JPH0655212A - 金属条の圧延における潤滑方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属条の圧延機において、各圧延スタンドの
ワークロール（５）とバックアップロール（６）に、共
通のメインタンク（１）から汲み上げた圧延油をそれら
のロールに対応して設けたノズル（９），（10）から噴
き掛けて、各圧延スタンドにおける潤滑を行うのにあた
り、圧延油を予め粒径の大きいエマルジョンとし、これ
を圧延スタンドのワークロール（５）に対応して設けら
れたノズル（10）に供給するのに際してエマルジョンの
粒径をより微細に調節（４）する金属条の圧延における
潤滑方法。 【効果】 比較的簡単な構造で、圧延機全体の潤滑性能
を効果的に向上させると共に、圧延スタンドに噴き掛け
る圧延油の潤滑性能管理を容易となして、品質の優れた
圧延金属条を従来よりも良好な生産性を持って、より安
定して経済的に有利に生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属条の圧延における
潤滑方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属条の圧延機においては、一般に、圧
延スタンドのワークロールとバックアップロールにそれ
ぞれ対応して圧延油を噴出するためのノズルが設けら
れ、これらノズルから圧延油が噴き掛けられて、圧延ス
タンドにおける潤滑が行われている。

【０００３】金属条の圧延では、一つの圧延機で様々な
材質の被圧延材を圧延するが、被圧延材の種類により加
工性が違うため圧延油は本来異なった潤滑特性を必要と
する。例えば、硬質材は変形抵抗が大きいため、圧延荷
重が高くなるので圧下率が制限されたり、材料表面に傷
がつき易くなる等の問題がある。そこでこの場合は圧延
油の潤滑性を良好にする必要がある。逆に軟質材は変形
抵抗が小さく変形し易いので圧延速度、圧下量を大きく
し生産性を向上させる必要がある。しかし摩擦係数が小
さいとロールと被圧延材がスリップしたり、被圧延材が
ロールに噛み込まない等の不都合が生じるため、硬質材
よりは比較的摩擦係数の大きな圧延油がよい。また同種
類の圧延材に於いても各パス、圧延温度等により加工性
の違いから圧延油に要求される潤滑特性は異なる。

【０００４】この様に圧延油に要求される潤滑特性が異
なるにも拘らず、従来の圧延方法においては、一つのメ
インタンクを設け、そのメインタンクで管理した同じ潤
滑特性を持った圧延油を圧延スタンドの各ロールに対応
して設けた全てのノズルに供給していた。即ち圧延スタ
ンドのワークロール及びバックアップロールに同一潤滑
性能（粒径分布）の圧延油を噴き掛ける事が行われてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのために、従来にお
いては、上述のように被圧延材の種類、各パスにより要
求される潤滑特性の違いを全て同時に満たすような、即
ち最大公約数的な圧延油の潤滑性能管理が行われてい
た。このため各材質、各パス、各温度において実際に得
られる潤滑特性が各々についての最適な潤滑性能からか
け離れたものになることが避けられず、従って圧延油の
潤滑性能を各材質、各パス、各温度について別個に管理
した場合に比較して、圧延荷重が高くなってしまうので
圧下率、圧延速度が制限され、ひいては圧延製品の生産
性が大幅に制限されるといった問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、潤滑装置を複雑化する事なく、比較的簡単
な構造で、圧延機全体の潤滑性能を効果的に向上させる
と共に、圧延スタンドに噴き掛ける圧延油の潤滑性能管
理を容易にして、品質の優れた圧延製品を従来よりも良
好な生産性を持って、より安定して経済的に有利に生産
しうる金属条の圧延における潤滑方法を開発したもので
ある。

【０００７】即ち本発明は、金属条の圧延機において、
各圧延スタンドのワークロールとバックアップロールに
共通のメインタンクから汲み上げた圧延油をそれらのロ
ールに対応して設けたノズルから噴き掛けて、各圧延ス
タンドにおける潤滑を行うのにあたり、圧延油を予め粒
径の大きいエマルジョンとし、これを圧延スタンドのワ
ークロールに対応して設けられたノズルに供給するに際
してエマルジョンの粒径をより微細に調節することを特
徴とするものである。

【０００８】そしてワークロールに噴き掛けられた圧延
油は圧延油回収装置により回収され、回収された圧延油
はメインタンクに貯留されている間に、もとの粒径の大
きなエマルジョンに戻る。このときメインタンクの容量
が小さいとエマルジョンの粒径が復元される前に粒径を
微細にする粒径調節装置に供給されるため不具合が生じ
る。そのためメインタンクの大きさは、回収された圧延
油が20分以上メインタンク内で静置されるだけの大きさ
が必要である。

【０００９】

【作用】以下本発明を一層具体的に明らかにする為に、
図１を用いて詳細に説明する。尚本発明は一般的な金属
条の圧延機に適用するものであるが、ここでは銅合金材
のワンスタンドリバース型圧延機に適用した場合につい
て説明する。

【００１０】一般に圧延油はエマルジョン粒径が大きい
程、その油性成分がワークロール（５）等に付着し易く
なって、潤滑に寄与する油膜を形成し易くなり、逆にエ
マルジョンの粒径を小さくすれば圧延油の潤滑性能を低
下させることができる。そしてエマルジョンの粒径を変
更する手段としては攪拌作用や超音波による油粒子の分
散効果を利用した物理的方法と、ルーズナー（界面活性
剤を含有しない圧延油）、タイトナー（界面活性剤の含
有量が多い圧延油）を適宜加えてゆく方法がある。しか
し後者、ルーズナー、タイトナーを使用する場合、圧延
油の濃度管理が複雑になってしまうという欠点があっ
た。また攪拌力により物理的に粒径を調節する方法もあ
るが微妙なコントロールが難しく、さらに調節範囲が狭
いという欠点があった。

【００１１】そこで本発明では予めメインタンク（１）
において圧延油のエマルジョンの粒径を大きめに調節し
ておき、それを適宜超音波振動発生装置（12）と振動槽
（13）からなる粒径調節装置（４）による超音波の油粒
子分散作用によりエマルジョンの粒径を小さく調節した
後、ワークロール（５）にノズル（10）から噴出するよ
うにした。

【００１２】即ち本圧延機は銅合金材を圧延するための
ワークロール（５）に圧下力を作用させるためのバック
アップロール（６）を備えており、被圧延材である銅合
金材がワークロール（５），（５）間をリバースで圧延
される。そしてその圧延スタンドには従来と同様に１対
のワークロール（５），（５）に圧延油噴出ノズル（1
0），（10）が設けられ、かつ１対のバックアップロー
ル（６），（６）に圧延油噴出ノズル（９），（９）が
設けられており、それらからバックアップロール
（６），（６）、ワークロール（５），（５）の各ロー
ル表面、並びに銅板材表面に圧延油が噴きかけられるよ
うになっている。

【００１３】また圧延スタンドには圧延油回収装置
（８）が設けられており、それにより噴出ノズル
（９），（10）から吹きかけられた圧延油は圧延油回収
装置により回収することができ、回収された圧延油はダ
ーティータンク（２）に収容される。ダーティータンク
（２）に収容された圧延油は図示されていない浄化装置
で浄化されてクリーンタンク（３）に貯留される。尚こ
こではダーティータンク（２）とクリーンタンク（３）
とがメインタンク（１）を構成している。

【００１４】ここで圧延スタンドのバックアップロール
（６），（６）に対応して設けられた圧延油噴出ノズル
（９），（９）は、従来と同様にメインタンク（１）の
クリーンタンク（３）と圧延油導入管を介して直接接続
されており、それらのノズル（９），（９）からはメイ
ンタンク（１）でエマルジョンの粒径を大きく調節され
た圧延油がそのまま噴出されるようになっている。

【００１５】他方ワークロール（５），（５）の銅合金
噛み込み部位に対応して設けられた圧延油噴出ノズル
（10），（10）とメインタンク（１）のクリーンタンク
（３）とを接続する圧延油導入管には、超音波振動発生
装置（12），（12）を有する粒径調節装置（４），
（４）を設置した。そしてこの粒径調節装置（４），
（４）は圧延パス毎に切り替え装置（11），（11）によ
って交互に切り替えられ、一方の粒径調節装置（４）の
圧延油が噴出されている間に他方の粒径調節装置（４）
においてメインタンク（１）から導かれた圧延油が新た
に要求される潤滑特性を持ったエマルジョン粒径に調節
される。

【００１６】このようにして各粒径調節装置（４）で必
要な潤滑特性に調節された圧延油を各パス毎に、あるい
は各材料毎に瞬時にノズル（10）から噴出させることが
可能となり、様々な圧延油を独立して噴出させることが
可能となった。ここで超音波振動発生装置（12）とは周
波数が可聴周波数領域（約20kHz)を越える超音波振動を
発生する装置をいう。本発明では調節する粒径によって
周波数、出力、発生時間の設定を行うが、一般的に周波
数20〜100kHz、出力1000〜 50000Ｗ、発生時間３〜20分
程度が好ましい。尚図における振動槽（13）は超音波振
動を吸収しない材質から構成されいる。

【００１７】ノズル吐出され圧延油回収装置（８）によ
りメインタンク（１）に回収された圧延油は一定時間メ
インタンク（１）で静置されることにより、エマルジョ
ンの粒径がもとの大きさに戻る。そのためメインタンク
はある程度大きくなければならない。また両粒径調節装
置（４），（４）には粒径測定装置（７）が設置されて
おり、この粒径測定装置（７）により圧延油の粒径を連
続的に測定しながら、その結果に基づいて、粒径分布が
所望の分布状態になるように超音波振動の発生条件を設
定し、もって圧延油に要求される潤滑特性をもつ所望の
エマルジョン粒径に調節されるようになっている。また
バックアップロール（６）に噴出する圧延油を直接メイ
ンタンクから供給するのは、粒径調節装置（４）で調節
する圧延油の量を極力減らすようにするためであるが、
所望ならば別の粒径調節装置によりエマルジョン粒径を
調節された圧延油を供給することもできる。

【００１８】

【実施例】以下本発明を実施例について説明する。ワン
スタンドのリバース型圧延スタンドと圧延油を噴き掛け
るための潤滑装置を備えた圧延機を図１のように構成
し、以下のような条件で圧延を行った。下記被圧延材を
メジアン径 1.5μｍの圧延油で圧延した従来例によるも
のと、本発明潤滑方法によりワークロールに吐出する上
記と同じ圧延油であってそのエマルジョンの粒径を適正
に調節した圧延油を用いて、全パスとも軟質材として純
銅は圧下率40％、硬質材としてリン青銅は圧下率20％で
圧延したものについて、その圧延荷重を比較した。その
結果を表１及び表２に示す。

【００１９】 被圧延材：純 銅、厚さ４mm×幅 500mm×長さ 200ｍ リン青銅、厚さ２mm×幅 500mm×長さ 200ｍ 圧延条件：ワークロール径 200mm バックアップロール径 800mm 圧延速度 100ｍ／分 ワークロールノズルの吐出量 400リットル／分 バックアップロールノズルの吐出量 400リットル／分 補助タンク容量 メインタンク容量の10％ 圧延油の調節前のエマルジョン粒径 2.95 μｍ 超音波振動発生装置 周波数 20〜100kHz 出力 1000〜 50000Ｗ 発生時間 ３分〜20分

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】表１及び表２から明らかなように、メイン
タンクにおける潤滑性能とは実質的に独立して、各材
質、各パス毎に最適な潤滑特性を持つ圧延油を供給でき
る本発明法によれば、スリップが発生しない範囲内で圧
延荷重をできるだけ低くすることができる。

【００２３】即ち、純銅の場合（表１）は、従来法で使
用した圧延油は純銅に対しては、粒径が大きすぎた為、
１パス目では圧延荷重が低くなりすぎ、スリップが発生
した。一方本発明では、純銅に対しては従来法よりも潤
滑油の粒径を小さめに設定したので、２〜３パス目にお
ける圧延荷重は従来法よりも若干高めになったが、１パ
ス目においても、スリップが発生しなかった。又、リン
青銅の場合（表２）は、従来法で使用した圧延油はリン
青銅に対しては、粒径が小さすぎた為、圧延荷重が高く
なりすぎ３パス目で焼き付きが発生したが、本発明で
は、粒径を大きくしたので、圧延荷重が低下し、３パス
目においても焼き付きが発生しなかった。

【００２４】以下本発明の実施例について説明したが、
これは文字どおりの例示であり、本発明がかかる具体例
に限定されることはなく、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。

【００２５】

【発明の効果】このように本発明によれば、各材料、各
パス、各圧延条件による潤滑特性の管理を、圧延油をエ
マルジョン化してその粒径調節手段により異なる潤滑特
性を持った圧延油を作ることで有効に行うことができる
顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明用の圧延機の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ メインタンク ２ ダーティータンク ３ クリーンタンク ４ 粒径調節装置 ５ ワークロール ６ バックアップロール ７ 粒径測定装置 ８ 圧延油回収装置 ９ 噴出ノズル 10 噴出ノズル 11 切り替え装置 12 超音波振動発生装置 13 振動槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属条の圧延機において、各圧延スタン
   ドのワークロールとバックアップロールに、共通のメイ
   ンタンクから汲み上げた圧延油をそれらのロールに対応
   して設けたノズルから噴き掛けて、各圧延スタンドにお
   ける潤滑を行うのにあたり、圧延油を予め粒径の大きい
   エマルジョンとし、これを圧延スタンドのワークロール
   に対応して設けられたノズルに供給するのに際してエマ
   ルジョンの粒径をより微細に調節することを特徴とする
   金属条の圧延における潤滑方法。