(57)【要約】【課題】高耐焼付き性を必要とするステンレス鋼の熱間圧延に適用できる高耐焼付を有する熱間圧延油を提供すること【解決手段】鉱油、油脂及び合成エステルの１種以上の基油に、イオウ含有量２０質量％以上のポリサルファイドを６０〜９０質量％含有せしめると共に、高分子のポリマー及び／又はカチオン抗乳化剤を含有せしめた組成物を熱間圧延油として使用すること【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱油、油脂及び合成エステルの１種以上の基油に、イオウ含有量２０質量％以上のポリサルファイドを６０〜９０質量％含有せしめると共に、高分子のポリマー及び／又はカチオン抗乳化剤を含有せしめたことを特徴とする熱間圧延油組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のポリサルファイドが、ジオクチル、ジノニル又はジドデシルポリサルファイド、ジーターシャリーブチルポリサルファイドである熱間圧延油組成物。
【請求項３】
熱間チムケン試験における摩擦係数が０．１６以上である請求項１又は２に記載の熱間圧延油組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は熱間圧延油組成物に関し、ステンレス鋼等焼付を起こし易い被圧延材の熱間圧延時に被圧延材とワークロールの焼付を防止し、ロール肌荒れを抑制すると共に、被圧延材とワークロールの摩擦係数を高くして安定な噛み込みを達成し得る熱間圧延油組成物を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間圧延油として油脂、脂肪酸、合成エステル、鉱物油等が使用され、ウォーターインジェクション方式によりバックアップロール、ワークロールに塗布され、圧延荷重低減、ロール摩耗抑制、ロール肌荒れ防止等を目的として適用されてきた。しかし乍ら、ステンレス鋼の場合、普通鋼と比較して熱間圧延時の表面酸化スケールが非常に薄いため、圧延ロールと金属間接触を起こし易く、焼付きが発生して、ロール肌荒れと被圧延材の疵が出易く、この表面疵が発生した製品は研磨作業が増え、コスト高を招き、ロール原単位も上がるという難点があった。
【０００３】
従来の熱間圧延油ではこれ等難点に対処しきれず、焼付を防止できる熱間圧延油が強く求められていた。また、塗布方法として従来のウォーターインジェクション方式が何等の支障無く適用できる熱間圧延油が求められていた。
【０００４】
この要求に対処するものとして、例えば特開平６−１３６３８１号が提案されているが、このものは「酸化鉄粉末＋炭酸カルシウムの粘性水溶液」であり、別系統の塗布装置が必要となる。また、特公平６−６２９８０号による提案では、「酸化鉄粉＋高分子化合物」の組み合わせからなるものであって、ウォーターインジェクション方式が適用できる。しかし乍らこれ等両提案は、共に粉末の分散液のため、安定供給が難しく、メンテナンスを必要とし、あまり効果的ではない。
【０００５】
また特開平５−１７９２７６号では、温間（１５０〜４００℃）圧延において、ポリサルファイドの耐焼付効果は認められているが、摩擦係数が高いため、亜リン酸エステルを併用して是正している。この圧延油組成物を熱間圧延に使用した場合は摩擦係数が低すぎ、噛み込み性を低下させるため、使用できない。
また、特開２０００−１７８５７５号に記載した技術では、従来から大幅に熱延ステンレス鋼板の表面品質を向上できたが、高含有量の硫黄を含む熱間圧延油を熱間仕上スタンドに適用した場合に、ロール面への圧延油付着量が若干低下する問題があった。このためＳＵＳ４４４（Ｃ＝０．００３ｍａｓｓ％，Ｃｒ＝１８．５ｍａｓｓ％，Ｍｏ＝２．０ｍａｓｓ％，Ｔｉ＝０．２  ｍａｓｓ％，残部Ｆｅおよび不可避不純物）の焼付は防止できても、それ以上のＣｒ、およびＭｏまたはＡｌを含有する鋼種の焼付を抑制することが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこの種ステンレス鋼用熱間圧延油の難点を解消することであり、更に詳しくは、高耐焼付き性を必要とするステンレス鋼の熱間圧延に適用できる高耐焼付を有する熱間圧延油を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するため、高温のステンレス鋼とロールの接触面に於いて、耐焼付き性を有する熱間圧延油を開発すべく鋭意研究を行った結果、鉱油、油脂及び合成エステルの１種以上の基油に、イオウ含有量２０質量％以上のポリサルファイドを含有せしめた熱間圧延油組成物が、ステンレス熱間圧延時の焼付き防止に効果があり、熱間チムケン試験において摩擦係数０．１６以上を示し、熱間での摩擦係数が高いため、従来通りの塗布方法でも安定した通板性を維持しながら、高耐焼付き性を発揮することを見出した。
【０００８】
また、添加量としてはこのポリサルファイドを基油に対して６０〜９０質量％含有せしめることにより、熱間圧延時のステンレス鋼の焼付きを防止できるとの知見を得、ここに目的の熱間圧延油を開発した。高分子のポリマーを添加することにより、エマルジョン中の油滴表面の粘度を大きくすることができ、また、カチオン抗乳化剤を添加することによりエマルジョン中の油滴粒径を大きくできるためロールへの付着量が向上することを見出した。
【０００９】
【発明の実施態様】
本発明に於いて使用されるポリサルファイドは、鉱物油、油脂及び合成エステルの夫々に可溶であり、単独又は混合した基油に含有せしめて使用する。この基油中に含有すべき量は６０〜９０質量％であり、６０質量％未満では耐焼付性の効果が小さく、９０質量％を越えて含有させてもそれ以上の効果は無くコスト的に不利である。
【００１０】
本発明に於いて使用されるポリサルファイドとしては、Ｓ分を２０質量％以上含むジドデシルポリサルファイド、ジヘキシルポリサルファイド、ジオクチルポリサルファイド、ジノニルポリサルファイド、ジターシャリーブチルポリサルファイド等のジアルキルポリサルファイドが挙げられる。
【００１１】
その他、この際のアルキルとしては、炭素数４〜１５のものでも使用することができる。Ｓ分が２０質量％未満では耐焼付効果が小さく、添加しても不経済となる傾向があり、好ましくはＳ分は２０〜６０質量％程度である。
【００１２】
本発明に於いて使用される基油は鉱油、油脂及び合成エステルの１種又は２種以上である。これ等基油は従来からこの種圧延油組成物に於いて使用されてきたものであり、広く各種のものが夫々使用される。例えば、その代表例を例示すれば以下の通りである。
【００１３】
鉱油としては、例えばスピンドル油、マシン油、モーター油、シリンダー油等の１０〜９００ｃｓｔの粘度（４０℃）のものである。
【００１４】
油脂としては、例えば牛脂、豚脂、パーム油、ヤシ油、ナタネ油、大豆油等である。
【００１５】
合成エステルとしては、通常脂肪酸とアルコールとから合成されるエステルであり、脂肪酸としてはＣ１２〜Ｃ３６の一塩基酸又は二塩基酸であり、アルコールとしてはＣ１〜Ｃ１８の一価又は多価アルコールが挙げられる。
【００１６】
具体例としては、パルミチン酸エチルヘキシルエステル、オレイン酸ブチルエステル、イソステアリン酸ブチルカルビトールエステル、ベヘニン酸ラウリルエステル、ネオペンチルグリコールオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸エステル、ペンタエリスリトールオレイン酸エステル、トリメチロールプロパンダイマー酸エステル等を例示できる。
【００１７】
尚、本発明に於いては、従来基油として、単独で使用されることのある脂肪酸は、単独では使用せず、上記基油と必要に応じ併用して使用される。
【００１８】
この脂肪酸としても従来から使用されてきたものが広く使用され、例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、牛脂脂肪酸等の一塩基酸及びセバシン酸、ダイマー酸等の二塩基酸を代表例として例示できる。
【００１９】
本発明の組成物を使用する際の被圧延材としては、ステンレス鋼が挙げられ、各種グレードのステンレス鋼に広く使用できる。例えば、ＳＵＳ４０３を代表とするマルテンサイトステンレス（１３クロム系）、ＳＵＳ３０４を代表とするオーステナイトステンレス（ニッケル、クロム系）、ＳＵＳ４３０を代表とするフェライトステンレス（１８クロム系）、ＳＵＳ４４４やＳＵＳ４３４を代表とする高純度フェライトステンレス及びＳＵＳ３２９のようなステンレス等を例示できる。
【００２０】
本発明に於いては公知の添加剤、例えばエステル類、脂肪酸等を必要に応じて併用できる。
【００２１】
本発明の熱間圧延油は通常熱間圧延にて適用されているウォーターインジェクション法によりバックアップロール又はワークロールに塗布する供給方法、或いは原液のまま塗布、エアーインジェクション塗布する供給方法といずれの供給方法も採用できる。また、給油量、濃度も必要に応じて適宜に選択し供給すれば良い。
【００２２】
【実施例】
本発明を理解し易くするために以下に実施例並びに比較例を示す。
【００２３】
【実施例１〜５】
下記表１に示す所定の成分を所定量配合して、本発明の熱間圧延油組成物を製造した。
【００２４】
【比較例（Ａ）の１〜４及び（Ｂ）の１〜２】
下記表１に示す所定の成分を所定量配合して、比較例のための熱間圧延油組成物を製造した。
【００２５】
上記実施例１〜５及び比較例（Ａ）の１〜４及び（Ｂ）の１〜２の夫々の組成物について、熱間チムケン試験による耐焼付試験及び摩擦係数測定を測定した。但し、その試験方法は下記の通りである。
【００２６】
〈耐焼付試験〉
試験片：ＳＵＳ−３０４
試験片温度：９００℃
ロール：ハイスロール
回転数：３００ｒｐｍ
荷重：２ｍｉｎ毎に５ｋｇずつ上げて焼き付くまで荷重を上げる。
（ｍａｘ５０ｋｇ）
給油方法：ウォーターインジェクション、１５０ｍｌ／ｍｉｎ
給油量：３ｍｌ／ｍｉｎ
方法：図１に示す装置にて▲１▼の試験片を▲２▼の高周波加熱コイルにより加熱し、その温度は▲６▼の熱電対により測定、記録し、▲３▼のロールと加熱された▲１▼試験片が接触し、荷重をかけた状態で▲４▼のウォーターインジェクションより給油し、▲５▼のエアー水切りを行って熱間状態で焼付までの最大荷重を測定する。
【００２７】
〈摩擦係数測定試験〉
試験片：ＳＵＳ−３０４
試験片温度：９００℃
ロール：ハイスロール
回転数：１５０ｒｐｍ
荷重：４０ｋｇ一定
給油方法：ウォーターインジェクション、１５０ｍｌ／ｍｉｎ
給油量：３ｍｌ／ｍｉｎ
摩擦係数：トルク／荷重・ロール半径
方法：図１に示す装置にて▲１▼の試験片を▲２▼の高周波加熱コイルにより加熱し、その温度は▲６▼の熱電対により測定、記録し、▲３▼のロールと加熱された▲１▼        試験片が接触し、荷重を４０ｋｇかけた状態で▲４▼のウォーターインジェ        クションより給油し、▲５▼のエアー水切りを行い、トルクを測定すること        により摩擦係数を測定する。
【００２８】
【表１】
2004238491.tif 000002
【００２９】
但し、表１に於いて使用した各成分は以下のものである。
ポリサルファイド▲１▼：ジオクチルポリサルファイド（Ｓ＝３９％）
ポリサルファイド▲６▼：ジターシャリーブチルポリサルファイド（Ｓ＝５４％  ）
硫化エステル：活性タイプ硫化ラード（Ｓ＝１５％）
合成エステル：ペンタエリスリトールオレイン酸フルエステル
油脂：液体ラード
脂肪酸：オレイン酸
鉱物油：モーター油（粘度１５０ｃｓｔ／４０℃）
【００３０】
上記表１から次のことが明らかに判る。
（１）熱間圧延の潤滑状態をシュミレートさせ、熱間でのステンレス鋼の耐焼付荷重を測定した結果、比較例（Ａ）の２〜４の従来油では１０ｋｇ以下で焼付いてしまうが、ポリサルファイドを６０〜８０質量％添加した実施例１〜５は共に３５ｋｇ以上まで焼付かず、８０質量％添加のものは４０ｋｇまで焼付かない。特に実施例４及び５は５０ｋｇまで焼付かず、何れの実施例も比較例より大幅に優れた耐焼付性能を示した。
（２）同様に摩擦係数を測定した結果、実施例１〜５は０．１８以上で、ポリサルファイドの添加量が多い方がやや高く、アルキル基の短いジターシャリーブチルの方が高い摩擦係数を示す。また、通常普通鋼熱間圧延で適用されている合成エステル、油脂及び脂肪酸より格段に高いため、実機圧延において噛み込みやスリップ等の問題も無く、通板性良好と判断する。
（３）硫化エステルを８０質量％添加した比較例１では、耐焼付荷重が５０ｋｇと高く、耐焼付性能は良好であるが、摩擦係数が少し低めで、粗圧延への適用や全長圧延油塗布での安定圧延のためには更に高い摩擦係数が望まれ、ポリサルファイドの方がこの目的のためには適している。
【００３１】
実施例１〜５及び比較例（Ａ）の１〜４、比較例（Ｂ）の１〜２について熱間圧延試験機による耐焼付・肌荒れ試験と摩擦係数測定を図２の装置を用いて、下記の方法で行った。その結果を表２に示す。
【００３２】
但し、図２に於いて、１１はワークロール（ａは上ロール、ｂは下ロール）、１２はミキシング装置、１３はスプレーノズル、１４はギアーポンプ、１５は水用タンク、１６は水用ポンプ、１７は圧延油用タンク、１８は圧延油用ポンプ、１９は圧延材（ストリップ）を示す。
【００３３】
2004238491.tif 000003
【００３４】
2004238491.tif 000004
【００３５】
【表２】
2004238491.tif 000005
【００３６】
但し、摩擦係数は噛み込み時のものを表す。
表２から次のことが明らかに判る。
（１）熱間圧延の潤滑状態をシュミレートさせ、熱間圧延で最も焼付き易い材料であるステンレス鋼（ＳＵＨ−２１）の耐肌荒性を評価した結果、比較例（Ａ）２〜４の従来油では圧延材全面に焼付疵が発生したが、ポリサルファイドを６０〜８０質量％添加し、ポリマー或いはカチオン抗乳化剤添加で付着量を向上させた実施例１〜５は良好で、特に８０質量％添加した実施例３〜５は全く焼付疵が発生しなかった。
（２）同様に噛み込み時の摩擦係数を測定した結果、各実施例のものはＳＵＨ−２１及びＳＵＳ−４４４の場合、０．２９以上を示し、ＳＵＳ−３０４でも０．２６〜０．２８と高い摩擦係数を示した。また、比較例３及び４の従来油は０．１５〜０．１８と低い摩擦係数を示した。
（３）又、普通鋼（ＳＳ−４１）でも噛み込み時の摩擦係数を測定した結果、０．２３〜０．２７と高い摩擦係数を示し、比較例３及び４の従来油は０．１１〜０．１４と低い摩擦係数を示した。
この噛み込み時の摩擦係数が０．２０以上であるので、普通鋼、ステンレス鋼いずれの熱間粗、仕上圧延の全長圧延油塗布での圧延でも噛み込み、スリップ等の問題を起こさず、実機で安定した通板性を示す。
【００３７】
【発明の効果】
ステンレス鋼の熱間圧延時の焼付を従来油では抑制できなかったが、本発明の熱間圧延油は焼付を防止でき、また、噛み込み性も良好のため、安定して全ステンレス材に塗布でき効果を発揮する。またステンレス鋼の熱間圧延の生産性、操業性も向上させられ、冷間圧延以後の工程での表面品質も向上できる。
【００３８】
加えて、基油には鉱油、油脂及びエステルを使用し、安定な液状タイプのため、作業上の問題もなく、既存のウォーターインジェクション或いはエアーインジェクション法によって、ロールに塗布して効果を発揮できるため、新たに給油、塗布設備等を作る必要もなく工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は熱間チムケン試験機の概略説明図である。
【図２】図２は熱間圧延試験材の概略説明図である。
【図３】図３は噛み込み角度を示す説明図である。
【符号の説明】
１．加熱試験片（３０φ×長さ５０ｍｍ円筒）
２．高周波加熱コイル
３．ロール（５０φ×幅８ｍｍのリング）
４．ウォーターインジェクション塗布
５．エアー水切り
６．熱電対
１１．ワークロール
１２．ミキシング装置
１３．スプレーノズル
１４．ギアーポンプ
１５．水用タンク
１６．水用ポンプ
１７．圧延油用タンク
１８．圧延油用ポンプ
１９．圧延材（ストリップ）
ａ．ワークロールの上ロール
ｂ．ワークロールの下ロール
【図１】
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【図２】
2004238491.tif 000007
【図３】
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