JPS6216240B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は従来の冷延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冷延鋼板
の圧延潤滑法に関するものである。 従来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
去した後に冷間圧延が行なわれる。しかし、この
酸洗工程では、長大な設備を要し、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１つとして、本発明者等は熱延スケールを除
去することなく直接冷間圧延する方法（以後直接
冷延法と呼ぶ）について研究を重ね、先に特開昭
52―134810号公報で提案している。その他特開昭
52―21245号、同52―21246号、同52―52157号、
同52―52158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圧延油の
汚染が著しいこと、スケールを酸洗除去した場合
に較べて圧延荷重が増大すること及び圧延用ロー
ルの摩耗量が増大することなどの問題がある。す
なわち、直接冷延法ではスケールが付着したまま
で冷間圧延をするのであるが、圧延中にスケール
が破砕微細化して板表面より剥離し、わずかであ
るが圧延油中に混入することがある。圧延油は循
環使用されることが多く、この剥離スケールがあ
ると圧延ロール及び圧延機内を汚染するため好ま
しくない。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
較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。本発明は直接圧延法における上述の問題点
において、スケール剥離防止、圧延荷重の軽減、
ロール摩耗量の低減を計る事を目的としている。
本発明者等は、これらの問題を解決するため圧延
潤滑法について詳細な研究をおこなつた結果、一
挙に解決する方法を見い出した。本発明の骨子
は、先ずスケール付のままの熱延鋼板に密着性の
優れた有機樹脂被膜を主成分とする組成物を薄く
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水、圧延油エマルジヨン、水
溶性潤滑剤のいずれかを供給しつつ圧延をおこな
う方法である。有機樹脂膜は圧延による鋼板の伸
長と共に伸び、且つ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。同時に圧延ロールと
スケールとの接触を阻止するため、ロール摩耗に
対しても有効に作用する。冷間圧延時に供給する
液体は、有機樹脂膜の潤滑作用を補うためとロー
ル及び鋼板の冷却をおこなうためである。樹脂被
膜と液体潤滑剤の併用によつて、直接圧延法に係
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、
カルボ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100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、マレイン油等のオレオレジナス系、
エポキシエ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、アクリル酸エステル又は／及びメタ
クリル酸エステルの共重合樹脂がある。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。分散潤滑剤の代表例として、パー
ム油、牛脂変性油、高級脂肪酸、高級アルコー
ル、多価アルコール脂肪酸エステル（例えばペン
タエリスリトール牛脂脂肪酸エステル）、ワツク
ス類（例えばパラフイン系、オレフイン系ワツク
スで融点が50〜70℃で余り高くないもの）、金属
石鹸類（例えばステアリン酸の亜鉛、マグネシウ
ム、リチウム塩）及び高分子樹脂粉末（例えばポ
リエチレン、エチレン酢酸ビニル、塩化ビニル、
ポリアミド等の粉末）がある。これら分散潤滑剤
は水溶性樹脂の密着性に悪影響を与えず、かつ圧
延時の潤滑性を失わない範囲の添加量にする必要
がある。潤滑剤により添加量は異なるが、水溶性
樹脂100部に対し、１〜100部程度の添加量が好ま
しく、より好ましい範囲は３〜50部である。この
理由は水溶性樹脂100部に対して潤滑剤１部以下
では被膜の潤滑性が劣り、一方潤滑剤が100部以
上では樹脂の被覆密着性が劣るので上記範囲の添
加量が好ましい。樹脂潤滑膜が圧延時にロールヘ
ビルドアツプ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
は使用する樹脂の酸価が50以上のものを選ぶのが
有効である。また、ブロツキング防止剤の添加又
は亜鉛、マグネシウム、カドミウム、鉄、ニツケ
ル、鉛、ジルコニ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。塗布方法はスプレー塗布、静電スプレ
ー塗布、ロールコーター塗布、バーコート、電着
塗布等、いずれも可能であるが高速性、均一性、
乾燥性等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、電着塗装法の場合には板温が60
〜70℃程度で数秒保持すれば十分である。塗布膜
厚について、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0.5〜10
μｍが良く、より好ましい範囲は３〜５μｍ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潤滑性を発揮できなくなる。 潤滑膜を塗布されたスケール付熱延鋼板は、次
に冷間圧延される。従来の酸洗脱スケールして冷
延する場合は、潤滑と冷却を兼ねて液状油又はエ
マルジヨン油を供給しつつ圧延がおこなわれる。
本発明では、予め潤滑膜を塗布しているため、圧
延ロールと鋼板の冷却を主目的として、水をスプ
レー供給するだけでも圧延は出来る。水もある程
度の潤滑性能を有するため、補助潤滑剤として作
用する。この補助潤滑剤として水のかわりに水溶
性又は水分散性潤滑剤（例えばポリオキシエチレ
ンドデシルエーテルのリン酸エステル、ラウリル
アミノプロピオン酸、高級アルコール類等）、又
はエマルジヨン油も使用出来る。水溶性潤滑剤、
エマルジヨン油は水よりも優れた潤滑性能を有す
るため、冷間圧延をより好適にする。供給温度
は、潤滑膜の融点以下の抵温にすべきであり、50
℃以下が好ましい。この様にして冷間圧延される
と、潤滑膜はスケールに強固に密着した状態で鋼
板の伸長と共に、潤滑膜自体も伸びて薄くなるが
圧延終了まで鋼板表面に残留する。スケールは、
圧下率の増加と共に破砕された微粉状となるが樹
脂潤滑膜で覆われているため、鋼板より剥離する
ことはない。したがつて、圧延中にスケールが剥
離して圧延ロールに付着したり、圧延機内を汚す
ことはない。また、スケールは圧延ロールと接触
することもないため、ロール摩耗の増大も防止出
来る。圧延ロールは補助潤滑剤、及び樹脂潤滑膜
と接するため、好適な組成を選択適用すればロー
ルバイト内の潤滑状態は良好に保持され低摩擦と
なり、圧延荷重を軽減できる。 以上述べてきたように本発明により、直接冷延
法を実現可能ならしめるための、スケール剥離、
ロール摩耗量の増大、圧延荷重の増大という問題
をすべて解決し、従来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 供試鋼板 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2.3mm（板
厚）×50mm（巾）×100mm（長さ）の寸法で剪断し
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 (1) 圧延機；１スタンド、レバーシングミル (2) ロール寸法；150mm（直径）×250mm（胴長）
ブライト表面ロールを使用 (3) 圧延速度；100ｍ／分 (4) 潤滑法 １ 水溶性樹脂被膜 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、水溶性樹脂としたものを基礎樹脂とする。
この基礎樹脂の酸価は210である。この基礎樹脂
100部に対して、分散潤滑剤として市販のマイク
ロクリスタリンワツクスを５部添加して樹脂組成
とした（Ａ組成とする）。別に、メチルメタクリ
レート、イソ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、ア
ンモニアにて中和し、水溶性樹脂としたものを基
礎樹脂とする。この基礎樹脂の酸価は65である。
この基礎樹脂100部に対しマイクロクリスタリン
ワツクスを５部添加した組成（Ｂ組成とする）も
実験に用いた。 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℃として電着法で供試鋼板
に塗布した。塗布後、水洗したのちブロア乾燥を
おこなつた。乾燥後の膜厚は１μｍ，３μｍ，５
μｍとした。 ２ 補助潤滑剤 (イ) 水 工業用水を20〜25℃で使用して圧延ロールの材
料かみ込み口にスプレーした。 (ロ) 水溶性、水分散性の潤滑剤 工業用水に溶解又は分散させて20〜25℃で使用
して圧延ロールの材料かみ込み口にスプレーし
た。 (ハ) エマルジヨン油 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３％エマルジヨンにして30
〜40℃で使用した。エマルジヨン油を循環させな
がら圧延ロールの材料かみ込み口にスプレーし
た。 (5) 圧延スケジユール 表１に示す圧延スケジユールで各々の潤滑条件
における圧延をおこなつた。

【表】 ３ 性能評価法 (1) スケール剥離 次の二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
ケジユ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
にスケール層も微粉化して延伸するので、次の式
で剥離率を求めた。

【表】 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。 (2) 潤滑性能（〓圧延荷重） 表１の圧延スケジユールにおいて、各パス毎の
全荷重をロードセルで測定し、実測板厚と合わせ
て単位重量当たりの全圧延動力（TEP）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の圧延スケジユールで各々の潤滑条件毎に
300枚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
疵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からわかるように本発明によりス
ケールつきの熱延鋼板を、そのまま直接冷間圧延
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つ
た。

【表】

【表】 なお本発明法で圧延した鋼板は次いで連続焼鈍
又はバツチ焼鈍を行う。連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、また必要があれば化
学的又は機械的なデスケーリングを行うことによ
り清浄な最終製品鋼板が得られる。又バツチ焼鈍
した場合についても焼鈍後、連続焼鈍の場合と同
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間圧延された、スケールが付着したままの
   鋼板を酸洗することなく直接冷間圧延するに際
   し、カルボキシル基を水可溶基とする水溶性樹脂
   化合物を主成分とする組成物を冷間圧延に先立つ
   て塗布し、次いで、水、エマルジヨン圧延油、水
   溶性若しくは水分散性潤滑剤のうちの少なくとも
   １種以上を供給して冷間圧延することを特徴とす
   る熱延鋼板の無酸洗冷延潤滑法。 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記載の熱延鋼板の無酸洗冷延潤滑
   法。 ３ カルボキシル基を水可溶基とする水溶性樹脂
   化合物を主成分とする組成物中に潤滑剤として油
   脂、脂肪酸、高級アルコール、多価アルコール脂
   肪酸エステル、ワツクス、金属石鹸、高分子樹脂
   粉末の１種又は２種以上を添加分散させる特許請
   求の範囲１記載の熱延鋼板の無酸洗冷延潤滑法。