JPS60161489A - 鋼板用冷間圧延油 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、鋼板の冷間圧延において、高圧下率での高速
圧延を行なう場合に使用される鋼板用冷間圧延油に関す
るものである。

［従来の技術］ 冷間圧延油は鋼板を冷間圧延する際に、ワークロールと
被圧延材の間（以下ロールバイトと称する）にエマルジ
ョンの形で供給され、摩擦係数を低（して、圧延の際の
発熱、荷重を抑える役目を持っている。圧延油の基油は
、鉱油系と合成エステル系とパーム油、牛脂に代表され
る動植物油脂系の３系列に大きく分類〆れる。

鉱油系を基油とするものは、油膜強度は劣るがバーンオ
フ性に優れているために比較的仕上厚が厚くて、圧下率
の低い材料に用いられ、圧延後の洗浄工程を省略するい
わゆるミルクリーンプロセスに好適とされている。又合
成エステル系はバーンオフ性に優れかつ油膜強度もかな
り強いので一般的に鉱油系に適聞配合されてミルクリー
ンプロセスに使用されている。

一方、動植物油脂系は油膜の強度が強く、高圧延荷重高
速圧延の条件下においても、ロールバイトに充分な油膜
を形成させ、優れた潤滑性能を発揮することが出来る為
、圧下率が高く、かつ高速で圧延される仕上厚０．４１
１１１以下の薄物の冷間圧延に好適とされている。これ
等の動植物油脂が優れた油膜強度と潤滑性を有する理由
としては、基油を構成するものの分子量が大きく、吸着
性に富んでいることの他に、高級脂肪酸がある程度含ま
れているためである。油脂中の脂肪酸の含有門は酸価（
ＡＶ＝ＡｃｉｄＶａｌｕｅ　ＫＯＨｍＭｇ）で表される
が動植物油脂の場合にはこの価が３〜１０程度である。

しかし動植物油脂は圧延油として使用する場合加水分解
して前記の酸価より高くなるのが普通である。

近年、被圧延材Ｆｌ（冷延製品）の連続鋳造化が進み、
その９０％以上がへ交キルド連続鋳造材となっている。

これに伴って薄物鋼板、特にブリキ原板の圧延において
、ワークロールの平滑化摩耗現象（粗度摩耗）と、圧延
油の高過ぎる潤滑性能により、ロールバイトでの摩擦係
数が下り過ぎて、不安定スリップ現象が発生しはじめた
。

摩擦係数と圧下率とロールバイト中の先進率との関係は
第１図に示したグラフの様になることが良く知られてい
る。即ち摩擦係数が低くなると先進率は小さくなる。摩
擦係数が０．０１になると圧下率が３５％位で先進率は
０となり、スリップを生じる様になる。また発明者らが
、Ａ交キルド連続鋳造材（以下ＣＣ材と称する）、イン
ゴット鋳造材（以下１ｃ材と称する）、それぞれの圧延
中に得られる圧下刃、張力の値と、その時の被圧延材料
の変形抵抗値からＫＡＲＭＡＮの微分方程式によって、
摩擦係数の変化を計算すると、第２図に示したグラフの
様になる。

これから、明らかに被圧延材が［Ｃ材の場合に比べてＣ
ＣＩｔＡの場合の摩擦係数の低下が早いことがわかる。

この理由はまだ明確ではないが、本発明者らの実験およ
び動植物基油の圧延油を使用した実圧延にＪ５いて、こ
の現・象が主として現われることから、次の様に整理で
きる。

Ｃ１は１０月と比べて硬度が高いことの他に、第３図に
示されたように、基油中に含まれる高級脂肪酸との反応
性が高く高潤滑性をもった反応生成物である鉄石けんを
生成し易い。要するに、ロールバイトで鉄石ケンを生成
した場合、それが油膜の粘度を大１１に増大させ、摩擦
面での金属接触面積が減少し、流体潤滑領域が拡大され
、粗度再生を伴う大きな凝着摩耗が生しない。従ってロ
ール研磨面の尖端部の突起のみが消去され、結果として
、ワークロール表面の平滑化摩耗現象が促進され、ＣＣ
材の方が摩擦係数の低下が早いことにつながっているも
のと思われる。ワークロール表面の平滑化摩耗現象によ
り、前述の如く不安定スリップを生じ易く、これによっ
て惹き起される張力変動をトリガーとしてチャタリング
を発生することがわかった。従ってワークロールを組替
えて摩擦係数の回復を図る必要がある。これ等の現象は
、圧延能率を低下させるばかりでなく、板厚不良などの
異常や板破断が発生する欠点がある。

［発明の目的］ 本発明はこれらの欠点を除去するためになされたもので
あって、ワークロールの摩耗によって生ずるスリップ及
びこれに誘起されるチャタリングを生じにククシ、且つ
耐ロール摩耗性が良好でロールバイト内の摩擦係数が安
定した鋼板用冷間圧延油を提供しようとするものである
。

［発明の構成］ 上記目的を達成するために本発明は、ケン化価が１２０
以下の天然口つを基油どして用い、これに中性型リン酸
エステルを１〜１０％をおよび／又は粉末状固体潤滑剤
を５〜２０％添加することを特徴とする鋼板用冷間圧延
油であって、前記基油として用いるケン化価が１２０以
下の天然ロウとしてはアマロウ、ミツ０つ、ｔンタンロ
ウ、ラノリン、綿０つ、オレンジラフイーロウ等である
。基油のつ゛ン化価を１２０以下にした理由は基油中の
脂肪酸の割合が少ないことである。

従ってエマルジョン中で加水分解により生ずる脂肪酸の
聞が少ないため鉄石ケンの生成原が少なくなる。基油の
ケン化価が１２０１．Ｊ下であると、ことから高潤滑性
をもった鉄石ケンの生成量が少ないことがわかる。又ケ
ン化価が１２０を超えると抽出油中の鉄分が多くなるこ
とから鉄石ケンの生成量が著しく増加することがわかる
。

又基油のケン化価が１２０以下であると、ｍｈ潤滑領域
が拡大され、焼付が生じ易くなるのでそれを防止するた
めに、高１ｌｌｌｌ滑性をもった鉄石ケンを生成する所
謂油性向上剤（高級脂肪酸、またはその誘導体）ではな
く、摩擦面で最少限に反応する中性型リン酸エステルお
よび／又は摩擦面で殆んど反応しない粉末状固体潤滑剤
を添加する。

添加する中性型リン酸エステルは例えばトリクレジルフ
ォスフェート、トリスプロピルフェニルフォスフェート
、トリブチルフォスフェート、トリフェニルフォスフエ
イト、トリステアリルフォスファイト、ジラウリルハイ
ドロジンフォスファイト、ジオレイルハイドロジンフォ
スファイト等である。その添加量は１〜１０％であるが
、好ましくは２〜７％である。添加量が１％未満の時に
は第５図に示したように、−機と良くシュミレートする
シェル式四球試験のＯＫ荷重が７ｏｋｏ　（実機におい
て焼付きを生じない下限値）未満となり、実用に耐えな
い。１０％を越えると、そのＯＫ荷重は飽和してしまい
、添加しただけの効宋は得られない。

添加する固体潤滑剤としては、樹脂酸表面処理炭酸カル
シウム、シランカップリング表面処理炭酸カルシウム、
含水珪酸カルシウム、極微細テフロン粉末、極微細ポリ
エチレン、メラシンシアヌル酸縮合物等が挙げられる。

その平均粒径は３μ以下が望ましい。３μを越えるとロ
ールバイトの入口でしごき取られて基油と一緒にロール
バイト内に入りにくくなる。又その添加量は５〜２０％
であり、７〜１５％が好ましい。

第６図に示す如く添加量が５％未満の場合にはシェル式
四球試験のＯＫ荷重が１ｏｋｏ未満となり実用に耐えな
い。２０％を越えるとＯＫ？ｉ？ｉ重は飽和してしまう
と共に製品の粘麿が大幅に増加して作業上の取扱いが非
常に困九となる。

［作用］ 前述の如く、本発明は基油として、ケン化価が１２０以
下の天然ロウを使用すると供に中性型リン酸エステルお
よび／または粉末状固体潤滑剤を使用しているので、 ■　天然油脂と比較して高潤滑性をもった鉄石ケンの発
生原因となる脂肪酸の含有量が少ない。

■　加水分解をして脂肪酸と高級アルコールに分解した
とき、後者の高潤滑性をもった鉄石ケンに対する溶解性
が高い。

したがって、ロールバイト内で生成する高調々。

滑性をもった鉄石ケン量が少いうえに、生成した上記鉄
石ケンを高級アルコールが溶解するため、ワークロール
表面の平滑化摩耗現象への寄与が少ないことになる。

以下に本発明品の実施例を比較例と共に示す。

実施例１・・・耐ロール摩擦性の評価 （１）　供試演 （２）　試験方法 ■試験機　大型チムケン試験機 ■リングブロック ・リング（圧延ロール想定）　６２＋ａｍφＸ　１９ｍ
１ｌｌＷ材質：　ＳＵＪ　２　（ｌ−１ｖ　＝８００）
相さ：Ｒｚ＝１．８〜２．２μｌｌ１（Ｃ方向）・ブロ
ック（被圧延材） 実機冷延途中材（ＣＣ材、加工度約５０％）■試験条件 ・リング回転数　ｅｏｏｒｐａ ・荷重　ａｓｋｇ （ヘルツ圧１８．２ｋｇ／ｌｌｌ１１２）・時間　３時
間 ・エマルジョン　濃度５％、温度６０℃（３）　評価 試験前後のリングの表面粗さくＲｚ　Ｃ方向）を測定し
、粗度の低下路で測定する。

試験結束を第７図に示す。本発明品は比較例の天然油脂
に比較して、リング表面の粗度低下が少く、耐ロール摩
耗性に優れる圧延油であることがわかる。

実施例２・・・極圧性の評価 （１）　供試演 実施例１と同じ （２）　試験方法 ａ試験機　シェル式四球試験機 す試験条件 ■マルジョン濃度　５％、温度６０℃、Ｃ評価 ＯＫ向重（ｋａ、焼付きを生じない最大荷重）を測定す
る。

試験結果を次表に示す。

本発明は天然ロウのみでは鋼板用冷間圧延油としてはシ
ェル式四球試験のＯＫ荷重が低いので使用することがで
きないが中性リン酸エステルおよび／または固体！ｆｆ
Ｉ滑剤を添加することにより、ＯＫ荷車がいずれも７０
ｋ（１以上となるので、実機における静物圧延の場合の
耐焼付性に充分優れた冷間圧延油とすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の鋼板用冷間圧延油はケン
化価が１２０以下の天然ロウを基油とし、これに中性型
リン酸エステルを１〜１０％および／または粉末状固体
ＷＩ潤滑剤５〜２０％添加することにより、ＣＣ材圧延
時のワークロールの耐粗度摩耗性に優れることになり、
博物鋼板の冷間圧延においてスリップやチャタリングが
防止出来、生産性が著しく向上すると云う優れた効果を
秦するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板圧延における摩擦係数と圧下率ラフ、第３
図は脂肪酸とＣＣ材及びＩＣ材との反応性を示すグラフ
、第４図は天然ロウのケン化価と抽出油中の鉄分との関
係を示すグラフ、第５図は中性型リン酸エステルの添加
量とシェル四球ＯＫ荷重との関係を示すグラフ、第６図
は樹脂酸表面処理炭酸カルシウム（固体潤滑剤）の添加
量とシェル四球ＯＫ荷重との関係を示すグラフ、第７図
は本発明品と比較例との大型チムケン試験機による試験
結果を示すグラフである。 特許出願人　日本鋼管株式会社 第１図 第２図 第５図 中性、型すンｒｉ釘エステルｑｌｓａ量、（０ム）幕油
；　（レンジラ六−〇ウ　Ｓ入Ｍ″敷イ峰：５嘔エマル
ジ１）３＆ｌｙａ剖：　）リクレシルフｌスカλト　ａ
７１ｓｏ°Ｃ第６図 藉す脂酸氏面延耀Ｊｊ良ｐルシウム玲戸ａ量（０ム）第
７図 第１頁の続き

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケン化価が１２０以下の天然ロウを基油として用い、こ
   れに中性型リン酸エステルを１〜１０％および／または
   粉末状固体潤滑剤を５〜２０％添加することを特徴とす
   る鋼板用冷間圧延油。