JPH10231493A - 熱間圧延用潤滑剤及び圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温領域で行われる鋼材の熱間圧延におい
て、ロールと材料の双方あるいは、片方に、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
された場合、潤滑性不足を原因とする工具の肌あれや摩
耗を起こさない潤滑剤及び熱間圧延方法を提供するこ
と。 【解決手段】 基油と、高塩基性アルカリ土類金属スル
ホネートと、分岐脂肪酸及びその塩から成る群から選ば
れる少なくとも１種とを含み、高塩基性アルカリ土類金
属スルホネートの含有量が２０〜７０重量％である熱間
圧延用潤滑剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の熱間圧延に
際し、ロールへの鋼材の焼付や、摩耗、肌荒れ等を防止
する熱間圧延用潤滑剤、及び熱間圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋼材の熱間圧延ではロールの保護
の為、熱間圧延用潤滑剤が使用され効果をおさめてい
る。この潤滑剤としては、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、フッ素化黒鉛などの固体潤滑剤；
硫化油脂、硫化オレフィン、ジンクジアルキルジチオフ
ォスフェート、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；メタクリレートコポリマーやブ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の単独あるい
は２種類以上を組み合わせた物に、場合によってジター
シャリ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たものが一般に用いられている。

【０００３】前記の鋼材の熱間圧延は、高い温度領域で
行われる。この様な高温では、上記の極圧添加剤や油性
向上剤が、酸化され、又は熱分解されるため、潤滑面で
十分な潤滑効果を発揮できない。この為、熱間圧延で
は、低温下で行なわれる、冷間圧延に比べ、ロール表面
の焼きつきや、摩耗や、肌荒れの防止に対し、十分な効
果を得る事が難しい。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】本発明の目的は、高温領域で行われる鋼材
の熱間圧延において、ロールと材料の双方あるいは、片
方に、エアースプレーや、ウオーターインジェクション
方式によって給油された場合、潤滑性不足を原因とする
工具の肌あれや摩耗を起こさない潤滑剤及び熱間圧延方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基油と、高塩
基性アルカリ土類金属スルホネートと、分岐脂肪酸及び
その塩から成る群から選ばれる少なくとも１種とを含
み、高塩基性アルカリ土類金属スルホネートの含有量が
２０〜７０重量％である熱間圧延用潤滑剤を提供するも
のである。本発明はまた、上記熱間圧延用潤滑剤を、ロ
ール表面に給油して、ロール表面の焼きつき、摩耗、肌
荒れを、防止することを特徴とする鋼の熱間圧延方法を
提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の潤滑剤に使用される基油
としては、鉱油（スピンドル油、マシン油、シリンダー
油等）、合成エステル（脂肪酸オクチルエステル、トリ
メチロールプロパン脂肪酸エステル、ペンタエリスリト
ール脂肪酸エステル等）、油脂（なたね油、牛脂、豚脂
等）、重合油脂（大豆重合油、なたね重合油、ヒマシ重
合油等）、又はこれらの混合物が挙げられる。これらの
基油は、いずれもロールと被圧延材の間に潤滑膜を形成
し、摩擦係数を下げ、ロールの肌荒れや、焼きつきを抑
制する働きがある。又、これらの基油に、適当な粘度の
ものを選定することによって、潤滑剤の粘度を、給油上
適当な範囲に調整することが可能となる。潤滑油の粘度
が高い場合、通常、熱間潤滑剤の給油に用いられている
プランジャー方式や、ギヤー方式の潤滑油給油ポンプで
は、吸入負圧の増大による吸い込み不良や、吐出圧力の
増大等の問題によって、給油不良となる。この様な給油
不良を起こさない為には、潤滑剤の粘度を、４０℃で、
１０００mm² ／秒以下にする必要がある。前記の基油に
よる粘度調整効果によって、潤滑油の粘度を、１０００
mm² ／秒以下に調整することが可能である。この基油の
摩擦係数低下効果及び粘度調整効果を十分に発揮させる
には、本発明の潤滑剤中に基油を１０重量％以上含有さ
せることが望ましい。含有量が１０重量％に満たない場
合、十分な潤滑性及び、粘度調整効果を発揮できない。

【０００７】本発明の潤滑剤に使用される高塩基性アル
カリ土類金属スルホネートの具体例としては、高塩基性
カルシウムスルホネート、高塩基性マグネシウムスルホ
ネート、高塩基性バリウムスルホネートが挙げられる。
いずれを用いても同様の効果を得ることができる。従っ
て、以下この明細書においては高塩基性カルシウムスル
ホネートについて説明するが、本発明は、これに限定さ
れるものではない。本発明に使用される高塩基性カルシ
ウムスルホネートは公知物質である。例えば市販品とし
ては、テキサコ社のＴＬＡ６７４，ＴＬＡ４１４が挙げ
られる。

【０００８】本発明に使用する高塩基性カルシウムスル
ホネートは、いずれも塩基価に換算して４０以上、好ま
しくは１００以上さらに好ましくは１５０以上のＣａＣ
Ｏ₃を含有していることが望ましい。塩基価とは、試料
１グラム中に含まれる全塩基成分を中和するのに要する
塩酸と当量の水酸化カリウムのｍｇ数をいう。この塩基
価は、ＪＩＳ２５０１において全塩基価として規定され
ている。従って、高塩基性カルシウムスルホネートは、
塩基成分であるＣａＣＯ₃ を多く含有する程、塩基価が
高くなる。本発明の潤滑剤に使用する高塩基性カルシウ
ムスルホネートの塩基価が４０未満の場合は、十分な潤
滑性が得られなくなることがある。従って、本発明の潤
滑剤に使用する高塩基性カルシウムスルホネートの塩基
価は好ましくは１００〜５００である。

【０００９】本発明の潤滑剤に使用される分岐脂肪酸の
具体例としては、合成分岐脂肪酸、又は、天然分岐脂肪
酸が挙げられる。分岐脂肪酸の炭素数は、好ましくは６
より６０まで、より好ましくは９から４０までの範囲で
ある。具体的には、合成脂肪酸としては、分岐ノナン酸
（CEKANOIC C-9 ACID)、分岐ラウリン酸（イソカーブＣ
１２：コンデア社製）、分岐ステアリン酸（エマーゾル
８７１、エマーゾル８７３：エメリー社製）などが挙げ
られる。

【００１０】本発明の潤滑剤に使用される分岐脂肪酸塩
の具体例としては、アミン塩、または金属塩等が挙げら
れる。アミン塩の代表例としては、脂肪族アミン塩、脂
環式アミン塩、アルカノールアミン塩、芳香族アミン塩
等が挙げられる。金属塩の代表例としては、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩、亜鉛、鉛等の金属塩が挙げ
られる。本発明の潤滑剤に使用される分岐脂肪酸塩は、
分岐脂肪酸に対し、当量の上記アミンや、上記金属を反
応させることによって、容易に製造することができる。
本発明の潤滑剤に使用される分岐脂肪酸及び／又はその
塩の含有量は、潤滑剤中０．１重量％以上であることが
好ましい。含有量が０．１重量％に満たない場合、十分
な潤滑性が発揮できないことがある。

【００１１】本発明の熱間圧延用潤滑剤は、熱間圧延油
の一般的な給油方法として採用されている、ウオーター
インジェクション方式の給油設備によって、ロール表面
に給油した場合、ロール表面への付着性に優れているた
め、所期の目的である鋼材の熱間圧延時の、ロール表面
の焼付や、摩耗、肌荒れ等を効果的に抑制することがで
きる。

【００１２】本発明の潤滑剤は、通常の潤滑油添加剤を
加えることによって、より潤滑性を向上させることが可
能である。このような添加剤の具体例としては、極圧剤
（ジンクジアルキルジチオフォスフェート、モリブデン
カーバメート、オクチル酸コバルト等の亜鉛、モリブデ
ン、コバルト等を含有する油溶性有機金属化合物、硫化
油脂、ジドデシルポリサルファイド等の硫黄系化合物、
正リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性リン酸エス
テル等のリン化合物）、付着向上剤兼流動点降下剤（ポ
リイソブチレン、ポリメタクリレート等）、酸化防止剤
（アルファナフチルアミン、ジターシャリブチルフェノ
ール等）が挙げられる。

【００１３】本発明の熱間圧延方法は、本発明の潤滑剤
を、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、ロール材料の
双方あるいは、片方にエアースプレーや、ウオーターイ
ンジェクション方式によって給油するものであり、これ
により、鋼材の熱間圧延時のロールの焼きつきや、摩耗
や、肌荒れを防止することができる。給油量は０．０１
〜１．０Ｌ／分程度が適当である。

【００１４】本発明の潤滑剤は、撹拌機を有するステン
レス製加熱釜に、基油、高塩基性カルシウムスルホネー
ト、分岐脂肪酸、分岐脂肪酸塩、潤滑油添加剤等を、所
望の重量比率で投入し、５０〜８０℃で３０分〜２時間
攪拌することにより容易に製造できる。

【００１５】

【実施例】本発明を、鋼材の熱間圧延を例として、以下
実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。撹拌機を有するステンレス製加熱釜に、表
１〜２に示す基油、高塩基性カルシウムスルホネート、
分岐脂肪酸、分岐脂肪酸塩、潤滑油添加剤を、表１〜２
に示す重量比率で投入し、６０℃で１〜２時間攪拌し、
実施例１〜６、比較例１〜３の潤滑剤を製造した。この
潤滑剤を、２重式熱間圧延機のロール表面に液状潤滑油
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、以下に示す熱間圧延条件
及び潤滑剤給油量で給油した。潤滑剤を使用しない比較
例４の場合は、ウオーターインジェクション方式の給油
設備より、希釈水のみ噴射した。

【００１６】 熱間圧延条件及び潤滑剤給油量 圧延ロール 高炭素高合金鋳鉄ロール １５０mmΦ×１５０mmＬ 圧延材 ＳＵＳ４３０鋼板 厚さ４mm 幅２５mm 長さ１００mm ２００本（ロールの同一箇所にて圧延した） 圧下率、速度 10％、 14mpm 鋼材加熱温度 １０００℃ 仕上げ厚さ ３．６mm 潤滑剤給油量 上下ロールに 合計 ０．1 Ｌ／分 潤滑剤給油ポンプの型式 プランジャーポンプ 希釈水量 上下ロールに 合計 １．０Ｌ／分 ロール水切り板 ゴム製

【００１７】

【発明の効果】本発明の潤滑剤は、鋼の熱間圧延加工に
おいて、従来の熱間圧延潤滑剤に比べ、工具の焼きつ
き、摩耗や、肌あれの抑制に効果がある。

【００１８】

【表１】 潤滑剤の組成 実施例 １ ２ ３ ４ ５ ６ (1)鉱油 34.9 74.9 30.0 25.0 30.0 25.0 (2)高塩基性CaスルホネートＡ 65.0 25.0 50.0 25.0 65.0 − (3)高塩基性CaスルホネートＢ − − − − − 50.0 (4)分岐ノナン酸 0.1 − 20.0 50.0 − 25.0 (5)分岐ステアリン酸 − 0.1 − − − − (6)分岐ステアリン酸塩 − − − − 5.0 − (7)潤滑剤の粘度 550 300 100 70 500 120 (8)給油性 可 可 可 可 可 可 (9)潤滑剤付着性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ (10)肌荒れの有無 ○ ○ ○ ○ ○ ○

【００１９】

【表２】 潤滑剤の組成 比較例 １ ２ ３ ４ (1)鉱油 35.0 75.0 35.0 − (2)高塩基性CaスルホネートＡ 65.0 25.0 − − (3)高塩基性CaスルホネートＢ − − 65.0 − (4)分岐ノナン酸 − − − − (5)分岐ステアリン酸 − − − − (6)分岐ステアリン酸塩 − − − − (7)潤滑剤の粘度 550 300 300 − (8)給油性 可 可 可 − (9)潤滑剤付着性 ○ ○ ○ − (10)肌荒れの有無 × × × ×

【００２０】(1)鉱油Ａ（ＩＳＯ ＶＧ３２０） (2)高塩基性CaスルホネートＡ（塩基価３００） (3)高塩基性CaスルホネートＢ（塩基価４００） (4)分岐ノナン酸（CEKANOIC C-9 ACID) (5)分岐ステアリン酸（エマーゾル８７１） (6)分岐ステアリン酸オクチルアミン塩 (7)潤滑剤の粘度（４０℃、 mm²/s） (8)給油性（潤滑剤ポンプでの給油の可否） (9)潤滑剤付着性（ロール表面の潤滑剤付着状態を目視
で評価したもの） ○良好、 △少量付着、 ×付着していない (10)肌荒れの有無（ロール表面の肌荒れの有無） ○肌荒れ無し、×肌荒れ有り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 135:10 129:56） Ｃ１０Ｎ 30:06 30:08 40:24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基油と、高塩基性アルカリ土類金属スル
   ホネートと、分岐脂肪酸及びその塩から成る群から選ば
   れる少なくとも１種とを含み、高塩基性アルカリ土類金
   属スルホネートの含有量が20〜70重量％である熱間圧延
   用潤滑剤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱間圧延用潤滑剤を、ロ
   ール表面に給油して、ロール表面の焼きつき、摩耗、肌
   荒れを、防止することを特徴とする鋼の熱間圧延方法。