JPH04220103A - 熱間圧延方法 - Google Patents
熱間圧延方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices 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
-
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- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
- B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延方法に係り、
とくに熱間圧延ロールの表面に薄くて強固な黒色のスケ
ールを安定して形成せしめることにより、ロールの寿命
延長を有利に達成するとともに表面肌のよい圧延鋼板を
得る熱間圧延方法に関する。
とくに熱間圧延ロールの表面に薄くて強固な黒色のスケ
ールを安定して形成せしめることにより、ロールの寿命
延長を有利に達成するとともに表面肌のよい圧延鋼板を
得る熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に熱間圧延に用いられるワークロー
ルの表面には、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を主体とし
た酸化膜（以下、黒皮という）が形成される。この黒皮
はロールバイト内の接触伝熱を抑制するため、摩耗や肌
荒れの改善に優れていることが知られている。したがっ
て、このような黒皮がロール表面に早く均一に安定して
生成させることができるとロール寿命を延ばすことが可
能となる。さらには、圧延鋼板のプロフィルや表面肌も
よくなり、高品質の製品が得られる。
ルの表面には、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を主体とし
た酸化膜（以下、黒皮という）が形成される。この黒皮
はロールバイト内の接触伝熱を抑制するため、摩耗や肌
荒れの改善に優れていることが知られている。したがっ
て、このような黒皮がロール表面に早く均一に安定して
生成させることができるとロール寿命を延ばすことが可
能となる。さらには、圧延鋼板のプロフィルや表面肌も
よくなり、高品質の製品が得られる。
【０００３】ところで、上記のような黒皮の生成機構に
ついては次の３つの説がある。すなわち、第１は被圧延
材のスケールがロール表面に付着する説、第２はロール
表面が酸化する説、第３はロールギャップ内で高圧水蒸
気によって被圧延材表面に腐食生成物ができ、これがロ
ール表面に付着する説などであるが、まだ定説になって
いるものがない。
ついては次の３つの説がある。すなわち、第１は被圧延
材のスケールがロール表面に付着する説、第２はロール
表面が酸化する説、第３はロールギャップ内で高圧水蒸
気によって被圧延材表面に腐食生成物ができ、これがロ
ール表面に付着する説などであるが、まだ定説になって
いるものがない。
【０００４】このような状況下において、黒皮を早く均
一に付着させる手段として、たとえば特公昭５４− ３
５９８５号公報には圧延中のロール表面に水を媒体とし
て水酸化鉄を供給し、ロール表面に四三酸化鉄を主成分
とする被膜を形成させる方法が開示されている。
一に付着させる手段として、たとえば特公昭５４− ３
５９８５号公報には圧延中のロール表面に水を媒体とし
て水酸化鉄を供給し、ロール表面に四三酸化鉄を主成分
とする被膜を形成させる方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特公昭５４− ３５９８５号の方法では、鉄の水和物
が脱水酸化変態してマグネタイトとなり、これがロール
表面に付着するとしているが、この方法ではマグネタイ
トに変態するまでに一定の時間を必要とするとともに、
その反応が完了しない前に熱い被圧延材と接触するため
、マグネタイトの黒皮が安定してロール表面に成長しな
い。そのため、ロール摩耗およびロールの肌荒れの発生
を防止することができないという問題があった。
た特公昭５４− ３５９８５号の方法では、鉄の水和物
が脱水酸化変態してマグネタイトとなり、これがロール
表面に付着するとしているが、この方法ではマグネタイ
トに変態するまでに一定の時間を必要とするとともに、
その反応が完了しない前に熱い被圧延材と接触するため
、マグネタイトの黒皮が安定してロール表面に成長しな
い。そのため、ロール摩耗およびロールの肌荒れの発生
を防止することができないという問題があった。
【０００６】本発明は、上記のような課題に鑑みなされ
たものであって、ウスタイトからマグネタイトへの変態
反応速度を促進させて、高温被圧延材と接触するまでに
変態が完了し、安定したマグネタイトを早く形成せしめ
て、ロール摩耗およびロールの肌荒れを防止し得る熱間
圧延方法を提供することを目的とする。
たものであって、ウスタイトからマグネタイトへの変態
反応速度を促進させて、高温被圧延材と接触するまでに
変態が完了し、安定したマグネタイトを早く形成せしめ
て、ロール摩耗およびロールの肌荒れを防止し得る熱間
圧延方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の熱間圧延
に際し、ほう酸塩化合物を主成分として含有する水性処
理液を供給しながら圧延し、圧延ロールの表面に薄くて
強固な黒色のスケールを形成せしめることにより、上記
目的を達成しようとするものである。
に際し、ほう酸塩化合物を主成分として含有する水性処
理液を供給しながら圧延し、圧延ロールの表面に薄くて
強固な黒色のスケールを形成せしめることにより、上記
目的を達成しようとするものである。
【０００８】
【作 用】以下に、本発明を由来するに至った実験結
果について説明する。水性処理液として、水溶性ほう酸
塩化合物（ほう酸アルカノールアミン塩）と水とを表１
に示すような割合で調合した溶液Ａと、水のみの溶液Ｂ
との２種類を用いた。
果について説明する。水性処理液として、水溶性ほう酸
塩化合物（ほう酸アルカノールアミン塩）と水とを表１
に示すような割合で調合した溶液Ａと、水のみの溶液Ｂ
との２種類を用いた。
【０００９】
【表１】
【００１０】そしてこの実験には、図１に示すように、
材質が高Ｃｒ鋳鉄で外径；７０ｍｍφ，幅；４０ｍｍの
一対のワークロール１と一対のバックアップロール２と
からなる４段式小型圧延機を用いて、材質が低炭素鋼で
寸法が厚さ１．２ ｍｍ×幅２０ｍｍ×長さ ４００ｍ
の被圧延材３を、下記に示す圧延条件で５コイルの圧延
を行った。 ・圧延温度；１０５０℃ ・圧下率 ；３５％ ・冷却水量；２ｌ／ｍｉｎ ／ロール ・冷却水圧； １．５ｋｇｆ／ｃｍ２ なお、水性処理
液ヘッダ４は圧延機の入側に設けて、被圧延材３のスケ
ール除去後、ワークロール１や被圧延材３の表面にスプ
レイするようにし、通常のワークロール冷却水ヘッダ５
は圧延機の出側に設けている。
材質が高Ｃｒ鋳鉄で外径；７０ｍｍφ，幅；４０ｍｍの
一対のワークロール１と一対のバックアップロール２と
からなる４段式小型圧延機を用いて、材質が低炭素鋼で
寸法が厚さ１．２ ｍｍ×幅２０ｍｍ×長さ ４００ｍ
の被圧延材３を、下記に示す圧延条件で５コイルの圧延
を行った。 ・圧延温度；１０５０℃ ・圧下率 ；３５％ ・冷却水量；２ｌ／ｍｉｎ ／ロール ・冷却水圧； １．５ｋｇｆ／ｃｍ２ なお、水性処理
液ヘッダ４は圧延機の入側に設けて、被圧延材３のスケ
ール除去後、ワークロール１や被圧延材３の表面にスプ
レイするようにし、通常のワークロール冷却水ヘッダ５
は圧延機の出側に設けている。
【００１１】そして、水性処理液ヘッダ４からワークロ
ール１に水溶性ほう酸塩化合物を主成分とした溶液Ａを
供給しながら圧延を行った場合（実験Ｉ）と、水のみの
溶液Ｂを供給しながら圧延を行った場合（実験ＩＩ）に
おける圧延終了後のワークロール１表面の最大摩耗深さ
Ｄｍａｘ （μｍ ）を測定した結果を図２に示した。 この図から、水のみの溶液Ｂで圧延した実験ＩＩの場合
に比し、水溶性ほう酸塩化合物を主成分とした溶液Ａを
供給した実験Ｉのワークロールの表面は摩耗が少ないこ
とがわかった。
ール１に水溶性ほう酸塩化合物を主成分とした溶液Ａを
供給しながら圧延を行った場合（実験Ｉ）と、水のみの
溶液Ｂを供給しながら圧延を行った場合（実験ＩＩ）に
おける圧延終了後のワークロール１表面の最大摩耗深さ
Ｄｍａｘ （μｍ ）を測定した結果を図２に示した。 この図から、水のみの溶液Ｂで圧延した実験ＩＩの場合
に比し、水溶性ほう酸塩化合物を主成分とした溶液Ａを
供給した実験Ｉのワークロールの表面は摩耗が少ないこ
とがわかった。
【００１２】また、最終圧延後の実験ＩおよびＩＩのロ
ール表面の粗さの測定結果を図３および図４に示した。 これらの図から明らかなように水のみの溶液Ｂで圧延し
た実験ＩＩ場合に比して、水溶性ほう酸塩化合物を主成
分とした溶液Ａを供給した実験Ｉのワークロール表面粗
さは小さいことがわかった。つぎに、水溶性ほう酸塩化
合物の濃度の影響について調査を行った。すなわち、表
２に示すように、種々な濃度からなる水性処理液を水性
処理液ヘッダ４から供給し、前記と同一の圧延条件で圧
延を行った。
ール表面の粗さの測定結果を図３および図４に示した。 これらの図から明らかなように水のみの溶液Ｂで圧延し
た実験ＩＩ場合に比して、水溶性ほう酸塩化合物を主成
分とした溶液Ａを供給した実験Ｉのワークロール表面粗
さは小さいことがわかった。つぎに、水溶性ほう酸塩化
合物の濃度の影響について調査を行った。すなわち、表
２に示すように、種々な濃度からなる水性処理液を水性
処理液ヘッダ４から供給し、前記と同一の圧延条件で圧
延を行った。
【００１３】
【表２】
【００１４】この表２から明らかなように、水溶性ほう
酸塩化合物の含有量は黒皮を均一に付着させるためには
、少なくとも０．０５ｗｔ％は必要ではあるが、３０ｗ
ｔ％を超えると液の安定性が悪化するので、０．０５〜
３０ｗｔ％とする必要があることがわかる。なお、本発
明に用いる好適な水溶性ほう酸塩化合物としては、ほう
酸のアルカリ塩，ほう酸アンモニウム塩，ほう酸アルカ
ノールアミン塩，あるいはほう酸と水溶性アミンの塩な
どがある。また、ほう酸を水に分散させたものや、水に
溶解させたものも同様の効果を示し有効である。さらに
、本発明の水性処理液は、上記したようなほう酸塩化合
物を主成分として含有するものであるが、その他展着剤
として例えばメチルセルロース，カルボキシメチルセル
ロース，ポリビニールアルコールあるいはポリエチレン
オキサイドなどを少量添加した場合においても同様の効
果を期待することができる。
酸塩化合物の含有量は黒皮を均一に付着させるためには
、少なくとも０．０５ｗｔ％は必要ではあるが、３０ｗ
ｔ％を超えると液の安定性が悪化するので、０．０５〜
３０ｗｔ％とする必要があることがわかる。なお、本発
明に用いる好適な水溶性ほう酸塩化合物としては、ほう
酸のアルカリ塩，ほう酸アンモニウム塩，ほう酸アルカ
ノールアミン塩，あるいはほう酸と水溶性アミンの塩な
どがある。また、ほう酸を水に分散させたものや、水に
溶解させたものも同様の効果を示し有効である。さらに
、本発明の水性処理液は、上記したようなほう酸塩化合
物を主成分として含有するものであるが、その他展着剤
として例えばメチルセルロース，カルボキシメチルセル
ロース，ポリビニールアルコールあるいはポリエチレン
オキサイドなどを少量添加した場合においても同様の効
果を期待することができる。
【００１５】ここで、このような水溶性ほう酸塩化合物
によって黒皮を早く安定して形成せしめるメカニズムに
ついて以下に説明する。水溶性ほう酸塩化合物が高温に
おいてＢ２Ｏ３となり、これが板表面のスケール（Ｆｅ
Ｏ）と反応して複合酸化物を形成するとともに、ロール
ギャップ中では低融点化してロール表面との濡れ性を改
善してＢの存在によって変態反応が促進されることにな
る。図５はロール表面に付着した黒皮を薄膜Ｘ線回折に
より構造解析を行った結果を示したものである。この図
から明らかなように、従来のＦｅＯ ， Ｆｅ３Ｏ４
に加えてＦｅ３ＢＯ５が同定されることがわかる。
によって黒皮を早く安定して形成せしめるメカニズムに
ついて以下に説明する。水溶性ほう酸塩化合物が高温に
おいてＢ２Ｏ３となり、これが板表面のスケール（Ｆｅ
Ｏ）と反応して複合酸化物を形成するとともに、ロール
ギャップ中では低融点化してロール表面との濡れ性を改
善してＢの存在によって変態反応が促進されることにな
る。図５はロール表面に付着した黒皮を薄膜Ｘ線回折に
より構造解析を行った結果を示したものである。この図
から明らかなように、従来のＦｅＯ ， Ｆｅ３Ｏ４
に加えてＦｅ３ＢＯ５が同定されることがわかる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
〔実施例１〕７スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚 ２．３ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００ｔ
／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロールに
より圧延する際に、水溶性ほう酸塩化合物としてほう酸
アルカノールアミン塩が５ｗｔ％と水９５ｗｔ％の組成
の水性処理液を用いた。その結果を評点を用いて表３に
示した。なお、比較のために、前出特公昭５４− ３５
９８５号の水酸化鉄を供給する従来法による圧延結果を
表３に併せて示した。
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚 ２．３ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００ｔ
／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロールに
より圧延する際に、水溶性ほう酸塩化合物としてほう酸
アルカノールアミン塩が５ｗｔ％と水９５ｗｔ％の組成
の水性処理液を用いた。その結果を評点を用いて表３に
示した。なお、比較のために、前出特公昭５４− ３５
９８５号の水酸化鉄を供給する従来法による圧延結果を
表３に併せて示した。
【００１７】
【表３】
【００１８】ここで、上記の評点は、上下ワークロール
のロール表面肌の損傷状況を以下のごとく定義して、そ
れらの平均値を示したものである。 評点１…黒皮付着良，製品品質良好，ロールの再使用可
。 評点２…黒皮付着良，製品品質良好，ロールの再使用不
可。 評点３…肌荒れ微小，製品問題なし。
のロール表面肌の損傷状況を以下のごとく定義して、そ
れらの平均値を示したものである。 評点１…黒皮付着良，製品品質良好，ロールの再使用可
。 評点２…黒皮付着良，製品品質良好，ロールの再使用不
可。 評点３…肌荒れ微小，製品問題なし。
【００１９】評点４…肌荒れ中位，製品に影響小。
評点５…肌荒れ大，製品に影響大。
この表３から明らかなように、本発明法はロール表面に
黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性状および製品
品質とも著しく改善されたことがわかる。 〔実施例２〕７スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚２．３ ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００
ｔ／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロール
により圧延する際に、水溶性ほう酸塩化合物としてほう
酸が１．１４％含有のアンモニウム塩の水性処理液を用
いた。その結果を評点を用いて表４に示した。なお、比
較のために、前出特公昭５４− ３５９８５号の水酸化
鉄を供給する従来法による圧延結果を、表４に併せて示
した。これらの評価方法は実施例１と同じである。
黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性状および製品
品質とも著しく改善されたことがわかる。 〔実施例２〕７スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚２．３ ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００
ｔ／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロール
により圧延する際に、水溶性ほう酸塩化合物としてほう
酸が１．１４％含有のアンモニウム塩の水性処理液を用
いた。その結果を評点を用いて表４に示した。なお、比
較のために、前出特公昭５４− ３５９８５号の水酸化
鉄を供給する従来法による圧延結果を、表４に併せて示
した。これらの評価方法は実施例１と同じである。
【００２０】
【表４】
【００２１】この表４から明らかなように、本発明法は
ロール表面に黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性
状および製品品質とも著しく改善されたことがわかる。 〔実施例３〕７スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚２．３ ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００
ｔ／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロール
により圧延する際に、ほう酸を水に４ｗｔ％含有させた
水性処理液を用いた。その結果を評点を用いて表５に示
した。なお、比較のために、前出特公昭５４− ３５９
８５号の水酸化鉄を供給する従来法による圧延結果を表
５に併せて示した。これらの評価方法は実施例１と同じ
である。
ロール表面に黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性
状および製品品質とも著しく改善されたことがわかる。 〔実施例３〕７スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段
４スタンドに本発明を適用し、平均板厚２．３ ｍｍ，
平均板幅９６５ ｍｍのＳＰＨＣ材９５本（１５００
ｔ／サイクル） を材質が高Ｃｒ鋳鉄製のワークロール
により圧延する際に、ほう酸を水に４ｗｔ％含有させた
水性処理液を用いた。その結果を評点を用いて表５に示
した。なお、比較のために、前出特公昭５４− ３５９
８５号の水酸化鉄を供給する従来法による圧延結果を表
５に併せて示した。これらの評価方法は実施例１と同じ
である。
【００２２】
【表５】
【００２３】この表５から明らかなように、本発明法は
ロール表面に黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性
状および製品品質とも著しく改善されたことがわかる。
ロール表面に黒皮が安定して付着し、ロール表面肌の性
状および製品品質とも著しく改善されたことがわかる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロール表面に早く強固な黒皮を安定して形成することが
できるので、ロール原単位の大幅な削減はもとより、良
好な表面肌の製品を得ることができ、さらには圧延生産
量の増大にも大いに寄与するなど産業上すぐれた効果を
奏する。
ロール表面に早く強固な黒皮を安定して形成することが
できるので、ロール原単位の大幅な削減はもとより、良
好な表面肌の製品を得ることができ、さらには圧延生産
量の増大にも大いに寄与するなど産業上すぐれた効果を
奏する。
【図１】本発明の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】最大摩耗深さと圧延距離の関係を示す特性図で
ある。
ある。
【図３】本発明を適用したときのワークロールの表面粗
度を示す特性図である。
度を示す特性図である。
【図４】従来例でのワークロールの表面粗度を示す特性
図である。
図である。
【図５】本発明法で形成された黒皮の薄膜Ｘ線回折結果
を示す特性図である。
を示す特性図である。
１ ワークロール
２ バックアップロール
３ 被圧延材
４ 水性処理液ヘッダ
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼の熱間圧延に際し、ほう酸塩化合物
を主成分として含有する水性処理液を供給しながら圧延
し、圧延ロールの表面に薄くて強固な黒色のスケールを
形成せしめることを特徴とする熱間圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1747191A JPH04220103A (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-08 | 熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-28344 | 1990-02-09 | ||
| JP2834490 | 1990-02-09 | ||
| JP1747191A JPH04220103A (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-08 | 熱間圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220103A true JPH04220103A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=26353987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1747191A Pending JPH04220103A (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-08 | 熱間圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04220103A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435985A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-16 | Taisei Corp | Concrete marine floating construction |
| JPS61212412A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延方法 |
| JPH0230311A (ja) * | 1988-04-18 | 1990-01-31 | Kawasaki Steel Corp | 継目無鋼管の傾斜圧延方法 |
| JPH04108900A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 超硬ロールの肌荒れ防止方法 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP1747191A patent/JPH04220103A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435985A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-16 | Taisei Corp | Concrete marine floating construction |
| JPS61212412A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延方法 |
| JPH0230311A (ja) * | 1988-04-18 | 1990-01-31 | Kawasaki Steel Corp | 継目無鋼管の傾斜圧延方法 |
| JPH04108900A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 超硬ロールの肌荒れ防止方法 |
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