JPH09103803A

JPH09103803A - オーステナイト系ステンレス鋼板の温間圧延方法

Info

Publication number: JPH09103803A
Application number: JP26113195A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamamoto; 秀男山本; Takeo Yazawa; 武男矢澤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延初期おいても高潤滑性を確保し、圧延荷重
の減少を図り、圧延効率を高めると共に、高光沢の鋼板
の製造が可能な方法を提供する。【解決手段】オーステナイト系ステンレス鋼板を８０〜
２００℃の温度範囲に加熱して温間圧延する方法であっ
て、圧延１パス目の潤滑油として、加熱前の鋼板表面に
塗布したプレコート油及び／又は１パス目の入り側で鋼
板表面に供給するニート油（好ましくは、４０℃で２０
〜１００cSt の粘度で、かつエマルション油の原液粘度
よりも大きく、また粘度指数が１４０以上で乳化剤を含
まないプレコート油及び４０℃で２０〜１００cSt の粘
度で、かつエマルション油の４０℃における原液粘より
も大きいニート油）を用い、圧延２パス以降の潤滑油と
してエマルション油を用いて圧延することを特徴とする
オーステナイト系ステンレス鋼板の温間圧延方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延中に焼付き疵
及びオイルピットの発生を生じさせることなく高光沢の
オーステナイト系ステンレス薄鋼板を製造することがで
きる高速、高能率の温間圧延する方法に関する。

【従来の技術】冷間圧延されたオーステナイト系ステン
レス鋼板は、厨房器具や内装用建材等に使用され、美観
上表面光沢度が高いことが要求さる。オーステナイト系
ステンレス鋼は変形抵抗が高く、加工硬化し易いことか
ら、冷間圧延では圧延油の導入量が少なく、高い圧延圧
力が得られる小径ワークロールのセンジミアミルが使用
されていた。圧延油は低粘度の鉱油を基油とした不水溶
性圧延油、あるいはこれを水溶性化した圧延油が使用さ
れていた。しかし、センジミアミルは圧延ロールが２０
段にもなり、圧延機の構造が複雑でかつロール径が６０
〜８０mmと小径であるため圧延速度が制約され、生産性
が低いという問題があった。そこで近年、生産性を向上
させるため、圧延機としては構造が簡便でかつ形状制御
機能の良い、圧延ロールが１２段のクラスターミル（ロ
ール径：８０〜１２０mm）が開発され高速圧延が試みら
れるようになってきた。また、普通鋼用タンデムミルの
利用による高速圧延も試みられている。ところが、クラ
スターミルによる高速圧延では、冷却性不足および潤滑
性不足から発生する焼付き疵の防止のため、水溶性圧延
油の使用が必要になる。しかし、水溶性圧延油の場合
は、着火事故の恐れは解決するが、冷却性が増すため、
不水溶性圧延油よりロールバイトでの圧延油粘度が高く
なり、油膜が厚くなって十分な光沢性が得られないとい
う問題があった。一方、タンデムミルによる圧延の場
合、ロール径が大きいので圧延荷重が高くなり、潤滑性
不足による仕上げ板厚の制限、圧下率、圧延速度の制限
などの問題がより顕著になる。また、これらの冷間圧延
では、加工誘起マルテンサイトが生成して加工硬化を来
たし、中間焼鈍が必要となるため生産性が低下する。そ
こで特開昭63ー1009 号公報、特開平1ー21013 号公報に開
示されているような温間圧延方法が試みられるようにな
った。温間圧延は圧延材を予め８０〜２００℃に加熱し
て圧延することにより加工誘起マルテンサイトの生成を
抑えて圧延荷重の減少を図り、圧延パス回数を少なく
し、圧延効率を上げることを目的とするものである。加
熱しない通常の冷間圧延に比べ、少なくとも初期パスあ
るいは前段スタンドの圧延では潤滑条件が過酷になり、
焼付疵の発生が起こり易くなる。特開平5-179276号公報
には、潤滑性を向上させるために圧延油の粘度を高め、
かつＳおよびＰ系の極圧剤を大量添加した圧延油を使用
する方法が開示されている。しかし、粘度が高いと後半
パスあるいは後段スタンドのロールバイト内に導入され
る油膜厚が増大し、よい光沢性が得られなくなることが
大きな問題となる。また、加熱した圧延材温度が圧延油
の供給により低下し、加熱温度の管理が困難になるとい
う問題があった。オーステナイト系ステンレス鋼板を加
熱して圧延する温間圧延においては、高光沢性を維持し
つつ高潤滑性を確保し、圧延荷重の減少を図り、圧延パ
ス数を少なくできる圧延方法は未だ確立されていないの
が現状である。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、オーステナ
イト系ステンレス鋼板の温間圧延における上記問題を解
消し、圧延初期おいても高潤滑性を確保し、圧延荷重の
減少を図り、圧延効率を高めると共に、高光沢の鋼板の
製造が可能な方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明者らは、オーステ
ナイト系ステンレス鋼板の温間圧延において光沢性と潤
滑性とを両立させることのできる圧延方法について種々
実験検討を行った。温間圧延において、高潤滑性を確保
する場合の一般的な潤滑方法は、鋼板表面にエマルショ
ン潤滑油を供給する方法が採られる。２０〜２００℃に
加熱された鋼板は潤滑油により抜熱され温度が降下して
圧延効率が低下する。そこで、潤滑油による鋼板の温度
低下に及ぼす影響を調べるため次のような試験を行っ
た。板厚が３ｍｍのＳＵＳ３０１の鋼板を、５０℃から
５０℃間隔で２００℃までの各温度に加熱した後、圧延
の直前で鉱油に合成エステル１０％と乳化剤１％を添加
した潤滑油を下記に示すニート油及びエマルジョン油と
してノズルで鋼板表面に散布して圧下率を３０％とした
１パスの温間圧延を行った。潤滑油散布量は平方メート
ル当たり２０リットルと一定にし、潤滑油散布後０．５
秒後に鋼板表面の温度を測定すると共に、圧延荷重も測
定した。更に圧延後の鋼板表面の光沢度も測定した。な
お、比較用として加熱前にプレコート油をそのまま塗布
（塗布量２ｇ／ｍ²）し、上記と同じ圧延と測定を行っ
た。ニート油：液温５０℃の原液エマルション油：水に５％濃度で乳化分散、液温５０℃ 図１は、潤滑油が鋼板の温度低下に及ぼす影響を上記試
験により調べた結果を示す図である。エマルション油は
水に油を乳化分散させた油であり、プレコート油及びニ
ート油は不水溶性の油である。図１より明かように、エ
マルション油は鋼板温度が５０℃を超えるとプレコート
油及びニート油に比べて鋼板の温度を低下させる効果が
大きい。これはエマルション油が水を含んでいるためと
考えられる。図２は、加熱温度と圧延荷重との関係を示
す図で、圧延荷重は潤滑油の種類に関係なく圧延時の温
度が高いほど低下するが、１００℃以上ではその程度が
小さくなることが分かる。また、水に乳化分散したエマ
ルション油の場合は温度低下が生じるため所定の圧下が
とり難く、１５０℃以上になると焼付疵が発生した。圧
延後の表面光沢を測定した結果、温度が高い方が光沢度
が高く、同一温度では荷重が低い方が光沢度は低下する
傾向となった。一般に、潤滑性は潤滑油の粘度に比例
し、光沢性は粘度に逆比例する関係にあるが、被圧延材
を加熱した温間圧延では８０〜２００℃の温度範囲が適
しており、１００〜１５０℃の温度範囲に最適値がある
ことが判明した。このような試験の結果、被圧延材の加
熱による潤滑不足が問題となる圧延１パス目と２パス目
以降の光沢性が要求されるパスとでは潤滑剤の種類の形
態を変えることが必要であり、最初の１パスでは粘度お
よび潤滑性を高めたプレコート油及び／又はニート油を
供給して圧延し、２パス目以降の潤滑には低粘度のエマ
ルション油を供給して圧延することが効果的であるとい
う知見を得た。本発明は、このような知見に基づき完成
したもので、その要旨は、「オーステナイト系ステンレ
ス鋼板を８０〜２００℃の温度範囲に加熱して温間圧延
する方法であって、圧延１パス目の潤滑油として、加熱
前の鋼板表面に塗布したプレコート油及び／又は１パス
目の入り側で鋼板表面に供給するニート油（好ましく
は、４０℃で２０〜１００cSt の粘度で、かつエマルシ
ョン油の原液粘度よりも大きく、また粘度指数が１４０
以上で乳化剤を含まないプレコート油及び／又は４０℃
で２０〜１００cSt の粘度で、かつエマルション油の４
０℃における原液粘度よりも大きいニート油）を用い、
圧延２パス目以降の潤滑油としてエマルション油を用い
て圧延することを特徴とするオーステナイト系ステンレ
ス鋼板の温間圧延方法」である。なお、上記粘度指数
は、ＪＩＳＫ２２８の規定によるものとする。

【発明の実施の形態】本発明の温間圧延方法における圧
延条件を上記のように限定した理由を以下に説明する。１）鋼板の加熱温度（８０〜２００℃）：８０℃未満の
温度では、圧延中に加工誘起マルテンサイトが生成し、
加工硬化が著しくなり、圧延効率が低下するため、加熱
温度の下限は８０℃とした。また、２００℃を超えると
潤滑油の潤滑能が低下し、焼き付きが発生し易くなるた
め上限を２００℃とした。２）１パス目の潤滑油として、プレコート油及び／又は
ニート油を用い、２パス目以降はエマルション油を用い
る：１パス目の入り側でエマルション油を供給すると被
圧延材の温度が低下し、目標の温度にするのが困難であ
る。また、圧延速度（入側材料速度）の変化により被圧
延材の温度低下度も変化するため、加熱温度の管理が容
易でない。ニート油は、エマルション油より冷却性が小
さいため、被圧延材温度の低下が少なく、管理も容易で
ある。特にプレコート油を用いる場合は、被圧延材の加
熱前に塗布しておくからプレコート油による温度低下の
懸念は全くない。また、プレコート油もニート油も温間
での潤滑能の低下が少ない。このような理由により、１
パス目ではプレコート油及び／又はニート油を用いる。
なお、どちらか一方の油で効果は得られるが双方を用い
るとより効果が顕著になる。なお、プレコート油は、加
熱前の鋼板表面に予め塗布して用いる油をいい、またニ
ート油は不水溶性の油で圧延直前やパス間で鋼板表面に
液状で吹き付ける油をいう。エマルション油は、水溶性
の油（水中に乳化分散させた状態）で、圧延中に鋼板表
面に吹き付けて用いる油である。つまり、潤滑油の組成
の違いでなく、使用形態の違いにより呼び分けている。
プレコート油、ニート油は、一般に使用されている機械
加工油や機械用潤滑油でよく、鉱油、合成エステルを主
組成とし、脂肪酸や極圧添加剤を添加したものである。
エマルション油は、原液の組成的にはプレコート油、ニ
ート油と類似または同様で、界面活性剤（乳化剤）を含
有し、水に乳化分散させて使用する油である。従って、
エマルション油の原液はプレコート油としても使用でき
る。３）プレコート油およびまたはニート油の粘度を４０℃
で２０〜１００ cStとし、エマルション油の４０℃にお
ける原液粘度より大きくする：被圧延材を加熱すると圧
延ロールバイト入口での温度が高くなり油膜厚さが低下
するため、焼付き疵が発生し易くなる。従って、油膜厚
確保のため、プレコート油およびニート油の粘度を従来
のエマルション油より高くする必要がある。具体的に
は、センジミアミル、クラスタミル等のステンレス鋼板
専用圧延機の場合、エマルション油は４０℃で１０〜２
０cSt であるのに対し、本発明法では２０〜１００cSt
とするのが望ましい。粘度があまり小さいと焼付きが発
生し易くなる。また、１００cSt を超えるとオイルピッ
トが発生し易くなり光沢性が低下する恐れがあるので１
００cSt 未満にするのが好ましい。より好ましい範囲は
２０〜５０ cStである。４）プレコート油は粘度指数を140 以上とした非乳化油
とする：１パス目ではプレコート油及び／又はニート油
を用いて圧延する際、被圧延材が加熱され２０〜２００
℃の温度になっているため油の粘度が低下する。粘度指
数（ＪＩＳに規定された４０℃と１００℃との粘度か
ら、粘度の温度による変化を示す指数で、ＪＩＳに規定
され、大きいほど粘度変化が小さい）が大きいほど粘度
変化が小さく、１４０以上とした場合に潤滑性と光沢性
を両立させることができる。また、プレコート油及び／
又はニート油を使用することにより、１パス目での温度
低下が小さくなるので、２パス以降にエマルション油を
使用しても圧延温度が従来よりも少し高い状態がしばら
く続くため、高潤滑性のプレコート油及び／又はニート
油はエマルション油で簡単に洗浄されず残留しているこ
とが望ましい。そのためにはエマルション油の原油のよ
うな乳化剤が添加された乳化油では洗浄され易いため不
適当であり、乳化剤の含まれない非乳化油とすることが
潤滑性維持のため必要である。なお、粘度指数はベース
油として合成エステル等を使用して高めることが望まし
いが、ポリイソブチレン、ポリメタアクリレート等の高
分子ポリマーからなる市販の粘度指数向上剤を使用して
もよい。図３は、圧延各パス後のプレコート油の残留比
を示す図である。鉱油に硫化油脂（Ｓ１０％）を１％添
加してなる４０℃における粘度５０cStからなるプレコ
ート油を塗布したＳＵＳ３０１の鋼板を１３０℃に加熱
した後、１パス圧延以降は合成エステルを主組成とした
濃度５％のエマルション油（４０℃における原液粘度３
０ cSt）を用いて５パスの圧延をし、各パス後で圧延を
中断し、材料表面に付着している油量中のプレコート油
の比率を測定した結果を示している。３パス目までは２
０％以上残留し、潤滑性向上に寄与できる。ただし、エ
マルションより低粘度の場合はその限りではなかった。
一方、最終の５パスになると５％以下に減少している。
５％以下であれば光沢性に影響を及ぼさない。５）プレコート油をステンレス薄鋼板上に塗布した後、
その鋼板を８０〜２００℃に加熱する：圧延油の潤滑作
用は圧延油中の油性剤（脂肪酸、エステルのように極性
基を有した化合物）および極圧剤がステンレス薄鋼板上
に吸着あるいは反応して生じる。吸着および反応は高温
ほど、時間が長いほど進行し易いため、プレコート油を
ステンレス鋼板上に塗布した後、鋼板を加熱する方が、
加熱後塗布するより潤滑性が高くなるためである。極圧
剤としては、圧延材と化学反応して、低融点あるいは低
剪断強度の硫化鉄、燐酸鉄になるＳ系およびＰ系の化合
物がよく、特にＳ含有量が20wt％以上のポリサルファイ
ドを１wt％以上添加することが望ましい。なお、プレコ
ート油の塗布油量は１g/m²以上が望ましい。圧延材の粗
さが大きい場合は平均粗さ(Ra:μm)に相当する油膜厚以
上とすることが望ましく、例えば、Ra: ２μm の場合は
油膜厚として２μm （プレコート油の比重が０．９の場
合は１．８g/m²）以上となる。圧延材の加熱手段は短時
間で目標温度に加熱できる方法であれば特に限定しな
い。例えば、直接通電加熱法、高周波誘導加熱法、輻射
熱加熱法、熱風加熱法等である。なお、加熱温度を８０
〜２００℃に限定した理由は前記した通りである。温間
圧延は、従来の冷間圧延に代わる圧延であり、被圧延材
は熱延鋼板で、成分組成は特に限定するものでなく、オ
ーステナイト系ステンレス鋼であれば本発明の方法に適
用できる。代表的なステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０
１、３０４、３１６、３１７等である。本発明の実施に
用いる圧延機は、レバース式、タンデム式のどちらでも
よく、ロール径も８０ｍｍから６００ｍｍの大径ロール
のロールが使用でき、従来の普通鋼のタンデム圧延機も
利用できる。

【実施例】以下、実施例により本発明の効果を更に詳し
く説明する。（実施例１）４Hiレバース圧延機により、表１に示す基
本圧延条件でＳＵＳ３０１の熱延鋼板の温間圧延を実施
した。

【表１】ロールは、材質がＳＫＤ１１の直径８０ｍｍ、表面粗さ
Ra で０．０５μm のワークロールと、直径が３３０ｍ
ｍのバックアップロールを用いた。また、熱延鋼板の寸
法は板厚が２．６ｍｍ、板幅が７００ｍｍであった。圧
延時の潤滑油は表２に示す性状のニート油、プレコート
油、エマルション油から選択して使用した。圧延材の加
熱および潤滑油の組合せは表３に示す条件で行った。

【表２】５パス圧延後の鋼板表面の焼付疵発生状況を目視で観察
し、板厚および表面光沢（JIS に示すGs(45#) で測定）
を測定し、油の潤滑性および鋼板の表面光沢性の評価を
行った。結果を表３に併記した。なお、総合評価の基準
は以下の通りとした。 ◎・・・板厚：0.75mm未満、、焼付き：なし、光沢度：48
0 超 ○・・・板厚：0.75〜0.85mm、焼付き：なし、光沢度：44
5 〜480 ×・・・ ○の板厚、焼付き、光沢度の評価で１つでも満足
しない場合

【表３】表３より明かなように、全て同一の潤滑油で圧延した比
較例に比べ、本発明の実施例は全て焼付きの発生はな
く、圧延後の板厚も小さくなり潤滑性にも優れている。
また、光沢も高光沢を維持できている。特に、プレコー
ト油を塗布した後鋼板を加熱した本発明例の成績が優れ
ている。（実施例２）４Hi形式の５スタンドタンデムミルによ
り、圧延荷重１５００トンの定荷重で最終スタンドの圧
延速度400m/minの条件でＳＵＳ３０４の熱延鋼板の温間
圧延を実施した。ロールは、材質がＳＫＤ１１の直径５
７０ｍｍ、表面粗さRaで０．０５μm のワークロールと
直径が１５５０ｍｍのバックアップロールを用いた。ま
た、熱延鋼板の寸法は板厚が３．０ｍｍ、板幅が１００
０ｍｍであった。圧延時の潤滑油は表２に示す性状のニ
ート油、プレコート油、エマルション油から選択して使
用した。圧延材の加熱および潤滑油の組合せは表４に示
す条件で行った。５パス圧延後の鋼板表面の焼付疵発生
状況を目視で観察し、板厚および表面光沢（JIS に示す
Gs(45#) で測定）を測定し、油の潤滑性および鋼板の表
面光沢性の評価を行った。結果を表４に併記した。な
お、総合評価の基準は以下の通りとした。 ◎・・・板厚：0.9mm 未満、焼付き：なし、光沢度：315
超 ○・・・板厚：0.9 〜1.1mm 、焼付き：なし、光沢度：30
0 〜315 ×・・・ ○の板厚、焼付き、光沢度の評価で１つでも満足
しない場合

【表４】表４より明かなように、全て同一の潤滑油で圧延した比
較例に比べ、本発明の実施例は全て焼付きの発生はな
く、圧延後の板厚も小さくなり潤滑性にも優れている。
また、光沢も高光沢を維持できている。特に、プレコー
ト油を塗布した後鋼板を加熱した本発明例の成績が優れ
ている。

【発明の効果】被圧延材の加熱温度を８０℃以上とした
ステンレス薄鋼板を圧延する際、１パス目ではプレコー
ト油およびまたはニート油を供給して圧延し、２パス目
以降はエマルション油を供給して圧延する本発明方法に
より、高光沢性を維持しつつ高潤滑性が確保され、圧延
荷重の減少を図り、圧下率の増大により仕上げ板厚の減
少、あるいは圧延パス数の減少を図ることができる。ま
た、プレコート油およびまたはニート油の粘度が４０℃
で２０〜１００ cStと、エマルション油の原液粘度より
大きくした場合の方が更に効果的であり、更にプレコー
ト油は粘度指数を１４０以上とした非乳化油とし、か
つ、ステンレス薄鋼板上に塗布した後、鋼板を加熱する
潤滑方法により最もよい効果的が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱した被圧延材に潤滑油を吹付けた際の圧延
材の温度変化を示す図である。

【図２】加熱温度と圧延荷重との関係を示す図

【図３】圧延各パス後のプレコート油の残留比を示す図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オーステナイト系ステンレス鋼板を８０〜
２００℃の温度範囲に加熱して温間圧延する方法であっ
て、圧延１パス目の潤滑油として、加熱前の鋼板表面に
塗布したプレコート油及び／又は１パス目の入り側で鋼
板表面に供給するニート油を用い、圧延２パス目以降の
潤滑油としてエマルション油を用いて圧延することを特
徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板の温間圧延方
法。
【請求項２】圧延１パス目の潤滑油が、４０℃で２０〜
１００ cStの粘度で、かつエマルション油の４０℃にお
ける原液粘度よりも大きいプレコート油及び／又はニー
ト油である請求項１記載のオーステナイト系ステンレス
鋼板の温間圧延方法。
【請求項３】プレコート油として、粘度指数が１４０以
上で乳化剤を含まない油を用いる請求項１又は２記載の
オーステナイト系ステンレス鋼板の温間圧延方法。