JP2002172412A - 鋼帯の冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 循環式圧延油供給系統を用いる冷間圧延方法
において、潤滑不足に起因するチャタリング発生を防止
する。 【解決手段】 第１のエマルションをワークロールおよ
びロールバイトに向けて供給するための循環式の第１の
圧延油供給手段と、前記第１のエマルションの平均粒径
より大きい平均粒径を有する第２のエマルションを、ロ
ールバイトから上流スタンド側に所定距離離れた位置で
鋼帯の表裏面に向けて供給するための第２の圧延油供給
手段とを有する冷間圧延装置を用い、圧延開始時から第
１の圧延油供給手段により所定の供給量で第１のエマル
ションを供給する第１の供給工程と、圧延開始時から第
２の圧延油供給手段により第２のエマルションを供給す
る第２の供給工程とを備えた鋼帯の冷間圧延方法におい
て、前記第２の供給工程では、ワークロールの積算圧延
質量または積算圧延長に応じて第２のエマルションの供
給量を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯を高速圧延す
る冷間圧延方法に係り、特に循環圧延油供給系統と別圧
延油供給系統とを備えた冷間圧延装置を用いた冷間圧延
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷間圧延では、圧延中にストリップとワ
ークロールとの間の摩擦を減少させるために潤滑油が必
要となる。また、摩擦発熱および加工発熱を除去するた
めにワークロール、バックアップロールおよびストリッ
プの冷却が必要となる。

【０００３】循環式圧延油供給方式（リサーキュレーシ
ョン方式）は、上述した潤滑および冷却のために、圧延
油と冷却水とを混合乳化してなるエマルションをノズル
からワークロールおよびロールバイト近傍のワークロー
ル表面に向けてスプレーした後、回収し、再びノズルへ
供給する一連の供給・回収を循環して行なう方式である
（例えば日本鉄鋼協会編「板圧延の理論と実際」の２０
８頁を参照）。ワークロール表面に衝突した一部のエマ
ルション粒子（油粒）が油膜としてワークロール表面に
付着し、さらに鋼帯上面側においてはワークロール表面
に付着しなかったエマルションが滞留して付着する。そ
して、付着しなかったエマルションは板端から落下す
る。

【０００４】上述したエマルションが鋼帯およびワーク
ロール表面に付着する現象は、プレートアウトと呼ばれ
ており、このプレートアウト現象により形成されたプレ
ートアウト層がロールバイトに導入され、潤滑油として
機能する。

【０００５】冷間圧延においては、ワークロール組み替
え後から圧延が進み、積算圧延長を重ねるにつれてワー
クロールの表面粗度が低下し、これに伴って摩擦係数も
低下するため、タイミングを図ってワークロールを組み
替える必要がある。このワークロールの組み替えのタイ
ミングは、積算圧延質量または積算圧延長により管理さ
れる。

【０００６】ところで、薄鋼板を圧延するにあたり、安
定圧延を阻害する現象の一つにチャタリングと呼ばれる
騒音を伴う異常振動現象がある。このチャタリングが発
生すると、板厚変動や圧延スタンド間の張力変動を生
じ、これらの変動が著しい場合には鋼板の破断に至るこ
ともある。そのため、板厚変動による品質や歩留りの低
下、板破断によるロール原単位の悪化、稼働率の低下な
どが発生する。このチャタリングは、次に説明する圧延
不安定化によって発生すると言われてきた。すなわち、
圧延が進むにつれてワークロール粗度が低下し、ワーク
ロールおよび圧延材間の摩擦係数が低くなり、ロールバ
イト内の潤滑が過多となる状態が発生する。これに伴っ
て、先進率が負（中立点がロールバイトの外へ飛び出し
た状態）となり圧延が不安定化する（例えば、鉄と鋼，
第７３（１９８７）第１０号，１３５８頁を参照）。

【０００７】一方、最近のブリキ材の製品動向である硬
質・薄ゲージ化に伴い、生産性向上のために圧延速度の
さらなる高速化が進められており、２０００ｍｐｍを超
える高速圧延速度での圧延技術が必要とされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、循環式
圧延油供給方式を備えたタンデム冷間圧延機を用いて上
記した高速圧延を行なった場合、特に０．２ｍｍ以下の
仕上板厚に高速圧延しようとしても、潤滑不足に起因し
たチャタリングが発生し、安定した冷間圧延を阻害する
という問題がある。

【０００９】本発明は、循環式圧延油供給系統を用いる
冷間圧延方法において、高速圧延時の潤滑不足を解消
し、潤滑不足に起因するチャタリング発生を防止するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に循環
式圧延油供給方式の高速圧延域における潤滑性改善を意
図した冷間圧延方法を特許出願しており、この冷間圧延
方法は特開２０００−９４０１３号公報に開示されてい
る。この冷間圧延方法は、循環式圧延油供給系統（第１
の圧延油供給系統）とは別の第２の圧延油供給系統を設
け、この第２圧延油供給系統により、第１圧延油供給系
統のエマルションよりも平均粒径が大きく、プレートア
ウト性の高いエマルション圧延油をロールバイトから上
流スタンド側へ所定距離（エマルションがプレートアウ
トするための時間（転相時間）を確保できる距離）離れ
た位置で鋼板表裏面に向けて供給するものである。上記
の別圧延油供給系統は、好ましくは後段スタンドに適用
される。これは、後段スタンドほど圧延速度が速くかつ
板厚が薄くなるので圧延荷重が高くなり、潤滑条件が厳
しくなるからである。先願の冷間圧延方法によれば、高
速圧延域でも鋼板に披着する油量を増加させることがで
きるため、高速圧延時に発生する潤滑不足を解消でき、
潤滑不足に起因するチャタリングを防止することができ
る。

【００１１】本発明者らは、上記した先願の冷間圧延方
法につき、さらに検討を重ねた結果、次に説明する潤滑
過多に起因したチャタリングが発生する場合があること
が判明した。

【００１２】本発明者らは、図１０に示す、循環式圧延
油供給系統と別圧延油供給系統とを有する冷間圧延機を
用い、硬質ブリキ原板を仕上げ厚０．２ｍｍに冷間圧延
した。また、図９に示す、循環式圧延油供給系統のみを
有する冷間圧延機を用いて上記被圧延材の冷間圧延も行
なった。ここで、圧延油としての基油は循環式圧延油供
給系統および別圧延油供給系統ともに牛脂（４０℃での
粘度；４５ｃＳｔ）を用いた。循環式圧延油供給系統の
エマルション条件は６０℃の温水中の基油濃度３．５体
積％、エマルションの平均粒径１０μｍとし、第５スタ
ンドにおけるエマルション供給量を４０００リットル／
分に制御した。また、別圧延油供給系統のエマルション
条件は、６０℃の温水中の基油濃度１０体積％、エマル
ションの平均粒径を循環式圧延油供給系統の平均粒径よ
りも大きい２０μｍとし、エマルションの供給量を１３
０リットル／分に固定した。

【００１３】図２は、横軸に圧延速度（ｍｐｍ）をと
り、縦軸に第５スタンドにおけるワークロールおよび鋼
板間の摩擦係数をとって、上述した冷間圧延を行なった
ときの圧延速度と摩擦係数との関係について調べた結果
を示す特性線図であって、図２の（ａ）は積算圧延質
量，積算圧延長がそれぞれ０ｔ，０ｋｍ（ワークロール
組み替え直後）のとき、図２の（ｂ）は積算圧延質量，
積算圧延長がそれぞれ２００ｔ，１００ｋｍのとき、図
２の（ｃ）は積算圧延質量，積算圧延長がそれぞれ４０
０ｔ，２００ｋｍ（ワークロール組み替え直前）のとき
と、それぞれ積算圧延質量および積算圧延長が異なる、
すなわちワークロールの表面粗度が異なる条件下での結
果をそれぞれ示している。図２において、白丸を結んだ
曲線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、図９に示す冷間圧延機におい
て循環式圧延油供給系統のみを用いた場合の結果を示す
特性線であり、黒丸を結んだ曲線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、
図１０に示す冷間圧延機において別圧延油供給系統を圧
延開始時から併用した場合の結果を示す特性線である。
なお、図中における×印は、チャタリングの発生を表わ
す。

【００１４】図２（ａ）においてワークロールの表面粗
度が高い条件下で循環式圧延油供給系統のみを用いた場
合には、特性線Ａ１から明らかなように、圧延開始時か
ら８００ｍｐｍ程度までの低速領域では、チャタリング
の発生しない適正な潤滑状態が得られていることを示し
ており、この領域では圧延速度の上昇とともに摩擦係数
は低下傾向にあることがわかる。しかし、上記の低速域
を超えると摩擦係数はそれまでの低下傾向から一転して
急激に上昇し、圧延速度１０００ｍｐｍで潤滑不足に起
因したチャタリングが発生することがわかる。一方、図
２（ｂ），（ｃ）の特性線Ａ２，Ａ３に着目すると、積
算圧延質量が２００ｔから４００ｔへと増加するのに伴
い、ワークロールの表面粗度が低くなるため、摩擦係数
が低下することがわかる。このため、潤滑不足に起因し
たチャタリングの発生時期は特性線Ａ１に示すチャタリ
ング発生時期よりも遅延されるが、いずれも圧延速度約
１４００ｍｐｍ（特性線Ａ２参照）、約１５００ｍｐｍ
（特性線Ａ３参照）でそれぞれチャタリングが発生し、
２０００ｍｐｍ以上の圧延速度に到達できないことがわ
かる。

【００１５】一方、図２（ａ）の特性線Ｂ１に着目する
と、ワークロールの表面粗度が高い条件下で循環式圧延
油供給系統と別圧延油供給系統とを圧延開始時から併用
した場合には、摩擦係数を低減できるとともに、８００
ｍｐｍ以上の高速域であっても摩擦係数の急激な上昇を
抑制でき、潤滑不足に起因したチャタリングが発生する
ことなく安定的に２０００ｍｐｍ以上にまで加速できる
ことがわかる。これに対して、図２（ｂ），（ｃ）の特
性線Ｂ２，Ｂ３に着目すると、積算圧延質量が２００ｔ
から４００ｔへと増加するのに伴って、特性線Ｂ１の場
合と比べてワークロールの表面粗度が低下するため、摩
擦係数が低下することがわかる。このため、ワークロー
ルの表面粗度が低い条件下では、別圧延油供給系統を圧
延開始時から併用した場合には、図２の（ｂ），（ｃ）
の特性線Ｂ２，Ｂ３に示すように、約６００〜７００ｍ
ｐｍの低速域において潤滑過多に起因したチャタリング
発生することが判明した。

【００１６】図２において、従来方式である循環圧延油
供給系統のみを用いた場合、低速圧延域では、圧延速度
の上昇とともに摩擦係数は低下するが、ある圧延速度を
超えると摩擦係数が上昇に転ずる現象が認められる。こ
のような現象が認められるのは、プレートアウト層の形
成具合がエマルション圧延油の鋼板単位面積当たりの供
給量の増減およびエマルション圧延油が鋼板表面に到達
した直後からロールバイトに導入されるまでの経過時間
の長短に強く依存することに関係するものと考えられ
る。すなわち、低速圧延域で圧延速度の上昇とともに摩
擦係数が低下する過程においては、鋼板表面に十分なプ
レートアウト層が形成されるので、ロールバイトへの導
入油量は流体力学的に導入される量となる状態が支配的
となるためであると推測される。しかし、さらに圧延速
度が上昇すると、エマルション圧延油の鋼板単位面積当
たりの供給量が低下し、またエマルション圧延油が鋼板
表面でプレートアウト層を形成するための転相時間も短
くなる。このような状態になると、鋼板表面に十分なプ
レートアウト層が形成され難くなり、ロールバイトへの
導入油量は、流体力学的に導入される量が支配的となる
状態からプレートアウト量が支配的である状態へと遷移
するものと推測される。これにより鋼板表面でのプレー
トアウト量が減少する傾向を強め、これに伴いロールバ
イトへの導入油量が減少してワークロールおよび鋼帯間
の摩擦係数が上昇に転じ、やがては潤滑不足に起因した
チャタリング発生に至るものと考えられる。

【００１７】一方、循環式圧延油供給系統のエマルショ
ンよりも高いプレートアウト性を有するエマルションを
供給する別圧延油供給系統をも併用すると、圧延速度５
００〜８００ｍｐｍの領域においては、鋼板表面に十分
なプレートアウト層が形成され、ロールバイトへの導入
油量は流体力学的に導入される量となる状態が支配的と
なるため、圧延速度の上昇とともに摩擦係数は低下しつ
づける。このため、積算圧延質量（積算圧延長）の増
加、すなわちワークロールの表面粗度の低下に伴って、
特性線Ｂ２，Ｂ３に示すように高速圧延域に至る前の低
速圧延域で潤滑過多の状態となり、チャタリング発生に
至る場合が生じることとなる。

【００１８】図３は、横軸にワークロールの積算圧延質
量（ｔ）をとり、縦軸に到達速度（ｍｐｍ）をとって、
ワークロール組み替え直後からワークロール組み替え直
前にわたってワークロールの積算圧延質量と鋼板の到達
速度との関係につき調べた結果を示す特性線図である。
ここで、用いた被圧延材およびエマルション条件等は前
述した図２で説明したのと同様である。

【００１９】図３において、白丸を結んだ曲線Ａ４は図
９に示す冷間圧延機において循環式圧延油供給系統のみ
を用いた場合の結果を示す特性線であり、黒丸を結んだ
曲線Ｂ４は、図１０に示す冷間圧延機において別圧延油
供給系統を圧延開始時から併用した場合の結果を示す特
性線である。

【００２０】図３から、特性線Ａ４に示すように、潤滑
不足に起因するチャタリングが発生するため、ワークロ
ール組み替え直後から組み替え直前にわたって到達可能
な速度は１０００〜１５００ｍｐｍと低いことがわか
る。一方、特性線Ｂ４に示すように、積算圧延質量が１
５０ｔまでは潤滑不足に起因するチャタリング発生を防
止でき、２０００ｍｐｍを超える圧延速度に到達できる
ことがわかる。しかし、積算圧延質量が１５０ｔを超え
る領域では加速過程において潤滑過多に起因するチャタ
リングが発生するため、到達可能な最高圧延速度は８０
０ｍｐｍ以下にまで低下する。

【００２１】このように、潤滑不足に起因するチャタリ
ングの発生防止を意図して別圧延油供給系統を併用して
も、潤滑過多に起因するチャタリングが発生し、２００
０ｍｐｍ以上の安定した高速圧延を達成できない場合が
あることが判明した。

【００２２】本発明者らは、鋼帯を冷間圧延するにあた
り、ワークロールの積算圧延質量や積算圧延長にかかわ
らずワークロール組み替え直後からワークロール組み替
え直前にわたって安定的に高速圧延を実現するために鋭
意検討を積み重ねた結果、以下に述べる本発明を完成さ
せるに至った。

【００２３】本発明に係る鋼帯の冷間圧延方法は、第１
のエマルションをワークロールおよびロールバイトに向
けて供給するための循環式の第１の圧延油供給手段と、
前記第１のエマルションの平均粒径より大きい平均粒径
を有する第２のエマルションを、ロールバイトから上流
スタンド側に所定距離離れた位置で鋼帯の表裏面に向け
て供給するための第２の圧延油供給手段とを有する冷間
圧延装置を用い、圧延開始時から第１の圧延油供給手段
により所定の供給量で第１のエマルションを供給する第
１の供給工程と、圧延開始時から第２の圧延油供給手段
により第２のエマルションを供給する第２の供給工程と
を備えた鋼帯の冷間圧延方法において、前記第２の供給
工程では、ワークロールの積算圧延質量または積算圧延
長に応じて第２のエマルションの供給量を制御すること
を特徴とする。

【００２４】この場合において、第２の供給工程におけ
る第２のエマルションの供給量は、次の不等式（１）を
満たすように制御されることが好ましい。 １６００＜４Ｗ＋１５Ｑ＜２３００ …（１） ただし、Ｗはワークロールの積算圧延質量（ｔ），Ｑは
第２エマルションの供給量（リットル／分）を表わす。

【００２５】図４は、前述した図２で説明したのと同様
に、横軸に圧延速度（ｍｐｍ）をとり、縦軸に第５スタ
ンドにおける摩擦係数をとって、併用した別圧延油供給
系統からのエマルションの供給流量を種々変更したとき
の圧延速度と摩擦係数との関係につき調べた結果を示す
特性線図である。図４の（ａ）は積算圧延質量が０ｔ
（ワークロール組み替え直後）のとき、図４の（ｂ）は
積算圧延質量が２００ｔのとき、図４の（ｃ）は積算圧
延質量が４００ｔ（ワークロール組み替え直前）のとき
と、それぞれ積算圧延長が異なる、すなわちワークロー
ルの表面粗度がそれぞれ異なる条件下での結果を示して
いる。図中の×印はチャタリングの発生を表わす。な
お、図中には、参考として別圧延油供給系統を併用せず
に循環式圧延油供給系統のみを用いた場合の結果も示
す。

【００２６】ワークロールの表面粗度が高い条件下であ
る場合には図４の（ａ）から明らかなように、別圧延油
供給系統のエマルション供給流量は２０リットル／分以
上とすることが好ましく、１４０リットル／分では圧延
速度を２０００ｍｐｍ以上に加速してもチャタリングを
生じなくなることが判明した。また、ワークロールの表
面粗度が中程度の条件下である場合には図４の（ｂ）か
ら明らかなように、別圧延油供給系統のエマルション供
給流量は２０〜１００リットル／分の範囲とすることが
好ましく、６０リットル／分では圧延速度を２０００ｍ
ｐｍ以上に加速してもチャタリングを生じなくなること
が判明した。この場合に、エマルション供給流量を１４
０リットル／分と高くすると、圧延速度約７００ｍｐｍ
でチャタリングが発生し、逆効果であった。さらに、ワ
ークロールの表面粗度が低下した条件下である場合には
図４の（ｃ）から、別圧延油供給系統からのエマルショ
ン供給量は１０〜４０リットル／分の範囲とすることが
好ましく、２０リットル／分では圧延速度を２０００ｍ
ｐｍ以上に加速してもチャタリングを生じなくなること
が判明した。この場合に、供給流量を６０リットル／分
と高くすると、圧延速度約６００ｍｐｍでチャタリング
が発生し、逆効果であった。このように、チャタリング
を発生させることなく高速圧延するためには、積算圧延
質量または積算圧延長に応じて別圧延油供給系統の供給
流量を制御する必要があることが判明した。

【００２７】図５は、ワークロールの積算圧延質量Ｗ
（ｔ）および別圧延油供給系統からの供給流量Ｑ（リッ
トル／分）がチャタリング発生に及ぼす影響について調
べた結果を示すグラフ図である。図５において、黒三角
は潤滑不足に起因したチャタリングが発生した実測点、
×印は潤滑過多に起因したチャタリングが発生した実測
点、白丸はチャタリング発生なく２０００ｍｐｍ以上の
高速圧延を達成できた実測点をそれぞれ表わす。図５か
ら、チャタリングを発生することなく２０００ｍｐｍ以
上の高速圧延を達成できる供給流量の条件は、図中の特
性線Ａ（４Ｗ＋１５Ｑ＝１６００）よりも上方の領域と
特性線Ｂ（４Ｗ＋１５Ｑ＝２３００）よりも下方の領域
とが重なり合う領域、すなわち上記の式（１）の関係を
満たすように制御することであることが判明した。この
ように別圧延油供給系統からのエマルション供給量を制
御することにより、ワークロール組み替え直後から組み
替え直前にわたりチャタリングを発生することなく２０
００ｍｐｍ以上の圧延速度で安定した高速圧延を実現で
きる。

【００２８】図５に示した結果に基づいて、積算圧延質
量Ｗ（ｔ）と、２０００ｍｐｍ以上の圧延速度に到達で
きた別圧延油供給系統の好ましい供給流量Ｑ（リットル
／分）との関係について調べた結果を図６に示す。図６
から明らかなように、供給流量Ｑと積算圧延質量Ｗと
は、積算圧延質量Ｗの増加に伴って供給流量Ｑがほぼ比
例的に減少する関係にあり、積算圧延質量Ｗの値が小さ
い場合には別圧延油供給系統の供給流量Ｑを増加させる
ことが好ましく、積算圧延質量Ｗの値が大きい場合には
逆に別圧延油供給系統の供給流量Ｑを絞ることが好まし
い。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好ましい実施の形態について説明する。

【００３０】図１は、本発明を実施する設備の一例であ
り、別圧延油供給系統を最終スタンドに適用した場合で
ある。図１は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５（＃１ＳＴＤ〜＃５
ＳＴＤ）のスタンドを有するタンデム冷間圧延機の配置
例を示し、１はワークロール、２はバックアップロー
ル、３はストリップである。この冷間圧延機において、
隣り合うスタンド間には図示しないテンションロールお
よびデフロールが設置されている。

【００３１】図１の冷間圧延機の循環式圧延油供給系統
は、潤滑用スプレーヘッダ４ａ、冷却用スプレーヘッダ
４ｂ、タンク６を備えている。

【００３２】タンク６は第１のエマルションを貯蔵する
タンクであり、分室６ａと分室６ｂとに区分されてい
る。両分室６ａ，６ｂにはアジテータ１３ａ，１３ｂが
それぞれ設けられている。

【００３３】タンク６はライン８を通してＮｏ．１〜５
の各スタンドのスプレーヘッダ４ａ，４ｂと連通し、こ
のライン８にはポンプ７が介在されている。スプレーヘ
ッダ４ａは各スタンドの入側に一対ずつ設けられ、スト
リップ３の上方および下方に位置するように分岐して配
置されている。スプレーヘッダ４ｂは各スタンドの出側
に一対ずつ設けられ、ストリップ３の上方および下方に
位置するように分岐して配置されている。ライン８にお
いて、Ｎｏ．５スタンドの入側および出側に分岐する部
分とスプレーヘッダ４ａとの間のライン８部分には流量
制御弁２７が介在されている。

【００３４】タンク６の分室６ａ内には温水、圧延油原
油および界面活性剤が収容され、混合される。収容にあ
たっては、温水中の圧延油原油が所定の油分濃度、界面
活性剤が所定の対油濃度となるように配合される。収容
された内容物は、アジテータ１３ａ、１３ｂの攪拌羽の
回転数を調整することにより所望の平均粒径を有する第
１エマルションとされる。この第１エマルションは平均
粒径１５μｍ以下に調整されていることが好ましい。ま
た、温水中の油分濃度は５体積％以下とすることが好ま
しい。

【００３５】例えば、基油を牛脂として温水中に混合
し、これに乳化分散剤としてカチオン系分散型の界面活
性剤を対油濃度で０．６質量％添加したものとする場合
には、上記回転数を調整することによりその平均粒径を
約９〜１０μｍとすることができる。その代わりに、合
成エステル油と乳化型界面活性剤とを組み合わせた場合
には、平均粒径が９μｍ以下となる場合もある。

【００３６】第１エマルションはポンプ７によりポンプ
圧送され、ライン８を経由してＮｏ．１〜Ｎｏ．５の各
スタンドに供給され、各スタンド入側のスプレーヘッダ
４ａおよび各スタンド出側のスプレーヘッダ４ｂからそ
れぞれロールバイトおよびワークロールに向けてスプレ
ー供給される。供給された第１エマルションのうち、ス
トリップ３から落下した分の第１エマルションは、回収
オイルパン１１で回収され、ライン１２を経由して分室
６ｂ内に流入される。この第１エマルションのスプレー
供給は、圧延開始時から行なわれる。

【００３７】図１の冷間圧延機の別圧延油供給系統は、
潤滑用スプレーヘッダ５、流量制御弁９、タンク１４を
備えている。

【００３８】タンク１４内にはアジテータ２０が設けら
れている。このタンク１４は第１のエマルションよりも
大きな平均粒径を有する第２のエマルションを貯蔵する
タンクである。タンク１５，１６，１７内にそれぞれ貯
蔵された温水，圧延油原油，界面活性剤は、ポンプ１８
ａ，１８ｂ，１８ｃにより流量調整弁１９ａ，１９ｂ，
１９ｃによりそれぞれタンク１４内へ送給され、混合さ
れる。タンク１４内の温水中の圧延油濃度、界面活性剤
の対油濃度およびタンク１４の内容物の温度の各条件
は、タンク６内の第１エマルションの条件とそれぞれ同
一とすることが好ましい。タンク１４内の第２エマルシ
ョンは、アジテータ２０の攪拌羽の回転数を調整するこ
とにより平均粒径２０μｍ以上に調整される。

【００３９】タンク１４はライン２２を通して一対のス
プレーヘッダ５と連通している。スプレーヘッダ５は、
ストリップ３の上方および下方の両方に位置するように
分岐して配置されている。スプレーヘッダ５は、Ｎｏ．
４，５スタンド間に設けられた前述の図示しないテンシ
ョンロールおよびデフロールの直後に位置するように配
置されている。上記位置は、Ｎｏ．５スタンドのロール
バイトから上流側に所定距離Ｌ離れている。この距離Ｌ
は、例えば特開２０００−９４０１３号公報に記載され
た以下の式を満たす距離にされる。

【００４０】Ｌ≧Ｖｉｎ・ｔｍｉｎ ただし、Ｖｉｎは入側ストリップ速度（ｍ／秒）、ｔｍ
ｉｎは必要な最小転相時間（秒）を表わす。

【００４１】スプレーヘッダ５は上記した位置に設けら
れているため、供給した油量がテンションロールやデフ
ロールで絞られるのを回避でき、十分なプレートアウト
量を得ることができる。また、Ｏ／Ｗ型エマルション
（水に油滴が分散した状態のエマルション）からＷ／Ｏ
型エマルション（油中に水滴が分散した状態のエマルシ
ョン）への転相か、或いはＯ／Ｗ型エマルションから油
単相への転相か、いずれか一方の転相時間を確保するこ
とができる。

【００４２】タンク１４内の第２エマルションは、ポン
プ２１によりポンプ圧送され、ライン２２を通過し、流
量制御弁９を介してスプレーヘッダ５からストリップ３
の表裏面に向けてスプレー供給される。この供給時にス
トリップ３にプレートアウトせずに落下した第２エマル
ションは、前述した第１エマルションと同様に回収オイ
ルパン１１で回収され、ライン１２を経由して分室６ｂ
内に流入する。流入後、分室６ｂ内のアジテータ１３ｂ
の攪拌羽により攪拌され、第１エマルションとほぼ同じ
粒径まで細分化され、タイトなエマルションとなる。

【００４３】流量制御弁９は制御装置１０と電気的に接
続されている。この流量制御弁９は制御装置１０から制
御信号が送信され、弁開度が制御されるようになってい
る。すなわち、上述した第２エマルションのストリップ
３へのスプレー供給量は、この流量制御弁９の弁開度に
より制御される。なお、この場合、Ｎｏ．５スタンドの
スプレーヘッダ４ａに供給される第１エマルションの流
量を調整する流量制御弁２７は、その弁開度を圧延開始
時からの状態のまま保持してもよいが、弁開度を小さく
して第１エマルションの流量を絞ってもよく、全閉にし
てＮｏ．５スタンド入側のスプレーヘッダ４ａからの第
１エマルションの供給を停止させておくようにしてもよ
い。上述した流量制御弁２７の弁開度を小さくしたり、
全閉したりしてもよい理由は、スプレーヘッダ５から供
給される第２エマルションの方がストリップ３における
プレートアウトにおいて支配的であり、スプレーヘッダ
４ａから供給される第１エマルションのプレートアウト
の影響は少ないことが判明しているからである。

【００４４】制御装置１０はロール速度計２３と電気的
に接続されている。ロール速度計２３はＮｏ．５スタン
ドに設けられ、ワークロール１の回転速度を一定のサン
プリング周期で計測するようになっている。

【００４５】制御装置１０では、以下の不等式（１）を
満たす供給流量Ｑ（リットル／分）となるように弁開度
を決定し、決定された弁開度信号を流量制御弁９の制御
部の入力部に送信するようになっている。 １６００＜４Ｗ＋１５Ｑ＜２３００ …（１） 供給流量弁開度の決定は次のようになされる。すなわ
ち、制御装置１０はメモリ部を内蔵しており、このメモ
リ部に積算圧延質量Ｗの値とこの積算圧延質量Ｗの値に
応じた供給流量値Ｑとの相関を示すデータがテーブル値
としてあらかじめ格納されている。このテーブル値は、
例えば前述の図６で説明したのと同様な積算圧延質量Ｗ
と別圧延油供給系統の好ましい供給流量Ｑとの関係を調
べた結果から得ることができる。そして、この格納され
たテーブル値を呼び出し、これに基づき第２エマルショ
ンの供給流量Ｑを決定する。

【００４６】なお、上述した実施形態では、Ｎｏ．４ス
タンドと最終のＮｏ．５スタンドとの間に別圧延油供給
系統のスプレーヘッダ５を配置するものとして説明した
が、本発明はこれのみに限られるものではなく、これと
は別のスタンド間に配置するようにしてもよい。

【００４７】（実施例１）以下、本発明の実施例を説明
する。

【００４８】前述した構成の図１に示す全５スタンドの
タンデム冷間圧延機により、以下に説明する第１エマル
ションおよび第２エマルションを用いて母材厚２．３ｍ
ｍ，板幅９００ｍｍの硬質ブリキ原板を、ワークロール
１の組み替え直後から組み替え直前まで目標圧延速度２
４００ｍｐｍとして仕上げ厚０．２００ｍｍとする冷間
圧延を行なった。

【００４９】圧延油として合成エステル油（４０℃にお
ける動粘度；４３ｃＳｔ）を用い、温水中の油分濃度を
３体積％、乳化型の界面活性剤を対油分濃度で０．６質
量％となるように、温水、圧延油および界面活性剤をタ
ンク６の分室６ａ内にそれぞれ収容した。また、分室６
ａ内に収容された内容物をアジテータ１３ａの攪拌羽の
回転数を調整して十分に攪拌することにより、平均粒径
９μｍの第１エマルション（温度６０℃）とした。

【００５０】一方、上記したのと同様の圧延油および界
面活性剤と、温水とをタンク１５，１６，１７からタン
ク１４内に移送した。このとき、温水中の圧延油濃度、
界面活性剤の対油分濃度が上述したのと同様となるよう
にそれぞれの供給量を調整した。次いで、タンク１４内
に収容された内容物をアジテータ２０の攪拌羽の回転を
調整して攪拌し、平均粒径２０μｍの第２エマルション
（温度６０℃）とした。

【００５１】本実施例１では、ワークロール１の組み替
え直後から組み替え直前にわたり第１エマルションの供
給流量を３０００リットル／分に固定した。また、制御
装置１０により上記の式（１）の関係を満たす供給流量
Ｑとなるように流量制御弁９を制御可能な状態とし、ワ
ークロール１の組み替え直後からワークロール組み替え
直前にわたり第２エマルションの供給流量を制御した。

【００５２】（比較例１）ワークロール１の組み替え直
後から組み替え直前にわたり流量制御弁９を全閉状態に
保持して第１エマルションのみを４０００リットル／分
の供給量で供給するようにした以外は、実施例１と同様
にして冷間圧延を行なった。

【００５３】（参考例１）ワークロール１の組み替え直
後から組み替え直前にわたり第２エマルションの供給流
量が７５リットル／分となるように流量制御弁９の弁開
度を調整保持して第２エマルションを供給するようにし
た以外は、実施例１と同様にして冷間圧延を行なった。

【００５４】図７は、横軸に圧延速度（ｍｐｍ）をと
り、縦軸に第５スタンドにおけるワークロール１および
鋼帯３間の摩擦係数をとって、実施例１、比較例１およ
び参考例１において冷間圧延を行なったときの圧延速度
と摩擦係数との関係について調べた結果を示す特性線図
であって、図７の（ａ）はワークロール１の組み替え直
後の積算圧延質量が０ｔ（積算圧延長０ｋｍ）のとき、
図７の（ｂ）は積算圧延質量が２００ｔ（積算圧延長１
３０ｋｍ）のとき、図７の（ｃ）はワークロール１の組
み替え直前の積算圧延質量が４００ｔ（積算圧延長２６
０ｋｍ）のときと、それぞれ積算圧延質量（積算圧延
長）が異なる、すなわちワークロール１の表面粗度が異
なる条件下での結果をそれぞれ示している。

【００５５】図７において、白三角を結んだ曲線Ａ５，
Ａ６，Ａ７は実施例１の結果を示す特性線であり、白丸
を結んだ曲線Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７は比較例１の結果を示す
特性線であり、黒丸を結んだ曲線Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７は参
考例１の結果を示す特性線である。なお、図中における
×印は、チャタリングの発生を表わす。

【００５６】図７において、実施例１では特性線Ａ５，
Ａ６，Ａ７から明らかなように、（ａ），（ｂ），
（ｃ）のいずれの積算圧延質量のときであっても、チャ
タリング発生することなく２０００ｍｐｍを超える圧延
速度に到達し、高速圧延を達成できることが判明した。

【００５７】これに対して、比較例１では特性線Ｂ５，
Ｂ６，Ｂ７に示すように、（ａ）の積算圧延質量のとき
には圧延速度１４００ｍｐｍで、（ｂ）の積算圧延質量
のときには圧延速度１７００ｍｐｍで、（ｃ）の積算圧
延質量のときには圧延速度１９００ｍｐｍで、それぞれ
潤滑不足に起因したチャタリングが発生し、２０００ｍ
ｐｍ以上の圧延速度に到達できなかった。

【００５８】なお、参考例１では特性線Ｃ５に示すよう
に、（ａ）の積算圧延質量のときにはチャタリング発生
することなく２０００ｍｐｍを超える圧延速度に到達で
きた。しかし、（ｂ）の積算圧延質量のときには圧延速
度８００ｍｐｍで、（ｃ）の積算圧延質量のときには圧
延速度６５０ｍｐｍで、それぞれ潤滑過多に起因したチ
ャタリングが発生し、２０００ｍｐｍ以上の圧延速度に
到達できなかった。

【００５９】図８は、横軸に積算圧延質量（ｔ）をと
り、縦軸に圧延速度（ｍｐｍ）をとって、実施例１，比
較例１，参考例１における冷間圧延を行なったときの積
算圧延質量と到達可能な最高圧延速度との関係について
調べた結果を示す特性線図である。図８において、三角
印を結んだ曲線は実施例１の結果を示す特性線、白丸を
結んだ曲線は比較例１の結果を示す特性線、黒丸を結ん
だ曲線は参考例１の結果を示す特性線である。この図か
ら明らかなように、実施例１の場合では潤滑過多および
潤滑不足に起因したチャタリングがいずれも発生するこ
となく、積算圧延質量０ｔ〜４００ｔにわたり、すなわ
ちワークロールの組み替え直後から組み替え直前にわた
り積算圧延質量にかかわらず安定して２０００ｍｐｍを
超える圧延速度２４００ｍｐｍに到達でき、２０００ｍ
ｐｍ以上の高速圧延を達成できることが判明した。これ
に対して、比較例１の場合では、積算圧延質量約２００
〜４００ｔでは積算圧延質量０〜２００ｔの間で圧延速
度２０００ｍｐｍに満たず、ワークロール組み替え直後
から組み替え直前にわたり安定して２０００ｍｐｍ以上
の高速圧延を達成できないことが判明した。他方、参考
例１の場合では、積算圧延質量が０〜１００ｔの間は、
安定して２０００ｍｐｍを超える圧延速度２４００ｍｐ
ｍに到達できたものの、積算圧質量が１００ｔを超える
と急激に最高到達速度が低下し、ワークロール組み替え
直後から組み替え直前にわたって２０００ｍｐｍ以上の
高速圧延を達成できないことが判明した。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷間圧延
方法によれば、ワークロール組み替え直後から組み替え
直前にわたり、ワークロールの表面粗度の変化にかかわ
らず潤滑過多に起因したチャタリングおよび潤滑不足に
起因したチャタリングのいずれも防止できる。このた
め、２０００ｍｐｍ以上の高速圧延を安定して行なうこ
とができ、板破断による歩留り低下や板厚変動に伴う鋼
帯の品質劣化を大幅に低減させることができるとともに
生産効率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するためのタンデム冷間圧延機を
一例として概略的に示す構成図。

【図２】循環式圧延油供給系統のみを用いた場合および
別圧延油供給系統を併用した場合に冷間圧延を行なった
ときの圧延速度と摩擦係数との関係につき調べた結果を
示す特性線図であって、（ａ）は積算圧延質量０ｔ（ワ
ークロール組み替え直後）のときの特性線図、（ｂ）は
積算圧延質量２００ｔのときの特性線図、（ｃ）は積算
圧延質量４００ｔ（ワークロール組み替え直前）のとき
の特性線図。

【図３】循環式圧延油供給系統のみを用いた場合および
別圧延油供給系統を併用した場合に冷間圧延を行なった
ときのワークロールの積算圧延質量と到達速度との関係
につき調べた結果を示す特性線図。

【図４】別圧延油供給系統を併用した場合にエマルショ
ンの供給流量を種々変更して冷間圧延を行なったときの
圧延速度と摩擦係数との関係につき調べた結果を示す特
性線図であって、（ａ）は積算圧延質量０ｔ（ワークロ
ール組み替え直後）のときの特性線図、（ｂ）は積算圧
延質量２００ｔのときの特性線図、（ｃ）は積算圧延質
量４００ｔ（ワークロール組み替え直前）のときの特性
線図。

【図５】積算圧延質量Ｗおよび別圧延油供給系統からの
供給流量Ｑがチャタリング発生に及ぼす影響について調
べた結果を示すグラフ図。

【図６】積算圧延質量Ｗ（ｔ）と、２０００ｍｐｍ以上
の圧延速度に到達できた好ましい別圧延油供給系統の供
給流量Ｑ（リットル／分）との関係について調べた結果
を示す特性線図。

【図７】実施例１、比較例１および参考例１において冷
間圧延を行なったときの圧延速度と摩擦係数との関係に
ついて調べた結果を示す特性線図であって、（ａ）は積
算圧延質量が０ｔ（積算圧延長０ｋｍ）（ワークロール
の組み替え直後）のとき、（ｂ）は積算圧延質量が２０
０ｔ（積算圧延長１３０ｋｍ）のとき、（ｃ）は積算圧
延質量が４００ｔ（ワークロールの組み替え直前）のと
きの結果をそれぞれ示す特性線図。

【図８】実施例において積算圧延質量と到達圧延速度と
の関係につき調べた結果を示す特性線図。

【図９】循環式圧延油供給系統のみを有するタンデム冷
間圧延機を概略的に示す構成図。

【図１０】循環式圧延油供給系統と別圧延油供給系統と
を有する冷間圧延機の一例を概略的に示す構成図。

【符号の説明】

１…ワークロール、 ２…バックアップロール、 ３…ストリップ、 ４ａ…循環式圧延油供給系統の潤滑用スプレーヘッダ、 ４ｂ…循環式圧延油供給系統の冷却用スプレーヘッダ、 ５…別圧延油供給系統の潤滑用スプレーヘッダ、 ６，１４…タンク、 ７，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，２１…ポンプ、 ８，１２，２２…ライン、 ９，２７…流量制御弁、 １０…制御装置、 １１…回収オイルパン、 １３ａ，１３ｂ，２０…アジテータ、 １５…温水貯蔵タンク、 １６…圧延油原油貯蔵タンク、 １７…界面活性剤貯蔵タンク、 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ…流量調整弁、 ２３…ロール速度計。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のエマルションをワークロールおよ
   びロールバイトに向けて供給するための循環式の第１の
   圧延油供給手段と、前記第１のエマルションの平均粒径
   より大きい平均粒径を有する第２のエマルションを、ロ
   ールバイトから上流スタンド側に所定距離離れた位置で
   鋼帯の表裏面に向けて供給するための第２の圧延油供給
   手段とを有する冷間圧延装置を用い、圧延開始時から第
   １の圧延油供給手段により所定の供給量で第１のエマル
   ションを供給する第１の供給工程と、圧延開始時から第
   ２の圧延油供給手段により第２のエマルションを供給す
   る第２の供給工程とを備えた鋼帯の冷間圧延方法におい
   て、 前記第２の供給工程では、ワークロールの積算圧延質量
   または積算圧延長に応じて第２のエマルションの供給量
   を制御することを特徴とする鋼帯の冷間圧延方法。
2. 【請求項２】 前記第２の供給工程における第２のエマ
   ルションの供給量は、次の不等式を満たすように制御さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の冷間圧延
   方法。 １６００＜４Ｗ＋１５Ｑ＜２３００ ただし、Ｗはワークロールの積算圧延質量（ｔ），Ｑは
   第２エマルションの供給量（リットル／分）を表わす。