JPH0741790A - アルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油および該圧延油を使用するアルミニウムの熱間圧延方法 - Google Patents

アルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油および該圧延油を使用するアルミニウムの熱間圧延方法

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JPH0741790A
JPH0741790A JP5207157A JP20715793A JPH0741790A JP H0741790 A JPH0741790 A JP H0741790A JP 5207157 A JP5207157 A JP 5207157A JP 20715793 A JP20715793 A JP 20715793A JP H0741790 A JPH0741790 A JP H0741790A
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oil
rolling
water
aluminum
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Toshiaki Mase
俊朗 間瀬
Kazuhiro Hosomi
和弘 細見
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 特定組成のアルコキシアルキルエステル、ネ
オペンチルグリコール誘導体、トリメチロールプロパン
誘導体およびペンタエリスリトール誘導体のうちの1種
以上を5〜100%含み、残りが鉱油からなる圧延油。
該圧延油を水に圧入して混合することにより、1〜20
%濃度のO/W型エマルションとして圧延ロールの供給
する。圧延に使用後、回収して油水分離、濾過して再使
用可能。 【効果】 高温において潤滑性能が優れたアルミニウム
の熱間圧延用油水分離型圧延油が提供される。水に圧
入、混合する際、水と油の比率を変えることによりエマ
ルション濃度を任意に変更することができる。また、油
水分離性が良いため、精密濾過ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムおよびア
ルミニウ合金(以下、単にアルミニウムという)の熱間
圧延用油水分離型圧延油および該圧延油を使用するアル
ミニウムの熱間圧延方法、とくにエマルション濃度を自
由に変えることができ、且つ圧延油からの微細摩耗粉の
除去が容易なアルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延
油および該圧延油を使用するアルミニウムの熱間圧延方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミニウムの熱間圧延には、鉱
油や鉱油に少量のエステルを添加したものに、乳化剤と
してアミン石鹸やスルフォン酸ソーダを用いた圧延油が
使用されてきたが、これらの圧延油は、エマルションに
した場合、エマルション粒径が細かく圧延ロールへの離
水展着性が劣るため潤滑性が十分でないという難点があ
る。とくに、アミン石鹸を用いた場合には、離水展着性
が劣る他にアミンが優先的に摩擦面に吸着して、潤滑性
向上に寄与する油性剤の吸着を阻害するため、さらに潤
滑性がわるくなる。
【0003】また、乳化剤の如何を問わず、乳化剤を用
いたエマルション圧延油は、一般にエマルション中の摩
耗粉の除去が困難であるとともに、一度設定したエマル
ション濃度を簡単には変更できないという問題点があ
る。
【0004】発明者は、先に、ポリプロピレン、ポリイ
ソブチレンおよびポリブテンの1種以上からなる基油を
使用し、これにアルコキシアルキルエステル、ネオペン
チルグリコール誘導体、グリセリン誘導体、トリメチロ
ールプロパン誘導体などの1種以上を添加したアルミニ
ウムの冷間圧延用水分散性圧延油を開発した(特開平5-
98284 号公報) 。この圧延油は、従来アルミニウムの冷
間圧延において使用されている非水系圧延油と較べて潤
滑性が優れ、しかも圧延後のアルミニウム材を焼鈍した
際にオイルステンが生じないという特徴を有するもので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のアル
ミニウムの熱間圧延において使用されている圧延油の問
題点を解消するために、上記のアルミニウムの冷間圧延
用水分散圧延油に添加した油性剤の特性についてさらに
研究を行い、その研究をベースとして、熱間圧延温度に
おいても一層優れた潤滑性能を示し、その他熱間圧延用
として最適の性状を有するアルミニウムの熱間圧延用潤
滑油を得るために鋭意試験、検討を重ねた結果としてな
されたものであり、その目的は、優れた潤滑性能を有す
るとともに、エマルション濃度を任意に変化させること
ができ、圧延油からの摩耗粉の除去も容易に行うことが
できるアルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油およ
び該圧延油を使用するアルミニウムの圧延方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルミニウムの熱間圧延用油水分離型
圧延油の要旨は、鉱油に、以下の(a) 〜(d) に示す化合
物の1種以上を5〜100%含有させてなることを特徴
とするアルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油
(a) 一般式R2 COO(C2 4 O)n 1 で表される
アルコキシアルキルエステル(n=1〜3の整数、R1
=C数7〜22のアルキル基、R2 =C数9〜21のア
ルキル基)( b)以下の一般式で表されるネオペンチルグ
リコール誘導体 (b-1)一般式(CH3 2 C(CH2
COR3 )CH2 OH (b-2)一般式(CH3 2 C[C
2 O(C2 4 O)n COR4 2 (n=1〜3の整
数、R3 、R4 =C数10〜21のアルキル基)(c) 以
下の一般式で表されるトリメチロールプロパン誘導体
(c-1)一般式C2 5 C(CH2 OCOR5 2 CH2
H (c-2)一般式C2 5 C[CH2 O(C2 4 O)n
COR6 3 (n=1〜3の整数、R5 、R6 =C数1
0〜21のアルキル基)(d) 以下の一般式で表されるペ
ンタエリスリトール誘導体 (d-1)一般式C(CH2 OC
OR7 3 CH2 OH (d-2)一般式C[CH2 O(C2
4 O)n COR8 4 (n=1〜3の整数、R7 、R
8 =C数9〜21のアルキル基)、および上記圧延油を
1〜20%濃度の水性エマルションとすることことを特
徴とするアルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油に
存する。
【0007】また、本発明によるアルミニウムの熱間圧
延方法は、前記の圧延油を水に圧入し、該圧延油の濃度
が1〜20%となるよう混合して水性エマルションとし
た後、ノズルより圧延ロールに供給してアルミニウムを
熱間圧延することを構成上の第1の特徴とし、熱間圧延
ロールに供給された前記圧延油と水との混合物を集め、
静置分離、遠心分離または繊維膜分離する油水分離工
程、油水分離された圧延油と水とを別個に濾過する工程
を経て回収された圧延油と水を、水性エマルションの生
成に再使用することを構成上の第2の特徴とする。
【0008】本発明において基油となる鉱油は、アルミ
ニウムの熱間圧延油として使用されるものであり、優れ
た潤滑性を有する。鉱油に添加される本発明の化合物に
ついて説明すると、アルコキシアルキルエステル(R1
=C数が7〜22のアルキル基)は、優れた油性剤とし
て機能し、自己乳化性が弱いので油水分離型熱間圧延油
の添加剤として好適である。添加量が5%未満では潤滑
性が十分でない。好適に使用されるエステルとしては、
例えば、カプリン酸2−ヘプトキシエチル、カプリン酸
2−ヘキサデシルエチル、カプリン酸2−ドコシルオキ
シエチル、パルミチン酸2−ペプトキシエチル、パルミ
チン酸2−ヘキサデシルオキシエチル、パルミチン酸2
−ドコシルオキシエチル、ベヘン酸2−ペプトキシエチ
ル、ベヘン酸2−ヘキサデシルオキシエチル、ベヘン酸
2−ドコシルオキシエチル、カプリン酸2−[2−(2
−ヘプトキシエトキシ)エトキシ]エチル、カプリン酸
2−[2−(2−ヘキサデシルオキシエトキシ)エトキ
シ]エチル、カプリン酸2−[2−(2−ドコシルオキ
シエトキシ)エトキシ]エチル、パルミチン酸2−[2
−(メトキシエトキシ)エトキシ]エチル、パルミチン
酸2−[2−(デカトキシエトキシ)エトキシ]エチ
ル、パルミチン酸2−[2−(ドコサキシエトキシ)エ
トキシ]エチル、ベヘン酸2−[2−(メチキシエトキ
シ)エトキシ]エチル、ベヘン酸2−[2−(デカトキ
シエトキシ)エトキシ]エチル、ベヘン酸2−[2−
(ドコサキシエトキシ)エトキシ]エチルなどが挙げら
れる。
【0009】上記のエステルの酸およびアルコールの炭
化水素基は、直鎖炭化水素、側鎖を有する炭化水素のい
ずれでもよい。上記のエステルにおいて、R1 およびR
2 のC数がそれぞれ下限より少ないと潤滑性が十分でな
く、上限を越えると融点が高くなり使用し難くなる。R
1 のC数のとくに好ましい範囲は8〜10である。nが
3を越えると親水性が強くなり好ましくない。
【0010】ネオペンチルグリコール誘導体(R3 、R
4 =C数10〜21のアルキル基)は、優れた油性剤と
して機能し、とくに一般式(b-2) で示される化合物は、
自己乳化性を有し、油水分離型熱間圧延油の添加剤とし
て好適である。ネオペンチルグリコール誘導体の添加量
が5%未満では潤滑性能が十分でない。好適に使用され
るものとしては、例えば、ネオペンチルグリコールモノ
ウンデカン酸エステル、ネオペンチルグリコールモノパ
ルミチン酸エステル、ネオペンチルグリコールモノベヘ
ン酸エステル、ネオペンチルグリコールエチレンオキサ
イド2モル付加物ジウンデカン酸、ネオペンチルグリコ
ールエチレンオキサイド2モル付加物ジパルミチン酸エ
ステル、ネオペンチルグリコールエチレンオキサイド2
モル付加物ジベヘン酸エステル、ネオペンチルグリコー
ルエチレノキサイド6モル付加物ジウンデカン酸エステ
ル、ネオペンチルグリコールエチレンオキサイド6モル
付加物ジパルミチン酸エステル、ネオペンチルグリコー
ルエチレンオキサイド6モル付加物ジベヘン酸エステル
などが挙げられる。
【0011】上記のエステルの酸の炭化水素基は、直鎖
炭化水素、側鎖を有する炭化水素のいずれでもよい。上
記のエステルにおいて、R3 、R4 のC数が下限より少
ないと潤滑性が十分でなく、上限を越えると融点が高く
なって使用し難くなる。nが3を越えると親水性が強く
なり好ましくない。
【0012】トリメチロールプロパン誘導体(R5 、R
6 =C数10〜21のアルキル基)は、優れた油性剤と
して作用する。とくに一般式 (c-2)で示される化合物
は、自己乳化性を有し、油水分離型熱間圧延油の添加剤
として好適である。トリメチロールプロパン誘導体の添
加量が5%未満では潤滑性が十分でない。好適に使用さ
れる誘導体としては、例えば、トリメチロールプロパン
ジウンデカン酸エステル、トリメチロールプロパンジパ
ルミチン酸エステル、トリメチロールプロパンジベヘン
酸エステル、トリメチロールプロパンエチレンオキサイ
ド3モル付加物トリウンデカン酸エステル、トリメチロ
ールプロパンエチレンオキサイド3モル付加物トリパル
ミチン酸エステル、トリメチロールプロパンエチレンオ
キサイド3モル付加物トリベヘン酸エステル、トリメチ
ロールプロパンエチレンオキサイド9モル付加物トリウ
ンデカン酸エステル。トリメチロールプロパンエチレン
オキサイド9モル付加物トリパルミチン酸エステル、ト
リメチロールプロパンエチレンオキサイド9モル付加物
トリベヘン酸エステルなどが挙げられる。
【0013】これらのエステルの酸の炭化水素基は、直
鎖炭化水素、側鎖を有する炭化水素のいずれでもよい。
5 、R6 のC数が上限未満では潤滑性が十分でなく、
上限を越えると融点が高くなり使用し難くなる。nが上
限を越えると親水性が強くなり好ましくない。
【0014】ペンタエリスリトール誘導体は、優れた油
性剤として作用する。とくに一般式(d-2) で示される化
合物は、自己乳化性を有し、油水分離型熱間圧延油の添
加剤として好適である。添加量が5%未満では潤滑性能
が十分でない。好適に使用される誘導体としては、例え
ば、ペンタエリスリトールトリカプリン酸エステル、ペ
ンタエリスリトールトリパルミチン酸エステル、ペンタ
エリスリトールトリベヘン酸エステル、ペンタエリスリ
トールエチレンオキサイド4モル付加物テトラカプリン
酸エステル、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド
4モル付加物テトラパルミチン酸エステル、ペンタエリ
スリトールエチレンオキサイド4モル付加物テトラベヘ
ン酸エステル、ペンタエリスリトールエチレンオキサイ
ド12モル付加物テトラカプリン酸エステル、ペンタエ
リスリトールエチレンオキサイド12モル付加物テトラ
パルミチン酸エステル、ペンタエリスリトールエチレン
オキサイド12モル付加物テトラベヘン酸エステルなど
が挙げられる。
【0015】これらのエステルの酸の炭化水素基は、直
鎖炭化水素、側鎖を有する炭化水素のいずれでもよい。
上記エステルにおいて、R7 、R8 のC数が下限より少
ないと潤滑性が十分でなく、上限を越えると融点が高く
なって使用し難くなる。nの数が上限を越えると親水性
が強くなり好ましくない。
【0016】本発明の圧延油は、前記アルコキシアルキ
ルエステル、ネオペンチルグリコール誘導体、トリメチ
ロールプロパン誘導体およびペンタエリスリトール誘導
体の1種以上からなる油性剤のみで構成することもで
き、必要に応じて少量の酸化防止剤、防腐剤、防錆剤な
どを添加することができる。上記本発明の圧延油から水
分散型エマルションを形成するには、図1に示すような
混合器を使用して、この混合器に例えば2kgf/cm
2 以上の圧力で水を圧送し、水中に例えば水の圧力より
2kg/cm2 以上高い圧力で圧延油を圧入することに
より行うのが好ましい。エマルション中における圧延油
の濃度は1〜20%とするのが好ましく、この濃度範囲
においてエマルションの平均粒径は3〜40μmとな
り、乳化状態が良好で潤滑性に優れ、アルミニウムの熱
間圧延油として良好な性状を有する油水分離型圧延油が
形成される。本発明では、前記の混合器に圧送する水と
圧延油の量比を変更することにより、形成されるエマル
ションの濃度を任意にかえることが可能である。
【0017】図2に本発明の圧延をしようするアルミニ
ウムの熱間圧延方式を模式的に示す。熱間圧延機の近傍
に前記混合器を配設し、所定の濃度のエマルションを形
成して、形成された水分散性エマルション(O/W型エ
マルション)をノズルにより圧延ロールの入側に供給し
て熱間圧延を行う。圧延潤滑に使用された圧延油と水と
の混合物は集められ、静置分離、遠心分離または繊維膜
分離する油水分離機に導入され、油中の水分量を200
ppm以下に減少させる。油水分離手段としては、遠心
分離、繊維膜分離が能率的で、遠心分離機としては遠心
効果100〜4000Gが得られるものが好ましく、繊
維膜分離機としては繊維の孔径が1〜50μmのものを
使用するのが好ましい。
【0018】油水分離された圧延油と水とは別個に濾過
される。圧延油の濾過は、圧延油中に含まれている微細
な金属の摩耗粉を除去するために、珪藻土と活性白土を
濾過助剤とした精密濾過を行うのが好ましい。分離水の
濾過は、水中に含まれている少量の油分と比較的大きい
金属粉を除去するために、珪藻土を濾過助剤とする濾過
あるいはペーパーフィルターによる濾過を行うのが好ま
しい。
【0019】
【作用】本発明の構成によれば、特定組成のアルコキシ
アルキルエステル、ネオペンチルグリコール誘導体、ト
リメチロールプロパン誘導体およびペンタエリスリトー
ル誘導体が優れた油性剤として機能し、これら化合物単
独またはこれら化合物と鉱油との相互作用により、アル
ミニウムの熱間圧延温度において優れた潤滑性状を与え
る圧延油が形成される。本発明の圧延油は乳化剤を使用
せず、圧延油と水とを圧縮状態で混合することによりエ
マルションの形成を行うから、混合比率を変えることに
よって任意にエマルション濃度を設定できるという利点
がある。このエマルションを圧延ロールに供給後集め、
油水分離、濾過することにより、エマルション中に混入
されたアルミニウムの摩耗粉を除去し、回収された圧延
油と水をエマルション形成に再使用することが可能とな
る。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1 JIS 5182アルミニウム合金板(板厚3.6m
m、板幅70mm、長さ450mm)を500℃に加熱
し、ロール径155mmの圧延機を使用し、圧延速度3
5m/分、圧下率30%で熱間圧延を行い、その際の圧
延荷重を測定した。圧延潤滑に供したエマルションは、
図1に示す混合器を使用して、水圧3kgf/cm2
油圧8kgf/cm2 、全流量4l/分の条件で形成し
た。使用済のエマルションを回収後、遠心分離機(遠心
効果1000G)で油と水とに分離したところ、分離は
瞬時に行われた。ついで油水分離した圧延油は珪藻土と
活性白土の混合物を濾過助剤として濾過を行い、圧延時
に混入したアルミニウムの摩耗粉を除去した後、再使用
に供した。各圧延試験に用いた油性剤化合物とその添加
量、エマルション濃度、圧延油の作業性および親水性、
圧延荷重を表1〜表4に示す。表1〜表4にみられるよ
うに、本発明の実施例に従った試験No.1〜35は、いずれ
も圧延荷重が15ton−f以下で潤滑性に優れ、親水
性、圧延の作業性ともに良好であった。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】比較例1 実施例1と同一材質、同一寸法のアルミニウム合金板
を、油性剤化合物の性状またはその添加量を変えて、実
施例1と同様の条件で熱間圧延し、圧延荷重を測定し
た。試験結果を表5に示す。なお、表中、油性剤化合物
のアルコキシアルキルエステルは化合物名として記号
(a)、ネオペンチルグリコール誘導体は化合物名として
記号(b-1) または(b-2) 、トリメチロールプロパン誘導
体は化合物名として記号(c-1) または(c-2) 、ペンタエ
リスリトール誘導体は化合物名として記号(d-1) または
(d-2) を使用した。また本発明の条件を外れた項目には
下線を付した。
【0026】
【表5】
【0027】表5に示されるように、本発明の条件を外
れた場合は、潤滑性、作業性、あるいは油水分離に問題
が生じた。試験No.1、3 、9 、11、14、16、19、21は、
アルコールまたは酸のC数が本発明の範囲より少ないた
め、潤滑性が不足し圧延荷重が高くなる。No.2、4 、1
0、12、15、17、20、22は、アルコールまたは酸のC数
が多いため、添加化合物の融点が高く使用が難しくな
り、作業性がよくない。試験No.5、13、18、23は、エチ
レンオキサイドの付加モル数が多いため親水性が強く、
後工程において油水分離が困難となる傾向があり好まし
くない。No.6は、油性剤化合物の添加量が本発明の範囲
より少なく、No.7は、エマルション濃度が低いため、い
ずれも潤滑性が十分でなく、圧延荷重が高くなってい
る。No.8は、エマルション濃度が高過ぎるために、潤滑
が過多となり圧延中にすべり( スリップ) が生じた。ま
た、鉱油をオレイン酸アミンで乳化した従来の圧延油(
エマルション濃度10%)を使用した結果は、圧延荷重
20ton−fで潤滑性がわるく、親水性が強く油水分
離を困難にした。
【0028】実施例2 実施例1の試験No.2に従って熱間圧延を行った後、使用
後のエマルションを集め、油水分離および濾過試験を行
った。なお、油水分離は、長時間の静置分離による場合
と、遠心分離機、繊維膜分離機を用いた場合について行
い、濾過については、珪藻土および活性白土を濾過助剤
として使用した。試験結果を表6に示す。表6に示され
るように、本発明に従えば100%の油水分離が可能で
あり、分離後の油中水分は200ppm以下であること
が確認された。また、分離後の油中には150〜200
ppmのアルミニウムの摩耗粉が含まれていたが、濾過
によって10ppm以下に減少した。
【0029】比較として、60分間の静置分離による油
水分離も行ったが、分離度は60%で、油中水分は50
0ppmまでしか減少しなかった。油中に混入している
アルミニウムの摩耗粉も濾過できなかった。また、圧延
試験に、鉱油をオレイン酸アミンで乳化した圧延油( エ
マルション濃度10%)を使用し、使用後これを回収し
て遠心分離機(遠心効果1000Gで10秒)で油水分
離を行ったが、分離ができず、摩耗粉の濾過もできなか
った。
【0030】
【表6】
【0031】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、優れた
潤滑性能を有し、エマルション濃度を任意に変えること
ができるアルミニウムの熱間圧延用圧延油が提供され、
当該圧延油を使用すれば、使用後のエマルションを集
め、油水分離、濾過することにより油中に混入している
アルミニウムの摩耗粉が除去され、圧延油と水を再使用
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に置いて使用するエマルション形成のた
めの混合器の説明図である。
【図2】本発明の熱間圧延方法を実施するための圧延油
供給方式を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 129:76) C10N 40:24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉱油に、下記(a) 〜(d) に示す化合物の
    1種以上を5〜100%含有させてなることを特徴とす
    るアルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油。 (a) 一般式R2 COO(C2 4 O)n 1 で表される
    アルコキシアルキルエステル(n=1〜3の整数、R1
    =C数7〜22のアルキル基、R2 =C数9〜21のア
    ルキル基)。 (b) 下記一般式で表されるネオペンチルグリコール誘導
    体 (b-1)一般式(CH3 2 C(CH2 OCOR3 )CH
    2 OH (b-2)一般式(CH3 2 C[CH2 O(C2 4 O)
    n COR4 2(n=1〜3の整数、R3 、R4 =C数
    10〜21のアルキル基)。 (c) 下記一般式で表されるトリメチロールプロパン誘導
    体 (c-1)一般式C2 5 C(CH2 OCOR5 2 CH2
    OH (c-2)一般式C2 5 C[CH2 O(C2 4 O)n
    OR6 3(n=1〜3の整数、R5 、R6 =C数10
    〜21のアルキル基)。 (d) 下記一般式で表されるペンタエリスリトール誘導体 (d-1)一般式C(CH2 OCOR7 3 CH2 OH (d-2)一般式C[CH2 O(C2 4 O)n COR8 4
    (n=1〜3の整数、R7 、R8 =C数9〜21のアル
    キル基。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧延油を1〜20%濃度
    の水性エマルションとすることを特徴とするアルミニウ
    ムの熱間圧延用油水分離型圧延油。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の圧延油を水に圧入し、該
    圧延油の濃度が1〜20%となるよう混合して水性エマ
    ルションとした後、ノズルより圧延ロールに供給してア
    ルミニウムを熱間圧延することを特徴とするアルミニウ
    ムの熱間圧延方法。
  4. 【請求項4】 熱間圧延ロールに供給された請求項1記
    載の圧延油と水との混合物を集め、静置分離、遠心分離
    または繊維膜分離する油水分離工程、油水分離された圧
    延油と水とを別個に濾過する工程を経て回収された圧延
    油と水を、水性エマルションの生成に再使用することを
    特徴とする請求項3記載のアルミニウムの熱間圧延方
    法。
JP5207157A 1993-07-29 1993-07-29 アルミニウムの熱間圧延用油水分離型圧延油および該圧延油を使用するアルミニウムの熱間圧延方法 Pending JPH0741790A (ja)

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