JP4121275B2

JP4121275B2 - 熱間圧延用潤滑剤及び熱間圧延方法

Info

Publication number: JP4121275B2
Application number: JP2001399435A
Authority: JP
Inventors: 隆郎倉橋; 諭木原; 崇向井原; 正義榊原; 宏上屋舗; 直下斗米
Original assignee: Nakayama Steel Works Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: Nakayama Steel Works Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003193079A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延用潤滑剤及びこれを用いた熱間圧延方法に関し、更に詳細には、炭素鋼、合金鋼、非鉄金属等を熱間圧延加工する際に使用される潤滑剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炭素鋼、合金鋼、非鉄金属等を熱間圧延加工する際に使用される潤滑剤としては、摩擦係数低下による圧延荷重低減とロール摩耗の防止を図るために、各種の潤滑剤が用いられ、また、極圧剤や固体潤滑剤を利用して特殊鋼の焼付防止が図られている。一方、小径片駆動ミルにより高圧下薄板圧延を行う場合、潤滑剤を使用しなくても板の噛み込み不良が生じ、板破断を生じることもある。更に一般ミルに比べて径小ロール(550mmφ以下)を用いた片駆動ミルではロール転動数が多くなるため、ロールが摩耗し易いという問題がある。
径小ロール(550mmφ以下)を用いた片駆動ミルでは、従来の熱間圧延用潤滑剤は摩擦係数が低く板スリップを起こしたり、耐焼付性が低く、焼付を起こし易いため使用が難しい。このため、潤滑剤を使用しないで鋼板の製造が行われているが、圧延ロールの損傷が大きいという重大な問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、摩擦係数が高く、かつ、耐焼付性に優れた熱間圧延用潤滑剤を提供することである。さらに詳細には、鋼板や非鉄金属板の熱間圧延に適した熱間圧延用潤滑剤を提供することである。
本発明の他の目的は、上記潤滑剤を用いてロール保護と摩擦係数高による耐スリップ性の向上した熱間圧延加工方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）グリース、（ｂ）極圧剤１〜１０質量％、及び（ｃ）平均粒径が１０μｍ以下の焼付防止剤１０〜５０質量％を含有することを特徴とする熱間圧延用潤滑剤を提供するものである。
本発明はまた、上記潤滑剤を用いてロール保護と摩擦係数高による耐スリップ性の向上した熱間圧延加工方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する成分（ａ）のグリースとしては、例えば、Ｌｉ石けんや複合Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょう剤、ジウレアに代表されるウレア系増ちょう剤、有機化クレイやシリカに代表される無機系増ちょう剤、ＰＴＦＥに代表される有機系増ちょう剤などの増ちょう剤を、鉱油、植物油、動物油等の天然油の他、ジエステル，ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油、ポリαオレフィン，ポリブテンに代表される合成炭化水素油、アルキルジフェニルエーテル，ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油、シリコーン油、フッ素化油など各種合成油に所望のちょう度が得られるように添加したものが使用される。これらのうち、熱間圧延加工条件（８００〜１０００℃）において分解して有毒ガスを放出しない点で、鉱油にＬｉ石けんや複合Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょう剤を添加したものが好ましい。
【０００６】
本発明に使用する成分（ｂ）の極圧剤としては、硫化油脂、ポリスルフィド、リン酸エステル、亜リン酸エステル、ジアルキルジチオリン酸塩（例えば、ＺｎＤＴＰ）、チオホスファイト等の硫黄−リン系極圧剤等の硫黄系、リン系の一般的な極圧剤が使用できる。
また好ましくは、硫黄分１０質量％以上の硫黄系極圧剤、リン分が５質量％以上のリン系極圧剤である。このような硫黄系極圧剤の好ましい例としては、硫化油脂（例えば、硫化ラード、硫化大豆油、硫化菜種油、硫化オレフィン、硫化ラノリン）、硫化鉱油、硫化合成油（例えば、硫化合成エステル）、ポリサルファイド（例えば、ジドデシルポリサルファイド、ジベンジルポリサルファイド）が挙げられ、これらのうち硫黄分１０質量％以上のものが特に好ましい。また、リン系極圧剤の好ましい例としては、燐酸エステル（例えば、ブトキシエチルアシッドホスフェート等のジアルキルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート等のジアルキルホスフェート）、亜燐酸エステル（例えば、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジアルキルハイドロジェンホスファイト（例えば、ジラウリルハイドロジェンホスファイト）、ジアリールハイドロジェンホスファイト（例えば、ジフェニルハイドロジェンホスファイト））等が挙げられ、これらのうちリン分が５質量％以上のものが特に好ましい。
極圧剤の使用量は、本発明の潤滑剤中、１〜１０質量％である。１質量％未満では焼き付きを生じる場合があり、また１０質量％を超えて使用しても良いが、効果のさらなる向上はないので、経済的でない。
【０００７】
本発明に使用する成分（ｃ）の平均粒径が１０μｍ以下の焼付防止剤は、通常の圧延温度（８００〜１０００℃）において、被圧延材料と化学反応を起さず、化学分解を起さず、溶融せず、また昇華しないものであることが好ましい。このような焼付防止剤としては、金属粉末（例えば、鉄、亜鉛、金、銀、白金等）、金属酸化物粉末（例えば、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化チタン、シリカ（二酸化珪素）、酸化マグネシウム、酸化銅、酸化鉄等）、鉱物粉末（例えば、石膏（硫酸カルシウム）、雲母（アルカリ金属を含有する珪酸塩）、珪藻土（SiO₂）、タルク（珪酸マグネシウム）、カオリン（珪酸アルミニウム）、珪砂（SiO₂）、ベントナイト（SiO₂,Al₂O₃)、ボーキサイト（Al₂O₃,SiO₂)等)、増摩剤粉末(例えば、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si₃N₄)、窒化ホウ素(CBN)、酸化セリウム(CeO₂)等が挙げられる。
焼付防止剤として使用する上記粉末の平均粒径は、１０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。平均粒径が１０μｍを超えると、給脂設備への負荷が大きくなり、長期安定作業性に劣るという問題が生じる。
焼付防止剤の使用量は、本発明の潤滑剤中、１０〜５０質量％、好ましくは２０〜４０質量％、さらに好ましくは２５〜３５質量％である。１０質量％未満では焼き付きを生じる場合があり、また５０質量％を越えて使用すると、潤滑剤の粘度が高くなり過ぎて使用しにくくなる。
【０００８】
本発明の潤滑剤には、必要に応じて従来の潤滑剤に使用されているような添加剤を添加することができる。このような添加剤の例としては、酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、固体潤滑剤などが挙げられる。これらの成分の使用量は潤滑剤中、好ましくは０．１〜３０質量％である。
【０００９】
本発明の熱間圧延用潤滑剤は、例えば、基油と増ちょう剤からなるグリースに、極圧剤を加えて混合し、アジテーターにて撹拌して均一化した後、焼付防止剤を加え、ホモジナイザー、フライマーミル及びアジテーター撹拌とギヤーポンプ循環併用等でグリース中に焼付防止剤を均一に分散させ、最後にその他の添加剤を加えてさらに攪拌することにより容易に調製できる。
本発明の熱間圧延用潤滑剤は、水に希釈して又は希釈することなくそのまま圧延ロール表面又は被圧延材表面に塗布又は噴霧することにより使用される。
【００１０】
以下実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１〜７、比較例１及び２
鉱油系リチウムグリース（増ちょう剤として１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムを使用）、極圧剤（ＺｎＤＴＰ）及び表１に示す焼付防止剤（平均粒径０．５〜１μｍ、鉄粉は８μｍ）を３段ロールミルで均一に混合後、脱泡してJIS K 2220 に記述されるちょう度番号０号の潤滑剤を調製した。
【００１１】
【表１】

【００１２】
得られた潤滑剤について下記の方法により熱間潤滑試験を行った。
【表２】

【００１３】
試験機のロールを６０〜７０℃に余熱しておき、潤滑剤試料をフェルト刷毛にてロール表面に塗布する。９００℃に加熱した試験片にロールを１０秒間押しつけ（完全すべり条件）、段階的に荷重をかけ、軸トルクを測定し、下記式により摩擦係数を求める。また、焼付が生じた荷重を記録する。
摩擦係数（μ）＝Ｔ／（ｒ×Ｗ）
式中，Ｔは軸トルク（ｋｇｆ＊ｍ）、ｒはロールの半径（ｍ）、Ｗは負荷荷重（ｋｇｆ）である。
比較例１及び２は、市販の熱間圧延用潤滑剤である。
結果を表１に示す。
【００１４】
摩擦係数が高く、かつ、耐焼付性に優れた熱間圧延用潤滑剤としては、摩擦係数が０．１５以上、焼付荷重が１５００ｋｇｆ以上であることが望ましい。この点を考慮すると、実施例１、２、３、４、５が特に好ましく、実施例６及び７はやや特性が劣る。一方、比較例１及び２の市販の潤滑剤は焼付荷重は大きいが、摩擦係数が低いため、被圧延材の圧延ロールへの噛み込み不良が生じ易い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の熱間圧延用潤滑剤は、摩擦係数が高く耐スリップ性が良好であり、しかも焼付荷重が高い。このため、径小ロール(550mmφ以下)を用いた片駆動ミルによる高圧下圧延が可能となり、熱間圧延鋼板や非鉄金属（例えば、アルミニウム）の熱間圧延板の製造に有利に使用することができる。

Claims

（ａ）グリース、（ｂ）極圧剤１〜１０質量％、及び（ｃ）平均粒径が１０μｍ以下の焼付防止剤１０〜５０質量％を含有すること、焼付防止剤が、鉄粉、二酸化チタン、酸化マグネシウム、及び酸化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする熱間圧延用潤滑剤。
グリースが鉱油系リチウムグリースである請求項１記載の熱間圧延用潤滑剤。
焼付防止剤３０〜５０質量％を含有する請求項１又は２記載の熱間圧延用潤滑剤。
請求項１〜３のいずれか１項記載の熱間圧延用潤滑剤を使用することを特徴とする熱間圧延方法。