TWI269676B - Method of supplying lubricant for cold-rolling - Google Patents

Description

1269676 九、發明說明： L 明所屬 領 技術領域 本發明係有關於一種可提高具有金屬材料的滾乾機、 5特別是具有4座以上的冷軋機群的連續冷軋機的生產性及 油單位之乳化性潤滑油供給方法。

背景技術 於藉由乳化性潤滑的連續冷軋中，已知被供給至各機 10座入側的滚軋材或滾輪的乳化性潤滑油油水分離，藉由形 成於滾輪工具入口部的楔型的效果，黏度比水高的油主要 被引入滚輪工具，於滾輪與滾軋材之間形成油膜。再者， 以下，將供給至滾輪或滾軋材的潤滑油油水分離，並展開 附著的現象稱為析出現象(plate_out)。 15 一般而言，藉由楔型的潤滑油的弓丨入效果，會隨著滾 軋速度的提高而顯著地提高。因此，於低逮的前段機座中， 摩擦係數變大，於高速的後段機座中，摩擦係數變小。由 於摩擦係數變大時，產生被稱為熱刻痕的膠著喊的可能 性變高’摩擦係數過小時，則產生騎而麵械的原因， 2〇故於冷軋中將摩擦係數控制於適當的範圍就成為-重要的 問題。 又，於進行連續冷軋的一個滾軋工廠中，通常大多使 用1種龍油(例如基油、乳化濃度、溫度等被一定管理）。 於八有種以上的潤滑油槽的滾軋工廠中，可改變潤滑油基 1269676 油或乳化濃度等’因為可實現例如於前段機座與後段機座 中分別使用潤滑油等方法，故可有利地進行冷軋中之摩擦

係數的適當範圍控制。 T 、於只具有一個槽的滾軋工廒中，不可能進行此種潤滑 5 /由的分別使用，又，於新增設槽上因為需要投資設備，故 雖然亦與該滚軋工薇的滾軋種類構造有關，但對於全部的 滾軋種類，於現存設備下要使滾軋工廠的能力完全地發 φ 揮，且將全部滾軋機座的摩擦係數保持於適當範圍下有其 困難性。 10 用以解決此種起因於滾軋的潤滑的問題之發明，至今 有各種被提出。再者，於使摩擦係數增加上，因為藉由使 乳化性潤滑油的供給量減少或使乳化濃度減少，於技術上 及成本上都可較輕易實現，故於過去主要開發出用以使析 出量增加而使摩擦係數減少之方法。其中，藉由控制喷嘴 15的供給壓力等，使摩擦係數減少，將摩擦係數保持於適當 Φ 範圍的發明有如下例。即，於日本特開平7-009021號公報 中’揭露一種於添加凝集劑後，將喷嘴壓力規定於5kg/cm2 以上、15kg/cm2以下（〇.5MPa以上、1.5MPa以下）之發明。 又，於日本特開2001-269710號公報中揭露一種規定乳化的 — 2〇 粒徑、喷嘴位置及喷嘴壓力之發明。該等發明，明白而言， 係藉由使噴嘴壓力增加，使動能增加，而使潤滑油朝滾軋 材的附著效率提高者。又，附著於滾軋材的潤滑油因為油 水分離後，被朝滾輪工具内導入，故朝滾軋材的析出量若 變多，認為導入油量亦會增加。 1269676 【發明内容】 發明揭示 第1圖係顯示近年來生產量逐漸增加的高強度鋼板的 、軋中的摩擦係數的適當範圍與普通鋼板相比較之模式 圖。南強度鋼板因為具有硬且容易膠著的特性，故於高速 滾軋時，必須將其控制於不會產生膠著的小的摩擦係數。 另一方面，普通鋼與高強度鋼板相比較，不易產生膠著， 由於於高速滾軋時使摩擦係數過度減少時，有因過多濁滑 產生滑動之危錄，故必須將雜健設定於比高強度鋼

10 15 州丨y、n、、、㈡不荷開干γ_〇〇9〇2ΐ號公 報及日本特開細簡1G號公報中記載的發明之過去^ =範圍内，使用過去的潤滑油時所能取得的摩擦係數的 犯圍。過去的騎油，由於配合普通鋼的條件而開發，故 圖可知’於滚軋高強度鋼板時，為了使其於過去油的 摩擦係數範_，必須進行經_滾軋速度的滾軋。 本發明者們雖然已開發 鋼板的滾軋之滾乾f%，所不的考量到高強度 法實現並、 "η S於至今的作業範圍内，仍益 法實現9通鋼與高強度鋼板 …、 進而，要求摩擦係數範圍的向=:擦係數範圍， 實現適合普_的雜佩。祕，4可於高速滾乳時 因此，本發明之目的係接 法，該冷軋之潤滑油供給方種冷軋之潤滑油供給方 的種類，以1種_滑油(私w此種狀況下’不管滾軋 由、乳化濃度、溫度等為一定） 20 1269676 實現由低速域至高速域的滾軋，且可避免滾軋問題，實現 高生產性，同時使潤滑油單位提高。

於過去的連續冷軋中，係以將乳化性潤滑油以喷嘴朝 滾輪或滾軋材供給之方法為主流，進行各種用以使摩擦係 數減少的發明，但本發明所致力的問題因為係高速滾軋時 的潤滑過多的問題，故相反地必須使摩擦係數增加。本發 明者們’首先，於上述使摩擦係數增加之方法中，嘗試藉 由改變供給量，而實現適合普通鋼的摩擦係數範圍。再者， 潤滑油槽由於只有1個，故於改變乳化濃度時由於會對全部 的機座帶來影響，故必須避免改變濃度，實驗亦不進行。 於使潤滑油的供給量減少時，雖然摩擦係數增加，可 進入普通鋼的適當範圍内，但是由於寬度方向的潤滑油供 給變得不均勻，於潤滑油的供給較少的部份產生發熱，部 伤地成長熱冠頂(thermal_crown)，產生引起形狀混亂之問 通故了知無去採用此改變供給量之方法。 《經檢討其他使摩擦係數增加之方法，結果本發明者們 發現’藉自使崎油供时嘴的配管壓力增加，可得到高 速滾軋時的摩擦係數向上彈性之方法。本發_基於此新 的發現而完成者，其要旨如下所述。 (1) 一種冷軋之潤滑油供給方法， ’係於各滾軋機座入側

1269676 過多的滾軋機座的潤滑噴嘴壓力姐5嫩以上…面將前 述潤滑油直接噴射供給至該機座㈣軋工具入口。 ⑺如上述⑴之冷軋之潤丨腎油供給方法，係於各前述滾 幸L機座配置複數對由低壓力用喷嘴及高壓力用喷嘴構成一 5對_滑喷嘴，同時於各前述滾軋機座使用低壓力用喷嘴 或间壓力用喷嘴中的一者或二者，以在使用前述預定的乳 化险潤⑺油時達成依照各滾軋機座的滾札速度所需要的潤 ^ 滑條件。 (3)如上述⑴或⑺之冷軋之潤滑油供給方法 ，係調整於 =機座使用的財対個數，則_伴卩絲前述潤滑喷嘴 壓力的控制之潤滑油供給量的增減。 、 ()如上述(1)或(2)之冷乳之潤滑油供給方法，係使用即 使進行前述潤滑噴嘴壓力的控制，亦可將潤滑油的供給量 控制於一定之潤滑喷嘴。 15 (5)如上述⑴或(2)之冷軋之騎油供給方法，係於作為 • 被滚軋材之前述金屬板帶的上下面分別控制前述潤滑噴嘴 明之潤滑油供給方法，可不拘滾軋種類，以1種 _=油實現由低速域至高速域的滾，且可避免滾㈣ 遺，實現兩生產性，同時圖謀潤滑油單位的提高。 圖式簡單說明 並第1圖係顯示作為滾札種類的代表例之高強度鋼板與 普通鋼的摩擦係數之適當範圍之模式圖。 第2圖係顯示於—般的作f範圍下，過去油能獲得的摩 20 1269676 擦係數範圍與各鋼種的適當摩擦係數範圍之模式圖。 第3圖係顯示於高強度鋼板用開發油的一般作業範圍 下能獲得的摩擦係數範圍與各鋼種的適當摩擦係數範圍， 以及用以實現各鋼種的適當摩擦係數範圍之高速滾軋時的 5 摩擦係數向上彈性之模式圖。 第4圖係顯示摩擦係數與潤滑噴嘴壓力之關係之圖。 第5(a)圖係模式地顯示用以將本發明之滾軋方法以現 有設備實現的喷嘴個數增減方法之一例，即經減少喷嘴個 數之狀態之平面圖。 10 第5(b)圖係模式地顯示用以將本發明之滾軋方法以現 有設備實現的喷嘴個數增減方法之一例，即減少喷嘴個數 前之狀態之平面圖。 第6圖係模式地顯示於本發明之實施例中使用的實驗 滾軋機之圖。 15 第7圖係模式地顯示本發明之以低壓用噴嘴與高壓用 喷嘴成對配置的潤滑喷嘴配置之圖。 【實施方式1 發明之較佳實施形態 本發明者們，進行使用精製棕櫚油之滾軋實驗，計算 20 滾軋中的摩擦係數。結果可明白，即使潤滑油的供給量為 一定，於過去所使用的潤滑喷嘴壓力以上的高壓中，隨著 潤滑喷嘴壓力的增加，摩擦係數亦增加（參照第4圖）。，於 第4圖中雖然顯示精製棕櫚油的結果，但以其他實際上使用 的動物油、合成酯進行相同實驗後，雖然有摩擦係數上的 10 1269676 大小，但於開始具有效果的壓力上幾乎沒有改變，為0.5MPa 以上。於此，潤滑油不供給至單獨的滾軋材或滾輪，而是 採用朝滾輪工具入口直接喷射供給之方法。 雖然如上所述地供給至滾輪或滾軋材的潤滑油油水分 5 離，但已知易分離的潤滑油容易使摩擦係數減少，適合高 速滾軋。相反地，藉由妨礙油水分離，可使潤滑性惡化。 實際上，已知進行高速滾軋時，潤滑油的導入油量減少， 有使摩擦係數增加之情形，又，於高速滚軋時，於形成於 滾輪工具入口部的油積存處產生亂流，朝滾輪工具的導入 10 油量減少亦為原因之一。比較檢討此發現及第4圖的結果， 於一定供給量下使潤滑喷嘴壓力增加時摩擦係數會增加， 認為係因為於滾輪工具入口部產生亂流，朝滾輪工具的導 入油量減少所故。如上所述，於本發明中，因為若不產生 亂流，導入油量亦不會減少，故將潤滑油朝滾輪工具入口 15 直接喷射進行供給為必要條件。 於(2)記載之本發明中，要件之一係於各滾軋機座配置 複數對的潤滑喷嘴，該潤滑喷嘴以低壓力用喷嘴及高壓力 用喷嘴之2種喷嘴成對，藉此，可一面分別使用前述2種喷 嘴，一面滿足依照各滾軋機座的滾軋速度所必要的潤滑喷 20 嘴壓力。第7圖係模式地顯示以高壓用喷嘴5a與低壓用喷嘴 5b成對配置的潤滑喷嘴配置之圖。於此，所謂的低壓力用 喷嘴係指過去以來一般使用的喷嘴。又，低壓力用喷嘴與 高壓力用噴嘴的壓力範圍宜於中間壓力領域重複，藉此， 於中間壓力領域的移動可變得平滑。此時，關於中間的潤 11 1269676 滑喷嘴壓力，可使用任何一者，使用低壓力用喷嘴與高壓 力用喷嘴之兩喷嘴滿足必要的潤滑條件亦玎。依此〇記載 之本發明，因為只要由既存的滾軋設備的喷嘴配置中將一 半的喷嘴改成高壓力用噴嘴即可，可抑制設備投資。 5 以下，"兒明記載之本發明。如上所述，由第4圖等 的發現已知藉由使潤滑噴嘴壓力增加，可使潤滑性朝惡化 方向移動，避免潤滑過多，但藉由使潤滑喷嘴壓力增力:， 連潤滑油的供給量亦會增加，有潤滑油的利用率惡化之問 題。又，潤滑油供給量增加，因為會使潤滑性提高，故亦 10會與潤滑性的惡化相抵銷。因此，即使使喷嘴配管壓力增 加，亦必須將供給量保持於一定。欲採用的使潤滑喷嘴的 使用個數減少的方法即於(3)記載的本發明（參照第5⑷圖、 第5(b)圖）。即，第5⑷圖、第5⑻圖係顯示用以實現本發明 之(3)記載之滾軋方法之噴嘴個數增減方法之一例，第5(幻 15圖係模式地顯示經減少喷嘴個數之狀態之平面圖，第5(b) 圖模式地顯示減少喷嘴個數前之狀態之平面圖，丨係工作滾 輪，4係滾軋材，5係潤滑喷嘴，6係潤滑喷嘴配管。再者， 一般而言，潤滑喷嘴的個數因為受限，僅可階段性地控制， 但因為可照舊使用既存設備，故不需要設備投資，成本低。 20 以下，说明（4)記載之本發明。若使用進行設備投資且 附加向功能的潤滑噴嘴，於使潤滑噴嘴壓力改變時亦可將 潤滑油的供給量保持於一定。於此高功能噴嘴中，例如潤 滑喷嘴壓力與供給量因為可藉由喷嘴的吐出口徑而決定， 故藉著使用喷嘴吐出口徑可於線上自由控制的潤滑喷嘴，

(S 12 !269676 可得到上述效果。 以下，說明（5)記載之本發明。雖說將潤滑油直接噴射 供給至滾輪工具入口，但因為亦有由滾輪流下至板帶下面 之情形，使板帶的上下的潤滑狀態不相等，故於上下面分 5 別控制壓力，效果較好，為較佳實施形態。 如上所述，依本發明，可以高壓將潤滑油供給至滾輪 工具，可不拘滾軋種類(鋼種），實現適當的摩擦係數，亦不 會有滾軋問題，可達成高生產性及提高油單位。 再者，成為本發明對象的滾軋板的金屬種類，除了鋼 10 之外，可為鈦、鋁、鎂、鋼等金屬及其等各種合金。 (實施例1) 為了確認本發明之效果，改變潤滑喷嘴壓力，進行鋼 捲滾軋實驗。於實驗中使用第6圖所示的實驗滾軋機。la、 lb係工作滾輪，2a、2b係中間滾輪，3a、3b係備用滾輪，4 15 係滾軋材，板寬300mm的普通鋼，壓下率設定於11%(將板 厚由0.25mm朝0.2mm減厚）。5係潤滑供給喷嘴，工作滾輪 直徑為300mm，中間滾輪直徑為360mm，備用滾輪直徑為 600mm。潤滑油係使用以於槽加熱至60°C的精製棕櫚油作 為基油的13%乳狀液。讓滾軋速度由500m/min—直增加， 20 至最高滾軋速度1800m/min為止。於滾軋速度1200m/min以 下時，潤滑喷嘴壓力為〇.3MPa，於1200m/min以上時為 〇.8MPa。此時，潤滑油供給量於0.3MPa時，為約30升/min， 於0.8MPa時，為約70升/min。於滾軋後，將鋼捲捲繞，觀 察表面，進而由實際測量的前滑率（forward slip)及荷重求出 13 1269676 摩擦係數，經確認摩擦係數由約0.03，隨著變得高速而若 干減少，但不產生滑動。 接著’比較例係於低速域且設定於壓力〇.3MPa下，不 改變壓力地進行相同滾軋，經確認於滚軋速度15〇〇m/min 5 時產生滑動。 (實施例2) 為了於改變潤滑噴嘴壓力時將總供給量保持於一定， 以以下各種潤滑供給方法進行滾軋，即：⑴藉由使所使用 的喷嘴個數減少之潤滑油供給方法（參照第5圖）、⑴)於改變 10潤滑喷嘴壓力時使噴嘴的潤滑油吐出口徑改變之潤滑油供 給方法及(iii)使用成對的低壓力用噴嘴及高壓力用喷嘴的 潤滑喷嗔之潤滑油供給方法。其他條件與上述實施例丨的條 件相同。於上述⑴的潤滑油供給方法中，預先調查潤滑嘴 嘴壓力與供給量的關係，於使潤滑噴嘴壓力增加時，如第5 15圖所示，令喷嘴的供給於板寬方向左右均等地停止。於上 述（iii)的潤滑油供給方法中，於低壓力用喷嘴使用可以 0.6MPa以下的壓力使用的喷嘴，於高壓力用喷嘴使用可以 0.3MPa以上的壓力使用的喷嘴。於中間領域使用高壓力用 喷嘴。不論哪一種情形，皆與上述實施例丨的實驗相同地， 20 至1800m/min都不產生滑動。 接著，比較例係以以下各潤滑油供給方法滾軋，即： (iv)不改變使用的喷嘴個數之供給方法、（灼不進行喷嘴的潤 滑油吐出口徑控制之供給方法及(vi)即使高速亦使用低壓 力喷嘴之供給方法，於(lv)、（v)之潤滑油供給方法中，潤滑 14 1269676 油消耗單位惡化，變成使用1.2〜1.4倍的潤滑油。又’於(vi) 的潤滑油供給方法中，因為僅將潤滑喷嘴壓力上升至 0.6MPa，故於1400m/min產生滑動。 (實施例3) 5 於實施例1、2中，敘述以被滾軋材的上面為基準控制 的實施例。於此，於實施例2之(ii)的條件、即為了將改變 潤滑喷嘴壓力時的潤滑油供給量保持於一定，而控制喷嘴 的潤滑油吐出口徑之方法下，進一步於被滾軋材的上下面 進行分別的潤滑油供給控制。 10 於被滾軋材的下面，由於喷嘴喷射出的潤滑油會因重 力落下，與原本被滾軋材的上面相比，容易產生潤滑不足’ 不易產生滑動，故藉由（xi)使被滾軋材下面的潤滑喷嘴壓力 減少之潤滑油供給方法及(xii)使被滾軋材下面的潤滑喷嘴 壓力減少，同時潤滑油供給量亦減少之潤滑油供給方法’ 15調查潤滑喷嘴壓力減少的可能範圍及潤滑油單位削減幅 度。結果，可知於上述(xi)之潤滑油供給方法中，不需要被 滾軋材上面般的潤滑喷嘴壓力，可以現有的既設幫浦對 應，於上述(xii)之潤滑油供給方法中，與實施例2相比較， 潤滑油單位可削減1成。 20 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示作為滚軋種類的代表例之高強度鋼板與 普通鋼的摩擦係數之適當範圍之模式圖。 第2圖係顯示於一般的作業範圍下，過去油能獲得的摩 擦係數範圍與各鋼種的適當摩擦係數範圍之模式圖。 S) 15 1269676 第3圖係顯示於高強度鋼板用開發油的一般作業範圍 下能獲得的摩擦係數範圍與各鋼種的適當摩擦係數範圍， 以及用以實現各鋼種的適當摩擦係數範圍之高速滾軋時的 摩擦係數向上彈性之模式圖。 5 第4圖係顯示摩擦係數與潤滑喷嘴壓力之關係之圖。 第5(a)圖係模式地顯示用以將本發明之滾軋方法以現 有設備實現的喷嘴個數增減方法之一例，即經減少喷嘴個 數之狀態之平面圖。 第5(b)圖係模式地顯示用以將本發明之滾軋方法以現 10 有設備實現的喷嘴個數增減方法之一例，即減少喷嘴個數 前之狀態之平面圖。 第6圖係模式地顯示於本發明之實施例中使用的實驗 滾軋機之圖。 第7圖係模式地顯示本發明之以低壓用喷嘴與高壓用 15 喷嘴成對配置的潤滑喷嘴配置之圖。 【主要元件符號說明】 1...工作滾輪 3b...備用滾輪 la…工作滾輪 4...滾軋材 lb...工作滾輪 5…潤滑喷嘴 2a...中間滾輪 5a...高壓用喷嘴 2b...中間滾輪 5b...低壓用喷嘴 3a...備用滾輪 6…潤滑喷嘴配管 16

Claims (1)

1269676 十、申請專利範圍： 1. 一種冷軋之潤滑油供給方法，係於各滾軋機座入側由喷 嘴供給混合滾軋油與水之預定的一種乳化性潤滑油來 進行金屬板連續冷軋中之滾軋潤滑者，其特徵在於：測 5 定或推定潤滑噴嘴壓力，接著一面至少以前述預定的乳 化性潤滑油控制壓力，使容易產生潤滑過多的滾軋機座 的潤滑喷嘴壓力在〇.5MPa以上，一面將前述潤滑油直接 喷射供給至該機座的滾軋工具入口，又，前述潤滑喷嘴 壓力係指潤滑喷嘴配管中的壓力。 10 2.如申請專利範圍第1項之冷軋之潤滑油供給方法，係於 各前述滾軋機座配置複數對由低壓力用喷嘴及高壓力 用喷嘴構成一對的潤滑喷嘴，同時於各前述滾軋機座使 用低壓力用喷嘴或高壓力用喷嘴中的一者或二者，以在 使用前述預定的乳化性潤滑油時達成依照各滾軋機座 15 的滾軋速度所需要的潤滑條件。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之冷軋之潤滑油供給方 法，係調整於該機座使用的潤滑喷嘴個數，以抵銷伴隨 著前述潤滑喷嘴壓力的控制之潤滑油供給量的增減。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之冷軋之潤滑油供給方 20 法，係使用即使進行前述潤滑喷嘴壓力的控制，亦可將 潤滑油的供給量控制於一定之潤滑喷嘴。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項之冷軋之潤滑油供給方 法，係於作為被滾軋材之前述金屬板帶的上下面分別控 制前述潤滑喷嘴壓力。 17