JP2001286911A - 熱間潤滑圧延方法 - Google Patents

熱間潤滑圧延方法

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JP2001286911A
JP2001286911A JP2000103334A JP2000103334A JP2001286911A JP 2001286911 A JP2001286911 A JP 2001286911A JP 2000103334 A JP2000103334 A JP 2000103334A JP 2000103334 A JP2000103334 A JP 2000103334A JP 2001286911 A JP2001286911 A JP 2001286911A
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rolling
wax
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lubricant
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Shoichi Araya
省一 荒谷
Hide Uchida
秀 内田
Takeshi Inoue
剛 井上
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10Lubricating, cooling or heating rolls externally

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板を熱間圧延するにあたり、従来のような
水切り板を使用せず、その代わりにワックス系固体潤滑
剤を用いて水切りと同時に潤滑を行わせること。 【解決手段】 鋼板の熱間圧延ラインにおいて、圧延機
の入側の水切り板1個以上をワックス系固体潤滑剤6か
ら構成する。この時固体潤滑剤を押しつける圧力は、圧
延状態によって決まる潤滑剤消費速度に応じて可変とす
ることが望ましいが、0.01〜0.1MPa の圧力範囲
が好ましい。 【効果】 水切り板をワックス系固体潤滑剤とすること
によって、摩擦係数をほぼ半減でき、その結果大幅な圧
延動力の低減ができる。また、ロール肌状態も向上する
ことからロール原単位の低減や生産性の向上に寄与でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の熱間圧延ラ
インにおいて、これまで用いられてきた水切り板の代わ
りにワックス(Wax)系固体潤滑剤剤を用いて、水切
りを行うと同時に潤滑を施しながら熱間圧延を行う方法
である。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延ラインにおいて、熱延鋼板は、
スラブ加熱後、粗圧延および仕上圧延で圧延された鋼板
ストリップをホットランテーブル上で冷却し、巻取機で
コイルにして製造される。この時、圧延動力を低減させ
るために、あるいは圧延ロール肌の保護の目的で熱延潤
滑剤が使われる。また、圧延ロールは高温の圧延材と接
触するため、圧延機の入側と出側で大量の冷却水で冷却
される。この時、冷却水が圧延材に飛散すると圧延材の
温度低下を招き、材質を確保できないため、圧延機の入
側と出側に水切り板としてナイロン等の合成繊維、羊
毛、および硬質ゴムが使われている。これまでの潤滑剤
供給方法は、圧延機入側に潤滑ノズルを配置し、その上
部に水切り板を配置し、ここで冷却水をきってから潤滑
剤を噴射していた。潤滑剤は通常エマルション状態でロ
ール表面に噴射されているが、水切り板が摩耗して十分
に冷却水をきらずにロール表面に冷却水が残った状態だ
と急激に潤滑性能が落ちるという欠点があった。これに
対し、実公平07−47121号公報に耐摩耗性に優れ
たパラ系パロアミド繊維製水切りワイパーが報告されて
いるが、長時間にわたって耐摩耗性を維持し、良好な水
切り性を維持するには十分でなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】まず、上記のような従
来の熱延潤滑方法では水切り板が摩耗し、圧延ロール表
面に水分が残存する状態になると急激に潤滑性能が落ち
ることは明らかである。また、完全に摩耗しないという
材質の水切り板は存在しない。−方、近年における固体
潤滑剤の品質向上に伴って、熱延プロセスにも使用でき
るようになってきた。そこで、本発明が解決しようとす
る課題は、鋼板を熱間圧延するにあたり、従来のような
水切り板を使用せず、その代わりにワックス系固体潤滑
剤を用いて水切りと同時に潤滑を行わせることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の基本的構成は、鋼板の熱間圧延ラインにおい
て、圧延機の入側の水切り板をワックス系固体潤滑剤か
ら成ることを持微とする熱延鋼板の潤滑圧延方法であ
る。この時固体潤滑剤を押しつける圧力は、圧延状態に
よって決まる潤滑剤消費速度に応じて可変とすることが
望ましい。
【0005】本発明の要旨は、次の通りである。 (1)通常の熱間圧延ライン、粗圧延設備と仕上げ圧延
設備との間で、先行圧延材の尾端部と後行圧延材の先端
部を接合し、熱間圧延を行うラインにおいて、仕上げ圧
延機ワークロールの入側の水切り板1個以上を平板状の
ワックス系固体潤滑剤にすることを特徴とする熱間潤滑
圧延方法。 (2)ワックス系固体潤滑剤を、0.01〜0.1MPa
の圧力で押しつけることを特徴とする上記(1)記載の
熱間潤滑圧延方法。 (3)通常の熱間圧延ライン、粗圧延設備と仕上げ圧延
設備との間で、先行圧延材の尾端部と後行圧延材の先端
部を接合し、熱間圧延を行う熱間圧延設備における潤滑
剤供給装置において、仕上げ圧延機ワークロールの入側
の水切り板1個以上を平板状のワックス系固体潤滑剤と
すると共に、該平板状ワックス系固体潤滑剤の端部を、
断面がコの字型の冶具でボルト止めし、この部分にエア
ーシリンダーを取り付け、任意の圧力で仕上げ圧延機の
1個以上のワークロールに押し付けることを特徴とする
潤滑剤供給装置。 (4)上記(1)記載の熱間潤滑圧延方法に用いるワッ
クス系固体潤滑剤であって、天然のあるいは合成の粉末
状固体潤滑剤を0.1〜50質量%含有することを特徴
とするワックス系固体潤滑剤。 (5)粉末系固体潤滑剤が、黒鉛、天然雲母、合成雲
母、タルク、窒化硼素から選ばれる1種または2種以上
であることを特徴とする上記(4)に記載のワックス系
固体潤滑剤。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。図1は、本発明の実施の形態を示す図である。図
示の例においては、4重式の圧延機を用い、ワークロー
ル1出側にワークロール冷却水3および水切り板2を備
えたものである。さらに、圧延機入側にはワークロール
冷却水4が供給される。そして、従来入側水切り板があ
る位置にワックス系固体潤滑剤6が備えられ、ワークロ
ール1に押し付けられており、これによってワックス系
固体潤滑剤6がワークロール表面に供給される。このワ
ックス系固体潤滑剤6はその後方にエアーシリンダー5
が取り付けられており、押し付け圧力を任意に変えるこ
とができる。7はバックアップロール、8は被圧延材で
ある。
【0007】図2は平板状ワックス系固体潤滑剤6にエ
アシリンダー5を取り付けた潤滑剤供給装置である。こ
こではエアーシリンダー5を用いたが、押し付け圧力を
任意の値に設定できるものであれば油圧式や機械式のも
のを用いてもよい。なお、図2に示す潤滑剤供給装置で
は、平板状ワックス系固体潤滑剤6の一端側を、コの字
型断面を有する潤滑剤挟み込む冶具9で挟持し、これを
ボルト10で固定している。
【0008】本発明者らは種々のワックス系固体潤滑剤
について実験検討した結果、その融点が120〜140
℃のものが最もよく潤滑剤がワークロール表面に付着す
ることを確認した。ただし、圧延条件によってワークロ
ール表面温度は変わってくるので、これに応じた融点の
固体潤滑剤を選定することが重要である。本発明で用い
るワックスとしては、天然ワックスである植物系ワック
ス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、石油系ワックス
および合成ワックスのいずれもが使用可能である。これ
らのワックスはそれ単独でも潤滑効果を発揮するが、粉
末状固体潤滑剤を含有するとより一層潤滑性能が向上す
る。
【0009】前記ワックスよりなる基剤に添加する粉末
固体潤滑剤としては、黒鉛、天然雲母、合成雲母、タル
ク、窒化硼素等が挙げられ、これらの混合粉末を用いて
もよい。また押し付け圧力は0.01MPa あれば十分で
あるが、潤滑剤を更に多量に供給したい場合は押し付け
力を増大させればよい。図3は潤滑剤の付着量と押しつ
け圧力の関係を示すグラフであるが、潤滑剤付着量は押
し付け圧力に関して線形的に増加しており、この関係か
ら必要に応じた押し付け圧力を設定すればよい。
【0010】ワックス系潤滑剤の押し付け圧力を0.0
1〜0.1MPa にしたのは、潤滑効果を発揮し始めるの
が0.01MPa からであり、押し付け圧力が0.1MPa
を越えると潤滑効果が飽和するためである。粉末状固体
潤滑剤をワックス系潤滑剤に含有するのは、粉末状固体
潤滑剤は潤滑効果に優れるが、それ自身では固形を維持
するのが困難であるため、ワックス系固体潤滑剤に含有
させる必要があるからであり、その効果は0.1質量%
からみられる。しかしながら、粉末状固体潤滑剤の含有
率が50%を越えるとワックス系固体潤滑剤そのものの
強度が落ち、固体を維持できない。よって、本発明では
粉末状固体潤滑剤の含有率を0.1〜50質量%とし
た。また、粉末状固体潤滑剤はそれ自身が十分な潤滑効
果を有するものでなくてはならず、そのような粉末状固
体潤滑剤としては、黒鉛、天然雲母、合成雲母、タル
ク、窒化硼素が挙げられる。
【0011】
【実施例】熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機全段の
入側に水切り板の代わりにワックス系固体潤滑剤を設置
した。このとき、あらかじめ圧延スケジュールを考慮し
てロール表面温度を1978年第29会塑性加工連合講
演会論文集P.139に記載されている圧延解析モデル
により概略値を見積もり、その結果を考慮してワックス
系固体潤滑剤の融点が140℃のものを選択した。ここ
で用いたワックス系固体潤滑剤は動物系ワックス80質
量%、残り20質量%がタルク粉末からなるものを用い
た。ワックス系固体潤滑剤の押し付け圧力は、これまで
の種々の検討の結果、0.01MPa あれば十分であるこ
とが判明していたが、ここではより潤滑剤を付着させる
ことを考え、0.01MPa 〜0.1MPa の範囲とした。
潤滑の効果は摩擦係数で判断した。摩擦係数は、197
8年第29会塑性加工連合講演会論文集P.139に記
載されている圧延解析モデルを用いて、実験で求めた先
進率と圧延荷重が解析結果と一致するようにして求め
た。
【0012】図4は、ワックス系固体潤滑剤を用いたと
きと用いなかったときの各仕上げスタンドの摩擦係数で
ある。この図から明らかなように、ワックス系固体潤滑
剤を用いたときの摩擦係数は用いなかった時のほぼ半分
となっており、潤滑の効果が明確に現れている。また、
摩擦係数がほぼ半分にまで低減したことは大幅な圧延動
力の低減につながり、省エネの効果も得られた。さら
に、摩擦係数が低減したことにより圧延ロール表面の肌
状態も、目視ではあるが、ワックス系固体潤滑剤を用い
なかった時よりも良好なものであった。
【0013】
【発明の効果】本発明法は、鋼板の熱間圧延ラインにお
いて、圧延機入側の水切り板をワックス系固体潤滑剤と
することによって摩擦係数をほぼ半減でき、その結果大
幅な圧延動力の低減ができる。また、ロール肌状態も向
上することからロール原単位の低減や生産性の向上に寄
与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法におけるロールとワックス系固体潤滑
剤や水切り板の位置を示す図である。
【図2】本発明におけるワックス系固体潤滑剤をエアー
シリンダーにて押し付ける図である。
【図3】本発明法における潤滑剤付着量と押し付け圧力
の関係を示す図である。
【図4】本発明法におけるワックス系固体潤滑剤を用い
たときと用いなかったときの仕上げ各スタンド摩擦係数
を示す図である。
【符号の説明】 1 ワークロール 2 水切り板 3 出側冷却水 4 入側冷却水 5 エアーシリンダー 6 ワックス系固体潤滑剤 7 バックアップロール 8 熱延鋼帯 9 平板状ワックス潤滑剤挟み込む冶具 10 平板状ワックス潤滑剤固定用ボルト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常の熱間圧延ライン、粗圧延設備と仕
    上げ圧延設備との間で、先行圧延材の尾端部と後行圧延
    材の先端部を接合し、熱間圧延を行うラインにおいて、
    仕上げ圧延機ワークロールの入側の水切り板1個以上を
    平板状のワックス系固体潤滑剤にすることを特徴とする
    熱間潤滑圧延方法。
  2. 【請求項2】 ワックス系固体潤滑剤を、0.01〜
    0.1MPa の圧力で押しつけることを特徴とする請求項
    1記載の熱間潤滑圧延方法。
  3. 【請求項3】 通常の熱間圧延ライン、粗圧延設備と仕
    上げ圧延設備との間で、先行圧延材の尾端部と後行圧延
    材の先端部を接合し、熱間圧延を行う熱間圧延設備にお
    ける潤滑剤供給装置において、仕上げ圧延機ワークロー
    ルの入側の水切り板1個以上を平板状のワックス系固体
    潤滑剤とすると共に、該平板状ワックス系固体潤滑剤の
    端部を、断面がコの字型の冶具でボルト止めし、この部
    分にエアーシリンダーを取り付け、任意の圧力で仕上げ
    圧延機の1個以上のワークロールに押し付けることを特
    徴とする潤滑剤供給装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の熱間潤滑圧延方法に用い
    るワックス系固体潤滑剤であって、天然のあるいは合成
    の粉末状固体潤滑剤を0.1〜50質量%含有すること
    を特徴とするワックス系固体潤滑剤。
  5. 【請求項5】粉末系固体潤滑剤が、黒鉛、天然雲母、合
    成雲母、タルク、窒化硼素から選ばれる1種または2種
    以上であることを特徴とする請求項4に記載のワックス
    系固体潤滑剤。
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