(57)【要約】【課題】エマルション圧延油が供給される冷間圧延において、高速圧延および高負荷圧延が求められる材料に対して、操業上の問題を生じさせずに確実にヒートスクラッチを防止することができる耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法を提供すること。【解決手段】１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置を用いて金属板を冷間圧延するにあたり、エマルション圧延油と酸素との混合物を少なくとも１つの圧延機スタンド入側に供給する。この場合に、主ノズルから酸素を噴射するのと同時に、主ノズルの外側に設けられた副ノズルから、酸素を周囲の大気と遮断するようにして、エマルション圧延油を噴射する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置を用いて金属板を冷間圧延する冷間圧延方法であって、
エマルション圧延油と酸素との混合物を少なくとも１つの圧延機スタンド入側に供給することを特徴とする耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
【請求項２】
前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、ヒートスクラッチの発生しやすい圧延機スタンド入側に供給することを特徴とする請求項１に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
【請求項３】
前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、ヒートスクラッチの発生しやすい金属板位置に対応する圧延領域に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
【請求項４】
前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、主ノズルから酸素を噴射するのと同時に、前記主ノズルの外側に設けられた副ノズルから、前記酸素を周囲の大気と遮断するようにして、エマルション圧延油を噴射し、圧延機スタンド入側にエマルション圧延油と酸素との混合物を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
【請求項５】
前記主ノズルから噴射する酸素の流量を、０．５〜１０Ｎｍ３／ｈｒの範囲内とすることを特徴とする請求項４に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
【請求項６】
１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置であって、
少なくとも１つの前記圧延機スタンド入側に圧延油を供給する圧延油供給装置を備え、
前記圧延油供給装置は、酸素を噴射する主ノズルと、前記主ノズルの外側に設けられ、前記主ノズルから噴射された酸素を周囲の大気と遮断するようにエマルション圧延油を噴射する副ノズルとを有することを特徴とする耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷間圧延方法によって冷延金属板を製造する、耐ヒートスクラッチ性に優れた冷延金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置を用いて金属板を冷間圧延する耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法およびその冷間圧延装置ならびに耐ヒートスクラッチ性に優れた冷延金属板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば鋼板を冷間圧延する際には、圧延中の鋼板とロールとの間に生ずる摩擦を低減させるための潤滑剤として、また、圧延時に生ずる摩擦発熱および加工発熱により高温となったロールならびに鋼板の冷却を行うための冷却剤として潤滑油が用いられている。通常の冷間圧延においては、このような潤滑油としてエマルション圧延油（以下、単に「エマルション」とも呼ぶ）が用いられる。ここで、エマルションとは、圧延油の粒子が水に安定して懸濁した状態の混合液体をいう。エマルションは濃度および平均粒径で特徴づけられる。エマルションの濃度とは、エマルション全質量中の油分質量の比率である。平均粒径とは、エマルション中の圧延油の平均粒子径である。また、エマルションを作成するためには界面活性剤を添加する。その添加量は圧延油量に対する質量濃度（対油濃度）で所定量添加し、攪拌器およびポンプによるせん断を加えることによりエマルションの平均粒径を調整する。
【０００３】
冷間圧延時におけるエマルション圧延油の供給方式としては、エマルション圧延油を循環使用しない直接給油方式（ダイレクト方式）、エマルション圧延油を循環させながら潤滑と冷却を行う循環給油方式（リサーキュレーション方式）、およびその折衷であるハイブリット方式が知られている。
【０００４】
ここで、循環給油方式とは、圧延油を濃度１〜５質量％程度に希釈し、界面活性剤を用いて水に油が分散したＯ／Ｗエマルションにしたエマルション圧延油を循環使用する方式をいう。循環給油方式では、各スタンドのロールバイト入り側において潤滑のための圧延油を供給するための供給手段を備えるのが通常であり、潤滑用と冷却用とを同一のエマルション圧延油によって行うものである。
【０００５】
一方で、近年、地球環境問題の高まりやユーザーニーズの多様化を受け、冷間圧延製品の高強度化、薄物化（ゲージダウン）がますます進行している。これに対応し、冷間圧延機では、軟鋼だけでなく、高張力鋼（ハイテン）、高炭素鋼、薄物硬質ブリキ材、あるいはステンレス鋼など、いわゆる難圧延材を圧延する機械が飛躍的に増加している。
【０００６】
これらの動向に対し、従来の循環式圧延油供給方式においては、圧下率や圧延速度を上昇させた厳しい圧延条件下では、ヒートスクラッチと呼ばれる焼付き疵が発生することがある。ヒートスクラッチはロールバイト内で油膜が破断し、ワークロールとストリップとが凝着して焼付くことにより生じる。ヒートスクラッチが生じると冷延ストリップとしての品質を損ない、製品歩留まりの低下を招くだけでなく、ワークロール上にも焼付き痕を残すためロール組み替えを強いられ、そのために生産性の低下を招く。
【０００７】
このような鋼板のヒートスクラッチを防止するために、従来以下の（１）や（２）に示す技術が知られている。
（１）ストリップ温度計の実測値から推定したロールバイト出口のストリップ温度を用いるとともに、ロールバイト内のストリップの温度上昇を求め、ロールバイト出口のストリップ推定温度が臨界値を超えないように潤滑油の濃度または供給量を制御する方法（特許文献１参照）。
（２）圧延油原液をロールバイトやストリップに供給するニート潤滑（特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０２５０９号公報
【特許文献２】特開２００５−０７４４９３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１では、実測値を考慮した推定値を用いて、ストリップおよびワークロールのいずれかの温度が臨界値を超えないようにクーラント条件を制御している。しかしながら、ヒートスクラッチの発生条件はストリップおよびワークロールのいずれかの温度と必ずしも相関があるわけではない。例えばワークロール組み替え直後や、圧延サイクルの間が比較的長時間空いてワークロールが十分に冷却された場合などには、ワークロール温度は定常圧延時に比べてかなり低い。その他の圧延条件が同じ定常圧延時にヒートスクラッチが発生したときとストリップ温度は同じでも、このような条件下ではヒートスクラッチは発生しない。
【０００９】
一方、タンデムでの圧延量を重ねていくと、ワークロール温度はクーラント温度よりもやや高めの温度でほぼ定常状態に落ち着いていく。このような場合には、圧下率や圧延速度を減少させるか、ストリップへの潤滑条件を変更して、ストリップ温度を減少させれば、ヒートスクラッチは発生しない。
【００１０】
このように、ストリップおよびワークロールのいずれかの温度とヒートスクラッチ発生に相関があるわけではないため、特許文献１の技術では必ずしもヒートスクラッチを防止することができない。
【００１１】
また、特許文献２，３では、どちらもロールバイトやストリップに供給する媒体としてニート油が用いられている。通常、循環式圧延油供給方式（循環給油方式）でも、鋼板による圧延油分の持ち出し、ヒューム、スカムによる系外排出が発生するため、不足油分を補填するために常に圧延油が供給されている。したがって、ロールバイトやストリップに供給されて循環系に流れ込む圧延油量が、補填油分供給量と同程度であるならば、循環系のエマルション圧延油の濃度変動は、実用上はあまり問題とならないレベルに抑制され得る。しかしながら、ニート油をミスト化した際、霧化しやすい状態となり、周囲に飛散してしまう油分も無視できず、結果的にロールバイトやストリップに向けて供給されるニート油の供給量増加により、循環系のエマルション圧延油の濃度上昇が操業に与える影響が無視できないレベルになる可能性がある。このような圧延油で冷間圧延を行うと圧延油原単位が上昇して収益性に悪影響を与えるだけでなく、軟質材のような潤滑をそれほど必要としない材料においては、逆に潤滑過多となりスリップの発生を招く可能性がある。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、エマルション圧延油が供給される冷間圧延において、高速圧延および高負荷圧延が求められる材料に対して、操業上の問題を生じさせずに確実にヒートスクラッチを防止することができる耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法および冷間圧延装置、ならびに耐ヒートスクラッチ性に優れた冷延金属板の製造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】
【００１３】
本発明者らは、鋼板のヒートスクラッチを防止するため、ストリップやロールバイトへのエマルション圧延油の供給方法について検討を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。
【００１４】
ヒートスクラッチは、ロールと被圧延材との間に形成される真実接触面がある臨界温度を超えたとき、油膜破断が生じて金属接触が起きることで発生するとされている。具体的には、金属接触領域では圧延により極表層の酸化膜が破断し、新生面が露出した鋼板とワークロール表面とで凝着が起きているとされ、高速圧延といった高摩擦係数領域および高負荷圧延時には顕著に発生する。そのため、極表層に存在する酸化膜がロールバイト内でも常に確保されていれば被圧延材新生面での凝着が起き難くなることを着想した。具体的には、ロールバイト内にエマルション圧延油とともに酸素を供給することにより、ロールバイト中で新生面が露出しても供給酸素により即座に酸化膜が形成され、ヒートスクラッチを防止することができる。また、このような手法は従来のような供給油分を利用した防止方法でないため、循環エマルションの油分増加に起因した濃度変動を起こすことなくヒートスクラッチの抑制が可能となる。
【００１５】
一方、特開２００６−２５５７６４号公報には、プレートアウト効率の向上を目的としたものではあるが、二流体ノズルを用いてエマルション圧延油を気体とともに噴射する技術が開示されており、これをエマルションと酸素との供給に利用することが考えられる。しかし、従来の二流体ノズルでは、ノズル内部で一旦エマルション圧延油と酸素とが混合されてしまうため、ノズル内部の乱流発生により、酸素と圧延油の反応が起こり、エマルション圧延油の劣化を促進する可能性があることが判明した。また、供給条件、特に圧縮気体の圧力が高まると、周囲に酸素が飛散してしまい、酸素を浪費してしまう結果、ロールバイトに酸素が十分に供給されずに上記効果がほとんど得られないことも判明した。
【００１６】
これに対して、酸素ができるだけ周囲に飛散しないように、酸素を噴射する主ノズルの外周に周囲の大気と遮断するようにエマルション圧延油（副流）を噴射するようにすれば、この副流が流体壁となるため、酸素の飛散が効果的に抑制され、ノズルから供給されたエマルション圧延油と酸素とを効率よくロールバイトに供給させることができる。また、エマルション圧延油と酸素との混合がロールバイトへの供給直前で行われるようになるため、酸素の反応によるエマルション圧延油の劣化が最小限に抑制される。
【００１７】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、以下の（１）〜（７）を提供する。
（１）１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置を用いて金属板を冷間圧延する冷間圧延方法であって、エマルション圧延油と酸素との混合物を少なくとも１つの圧延機スタンド入側に供給することを特徴とする耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
（２）前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、ヒートスクラッチの発生しやすい圧延機スタンド入側に供給することを特徴とする（１）に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
（３）前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、ヒートスクラッチの発生しやすい金属板位置に対応する圧延領域に供給することを特徴とする（１）または（２）に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
（４）前記エマルション圧延油と酸素との混合物は、主ノズルから酸素を噴射するのと同時に、前記主ノズルの外側に設けられた副ノズルから、前記酸素を周囲の大気と遮断するようにして、エマルション圧延油を噴射し、圧延機スタンド入側にエマルション圧延油と酸素との混合物を供給することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
（５）前記主ノズルから噴射する酸素の流量を、０．５〜１０Ｎｍ３／ｈｒの範囲内とすることを特徴とする（４）に記載の耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延方法。
（６）１または複数の圧延機スタンドを有する冷間圧延装置であって、少なくとも１つの前記圧延機スタンド入側に圧延油を供給する圧延油供給装置を備え、前記圧延油供給装置は、酸素を噴射する主ノズルと、前記主ノズルの外側に設けられ、前記主ノズルから噴射された酸素を周囲の大気と遮断するようにエマルション圧延油を噴射する副ノズルとを有することを特徴とする耐ヒートスクラッチ性に優れた冷間圧延装置。
（７）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の冷間圧延方法によって冷延金属板を製造する、耐ヒートスクラッチ性に優れた冷延金属板の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、循環式圧延油供給方式で圧延油が供給される冷間圧延装置によって薄物材を高速圧延する場合や難圧延材の圧延においても、循環エマルションの性状・バランスを適正に保ちつつ、ヒートスクラッチを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の冷間圧延方法が適用される冷間圧延装置の一例を示す概略構成図である。この冷間圧延装置は、５つの圧延機スタンドを有する冷間タンデム圧延装置として構成されており、鋼板（ストリップ）１の入側から順に第１スタンドから第５スタンド（＃１ＳＴＤ〜＃５ＳＴＤ）が配置されている。また、この冷間圧延装置において、隣り合う圧延機スタンド間には、図示しないテンションロールおよびデフロールが設置されている。
【００２０】
図１において、各圧延機スタンドは、鋼板（ストリップ）１を実際に圧延する一対のワークロール２ａと、ワークロール２ａをバックアップする一対のバックアップロール２ｂとを有している。５つの圧延機スタンドのうち第１スタンドから第４スタンド（＃１ＳＴＤ〜＃４ＳＴＤ）には、それぞれの入側に一対の潤滑用クーラントヘッダ３が配置され、それぞれの出側に一対の冷却用クーラントヘッダ４が配置されている。そして、エマルション圧延油がそれぞれの潤滑用クーラントヘッダ３と冷却用クーラントヘッダ４に設けられたスプレーノズルからロールバイトへ供給される構成となっている。潤滑用クーラントヘッダ３および冷却用クーラントヘッダ４は、鋼板（ストリップ）１の表面側および裏面側に設けられている。また、潤滑用クーラントヘッダ３および冷却用クーラントヘッダ４は、表裏面側ともに、鋼板（ストリップ）１の幅方向に沿って複数個配置されている。
【００２１】
第５スタンド（＃５ＳＴＤ）の入側には、一対のノズルヘッダ１１が設けられており、このノズルヘッダ１１から第５スタンド入側、具体的には鋼板（ストリップ）１またはロールバイトにエマルション圧延油と酸素との混合物を供給するようになっている。ノズルヘッダ１１は、表裏面側ともに、鋼板（ストリップ）１の幅方向に沿って複数個配置されている。
【００２２】
エマルション圧延油は、循環式圧延油供給タンク５内に貯蔵され、循環系統の圧延油供給ライン７を通って第１スタンドから第４スタンドの各圧延機スタンドに配置されたクーラントヘッダ３，４に供給され、さらには第５スタンドのノズルヘッダ１１にも供給されるようになっている。なお、エマルション圧延油の各クーラントヘッダ３，４およびノズルヘッダ１１への供給は、圧延開始時から行うことが好ましい。
【００２３】
循環式圧延油供給タンク５内には温水（希釈水）と圧延油原液とが収容され、そこで両者が混合される。タンク５内の温水と圧延油原液とは、攪拌機１０により混合され、その攪拌羽根の回転数を調整することにより、所望の平均粒径を有するエマルション圧延油とされる。
【００２４】
ここで、エマルション圧延油を構成する圧延油としては、通常の冷間圧延に用いられる、天然油脂、脂肪酸エステル、炭化水素系合成潤滑油のいずれかを基油としたものを用いることができる。さらに、これらの圧延油には、油性向上剤、極圧添加剤、酸化防止剤などの通常の冷間圧延油に用いられる添加剤を加えてもよい。
【００２５】
また、圧延油には界面活性剤が添加されるが、この界面活性剤としては、イオン系、非イオン系のいずれを用いてもよく、通常の循環式クーラントシステム（循環式圧延油供給方式）で使用されるものを用いればよい。
【００２６】
そして、エマルション圧延油としては、上述したような圧延油を、好ましくは濃度１〜５質量％程度、より好ましくは１．２〜３．０質量％程度に希釈し、上述したような界面活性剤を用いて水に油が分散したＯ／Ｗエマルションにしたものが用いられる。なお、その平均粒径としては、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは７〜１０μｍ程度とする。
【００２７】
５つの圧延機スタンドの下方には、共通の回収オイルパン８が設けられており、潤滑用クーラントヘッダ３および冷却用クーラントヘッダ４さらにはノズルヘッダ１１から供給されたエマルション圧延油のうち、鋼板（ストリップ）１によって系外に持ち出されたり、蒸発によって失われたもの以外を回収する。この回収オイルパン８の底部には循環式圧延油供給タンク５に至る戻り配管９が接続されており、これによりエマルション圧延油の循環供給ラインが構成される。
【００２８】
上記ノズルヘッダ１１は、鋼板（ストリップ）１の表面側および裏面側に設けられている。また、上述したようにエマルション圧延油と酸素とを供給するものであるため、圧延油供給ライン７の他、気体供給ライン１４が接続されている。気体供給ライン１４には酸素が供給され、気体供給ライン１４に介装されたコンプレッサ１５により圧縮されて圧縮酸素となり、圧送される。圧縮酸素は、Ｏ２ガス等の単体であってもよいし、Ｎ２ガス、Ｈ２ガス、エアー、Ａｒガス、Ｈｅガスなどと酸素との混合気体であってもよい。
【００２９】
圧延油供給ライン７および気体供給ライン１４のノズルヘッダ１１上流側部分には、流量制御弁１２が設けられている。これら流量制御弁１２は、一対のノズルヘッダ１１の両方の圧延油供給ライン７および気体供給ライン１４に合計４つ設けられている。これにより、鋼板（ストリップ）１の表面および裏面に供給されるエマルション圧延油および酸素の流量制御を応答性よくかつ正確に行うことができる。
【００３０】
これら流量制御弁１２には、流量調整コントローラ１３から制御信号が送られ、その開度が高応答で制御され、エマルション圧延油および酸素の流量が高応答で制御されるようになっている。そして、流量が制御されたエマルション圧延油および酸素がノズルヘッダ１１に送られ、ノズルヘッダ１１からこれらの混合物が第５スタンドの入側に供給されるようになっている。
【００３１】
流量調整コントローラ１３には、圧延速度や圧延荷重、鋼種・サイズデータ等の被圧延材情報が入力されるとともに、予め設定される鋼板（ストリップ）１に対応した目標酸素供給流量が入力される。流量調整コントローラ１３は、被圧延材情報に基づいてエマルション圧延油の供給流量を制御するとともに、圧延速度や圧延荷重、鋼種・サイズ・サイクル条件といった圧延条件に応じて目標酸素供給流量を変更して噴射圧縮酸素量を求め、その噴射圧縮酸素量となるようにコンプレッサ１５の出力や流量制御弁１２を制御する。すなわち、流量調整コントローラ１３は、エマルション圧延油の供給流量を制御する他、ノズルヘッダ１１から供給すべき圧縮酸素の供給流量を求め、コンプレッサ１５および流量制御弁１２に当該供給流量となる吐出流量の指令を送る。なお、圧縮酸素の供給流量は、主に圧延ロールの粗度や圧下率、鋼種サイズ、先進率などによって決定される。
【００３２】
ノズルヘッダ１１は、図２にその断面を拡大して示すように、その先端部が、２重構造のノズルとなっている。すなわち、中心部に設けられた圧縮酸素２７を噴射する主ノズル２１と、その周囲に設けられたエマルション圧延油を副噴流２８として噴射する副ノズル２２とを有している。主ノズル２１は、円筒状のノズル体２３と、その中心のノズル孔２４とで構成され、副ノズル２２は、ノズル体２３の外側に設けられた円筒状のノズル体２５と、ノズル体２３とノズル体２５との間に形成された円筒状のノズル孔２６とで構成されている。そして、主ノズル２１のノズル孔２４から圧縮酸素２７が噴射され、副ノズル２２のノズル孔２６からエマルション圧延油からなる副噴流２８がノズル孔２４から噴射される圧縮酸素２７を囲うように噴射されて、圧縮酸素２７がエマルション圧延油からなる副噴流２８により大気と遮断された状態となる。これにより圧縮酸素２７が周囲に飛散することなく、エマルション圧延油と混合され、鋼板（ストリップ）１またはロールバイトに供給される。
【００３３】
次に、このように構成される本実施形態の冷間圧延装置における処理動作について説明する。
本実施形態の冷間圧延装置においては、各圧延機スタンドにエマルション圧延油を供給しつつ、鋼板（ストリップ１）を第１スタンド（＃１ＳＴＤ）側から第５スタンド（＃５ＳＴＤ）へ向けて送給する。具体的には、第１スタンドから第４スタンド（＃１ＳＴＤ〜＃４ＳＴＤ）においては、入側に潤滑用クーラントヘッダ３から潤滑用のエマルション圧延油を供給し、出側に冷却用クーラントヘッダ４から冷却用のエマルション圧延油を供給し、ヒートスクラッチが発生しやすい第５スタンド（＃５ＳＴＤ）の入側に、具体的には鋼板（ストリップ）１またはロールバイトに、ノズルヘッダ１１からエマルション圧延油と酸素（圧縮酸素）との混合物を供給する。
【００３４】
これにより、ロールバイト中で鋼板（ストリップ）１の表面の酸化膜が破断して新生面が露出してもエマルション圧延油とともに供給された酸素により即座に酸化膜が形成され、ヒートスクラッチを防止することができる。この場合に、エマルション圧延油と酸素との混合物を供給するだけであり、従来のような供給油分を利用したものではないため、循環エマルションの油分増加に起因した濃度変動を起こすことなくヒートスクラッチ抑制が可能となる。このため、高速圧延および高負荷圧延が求められる材料に対して、操業上の問題を生じさせずに確実にヒートスクラッチを防止することができる。
【００３５】
また、従来から液体と気体の混合物を供給する手段として、二流体ノズルが用いられているが、これをエマルション圧延油と酸素との供給に用いる場合には、二流体ノズルでは噴射した酸素の外側に壁が存在しないため、酸素が周囲に飛散してロールバイトに到達する酸素量が少なくなってしまい、加えて、二流体ノズル内部でエマルション圧延油と酸素とが混合されるため、ノズル内部での酸素と圧延油との反応により、エマルション圧延油が酸化劣化し、循環エマルションに悪影響を与えてしまう。これに対して、本実施形態では、図２に示すように、ノズルヘッダ１１の主ノズル２１のノズル孔２４から噴射された圧縮酸素２７が、副ノズル２２のノズル孔２６から噴射されたエマルション圧延油からなる副噴流２８に囲まれて大気と遮断された状態となるので、副噴流２８が流体壁となり、圧縮酸素２７の周囲への飛散を効果的に抑制することができ、酸素をエマルション圧延油とともに効率よく鋼板（ストリップ）１またはロールバイトに供給することが可能となる。また、エマルション圧延油と酸素との混合がロールバイトへの供給直前で行われるため、酸素との反応によるエマルション圧延油の劣化を最小限に制御することができる。この場合に、副噴流２８は、圧縮酸素２７の広がりを抑制できるように、圧縮酸素２７の広がり角に対して平行あるいは広がり角よりも狭い角度で噴射することが好ましい。これは、圧縮酸素２７はある広がり角で噴射されるが、副噴流２８の噴射方向が圧縮酸素２７の広がり角より広くなってしまうと、圧縮酸素２７が周囲に飛散しやすくなるからである。
【００３６】
また、上記のように圧縮酸素２７の飛散によるロスが低減され、かつ、流量調整コントローラ１３により酸素供給流量が目標値に制御されるので、圧縮酸素の量を正確に供給することができ、圧縮酸素の使用量も最小限に抑えることができる。
【００３７】
ノズルヘッダ１１の主ノズル２１から噴射される圧縮酸素２７中に含まれる酸素の供給量は０．５〜１０Ｎｍ３／ｈｒの範囲、より好ましくは２〜８Ｎｍ３／ｈｒの範囲であることが望ましい。１０Ｎｍ３／ｈｒを超えると供給過多となり、副ノズル２２から噴射されるエマルション圧延油の劣化等、安定した圧延操業が困難となる傾向にある。一方、０．５Ｎｍ３／ｈｒ未満では、ノズルヘッダ１１から圧縮酸素２７を供給する効果が不十分となる。
【００３８】
ノズルヘッダ１１の副ノズル２２から噴射されるエマルション圧延油からなる副噴流２８の吐出圧力は、圧縮酸素２７の吐出圧力と同等あるいはそれ以上であることが望ましい。副噴流２８の吐出圧力が低いと、流体壁としての機能が不十分になりやすく、圧縮酸素２７が周囲に飛散しやすくなり、ロールバイトへの供給効率が低下する傾向にある。
【００３９】
なお、上記実施形態に従ってノズルヘッダ１１からエマルション圧延油および酸素を噴射して冷間圧延を行っている場合に、潤滑用クーラントヘッダ３からのエマルション圧延油の供給流量は特に調整する必要はない。これは、潤滑用クーラントヘッダ３からの鋼板付着油分の影響が少ないためである。
【００４０】
ノズルヘッダ１１からのエマルション圧延油および酸素は、鋼板（ストリップ）１の表面および裏面の両方に供給され、流量制御弁１２により表面側および裏面側について個別的に制御するようにしたので、これらの流量制御を応答性よく、かつ正確に行うことができる。ただし、ヒートスクラッチの発生状況に応じて表面側および裏面側のいずれかの流量を制御するようにしてもよい。また、エマルション圧延油および酸素の供給は表面および裏面の両方から行うことが望ましいが、ヒートスクラッチが片面に多く発生する場合には、表面および裏面のいずれか片面のみに供給するようにしてもよい。なお、上述したように、ノズルヘッダ１１は鋼板（ストリップ）１の幅方向に沿って複数個配置されているが、これら複数のノズルヘッダ１１の配置位置のうち、ヒートスクラッチが発生しにくい位置については、酸素の供給を停止し、エマルション圧延油のみを供給してもよい。あるいは、ヒートスクラッチが発生しにくい幅方向位置については通常の潤滑油クーラントヘッダ３を取り付けてエマルション圧延油のみを供給するようにし、ヒートスクラッチが発生しやすい位置のみ、ノズルヘッダ１１を取り付けてエマルション圧延油および酸素の両方を供給するようにしてもよい。さらにまた、ヒートスクラッチが発生しにくい、低速圧延部やロール組み替え直前あるいは軟質材の圧延時等についてのみ、ノズルヘッダ１１からの噴射を中止するようにしてもよい。
【００４１】
ここで、ヒートスクラッチが発生しやすい位置は、予め次のようにして予測しておくことが好ましい。すなわち、操業中にヒートスクラッチが発生したコイルについて、その発生部位の幅方向位置および長手周期ピッチより、ヒートスクラッチが発生した圧下位置を推定し、その際の圧延条件やクーラント温度等を加味して、ヒートスクラッチが発生しやすい位置を予測し、その位置を設定しておく。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、主ノズルから噴射する圧縮酸素を囲うように副ノズルからエマルション圧延油からなる副噴流を噴射する例を示したが、これに限らず、ノズルヘッダの配置によっては、例えば鋼板（ストリップ）の幅方向あるいは長手方向に対して副ノズルが主ノズルの両側のみに配置されている構造としてもよい。この場合にも、副噴流は、圧縮酸素の広がりを抑制できるように、圧縮酸素の広がり角に対して平行あるいは広がり角よりも狭い角度で噴射することが好ましい。ただし、より確実に圧縮酸素の飛散を抑制するためには、この構造よりも上記実施形態の構成が好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、エマルション圧延油と酸素とを供給するノズルヘッダを最終圧延スタンドの入側にのみ設けた場合を示したが、これに限らず、第１スタンドから第５スタンドのいずれか１箇所または２箇所以上の圧延機スタンドの入側に設けることにより、所期の効果を得ることができる。例えば、薄物材では後段スタンドほど圧延速度が速く、冷却時間が短いため、鋼板温度が高くなってヒートスクラッチが発生しやすい。そのため、後段スタンド入り側にノズルヘッダを設けることが望ましい。
【００４４】
さらに、ミル形式についても上記実施形態に限らず、リバースミルやクラスターミル等など他の形式の圧延装置であってもよいし、調質圧延装置にも適用可能である。上記実施形態では、被圧延材（ストリップ）として鋼板を用いた場合について説明したが、これに限らず、ステンレス板、アルミニウム板、銅板等、他の種々の金属板に適用することができる。
【００４５】
さらにまた、上記実施形態では、複数の圧延機スタンドを有する冷間タンデム圧延装置を例にとって示したが、１つの圧延機スタンドからなる冷間圧延装置にも適用可能である。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１、比較例１）
図１に示す全５スタンドの冷間タンデム圧延装置を用い、母材厚２．３ｍｍ、板幅９００ｍｍの硬質ブリキ原板を仕上げ厚０．１８０ｍｍまで、目標速度２１００ｍ／ｍｉｎ（ｍｐｍ）として圧延した。圧延油は、合成エステル油をベースに植物油脂が添加された基油に対して、油性剤、酸化防止剤がそれぞれ１質量％ずつ添加され、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤が対油濃度で３質量％添加されているものを使用した。循環式圧延油供給手段でのエマルション圧延油を、圧延油の濃度３．０質量％、平均粒径９μｍ、温度６０℃のエマルション圧延油とした。
【００４７】
実施例１では、図２に示した構造のノズルヘッダ１１を用い、エマルション圧延油と圧縮酸素を供給した。圧縮酸素供給は流量調整コントローラにより供給油量制御が可能な状態とし、コイルの圧延条件に応じてノズルヘッダ１１から供給される圧縮酸素供給量を制御した。圧縮酸素の供給位置はヒートスクラッチの発生が顕著であると想定される最終スタンドにて全てのノズルヘッダ１１からとした。また、圧縮酸素はＯ２ガス単体とし、ノズルヘッダ１１からの圧縮酸素供給量は最終スタンド出側の圧延速度に応じて２．０Ｎｍ３／ｈｒから最大５．０Ｎｍ３／ｈｒまでの範囲で制御した。
【００４８】
比較例１では、どの位置のノズルヘッダ１１からも圧縮酸素を供給せずエマルション圧延油のみを供給した以外は、上記実施例１と同様にして冷間圧延を行った。
【００４９】
（実施例２）
図１に示す全５スタンドの冷間タンデム圧延装置を用い、母材厚２．３ｍｍ、板幅９００ｍｍの硬質ブリキ原板を仕上げ厚０．１８０ｍｍまで、目標速度２１００ｍ／ｍｉｎ（ｍｐｍ）として圧延した。圧延油および循環式圧延油供給手段でのエマルション圧延油については実施例１と同じとした。
【００５０】
実施例２では、図２に示した構造のノズルヘッダ１１を用い、エマルション圧延油と圧縮酸素を供給した。圧縮酸素供給は流量調整コントローラにより供給油量制御が可能な状態とし、コイルの圧延条件に応じてノズルヘッダ１１から供給される圧縮酸素供給量を制御した。圧縮酸素の供給位置は、一般的に鋼板裏面での潤滑状態が不足気味になることを考慮して最終スタンド裏面に設置した全てのノズルヘッダ１１からとし、それ以外の表面のノズルヘッダ１１からは圧縮酸素を供給せずエマルション圧延油のみを供給した。また、圧縮酸素はＯ２ガス単体とし、ノズルヘッダ１１からの圧縮酸素供給量は最終スタンド出側の圧延速度に応じて２．０Ｎｍ３／ｈｒから最大５．０Ｎｍ３／ｈｒまでの範囲で制御した。
【００５１】
（実施例３）
図１に示す全５スタンドの冷間タンデム圧延装置を用い、母材厚２．３ｍｍ、板幅９００ｍｍの硬質ブリキ原板を仕上げ厚０．１８０ｍｍまで、目標速度２１００ｍ／ｍｉｎ（ｍｐｍ）として圧延した。圧延油および循環式圧延油供給手段でのエマルション圧延油については実施例１と同じとした。
【００５２】
実施例３では、図２に示した構造のノズルヘッダ１１を用い、エマルション圧延油と圧縮酸素を供給した。圧縮酸素供給は流量調整コントローラにより供給油量制御が可能な状態とし、コイルの圧延条件に応じてノズルヘッダ１１から供給される圧縮酸素供給量を制御した。圧縮酸素の供給位置は、当該鋼種において、ヒートスクラッチの発生がこれまで顕著であった最終スタンド裏面の鋼板エッジ１００〜２００ｍｍに対応する位置のノズルヘッダ１１とし、それ以外のノズルヘッダ１１では圧縮酸素を供給せずエマルション圧延油のみを供給した。また、圧縮酸素はＯ２ガス単体とし、ノズルヘッダ１１からの圧縮酸素供給量は最終スタンド出側の圧延速度に応じて２．０Ｎｍ３／ｈｒから最大５．０Ｎｍ３／ｈｒまでの範囲で制御した。
【００５３】
以上のような実施例１〜３および比較例１に示すようにしてエマルション圧延油を供給しながら、速度を変更しつつ圧延を行い、ヒートスクラッチの発生状況を調査した。調査結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
2010023076.tif 000003
【００５５】
表１に示すように、本発明の範囲内である実施例１〜３では、ヒートスクラッチが発生せずに２１００ｍｐｍまで加速できることが確認された。一方、比較例１の場合、１８００ｍｐｍおよび１９００ｍｐｍではコイル全長に亘って数箇所の軽度のヒートスクラッチが発生し、２０００ｍｐｍ、２１００ｍｐｍでは鋼板およびワークロールに重度のヒートスクラッチが発生した。
【００５６】
また、実施例において、ヒートスクラッチ発生実績を考慮して圧縮酸素の供給位置を限定することで全体の酸素使用量を抑えることができ、圧縮酸素の供給位置が最も少ない実施例３では、最終スタンドの全てのノズルヘッダ１１から圧縮酸素を供給した実施例１の１／１０以下の酸素量となった。これにより、コストだけでなく、酸素混入による循環エマルション圧延油の性状・バランスを適正に保ちつつ、ヒートスクラッチを防止することが可能となることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の冷間圧延方法が適用される冷間圧延装置の一例を示す概略構成図。
【図２】図１の装置に用いられるノズルヘッダの構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１；鋼板（ストリップ）
２ａ；ワークロール
２ｂ；バックアップロール
３；潤滑用クーラントヘッダ
４；冷却用クーラントヘッダ
５；循環式圧延油供給タンク
６；ポンプ
７；圧延油供給ライン
８；回収オイルパン
９；戻り配管
１０；攪拌機
１１；ノズルヘッダ
１２；流量制御弁
１３；流量調整コントローラ
１４；気体供給ライン
１５；コンプレッサ
２１；主ノズル
２２；副ノズル
２３，２５；ノズル体
２４，２６；ノズル孔
２７；圧縮酸素
２８；副噴流（エマルション圧延油）
【図１】
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【図２】
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