(57)【要約】【課題】金属ストリップの冷間圧延において、ヒートスクラッチ及びスリップの発生を防ぐ冷間圧延における圧延潤滑方法を提供する。【解決手段】冷間圧延における圧延潤滑方法おいて、冷間圧延機１の入側で金属ストリップＳに循環供給される低濃度エマルション圧延潤滑油Ｌを供給しながら金属ストリップＳを圧延する。低濃度エマルション圧延潤滑油Ｌの濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液Ｈを冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップＳに供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油（以下、「低濃度圧延潤滑油」ともいう）を供給しながら該金属ストリップを圧延する冷間圧延における圧延潤滑方法において、前記低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給することを特徴とする冷間圧延における圧延潤滑方法。
【請求項２】
前記冷却媒体が冷却窒素又は冷却空気である請求項１記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
【請求項３】
冷却・固化された、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の平均粒径が、０．５〜２ｍｍである請求項１又は請求項２記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
【請求項４】
前記冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油で潤滑し、潤滑条件が厳しい場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油及び低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液で潤滑する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
【請求項５】
前記高濃度潤滑油を固化させる際に当該高濃度潤滑油を圧縮流体と同時に噴出させてミスト化し、当該ミストに冷却冷媒を混合させて冷却することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
【請求項６】
冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油を供給する冷間圧延潤滑装置において、
前記低濃度エマルション圧延潤滑油を金属ストリップ面に供給する低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルと、
該低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルに近接し、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を前記金属ストリップ面に供給する高濃度圧延潤滑油ノズルと、を備え、
該高濃度圧延潤滑油ノズルは、その噴出口に近接して冷却媒体を前記金属ストリップ面に供給する冷却媒体噴出口を有し、
前記高濃度圧延潤滑油ノズル出口側で冷却媒体により前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却し、粉粒体状に固化して金属ストリップ面に供給することを特徴とする冷間圧延における冷間圧延潤滑装置。
【請求項７】
さらに前記高濃度圧延潤滑油を貯蔵する高濃度圧延潤滑油容器と、圧縮流体を貯蔵する圧縮流体容器と、前記冷却媒体を貯蔵する冷却媒体容器とを有し、
前記高濃度圧延潤滑油容器に通じる内管と、該内管の外周面との間に圧縮流体流路が形成され、前記圧縮流体容器に通じる中管と、該中管の外周面との間に冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体容器に通じる外管とからなる三重管を有し、
該三重管の先端部に高濃度圧延潤滑油噴出口と、圧縮流体噴出口と、冷却媒体噴出口とが同心に設けられた三流体ノズルを備えた請求項６記載の冷間圧延潤滑装置。
【請求項８】
前記三流体ノズルは、前記高濃度圧延潤滑油噴出口から噴出する高濃度潤滑油と、前記圧縮流体噴出口から噴出する圧縮流体とでミストを生成し、これに冷却媒体噴出口から噴出する冷却媒体とを混合させることにより高濃度潤滑油を固化させることを特徴とする請求項７記載の冷間圧延潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷間圧延における圧延潤滑方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延において潤滑油が不足気味の場合、ワークロール速度を増大したり、圧下率を増大したり、あるいは硬質の金属ストリップを圧延するとヒートスクラッチが発生しやすい。ヒートスクラッチとは、ロールバイト内のロールと圧延材との界面温度が上昇し、ロールバイト内で油膜破断が生じた結果、発生するワークロールと圧延材との金属接触による焼付き疵のことである。このヒートスクラッチが発生すると製品の表面欠陥が生じるので、製品歩留りが低下するばかりか、ヒートスクラッチの生じた圧延スタンドのワークロール組み替えが必要なため生産性が著しく低下するという問題がある。
【０００３】
一方、冷間圧延において潤滑油が過剰気味の場合、ワークロール速度を増大したり、圧下率を減少したり、あるいは軟質の金属ストリップを圧延するとスリップが発生しやすい。スリップとは、ワークロールの周速度の方がロールバイト出口の金属ストリップ速度よりも早くなる現象のことである。このスリップが定常的に発生すると、板厚制御精度は悪化し、スリップが断続的に発生するとチャタリングとよばれる金属ストリップに表面模様の板厚の周期的な変動やスリップ疵が生じやすくなる。これらのヒートスクラッチやスリップが発生すると製品の表面や板厚に欠陥が生じるので製品歩留りが低下するばかりか、ヒートスクラッチやスリップ疵の生じた圧延スタンドのワークロール組み替えが必要なため生産性が著しく低下するという問題がある。
【０００４】
したがって、圧延する条件に応じて潤滑状態を適正にする必要がある。このため、冷間圧延設備に循環潤滑系統を２つ備え、１つは高濃度、他の１つは低濃度のエマルションを用意し圧延する条件によって循環潤滑系統を切り替えることや、併用する技術が開示されている（例えば特許文献１、段落［００２６］〜［００２８］及び図２参照）。また、冷間圧延設備に供給手段を２つ設け、第１のエマルションに比べて第２のエマルションを低温にする技術が開示されている（例えば特許文献２、請求項１および請求項３参照）。しかしながら、この方法は油原単位の増大を引き起こし製造コストの増大を招いており、改善の要望があった。この対策として、少量の圧延潤滑油を効率よく供給する方法が提案されている。例えば固体潤滑剤をワークロールに直接押しつけ塗布する方法（例えば特許文献３、段落［０００７］参照）や、噴霧潤滑方法で潤滑油原液を微細な粒子としてワークロール表面に噴霧する方法（例えば特許文献４、段落［０００９］参照）などがある。
【０００５】
固体潤滑の場合には、冷間圧延機の板幅方向全面に亘って均一に塗布することが難しく、ムラになったりする場合もあり、また、付着量をコントロールするのが困難である。さらに、噴霧潤滑は効果があるもののロールや金属ストリップに付着せずに浮遊した微細粒子がハウジング等に付着しミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を新たに招く場合がある。圧延機周囲を密閉し吸引すれば密閉された圧延機外部の汚れ（油の飛散）は防止できるが、圧延機のハウジング等への飛散した油の付着は防止できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４２３４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２８４２号公報
【特許文献３】特開２０００−３０１２１７号公報
【特許文献４】特開２００１−１７９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、金属ストリップの冷間圧延において、ヒートスクラッチ及びスリップの発生を防ぐことができる冷間圧延における圧延潤滑方法およびその装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は次のとおりである。
（１）冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油（以下、「低濃度圧延潤滑油」ともいう）を供給しながら該金属ストリップを圧延する冷間圧延における圧延潤滑方法において、前記低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給することを特徴としている。
高濃度圧延潤滑油は、粉粒体状に冷却・固化されて供給されるので、金属ストリップ面およびワークロール面に既に形成されている低濃度圧延潤滑油層を突き抜けて金属面まで到達し、展着される。
なおここで、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度は、この低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の例えば０．２〜５％程度であり、これより高い濃度の圧延潤滑油を高濃度圧延潤滑油とする。
（２）前記冷却媒体が冷却窒素又は冷却空気である（１）記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（３）冷却・固化された、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の平均粒径が、０．５〜２ｍｍである（１）又は（２）記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（４）前記冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油で潤滑し、潤滑条件が厳しい場合は前記低濃度エマルション圧延潤滑油及び低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い濃度のエマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液で潤滑する（１）〜（３）のいずれか１項に記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
なおここで、冷間圧延の潤滑条件は圧延条件（圧延材の材質、圧延速度）によって決まる。
（５）前記高濃度潤滑油を固化させる際に当該高濃度潤滑油を圧縮流体と同時に噴出させてミスト化し、当該ミストに冷却冷媒を混合させて冷却することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の冷間圧延における圧延潤滑方法。
（６）冷間圧延機入側で金属ストリップに低濃度エマルション圧延潤滑油を供給する冷間圧延潤滑装置において、
前記低濃度エマルション圧延潤滑油を金属ストリップ面に供給する低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルと、
該低濃度エマルション圧延潤滑油ノズルに近接し、前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を前記金属ストリップ面に供給する高濃度圧延潤滑油ノズルと、を備え、
該高濃度圧延潤滑油ノズルは、その噴出口に近接して冷却媒体を前記金属ストリップ面に供給する冷却媒体噴出口を有し、
前記高濃度圧延潤滑油ノズル出口側で冷却媒体により前記低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度よりも高い高濃度エマルション圧延潤滑油又は前記低濃度エマルション圧延潤滑油の原液（以下、「高濃度圧延潤滑油」ともいう）を冷却し、粉粒体状に固化して金属ストリップ面に供給することを特徴とする冷間圧延における冷間圧延潤滑装置。
（７）さらに前記高濃度圧延潤滑油を貯蔵する高濃度圧延潤滑油容器と、圧縮流体を貯蔵する圧縮流体容器と、前記冷却媒体を貯蔵する冷却媒体容器とを有し、
前記高濃度圧延潤滑油容器に通じる内管と、該内管の外周面との間に圧縮流体流路が形成され、前記圧縮流体容器に通じる中管と、該中管の外周面との間に冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体容器に通じる外管とからなる三重管を有し、
該三重管の先端部に高濃度圧延潤滑油噴出口と、圧縮流体噴出口と、冷却媒体噴出口とが同心に設けられた三流体ノズルを備えた（６）記載の冷間圧延潤滑装置。
（８）前記三流体ノズルは、前記高濃度圧延潤滑油噴出口から噴出する高濃度潤滑油と、前記圧縮流体噴出口から噴出する圧縮流体とでミストを生成し、これに冷却媒体噴出口から噴出する冷却媒体とを混合させることにより高濃度潤滑油を固化させることを特徴とする前記（７）記載の冷間圧延潤滑装置。
なお、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度は、この低濃度エマルション圧延潤滑油の原液の例えば０．２〜５％程度であり、これより高い濃度の圧延潤滑油を高濃度圧延潤滑油とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の冷間圧延における圧延潤滑方法及び圧延潤滑装置では、低濃度圧延潤滑油の濃度よりも高濃度圧延潤滑油又は前記低濃度圧延潤滑油の原液を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給する。このために、少量多品種の金属ストリップにわたりヒートスクラッチ及びスリップの発生を防ぐことができる。また、ミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を防止できる。この結果、安価で効率的でかつ、生産性の向上と製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施形態の一例であって、圧延潤滑ノズルを備えた圧延機要部の模式的構成図である。
【図２】この発明の実施形態の一例であって、タンデム冷間圧延機および潤滑装置を模式的に示す全体図である。
【図３】図２に示す冷間圧延潤滑装置を備えたタンデム冷間圧延機のうちの１基の模式的拡大図である。
【図４】この発明の一例を示すもので、三重管および三流体ノズルの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、低濃度圧延潤滑油を金属ストリップＳに供給する低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８が、冷間圧延機の入側に配置されている。低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８は板幅方向に沿って複数個が配置されており、低濃度圧延潤滑油は全板幅にわたるように、供給される。また、高濃度圧延潤滑油を金属ストリップＳに供給する複数個の高濃度圧延潤滑油ノズル３５、３６が、低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８にそれぞれ近接して配置されている。さらに、ワークロールの冷却と洗浄を目的に圧延機出側から低濃度圧延潤滑油がクーラントノズル１６、１７から供給されている。
【００１２】
高濃度圧延潤滑油は、粉粒体状に冷却・固化されてこの例では低濃度圧延潤滑油の供給域の上流寄りに供給される。金属ストリップ面は既に供給されている大量の低濃度圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が覆われているが、高濃度圧延潤滑油は冷却・固化されているので、低濃度圧延潤滑油層を突き抜けて金属面まで到達し、展着される。この結果、プレートアウトが向上して金属ストリップ−ワークロール間の潤滑性が高くなる。
【００１３】
冷間圧延で潤滑条件が厳しくない場合、低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８から、金属ストリップに低濃度圧延潤滑油を入側ロールバイトに供給し、ワークロール・金属ストリップ間を潤滑する。また、潤滑条件が厳しい場合、上述のように金属ストリップに低濃度圧延潤滑油を供給するとともに、高濃度圧延潤滑油を冷却媒体で冷却し、粉粒体状に固化して圧延機入側で金属ストリップに供給する。
【００１４】
図２は、タンデム冷間圧延機および冷間圧延潤滑装置の全体を模式的に示している。冷間タンデム圧延機は４基の冷間圧延機１ａ〜１ｄから構成され、各冷間圧延機１ａ〜１ｄはそれぞれこの発明の冷間圧延潤滑装置２０ａ〜２０ｄを備えている。
【００１５】
図３に示すように、冷間圧延機１はワークロール２、３およびバックアップロール４、５を備えた４重圧延機である。冷間圧延機１の直下に低濃度圧延潤滑油回収装置７が設けられている。低濃度圧延潤滑油回収装置７で回収された低濃度圧延潤滑油は、低濃度圧延潤滑油回収装置７の下方に配置されたメインタンク８に回収される。また、冷間圧延機１は、上下のワークロールにそれぞれに向かうクーラントノズル１６、１７を有するワークロール冷却手段１０を備えている。クーラントノズル１６、１７には、前記メインタンク８から延びるクーラント供給管１２が接続されている。クーラント供給管１２には、クーラント供給ポンプ１３およびクーラント流量調節弁１４が取り付けられている。このように構成されたクーラント供給手段１０により、圧延機ワークロール２、３に冷間圧延機出側からクーラントを噴射し、ワークロール２、３を冷却する。メインタンク７に回収された低濃度圧延潤滑油は、ワークロール冷却用クーラントとして循環利用される。なお、図示してはいないがメインタンクにはダーティータンクとクリーンタンクが配備されており、低濃度圧延潤滑油回収装置７で回収された低濃度圧延潤滑油は一旦ダーティータンクへ回収され、図示していないがホフマンフィルターで濾過された後クリーンタンクへと送られる。図示していないがクリーンタンク内には鉄粉除去装置が配備され鉄粉が除去されている。このクリーンタンクに上記クーラント供給管１２が接続されている。
【００１６】
冷間圧延潤滑装置２０は、主として低濃度圧延潤滑油供給手段２２、高濃度圧延潤滑油供給手段３０、圧縮気体供給手段４０、冷却媒体供給手段４５、三流体供給手段５０、および三流体ノズル６０、７０からなっている。
【００１７】
低濃度圧延潤滑油供給手段２２は、メインタンク８から低濃度圧延潤滑油ノズル２７、２８に延びる低濃度圧延潤滑油供給管２４を備えている。低濃度圧延潤滑油供給管２４に低濃度圧延潤滑油供給ポンプ２５および低濃度圧延潤滑油流量調節弁２６が取り付けられている。
【００１８】
高濃度圧延潤滑油供給手段３０は、高濃度圧延潤滑油が貯蔵された高濃度圧延潤滑油容器３１を備えている。高濃度圧延潤滑油容器３１から高濃度圧延潤滑油供給管３２が、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７０に接続されている。高濃度圧延潤滑油供給管３２には、高濃度圧延潤滑油供給ポンプ３３および高濃度圧延潤滑油流量調節弁３４が取り付けられている。
【００１９】
圧縮気体供給手段４０は、加圧された圧縮空気を貯蔵する、耐圧性の圧縮気体容器４１を備えている。圧縮空気の貯蔵圧力は０．３ＭＰａであり、温度は常温である。圧縮気体容器４１から延びる圧縮気体供給管４２は、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７０に接続されている。
【００２０】
冷却媒体供給手段４５は、加圧・冷却された液体窒素を貯蔵する、耐圧断熱性の冷却媒体容器４７を備えている。液体窒素の貯蔵圧力は０．５ＭＰａであり、温度は約−２２０℃である。冷却媒体容器から延びる冷却媒体供給管４８は、三重管５１を介して三流体ノズル６０、７５に接続されている。冷却媒体供給管４８には冷却媒体流量調節弁４９が取り付けられている。
【００２１】
三流体供給手段５０は、図４に示すように三重管５１からなり、高濃度圧延潤滑油容器３１に通じる内管５２と、内管５２の外周面との間に圧縮気体流路５５が形成され、圧縮気体容器４１に通じる中管５４と、中管５４の外周面との間に冷却媒体流路５７が形成され、冷却媒体容器４７に通じる外管５６と外管５６を覆う外殻管５９とからなっている。
【００２２】
三流体ノズルは、上三流体ノズル６０および下三流体ノズル７０からなっている。図４は上三流体ノズル６０を示しており、下三流体ノズル７０の構造は上三流体ノズル６０と同じである。以下、上三流体ノズル６０を三流体ノズル６０として説明し、下三流体ノズル７０の説明は省略する。
【００２３】
三流体ノズル６０は、ノズルチップ６１が三重管５１の外管５６の先端部に設けられたねじにねじ込まれて取り付けられている。三流体ノズル６０は、高濃度圧延潤滑油流路６２、圧縮気体流路６４、および冷却媒体流路６６が設けられている。高濃度圧延潤滑油流路６２、圧縮気体流路６４および冷却媒体流路６６の先端はそれぞれ、噴出口６３、６５および６７となっている。高濃度圧延潤滑油の噴出口６３は、ノズル軸方向に開口している。冷却媒体の噴出口６７は、高濃度圧延潤滑油と冷却媒体との噴流が交差するようにノズル軸に対し傾斜し、開口している。
【００２４】
上記のように構成された冷間圧延潤滑装置２０において、高濃度圧延潤滑油流路５３、圧縮流体流路５５の先端はそれぞれ、噴出口６３、６５となっており、冷却媒体流路５７の噴出口６７は、上記噴出口６３、６５の出側で開口している。したがって、三流体ノズル６０の各噴出口６３、６５、６７から、同時に噴出させると、まず高濃度潤滑油と圧縮流体とでミスト状態となり、これに冷却媒体が混ざって高濃度圧延潤滑油の液滴を凝固し、潤滑油は粉粒体状となる。
【００２５】
固化されかつ平均サイズの大きな粒子は既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われている層を突き破って金属面まで到達し、展着する原液の効率を著しく高める。なお、上述の粒子の平均サイズが小さすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し展着する効率は低下し、また平均サイズが大きすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し付着しても、粒子が大きいため押し流されてしまい効率は低下する。適度な場合、上記層を突き破って金属面まで到達し展着して押し流されることはない。また、その際、全体あるいは表層は溶けており展着しやすい状態になっていることは言うまでも無い。また、その際半溶融状態であれば、ロールバイトには流体的な引き込み効果に加えてさらに物理的な引き込み効果の相乗効果が生じる、半凝固状態で引き込まれた油はロールバイト内で瞬時に加熱され溶融するので十分な潤滑効果を発揮する訳である。
【００２６】
上記圧延機の潤滑装置を用いて本発明についての実験を行った。低濃度エマルション圧延潤滑油としては、高分子合成エステル基油の圧延潤滑油（粘度５０ｃSｔ：４０℃、融点５℃）、を濃度１．５％、温度５０℃で使用した。また、噴霧固化供給する高濃度圧延潤滑油として低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を用いた。冷却媒体としては液体窒素を用い３流体ノズルを用いて圧延潤滑油と液体窒素と圧縮空気（圧延潤滑油と液体窒素との断熱用）を用いた。前記高濃度圧延潤滑油流量調節弁３４、冷却媒体流量調節弁４９および圧縮気体流量調節弁４３により、これらの流量を調整することによって、供給される圧延潤滑油の量や、固化される粒径サイズが調整される。
【００２７】
金属ストリップとしては板厚１．５ｍｍ、板幅１０５０ｍｍのコイルを用い、鋼種としては軟質である普通鋼（ＳＰＣＣ）と硬質であるハイテン（引張強さ：８００ＭＰａ）を用いた。入側張力は５０ＭＰａ、出側張力は１００ＭＰａ、圧下率は普通鋼は３０％、ハイテンは２０％で圧延速度は３００〜１０００ｍ／ｍｉｎで圧延した。また、圧延機のハウジング上部および側部に計量プレートを配置し計量プレートに付着した油分を測定することによってミル汚れを測定した。
【００２８】
先ず、低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から１５０Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から５０Ｌ／ｍｉｎ供給しながら上記２鋼種を段階的に圧延速度を変えて圧延し、焼き付きが発生する圧延速度を求めた。その結果、普通鋼は圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかったが、ハイテンでは６００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。さらに、低濃度エマルション潤滑油の濃度を３％にして同様の圧延を行った結果、普通鋼は焼き付きは発生しなかったが、圧延速度８００ｍ／ｍｉｎで潤滑過多となりスリップが発生した。また、ハイテンでは９００ｍ／ｍｉｎまで焼き付きは発生しなかった。このことから、軟質および硬質のストリップを同じ潤滑状態で高速で効率的に製造することは困難であることが判明した。
【００２９】
そこで、低濃度エマルション圧延潤滑油の濃度を１．５％とし、上記冷間圧延潤滑装置２０を用いて流量や固化状態や固化された粒径サイズの影響をハイテンについて調査した。供給量を２ｇ／ｍ２（今回の圧延条件で圧延速度５００ｍ/ｍｉｎでは上下合わせて約２．１Ｌ／ｍｉｎ）として圧延速度に応じて供給量を制御しながら実験をした。先ず、固化することによる効果について説明する。固化しない場合（液体の場合）の平均粒径は３０μｍ程度であり、固化した際の平均粒径は１ｍｍ程度であった。固化しない場合、６５０ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。これは上述の何もしない場合よりは５０ｍ／ｍｉｎ程度圧延速度は上昇できたが、あまり効果が有るとは言えなかった。この理由は既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われており金属面まで到達し、展着する原液の効率が著しく低いためである。固化しない場合、圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも発生しないためには圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎで上下合わせて約１０Ｌ／ｍｉｎ必要であった
【００３０】
これに対し、固化した場合、圧延速度１０００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかった。固化されかつ平均サイズの大きな粒子が既に供給されている大量の低濃度エマルション圧延潤滑油でロール表面およびストリップ表面が被われて層を突き破って金属面まで到達し展着する原液の効率を著しく高めたためである。なお、上述の粒子の平均サイズが小さすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し展着する効率は低下し、また平均サイズが大きすぎると上記層を突き破って金属面まで到達し付着しても、粒が大きいため押し流されてしまい効率は低下する。適度な場合、上記層を突き破って金属面まで到達し展着する。また、その際、全体あるいは表層は溶けており展着しやすい状態になっていることは言うまでも無い。また、その際半溶融状態であれば、ロールバイトには流体的な引き込み効果にさらに物理的な引き込み効果の相乗効果が生じる、半凝固状態で引き込まれた油はロールバイト内で瞬時に加熱され溶融するので十分な潤滑効果を発揮する訳である。このような理由から冷却噴霧し固化された粉粒体の平均粒径が０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が適切であることが判明した。
【実施例】
【００３１】
図２において、図示していないがこの冷間タンデム圧延機の上流には酸洗設備が配置されており、熱間圧延されて表層のスケールを除去された金属ストリップが連続して供給されている。また、図示してはいないが、この冷間タンデム圧延機の下流には、冷間圧延された金属ストリップを切断する切断機および冷間圧延された金属ストリップをコイル状に巻き取る巻き取りリールが配置されている。
【００３２】
冷間タンデム圧延機は、４基の圧延スタンド１a〜１ｄから構成されており、全て４重圧延機である。ワ−クロールはロール径５００ｍｍ、胴長２０００ｍｍの上ワークロール２と下ワークロール３から構成されている。バックアップロールはロール径１４００ｍｍ、胴長２０００ｍｍの上バックアップロール４と下バックアップロール５から構成されており、それぞれのロールはロールチョックによって支持されている。
【００３３】
低濃度圧延潤滑油としては、高分子合成エステル基油の圧延潤滑油（粘度５０ｃSｔ：４０℃、融点５℃）、を濃度１．５％、温度５０℃で使用した。また、冷却・固化供給する潤滑油として低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を用いた。冷却媒体としては液体窒素を用い、３流体複合ノズルを用いて高濃度圧延潤滑油と圧縮空気（圧延潤滑油と液体窒素との断熱用）と液体窒素とを用いた。これらの流量を流量調節弁４３、３４、４９、でそれぞれ調整することによって、供給される高濃度圧延潤滑油の量や、固化される粒径サイズを調整した。
【００３４】
金属ストリップとしては板厚３ｍｍ、板幅１２００ｍｍのコイルを用い、鋼種としては軟質である普通鋼（ＳＰＣＣ）と硬質であるハイテン（引張強さ：８００ＭＰａ）を用いた。圧延条件を表1に示す。ワークロールの表面粗さは第1スタンド〜第３スタンドがスクラッチロール（表面粗さ０．３〜０．５μｍＲａ）で最終スタンドはダルロール（表面粗さ３．８μｍＲａ）である。また、圧延機のハウジング上部および側部に計量プレートを配置し計量プレートに付着した油分を測定することによってミル汚れを測定した。なお、この冷間タンデム圧延機の最高圧延速度は１２００ｍ／ｍｉｎであり、焼き付きの発生有無は後工程の検査ラインで調べた。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
比較例としての第１の従来技術例として、先ず、メインタンク７の濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給しながら上記２鋼種を段階的に圧延速度を変えて圧延し、焼き付きが発生する圧延速度を求めた。その結果、普通鋼は圧延速度１２００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかったがハイテンでは５００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。
【００３７】
比較例としての第２の従来技術例として、メインタンクのエマルション潤滑油の濃度を３％にして同様の圧延を行った結果、普通鋼は焼き付きが発生しなかったが、圧延速度９００ｍ／ｍｉｎで潤滑過多となりスリップが発生した。また、ハイテンでは１０００ｍ／ｍｉｎまで焼き付きは発生しなかった。このことから、軟質および硬質のストリップを同じ潤滑状態で高速で効率的に製造することは困難であることが確認された。
【００３８】
比較例としての第３の従来技術として、ハイテン圧延時にメインタンクの濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給するとともに三流体ノズルにおいて冷却媒体を用いず、かつノズルの位置を変更してワークロールに直接供給（平均液滴径３０μｍ、流量２ｇ／ｍ２）した。その結果、ハイテンは６００ｍ／ｍｉｎで焼き付きが発生した。その際、ミル周辺は霧がかかったような状態となりミル汚れが多く発生することが確認された。
【００３９】
本発明の実施例としてハイテン圧延時にメインタンクの濃度１．５％の低濃度圧延潤滑油を圧延機入側から２００〜３００Ｌ／ｍｉｎ、圧延機出側から１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎ、後段スタンドになるにつれて多くなるように供給するとともに三流体ノズルにおいて冷却媒体を用いて、低濃度エマルション圧延潤滑油の原液を固化して供給（平均粒径６００μｍ、流量２ｇ／ｍ２）した。その結果、ハイテンは１２００ｍ／ｍｉｎでも焼き付きは発生しなかった。また、ミル汚れは通常の場合と同等であった。
【００４０】
従来は、特に潤滑状態を変えずに安定した少量多品種の冷間圧延が困難であったが、本発明により、多品種な金属ストリップでも潤滑性を確保することが可能でヒートスクラッチやスリップが発生しない安価で効率的でかつミル汚れやボタ落ちによる表面欠陥を防止可能な冷間圧延が可能となった。
【００４１】
この発明は上記実施形態および実施例に限られるものではない。例えば、
（ア）エマルション圧延潤滑油循環させて使用する方法に代えて、ダイレクト潤滑であってもよい。
（イ）圧縮空気の代わりに加圧窒素ガスを用いてもよい。
（ウ）高濃度圧延潤滑油として低濃度圧延潤滑油の原液の代わりに、５％超の濃度のエマルション潤滑油や、ダイレクト潤滑を前提として別の成分の圧延潤滑油を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧延機
２、３  ワークロール
４、５  バックアップロール
７  エマルション回収装置
８  メインタンク
１０  ワークロール冷却手段
１６、１７  低濃度圧延潤滑油ノズル
２０  冷間圧延潤滑装置
２２  低濃度圧延潤滑油供給手段
２４  低濃度圧延潤滑油供給管
２５  低濃度圧延潤滑油ポンプ
２６  低濃度圧延潤滑油流量調節弁
２７、２８  低濃度圧延潤滑油ノズル
３０  高濃度圧延潤滑油供給手段
３１  高濃度圧延潤滑油容器
３２  高濃度圧延潤滑油供給管
３３  高濃度圧延潤滑油ポンプ
３４  高濃度圧延潤滑油流量調節弁
３５、３６  高濃度圧延潤滑油ノズル
４０  圧縮流体供給手段
４１  圧縮流体容器
４２  圧縮流体供給管
４３  圧縮流体流量調節弁
４５  冷却媒体供給手段
４７  冷却媒体容器
４８  冷却媒体供給管
４９  冷却媒体流量調節弁
５１  三重管
５２  内管
５３  高濃度圧延潤滑油流路
５４  中管
５５  圧縮流体流路
５６  外管
５７  冷却媒体流路
５９  外殻管
６０  上三流体ノズル
６１  ノズルチップ
６２  高濃度圧延潤滑油流路
６３  高濃度圧延潤滑油噴出口
６４  圧縮気体流路
６５  圧縮気体噴出口
６６  冷却媒体流路
６７  冷却媒体噴出口
７０  下三流体ノズル
Ｓ  金属ストリップ
Ｌ  低濃度圧延潤滑油
Ｈ  高濃度圧延潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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