(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する際に使用する熱間圧延油組成物であって、硫化油脂又はジアルキルポリサルファイドである硫黄化合物、ジアルキルジチオリン酸塩である硫黄燐化合物、及び酸性燐酸エステル（C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコール残基を分子内に１個又は２個含み、残りが水酸基である酸性燐酸エステル化合物）又は酸性燐酸エステル−アミン塩（C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコール残基を分子内に１個又は２個含み、残りが水酸基である酸性燐酸エステル化合物と、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族アルキル基を分子内に１〜３個含み、残りが水素であるアミンとの塩）である燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することを特徴とする熱間圧延油組成物。
【請求項２】
硫黄化合物及び硫黄燐化合物由来の硫黄含有量が、組成物全質量に対し、０．４〜４０質量％であることを特徴とする請求項１記載の熱間圧延油組成物。
【請求項３】
硫黄燐化合物及び燐化合物由来の燐含有量が組成物全質量に対し、０．１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の熱間圧延油組成物。
【請求項４】
圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する方法であって、請求項１〜３のいずれか１項記載の熱間圧延油組成物を使用することを特徴とする熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する際に使用する熱間圧延油組成物及びこれを用いた熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等の鉄鋼材料の熱間圧延の際に、圧延ロールは被圧延材料との接触により、摩耗、剥離等の損傷を受ける。この摩耗、剥離等によるロール損傷は、圧延製品の表面品質を低下させるため、これを軽減ないし除去する必要がある。従来は、ロール損傷を軽減させるために熱間圧延油が使用され、また、ロールが損傷した場合には圧延工程を休止し、圧延ロールを圧延機から取り外してロール表面を研削していた。しかしこの作業は作業性を著しく低下させてしまうため、近年、作業性の向上を目的として、圧延ロールに近接してオンラインロールグラインダーを設け、圧延ロールを研削しながら熱間圧延する方法が提案されている。しかしながら、熱間圧延油はオンラインロールグラインダーの砥石の目詰まりを助長し、研削特性を低下させるため、熱間圧延油とオンラインロールグラインダーの併用は難しいとされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する際に使用する熱間圧延油組成物及びこれを用いた熱間圧延方法を提供することであり、さらに具体的には、圧延ロール表面の研削性に優れ、且つ被圧延材料と圧延ロールとの間の潤滑性を向上させることができる熱間圧延油組成物及びこれを用いた熱間圧延方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するため検討した結果、特定の化合物、すなわち、天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有する圧延油組成物が上記目的を達成し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
本発明は、圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する際に使用する熱間圧延油組成物であって、天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することを特徴とする熱間圧延油組成物を提供するものである。
本発明はまた、圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する方法であって、上記熱間圧延油組成物を使用することを特徴とする熱間圧延方法を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、圧延ロールをオンラインロールグラインダーで研削しながら鉄鋼材料を熱間圧延する際に使用する熱間圧延油組成物であり、天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有することを特徴とする。
【０００６】
本発明に使用する天然油脂としては、動植物油が挙げられ、具体例としては例えば、ナタネ油、パーム油、ヤシ油、大豆油、ヒマシ油等の植物油、牛脂、豚脂等の動物油が挙げられる。
合成エステルとしては、モノエステル（例えば、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族一塩基酸と、２−エチルヘキサノール等のC1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコールとのモノエステル化合物)、ジエステル（例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、フタル酸、マレイン酸などの二塩基酸と、2−エチルヘキサノール等のC1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコールとのジエステルや、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族一塩基酸とグリコールとのジエステル化合物）、ポリオールエステル(例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコールと、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族の酸とのネオペンチルポリオールエステル化合物)、重合油脂（例えば、大豆油、ナタネ油、ヒマシ油、アマニ油等の不飽和脂肪酸を含む天然油脂を不活性雰囲気下で加熱重合させて得られる重合油脂化合物や、酸素雰囲気下で加熱重合して得られるエポキシ化重合油脂化合物）等が挙げられる。
【０００７】
硫黄化合物としては、硫化油脂、硫化ラード、ジアルキルポリサルファイド（例えば、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、ジドデシルポリサルファイド、ジペンタメチレンチウラムポリサルファイド等）、ジフェニルチオ尿素の多硫化物、多硫化スルフェンアミド、炭素数８〜３０の不飽和脂肪酸エステルをポリサルファイド架橋した化合物（例えば、ビス（オレイル−２−エチルヘキシルエステル）ポリサルファイド等）、ジアルキルジチオカルバミン酸塩（例えば、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛）等が挙げられる。
硫黄燐化合物としては、ジアルキルジチオリン酸塩（例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛）等が挙げられる。
【０００８】
また燐化合物としては、正燐酸エステル（例えば、C2〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコールと、燐酸とのトリアルキル正燐酸エステル化合物）、亜燐酸エステル（例えば、C2〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコールと、燐酸との亜燐酸エステル化合物）、酸性燐酸エステル（例えば、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコール残基を分子内に１個又は２個含み、残りが水酸基である酸性燐酸エステル化合物）、酸性燐酸エステル−アミン塩（例えば、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族又は芳香族アルコール残基を分子内に１個又は２個含み、残りが水酸基である酸性燐酸エステル化合物と、C1〜C22の直鎖又は分岐の脂肪族アルキル基を分子内に１〜３個含み、残りが水素であるアミンとの塩）等が挙げられる。
【０００９】
本発明の圧延油組成物は、上記天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種のみで構成することもできるが、さらに基油を含有させてもよい。
基油としては、ISO VG 46からISO VG 460までの石油系精製鉱油が好ましく、マシン油、ニュートラル油のいずれでもよい。
本発明の圧延油組成物中、基油の含有量は好ましくは９９質量％以下である。
【００１０】
本発明の圧延油組成物中、天然油脂及び/又は合成エステルの含有量は、好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上である。
本発明の圧延油組成物中の、上記硫黄化合物及び硫黄燐化合物由来の硫黄含有量は、好ましくは０．４〜４０質量％であり、さらに好ましくは１．０〜４０質量％である。
また、本発明の圧延油組成物中の、上記硫黄燐化合物及び燐化合物由来の燐含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％であり、さらに好ましくは０．１〜５質量％である。
本発明の圧延油組成物は、天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物の少なくとも１種を含有すればよく、２種以上含有してもよい。
【００１１】
本発明の圧延油組成物には、アルコール（オレイルアルコール、イソステアリルアルコール等）、モノ、ジ、又はポリカルボン酸及びその無水物（オレイン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ダイマー酸、トリマー酸、アルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸無水物等）、極圧剤（モリブデンジチオカーバメート、オクチル酸コバルト等の、モリブデン、コバルト等を含有する油溶性有機金属塩化合物）、粘度指数向上剤（ポリイソブチレン、ポリメタクリレート等）、酸化防止剤（アルファナフチルアミン、ジターシャリブチルフェノール、ジフェニルアミントリメチルペンテノイド等）等の添加剤を含有させてもよい。
本発明の圧延油組成物は、ギヤ方式やプランジャー方式のポンプによって、圧延ロール／圧延材料の双方又は一方に、ウォーターインジェクション方式、エアースプレー方式、又は刷毛塗り方式等により給油する。
【００１２】
【実施例】
表１〜表４に示す組成の成分を、攪拌機を有するステンレス製加熱釜に、表１〜表４に示す質量比率で投入し、５０〜８０℃で３０〜６０分攪拌することにより圧延油組成物を調製した。実施例で使用した基油はISO VG 100のニュートラル油である。
各成分の詳細を表５に示す。各圧延油組成物の研削特性及び圧延潤滑特性を以下の方法により評価した。
【００１３】
研削特性
オンラインロール研削特性は、Falex Block on Ring試験機で使用されるリングにCBNを電着させたリングを用い、一定条件下で鋼材を研削したときの研削量で評価した。このときの試験条件を以下に示す。
試験機            Falex Block on Ring試験機
試験方法          ASTM D-2714 準拠
鋼材              合金鋼（AISIP21 相当 15mm×6mm×10mmH)
リング            電着 CBN ホイール(35mmφ×8mmW)
リング砥粒粒度    80メッシュ
リング周速        5.5m/s (3000rpm)
荷重              89N
給油              完全浸漬（200ml)
試験時間          15s
繰返し数          3
上記試験において研削量は０．４ｇ以上であることが実用上好ましい。
【００１４】
圧延潤滑特性
また、本発明の圧延油組成物の圧延潤滑特性は、圧延機に固定し、900℃に加熱された鋼材に、回転する圧延ロールを30kNで押付けたときの摩擦係数で評価した。このときの試験条件を以下に示す。
試験機            E-12型熱間圧延機
ロール            ハイス（124mmφ×80mm)
ロール周速        0.65m/s (100rpm)
固定鋼材          SS-400(20mm×20mm×580mm)
固定鋼材温度      900℃（5V 4000A 誘導加熱)
荷重              30kN（油圧圧下）
給油              ニート油刷毛塗り
試験時間          10s
上記試験において摩擦係数は０．１以下であることが実用上好ましい。
結果を表１〜表４に示す。なお、表１〜表３中の硫黄分及び燐分は、表中に示す硫黄化合物及び硫黄燐化合物由来の硫黄分、硫黄燐化合物及び燐化合物由来の燐分である。
【００１５】
表１〜表３に示す本発明の実施例１〜３３の圧延油組成物は、天然油脂、合成エステル、硫黄化合物、硫黄燐化合物及び燐化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を含有するため、研削量はすべて０．４ｇ以上であり、熱間潤滑性（摩擦係数）はすべて０．１以下である。
これに対して、鉱油のみからなる比較例１の圧延油組成物は、研削量が０．４ｇ未満、摩擦係数が０．１以上であり、研削性も熱間潤滑性も劣っている。
また、鉱油とカルシウムスルホネート及び／又はカルシウムサリシレートからなる比較例２〜６の圧延油組成物は、摩擦係数が０．１以下で熱間潤滑性は優れているが、研削量はいずれも０．４ｇ未満であり、研削特性が劣っている。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
表４
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【００２０】
【表５】
表５
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