JPS6223038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鋼材を熱間圧延する際に、ロールと被
圧延材との接触部に作用せしめる潤滑剤に関する
ものである。 鋼材を冷間圧延する際に使用する冷間圧延油剤
については、歴史も古く、現在各種のものが市販
され大量に使用されている。しかし熱間圧延用潤
滑剤（以下熱間圧延油剤という）については、我
が国で実用化されたものは最近の事である。熱間
圧延において圧延素材の温度が著るしく高く、例
えば熱間圧延鋼板の製造では、1200℃乃至1300℃
に加熱されたスラブ（鋼片）を粗圧延スタンドで
粗圧延し、更に仕上圧延スタンドで1000℃乃至
850℃のストリツプを仕上圧延し、熱延コイルに
するという作業が行なわれている。 従つて、圧延スタンドでワークロールとストリ
ツプと接触する摩擦部分の温度は極めて高く、多
量の冷却水を高圧噴射して冷却されているもの
の、ロール表面の高温部では500℃乃至600℃にも
達している。かような高温で、しかも多量の冷却
水のかかる摩擦部分に潤滑効果があり、ロールの
摩耗を抑制できる潤滑剤としては、まず高温部分
に水の存在下で付着性が優れていることが必要
で、次に付着した油膜及びロール上で化学的に変
化生成した潤滑性膜が、高圧噴射される冷却水に
洗い流されることなく、強固に存在している事が
必要である。しかも、ロールと被圧延材との接触
する時間は極めて短く、例えば仕上圧延機を１ス
トリツプが通過する時間は５〜150秒程度であ
る。この高温でしかも短時間の摩擦個所に潤滑剤
を存在せしめるためには、給油方法も従来よりい
ろいろ研究されている。油剤をフエルト、刷毛等
で直接ワークロール表面に塗布する方法、給油管
を配管し、ノズルよりワークロール表面に噴射す
る方法、油剤を冷却水に分散させ、バツクアツプ
ロールに噴射し給油する方法（ウオーターインジ
エクシヨン方式）、油剤を圧縮空気で霧化させ、
この油霧をワークロールに噴射し給油する方法
（エアーアトマイズ方式）、油剤または油剤のエマ
ルジヨンを加熱蒸気（加熱媒体）で霧化させ、こ
の油霧をワークロールに噴射し給油する方法（ス
チーム・アトマイズ方式）等の方法があり、それ
ぞれ設備保守、濃度管理、作業性、効果、コスト
等に一長一短があるが、この内現在ではウオータ
ーインンジエクシヨン方式やスチームアトマイズ
方式等が多用されている。いずれにしても油剤を
水中又は空気中に、もしくは油剤または油剤のエ
マルジヨンをスチーム（加熱媒体）中に分散さ
せ、それを噴射給油するものである。 これらの給油法で適用する油剤としては、分散
媒中に分散し易く、又潤滑個所においてはロール
表面に付着し、熱及び高圧の作用を受ける事によ
り、より有効な潤滑性膜をつくる事が必要であ
る。又、潤滑油剤としてのその他の基礎的な性
質、つまり安全性（低温で引火のない事）、環境
保全性（排水中の残存油が少なく、かつ分離し易
く、又油剤自体及び燃焼した場合悪臭がない事）
等は当然必要な事である。 かような各種の性状をそなえた油として、熱間
圧延油剤が研究開発され、現在各所で実用化され
ているのであるが、成分より大別すると鉱油系、
油脂系、合成油系、混合油系に分けられる。この
ような潤滑油剤を適切に使用する事により、圧延
時のロールの表面性状の改善および摩耗を抑制
し、圧延圧力及び消費電力の低減をはかり、更に
ストリツプの向上をはかる事をねらいとしてい
る。 圧延油は成分より大別すると、鉱油系、油脂
系、合成油系、混合油系に分けられるが、一般
に、圧延油の潤滑性能としては、鉱油系に比較し
て油脂系、合成油系など、極性基を有する構造の
ものが良好であり、また、低粘度より高粘度とな
るにつれて潤滑性能が向上してくるため、熱間潤
滑圧延のように高温で極めて苛酷な潤滑条件にお
いては、当然鉱油系よりも油脂系および合成油系
が性能が優れているものであり、その中でも融点
がほゞ35℃以上の常温で固体または半固体状のも
のが、更に潤滑性能が優れている。このような熱
間圧延油として優れた潤滑性能を有する常温で固
体または半固体状の潤滑剤は、その給油方法によ
つて効果が半減するものであり、例えばロール冷
却水に混入して噴射する方法では冷却水中におい
て急冷されるため瞬時に潤滑剤が固化してノズル
詰り等が生じ易く、またロール表面に噴射されて
も固体状のものは付着され難く水と共に流失する
ものが多くなるものである。 本発明者等は、従来の油剤の一層の潤滑性の向
上を計ると共に、更に強靭な潤滑膜を生成してロ
ールの摩耗を減少させる事を目的とし、長年、研
究して来たが、今回、ワツクス系、油脂系の潤滑
剤に、金属石けんを溶解又は溶解及び分散せし
め、グリースと類似の内部構造を表わす組成をも
つた油剤と共に、これに適切な添加剤を加える事
により、以上に述べた付着性、潤滑性、分散性の
相反する要求を、共に完全に満足させる潤滑剤を
得る事が出来たのである。すなわち、本発明は、
常温で固体または半固体であるワツクス系、油脂
系の潤滑剤に金属石けんを溶解又は溶解及び分散
させ、さらにＮ―アルキルトリメチレンジアミン
ジオレエートを全組成物中の0.1重量％ないし10
重量％添加してなる熱間圧延油剤に関するもので
ある。 ここで、本発明において使用される常温で固体
または半固体状の潤滑剤としては、ワツクス系と
して密蝋、シエラツク、カルナバロウ、パラフイ
ンワツクス、マイクロワツクス、低分子ポリエチ
レンなどがあり油脂系として牛脂、ラード、パー
ム油、ヤシ油、等の天然油脂の他脂肪族とプロピ
ルアルコール、エチレングリコール、ペンタエリ
スリトール等の各種アルコールのエステルがあ
る。またこれらを単独で使用してもよいが、これ
らの混合物として使用することも勿論有効であ
り、これらの潤滑剤に金属石けんを添加させるこ
とがより有効である。この金属石けんの添加量は
25wt％以下が好ましい。この金属石けんとして
は、前述した潤滑剤中に溶解および、また分散さ
せることができて、増稠効果のある金属石けんの
全てを包含する。即ち (1) ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、オレイン酸、１，２―ヒドロキ
システアリン酸などの高級脂肪酸、単独または
これらの混合酸のカルシユウム、アルミニウ
ム、亜鉛、鉛、バリウム、リチウム、ストロン
チウム等の各種金属塩、 (2) (1)の高級脂肪酸またはこの混合酸と酢酸、酪
酸、カプロン酸、カプリル酸、安息香酸等の低
分子酸とのカルシウム、アルミニウム、亜鉛、
鉛、バリウム、ストロンチウム等の各種金属錯
塩、 (3) (1)と(2)の混合物、 等の金属石けんがそれぞれ効果がある。更に本発
明においては孔形ロールのカリバー部分に対して
より付着性を高める助剤としてポリブテン、ポリ
ブタジエン、およびこれらの共重合体のようなポ
リマー、エポキシ化ポリオレフインのようなポリ
マー誘導体、エポキシ化大豆油のような油脂誘導
体の少量も添加され得る。また、給油方法によつ
ては圧延油の分散性を付与する分散剤が使用され
る。この場合の分散剤の性質としては、70〜110
℃の加熱水（加熱媒体）中において短時間で熱分
解を生じるか、あるいは圧延油を分散させる能力
を低下、もしくは消失する事が必要であり、Ｎ―
アルキルトリメチレンジアミンジオレエートが用
いられる。その他、必要に応じて酸化防止剤、防
錆剤、消泡剤などが使用される。 以上述べたような本発明によつて使用される圧
延油は、実際の使用に当つて、その給油方法に基
いた性能が要求されるものである。即ち加熱溶融
した圧延油を、70℃以上の加熱空気によりミスト
噴射される場合は、分散剤の添加は必要なく、そ
のまゝ使用され得る。また、圧延油を加熱溶融し
予め70℃未満の温度のエマルジヨンとした後、70
℃以上の加熱水または加熱蒸気（スチーム）を加
熱媒体として噴射させる場合は分散剤としてＮ―
アルキルトリメチレンジアミンジオレエートの
0.1〜10wt％の範囲の添加量が必要である。この
ように、いずれも加熱溶融状態で噴射され、分散
剤が熱分解して生じた潤滑剤および金属石けん
は、孔形ロール出側カリバー部分のほとんど水膜
のない表面に効果的に付着し、次にくるロール冷
却水の噴射によつて脱着されることなく、極めて
優れた潤滑膜としてカリバーロールの摩耗抑制に
作用するものである。 次に本発明を実施例によつて詳細に説明する。
鋼の熱間線材圧延工場において、仕上圧延スタン
ド群の各孔形ロールで、第１表に示した組成に調
整した圧延油を使用し、カリバーの摩耗減少効果
を確認した。給油方法の詳細を図によつて説明す
る。エマルジヨンとされた圧延用潤滑剤は、スチ
ーム加熱管１によつて常時50〜60℃に保温されて
いる撹拌機２付の圧延油タンク３に貯えられる。
該圧延用潤滑剤をロール表面に噴射させるための
加熱媒体はブロアーもしくはポンプ４で所定圧力
に昇圧され予熱器５で70℃以上加熱される。この
加熱媒体中に圧延用潤滑剤をポンプ６で所定量送
り込み、保温された配管系を通つて各圧延スタン
ドに供給される。スタンドの孔形ロール７には、
出側ガイド８に組込まれた噴射ノズル９があり、
圧延された線材と離れた瞬間のカリバー表面に対
して潤滑剤を吹付けるものである。吹付けられた
潤滑剤はロール冷却水１０によつて急冷され、カ
リバー表面に凝固し固着するため、ロール冷却水
による脱着性は小さく、圧延潤滑性に極めて効果
的に作用するものである。

【表】 実施例 １ 線材工場仕上圧延スタンドのNo.21およびNo.22ス
タンド（線材圧延サイズ11mmφ）の孔形ロール出
側において、60℃の温度にて濃度8wt％エマルジ
ヨンとした第１表記載の圧延油を68ml／minで85
〜90℃の加熱水を加熱媒体として用い圧力1.0
Kg／cm²でカリバー表面に噴射させ圧延を行つた。
ロール冷却水はヘツダー圧２Kg／cm²の圧力で通常
通り使用した。その結果、線材160ton圧延後の孔
形ロール１カリバー当り摩耗量がロール冷却水の
みのNo.21スタンドでは0.24mm同じくNo.22スタンド
では0.18mmであつたものが本発明による方法で
は、No.21スタンドで0.13mm同じくNo.22スタンドで
0.10mmとなり、冷却水のみに比較して約44〜46％
の摩耗量の減少効果が得られた。 なお、本発明は上記線材圧延のみならず棒鋼圧
延、形鋼圧延等の孔形ロールによる熱間圧延を全
て含むものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施態様の一例を示す説明図であ
る。 １…スチーム加熱管、２…撹拌機、３…圧延油
タンク、４…ブロアーもしくはポンプ、５…予熱
器、６…ポンプ、７…孔形ロール、８…出側ガイ
ド、９…噴射ノズル、１０…ロール冷却水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼材の熱間圧延時に70℃未満の温度のエマル
   ジヨンとして70℃以上の加熱媒体中に送り込み、
   噴射給油するものであつて、常温で固体または半
   固体であるワツクス系、油脂系の潤滑剤に金属石
   けんを全組成物中２重量％ないし19重量％、溶解
   又は溶解及び分散させ、さらにＮ―アルキルトリ
   メチレンジアミンジオレエートを全組成物中の
   0.1重量％ないし10重量％添加してなることを特
   徴とする鋼材の熱間圧延用潤滑油剤。