JPS6040921B2 - 黒皮鋼板の冷間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は従釆の冷間鋼板の製造における熱延鋼板を酸洗
後に冷間圧延する方式の酸洗過程を省略して、熱延鋼板
をスケールがついたまま直接冷間圧延する新方式を実用
可能にするための袷延鋼板の圧延法に関するものである
。

従釆の冷延鋼板の製造においては、そのほとんどが熱延
鋼板を硫酸や塩酸で酸洗し、熱間仕上げ及び巻取り時に
発生したスケールをほぼ完全に除去した後に袷間圧延が
行なわれる。

しかし、この酸洗工程では最大な設備を要し、その設備
費さらにランニングコストが莫大となるばかりでなく、
多量に排出される廃酸の処理をしなければならない等の
問題を内在している。この点の解決策の一つとして、本
発明者等は酸洗工程を省略して熱延鋼板をスケールがつ
いたまま直接冷間圧延する方法（以後直嬢冷延法と呼ぶ
）について研究を重ね、先に特関昭５２−１３４８１０
号公報で提案している。その他持関昭５２−２１２４５
号、同５２−２１２４６号、同５２一５２１５７号、同
５２一５２１斑号公報でも同様の提案がなされている。
一方、直接冷延法については圧延時の剥離スケール混入
による圧延油の汚染が著しいこと、熱延スケールを酸洗
除去して冷延する場合に比べて圧延荷重が増大すること
及び圧延ロールの摩耗が増大するなどの圧延潤滑技術上
の問題がある。従来の冷間圧延での潤滑は、乳化剤を含
む油剤を熱水と混合してェマルジョン油にして循環使用
される方式が多用される。

直薮冷延法の圧延潤滑にこのェマルジョン油循環方式を
適用した場合、熱延スケールが冷間圧延時に圧縮引張応
力を受けて破砕され、更には微粉状となって大部分は鋼
板表面に残留するが、徴粉スケールの一部が鋼板表面よ
り剥離して循環ェマルジョン油に混入して、ロール及び
圧延機内を汚染するため好ましくない。圧延潤滑が好適
に保たれないと鋼板付着スケールが不均一となり、ムラ
になる恐れもある。熱延スケールは地鉄よりも摩擦係数
が大きいため、酸洗脱スケールして圧延する場合に比べ
て圧延荷重が増加する。さらにスケールの硬度が地鉄よ
り高いため、ロールの摩耗量が増加する。本発明者等は
、これらの問題を解決するため直綾冷間圧延法について
詳細な研究をおこなった結果、一挙に解決する方法を見
し、出した。

本発明の骨子は、先ずスケールがついたままの熱延鋼板
に有機樹脂被膜を薄く塗布し表面スケールを被覆する。

次いで冷間圧延時に樹脂被覆層に単味の油状潤滑剤を供
Ｖ給しつつ圧延をおこなう方法である。熱延鋼板の表面
付着スケールは、ヴスタイト（Ｗ船ｔｉｔｅ）Ｆｅ０、
マグネタイト（Ｎｂｇｎｅｔｉｔｅ）Ｆｅ３０４、ヘマ
タイト（Ｈｅｍａｄｔｅ）Ｆｅ２０３の３つの組成で構
成される。これらの付着スケール付熱延鋼板を圧下率７
０％程度まで直接冷延すると、最初層状となっているス
ケールは大略０．２５〜１．０ム仇の粒径にまでこまか
く砕かれ、大部分は鋼板に付着したままであるが一部は
剥離して圧延油に混入し汚染する。本発明法では予め有
機樹脂被膜で表面スケールを被覆しているためスケール
の剥離を抑制する。当然有機樹脂被膜は圧延による鋼板
の伸長と共に被膜自身も伸びる。この被膜は圧延ロール
とスケールとの接触を阻止するため、ロール摩耗及び圧
延荷重に対しても有効に作用する。一方冷間圧延時に供
孫貧する油状潤滑剤は有機樹脂被膜の上で流体潤滑作用
をするもので圧延荷重の大中な低下をもたらすものであ
る。なお本発明においては樹脂被覆した黒皮鋼板を通常
のェマルジョン油で圧延した場合又は樹脂被覆を形成し
ない黒皮鋼板を非水系の油状潤滑油で圧延する各々単独
の場合に比べて、樹脂被覆と非水系油状潤滑油を併用す
るとこれらの相乗効果により圧延潤滑性が著しく向上す
ることに特に特徴を有するものである。又有機樹脂被膜
と油状潤滑剤の併用によって、直薮冷延法に係わる前記
の問題点を解決出来る。次に本発明を詳しく説明する。

本発明方法で用いられる水溶性樹脂としては、カルポキ
シル基を水可溶基とするもので、酸価が５０以上望まし
くは１０び０以上のものが良く、その代表的なものとし
ては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、マレィン
油等のオレオレジナス系ェポキシェステル樹脂等がある
。

本発明に用いうる好適な一例を示せば、アクリル酸又は
／及びメタクリル酸、アクリル酸ェステル又は／及びメ
タクリル酸ェステルの英重合樹脂がある。又これらの樹
脂を基油として各種の潤滑剤を分散することも有効であ
る。なお樹脂潤滑膜が圧延時にロールヘビルドアッブす
ることは好ましくない。その意味で潤滑膜の粘着性を除
去する必要がある。これには使用する樹脂としては酸価
が５０以上のものを選ぶのが有効である。又ブロッキン
グ防止剤の添加又は亜鉛、マグネシウム、カドミユウム
、鉄、ニッケル、鉛、ジルコニュウム等の金属酸化物又
は水酸化物を水溶性樹脂中の遊離カルボキシル基の１０
〜６０％当量に相当する量を添加することで防ぐことが
できる。樹脂の塗布方法はスプレー塗布、静電スプレー
塗布、ロールコーク‐塗布、バーコート塗布、鷺着塗布
等、いずれも可能であるが高速性、均一性、乾燥性を考
慮すると電着法が最も適した方法である。

次いで乾燥であるが乾燥は水分の除去を目的としたもの
で、露着塗装法の場合には板温が６０〜７０ｑｏ程度で
数秒保持すれば十分である。塗布濃厚については、冷間
圧延時の圧下力に耐え十分な伸長性と潤滑性を有し、且
つスケールの剥離を防止しうる膜厚が必要であり、塗布
乾燥後で０．１〜ｌｏＡｍが良く、より好ましい範囲は
０．５〜３〃肌である。膜厚を厚くすると経済的に不利
であり、あまり薄すぎると十分なスケール剥離の抑制作
用と潤滑性を発揮できなくなる。樹脂被膜を予め塗布さ
れたスケール付熱延鋼板は、次に冷間圧延される。

袷間圧延時の圧延ロールと鋼板間の摩擦摩耗をより低減
化するため、ヱマルジョン油とはタイプの異なる水を混
合しないストレート状の油状潤滑剤（以後ニート圧延油
と称す）を供給しつつ冷間圧延をおこなう。ここで用い
うるニート圧延油の基本組成は、現用の袷間圧延油と同
様であり、例えば鉱物独、油脂、合成油の単独あるいは
これらの混合物を基油として、潤滑性向上剤、防錆剤、
酸化防止剤等を添加することも有効である。

潤滑性向上剤の代表例は次の通りである。‘１｝ 脂肪
酸： 牛脂、ナタネ油、等の動植物油の脂肪酸及びこれらの水
素添加脂肪酸；ラウリン酸、その他の直鎖飽和脂肪酸；
オレィン酸、その他の不飽和脂肪酸、ダィマー酸及びト
リマー酸のような多塩基脂肪酸；オキシ脂肪酸；アミ／
脂肪酸；ィソ脂肪酸；合成脂肪酸；等が適当である。

（２）アミンラウリルアミン、オレィルアミン、その他
の飽和又は不飽和の脂肪族アミン；この池ペンジルアミ
ン、ジシクロヘキシルアミン等の芳香族アミン、環状ア
ミンも使用できる。

さらにこれらのアミンと脂肪酸の反応で生成するアミン
の脂肪酸塩も使用できる。Ｂ｝ アルコール ラウリルアルコール、オレイルアルコール、その他の飽
和又は不飽和の脂肪族アルコール；及びペンジルアルコ
ールのような芳香族のアルコールも使用出来る。

この他脂肪族又は環状の多価アルコールも使用出来る。
■ モノオールの脂肪酸ェステル： 密ロウ、その他の天然ワックスが適当である。

又高級一級アルコールと脂肪酸により合成したワックス
も使用できる。‘５｝ ポリアルキレングリコールの脂
肪酸ェステ／し：ポリエチレングリコール脂肪酸ェステ
ル及びポリプロピレングリコール脂肪酸ェステルが適当
である。

【６’ネオベンチル核を有するポリオールの脂肪酸エス
テ′レ：ペンタエリスリトール、ジベンタエリスリトー
ル、ネオベンチルグリコール、トリメチロールェタン、
トリメチロールプロパン等の脂肪酸部分ェステル又は脂
肪酸完全ェステルの単味及び２種以上の混合物が適当で
ある。

ェステル化に使用する脂肪酸としては｛１１で説明した
ものが適当である。‘７） １分子中にＯＨ基を３ケ以
上有し且つネオベンチル核を有しないポリオールの脂肪
酸ェステル：グリセリン、ポリグリセリン、マンニトー
ル、アンヒドロソルピトール、などの脂肪酸部分ヱステ
ル又は脂肪酸飽和ェステルの単味及び２種以上の混合物
が適当である。

ェステル化に使用する脂肪酸としては‘１ーで説明した
ものが適当である。‘８｝ 燐酸ェステル： アルキル燐酸ェステル、アルキルアリル燐酸エステル、
ポリオキシエチレンアルキルアリルェーテルの燐酸ェス
テル、ポリオキシェチレンアルキルェーテルの燐酸ェス
テル、ポリオキシェチレン脂肪酸の燐酸ェステル等が適
当である。

ニート圧延油を供給する方法としては圧延前に供給する
場合にはスプレー塗布、静電スプレー塗布、ロールコー
タ−塗布、圧延前にスキンバスを行う際に塗布する方法
、等の方法でも良く袷間圧延前の鋼板に塗布されておれ
ば良い。

一方冷間圧延中に供孫舎する場合には圧延ロールにスプ
レー又はその他の方法で塗布することによって鋼板へ転
写する方法、圧延中にスタンド間で直接鋼板にスプレー
又はその他の方法で塗布することも出来る。ニート油の
供給は全パスでの適用は特定のパスで適用しても良く、
要は圧延ロールバイト内で鋼板を塑形変形するに十分足
る潤滑油が供給されれば良いｏニート圧延油は貯油槽に
ためておき循環使用するのが好ましい。

この際単味の圧延油であるため、配合組成によっては粘
度を調整するため加溢することもできるし、長期間使用
した場合鉄粉等の爽雑物で汚れると炉過器で清浄にする
ことも出釆る。鋼板の冷間圧延時には、ロールと材料間
の摩擦熱や材料の変形熱があり、循環油の温度が上昇す
るため、圧延油の適正粘度を保つために冷却器を使用す
ることもできる。直嬢冷延法の冷間圧延では、圧延ロー
ルは熱延鋼板付着スケールと接触するため従来法の酸洗
脱スケールして地鉄（フェライト）と接触する場合に比
べて摩擦摩耗が苛酷である。

すなわち圧延前段の低圧下側では圧延ロールは層状をな
すスケールと接触し、圧延中段及び後段と圧下率が増大
するにつれて、破砕微細化したスケールと接触する。

熱延鋼板の表面スケールの組成は、ヴスタィト（Ｆｅ０
）、マグネタィト（Ｆｅ３０４）及びへマタイト（Ｆｅ
２０３）であり、いずれも地鉄（フェライト）よりも硬
いため摩耗係数も大きく、且つロールの摩耗も潤滑が不
十分であれば過大となる。したがってロールバイト内に
おける潤滑が従来法以上に重要である。本発明方法では
、熱延鋼板の表面スケールを有機樹脂被膜で被覆してロ
ールが直接スケールに接触するのを阻止し、且つ樹脂皮
膜の上から潤滑性の優れたニ−ト圧延油を十分に供給す
るため、特に良好な潤滑状態を保持出来る。このため例
えばェマルジョン油だけで圧延する場合に比べて、圧延
荷重も低下できるしロールの摩耗も防止しうる。且つス
ケールは樹脂皮膜の下で破砕微細化するため剥離して圧
延ロール及び圧延機内を汚染することもない。以上述べ
てきたように本発明により直酸冷延法を実現可能ならし
めるための、スケール剥離、圧延荷重の増大、ロール摩
耗量の増大という問題をすべて解決し、従釆の冷延鋼板
製造法における酸洗工程を省略できた利点は誠に大きい
。本発明を実施例について説明する。１ 供謎鋼板 ＪＩＳに規定するＳＰＣＣ冷延鋼板製造用の熱延鋼板を
生産工場で採取して圧延試験用に２．３風（板厚）×５
仇舷（板中）×ｌｏｗ豚（長さ）の寸法で斑断したもの
を使用した。

酸洗鋼板は工場採取材を実験室で酸洗してスケールを除
去した。２ 圧延条件 ○）圧延機：１スタンド、レバーシングミル‘２’ ロ
ール寸法；１５０肌（直径）×２５０肌（胴長）ブライ
ト表面ロ−ルを使用‘３’圧延速度：１００の／分 【４１ 圧延スケジュール 表１に示すスケジュールで各々の潤滑条件における圧延
をおこなった。

表１ 圧延スケジュール ※ 圧延前の板厚 ２．３肋 側 潤滑法 Ｑ１有機樹脂皮膜 市販のアクリル酸とブチルアクリレート を重量比で１：３に混合したものを共重合させ、この共
重合樹脂を塩基性中和剤例えばアンモニアにて中和し、
酸価を２１０とした（Ａ組成とする）。

別にメチルメタクリレート、インブチルアクリレート、
アクリル酸を重量比でそれぞれ５：７：１の比率で混合
したものを共重合させ、アンモニアにて中和し酸価を６
５とした（Ｂ組成とする）。

Ａ組成及びＢ組成を水に溶解して１０％ （重量）の溶液とし、液温を５０℃として蟹着法で供敦
鋼板に塗布した。

塗布後水洗したのちブロア乾燥をおこなった。

乾燥後の膜厚は０．５仏の、１ム凧、３ムの、５仏のと
した。

‘２１ 袷間圧延油 ■ ニート圧延油 鉱物油を６０％含有した市販の熱延鋼板 製造用圧延油及び鉱物油６０％、牛脂（エキストラファ
ンシー）０〜４０％、各種の潤滑性能添加剤０〜４０％
を配合した試作油を用いた。

これらの供謎油は３０〜５０℃に加溢し、循環させなが
ら圧延ロール及び／又は材料かみこみ口にスプレー給油 した。

■ ェマルジョン圧延油 鉱物油を６０％含有し、乳化剤を配合し た市販の乳化タイプの圧延油を５％の濃 度にして５０〜６０ｑｏで使用した。

ェマルジョンを循環させながら圧延ロールの材料かみこ
み口にスプレー給油した。

３ 性能評価法 ○｝ スケール剥離 次の２通りの方法で評価した。

第一の方法は圧延中に剥離したスケールが圧延ロールに
展着したり、圧延油に混入して圧延油が汚れるかどうか
を目視観察した。

第二の方法は表１に示す圧延スケジュールで圧延した後
の残留スケール厚を測定して剥離量を求めた。すなわち
、鋼板の延伸と共にスケール層も徴粉化して薄くなるの
で、次の式で剥離率を求めた。上の式で分母は剥離率＝
０の理論スケール厚を示す。

剥離率の数値が小さい方が圧延中におけるスケール剥離
が少ないことを示す。‘２１潤滑性能（学圧延荷重）表
１の圧延スケジュールにおいて、各バス毎の全荷重をロ
ードセルで測定し、実測板厚と合わせて単位重量当りの
全圧延動力（ＴＢＰ）を計算し、全圧下率７０％の数値
比で潤滑性能を評価した。

各パスにおける圧延荷重が大きければ当然潤滑性能が劣
ることを示し、数値比が大きくなる。数値比が小さい方
が良好な潤滑性能を示す。【３’ ロール摩耗 表１の圧延スケジュールで各々の潤滑条件毎に３０の父
の試験片を圧延した後、ロールの表面レプリカを採取し
、顕微鏡観察して表面の肌荒れおよび摩耗状況を判定し
た。

同時にロール面について癖の発生程度を肉眼で観察して
判定した。以上の条件で実験した結果を表２に実施例と
して示した。

表２から判るように本発明によりスケール付の熱延鋼板
を、そのまま直嬢冷延しても、スケール剥離もなく、潤
滑性能も良好で且つロール摩耗も全く問題がないことが
判った。なお本発明法で圧延した鋼板は次いで連続焼鈍
又はバッチ競鈍を行う。蓮続焼鈍を行うにあたり直火加
熱を採用する場合には直火加熱により表面をバーンオフ
し清浄化でき、また必要があれば簡単な化学的又は機械
的なデスケーリングを行うことによって清浄な最終製品
鋼板が得られる。又バッチ競鈍した場合についても競鈍
後、連続蛾鈍の場合と同様にデスケーリングすることに
より清浄な鋼板が得られる。表 ２ 注） ． ＜ロール摩耗の判定基準＞ ◎ 肌荒れなし、良好。

○ 極〈わずかに肌荒れがある。

□ 肌荒れ中程度。

△ かなりの肌荒れがあるｏ × 肌荒れが著しい、不良。

＜ロール癖の判定基準＞ ◎ ほとんど庇をし、良好。

○極〈わずかに庇がある。

□ 癖がやや多い。

△ 癖が多く、クラックもある。

× 癖、クラックが著しい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 黒皮スケールが付着したままの熱延鋼板を冷間圧延
   するに際し、カルボキシル基を水可溶基とする水溶性樹
   脂化合物を冷間圧延に先立つて塗布し、次いで単味の油
   状潤滑剤を供給して冷間圧延することを特徴とする黒皮
   鋼板の冷却圧延方法。 ２ カルボキシル基を水可溶基とする水溶性樹脂化合物
   として酸価５０以上のアクリル酸又は／及びメタクリル
   酸及びアクリル酸エステル又は／及びメタクリル酸エス
   テルの共重合樹脂を用いる特許請求の範囲１記載の圧延
   方法。 ３ 単味の油状潤滑剤として鉱油、油脂、合成油の単独
   又は２種以上の混合物を基油として脂肪酸、高級アルコ
   ール、多価アルコール脂肪酸エステル、アミン化合物、
   ワツクス、有機リン酸エステルの１種又は２種以上を添
   加する特許請求の範囲１記載の圧延方法。