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超硬ロール

Product

超硬合金ロール

Cemented Carbide Rolls

高速線材・棒鋼・異形棒鋼の圧延に使用する超硬合金製ロールです。高温下でも硬度低下が少なく、耐熱疲労性・耐摩耗性・強度に優れ、他材種では得られない長寿命と圧延材の表面品質を実現します。WC–Co 系と WC–Co–Ni–Cr 系の 2 系統から、各スタンドの負荷条件に合わせて最適なグレードをご提案します。

  • φ100–480外径レンジ
  • 2,200MPa 以上の抗折力
  • ±0.02mm 外径公差(精密級)
  • 25グレードから選定
異形棒鋼用の節を彫り込んだ超硬合金リングロール

Features

超硬合金ロールの特長

硬さと耐摩耗性は炭化タングステン(WC)が、靭性と強度は結合材(Co・Ni・Cr)が担います。この配合比を変えることで、同じ形状のリングでもスタンドごとに求められる性能を作り分けられます。

01

高温でも硬度が落ちにくい

熱伝導性が良く、高温状態での硬度低下が小さいため、高速圧延時も溝形状を保持します。

02

耐熱疲労・耐摩耗性

網目状の熱疲労亀裂の発生と進展を抑え、1 溝あたりの圧延量と圧延材の表面品質を向上させます。

03

スタンド別の最適配合

負荷と衝撃の大きい前段は強度・耐熱疲労性を、負荷の小さい後段は耐摩耗性を優先して選定します。

04

繰り返し再研削で長寿命

溝の再研削により再使用が可能。工具鋼ロールと比べて交換頻度を大幅に低減し、生産効率を高めます。

各種寸法の超硬合金リングロールと原料粉末
外径 φ100〜480mm まで各種寸法に対応。炭化タングステン粉末と結合材の配合設計から一貫して管理しています。

Line-up

製品ラインナップ

用途・圧延機の形式に応じて、リングロール単体から組立済みの組合せロール、周辺部材までご用意しています。図面支給によるオーダー製作にも対応します。

溝加工済みの超硬合金リングロール

Ring Roll

リングロール(仕上材)

高速線材圧延機・棒鋼圧延機の仕上/予備仕上スタンド用。外径 φ100〜480mm、内径 φ50〜380mm、高さ 20〜200mm の範囲で製作します。溝加工済み・未加工いずれも対応可能です。

節を彫り込んだ異形棒鋼用リングロール

Ribbed Bar / High Speed

高速異形棒鋼用リングロール

異形棒鋼の高速圧延用に、リブ・節の彫り込み加工まで施したリングロールです。節形状(角度 α・高さ h・幅 b・ピッチ l)は圧延材の規格に合わせて設計します。

コンポジットロールの外観

Composite

コンポジットロール

超硬合金部と鋼部を組み合わせた構造により、大径・大幅のロールを経済的に構成します。断面設計・嵌合部の仕様は圧延機仕様に合わせて個別に検討します。

3ロールミルで圧延された断面形状

3-Roll Mill

スリーロール用 超硬ロール

3ロール式圧延機の球面研磨鋳鉄ロールの置き換え用。軸受鋼・ばね鋼・合金鋼などの特殊鋼で、鋼材表面性状と公差管理が明確に向上し、寿命は鋳鉄ロールの 10 倍以上です。

  • 代表寸法:外径 φ360 / φ330 / φ215、幅 75mm
冷間圧延異形棒鋼用の超硬ロール

Cold Rolling

冷間圧延異形棒鋼用 超硬ロール

3 方向に配したロールで成形する方式です。外観品質・寸法精度が高く、節の輪郭が明瞭な異形棒鋼が得られます。繰り返し再研削が可能で、1 回の再研削あたりの圧延量は 600〜2,000t。一般工具鋼ロールの 20〜30 倍に相当します。

異形棒鋼用の超硬合金組合せロール

Combined Roll

超硬合金 組合せロール

油圧ナット機構により 200MPa 以上の軸方向圧力でリングを芯軸に固定。予圧下で使用することで高い圧延性能を発揮します。溝替え・ロール替えの回数を減らし、歩留りと表面品質を高めます。

  • 設計・溝加工・彫り込みなどの技術サービスに対応
各種形状の超硬合金製ガイドローラ

Guide Roller

超硬合金製 ガイドローラ

鋼を結合相とする超硬合金(スチールボンド系)を使用し、図面支給により各種仕様のガイドローラを製作します。溝形状(R・α)、内径・外径・高さは用途に応じて設定し、同軸度 φ0.02mm で仕上げます。

各種ダイヤモンド砥石

Grinding Wheel

ダイヤモンド砥石

ロールの溝の再研削用として、レジンボンド・ビトリファイドボンド・メタルボンド(電着を含む)をご用意。冶金・機械・ガラス製品分野で広くご使用いただけます。

組合せロールの種類

断面図・寸法図

3ロールミルへの適用

3ロール圧延機の構造断面図
3ロール圧延機の構造。3 方向から均等に圧下することで、断面形状の真円度と寸法公差を安定させます。

スリーロール用の超硬合金ロールは、従来の球面研磨鋳鉄ロールを置き換えるものです。軸受鋼・ばね鋼・合金鋼などの特殊鋼種の生産に用いられ、鋼材表面の性状と寸法公差の管理精度が明確に向上します。

耐摩耗性に優れ、使用寿命は鋳鉄ロールの 10 倍以上。ロール替え回数の削減により、ライン停止時間の短縮にも寄与します。

Specification

寸法範囲と精度

外径・内径・高さの許容差は、用途に応じて「精密級」「普通級」からお選びいただけます。表に無い特殊要求も個別対応いたします。

リングロールの寸法範囲

外径 D(mm) 内径 d(mm) 高さ H(mm)
100 〜 480 50 〜 380 20 〜 200

外径・内径・高さの許容差

項目 外径 D ≦ 200mm 外径 D > 200mm
精密級 普通級 精密級 普通級
外径(mm) ± 0.02 ± 0.05 ± 0.03 ± 0.05
内径(mm) +0.020 / 0 +0.035 / 0 +0.025 / 0 +0.050 / 0
高さ(mm) ± 0.025 ± 0.10 ± 0.05 ± 0.10
許容差はお客様のご要望に応じて別途設定することも可能です。図面支給による製作にも対応します。

リングロールの外径 D・内径 d・高さ H・面取り e1 e2 を示す寸法図
リングロールの寸法記号。D=外径、d=内径、H=高さ、e₁・e₂=面取り、α=面取り角度。

幾何公差・表面粗さ

  • 溝の径方向振れ≦ 0.013 mm
  • 外周の径方向振れ≦ 0.013 mm
  • 端面振れ≦ 0.02 mm
  • 端面平面度≦ 0.01 mm
  • 端面平行度≦ 0.01 mm
  • 内孔円筒度≦ 0.01 mm
  • 内孔 表面粗さ0.4 μm
  • 外周 表面粗さ0.8 μm
  • 端面 表面粗さ0.4 μm

リングロール断面に幾何公差記号と表面粗さ記号を記入した図
幾何公差・表面粗さの指示例。データム A・B を基準に、振れ・平行度・円筒度を規定します。

Grades

グレードと機械的性質

結合材の種類と量によって硬さ・靭性のバランスが決まります。結合材が少ないほど高硬度・高耐摩耗性、多いほど高靭性・高耐熱亀裂性となります。

WC–Ni–Cr 系(耐食性・耐熱亀裂性重視)

グレード WC(%) Ni+Cr(%) 密度(g/cm³) 硬度(HRA) 抗折力(N/mm²)
PL08R 92 8 14.7 ± 0.15 88.0 2,800
PL10R 90 10 14.5 ± 0.15 87.5 2,750
PL12R 88 12 14.2 ± 0.15 86.0 2,700
PL15R 85 15 14.1 ± 0.15 85.0 2,650
PL18R 82 18 13.7 ± 0.15 83.5 2,600
PL20R 80 20 13.5 ± 0.15 82.5 2,550
PL25R 75 25 13.1 ± 0.15 80.5 2,450
PL30R 70 30 12.7 ± 0.15 79.0 2,350
YGR20 90 10 14.4 ± 0.15 87.5 2,700
YGR25 88 12 14.3 ± 0.15 86.5 2,650
YGR30 85 15 14.2 ± 0.15 85.0 2,600
YGR40 82 18 13.7 ± 0.15 83.5 2,550
YGR45 80 20 13.5 ± 0.15 82.5 2,500
YGR55 75 25 13.1 ± 0.15 80.0 2,400
YGR60 70 30 12.8 ± 0.15 78.0 2,300
YGH40T 85 15 14.1 ± 0.15 84.5 2,700
YGH45T 80 20 13.5 ± 0.15 84.0 2,580

WC–Co 系(高硬度・高耐摩耗性)

グレード WC(%) Co(%) 密度(g/cm³) 硬度(HRA) 抗折力(N/mm²)
PL06H 94 6 14.8 ± 0.15 89.0 2,850
PL08H 92 8 14.7 ± 0.15 88.5 2,750
PL10H 90 10 14.5 ± 0.15 88.0 2,700
PL15H 85 15 14.1 ± 0.15 85.0 2,650
PL20H 80 20 13.5 ± 0.15 83.0 2,600
PL25H 75 25 13.1 ± 0.15 81.5 2,550
PL30H 70 30 12.7 ± 0.15 80.0 2,450
PL32H 68 32 12.5 ± 0.15 78.5 2,300

組合せロール用グレード

グレード WC(%) Co / Ni / Cr(%) 密度(g/cm³) 硬度(HRA) 抗折力(N/mm²)
PL20F 80 20 13.5 83.0 2,650
PL25F 75 25 13.1 81.0 2,600
PL30F 70 30 12.6 80.5 2,580
PL32F 68 32 12.5 79.5 2,400
密度は ±0.15 g/cm³、硬度は ±0.5 HRA の範囲です。上記の性能値は基本参考値であり、変動範囲は関連規格に準じます。

Applications

グレード別 推奨用途

各スタンドでの負荷・衝撃・圧延速度に応じて選定します。ご使用中の圧延ラインの条件をお知らせいただければ、スタンドごとの組み合わせをご提案します。

WC–Ni–Cr 系

グレード 特長と推奨用途
PL08R 本系統の中では硬度が高く、耐摩耗性に優れる。高速線材圧延機の最終 1〜2 スタンドで、軟鋼線材・硬鋼線材の圧延に。
PL10R 耐摩耗性が高く、耐衝撃性は中程度。高速仕上圧延機の最終 1〜2 スタンドで、軟鋼線材・硬鋼線材の圧延に。
PL12R 高い耐摩耗性と耐食性。仕上圧延機の最終 1〜4 スタンド。
PL15R 耐摩耗性と耐衝撃性のバランスがよく、汎用性が高い。仕上圧延機の最終 1〜4 スタンド、または全スタンド。
PL18R 良好な靭性と耐熱亀裂性。汎用性が高く、仕上圧延機の大部分および一般圧延機の後段スタンド。
PL20R 汎用性に最も優れる。仕上圧延機の前段スタンドおよび一般圧延機の後段スタンド。
PL25R 仕上圧延機の第 1・2 スタンドおよび予備仕上スタンド。圧延速度が低い、設備精度が低い、圧延条件が安定しないラインの各スタンドにも適する。
PL30R 本系統の中では結合材量が最も多く、優れた靭性と耐熱亀裂性。予備仕上スタンドおよび熱間圧延異形棒鋼用リングロール。
YGR20 高い耐摩耗性と耐食性。仕上圧延機の最終 1〜2 スタンド。
YGR25 耐摩耗性・耐食性が高い。仕上圧延機の最終 1〜3 スタンド。
YGR30 良好な靭性・耐摩耗性・耐食性・耐熱亀裂性。仕上圧延機の中間および後段スタンド。
YGR40 良好な靭性と耐熱亀裂性。汎用性が高く、仕上圧延機の大部分および一般圧延機の後段スタンド。
YGR45 良好な靭性と耐熱亀裂性。仕上圧延機の前段スタンド。
YGR55 良好な耐衝撃性。予備仕上スタンドおよび異形棒鋼の熱間圧延用。旋削・フライスによる機械加工も可能。
YGR60 良好な耐衝撃性。熱間圧延異形棒鋼用、および予備仕上圧延機の第 1・2 スタンド。
YGH40T 良好な靭性と耐衝撃性。設備の整った高速線材圧延機、小径異形棒鋼の仕上スタンド圧延に。
YGH45T 優れた靭性と耐衝撃性。一般的な高速線材圧延機・軟鋼線材圧延機、小径異形棒鋼の仕上スタンド圧延に。

WC–Co 系

グレード 特長と推奨用途
PL06H 全グレード中で最も硬度が高く、耐摩耗性に最も優れる。高速線材仕上圧延機の最終 1〜2 スタンドで、軟鋼線材・硬鋼線材の圧延に。
PL08H PL06H に次ぐ硬度で高い耐摩耗性、耐衝撃性は中程度。高速線材仕上圧延機の最終 2 スタンド。
PL10H 耐摩耗性と耐衝撃性のバランスがよい。高速線材仕上圧延機の最終 3〜4 スタンド。
PL15H 耐摩耗性と耐衝撃性のバランスがよく、汎用性が高い。仕上圧延機の最終 1〜4 スタンド、または全スタンド。
PL20H 汎用性に最も優れる。仕上圧延機の前段スタンドおよび一般圧延機の後段スタンド。
PL25H 優れた靭性と耐熱亀裂性。予備仕上スタンドおよび熱間圧延異形棒鋼用リングロール。
PL30H 優れた靭性と耐熱亀裂性。熱間圧延異形棒鋼用リングロールおよび予備仕上スタンド。
PL32H 優れた靭性と耐衝撃性。棒鋼・異形棒鋼の仕上スタンド圧延。

スタンド別 推奨グレード

グレード 予備仕上スタンド 仕上スタンド サイジングスタンド 熱間圧延
異形棒鋼
1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4
PL08R ○ ○ ● ●
YGR20 / PL10R ● ● ● ● ○ ○
YGR25 / PL12R ● ● ○ ○
YGR30 / PL15R ● ● ○ ○
YGR40 / PL18R ● ● ○ ○
YGR45 / PL20R ● ● ○ ○
YGR55 / PL25R ○ ○ ● ● ○ ○ ▲
YGR60 / PL30R ● ● ○ ○ ▲
PL32R ▲
PL06H ○ ○ ● ●
PL08H ● ● ○ ○
PL10H ● ● ○ ○
PL15H ● ● ● ● ○ ○
PL20H ● ● ● ● ○ ○ ○ ○
PL25H ● ● ● ● ○ ○ ○ ○ ▲
PL30H ○ ○ ○ ○ ▲
PL32H ○ ○ ○ ○ ▲
YGH40T ▲
YGH45T ▲
● 第一推奨
○ 第二推奨
▲ 熱間圧延異形棒鋼用

仕上圧延機とサイジングミルのロール配置および圧延材の流れ
圧延ラインにおけるロールの配置例。前段から後段へ向かうにつれて、耐熱亀裂性重視から耐摩耗性重視のグレードへ切り替えていきます。

Process

製造工程

原料粉末の配合から焼結・精密加工・検査までを一貫して管理し、ロットごとの品質を安定させています。

  1. 01 Raw material炭化タングステン/コバルト/ニッケル・クロム
  2. 02 Milling混合・湿式粉砕
  3. 03 Granulating噴霧乾燥・造粒
  4. 04 Pressing加圧成形/冷間静水圧成形(CIP)
  5. 05 Sintering脱ロウ・加圧焼結(HIP)
  6. 06 Testing性能検査
  7. 07 Machining精密加工/組合せロール組立
  8. 08 Inspection探傷・寸法検査 → 完成品
組合せロールのリブ・節を彫り込む加工工程
専用設備によるリブ・節の彫り込み加工。節形状は圧延材の規格に合わせて個別に設計します。
三次元測定機によるリングロールの寸法検査
三次元測定機による全数寸法検査。振れ・平行度・円筒度まで測定し、成績表を添付して出荷します。

Rolling

圧延方式への対応

生産ラインと圧延工程に合わせて、単線圧延と 2 条・3 条・4 条のスリット圧延に対応する組合せロールを設計・製作します。K1 仕上ロール、K2 仕上前ロール、K4 予備スリットロールは超硬合金、K3 スリットロールは高速度鋼を使用し、線材・棒鋼・異形棒鋼の各品種に対応します。

スタンド構成とスリット方式

スタンド 役割 材質 単線 2 条 3 条 4 条
K1 仕上ロール 超硬合金 ● ● ● ●
K2 仕上前ロール 超硬合金 ● ● ● ●
K3 スリットロール 高速度鋼 — ● ● ●
K4 予備スリットロール 超硬合金 — ● ● ●
組合せロールの採用により、溝替え・ロール替えの回数を削減し、単位時間あたりの生産量を高めます。圧延材は表面品質が良く、変形が小さく、マイナス公差・歩留りに優れます。

Handling

ご使用にあたって

超硬合金ロールの性能を十分に引き出すには、グレード選定に加えて、取付・冷却・圧延量・再研削の管理が重要です。

1. スタンドに適したグレードの選定

各スタンドのグレードを決める前に、それぞれの特性を把握し、スタンドごとに最適な組み合わせとなるよう選定してください。前段は強度・耐熱疲労性を、後段は耐摩耗性を優先します。

2. 取付

スリーブへの挿入および取付は設計・工程で定められた精度に従って行ってください。

  • リングと軸・コーンスリーブの嵌合は、きつすぎても緩すぎても不可
  • 取付前にリングが仕様どおりであることを確認
  • リング・スリーブ・軸の組付面を十分に清掃
  • ハンマー等の硬い工具でリングを叩くことは厳禁

3. 冷却と冷却水の水質

圧延中の熱腐食・熱疲労・熱応力による網目状の熱疲労亀裂を抑えるため、冷却条件の管理が不可欠です。

  • 水温 35℃ 以下/水圧 0.4〜0.6MPa
  • 水量 24〜30m³/h・スタンド
  • 噴射は径方向、ロール回転方向に対し 15〜30°
  • 水柱幅は溝幅の 2 倍、溝へ直接噴射(霧状は不可)
  • ノズル通水量は全水量の約 30%
  • 水質:WC–Co 系は pH 7.2 以上の中性〜弱アルカリ性、WC–Ni–Cr 系は弱酸性域にも対応
  • 固形粒子含有量 15mg/L 未満

4. 適正な圧延量

溝の微細亀裂は避けられません。深さ 0.2〜0.4mm に達した時点で速やかに下ろして再研削してください。過剰な圧延は亀裂の急速な進展と割損の原因となります。

  • 予備仕上スタンド:5,000〜7,000t
  • 仕上 1〜2 スタンド:2,000〜3,000t
  • 仕上 3〜4 スタンド:2,000〜3,000t
  • 仕上 5〜6 スタンド:1,500〜2,500t
  • 仕上 7〜8 スタンド:1,500〜2,500t
  • 仕上 9〜10 スタンド:1,200〜2,000t
  • サイジングスタンド:1,000〜1,500t

5. 溝の再研削

再研削時は微細亀裂を完全に除去してください。残存した亀裂は次回圧延での割損リスクとなります。亀裂の残存は計測が難しいため、確実に除去できるよう研削代に余裕をみます。

  • 仕上 9〜10 スタンド:0.4〜0.6mm
  • 仕上 1〜8 スタンド:0.7〜1.2mm
  • 予備仕上スタンド:1.2〜2.0mm
推奨する冷却方式。ロール外周に沿ったヘッダーのノズルから、圧延溝へ直接冷却水を噴射します。 圧延材 ロール回転方向 冷却水 水量 24〜30 m³/h・スタンド 水圧 0.4〜0.6 MPa 水温 35℃ 以下 固形粒子 15mg/L 未満 噴射ノズル 通水量は全水量の約 30% 噴射角:ロールの回転方向に対し 15〜30° 水柱幅は圧延溝の幅の 2 倍とし、溝へ直接噴射する 霧状での噴射は不可
推奨する冷却方式(下ロール側の例)。噴射方向はロールの回転方向に対して 15〜30°、圧延溝へ直接当てます。

※ 記載の数値は標準的な使用条件における参考値です。圧延材種・ライン仕様により最適値は異なります。

お問い合わせ・お見積り

圧延ラインの仕様、圧延材種、現在お使いのロールの寸法・グレードをお知らせください。スタンドごとの最適な材質構成と寸法をご提案いたします。図面支給によるオーダー製作、再研削用ダイヤモンド砥石のご相談も承ります。

カンタン見積もり依頼

株式会社アローズ
TEL 044-589-3085 / FAX 044-589-3235

記載の仕様・数値は予告なく変更する場合があります。
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