JPS608276B2 - 熱間圧延用水性潤滑剤とこれを使用する熱間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間圧延水性潤滑剤とこれを使用する熱間圧
延方法に関するものであるさらに本発明は、特に８００
０〜１３００℃の高温素材表面への附着性、耐酸化消耗
性に優れ、分散安定性にも富み、さらにこれを用いた特
にＨ型鋼、シートパイル等の鋼材の熱間圧延における圧
延ロール及びシームレス鋼管の熱間圧延におけるプラグ
ミルの潤滑方法におけて、ロール表面及びプラグ表面の
焼け付き、ヒートクラック、摩耗を防止し圧延ロール及
びプラグの耐用を大きく向上させ、しかも製品表面及び
鋼管内面にキズの発生しないＨ型鋼、シートパイル等の
鋼材及びシームレス鋼管の熱間圧延における圧延ロール
およびプラグミルの潤滑方法に関するものである。

従来、一般にこの種の水性黒鉛潤滑剤に使用されている
接着剤は合成樹脂等の有機バインダーであり、その特性
から熱間圧延に際し、高温素材への附着性はなく、さら
に有機バインダーが燃える為に悪臭を発生する。

又現在市販されている高温附着水性潤滑剤にしても素材
温度がせいぜい２００〜３００００が実際であり、８０
０〜１３００ｑ０の高温素材への附着率にいたつては０
％に等しい。又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あるいはこれらの水性化物か
ら選ばれるグリース状または液状潤滑剤を水と一緒に圧
延ロールの圧延面にかけるというフラッドルプリケーシ
ョン法が探られている。

しかし、周知の如くＨ型鋼、シートパイル等の鋼材の熱
間圧延にあたっては、フラツドルブリケーション法を採
用してもその効果は乏しく、熱間圧延ロールの焼け付き
、ヒートクラック、摩耗及び製品表面のキズを防止する
ことは困難であった。又、これらの問題点を解決する方
法として圧延油を直接ロールにスプレーする方法、油と
水の混合液をスプレーする方法、またはフェルトを用い
て塗油する方法等が採用されている。この場合には熱間
圧延ロールの焼け付き、ヒートクラック、摩耗及び製品
表面のキズを若干防止することが可能ではあるが、高温
下における油の発煙、悪臭等による作業環境の悪化とい
う問題を避けることが出来ない。さらに、ュニバ−サル
水平ロール側面等垂直面への潤滑にみられるように、多
量のロール冷却水による水膜のため独の付着力は弱めら
れ、冷却水によって流れやすくなり、均一な塗油が困難
になるなどの欠点がある。又、シームレス鋼管の圧延に
おいては、プラグの潤滑を目的として「額粒黒鉛十塩」
「おがくず十塩一等が用いられている。

しかし、これらの潤滑剤は固型物として鋼管先端に供給
されるため銅管内面低部に集りやすく、さらに鋼管全体
にいきわたりにくく、プラグの摩耗、焼け付き、ヒート
クラック、及び鋼管内面のキズを完全に防止するにいた
つていない。一方、これらの問題点を解決する方法とし
て、Ｈ型鋼、シートパイル等の鋼材の熱間圧延において
は、これまでの圧延ロールの圧延面に潤滑剤を塗布する
のではなく、高温である圧延素材に水性黒鉛潤滑剤を塗
布すること、又シームレス鋼管においては水性黒鉛潤滑
剤を鋼管内面全体に塗布することが考えられるが、市販
の水性黒鉛潤滑剤を用いても、素材が高温（４００ｏＣ
以上）のために、スプレー等にて塗布しても、濡れ性及
び高温における附着性あるいは被着性が悪く〔あわゆる
「はじかれ」（一部の現場の俗称）現象が起こる〕、成
分黒鉛粒子等が均一に附着せず、使いものにならないの
が現状である。

本発明は以上の欠点を除去するためになされたもので、
８００〜１３００つ○の高温素材表面への附着性、耐酸
化消耗性に優れ、分散安定性にも富み、さらにロール表
面及びプラグ表面の焼け付き、ヒートクラック、摩耗及
び製品表面（鋼管内面）のキズを防止するＨ型鋼、シー
トパイル等の鋼材及びシームレス鋼管の熱間圧延用水性
潤滑並びにこれを使用する熱間圧延方法を提供しようと
するものである。

本発明の熱間圧延用水性潤滑剤は、（ａ）粒度０．１〜
３００仏の黒鉛粉末５〜３の重量％、（ｂ）メチルセル
ロース、力ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の水
溶性繊維素誘導体分散剤０．１〜２．０重量％、（ｃ）
ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、繊維
素グリコール酸ナトリウム等の増粘剤０．１〜２．の重
量％、及び（ｅ）水５５〜９２重量％を含み、全組成を
１０の重量％にしようとする熱間圧延用水性潤滑剤にお
いて、（ｄ，）酢酸及び（平）蟻酸のうちの１種又は２
種から成る（ｄ）接着剤３〜１５重量％をさらに添加し
て、均一に混合分散せしめ全組成（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ
）を１００重量％にした見掛比重１．１〜１．４粘度０
．３〜２０ポィズの８０００ 〜１３００℃の高温にお
ける附着性、耐酸化消耗性を有し分散安定性にも富み、
さらにロール表面、プラグ表面の焼け付き、ヒートクラ
ックを防止しかつ製品表面、鋼管内面にキズ発生が見ら
れないことを特徴とする。

又「本発明の熱間圧延用水性潤滑剤を使用する熱間圧延
方法は、（ａ）粒度０．１〜３００〃の黒鉛粉末５〜３
の重量％、（ｂ）メチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）等の水溶性繊維素議導体分散剤０
．１〜２．の重量％、（ｃ）ポリエチレンオキサィド、
ポリビニルアルコール、繊維素グリコール酸ナトリウム
等の増粘剤０．１〜２．０重量％、及び（ｅ）水５５〜
９２重量％を含み、全組成を１０の重量％にしようとす
る熱間圧延用水性潤滑剤において、（ｄ，）酢酸及び（
も）蟻酸のうちの１種又は２種から成る（ｄ）接着剤３
〜１５重量％をさらに添加して均一に混合分散せしめ全
組成（ａ十ｂ＋ｃ十ｄ＋ｅ）を１００重量％にした見掛
比重１．１〜１．４粘度０．３〜２０ポィズの分散懸濁
液を熱間圧延する被圧延鋼材の表面にスプレーにて塗布
しつつ圧延することを特徴とする。

しかして、前記分散懸濁液における組成の（ａ）黒鉛粉
末の数量限定、すなわち５〜３の重量％の下限を越える
場合には潤滑効果が不十分となり焼き付け、さす等の防
止が十分でなく、また上限を３の重量％としたのは潤滑
効果からみてそれ以上は不必要なためである。

また、前記黒鉛粉末の粒度に対しては３００仏を越える
と分散懸濁液の安定性が悪く、またスプレーのつまる原
因となるからである。また下限を０．１仏にしたのは通
常工業的に入手可能であり、分散懸濁液の安定性から堪
案して好適なためである。次に（ｂ）分散剤としての水
溶性繊維素誘導体の数量限定、すなわち、０．１〜２．
０重量％において、下限未満になると分散性が不充分と
なり不可であり、上限を２．の重量％としたのは分散効
果からみてそれ以上は不必要なためである。

又繊維素誘導体としては、この他に水溶性の繊維素ェス
テル、又はエーテル等を用いることがきる。次に（ｃ）
増粘剤としてのポリエチレンオキサィド、ポリビニルア
ルコール、繊維素グリコール酸ナトリウム等の合成湖料
は極めて重量であり、その数量限定すなわち０．１〜２
．の重量％の下限未満では、分散懸濁液を粘性が不十分
であり、被圧延鋼材の表面に塗布した場合表面に均一で
十分な潤滑被膜が得られず不可である。

又、上限を越える場合、粘度が非常に高くなり、スプレ
ー塗布が困難であり、潤滑効果が充分に得られず不可で
ある。なお、合成糊料のポリエチレンオキサィドとして
は分子量６００００〜９００００のものが好適であり例
えば製鉄化学工業株式会社商品名べオ、ボリビニルアル
コールとしては分子量５００００〜１０００００のもの
が好適であり、例えば日本合成化学株式会社製商品名ゴ
ゼノール、繊維素グリコール酸ナトリウムとしては、分
子量４２５００〜８３５００のものが好適であり、例え
ば第一工業製薬株式会社商品名ビスコンＮＢ、セロゲン
粕等が好適に使用することができる。又、これらの増粘
剤は分散剤としての役目もかねそなえている。次に、（
ｑ）酢酸及び（ｄ２）蟻酸のうちの１種又は２種から成
る（ｄ）接着剤は極めて重要であるが、その詳細な作用
効果の機構については不詳である。

ただ、平板状の黒鉛ピ粒子等に対する吸着性、液の表面
張力及び粘度等に大きな影響を与え、結果的に附着性の
増大をもたらすものと推考される。しかして、その数量
限定、すなわち３〜１５重量％において、下限未満にな
るとスプレーで被圧鋼材の表面に塗布した場合、塗布面
が高温のためいわゆる「はじかれＪ現象が起こり、表面
に均一で十分な潤滑被膜が得られず不可である。又、上
限を越える場合接着剤の量が多くなりすぎ、潤滑効果が
かえって充分に得られず不可である。・次に（ｅ）水の
数量限定、すなわち５５〜９２重量％の下限を越える場
合は濃度が高くなりすぎて粘度が高くなり、スプレー塗
布出来にくくなり不可である。

又、上限を越える場合は、黒鉛粉末、分散剤、増粘剤、
及び接着剤が不足し「潤滑性、分散性、粘性、附着性が
充分でなく不可である。以上各所定成分原料（ａ），（
ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）を所定量づつ混合分散せ
しめて得られる前記分散懸濁液〔（ａ）＋（ｂ）十（ｃ
）＋（ｄ）＋（ｅ）〕の見掛比重は１．１〜１．４、粘
度０．３〜２０ポィズである。この場合、見掛比重が１
．１未満では黒鉛粉末、分散剤、増粘剤及び薮着剤が不
足で、潤滑性、安定性、附着性が悪くなる傾向を示し、
１．４を越えると液の調度が上昇し不可である。粘度も
前記下限未満では附着性が悪く、上限を越えるとスプレ
ー塗布が困難となり不可である。本発明に係る前記の分
散懸濁液（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）を熱間圧延用にスプレ
ーする場合、Ｈ型鋼、シートパイル等の鋼材の熱間圧延
にあたっては、圧延ロールの直前にて鋼材の表面に塗布
するのが好適である。

シームレス鋼管の圧延においては、プラグの先端からス
プレーして管内面に塗布するのが好適である。勿論、頃
霧状態はより微微細である方がよい。本発明による熱間
圧延を行なった場合、８０００〜１３００午０の高温に
おいても、ロール表面およびプラグ表面の焼け付き、ヒ
ートクラックを起こすことなく、熱間圧延を遂行するこ
とができ、又、油の煙、悪臭等の発生による作業環境が
悪化することもない。

又、ロール及びプラグ摩耗も減少し、寿命も長くなり経
済的である。しかも、従来は、圧延ロールの焼け付き発
生によって圧延製品肌が粗大となり、品位が低下するた
め、圧延ロールが摩耗していなくてもロールを交換する
ことを余儀なくされていたが、かかるロスもなくすこと
が世釆る。さらに、製品表面のキズを防止することが出
釆るものである。なお、前記分散懸濁液自体も分散安定
性に富む。以下本発明をさらに実施例について説明する
。

実施例 １（ａ）粒度０．１〜３００一の黒鉛粉末１５
重量％、（ｂ）分散剤としてメチルセルロース、実際に
は京都合成化学株式会社製商品名ファインガムＨＥＩＯ
．５重量％、（ｃ）増粘剤として繊維素グリコール酸ナ
トリウム、実際には、第一工業製薬株式会社製商品名ビ
スコンＮＢ２．０重量％、（ｄ）増粘剤としての（ｄ，
）酢酸（ＩＮ溶液）５．の重量％、さらに、（ｅ）水７
７．５重量％を均一に混合分散して見掛比重１．２、粘
度８ポイズの分散懸濁液（ａ＋ｂ＋ｃ十ｄ，十ｅ）を調
製した。

次にこの分散懸濁液（ａ＋ｂ十ｃ＋ｄ，十ｅ）を、８０
００○〜１３００ｑＣにわたる高温において圧延ロール
に掛る直前のＨ型鋼材のロール接触面にスプレーにて塗
布し、１００本熱間圧延を行なった。操業後のロール及
び製品の表面を観察した結果、ロール表面の焼き付き、
ヒートクラック及び製品表面のスリップキズは全く認め
られなかった。又、ロールの摩耗も少なかった。前記分
散懸濁液は勿論安定であり、使用に際しては、濡れ性及
び高温における附着性あるいは被着性が良好であり、黒
鉛微粒子等がよく分散して均一に附着し、はじかれて飛
び散り脱落するような現象がみられなかった。本発明の
顕著な効果が認められた。

実施例 ２ 前記実施例１における（ａ），（ｂ），（ｃ）のほかに
、（ｄ）接着剤としての前記の（ｄ，）酢酸に代えて、
（ら）蟻酸（ＩＮ溶液）５．の重量％を用いた分散懸濁
液（ａ十ｂ十ｃ＋も十ｅ）を調製した。

これを実施例１と同様に用いた結果は、実施例１と略々
同様な高温熱間圧延用に耐える良好な結果が得られた。
なお、使用に際しては、濡れ性及び高温における附着性
あるいは被着性が良好であり、黒鉛微粒子等がよく分散
して均一に附着し、はじかれて飛び散り脱落するような
現象がみられなかつた。本発明の顕著な効果が認められ
た。

実施例 ３ 前記実施例１における（ａ）．（ｂ）．（ｃ）のほかに
、（ｄ）接着剤としての前記の（ｄ，）酢酸のみのもの
に代えて、（ｄ，）酢酸（ＩＮ溶液）２．５重量％及び
（ら）蟻酸（ＩＮ溶液）２．５重量％を用いた分散懸濁
液（ａ＋ｂ＋ｃ十ｄ，十ｄ２十ｅ）を調製しした。

これを実施例１と同様に用いた結果は、実施例１と略々
同様な高温熱間圧延用に耐える良好な結果が得られた。
なお使用に際しては、濡れ性及び高温における附着性あ
るいは被着性が良好であり、黒鉛微粒子等がよく分散て
均一に附着し、はじかれ飛び散り脱落するような現象が
みられなかつた。本発明の顕著な効果が認められた。

実施例 ４ （ａ）粒度０．１〜３００仏の黒鉛粉末１５重量％、（
ｂ）分散剤として、メチルセルロース、実際には京都合
成化学株式会社製商品名ファインガムＨＥ−１０．５重
量％、（ｃ）増粘剤として繊維素グリコール酸ナトリウ
ム、実際には、第一工業製薬株式会社製商品名ピスコン
ＮＢ２．の重量％、（ｄ）薮タ着剤としての（ｑ）酢酸
（ＩＮ溶液）５．凪重量％、さらに、（ｅ）水７７．５
重量％を均一に混合分散して見頚比重１．２、粘度８ポ
ィズの分散懸濁液（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ，十ｅ）を調製した
。

次にこの分散懸濁液（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ，十ｅ）を、プラ
グミルの先端０からシームレス鋼管の内面にスプレーに
て塗布し１００本、８００二○〜１３００ｑｏにわたる
高温において熱間圧延を行なった。操業後のプラグの表
面及び製品の表面を観察した結果、プラグ表面の焼け付
き、ヒートクラック及び管内面のキズは全く認められな
かった。又、プラグの摩耗も少なかった。前記分散懸濁
液は勿論安定であり、使用に際しては、漏れ性及び高温
における附着性あるいは被着性が良好であり、黒鉛微粒
子等がよく分散して均一に附着し、はじかれ飛び散り脱
落するような現象がみられなかった。本発明の顕著な効
果が認められた。

実施例 ５ 前記実施例４における（ａ）．（ｂ）．（ｃ）のほかに
、（ｄ）接着剤としての前記の（ｄ，）酢酸に代えて、
（ら）蟻酸（ＩＮ溶液）５重量％を用いた分散懸濁液（
ａ＋ｂ＋ｃ＋も十ｅ）を調製した。

これを用いた結果は、略々前記実施例４に近い良好な結
果が得られた。本発明の顕著な効果が認められた。

実施例 ６ 前記実施例４における（ａ）．（ｂ）．（ｃ）のほかに
、（ｄ）接着剤として（ｄ，）酢酸（ＩＮ溶液）２．５
重量％及び（ｄ２）蟻酸（ＩＮ溶液）２．５重量％を用
いた分散液（ａ＋ｂ十ｃ＋ｄ，十ｄ２十ｅ）を調製した
。

これを用いた結果は、略々前記実施例４に近い良好な結
果が得られた。本発明の顕著な効果が認められた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）粒度０．１〜３００μの黒鉛粉末５〜３０重
   量％、（ｂ）メチルセルロース、カルボキシメチルセル
   ロース（ＣＭＣ）等の水溶性繊維素誘導体分散剤０．１
   〜２．０重量％、（ｃ）ポリエチレンオキサイド、ポリ
   ビニルアルコール、繊維素グリコール酸ナトリウム等の
   増粘剤０．１〜２．０重量％、及び（ｅ）水５５〜９２
   重量％を含み、全組成を１００重量％にしようとする熱
   間圧延用水性潤滑剤において、（ｄ＿１）酢酸及び（ｄ
   ＿２）蟻酸のうちの１種又は２種から成る（ｄ）接着剤
   ３〜１５重量％をさらに添加して均一に混合分散せしめ
   全組成（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）を１００重量％にした見
   掛比重１．１〜１．４、粘度０．３〜２０ポイズの８０
   ０°〜１３００℃の高温における附着性、耐酸化消耗性
   を有し、分散安定性に富み、さらにロール表面、プラグ
   表面の焼け付き、ヒートクラツクを防止しかつ製品表面
   、鋼管内面にキズ発生が見られないことを特徴とする熱
   間圧延用水性潤滑剤。 ２ （ａ）粒度０．１〜３００μの黒鉛粉末５〜３０重
   量％、（ｂ）メチルセルロース、カルボキシメチルセル
   ロース（ＣＭＣ）等の水溶性繊維素誘導体分散剤０．１
   〜２．０重量％、（ｃ）ポリエチレンオキサイド、ポリ
   ビニルアルコール、繊維素グリコール酸ナトリウム等の
   増粘剤０．１〜２．０重量％、及び（ｅ）水５５〜９２
   重量％を含み、全組成を１００重量％にしようとする熱
   間圧延用水性潤滑剤において、（ｄ＿１）酢酸及び（ｄ
   ＿２）蟻酸のうちの１種又は２種から成る（ｄ）接着剤
   ３〜１５重量％をさらに添加して均一に混合分散せしめ
   全組成（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）を１００重量％にした見
   掛比重１．１〜１．４、粘度０．３〜２０ポイズの分散
   懸濁液を熱間圧延する被圧延鋼材の表面スプレーにて塗
   布しつつ圧延することを特徴とする熱間圧延用水性潤滑
   剤を使用する熱間圧延方法。