JP4464477B2 - Hot rolling oil and hot rolling method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼材等の熱間圧延時に、ロール工具表面への鋼材の焼付や、ロール表面の摩耗、肌荒れ等が生じ易い被圧延材を、高品質に生産可能とする熱間圧延油、及び、熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼材の熱間圧延においては、ロール保護の為、熱間圧延油が使用され効果をおさめている。この熱間圧延油としては、高温で潤滑効果のある黒鉛、水ガラス、窒化ホウ素、雲母、二硫化モリブデン、酸化鉄、炭酸カルシウム、フッ素化黒鉛、金属石ケンなどの固体潤滑剤；ジンクジアルキルジチオホスフェート、リン酸エステルなどの極圧潤滑剤；鉱油、油脂、油脂重合体、合成エステルなどの油性向上剤；スチレン−ブタジエン共重合体などの付着性向上剤兼流動点降下剤；又はこれらの２種類以上を組み合わせた物に、場合によっては、ジターシャルブチルクレゾールやアルファナフチルアミンなどの酸化防止剤を加える事によって一般に用いられている。
【０００３】
熱間圧延は、鋼材の温度が、８００〜１２００℃の領域で行われる。この様な温度では、上記の組成の熱間圧延油では、酸化や熱分解が起こり、潤滑面で十分な効果を発揮できない。
特に、ステンレス鋼等、耐酸化性を有する金属は、上記温度領域においても被圧延材表面の酸化が進行しにくく、高温下で潤滑効果を有するウスタイトを主成分とする酸化鉄被膜が容易に形成される一般的な炭素鋼材と比べ、被圧延材がロール表面に非常に焼付易いという問題がある。焼付とは、圧延時に、材料の一部がロール表面に移着する現象を表すもので、被圧延材はこの現象により表面欠陥を生じ、大幅に表面品質が低下し、商品価値が低下する。
【０００４】
熱間圧延において上記焼付を防止するためには、高温で酸化や熱分解が起こりにくい、固体潤滑剤を使用することが有効である。その中でも、炭酸カルシウムを用いた潤滑剤が有効とされている。
例えば、特開昭５３−１００１３０号には、潤滑性を有する基油に炭酸カルシウムを分散させてなる鋼の熱間圧延用潤滑剤組成物が、特開平６−２３４９９１号には、水に水溶性ポリマーを１〜５重量％溶解した水溶液または、基グリースに酸化鉄粉末と炭酸カルシウム粉末を添加分散して成り、酸化鉄粉末の含有量が３〜３０重量％で、炭酸カルシウム粉末の含有量が０．１３〜１８．８重量％である高温塑性加工用潤滑剤が、特開平９−４０９８８号には、塩基価１５０mgKOH/g 以上の高塩基性金属塩スルホネート、平均粒子径１０μｍ以下の黒鉛、平均粒子径０．０２〜５μｍの炭酸カルシウム、酸価40mgKOH/g 以下のホスホン酸エステルよりなる群から選んだ１種もしくは２種以上からなる金属の圧延加工用潤滑剤が開示されている。
しかし、これらの潤滑剤を用いても、圧延時に被圧延材表面を保護する酸化被膜が出来にくいステンレス鋼に対しては焼付防止性能が十分でなかった。なかでもＳＵＳ４３０ＬＸを代表とする極低炭素型フェライト系ステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ４３０等の汎用ステンレス鋼に比べて酸化被膜が生成しにくいため、ロール表面に対して被圧延剤の焼付が起こり易く、焼付防止性能を向上させた圧延油の開発が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ステンレス鋼等、焼付易い材料の圧延においても、ロールの焼付防止に効果があり、高品質な圧延製品を生産することが可能な熱間圧延油及び熱間圧延方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ステンレス鋼の熱間圧延を行うに際して、なかでも焼付易いＳＵＳ４３０ＬＸの圧延時に使用しても、ロールの焼付を減少可能な熱間圧延油を開発するために、鋭意、検討を行った。その結果、従来用いられていた鉱油、油脂、合成エステル等の油性向上剤に替えてポリサルファイド化合物を用い、これにポリアルキルメタクリレート化合物及び／又はポリアルキルアクリレート化合物を含有させた熱間圧延油は、前記ＳＵＳ４３０ＬＸの圧延時においても焼付防止効果があることを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明はポリアルキルメタクリレート化合物及びポリアルキルアクリレート化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、ポリサルファイド化合物を含有する熱間圧延油である。
ここで上記ポリサルファイド化合物は、テトラサルファイド化合物及び／又はペンタサルファイド化合物を５０重量％以上含有していることが好ましい。
本発明はまた、上記熱間圧延油を、ロール及び／又は被圧延材表面に噴射して、被圧延材を圧延することを特徴とする熱間圧延方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の圧延油に使用されるポリアルキルメタクリレート化合物としては、炭素原子数１〜１８のアルキル基を有するポリアルキルメタクリレート化合物が好ましく、具体例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリオクチルメタクリレート、ポリラウリルメタクリレート、ポリジメチルエチルメタクリレート等が挙げられる。
又、本発明の圧延油に使用されるポリアクリレート化合物としては、炭素原子数１〜１８のアルキル基を有するポリアルキルアクリレート化合物が好ましく、具体例としては、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリオクチルアクリレート等が挙げられる。
このポリアルキルメタクリレート化合物及び／又はポリアクリレート化合物の含有量は、十分な焼付防止性能を発揮するためには潤滑剤中に、好ましくは１重量％以上、より好ましくは３重量％以上である。含有量の上限は、好ましくは５０重量％、より好ましくは３０重量％である。
【０００８】
本発明に使用されるポリサルファイド化合物の具体例としては、ジアルキルポリサルファイド（例えば、ジオクチルポリサルファイド、ジノニルポリサルファイド、ジラウリルポリサルファイド、ジオレイルポリサルファイド）、ジアリールポリサルファイド（例えば、ジフェニルポリサルファイド）等が挙げられる。本発明の圧延油が、十分な焼付防止効果をあげるためには、ポリサルファイド化合物中のペンタサルファイド化合物とテトラサルファイド化合物の合計量が、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上であることが望ましい。
ジアルキルポリサルファイドのアルキル基の炭素原子数は、好ましくは８〜２０である。また、ジアリールポリサルファイドのアリール基の炭素原子数は、好ましくは６〜１８である。
ポリサルファイド化合物は、十分な焼付防止性能を発揮するためには圧延油中に、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、含有させることが望ましい。含有量の上限は、好ましくは９９重量％、より好ましくは９７重量％である。
【０００９】
尚、本発明の圧延油には、上記のポリアルキルメタクリレート化合物及び／又はポリアルキルアクリレート化合物、ポリサルファイド化合物のみではなく、摩擦係数を下げ、且つ、比較的粘度が低い極圧剤（例えば、トリブチルホスフェート、ジンクジアルキルジチオホスフェート、硫化ラードや硫化ナタネ油等の硫化油脂、粉末硫黄）や固体潤滑剤（例えば、グラファイト、雲母、二硫化モリブデン）を加える事によっても同様な効果を達成できる。又、従来の高温塑性加工用潤滑剤に使用されている酸化安定剤（例えば、ジターシャリブチルクレゾール、ナフチルアミン）なども加える事が可能である。
【００１０】
本発明の圧延油は、固有の粘度を、４０℃で１０００ｍｍ2 ／ｓ以下とすることが好ましい。その理由は、一般的な潤滑剤ポンプは圧延油の粘度が４０℃で１０００ｍｍ2 ／ｓ以下の場合、給油が容易な為である。粘度が１０００ｍｍ2 ／ｓ以上の圧延油を給油すると、一般的に潤滑剤ポンプとして用いられるギヤー方式やプランジャー方式のポンプでは吸入負圧の低下や吐出圧力の増大によって、給油が不能となることが多い。この現象は、本発明の圧延油を工具へ給油する場合、大きな障害となる。
【００１１】
また、本発明の熱間圧延方法は、上述の組成を有する本発明の圧延油を、ロールと被圧延材の双方あるいは片方に、刷毛等を用いて直接塗布するか、一般に潤滑剤ポンプとして使用される、ギヤー方式や、プランジャー方式のポンプによって、エアースプレーや、ウオーターインジェクション方式によって給油する事により、熱間圧延時における、ロール表面への被圧延材の焼付を防止するものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
撹拌機を有するステンレス製加熱釜を用いて、ポリアルキルメタクリレート化合物、ポリアルキルアクリレート化合物、ポリサルファイド化合物等を、表２〜４に示す重量比率で釜に投入し、５０〜８０℃にて均一となるまで撹拌し、本発明の圧延油（実施例１〜２０）及び比較例の圧延油（比較例１〜４）を製造した。比較例５は市販熱間圧延油である。これらの圧延油の４０℃における粘度(mm2/s) を表２〜４に併記した。
これらの圧延油を、２重式熱間圧延機のロール表面に潤滑剤用給油ポンプを用いたウオーターインジェクション方式による潤滑剤給油設備を用いて圧延ロールに供給しながら熱間圧延を行った。熱間圧延条件及び圧延油給油量を表１に示す。なお、圧延油を使用しない場合は、希釈水のみ噴射した（比較例６）。
圧延後のロール表面の焼付状態を以下の基準により評価した。評価結果を表２〜４に併記した。
Ａ：焼付全くなし
Ｂ：焼付僅かにあり
Ｃ：焼付少ない
Ｄ：焼付多い
Ｅ：焼付極めて多い
【００１３】
【発明の効果】
本発明の圧延油は、ステンレス鋼等の熱間圧延に際し、ロール表面への圧延材の焼付が生じず、高品質なステンレス鋼等の生産を可能とする。
【００１４】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
比較例５：市販熱間圧延油
比較例６：圧延油使用せず
【００１９】
ポリアルキルメタクリレート/ポリアルキルアクリレート化合物
１：ポリメチルメタクリレート
２：ポリジメチルエチルメタクリレート
３：ポリメチルアクリレート
ポリサルファイド化合物
１：ジオクチルポリサルファイド、ＴＰ（ポリサルファイド中のテトラサルファイドとペンタサルファイドの合計量）＝６０重量％
２：ジノニルポリサルファイド、ＴＰ＝５５重量％
３：ジラウリルポリサルファイド、ＴＰ＝６０重量％
４：ジフェニルポリサルファイド、ＴＰ＝５５重量％
５：ジオクチルポリサルファイド、ＴＰ＝８０重量％
６：ジオクチルポリサルファイド、ＴＰ＝７０重量％
７：ジオクチルポリサルファイド、ＴＰ＝４５重量％
８：ジオクチルポリサルファイド、ＴＰ＝３５重量％
基油
１：マシン油ＶＧ４６
２：硫化油脂
３：ポリイソブチレン
添加剤
１：トリブチルホスフェート
２：ジンクジアルキルジチオホスフェート
３：硫化ラード[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention is a hot-rolled oil that enables high-quality production of a rolled material that is prone to seizure of the steel material on the roll tool surface, wear of the roll surface, rough skin, etc. during hot rolling of a stainless steel material, And it is related with the hot rolling method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the hot rolling of steel materials, hot rolling oil has been used to protect the rolls and has been effective. This hot rolling oil includes solid lubricants such as graphite, water glass, boron nitride, mica, molybdenum disulfide, iron oxide, calcium carbonate, fluorinated graphite, and metal soap, which have a lubricating effect at high temperatures; zinc dialkyldithio Extreme pressure lubricants such as phosphates and phosphates; Oiliness improvers such as mineral oils, fats and oils, oily polymers and synthetic esters; Adhesion improvers and pour point depressants such as styrene-butadiene copolymers; or these 2 It is generally used by adding an antioxidant such as di-tert-butylcresol or alpha-naphthylamine to a combination of two or more types.
[0003]
Hot rolling is performed in a region where the temperature of the steel material is 800 to 1200 ° C. At such a temperature, the hot rolling oil having the above composition causes oxidation and thermal decomposition, and cannot provide a sufficient effect on the lubricating surface.
In particular, oxidation resistant metals, such as stainless steel, are less likely to oxidize on the surface of the material to be rolled even in the above temperature range, and an iron oxide film mainly composed of wustite that has a lubricating effect at high temperatures is easily formed. There is a problem that the material to be rolled is very easy to be baked on the roll surface as compared with a general carbon steel material. Baking refers to a phenomenon in which a part of the material is transferred to the roll surface during rolling, and the material to be rolled has surface defects due to this phenomenon, the surface quality is greatly lowered, and the commercial value is lowered.
[0004]
In order to prevent the seizure in the hot rolling, it is effective to use a solid lubricant that hardly oxidizes or decomposes at high temperatures. Among these, a lubricant using calcium carbonate is effective.
For example, JP-A-53-100130 discloses a steel hot rolling lubricant composition in which calcium carbonate is dispersed in a lubricating base oil, and JP-A-6-234991 discloses a water-soluble lubricant composition in water. An aqueous solution in which 1% to 5% by weight of a soluble polymer is dissolved, or an iron oxide powder and a calcium carbonate powder are added and dispersed in a base grease. The content of the iron oxide powder is 3 to 30% by weight, and the content of the calcium carbonate powder. Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-40988 discloses a high basic metal salt sulfonate having a base number of 150 mgKOH / g or more and graphite having an average particle diameter of 10 μm or less. Further, there is disclosed a metal rolling lubricant comprising at least one selected from the group consisting of calcium carbonate having an average particle size of 0.02 to 5 μm and a phosphonic acid ester having an acid value of 40 mgKOH / g or less.
However, even when these lubricants are used, anti-seizure performance is not sufficient for stainless steel, which is difficult to form an oxide film that protects the surface of the material to be rolled during rolling. Among them, the ultra-low carbon ferritic stainless steel represented by SUS430LX is less likely to generate an oxide film compared to general-purpose stainless steels such as SUS304 and SUS430, so that the rolling agent is easily baked on the roll surface. Development of a rolling oil with improved seizure prevention performance has been demanded.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a hot rolling oil and a hot rolling method that are effective in preventing roll seizure and can produce high-quality rolled products even in the rolling of materials that are easy to seize, such as stainless steel. It is to be.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to develop a hot rolling oil that can reduce the seizure of a roll even when it is used when rolling SUS430LX, which is particularly easy to be sewn, the inventors of the present invention have made intensive studies and studies. went. As a result, a hot rolled oil containing a polysulfide compound in place of an oiliness improver such as mineral oil, fats and oils and synthetic esters conventionally used, and containing a polyalkyl methacrylate compound and / or a polyalkyl acrylate compound, The inventors have found that there is an effect of preventing seizure even during rolling of SUS430LX, and have completed the present invention.
That is, the present invention is a hot rolling oil containing at least one selected from the group consisting of a polyalkyl methacrylate compound and a polyalkyl acrylate compound and a polysulfide compound.
Here, the polysulfide compound preferably contains a tetrasulfide compound and / or a pentasulfide compound in an amount of 50% by weight or more.
The present invention also provides a hot rolling method characterized by rolling the material to be rolled by injecting the hot rolling oil onto a roll and / or the surface of the material to be rolled.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The polyalkyl methacrylate compound used in the rolling oil of the present invention is preferably a polyalkyl methacrylate compound having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and specific examples include polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate. , Polyisobutyl methacrylate, polyoctyl methacrylate, polylauryl methacrylate, polydimethylethyl methacrylate and the like.
The polyacrylate compound used in the rolling oil of the present invention is preferably a polyalkyl acrylate compound having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and specific examples include polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyoctyl. An acrylate etc. are mentioned.
The content of the polyalkyl methacrylate compound and / or the polyacrylate compound is preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more in the lubricant in order to exhibit sufficient anti-seizure performance. The upper limit of the content is preferably 50% by weight, more preferably 30% by weight.
[0008]
Specific examples of the polysulfide compound used in the present invention include dialkyl polysulfide (for example, dioctyl polysulfide, dinonyl polysulfide, dilauryl polysulfide, dioleyl polysulfide), diaryl polysulfide (for example, diphenyl polysulfide) and the like. In order for the rolling oil of the present invention to have a sufficient seizure prevention effect, the total amount of the pentasulfide compound and the tetrasulfide compound in the polysulfide compound is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more. It is desirable.
The number of carbon atoms in the alkyl group of the dialkyl polysulfide is preferably 8-20. The number of carbon atoms in the aryl group of diaryl polysulfide is preferably 6-18.
In order to exhibit sufficient anti-seizure performance, the polysulfide compound is preferably contained in the rolling oil in an amount of preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more. The upper limit of the content is preferably 99% by weight, more preferably 97% by weight.
[0009]
The rolling oil of the present invention includes not only the above polyalkyl methacrylate compound and / or polyalkyl acrylate compound and polysulfide compound, but also an extreme pressure agent (for example, tributyl phosphate) having a low friction coefficient and a relatively low viscosity. The same effect can be achieved by adding zinc dialkyldithiophosphate, sulfurized fats and oils such as lard sulfide and rapeseed oil, powdered sulfur) and solid lubricant (eg, graphite, mica, molybdenum disulfide). In addition, an oxidation stabilizer (for example, ditertiary butyl cresol, naphthylamine) used in a conventional lubricant for high temperature plastic processing can be added.
[0010]
The rolling oil of the present invention preferably has an intrinsic viscosity of 1000 mm 2 / s or less at 40 ° C. The reason is that a general lubricant pump is easily lubricated when the viscosity of the rolling oil is 1000 mm 2 / s or less at 40 ° C. When rolling oil with a viscosity of 1000 mm 2 / s or higher is supplied, gear type or plunger type pumps generally used as lubricant pumps cannot supply oil due to a decrease in suction negative pressure or an increase in discharge pressure. There are many. This phenomenon becomes a major obstacle when supplying the rolling oil of the present invention to a tool.
[0011]
In addition, the hot rolling method of the present invention can be applied by directly applying the rolling oil of the present invention having the above-described composition to both or one of the roll and the material to be rolled using a brush or the like, or generally used as a lubricant pump. By using a gear-type or plunger-type pump to supply oil by air spray or water-injection method, seizure of the material to be rolled onto the roll surface during hot rolling is prevented.
[0012]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
Using a stainless steel heating kettle with a stirrer, polyalkyl methacrylate compound, polyalkyl acrylate compound, polysulfide compound and the like are charged into the kettle in the weight ratios shown in Tables 2 to 4, and uniform at 50 to 80 ° C. The rolling oil of the present invention (Examples 1 to 20) and the rolling oil of Comparative Examples (Comparative Examples 1 to 4) were produced. Comparative Example 5 is a commercially available hot rolled oil. The viscosities (mm 2 / s) at 40 ° C. of these rolling oils are also shown in Tables 2 to 4.
These rolling oils were hot-rolled while being supplied to the rolling rolls using a lubricant oil supply facility by a water injection method using a lubricant oil pump on the roll surface of a double hot rolling mill. Table 1 shows hot rolling conditions and rolling oil supply amount. In addition, when not using rolling oil, only dilution water was injected (comparative example 6).
The baked state of the roll surface after rolling was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are also shown in Tables 2-4.
A: No seizure B: Slight seizure C: Slight seizure D: High seizure E: Extreme seizure
【The invention's effect】
The rolling oil of the present invention does not cause the rolling material to be baked onto the roll surface during hot rolling of stainless steel or the like, and enables production of high quality stainless steel or the like.
[0014]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
Comparative Example 5: Commercial hot rolling oil Comparative Example 6: No rolling oil was used.
Polyalkyl methacrylate / polyalkyl acrylate compound 1: polymethyl methacrylate 2: polydimethylethyl methacrylate 3: polymethyl acrylate polysulfide compound 1: dioctyl polysulfide, TP (total amount of tetrasulfide and pentasulfide in polysulfide) = 60% by weight
2: Dinonyl polysulfide, TP = 55% by weight
3: Dilauryl polysulfide, TP = 60% by weight
4: Diphenyl polysulfide, TP = 55% by weight
5: Dioctyl polysulfide, TP = 80% by weight
6: Dioctyl polysulfide, TP = 70% by weight
7: Dioctyl polysulfide, TP = 45% by weight
8: Dioctyl polysulfide, TP = 35% by weight
Base oil 1: Machine oil VG46
2: Sulfurized oil and fat 3: Polyisobutylene additive 1: Tributyl phosphate 2: Zinc dialkyl dithiophosphate 3: Sulfurized lard
Claims (5)
前記ポリアルキルメタクリレート化合物及びポリアルキルアクリレート化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の含有量が圧延油中１〜５０重量％であり、前記ポリサルファイド化合物の含有量が圧延油中５０〜９９重量％であり、
前記ポリサルファイド化合物が、テトラサルファイド化合物及び／又はペンタサルファイド化合物を、５０重量％以上含有することを特徴とする熱間圧延油。In hot rolling oil containing at least one selected from the group consisting of a polyalkyl methacrylate compound and a polyalkyl acrylate compound, and a polysulfide compound ,
The content of at least one selected from the group consisting of the polyalkyl methacrylate compound and the polyalkyl acrylate compound is 1 to 50% by weight in the rolling oil, and the content of the polysulfide compound is 50 to 99% by weight in the rolling oil. Yes,
The hot rolled oil, wherein the polysulfide compound contains 50% by weight or more of a tetrasulfide compound and / or a pentasulfide compound .
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