JPH044045B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属ストリツプの冷間圧延方法に関
する。

２以上の圧延パスを形成するように３個以上の
ワークロールを１列に配置し、これら圧延パスに
材料を連続的に通過させてストリツプを圧延する
方法（１スタンド多パス圧延法）が知られてい
る。圧延中、ストリツプはワークロールにほぼ半
周巻き付けられている。この圧延法では１圧延ス
タンドで複数の圧延スタンド分の圧延を行うこと
ができるので、、圧延設備全体の小型化および設
備費の低減を図ることができるという利点があ
る。

一般に冷間圧延では圧延荷重の低減、製品スト
リツプの表面性状の向上等のために潤滑剤が使用
される。上記１スタンド多パス圧延には１スタン
ド１パス圧延とは異なつた潤滑上の問題がある。
すなわち、１スタンド多パス圧延ではワークロー
ルとこれに巻き付けられたストリツプとの間に若
干のスリツプがある。したがつて、従来の潤滑油
を使用した場合、このスリツプのためにストリツ
プに焼付き疵が発生する。この焼付き疵は１スタ
ンド当りの圧下率が約60％を越えるとに著しくな
る。

また、１スタンド多パス圧延ではワークロール
の周速度を適当に選び、ストリツプに作用する張
力を調節することによりストリツプ破断のない圧
延を可能ならしめるとともに圧延荷重を低くする
ことができるが、省エネルギーの点から圧延荷重
および動力を更に一層低減することが望まれてい
る。

この発明は従来の冷間圧延、特に１スタンド多
パス圧延における上記のような問題を解決するた
めになされたもので、ストリツプに焼付き疵が発
生することなく、しかも低い圧延荷重および動力
でストリツプを圧延することができる冷間圧延法
を提供するものである。

この発明では、１スタンド多パス圧延におい
て、圧延直前のストリツプ表面にリン酸塩または
シユウ酸塩溶液を供給し、圧延中のストリツプ表
面に目付量0.01〜10ｇ/m²のリン酸塩皮膜または
シユウ酸塩皮膜を形成する。さらに好ましくは前
記リン酸塩またはシユウ酸塩溶液を供給する場合
に、これと水、水溶性潤滑剤または圧延油を併用
してストリツプを圧延する。

上記リン酸塩皮膜またはシユウ酸塩皮膜は圧延
後においてもストリツプ表面に均一に残留し、圧
延中の焼付き防止、ならびに圧延荷重および動力
の低減に効果を有する。これより、本発明の圧延
法は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、ストリツプ製造上の経済的
効果は著しく大きい。

以下、この発明を詳細に説明する。

この発明では上述のように圧延中にストリツプ
表面にリン酸塩皮膜またはシユウ酸塩皮膜を形成
する。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。同様にシユウ酸
塩皮膜は鉄系シユウ酸塩皮膜、亜鉛系シユウ酸塩
皮膜、マンガン系シユウ酸塩皮膜、亜鉛にカルシ
ウム、コバルト、ニツケルなどを含有したシユウ
酸塩皮膜のいずれでもよい。

シユウ酸塩皮膜はリン酸塩皮膜に比べて次のよ
うな特長がある。すなわち、圧延後鋼板表面に残
留したシユウ酸塩皮膜は圧延の次の工程である連
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圧鋼板に較べて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、シユウ酸塩皮膜は速
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、シユウ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。

リン酸塩或はリン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0.01ｇ/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0.01〜10ｇ/m²が好ま
しいことが判明した。

本発明においては、鋼ストリツプに化成処理を
施して、燐酸塩皮膜或は蓚酸塩皮膜を予め形成し
ておくのではなく、圧延ラインにおいて、鋼スト
リツプに燐酸塩皮膜或は、蓚酸塩皮膜を形成せし
める。

このようにすることによつて、圧延工程に先立
つ化成処理プロセスが不要となり、プロセスの簡
素化がはかれるのみならず、ロールバイトにリン
酸塩またはシユウ酸塩の水溶液を適用する場合
は、塑性加工によつて現出してくる鋼の、活性に
富む新生面にリン酸塩またはシユウ酸塩の水溶液
が適用されるから強固な皮膜の形成を可能ならし
め、多段パスの後段パスにおいても、焼付疵の発
生を能く抑止し得る利点がある。

この発明の適用に際して最も合理的な実施の態
様は、巻付け多パス圧延において、水、水溶性潤
滑剤または圧延油と、燐酸塩若しくは蓚酸塩とを
混合したものを、圧延における潤滑剤の適用と同
様な手段で鋼ストリツプに適用することである。

この点を水とリン酸塩またはシユウ酸塩溶液を
併用する場合を例にして具体的に説明する。鋼ス
トリツプとの化学反応を促進させるために60゜程
度に加熱した水に、リン酸２ソーダ
（Na₂HPO₄）を２％程度（目標とする皮膜の目
付量によつて異なる）の濃度となる量を混入し撹
拌する。尚、この際、リン酸塩が水溶された液の
PHは、鋼ストリツプとの化学反応を促進するため
に、6.5程度になるよう調整する。例えば、通常
の循環式圧延潤滑油供給システムのメインタンク
内でこのように調合された水溶液は、該タンクに
接続する圧延潤滑油供給ノズルから鋼ストリツプ
表面に供給される。鋼ストリツプに供給された水
溶液は鉄と化学反応して短時間でストリツプ表面
にリン酸鉄（FePO₄）の皮膜が形成される。この
皮膜形成は圧延機のロールバイト入口までだけで
はなく、ロールバイト内において圧延により生じ
る鋼ストリツプの新生面とも化学反応を起こして
皮膜は形成される。このようにして鋼ストリツプ
の表面にリン酸塩皮膜は形成される。

さらに、圧延潤滑効果を上げるためには、水の
代わりに水溶性潤滑剤が溶解した水溶液または圧
延油を用いたエマルジヨン圧延潤滑油を、リン酸
塩またはシユウ酸塩溶液と併用すれば、潤滑効果
はさらに向上する。

このようにすると、燐酸塩皮膜等を形成せしめ
るための薬剤供給系と、水溶性潤滑剤等の供給系
とをそれぞれ独立に設ける必要がなく、簡潔なハ
ードウエアシステムとすることができる利点があ
る。

本発明の方法の特長の一つは、圧延によつて発
生する微小鉄粉量が従来法に比べて大巾に少いこ
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
ヨン式は水溶性潤滑油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、
圧延油エマルジンや水溶性潤滑油に混入した時鉄
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。

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脱脂ラ
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。

つぎに、本発明の効果を確認するために行つた
実験の結果について説明する。

第１図および第２図はそれぞれ圧下率に対する
圧延荷重および圧延消費動力との関係を３種の潤
滑剤について実験した結果を示している。図中、
実線は１スタンド３パス圧延を、破線は１スタン
ド１パス圧延を示している。図において、×印は
従来の冷間圧延機に一般に用いられている牛脂系
圧延潤滑油を、濃度５％、温度60℃のエマルジヨ
ン圧延潤滑油にして、第３図に示す１スタンド３
パス圧延および第４図に示す１スタンド１パス圧
延を行つた場合の圧延荷重または圧延消費動力を
示している。

○印および△印はそれぞれ本発明の鉄系リン酸
塩皮膜および亜鉛系リン酸塩皮膜を形成した場合
である。即ち、×印の実験に用いた圧延潤滑油供
給システムをそのまま用いて、メインタンクの中
で温度60℃の水に鉄系リン酸塩および亜鉛系リン
酸塩を混入・撹拌して作製した濃度３％のリン酸
塩水溶液をストリツプに適用し、第３図に示す１
スタンド３パス圧延および第４図に示す１スタン
ド１パス圧延を行つた場合の圧延荷重または圧延
消費動力を示している。尚、この時の鉄系リン酸
塩皮膜、亜鉛系リン酸塩皮膜とも目付量は圧延後
の板の目付量を圧延前の板厚の目付量に換算する
と0.6〜１ｇ/m²であつた。

上記実験に用いられた圧延スタンドのロール構
成を第３図および第４図に示す。第３図は１スタ
ンド３パス圧延スタンドを示しており、ワークロ
ール１，２，３，４およびバツクアツプロール５
よりなり、ワークロール２，３にストリツプＳが
ほぼ半円周にわたつて巻き付けられている。第４
図は１スタンド１パス圧延スタンドを示してお
り、ワークロール６、中間ロール７およびバツク
アツプロール８よりなるる６段圧延機である。両
圧延スタンドのワークロールの直径は300mm、長
さは800mmである。

実験に供された鋼板は板厚2.6mm、幅600mmであ
る。鋼板は圧延速度100m/min、入側張力約５
Kg／mm²、出側張力約20Kg/mm²の条件のもとで圧延さ
れた。

第１図から次のことが明らかである。

(1) １スタンド３パス圧延において、本発明の皮
膜を形成したものは、牛脂系エマルジヨン潤滑
のものに比べて圧延荷重が約10〜15％低い。

(2) １スタンド３パス圧延の圧延荷重は１スタン
ド１パス圧延のそれに比べ1/2以下である。こ
れは単に１スタンド多パス圧延の効果のみによ
るものではない。すなわち、１スタンド３パス
圧延の場合、第１圧延パスにおいて皮膜が均一
化され、第２圧延パス以後の圧延でロール・ス
トリツプ間の摩擦が小さくなることによる。

また、第２図から次のことが明らかである。

(1) １スタンド３パス圧延において、本発明の皮
膜を形成したものは牛脂系エマルジヨン潤滑の
ものに比べて圧延消費動力が約20〜40％低い。

(2) １スタンド３パス圧延の圧延消費動力は１ス
タンド１パス圧延のそれに比べて約35％小さ
い。圧延消費動力が小さくなる理由は圧延荷重
の場合と同じである。

なお、上記実験において、牛脂系エマルジヨン
潤滑の場合、圧下率60％を越すと焼付き疵が発生
した。しかし、リン酸塩皮膜またはシユウ酸塩皮
膜を形成したものは圧下率70％を越えても焼付き
疵は全く発生しなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ潤滑剤をパラメ
ーターとし、圧下率と圧延荷重および圧延消費動
力との関係を示すグラフである。第３図および第
４図はそれぞれ１スタンド多パス圧延スタンドお
よび１スタンド１パス圧延スタンドのロール構成
例を示す略図である。 １，２，３，４，６…ワークロール、５，８…
バツクアツプロール、７…中間ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークロールを多重に配設し、金属ストリツ
   プをワークロールに巻き付けて連続的にパスさせ
   るようにするとともに、相隣る一対のワークロー
   ル間でストリツプを圧延する１スタンド多パス冷
   間圧延方法において、圧延直前のストリツプ表面
   にリン酸塩またはシユウ酸塩溶液を供給し、冷間
   圧延中のストリツプ表面に、目付量0.01〜10ｇ/
   m²のリン酸塩皮膜またはシユウ酸塩皮膜を形成せ
   しめるようにしたことを特徴とする冷間圧延方
   法。 ２ 冷間圧延に際して、水、水溶性潤滑剤または
   圧延油をリン酸塩またはシユウ酸塩溶液と併用す
   る特許請求の範囲第１項記載の冷間圧延方法。