專利名稱：鋼材用熱軋油以及鋼材的熱軋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼材用熱軋油以及鋼材的熱軋方法。特別涉及在200～1200℃對(duì)鋼材進(jìn)行加熱的熱軋加工時(shí)可以使輥和鋼材間的摩擦系數(shù)與無供油時(shí)相等或更高，并使軋制負(fù)荷降低的鋼材用熱軋油以及鋼材的熱軋方法。

背景技術(shù)：
近年，碳鋼、不銹鋼、工具鋼、硅鋼等鋼材進(jìn)行中溫軋制或熱軋時(shí)，為了防止輥表面的紋理粗糙，使用高溫用潤滑劑來獲得效果。作為該潤滑劑，通常使用石墨、玻璃、氮化硼、云母、二硫化鉬、氧化鐵、氟化石墨、碳酸鈣等固體潤滑劑，硫化油脂、硫化烯烴、二烷基二硫代磷酸鋅、磷酸酯等極壓潤滑劑，礦物油、油脂、油脂聚合物、合成酯等油性提高劑，甲基丙烯酸酯共聚物、丁烯丁二烯共聚物等附著性提高劑兼流動(dòng)點(diǎn)降低劑，這些可以單獨(dú)使用或2種以上組合使用，還可以使用根據(jù)情況向這些之中加入二叔丁基甲酚或α-萘胺等抗氧化劑得到的物質(zhì)。
這種高溫用潤滑劑具有在鋼材的熱軋中降低軋制輥和軋制材料之間的摩擦系數(shù)的作用。通過降低軋制輥和軋制材料之間的摩擦系數(shù)，在軋鋼機(jī)中，生產(chǎn)相同加工厚度的材料時(shí)，可以降低軋制負(fù)荷，降低輥和材料之間的接觸壓力。因此，通過抑制軋制材料和輥之間的表面的粗糙度增大以及局部紋理粗糙，維持良好的輥表面，可以軋制出軋制后鋼材表面品質(zhì)良好的鋼材。但是，由于對(duì)工作輥用強(qiáng)力噴射的冷卻水來沖洗，因此很難使熱軋油有效地附著于輥表面。
為了防止該冷卻水的影響，在工作輥上設(shè)置有防水板。防水板無縫隙地連接于工作輥體長度方向，防止輥冷卻水流入噴射軋制油乳液的輥表面。即，在熱軋油的通常供油方法即工作輥供油中，通過防水板除去輥表面的冷卻水水膜就成為使向工作輥噴射的軋制油乳液高效地附著于輥表面的條件。但是，防水板很難完全追隨高速旋轉(zhuǎn)的工作輥，在防水板和工作輥之間會(huì)產(chǎn)生縫隙，輥冷卻水流入工作輥表面而形成水膜，因此使軋制油的附著變差，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)充分的軋制負(fù)荷減少的效果。另一方面，就熱軋油來說，也有向支承輥噴射的方法，但與向工作輥供油的情況相比，附著于輥表面的軋制油通過工作輥表面而到達(dá)輥和軋制材料之間，因此，附著量差，與工作輥供油相比，負(fù)荷減少效果更差。
為了解決該問題，提出了軋鋼機(jī)輥的防水裝置(專利文獻(xiàn)1)，但對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的輥的追隨性不明確，并且防水機(jī)構(gòu)繁雜，因此是不實(shí)用的。
還存在以下方法以將高堿性金屬硫酸鹽為主成分的潤滑劑供給輥表面為特征的鋼材厚板熱軋方法(專利文獻(xiàn)2)，含有高堿性金屬硫酸鹽、石墨、碳酸鈣和磺酸酯的軋制加工用潤滑劑塑性物(專利文獻(xiàn)3)，以棕櫚油為主成分的熱軋油以及熱軋方法(專利文獻(xiàn)4)，但是，因?yàn)檫@些潤滑劑都是防熱膠著性或潤滑性差，所以不能到達(dá)期望的目的。
另一方面，還有進(jìn)行無縫軋制時(shí)向工作輥和支承輥各自供給潤滑劑的熱軋方法(專利文獻(xiàn)5)、將軋制油噴射到上下工作輥和上下支承輥的各個(gè)表面的方法(專利文獻(xiàn)6)，但輥冷卻水的影響都不明確。
其中，還有使用分子量200～330的聚丙烯、聚異丁烯和至少一種以上形成的基礎(chǔ)油80～95％的鋁用水分散性冷軋油組合物(專利文獻(xiàn)7)，在液態(tài)成分中使用了高分子化合物添加油即合成酯+聚丙烯酸酯的熱軋加工用潤滑劑組合物(專利文獻(xiàn)8)，基礎(chǔ)油和支鏈脂肪酸和聚異丁烯組合而成的高溫塑性加工用潤滑劑(專利文獻(xiàn)9)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平8-215718號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本特開平7-62375號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3日本特開平9-40998號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4日本特開平11-80764號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)5日本特開平11-290903號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6日本特開2006-110555號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)7日本特開平5-98284號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)8日本特開平7-70576號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)9日本特開平10-259391號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在200～1200℃的范圍對(duì)碳鋼、不銹鋼、工具鋼、硅鋼等材質(zhì)的板材、管材、棒材、線材、型材等鋼材進(jìn)行加熱軋制時(shí)可以有效降低軋制負(fù)荷、降低軋制成本的鋼材用熱軋油以及使用這種油的鋼材熱軋方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果成功開發(fā)出這樣的軋制油，即，不用說應(yīng)用于工作輥供油時(shí)，就是應(yīng)用于支承輥供油時(shí)，也可以以相同的軋制油供油量實(shí)現(xiàn)工作輥供油以上的效果。支承輥供油方式具有以下特征工作輥不需要附帶精致的防水裝置，并且，噴射裝置不會(huì)受到高溫的軋制鋼材的影響，因此容易保養(yǎng)，優(yōu)于工作輥供油裝置。
本發(fā)明提供以下所示的鋼材用熱軋油以及使用這種油的鋼材的熱軋方法。
1.一種鋼材用熱軋油，其含有基礎(chǔ)油以及從數(shù)均分子量在8000～100000范圍內(nèi)的異丁烯均聚物和異丁烯共聚物組成的組中選出的至少一種聚合物。
2.根據(jù)上述1記載的鋼材用熱軋油，其中，異丁烯共聚物是異丁烯和丁烯的共聚物。
3.根據(jù)上述1或2記載的鋼材用熱軋油，其中，相對(duì)于100質(zhì)量份的基礎(chǔ)油，含有0.05～15.0質(zhì)量份的聚合物。
4.鋼材的熱軋方法，其特征在于，通過注水方式將上述1～3的任一項(xiàng)記載的鋼材用熱軋油供給軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的支承輥。
5.根據(jù)上述4記載的鋼材的熱軋方法，其中，進(jìn)一步將上述1～3的任一項(xiàng)記載的鋼材用熱軋油通過注水方式供給軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的工作軋輥。
本發(fā)明的鋼材用熱軋油，通過注水方式向軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的支承輥供油，可以大幅降低軋制負(fù)荷，從而可以大幅降低軋制成本。

具體實(shí)施例方式 以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。
作為本發(fā)明的鋼材用熱軋油中使用的基礎(chǔ)油，可以舉出例如礦物油(錠子油、機(jī)油、氣缸潤滑油等)、合成酯(脂肪酸辛酯、三羥甲基丙烷脂肪酸酯、季戊四醇三脂肪酸酯等)、油脂(菜籽油、牛油、豬油、棕櫚油等)、聚合油脂(大豆聚合油、菜籽聚合油、蓖麻聚合油)、硫化油脂(硫化菜籽油、硫化豬油等)、有機(jī)硅油等的1種或2種以上的混合物。這些之中，特別優(yōu)選的是精煉礦物油、菜籽油、牛油、豬油、棕櫚油、季戊四醇三脂肪酸酯、三羥甲基丙烷脂肪酸酯、硫化菜籽油、硫化豬油等。
本發(fā)明的鋼材用熱軋油中使用的聚合物是數(shù)均分子量在8000～100000范圍內(nèi)的異丁烯均聚物和異丁烯共聚物組成的組中選出的至少一種聚合物。本發(fā)明人等著眼于已經(jīng)作為軋制油成分的聚異丁烯的有效性，雖然已經(jīng)作為熱軋油的成分體系來應(yīng)用(專利文獻(xiàn)9)，但其是限定為添加到基礎(chǔ)油和支鏈脂肪酸的內(nèi)容，其效力未沒能令人滿意。
本發(fā)明的特征是選用規(guī)定的分子量范圍的物質(zhì)，這些特定分子量范圍的聚合物與專利文獻(xiàn)8記載的高分子化合物即聚甲基丙烯酸酯相比，相對(duì)于冷卻水的殘留量格外增多，有效減少軋制負(fù)荷。即，通常，工作輥供油與支承輥供油相比，軋制油向輥表面附著的量增多，軋制負(fù)荷減少量也增多，但通過使用所述的從規(guī)定的分子量范圍的異丁烯均聚物和異丁烯共聚物組成的組中選出的至少一種聚合物，附著于輥表面而形成油膜的軋制油對(duì)輥冷卻水的耐水性比以往的軋制油有了飛躍性地提高，因而，支承輥供油的負(fù)荷減少效果與工作輥供油相比，格外優(yōu)異。另一方面，工作輥供油時(shí)，防水板不有效工作，冷卻水流入防水板和軋制輥的縫隙，在輥表面形成水膜，因此從噴嘴出來的乳液無法達(dá)到輥表面，所以輥表面沒有附著足夠量的軋制油。
本發(fā)明中使用的聚合物的數(shù)均分子量特別限定為8000～100000，更優(yōu)選為30000～60000。如果數(shù)均分子量小于8000，則會(huì)有期望的效果發(fā)揮不充分的傾向，如果超過100000，則會(huì)有聚合物的溶解變得不充分的傾向。這里，數(shù)均分子量是以聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物通過凝膠滲透法求得的。
作為聚合物，特別優(yōu)選的是聚異丁烯以及異丁烯和丁烯的共聚物。作為丁烯，可以是1-丁烯也可以是2-丁烯，異丁烯和丁烯的共聚物中的異丁烯單元的含量優(yōu)選為5～99質(zhì)量％，更優(yōu)選為20～90質(zhì)量％。
就本發(fā)明的鋼材用熱軋油所使用的異丁烯共聚物來說，也可以使用丁烯以外的單體作為共聚單體。作為這樣的單體，可以舉出例如乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯、二烯烴等烯烴，丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯(例如，甲基丙烯酸甲酯)等。
就本發(fā)明的鋼材用熱軋油來說，相對(duì)于基礎(chǔ)油100質(zhì)量份，含有異丁烯均聚物和/或異丁烯共聚物優(yōu)選為0.05～15.0質(zhì)量份，更優(yōu)選為0.50～5.00質(zhì)量份。如果小于0.05質(zhì)量份，則會(huì)有期望的效果發(fā)揮不充分的傾向，如果超過15.0質(zhì)量份，則會(huì)有溶解變得不充分，不能充分發(fā)揮期望的性能的傾向。
本發(fā)明的鋼材用熱軋油，也可以添加極壓劑、固體潤滑劑等添加劑。作為極壓劑的具體例子，可以舉出二烷基二硫代磷酸鋅、氨基甲酸鉬、辛酸鈷等含有鋅、鉬、鈷等的油溶性有機(jī)金屬化合物，硫化油脂、二(十二烷基)多硫化物等硫系化合物，磷酸酯、亞磷酸酯、酸性磷酸酯等磷化合物，高堿性磺酸鈣、高堿性水楊酸鈣等高堿性有機(jī)酸鹽化合物等。另外，作為固體潤滑劑的具體例子，可以舉出石墨、玻璃、氮化硼、云母、二硫化鉬、氧化鐵、氟化石墨、碳酸鈣、硅酸鹽、磷酸鉀、聚苯硫醚、滑石、絹云母、烴等。使用時(shí)，添加分散其中的1種或2種以上來使用。這些添加劑的使用量沒有特別限制，但通常在鋼材用熱軋油中為1～30質(zhì)量％。
出于防止本發(fā)明鋼材用熱軋油的氧化引起老化的目的，也可以添加抗氧化劑。作為抗氧化劑的具體例子，可以舉出α-萘胺、二叔丁基苯酚等。另外，還可以添加甲基丙烯酸酯共聚物、聚烯烴等流動(dòng)點(diǎn)降低劑或附著性提高劑。
就本發(fā)明的鋼材用熱軋油來說，優(yōu)選用水稀釋至0.1～5.0質(zhì)量％左右，供給軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的上下支承輥的至少一方，優(yōu)選雙方。此外，也可以將本發(fā)明的鋼材用熱軋油供給上下工作輥的一方，優(yōu)選雙方。
對(duì)支承輥的供給量根據(jù)軋制條件而不同，但作為本發(fā)明的鋼材用熱軋油(原液)，優(yōu)選為0.5g/m2以上，更優(yōu)選為1.0～5.0g/m2。如果小于0.5g/m2，則會(huì)有不能充分獲得效果的情況，如果是10.0g/m2以上，則軋制油向輥表面附著的量顯著增多，軋制負(fù)荷過分減少，因此輥和軋制材料之間會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，會(huì)有不能正常軋制的情況。
向工作輥的供給量根據(jù)軋制條件而不同，但優(yōu)選為0.3g/m2以上，更優(yōu)選為0.5～3.0g/m2。如果小于0.3g/m2，則會(huì)有不能充分獲得效果的情況，如果是5.0g/m2以上，則與支承輥供油時(shí)相同地，輥和軋制材料之間會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，會(huì)有不能正常軋制的情況。
本發(fā)明的鋼材用熱軋油可以通過使用水作為噴射介質(zhì)的注水方式、將空氣和軋制油混合來進(jìn)行噴霧的空氣噴霧方式、使用高壓柱塞泵將軋制油進(jìn)行無氣噴霧的無氣噴霧方式、預(yù)混合方式進(jìn)行供油。這些方式中，最優(yōu)選通過注水方式進(jìn)行供油。
就本發(fā)明的鋼材用熱軋油來說，是利用近年在熱軋機(jī)工作輥中使用率不斷提高的高速鋼輥進(jìn)行評(píng)價(jià)的，但即使使用以往使用的高鉻鑄鐵軋輥、鎳鉻耐磨鑄鐵軋輥或鎳顆粒(Ni-grain)輥，也可以獲得同樣的效果。
實(shí)施例 以下，基于實(shí)施例來具體說明本發(fā)明。
實(shí)施例 使用具備上下支承輥和上下工作輥的四段式熱軋機(jī)，按照表1所示的軋制條件，通過注水方式將表2～表7所示的軋制油供給上下支承輥和/或上下工作輥。利用設(shè)置于軋制機(jī)的軋制負(fù)荷計(jì)測定軋制負(fù)荷。將不供給軋制油時(shí)的軋制負(fù)荷設(shè)為X、供給軋制油時(shí)的軋制負(fù)荷設(shè)為Y，通過下式求得軋制負(fù)荷減少率(％)。
軋制負(fù)荷減少率(％)＝100×(X-Y)/X 表1 表2
表3
表4
表5
表6
表7
聚合物A異丁烯/丁烯共聚物(異丁烯單元含量60質(zhì)量％) 聚合物B異丁烯均聚物 聚合物C甲基丙烯酸酯均聚物 TMPTO三羥甲基丙烷三油酸酯 TMPIO三羥甲基丙烷異硬脂酸酯/異油酸酯 如實(shí)施例1～45所示，將含有異丁烯均聚物或異丁烯共聚物的鋼材用熱軋油供給支承輥，則軋制負(fù)荷顯著降低。
與此相對(duì)，如比較例1～8所示，即使向支承輥供給不含異丁烯均聚物或異丁烯共聚物的鋼材用熱軋油，軋制負(fù)荷也幾乎不降低。
權(quán)利要求
1.一種鋼材用熱軋油，含有基礎(chǔ)油以及從數(shù)均分子量在8000～100000范圍內(nèi)的異丁烯均聚物和異丁烯共聚物中選出的至少一種聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的鋼材用熱軋油，其中，異丁烯共聚物是異丁烯和丁烯的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的鋼材用熱軋油，其中，相對(duì)于100質(zhì)量份的基礎(chǔ)油，含有0.05～15.0質(zhì)量份的聚合物。
4.鋼材的熱軋方法，其特征在于，通過注水方式將權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)記載的鋼材用熱軋油供給軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的支承輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的鋼材的熱軋方法，其中，進(jìn)一步將權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)記載的鋼材用熱軋油通過注水方式供給軋制鋼材的四段軋鋼機(jī)的工作軋輥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在200～1200℃的范圍對(duì)鋼材進(jìn)行加熱軋制時(shí)可以有效降低軋制負(fù)荷、降低軋制成本的鋼材用熱軋油以及使用這種油的鋼材的熱軋方法。本發(fā)明的鋼材用熱軋油含有基礎(chǔ)油以及從數(shù)均分子量在8000～100000范圍內(nèi)的異丁烯均聚物和異丁烯共聚物中選出的至少一種聚合物，并且，本發(fā)明的鋼材的熱軋方法的特征是通過注水方式供給上述鋼材用熱軋油。
文檔編號(hào)B21B27/10GK101605878SQ20088000412
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者伊原肇, 下斗米直 申請(qǐng)人:協(xié)同油脂株式會(huì)社