JP2012055955A

JP2012055955A - Rolling lubricating method in cold rolling, and device therefor

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Publication number: JP2012055955A
Application number: JP2010204182A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Shiraishi; 利幸白石; Yoshihisa Takahama; 義久高濱
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2012-03-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling lubricating method in the cold rolling for a metal strip capable of preventing occurrences of heat scratch and slip.SOLUTION: In the rolling lubricating method in the cold rolling, a metal strip S is rolled, while supplying a low-concentration emulsion rolling lubricating oil L circulated and supplied to the metal strip S at an entry side of a cold rolling machine 1. An emulsion rolling lubricating oil having a higher concentration than that of the low-concentration emulsion lubricating oil L, or an undiluted solution H of the low-concentration emulsion oil is cooled by a cooling medium, is solidified into the solid powder-like particles, and is supplied to the metal strip S at the entry side of the rolling machine.

Description

この発明は、冷間圧延における圧延潤滑方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a rolling lubrication method and apparatus in cold rolling.

冷間圧延において潤滑油が不足気味の場合、ワークロール速度を増大したり、圧下率を増大したり、あるいは硬質の金属ストリップを圧延するとヒートスクラッチが発生しやすい。ヒートスクラッチとは、ロールバイト内のロールと圧延材との界面温度が上昇し、ロールバイト内で油膜破断が生じた結果、発生するワークロールと圧延材との金属接触による焼付き疵のことである。このヒートスクラッチが発生すると製品の表面欠陥が生じるので、製品歩留りが低下するばかりか、ヒートスクラッチの生じた圧延スタンドのワークロール組み替えが必要なため生産性が著しく低下するという問題がある。 If the lubricating oil is insufficient in cold rolling, heat scratches are likely to occur if the work roll speed is increased, the rolling reduction is increased, or a hard metal strip is rolled. Heat scratch is a seizure flaw caused by metal contact between the work roll and the rolled material as a result of an increase in the interface temperature between the roll and the rolled material in the roll bite and an oil film breakage in the roll bite. is there. When this heat scratch occurs, there is a problem that the surface defect of the product is caused, so that not only the product yield is lowered, but also the work roll of the rolling stand where the heat scratch is generated needs to be reassembled, so that the productivity is remarkably lowered.

一方、冷間圧延において潤滑油が過剰気味の場合、ワークロール速度を増大したり、圧下率を減少したり、あるいは軟質の金属ストリップを圧延するとスリップが発生しやすい。スリップとは、ワークロールの周速度の方がロールバイト出口の金属ストリップ速度よりも早くなる現象のことである。このスリップが定常的に発生すると、板厚制御精度は悪化し、スリップが断続的に発生するとチャタリングとよばれる金属ストリップに表面模様の板厚の周期的な変動やスリップ疵が生じやすくなる。これらのヒートスクラッチやスリップが発生すると製品の表面や板厚に欠陥が生じるので製品歩留りが低下するばかりか、ヒートスクラッチやスリップ疵の生じた圧延スタンドのワークロール組み替えが必要なため生産性が著しく低下するという問題がある。 On the other hand, when the lubricating oil is excessive in cold rolling, slip is likely to occur when the work roll speed is increased, the rolling reduction is reduced, or a soft metal strip is rolled. Slip is a phenomenon in which the peripheral speed of the work roll becomes faster than the metal strip speed at the exit of the roll tool. When this slip occurs regularly, the plate thickness control accuracy deteriorates, and when the slip occurs intermittently, periodic fluctuations in the thickness of the surface pattern and slip wrinkles tend to occur on the metal strip called chattering. If these heat scratches and slips occur, defects will occur in the surface and thickness of the product, which not only reduces the product yield, but also requires reworking of the rolling stand where heat scratches and slip flaws occur, resulting in significant productivity. There is a problem of lowering.

したがって、圧延する条件に応じて潤滑状態を適正にする必要がある。このため、冷間圧延設備に循環潤滑系統を２つ備え、１つは高濃度、他の１つは低濃度のエマルションを用意し圧延する条件によって循環潤滑系統を切り替えることや、併用する技術が開示されている（例えば特許文献１、段落［００２６］〜［００２８］及び図２参照）。また、冷間圧延設備に供給手段を２つ設け、第１のエマルションに比べて第２のエマルションを低温にする技術が開示されている（例えば特許文献２、請求項１および請求項３参照）。しかしながら、この方法は油原単位の増大を引き起こし製造コストの増大を招いており、改善の要望があった。この対策として、少量の圧延潤滑油を効率よく供給する方法が提案されている。例えば固体潤滑剤をワークロールに直接押しつけ塗布する方法（例えば特許文献３、段落［０００７］参照）や、噴霧潤滑方法で潤滑油原液を微細な粒子としてワークロール表面に噴霧する方法（例えば特許文献４、段落［０００９］参照）などがある。 Therefore, it is necessary to make the lubrication state appropriate according to the rolling conditions. For this reason, cold rolling equipment is equipped with two circulating lubrication systems, one is a high-concentration emulsion, the other is a low-concentration emulsion. (See, for example, Patent Document 1, paragraphs [0026] to [0028] and FIG. 2). In addition, a technique is disclosed in which two supply means are provided in the cold rolling facility, and the temperature of the second emulsion is lower than that of the first emulsion (see, for example, Patent Document 2, Claim 1, and Claim 3). . However, this method has caused an increase in the oil intensity, resulting in an increase in production cost, and there has been a demand for improvement. As a countermeasure, a method for efficiently supplying a small amount of rolling lubricating oil has been proposed. For example, a method in which a solid lubricant is directly pressed and applied to a work roll (for example, see Patent Document 3, paragraph [0007]), or a method in which a lubricating oil stock solution is sprayed as fine particles on the surface of the work roll by a spray lubrication method (for example, Patent Document 3). 4, paragraph [0009]).

固体潤滑の場合には、冷間圧延機の板幅方向全面に亘って均一に塗布することが難しく、ムラになったりする場合もあり、また、付着量をコントロールするのが困難である。さらに、噴霧潤滑は効果があるもののロールや金属ストリップに付着せずに浮遊した微細粒子がハウジング等に付着しミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を新たに招く場合がある。圧延機周囲を密閉し吸引すれば密閉された圧延機外部の汚れ（油の飛散）は防止できるが、圧延機のハウジング等への飛散した油の付着は防止できない。 In the case of solid lubrication, it is difficult to apply uniformly over the entire plate width direction of the cold rolling mill, it may become uneven, and it is difficult to control the amount of adhesion. In addition, although spray lubrication is effective, fine particles floating without adhering to the roll or metal strip may adhere to the housing or the like, resulting in new surface defects due to mill contamination or dropping off. If the periphery of the rolling mill is sealed and sucked, dirt (oil scattering) outside the sealed rolling mill can be prevented, but the scattered oil cannot be prevented from adhering to the housing or the like of the rolling mill.

特開２００６−１４２３４８号公報JP 2006-142348 A 特開２００９−１４２８４２号公報JP 2009-142842 A 特開２０００−３０１２１７号公報JP 2000-301217 A 特開２００１−１７９３１３号公報JP 2001-179313 A

この発明は、金属ストリップの冷間圧延において、ヒートスクラッチ及びスリップの発生を防ぐことができる冷間圧延における圧延潤滑方法およびその装置を提供することを課題としている。 An object of the present invention is to provide a rolling lubrication method and apparatus in cold rolling that can prevent the occurrence of heat scratches and slips in cold rolling of a metal strip.

上記課題を解決するための本発明の要旨は次のとおりである。
（１）冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油（以下、「低濃度圧延潤滑油」ともいう）を供給しながら該金属ストリップを圧延する冷間圧延における圧延潤滑方法において、前記低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給することを特徴としている。
高濃度圧延潤滑油は、粉粒体状に冷却・固化されて供給されるので、金属ストリップ面およびワークロール面に既に形成されている低濃度圧延潤滑油層を突き抜けて金属面まで到達し、展着される。
なおここで、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度は、この低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の例えば０．２〜５％程度であり、これより高い濃度の圧延潤滑油を高濃度圧延潤滑油とする。
（２）前記冷却媒体が冷却窒素又は冷却空気である（１）記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（３）冷却・固化された、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の平均粒径が、０．５〜２ｍｍである（１）又は（２）記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（４）前記冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油で潤滑し、潤滑条件が厳しい場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油及び低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液で潤滑する（１）〜（３）のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
なおここで、冷間圧延の潤滑条件は圧延条件（圧延材の材質、圧延速度）によって決まる。
（５）前記高濃度潤滑油を固化させる際に当該高濃度潤滑油を圧縮流体と同時に噴出させてミスト化し、当該ミストに冷却冷媒を混合させて冷却することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（６）冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油を供給する冷間圧延潤滑装置において、
前記低濃度エマルション圧延潤滑油を金属ストリップ面に供給する低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルと、
該低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルに近接し、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を前記金属ストリップ面に供給する高濃度圧延潤滑油ノズルと、を備え、
該高濃度圧延潤滑油ノズルは、その噴出口に近接して冷却媒体を前記金属ストリップ面に供給する冷却媒体噴出口を有し、
前記高濃度圧延潤滑油ノズル出口側で冷却媒体により前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却し、粉粒体状に固化して金属ストリップ面に供給することを特徴とする冷間圧延における冷間圧延潤滑装置。
（７）さらに前記高濃度圧延潤滑油を貯蔵する高濃度圧延潤滑油容器と、圧縮流体を貯蔵する圧縮流体容器と、前記冷却媒体を貯蔵する冷却媒体容器とを有し、
前記高濃度圧延潤滑油容器に通じる内管と、該内管の外周面との間に圧縮流体流路が形成され、前記圧縮流体容器に通じる中管と、該中管の外周面との間に冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体容器に通じる外管とからなる三重管を有し、
該三重管の先端部に高濃度圧延潤滑油噴出口と、圧縮流体噴出口と、冷却媒体噴出口とが同心に設けられた三流体ノズルを備えた（６）記載の冷間圧延潤滑装置。
（８）前記三流体ノズルは、前記高濃度圧延潤滑油噴出口から噴出する高濃度潤滑油と、前記圧縮流体噴出口から噴出する圧縮流体とでミストを生成し、これに冷却媒体噴出口から噴出する冷却媒体とを混合させることにより高濃度潤滑油を固化させることを特徴とする前記（７）記載の冷間圧延潤滑装置。
なお、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度は、この低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の例えば０．２〜５％程度であり、これより高い濃度の圧延潤滑油を高濃度圧延潤滑油とする。 The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
(1) In a rolling lubrication method in cold rolling in which the metal strip is rolled while supplying a low concentration emulsion rolling lubricating oil (hereinafter also referred to as “low concentration rolling lubricating oil”) to the metal strip on the cold rolling mill entry side. The emulsion rolling lubricant having a concentration higher than the concentration of the low-concentration rolling lubricant or the undiluted solution of the low-concentration rolling lubricant (hereinafter also referred to as “high-concentration rolling lubricant”) is cooled with a cooling medium, and the granules It is characterized in that it is solidified into a shape and supplied to the metal strip on the entrance side of the rolling mill.
Since the high-concentration rolling lubricant is supplied after being cooled and solidified into a granular form, it penetrates the low-concentration rolling lubricant layer already formed on the metal strip surface and work roll surface, reaches the metal surface, and then expands. Worn.
Here, the concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricant is, for example, about 0.2 to 5% of the stock solution of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil. To do.
(2) The rolling lubrication method in cold rolling according to (1), wherein the cooling medium is cooling nitrogen or cooling air.
(3) The average particle diameter of the cooled and solidified emulsion rolling lubricating oil having a concentration higher than the concentration of the low concentration emulsion rolling lubricating oil or the low concentration emulsion rolling lubricating oil is 0.5 to 2 mm ( A rolling lubrication method in cold rolling according to 1) or (2).
(4) When cold conditions are not severe in the cold rolling, lubricate with the low-concentration emulsion rolling lubricating oil, and when the lubricating conditions are severe, than the concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil and the low-concentration emulsion rolling lubricating oil. The rolling lubrication method in cold rolling according to any one of (1) to (3), wherein lubrication is performed with a high concentration emulsion rolling lubricating oil or a stock solution of the low concentration emulsion rolling lubricating oil.
Here, the lubrication conditions for cold rolling are determined by rolling conditions (material of rolling material, rolling speed).
(5) When the high-concentration lubricating oil is solidified, the high-concentration lubricating oil is jetted simultaneously with the compressed fluid to form a mist, and the mist is mixed with a cooling refrigerant to be cooled (1) to ( 4) A rolling lubrication method in cold rolling according to any one of 4).
(6) In a cold rolling lubrication device that supplies low concentration emulsion rolling lubricating oil to a metal strip on the cold rolling mill entry side,
A low concentration emulsion rolling lubricant nozzle for supplying the low concentration emulsion rolling lubricant to the metal strip surface;
A high concentration that is close to the low-concentration emulsion rolling lubricating oil nozzle and supplies a high-concentration emulsion rolling lubricating oil or a low-concentration emulsion rolling lubricating oil stock solution to the metal strip surface that is higher than the concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil. A rolling lubricant nozzle, and
The high-concentration rolling lubricant nozzle has a cooling medium outlet for supplying a cooling medium to the metal strip surface in proximity to the outlet.
The high-concentration rolling lubricating oil or the undiluted solution of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil (hereinafter referred to as “high-concentration rolling lubricating oil”). A cold rolling lubrication apparatus in cold rolling, which is cooled, solidified into a granular form, and supplied to a metal strip surface.
(7) Furthermore, it has a high concentration rolling lubricating oil container for storing the high concentration rolling lubricating oil, a compressed fluid container for storing a compressed fluid, and a cooling medium container for storing the cooling medium,
A compressed fluid flow path is formed between the inner pipe communicating with the high-concentration rolling lubricating oil container and the outer peripheral surface of the inner pipe, and between the intermediate pipe communicating with the compressed fluid container and the outer peripheral surface of the intermediate pipe. A cooling medium flow path is formed, and has a triple pipe consisting of an outer pipe communicating with the cooling medium container,
The cold rolling lubrication apparatus according to (6), further comprising a three-fluid nozzle provided concentrically with a high-concentration rolling lubricating oil ejection port, a compressed fluid ejection port, and a cooling medium ejection port at a tip portion of the triple pipe.
(8) The three-fluid nozzle generates mist from the high-concentration lubricating oil ejected from the high-concentration rolling lubricating oil ejection port and the compressed fluid ejected from the compressed fluid ejection port. The cold rolling lubricating device according to (7), wherein the high-concentration lubricating oil is solidified by mixing with a jetting cooling medium.
The concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil is, for example, about 0.2 to 5% of the stock solution of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil, and a higher concentration rolling lubricating oil is used as the high-concentration rolling lubricating oil.

この発明の冷間圧延における圧延潤滑方法及び圧延潤滑装置では、低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高濃度圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給する。このために、少量多品種の金属ストリップにわたりヒートスクラッチ及びスリップの発生を防ぐことができる。また、ミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を防止できる。この結果、安価で効率的でかつ、生産性の向上と製造コストの低減を図ることができる。 In the rolling lubrication method and rolling lubrication apparatus in cold rolling according to the present invention, a high-concentration rolling lubricating oil or a stock solution of the low-concentration rolling lubricating oil is cooled with a cooling medium rather than the concentration of the low-concentration rolling lubricating oil, and the granular material form And is fed to the metal strip on the inlet side of the rolling mill. For this reason, generation | occurrence | production of a heat scratch and slip can be prevented over a small amount of various metal strips. In addition, surface defects due to mill dirt or dropping off can be prevented. As a result, it is inexpensive and efficient, and productivity can be improved and manufacturing cost can be reduced.

この発明の実施形態の一例であって、圧延潤滑ノズルを備えた圧延機要部の模式的構成図である。It is an example of an embodiment of this invention, and is a typical lineblock diagram of a rolling mill principal part provided with a rolling lubrication nozzle. この発明の実施形態の一例であって、タンデム冷間圧延機および潤滑装置を模式的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing a tandem cold rolling mill and a lubrication device as an example of an embodiment of the present invention. 図２に示す冷間圧延潤滑装置を備えたタンデム冷間圧延機のうちの１基の模式的拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view of one of the tandem cold rolling mills equipped with the cold rolling lubrication device shown in FIG. 2. この発明の一例を示すもので、三重管および三流体ノズルの縦断面図である。An example of this invention is shown and it is a longitudinal cross-sectional view of a triple tube and a three-fluid nozzle.

図１に示すように、低濃度圧延潤滑油を金属ストリップＳに供給する低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８が、冷間圧延機の入側に配置されている。低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８は板幅方向に沿って複数個が配置されており、低濃度圧延潤滑油は全板幅にわたるように、供給される。また、高濃度圧延潤滑油を金属ストリップＳに供給する複数個の高濃度圧延潤滑油ノズル３５、３６が、低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８にそれぞれ近接して配置されている。さらに、ワークロールの冷却と洗浄を目的に圧延機出側から低濃度圧延潤滑油がクーラントノズル１６、１７から供給されている。 As shown in FIG. 1, low-concentration rolling lubricant nozzles 27 and 28 for supplying low-concentration rolling lubricant to the metal strip S are arranged on the inlet side of the cold rolling mill. A plurality of low-concentration rolling lubricating oil nozzles 27 and 28 are arranged along the sheet width direction, and the low-concentration rolling lubricating oil is supplied so as to cover the entire sheet width. A plurality of high-concentration rolling lubricating oil nozzles 35 and 36 for supplying the high-concentration rolling lubricating oil to the metal strip S are arranged close to the low-concentration rolling lubricating oil nozzles 27 and 28, respectively. Further, low-concentration rolling lubricating oil is supplied from the coolant nozzles 16 and 17 from the rolling mill exit side for the purpose of cooling and cleaning the work roll.

高濃度圧延潤滑油は、粉粒体状に冷却・固化されてこの例では低濃度圧延潤滑油の供給域の上流寄りに供給される。金属ストリップ面は既に供給されている大量の低濃度圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が覆われているが、高濃度圧延潤滑油は冷却・固化されているので、低濃度圧延潤滑油層を突き抜けて金属面まで到達し、展着される。この結果、プレートアウトが向上して金属ストリップ−ワークロール間の潤滑性が高くなる。 The high-concentration rolling lubricating oil is cooled and solidified into a granular form, and in this example, is supplied upstream of the supply region of the low-concentration rolling lubricating oil. The metal strip surface is covered with a large amount of low-concentration rolling lubricant that has already been supplied, but the roll surface and strip surface are covered, but since the high-concentration rolling lubricant is cooled and solidified, it penetrates the low-concentration rolling lubricant layer. It reaches the metal surface and is exhibited. As a result, the plate-out is improved and the lubricity between the metal strip and the work roll is increased.

冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合、低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８から、金属ストリップに低濃度圧延潤滑油を入側ロールバイトに供給し、ワークロール・金属ストリップ間を潤滑する。また、潤滑条件が厳しい場合、上述のように金属ストリップに低濃度圧延潤滑油を供給するとともに、高濃度圧延潤滑油を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給する。 If the lubrication conditions are not strict in cold rolling, low concentration rolling lubricating oil is supplied to the metal strip from the low concentration rolling lubricating oil nozzles 27 and 28 to lubricate the work roll and the metal strip. In addition, when the lubrication conditions are severe, the low-concentration rolling lubricant is supplied to the metal strip as described above, and the high-concentration rolling lubricating oil is cooled with a cooling medium and solidified into a granular form so as to enter the rolling mill. Supply to metal strip.

図２は、タンデム冷間圧延機および冷間圧延潤滑装置の全体を模式的に示している。冷間タンデム圧延機は４基の冷間圧延機１ａ〜１ｄから構成され、各冷間圧延機１ａ〜１ｄはそれぞれこの発明の冷間圧延潤滑装置２０ａ〜２０ｄを備えている。 FIG. 2 schematically shows the entire tandem cold rolling mill and cold rolling lubrication apparatus. The cold tandem rolling mill is composed of four cold rolling mills 1a to 1d, and each of the cold rolling mills 1a to 1d includes the cold rolling lubrication devices 20a to 20d of the present invention.

図３に示すように、冷間圧延機１はワークロール２、３およびバックアップロール４、５を備えた４重圧延機である。冷間圧延機１の直下に低濃度圧延潤滑油回収装置７が設けられている。低濃度圧延潤滑油回収装置７で回収された低濃度圧延潤滑油は、低濃度圧延潤滑油回収装置７の下方に配置されたメインタンク８に回収される。また、冷間圧延機１は、上下のワークロールにそれぞれに向かうクーラントノズル１６、１７を有するワークロール冷却手段１０を備えている。クーラントノズル１６、１７には、前記メインタンク８から延びるクーラント供給管１２が接続されている。クーラント供給管１２には、クーラント供給ポンプ１３およびクーラント流量調節弁１４が取り付けられている。このように構成されたクーラント供給手段１０により、圧延機ワークロール２、３に冷間圧延機出側からクーラントを噴射し、ワークロール２、３を冷却する。メインタンク７に回収された低濃度圧延潤滑油は、ワークロール冷却用クーラントとして循環利用される。なお、図示してはいないがメインタンクにはダーティータンクとクリーンタンクが配備されており、低濃度圧延潤滑油回収装置７で回収された低濃度圧延潤滑油は一旦ダーティータンクへ回収され、図示していないがホフマンフィルターで濾過された後クリーンタンクへと送られる。図示していないがクリーンタンク内には鉄粉除去装置が配備され鉄粉が除去されている。このクリーンタンクに上記クーラント供給管１２が接続されている。 As shown in FIG. 3, the cold rolling mill 1 is a quadruple rolling mill provided with work rolls 2 and 3 and backup rolls 4 and 5. A low-concentration rolling lubricating oil recovery device 7 is provided immediately below the cold rolling mill 1. The low-concentration rolling lubricating oil recovered by the low-concentration rolling lubricating oil recovery device 7 is recovered in the main tank 8 disposed below the low-concentration rolling lubricating oil recovery device 7. Moreover, the cold rolling mill 1 is provided with the work roll cooling means 10 which has the coolant nozzles 16 and 17 which go to an upper and lower work roll, respectively. A coolant supply pipe 12 extending from the main tank 8 is connected to the coolant nozzles 16 and 17. A coolant supply pump 13 and a coolant flow rate adjustment valve 14 are attached to the coolant supply pipe 12. By the coolant supply means 10 configured in this manner, coolant is sprayed onto the rolling mill work rolls 2 and 3 from the cold rolling mill exit side to cool the work rolls 2 and 3. The low-concentration rolling lubricating oil collected in the main tank 7 is circulated and utilized as a work roll cooling coolant. Although not shown, the main tank is provided with a dirty tank and a clean tank, and the low-concentration rolling lubricating oil recovered by the low-concentration rolling lubricating oil recovery device 7 is once recovered into the dirty tank and shown in the figure. Although not filtered, it is filtered through a Hoffman filter and sent to a clean tank. Although not shown, an iron powder removing device is provided in the clean tank to remove iron powder. The coolant supply pipe 12 is connected to the clean tank.

冷間圧延潤滑装置２０は、主として低濃度圧延潤滑油供給手段２２、高濃度圧延潤滑油供給手段３０、圧縮気体供給手段４０、冷却媒体供給手段４５、三流体供給手段５０、および三流体ノズル６０、７０からなっている。 The cold rolling lubrication apparatus 20 is mainly composed of a low-concentration rolling lubricating oil supply means 22, a high-concentration rolling lubricating oil supply means 30, a compressed gas supply means 40, a cooling medium supply means 45, a three-fluid supply means 50, and a three-fluid nozzle 60. , 70.

低濃度圧延潤滑油供給手段２２は、メインタンク８から低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８に延びる低濃度圧延潤滑油供給管２４を備えている。低濃度圧延潤滑油供給管２４に低濃度圧延潤滑油供給ポンプ２５および低濃度圧延潤滑油流量調節弁２６が取り付けられている。 The low concentration rolling lubricating oil supply means 22 includes a low concentration rolling lubricating oil supply pipe 24 extending from the main tank 8 to the low concentration rolling lubricating oil nozzles 27 and 28. A low-concentration rolling lubricant supply pipe 25 and a low-concentration rolling lubricant flow control valve 26 are attached to the low-concentration rolling lubricant supply pipe 24.

高濃度圧延潤滑油供給手段３０は、高濃度圧延潤滑油が貯蔵された高濃度圧延潤滑油容器３１を備えている。高濃度圧延潤滑油容器３１から高濃度圧延潤滑油供給管３２が、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７０に接続されている。高濃度圧延潤滑油供給管３２には、高濃度圧延潤滑油供給ポンプ３３および高濃度圧延潤滑油流量調節弁３４が取り付けられている。 The high concentration rolling lubricating oil supply means 30 includes a high concentration rolling lubricating oil container 31 in which the high concentration rolling lubricating oil is stored. A high-concentration rolling lubricant supply pipe 32 is connected to the three-fluid nozzles 60 and 70 via the triple pipe 51 from the high-concentration rolling lubricant container 31. A high concentration rolling lubricating oil supply pipe 33 and a high concentration rolling lubricating oil flow control valve 34 are attached to the high concentration rolling lubricating oil supply pipe 32.

圧縮気体供給手段４０は、加圧された圧縮空気を貯蔵する、耐圧性の圧縮気体容器４１を備えている。圧縮空気の貯蔵圧力は０．３ＭＰａであり、温度は常温である。圧縮気体容器４１から延びる圧縮気体供給管４２は、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７０に接続されている。 The compressed gas supply means 40 includes a pressure-resistant compressed gas container 41 that stores compressed compressed air. The storage pressure of compressed air is 0.3 MPa, and the temperature is normal temperature. A compressed gas supply pipe 42 extending from the compressed gas container 41 is connected to the three-fluid nozzles 60 and 70 via the triple pipe 51.

冷却媒体供給手段４５は、加圧・冷却された液体窒素を貯蔵する、耐圧断熱性の冷却媒体容器４７を備えている。液体窒素の貯蔵圧力は０．５ＭＰａであり、温度は約−２２０℃である。冷却媒体容器から延びる冷却媒体供給管４８は、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７５に接続されている。冷却媒体供給管４８には冷却媒体流量調節弁４９が取り付けられている。 The cooling medium supply means 45 includes a pressure-resistant and heat-insulating cooling medium container 47 that stores pressurized and cooled liquid nitrogen. The storage pressure of liquid nitrogen is 0.5 MPa and the temperature is about -220 ° C. The cooling medium supply pipe 48 extending from the cooling medium container is connected to the three-fluid nozzles 60 and 75 via the triple pipe 51. A cooling medium flow rate adjustment valve 49 is attached to the cooling medium supply pipe 48.

三流体供給手段５０は、図４に示すように三重管５１からなり、高濃度圧延潤滑油容器３１に通じる内管５２と、内管５２の外周面との間に圧縮気体流路５５が形成され、圧縮気体容器４１に通じる中管５４と、中管５４の外周面との間に冷却媒体流路５７が形成され、冷却媒体容器４７に通じる外管５６と外管５６を覆う外殻管５９とからなっている。 The three-fluid supply means 50 includes a triple pipe 51 as shown in FIG. 4, and a compressed gas passage 55 is formed between the inner pipe 52 communicating with the high-concentration rolling lubricating oil container 31 and the outer peripheral surface of the inner pipe 52. Then, a cooling medium flow path 57 is formed between the intermediate tube 54 that communicates with the compressed gas container 41 and the outer peripheral surface of the intermediate tube 54, and an outer tube 56 that communicates with the cooling medium container 47 and an outer shell tube that covers the outer tube 56. 59.

三流体ノズルは、上三流体ノズル６０および下三流体ノズル７０からなっている。図４は上三流体ノズル６０を示しており、下三流体ノズル７０の構造は上三流体ノズル６０と同じである。以下、上三流体ノズル６０を三流体ノズル６０として説明し、下三流体ノズル７０の説明は省略する。 The three-fluid nozzle includes an upper three-fluid nozzle 60 and a lower three-fluid nozzle 70. FIG. 4 shows the upper three fluid nozzle 60, and the structure of the lower three fluid nozzle 70 is the same as the upper three fluid nozzle 60. Hereinafter, the upper three-fluid nozzle 60 will be described as the three-fluid nozzle 60, and the description of the lower three-fluid nozzle 70 will be omitted.

三流体ノズル６０は、ノズルチップ６１が三重管５１の外管５６の先端部に設けられたねじにねじ込まれて取り付けられている。三流体ノズル６０は、高濃度圧延潤滑油流路６２、圧縮気体流路６４、および冷却媒体流路６６が設けられている。高濃度圧延潤滑油流路６２、圧縮気体流路６４および冷却媒体流路６６の先端はそれぞれ、噴出口６３、６５および６７となっている。高濃度圧延潤滑油の噴出口６３は、ノズル軸方向に開口している。冷却媒体の噴出口６７は、高濃度圧延潤滑油と冷却媒体との噴流が交差するようにノズル軸に対し傾斜し、開口している。 The three-fluid nozzle 60 is attached by screwing a nozzle tip 61 into a screw provided at the tip of the outer tube 56 of the triple tube 51. The three-fluid nozzle 60 is provided with a high-concentration rolling lubricating oil channel 62, a compressed gas channel 64, and a cooling medium channel 66. The tips of the high-concentration rolling lubricating oil passage 62, the compressed gas passage 64, and the cooling medium passage 66 are jet outlets 63, 65, and 67, respectively. The high concentration rolling lubricating oil jet 63 opens in the nozzle axial direction. The cooling medium jet 67 is inclined and opened with respect to the nozzle axis so that the jets of the high-concentration rolling lubricating oil and the cooling medium intersect.

上記のように構成された冷間圧延潤滑装置２０において、高濃度圧延潤滑油流路５３、圧縮流体流路５５の先端はそれぞれ、噴出口６３、６５となっており、冷却媒体流路５７の噴出口６７は、上記噴出口６３、６５の出側で開口している。したがって、三流体ノズル６０の各噴出口６３、６５、６７から、同時に噴出させると、まず高濃度潤滑油と圧縮流体とでミスト状態となり、これに冷却媒体が混ざって高濃度圧延潤滑油の液滴を凝固し、潤滑油は粉粒体状となる。 In the cold rolling lubrication apparatus 20 configured as described above, the tips of the high-concentration rolling lubricating oil flow channel 53 and the compressed fluid flow channel 55 are jet outlets 63 and 65, respectively. The spout 67 is opened on the exit side of the spouts 63 and 65. Therefore, if the jets are simultaneously ejected from the jets 63, 65, and 67 of the three-fluid nozzle 60, first, the high-concentration lubricating oil and the compressed fluid are in a mist state, and the cooling medium is mixed with this and the liquid of the high-concentration rolling lubricating oil is mixed. The droplets are solidified, and the lubricating oil becomes powdery.

固化されかつ平均サイズの大きな粒子は既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われている層を突き破って金属面まで到達し、展着する原液の効率を著しく高める。なお、上述の粒子の平均サイズが小さすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し展着する効率は低下し、また平均サイズが大きすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し付着しても、粒子が大きいため押し流されてしまい効率は低下する。適度な場合、上記層を突き破って金属面まで到達し展着して押し流されることはない。また、その際、全体あるいは表層は溶けており展着しやすい状態になっていることは言うまでも無い。また、その際半溶融状態であれば、ロールバイトには流体的な引き込み効果に加えてさらに物理的な引き込み効果の相乗効果が生じる、半凝固状態で引き込まれた油はロールバイト内で瞬時に加熱され溶融するので十分な潤滑効果を発揮する訳である。 Solidified and large-sized particles break through the layer on which the roll surface and strip surface are covered with a large amount of low-concentration emulsion rolling lubricant that has already been supplied, reach the metal surface, and improve the efficiency of the undiluted solution. Increase significantly. If the average size of the particles is too small, the efficiency of reaching and spreading through the layer reaches the metal surface, and if the average size is too large, the particle reaches the metal surface through the layer and adheres. However, since the particles are large, they are washed away and the efficiency is lowered. When appropriate, it does not break through the layer to reach the metal surface and spread and be swept away. At that time, it goes without saying that the whole or the surface layer is melted and easily spread. In this case, if it is in a semi-molten state, the roll bite has a synergistic effect of the physical pull-in effect in addition to the fluid pull-in effect. Oil drawn in the semi-solid state is instantly in the roll bite. Since it is heated and melted, it exhibits a sufficient lubricating effect.

上記圧延機の潤滑装置を用いて本発明についての実験を行った。低濃度エマルション圧延潤滑油としては、高分子合成エステル基油の圧延潤滑油（粘度５０ｃSｔ：４０℃、融点５℃）、を濃度１．５％、温度５０℃で使用した。また、噴霧固化供給する高濃度圧延潤滑油として低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を用いた。冷却媒体としては液体窒素を用い３流体ノズルを用いて圧延潤滑油と液体窒素と圧縮空気（圧延潤滑油と液体窒素との断熱用）を用いた。前記高濃度圧延潤滑油流量調節弁３４、冷却媒体流量調節弁４９および圧縮気体流量調節弁４３により、これらの流量を調整することによって、供給される圧延潤滑油の量や、固化される粒径サイズが調整される。 Experiments on the present invention were conducted using the lubricating device of the rolling mill. As the low-concentration emulsion rolling lubricant, a high-molecular synthetic ester base oil rolling lubricant (viscosity 50 cSt: 40 ° C., melting point 5 ° C.) was used at a concentration of 1.5% and a temperature of 50 ° C. Further, a stock solution of low-concentration emulsion rolling lubricating oil was used as the high-concentration rolling lubricating oil supplied by spray solidification. Liquid nitrogen was used as a cooling medium, and rolling lubricating oil, liquid nitrogen, and compressed air (for heat insulation between rolling lubricating oil and liquid nitrogen) were used using a three-fluid nozzle. By adjusting these flow rates with the high-concentration rolling lubricating oil flow rate adjustment valve 34, the cooling medium flow rate adjustment valve 49 and the compressed gas flow rate adjustment valve 43, the amount of rolling lubricating oil supplied and the particle size to be solidified are adjusted. The size is adjusted.

金属ストリップとしては板厚１．５ｍｍ、板幅１０５０ｍｍのコイルを用い、鋼種としては軟質である普通鋼（ＳＰＣＣ）と硬質であるハイテン（引張強さ：８００ＭＰａ）を用いた。入側張力は５０ＭＰａ、出側張力は１００ＭＰａ、圧下率は普通鋼は３０％、ハイテンは２０％で圧延速度は３００〜１０００ｍ／ｍｉｎで圧延した。また、圧延機のハウジング上部および側部に計量プレートを配置し計量プレートに付着した油分を測定することによってミル汚れを測定した。 A coil with a plate thickness of 1.5 mm and a plate width of 1050 mm was used as the metal strip, and soft steel (SPCC) and hard high tensile steel (tensile strength: 800 MPa) were used as the steel types. The inlet side tension was 50 MPa, the outlet side tension was 100 MPa, the rolling reduction was 30% for ordinary steel, 20% for high tension, and the rolling speed was 300 to 1000 m / min. Further, the mill stain was measured by arranging a measuring plate on the upper and side portions of the housing of the rolling mill and measuring the oil adhering to the measuring plate.

先ず、低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から１５０Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から５０Ｌ／ｍｉｎ供給しながら上記２鋼種を段階的に圧延速度を変えて圧延し、焼き付きが発生する圧延速度を求めた。その結果、普通鋼は圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかったが、ハイテンでは６００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。さらに、低濃度エマルション潤滑油の濃度を３％にして同様の圧延を行った結果、普通鋼は焼き付きは発生しなかったが、圧延速度８００ｍ／ｍｉｎで潤滑過多となりスリップが発生した。また、ハイテンでは９００ｍ／ｍｉｎまで焼き付きは発生しなかった。このことから、軟質および硬質のストリップを同じ潤滑状態で高速で効率的に製造することは困難であることが判明した。 First, while rolling the low concentration rolling lubricating oil at 150 L / min from the rolling mill inlet side and 50 L / min from the rolling mill outlet side, the above two steel types are rolled at different rolling speeds, and the rolling speed at which seizure occurs is set. Asked. As a result, seizure did not occur at ordinary steel even at a rolling speed of 1000 m / min, but seizure occurred at 600 m / min in high tension. Furthermore, as a result of performing the same rolling with the concentration of the low-concentration emulsion lubricating oil being 3%, ordinary steel did not cause seizure, but excessive lubrication and slip occurred at a rolling speed of 800 m / min. In the high tension, seizure did not occur up to 900 m / min. From this, it has been found that it is difficult to produce soft and hard strips efficiently at high speed in the same lubrication state.

そこで、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度を１．５％とし、上記冷間圧延潤滑装置２０を用いて流量や固化状態や固化された粒径サイズの影響をハイテンについて調査した。供給量を２ｇ／ｍ^２（今回の圧延条件で圧延速度５００ｍ/ｍｉｎでは上下合わせて約２．１Ｌ／ｍｉｎ）として圧延速度に応じて供給量を制御しながら実験をした。先ず、固化することによる効果について説明する。固化しない場合（液体の場合）の平均粒径は３０μｍ程度であり、固化した際の平均粒径は１ｍｍ程度であった。固化しない場合、６５０ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。これは上述の何もしない場合よりは５０ｍ／ｍｉｎ程度圧延速度は上昇できたが、あまり効果が有るとは言えなかった。この理由は既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われており金属面まで到達し、展着する原液の効率が著しく低いためである。固化しない場合、圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも発生しないためには圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎで上下合わせて約１０Ｌ／ｍｉｎ必要であった Therefore, the concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil was set to 1.5%, and the effect of the flow rate, the solidified state, and the solidified particle size was investigated for Hiten using the cold rolling lubricating device 20. The experiment was conducted while controlling the supply rate according to the rolling speed, with the supply rate being ² g / m ² (up and down at the rolling speed of 500 m / min at the rolling speed of this time is approximately 2.1 L / min). First, the effect of solidifying will be described. When not solidified (in the case of liquid), the average particle size was about 30 μm, and when solidified, the average particle size was about 1 mm. When not solidified, seizure occurred at 650 m / min. Although the rolling speed could be increased by about 50 m / min as compared with the case where nothing was done as described above, it could not be said to be very effective. This is because the roll and strip surfaces are covered with a large amount of low-concentration emulsion rolling lubricant that has already been supplied, so that the efficiency of the stock solution that reaches the metal surface and spreads is remarkably low. In the case of not solidifying, in order not to occur even at a rolling speed of 1000 m / min, about 10 L / min was required in the vertical direction at a rolling speed of 1000 m / min.

これに対し、固化した場合、圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかった。固化されかつ平均サイズの大きな粒子が既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われて層を突き破って金属面まで到達し展着する原液の効率を著しく高めたためである。なお、上述の粒子の平均サイズが小さすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し展着する効率は低下し、また平均サイズが大きすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し付着しても、粒が大きいため押し流されてしまい効率は低下する。適度な場合、上記層を突き破って金属面まで到達し展着する。また、その際、全体あるいは表層は溶けており展着しやすい状態になっていることは言うまでも無い。また、その際半溶融状態であれば、ロールバイトには流体的な引き込み効果にさらに物理的な引き込み効果の相乗効果が生じる、半凝固状態で引き込まれた油はロールバイト内で瞬時に加熱され溶融するので十分な潤滑効果を発揮する訳である。このような理由から冷却噴霧し固化された粉粒体の平均粒径が０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が適切であることが判明した。 On the other hand, when solidified, no seizure occurred even at a rolling speed of 1000 m / min. A large amount of low-concentration emulsion rolling lubricant already supplied with solidified and large particles of average size significantly increases the efficiency of the stock solution that covers the roll surface and strip surface, penetrates the layer, reaches the metal surface, and spreads. This is because. If the average size of the particles is too small, the efficiency of reaching and spreading through the layer reaches the metal surface, and if the average size is too large, the particle reaches the metal surface through the layer and adheres. However, since the grains are large, they are washed away and the efficiency decreases. When appropriate, it breaks through the layer to reach the metal surface and spreads. At that time, it goes without saying that the whole or the surface layer is melted and easily spread. At that time, if it is in a semi-molten state, the roll bite has a further synergistic effect of the physical pull-in effect. Oil drawn in the semi-solid state is instantaneously heated in the roll bite. It melts and exhibits a sufficient lubricating effect. For this reason, it has been found that the average particle size of the powder particles solidified by cooling spray is 0.5 mm or more and 2 mm or less.

図２において、図示していないがこの冷間タンデム圧延機の上流には酸洗設備が配置されており、熱間圧延されて表層のスケールを除去された金属ストリップが連続して供給されている。また、図示してはいないが、この冷間タンデム圧延機の下流には、冷間圧延された金属ストリップを切断する切断機および冷間圧延された金属ストリップをコイル状に巻き取る巻き取りリールが配置されている。 In FIG. 2, although not shown, a pickling facility is disposed upstream of the cold tandem rolling mill, and a metal strip that has been hot-rolled to remove the scale of the surface layer is continuously supplied. . Although not shown, downstream of the cold tandem rolling mill are a cutting machine for cutting the cold-rolled metal strip and a take-up reel for winding the cold-rolled metal strip into a coil. Has been placed.

冷間タンデム圧延機は、４基の圧延スタンド１a〜１ｄから構成されており、全て４重圧延機である。ワ−クロールはロール径５００ｍｍ、胴長２０００ｍｍの上ワークロール２と下ワークロール３から構成されている。バックアップロールはロール径１４００ｍｍ、胴長２０００ｍｍの上バックアップロール４と下バックアップロール５から構成されており、それぞれのロールはロールチョックによって支持されている。 The cold tandem rolling mill is composed of four rolling stands 1a to 1d, all of which are quadruple rolling mills. The work roll is composed of an upper work roll 2 and a lower work roll 3 having a roll diameter of 500 mm and a trunk length of 2000 mm. The backup roll is composed of an upper backup roll 4 and a lower backup roll 5 having a roll diameter of 1400 mm and a barrel length of 2000 mm, and each roll is supported by a roll chock.

低濃度圧延潤滑油としては、高分子合成エステル基油の圧延潤滑油（粘度５０ｃSｔ：４０℃、融点５℃）、を濃度１．５％、温度５０℃で使用した。また、冷却・固化供給する潤滑油として低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を用いた。冷却媒体としては液体窒素を用い、３流体複合ノズルを用いて高濃度圧延潤滑油と圧縮空気（圧延潤滑油と液体窒素との断熱用）と液体窒素とを用いた。これらの流量を流量調節弁４３、３４、４９、でそれぞれ調整することによって、供給される高濃度圧延潤滑油の量や、固化される粒径サイズを調整した。 As the low concentration rolling lubricating oil, a high molecular synthetic ester base rolling lubricating oil (viscosity 50 cSt: 40 ° C., melting point 5 ° C.) was used at a concentration of 1.5% and a temperature of 50 ° C. In addition, a low-concentration emulsion rolling lubricating oil stock solution was used as a cooling and solidified lubricating oil. Liquid nitrogen was used as a cooling medium, and high concentration rolling lubricating oil, compressed air (for heat insulation between rolling lubricating oil and liquid nitrogen) and liquid nitrogen were used using a three-fluid composite nozzle. By adjusting these flow rates with the flow rate control valves 43, 34, and 49, respectively, the amount of high-concentration rolling lubricant supplied and the particle size size to be solidified were adjusted.

金属ストリップとしては板厚３ｍｍ、板幅１２００ｍｍのコイルを用い、鋼種としては軟質である普通鋼（ＳＰＣＣ）と硬質であるハイテン（引張強さ：８００ＭＰａ）を用いた。圧延条件を表1に示す。ワークロールの表面粗さは第1スタンド〜第３スタンドがスクラッチロール（表面粗さ０．３〜０．５μｍＲａ）で最終スタンドはダルロール（表面粗さ３．８μｍＲａ）である。また、圧延機のハウジング上部および側部に計量プレートを配置し計量プレートに付着した油分を測定することによってミル汚れを測定した。なお、この冷間タンデム圧延機の最高圧延速度は１２００ｍ／ｍｉｎであり、焼き付きの発生有無は後工程の検査ラインで調べた。 A coil having a plate thickness of 3 mm and a plate width of 1200 mm was used as the metal strip, and soft steel (SPCC) and hard high tension (tensile strength: 800 MPa) were used as the steel types. Table 1 shows the rolling conditions. As for the surface roughness of the work roll, the first stand to the third stand are scratch rolls (surface roughness 0.3 to 0.5 μmRa), and the final stand is a dull roll (surface roughness 3.8 μmRa). Further, the mill stain was measured by arranging a measuring plate on the upper and side portions of the housing of the rolling mill and measuring the oil adhering to the measuring plate. The maximum rolling speed of this cold tandem rolling mill was 1200 m / min, and the presence or absence of seizure was examined by an inspection line in a subsequent process.

比較例としての第１の従来技術例として、先ず、メインタンク７の濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給しながら上記２鋼種を段階的に圧延速度を変えて圧延し、焼き付きが発生する圧延速度を求めた。その結果、普通鋼は圧延速度１２００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかったがハイテンでは５００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。 As a first prior art example as a comparative example, first, low concentration rolling lubricating oil with a concentration of 1.5% in the main tank 7 is 200 to 300 L / min from the rolling mill entrance side, and 100 to 150 L / min from the rolling mill exit side. Min, the above-mentioned two steel types were rolled while gradually changing the rolling speed while being supplied so as to increase in the latter stage stand, and the rolling speed at which seizure occurred was obtained. As a result, seizure did not occur in ordinary steel even at a rolling speed of 1200 m / min, but seizure occurred in high tension at 500 m / min.

比較例としての第２の従来技術例として、メインタンクのエマルション潤滑油の濃度を３％にして同様の圧延を行った結果、普通鋼は焼き付きが発生しなかったが、圧延速度９００ｍ／ｍｉｎで潤滑過多となりスリップが発生した。また、ハイテンでは１０００ｍ／ｍｉｎまで焼き付きは発生しなかった。このことから、軟質および硬質のストリップを同じ潤滑状態で高速で効率的に製造することは困難であることが確認された。 As a second prior art example as a comparative example, as a result of performing the same rolling with the emulsion lubricating oil concentration in the main tank being 3%, ordinary steel did not seize, but at a rolling speed of 900 m / min. Slip occurred due to excessive lubrication. Moreover, in the high tension, seizure did not occur up to 1000 m / min. This confirms that it is difficult to produce soft and hard strips efficiently at high speed in the same lubricating state.

比較例としての第３の従来技術として、ハイテン圧延時にメインタンクの濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給するとともに三流体ノズルにおいて冷却媒体を用いず、かつノズルの位置を変更してワークロールに直接供給（平均液滴径３０μｍ、流量２ｇ／ｍ^２）した。その結果、ハイテンは６００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。その際、ミル周辺は霧がかかったような状態となりミル汚れが多く発生することが確認された。 As a third conventional technique as a comparative example, a low-concentration rolling lubricating oil having a concentration of 1.5% in the main tank at the time of high-tensile rolling is 200 to 300 L / min from the rolling mill entrance side, and 100 to 150 L / min from the rolling mill exit side. The three-fluid nozzle was supplied in such a way that it increased as it became the latter stage stand, and the cooling fluid was not used in the three-fluid nozzle, and the nozzle position was changed and supplied directly to the work roll (average droplet diameter 30 μm, flow rate 2 g / m ² ). . As a result, seizure occurred at a high tension of 600 m / min. At that time, it was confirmed that the periphery of the mill became foggy and a lot of mill dirt was generated.

本発明の実施例としてハイテン圧延時にメインタンクの濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給するとともに三流体ノズルにおいて冷却媒体を用いて、低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を固化して供給（平均粒径６００μｍ、流量２ｇ／ｍ^２）した。その結果、ハイテンは１２００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかった。また、ミル汚れは通常の場合と同等であった。 As an embodiment of the present invention, a low-concentration rolling lubricating oil with a concentration of 1.5% in the main tank is 200 to 300 L / min from the rolling mill entrance side and 100 to 150 L / min from the rolling mill exit side during the high-tensile rolling. In addition, the stock solution of low-concentration emulsion rolling lubricating oil was solidified and supplied (average particle size 600 μm, flow rate 2 g / m ² ) using a cooling medium in a three-fluid nozzle. As a result, the high tension did not cause seizure even at 1200 m / min. Further, the mill stain was equivalent to that in the normal case.

従来は、特に潤滑状態を変えずに安定した少量多品種の冷間圧延が困難であったが、本発明により、多品種な金属ストリップでも潤滑性を確保することが可能でヒートスクラッチやスリップが発生しない安価で効率的でかつミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を防止可能な冷間圧延が可能となった。 Conventionally, it has been difficult to cold-roll a small quantity and a variety of products without changing the lubrication state. However, according to the present invention, it is possible to ensure lubricity even with a variety of metal strips, and heat scratches and slips are prevented. It has become possible to perform cold rolling that is inexpensive and efficient, and that can prevent surface defects caused by mill contamination and dripping.

この発明は上記実施形態および実施例に限られるものではない。例えば、
（ア）エマルション圧延潤滑油循環させて使用する方法に代えて、ダイレクト潤滑であってもよい。
（イ）圧縮空気の代わりに加圧窒素ガスを用いてもよい。
（ウ）高濃度圧延潤滑油として低濃度圧延潤滑油の原液の代わりに、５％超の濃度のエマルション潤滑油や、ダイレクト潤滑を前提として別の成分の圧延潤滑油を用いてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment and examples. For example,
(A) Instead of the method of circulating emulsion rolling lubricating oil, direct lubrication may be used.
(A) Pressurized nitrogen gas may be used instead of compressed air.
(C) As a high-concentration rolling lubricating oil, instead of a low-concentration rolling lubricating oil stock solution, an emulsion lubricating oil having a concentration of more than 5% or a rolling lubricating oil of another component on the premise of direct lubrication may be used.

１圧延機
２、３ワークロール
４、５バックアップロール
７エマルション回収装置
８メインタンク
１０ワークロール冷却手段
１６、１７低濃度圧延潤滑油ノズル
２０冷間圧延潤滑装置
２２低濃度圧延潤滑油供給手段
２４低濃度圧延潤滑油供給管
２５低濃度圧延潤滑油ポンプ
２６低濃度圧延潤滑油流量調節弁
２７、２８低濃度圧延潤滑油ノズル
３０高濃度圧延潤滑油供給手段
３１高濃度圧延潤滑油容器
３２高濃度圧延潤滑油供給管
３３高濃度圧延潤滑油ポンプ
３４高濃度圧延潤滑油流量調節弁
３５、３６高濃度圧延潤滑油ノズル
４０圧縮流体供給手段
４１圧縮流体容器
４２圧縮流体供給管
４３圧縮流体流量調節弁
４５冷却媒体供給手段
４７冷却媒体容器
４８冷却媒体供給管
４９冷却媒体流量調節弁
５１三重管
５２内管
５３高濃度圧延潤滑油流路
５４中管
５５圧縮流体流路
５６外管
５７冷却媒体流路
５９外殻管
６０上三流体ノズル
６１ノズルチップ
６２高濃度圧延潤滑油流路
６３高濃度圧延潤滑油噴出口
６４圧縮気体流路
６５圧縮気体噴出口
６６冷却媒体流路
６７冷却媒体噴出口
７０下三流体ノズル
Ｓ金属ストリップ
Ｌ低濃度圧延潤滑油
Ｈ高濃度圧延潤滑油 1 Rolling mill 2, 3 Work rolls 4, 5 Backup roll
7 Emulsion recovery device
8 Main tank 10 Work roll cooling means 16, 17 Low concentration rolling lubricating oil nozzle 20 Cold rolling lubricating device 22 Low concentration rolling lubricating oil supply means 24 Low concentration rolling lubricating oil supply pipe 25 Low concentration rolling lubricating oil pump 26 Low concentration rolling Lubricating oil flow control valve 27, 28 Low concentration rolling lubricating oil nozzle 30 High concentration rolling lubricating oil supply means 31 High concentration rolling lubricating oil container 32 High concentration rolling lubricating oil supply pipe 33 High concentration rolling lubricating oil pump 34 High concentration rolling lubricating oil Flow control valve 35, 36 High-concentration rolling lubricating oil nozzle 40 Compressed fluid supply means 41 Compressed fluid container 42 Compressed fluid supply pipe 43 Compressed fluid flow control valve 45 Cooling medium supply means 47 Cooling medium container 48 Cooling medium supply pipe 49 Cooling medium flow rate Control valve 51 Triple pipe 52 Inner pipe 53 High-concentration rolling lubricating oil flow path 54 Middle pipe 55 Compressed fluid flow path 56 Outer pipe 57 Cooling medium flow path 59 Outer shell pipe 60 Upper three fluid nozzle 61 Nozzle tip 62 High-concentration rolling lubricating oil flow path 63 High-concentration rolling lubricating oil jet outlet 64 Compressed gas flow path 65 Compressed gas jet outlet 66 Cooling medium flow path 67 Cooling medium Spout 70 Lower three fluid nozzle
S metal strip
L Low concentration rolling lubricant
H High concentration rolling lubricant

Claims

冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油（以下、「低濃度圧延潤滑油」ともいう）を供給しながら該金属ストリップを圧延する冷間圧延における圧延潤滑方法において、前記低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給することを特徴とする冷間圧延における圧延潤滑方法。 In the rolling lubrication method in cold rolling, the metal strip is rolled while supplying a low concentration emulsion rolling lubricating oil (hereinafter also referred to as “low concentration rolling lubricating oil”) to the metal strip on the cold rolling mill entrance side. The emulsion rolling lubricating oil having a higher concentration than the concentration rolling lubricating oil or the undiluted solution of the low concentration rolling lubricating oil (hereinafter, also referred to as “high concentration rolling lubricating oil”) is cooled with a cooling medium and solidified into a granular form. Then, a rolling lubrication method in cold rolling, characterized in that the metal strip is supplied to the rolling mill inlet side.

前記冷却媒体が冷却窒素又は冷却空気である請求項１記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。 The rolling lubrication method in cold rolling according to claim 1, wherein the cooling medium is cooling nitrogen or cooling air.

冷却・固化された、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の平均粒径が、０．５〜２ｍｍである請求項１又は請求項２記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。 The average particle diameter of the cooled and solidified emulsion rolling lubricant having a concentration higher than that of the low-concentration emulsion rolling lubricant or the stock solution of the low-concentration emulsion rolling lubricant is 0.5 to 2 mm. A rolling lubrication method in cold rolling according to claim 2.

前記冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油で潤滑し、潤滑条件が厳しい場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油及び低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液で潤滑する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。 When the cold rolling lubrication conditions are not severe, lubricate with the low concentration emulsion rolling lubricating oil, and when the lubricating conditions are severe, the concentration of the low concentration emulsion rolling lubricating oil and the concentration of the low concentration emulsion rolling lubricating oil is higher. The rolling lubrication method in cold rolling according to any one of claims 1 to 3, wherein lubrication is performed with an emulsion rolling lubricant or a stock solution of the low-concentration emulsion rolling lubricant.

前記高濃度潤滑油を固化させる際に当該高濃度潤滑油を圧縮流体と同時に噴出させてミスト化し、当該ミストに冷却冷媒を混合させて冷却することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。 5. When the high-concentration lubricating oil is solidified, the high-concentration lubricating oil is jetted simultaneously with the compressed fluid to be mist, and the mist is mixed with a cooling refrigerant to be cooled. 2. A rolling lubrication method in cold rolling according to item 1.

冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油を供給する冷間圧延潤滑装置において、
前記低濃度エマルション圧延潤滑油を金属ストリップ面に供給する低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルと、
該低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルに近接し、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を前記金属ストリップ面に供給する高濃度圧延潤滑油ノズルと、を備え、
該高濃度圧延潤滑油ノズルは、その噴出口に近接して冷却媒体を前記金属ストリップ面に供給する冷却媒体噴出口を有し、
前記高濃度圧延潤滑油ノズル出口側で冷却媒体により前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却し、粉粒体状に固化して金属ストリップ面に供給することを特徴とする冷間圧延における冷間圧延潤滑装置。 In cold rolling lubrication equipment that supplies low concentration emulsion rolling lubricating oil to metal strip on the cold rolling mill entry side,
A low concentration emulsion rolling lubricant nozzle for supplying the low concentration emulsion rolling lubricant to the metal strip surface;
A high concentration that is close to the low-concentration emulsion rolling lubricating oil nozzle and supplies a high-concentration emulsion rolling lubricating oil or a low-concentration emulsion rolling lubricating oil stock solution to the metal strip surface that is higher than the concentration of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil. A rolling lubricant nozzle, and
The high-concentration rolling lubricant nozzle has a cooling medium outlet for supplying a cooling medium to the metal strip surface in proximity to the outlet.
The high-concentration rolling lubricating oil or the undiluted solution of the low-concentration emulsion rolling lubricating oil (hereinafter referred to as “high-concentration rolling lubricating oil”). A cold rolling lubrication apparatus in cold rolling, which is cooled, solidified into a granular form, and supplied to a metal strip surface.

さらに前記高濃度圧延潤滑油を貯蔵する高濃度圧延潤滑油容器と、圧縮流体を貯蔵する圧縮流体容器と、前記冷却媒体を貯蔵する冷却媒体容器とを有し、
前記高濃度圧延潤滑油容器に通じる内管と、該内管の外周面との間に圧縮流体流路が形成され、前記圧縮流体容器に通じる中管と、該中管の外周面との間に冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体容器に通じる外管とからなる三重管を有し、
該三重管の先端部に高濃度圧延潤滑油噴出口と、圧縮流体噴出口と、冷却媒体噴出口とが同心に設けられた三流体ノズルを備えた請求項６記載の冷間圧延潤滑装置。 And a high-concentration rolling lubricating oil container for storing the high-concentration rolling lubricating oil, a compressed fluid container for storing a compressed fluid, and a cooling medium container for storing the cooling medium,
A compressed fluid flow path is formed between the inner pipe communicating with the high-concentration rolling lubricating oil container and the outer peripheral surface of the inner pipe, and between the intermediate pipe communicating with the compressed fluid container and the outer peripheral surface of the intermediate pipe. A cooling medium flow path is formed, and has a triple pipe consisting of an outer pipe communicating with the cooling medium container,
The cold rolling lubrication apparatus according to claim 6, further comprising a three-fluid nozzle provided concentrically with a high-concentration rolling lubricating oil jet, a compressed fluid jet, and a cooling medium jet at the tip of the triple pipe.

前記三流体ノズルは、前記高濃度圧延潤滑油噴出口から噴出する高濃度潤滑油と、前記圧縮流体噴出口から噴出する圧縮流体とでミストを生成し、これに冷却媒体噴出口から噴出する冷却媒体とを混合させることにより高濃度潤滑油を固化させることを特徴とする請求項７記載の冷間圧延潤滑装置。 The three-fluid nozzle generates mist from the high-concentration lubricating oil ejected from the high-concentration rolling lubricating oil ejection port and the compressed fluid ejected from the compressed fluid ejection port, and the cooling fluid ejected from the cooling medium ejection port The cold rolling lubrication apparatus according to claim 7, wherein the high-concentration lubricating oil is solidified by mixing with a medium.