JPH038509A - アルミニウム熱間圧延における潤滑方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、アルミニウム板材を圧延機で熱間圧延する際
の潤滑方法に係り、特に潤滑性能の向上を図るための技
術に関するものである。

（背景技術） アルミニウム熱間圧延においては、潤滑効果と冷却効果
を得るために、潤滑剤を乳化剤と共に水と混合した水溶
性のエマルジョンが圧延油として使用されている。そし
て、その圧延油エマルシヨンの油性成分である潤滑剤に
は、一般に、潤滑性向上剤としての働きをする脂肪酸や
エステル等の添加剤がベース油に添加されて調製された
ものが用いられている。

ところで、アルミニウム熱間圧延においては、一般に、
上述のような圧延油エマルジョンが所定のノズルからワ
ークロールおよびバックアップロールのロール表面、並
びにワークロールと被圧延材であるアルミニウム板材と
の噛み込み部位に噴き付けられて圧延の際の潤滑が行な
われている。

而して、このようなアルミニウム熱間圧延の潤滑におい
ては、ワークロールのロール表面に形成される油性膜が
潤滑性能に大きな影響を及ぼすことが知られており、潤
滑性能を高めて圧延製品の生産性や表面品質の向上環を
図るためには、圧延油エマルジョンの濃度を高めて、ワ
ークロール表面に対する油性成分の付着性を高め、ワー
クロール表面における油性膜の生成を安定して行なわし
めることが有効であることが知られている。

しかしながら、潤滑機能を高めるために潤滑剤に添加さ
れる脂肪酸やエステル等の添加剤は水に溶は難く、圧延
油エマルジョンの濃度を高めること自体が困難であるい
った問題があると共に、圧延油エマルジョンの濃度を高
めると圧延油の冷却性能が七の分低下して、焼付きを惹
起し易くなる等といった問題があるところから、圧延油
エマルジョンの濃度を高めて潤滑性能を向上することに
は限界があり、そのために、圧延油エマルジョンの濃度
を高めて圧延製品の生産性や表面品質等を高めることに
も限界があった。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その解決すべき課題とするところ
は、圧延油エマルジョンの濃度を高めることなく、即ち
圧延油エマルジョンの冷却性能の低下を招くことなく、
圧延の際の潤滑性能を効果的に向上させることのできる
アルミニウム熱間圧延における潤滑方法を提供すること
にある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明の第一の
手法にあっては、バックアップロールとの接触直後のワ
ークロール表面の水切り領域に、油性の潤滑油を霧状に
して吹き付けて、潤滑機能を備えた油性膜を該ワークロ
ールの表面に形成する一方、該油性膜を形成したワーク
ロール表面に対して、所定の圧延油エマルジョンを噴き
かけるようにしたのである。

また、本発明の第二の手法にあっては、バックアップロ
ールとの接触直前のワークロールの表面部位およびワー
クロールとの接触直前のバックアンプロールの表面部位
に、所定の水切り手段にて水切り領域を形成し、該ワー
クロールとバックアップロールの少なくとも一方の水切
り領域に対し、油性の潤滑油を霧状にして吹き付けて、
該ワークロールの表面に直接、若しくは前記バックアッ
プロールと該ワークロールとの接触によって間接的に、
潤滑機能を備えた油性膜を形成し、該油性膜を形成した
ワークロール表面に対して、前記バックアップロールと
の接触位置よりも該ワークロールの回転方向の下流側に
おいて、所定の圧延油エマルジョンを噴きかけるように
したのである。

なお、上記本発明手法における油性の潤滑油は、圧延油
エマルジョンの油性成分と同一油性成分の潤滑剤であっ
てもよく、或いはそれとは異なる油性成分の潤滑剤であ
ってもよく、更には、それら潤滑剤に添加される脂肪酸
、エステル等の、潤滑機能の向上を目的として添加され
る油性の添加剤であってもよい。要するに、潤滑機能を
有する液状の油性剤であればよいのである。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、第１図には、本発明の第一の手法の実施に用いて
好適な潤滑装置を備えた圧延機の一例が示されている。

そこにおいて、１０は、圧延機の圧延スタンドであって
、被圧延材としてのアルミニウム板材１２を圧延するた
めの一対のワークロール１４．１４と、それらワークロ
ール１４１４の後背に押し付けられてそれらワークロー
ル１４．１４に圧下刃を作用させるための一対のバ。

クアップロール１６．１６とを備えており、一対のワー
クロール１４．１４間にアルミニウム板材１２を噛み込
んで圧延しつつ、図中右側に送り出すようになっている
。

この圧延スタンド１０の被圧延材入側（図中左側）には
、ワークロール１４．１４およびバックアップロール１
６，１６、並びに各ワークロール１４．１４のアルミニ
ウム板材１２の噛み込み部位にそれぞれ対応して、圧延
油圧送管１８に装着された圧延油噴出ノズル２０が、ア
ルミニウム板材１２の幅方向にそれぞれ多数配列されて
設けられている。そして、圧延油圧送管１８を通じて導
かれた所定の圧延油エマルジョンが、各対応する圧延油
噴出ノズル２０から、各対応するワークロール１４．ｉ
４およびバックアップロール１６゜１６の各ロール表面
、並びに各ワークロール１４１４のアルミニウム板材１
２の噛み込み部位に噴き掛けられるようになっている。

そして、ここでは、各対応する圧延油噴出ノズル２０か
ら、ワークロール１４．．１４およびバックアップロー
ル１６，１６のロール表面に対して、各ロールの軸心近
傍に向かって略水平方向に圧延油エマルジョンが噴きか
けられるようになっており、これにより、各対応するバ
ックアップロール１６．１６との接触直後のワークロー
ル１４．１４のロール表面に、バックアップロール１６
．１６との圧接によってロール表面の圧延油エマルジョ
ンが絞り除かれた、乾き状態に近い状態の水切り領域２
２が形成されるようになっている。

なお、上記圧延油エマルジョンには、潤滑機能と冷却機
能を併せ備えた従来と同様のもの、例えば、潤滑性向上
剤としての働きをする脂肪酸やエステル等の添加剤がベ
ース油に添加された潤滑剤が、乳化剤と共に水と混合さ
れて調製されたものが採用されることとなる。

ところで、圧延スタンド１０の被圧延材入側には、前記
ワークロール１４．１４のロール表面に形成される水切
り領域２２．２２にそれぞれ対応して、噴霧ノズル２４
．２４が、それぞれ、アルミニウム板材１２の幅方向に
多数配列して設けられている。そして、それら噴霧ノズ
ル２４．２４に配管２６を通じて霧化装置２８が接続さ
れている。

霧化装置２８には、圧縮空気導入管３０を通じて圧縮空
気が導入されるようになっている一方、潤滑油導入管３
２を通じて油性の潤滑油が導入されるようになっている
。そして、霧化装置２８は、潤滑油導入管３２を通じて
導入された油性の潤滑油を適当な粒径の粒子に霧化して
圧縮空気中に分散させるようになっており、その潤滑油
が霧状に分散された圧縮空気を配管２６内に必要に応じ
て圧送させるようになっている。

つまり、霧化装置２８には、潤滑油が霧状に分散された
圧縮空気の配管２６内への圧送を許容する状態と、阻止
する状態とで、配管２６内への圧縮空気の圧送状態を必
要に応じて切換設定できる機能が付与されているのであ
り、その配管２６内への圧縮空気の圧送が許容された状
態において、油性の潤滑油が霧状に分散された圧縮空気
が配管２６を通じて各噴霧ノズル２４．２４に圧送され
、それら噴霧ノズル２４．２４から各対応するワークロ
ール表面の水切り領域２２．２２に吹き付けられるよう
になっているのである。

このような圧延機でアルミニウム板材１２を圧延する際
には、各圧延油噴出ノズル２０から圧延油エマルジョン
を従来と同様に継続的に噴き出して、各対応するワーク
ロール１４．１４おヨヒバックアップロール１６，１６
の各ロール表面、並びにワークロール１４．１４のアル
ミニウム板材１２の噛み込み部位に継続的に噴き掛ける
。一方、かかる圧延油エマルジョンの噴き掛は操作と並
行して、各噴霧ノズル２４から、霧化装置２８で油性の
潤滑油を霧状に分散せしめた圧縮空気を吹き出し、各ワ
ークロール１４．１４の水切り領域２２．２２に吹きつ
ける。

このようにすれば、噴霧ノズル２４．２４から吹き出さ
れた圧縮空気中の霧状の油性潤滑油が、各対応するワー
クロール１４．１４の乾き状態に近い状態の水切り領域
２２．２２に確実に付着して、ワークロール１４，１４
の表面に潤滑油の油性膜が安定して形成されるのである
。そして、このような油性膜は、圧延油噴出ノズル２ｏ
がら圧延油エマルジョンが噴き掛けられても、その圧延
油エマルジョンと共に流れ去るようなことはなく、ワー
クロール１４．１４の回転に従ってアルミニウム板材１
２の噛み込み位置まで維持されるのであり、それ故、ア
ルミニウム板材１２の圧延の際の潤滑性能がかかる油性
膜の存在に基づいて確実に向上せしめられるのである。

そして、ここでは、上述のようにしてワークロール１４
．１４の表面に形成される油性膜によって潤滑性能の向
上が図られることから、潤滑性能の向上の目的で圧延油
エマルジョンの濃度を特別に高める必要がないのであり
、それ故、冷却性能も良好に維持することができるので
ある。

なお、霧化装置２８で霧化され、噴霧ノズル２４からワ
ークロール１４．１４の水切り領域２２２２に霧状に吹
き付けられる油性潤滑油の粒子は、その粒径が大き過ぎ
ると、配管２６の内面に付着して滞留し易くなり、また
その粒径が小さ過ぎると、噴霧ノズル２４からの噴射の
際の噴射慣性力によってワークロール１４の表面に付着
し難くなるため、その潤滑油の性状によっても異なるが
、通常は、霧化装置２８から配管２６への圧縮空気の圧
送圧力や圧送流量の調節等によって、１〜５０μｍ程度
の大きさに設定されることとなる。

また、かかる潤滑油には、通常、圧延油噴出ノズル２０
から噴射される圧延油エマルジョンの油性成分と同じ油
性成分の潤滑剤、若しくはその潤滑剤に潤滑機能の向上
を目的として添加される脂肪酸やエステル等の添加剤が
採用されることとなるが、必ずしもそれら圧延油エマル
ジョンの油性成分と同じ油性成分の潤滑剤や、その潤滑
剤に添加される添加剤と同一の添加剤を潤滑油として採
用する必要はなく、潤滑機能を有する他の油性剤を潤滑
油として採用することも可能である。

ところで、アルミニウム熱間圧延においては、圧延対象
とするアルミニウム板材１２により、要求される潤滑性
能が大幅に異なるのが普通である。

従って、圧延対象とするアルミニウム板材１２によって
潤滑性能を調節することが望ましいが、圧延条件が変わ
る毎に潤滑性能を調節することば極めて面倒である。一
方、潤滑性能を特定の圧延条件に応じて設定した場合に
は、それ以上の潤滑性能が要求される場合において、摩
擦抵抗の増大から圧延製品の表面品質の低下を招き、製
造歩留りを低下させる恐れが生じる。

そこで、上側のような潤滑装置を用いて潤滑を行なう場
合には、噴霧ノズル２４から潤滑油を予め多めに吹き出
すようにして、潤滑性能が若干高めに得られるようにし
、潤滑性能が高くなり過ぎて、ワークロール１４，１４
がアルミニウム板材１２を噛み込まず、スリップ気味に
なった時に、霧化装置２８から配管２６への潤滑油分散
圧縮空気の圧送を停止し、潤滑性能がある程度まで低下
してから配管２６への潤滑油分散圧縮空気の圧送を再開
するようにして、必要な潤滑性能を確保するようにする
ことが望ましい。

潤滑性能が過剰になれば、上述のように、アルミニウム
板材１２に対してワークロール１４，１４がスリップし
易くなって、圧延速度が低下することとなるが、潤滑不
足によって圧延製品自体が不良になることはないため、
潤滑不足が生じるような場合に比べて、圧延製品の製造
歩留りが向上するのであり、それ故、圧延製品の生産性
の実質的な向上を期待することができるのである。

因に、第２図は、第１図に示すような潤滑装置をテスト
ミルに適用して、圧延速度（ワークロール１４の周速度
）が１５ｍ／分の圧延条件下で所定のアルミニウム板材
１２を圧延しつつ、ＤＲｎ圧カニ　０．４　ｋｇ／ｃｆ
ｆｌ、噴霧ｉｔ　：　２０　ｍ　１７分（空気流量：１
ｍ’／分）で噴霧ノズル２４からオレイン酸（脂肪酸）
をワークロール１４．１４の水切り領域２２．２２に周
期的に吹き付けて、圧延荷重および摩擦係数を測定した
結果を示すものであるが、その結果から、潤滑油として
のオレイン酸を吹き付けることによって潤滑性能を大幅
に向上できることが認められると共に、潤滑油としての
オレイン酸の吹き付は状態を断続的に制御することによ
り、潤滑性能を所望の範囲に良好に維持できることが認
められるのである。

次に、第３図に基づいて、本発明の第二の手法に対応し
た実施例について説明する。なお、ここでは、前記実施
例と同様の作用を為すものについては、前記実施例と同
様の符号を付して、その詳細な説明は省略するものとす
る。

すなわち、本実施例では、第３図から明らかなように、
圧延油エマルジョンを噴射するための圧延油噴出ノズル
２０は前記実施例と同様の形態で設けられているが、油
性潤滑油を霧状の状態で吹き出す噴霧ノズル２４は、圧
延スタンド１０の圧延材出側において、バックアップロ
ール１６，１６との接触直前のワークロール１４１４の
ロール表面部位に対応して設けられている。そして、そ
れら噴霧ノズル２４．２４が対応させられたワークロー
ル１４．１４のロール表面部位よりも各ワークロール１
４．１４の回転方向の若干上流側に位置して、該ワーク
ロール１４．１４のロール表面に付着したロールコーテ
ィングを取り除くためのブラシロール３４，３４が設け
られている一方、圧延油エマルジョンが吹き付けられる
ロール表面部位よりもバックアップロール１６，１６の
回転方向の若干下流側に位置して０、該バックアップロ
ール１６，１６のロール表面に付着した圧延油エマルジ
ョンを絞り除くための水切りロール３６．３６が設けら
れており、これにより、噴霧ノズル２４．２４の配設部
位に対応したワークロール１４．１４のロール表面部位
が、乾き状態に近い状態となるようにされている。つま
り、前記実施例の水切り領域２２．２２に対応した水切
り領域３８．３８とされているのである。

なお、上述の説明から明らかなように、ここでは、水切
りロール３６の押圧部位とワークロール１４との接触部
位との間の、ワークロール１４との接触部位よりもバッ
クアップロール１６の回転方向上流側のバックアップロ
ール１６のロール表面部位も、乾燥状態に近い状態の水
切り領域４０とされている。

このような装置において、前記実施例と同様に、各圧延
油噴出ノズル２０から圧延油エマルジョンを噴き出して
、各対応するロールのロール表面、およびワークロール
１４．１４のアルミニウム板材１２の噛み込み部位に圧
延油エマルジョンを噴き掛ける一方、各噴霧ノズル２４
．２４から各対応するワークロール１４．１４の水切り
領域３８゜３８に油性の潤滑油を霧状にして吹き掛ける
ようにすれば、前記実施例と同様に、圧延油エマルジョ
ンの冷却性能を低下させることなく、ワークロール１４
，１４のロール表面に潤滑油の油性膜を安定して形成し
て、潤滑性能の向上を効果的に図ることができるのであ
り、冷却性能の低下を招くことなく、圧延製品の生産性
や表面品質の向上環を図ることができるのである。

なお、このような手法では、ワークロール１４゜１４の
水切り領域３８．３８に吹き掛けられた潤滑油は、バッ
クアップロール１６との圧接作用によって押し潰され、
押し広げられて均一化されることとなるため、前記実施
例はどには潤滑油粒子をロール表面に均一に吹き付ける
ようにする必要はなく、従って前記実施例よりも潤滑油
粒子の粒径のバラツキを許容することができる。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明が、
上述の具体例に限定されることなく、その趣旨を逸脱し
ない範囲内において、種々なる変更、修正、改良等を施
した態様で実施できることは、言うまでもないところで
ある。

例えば、前記実施例では、何れも、潤滑油が霧化装置２
８で圧縮空気中に霧状に分散され、その霧状に潤滑油が
分散された圧縮空気が配管２６で噴霧ノズル２４に導か
れて、噴霧ノズル２４から潤滑油が霧状の状態でワーク
ロール１４の水切り領域２２．３８に吹き付けられるよ
うになっていたが、潤滑油と圧縮空気を噴霧ノズルにそ
れぞれ別々に導いて、噴霧ノズルからの圧縮空気の吹出
しによって潤滑油を霧化し、もってワークロール１４の
水切り領域２２．３８に潤滑油を霧状にして吹き付ける
ようにすることもできる。

また、前記実施例では、ワークロール１４の水切り領域
２２．３８に飛散して付着するような圧延油エマルシヨ
ンは、噴霧ノズル２４から吹き出される圧縮空気で吹き
飛ばされることとなるが、噴霧ノズル２４とは別にエア
ノズルを設けて、そのエアノズルから噴き出した圧縮空
気によって、飛散した圧延油エマルジョンがワークロー
ル１４の水切り領域２２．３８に付着することをより確
実に防止させるようにすることもできる。

更に、前記第二の実施例のように、バックアップロール
１６との接触直前のワークロール１４の表面部位および
ワークロール１４との接触直前のバックアップロール１
６の表面部位に水切り領域３８．４０を形成したような
場合には、バックアップロール１６側の水切り領域４０
に対して潤滑油を噴霧ノズル２４から吹き付けて、バッ
クアップロール１６のロール表面に潤滑油の油性膜を形
成し、バックアップロール１６とワークロール１４との
圧接作用によってその油性膜をワークロール１４に転写
して、ワークロール表面に潤滑油の油性膜を形成するよ
うにしてもよく、またワークロール１４とバックアップ
ロール１６の双方の水切り領域３８．４０に潤滑油を霧
状にして吹き付けることによって、ワークロール１４の
ロール表面に潤滑油の油性膜を形成するようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の第一の手法は
、バックアップロールとの接触直後の乾燥状態に近い状
態のワークロール表面の水切り領域に油性の潤滑油を霧
状にして吹き付けて、ワークロール表面に潤滑油の油性
膜を直接形成し、その油性膜を形成したワークロール表
面に圧延油エマルジョンを吹き掛けるようにしたもので
あり、また第二の手法は、バックアップロールとの接触
直前のワークロール表面と、ワークロールとの接触直前
のバックアップロール表面とに、乾燥状態に近い状態の
水切り領域を形成し、それら水切り領域の少なくとも一
方に油性の潤滑油を霧状にして吹き付けて、ワークロー
ル表面に直接若しくは間接的に油性膜を形成し、その油
性膜を形成したワークロール表面に、バックアップロー
ルとの接触位置よりも回転方向下流側において圧延油エ
マルジョンを噴き掛けるようにしたものであるため、何
れも、アルミニウム板材の圧延に際して、圧延油エマル
ジョンの冷却性能を損なうことなく、ワークロール表面
に潤滑機能を備えた油性膜を安定して形成して、潤滑性
能を有利に向上させ得るのであり、それ故、圧延製品の
生産性の向上や表面品質の向上環、潤滑性能の向上に伴
う種々の効果を有利に達成できるといった利点があるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一の手法の実施に用いて好適な潤
滑装置を備えたアルミニウム熱間圧延用の圧延機の要部
を概略的に示す説明図であり、第２図は、第１図の潤滑
装置を備えたテスト用の圧延機でのアルミニウム板材の
圧延に際して、本発明の第一の手法に従って潤滑を行な
った場合における圧延荷重と摩擦係数の測定結果の一例
を示すグラフである。第３図は、本発明の第二の手法の
実施に用いて好適な潤滑装置を備えた圧延機の要部を示
す第１図に対応する図である。 １２ニアルミニウム板材　１４：ワークロール１６：バ
ックアップロール ２０：圧延油噴出ノズル ２２．３Ｂ、４０：水切り領域 ２４：噴霧ノズル ３４：ブラシロール ２８：霧化装置 ３６：水切りロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バックアップロールとの接触直後のワークロール
   表面の水切り領域に、油性の潤滑油を霧状にして吹き付
   けて、潤滑機能を備えた油性膜を該ワークロールの表面
   に形成する一方、該油性膜を形成したワークロール表面
   に対して、所定の圧延油エマルジョンを噴きかけるよう
   にしたことを特徴とするアルミニウム熱間圧延における
   潤滑方法。
2. （２）バックアップロールとの接触直前のワークロール
   の表面部位およびワークロールとの接触直前のバックア
   ップロールの表面部位に、所定の水切り手段にて水切り
   領域を形成し、該ワークロールとバックアップロールの
   少なくとも一方の水切り領域に対し、油性の潤滑油を霧
   状にして吹き付けて、該ワークロールの表面に直接、若
   しくは前記バックアップロールと該ワークロールとの接
   触によって間接的に、潤滑機能を備えた油性膜を形成し
   、該油性膜を形成したワークロール表面に対して、前記
   バックアップロールとの接触位置よりも該ワークロール
   の回転方向の下流側において、所定の圧延油エマルジョ
   ンを噴きかけるようにしたことを特徴とするアルミニウ
   ム熱間圧延における潤滑方法。