กระบวนการหล่อในแบบทราย เป็นกระบวนการแบบทั่วไปที่ใช้เพื่อผลิตลูกรีดสำหรับรีดขึ้นรูปงานเหล็กแท่งเหลี่ยม หรือ bloom ซึ่งในเชิงการออกแบบโลหะผสม การเลือกใช้เหล็กหล่อเหนียวที่มีโครงสร้างพื้นเป็นแบบคล้ายเข็ม เป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการยอมรับ และการพัฒนากระบวนการผลิตให้ประสิทธิภาพ ถึงแม้ว่าในการผลิตงานหล่อสมัยใหม่จะสามารถพัฒนาลูกรีดชนิดผิว 2 ชั้นขึ้นมาเพื่อการใช้งานเฉพาะทาง โดยที่แกนในมีความแข็งแรงและผิวด้านนอกเป็นวัสดุแข็งเพื่อทนทานต่อการเสียดสี แต่อย่างไรก็ตาม ลูกรีดที่ผลิตจากกระบวนการหล่อแบบธรรมดายังคงมีการผลิตและใช้งานอยู่เป็นจำนวนมาก เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำ แนวทางการพัฒนาที่ต่อเนื่องในเชิงโลหะวิทยา จึงมีความจำเป็นสำหรับลูกรีดชนิดนี้ โดยพื้นฐาน การผลิตลูกรีดด้วยกระบวนการแบบธรรมดายังมีข้อจำกัดอยู่มาก ได้แก่ การควบคุมสภาพโครงสร้างจากการหล่อ ระดับความแข็งและความหนาของผิวแข็ง ความมีเนื้อเรียบสมบูรณ์ในแกนกลางที่ค่าความแข็งแรงที่เหมาะสม และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การหลีกเลี่ยงการเกิดตำหนิจากการหล่อในแบบหล่อทราย ในเชิงการเลือกใช้โลหะผสม ลูกรีดกลุ่มเหล็กหล่อทนการเสียดสี เป็นหนึ่งในชนิดโลหะที่เหมาะต่อการใช้งานมากที่สุด ตัวอย่างเช่น Ni-hard หรือเหล็กหล่อขาว มีความเหมาะสม ในขณะที่ลูกรีดที่มีโครงสร้างแบบเพิลลิติกก็สามารถใช้ได้ดี การควบคุมโครงสร้างจุลภาคภายในแบบทราย การกำหนดการเย็นตัวเพื่อให้โครงสร้างจากการเย็นตัวเป็นโครงสร้างที่นำไปใช้งานได้ทันที การใช้ทุ่นเย็นเพื่อให้เกิดผิวแข็ง รวมถึงการใช้ปลอกเพิ่มความร้อน จำเป็นต้องได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม การใช้โปรแกรมการจำลองแบบงานหล่อที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการหล่อในแบบหล่อทรายโดยเฉพาะเพื่อศึกษากลไกและการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนของโลหะเหลวและการเย็นตัว มีส่วนช่วยให้การผลิตเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากการใช้นิกเกิลเพื่อการพัฒนาผิวแข็งของเหล็กหล่อ การใช้โลหะผสมทางเลือกเพื่อพัฒนาเหล็กหล่อที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงแต่ต้นทุนการผลิตต่ำลงก็เป็นทางเลือกที่อุตสาหกรรมจำเป็นต้องปรับตัว แต่ในเชิงโลหะวิทยา การติดตามตรวจสอบและควบคุมคุณภาพอย่างเหมาะสม จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อลดความเสี่ยงจากข้อผิดพลาดต่าง ๆ ได้มากที่สุด การใช้ดีบุกเป็นโลหะผสมเพื่อให้ผลทดแทนการใช้นิกเกิลในการทำให้เกิดโครงสร้างมาร์เทนไซท์ การพัฒนาเหล็กหล่อเหนียวที่มีโครงสร้างเป็นเพิลลิติก และการพัฒนาการผลิตงานหล่อเหล็กหล่อเหนียวที่ไม่ใช้เหล็กพิก แต่เป็นการควบคุมกระบวนการกำจัดออกซิเจนจากการใช้เศษเหล็กกล้าจำนวนมาก ก็เป็นแนวทางการพัฒนาการผลิตงานหล่อลูกรีด ที่การจำลองแบบและการคำนวณทางคอมพิวเตอร์มีส่วนช่วยสนับสนุนให้เกิดผลได้ ซึ่งสามารถขยายผลไปสู่การพัฒนากระบวนการหล่อภายในแบบหล่อทรายอื่น ๆ ได้ต่อไป

Sand casting is the conventional process for producing rolls to be used in the rolling of steel blooms. Ductile irons with acicular matrix structures have been developed as suitable roll materials and have been industrially proved. Casting processes for producing rolls have been developed to produce duplex rolls consisting of tough materials as the core and hard materials as the outer shell to increase the wear resistance. However, iron rolls from conventional casting are still being widely produced due to the low production cost. Hence, continuous improvement in metallurgy for this traditional of roll is needed via industrial research and development. Casting rolls using the conventional process has several limitations such as difficulty in controlling as-cast structures, achieving consistent hardness level and depth of the hard surface, soundness and strength of the core structure as well as difficulties in avoiding casting defects from sand casting process. Wear resisting irons are one of the most suitable materials for the roll applications, for example Ni-hard (martensitic Ni –Cr white iron) is widely known as one of the optimum roll materials, while acicular and pearlitic matrixes in ductile cast irons may also be suitable. Controlling casting structures to obtain a suitable as-cast structure by techniques such as rapid cooling on some areas by casting design, using chills for forming a hard surface layer and the use of exothermic sleeves, are important for developing roll casting, and all these methods must be utilized. The use of computer simulation software that is especially developed for sand casting is needed to study the effects of temperature gradients on solidification and on microstructure formation and for high yield to give efficient production. In alloy selection, alternative alloys may also be selected for reducing cost, for example, using other alloying element to replace nickel which is used to provide hardenability but is costly. Therefore, metallurgical improvement in roll casting with effective monitoring is needed to reduce scrap and increase wear life in service. The use of elements such as manganese and tin in replacing nickel to promote bainitic or fine pearlitic structures are possibilities. Casting of ductile cast iron using only steel scrap and returns in the charge for cost reduction. The production of liquid metal with consistent quality is also significant. Computer simulation is a necessary tool to help provide practical solutions in the support of R&D into the improvement of sand castings.