JPS606211A - ロ−ルの保護方法 - 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） 本発明は鉄鋼あるいはその他の金属の熱間、温間、冷間
圧延ロール及び連続鋳造用ロール等の各種ロールの保護
方法に関するものである。

鉄鋼業やその他の金属の製造業者にとりて、熱間、温間
、冷間圧延ロール及び連続鋳造機用ロールに代表される
各種ロールの表面損傷防止は、製品の表面品質、７″口
フィール及びロールコストの低減等の観点から、益々重
要になりつつある。このような情況に対して、本発明は
各種圧延ロール及び連続鋳造機のロール等の表面損傷を
防止し、ロールを保護する方法を提供するものである。

ホットストリップミルでは、熱間圧延帯鋼や冷間圧延用
帯鋼を圧延するが、前者については、熱間圧延ｔまでの
表面性状や、酸洗・塗装後の外観の美麗すやプロフィー
ル（クラウン）等が特に問題となり、熱間圧延ロール表
面の肌荒れ、摩耗等の防止が重要である。

また、冷間圧延用帯鋼でも、表面性状に対する要請は多
岐にわたシ、且つ、高度になっている。

その他、冷間圧延時の形状不良防止やプロフィール改善
のために熱間圧延ロールの肌荒れや摩耗、特に局部摩耗
や偏摩耗の防止に、ロールメーカーと共同あるいは独自
に種々のロール材質の改善（熱処理等を含む）、ロール
冷却技術の改善や圧延技術の改善が行なわれている。

しかし、近年は、圧延ロールにとって非常に厳しい圧延
法や連鋳ロールにとって厳しい連続鋳造技術（緩冷却、
高温鋳片）が実用化されつつあ広ロールの表面損傷の防
止や寿命の延長等が益々重要になって来た。

（従来技術） 近年、ホットストリップミルにおいては、通称゛熱間圧
延油”と称される熱間潤滑剤が使用されるようになった
。該熱間圧延油使用の目的は、ロールバイトの摩擦係数
を低下させることによって、ロール表面の損傷を防止し
、また局部摩耗等の軽減を図ろうとするもので、圧延動
力の軽減と共に効果があると云われている。その他、ホ
ウトストリ、ゾきルの前段ロール表面に生成するスケー
ル（黒皮）が、一種の潤滑作用を及ぼし、ロール表面保
護にとって有効に作用することが明らかにされて来た。

従来のロール保睦法の根幹をなす考え方は、摩擦係数の
低下を軸とする潤滑作用であった。この考え方に基づい
て、各種の熱間圧延油が開発されて来たが、十分に問題
解消のレベルまで到達していない。

（発明の目的） 本発明者は、ロール伝熱機構を第１図の如く整理し、ロ
ールバイトでの金属間（接触）熱伝達を抑制すれば、熱
衝撃、熱疲労等が軽減され、ロール保護が可能になると
考えた。前述の黒皮の効果についても、一般に、酸化膜
は熱伝導性が悪いので、黒皮は熱抵抗として作用し、ロ
ール−守イトの摩擦発熱、加工熱や圧延材料との接触伝
熱を抑制していると考えることができる。そこで、黒皮
に相尚する接触熱伝達を抑制できる第３相をロールバイ
トに介在させると、ロールの保護作用が飛躍的に向上す
ると考えた。

本発明者による種々の実験的検討の結果、第３相として
、無機化合物の微粉末を利用するとよいことが解明され
た。本発明の目的を要約すると、ロールバイトに無機化
合物を含有する熱の不良導性流体膜や熱の不良導性粉体
含有膜で、ロールバイトの接触熱伝達を抑制することに
よって、ロールへの入熱を低減し、ロールの保護効果を
向上させる方法を提供することである。無機化合物が、
ロールバイトの高温・高圧条件下で融解すると吸熱反応
も利用でき、ロールへの入熱が益々抑制できるので、原
理、方法とも全く新しいロール保護（５） 法であシ、効果も顕著な発明である。

（発明の構成・作用） 前述の通シ、本発明者は、一般に酸化膜は熱伝導性が悪
いので、黒皮は熱抵抗として作用しているのではないか
と考え、端面にスケールを予じめ生成させた低温鋼材（
丸棒）と同一寸法の高温鋼材を、単軸圧縮条件下で接触
させ、両者の表面近傍の温度変化から、画調材間の界面
における熱伝達係数を測定したところ、スケールは非常
に大きな熱抵抗層として作用しく第１表参照）、ロール
バイトで圧延材料の温度や摩擦熱がロールへ入るのを阻
止する効果があ夛、これが黒皮がロール表面保護に有効
に作用していると考えられる。すなわち、黒皮の断熱作
用がロール保護効果を生んでいると云える。

（６） したがって、ロールバイトの金属間接触熱伝達が黒皮程
度に低下するような第３相を、積極的に、ロールバイト
に介在させると、黒皮と同等の熱からのロール保護が可
能になシ、且つホットストリップミルでは、黒皮は前段
ロールにしか生成しないが、本発明の方法であれば、後
段スタンドにも適用できる大きなメリットがある。

換言すると、ホットストリップミルでロール光面に生成
する黒皮は、一般に、前段ロールにしか付着しないので
、後段のロールでは、現実的には、黒皮の断熱作用を利
用してロール表層の保物作用を行なうことは不可能であ
る。それに反して、本発明の方法、すなわち、ロールバ
イトに熱杭抗の大きい潤滑剤を介在させると、ホットス
トリップミルの場合、前段から後段の全スタンドのロー
ル表層保護が可能となる。

前述の単軸圧縮熱伝達実験で、多数の無機化合物系微粉
末について、接触熱伝達の測定を行なった。第１表には
、その代表例を示したが、ＮａＰＯ３１ＫＰＯ３＄の縮
合燐酸塩＋　ＣａＣＯ５の微粉末は潤滑性、（８） スケール抑制またはスケール改質の効果と同時に、接触
熱伝達の抑制効果があることが確認された。

ＮａＰＯ３，ＫＰＯ３等の無機化合物は融解しており融
解熱による吸熱反応も、接触熱伝達の抑制に寄与してい
ると考えられる。ＣａＣＯ３はＣａＯ＋Ｃｏ□に分解し
、ＣａＯは融解せず粉体の状態で存在していたので、熱
の不良導性粉体含有膜が、接触熱伝達を抑制したものと
考えられる。

現実のホットストリップミルに適用するに当シ、供給方
法と無機化合物の添加、混合濃度が問題となるので、現
在、実際に使用されている市販熱間圧延油に添加する方
法がよいと考え、添加・混合割合と接触熱伝達抑制効果
との関連を調べた結果を第１表に示した。

その結果、市販熱間圧延油に対する添加割合が１０％以
下では余シ効来がなく、また、４０〜５（ｌで、大略、
接触熱伝達の抑制効果が飽和に近づく。添加ｉが増加す
る程、コスト高を招くので、添加・混合割合は、市販熱
間圧延油の１０〜４０％（重量比）で、十分実用的効果
が得られるこ０Ｎ とが判明した。

第３表には、実験用圧延機の表層１．５６点に熱電対を
埋込み、実際に圧延した時のロールのピーク温度を測定
した結果の代表例を示したが、添加割合として、１０〜
４０％で実用的には十分であることが示されている。な
お第２表に第３表の実験用圧延機によるロール内部温度
比較のための条件を示す。

（１０） 第１表に示した３つの無機化合物系微粉末の他に、接触
熱伝達抑制の面から考えると、ロールバイトで融解し、
且つ、ロール表面及びストリップ表面を腐食させないも
のであれは、融解熱の為に、ロール表面温度の上昇が抑
制され、実用化できる。

第３表に、本発明者が供試した無機化合物の代表例のピ
ーク温度を示した。融解熱による吸熱反応や熱伝導の不
良導性流体膜による接触熱伝達抑制効果のある無機化合
物が非常に沢山あることが確認された。また、常圧下で
の融点が１２００℃以下であれば、ロールバイトの高温
・高圧下で融解することも確認された。

Ｃａ　ＣＯ３に代表される非融解無機化合物でも、市販
熱間圧延油に含有すれば、熱の不良導性膜として作用す
ることが確認された。（第３表参照）熱の不良導性微粉
末含有膜も、接触熱伝達抑制によシロール保護効果があ
ると云える。また、添加、混合割合も第１表及び第３衣
に示されている通シ、１０〜４０％で経済的に、且つ、
実用的なロール保護効果が得られるので、前者と併せて
、添加、混合割合を、市販熱間圧延油の１０〜４０チ（
重量比ンに限定した。

無機化合物の微粉末を市販熱間圧延油や水に混合して、
スプレーでロールバイトに供給する方法を種々検討した
。その結果、該無機化合物の平均粒径が１μｍ以下、好
ましくは０．４〜０．８μｍでなければ、ノズル詰シ発
生し、且つ、ロールバイトに引込まれて行かない。また
、該供給方法の場合には、市販熱間圧延油に混合する割
合は、重量比で４０チ以上になると、ノズル詰シが生じ
易く、供給方法の面からも、混合割合の上限は４０％と
なる。

本発明のロール保護方法、すなわち、四−ルバイトの接
触熱伝達（高温圧延材との接触伝熱、摩擦熱、加工熱〕
を抑制する方法は、前述の通シ、黒皮の生成する圧延条
件でも、また、生成しない圧延条件でも、ロール表層の
損傷防止効果が大きく、ロール寿命が大幅に向上する。

さらに、ロール温度の上昇が少ないので、偏摩耗も著し
く軽減し、圧延材料の表面性状やゾロンイールも改善さ
れる。

連続鋳造機のロールの場合、回転速度が遅く、接触時間
がホットストリップミルに比較して割合長いので、接触
伝熱抑制によるロール寿命の延長が可能である。

尚、無機化合物が溶融すると流体潤滑作用で、ロールバ
イトの摩擦係数が低下するものがかなシあシ、潤滑剤と
しての適用も可能である。

（実施例） 第４表には、生産用ホラトス）　ＩＪッゾミルで使用し
た実施例とロール寿命を比較して示した。ロール表層損
傷の程度も非常に軽く、ロール寿命が１、５〜２倍に延
長した。依って、本発明のロール保設方法の有効性が示
された。

（１５） （発明の効果〕 本発明の効果を侠約すれは、以下の通シである。

（１）　ロールバイトの接触伝熱抑制によるロール温度
上昇の軽減。

（２）　圧延ロール、連鋳ロール等の寿命延長。

（３）　ロールの摩耗、肌荒れの軽減。

（４）　圧延製品のプロフィール、表面性状の向上。

（５）その他

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明のロールバイトの金属間接触熱伝達抑制
によるロール保護方法の考え方の説明図、第２図はロー
ル内部のピーク温度の説明図である。 （１７） 第７図 手続補正書　（自発） 昭和５８年８月１０日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 昭和５８年特許願第１１５６５５号 ２、　発明の名称 ロールの保護方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 （６６５）新日本製鐵株式會社 代表者　武　１）　豊 ４代理人〒１００ 東京都千代［１１区九０内二丁１１４番１号６、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄　＠ ７、　補正の内容　１ （１） （１〕明細書１２頁第３表中「圧延機の錆発生」を「圧
延材の錆発生」に補正する。 （２）同１４頁７行［ノズル詰り発生し、」を「ノズル
詰りか発生し、」に補正する。 （８）同１６頁末行ｒ　３０〜５０　Ｐｒ／ｓｔ’ｄ　
Ｊを「３０〜５０９ｒ／ｓｔ′ｄ−ｍｉｎ」に補正する
。 （２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が１μｍ以下で、鋳鉄、鋳鋼を含む鉄鋼
   およびその他の金属に対する腐食性がなくかつ熱の不良
   導性物質として機能する無機化合物の微粉末を、熱間圧
   延がなされているロールバイトに引き込まれるように供
   給し、前記無機化合物の微粉末の融解に伴なう吸熱反応
   、前記無機化合物微粉末の融解による熱の不良導性流体
   膜による熱遮蔽効果および前記無機化合物微粉末を含有
   する膜による熱遮蔽効果の何れかを利用してロールバイ
   トにおける接触熱伝達を抑制することを特徴とするロー
   ルの保護方法。
2. （２）　常圧下での融点が１２００℃以下、平均粒径が
   １μｍ以下で、鋳鉄、鋳鋼を含む鉄鋼およびその他の金
   属に対する腐食性がなくかつ、熱の不良導性物質として
   機能する無機化合物の微粉末を、熱間圧延油に１０〜４
   ０重量％の範囲内で添加、混合し、これを熱間圧延にお
   けるロールバイトに引込まれるように供給し、前記無機
   化合物の微粉末の融解に伴なう吸熱反応、前記無機化合
   物微粉末の融解による熱の不良導性流体膜による熱遮蔽
   効果および前記無機化合物微粉末を含有する膜による熱
   遮蔽効果の何れかを利用してロールバイトにおける接触
   熱伝達を抑制することを特徴とするロールの保護方法。