JPS6055559B2 - 圧延ロ−ルの潤滑方法及び潤滑剤圧送供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間圧延ロールの潤滑方法、詳しくは種変２
５〜１５０の牢固型潤滑剤を圧延中の熱間圧延ロールの
圧延面に連続して圧送供給することを特徴とした熱間圧
延ロールの潤滑方法に関し、鋼材の熱間圧延をロールの
焼け付きを起こすことなく遂行でき、且つ作業環境の悪
化をもたらすことのない熱間圧延ロールの潤滑方法を提
供することを目的とする。

また、本発明者は、上記の熱間圧延ロールの潤滑方法を
極めて効果的に実施することができる熱間圧延ロール潤
滑用牢固型潤滑圧送供給装置を提供するものである。

一般に、金属材料の圧延ロールの運転時には、ロールの
潤滑と冷却とを目的として動物系、植物系、鉱物系及び
合成系の油脂或はこれらの水性化物から選ばれるグリー
ス状又は液状潤滑剤を水と一諸に圧延ロールの圧延面に
かけるというフラツドルブリケーシヨン法が採られてい
る。

しかし、周知の如く鋼板、条鋼（例えばＨ形鋼、Ｌ形鋼
、山形鋼等）等の鋼材の熱間圧延にあたつては、上記の
フラツドルプリケーシヨン法を採用してもその効果が乏
しく、熱間圧延ロールの焼け付きを防止することは不可
能視されている。

もつとも当業界に於てもかかる現況を座視しているわけ
ではなく、試行錯誤的な潤滑剤の選択が行われており、
例えばタール系鉱物油に金属石ケン、滑石及びマイカを
添加した液状潤滑剤が効果的であるとされ、これと水と
を一諸に圧延ロールにかける試みが行われている。この
場合には熱間圧延ロールの焼け付きを若干防止すること
が可能となるが、高温下に於ける油状物質並びに揮発物
質の飛散（一般に１オイルヒユームの発生ョと呼ばれて
いる。）による作業環境の悪化という問題を避けること
はできない。本発明者は、上記の如き現況に鑑み、鋼板
、条鋼等の熱間圧延ロールの焼け付きを防止でき、且つ
作業環境の悪化をきたすことのない熱間圧延ロールの潤
滑方法を提供せんとして種々研究を進めた。

即ち、本発明者は上記目的達成の為に、鋼材の熱間圧延
ロールに対して用いられている潤滑剤は勿論、金属材料
一般の圧延ロールに対して用いられている潤滑剤につい
て、その形態、物性、使用態用等の見地より系統的に数
多くの実験を重ねた結果、次の如き知見を得た。

先づ、鋼材を圧延中の熱間圧延ロールの圧延面に適用さ
れる潤滑剤は前述の如く潤滑剤を水と一諸に圧延ロール
に掛けるという使用態様が採られているが雰囲気が高温
である為に、その蒸発、飛散が避けられず、この為ロー
ルと被圧延鋼材との一凝集を充分に防止することが出来
す、また作業環境の悪化をもたらす要因となることを知
つた。

更に、周知の動物系、植物系、鉱物系及び合成系の潤滑
剤でその形態又はグリース状であるものは耐熱性の点で
限界があり、焼け付きが生じるこ，とを避け難いことを
知つた。また、熱間圧延ロールに起きる焼け付きは、ロ
ール全面に起るのではなく、ロールと被圧延鋼材との相
対速度の大きい部分に起り易いが、潤滑剤の適用形態が
フラツドルプリケーシヨン法である・ときには、焼け付
きが起り易い局部のみに潤滑剤を供給することは困難で
あることを知つた。

本発明者は上述の如き諸知見を基礎として研究を進めた
結果、潤滑剤を水と一諸に用いるフラツドプリケーシヨ
ン法によつている限り、鋼板、条鋼等の鋼材の熱間圧延
をロールの焼け付きを起こすことなく遂行し、且つ作業
環境の悪化を起さないことは困難であるとの結論に対し
、固型潤滑剤として知られている黒鉛、二硫化モリブデ
ン、窒化硼素、マイカ及びタルク等の固形潤滑剤を半固
形状とした半固型潤滑剤に着目し、これに適当な流動性
及び可塑性を附与して、鋼板又は条鋼を圧延中の熱間圧
延ロールの焼け付きの起き易い部分・に連続的に圧送供
給して潤滑被膜を形成させるという潤滑方法を採れば、
従来の諸欠へが解決できることを知り、本発明に到達し
たのである。即ち、本発明は黒鉛、二硫化モリブデン、
窒化硼素、マイカ及びタルクから選ばれる粒径３００μ
怖以下の固型潤滑剤粉末１０鍾量部に対して、油脂、ワ
ックス、高分子物質、デンプン、砂糖及びポリリン酸エ
ステルの一又は二以上或はその水性化物を１〜３踵量部
混合してなる稠度２５〜１５０を有する半固型潤滑剤を
そのままの状態で、半固型潤滑剤投入口とバイブ状押出
し口とを備え該押出し口バイブの先端部には対象とする
熱間圧延ロールの圧延面の形状に適合する形状の先端部
を有する管状ガイドがスプリングによつて前方に押圧さ
れるように摺動自在に嵌挿されているスクリュー式押出
し機に投入し、前記管状ガイドを通過させて鋼板又は条
鋼を圧延中の熱間圧延ロールの圧延面に連続して圧送供
給することよりなる熱間圧延ロールの潤滑方法である。
本発明の構成、効果を詳述する。

先づ、本発明において用いる固型潤滑剤粉末について述
べる。

周知の如く、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素、マイ
カ及びタルクは機械要素の摩擦部位に対する潤滑剤とし
て用いられているもので、潤滑性、耐熱性に優れたもの
である。

本発明に於ては上記の固型潤滑剤の粉末状のものを使用
し、その粒径は３００ｐｍ以下のものである。

尚、粒径３００ｐｍ以上の粗い粉末を用いる場合には平
滑な潤滑被膜を形成することが困難となるので望ましく
ない。上記の固型潤滑剤粉末は単独又は混合して用いる
ことができる。

また単独で用いる場合にも、混合して用いる場合にも、
平均粒径の異なる二種以上を適宜用いることによつて使
用する粉末が最密充填された状態とすることができる。
次に、本発明に於ては、上述の固型潤滑剤粉末を半固型
状物として適当な流動性及び可塑性を附与した半固型潤
滑剤として使用するものであるが、この為には、固型潤
滑剤粉末に油脂、ワックス、高分子物質、デンプン、砂
糖、及びポリリン酸エステルの一又は二以上或はその水
性化物を添加、混合するという手段を採る。

これ等の添加物はいづれも、固型潤滑剤粉末を熱間圧延
ロールの圧延面に附着させるに当つて、その被膜形成能
を向上させるという特性を持ち、且つ添加物自体も潤滑
作用を持つものであつて固型潤滑剤粉末の持つている潤
滑作用をより向上させるものである。

尚、水性化物とは常法によつてエマルジョンタイプとし
たものである。

油脂としては、ヘッド、ラード等の動物系、菜種油、大
豆油等の植物系及びシリンダー油、タービン油、ディー
ゼル油、シリコン油等の鉱物系のものが用いられる。

ワックスとしてはカルナウバロウ、密ロウ、パラフィン
ワックス、セシレンワツクス等が用いられる。高分子物
質としてはポリエチレングリコール、ブチラール樹脂、
フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ゼラチン等が用いられる。固型潤滑剤粉末と
上記添加物との混合割合は、前者１０鍾量部に対して後
者を１〜３鍾量部添加混合する。

添加物の量は、固型潤滑剤粉末及び添加物の種類によつ
て上記の範囲内より適宜選択して稠度２５〜１５０の半
固形状物が得られるように調整しなければならない。

尚、本発明者の実験に依れば固型潤滑剤粉末１０鍾量部
に対して添加物が１重量部以下であるときには、両者の
種類の如何にかかわらず稠度２５．〜１５０の半固形状
物を得ることができない。

また添加物を３０１部以上とした場合には、添加物の種
類によつては使用時の発煙、臭い等の点で悪影響が出て
くるので望ましくない。固型潤滑剤粉末と添加物とを混
合して稠度２５〜１５０の半固形状物とするに当つては
、エンヂランナー、ニーダーミキサー、ポニーミキサー
等を用いて均一に混練すればよい。

上述の如くして得られる半固型状物、換言すれば半固型
潤滑剤の稠度は重要であり、本発明者は数多くの実験に
よつて半固型潤滑剤の稠度が２５〜１５０の範囲内にあ
るときの流動性及び可塑性が熱間圧延ロールの圧延面に
圧送供給するに当つて適していることを確認している。

即ち、稠度２５〜１５０の範囲内の稠度を有する半固型
潤滑剤はサービスタンク、ホッパ等に充填し、対象とす
る熱間圧延ロールの圧延面に連続的に供給することが容
易に行えるのである。尚、稠度が約１５０以上のと・き
には流動性が大きくなりすぎて流出による損失が多大と
なり、また圧延面に圧送することが困難となる。また稠
度が約２５未満の場合には可塑性に乏しくなりサービス
タンク、ホッパ等への充填、送り出しが困難となる。以
上の通りの半固型潤滑剤を鋼板又は条鋼を圧延中の熱間
圧延ロールの圧延面、特にロールと被圧延材との相対速
度の大きい部分に連続して圧送供給すれば、半固型潤滑
剤は熱間圧延ロールの圧延面に潤滑被膜を形成し、焼け
付きを起すことなく熱間圧延を遂行することができ、ま
たオイルヒユームの発生もなく作業環境が悪化すること
もないのである。

また、ロール冷却水の汚濁も殆んど無くすることができ
る。しかも従来は、熱間圧延にあたつて圧延ロールの焼
け付き発生によつて圧延製品肌が粗大となり、品位が低
下するので、圧延ロールが摩耗していなくてもロール交
換することを余儀なくされていたが、かかるロスもなく
することができるのである。次に、半固型潤滑剤を鋼板
又は条鋼を圧延中の熱間圧延ロールの圧延面に連続して
圧送供給するに当つては、稠度の高い物質を圧送するの
に最も適しているスクリュー式押出し機を応用した装置
を用いる。

即ち、半固型潤滑剤投入口とバイブ状押出し口とを備え
たスクリュー式押出し機の押出し口バイブの先端部に、
対象とする熱間圧延ロールの圧延面の形状に適合する形
状の先端部を有する管状ガイドをスプリングによつて前
方に押圧されるように摺動自在に嵌挿してなる熱間圧延
ロール潤滑用半固型潤滑剤圧送供給装置である。

今、図面によつて説明すると、第１図は本発明方法に用
いている熱間圧延ロール潤滑用半固型潤滑剤圧送供給装
置の一実施態様を示す縦断面説明図であり、Ａはスクリ
ュー式押出し機であり、半固型潤滑剤投入口（ホッパ）
１とバイブ状押出口２を備えており、バイブ状押出口２
のバイブの先端部には、対象とする熱間圧延ロールの圧
延面Ｄの形状に適合する形状の先端部を有する管状ガイ
ド３がスプリング４によつて前方に押圧されるように摺
動自在に嵌挿されている。

尚、Ｃはスクリュー式押出し機Ａのスクリューを回転さ
せるモーターであつて、変速機Ｂを介してスクリュー軸
に連結されている。第１図に示される実施態様に於ては
熱間圧延ロールは鋼板を圧延するためのロールであり、
その圧延面Ｄは平滑なものである。

従つて管状ガイド３の先端部も圧延面Ｄの形状に適合さ
せて平滑なものに形成されている。上記の通りの構成の
熱間圧延ロール潤滑用半固型潤滑剤圧送供給装置の作動
について説明する。

本装置は熱間圧延ロールの圧延面Ｄに管状ガイド３の先
端部を臨ませるように設置される。この場合、管状ガイ
ド３の先端部を圧延面Ｄに接触させる。この接触はスプ
リング４の伸張力によつて維持されている。前記の稠度
２５〜１５０の範囲内の稠度を有する半固型潤滑剤を投
入口１に充填し、スクリュー式押出し機Ａを作動させる
と半固型潤滑剤はバイブ状押出し口２のバイブを通り、
管状ガイド３を通つて熱間圧延ロールの圧延面Ｄに圧送
供給される。

熱間圧延ロールの圧延面Ｄに圧送供給される半固型潤滑
剤の量はスクリュー式押出し機Ａのスクリューの回転数
の増減で調節され、第１図の場合には変速機Ｂを制御す
ることにより行われる。尚、変速機Ｂを介在させないで
モーターＣの回転数を制御することによつても行えるこ
とは勿論である。上記の通りの熱間圧延ロール潤滑用半
固型潤滑剤圧送供給装置によれば、管状ガイド３の存在
によつて、流出による損失が殆んど無い状態で半固型潤
滑剤を熱間圧延ロールの圧延面Ｄに圧送供給することが
できるのである。

また、管状ガイド３は容易に熱間圧延ロールの圧延面Ｄ
の所望個所に設置できるので、焼け付きが起り易い個所
（ロールと被圧延材との相対速度の大きい個所）に選択
的に半固型潤滑剤を圧送供給することができるのである
。しかも、このものは、既設の熱間圧延設備の変更等を
行なうことなく設置できるという利点を有するものであ
る。

更に、特長とする点は、管状ガイド３の先端部の形状を
対象とする熱間圧延ロールの圧延面Ｄの形状に適合する
形状とする点である。

具体的には種々の形状の先端部をもつ管状ガイドを用意
して置き、対象とする圧延面Ｄの形状に応じて取り換え
て使用する。第１図に示した如く鋼板を圧延するための
熱間圧延ロールの圧延面Ｄは平滑なものであるが、条鋼
を圧延するための熱間圧延ロールの圧延面は条鋼の形状
に応じて種々の形状を有している。

例えば山形鋼を圧延するための熱間圧延ロールとしては
孔型ロールが用いられる。かかる場合には孔型ロールの
圧延面の凹形と同型の凸形の先端部をもつ管状ガイドを
バイブ状押出口のバイブに嵌挿する。図面によつて詳細
を説明すれば次の通りである。

第２図は、本発明方法に用いている熱間圧延ロール潤滑
用半固型潤滑剤圧送供給装置の他の実施態様を示す要部
縦断面説明図てある。

第２図に示される実施態様に於ては熱間圧延ロールは山
形鋼を圧延するためのロールであり、その圧延面Ｄは山
形の孔型が凹状に形成されている。

従つてバイブ状押出口２のバイブの先端部には、山形の
孔型と同型の凸部状の先端部を有する管状ガイド３がス
プリング４によつて前方に押圧されるように摺動自在に
嵌挿されている。第２図に於ては、第１図に示したスク
リュー式押出し機Ａ１半固型潤滑剤投入口１、変速機Ｂ
１モーターＣは省略しているが、第１図の場合と全く同
様に作動する。

以上の如くすることによつて熱間圧延ロールの圧延面の
形状の如何にかかわらず、半固型潤滑剤を流出させるこ
となく連続して圧送供給できるのである。

次に実施例によつて本発明を説明する。

尚、本発明の各実施例における半固型潤滑剤の稠度は”
ＪＩＳ規格のＫ２５６Ｏ（グリース類稠度試験方法）に
よつて測定したものである。実施例１ 平均粒径１０ＰＷＬの天然黒鉛粉末１０踵量部に対して
ディーゼルエンジンオイル２鍾量部を加え二ーダーミキ
サーで均一に混合して得られたる半固型潤滑剤は稠度関
を有していた。

上記の半固型潤滑剤を第１図に示した半固型潤滑剤圧送
供給装置（但し管状ガイド３の先端部の形状は圧延面の
形状に適合したものを用いた。

）でＨ型鋼用熱間圧延ロールの圧延面に圧送供給して８
時間、熱間圧延を操業後のロールの焼け付きを観察した
結果、焼け付きは全く認められなかつた。また、オイル
ヒユームの発生による作業環境を悪化する様な事もなか
つた。実施例２ 平均粒径７μｍの天然黒鉛粉末３喧量部と平均粒径２０
０Ｐ７ＴＬの天然黒鉛粉末７鍾量部に＃１５０タービン
オイル１５重量部とパラフィンワックス１轍量部とを加
え、１００〜１２００Ｃに加熱して二ーダーミキサーで
均一に混合して得られた半固型潤滑剤の稠度は４５であ
つた。

上記の半固型潤滑剤を第１図に示した半固型潤滑剤圧送
供給装置で鋼矢板用熱間圧延ロールの圧延面に圧送供給
して、托時間、熱間圧延を操業後のロールの焼け付きを
観察した結果は実施例１と同様に満足すべきものであつ
た。

実施例３ 平均粒径３０ｐｍのタルク粉末１００重量部に対してデ
ィスパノール１６Ａ（商品名：自己乳化型固型パラフィ
ン）５重量部と＃６０スピンドル油１鍾量部とを加え、
８０〜１００℃に加熱して二ーダーミキサーで均一に混
合して得られたる半固型潤滑剤の稠度は３２であつた。

上記の半固型潤滑剤を実施例１と同様にしてＨ型鋼熱間
圧延ロールの圧延面に圧送供給して、２４時間、熱間圧
延を操業後のロールの焼け付きを観察した結果、実施例
１と同様の結果を得た。実施例４平均粒径５０Ｐ，Ｔｒ
１，の天然黒鉛粉末１０鍾量部に対してポリゾールＢＳ
（商品名：酢酸ビニルのエマルジョンタイプ）３喧量部
を二ーダミキサーで混練した半固型潤滑剤の稠度は６０
であつた。

上記の半固型潤滑剤を第２図に示した半固型潤滑剤圧送
供給装置で山形調圧延用ロールの圧延面に圧送供給して
８時間、熱間圧延を操業後のロールの焼け付きを観察し
た結果、実施例１と同様の結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いている熱間圧延ロール潤滑半
固型潤滑剤圧送供給装置の一実施態様を・示す縦断面説
明図であり、第２図は他の実施態様を示す要部縦断面説
明図である。 第１図並びに第２図に於て；Ａはスクリュー式押出し機
、Ｂは変速機、Ｃはモーター、Ｄは対象とする熱間圧延
ロールの圧延面、１は半固型潤滑・剤投入口、２はバイ
ブ状押出し口、３は管状ガイド、４はスプリングである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素、マイカ及びタ
   ルクから選ばれる粒径３００μｍ以下の固型潤滑剤粉末
   １００重量部に対して、油脂、ワックス、高分子物質、
   デンプン、砂糖及びポリリン酸エステルの一又は二以上
   或はその水性化物を１〜３０重量部混合してなる稠度２
   ５〜１５０を有する半固型潤滑剤をそのままの状態で、
   半固型潤滑剤投入口とパイプ状押出し口とを備え該押出
   し口パイプの先端部には対象とする熱間圧延ロールの圧
   延面の形状に適合する形状の先端部を有する管状ガイド
   がスプリングによつて前方に押圧されるように摺動自在
   に嵌挿されているスクリュー式押出し機に投入し、前記
   管状ガイドを通過させて鋼板又は条鋼を圧延中の熱間圧
   延ロールの圧延面に連続して圧送供給することを特徴と
   する熱間圧延ロールの潤滑方法。 ２ 半固型潤滑剤投入口とパイプ状押出し口とを備えた
   スクリュー式押出し機の押出し口パイプの先端部に、対
   象とする熱間圧延ロールの圧延面の形状に適合する形状
   の先端部を有する管状ガイドがスプリングによつて前方
   に押圧されるように摺動自在に嵌挿されているとともに
   該管状ガイドが取り換えられるように着脱自在に嵌挿さ
   れて成ることを特徴とする特許請求の範囲１に記載の方
   法の実施に使用する熱間圧延ロール潤滑用半固型潤滑剤
   圧送供給装置。