(57)【要約】【課題】熱間圧延で線材、棒鋼、条鋼などを製造するに際し、製造された線材、棒鋼、条鋼などに対する表面疵を低減させる。【解決手段】少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール１に対し、この孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤を供給する。【選択図】　　　図１
2004066288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材、棒鋼、条鋼等の熱間圧延で孔型ロール（１）の肌荒れを防止する方法において、
少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール（１）に対しこの孔型ロール（１）と材料（２）との接触界面に潤滑剤を供給することを特徴とする孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項２】
前記潤滑剤は、油分濃度０．１〜３０．０重量％の混合水であることを特徴とする請求項１記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項３】
前記孔型ロール（１）に対して潤滑剤を供給する領域は、スタンド入り側での材料幅をｄ、孔型ロール（１）の孔型の幅をＤとするとき、孔型におけるセンター振り分けとして（Ｄ＋ｄ）／２×１．３で求まる範囲内とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項４】
前記潤滑剤は、衝突圧０．１ｋｇ／ｃｍ２以上としてあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項５】
前記潤滑剤は、流量０．００１ｌ／ｍｉｎ以上としてあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項６】
前記潤滑剤は、孔型ロール（１）に対して材料（２）が噛み込んだ時点以降に供給開始することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項７】
前記孔型ロール（１）は、タングステン−カーバイトロールであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の孔型ロール肌荒れ防止方法。
【請求項８】
線材、棒鋼、条鋼等の熱間圧延用の孔型ロール肌荒れ防止装置であって、
少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール（１）に対し、そのスタンド入側に設けられるローラーガイド（３）に、孔型ロール（１）と材料（２）との接触界面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ノズル（４）が組み込まれていることを特徴とする孔型ロール肌荒れ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔型ロール肌荒れ防止方法及び孔型ロール肌荒れ防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
線材、棒鋼、条鋼などの熱間圧延では、近年、ユーザーサイドから表面疵の低減に対して強く注目されるようになってきており、このことが寸法精度の高精度化と共に、製品の高品質性を計る二大要素となっている。
この表面疵を低減させるためには、圧延に用いられる孔型ロールのロール肌荒れを低減させる必要があるため、現在、ロール肌荒れによる微細疵をいかに防止するかが急務となってきている。
【０００３】
また一方で、このロール肌荒れの防止措置をとることでカリバー替えが頻繁化しこれを原因として生産性が低下する、といったことは避けなければならず、従って高生産性の維持という面も重要な課題となっている。
ところで、薄板や厚板、形鋼などの熱間圧延では、その一部で、圧延中に潤滑を行う、いわゆる「熱間潤滑圧延」が知られている（特開平７−２１４１２０号公報参照）。
この公知の熱間潤滑圧延方法では、熱間圧延中にワークロールへ潤滑剤エマルジョンを噴射するものとし、且つ、このときロール軸方向のワークロール摩耗量分布を計測してその計測結果（摩耗量分布）から潤滑剤エマルジョンの噴射量や潤滑剤濃度を調節するようにしている。
【０００４】
このような熱間潤滑圧延を、線材、棒鋼、条鋼などの熱間圧延にも採り入れることができるとすれば、上記した各種要請や課題を満たすうえで有効であると推測される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
線材、棒鋼、条鋼など、孔型ロールを用いる熱間圧延では、圧延中の孔型形状が丸や楕円等であり、圧延中に孔型ロールの摩耗分布量を計測することは、非常に困難乃至不可能である。
のみならず、一般に熱間圧延において特に製品の品質に重大な影響を及ぼす仕上げ圧延では、８台から１０台のスタンドを連ねたブロックミルが使用されるが、このようなブロックミル内ではロール冷却水が飛散した環境下にあるため、この点からしても、仮にロール摩耗量を計測することができたとしても、その計測データの精度は低く、実用的と言えるものではない。
【０００６】
また、孔型ロールを用いる熱間圧延の場合、圧延速度やロール周速度が１００ｍ／ｓ以上に達するということがあるため、この点でも薄板や厚板、形鋼などの熱間圧延の場合とは顕著に異なる。
なお、薄板や厚板など、材料が板形状を呈している場合には、材料がワークロールに噛み込む前から（即ち、材料先端から）潤滑剤を供給することができるが、線材等の材料では、もし孔型ロールへの噛み込み前に潤滑剤を供給するようなことをすると、材料の先端割れや滑り等を原因としたミスロールを誘発させたり、スタンド入側での材料倒れ等を原因とした品質異常が生じたりするということがあった。
【０００７】
これらのことから、従来、線材、棒鋼、条鋼などの熱間圧延において、上記した熱間潤滑圧延が採用されることはなかった。
結果として、線材、棒鋼、条鋼などにおいて、表面疵を低減させることが困難となっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、線材、棒鋼、条鋼などにおいて表面疵を低減させることができるようにした孔型ロール肌荒れ防止方法及び孔型ロール肌荒れ防止装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、カリバー替時間を原因とした生産性の低下を防止することができるようにした孔型ロール肌荒れ防止方法及び孔型ロール肌荒れ防止装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
すなわち、本発明は、線材、棒鋼、条鋼等の熱間圧延で孔型ロール１の肌荒れを防止する方法であって、少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール１に対し、この孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤を供給するというものである。
このように、孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤を供給すると、ロール回転数が高速であり、またロール表面を冷却水の水膜が覆っているといった孔型ロール１を用いる熱間圧延の特徴的条件下でも、確実に、孔型ロール１と材料２との相互間へ潤滑剤を供給することができることになる。
【００１０】
従って、ロール肌荒れを防止でき、結果として線材、棒鋼、条鋼などにおいて表面疵を低減させることができる。
また、孔型ロールを用いた熱間圧延として潤滑を採り入れることができる（即ち、熱間潤滑圧延が可能である）ので、ロール肌荒れ防止のための措置として、わざわざカリバー替え回数を頻繁化させるといったことを行う必要がなく、従ってカリバー替え時間を原因とした生産性低下を招来させるおそれはない。
更に、このように熱間潤滑圧延が可能であるため、圧延荷重の低下や抽出温度の低下が図れるなど、多くの効果を期待できるものである。
【００１１】
潤滑剤は、油分濃度０．１〜３０．０重量％の混合水とするのが好適である。
これにより、取り扱い上の作業性が良好で、濃度管理なども容易に行えることになる。また濃度的には、潤滑効果、摩耗量低減効果、及び粗さ低減効果を得るうえで０．１重量％以上を必要とし、またミスロールの防止や安全性の確保から３０重量％以下とするのが好適であるというものである。
孔型ロール１に対して潤滑剤を供給する領域は、スタンド入り側での材料幅をｄ、孔型ロール１の孔型の幅をＤとするとき、孔型におけるセンター振り分けとして（Ｄ＋ｄ）／２×１．３で求まる範囲内とすればよい。
【００１２】
すなわち、上記した（Ｄ＋ｄ）／２×１．３の領域内は、孔型ロール１を用いる熱間圧延において最大偏摩耗及び最大粗さが発生する領域であり、この領域内での偏摩耗及び粗さの発生を抑えることが、材料２に対する微細疵の発生防止に繋がることになるからである。
このように領域を限って潤滑剤の供給を行うことは、経済性を高め、また環境に配慮することに繋がるという副次的効果もある。
潤滑剤は、衝突圧０．１ｋｇ／ｃｍ２以上とするのが好適である。
【００１３】
このようにすることで、ロール回転数が高速であり、またロール表面を冷却水の水膜が覆っているといった孔型ロール１を用いる熱間圧延の特徴的条件下において、孔型ロール１と材料２との相互間へ潤滑剤を供給することを更に一層、確実化できる。
潤滑剤は、流量０．００１ｌ／ｍｉｎ以上とするのが好適である。
これは、潤滑効果、摩耗量低減効果、及び粗さ低減効果について確実で十分なものとするうえで好適な目安である。
【００１４】
潤滑剤は、孔型ロール１に対して材料２が噛み込んだ時点以降に供給開始するのがよい。
このようにすることで、材料２の先端割れや滑り等を原因としたミスロールを防止し、またスタンド入側での材料倒れ等を原因とした品質異常を防止することができる。
孔型ロール１は、タングステン−カーバイトロールとするのが好適である。
一方、本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止装置は、線材、棒鋼、条鋼等の熱間圧延において使用されるものであって、少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール１に対し、そのスタンド入側に設けられるローラーガイド３に、孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ノズル４が組み込まれているものである。
【００１５】
すなわち、スタンド入側（それも可及的に孔型ロール１の近く）は狭く、後付け的に他の機構を付加するのは困難であるが、そもそもローラーガイド３は、線材等を熱間圧延する場合には材料２の倒れ防止のために各スタンドに当初から設けられているのが一般的であり、また、このローラーガイド３は孔型ロール１のロール直下までの距離を可及的に近づけるのが好適とされているといった事情がある。
そのため、このようなローラーガイド３を利用して潤滑剤供給ノズル４を取り付けるようにすることでスペース的、構造的な問題を回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法の実施状況を示しており、また図２乃至図４はその実施に使用する孔型ロール肌荒れ防止装置の一例を示している。
図１から明らかなように、本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法は、線材、棒鋼、条鋼等を製造するための孔型ロール１を使用した熱間圧延において、孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤（矢符Ｆ参照）を供給するものである。
【００１７】
このように孔型ロール１と材料２との接触界面に潤滑剤を供給すると、孔型ロール１と材料２との相互間へ潤滑剤を供給できるので、材料２の先端割れや滑り等を原因としたミスロールを防止することができ、またスタンド入側での材料倒れ等を原因とした品質異常を防止することができる。
なお図２に示すように、線材等を熱間圧延する場合、孔型ロール１のスタンド入側（圧延方向Ｘの上流側）には、材料２の倒れ防止のためにローラーガイド３が設けられている。このローラーガイド３は、上記の倒れ防止作用を最大限に活かすために孔型ロール１のロール直下までの距離を可及的に近づけるのが好適とされている。
【００１８】
そのため、図３及び図４に示すように、このローラーガイド３を利用して潤滑剤供給ノズル４を組み込むようにすればよい。
この場合、潤滑剤供給ノズル４は、ローラーガイド３内を通る材料２に対してそのまわりで対称配置となるように複数本（図例では上下に各１本、計２本とした）設けるのが好適となる。
また、各潤滑剤供給ノズル４は、ローラーガイド３のブラケット部材５等に対して、できるだけ突出部分が生じないような埋設状態で設けるのが、スペース的な問題を回避するうえで特に有益とされる。更に、この埋設状態にすれば、万が一、ミスロールが発生した場合でも材料２と潤滑剤供給ノズル４とが接触することがないために、潤滑剤供給ノズル４の破損を防止できるという利点もある。
【００１９】
このような潤滑剤の供給は、例えば８台から１０台のスタンドを連ねたブロックミルであれば、そのうち少なくとも１スタンドの少なくとも一つの孔型ロール１で実施すればよいものであるが、必要性や状況に応じて複数の孔型ロール１で実施することも勿論可能であり、実施する孔型ロール１の数が増えれば増えるほど製品の肌荒れ防止効果も良好な結果が期待できる。
また、個々のスタンドにおいて潤滑剤を供給する領域は、図５に示すように、スタンド入り側での材料２の幅をｄ、孔型ロール１の孔型の幅をＤとするとき、孔型におけるセンター振り分けとして（Ｄ＋ｄ）／２×１．３で求まる範囲内とすればよい。
【００２０】
これは、孔型ロール１を用いる熱間圧延において、各スタンドの出側と入側との間で、材料形状の変化とロール摩耗領域の分布とについて調べたところ、これら両者間に相関のあることを見いだすことに成功し、その結果から導き出したものである。
すなわち図６は、横軸に、入側材料の幅（ｄ）／出側材料の幅（Ｄ）の形状変化率を取り、縦軸に、摩耗領域／出側材料の幅（Ｄ）の占有率を取って表した相関図である。
【００２１】
この図６中において、全体の摩耗領域を黒丸印で示し、また最も摩耗している箇所（最大摩耗域）を白抜きの四角印で示している。
なお、図例は孔型ロール２のロールカリバーが丸である場合としているが、その他、ボックスやオーバルでも適用できるようにするためには、出側幅形状で無次元化すればよい。
これらから（Ｄ＋ｄ）／２×１．３の領域内で最大偏摩耗及び最大粗さが発生していることが判明したため、この領域内へ潤滑剤を供給して偏摩耗及び粗さの発生を抑えることが、材料に対する微細疵の発生防止に繋がるものと判断した。
【００２２】
なお、実操業下においてはロール隙間の調整を要因とする変移が存在するため、この（Ｄ＋ｄ）／２×１．３の領域内全体に潤滑剤を行き渡らせるようにするのが好適であるものの、場合によっては（Ｄ＋ｄ）／２、或いは（Ｄ＋ｄ）／２×０．８とすることも可能である。
このように領域を限って潤滑剤の供給を行うことは、潤滑剤自体の経済性を高めることになるし、また使用後の潤滑剤処理（廃油処理）に関して環境に配慮することに繋がるという副次的効果もある。
【００２３】
なお、潤滑剤は常時供給状態にするのではなく、孔型ロール１に対して材料２が噛み込んだ時点を検出して、それ以降に供給を開始させるのがよい。
このようにすることで、材料２の先端割れや滑り等を原因としたミスロールを防止し、またスタンド入側での材料倒れ等を原因とした品質異常を防止することができる。
ところで、線材、棒鋼、条鋼等を製造するための孔型ロール１を使用した熱間圧延では、薄板や厚板、形鋼などの熱間圧延の場合に比べ、孔型ロール１のロール回転数が高速であり、また図１に示したように孔型ロール１のロール表面を冷却水の水膜７が覆った状況にある。
【００２４】
そのため、上記のようにローラーガイド３に潤滑剤供給ノズル４を組み込むことによってこの潤滑剤供給ノズル４と孔型ロール１とを可及的に接近させることを可能にしても、これだけでは、孔型ロール１と材料２との接触界面に十分量の潤滑剤を行き渡らせる点、及びその確実性を得るという点では、未だ満足したものと言うことはできない。
そこで、潤滑剤の濃度、衝突圧、供給流量について以下のようにする。
まず潤滑剤の濃度については、鉱物油、油脂、合成エステル等の油分が０．１〜３０．０重量％含まれた混合水とするのが好適である（表１参照）。
【００２５】
【表１】
2004066288.tif 000003
【００２６】
これにより、取り扱い上の作業性が良好で、濃度管理なども容易に行えることになる。油分濃度が０．１重量％に満たない場合には潤滑効果、摩耗量低減効果、及び粗さ低減効果を十分に得られなくなるおそれがあり、また油分濃度が３０重量％を超えた場合にはミスロールの発生や安全性の確保が難しいといったことが起こるおそれがある。
潤滑剤の衝突圧については、０．１ｋｇ／ｃｍ２以上とするのが好適である（表２参照）。
【００２７】
【表２】
2004066288.tif 000004
【００２８】
これにより、高速回転しているロール表面の遠心力にうち勝ち、またロール表面を覆っている冷却水の水膜７を突き破って、潤滑剤が孔型ロール１と材料２との相互間へ確実に到達することになる。
潤滑剤の供給流量については、０．００１ｌ／ｍｉｎ以上とするのが好適である（表３参照）。
【００２９】
【表３】
2004066288.tif 000005
【００３０】
これは、潤滑効果、摩耗量低減効果、及び粗さ低減効果について確実で十分なものとするうえで好適な目安である。
これらの結果として線材、棒鋼、条鋼などにおいて表面疵を低減させることができる。
なお、これらに加え孔型ロール１は、タングステン−カーバイトロールとするのが、ロール肌荒れを防止するうえでより好適であることが確かめられた。
図７及び図８は、ローラーガイド３に潤滑剤供給ノズル４を設ける構造としての別例を示している。
【００３１】
これら図７及び図８に示すように、潤滑剤供給ノズル４は、ローラーガイド３のブラケット部材５等に対して突出状に設けることも可能である。
ところで、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法及び孔型ロール肌荒れ防止装置では、熱間潤滑圧延が可能であり、これによってロール肌荒れを防止でき、結果として線材、棒鋼、条鋼などにおいて表面疵を低減させることができる。
また本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法及び孔型ロール肌荒れ防止装置では、カリバー替時間を原因とした生産性の低下を防止できる。
【００３３】
本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止装置では、スペース的、構造的問題を回避して潤滑剤供給ノズルをスタンドへ組み込むことができ、上記発明を容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法の実施状況を示した側面図である。
【図２】本発明に係る孔型ロール肌荒れ防止方法の実施に使用する孔型ロール肌荒れ防止装置の一実施形態を示した要部側面図である。
【図３】図２中に示したローラーガイドを示す平面図である。
【図４】図３に対応する側面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】材料形状の変化とロール摩耗領域の分布との関係を表した相関図である。
【図７】ローラーガイドに潤滑剤供給ノズルを設ける構造の別例を示した平面図である。
【図８】図７に対応する側面図である。
【符号の説明】
１　　　孔型ロール
２　　　材料
３　　　ローラーガイド
４　　　潤滑剤供給ノズル
【図１】
2004066288.tif 000006
【図２】
2004066288.tif 000007
【図３】
2004066288.tif 000008
【図４】
2004066288.tif 000009
【図５】
2004066288.tif 000010
【図６】
2004066288.tif 000011
【図７】
2004066288.tif 000012
【図８】
2004066288.tif 000013