CN102548675A - 高压下润滑轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对酸洗后的不锈钢板进行冷轧的方法,其使用40℃下的粘度为140cSt以上的高粘度润滑油,采用至少一座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。

Description

高压下润滑轧制方法
技术领域
本发明涉及一种在高压下率下不会发生热擦伤(heat scratch)和滑移(slip)而对不锈钢板进行轧制的轧制方法。
背景技术
以前,在使用具有多座轧制机架的串列式轧机而制造高强度钢板的情况下,为了提高生产率,有意进行高压下轧制。为了采用串列式轧机进行高压下轧制,有必要提高各轧制机架的压下率。
但是,如果提高压下率,则流入轧辊和钢板之间的润滑油的量减少,轧辊和钢板之间的油膜减薄,轧辊和钢板的接触压力上升,从而热擦伤变得容易发生。特别地,在不锈钢板的高压下轧制中,将发生热擦伤。
此外,热擦伤是使轧辊和钢板之间的界面温度上升,润滑油的油膜破裂,结果使轧辊和钢板直接接触而发生的烧接缺陷。
由于在表面残留有热擦伤痕迹的钢板不能上市,因而成品率当然降低。另外,由于残留有热擦伤痕迹的轧辊必须立即替换,因而生产率显著降低。
因此,作为防止热擦伤的发生的方法,迄今为止提出了各种方案(例如参照专利文献1~7)。
专利文献1公开了一种轧制方法,其预先指定容易发生热擦伤的轧机,并控制该轧机的操作条件,从而使热擦伤不会发生。
专利文献2~4公开了一种轧制方法,其将供给至被轧材料以及工作轧辊的润滑油(润滑油)的量、浓度以及成分等调整为热擦伤不会发生的范围。
专利文献5和7公开了一种轧制方法,其对轧机间的张力进行控制,从而抑制热擦伤的发生。
专利文献6公开了一种轧制方法,其为了降低第1轧制机架的轧制载荷,在酸洗后的被轧材料的表面实施喷丸清理或喷丸硬化。
但是,无论在哪一种轧制方法中,各轧制机架的压下率的上升存在界限。
在串列式轧制中,难以提高总压下率,为了将钢板轧制成所希望的板厚,往往接着串列式轧制,进而实施轧制。
特别地,在欲对不锈钢板高效率地进行串列式轧制的情况下,必须将不锈钢板在以前值以上的高压下率下进行轧制,但如果将压下率提高到以前值以上,则热擦伤频发。
为了抑制热擦伤的发生,从而实现高压下轧制,一个对策通常是提高润滑油的粘度,从而使膜厚增加(参照专利文献8~12)。
但是,如果仅使润滑油的膜厚增加,则轧辊和钢板之间的摩擦系数下降,润滑过多而发生滑移,从而使轧制变得不稳定(参照专利文献9和10)。
虽然专利文献11以及12公开了在冷轧方法中,使用高粘度轧制用油(在40℃下为100~300cSt),但不锈钢板容易与轧辊中含有的Cr发生反应,热擦伤容易发生,因而在高压下率下进行轧制不能在工业生产中进行。
即使在专利文献11以及12中,也没有公开在高压下率下不会发生热擦伤和滑移而进行轧制的方法。
在专利文献13中,公开了在串列式轧机中,从提高生产率的角度考虑,将各轧制机架的压下率设定为30~35%。
但是,专利文献13并没有公开实现高压下轧制的轧制用油的粘度,采用通常在普通钢中使用的粘度为几十cSt的轧制用油,以不会发生热擦伤和滑移的方式进行轧制是极其困难的。
在串列式轧制中,越是在高压下,不会发生热擦伤和滑移的轧制条件的范围变得越狭窄,轧制变得越困难,因而每1台轧机的压下率不得不受到限制。
为了制造所希望板厚的钢板,应对的方法是在串列式轧机的情况下,配置许多轧机,而且在可逆式轧机的情况下,增加轧制次数,但这样的应对不会提高生产率。
在冷轧中,为了提高生产率,必须开发在高压下率下、热擦伤和滑移都不会发生的轧制技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-307620号公报
专利文献2:日本特开2007-253178号公报
专利文献3:日本特开2007-237230号公报
专利文献4:日本特开2006-263739号公报
专利文献5:日本特开2006-198661号公报
专利文献6:日本特开2005-177774号公报
专利文献7:日本特开2001-179306号公报
专利文献8:日本特开平05-043888号公报
专利文献9:日本特开平07-251209号公报
专利文献10:日本特开2000-317510号公报
专利文献11:日本特开平05-253604号公报
专利文献12:日本特开平08-024908号公报
专利文献13:日本特开平06-091306号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在轧辊和钢板之间,形成有经由润滑油油膜的流体润滑和金属彼此之间直接接触的边界润滑相混合的润滑状态。
如图1(第3版钢铁便览III(1)轧制基础·钢板[丸善(株)、昭和55年6月30日第2次印刷、发行]、92页)所示,如果压下率升高,则流入轧辊和钢板之间的润滑油的量减少,从而轧辊和钢板之间的油膜减薄。
也就是说,如果压下率升高,则轧辊和钢板之间的接触压力升高,因为与起因于欲将润滑油引入到轧辊和钢板之间的剪切力的油膜压力的平衡作用,所以润滑油的膜厚减薄。
如果润滑油的膜厚减薄,则边界润滑的区域扩大,金属彼此之间直接接触的压力也上升,因而容易发生轧辊和钢板的烧接现象(热擦伤)。
通常为了增加润滑油的膜厚,提高润滑油的粘度而增大上述剪切力,但如果只是加大膜厚,则如前所述,轧辊和钢板之间的摩擦系数下降,润滑过多而发生滑移,从而使轧制变得不稳定。
结果,在轧制中,越是在高压下,不会发生热擦伤和滑移的轧制条件的范围变得越狭窄,从而轧制变得越困难。也就是说,每1台轧机的压下率受到限制,从而生产率不会提高。
于是,本发明的目的在于:针对以高生产率轧制成高强度钢板(例如拉伸强度在300MPa以上)的课题,提供一种解决该课题的轧制方法,其中,该高强度钢板是在冷轧中,提高轧制机架的压下率,不会发生热擦伤和滑移,而且对于酸洗后的钢板、特别是不锈钢板不实施再次的轧制而能够直接供连续退火这种板厚的不锈钢板。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述的课题,就压下率和润滑的定量关系进行了潜心的研究。
如前所述,在轧辊和钢板之间,形成有经由润滑油油膜的流体润滑和金属彼此之间直接接触的边界润滑相混合的润滑状态,但就摩擦系数而言,金属彼此之间直接接触的边界润滑比经由润滑油的流体润滑更大。
因此,通常地说,如果使压下率提高,则边界润滑的比例增多,从而摩擦系数上升。
本发明人为了确认压下率和润滑的定量关系,对于压下率和摩擦系数的关联,改变润滑油的粘度而进行了研究。其结果如图2所示。粘度是根据JIS K 2283、采用卡农·芬斯克粘度计测定得到的粘度。
由图2可知:(x)在使用40℃下的粘度为130cSt的润滑油的情况下,伴随着压下率的上升,摩擦系数也上升;而(y)在使用40℃下的粘度为140cSt的润滑油的情况下,压下率即使超过30%附近,摩擦系数的变化也小;而且(z)在使用40℃下的粘度为150cSt的润滑油的情况下,压下率如果超过30%附近,则摩擦系数反而减少。
上述(y)以及(z)的现象是在以前的轧制理论中没有给予说明的现象。也就是说,本发明人发现:如果提高在轧制中使用的润滑油的粘度,则表现出上述(y)以及(z)的现象。
再者,本发明人还发现:在使用40℃下的粘度为140cSt以上的润滑油、且以30%以上的压下率进行轧制的情况下,除了不会发生热擦伤以外,也不会发生滑移,从而可以稳定地进行轧制。
本发明是基于上述的见解而完成的,其要旨如下。
(1)一种高压下润滑轧制方法,其是对酸洗后的不锈钢板进行冷轧的方法,其特征在于:使用40℃下的粘度为140cSt以上的高粘度润滑油,采用至少一座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
其中,粘度是根据JIS K 2283、采用卡农·芬斯克粘度计测定得到的粘度。
(2)根据上述(1)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:采用具有4座以上的轧制机架的串列式轧机进行所述冷轧。
(3)根据上述(2)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在采用所述串列式轧机进行的串列式轧制中,采用除最终的轧制机架以外的至少2座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
(4)根据上述(2)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最初的轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
(5)根据上述(3)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最初的轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
(6)根据上述(3)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架跟前的轧制机架,进行压下率为33%以下的轧制。
(7)根据上述(4)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架跟前的轧制机架,进行压下率为33%以下的轧制。
(8)根据上述(2)~(7)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架,进行压下率为低于25~30%的轧制。
(9)根据上述(2)~(7)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
(10)根据上述(2)~(7)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,最终的轧制机架的轧制速度为250m/分钟以上。
(11)根据上述(2)~(7)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(12)根据上述(10)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(13)根据上述(1)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:采用可逆式轧机进行所述冷轧。
(14)根据上述(13)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在采用所述可逆式轧机进行的可逆式轧制中,采用除最终的轧制道次以外的至少2个轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
(15)根据上述(13)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最初的轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
(16)根据上述(14)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最初的轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
(17)根据上述(13)~(16)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,以最终的轧制道次跟前的轧制道次,进行压下率为33%以上的轧制。
(18)根据上述(13)~(16)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,以最终的轧制道次,进行压下率为低于25~30%的轧制。
(19)根据上述(17)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,以最终的轧制道次,进行压下率为低于25~30%的轧制。
(20)根据上述(13)~(16)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
(21)根据上述(17)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
(22)根据上述(18)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
(23)根据上述(19)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
(24)根据上述(13)~(16)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(25)根据上述(17)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(26)根据上述(18)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(27)根据上述(19)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(28)根据上述(20)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(29)根据上述(21)~(23)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
(30)根据上述(13)~(16)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(31)根据上述(17)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(32)根据上述(18)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(33)根据上述(19)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(34)根据上述(20)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(35)根据上述(21)~(23)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(36)根据上述(24)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(37)根据上述(25)~(28)中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
(38)根据上述(29)所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
发明的效果
根据本发明,采用串列式轧机或可逆式轧机,能够以高生产率轧制出轧制中不会产生滑移、且没有热擦伤的所希望的最终板厚的不锈钢板。
附图说明
图1是表示改变压下率时、流入轧辊和钢板之间的润滑油的量(g/m2)和轧制速度(m/min)之间的关系的图(第3版钢铁便览III(1)轧制基础·钢板[丸善(株)、昭和55年6月30日第2次印刷、发行]、92页)。
图2是改变润滑油的粘度(cSt)时、表示压下率(%)和摩擦系数的关联的图。
图3是表示在涂布有润滑油的平坦的砧座(铁砧)上,使钢球落下而与之碰撞,并对在碰撞表面产生的压痕的形状进行定量研究所得到的研究结果(参照日本机械学会论文集(C编)66卷645号(2000-5),P1687~1693,“油を介した衝撃で生じる球と平板の压痕形状に関する研究”(关于因经由油的碰撞而产生的、球和平板的压痕形状的研究))的一部分的图。
(a)表示在涂布有40℃下的粘度为99.5mm2/s的高粘度油(S100)、且硬度为HV710的SUJ2制砧座上,使硬度为HV307的SUS304制钢球落下而发生碰撞时的钢球的变形形状。
(b)表示在涂布有40℃下的粘度为203.4mm2/s的高粘度油(TN220)、且硬度为HV710的SUJ2制砧座上,使硬度为HV307的SUS304制钢球落下而发生碰撞时的钢球的变形形状。
具体实施方式
本发明涉及一种对酸洗后的不锈钢板进行冷轧的方法,其特征在于:使用高粘度润滑油,采用至少一座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
首先,就成为本发明基础的见解进行说明。
如前所述,本发明人发现:如果提高所使用的润滑油的粘度,则表现出下述(y)以及(z)的现象。
(y)在使用40℃下的粘度为140cSt的润滑油的情况下,压下率即使超过30%附近,摩擦系数的变化也小。
(z)在40℃下的粘度为150cSt的润滑油的情况下,如果压下率超过30%附近,则摩擦系数反而减小。
对于表现出上述(y)以及(z)的现象的机理,本发明人考虑如下。
以前,为人所知的是在冷轧而成的钢板表面可以观察到因封入润滑油而产生的油坑(oil pit)(参照第3版钢铁便览III(1)轧制基础·钢板[丸善(株)、昭和55年6月30日第2次印刷、发行]、92页左栏)。
发生油坑的现象表示在冷轧中,在轧辊和钢板之间,因封入润滑油而产生使钢板表面变形的较高的压力。
产生上述现象得到如下研究结果的支持:使钢球落在涂布有润滑油的平坦的砧座(铁砧)上,然后对在碰撞表面产生的压痕的形状进行定量研究(参照日本机械学会论文集(C编)66卷645号(2000-5),P1687~1693,“油を介した衝撃で生じる球と平板の压痕形状に関する研究”(关于因经由油的碰撞而产生的、球和平板的压痕形状的研究))。
图3表示了上述研究结果的一部分。图3(a)表示在涂布有40℃下的粘度为99.5mm2/s的高粘度油(S100)、且硬度为HV710的SUJ2制砧座(铁砧)上,使硬度为HV307的SUS304制钢球落下而发生碰撞时的钢球的变形形状。
图3(b)表示在涂布有40℃下的粘度为203.4mm2/s的高粘度油(TN220)、且硬度为HV710的SUJ2制砧座(铁砧)上,使硬度为HV307的SUS304制钢球落下时的钢球的变形形状。
如图3所示,钢球在因碰撞而封入的油的作用下,成为钢球的碰撞部中央凹下去的形状。该凹坑形状以油的粘度较高者(TN220>S100)为大。由此可知:高粘度的油被封入钢球和砧座之间,从而产生较高的压力。
基于图3所示的结果,对于上述(z)的现象可以考虑如下。
也就是说,如果使用粘度高的润滑油而在高压下进行轧制,则润滑油的封入现象变得显著,同时在润滑油被封入的部分产生非常高的压力,因流体润滑而支持的轧制载荷的比例与因边界润滑而支持的轧制载荷的比例相比相对增大,其结果是,整体的摩擦系数降低。
另一方面,即使提高压下率,因边界润滑而支持的轧制载荷的绝对值不是那样地发生变化,或者稍微增加,因而在轧制中,不会发生滑移。
图2所示的(y)以及(z)的现象是颠覆轧制技术中的以前的技术常识的划时代的见解。
本发明人考虑可以将上述见解适用于酸洗后的不锈钢板的冷轧,在5轧制机架构成的串列式轧机中,使用高粘度的润滑油,将第1轧制机架的压下率设定为31.3%,将第2轧制机架的压下率设定为30.3%,并以303mpm的轧制速度,将酸洗后的板厚为2.700mm的不锈钢板轧制成板厚为0.572mm的钢板。总压下率为78.8%。
轧制中,没有发生滑移,在轧制后的不锈钢板中,并没有热擦伤,但为了使钢板的板厚达到所希望的板厚(例如低于0.540mm),需要再次实施冷轧。
为了仅借助于串列式轧制而轧制到所希望的板厚(例如低于0.540mm),在板厚为2.700mm的钢板的情况下,必须以80%以上的总压下率进行轧制。
为了采用串列式轧制而进行总压下率为80%以上的轧制,有必要将各座轧制机架的压下率设定为超过以前的压下率。
如果将各座轧制机架的压下率设定为超过以前的压下率,则有发生热擦伤的担心,但本发明人在5轧制机架构成的串列式轧机中,使用高粘度(例如在40℃下为140cSt以上)的润滑油,以将板厚为2.70mm的17%Cr不锈钢板轧制到板厚低于0.58mm为目标,调整各轧制机架的压下率而进行轧制。
表1表示了轧制条件和轧制结果。粘度是根据JIS K 2283、采用卡农·芬斯克粘度计测定得到的粘度。此外,工作轧辊直径为500mm。
Figure BDA0000144605070000121
轧制例a(比较例)是使用低粘度(40℃:40cSt)的润滑油,将各轧制机架的压下率设定为低于30%(低压下率),以77.0%的总压下率进行轧制的例子。
轧制本身没有产生问题,但最终板厚为0.62mm,由于超过0.60mm,需要再次实施轧制直至所希望的板厚。轧制例a(比较例)是“低粘度+低压下”的轧制,从冷轧操作整体上说,是效率较低的轧制例。
轧制例b(比较例)是使用低粘度(40℃:40cSt)的润滑油,以78.6%的总压下率进行轧制的例子。在第2轧制机架(表中No.2std)中,进行压下率为32%的高压下轧制,因“低粘度+高压下”的原因,发生了热擦伤。
轧制例c是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以78.6%的总压下率进行轧制的例子。在第2轧制机架(No.2std)中,虽然进行了压下率为32%的高压下轧制,但由于使用高粘度的润滑油,因而轧制没有产生问题,轧制进行到板厚为0.58mm。
轧制例d是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以79.2%的总压下率进行轧制的例子。在第2轧制机架(No.2std)和第3轧制机架(No.3std)中,虽然进行了压下率超过30%的高压下轧制,但由于使用高粘度的润滑油,因而轧制没有产生问题,轧制进行到板厚为0.56mm。
轧制例e是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以78.8%的总压下率进行轧制的例子。在第1轧制机架(No.1std)中,虽然进行了压下率为32%的高压下轧制,但由于使用高粘度的润滑油,因而轧制没有产生问题,轧制进行到板厚为0.57mm。
此外,即使在前段的高压下轧制中产生缺陷,在后段的轧制中,也可以减轻缺陷的程度,因而优选在前段进行高压下轧制。
轧制例f是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以79.8%的总压下率进行轧制的例子。在第4轧制机架(No.4std)中,虽然进行压下率为35%的高压下轧制,从而产生极其轻度的热擦伤,但由于使用高粘度的润滑油,因而轧制进行到板厚为0.54mm。
此外,采用最终轧制机架(No.5std)的前段的轧制机架(No.4std)进行高压下轧制在实用方面不成问题。
轧制例g是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以79.9%的总压下率进行轧制的例子。在第2轧制机架(No.2std)中,进行压下率为32%的高压下轧制,在最终轧制机架(No.5std)中,将压下率设定为低于30%,从而使总压下率最优化,因而没有震颤的发生,通过高粘度润滑油的使用,使轧制进行到板厚为0.54mm。
轧制例h是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,以82.8%的总压下率进行轧制的例子。在第1~4轧制机架(No.1std~No.4std)中,虽然进行了压下率超过30%的高压下轧制,但由于使用高粘度的润滑油,因而轧制没有产生问题,轧制进行到板厚为0.46mm。
轧制例i(参考例)是使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,将各轧制机架的压下率设定为低于30%(低压下率),以77.0%的总压下率进行轧制的例子。轧制没有产生问题,但最终板厚为0.62mm,需要再次进行冷轧直至所希望的板厚。
即便使用高粘度的润滑油,当压下率较低(高粘度+低压下)时,从冷轧操作整体上说,也是效率较低的轧制例。
如上所述,轧制例c~h是在“高粘度+高压下”,可以高效率地轧制到所希望的板厚的发明例。
这样,本发明人发现:即使将第1轧制机架(No.1std)以及第2轧制机架(No.2std)的压下率设定为30%以上,将第3机架(No.3std)的压下率设定为接近30%的压下率,在轧制中,也不会发生滑移,而且在轧制后的钢板上,没有发生热擦伤。
这一点是成为本发明的基础的见解。
由于热擦伤是轧辊和钢板之间的界面温度上升,润滑油的油膜破裂,从而使轧辊和钢板直接接触而发生的烧接缺陷,因而即使以100~150mpm的轧制速度、30~35%的压下率进行轧制,也不会在钢板表面发生热擦伤,这意味着如果使用高粘度的润滑油,则在上述的轧制速度和压下率下,润滑油的油膜不会破裂。
在为不锈钢的情况下,由于轧辊含有5%左右的Cr,因而压下率如果超过40%,则在钢板表面发生热擦伤。此外,在为不锈钢以外的钢的情况下,直至压下率为45%,在钢板表面没有发生热擦伤。
本发明人根据以上的试验结果,就用于将不锈钢板进一步轧制为0.48mm以下的压下率的设定进行了研究。
将安全考虑在内,第1轧制机架的压下率、第2轧制机架的压下率以及第3轧制机架的压下率分别设定为31.6%、31.3%以及30.7%,在第4轧制机架中,使压下率从27.0%到33%以1%的步长发生变化,从而将板厚2.70mm的不锈钢板轧制成板厚为0.476mm。
另外,在第4轧制机架中,当压下率为33%时,将轧制速度从250mpm提高到400mpm,观察了润滑变化和板温上升对品质的影响。此外,总压下率为82.4%。
对于在轧制中得到的不锈钢板,研究了热擦伤的有无。无论在哪一种钢板中,都没有发生热擦伤。第4轧制机架虽然在压下率为33%以及轧制速度为400mpm的苛刻条件下进行轧制,但在钢板表面没有发生热擦伤。
本发明人根据以上的调查结果,发现在5轧制机架构成的串列式轧机中,使用高粘度(例如在40℃下为140cSt以上)的润滑油,除最终轧制机架以外,将4轧制机架的压下率设定为30%~40%,则单凭串列式轧制,不会在钢板表面发生热擦伤而可以将不锈钢板轧制成所希望的最终板厚。
这一点也是成为本发明的基础的见解。
根据以上的见解,在酸洗后的不锈钢板的冷轧中,如果使用高粘度润滑油,并采用至少1座轧制机架,进行压下率为30%以上的高压下润滑轧制,则在钢板表面不会发生热擦伤而可以将钢板稳定地轧制到所希望的最终板厚。
在高压下润滑轧制中,实施轧制的钢板的强度越高,抑制热擦伤的发生的效果就越显著。另外,轧制速度越高,在轧辊和钢板之间封入的润滑油的压力就越上升,因而上述效果就越发显著。
在高压下润滑轧制方法中使用的高粘度润滑油只要是粘度超过通常在冷轧中使用的润滑油的粘度者即可,但如果使用在40℃下的粘度(根据JIS K 2283,采用卡农·芬斯克粘度计测定的粘度)为140cSt以上的高粘度润滑油,则可以切实地获得抑制热擦伤的发生的效果。
迄今为止,以具有5座轧制机架的串列式轧机为基础就高压下润滑轧制进行了说明,但轧制机架的座数并不局限于5。
可以适当地设定轧制机架的座数,以便能够实施高压下润滑轧制,但优选的是能够稳定地进行不会发生热擦伤的轧制、而且具有4座以上的轧制机架的串列式轧机。
在使用具有4座以上的轧制机架的串列式轧机而进行轧制(串列式轧制)的情况下,优选采用除最终的轧制机架以外的至少2座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
压下率为30%以上的轧制既可以采用第1轧制机架进行,也可以采用第2轧制机架以后(除最终轧制机架以外)的轧制机架进行。也就是说,也可以采用除最终轧制机架以外的轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
虽然也可以采用最终的轧制机架跟前的轧制机架,进行压下率超过33%的轧制,但如果润滑油的选择不适当,则发生热擦伤的可能性升高,因而最终的轧制机架跟前的轧制机架的压下率优选为33%以下。
优选采用最终的轧制机架,以低于25~30%的压下率进行轧制,从而不会发生热擦伤。
串列式轧制的总压下率优选超过70%。如果总压下率在70%以下,则有时不能达到所希望的最终板厚,需要再次进行冷轧。
轧制速度根据与压下率的平衡来进行调整,但如果最终的轧制机架的轧制速度低于150m/分钟,则润滑油的油膜压力较低,有可能产生微小的热擦伤,因而优选为150m/分钟以上。
另外,从高压下润滑轧制的生产率的角度考虑,最终的轧制机架的轧制速度优选为250m/分钟以上。
为了在轧制机架中确保30%以上的压下率,优选使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。如果直径低于150mm,则往往不能确保工作轧辊的强度,而且在轧制中发生折损。
另外,由于工作轧辊直径较大者,钢板的r值升高,因而在轧制要求加工性的钢板时,优选工作轧辊直径较大者。另一方面,如果直径超过600mm,则确保30%以上的压下率变得困难。
高压下润滑轧制也可以采用在1台轧机中依次反复进行轧制的可逆式轧机来进行。
在采用所述可逆式轧机进行的可逆式轧制中,采用除最终的轧制道次以外的至少2个轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
压下率为30%以上的轧制既可以采用最初的轧制道次进行,也可以采用第2道次以后(除最终轧制道次以外)的轧制道次进行。也就是说,也可以采用除最终的轧制道次以外的轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
虽然也可以采用最终的轧制道次跟前的轧制道次,进行压下率超过33%的轧制,但如果润滑油的选择不适当,则发生热擦伤的可能性升高,因而最终的轧制道次跟前的轧制道次的压下率优选为33%以下。
优选采用最终的轧制道次,以低于25~30%的压下率进行轧制,从而使热擦伤不会发生。
可逆式轧制的总压下率优选超过70%。如果总压下率在70%以下,则有时不能以所需要的道次数达到所希望的最终板厚,需要再次进行轧制。
轧制速度根据与各轧制道次的压下率的平衡来进行调整,但如果最终的轧制道次的轧制速度低于150m/分钟,则润滑油的油膜压力较低,有可能产生微小的热擦伤,因而优选为150m/分钟以上。
另外,从高压下润滑轧制的生产率的角度考虑,最终的轧制道次的轧制速度优选为250m/分钟以上。
为了在轧制道次中确保30%以上的压下率,优选使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。如果直径低于150mm,则往往不能确保工作轧辊的强度,而且在轧制中工作轧辊发生折损。
另外,由于工作轧辊直径较大者,钢板的r值升高,因而在轧制要求加工性的钢板时,优选工作轧辊直径较大者。另一方面,如果直径超过600mm,则确保30%以上的压下率变得困难。
实施例
下面就本发明的实施例进行说明,但实施例的条件是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一个条件例,本发明并不局限于该一个条件例。
本发明只要不脱离本发明的宗旨,可以实现本发明的目的,就可以采用各种条件。
(实施例)
采用具有5座轧制机架的串列式轧机,使用在40℃下的粘度为150cSt的高粘度润滑油,适当选择轧制机架而将压下率设定为30%以上,以轧制酸洗后的不锈钢板。轧制条件和轧制结果如表1的发明例所示。
此外,粘度是根据JIS K 2283、采用卡农·芬斯克粘度计测定得到的粘度。
工作轧辊直径为500mm。虽然在表1没有表示出来,但在工作轧辊直径为620mm时,轧制载荷超过轧钢机的规格,从而不能实现必要的压下率。在工作轧辊直径为140mm时,轧辊表面刮伤(割損)而不能进行轧制。
在轧制例c中,采用第2轧制机架(No.2std),进行压下率为32%的高压下轧制。总压下率为78.6%。轧制没有产生问题,可以轧制到板厚为0.58mm。
在轧制例d中,采用第2轧制机架(No.2std)和第3轧制机架(No.3std),进行压下率超过30%的高压下轧制。总压下率为79.2%。轧制没有产生问题,可以轧制到板厚为0.56mm。
在轧制例e中,采用第1轧制机架(No.1std),进行压下率为32%的高压下轧制。总压下率为78.8%。轧制没有产生问题,可以轧制到板厚为0.57mm。
此外,即使在前段的高压下轧制中产生缺陷,在后段的轧制中,也可以减轻缺陷的程度,因而优选在前段进行高压下轧制。
在轧制例f中,采用第4轧制机架(No.4std),进行压下率为35%的高压下轧制。总压下率为79.8%。虽然发生了极其轻度的热擦伤,但可以轧制到板厚为0.54mm。
此外,采用最终轧制机架(No.5std)的前段的轧制机架(No.4std)进行高压下轧制在实用方面不成问题。
在轧制例g中,采用第2轧制机架(No.2std),进行压下率为32%的高压下轧制。总压下率为79.9%。采用最终轧制机架(No.5std),进行压下率为22%的轧制,使总压下率最优化。没有震颤的发生,可以轧制到板厚为0.54mm。
在轧制例h中,采用第1~4轧制机架(No.1std~No.4std),进行压下率超过30%的高压下轧制。总压下率为82.8%。轧制没有产生问题,可以轧制到板厚为0.46mm。
以上,轧制例c~h是在“高粘度+高压下”,可以高效率地轧制到所希望的板厚(低于0.60mm)的轧制例。
<比较例>
在表1中,轧制例a和轧制例b为比较例。轧制例a使用低粘度(40℃:40cSt)的润滑油,采用各轧制机架,进行压下率低于30%的低压下轧制。总压下率为77.0%。轧制本身没有产生问题,可以轧制到板厚为0.62mm。
但是,由于最终板厚超过0.60mm,因而需要再次实施轧制直至所希望的板厚(低于0.60mm。轧制例a是“低粘度+低压下”的轧制,从冷轧操作整体上说,是效率较低的轧制例。
轧制例b使用低粘度(40℃:40cSt)的润滑油,采用第2轧制机架(表中为No.2std),进行压下率为32%的高压下轧制。总压下率为78.6%。
轧制例b可以轧制到板厚为0.58mm,但因为“低粘度+高压下”的原因,是发生了热擦伤的轧制例。
(参考例)
轧制例i使用高粘度(40℃:150cSt)的润滑油,采用各轧制机架,进行压下率低于30%的低压下轧制。总压下率为77.0%。轧制没有产生问题,可以轧制到板厚为0.62mm。
但是,由于最终板厚超过0.60mm,因而需要再次进行轧制直至所希望的板厚(低于0.60mm)。
轧制例i即便使用高粘度的润滑油,当各轧制机架的压下率较低(“高粘度+低压下”)时,从冷轧操作整体上说,也是效率较低的轧制例。
此外,在以5个道次轧制到最终板厚的可逆式轧制中,如果将表1的发明例所示的轧制条件用作各道次的轧制条件,显然也可以得到同样的结果。
产业上的可利用性
如前所述,根据本发明,采用串列式轧机或可逆式轧机,能够以高生产率轧制出轧制中不会产生滑移、且没有热擦伤的所希望的最终板厚的不锈钢板。因此,本发明在钢铁产业的钢板制造技术中具有较高的可利用性。

Claims (38)

1.一种高压下润滑轧制方法,其是对酸洗后的不锈钢板进行冷轧的方法,其特征在于:使用40℃下的粘度为140cSt以上的高粘度润滑油,采用至少一座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制;
其中,粘度是根据JIS K 2283、采用卡农·芬斯克粘度计测定得到的粘度。
2.根据权利要求1所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:采用具有4座以上的轧制机架的串列式轧机进行所述冷轧。
3.根据权利要求2所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在采用所述串列式轧机进行的串列式轧制中,采用除最终的轧制机架以外的至少2座轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
4.根据权利要求2所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最初的轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
5.根据权利要求3所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最初的轧制机架,进行压下率为30%以上的轧制。
6.根据权利要求3所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架跟前的轧制机架,进行压下率为33%以下的轧制。
7.根据权利要求4所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架跟前的轧制机架,进行压下率为33%以下的轧制。
8.根据权利要求2~7中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,采用最终的轧制机架,进行压下率为低于25~30%的轧制。
9.根据权利要求2~7中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
10.根据权利要求2~7中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,最终的轧制机架的轧制速度为250m/分钟以上。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
12.根据权利要求10所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述串列式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
13.根据权利要求1所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:采用可逆式轧机进行所述冷轧。
14.根据权利要求13所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在采用所述可逆式轧机进行的可逆式轧制中,采用除最终的轧制道次以外的至少2个轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
15.根据权利要求13所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最初的轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
16.根据权利要求14所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最初的轧制道次,进行压下率为30%以上的轧制。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最终的轧制道次跟前的轧制道次,进行压下率为33%以上的轧制。
18.根据权利要求13~16中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最终的轧制道次,进行压下率为低于25~30%的轧制。
19.根据权利要求17所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,采用最终的轧制道次,进行压下率为低于25~30%的轧制。
20.根据权利要求13~16中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
21.根据权利要求17所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
22.根据权利要求18所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
23.根据权利要求19所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,进行总压下率超过70%的轧制。
24.根据权利要求13~16中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
25.根据权利要求17所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
26.根据权利要求18所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
27.根据权利要求19所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
28.根据权利要求20所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
29.根据权利要求21~23中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,最终的轧制道次的轧制速度为250m/分钟以上。
30.根据权利要求13~16中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
31.根据权利要求17所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
32.根据权利要求18所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
33.根据权利要求19所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
34.根据权利要求20所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
35.根据权利要求21~23中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
36.根据权利要求24所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
37.根据权利要求25~28中任一项所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
38.根据权利要求29所述的高压下润滑轧制方法,其特征在于:在所述可逆式轧制中,使用直径为150mm~600mm的工作轧辊。
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