JPS6341646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高圧下冷間圧延法、特に圧延潤滑性能
の優れた冷間圧延方法に関する。 鋼板の連続冷間圧延は、プレス加工、鍛造、切
削、引抜きなどの金属塑性加工と全く異なつた塑
性変形機構並びに潤滑機構に属しており、実際の
作業では所謂冷間圧延油の適用によつてその目的
が達成されて来た。そして、鋼ストリツプの圧延
はタンデム圧延あるいはレバース圧延にしろ、せ
いぜい１パス当り30〜40％、もしくはそれ以下の
圧下率で圧延されているのが現状である。しかる
に近年、鋼ストリツプの一貫生産プロセスとして
生産性向上、品質向上、設備費および消費エネル
ギーの低減などを目的として、圧延原板厚みの増
大や１パス当りの圧下率の増大に関する技術開発
が注目されるに至つている。そのうち、最も実用
性の大きい圧延法として、異周速ワークロールあ
るいは異周速異径ワークロールもしくは70〜450
mm程度の小径ワークロールを使用した冷間圧延
が、従来の冷間圧延に較べて小さい圧延荷重で１
パス当り50％以上あるいは70％に達する高圧下率
の冷間圧延が可能であることが知られて来た。 上記の圧延は高圧延率であることから従来の圧
延に比べて、ロールと被圧延鋼板とで形成される
接触弧長が大きいこと、かみ込み角度が大きくな
ること、更に異周速圧延の場合は上下の圧延中立
点が同一位置に存在せず低速ロール側では入口側
に、高速ロール側では出口側にかたより、鋼板と
ロール表面とのすべり方向は上下で異なる特色を
有している。このため従来の圧延潤滑方式を採用
すると、中立点を所定の位置に保持することが困
難で安定した圧延が不可能であり、その結果はげ
しいチヤタリングが発生したり、ロール表面や圧
延材表面にはげしいヒートスクラツチを発生す
る。従つて、圧延鋼板の疵による表面品質の低下
とロール寿命の低下をもたらし前後張力のコント
ロール技術やストリツプ破断を防止するための作
業管理のむずかしさなどの諸点を勘案すると、上
記異周速大圧下冷間圧延を広く工業的に成功させ
るためには、適用する潤滑皮膜の性状如何にかか
つていると言える。 かかる観点から本発明者らは種々検討を重ねた
結果、１パス50％以上の高圧延率で冷間圧延する
場合、特にこれが異周速ロール圧延の場合および
原板厚さが大きい場合は、安定した冷間圧延を可
能とする方法として、冷間圧延を行う前に予め、
鋼板表面にリン酸塩皮膜の如き化成皮膜を形成さ
せてから圧延油や水溶性圧延液の存在下で圧延す
ればヒートスクラツチもなくチヤタリングもない
圧延が容易に可能であることを知見した。リン酸
塩皮膜は鉄系リン酸塩皮膜、亜鉛系リン酸塩皮
膜、マンガン系リン酸塩皮膜亜鉛にカルシウム、
コバルト、ニツケルなどを含有したリン酸塩皮膜
のいずれでもよいが、目付量は0.1〜10ｇ／m²程
度が圧延によつて生ずる鋼板表面積の増大に追随
する必要上好ましい。10ｇ／m²以上になると場合
によつては、皮膜の一部がロール表面にビルドア
ツプすることがあり、また経済的見地からしても
10ｇ／m²以下が好ましい。例えば３ｇ／m²の目付
で70％の圧延率で圧延したところ、安定な圧延が
出来、圧延後の鋼板表面には均一な皮膜が残留し
ていた。勿論ロール表面も疵の発生は認められな
かつた。0.1ｇ／m²以下では被覆が不十分で効果
を十分に発揮できない。 本発明圧延法はこのように予め鋼板表面上に化
成皮膜を形成することにより、工業的に圧延パス
回数の大巾な減少やタンデム圧延機のスタンド数
の減少、さらには歪速度の増大による最終成品の
機械的性質の向上を実用化することを可能とし、
鋼板製造上大きな経済的効果を達成せんとするも
のである。 使用する圧延油は、鉱物系、油脂系いずれの油
でもよく、その供給方式はダイレクト方式又はリ
サーキユレーシヨン方式を適用すればよい。ただ
し、より安定な圧延作業を求める時、例えば原板
の厚さを大きくとる必要があるときあるいは前後
のテンシヨンを大きくとり難いときなどに安定し
た圧延作業を維持するには、40℃の粘度を15cSt
以下とした圧延油を使用することが望ましい。こ
の場合40℃で15cSt以下であれば、鉱油系でも油
脂系でもよい。また、上述のエマルジヨンタイプ
の圧延油以外でも、水溶性圧延液を使用しても同
様に安定な圧延が可能となる。水溶性圧延液とし
ては、アルキルアルコールポリエチレンホスフエ
ート、アルキルフエノールポリオキシエチレンホ
スフエート、アルキルアルコールポリエチレンア
シドホスフエート、アルキルフエノールポリエチ
レンアシドホスフエート、アルキルアルコールポ
リエチレンホスフアイト、アルキルフエノールポ
リエチレンホスフアイト、アルキルポリエチレン
水素ホスフアイト、アルキルフエノールポリエチ
レン水素ホスフアイトなどの水溶性リン酸或は亜
リン酸のエステル類の一種或は２種以上を主成分
とし、これに活性剤、アルカノールアミン類、防
錆剤、消泡剤、水溶性ポリマー等を添加してもよ
い。これらの１〜10％、水溶液を圧延クーラント
として使用する。 本発明の方法の特長の一つは、圧延によつて発
生する小鉄粉量が従来法に較べて大巾に少いこと
で同時に圧延ロールの摩耗量も小さい。従つて同
一圧延量に対し循環使用される圧延油エマルジヨ
ン式は水溶性圧延液の発生鉄粉による汚染も極め
て小さいことである。また圧延によつて剥離され
る化成処理皮膜の一部は、従来の圧延で発生した
鉄粉に較べて表面エネルギーが小さいために、圧
延油エマルジヨンや水溶性圧延液に混入した時鉄
粉が形成するような安定な複合エマルジヨンを形
成することがないために、容易に分離して、所謂
圧延油スカムを生成することが少ない。 また、前述のリン酸塩皮膜と同様に、圧延する
前に予め鋼板表面にしゆう酸塩皮膜を形成せしめ
て、圧延油式は圧延液の存在下で高圧下圧延を行
つた所、リン酸塩皮膜と同様な効果が認められ
た。特にしゆう酸塩皮膜形成後圧延を行う場合
は、リン酸塩皮膜の場合に較べて更につぎの特長
が認められた。即ち、圧延後鋼板表面に残留した
しゆう酸塩皮膜は圧延の次の効程である連続焼鈍
工程での燃焼ガスによる加熱初期において輻射熱
の熱吸収効率が従来の冷延鋼板に較べて50％以上
も向上することと、更には、鋼板温度が、500℃
前後に昇温した時に、しゆう酸塩皮膜は速かに熱
分解してFeOとCO₂とCOに分解することである。
従つて、しゆう酸塩皮膜を形成して冷間圧延した
場合は使用する圧延油を焼鈍で揮散しやすいもの
としておけば、脱脂工程を経過せずに、連続焼鈍
すればカーボン汚れのない且つ付着鉄粉の少ない
焼鈍鋼板が得られる。 つぎに化成皮膜を形成せしめる工程について説
明する。熱延板を酸洗、シヨツトブラスト或は液
体ホーニングなどによつて脱スケールして後すみ
やかに化成処理する。液体ホーニングの場合は、
液浴中に化成処理液を使用することも可能であ
る。酸洗の場合は、酸洗後鋼板表面をブラツシン
グなどを行つて表面調整すれば、化成処理による
皮膜形成は順調に進行する。化成処理は通常鋼板
成品に使用される方法即ち、スプレー法や浸漬法
或は両者の組合せが採用されるが、電解法（陰
極、陽極、交流のいずれでもよい）を採用すると
短時間処理が可能となり、冷間圧延の前工程とし
て好都合である。液体ホーニングと化成処理を同
時に行う場合はホーニング砥粒は化成処理液で浸
食されない材料を選択する必要がある。 リン酸塩或はしゆう酸塩皮膜の目付量は50％以
上の高圧下圧延によつて生ずる鋼板表面積の増大
に追随するためには0.5ｇ／m²以上が好ましくま
た10ｇ／m²以上となると、経済的に損失であると
同時に、冷間圧延の前工程としては化成処理に時
間がかかりすぎて工程的に無理が生じ易い。ま
た、圧延ロールに、時として、その一部がビルド
アツプすることがある。従つて0.5〜10ｇ／m²が
好ましいことが判明した。 圧延後は従来の電解脱脂工程をとれば化成皮膜
は容易に除去される。例えば圧延前原板が3.2mm
で２パス圧延によつて0.4mmの圧延板が得られた
時、原板に２ｇ／m²のリン酸亜鉛皮膜を形成した
時、圧延後の鋼板表面に0.12ｇ／m²のリン酸塩皮
膜が残留していた。従来のアルカリ性電解樹脂ラ
インを経た鋼板表面には、リン酸塩は殆んど残留
していなかつた。また脱脂工程を経ずに箱焼鈍す
る際、比較的高温で焼鈍すると所謂焼付現象を生
じ成品歩留減少をもたらす。本発明の方法による
と圧延後に残留したリン酸塩皮膜は、箱焼鈍の際
の良好な焼付防止効果を示すので圧延時に巻取り
張力を大きく取ることができ、また、鋼板の粗度
を小さくしてもリン酸塩皮膜が付着したまゝで箱
焼鈍すれば焼付現象を防止出来る。 実施例 １ 熱延板1.6mm厚さ、幅５mmを液体ホーニングし
て表面洗浄後直ちにリン酸塩処理した。浴温60
℃、浴組成はZn²⁺3ｇ／、Ca²⁺3ｇ／、
PO₄ ^3-7.8ｇ／、NO₃ ⁺11.5ｇ／、NO₂ ⁺0.08
ｇ／であつた。10秒処理後の鋼板上にはリン酸
塩皮膜1.0ｇ／m²が形成され、Zn／Caの重量比は
１：１であつた。これに＃60スピンドル30部、牛
脂脂肪酸メチルエステル65部、オレイル水素ホス
フアイト５部、フエノール系酸化防止剤0.5部、
スルビタンモノオレエートポリエチレンオキシド
３部からなる40℃の動粘度9.8cStの圧延油をミク
ロンオイラーで１ｇ／m²あて鋼板表面に塗布し
た。次いで同一油の５％エマルジヨンを噴射しな
がら、上下200mmφの高圧下異周速圧延ロールを
用い、上下ロール周速比１：1.5で70％の圧延を
行つた。その他の圧延条件と圧延時の挙動、ロー
ルの損傷状況などを表１No.１に示す。 比較例として、同一鋼板を酸洗して従来の圧延
油として牛脂90部、ラウリン酸５部、トリクレジ
ルフオスフエート３部、αフエノールアミノナフ
タリン１部、ソルビタンモノオレエートエチレン
オキシド４部からなる40℃の動粘度44cStの圧延
油を１ｇ／m²あて鋼板表面に塗布し、同一油の５
％エマルジヨンを噴射しながら上記と同一条件で
70％の圧下率で圧延した場合に例を表１のNo.３に
示す。また、比較例のNo.４としてNo.３の圧延油だ
けを本発明のNo.１と同一とした場合を表１に示
す。

【表】

【表】 実施例 ２ 熱延板1.6mm厚さ、幅５mmを塩酸塩処理して脱
スケール水洗後直ちにしゆう酸塩処理した。しゆ
う酸塩浴温80℃、20秒浸漬処理によつて１ｇ／m²
のしゆう酸塩皮膜を得た。実施例１と同じ圧延条
件を用いて、70％の圧下率で圧延した。圧延条件
と圧延時の挙動を前記表１のNo.２に示す。また下
記表２に500℃における放射率を示す。

【表】

【表】 これによつて連続焼鈍時の加熱において輻射方
式による間接加熱の場合は特に、燃焼ガスによる
直接加熱においても輻射熱による熱吸収が大巾に
向上して、加熱効率を高める。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークロールの周速比を1.0／1.5以下の異周
   速として１パス当たり50％以上の圧下率で鋼板を
   冷間圧延するに際し、予め鋼板表面に0.1〜10
   ｇ／m²の目付量のリン酸塩皮膜あるいはしゆう酸
   塩皮膜を形成せしめ、しかる後に40℃における動
   粘度が15cSt以下である圧延油を適用して圧延す
   ることを特徴とする高圧下冷間圧延法。