JPS60141793A - 鋼板用冷間圧延油 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板の冷間圧延において、高圧延荷重の高速
圧延条件で連続鋳造に使用される鋼板用冷間圧延油に関
するものである。

（従来の技術） 冷間圧延油は鋼板を冷間圧延する際に、ワークロールと
被圧延材の間（以下ロールバイ１〜と称する）にエマル
ジョンの形で供給され、摩擦係数を低くして、圧延の際
の発熱、荷重を抑える役目を持っている。圧延油の基油
は、鉱油系と合成エステル系とパーム油、牛脂に代表さ
れる動植物油脂系の３系列に大きく分類される。鉱油系
を基油と　１− するものは、油膜強度は劣るがバーンオフ性に優れてい
るために比較的仕上厚が厚くて、圧下率の低い材料に用
いられ、圧延後の洗浄工程を省略するいわゆるミルクリ
ーンプロセスに好適とされている。又合成エステル系は
バーンオフ性に優れかつ油膜強度もかなり強いので一般
的に鉱油系に適量配合されてミルクリーンプロレスに使
用されている。

一方、動植物油脂系は油膜の強度が強く、高圧延荷重高
速圧延の条件下においても、ロールバイトに充分’ｒｒ
油膜を形成さけ、優れた化１滑性能を発揮することが出
来る為、圧下率が高く、かつ高速で圧延される仕上厚０
．４ｍ１ｌｌ以下の薄物の冷間圧延に好適とされている
。これ等の動植物油脂が優れた油膜強度と潤滑性を有づ
る理由としては、基油を構成する分子量が大きく、吸着
性に富んでいることの仙に、高級脂肪酸がある程度含ま
れているためである。油脂中の脂肪酸の含有間は酸価（
ＡＶ＝Ａｃｉｒｌ　ＶａｌｕｅＫＯＩ−１＋ｎｏ１０　
）で表わされるが、牛脂に代表される動植物油脂の場合
に　９− は、脱酸処理工程を通しているものを除ぎ、一般的には
３ヘ−１０程度の酸価を有している。しかし動植物油脂
は、圧延油として使用する場合、エマルジョン中で加水
分分解して前記の酸価より高くなるのが普通である。

近年、被圧延材料（冷延製品）の連続鋳造化が進み、そ
の９０％以上がＡβキルト連続鋳造材となっている。こ
れに伴って薄物鋼板、特にブリキ原板の圧延において、
ワークロールの平滑化摩耗現象〈粗度摩擦）と、圧延油
の高過ぎる潤滑性能により、ロールバイトでの摩擦係数
が下り過ぎて、不安定スリップ現象が発生しはじめた。

摩擦係数とロールバイ１〜中の先進率の関係は第１図に
示したグラフの様になることが良く知られている。即ち
摩擦係数が低くなると先、進率は小さくなる。摩擦係数
が０．０１になると圧下率が３５％位で先進率はＯとな
り、スリップを生じる様になる。また発明者らが、ＡＪ
２キルト連続鋳造材（以−Ｆ　ＣＣＩと称する）、イン
ゴット鋳造材（以下ＩＩと称する）、それぞれの圧延中
に得られる圧下刃、張力の値と、その時の被圧延材料の
変形抵抗値からＫＡＲＭＡＮの微分方程式によって、摩
擦係数の変化を；Ｓ＋　紳−ａると、第２図に示したグ
ラフの様になる。これから、明らかに被圧延材がＩＣ材
の場合に比べて００月の場合の摩擦係数の低下が早いこ
とがわかる。

この理由はまだ明確ではないが、本発明者らの実験およ
び動植物基油の圧延油を使用した実圧延において、この
現象が主として現われることから、次の様に整即できる
。

つまりＣＣ材はＩＣ材と比べて硬度が高い事の他に圧延
基油中に含まれる高級脂肪酸との反応性が高く、第３図
に示したように鉄石（プんを生成し易く、生成した高級
脂肪酸の鉄石けんが持つ高い粘性により摩擦面での金属
接触面積が減少し、流体潤滑領域が拡大され、粗石再生
を伴う大きな凝着摩耗が生じない。従ってロール研磨面
の尖Ｇ＝部の突起のみが消去され、結果として、ワーク
ロール表面の平滑化摩擦減少が促進され、ＣＣ材の方が
摩擦係数の低下が早いことにつながっているも３− のと思われる。ワークロール表面の平滑化摩擦減少によ
り、前述の如く不安定スリップを生じ易く、これによっ
て惹き起される張力変動をトリガーとしてチャタリング
を発生することがわかった。従ってワークロールを組替
えて摩擦係数の回復を図る必要がある。これ等の減少は
、圧延能率を低下させるばかりでなく、板厚不良などの
異常や板破断が発生する欠点がある。

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を除去するためになされたもので
あって、ワークロールの摩擦によって生ずるスリップ及
びこれに誘起されるチクリングを生じに＜クシ、且つ耐
ロール摩耗性が良好でロールバイト内の摩擦係数が安定
した鋼板用冷間圧延油を提供しようとするものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、高級アルコールと
リン酸とのエステルを基油として用いることを特徴とす
る鋼板用冷間圧延油であって、前記基油として用い高級
アルコールとリン酸とのニー４　＝ ステルとしてはトリラウリルホスフエイｈ、トリミリス
チルホスフェイト、トリパルミチルホスフエイｌ〜、ト
リステアリルホスフェイト、トリベヘニルホスフェイト
、１〜リオレイルホスフエイ１〜、牛脂アルコールホス
フェイト等である。

（作　用） 前述の如く、ワークロール表面の平滑化摩耗現象は、生
成した高級脂肪酸の鉄石ケンが有する高い゛　粘性が流
体潤滑領域を拡大し、ロール研磨面の尖端突起部の摩耗
を起すことに起因しているが、本発明は基油に高級脂肪
酸及び高級脂肪酸の発生原因となる成分を含有せず高級
アルコールとリン酸とのエステルを基油としている。し
たがってロールバイト内で加水分解しても高級アルコー
ルとリン酸となり流体潤滑領域を拡大する原因である鉄
石ケンを生成する事はない。従って本発明品はワークロ
ールの粗度摩耗に対して悪影響が少ない。

更に加水分解した場合に生ずるリン酸が極圧性を高める
作用もある。なお固体潤滑剤等を添加して境界潤滑性能
を向上させることも拒むものではない。

以下に本発明品の実施例を比較例と共に示す。

実施例・・・耐り−ル摩擦性の評価 （１）供試演 （２）試験方法 ■試験機　大型ヂムケン試験機 ■リングブ［］ツク ｏ’）ン’ｊ＜圧延ロール想定）６２ｍｌｌｌφｘ　１
９ｍ＋ｎＷ材質：５ＵＪ２　（ＨＶ：　８００） 粗さ：　ＲＺ　＝　１．８〜２．２μｍ　（Ｃ方向〉Ｏ
ブロック（被圧延材） 実機冷延途中材（ＣＣｔＪ、加工度的５０％）■試験条
件 ０リング回転数　６０Ｏｒｐｍ Ｏ荷重　４５ＫＯ ０時間　３時間 ０エマルジヨン　ｍ度５％、温度６０℃（３）評価 試験前後のリングの表面粗さくＲｚ　Ｃ方向）を測定し
、粗度の低下量で測定する。

試験結果を第４図に示す。本発明品は比較例の天然油脂
に比較して、リング表面の粗度低下が少い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の鋼板用冷間圧延油は高級
アルコールとリン酸とのエステルを基油として用いるこ
とにより、ＣＣ材圧延時のワーク７− ロールの耐粗度摩擦ｖ１に優れることになり、薄物鋼板
の冷間圧延においてスリップやチャタリングが防止出来
、生産性が著しく向上すると云う優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板圧延における摩擦係数とロールバイト中の
先進率の関係を示すグラフ、第２図は被圧延材料の圧延
中に得られる圧下刃及び張力の値と、変形抵抗値から得
られた摩擦係数の変化を示すグラフ、第３図は基油中に
おいてＣＣ材とＩＣ材との鉄石ケンの生成状態を示すグ
ラフ、第４図は本発明品と比較例どの試験結果を示すグ
ラフである。 特許用願人　日本鋼管株式会社 同　日本パー力ライジング株式会社 −８＝ （“− 圧下享Ｔ −６５４− 区 グつ 綜 （Ｐつ／６１１）委Ｖ巾曇罹 第１頁の続き ■Ｉｎｔ、Ｃ１，４識別記号　庁内整理番号４０：２４
　Ｚ−７８２４−４月 手続補正書 昭和５９年）０月、）−日 昭和５８年　特許願　第２４７８９８号２、発明の名称 鋼板用冷間圧延油 ３、補正をする者 事件どの関係　１）許出願人 名　称　日本鋼管株式会社 ばか１名 ４、代理人 ほか１名 ５、補正命令の日付 自発補正 ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１）願書中、発明者の住所の振り仮名と氏名のり仮名
を別紙のとおり訂正する。 ）明細書全文を別紙のとおり訂正する。 （３）図面中、第１図を別紙のとおり訂正する。 以」二 明　細　書 １、発明の名称 鋼板用冷間圧延油 ２、特許請求の範囲 高級アルコールとリン酸とのエステルを基油どして用い
ることを特徴とする鋼板用冷間圧延油。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板の冷間圧延において、高圧下率での高速
圧延を行う場合に使用される鋼板用冷間圧延油に関する
ものである。 （従来の技術） 冷間圧延油は鋼板を冷間圧延する際に、ワークロールと
被圧延材の間（以下ロールバイトと称する）にエマルジ
ョンの形で供給され、摩擦係数を低くして、圧延の際の
発熱、荷重を抑える役目を持っている。圧延油の基油は
、鉱油系と合成エステル系とパーム油、牛脂に代表され
る動植物油脂系の３系列に大きく分類される。鉱油系を
基油とするものは、油膜強度は劣るがバーンオフ性に優
れているために比較的仕上厚が厚くて、圧下率の低い材
料に用いられ、圧延後の洗浄工程を省略するいわゆるミ
ルクリーンプロセスに好適とされている。又合成エステ
ル系はバーンオフ性に優れかつ油膜強度もかなり強いの
で一般的に鉱油系に適徂配合されてミルクリーンプロセ
スに使用されている。 一方、動植物油脂系は油膜の強度が強く、高圧延荷重、
高速圧延の条件下においても、ロールバイトに充分な油
膜を形成させ、優れた潤滑性能を発揮することが出来る
為、圧下率が高く、かつ高速で圧延される仕上厚０．４
１１１ｍ以下の薄物の冷間圧延に好適とされている。こ
れ等の動植物油脂が優れた油膜強度と潤滑性を有する理
由としては、基油を構成する分子量が大きく、吸着性に
富んでいることの伯に、高級脂肪酸がある程度含まれて
いるためである。油脂中の脂肪酸の含有量は酸価（ＡＶ
＝Ａｃｉｄ　Ｖａｌｕｅ　ＫＯＩ−１＋ｎ（１／（］　
）　Ｔ：表されるが、牛脂に代表される動植物油脂の場
合には、　１− 脱酸処理工程を通しているものを除き、一般的には３〜
１０程度の酸価を有している。しかし動植物油脂は、圧
延油として使用する場合、エマルジョン中で加水分解し
て前記の酸価より高くなるのが普通である。 近年、被圧延材料〈冷延製品）の連続鋳造化が進み、そ
の９０％以上がＡβキルド連続鋳造材となっている。こ
れに伴って薄物鋼板、特にブリキ原板の圧延において、
ワークロールの平滑化摩耗現象（粗度摩耗）と、圧延油
の高過ぎる潤滑性能により、ロールバイトでの摩擦係数
が下がり過ぎて、不安定スリップ現象が発生しはじめた
。 摩擦係数及び圧下率とロールバイト中の先進率との関係
は第１図に示したグラフの様になることが良く知られて
いる。即ち摩擦係数が低くなると先進率は小さくなる。 摩擦係数が０．０１になると圧下率が３５％位で先進率
はＯとなり、スリップを生じる様になる。また発明者ら
が、へλキルト連続鋳造材（以下ＣＣ材と称する）、イ
ンゴット鋳造材く以下ＩＣ材と称する）、それぞれの圧
延中２− に得られる圧下刃、張力の値と、その時の被圧延材料の
変形抵抗値からＫＡＲＭＡＮの微分方程式によって、摩
擦係数の変化を計算するど、第２図に示したグラフの様
になる。これから、明らかに被圧延材がＩＣ材の場合に
比べてＣＣ材の場合の摩擦係数の低下が速いことがわか
る。 この理由はまだ明確ではないが、本発明者らの実験およ
び動植物基油の圧延油を使用した実、圧延において、こ
の現象が主として現れる。ことから、次の様に整理でき
る。 つまりＣＣ材はＩＣ材と比べて硬度が高い事の他に第３
図に示したように圧延基油中に含まれる高級脂肪酸との
反応性が高く、鉄石（プんを生成し易い。生成した高級
脂肪酸の鉄石けんが持つ高い粘性により摩擦面での金属
接触面積が減少し、流体潤滑領域が拡大され、粗度再生
を伴う大きな凝着摩耗が生じない。従ってロール研磨面
の尖端部の突起のみが消去され、結果として、ワークロ
ール表面の平滑化摩耗現象が促進され、ＣＣ材の方が摩
擦係数の低下が速いことにつながっているものと思われ
る。ワークロール表面の平滑化摩耗現象により、前述の
如く不安定スリップを生じ易く、これによって惹き起こ
される張力変動をトリガーとしてチャタリングを発生す
ることがわかった。 従ってワークロールを組替えて摩擦係数の回復を図る必
要がある。これ等の現象は、圧延能率を低下させるばか
りでなく、板厚不良などの異常や板破断が発生する欠点
がある。 （発明の目的） 本発明はこれらの欠点を除去するためになされたもので
あって、ワークロールの摩耗によって生ずるスリップ及
びこれに誘起されるチャタリングを生じにククシ、且つ
耐ロール摩耗性が良好でロールバイト内の摩擦係数が安
定した鋼板用冷間圧延油を提供しようとするものである
。 （発明の構成） ト記目的を達成するために本発明は、高級アルコールと
リン酸とのエステルを基油として用いることを特徴とす
る鋼板用冷間圧延油であって、前記基油として用いる高
級アルコールとリン酸とのエステルとしては１〜リラウ
リルホスフエイト、トリミリスヂルホスフエイト、トリ
パルミチルホスフエイト、トリステアリルホスフェイト
、トリベヘニルホスフエイ１〜、トリオレイルホスフェ
イト、牛脂アルコールホスフェイト等である。 （作　用） 前述の如く、ワークロール表面の平滑化摩耗現象は、生
成した高級脂肪酸の鉄石ケンが有する高い粘性が流体潤
滑領域を拡大し、ロール研磨面の尖端突起部の摩耗を起
こすことに起因しているが、本発明は基油に高級脂肪酸
及び高級脂肪酸の発生原因となる成分を含有せず高級ア
ルコールとリン酸とのエステルを基油としている。した
がってロールバイト内で加水分解しても高級アルコール
とリン酸となり流体潤滑領域を拡大する原因である鉄石
ケンを生成する事はない。従って本発明品はワークロー
ルの粗度摩耗に対して悪影響が少ない。 更に加水分解した場合に生ずるリン酸が極圧性を高める
作用もある。なお固体潤滑剤等を添加して　ゝ境界潤滑
性能を向上させることも拒むものではなｂ− い。 以下に本発明品の実施例を比較例と共に示す。 実施例・・・耐ロール摩耗性の評価 （１）供試演 （２）試験方法 ■試験機　大型チムケン試験機 ■リングブロック ７−６ − ０リング（圧延ロール想定）　６２１１１ｍφＸ　１９
１１１ｍＷ材質：　ＳＵＪ　２　（ＨＶ：　８００）相
さ：　ＲＺ　＝　１．８　〜２．２ｕｍ　（　Ｃ方向）
０ブロツク（被圧延材） 実機冷延途中材（ＣＧ材、加工度的５０％）■試験条件 ０リング回転数　６０Ｏｒｐｍ Ｏ荷重　４５Ｋ。 （ヘルツ圧１８，２Ｋ（１　／ｍｍ２）０時間　３時間 ０エマルジヨン　濃度５％、温度６０℃（３）評価 試験前後のリングの表面粗さくＲＺ　Ｃ方向）を測定し
、粗度の低下量で判定する。 試験結果を第４図に示す。本発明品は比較例の天然油脂
に比較して、リング表面の粗度低下が少ない。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の鋼板用冷間圧延油は高級
アルコールとリン酸とのエステルを基油−　只　− として用いることにより、ＣＣ材圧延時のワークロール
の耐粗度摩耗性に優れることになり、薄物鋼板の冷間圧
延においてスリップやチャタリングが防止出来、生産性
が著しく向上すると言う優れた効果を奏するものである
。 ４、図面の簡単な説明 第１図は鋼板圧延における摩擦係数及び圧下率とロール
バイト中の先進率との関係を示すグラフ、第２図は圧延
時の摩擦係数の変化を示すグラフ、第３図は脂肪酸とＣ
Ｃ材及びＩＣ材との反応性を示すグラフ、第４図は本発
明品と比較例との大型チムケン試験機による試験結果を
示すグラフである。 特許出願人　日本鋼管株式会社 同　日本バーカーライジング株式会社 ９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高級アルコールとリン酸とのエステルを基油として用い
   ることを特徴とする鋼板用冷間圧延油。