【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱亀裂性に優れた熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントの肉盛溶接材料と、その肉盛溶接方法、および肉盛溶接したセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、熱間圧延とは、塊状の金属材料を数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、ローラーで挟圧しつつそのローラーを回転させ、薄く延ばすことをいう。
【０００３】
鋼をはじめとする金属帯の熱間圧延は、図４にその一例を示すような熱間圧延ライン１００にて行なう。金属材料（被圧延材８）を加熱炉１０で加熱し、粗圧延機１２、仕上圧延機１８などの圧延機群により順次圧延し、巻取装置２４で巻き取る。
熱間圧延ライン１００には、前記した装置の他に図４に示したクロップシャー１４、デスケーリング装置１６、冷却ゾーン２２などの付帯設備も配置されている。そして、各圧延機をはじめとする各設備間には図示しない多数のテーブルローラがあり、これにより被圧延材８が搬送される。
【０００４】
巻取装置２４を拡大して示すと図３の通りであり、３００〜８００℃の高温の鋼帯を巻き取る心棒にあたるマンドレル２４２は、複数のセグメント２４４と呼ばれる部材から構成されていて、図示しない機構により、このセグメント２４４が外方に移動することでマンドレル２４２の直径が拡大し、内方に移動することでマンドレル２４２の直径が縮小する。
【０００５】
マンドレル２４２の直径が拡大した状態で、それと接するラッパーロール２４６をともに回転させ、その間に金属帯を導入することでその先端を巻き取り、数巻きの巻取りが終了するとラッパーロール２４６は開放する。そのまま金属帯尾端まで巻き取り、巻き取りが終了し、コイル状に巻かれた金属帯の回転を停止させた後、ただちに、マンドレル２４２の直径を縮小することでコイル状に巻き取られた金属帯を抜き出せるようにしているのである。
【０００６】
以下、鋼の熱間圧延の場合を例として説明する。
この熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントは、鋼帯先端と接触し、ときには擦動し、そして巻き締まりによる力が加わるため、耐熱的な観点から水冷されるが、鋼帯との接触による入熱と水冷による抜熱の繰り返しで熱疲労し、長期間の使用のうちには亀裂が発生するなどして劣化する。
【０００７】
そこで、マンドレルのセグメント劣化を抑制し、長寿命化を図るために従来よりセグメント材質の面で工夫が図られ、このマンドレルのセグメント用素材としては、ＪＩＳ Ｇ ５１１１のＳＣＭｎ低合金鋼の遠心鋳造材あるいは同成分の鍛鋼材が使用されていた。また、摩耗対策として、肉盛などの溶接による補修が行なわれる場合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遠心鋳造材や鍛鋼材のセグメントは、巻取温度が６００〜８００℃と高温の部類の鋼帯先端を巻き取った場合の、高温での摺動による摩耗や、冷却水起因の腐食による減肉に対する耐久性が十分でなく、早期に劣化し、頻繁に交換する必要が生ずるという問題があった。
【０００９】
また、腐食による減肉を抑制しようとして冷却水の供給流量を減らすと、前述のような高温の鋼帯先端の巻き取り時にセグメント表層の塑性流動が起こり、焼き付きが発生して、鋼帯巻き取り始めに相当する先端数ｍにかけて、セグメントの外形が圧痕として転写する場合があり、切り捨てにより歩留まりが低下する問題があった。
【００１０】
そこで、従来からＪＩＳ Ｚ ３２２３に規定するような硬化肉盛材を使用してマンドレルのセグメントの硬化肉盛補修が行なわれていたが、腐食や摩耗による減肉は遠心鋳造材や鍛鋼材よりも少ないものの、熱疲労による亀裂は比較的早期に発生し、さらに亀裂起因の微小な欠け落ちが、やはり鋼帯巻き取り始めの数ｍにかけて異材粉として焼き付き、切り捨てにより歩留まりが低下するという問題もあった。
【００１１】
本発明は前記従来技術における問題点を解消し、耐熱亀裂性に優れた熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントの肉盛溶接材料とその肉盛溶接方法および肉盛溶接したセグメントを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメント表面に、所定成分を含む硬化肉盛溶接層を形成することが有効であることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
前記の知見に基づいてなされた本発明は、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１２％、Ｓｉ：０．２〜０．８％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、Ｃｒ：１．０〜５．０％、Ｍｏ：０．１〜２．０％を含有し、さらにＮｉ：０．５〜３．０％、Ｖ：０．１〜１．０％、Ｃｏ：０．５〜３．０％、Ｗ：０．１〜１．０％のうちの１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントの肉盛溶接材料を要旨としている。
【００１４】
また本発明は、前記の他にさらにＴｉ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．０１〜０．１％のうちの１種以上を含有する熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントの肉盛溶接材料もその要旨である。
【００１５】
そして、前記の各肉盛溶接材料を使用する熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントの肉盛溶接方法ならびにこれらの肉盛溶接材料を用いて肉盛溶接した熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメントも本発明の要旨である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の構成と作用を説明する。
本発明に係る熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメント肉盛溶接材料の成分組成範囲を規定した理由について説明する。成分含有量はいずれも質量％である。
Ｃ含有量の下限を０．０５％とすることで降伏点を７００ＭＰａ以上にでき、また上限を０．１２％とすることで伸びを１３％以上、絞りを４０％以上確保できるようになり、強度、靱性を十分に維持することができるようになる。
【００１７】
Ｓｉ、Ｍｎ含有量の下限はそれぞれ０．２％、０．５％を下回ると耐熱亀裂性が低下する。また上限の０．８％、１．５％を超えると肉盛溶接中に高温割れが発生するという欠点が現われる。
【００１８】
Ｃｒは、伸び、絞り、降伏点および耐食性を向上させるための有効な添加成分であるが、あまり大量に添加すると熱膨張係数が大きくなり、耐熱亀裂性が低下するとともに高温の鋼帯の先端を巻き取る際の摺動による焼き付きが発生しやすくなる。一方、少量の場合は強度不足となり、耐酸化性も小さく、腐食による減肉も激しくなるため、その含有量を１．０〜５．０％とした。
【００１９】
Ｍｏは、伸び、絞り、降伏点および耐食性を向上させるために適性量添加すると有効である。とくにＣｒとの相乗効果で高温強度を増し、耐摩耗性が改善できる。しかし多量の添加は脆化が著しくなって逆効果であるために、添加量範囲を０．１〜２．０％とした。
【００２０】
以上の５元素は、本発明に係る熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメント肉盛溶接材料の成分組成を決定付ける基本成分であり、この５元素に基づく精錬時の作用により、精錬後の本材料の金属組織は低Ｃベイナイト系の硬化組織となる。
【００２１】
またＮｉは、伸び、絞り、耐食性および靱性を向上させるための有効成分であるが、Ｃｒと同様に大量の添加は熱膨張係数が大きくなり、耐熱亀裂性が低下する。少量すぎると、所定の特性を発揮することができないので、添加量範囲を０．５〜３．０％とした。
【００２２】
Ｃｏは、Ｎｉとほぼ同様の効果が得られる成分元素であり、適正な添加量範囲は０．５〜３．０％である。
ＷおよびＶは前述のＣと結びつき、微細な炭化物を析出して強度および硬さを向上させるための有効な添加成分であるが、Ｃ％を０．０５〜０．１２％にした場合、ＷおよびＶはそれぞれ０．１〜１．０％が適量である。すなわち、０．１％未満では強度および硬さの向上効果が少なく、１．０％を超えると脆くなり、耐熱亀裂性が低下する。
【００２３】
これらＮｉ、Ｃｏ、ＷおよびＶは、その１種以上を添加することにより、低Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系の高靱性ベイナイト組織のさらなる特性向上、微細炭化物の分散による耐摩耗性の向上、高温におけるこれら諸特性を向上改善する相乗効果が期待できる。
【００２４】
つぎに、ＴｉおよびＮは、肉盛溶接材料の結晶粒を微細化する成分として添加するとさらによい性質が得られる。精錬した鋼中には０．０１％未満のＮが含まれることが多いので、Ｔｉの添加のみでＴｉＮを生成させることができるが、Ｎを添加することによりＴｉＮの生成を容易にし、結晶粒を一層微細化することができる。結晶粒を微細化すると、強度、靱性ともに向上し、耐摩耗性、耐熱亀裂性が向上する。
ただし、両元素が少量の場合には効果が小さく、多量に添加すると脆化するため、Ｔｉ、Ｎともに添加量範囲は０．０１〜０．１％とする。
【００２５】
本発明に係る熱間圧延鋼帯巻取装置用マンドレルのセグメント肉盛溶接材料の溶接方法としては、サブマージアーク溶接が望ましい。その場合、図２に示すように、肉盛溶接が必要なセグメント２４４の領域を上面にしてフラックスを盛り、その中に溶接棒２を挿入して通電し、肉盛溶接が必要な領域内に溶接棒を移動させるようにする。
【００２６】
前記サブマージアーク溶接に使用するフラックスの材質としては、塩基性のＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＳｉＯ２系の焼成型が望ましい。この系のフラックスは溶接後の溶接スラグの剥離性、肉盛溶接金属の清浄性改善に効果がある。代表的配合の一例としては、ＣａＯ：２６．０％、Ａｌ２Ｏ３：２３．２％、Ｍｎ：１．０％、ＳｉＯ２：１８．６％、ＭｇＯ：３０．５％、Ｋ２Ｏ：０．７％が汎用されている。
【００２７】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
本発明においては、図１に示すように、マンドレルのセグメント２４４の全表面に肉盛溶接を実施する。この場合、マンドレルの回転中心軸方向に多列にわたって溶接ビード４を形成するのが１例であるが、これに限らず円周方向に多列に溶接ビードを形成してもよい。
【００２８】
また別の実施態様としては、熱亀裂の発生した部位について、亀裂を塞ぐように肉盛溶接をすることもできる。図１は、１つのセグメント２４４の１部に肉盛溶接を施した状態を示しているが、実際は、全部のセグメントについて全表面に肉盛溶接を行なうのが一般的である。
【００２９】
肉盛溶接材料中には、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｆｅなどの複合炭化物が生成分布するので、熱処理によってこれらの形状分布を制御し、良好な機械的性質を得るようにすることが好ましい。
【００３０】
以上のようにＣ、Ｃｒ、Ｍｏを主成分とした合金鋼に、Ｖ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｏを添加することにより、高温での耐摩耗性、高強度、高延性、高靱性、耐焼き付き性、耐食性、耐熱亀裂性を向上でき、マンドレルのセグメントの寿命を大幅に延長することができる。
【００３１】
本発明に係る肉盛溶接材料の製造は、必要な成分元素を添加して転炉で溶融精製した後、角ビレットに鋳造して、丸棒状圧延した後、所定長さに切断して製造する。
【００３２】
実施例
表１に本発明に係る肉盛溶接材料と、従来技術であるＪＩＳ Ｇ ５１１１のＳＣＭｎ低合金鋼の鍛鋼材（以下ＳＣＭ材という）の成分を比較して示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
マンドレルのセグメントに使用しているＳＣＭ材に、表１に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの肉盛溶接材料を、全部のセグメントについて全表面に肉盛溶接し、３ヵ月熱間圧延操業に供用した結果、表２に示すように操業期間内に熱亀裂発生はなく、鋼帯先端とマンドレルのセグメントとの摺動による焼き付きもなかった。
【００３５】
【表２】
【００３６】
一方、従来のようなＪＩＳ Ｇ ５１１１のＳＣＭｎ低合金鋼の鍛鋼材をマンドレルのセグメントに使用し、何ら肉盛溶接補修を行なわなかった場合、１０ヵ月周期でマンドレルのセグメントを新品と交換せざるをえなかった。
【００３７】
前記の未補修マンドレルのセグメントに対して、１０ヵ月経過した時点で従来から用いられているＪＩＳ Ｚ ３２２３に規定する材料により硬化肉盛溶接を行なった場合には、マンドレルのセグメントを新品と交換するまでの寿命を延ばすことができるのであるが、さらに３ヵ月経過すると焼き付きが発生するようになり、以降は３ヵ月周期で硬化肉盛溶接を繰り返すか、どこかでマンドレルのセグメントを新品と交換するしかなかった。実際には、最初の３ヵ月経過時にマンドレルのセグメントを新品と交換していた。
【００３８】
ところが、本発明に係る肉盛溶接材料Ａ、Ｂによれば、１０ヵ月経過した時点で肉盛溶接したものが、以降、別途調査した結果によれば５ヵ月経過してもなお焼き付きが発生しなかった。また、本発明に係る肉盛溶接材料Ｃ、Ｄによれば、１０ヵ月経過した時点で肉盛溶接したものが、以降、別途調査した結果によれば５ヵ月経過してもなお焼き付きが発生しなかった。
【００３９】
本発明に係る肉盛溶接材料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとも、上記期間経過したときに、たまたま年次の大定修タイミングがきたので、そのタイミングにしたがってマンドレルのセグメントを新品と交換することになったが、実際にはさらに長期間使用の可能性も十分にあった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているから、従来のＪＩＳ Ｚ ３２２３に規定する材料により硬化肉盛溶接補修を行なった場合の問題点であった、耐熱亀裂性、耐焼き付き性を改善することで、異材粉の鋼帯への焼き付きを抑え、切り捨てによる歩留まりの低下を防止することができるようになったとともに、マンドレルのセグメントの交換周期を延長できることで、補修費用の削減も可能となり、さらに、マンドレルのセグメントの摩耗を抑制できることから、長期にわたり、鋼帯の巻き姿がテレスコの少ない状態に安定できるという効果が奏され、産業上きわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による硬化肉盛溶接をマンドレルのセグメント表面の一部に実施している構造を示す斜視図である。
【図２】硬化肉盛層を形成する溶接状態の説明図である。
【図３】本発明を適用する巻取装置のマンドレルとセグメントの配置を示す概要図である。
【図４】本発明による硬化肉盛溶接を行なったマンドレルのセグメントを組み込んだ熱間圧延ラインを示す概要図である。
【符号の説明】
２ 溶接棒
４ 溶接ビード
８ 被圧延材
１０ 加熱炉
１２ 粗圧延機
１４ クロップシャー
１６ デスケーリング装置
１８ 仕上圧延機
２２ 冷却ゾーン
２４ 巻取装置
１００ 熱間圧延ライン
２４２ マンドレル
２４４ セグメント
２４６ ラッパーロール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a build-up welding material for a segment of a mandrel for a hot-rolled steel strip winding device excellent in heat crack resistance, a build-up welding method thereof, and a build-up welded segment.
[0002]
[Prior art]
Normally, hot rolling refers to heating a massive metal material to several hundred to several hundreds of degrees Celsius, extracting it on a hot rolling line, rotating the roller while pinching it with a roller, and stretching it thinly. .
[0003]
Hot rolling of a metal strip including steel is performed in a hot rolling line 100 as shown in FIG. The metal material (rolled material 8) is heated in a heating furnace 10, and is sequentially rolled by rolling mills such as a rough rolling mill 12 and a finishing rolling mill 18, and is wound by a winding device 24.
In the hot rolling line 100, in addition to the above-described devices, additional facilities such as the crop shear 14, the descaling device 16, and the cooling zone 22 shown in FIG. There are a number of table rollers (not shown) between the rolling mills and other equipment, and the rolled material 8 is conveyed.
[0004]
FIG. 3 is an enlarged view of the winding device 24. A mandrel 242 corresponding to a mandrel for winding a steel strip having a high temperature of 300 to 800 ° C. is constituted by members called a plurality of segments 244, and is not shown. The mechanism moves the segment 244 outward to increase the diameter of the mandrel 242, and moves inward to reduce the diameter of the mandrel 242.
[0005]
With the diameter of the mandrel 242 expanded, the wrapper roll 246 in contact with the mandrel 242 is rotated together, and a metal band is introduced between the wrappers to roll up the tip. When the winding of several turns is completed, the wrapper roll 246 is opened. After the coil is wound up to the tail end of the metal band and the winding is completed, the rotation of the metal band wound in a coil shape is stopped, and then the diameter of the mandrel 242 is reduced to immediately reduce the metal wound in a coil shape. The band can be pulled out.
[0006]
Hereinafter, a case of hot rolling of steel will be described as an example.
The segment of the mandrel for the hot-rolled steel strip winding device comes in contact with the tip of the steel strip, sometimes rubs, and is subjected to a force due to tightening. Thermal fatigue occurs due to repeated heat input due to contact and heat removal due to water cooling.
[0007]
Therefore, in order to suppress the deterioration of the segment of the mandrel and extend the service life, the segment material has been conventionally devised in terms of the material of the segment. As a material for the segment of the mandrel, a centrifugally cast material of SCMn low alloy steel of JIS G 5111 is used. Or a forged steel material of the same composition was used. In addition, as a measure against wear, repair by welding such as overlaying has been performed in some cases.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the centrifugal cast material and the forged steel material segment are likely to be worn by sliding at high temperature and corrosion due to cooling water when the tip of a steel strip of a high temperature of 600 to 800 ° C is wound. There is a problem that the durability against the wall thinning is not sufficient, the material deteriorates early, and frequent replacement is required.
[0009]
In addition, if the supply flow rate of cooling water is reduced in order to suppress wall loss due to corrosion, plastic flow of the segment surface layer occurs at the time of winding the high-temperature steel strip tip as described above, and seizure occurs, and the steel strip is wound. In some cases, the outer shape of the segment is transferred as an indentation over a few meters of the tip corresponding to the beginning, and there is a problem that the yield is reduced by truncation.
[0010]
Therefore, the hardfacing repair of the mandrel segment has been conventionally performed by using the hardfacing material specified in JIS Z 3223. However, the thinning due to corrosion and abrasion is smaller than that of the centrifugally cast material and the forged steel material. Although it is small, cracks due to thermal fatigue occur relatively early, and there is also a problem that minute chippings due to the cracks are also seized as dissimilar powder over several meters at the beginning of winding the steel strip, and the yield is reduced by truncation. Was.
[0011]
The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and provides an overlay welding material for a segment of a mandrel for a hot-rolled steel strip winding device excellent in heat crack resistance, an overlay welding method thereof, and an overlay welded segment. It is intended to be.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive research and as a result, it is effective to form a hardfacing weld layer containing a predetermined component on a segment surface of a mandrel for a hot-rolled steel strip winding device. The inventor has found that the present invention has been completed.
[0013]
The present invention made on the basis of the above-mentioned findings shows that, by mass%, C: 0.05 to 0.12%, Si: 0.2 to 0.8%, Mn: 0.5 to 1.5%, Cr: : 1.0 to 5.0%, Mo: 0.1 to 2.0%, Ni: 0.5 to 3.0%, V: 0.1 to 1.0%, Co: 0 0.5 to 3.0%, W: 0.1 to 1.0%, the balance being Fe and inevitable impurities, the balance being for a hot-rolled steel strip winding device. The gist is overlay welding material for the mandrel segment.
[0014]
The present invention also provides a mandrel for a hot-rolled steel strip winding device, which further contains at least one of Ti: 0.01 to 0.1% and N: 0.01 to 0.1%. The overlay welding material of the segment is also the gist.
[0015]
Then, a method for overlay welding of a mandrel segment for a hot rolled steel strip winding device using each of the above overlay welding materials, and a hot rolled steel strip winding overlay welded using these overlay welding materials. The segment of the device mandrel is also an aspect of the present invention.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The configuration and operation of the present invention will be described.
The reason why the component composition range of the segment build-up welding material of the mandrel for a hot-rolled steel strip winding device according to the present invention will be described. Each component content is mass%.
By setting the lower limit of the C content to 0.05%, the yield point can be increased to 700 MPa or more, and by setting the upper limit to 0.12%, the elongation can be secured to 13% or more and the reduction can be secured to 40% or more. Strength and toughness can be sufficiently maintained.
[0017]
If the lower limits of the Si and Mn contents are less than 0.2% and 0.5%, respectively, the heat crack resistance is reduced. On the other hand, if it exceeds the upper limit of 0.8% or 1.5%, there is a disadvantage that hot cracking occurs during overlay welding.
[0018]
Cr is an effective additive component for improving elongation, drawing, yield point and corrosion resistance.However, if added in a large amount, the thermal expansion coefficient increases, the heat cracking resistance decreases, and the tip of the high-temperature steel strip decreases. Seizure due to sliding during winding is likely to occur. On the other hand, when the amount is small, the strength is insufficient, the oxidation resistance is low, and the wall loss due to corrosion becomes severe. Therefore, the content is set to 1.0 to 5.0%.
[0019]
Mo is effective when added in an appropriate amount in order to improve elongation, drawing, yield point and corrosion resistance. In particular, the high temperature strength is increased by the synergistic effect with Cr, and the wear resistance can be improved. However, since the addition of a large amount causes remarkable embrittlement and has an adverse effect, the addition amount range is set to 0.1 to 2.0%.
[0020]
The above five elements are the basic components that determine the component composition of the segment build-up welding material of the mandrel for the hot rolled steel strip winder according to the present invention. The metal structure of this material is a low C bainite hardened structure.
[0021]
Ni is an effective component for improving elongation, drawing, corrosion resistance and toughness. However, like Cr, the addition of a large amount increases the thermal expansion coefficient and lowers the heat crack resistance. If the amount is too small, the desired characteristics cannot be exhibited. Therefore, the addition amount range is set to 0.5 to 3.0%.
[0022]
Co is a component element that can provide substantially the same effect as Ni, and the proper addition amount range is 0.5 to 3.0%.
W and V are effective additive components for improving the strength and hardness by precipitating fine carbides in combination with the above-mentioned C. When C is set to 0.05 to 0.12%, W and V are added. And V are each 0.1 to 1.0% in an appropriate amount. That is, if it is less than 0.1%, the effect of improving strength and hardness is small, and if it exceeds 1.0%, it becomes brittle and the heat crack resistance is reduced.
[0023]
By adding one or more of these Ni, Co, W and V, further improvement of characteristics of a low C-Cr-Mo based high toughness bainite structure, improvement of wear resistance by dispersion of fine carbides, A synergistic effect of improving and improving these characteristics can be expected.
[0024]
Next, when Ti and N are added as components for refining the crystal grains of the overlay welding material, better properties can be obtained. Since refined steel often contains less than 0.01% of N, TiN can be generated only by adding Ti. However, the addition of N facilitates the generation of TiN, Can be further miniaturized. When crystal grains are refined, both strength and toughness are improved, and wear resistance and heat crack resistance are improved.
However, when the amounts of both elements are small, the effect is small, and when added in a large amount, the alloy becomes brittle. Therefore, the addition range of both Ti and N is set to 0.01 to 0.1%.
[0025]
Submerged arc welding is preferable as the method for welding the segment build-up welding material of the mandrel for the hot rolled steel strip winding device according to the present invention. In this case, as shown in FIG. 2, the flux is applied with the area of the segment 244 requiring overlay welding as an upper surface, and the welding rod 2 is inserted thereinto and energized, so that the area within the area requiring overlay welding is provided. Move the welding rod.
[0026]
As the material of the flux used in the submerged arc welding, basic CaO, Al 2 O 3, MnO , desirably fired type SiO 2 system. This type of flux is effective in improving the peelability of the welding slag after welding and the cleanliness of the build-up weld metal. As an example of a typical composition, CaO: 26.0%, Al 2 O 3 : 23.2%, Mn: 1.0%, SiO 2 : 18.6%, MgO: 30.5%, K 2 O : 0.7% is widely used.
[0027]
【Example】
The present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
In the present invention, as shown in FIG. 1, overlay welding is performed on the entire surface of the mandrel segment 244. In this case, one example is to form the weld beads 4 in multiple rows in the direction of the rotation center axis of the mandrel, but the present invention is not limited to this, and the weld beads 4 may be formed in multiple rows in the circumferential direction.
[0028]
As another embodiment, a portion where a thermal crack has occurred can be overlaid so as to close the crack. FIG. 1 shows a state in which a part of one segment 244 is overlaid, but in practice, it is general that all the segments are overlaid on all surfaces.
[0029]
Since composite carbides such as Mo, V, W, and Fe are generated and distributed in the build-up welding material, it is preferable to control the shape distribution by heat treatment to obtain good mechanical properties.
[0030]
As described above, by adding V, Ni, W, and Co to the alloy steel containing C, Cr, and Mo as main components, abrasion resistance, high strength, high ductility, high toughness, and seizure resistance at high temperatures are obtained. , Corrosion resistance and heat crack resistance can be improved, and the life of the mandrel segment can be greatly extended.
[0031]
The production of the overlay welding material according to the present invention is performed by adding a necessary component element, melting and refining in a converter, casting into a square billet, rolling in a round bar shape, and cutting to a predetermined length. .
[0032]
Example Table 1 shows a comparison of the components of the build-up welding material according to the present invention and the forging steel material (hereinafter referred to as SCM material) of a conventional SCMn low alloy steel of JIS G 5111 according to JIS G 5111.
[0033]
[Table 1]
[0034]
Overlay welding of A, B, C, and D shown in Table 1 was applied to the entire surface of the SCM material used for the mandrel segments and used for the hot rolling operation for three months. As a result, as shown in Table 2, no thermal crack occurred during the operation period, and no seizure was caused by sliding between the steel strip tip and the mandrel segment.
[0035]
[Table 2]
[0036]
On the other hand, if a conventional forged steel material of SCMn low alloy steel of JIS G 5111 is used for the mandrel segment and no overlay welding repair is performed, the mandrel segment must be replaced with a new one every ten months. I couldn't.
[0037]
When hardfacing welding is performed on the unrepaired mandrel segments with a material conventionally used in accordance with JIS Z 3223 after 10 months, the mandrel segments are replaced with new ones. It is possible to extend the service life up to, but after an additional three months, seizure will occur, and thereafter, repeat the hardfacing welding every three months or replace the mandrel segment with a new one somewhere There was only. In fact, after the first three months, the mandrel segments were replaced with new ones.
[0038]
However, according to the build-up welding materials A and B according to the present invention, the build-up welded after 10 months had passed, but according to the results of a separate investigation, seizure still occurred even after 5 months had passed. Did not. In addition, according to the overlay welding materials C and D according to the present invention, the overlay welding was performed after 10 months, but according to the results of a separate investigation, seizure still occurred even after 5 months. Did not.
[0039]
With the overlay welding materials A, B, C, and D according to the present invention, when the above-described period has elapsed, the annual regular repair timing happens to occur, so that the mandrel segments are replaced with new ones according to the timing. However, in practice, there was a good possibility of using it for a longer period of time.
[0040]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to improve the heat crack resistance and the seizure resistance, which are problems when the hardfacing welding repair is performed using the material specified in the conventional JIS Z 3223. As a result, seizure of dissimilar material powder on the steel strip can be suppressed, and reduction in yield due to truncation can be prevented, and the replacement cycle of mandrel segments can be extended, so that repair costs can be reduced, Further, since the wear of the segments of the mandrel can be suppressed, the effect that the winding shape of the steel strip can be stabilized in a state of less telescopic for a long time is exhibited, which is extremely useful in industry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a structure in which hardfacing welding according to the present invention is performed on a part of a segment surface of a mandrel.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a welding state in which a hardfacing layer is formed.
FIG. 3 is a schematic view showing the arrangement of mandrels and segments of a winding device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a hot rolling line incorporating a mandrel segment subjected to hardfacing welding according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Welding rod 4 Weld bead 8 Rolled material 10 Heating furnace 12 Rough rolling mill 14 Crop shear 16 Descaling device 18 Finishing rolling mill 22 Cooling zone 24 Winding device 100 Hot rolling line 242 Mandrel 244 Segment 246 Wrapper roll