JPH038510A - アルミニウム熱間圧延における潤滑方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、アルミニウム材を圧延機で熱間圧延する際の
潤滑方法に係り、特に潤滑性能の向上を図るための技術
に関するものである。

（背景技術） アルミニウム熱間圧延においては、潤滑効果と冷却効果
を得るために、潤滑剤を乳化剤と共に水と混合した水溶
性のエマルジョンが圧延油として使用されている。そし
て、その圧延油エマルジョンの油性成分である潤滑剤に
は、一般に、潤滑性向上剤としての働きをする脂肪酸や
エステル等の添加剤がベース油に添加されて調製された
ものが用いられている。

ところで、アルミニウム熱間圧延においては、一般に、
上述のような圧延油エマルジョンが、圧延スタンドに噴
き掛けられることにより、或いはかかる圧延スタンドへ
の圧延油エマルジョンの噴き掛は操作と同時に、その圧
延スタンドの上流側において、被圧延アルミニウム材に
圧延油エマルジョンが直接噴き掛けられることにより、
圧延の際の潤滑が行なわれている。

而して、このようなアルミニウム熱間圧延の潤滑におい
ては、ワークロールや被圧延アルミニウム材の表面に形
成される油性膜が潤滑性能に大きな影響を及ぼすことが
知られており、潤滑性能を高めて圧延製品の生産性や表
面品質の向上等を図るためには、それらワークロールや
被圧延アルミニウム材の表面における油性膜の生成の安
定化を図ることが有効であることが知られている。そし
て、ワークロール表面における油性膜の生成の安定化を
図るには、圧延油エマルジョンの濃度を高めて、ワーク
ロール表面に対する圧延油エマルジョンの油性成分の付
着性を高めることが有効であることも知られている。

ところが、圧延油エマルジョンの濃度を高めて、ワーク
ロール表面における油性膜生成の安定化を図り、それに
よって圧延の際の潤滑性能の向上を図ることは、潤滑機
能を高めるために潤滑剤に添加される脂肪酸やエステル
等の添加剤が水に溶は難く、圧延油エマルジョンの濃度
を高めること自体が困難であるといった問題があること
・や、圧延油エマルジョンの濃度を高めると圧延油の冷
却性能がその分低下して、焼付きが生じ易くなるといっ
た問題があることなどから、ある程度以上は期待できな
いのが実情である。

一方、被圧延アルミニウム材の表面における油性膜の生
成については、次のような理由から、殆ど期待できない
のが実情であり、それ故、被圧延アルミニウム材表面に
おける油性膜の生成に基づく潤滑性能の向上も、殆ど期
待できないのが実情である。

すなわち、アルミニウム熱間圧延における被圧延アルミ
ニウム材の表面温度は、通常、３００°Ｃ以上と高いた
め、被圧延アルミニウム材に圧延油エマルジョンを噴き
掛けると、蒸発した多量の水蒸気によって被圧延アルミ
ニウム材の表面に水蒸気の膜が形成され、その水蒸気膜
によって被圧延アルミニウム材表面への圧延油エマルジ
ョンの直接的な接触が阻害されて、圧延油エマルジョン
の油性成分の被圧延アルミニウム材表面への付着が阻害
されるようになるのである。そして、そのために、被圧
延アルミニウム材の表面には、たとえ圧延油エマルジョ
ンの濃度を高めても、油性膜が殆ど形成され得ないので
あり、従って被圧延アルミニウム材表面における油性膜
の生成に基づく潤滑性能の向上も、殆ど期待できないの
である。

なお、圧延油エマルジョンに代えて油性の潤滑油を被圧
延アルミニウム材に多量に噴き掛けるようにすれば、被
圧延アルミニウム材の表面に油性膜を確実に形成して、
圧延の際の潤滑性能を確実に向上させることができるの
であるが、アルミニウム熱間圧延においては、圧延油エ
マルジョンが繰り返して循環使用されるのが普通である
ため、被圧延アルミニウム材に油性の潤滑油を多量に噴
き掛けるようにした場合には、余分な潤滑油が圧延油エ
マルジョン中に混入して、その圧延油エマルジョン中に
おける潤滑油成分の濃度を高め、圧延油エマルシヨンに
悪影響を及ぼすといった問題があるのであり、それ故、
油性の潤滑油を圧延油エマルシヨンと同様に被圧延アル
ミニウム材に多量に噴き掛ける潤滑手法は、採用するこ
とができないのである。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その解決すべき課題とするところ
は、圧延油エマルジョンの濃度を高めることなく、即ち
圧延油エマルジョンの冷却性能の低下を招くことなく、
また圧延油エマルジョン中への潤滑油の油性成分の過大
な混入を招くことなく、圧延の際の潤滑性能を効果的に
向上させて、圧延製品の生産性や表面品質の向上等を有
利に図ることのできるアルミニウム熱間圧延における潤
滑方法を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題解決のために、本発明にあっては、
圧延スタンド近傍の被圧延材入側に位置する被圧延アル
ミニウム材の少なくとも上側表面に圧縮気体を吹き付け
、該圧延スタンドに噴き掛けられた圧延油エマルジョン
が該被圧延アルミニウム材の上流側に流れ広がることを
防止して、該圧延スタンド近傍の被圧延材入側の被圧延
アルミニウム材の上側および下側表面にそれぞれ水切り
領域を形成すると共に、該被圧延アルミニウム材の上側
および下側表面の水切り領域に、潤滑油をそれぞれ霧状
にして吹き付けて、該被圧延アルミニウム材の上側およ
び下側表面に油性膜をそれぞれ形成し、そしてそれら油
性膜の消失前に、該被圧延アルミニウム材を前記圧延ス
タンドで圧延するようにしたのである。

なお、かかる本発明手法における潤滑油は、潤滑機能を
有するものであれば、油性のものでも、或いは水溶性の
エマルジョンであってもよい。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図には、本発明の実施に用いて好適な潤滑装置を備
えたアルミニウム熱間圧延機の一例が概略的に示されて
いる。そこにおいて、１０は、圧延機の圧延スタンドで
あって、被圧延アルミニウム材であるアルミニウム板材
１２を圧延するための一対のワークロール１４．１４と
、それらワークロール１４．１４の後背に押し付けられ
てそれらワークロール１４．１４に圧下刃を作用させる
ための一対のバックアップロール１６，１６とを備えて
おり、ワークロール１４．１４間にアルミニウム板材１
２を噛み込んで圧延しつつ、図中右方向に送り出すよう
になっている。そして、圧延油圧送管１８に装着された
圧延油噴出ノズル２゜が、かかる圧延スタンド１０の適
所に対応して、アルミニウム板材１２の幅方向にそれぞ
れ多数配列されて設けられており、圧延油圧送管１８を
通じて導かれた所定の圧延油エマルジョンが、それら圧
延油噴出ノズル２ｏから、それぞれ圧延スタンド１０の
対応する部位に噴き掛けられるようになっている。

なお、ここでは、図示されているように、被圧延材入側
において、ワークロール１４．１４およびバックアップ
ロール１６，１６、並びに各ワークロール１４．１４の
アルミニウム板材１２の噛み込み部位にそれぞれ対応す
る状態で、圧延油噴出ノズル２０が設けられており、ワ
ークロール１４．１４およびバックアップロール１６，
１６の各ロール表面、並びにワークロール１４．１４の
アルミニウム板材１２の各噛み込み部位に、それぞれ対
応する圧延油噴出ノズル２０から圧延油エマルジョンが
噴き掛けられるようになっている。

また、ここで、上記圧延油噴出ノズル２０から圧延スタ
ンド１０に噴き掛けられる圧延油エマルジョンとしては
、潤滑機能と冷却機能を併せ備えた従来と同様のもの、
例えば、潤滑性向上剤としての働きをする脂肪酸やエス
テル等の添加剤がベース油に添加されて成る潤滑剤が、
乳化剤と共に水と混合されて調製されたものが採用され
ることとなる。

ところで、圧延スタンド１０の近傍の被圧延材入側の部
位には、アルミニウム板材１２の上面（上側表面）と対
向してアルミニウム板材１２の幅方向に多数配列された
状態で、エアノズル２２が配設されており、圧縮空気導
入管２４を通じて導かれた所定圧力の圧縮空気が、それ
らエアノズル２２からアルミニウム板材１２の上面に吹
き付けられるようになっている。そして、前記圧延油噴
出ノズル２０から圧延スタンド１０に噴き掛けられた圧
延油エマルジョンが、ががるエアノズル２２から吹き付
けられる圧縮空気により、アルミニウム板材１０の上流
側にそれ以上流れ広がらないようにされており、これに
より、ががるエアノズル２２の配設部位に対応した部位
よりも上流側のアルミニウム板材１２の上面において、
乾き状態に近い状態の水切り領域２６が形成されるよう
になっている。

一方、これに対し、圧延スタンド１ｏの近傍の被圧延材
入側のアルミニウム板材１２の下面（下側表面）側には
、上述のようなエアノズルは設けられていない。しかし
、かがるアルミニウム板材１２の下面側においては、ア
ルミニウム板材１２の板面に沿って流れ広がる圧延油エ
マルジョンの流量自体が少なく、アルミニウム板材１２
も圧延スタンド１０側へ常に移動されることがら、圧延
油エマルジョンがアルミニウム板材１２の上流側へ流れ
広がる領域は著しく制限され、その結果、上述のような
エアノズルが特に設けられていなくても、乾き状態に近
い状態の水切り領域２８が圧延スタンド１０の近傍部位
に実現されることとなる。

ここで、アルミニウム板材１２の上下面の上記水切り領
域２６．２８に対応する部位には、圧延スタンド１０側
に可及的に接近して、それぞれアルミニウム板材の幅方
向に多数配列された状態で、噴霧ノズル３０．３２が配
設されている。そして、それら噴霧ノズル３０．３２に
潤滑油導入管３４および圧縮空気導入管３６が接続され
て、圧縮空気導入管３６で導かれた圧縮空気がそれら噴
霧ノズル３０．３２からアルミニウム板材１２の水切り
領域２６．２８に吹き付けられる際、潤滑油導入管３４
を通じて導かれた所定の潤滑油がその圧縮空気中に霧状
に分散されて各噴霧ノズル３０゜３２からアルミニウム
板材１２の水切り領域２６゜２８に吹き付けられるよう
になっている。

なお、上記潤滑油は、潤滑機能を有するものであれば、
油性のものであってもよく、或いは圧延油エマルジョン
と同様の水溶性のエマルジョンであってもよい。

このような圧延機でアルミニウム板材１２を圧延するに
は、各圧延油噴出ノズル２０から圧延油エマルジョンを
噴き出して、圧延スタンド１０の適所に従来と同様にし
て圧延油エマルジョンを噴き掛ける一方、エアノズル２
２から圧縮空気をアルミニウム板材１２の上面に吹き付
けつつ、各噴霧ノズル３０．３２から圧縮空気を吹き出
し、潤滑油を霧状にしてアルミニウム板材１２の上下面
の水切り領域２６．２８に吹き付けるようにする。

圧延スタンドｌＯの適所に従来と同様にして圧延油エマ
ルジョンを噴き掛けるようにすれば、アルミニウム板材
１２を圧延するワークロール１４１４のロール表面に従
来と同程度の安定性をもって油性膜を形成できるのであ
り、ロール表面に形成される油性膜の存在に基づいて、
少なくとも従来と同程度の潤滑性能が得られるのである
。

一方、アルミニウム板材１２の上下面の水切り領域２６
．２８に潤滑油を霧状にして吹き付けるようにすれば、
それが油性のものである場合には勿論、それがたとえ水
溶性のエマルジョンであっても、エマルジョンを構成す
る油性成分よりも水分の方が先に蒸発することから、ア
ルミニウム板材１２の表面に油性成分が好適に付着して
、潤滑機能を備えた油性膜が一時的にせよアルミニウム
板材１２の上下面に安定して形成されるのである。

従って、その油性膜がアルミニウム板材１２の熱で蒸発
したり、炭化したりして消失する前に、アルミニウム板
材１２をワークロール１４．１４間で圧延するようにす
れば、すなわち、アルミニウム板材１２の水切り領域２
６．２８に形成される油性膜がワークロール１４．１４
間で圧延される前に消失しないような潤滑油を採用すれ
ば、そのアルミニウム板材１２の上下面に形成された油
性膜の存在に基づいても、圧延の際の潤滑性能が得られ
るのであり、その分、従来よりも圧延の際の潤滑性能を
向上することができるのである。

そして、本実施例では、このように、圧延スタンド１０
に噴き掛ける圧延油エマルジョンの濃度を高めることな
く、潤滑油を霧状にしてアルミニウム板材１２に吹き掛
けることによって、圧延の際の潤滑性能の向上を図るこ
とができることから、潤滑性能の向上のために圧延油エ
マルジョンの冷却性能の低下を招くことがないのであり
、また、同様の理由により、必要最小限の潤滑油量でア
ルミニウム板材１２の表面に油性膜を極めて安定して均
一に形成できることから、循環使用される圧延油エマル
ジョン中に潤滑油の油性成分が過剰に混入することがな
いのであり、従って圧延油エマルジョン中の潤滑油の油
性成分の濃度が過大に高くなって、圧延油エマルジョン
に悪影響を及ぼすようなことも良好に回避されるのであ
る。

因に、第１図に示すような潤滑装置を備えた圧延機をテ
ストミルにて構成し、潤滑油としてオレイン酸（脂肪酸
）を採用して、噴霧ノズル３０゜３２からオレイン酸を
吹き掛けずに所定のアルミニウム板材を熱間圧延した場
合と、噴霧ノズル３０．３２から２ｇ／ｍ２の割りでオ
レイン酸を霧状にして吹き掛けつつ、そのアルミニウム
板材を熱間圧延するようにした場合とにおいて、それぞ
れの許容圧下率を測定したところ、オレイン酸を吹き掛
けるようにした場合の許容圧下率は４０〜５０％で、オ
レイン酸を吹き掛けない場合の３０〜４０％に比して、
約１０％向上することが認められた。また、噴霧ノズル
３０．３２がらオレイン酸をアルミニウム板材に吹き掛
けるようにした圧延の前後において、圧延スタンド１ｏ
に噴き掛けられる圧延油エマルジョン中のオレイン酸の
濃度を測定したところ、変動が殆どないことが認められ
た。

なお、上述の実施例において、潤滑油として水ｌ性のエ
マルジョンを採用すれば、エマルジョン中の水分が先に
蒸発させられる分だけ、アルミニウム板材１２の表面に
形成される油性膜の消失を遅らせることができるため（
通常は、１〜２秒程度）、油性の潤滑油を用いる場合に
比べて、その分、気化の早い油性成分を採用できるとい
った利点があり、またそのエマルジョンの油性成分に気
化の遅いものを採用すれば、ワークロール１４゜１４で
圧延するまでの期間にその分余裕を持たせ得るといった
利点が得られる。また、そのように、潤滑油として水溶
性のエマルジョンを採用した場合には、上述のように、
エマルジョン中の水分が先に蒸発されることとなるが、
この場合には、エマルジョンが霧状に極めて僅かしかア
ルミニウム板材１２に吹き掛けられないため、圧延油エ
マルジョンを多量に噴き掛ける従来の場合とは異なって
、アルミニウム板材１２の表面へのエマルジョンの接触
を阻害するような水蒸気の膜がアルミニウム板材１２の
表面に形成されるようなことがないのであり、それ故、
前述のように、アルミニウム板材１２の表面に油性成分
が良好に付着されて、潤滑機能を備えた油性膜が安定し
て形成せしめられるのである。

以上本発明の実施例を詳細に説明したが、これは文字通
りの例示であり、本発明が、上述の如き具体例に限定さ
れることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において、
種々なる変更、修正、改良等を施した態様で実施できる
ことは、言うまでもないところである。

例えば、前記実施例では、噴霧ノズル３０，３２に圧縮
空気と潤滑油が別々に導かれて、それら噴霧ノズル３０
．３２からの圧縮空気の吹き出しによって、その圧縮空
気中に潤滑油が霧状に分散され、もって潤滑油がその圧
縮空気の吹き付は作用によってアルミニウム板材１２に
霧状に吹き付けられるようになっていたが、圧縮空気と
潤滑油とから潤滑油が霧状に分散された圧縮空気を生成
する霧化装置を噴霧ノズル３０．３２とは別に設け、潤
滑油が霧状に分散された圧縮空気をその霧化装置から配
管で噴霧ノズル３０．３２に導いて、それら噴霧ノズル
３０．３２からアルミニウム板材１２に潤滑油を霧状に
吹き付けるようにしてもよい。

また、前記実施例では、アルミニウム板材１２の下面側
には、上面側のエアノズル２２に相当するエアノズルが
設けられていなかったが、アルミニウム板材１２の下面
側にも同様のエアノズルを設けて、そのエアノズルから
吹き出した圧縮空気によって圧延油エマルジョンの上流
側への流れを積極的に阻止し、水切り領域２８をより確
実且つ安定して形成するようにすることも可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、被圧延アル
ミニウム材の熱間圧延に際して、圧延スタンドに圧延油
エマルジョンを噴き掛けるようにする一方、圧延スタン
ド近傍の被圧延材入側の被圧延アルミニウム材の上側お
よび下側表面に、少なくとも被圧延アルミニウム材の上
側表面に対して圧縮気体を吹き付けてそれぞれ水切り領
域を形成し、それら水切り領域に潤滑油を霧状にして吹
き付けて被圧延アルミニウム材の上側および下側表面に
潤滑機能を備えた油性膜を形成し、それらの油性膜が消
失する前に被圧延アルミニウム材を圧延スタンドで圧延
するようにしたものであるため、圧延油エマルジョンの
冷却性能の低下を招くことなく、また潤滑油の油性成分
の圧延油エマルジョンへの過剰な混入を招くことなく、
圧延の際の潤滑性能を有利に向上させ得るのであり、そ
れ故、圧延製品の生産性の向上や表面品質の向上環、潤
滑性能の向上に伴う種々の効果を有利に達成できるとい
った利点があるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明手法の実施に用いて好適な潤滑装置を
備えたアルミニウム熱間圧延用の圧延機を概略的に示す
説明図である。 ｌＯ：圧延スタンド １２ニアルミニウム板材　１４：ワークロール１６：バ
ックアップロール ２０：圧延油噴出ノズル　２２：エアノズル２６．２８
：水切り領域 ３０．３２：噴霧ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧延スタンド近傍の被圧延材入側に位置する被圧延ア
   ルミニウム材の少なくとも上側表面に圧縮気体を吹き付
   け、該圧延スタンドに噴き掛けられた圧延油エマルジョ
   ンが該被圧延アルミニウム材の上流側に流れ広がること
   を防止して、該圧延スタンド近傍の被圧延材入側の被圧
   延アルミニウム材の上側および下側表面にそれぞれ水切
   り領域を形成すると共に、該被圧延アルミニウム材の上
   側および下側表面の水切り領域に、潤滑油をそれぞれ霧
   状にして吹き付けて、該被圧延アルミニウム材の上側お
   よび下側表面に油性膜をそれぞれ形成し、そしてそれら
   油性膜の消失前に、該被圧延アルミニウム材を前記圧延
   スタンドで圧延することを特徴とするアルミニウム熱間
   圧延における潤滑方法。