JP2006527086A - 熱間潤滑圧延方法 - Google Patents

熱間潤滑圧延方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006527086A
JP2006527086A JP2006508501A JP2006508501A JP2006527086A JP 2006527086 A JP2006527086 A JP 2006527086A JP 2006508501 A JP2006508501 A JP 2006508501A JP 2006508501 A JP2006508501 A JP 2006508501A JP 2006527086 A JP2006527086 A JP 2006527086A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lubricating oil
roll
earth metal
alkaline earth
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006508501A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4348366B2 (ja
Inventor
剛 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=33508668&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2006527086(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of JP2006527086A publication Critical patent/JP2006527086A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4348366B2 publication Critical patent/JP4348366B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12Reaction products
    • C10M159/20Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0035Forging or pressing devices as units
    • B21B15/005Lubricating, cooling or heating means
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/44Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using heating, lubricating or water-spray cooling of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0239Lubricating
    • B21B45/0242Lubricants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0239Lubricating
    • B21B45/0245Lubricating devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12Reaction products
    • C10M159/20Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products
    • C10M159/22Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products containing phenol radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12Reaction products
    • C10M159/20Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products
    • C10M159/24Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products containing sulfonic radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02Pour-point; Viscosity index
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/52Base number [TBN]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/242Hot working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

塩素価が40mgKOH/g以上の高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレ−ト、高塩基性アルカリ土類金属サリシレ−ト又は高塩基性アルカリ土類金属スルホネ−トが1種類もしくは2種類以上含有し40℃における粘度が800cSt以下の潤滑油を用いた潤滑圧延方法において、潤滑油を平均粒径が1mm未満の粒状もしくは霧状にして、潤滑ノズル1本あたりにつき、毎分2000cm3以上の流量で毎秒1m以上の速度の不燃性ガスを用いてロールに供給し、また、供給する潤滑油の量をロール表面積1m2あたり0.01cm3以上20cm3以下に調整しながら圧延を行う。

Description

本願発明は鉄鋼製造プロセスにおける熱間圧延工程での潤滑油を用いた熱間圧延方法に関する。本願発明は、特に、高塩基性アルカリ土類金属化合物を含む潤滑油を用いた熱間潤滑圧延方法において、その潤滑油を粒状にして水を使わずに不燃性ガスによって吹き飛ばしてロールに付着させて供給しながら圧延する際に、潤滑油が高温雰囲気下にさらされることによって発生しやすくなる火災トラブルを防止しながら安全に潤滑圧延を実施する方法に関する。
潤滑熱延を実施する目的は、圧延中の摩擦力を低減することによってロールの摩耗を減らし、省エネルギー効果を得たり、製品の表面品質を向上させたり様々である。とりわけ、昨今注目されているのが、熱間圧延ロール材として普及してきたハイスロールの表面損傷を、潤滑油の供給によって抑制しようとする技術である。特許文献1、2、8及び9には、塩基価が40mgKOH/g以上の高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレート、高塩基性アルカリ土類金属サリシレート及び高塩基性アルカリ土類金属スルホネートなどが添加された潤滑油を、ウォーターインジェクション供給法(現行法)を用いてエマルションにして熱間圧延を行うと、焼付き抑制効果の向上やロール肌荒れのひとつの原因と考えられているハイスロール表面の酸化膜(黒皮)の剥離を抑制する効果が得られることが開示されている。
また、熱間圧延では冷間圧延工程にくらべて板厚が厚いことに加えて、材料の繰り出し機が備えられていないため、咬込みスリップや圧延スリップが発生しやすい。その問題を解決するために、いくつかの技術が知られている。最もよく知られているのは、潤滑油の供給量を少なくして操業し、スリップ事故を起こさない範囲で潤滑効果を得るような条件で操業が行われている。他には、被圧延材のトップ部およびボトム部が圧延機に咬込む時および抜ける時の前後で潤滑圧延を行わないようにして、咬込みスリップを防止する方法も知られている。一方、特許文献3には潤滑剤自身の摩擦係数が大きな潤滑剤を適用し、鋼材のトップ部およびボトム部で潤滑圧延を実施しても咬込みスリップなどが発生しないようにする技術が開示されている。
非特許文献1に熱間圧延における潤滑供給方法として、前述の水に潤滑油を混合してエマルションの形態で噴射供給する方法の他に、潤滑油と水蒸気とを混合して噴射供給する方法が記載されている。一方、特許文献4、5及び6には、板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法として、潤滑油の供給量をロール表面積1平方メートルあたり0.2〜10cm3供給することを骨子とした技術が開示されている。
さらに、特許文献7には、水を使わない潤滑油の供給方法として、潤滑油を不燃性ガスを用いることによって霧状もしくは粒状にして、不燃性ガスとともにロールに噴射供給する方法が開示されており、少量の潤滑油供給量で大きな摩擦係数低減効果が得られるので、ロールに作用する摩擦力が低減するためロール摩耗が減り、その結果寿命延長効果が期待できることや、不燃性ガスを潤滑油とともにロールに吹き付けることによって、ロール冷却水の水切りが不十分であることによって形成された水膜がロール表面に存在しても、その水膜を吹き飛ばして潤滑油がロールの表面に到達するので、外乱に対する耐性に優れた供給方法として知られている。
高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレート、高塩基性アルカリ土類金属サリシレート及び高塩基性アルカリ土類金属スルホネートなどが一種類もしくは二種類以上添加された潤滑油を水に混合したエマルション潤滑剤として使用する場合、従来の潤滑油よりも粘度が高くノズル詰まりや配管詰まりを引き起こしやすい。従って、頻繁に配管やノズルの洗浄作業が必要で、これにより生産効率の低下を招いている。さらにエマルション潤滑法を用いる場合、ロール冷却水が潤滑供給部にかからないように水切りワイパーがロール冷却水供給部と潤滑供給部との間に設けられている。しかし、ロールが回転してワイパーが摩耗し隙間があくことによって、ロール冷却水が潤滑供給部に洩れだしてくると、エマルション潤滑で供給された潤滑油はロールへ付着しにくくなる。これは、洩れだしたロール冷却水がロール表面に水膜を形成するためであり、さらにこの冷却水と混じることによってエマルション濃度(水に対する潤滑油の量)が小さくなり、潤滑効果が得られにくくなる。同じ問題がスチームアトマイズ方式の供給法でも生じることがわかっている。エマルション潤滑剤の濃度は、一般的に重量比率で水100に対して潤滑油が0.5〜1.0程度で実用されている。この範囲がスリップ事故防止と潤滑効果とが共存する領域である。しかし、潤滑配管システム内の汚れや、ノズルの詰まり、さらに気温や湿度の変化による潤滑油の粘度の微妙な違いによって、この濃度は常に変化している。それによって、潤滑効果にバラツキが生じる問題も認識されている。
これらの問題点を解決するために、特許文献7に開示されている水を使わず潤滑油を粒状にして不燃性ガスとともにロールに吹き付ける方法(以下、ガスアトマイズ法と記載する)を用いると、非常に簡便な配管システムで供給装置を構成できるため、上述した問題の多くが解決され、しかも外的変動要因(例えば粘度の季節変化や湿度の変動など)に対する耐性が強い。しかし、この方法では、およそ800℃〜1200℃に加熱された鋼材の近くでロールに潤滑油自身が直接供給されるので、潤滑油の物性や使用環境によって火災が発生する場合がある。とりわけ、高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレート、高塩基性アルカリ土類金属サリシレート及び高塩基性アルカリ土類金属スルホネートなどが一種類もしくは二種類以上添加された潤滑油は、それらが添加されていない潤滑油よりも粘度が高く、特許文献7に開示されている方法で供給した場合、ロール以外の圧延機設備にも潤滑油が飛散・堆積しやすく、その堆積物が引火して火災に至ることが問題となっている。
特開平05−306397号公報 特開平08−188789号公報 特開平06−234989号公報 特開平11−279656号公報 特開平11−279657号公報 特開平11−293345号公報 特開2003−94104号公報 JP06079660 JP07003279 日本鉄鋼協会「板圧延の理論と実際」p218
本発明は、高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレート、高塩基性アルカリ土類金属サリシレート及び高塩基性アルカリ土類金属スルホネートなどが一種類もしくは二種類以上添加された潤滑油を、ガスアトマイズ法によって供給する場合において、火災トラブルを引き起こすことなく、安全で安定した熱間潤滑圧延方法を提供することを目的とする。
本願発明者は課題解決のために鋭意検討を重ねた結果、供給条件を
(1)潤滑油の平均粒径を1mm未満にし、
(2)粒状の潤滑油と同時に噴射される不燃性ガス(例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴン、等)の流量を毎分2000cm3以上とし、
(3)ガスの噴射速度を毎秒1m以上とし、
(4)最大潤滑供給量をロール表面積1m3あたり20cm3以下とする、
ことによって、比較的粘度が高い前記高塩基性アルカリ土類金属化合物が混合された潤滑油をガスアトマイズ法によって供給しても、火災を防止しつつ、安全かつ安定した熱間潤滑圧延を実施することができることを発見した。
潤滑油による火災を防止するには、例えば、ノズルから噴射された潤滑油がロール以外の場所に飛散することを極力抑制し、ノズルから噴射された潤滑油を100%ロール表面へ付着させればよい。これはロールに表面に付着した潤滑油がロールバイト内に導入されると、雰囲気ガスが遮断されるため、潤滑効果を発揮しながら燃えることなく炭化されるからである。ロールバイトとは、2個のロールの間の隙間のうち、ロールが被圧延材料に直接接触する領域をいう。しかしながら、実際にはノズルから噴射された潤滑油を100%ロール表面に付着させることは不可能であり、潤滑油の供給方法や供給条件に加え、使用環境などの外的要因により、潤滑油のいくらかはロール周囲に設置されている圧延機付帯設備、たとえばロール冷却水の水切りワイパー、ロールチョック、圧延機のハウジングの内側、ガイドやテーブルローラーなどに付着する。ロール周囲の設備に付着した潤滑油は、潤滑供給時間の増加とともに堆積して油滴になって板道に滴下・堆積したり、圧延中の熱間鋼材に滴下して引火したりする。また、圧延中の鋼材表面からスケールなどの高温物が剥離し、それが圧延機付帯設備に付着・堆積した潤滑油に到達して、火種となって引火する場合もある。しかし、通常、ロール冷却水が大量にロールに供給されているので、その水滴が圧延機周囲の設備にもかかる。このため、ある程度小さい火種であれば、発火しても延焼することなく鎮火する。また、エマルション潤滑剤を使用する場合、潤滑油とともに水も同時に噴射しているので、70重量%以上の潤滑油濃度でなければ火災トラブル発生の懸念はない。しかし、ガスアトマイズ法によって潤滑油を供給する場合、このような効果は期待できないので、何らかの手段が必要になる。
前項で記載した火災トラブルの発生要因から、火災トラブルを防止するポイントは、
−ノズルから噴射した潤滑油を極力多くロール表面に付着させる、
−ロール以外の設備に潤滑油が付着しても引火しにくいようにする、
−ノズルから噴射された潤滑油がロールに到達する間に引火しないようにする、
ことである。これをガスアトマイズ供給法で実現するための条件が、
(1)潤滑油の平均粒径を1mm未満にし、
(2)粒状の潤滑油と同時に噴射される不燃性ガス(例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴン、等)の流量を毎分2000cm3以上とし、
(3)ガスの噴射速度を毎秒1m以上とし、
(4)最大潤滑供給量をロール表面積1m2あたり20cm3以下とする、である。
潤滑油を平均粒径で1mm未満の粒状にするのは、潤滑油滴の重さを軽くすることによって、ノズルから噴射された潤滑油の多くが不燃性ガスの気流によって、ロールに到達するようにするためである。平均粒径が1mm以上の潤滑油を噴射すると、特に上側のロール用の潤滑ノズルから噴射された潤滑油が鋼材に滴下しやすくなり、それが鋼材の熱によって発火し、鋼材のエッジ部付近に設置されている設備の表面に付着している油分に引火しやすくなる。1mm未満の平均粒径にすれば、ノズルから滴下する潤滑油はほとんど皆無になる上、体積が小さいため発火しても直ぐに燃え尽きて、他の部分に延焼することはない。なお、平均粒径で5mmよりも大きくすると、ロールに付着した潤滑油が自重によって落ちやすくなる。さらに、ロールに付着した潤滑油がロールバイトに導入される前にロール胴長方向に広がりやすく、板道以外のロール表面にも多くの潤滑油が回り込み、それが滴下して発火する可能性が高くなる。潤滑油を粒状にする手段は何でもよい。たとえば、噴霧方式や、メッシュを通過させて粒状にする方法でも良い。また、粒状もしくは霧状にして供給する方が、少ない量を確実に噴射供給させることができる。潤滑油は平均粒径で0.05mmから1mm未満の粒状もしくは霧状にして供給するのが好ましい。
潤滑油と同時に噴射される不燃性ガスの流量を2000cm3/分以上にするのは、ガスの流量を多くすることで潤滑油の粒の回りに不燃性ガスのシールドを作り、噴射された潤滑油がロールに付着する前に引火しにくくするためである。さらに、もし万一噴射した潤滑油がロール付近で発火しても大量の不燃性ガスを供給することによって、ロール表面からその周囲にもガス流が発生し、これによってロール付近で発火した火種を吹き消す作用もある。不燃性ガス流量が2000cm3/分未満ではこのような効果を得るには不十分である。なお、毎分1000cm3以上の不燃性ガスを噴射しなければ、通常想定しうるロール表面に存在する水膜を除去して、潤滑油をロールに付着させるのが困難である。
不燃性ガスの流速を毎秒1m以上にすることによって、ノズルから噴射された潤滑油の速度を大きくし、潤滑油がノズルから噴射されてロールへ到達するまでの時間を短くする。これによって噴射された潤滑油がロール表面以外のところに飛散するのを抑制する効果がきわめて大きくなる。流量だけを多くし流速が毎秒1m未満では、かえってロール以外のところに粒状の潤滑油が飛散することを助長する。流量と流速の両方が適正に設定されていなければ、ロール表面以外設備に潤滑油が飛散・堆積する現象が頻繁に発生しやすくなる。加えて、ガス流速が大きい方が、ロール付近で発火した火種を吹き消す作用もより一層高まる。ガス流量とガス流速の両方を大きくすることが、火種発生防止と、発生した火種の消火に非常に効果的であり、本願発明の重要な要素をなす。
最大潤滑油供給量がロール表面積1平方メートルあたり20cm3を超えると、潤滑効果は改善されるが過剰供給になってロールに噴射された潤滑油が板道以外に飛び出し、ロールの回転による遠心力で潤滑油がロールからとばされ、ロール周囲の設備に飛散・堆積する場合がある。これが発火源となり、火災トラブル発生の確率が高くなる。20cm3以下であれば、ロールに噴射された潤滑油はほとんどロールバイト内に導入され、ロールと鋼材との摩擦によって消費され、発火源となることはない。また、潤滑供給油の量をロール表面積1平方メートルあたりに0.01cm3以上とすることによって、咬込みスリップを防止できる。また潤滑油の供給量をロール表面積1平方メートルあたり30cm3よりも多く供給すると、どのような圧延条件においても圧延スリップトラブルが生じるので、これ以下の供給量にしなければならない。勿論のことロール表面積1平方メートルあたり30cm3よりも多く供給すると火災トラブルが発生し安全に潤滑圧延を実施することはできない。供給する潤滑油の量は、好ましくはロール表面積1平方メートルあたり、0.1cm3から15cm3の範囲で操業すると潤滑性、経済性および安全性の観点で効果的である。
本発明によれば、高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレ−ト、高塩基性アルカリ土類金属サリシレ−ト又は高塩基性アルカリ土類金属スルホネ−トが1種類もしくは2種類以上含まれている潤滑油を、ガスアトマイズ法で供給しながら潤滑圧延を実施しても、咬込みスリップや圧延スリップなどを引き起こすことなく、従来の潤滑供給方法と比較して同等以上の潤滑効果を引き出すことができ、なおかつ、火災を発生することなく安全で安定した潤滑圧延ができる。
本発明による熱間潤滑圧延方法の形態の例を説明する。
300mgKOH/gの塩基度のカルシウムスルフォネートを15体積%含み、40℃の粘度が170cStの潤滑油を準備する。潤滑油供給用のノズルにはエアーアトマイズノズルを用い、潤滑油と不燃性ガスとを同じノズルから噴射するようにして、ロールに供給する。勿論、潤滑油と不燃性ガスとを別のノズルから噴射供給しても差し支えない。当該圧延機に材料が咬込む前に、ノズル1本あたりロール表面積1m2あたり0.7cm3以下の潤滑油供給量で、窒素ガスを不燃性ガスとしてガス流量を2200cm3、ガス流速を2.5m/秒、潤滑油の平均粒径を0.8mmの条件で、ガスアトマイズ供給方法で、この潤滑油をロールに噴射する。被圧延鋼材が圧延機にかみ込んだ後、毎分3000cm3の量の窒素ガスを毎秒3mの流速で噴射し、上記潤滑油を同じ平均粒径で、ガスアトマイズ法により引き続きロールに供給する。圧延速度の変化に応じて、潤滑油供給量がロール表面積1m2あたり0.01cm3から20cm3以下の供給量になるように、潤滑油の噴射供給量を調整しながら圧延を行う。このとき潤滑油の供給量がロール表面積1m2あたり0.01cm3から20cm3以下であれば、この範囲に調整することを前提として、圧延荷重や摩擦係数が一定になるように調整しながら圧延してもよい。もし圧延速度の増加に伴って潤滑油の供給量を増やさないと、潤滑油が足りず期待どおりの潤滑効果を得ることができない。また、潤滑油の供給量がロール表面積1平方メートルあたりの20cm3を超えると、火災などのトラブルが生じるので、ロール表面積1m2あたり0.01cm3から20cm3以下の範囲内で潤滑油の供給量を維持しなければならない。その後、材料が当該圧延機を抜ける直前まで、潤滑供給を続ける。材料が圧延機を通材完了する際には、好ましくは、未圧延材料の長さがロール周長の5倍程度の長さになったところで、潤滑油の供給量をロール表面積1m2あたり1cm3以下にするのがよい。そうすると、次の材料の咬込み(通材)がスムーズになり、咬込みスリップを引き起こすことはない。
−実施例1−
本願発明者は、熱間転動摩耗試験機を用いて、本発明によるロールの黒皮生成抑制効果および実験中の発火現象有無について調査した。
<実験条件>
・試験片:直径80mm、幅10mm、ハイスロール材製
・相手片:直径165mm、幅15mm、S45C製
・荷重:30kgf
・試験片回転速度:176m/min、相手片速度:185m/min
・試験片摩擦面温度:650℃、相手片摩擦面温度:880℃
・潤滑油:
(a)鉱油に300mgKOH/g塩基度のカルシウムスルフォネートを15体積%配合された潤滑油で、40℃における粘度が110cSt。
(b)鉱油に菜種油を15体積%添加された潤滑油で40℃における粘度が112cStのもの(比較用)。
・供給方法:
(i)ガスアトマイズ法。供給量は約3cm3/m2、ガスは窒素を使用。ガス流量は1000cm3/分と2500cm3/分の2水準、潤滑油の平均粒径は約200ミクロン。毎秒3mの流速。
(ii)0.8%のエマルションとして供給(潤滑油分は3.2cm3/m2供給)。
・転動摩擦時間:10分
<実験結果>
・潤滑油(a)+供給法(i)(流量1000cm3/分)→黒皮厚さ:2μm以下、試験片の一部で発火。
・潤滑油(a)+供給法(i)(流量2500cm3/分)→黒皮厚さ:2μm以下、発火無し。
・潤滑油(a)+供給法(ii) → 黒皮厚さ:3μm程度、発火現象無し。
・潤滑油(b)+供給法(i)(流量1000cm3/分)→黒皮厚さ:8μm程度、発火現象あり。
・潤滑油(b)+供給法(i)(流量2500cm3/分)→黒皮厚さ:8μm程度、発火現象無し。
・潤滑油(b)+供給法(ii) → 黒皮厚さ:9μm程度、発火現象無し。
本発明の潤滑圧延方法を用いた場合、ハイスロール材で製作された試験片の表面に形成される黒皮の膜厚が2μm以下になること、さらに実験中試験片や潤滑剤供給部周辺から発火することは無かった。しかし、同じガスアトマイズ供給方法でも不燃性ガスの流量の小さい条件では、鋼材相手片材料の一部に潤滑油が堆積して発火現象が観察された。これは、不燃性ガスによるシールド効果及び吹き消し効果が足りなかったためと考えられる。同じ潤滑油を従来のウォーターインジェクション法で供給した場合の黒皮の膜厚が約3μmであったことから、本願発明でも従来と同等以上の潤滑効果を得られることが検証でき、潤滑油を直接供給しても発火しない条件が成立することを確認できた。
−実施例2−
本願発明者は、2Hi圧延機(2重式圧延機)を用いて、潤滑油供給条件を変化させたときの摩擦係数低減効果を潤滑性能の代表指標として調査するとともに、発火発生限界条件についても圧延実験で調査した。この実験では4つの供給条件において本願発明に基づく基準条件を設け、これを基準に、4つの条件のうち1つの条件について個別に変化させたときの摩擦係数低減効果と発火現象の発現有無について検討した。
<実験条件>
・ロール:直径400mm、ハイスロール、胴長100mm
・被圧延材:0.02%炭素鋼、1mm厚×50mm幅×10000m長さ(コイル)
・加熱温度:1000℃(窒素雰囲気)
・圧延速度:50m/min
・ロールギャップ:圧下率換算で20%〜40%
・潤滑油:鉱油に300mgKOH/g塩基度のカルシウムスルフォネートを25体積%配合された潤滑油で、40℃における粘度が110cSt。
・供給条件:噴霧ノズルによる供給。不燃性ガスには窒素を使用。
(a)供給量:0.05〜30cm3/m2(基準条件:2.5cm3/m2
(b)ガス流量:200cm3/分から10000cm3/分 (基準条件:3000cm3/分)
(c)ガス流速:毎秒0.2m〜毎秒10m (基準条件:毎秒2m)
(d)潤滑油平均粒径:0.02mmから3mm (基準条件:0.8mm)
<実験結果>
供給条件(a)の条件を変化させ、(b)、(c)及び(d)の条件を基準条件として圧延実験を行った。図1は潤滑油供給量を変化させた時の摩擦係数低減効果と、実験中に発生した発火現象発現範囲を示すものである。図1に示すように、供給量が20cm3/m2よりも多くなると、供給した潤滑油が発火する現象が観察されたが、本願発明の条件範囲では熱間圧延中、潤滑供給しながら圧延しても供給した潤滑油が発火することなく、またスリップトラブルを引き起こすことなく圧延することができた。供給量が30cm3/m2以上では圧延スリップが発生し圧延できなかった。潤滑効果も少なくとも従来と同等以上の効果が得られることも確認した。
供給条件(b)のガス流量を変化させ、それ以外の供給条件は基準条件にて、約20分間の連続熱間圧延を実施した。図2は不燃性ガス(ここでは窒素ガス)の供給量を変化させた時の摩擦係数低減効果と、実験中に発生した発火現象発現範囲を示すものである。図2に示すとおり、ガス流量が1000cm3/分以上で潤滑効果を発揮したが、ガス流量が2000cm3/分未満で供給された潤滑油が発火する現象が観察された。従って、潤滑油の発火を防止しつつ潤滑効果を引き出すためには、ガス流量は2000cm3/分以上にしなければならない。潤滑効果も少なくとも従来と同等以上の効果が得られることも確認した。
供給条件(c)のガス流速を変化させ、それ以外の供給条件は基準条件にて、圧延実験を行った。図3はガス流速を変化させた時の摩擦係数低減効果と、実験中に発生した発火現象発現範囲をしめすものである。図3に示すように、ガス流速が1m/秒未満では潤滑圧延中、頻繁に潤滑油の発火現象が観察された。しかし、ガス流速を1m/秒以上にして供給すれば、潤滑油が発火することなく、潤滑圧延することができた。潤滑効果も少なくとも従来と同等以上の効果が得られることも確認した。
供給条件(d)の潤滑油平均粒径を変化させて圧延実験を行った。図4は潤滑油の平均粒径を変化させた時の摩擦係数低減効果と、実験中に発生した発火現象発現範囲を示すものである。図4に示すように、平均粒径が1mm以上になると潤滑圧延中に時々発火現象が観察された。しかし、平均粒径を1mm未満にすると発火現象は全く観察されず、潤滑圧延を実施することできた。潤滑効果も少なくとも従来と同等以上の効果が得られることも確認した。
本発明によれば、高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレ−ト、高塩基性アルカリ土類金属サリシレ−ト又は高塩基性アルカリ土類金属スルホネ−トが1種類もしくは2種類以上含まれている潤滑油を、ガスアトマイズ法で供給しながら潤滑圧延を実施しても、咬込みスリップや圧延スリップなどを抑制することができる。また、従来の潤滑供給方法と比較して同等以上の潤滑効果を引き出すことができる。更に、火災を発生することなく安全で安定した潤滑圧延を行うことができる。
図1は、スリップトラブルの発生限界及び潤滑油引火範囲と潤滑油供給量との関係を示す図である。 図2は、潤滑油引火範囲と不燃性ガス流量との関係を示す図である。 図3は、潤滑油引火範囲と不燃性ガス流速との関係を示す図である。 図4は、潤滑油引火範囲と潤滑油平均粒径との関係を示す図である。

Claims (2)

  1. 塩基価が40mgKOH/g以上の高塩基性アルカリ土類金属フェネート、高塩基性アルカリ土類金属カルボキシレ−ト、高塩基性アルカリ土類金属サリシレ−ト又は高塩基性アルカリ土類金属スルホネ−トを1種類もしくは2種類以上含有し40℃における粘度が800cSt以下の潤滑油を使用した熱間潤滑圧延方法において、
    2個のロールの間に被圧延材を供給する際に、前記潤滑油を平均粒径が1mm未満の粒状もしくは霧状にして、潤滑ノズル1本あたりの流量が毎分2000cm3以上で流速が毎秒1m以上の不燃性ガスを用いて、前記ロールに、前記ロールの表面積1m2あたり0.01cm3以上20cm3以下供給することを特徴とする熱間潤滑圧延方法。
  2. 前記被圧延材が前記2個のロールの間に咬込まれる前から前記潤滑油の供給を開始し、
    前記潤滑油の供給量が前記ロールの表面積1m2あたり1m3以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱間潤滑圧延方法。
JP2006508501A 2003-06-06 2004-06-04 熱間潤滑圧延方法 Expired - Fee Related JP4348366B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003162490 2003-06-06
PCT/JP2004/008152 WO2004108312A1 (en) 2003-06-06 2004-06-04 Lubricated hot rolling method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006527086A true JP2006527086A (ja) 2006-11-30
JP4348366B2 JP4348366B2 (ja) 2009-10-21

Family

ID=33508668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006508501A Expired - Fee Related JP4348366B2 (ja) 2003-06-06 2004-06-04 熱間潤滑圧延方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7204111B2 (ja)
EP (1) EP1633504B1 (ja)
JP (1) JP4348366B2 (ja)
KR (2) KR20080015057A (ja)
CN (1) CN100360250C (ja)
AT (1) ATE378117T1 (ja)
BR (1) BRPI0411211B1 (ja)
DE (1) DE602004010108T2 (ja)
ES (1) ES2294499T3 (ja)
PL (1) PL1633504T3 (ja)
RU (1) RU2308334C2 (ja)
WO (1) WO2004108312A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226478A (ja) * 2008-02-26 2009-10-08 Nippon Steel Corp 潤滑剤供給設備および圧延機並びに潤滑剤供給方法および圧延方法
JP2014079760A (ja) * 2012-10-12 2014-05-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal 圧延における潤滑油供給方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2832160B1 (fr) * 2001-11-15 2005-01-14 Atofina PROCEDE DE TRAVAIL OU MISE EN FORME DES METAUX EN PRESENCE DE LUBRIFIANTS AQUEUX A BASE D'ACIDE METHANESULFONIQUE (AMS) ou D'UN SEL HYDROSOLUBLE D'AMS
KR100768032B1 (ko) * 2006-02-21 2007-10-19 포스데이타 주식회사 디코딩 장치 및 디코딩 방법
CN103157678B (zh) * 2011-12-15 2016-01-20 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 轧制系统和轧制方法
CN113831956B (zh) * 2020-06-24 2022-10-14 上海梅山钢铁股份有限公司 一种冷轧乳化液粒径尺寸的控制方法
CN112870588A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 卷取机卸卷时的灭火方法、系统及电子终端
CN113319135A (zh) * 2021-05-10 2021-08-31 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种减轻箔轧空调箔成品油斑产生的方法
CN113385535A (zh) * 2021-05-10 2021-09-14 内蒙古联晟新能源材料有限公司 一种哈兹列特连铸连轧钎焊箔的退火色差改善方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163311A (ja) * 1984-09-04 1986-04-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> 熱間圧延機による潤滑圧延方法および装置
JPH0229402B2 (ja) * 1984-12-11 1990-06-29 Kawasaki Steel Co Puragumiruatsuenhohooyobipuragumiru
JPH05315A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Nippon Steel Corp 熱間潤滑方法
JP2570060B2 (ja) * 1992-03-05 1997-01-08 住友金属工業株式会社 鋼材の熱間圧延潤滑方法
JPH07115059B2 (ja) 1992-09-01 1995-12-13 住友金属工業株式会社 鋼板の熱間圧延潤滑方法
JP2925449B2 (ja) 1992-12-16 1999-07-28 新日本製鐵株式会社 熱間圧延用潤滑剤および熱間圧延用潤滑剤の供給方法
JP2624122B2 (ja) 1993-06-15 1997-06-25 住友金属工業株式会社 熱間圧延加工用潤滑剤組成物
JP2944445B2 (ja) 1995-01-12 1999-09-06 協同油脂株式会社 高温塑性加工用潤滑剤及び高温塑性加工方法
JPH11279657A (ja) 1998-03-27 1999-10-12 Nippon Steel Corp 板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法
JP3878323B2 (ja) 1998-03-27 2007-02-07 新日本製鐵株式会社 板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法
JPH11293345A (ja) 1998-04-15 1999-10-26 Nippon Steel Corp 材質均一性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法
JP2000312903A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Nippon Steel Corp 熱間圧延方法
JP4203236B2 (ja) 2001-09-21 2008-12-24 新日本製鐵株式会社 熱間圧延における潤滑供給方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226478A (ja) * 2008-02-26 2009-10-08 Nippon Steel Corp 潤滑剤供給設備および圧延機並びに潤滑剤供給方法および圧延方法
JP2014079760A (ja) * 2012-10-12 2014-05-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal 圧延における潤滑油供給方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100858385B1 (ko) 2008-09-11
RU2308334C2 (ru) 2007-10-20
CN100360250C (zh) 2008-01-09
EP1633504B1 (en) 2007-11-14
BRPI0411211A (pt) 2006-07-18
US7204111B2 (en) 2007-04-17
EP1633504A1 (en) 2006-03-15
PL1633504T3 (pl) 2008-04-30
ES2294499T3 (es) 2008-04-01
US20060156774A1 (en) 2006-07-20
DE602004010108T2 (de) 2008-09-11
DE602004010108D1 (de) 2007-12-27
BRPI0411211B1 (pt) 2018-04-03
KR20060016803A (ko) 2006-02-22
WO2004108312A1 (en) 2004-12-16
KR20080015057A (ko) 2008-02-15
RU2005141493A (ru) 2006-06-27
ATE378117T1 (de) 2007-11-15
JP4348366B2 (ja) 2009-10-21
CN1802223A (zh) 2006-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4348366B2 (ja) 熱間潤滑圧延方法
RU2372162C2 (ru) Способ и прокатная клеть для холодной прокатки металлического материала, в частности полосы, снабженная форсунками для газообразных или жидких обрабатывающих сред
JP4533206B2 (ja) 熱間圧延における潤滑剤供給方法
Ibrahim et al. Experimental assessment on LPG fire extinguishing properties of three chemical powders before and after milling action
Gant et al. Generation of flammable mists from high flashpoint fluids: literature review
JP2003094104A (ja) 熱間圧延における潤滑供給方法
JP4654719B2 (ja) 冷間圧延における圧延油の供給方法および装置
JP5849373B2 (ja) 難燃性グリース組成物
JP5114677B2 (ja) 熱間圧延設備ならびに熱間圧延方法
JP4962055B2 (ja) 冷間圧延方法および冷間圧延装置
JP2014079760A (ja) 圧延における潤滑油供給方法
JPH05306397A (ja) 鋼材の熱間圧延用潤滑剤組成物および潤滑方法
JP3937061B2 (ja) 冷間圧延油
JP2006110555A (ja) 熱間圧延における圧延油供給装置および鋼材の熱間圧延方法
JP2006272402A (ja) ダブルリデュース圧延法による鋼板の製造方法
CN115074173B (zh) 一种抗斑迹轧制油及其在单机架冷轧机轧制过程中的应用
CN104531305B (zh) 高速铝拉丝机抗燃拉丝油
EP1512469B1 (fr) Procédé et installation pour la lubrification de cylindres de laminage
JPS6217639B2 (ja)
JPS63254195A (ja) ステンレス鋼熱間圧延用潤滑油組成物
JP2001178839A (ja) 高熱粉粒体の処理方法
JPS5924888B2 (ja) 鋼帯の冷間圧延法
Cong et al. Extinguishment of liquid fuel fires by water mist with additives
JPH07116713A (ja) 熱間潤滑圧延方法
Zheng Research on Aerosol Technology in the Area of Prevention and Control of Spontaneous Combustion of Coal

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090714

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090717

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4348366

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees