冷間圧延方法
【課題】圧延効率に優れた冷間圧延方法を提供する。
【解決手段】本発明の冷間圧延方法は、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、１以上の上記圧延スタンド及び／又は被圧延材に、基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物又はその分散物を供給し、被圧延材を冷間圧延加工する方法である。
【解決手段】本発明の冷間圧延方法は、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、１以上の上記圧延スタンド及び／又は被圧延材に、基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物又はその分散物を供給し、被圧延材を冷間圧延加工する方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属圧延油組成物を用いた冷間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を冷間圧延加工する際、被圧延材（鋼板等）とワークロールとの焼付防止等の目的で、冷間圧延油組成物が使用されている。従来の冷間圧延油組成物は一般に、基油（例えば、鉱油、動植物油脂及び合成エステルの１種又は２種以上）中に、各種添加剤、例えば、脂肪酸等の油性向上剤、リン酸エステル等の極圧添加剤、防錆添加剤、酸化防止剤及び乳化剤の１種又は２種以上を含む。従来の冷間圧延油組成物は通常、水に乳化分散させた乳化分散液として使用される。
【０００３】
この乳化分散液は一般にクーラントと呼ばれている。クーラントは通常、タンク内からポンプを経由して、ノズルから作業ロール及び被圧延材に噴射することにより供給される。供給されたクーラントは、回収されて再度タンクに戻される。このような方式を循環方式と言う。この循環方式で用いられる冷間圧延油組成物は、作業ロール及び被圧延材表面に展着する（プレートアウト性）ことにより、潤滑性を発揮する。
【０００４】
近年、圧延技術の進歩に伴い、圧延の高速化及び圧延材の大量生産化が図られている。これに伴い、乳化安定性及びプレートアウト性に優れる金属圧延油組成物として、特許文献１〜３の金属圧延油組成物が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２５５８８号公報
【特許文献２】特開平１０−２９８５８０号公報
【特許文献３】特開２００８−７５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷間圧延加工では、圧延効率を高めることが求められる。特に近年では、圧延負荷の高い高張力鋼板（ハイテン材）の需要が高まると予測されていることから、圧延効率向上のためにミル負荷を低減させることが不可欠である。しかしながら、特許文献１〜３の金属圧延油組成物は、乳化安定性に対しては改善が認められるものの、従来の圧延油組成物に比較してプレートアウト性が充分に優れているとは言い難かった。
【０００７】
プレートアウト性を向上させる方法として、非イオン性界面活性剤のＨＬＢ又は界面活性剤の配合量を調整し、クーラントの粒子径を大きくする方法が挙げられる。しかし、この方法では、クーラントの乳化状態が不安定となる。乳化安定性が低下すると、スカム（鉄粉、圧延油、鉄石鹸及び水の混合物で粘稠状）がミル周辺に付着・堆積し易くなる。堆積したスカムがロールと被圧延材との間で噛み込むと、ロール疵が発生する。その結果、ロールの組替が必要となり、ロールの稼働率が低下する。
【０００８】
また、圧延率が高く設定された被圧延材や圧延負荷の高い高張力鋼板を、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、従来、第１圧延スタンドの圧下率の割合が低い範囲でしか圧延ができなかった。その結果、従来の方法では、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合が高くなり、モーター負荷が増加して圧延速度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の方法と比べて圧延効率に優れた冷間圧延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物（以下、単に「組成物」という。）又はその分散物を用いて、被圧延材を冷間圧延加工する冷間圧延方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の方法（以下、「本方法」という。）によれば、従来の方法と比べてモーター負荷を低減させ、圧延速度を向上させることができる。また、本方法によれば、スカムの生成を抑制し、ロール組替回数を減少させることができる。その結果、本発明の方法は、従来の方法と比べて、圧延効率に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例の冷間圧延方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記基油の種類には特に限定はない。上記基油として、従来から金属圧延油組成物に使用されてきた基油を使用することができる。上記基油として具体的には、例えば、スピンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油等の鉱物油；鯨油、牛脂、豚油、ナタネ油、ヒマシ油、ヌカ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油脂；牛脂、ヒマシ油、ヤシ油等から得られる脂肪酸及び／又は合成脂肪酸と炭素原子数１〜２２の脂肪族１価アルコールとのモノエステル、並びに上記脂肪酸及び／又は合成脂肪酸とエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとのジ、トリ、テトラエステルである合成エステルが挙げられる。上記基油は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
上記界面活性剤の種類には特に限定はない。上記界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤のいずれも使用できる。上記陰イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、アルカンスルホン酸ナトリウム塩、ナフテン酸ナトリウム石ケン及びアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。上記陽イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド及びアルキルピリジニウムクロリド等が挙げられる。上記非イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、プロピレングリコールとエチレングリコールとのコポリマー並びに高級脂肪酸、多価脂肪酸及び重縮合したオキシ脂肪酸の少なくとも１種とポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の多価アルコールの少なくとも１種とのモノエステル又はポリエステルを用いることができる。
【００１５】
プロピレングリコールとエチレングリコールとのコポリマーの結合形式には特に限定はない。該コポリマーはブロック重合でもランダム重合でもよい。また、上記コポリマーには、更に変性ポリアルケンが共重合されていてもよい。該変性ポリアルケンとしては、例えば、マレイン化ポリブテンが挙げられる。上記高級脂肪酸として具体的には、例えば、炭素数１２〜１８の飽和又は不飽和一価脂肪酸（例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びオレイン酸）が挙げられる。上記多価脂肪酸として具体的には、例えば、オレイン酸又はリノール酸のダイマー酸（炭素数３６）及びトリマー酸（炭素数５４）が挙げられる。上記重縮合したオキシ脂肪酸の炭素数は通常３６〜１８０である。上記重縮合したオキシ脂肪酸として具体的には、例えば、オキシステアリン酸が２〜１０分子つながったオキシ脂肪酸が挙げられる。
【００１６】
上記ポリエチレングリコールの分子量は通常、１５００〜２５００である。上記ポリエステルとしてはジエステル、可能な場合にはトリ、テトラエステル等が用いられる。
【００１７】
上記界面活性剤の分子量には特に限定はない。該分子量は通常、２０００〜１５０００である。該分子量が２０００以上であると、乳化安定性が高まるので好ましく、１５０００以下であると、油溶性に優れるので好ましい。また、上記界面活性剤のＨＬＢにも特に限定はない。該ＨＬＢは通常、５〜９である。該ＨＬＢがこの範囲内であると、上記界面活性剤が油粒子と水との界面に安定して存在できるので好ましい。
【００１８】
上記組成物中の上記界面活性剤の含有量には特に限定はない。含有量の下限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して０．１質量部以上、より好ましくは１質量部以上、更に好ましくは２質量部以上、特に好ましくは４質量部以上である。また、上記界面活性剤の含有量が５質量部以上でも、プレートアウト性を向上させることができる。従来は、界面活性剤をこの程度加えると、乳化安定性は良好となる反面、プレートアウト性が劣っていたが、上記組成物では、これらを両立することが可能である。含有量が上記下限値以上であると、乳化分散の安定性に優れるので好ましい。一方、上記含有量の下限値には特に限定はない。含有量の上限値として通常は、上記基油１００質量部に対して１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下、更に好ましくは６質量部以下である。含有量が上記上限値以下であると、優れたプレートアウト性を維持しつつ、上記界面活性剤の含有量を減らすことができるので好ましい。
【００１９】
上記エラストマーは、上記基油に溶解する性質を有すると共に、ゴム状の反発弾性体であれば、その種類に特に限定はない。上記エラストマーとして具体的には、例えば、熱硬化性エラストマー及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。上記熱硬化性エラストマーとして具体的には、例えば、天然ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及びフッ素ゴムが挙げられる。上記熱可塑性エラストマーとして一般的には、軟質相と硬質相とを備えたミクロ相分離構造を有するエラストマーが知られている。上記熱可塑性エラストマーとして具体的には、例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、イソプレン−イソブチレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体及びポリイソブチレンが挙げられる。
【００２０】
上記エラストマーの分子量には特に限定はない。上記エラストマーの重量平均分子量の下限値として好ましくは３万以上、より好ましくは５万以上である。上記エラストマーの重量平均分子量の上限値として好ましくは６００万以下、より好ましくは２５０万以下である。上記重量平均分子量が上記下限値以上であると、プレートアウト油膜の再洗浄を妨げる効果に優れるので好ましい。上記重量平均分子量が上記上限値以下であると、上記基油への溶解性に優れるので好ましい。
【００２１】
上記エラストマーの含有量には特に限定はない。含有量の下限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して０．０５質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、更に好ましくは０．２質量部以上である。含有量の上限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは５質量部以下である。含有量が上記下限値以上であると、プレートアウト性向上に優れるので好ましい。含有量が上記上限値以下であると、優れたプレートアウト性向上を維持しつつ、上記エラストマーの含有量を減らすことができるので好ましい。
【００２２】
上記組成物には、上記成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤、例えば、油性剤、極圧剤、酸化防止剤等を添加することができる。油性剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、ベヘン酸、エルカ酸、トリメリット酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸、豚脂脂肪酸、大豆油脂肪酸、なたね油脂肪酸、トール油脂肪酸等の脂肪酸；これら脂肪酸のエステル化物；ダイマー酸等の二塩基酸等が挙げられる。極圧剤としては、トリアルキルフォスフェート、ジアルキルフォスフェート、トリアリールフォスフェート等のりん酸エステル；トリアルキルフォスファイト、ジアルキルフォスファイト、トリアリルフォスファイト等の亜りん酸エステル等が挙げられる。酸化防止剤としては、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物；フェニル−α−ナフチルアミン等の芳香族アミン等が挙げられる。
【００２３】
上記組成物は、そのまま用いてもよく、適宜の溶媒中に上記組成物を分散させた分散物として用いてもよい。上記組成物は通常、水中に分散させた分散物（クーラント）として用いられる。上記クーラントでは、上記組成物が水に乳化分散している。上記クーラントは通常、上記組成物と水とを混合して、該混合溶液をミキサー等により攪拌することにより調製することができる。
【００２４】
上記分散物中の上記組成物の割合は、通常１〜１０体積％である。上記分散物中の油成分の平均粒子径の下限値として好ましくは３μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上であり、上限値として好ましくは１１μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは９μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以下である。平均粒子径が下限値以上であると、プレートアウト性に優れるので好ましい。一方、平均粒子径が上限値以下であると、乳化安定性に優れるので好ましい。尚、上記平均粒子径は、コールターカウンターにより測定することができる。
【００２５】
上記クーラントは通常、ノズルより噴射供給されて圧延ロール又は被圧延材に衝突する。その際に上記クーラントの乳化状態が破壊され、油分のみが圧延ロール又は被圧延材の表面に展着する。上記クーラントが連続供給されることにより、油分の付着と再洗浄が繰り返され、これにより、プレートアウト油膜が形成されると考えられる。上記エラストマーは水不溶性であるため、通常、油相に存在する。上記エラストマーの性状、例えば、その分子量及び架橋による分子内結合構造によって、上記油分の流動性が阻害され、プレートアウト油膜形成時の再洗浄が妨げられる。このため、プレートアウト性が向上すると考えられる。尚、上記説明は発明者の推測である。従って、上記説明は何ら本方法の内容を定義したり、あるいは本方法を限定するための説明ではない。
【００２６】
上記被圧延材の形状は、冷間圧延加工することができる限り特に限定はない。通常、上記被圧延材の形状は、板状（例えば、薄板状及び帯状）である。
【００２７】
上記被圧延材の種類は、冷間圧延加工することができる限り特に限定はない。上記被圧延材は通常、金属材料である。該金属材料は単一の金属材料でもよく、２種以上の金属で構成される合金材料でもよい。上記金属材料として具体的には、例えば、（１）鉄、鋳鉄，鋼（炭素鋼及びステンレス鋼等）及び鉄合金、（２）インコネル、チタン、及びチタン合金、並びに（３）アルミニウム、マグネシウム、亜鉛及び銅等の非鉄金属並びにそれらの合金が挙げられる。上記金属材料が鋼板の場合、軟質鋼板及び高張力鋼板（ハイテン材）のいずれも用いることができる。
【００２８】
本方法では、上記被圧延材として、引張強度が５００ＭＰａ以上、好ましくは５５０ＭＰａ以上の金属材料を用いることができる。本方法は、引張強度が高い高張力材料を冷間圧延加工、特に２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合でも、圧延速度を高めて圧延効率を向上させることができる。
【００２９】
本方法の内容は、被圧延材を冷間圧延することができる限り特に限定はない。本方法として具体的には、例えば、１以上、好ましくは２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いた冷間圧延方法が挙げられる（図１参照）。図１は、５個の圧延スタンドからなる冷間圧延機（各圧延スタンドは上下ワークロール及び上下バックアップロールを有する。）を用いた冷間圧延方法を示している。
【００３０】
本方法において、上記組成物又はその分散物（段落番号〔００３０〕〜〔００３３〕の「組成物」は、「金属圧延油組成物又はその分散物」を意味する。）の供給方法には特に限定はない。該方法としては、例えば、上記組成物を予め圧延ロールに塗布する方法及び加工中に圧延ロール又は被圧延材に対して上記組成物を噴霧又は塗布（ロールコート等）する方法が挙げられる。上記組成物の供給方法としてその他に、例えば、ノズルから液状で供給する方法、手づけ給油（ブラシ塗り及び油差し等）で供給する方法、及び噴霧により供給する方法が挙げられる。図１において、上記組成物は、クリーンタンク１に蓄積されている。上記組成物は、供給ポンプＰにより圧延油供給ライン２を通じて、冷間圧延機の各圧延スタンド７へ供給されている。
【００３１】
本方法として具体的には、例えば、１以上、好ましくは２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、該圧延スタンド及び／又は被圧延材に上記組成物等を供給する方法が挙げられる（図１参照）。この方法において、上記組成物は通常、圧延スタンドの入側及び出側に供給される。しかし、この方法において、上記組成物は、圧延スタンドの入側及び出側の全てに供給してもよく、いずれか一方にのみ供給してもよい。また、上記組成物は、少なくとも１以上の圧延スタンドに対して供給されればよい。よって、全圧延スタンドに供給してもよく、一部の圧延スタンドにのみ供給してもよい。
【００３２】
本方法では、供給された上記組成物を回収して、再度供給することができる（循環供給方式）。回収された上記組成物は、そのまま再度供給してもよく、異物除去等の適宜の再処理工程を経た後で再度供給してもよい。上記循環供給方式の具体例を図１に示す。各圧延スタンド７に供給された上記組成物はオイルパン３で回収され、ダーティータンク４へ送られる。次いで、上記組成物は、異物除去フィルター５及び鉄粉除去フィルター６を介して異物及び鉄粉を除去した後、クリーンタンク１へ戻される。クリーンタンク１へ戻された上記組成物は、再度圧延油供給ライン２を通じて各圧延スタンド７へ供給される。
【００３３】
本方法において、上記組成物の供給条件には特に限定はない。通常、上記組成物の温度は３０〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃、更に好ましくは５０〜７０℃である。本方法では、上記組成物の供給時の温度が上記範囲であれば好ましい。一方、図１のようにクリーンタンク１に蓄積させる場合、クリーンタンク１内での上記組成物の温度を上記範囲とすることができる。また、上記組成物の供給量は、必要に応じて適宜の範囲とすることができる。上記組成物の供給量として通常、１０００〜８０００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは２０００〜７０００Ｌ／ｍｉｎ、更に好ましくは３０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎである。上記組成物の温度及び供給量が上記範囲であると、潤滑性に優れ、ヒートマーク等の欠陥の発生を抑制することができるので好ましい。また、上記組成物の温度及び供給量が上記範囲であると、圧延荷重の増大を抑制し、圧延速度及び圧延効率を向上させることができるので好ましい。
【００３４】
本方法において、圧延条件には特に限定はない。本方法は、圧延率が大きい場合又は強度の高い材料を圧延する場合等、圧延負荷の大きい条件での冷間圧延に好ましい。本方法では、圧延率を８０％以上とすることができる。また、本方法では、高速で圧延してもヒートマーク等の欠陥の発生を抑制し、安定して冷間圧延加工をすることができる。本方法では、圧延速度を５００ｍｐｍ（ｍ／分）以上、好ましくは１０００ｍｐｍ以上とすることができる。圧延速度の上限値には特に限定はないが、通常は１５００ｍｐｍ以下であり、モーター負荷の観点から１３００ｍｐｍ以下が好ましい。
【００３５】
今日、高圧下率材（例えば、合計圧下率８０％以上）及び高張力金属材料（例えば、引張強度が５００ＭＰａ以上又は５５０ＭＰａ以上）を、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工することが行われている。この場合、通常、第１圧延スタンド（被圧延材が最初に通過する圧延スタンド）の圧下率の割合が低く、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合が高くなり、モーター負荷が増加して圧延速度を向上させるのが困難であった。しかし、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。例えば、本方法では、第１圧延スタンドの圧下率の割合に対する第２圧延スタンドの圧下率の割合（第２圧延スタンドの圧下率の割合（％）／第１圧延スタンドの圧下率の割合（％））を１．００〜１．２０、好ましくは１．００〜１．１８の範囲とすることができる。上記割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【００３６】
図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて、冷間圧延加工により合計圧下率８０％以上の高圧下率材を得る場合、従来、潤滑性不足によりモーター負荷が高くなり、通常、第１圧延スタンドの圧下率の割合が１５〜１７％の範囲でしか圧延ができなかった。しかし、上記のように、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、第１圧延スタンドの圧下率の割合を１９％以上とすることができる。第１圧延スタンドの圧下率の割合の上限には特に限定はないが、通常は２２％である。第１圧延スタンドの圧下率の割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【００３７】
高張力金属材料（例えば、引張強度が５００ＭＰａ以上又は５５０ＭＰａ以上）を、図１に示す５スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合も同様に、従来、潤滑性不足によりモーター負荷が高くなり、通常、第１圧延スタンドの圧下率の割合が１０〜１１％の範囲でしか圧延ができなかった。しかし、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、第１圧延スタンドの圧下率の割合を１２％以上とすることができる。第１圧延スタンドの圧下率の割合の上限には特に限定はないが、通常は１４％である。第１圧延スタンドの圧下率の割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減し、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
【００３９】
＜クーラントの調製＞
下記の各成分を所定量で配合して、実施例の金属圧延油組成物を調整した。比較例の金属圧延油組成物として、ユシロ化学工業株式会社製「ユシローブル１００ＴＦ−２」を用いた。各成分の内容及び配合量を以下に示す。配合量の「％」は「質量％」である。
【００４０】
合成エステル（９６．９％）：商品名「ユニスターＨ−３８１Ｒ」、日油株式会社、トリメチロールプロパントリオレート
界面活性剤Ａ（１．０％）：商品名「イオネットＳ−８０」、三洋化成工業株式会社、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤
界面活性剤Ｂ（０．３％）：商品名「イオネットＤＯ−１０００」、三洋化成工業株式会社、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル
界面活性剤Ｃ（０．５％）：商品名「ハイパーマーＡ６０」、クローダジャパン株式会社、マレイン化ポリブテン、ポリアルキレングリコール、及びグリセリンの共重合物
酸化防止剤（１．０％）：商品名「スミライザーＢＨＴ」、住友化学株式会社
防食剤（０．１％）：商品名「ＢＴ−１２０」 城北化学工業株式会社、１，２，３−ベンゾトリアゾール
エラストマーＡ（０．２％）：天然ゴム（ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレン主体、重量平均分子量１０万〜２５０万）
【００４１】
上記各金属圧延油組成物を１〜２体積％となるように水にて希釈した後、ポンプによる循環と共に攪拌機を用いて、上記金属圧延油組成物の平均粒子径を７．２μｍに調製して、クーラントを調製した（液量：１８万〜２０万Ｌ、液温：５０〜７０℃）。尚、上記平均粒子径（調製時平均粒子径）は、コールターカウンター（ベックマン・コールター社製）を用いた細孔電気抵抗法により測定した。
【００４２】
＜冷間圧延加工（Ｉ）＞
冷間圧延加工の概略を図１に示す。図１の冷間圧延機は、５個の圧延スタンド７（第１スタンド７１〜第５スタンド７５）からなり、各圧延スタンド７は上下ワークロール及び上下バックアップロールを有する。循環圧延油供給方式にて、各圧延スタンド７の入側圧延ロール（ロールバイト及びワークロール表面）及び出側圧延ロール表面に上記で調製した各クーラントを供給して冷間圧延加工を行った。金属材料として、軟質鋼板Ａ〜Ｃ（板厚：３．８ｍｍ（入側）、０．７１５ｍｍ（出側）、圧下率８１％、板幅：１７８０ｍｍ）を用いた。上記クーラントの温度は５０〜７０度である。上記クーラントの供給量は、各圧延スタンドで約３０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎである。各圧延スタンドの圧下率割合、合計圧下率及び圧延速度を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１より、合計圧下率８０％以上の高圧下率材において、比較例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１５〜１７％の範囲と低く、そのため、第２圧延スタンドの圧下率の割合が２２％以上と高いのに対し、実施例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１９〜２１％と高く、これにより、第２圧延スタンドの圧下率を２１．５％以下と軽減することができた。その結果、比較例と比べて、実施例ではモーター負荷を低減され、圧延速度を向上させることができた（比較例と比べて６％向上）。
【００４５】
また、圧延鋼板の生産量と実働時間から圧延能率（１時間当たりの生産量）を算出した結果、圧延能率は比較例と比べて３％向上した。
【００４６】
上記軟質鋼板Ａ〜Ｃに替えて、鋼板Ｄ〜Ｆ（引張強度；５９０ＭＰａ）を用いる他は、上記と同様の方法により冷間圧延加工を行った。その結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
表２より、引張強度が５９０ＭＰａの高張力鋼板において、比較例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１０〜１１％の範囲と低く、そのため、第２圧延スタンドの圧下率の割合が１５％以上と高いのに対し、実施例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１２〜１３％と高く、これにより、第２圧延スタンドの圧下率を１４％以下と軽減することができた。その結果、比較例と比べて、実施例ではモーター負荷を低減され、圧延速度を向上させることができた（比較例と比べて５％向上）。
【００４９】
＜冷間圧延加工（ＩＩ）＞
図１の冷間圧延機を用いて、上記各クーラントを用いて鋼板の冷間圧延加工を半年間（稼働期間）行った。その後、加工鋼板の生産量と金属圧延油組成物の使用量から、稼働期間中の原単位（鋼板の生産量１ｔ当たりに使用した金属圧延油組成物の使用量；ｋｇ／ｔｏｎ）を算出した。また、稼働期間中の異常組替比率（鋼板の生産量１０００ｔ当たりについて、ロール疵の発生のため圧延ロールの組替を行った回数；回／１０００ｔ）及び稼働率（実働時間／（勤務時間−休止時間））を算出した。
【００５０】
その結果、比較例と比べて、実施例では原単位が７％向上した。この結果より、本実施例では、金属圧延油組成物の使用量を低減してコストダウンを図ることができることが分かる。また、比較例と比べて、実施例では異常組替比率が３５％低減され、稼働率が０．８％向上した。この結果より、本実施例ではスカム生成を抑制することによりロール疵の発生を抑制でき、これにより、圧延ロールの組替回数を削減して稼働率を向上させることができることが分かる。
【符号の説明】
【００５１】
１；クリーンタンク、２；圧延油供給ライン、３；オイルパン、４；ダーティータンク、５；異物除去フィルター、６；鉄粉除去フィルター、７；圧延スタンド、７１；第１スタンド、７２；第２スタンド、７３；第３スタンド、７４；第４スタンド、７５；第５スタンド、Ｐ；ポンプ、Ｓ；金属材料。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属圧延油組成物を用いた冷間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を冷間圧延加工する際、被圧延材（鋼板等）とワークロールとの焼付防止等の目的で、冷間圧延油組成物が使用されている。従来の冷間圧延油組成物は一般に、基油（例えば、鉱油、動植物油脂及び合成エステルの１種又は２種以上）中に、各種添加剤、例えば、脂肪酸等の油性向上剤、リン酸エステル等の極圧添加剤、防錆添加剤、酸化防止剤及び乳化剤の１種又は２種以上を含む。従来の冷間圧延油組成物は通常、水に乳化分散させた乳化分散液として使用される。
【０００３】
この乳化分散液は一般にクーラントと呼ばれている。クーラントは通常、タンク内からポンプを経由して、ノズルから作業ロール及び被圧延材に噴射することにより供給される。供給されたクーラントは、回収されて再度タンクに戻される。このような方式を循環方式と言う。この循環方式で用いられる冷間圧延油組成物は、作業ロール及び被圧延材表面に展着する（プレートアウト性）ことにより、潤滑性を発揮する。
【０００４】
近年、圧延技術の進歩に伴い、圧延の高速化及び圧延材の大量生産化が図られている。これに伴い、乳化安定性及びプレートアウト性に優れる金属圧延油組成物として、特許文献１〜３の金属圧延油組成物が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２５５８８号公報
【特許文献２】特開平１０−２９８５８０号公報
【特許文献３】特開２００８−７５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷間圧延加工では、圧延効率を高めることが求められる。特に近年では、圧延負荷の高い高張力鋼板（ハイテン材）の需要が高まると予測されていることから、圧延効率向上のためにミル負荷を低減させることが不可欠である。しかしながら、特許文献１〜３の金属圧延油組成物は、乳化安定性に対しては改善が認められるものの、従来の圧延油組成物に比較してプレートアウト性が充分に優れているとは言い難かった。
【０００７】
プレートアウト性を向上させる方法として、非イオン性界面活性剤のＨＬＢ又は界面活性剤の配合量を調整し、クーラントの粒子径を大きくする方法が挙げられる。しかし、この方法では、クーラントの乳化状態が不安定となる。乳化安定性が低下すると、スカム（鉄粉、圧延油、鉄石鹸及び水の混合物で粘稠状）がミル周辺に付着・堆積し易くなる。堆積したスカムがロールと被圧延材との間で噛み込むと、ロール疵が発生する。その結果、ロールの組替が必要となり、ロールの稼働率が低下する。
【０００８】
また、圧延率が高く設定された被圧延材や圧延負荷の高い高張力鋼板を、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、従来、第１圧延スタンドの圧下率の割合が低い範囲でしか圧延ができなかった。その結果、従来の方法では、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合が高くなり、モーター負荷が増加して圧延速度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の方法と比べて圧延効率に優れた冷間圧延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物（以下、単に「組成物」という。）又はその分散物を用いて、被圧延材を冷間圧延加工する冷間圧延方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の方法（以下、「本方法」という。）によれば、従来の方法と比べてモーター負荷を低減させ、圧延速度を向上させることができる。また、本方法によれば、スカムの生成を抑制し、ロール組替回数を減少させることができる。その結果、本発明の方法は、従来の方法と比べて、圧延効率に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例の冷間圧延方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記基油の種類には特に限定はない。上記基油として、従来から金属圧延油組成物に使用されてきた基油を使用することができる。上記基油として具体的には、例えば、スピンドル油、マシン油、タービン油、シリンダー油等の鉱物油；鯨油、牛脂、豚油、ナタネ油、ヒマシ油、ヌカ油、パーム油、ヤシ油等の動植物油脂；牛脂、ヒマシ油、ヤシ油等から得られる脂肪酸及び／又は合成脂肪酸と炭素原子数１〜２２の脂肪族１価アルコールとのモノエステル、並びに上記脂肪酸及び／又は合成脂肪酸とエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとのジ、トリ、テトラエステルである合成エステルが挙げられる。上記基油は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
上記界面活性剤の種類には特に限定はない。上記界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤のいずれも使用できる。上記陰イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、アルカンスルホン酸ナトリウム塩、ナフテン酸ナトリウム石ケン及びアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。上記陽イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド及びアルキルピリジニウムクロリド等が挙げられる。上記非イオン性界面活性剤として具体的には、例えば、プロピレングリコールとエチレングリコールとのコポリマー並びに高級脂肪酸、多価脂肪酸及び重縮合したオキシ脂肪酸の少なくとも１種とポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等の多価アルコールの少なくとも１種とのモノエステル又はポリエステルを用いることができる。
【００１５】
プロピレングリコールとエチレングリコールとのコポリマーの結合形式には特に限定はない。該コポリマーはブロック重合でもランダム重合でもよい。また、上記コポリマーには、更に変性ポリアルケンが共重合されていてもよい。該変性ポリアルケンとしては、例えば、マレイン化ポリブテンが挙げられる。上記高級脂肪酸として具体的には、例えば、炭素数１２〜１８の飽和又は不飽和一価脂肪酸（例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸及びオレイン酸）が挙げられる。上記多価脂肪酸として具体的には、例えば、オレイン酸又はリノール酸のダイマー酸（炭素数３６）及びトリマー酸（炭素数５４）が挙げられる。上記重縮合したオキシ脂肪酸の炭素数は通常３６〜１８０である。上記重縮合したオキシ脂肪酸として具体的には、例えば、オキシステアリン酸が２〜１０分子つながったオキシ脂肪酸が挙げられる。
【００１６】
上記ポリエチレングリコールの分子量は通常、１５００〜２５００である。上記ポリエステルとしてはジエステル、可能な場合にはトリ、テトラエステル等が用いられる。
【００１７】
上記界面活性剤の分子量には特に限定はない。該分子量は通常、２０００〜１５０００である。該分子量が２０００以上であると、乳化安定性が高まるので好ましく、１５０００以下であると、油溶性に優れるので好ましい。また、上記界面活性剤のＨＬＢにも特に限定はない。該ＨＬＢは通常、５〜９である。該ＨＬＢがこの範囲内であると、上記界面活性剤が油粒子と水との界面に安定して存在できるので好ましい。
【００１８】
上記組成物中の上記界面活性剤の含有量には特に限定はない。含有量の下限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して０．１質量部以上、より好ましくは１質量部以上、更に好ましくは２質量部以上、特に好ましくは４質量部以上である。また、上記界面活性剤の含有量が５質量部以上でも、プレートアウト性を向上させることができる。従来は、界面活性剤をこの程度加えると、乳化安定性は良好となる反面、プレートアウト性が劣っていたが、上記組成物では、これらを両立することが可能である。含有量が上記下限値以上であると、乳化分散の安定性に優れるので好ましい。一方、上記含有量の下限値には特に限定はない。含有量の上限値として通常は、上記基油１００質量部に対して１０質量部以下、より好ましくは７質量部以下、更に好ましくは６質量部以下である。含有量が上記上限値以下であると、優れたプレートアウト性を維持しつつ、上記界面活性剤の含有量を減らすことができるので好ましい。
【００１９】
上記エラストマーは、上記基油に溶解する性質を有すると共に、ゴム状の反発弾性体であれば、その種類に特に限定はない。上記エラストマーとして具体的には、例えば、熱硬化性エラストマー及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。上記熱硬化性エラストマーとして具体的には、例えば、天然ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及びフッ素ゴムが挙げられる。上記熱可塑性エラストマーとして一般的には、軟質相と硬質相とを備えたミクロ相分離構造を有するエラストマーが知られている。上記熱可塑性エラストマーとして具体的には、例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、イソプレン−イソブチレン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体及びポリイソブチレンが挙げられる。
【００２０】
上記エラストマーの分子量には特に限定はない。上記エラストマーの重量平均分子量の下限値として好ましくは３万以上、より好ましくは５万以上である。上記エラストマーの重量平均分子量の上限値として好ましくは６００万以下、より好ましくは２５０万以下である。上記重量平均分子量が上記下限値以上であると、プレートアウト油膜の再洗浄を妨げる効果に優れるので好ましい。上記重量平均分子量が上記上限値以下であると、上記基油への溶解性に優れるので好ましい。
【００２１】
上記エラストマーの含有量には特に限定はない。含有量の下限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して０．０５質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、更に好ましくは０．２質量部以上である。含有量の上限値として好ましくは、上記基油１００質量部に対して２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは５質量部以下である。含有量が上記下限値以上であると、プレートアウト性向上に優れるので好ましい。含有量が上記上限値以下であると、優れたプレートアウト性向上を維持しつつ、上記エラストマーの含有量を減らすことができるので好ましい。
【００２２】
上記組成物には、上記成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤、例えば、油性剤、極圧剤、酸化防止剤等を添加することができる。油性剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキン酸、ベヘン酸、エルカ酸、トリメリット酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸、豚脂脂肪酸、大豆油脂肪酸、なたね油脂肪酸、トール油脂肪酸等の脂肪酸；これら脂肪酸のエステル化物；ダイマー酸等の二塩基酸等が挙げられる。極圧剤としては、トリアルキルフォスフェート、ジアルキルフォスフェート、トリアリールフォスフェート等のりん酸エステル；トリアルキルフォスファイト、ジアルキルフォスファイト、トリアリルフォスファイト等の亜りん酸エステル等が挙げられる。酸化防止剤としては、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物；フェニル−α−ナフチルアミン等の芳香族アミン等が挙げられる。
【００２３】
上記組成物は、そのまま用いてもよく、適宜の溶媒中に上記組成物を分散させた分散物として用いてもよい。上記組成物は通常、水中に分散させた分散物（クーラント）として用いられる。上記クーラントでは、上記組成物が水に乳化分散している。上記クーラントは通常、上記組成物と水とを混合して、該混合溶液をミキサー等により攪拌することにより調製することができる。
【００２４】
上記分散物中の上記組成物の割合は、通常１〜１０体積％である。上記分散物中の油成分の平均粒子径の下限値として好ましくは３μｍ以上、より好ましくは４μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上であり、上限値として好ましくは１１μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは９μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以下である。平均粒子径が下限値以上であると、プレートアウト性に優れるので好ましい。一方、平均粒子径が上限値以下であると、乳化安定性に優れるので好ましい。尚、上記平均粒子径は、コールターカウンターにより測定することができる。
【００２５】
上記クーラントは通常、ノズルより噴射供給されて圧延ロール又は被圧延材に衝突する。その際に上記クーラントの乳化状態が破壊され、油分のみが圧延ロール又は被圧延材の表面に展着する。上記クーラントが連続供給されることにより、油分の付着と再洗浄が繰り返され、これにより、プレートアウト油膜が形成されると考えられる。上記エラストマーは水不溶性であるため、通常、油相に存在する。上記エラストマーの性状、例えば、その分子量及び架橋による分子内結合構造によって、上記油分の流動性が阻害され、プレートアウト油膜形成時の再洗浄が妨げられる。このため、プレートアウト性が向上すると考えられる。尚、上記説明は発明者の推測である。従って、上記説明は何ら本方法の内容を定義したり、あるいは本方法を限定するための説明ではない。
【００２６】
上記被圧延材の形状は、冷間圧延加工することができる限り特に限定はない。通常、上記被圧延材の形状は、板状（例えば、薄板状及び帯状）である。
【００２７】
上記被圧延材の種類は、冷間圧延加工することができる限り特に限定はない。上記被圧延材は通常、金属材料である。該金属材料は単一の金属材料でもよく、２種以上の金属で構成される合金材料でもよい。上記金属材料として具体的には、例えば、（１）鉄、鋳鉄，鋼（炭素鋼及びステンレス鋼等）及び鉄合金、（２）インコネル、チタン、及びチタン合金、並びに（３）アルミニウム、マグネシウム、亜鉛及び銅等の非鉄金属並びにそれらの合金が挙げられる。上記金属材料が鋼板の場合、軟質鋼板及び高張力鋼板（ハイテン材）のいずれも用いることができる。
【００２８】
本方法では、上記被圧延材として、引張強度が５００ＭＰａ以上、好ましくは５５０ＭＰａ以上の金属材料を用いることができる。本方法は、引張強度が高い高張力材料を冷間圧延加工、特に２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合でも、圧延速度を高めて圧延効率を向上させることができる。
【００２９】
本方法の内容は、被圧延材を冷間圧延することができる限り特に限定はない。本方法として具体的には、例えば、１以上、好ましくは２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いた冷間圧延方法が挙げられる（図１参照）。図１は、５個の圧延スタンドからなる冷間圧延機（各圧延スタンドは上下ワークロール及び上下バックアップロールを有する。）を用いた冷間圧延方法を示している。
【００３０】
本方法において、上記組成物又はその分散物（段落番号〔００３０〕〜〔００３３〕の「組成物」は、「金属圧延油組成物又はその分散物」を意味する。）の供給方法には特に限定はない。該方法としては、例えば、上記組成物を予め圧延ロールに塗布する方法及び加工中に圧延ロール又は被圧延材に対して上記組成物を噴霧又は塗布（ロールコート等）する方法が挙げられる。上記組成物の供給方法としてその他に、例えば、ノズルから液状で供給する方法、手づけ給油（ブラシ塗り及び油差し等）で供給する方法、及び噴霧により供給する方法が挙げられる。図１において、上記組成物は、クリーンタンク１に蓄積されている。上記組成物は、供給ポンプＰにより圧延油供給ライン２を通じて、冷間圧延機の各圧延スタンド７へ供給されている。
【００３１】
本方法として具体的には、例えば、１以上、好ましくは２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、該圧延スタンド及び／又は被圧延材に上記組成物等を供給する方法が挙げられる（図１参照）。この方法において、上記組成物は通常、圧延スタンドの入側及び出側に供給される。しかし、この方法において、上記組成物は、圧延スタンドの入側及び出側の全てに供給してもよく、いずれか一方にのみ供給してもよい。また、上記組成物は、少なくとも１以上の圧延スタンドに対して供給されればよい。よって、全圧延スタンドに供給してもよく、一部の圧延スタンドにのみ供給してもよい。
【００３２】
本方法では、供給された上記組成物を回収して、再度供給することができる（循環供給方式）。回収された上記組成物は、そのまま再度供給してもよく、異物除去等の適宜の再処理工程を経た後で再度供給してもよい。上記循環供給方式の具体例を図１に示す。各圧延スタンド７に供給された上記組成物はオイルパン３で回収され、ダーティータンク４へ送られる。次いで、上記組成物は、異物除去フィルター５及び鉄粉除去フィルター６を介して異物及び鉄粉を除去した後、クリーンタンク１へ戻される。クリーンタンク１へ戻された上記組成物は、再度圧延油供給ライン２を通じて各圧延スタンド７へ供給される。
【００３３】
本方法において、上記組成物の供給条件には特に限定はない。通常、上記組成物の温度は３０〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃、更に好ましくは５０〜７０℃である。本方法では、上記組成物の供給時の温度が上記範囲であれば好ましい。一方、図１のようにクリーンタンク１に蓄積させる場合、クリーンタンク１内での上記組成物の温度を上記範囲とすることができる。また、上記組成物の供給量は、必要に応じて適宜の範囲とすることができる。上記組成物の供給量として通常、１０００〜８０００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは２０００〜７０００Ｌ／ｍｉｎ、更に好ましくは３０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎである。上記組成物の温度及び供給量が上記範囲であると、潤滑性に優れ、ヒートマーク等の欠陥の発生を抑制することができるので好ましい。また、上記組成物の温度及び供給量が上記範囲であると、圧延荷重の増大を抑制し、圧延速度及び圧延効率を向上させることができるので好ましい。
【００３４】
本方法において、圧延条件には特に限定はない。本方法は、圧延率が大きい場合又は強度の高い材料を圧延する場合等、圧延負荷の大きい条件での冷間圧延に好ましい。本方法では、圧延率を８０％以上とすることができる。また、本方法では、高速で圧延してもヒートマーク等の欠陥の発生を抑制し、安定して冷間圧延加工をすることができる。本方法では、圧延速度を５００ｍｐｍ（ｍ／分）以上、好ましくは１０００ｍｐｍ以上とすることができる。圧延速度の上限値には特に限定はないが、通常は１５００ｍｐｍ以下であり、モーター負荷の観点から１３００ｍｐｍ以下が好ましい。
【００３５】
今日、高圧下率材（例えば、合計圧下率８０％以上）及び高張力金属材料（例えば、引張強度が５００ＭＰａ以上又は５５０ＭＰａ以上）を、２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工することが行われている。この場合、通常、第１圧延スタンド（被圧延材が最初に通過する圧延スタンド）の圧下率の割合が低く、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合が高くなり、モーター負荷が増加して圧延速度を向上させるのが困難であった。しかし、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。例えば、本方法では、第１圧延スタンドの圧下率の割合に対する第２圧延スタンドの圧下率の割合（第２圧延スタンドの圧下率の割合（％）／第１圧延スタンドの圧下率の割合（％））を１．００〜１．２０、好ましくは１．００〜１．１８の範囲とすることができる。上記割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【００３６】
図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて、冷間圧延加工により合計圧下率８０％以上の高圧下率材を得る場合、従来、潤滑性不足によりモーター負荷が高くなり、通常、第１圧延スタンドの圧下率の割合が１５〜１７％の範囲でしか圧延ができなかった。しかし、上記のように、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、第１圧延スタンドの圧下率の割合を１９％以上とすることができる。第１圧延スタンドの圧下率の割合の上限には特に限定はないが、通常は２２％である。第１圧延スタンドの圧下率の割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【００３７】
高張力金属材料（例えば、引張強度が５００ＭＰａ以上又は５５０ＭＰａ以上）を、図１に示す５スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合も同様に、従来、潤滑性不足によりモーター負荷が高くなり、通常、第１圧延スタンドの圧下率の割合が１０〜１１％の範囲でしか圧延ができなかった。しかし、本方法によれば、第１圧延スタンドの圧下率の割合を向上させ、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減することができる。図１に示す５個の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用いて冷間圧延加工する場合、第１圧延スタンドの圧下率の割合を１２％以上とすることができる。第１圧延スタンドの圧下率の割合の上限には特に限定はないが、通常は１４％である。第１圧延スタンドの圧下率の割合が上記範囲内であると、ヒートマーク及び絞り等の欠陥の発生を抑制すると共に、第２圧延スタンド以降の圧下率の割合を軽減し、モーター負荷を低下させて圧延速度を高めることができるので好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
【００３９】
＜クーラントの調製＞
下記の各成分を所定量で配合して、実施例の金属圧延油組成物を調整した。比較例の金属圧延油組成物として、ユシロ化学工業株式会社製「ユシローブル１００ＴＦ−２」を用いた。各成分の内容及び配合量を以下に示す。配合量の「％」は「質量％」である。
【００４０】
合成エステル（９６．９％）：商品名「ユニスターＨ−３８１Ｒ」、日油株式会社、トリメチロールプロパントリオレート
界面活性剤Ａ（１．０％）：商品名「イオネットＳ−８０」、三洋化成工業株式会社、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤
界面活性剤Ｂ（０．３％）：商品名「イオネットＤＯ−１０００」、三洋化成工業株式会社、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエステル
界面活性剤Ｃ（０．５％）：商品名「ハイパーマーＡ６０」、クローダジャパン株式会社、マレイン化ポリブテン、ポリアルキレングリコール、及びグリセリンの共重合物
酸化防止剤（１．０％）：商品名「スミライザーＢＨＴ」、住友化学株式会社
防食剤（０．１％）：商品名「ＢＴ−１２０」 城北化学工業株式会社、１，２，３−ベンゾトリアゾール
エラストマーＡ（０．２％）：天然ゴム（ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレン主体、重量平均分子量１０万〜２５０万）
【００４１】
上記各金属圧延油組成物を１〜２体積％となるように水にて希釈した後、ポンプによる循環と共に攪拌機を用いて、上記金属圧延油組成物の平均粒子径を７．２μｍに調製して、クーラントを調製した（液量：１８万〜２０万Ｌ、液温：５０〜７０℃）。尚、上記平均粒子径（調製時平均粒子径）は、コールターカウンター（ベックマン・コールター社製）を用いた細孔電気抵抗法により測定した。
【００４２】
＜冷間圧延加工（Ｉ）＞
冷間圧延加工の概略を図１に示す。図１の冷間圧延機は、５個の圧延スタンド７（第１スタンド７１〜第５スタンド７５）からなり、各圧延スタンド７は上下ワークロール及び上下バックアップロールを有する。循環圧延油供給方式にて、各圧延スタンド７の入側圧延ロール（ロールバイト及びワークロール表面）及び出側圧延ロール表面に上記で調製した各クーラントを供給して冷間圧延加工を行った。金属材料として、軟質鋼板Ａ〜Ｃ（板厚：３．８ｍｍ（入側）、０．７１５ｍｍ（出側）、圧下率８１％、板幅：１７８０ｍｍ）を用いた。上記クーラントの温度は５０〜７０度である。上記クーラントの供給量は、各圧延スタンドで約３０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎである。各圧延スタンドの圧下率割合、合計圧下率及び圧延速度を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１より、合計圧下率８０％以上の高圧下率材において、比較例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１５〜１７％の範囲と低く、そのため、第２圧延スタンドの圧下率の割合が２２％以上と高いのに対し、実施例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１９〜２１％と高く、これにより、第２圧延スタンドの圧下率を２１．５％以下と軽減することができた。その結果、比較例と比べて、実施例ではモーター負荷を低減され、圧延速度を向上させることができた（比較例と比べて６％向上）。
【００４５】
また、圧延鋼板の生産量と実働時間から圧延能率（１時間当たりの生産量）を算出した結果、圧延能率は比較例と比べて３％向上した。
【００４６】
上記軟質鋼板Ａ〜Ｃに替えて、鋼板Ｄ〜Ｆ（引張強度；５９０ＭＰａ）を用いる他は、上記と同様の方法により冷間圧延加工を行った。その結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
表２より、引張強度が５９０ＭＰａの高張力鋼板において、比較例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１０〜１１％の範囲と低く、そのため、第２圧延スタンドの圧下率の割合が１５％以上と高いのに対し、実施例では第１圧延スタンドの圧下率の割合が１２〜１３％と高く、これにより、第２圧延スタンドの圧下率を１４％以下と軽減することができた。その結果、比較例と比べて、実施例ではモーター負荷を低減され、圧延速度を向上させることができた（比較例と比べて５％向上）。
【００４９】
＜冷間圧延加工（ＩＩ）＞
図１の冷間圧延機を用いて、上記各クーラントを用いて鋼板の冷間圧延加工を半年間（稼働期間）行った。その後、加工鋼板の生産量と金属圧延油組成物の使用量から、稼働期間中の原単位（鋼板の生産量１ｔ当たりに使用した金属圧延油組成物の使用量；ｋｇ／ｔｏｎ）を算出した。また、稼働期間中の異常組替比率（鋼板の生産量１０００ｔ当たりについて、ロール疵の発生のため圧延ロールの組替を行った回数；回／１０００ｔ）及び稼働率（実働時間／（勤務時間−休止時間））を算出した。
【００５０】
その結果、比較例と比べて、実施例では原単位が７％向上した。この結果より、本実施例では、金属圧延油組成物の使用量を低減してコストダウンを図ることができることが分かる。また、比較例と比べて、実施例では異常組替比率が３５％低減され、稼働率が０．８％向上した。この結果より、本実施例ではスカム生成を抑制することによりロール疵の発生を抑制でき、これにより、圧延ロールの組替回数を削減して稼働率を向上させることができることが分かる。
【符号の説明】
【００５１】
１；クリーンタンク、２；圧延油供給ライン、３；オイルパン、４；ダーティータンク、５；異物除去フィルター、６；鉄粉除去フィルター、７；圧延スタンド、７１；第１スタンド、７２；第２スタンド、７３；第３スタンド、７４；第４スタンド、７５；第５スタンド、Ｐ；ポンプ、Ｓ；金属材料。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物又はその分散物を用いて、被圧延材を冷間圧延加工する冷間圧延方法。
【請求項２】
２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、１以上の上記圧延スタンド及び／又は被圧延材に、上記金属圧延油組成物又はその分散物を供給する請求項１記載の冷間圧延方法。
【請求項３】
上記基油１００質量部に対して、上記界面活性剤の含有量が０．１〜１０質量部であり、上記エラストマーの含有量が０．０５〜２０質量部である請求項１又は２記載の冷間圧延方法。
【請求項４】
上記被圧延材は、引張強度が５００ＭＰａ以上の金属材料である請求項１乃至３のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【請求項５】
圧延率が８０％以上である請求項１乃至４のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【請求項６】
第１圧延スタンドの圧下率の割合に対する第２圧延スタンドの圧下率の割合が１．００〜１．２０である請求項２乃至５のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【請求項１】
基油、界面活性剤及びエラストマーを含む金属圧延油組成物又はその分散物を用いて、被圧延材を冷間圧延加工する冷間圧延方法。
【請求項２】
２以上の圧延スタンドを備える冷間タンデムミルを用い、１以上の上記圧延スタンド及び／又は被圧延材に、上記金属圧延油組成物又はその分散物を供給する請求項１記載の冷間圧延方法。
【請求項３】
上記基油１００質量部に対して、上記界面活性剤の含有量が０．１〜１０質量部であり、上記エラストマーの含有量が０．０５〜２０質量部である請求項１又は２記載の冷間圧延方法。
【請求項４】
上記被圧延材は、引張強度が５００ＭＰａ以上の金属材料である請求項１乃至３のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【請求項５】
圧延率が８０％以上である請求項１乃至４のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【請求項６】
第１圧延スタンドの圧下率の割合に対する第２圧延スタンドの圧下率の割合が１．００〜１．２０である請求項２乃至５のいずれかに記載の冷間圧延方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１１７０２３（Ｐ２０１２−１１７０２３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７０８２７（Ｐ２０１０−２７０８２７）
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００１１５０８３）ユシロ化学工業株式会社 (69)
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００１１５０８３）ユシロ化学工業株式会社 (69)
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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