(57)【要約】【課題】ステンレス鋼を熱間圧延する際に、簡単なしくみや方法で、費用をさしてかけずに、人力も少なくてすむ潤滑剤の塗布を、熱間圧延ライン中、こすり疵の発生しやすい部位にて集中的に行えるようにすることにより、最大の費用あるいは人力対効果を得ることができる、熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法、ステンレス鋼の製造方法、熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤噴射装置、及び熱間圧延ラインを提供する。【解決手段】熱間圧延ライン１の粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３の表面に向け、熱間圧延ライン１にて被圧延材Ｓを搬送するテーブルローラ２４間より、ノズルにて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布した上で、ステンレス鋼を圧延する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延ラインの粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に向け、前記熱間圧延ラインにて被圧延材を搬送するテーブルローラ間より、ノズルにて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布した上で、ステンレス鋼を圧延することを特徴とする熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧延方法を用いたことを特徴とするステンレス鋼の製造方法。
【請求項３】
熱間圧延ラインの粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に向け、前記熱間圧延ラインにて被圧延材を搬送するテーブルローラ間より、ノズルにて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布するようにしたことを特徴とする熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
請求項３記載の黒鉛系潤滑剤塗布装置を備えたことを特徴とする熱間圧延ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法、ステンレス鋼の製造方法、熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置、及び熱間圧延ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延とは、金属片を数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばすことをいう。
図１１は、従来からある熱間圧延ラインの一例を全体概略的に示す図である。図１１に示す熱間圧延ライン１において、加熱炉１０により数百〜千数百℃に加熱された厚み１５０〜３００ｍｍの金属片Ｓは、粗圧延機１２により厚み２０〜６０ｍｍまで延ばされ、仕上圧延機１７により薄く延ばされ、０．９〜２５ｍｍの厚みに圧延される。
【０００３】
粗圧延機１２は、図１１に示す熱間圧延ライン１の場合、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の３基であるが、必ずしも基数はこれに限らず、１〜６基と、各種の熱間圧延ラインがある。粗圧延機１２は、金属片Ｓを圧延するワークロール１３と、ワークロール１３を支持するバックアップロール１４とを備えている。
また、仕上圧延機１７は、図１１に示す熱間圧延ライン１の場合、Ｆ１〜Ｆ７の７基であるが、必ずしも基数はこれに限らず、６基あるいは７基などの各種の熱間圧延ラインがある。仕上圧延機１７は、金属片Ｓを圧延するワークロール１８と、ワークロール１８を支持するバックアップロール１９とを備えている。
このほか、図示しないが、ステッケルミルなどの熱間圧延ラインもある。
ここで、熱間圧延ライン１には、仕上圧延機１７の各スタンド間を除いて、その他の圧延機（スタンド）間には、図示しない多数（百以上）のテーブルローラが設置されており、これらテーブルローラが金属片Ｓを搬送するようになっている。
【０００４】
ところで、先述のように、数百〜千数百℃に加熱された高温の金属片（以下、被圧延材という）Ｓには、加熱炉１０から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層（以下、スケールという）が生成している。この他、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、被圧延材Ｓは、高温の状態で大気に曝されるため、新たなスケールが被圧延材Ｓの表裏面に生成する。粗圧延機１２の中の各圧延機の入側及び仕上圧延機１７の入側には、ポンプ（図示せず）からの供給圧にして、１０〜３０ＭＰａ内外の高圧水を、被圧延材Ｓの表裏面に吹き付けてスケールを除去する、デスケーリング装置１６が設置されている。
【０００５】
図１１において、符号１１は幅プレス、１５はクロップシャーである。クロップシャー１５は、仕上圧延前に被圧延材Ｓの先後端のクロップ（被圧延材Ｓの先後端の、いびつな平面形状の部分）を切断除去し、被圧延材Ｓを、仕上圧延機１７にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に成形する。また、符号３０は制御装置、４０はプロセスコンピュータ、５０はビジネスコンピュータであり、熱間圧延ライン１全体の各機器の動作を制御している。更に、符号２０はランナウトテーブルと呼ばれる、仕上圧延後の被圧延材Ｓを水冷する冷却ゾーンのテーブルローラ群であり、２１は冷却後の被圧延材Ｓを巻き取るコイラーである。
【０００６】
ところで、このような熱間圧延ライン１で被圧延材Ｓを圧延すると、被圧延材Ｓにこすり疵が発生する場合がある。被圧延材Ｓの材質にもよるが、圧延中にどんどん大気中の酸素と化合し、スケールとなって表層が剥離していく炭素鋼と異なり、大気中の酸素と比較的化合しにくいステンレス鋼は、表層がなかなか剥離しないため、こすり疵が発生しやすく、また、巻き取り後もその発生したこすり疵が残存しやすい。
【０００７】
図１２はこすり疵の発生した被圧延材のようすを示し、図１３は熱間圧延して巻き取った後、巻き戻して調べてみたステンレス鋼の従来のこすり疵の発生率を月別に示している。図１２及び図１３を見てもわかるように、多少の増減はあるものの、慢性的にこすり疵が発生していることがわかる。なお、こすり疵の発生率は、全長のどこか一箇所でもこすり疵の発生している箇所のあるステンレス鋼の被圧延材の本数が、全圧延対象のステンレス鋼の被圧延材の本数に対し、どれだけの比率を占めるかを示している。
このようなこすり疵が、熱間圧延ライン１のどこで被圧延材Ｓに入るのか、その場所を特定することは、熱間圧延ライン１が全長で５００ｍｍ内外にも及ぶ長大なラインであるため、容易ではない。
【０００８】
特許文献１には、熱間圧延設備の粗圧延工程における製品ガイド、エプロン、ワークロール、仕上圧延工程における製品ガイド、エプロン、ルーパローラ、ワークロール、巻取工程におけるピンチロールとその前後の製品ガイド、スロートガイド及び粗圧延工程から巻取工程に至る間のテーブルローラなどステンレス鋼被圧延材が接触する全ての箇所に酸化鉄粉末、グラファイト粉末その他固体潤滑剤を粘性水溶液中に均一分散させた潤滑剤を供給するようにした圧延設備が提案されている。
この特許文献１で提案された圧延設備によれば、ステンレス鋼の熱間圧延時に、焼付きによる表面疵の発生を防止することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１５３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、先にも述べたとおり、熱間圧延ラインは、全長で５００ｍｍ内外にも及ぶ長大なラインであり、特許文献１で提案された圧延設備のように、被圧延材が接触する全ての箇所に潤滑剤を供給するようにすると、膨大な量の潤滑剤が必要になる。そして、その潤滑剤を自動で供給するとなると、莫大な費用がかかる。更に、オペレータの人力で潤滑剤を被圧延材に塗布する作業を行うとなると、労力的に足りなくなる。
【００１１】
従って、本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステンレス鋼を熱間圧延する際に、簡単なしくみや方法で、費用をさしてかけずに、人力も少なくてすむ潤滑剤の塗布を、熱間圧延ライン中、こすり疵の発生しやすい部位にて集中的に行えるようにすることにより、最大の費用あるいは人力対効果を得ることができる、熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法、ステンレス鋼の製造方法、熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤噴射装置、及び熱間圧延ラインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法は、熱間圧延ラインの粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に向け、前記熱間圧延ラインにて被圧延材を搬送するテーブルローラ間より、ノズルにて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布した上で、ステンレス鋼を圧延することを特徴とする。
また、本発明のうち請求項２に係るステンレス鋼の製造方法は、請求項１記載の圧延方法を用いたことを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明のうち請求項３に係る熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置は、熱間圧延ラインの粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に向け、前記熱間圧延ラインにて被圧延材を搬送するテーブルローラ間より、ノズルにて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布するようにしたことを特徴とする。
加えて、本発明のうち請求項４に係る熱間圧延ラインは、請求項３記載の黒鉛系潤滑剤塗布装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の圧延方法、ステンレス鋼の製造方法、熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置、及び熱間圧延ラインによれば、ステンレス鋼を熱間圧延する際に、簡単なしくみや方法で、費用をさしてかけずに、人力も少なくてすむ潤滑剤の塗布を、熱間圧延ライン中、こすり疵の発生しやすい部位にて集中的に行えるようにすることにより、最大の費用あるいは人力対効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置の設置の様子を示す概略的に示す側面図である。図２は、図１における黒鉛系潤滑剤塗布装置を粗圧延機内から見た様子を概略的に示す鳥瞰図である。図３は、こすり疵の発生する被圧延材部位について説明するための、被圧延材における発生したこすり疵の長手方向位置とその発生したこすり疵の数との関係を示すグラフである。図４は、こすり疵の発生する被圧延材部位について説明するための、被圧延材における発生したこすり疵の幅方向位置とその発生した数との関係を示すグラフである。図５は、粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に付着した異物の断面組織を示す断面図である。
【００１６】
先ず、発明者らは、図１１に示した熱間圧延ライン１にて圧延して巻き取った後、巻き戻して調べてみたステンレス鋼のこすり疵の発生状況をさらに詳しく検討した。そして、発明者らは、次のことに気づいた。
即ち、こすり疵の発生は、被圧延材Ｓの表裏面のうち表面に特に集中し、こすり疵の発生した長手方向位置は、図３に示すように、先端あるいは尾端から５０ｍ以内であり、こすり疵の発生した幅方向位置は、図４に示すように、被圧延材Ｓの幅中心からのオフセンター量にして２５０ｍｍ以内に集中している。また、図５に示す、上反り防止ガイド（図１参照）２３の表面に付着した異物の断面組織及び表１に示す、同異物の分析結果をみると、異物部分はスケールとＦｅが層状になっている。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１において、分析１は図５における「分析１」で示すところの組成、分析２は図５における「分析２」で示すところの組成、分析３は図５における「分析３」で示すところの組成である。
こうした、被圧延材Ｓの幅中心からのオフセンター量にして２５０ｍｍ以内の表面に集中してこすり疵が発生している事実や、断面組織、分析結果から、発明者らは、粗圧延機１２の上反り防止ガイド２３に、被圧延材Ｓの先端や尾端が上反りし、上反り防止ガイド２３と接触してこすり疵が発生しているもの、と考えた。このように考えた理由は、以下に述べるとおりである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、粗圧延機１２の上反り防止ガイド２３は、被圧延材Ｓを搬送するテーブルローラ２４の上方に設置され、被圧延材Ｓの表面に対向する形で、下面が被圧延材Ｓの長手方向に傾斜するように設置されている。そして、上反り防止ガイド２３は、図１１に示した熱間圧延ライン１の場合、被圧延材Ｓの幅中心の通るべき、熱間圧延ライン１の中心から、２５０ｍｍずつ振り分けの合計５００ｍｍの幅寸法にわたって設置されている。この上反り防止ガイド２３の設置状況は、被圧延材Ｓの幅中心からのオフセンター量にして２５０ｍｍ以内の表面に集中してこすり疵が発生している事実と符合する。
【００２０】
また、ある被圧延材Ｓが上反り防止ガイド２３に接触したとすると、スケールだけではなく、地鉄成分（Ｆｅも含む）を含む部分までがこすり取られることになるが、これは、上反り防止ガイド２３側に付着している異物の断面組織や分析結果が酸素を含むスケールと、Ｆｅとで層状になっていることと符合する。
そこで、本実施形態にあっては、図１及び図２に示すように、熱間圧延ライン１の粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３の表面に向け、被圧延材Ｓを搬送するテーブルローラ２４間より、ノズルを構成要素にもつ複数の黒鉛系潤滑剤塗布装置２５にて黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布した上で、ステンレス鋼を圧延するようにしている。ここで、「黒鉛系潤滑剤」とは、黒鉛を粘性水溶液（水を含む）中に混ぜたものをいう。
【００２１】
熱間圧延ライン１中、粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３との接触により発生している、こすり疵が、ステンレス鋼の圧延で発生している全表面欠陥のうちの、かなりの比率を占めると予想されたことから、粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３に集中的に潤滑を施せば、費用をさしてかけずに、かなりの比率の表面欠陥の発生を防止できると考えた結果である。
【００２２】
このため、ステンレス鋼を熱間圧延する際に、簡単なしくみや方法で、費用をさしてかけずに、人力も少なくてすむ潤滑剤の塗布を、熱間圧延ライン１中、こすり疵の発生しやすい部位にて集中的に行えるようにすることにより、最大の費用あるいは人力対効果を得ることができる。
なお、図１中、符号２２はエッジャー圧延機、２６はストリッパガイド、２７はエプロンである。
【００２３】
ところで、図１及び図２を見てもわかるとおり、粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３の表面は下方に向け傾斜している。その表面に向け、人力をかけずに黒鉛系潤滑剤を塗布するには、テーブルローラ２４の間に黒鉛系潤滑剤塗布装置２５を設け、しかも費用を安く抑えられる装置構成とするためには、その黒鉛系潤滑剤塗布装置２５を、ノズルから黒鉛系潤滑剤を噴射するしくみとするのが最適である。黒鉛系潤滑剤を供給する図示しないポンプの供給圧は、噴射された黒鉛系潤滑剤が粗圧延機１２に付設の上反り防止ガイド２３の表面に達するのに十分な値でさえあれば、市販のものから適宜選択しうる。
【００２４】
ここで、黒鉛系潤滑剤を用いることにした理由は、潤滑効果が高く、環境にも悪影響がないからである。潤滑剤を選定するにあたっては、（１）水のみ、（２）酸化鉄系潤滑剤、（３）黒鉛系潤滑剤、（４）離型剤、（５）粗油の候補を挙げ、これらを用いて、図６に示す熱間チムケン試験を実施した結果に基づいている。
即ち、熱間チムケン試験の試験条件については、詳説しないが、種々変更して試験してみた結果、ステンレス鋼に見たてた試験片であるＲ４０９のえぐれた深さ（図７参照）や、上反り防止ガイド２３に見たて、材質を種々変更したリングの外径減少量（図８参照）を測定したところ、上反り防止ガイド２３の材質として適切なものを選定すれば十分潤滑効果が期待でき、環境への悪影響もない黒鉛系潤滑剤を選定した。上反り防止ガイド２３に見たてるリングの材質としては、ＳＳ４００（一般構造用鋼）、ＭＨ（ねずみ鋳鉄）、ＦＣＤ（球状黒鉛鋳鉄）を用いた。
【実施例】
【００２５】
実機実験では、最も上反り防止ガイドの摩耗が大きい、粗圧延機１２のうちＲ１およびＲ２のそれぞれの出側に設置した、上反り防止ガイドの表面に向け、黒鉛系潤滑剤を噴射して塗布した。
図９及び図１０は、本発明を実施後のステンレス鋼の圧延での、こすり疵の発生状況および表面欠陥の発生状況をそれぞれ示す。図９を見てもわかるように、本発明の実施後は、確実にこすり疵の発生率が減少していることがわかる。また、図１０を見てもわかるように、本発明の実施後は、従来１．０％近くあった、こすり疵を含めた表面欠陥の発生率が０．５％内外まで大幅に低減したことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る熱間圧延ラインにおける黒鉛系潤滑剤塗布装置の設置の様子を示す概略的に示す側面図である。
【図２】図１における黒鉛系潤滑剤塗布装置を粗圧延機内から見た様子を概略的に示す鳥瞰図である。
【図３】こすり疵の発生する被圧延材部位について説明するための、被圧延材における発生したこすり疵の長手方向位置とその発生したこすり疵の数との関係を示すグラフである。
【図４】こすり疵の発生する被圧延材部位について説明するための、被圧延材における発生したこすり疵の幅方向位置とその発生した数との関係を示すグラフである。
【図５】粗圧延機に付設の上反り防止ガイドの表面に付着した異物の断面組織を表す断面図である。
【図６】熱間チムケン試験の様子を概略的に示す図である。
【図７】熱間チムケン試験の結果を示し、各試験条件における試験片の最大えぐれ深さのグラフである。
【図８】熱間チムケン試験の結果を示し、各試験条件におけるリング外径減少量のグラフである。
【図９】本発明を実施後のステンレス鋼の圧延での、こすり疵の発生率を従来と比較して示すグラフである。
【図１０】本発明を実施後のステンレス鋼の圧延での、表面欠陥の発生率を従来と比較して示すグラフである。
【図１１】従来からある熱間圧延ラインの一例を全体概略的に示す図である。
【図１２】こすり疵の発生した被圧延材の様子を示す図である。
【図１３】従来のこすり疵の発生率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１  熱間圧延ライン
１０  加熱炉
１１  幅プレス
１２  粗圧延機
１３  ワークロール
１４  バックアップロール
１５  クロップシャー
１６  デスケーリング装置
１７  仕上圧延機
１８  ワークロール
１９  バックアップロール
２０  ランナウトテーブル
２１  コイラー
２２  エッジャー圧延機
２３  上反り防止ガイド
２４  テーブルローラ
２５  黒鉛系潤滑剤塗布装置
２６  ストリッパガイド
２７  エプロン
Ｓ  被圧延材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007160393.tif 000013
【図１３】
2007160393.tif 000014
【図５】
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【図１２】
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