圧延ロールおよび圧延ロールの再利用方法
【課題】外層にクラックが生じてもロール全体が割損するのを防ぐことができ、熱間圧延の際に熱膨張係数の差による引っ張り応力によって外層にクラックが発生することもなく、また圧延ロールを形成する材料を十分有効に利用することが可能な圧延ロールと、そのような圧延ロールについての有効な再利用方法を提供する。
【解決手段】外周に圧延部２を有する外層部３の内周に内層部４が嵌合して一体に回転可能とし、これら外層部３と内層部４とをともに超硬合金により形成した圧延ロール１とする。また、超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、圧延ロール１の内層部４として再利用する。あるいは、圧延ロール１の外層部３から内層部４を取り外して他の外層部の内周に嵌合する。
【解決手段】外周に圧延部２を有する外層部３の内周に内層部４が嵌合して一体に回転可能とし、これら外層部３と内層部４とをともに超硬合金により形成した圧延ロール１とする。また、超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、圧延ロール１の内層部４として再利用する。あるいは、圧延ロール１の外層部３から内層部４を取り外して他の外層部の内周に嵌合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周に圧延部が形成された圧延ロール、およびそのような圧延ロールの再利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧延機のシャフトに取り付けられて回転させられて、その外周に形成された圧延部（カリバー）により、例えば鉄筋等の異形棒鋼の圧延加工を行うような圧延ロールとしては、高硬度の超硬合金により一体に形成されて、テーパスリーブを介して上記シャフトに圧入される超硬ソリッドロールが従来より知られている。
【０００３】
ところが、このような超硬ソリッドロールは、高硬度である反面、靱性が低く、圧延を行う外周部に一旦クラックが発生すると内周部にまで進展して割損に至るという問題がある。また、圧延に使用されるのは外周の圧延部だけであって、圧延部が摩耗したときには研磨を施して再利用するものの限度があり、圧延部が廃却径に達すると高価な超硬合金を大部分残したまま廃棄せざるを得ないという問題もある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１〜３には、靱性に優れる鋼材よりなる内層材の外周に、超硬合金からなる外層材を、外層表面に円周方向の圧縮残留応力を付与したり、金属層を介したり、外層材の内側に中間層を設けたりして、焼結と同時に拡散接合したものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−００５８２３号公報
【特許文献２】特開２００１−０４７１１０号公報
【特許文献３】特開２００１−０４７１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように内層材が鋼材、外層材が超硬合金により形成された圧延ロールでは、これら鋼材と超硬合金との熱膨張係数の差により、熱間圧延の場合に外層材に引っ張り応力が作用することが避けられず、たとえ外層表面に圧縮残留応力を付与したり、内外層材間に金属層や中間層を設けたりしても、靱性が乏しい超硬合金製の外層材にクラックが発生するおそれを払拭することはできない。
【０００７】
また、これら特許文献１〜３に記載されているように、外層材となる超硬合金を、その焼結と同時に内層材の外周に拡散接合したものでは、内層材を外層材から取り外すことは困難であり、硬度が低い内層材に摩耗が生じたりすると、たとえ外層材の圧延部が使用可能であっても廃棄せざるを得なくなる。さらに、圧延部が廃却径に達したときには内層材ごと廃棄せざるを得ず、内層材が外層材より低廉であるとはいえ、十分な有効利用が図られているとは言い難い。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、外層にクラックが生じてもロール全体が割損するのを防ぐことができるのは勿論、熱間圧延の際に熱膨張係数の差による引っ張り応力によって外層にクラックが発生することもなく、また当該圧延ロールを形成する材料を十分有効に利用することが可能な圧延ロールを提供するとともに、そのような圧延ロールについての有効な再利用方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の圧延ロールは、外周に圧延部を有する外層部の内周に内層部が嵌合されて一体に回転可能とされており、上記外層部と内層部とがともに超硬合金により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された圧延ロールでは、外層部の内周に内層部が嵌合されており、靱性が低い超硬合金よりなる外層部にクラックが生じても嵌合面で止まって内層部に進展することはなく、外層部を交換することで圧延ロールを復元することができる。これは、たとえ内層部に摩耗が生じたりした場合でも同様であり、内外層部は嵌合させられて一体化しているので、内層部を外層部内周から取り外して交換することで、圧延ロールの復元を図ることができる。
【００１１】
そして、この内層部も外層部と同じ超硬合金により形成されているので、内外層部で熱膨張係数の差は無いか、たとえ超硬合金材種の違いによって差があるにしても極僅かである。従って、熱間圧延においても外層部に引っ張り応力が作用するのを防ぐことができ、これにより外層部のクラックの発生を確実に防止することができる。
【００１２】
ここで、上記外層部と内層部とを締まり嵌めによって嵌合させた場合には、この締まり嵌めの締め代は嵌合径に対して０．０１％〜０．０３％の範囲とされるのが望ましい。締め代の嵌合径に対する割合が、この範囲を下回るほど小さいと、圧延時に内外層部間でスリップが生じるおそれがある一方、この範囲を上回るほど大きいと、締まり嵌めによって外層部に引っ張り応力が作用してクラックの発生を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。ただし、上記超硬ソリッドロールのようにテーパスリーブを介して圧延機のシャフトに取り付けられる場合には、このテーパスリーブによって内層部から外層部に内圧が作用するので、締め代は０であってもよい。
【００１３】
一方、このような圧延ロールの内層部は、初めから当該内層部として所定の外径を有するものを超硬合金により形成して使用しても勿論構わないが、本発明の圧延ロールの再利用方法においては、第１に、廃却径に達した上記超硬ソリッドロールのように超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、本発明の圧延ロールの上記内層部として再利用することにより、超硬合金材料の有効利用を図ることができて、効率的かつ経済的である。また、本発明の圧延ロールの再利用方法においては、第２に、本発明の圧延ロールの上記外層部から上記内層部を取り外して他の外層部の内周に嵌合することによっても、超硬合金材料の有効利用を図ることができて、やはり効率的かつ経済的である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の圧延ロールによれば、靱性が低い外層部にクラックが生じるのを防ぐことができるとともに、たとえ外層部にクラックが生じたり、あるいは内層部に摩耗が生じたりしても、ロール全体を廃棄せざるを得なくなるのを避けることができて、超硬合金材料の有効利用を図ることができる。また、本発明の圧延ロールの再利用方法によれば、超硬合金材料を有効利用してこのような圧延ロールを効率的かつ経済的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の圧延ロールの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態を、超硬ソリッドロールを再利用して製造する場合の本発明の圧延ロールの再利用方法の一実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の実施例を説明するための断面図である。
【図４】図３における外層部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の圧延ロールの一実施形態を示すものである。本実施形態の圧延ロール１は、軸線Ｏを中心とした概略円筒状あるいは円環状をなしており、その外周には凹溝状の圧延部２が、この圧延ロール１の外周面を軸線Ｏ回りに周回するように形成されている。このような圧延ロール１は、一対の圧延ロール１が互いの軸線Ｏを平行にするとともに、これらの軸線Ｏに沿った断面において互いの圧延部２を対向させるようにして、その内周部が圧延機のシャフトに取り付けられ、上記軸線Ｏ回りに反対方向に回転させられつつ、対向した圧延部２間に加工物を通過させて圧延する。
【００１７】
そして、この圧延ロール１は、外周に上記圧延部２が形成された外層部３と、この外層部３の内周に嵌合させられてその内周部が上記シャフトに取り付けられることにより外層部３と一体に回転させられる内層部４とから構成されており、これら外層部３と内層部４とは、ともにＷＣを主成分としてＣｏ等のバインダーを含有する超硬合金によって形成されている。ここで、これら外層部３と内層部４を形成する超硬合金は、上記バインダーの成分やＷＣ粒子の粒径などが同じのものであってもよく、異なるものであってもよい。
【００１８】
また、互いに密着する嵌合面となる外層部３の内周面と内層部４の外周面とは、軸線Ｏを中心とした円筒面とされており、本実施形態ではこれら内外層部３、４は締まり嵌めによって嵌合されている。具体的には、外層部３を加熱して熱膨張させ、または内層部４を冷却して収縮させ、あるいはこれら両方を同時に行い、内外層部３、４を嵌合した後に常温に放置して上記嵌合面を密着させる。
【００１９】
なお、本実施形態では、この締まり嵌めの際の締め代が嵌合径に対して０．０１％〜０．０３％の範囲とされている。すなわち、常温下における内層部４の外径をＤ、締まり嵌めして嵌合した状態における上記嵌合面の径（嵌合径）をｄとしたとき、（Ｄ−ｄ）／ｄが０．０１〜０．０３の範囲とされている。ただし、圧延ロール１がテーパスリーブを介して上記シャフトに取り付けられる場合は、このテーパスリーブによって内層部４に内圧が付与されて膨張することにより外層部３の内周面と密着させられて嵌合するので、締め代の嵌合径に対する割合は０．０１％未満であってもよく、例えば締め代が０であってもよい。
【００２０】
従って、このように構成された圧延ロール１では、圧延部２が形成された外層部３に、圧延時にこの圧延部２などからクラックが発生しても、互いの嵌合面で止まることになり、内層部４にまで進展することはない。このため、外層部３を交換することで圧延ロール１を復元することができ、超硬合金よりなる内層部４を有効利用することができて、効率的であり、また経済的である。また、逆に内層部４に摩耗が生じたりして使用が不可能となった場合でも、この内層部４だけを交換すればよい。
【００２１】
そして、さらに上記構成の圧延ロール１では、こうしてこれら内外層部３、４がともに超硬合金によって形成されているので、内外層部３、４を形成する超硬合金が同種であれば熱膨張係数の差はなく、また異なる材種であってもその差は極僅かである。このため、たとえ熱間圧延において加工物を圧延する場合でも、内層部４の熱膨張による引っ張り応力が外層部３に作用するのを防ぐことができ、このような引っ張り応力によって外層部３にクラックが生じたりするのを防止することが可能となる。また、圧延ロール１全体が超硬合金によって形成されることになるので、超硬ソリッドロールと同様にロール剛性が高く、特許文献１〜３に記載のものと比べて圧延トルクを高めることができるという利点も得られる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、これら内外層部３、４が締まり嵌めによって嵌合させられており、その嵌合径に対する締め代の割合が０．０１％〜０．０３％の範囲とされている。しかるに、この割合が小さすぎると圧延時に外層部３が内層部４に対してスリップを生じるおそれがあり、また逆にこの割合が大きすぎると、この締まり嵌めによって外層部３に引っ張り応力が作用してクラックの発生を招くおそれが生じるが、本実施形態によれば、締め代を上記範囲とすることにより、後述する実施例で実証するようにこれらスリップやクラックの発生を防止することができるとともに、上述のように内外層部３、４の一方を交換するときでもその着脱を容易とすることができる。
【００２３】
ところで、このような構成の圧延ロール１は、上記内外層部３、４を、予め所定の寸法、形状となるように超硬合金原料の粉末から圧粉体を成形して焼結し、こうして得られた焼結体を仕上げ加工した後に上述のように嵌合させて製造しても勿論構わないが、このうち内層部４については、本発明の圧延ロールの再利用方法の第１の実施形態のように、例えば図２（ａ）に示すような超硬合金一体ものの超硬ソリッドロール１１が、圧延に使用されることによりその圧延部１２が摩耗する度に研磨を繰り返されるうちに図２（ｂ）に示すように廃却径となったものを、図２（ｃ）に示すようにその外周を研磨して除去することにより、所定の外径の内層部４として再利用するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明の圧延ロールの再利用方法の第２の実施形態としては、上記実施形態の圧延ロール１を圧延に使用することによって圧延部２が摩耗する度に研磨を繰り返すうちに廃却径に達したときに、外径がこの廃却径に達した外層部３から内層部４を取り外して、新たに製造された新品の他の外層部３の内周に嵌合することにより、内層部４は再利用するようにしてもよい。
【００２５】
これら第１、第２の実施形態の圧延ロールの再利用方法によれば、第１の実施形態では従来は全体が廃棄されていた廃却径の超硬ソリッドロール１１の内周部を上記実施形態の圧延ロール１における内層部４として再利用することができ、また第２の実施形態では上記実施形態の圧延ロール１における内層部４を繰り返して新たな圧延ロール１の内層部４として再利用することができ、いずれにおいても超硬合金材料の有効利用を図ることができて、効率的であり、しかも経済的である。
【００２６】
そして、特に上記実施形態の圧延ロール１のように嵌合径に対する締め代の割合を上記範囲としておけば、第２の実施形態の再利用方法のように内層部４を新たな圧延ロール１の内層部４として再利用するときに、圧延時のスリップやクラックの発生は防ぎつつも、新旧の外層部３との着脱が容易となって、一層効率的な圧延ロールの再利用を促すことが可能となる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて、上記実施形態の圧延ロールにおいて嵌合径に対する締め代の割合を変化させたときの特性の変化について説明する。本実施例では、上記実施形態の圧延ロールにおいて、外層部の外径が４種のものに対して凹溝状の圧延部の深さ（カリバー深さ）がそれぞれ２種類ずつの合計８種の圧延ロールについて、嵌合径に対する締め代の割合を変化させて所定の範囲の圧延トルクで加工物の圧延加工を行い、圧延後にスリップ、割損の有無、および内外層部の着脱性について調べた。その結果を、実施例ごとに締め代と併せて表に示す。
【００２８】
なお、実施例に用いた圧延ロールは内外層部ともに材種が三菱マテリアル株式会社製ＧＡ５３１５（２０１０年４月からはＧＸ３１５に名称変更）よりなる超硬合金によって形成されており、また加工物は材種Ｓ４５Ｃの棒鋼材で、８００〜１１００℃の熱間圧延で圧下率２０％となるまで圧延を行った。
【００２９】
また、スリップの有無については圧延後に外層部が内層部に対して周方向にずれているか否かを確認し、割損の有無については圧延後の内外層部の割れ、ひび、クラックの有無を確認して、これらが生じていた場合は、その長さが１０ｍｍ以下のものを表中に三角印で示した（本実施例ではこれより大きなものは無かった。）。さらに、着脱性については、圧延後に外層部を加熱することで外層部から内層部を取り外すことができたものを丸印で、そうでなかったものを×印で表中に示した。
【実施例１】
【００３０】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を１５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を７５ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の９０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が２ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が４ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１１１ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は１９．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１０．５ｍｍとした。
【００３１】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表１に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ４９０〜９８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表１に併せて示す。
【００３２】
【表１】
【実施例２】
【００３３】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例１と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を１５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を７５ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の９０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例２では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例２では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は９９ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は２５．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は４．５ｍｍとした。
【００３４】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表２に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例１と同じくそれぞれ４９０〜９８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表２に併せて示す。
【００３５】
【表２】
【実施例３】
【００３６】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１００ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１２０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１４４ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は２８．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１２．０ｍｍとした。
【００３７】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表３に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ４９０〜１９６０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表３に併せて示す。
【００３８】
【表３】
【実施例４】
【００３９】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例３と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１００ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１２０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例４では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例４では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１３０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３５．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は５．０ｍｍとした。
【００４０】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表４に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例３と同じくそれぞれ４９０〜１９６０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表４に併せて示す。
【００４１】
【表４】
【実施例５】
【００４２】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１５０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１８９ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３０．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１９．５ｍｍとした。
【００４３】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表５に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ１９６０〜３９２０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表５に併せて示す。
【００４４】
【表５】
【実施例６】
【００４５】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例５と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１５０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例６では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例６では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１７５ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３７．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１２．５ｍｍであった。
【００４６】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表６に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例５と同じくそれぞれ１９６０〜３９２０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表６に併せて示す。
【００４７】
【表６】
【実施例７】
【００４８】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を３００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１８０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は２２０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は４０．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は２０．０ｍｍとした。
【００４９】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表７に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ３９２０〜５８８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表７に併せて示す。
【００５０】
【表７】
【実施例８】
【００５１】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例７と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を３００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１８０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例８では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が２０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が４０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例８では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１９０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は５５．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は５．０ｍｍであった。
【００５２】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表８に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例７と同じくそれぞれ３９２０〜５８８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表８に併せて示す。
【００５３】
【表８】
【００５４】
これら表１〜８の結果より、実施例１〜８のいずれにおいても、締め代が小さくて嵌合径に対する割合が０．０１％未満の０．００５％とされたものでは、割損は認められず、また着脱性も良好であったが、圧延時に外層部３が内層部４に対してスリップしていたことが確認された。一方、逆に締め代が大きくて嵌合径に対する割合が０．０３％を上回る０．０４％とされていたものでは、スリップは認められなかったものの、上述のような小さな割損（クラックやひび）が認められ、また内外層部３、４の着脱も容易ではなかった。ただし、外層部３が大きく欠けるような割損には至ってはいない。
【００５５】
これらに対して、締め代の嵌合径に対する割合が０．０１％〜０．０３％の範囲とされたものでは、圧延後においてスリップや割損は認められず、円滑かつ安定した圧延を行うことができた。また、内外層部３、４の着脱も容易であった。
【符号の説明】
【００５６】
１ 圧延ロール
２ 圧延部
３ 外層部
４ 内層部
Ｏ 圧延ロール１の軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周に圧延部が形成された圧延ロール、およびそのような圧延ロールの再利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧延機のシャフトに取り付けられて回転させられて、その外周に形成された圧延部（カリバー）により、例えば鉄筋等の異形棒鋼の圧延加工を行うような圧延ロールとしては、高硬度の超硬合金により一体に形成されて、テーパスリーブを介して上記シャフトに圧入される超硬ソリッドロールが従来より知られている。
【０００３】
ところが、このような超硬ソリッドロールは、高硬度である反面、靱性が低く、圧延を行う外周部に一旦クラックが発生すると内周部にまで進展して割損に至るという問題がある。また、圧延に使用されるのは外周の圧延部だけであって、圧延部が摩耗したときには研磨を施して再利用するものの限度があり、圧延部が廃却径に達すると高価な超硬合金を大部分残したまま廃棄せざるを得ないという問題もある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１〜３には、靱性に優れる鋼材よりなる内層材の外周に、超硬合金からなる外層材を、外層表面に円周方向の圧縮残留応力を付与したり、金属層を介したり、外層材の内側に中間層を設けたりして、焼結と同時に拡散接合したものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−００５８２３号公報
【特許文献２】特開２００１−０４７１１０号公報
【特許文献３】特開２００１−０４７１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように内層材が鋼材、外層材が超硬合金により形成された圧延ロールでは、これら鋼材と超硬合金との熱膨張係数の差により、熱間圧延の場合に外層材に引っ張り応力が作用することが避けられず、たとえ外層表面に圧縮残留応力を付与したり、内外層材間に金属層や中間層を設けたりしても、靱性が乏しい超硬合金製の外層材にクラックが発生するおそれを払拭することはできない。
【０００７】
また、これら特許文献１〜３に記載されているように、外層材となる超硬合金を、その焼結と同時に内層材の外周に拡散接合したものでは、内層材を外層材から取り外すことは困難であり、硬度が低い内層材に摩耗が生じたりすると、たとえ外層材の圧延部が使用可能であっても廃棄せざるを得なくなる。さらに、圧延部が廃却径に達したときには内層材ごと廃棄せざるを得ず、内層材が外層材より低廉であるとはいえ、十分な有効利用が図られているとは言い難い。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、外層にクラックが生じてもロール全体が割損するのを防ぐことができるのは勿論、熱間圧延の際に熱膨張係数の差による引っ張り応力によって外層にクラックが発生することもなく、また当該圧延ロールを形成する材料を十分有効に利用することが可能な圧延ロールを提供するとともに、そのような圧延ロールについての有効な再利用方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の圧延ロールは、外周に圧延部を有する外層部の内周に内層部が嵌合されて一体に回転可能とされており、上記外層部と内層部とがともに超硬合金により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された圧延ロールでは、外層部の内周に内層部が嵌合されており、靱性が低い超硬合金よりなる外層部にクラックが生じても嵌合面で止まって内層部に進展することはなく、外層部を交換することで圧延ロールを復元することができる。これは、たとえ内層部に摩耗が生じたりした場合でも同様であり、内外層部は嵌合させられて一体化しているので、内層部を外層部内周から取り外して交換することで、圧延ロールの復元を図ることができる。
【００１１】
そして、この内層部も外層部と同じ超硬合金により形成されているので、内外層部で熱膨張係数の差は無いか、たとえ超硬合金材種の違いによって差があるにしても極僅かである。従って、熱間圧延においても外層部に引っ張り応力が作用するのを防ぐことができ、これにより外層部のクラックの発生を確実に防止することができる。
【００１２】
ここで、上記外層部と内層部とを締まり嵌めによって嵌合させた場合には、この締まり嵌めの締め代は嵌合径に対して０．０１％〜０．０３％の範囲とされるのが望ましい。締め代の嵌合径に対する割合が、この範囲を下回るほど小さいと、圧延時に内外層部間でスリップが生じるおそれがある一方、この範囲を上回るほど大きいと、締まり嵌めによって外層部に引っ張り応力が作用してクラックの発生を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。ただし、上記超硬ソリッドロールのようにテーパスリーブを介して圧延機のシャフトに取り付けられる場合には、このテーパスリーブによって内層部から外層部に内圧が作用するので、締め代は０であってもよい。
【００１３】
一方、このような圧延ロールの内層部は、初めから当該内層部として所定の外径を有するものを超硬合金により形成して使用しても勿論構わないが、本発明の圧延ロールの再利用方法においては、第１に、廃却径に達した上記超硬ソリッドロールのように超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、本発明の圧延ロールの上記内層部として再利用することにより、超硬合金材料の有効利用を図ることができて、効率的かつ経済的である。また、本発明の圧延ロールの再利用方法においては、第２に、本発明の圧延ロールの上記外層部から上記内層部を取り外して他の外層部の内周に嵌合することによっても、超硬合金材料の有効利用を図ることができて、やはり効率的かつ経済的である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の圧延ロールによれば、靱性が低い外層部にクラックが生じるのを防ぐことができるとともに、たとえ外層部にクラックが生じたり、あるいは内層部に摩耗が生じたりしても、ロール全体を廃棄せざるを得なくなるのを避けることができて、超硬合金材料の有効利用を図ることができる。また、本発明の圧延ロールの再利用方法によれば、超硬合金材料を有効利用してこのような圧延ロールを効率的かつ経済的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の圧延ロールの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態を、超硬ソリッドロールを再利用して製造する場合の本発明の圧延ロールの再利用方法の一実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の実施例を説明するための断面図である。
【図４】図３における外層部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の圧延ロールの一実施形態を示すものである。本実施形態の圧延ロール１は、軸線Ｏを中心とした概略円筒状あるいは円環状をなしており、その外周には凹溝状の圧延部２が、この圧延ロール１の外周面を軸線Ｏ回りに周回するように形成されている。このような圧延ロール１は、一対の圧延ロール１が互いの軸線Ｏを平行にするとともに、これらの軸線Ｏに沿った断面において互いの圧延部２を対向させるようにして、その内周部が圧延機のシャフトに取り付けられ、上記軸線Ｏ回りに反対方向に回転させられつつ、対向した圧延部２間に加工物を通過させて圧延する。
【００１７】
そして、この圧延ロール１は、外周に上記圧延部２が形成された外層部３と、この外層部３の内周に嵌合させられてその内周部が上記シャフトに取り付けられることにより外層部３と一体に回転させられる内層部４とから構成されており、これら外層部３と内層部４とは、ともにＷＣを主成分としてＣｏ等のバインダーを含有する超硬合金によって形成されている。ここで、これら外層部３と内層部４を形成する超硬合金は、上記バインダーの成分やＷＣ粒子の粒径などが同じのものであってもよく、異なるものであってもよい。
【００１８】
また、互いに密着する嵌合面となる外層部３の内周面と内層部４の外周面とは、軸線Ｏを中心とした円筒面とされており、本実施形態ではこれら内外層部３、４は締まり嵌めによって嵌合されている。具体的には、外層部３を加熱して熱膨張させ、または内層部４を冷却して収縮させ、あるいはこれら両方を同時に行い、内外層部３、４を嵌合した後に常温に放置して上記嵌合面を密着させる。
【００１９】
なお、本実施形態では、この締まり嵌めの際の締め代が嵌合径に対して０．０１％〜０．０３％の範囲とされている。すなわち、常温下における内層部４の外径をＤ、締まり嵌めして嵌合した状態における上記嵌合面の径（嵌合径）をｄとしたとき、（Ｄ−ｄ）／ｄが０．０１〜０．０３の範囲とされている。ただし、圧延ロール１がテーパスリーブを介して上記シャフトに取り付けられる場合は、このテーパスリーブによって内層部４に内圧が付与されて膨張することにより外層部３の内周面と密着させられて嵌合するので、締め代の嵌合径に対する割合は０．０１％未満であってもよく、例えば締め代が０であってもよい。
【００２０】
従って、このように構成された圧延ロール１では、圧延部２が形成された外層部３に、圧延時にこの圧延部２などからクラックが発生しても、互いの嵌合面で止まることになり、内層部４にまで進展することはない。このため、外層部３を交換することで圧延ロール１を復元することができ、超硬合金よりなる内層部４を有効利用することができて、効率的であり、また経済的である。また、逆に内層部４に摩耗が生じたりして使用が不可能となった場合でも、この内層部４だけを交換すればよい。
【００２１】
そして、さらに上記構成の圧延ロール１では、こうしてこれら内外層部３、４がともに超硬合金によって形成されているので、内外層部３、４を形成する超硬合金が同種であれば熱膨張係数の差はなく、また異なる材種であってもその差は極僅かである。このため、たとえ熱間圧延において加工物を圧延する場合でも、内層部４の熱膨張による引っ張り応力が外層部３に作用するのを防ぐことができ、このような引っ張り応力によって外層部３にクラックが生じたりするのを防止することが可能となる。また、圧延ロール１全体が超硬合金によって形成されることになるので、超硬ソリッドロールと同様にロール剛性が高く、特許文献１〜３に記載のものと比べて圧延トルクを高めることができるという利点も得られる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、これら内外層部３、４が締まり嵌めによって嵌合させられており、その嵌合径に対する締め代の割合が０．０１％〜０．０３％の範囲とされている。しかるに、この割合が小さすぎると圧延時に外層部３が内層部４に対してスリップを生じるおそれがあり、また逆にこの割合が大きすぎると、この締まり嵌めによって外層部３に引っ張り応力が作用してクラックの発生を招くおそれが生じるが、本実施形態によれば、締め代を上記範囲とすることにより、後述する実施例で実証するようにこれらスリップやクラックの発生を防止することができるとともに、上述のように内外層部３、４の一方を交換するときでもその着脱を容易とすることができる。
【００２３】
ところで、このような構成の圧延ロール１は、上記内外層部３、４を、予め所定の寸法、形状となるように超硬合金原料の粉末から圧粉体を成形して焼結し、こうして得られた焼結体を仕上げ加工した後に上述のように嵌合させて製造しても勿論構わないが、このうち内層部４については、本発明の圧延ロールの再利用方法の第１の実施形態のように、例えば図２（ａ）に示すような超硬合金一体ものの超硬ソリッドロール１１が、圧延に使用されることによりその圧延部１２が摩耗する度に研磨を繰り返されるうちに図２（ｂ）に示すように廃却径となったものを、図２（ｃ）に示すようにその外周を研磨して除去することにより、所定の外径の内層部４として再利用するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明の圧延ロールの再利用方法の第２の実施形態としては、上記実施形態の圧延ロール１を圧延に使用することによって圧延部２が摩耗する度に研磨を繰り返すうちに廃却径に達したときに、外径がこの廃却径に達した外層部３から内層部４を取り外して、新たに製造された新品の他の外層部３の内周に嵌合することにより、内層部４は再利用するようにしてもよい。
【００２５】
これら第１、第２の実施形態の圧延ロールの再利用方法によれば、第１の実施形態では従来は全体が廃棄されていた廃却径の超硬ソリッドロール１１の内周部を上記実施形態の圧延ロール１における内層部４として再利用することができ、また第２の実施形態では上記実施形態の圧延ロール１における内層部４を繰り返して新たな圧延ロール１の内層部４として再利用することができ、いずれにおいても超硬合金材料の有効利用を図ることができて、効率的であり、しかも経済的である。
【００２６】
そして、特に上記実施形態の圧延ロール１のように嵌合径に対する締め代の割合を上記範囲としておけば、第２の実施形態の再利用方法のように内層部４を新たな圧延ロール１の内層部４として再利用するときに、圧延時のスリップやクラックの発生は防ぎつつも、新旧の外層部３との着脱が容易となって、一層効率的な圧延ロールの再利用を促すことが可能となる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて、上記実施形態の圧延ロールにおいて嵌合径に対する締め代の割合を変化させたときの特性の変化について説明する。本実施例では、上記実施形態の圧延ロールにおいて、外層部の外径が４種のものに対して凹溝状の圧延部の深さ（カリバー深さ）がそれぞれ２種類ずつの合計８種の圧延ロールについて、嵌合径に対する締め代の割合を変化させて所定の範囲の圧延トルクで加工物の圧延加工を行い、圧延後にスリップ、割損の有無、および内外層部の着脱性について調べた。その結果を、実施例ごとに締め代と併せて表に示す。
【００２８】
なお、実施例に用いた圧延ロールは内外層部ともに材種が三菱マテリアル株式会社製ＧＡ５３１５（２０１０年４月からはＧＸ３１５に名称変更）よりなる超硬合金によって形成されており、また加工物は材種Ｓ４５Ｃの棒鋼材で、８００〜１１００℃の熱間圧延で圧下率２０％となるまで圧延を行った。
【００２９】
また、スリップの有無については圧延後に外層部が内層部に対して周方向にずれているか否かを確認し、割損の有無については圧延後の内外層部の割れ、ひび、クラックの有無を確認して、これらが生じていた場合は、その長さが１０ｍｍ以下のものを表中に三角印で示した（本実施例ではこれより大きなものは無かった。）。さらに、着脱性については、圧延後に外層部を加熱することで外層部から内層部を取り外すことができたものを丸印で、そうでなかったものを×印で表中に示した。
【実施例１】
【００３０】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を１５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を７５ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の９０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が２ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が４ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１１１ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は１９．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１０．５ｍｍとした。
【００３１】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表１に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ４９０〜９８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表１に併せて示す。
【００３２】
【表１】
【実施例２】
【００３３】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例１と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を１５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を７５ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の９０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例２では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例２では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は９９ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は２５．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は４．５ｍｍとした。
【００３４】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表２に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例１と同じくそれぞれ４９０〜９８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表２に併せて示す。
【００３５】
【表２】
【実施例３】
【００３６】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１００ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１２０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１４４ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は２８．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１２．０ｍｍとした。
【００３７】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表３に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ４９０〜１９６０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表３に併せて示す。
【００３８】
【表３】
【実施例４】
【００３９】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例３と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１００ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１２０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例４では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例４では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１３０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３５．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は５．０ｍｍとした。
【００４０】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表４に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例３と同じくそれぞれ４９０〜１９６０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表４に併せて示す。
【００４１】
【表４】
【実施例５】
【００４２】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１５０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が５ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が１０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１８９ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３０．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１９．５ｍｍとした。
【００４３】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表５に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ１９６０〜３９２０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表５に併せて示す。
【００４４】
【表５】
【実施例６】
【００４５】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例５と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を２５０ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１５０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例６では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例６では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１７５ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は３７．５ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は１２．５ｍｍであった。
【００４６】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表６に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例５と同じくそれぞれ１９６０〜３９２０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表６に併せて示す。
【００４７】
【表６】
【実施例７】
【００４８】
図３に概略を示す圧延ロール１において、外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を３００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１８０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が１０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が２０ｍｍとして１条のみ形成した。このときの内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は２２０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は４０．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は２０．０ｍｍとした。
【００４９】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表７に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、それぞれ３９２０〜５８８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表７に併せて示す。
【００５０】
【表７】
【実施例８】
【００５１】
図３に概略を示す圧延ロール１において、実施例７と同じく外層部３の外径（図３におけるａ寸法）を３００ｍｍ、内外層部３、４の軸線Ｏ方向の嵌合長さ（図３におけるｂ寸法）を１５０ｍｍ、内層部４の内径を外層部３の外径の６０％の１８０ｍｍとして、外層部３の外周に図４に示すような断面半楕円形状の凹溝状の圧延部２を、本実施例８では深さ（カリバー深さ。図４におけるｃ寸法）が２０ｍｍ、軸線Ｏ方向の幅（図４におけるｈ寸法）が４０ｍｍとして１条のみ形成した。なお、この実施例８では、内外層部３、４の嵌合径（図３におけるｅ寸法）は１９０ｍｍ、また外層部３の径方向の厚み（図３におけるｆ寸法）は５５．０ｍｍ、内層部４の径方向の厚み（図３におけるｇ寸法）は５．０ｍｍであった。
【００５２】
そして、このような圧延ロールにおいて、次表８に示すように締め代を調整して嵌合径に対する締め代の割合を変化させた圧延ロールにより、実施例７と同じくそれぞれ３９２０〜５８８０Ｎ・ｍの圧延トルクで上記条件により圧延加工を行った後、上述のようにスリップ、割損の有無、および着脱性について調べた。この結果を表８に併せて示す。
【００５３】
【表８】
【００５４】
これら表１〜８の結果より、実施例１〜８のいずれにおいても、締め代が小さくて嵌合径に対する割合が０．０１％未満の０．００５％とされたものでは、割損は認められず、また着脱性も良好であったが、圧延時に外層部３が内層部４に対してスリップしていたことが確認された。一方、逆に締め代が大きくて嵌合径に対する割合が０．０３％を上回る０．０４％とされていたものでは、スリップは認められなかったものの、上述のような小さな割損（クラックやひび）が認められ、また内外層部３、４の着脱も容易ではなかった。ただし、外層部３が大きく欠けるような割損には至ってはいない。
【００５５】
これらに対して、締め代の嵌合径に対する割合が０．０１％〜０．０３％の範囲とされたものでは、圧延後においてスリップや割損は認められず、円滑かつ安定した圧延を行うことができた。また、内外層部３、４の着脱も容易であった。
【符号の説明】
【００５６】
１ 圧延ロール
２ 圧延部
３ 外層部
４ 内層部
Ｏ 圧延ロール１の軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に圧延部を有する外層部の内周に内層部が嵌合されて一体に回転可能とされており、上記外層部と内層部とがともに超硬合金により形成されていることを特徴とする圧延ロール。
【請求項２】
上記外層部と内層部とが締まり嵌めによって嵌合させられており、この締まり嵌めの締め代が０．０１％〜０．０３％の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧延ロール。
【請求項３】
超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、請求項１または請求項２に記載の圧延ロールの上記内層部として再利用することを特徴とする圧延ロールの再利用方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の圧延ロールの上記外層部から上記内層部を取り外して他の外層部の内周に嵌合することを特徴とする圧延ロールの再利用方法。
【請求項１】
外周に圧延部を有する外層部の内周に内層部が嵌合されて一体に回転可能とされており、上記外層部と内層部とがともに超硬合金により形成されていることを特徴とする圧延ロール。
【請求項２】
上記外層部と内層部とが締まり嵌めによって嵌合させられており、この締まり嵌めの締め代が０．０１％〜０．０３％の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧延ロール。
【請求項３】
超硬合金によって一体に形成された圧延ロールの外周部を除去して外径を小さくし、請求項１または請求項２に記載の圧延ロールの上記内層部として再利用することを特徴とする圧延ロールの再利用方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の圧延ロールの上記外層部から上記内層部を取り外して他の外層部の内周に嵌合することを特徴とする圧延ロールの再利用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２０６８１９（Ｐ２０１１−２０６８１９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７５９８（Ｐ２０１０−７７５９８）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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