JP2000119803A - 表面性状が良好なドラム缶用鋼板及び鋼製ドラム缶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面性状が良好で錆び発生などの問題が生じ
難く、巻き締め部の信頼性の高いドラム缶用鋼板を提案
する。 【解決手段】 極低炭素鋼であって、Ti：0.015 〜0.10
wt％、Al：0.001 〜0.01wt％、Ｎ：0.02wt％以下及び
Ca，REM の1 種又は2 種を合計で0.0005〜0.01wt％を含
み、更に、Ｓ及びCa，REM の1 種又は2 種の含有量が次
式 Ｓ− 5×（(32/40) Ca＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たして残部はFe及び不可避的不純物の組成に
なり、かつ、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化
物及びCaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有しするド
ラム缶用鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、表面性状が良好
で、かつ、錆び難く、巻き締め部の信頼性の高いドラム
缶用鋼板および鋼製ドラム缶に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼製ドラム缶は、大別するとJIS Z 1600
に鋼製オープンドラムとして規定されているオープンド
ラムと、JIS Z 1601に規定されている密封型ドラムの2
種がある。これらのドラム缶は、天板、地板及び胴板か
ら構成され、オープン型ドラムでは胴板と地板のみ巻き
締めて天板は着脱可能に製造され、密封型ドラムでは円
筒状に曲げ成形しシーム溶接して接合した胴板の両端に
円盤状の天板および地板をそれぞれ巻き締めて製造され
る。

【０００３】このようなドラム缶には、製缶時に精度よ
く製造できることが求められるのみならず、近年では、
ドラム缶の用途の拡大に伴い、表面の美麗性向上の要求
が高まってきている。また、製缶時にはより軟質で製缶
が容易であることが求められる一方で、運送などで外力
を受けた際に変形すると積み重ねなどに支障を生じ外観
も損なうため、缶体としては様々な外力負荷に対して十
分な缶体強度が要求される。

【０００４】また、ドラム缶には、溶接部、接合部及び
巻き締め部の健全性が要求される。近年では多様な内容
物に適用されるようになってきたことから、特に不連続
部分である巻き締め部に対しては高い信頼性が要求され
るようになってきている。この観点から溶接部のフラン
ジ成形性も重要であり、成分、製造方法などが不適切で
あるとフランジ成形の不具合から巻き締め不良などの問
題を起こすことがある。このような溶接部の伸びフラン
ジ成形性を向上させることが、ドラム缶用としての鋼板
に求められる特性として重要である。

【０００５】溶接部を含む鋼板の成形性の向上には、特
開昭６３−１９２８４９号公報に示されるような介在物
の組成制御により介在物の低融点化を図る方法、特開平
２−２２０７３５号公報に開示されるような鋼中の溶存
酸素を調整してTiN 、MnS の析出を制御する方法などが
提案されている。しかしながら、圧延工程で長く延びる
MnS や鋼中の酸化物の存在により、伸びフランジ成形性
が劣化してしまうので、未だ十分な変形能を得ることは
困難であった。また、特開平５−９５４９号公報に開示
される方法では、介在物は、CaO −Al ₂O₃ 系となって、
錆の起点となり、耐食性が劣化するという問題点があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来技術
が抱える上述した問題を解決するために実験、調査、検
討を加えた結果、開発したものである。すなわち、表面
性状が良好で錆び発生などの問題が生じ難く、巻き締め
部の信頼性の高いドラム缶用鋼板および鋼製ドラム缶に
関するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、鋼中に残留する酸
化物系介在物の及び硫化物の組成を制御することが、耐
食性に優れ、巻き締め部の信頼性の高いドラム缶用鋼板
の製造に有利であるとの結論に達した。

【０００８】すなわち、鋼中の酸化物系介在物を制御
し、巨大クラスター状介在物の生成を抑制して50μm 以
下の大きさの介在物に微細分散化を図り、かつ、鋼中の
MnS の量を低減して、鋼中の全ての酸化物、硫化物を微
細化、非延性化することにより、ドラム缶としての製缶
特性及び缶体特性、特に巻き締め部の信頼性に優れた鋼
板が得られることを見出した。この発明は、上記の知見
に立脚するものである。

【０００９】すなわち、この発明は、Ｃ：0.02〜0.10wt
％、Si：0.5 wt％以下、Mn：0.05〜1.0 wt％、Ｐ：0.04
wt％以下、Ti：0.015 〜0.1 wt％、Al：0.001 〜0.01wt
％、Ｎ：0.02wt％以下及びCa，REM の1 種又は2 種を合
計で0.0005〜0.01wt％を含み、更に、Ｓ及びCa，REM の
1 種又は2 種の含有量が次式 Ｓ− 5×（(3/40) Ca ＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たして残部はFe及び不可避的不純物の組成に
なり、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化物及び
CaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有する表面性状が
良好なドラム缶用鋼板である。

【００１０】また、この発明は、Ｃ：0.02〜0.10wt％、
Si：0.5 wt％以下、Mn：0.05〜1.0 wt％、Ｐ：0.04wt％
以下、Ti：0.015 〜0.1 wt％、Al：0.001 〜0.01wt％、
Ｎ：0.02wt％以下及びCa，REM の1 種又は2 種を合計で
0.0005〜0.01wt％を含み、かつ、Ni：0.005 〜1.0 wt
％、Cr：0.005 〜1.0 wt％及びNb：0.002 〜0.04wt％の
1 種又は2 種以上を含有し、更に、Ｓ及びCa，REM の1
種又は2 種の含有量が次式 Ｓ− 5×（(3/40) Ca ＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たして残部はFe及び不可避的不純物の組成に
なり、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化物及び
CaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有する表面性状が
良好なドラム缶用鋼板である。また、この発明はこれら
のドラム鋼用鋼板を胴板、天板および地板のうちの少な
くとも１つに用いた鋼製ドラム缶である。

【００１１】この発明においては、粒径1 〜50μm の酸
化物系介在物がTi酸化物：20wt％以上90wt％以下、CaO
，REM 酸化物の1 種又は2 種の合計：10wt％以上40wt
％以下、Al₂O₃ ：40％以下（Ti酸化物、CaO ，REM 酸化
物の1 種又は2 種、Al₂O₃ の合計は100 ％以下）である
ことが好適である。

【００１２】なお、この発明のドラム缶用鋼板は、Ｃ：
0.02〜0.10wt％、Si：0.5 wt％以下、Mn：0.05〜1.0 wt
％、Ｐ：0.04wt％以下、Ti：0.015 〜0.1 wt％、Al：0.
001 〜0.01wt％、Ｎ：0.02wt％以下及びCa，REM の1 種
又は2 種を合計で0.0005〜0.01wt％を含み、更に、Ｓ及
びCa，REM の1 種又は2 種の含有量が次式 Ｓ− 5×（(3/40) Ca ＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たす鋼スラブを素材とし、該スラブを1000℃
以上の温度に加熱後、仕上圧延温度を800 ℃以上とする
熱間圧延を行い、750 ℃以下の温度で巻き取り、酸洗、
冷間圧延後、再結晶温度以上で焼鈍することにより製造
することが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明をより具体的に説
明する。この発明では、Alが0.001 wt％以上0.01wt％以
下、Tiが0.015 wt％以上であって、Ca及び／又はREM が
0.0005wt％以上0.01wt％以下の条件を満たすことで、錆
の少なく、表面性状が良好で錆の少ない鋼板とする。こ
のとき、介在物はTi₂O₃−CaO 及び／又はREM 酸化物−A
l₂O₃ −SiO₂の酸化物となっており、かつ、介在物中のC
a及びREM の濃度が合計で40wt％以下であると、錆の起
点となることがない。Alの量が0.01wt％を超えると介在
物は主としてAl₂O₃ −CaO 系となるので、介在物中のCa
濃度が50％程度となり、錆の起点となって耐食性を劣化
させるのみならず、表面の美麗さも低下する。

【００１４】溶接部を含めた鋼板の加工性、特に伸びフ
ランジ成形性の向上のためには、 1)鋼中の酸化物を粗大化させないこと、 2)鋼中の硫化物を粗大化させないこと が重要である。

【００１５】上記の1)の酸化物の粗大化防止について
は、Al量が0.001 wt％以上0.01wt％以下、Ti量が0.015
wt％以上であって、Ca及び／又はREM 量が0.0005wt％以
上0.01wt％以下という条件を満たすことで達成できる。
また、上記2)の硫化物の粗大化防止については、凝固時
に析出するMnS の抑制が重要である。これは、MnS があ
ると圧延時に延びて、加工時の割れを助長するからであ
る。この解決には、鋼中のＳを、より安定な硫化物をつ
くるCa及び／又はREM によって固定（無害化）すること
が必要である。具体的には、Ｓ及びCa，REM の1 種又は
2 種の含有量について、次式 Ｓ− 5×（(32/40) Ca＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ （式中、ＳはＳ量（wt％）を、CaはCa量（wt％）を、RE
M はREM 量（wt％）をそれぞれ示す。）の関係を満たす
ことが必要との考えに至った。すなわち、CaS やREM 硫
化物の生成によってＳを固定するためにはCaやREM の添
加量は多いほどよいが、その下限値は上記の不等式で示
されるとおり、固定されないＳ量として0.0014wt％以下
であることが必要であるとの実験結果を得たのである。
発明者らは、以上の実験結果を基に種々検討した結果、
この発明を得るに至ったのである。

【００１６】次に、この発明のドラム缶用鋼板におい
て、成分組成範囲を限定した理由を説明する。 Ｃ：0.02〜0.10wt％；Ｃは、鋼板の目標とする強度を付
与するために重要な成分であるが、この発明において
は、おおむね0.02wt％を含有することでその目的を達成
できる。一方、Ｃ含有量が0.10wt％を超えると加工性の
劣化が顕著となり、特に巻き締め加工性が劣化する。ま
た、いわゆるＣ当量の増加に伴って溶接部の硬化（それ
に伴う脆化）が顕著となり、この溶接部の加工性の低下
が顕著となる。これらのことから、Ｃは0.02wt％以上0.
10wt％以下とすることが必要である。更に広い溶接可能
範囲を確保するとともに、より高い巻き締め部の信頼性
が必要である場合には、0.03〜0.08wt％の範囲がさらに
望ましい。

【００１７】Si：0.5 wt％以下（0 を含まない）；Si
は、溶製時の脱酸に必要な成分である。しかし、多過ぎ
ると、加工硬化が顕著となり、成形性が大幅に低下する
とともに、製缶時の溶接工程で適正な溶接条件範囲が極
端に狭くなるので0.5 wt％を上限とした。また、好まし
い上限値は0.1 wt％であり、更に好ましい上限値は0.05
wt％である。

【００１８】Mn：0.05〜1.0 wt％；Mnは、Siと同様、溶
製時の脱酸に有効である。また、鋼の高温脆性を防止す
る成分として、また、所定の引張強度を付与するために
も有用である。また、化成処理性を改善する成分でもあ
る。したがって、Mnは少なくとも0.05wt％以上を添加す
る必要がある。ただし、多過ぎると、冷間圧延性が低下
するので、上限とした。なお、好ましい下限値は0.1 wt
％であり、0.2 wt％以上であればより望ましい。また、
好ましい上限値は0.7 wt％である。

【００１９】Ｐ：0.04wt％以下；Ｐは、鋼を強化する作
用があり、所望の強度に応じて必要量を添加されるが、
この発明の用途ではこの効果は積極的には利用しない。
というのは、Ｐ添加が溶接性、特に低温における溶接部
の信頼性を低下させるためであり、その添加量の上限は
0.04wt％に限定した。

【００２０】Ti：0.015 〜0.10wt％；Tiはこの発明にお
いて重要な成分であり、Ti脱酸により、50μm 以下のサ
イズの微細酸化物系介在物を形成させ、冷延−焼鈍時の
粒成長性を制御して、強度−伸びバランスを向上させ
る。また、TiはTiC を形成し、これが適度に析出強化す
るため、より鋼強度の鋼板を製造することができる。こ
の発明が利用する析出強化は、熱延鋼板のいわゆるHSLA
鋼で知られているような非常に大きな強化ではないが、
ドラム缶に特徴的な巻き締め加工性などを悪化させない
という特徴がある。Tiの添加量が0.015 wt％未満では、
添加による所望の効果が得られず、一方、添加量が0.10
wt％を超えると、これらの望ましい効果がほぼ飽和する
ことに加え、熱間圧延性、冷間圧延性がいずれも悪化す
る傾向を示す。したがって、0.015〜0.10wt％の範囲と
した。

【００２１】Al：0.001 〜0.01wt％；Alはこの発明にお
いて重要な成分である。すなわち、0.01wt％を超える量
では、脱酸がAl脱酸となって巨大Al₂O₃ クラスターが多
量に生成し、表面性状を劣化させる。特にドラム缶の表
面処理としてスプレーによる化成処理が適用される場合
に、皮膜の完全性が損なわれる場合がある。また、冷延
−焼鈍時の粒成長性を制御できる50μm 以下の微細酸化
物が少なくなるため、比較的粗大な組織となり、その結
果として強度−伸びバランスが低下する。したがって、
0.01wt％以下と限定した。更に重要なことは、Al量が多
いと介在物組成がAl₂O₃ −CaO 及び／又はAl₂O₃ −REM
酸化物系となるため、かかる介在物が錆の起点となり、
塗装前後の耐食性を劣化させることである。この点から
もAlの上限は0.01wt％とした。一方、現状の製鋼技術に
おいては、0.001 wt％未満とすることはコストアップに
見合った材質の改善効果が得られないので、下限は0.00
1 wt％とした。

【００２２】Ｎ：0.02wt％以下（0 を含まない）；Ｎ
は、固溶強化成分として寄与するため、高強度のドラム
缶を製造するに際しては添加が望ましい。しかしなが
ら、過剰な添加は延性の低下につながるため、0.02wt％
を上限とした。なお、好ましい下限値は特に限定するも
のではないが、製造時に侵窒を防止するために要するコ
ストアップとＮ量による機械的特性の変化を勘案すれば
0.001 wt％である。また、好ましい上限値は0.015 wt％
であり、0.005 wt％以下であればより望ましい。

【００２３】Ca，REM の1 種又は2 種を合計で0.0005〜
0.01wt％；Ca及び金属REM （La、Ceなどの希土類元素を
いう）は、この発明において重要な成分であり、Ca及び
REM のいずれか１種又は２種を単独又は合計で0.0005wt
％以上添加する必要がある。すなわち、Ti脱酸した後、
さらに0.0005wt％以上になるようにCa及びREM のいずれ
か１種又は２種を添加して、溶鋼中の酸化物組成を、Ti
酸化物：20wt％以上90wt％以下、好ましくは85wt％以
下、CaO 及び／又はREM 酸化物：５wt％以上40wt％以
下、Al₂O₃ が40wt％以下である低融点の酸化物系介在物
とする。そうすると、連続鋳造時に、地金を含んだTi酸
化物のノズルへの付着を有効に防止でき、ノズルの閉塞
を防止できる。ノズルの閉塞は非定常な状態でのスラブ
の製造となるため、ドラム缶用素材としては表面品質及
び内部品質のいずれにおいても問題が生ずるため、避け
たい現象である。さらに、存在するCaO 及び／又はREM
酸化物は、冷延- 焼鈍後の粒成長の抑制による組織の微
細化に寄与でき、これにより強度特性と靱性に代表され
る信頼性に優れるドラム缶用鋼板を製造することができ
る。これらのことから、Ca，REM の1 種又は2 種を合計
で0.0005wt％以上を含有させることとする。一方、これ
らの合計量が0.01wt％を超えると、添加した一部が表面
欠陥を発生させる危険性が増大することと、ドラム缶体
として要求される特性の一つである耐食性が低下すると
いう欠点が顕在化する。

【００２４】また、これらCa、REM の添加量の適正範囲
は、鋼中の全Ｓ量と、以下の関係があることが判明し
た。 Ｓ− 5×（(32/40) Ca＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ ただし、上式でCa、REM はそれぞれCa、REM の添加量
（wt％）を表す。Ca、REM を添加することにより硫化物
の形態及び非延性が改善され、この発明が主眼とする表
面性状の改善が顕著となる。発明者らの調査によれば、
Ca、REMの添加により、理由は不明であるが原子比でこ
れらの元素の約5 倍のＳまでが無害の硫化物となると考
えられる。したがって、有害なＳ量、すなわちＳ− 5×
（(32/40) Ca＋(32/140) REM) の値が十分小さければ、
硫化物による表面性状の劣化は生じない。調査により、
有害なＳ量は0.0014wt％以下であれば、問題ないことが
わかった。また、Ｓは鋼の加工性に対しては有害な成分
であるので、極力提言することが望ましい。しかし、脱
硫処理は、コストアップになるため、脱硫処理による機
械的特性の改善効果を勘案して0.01wt％を上限とした。
また、好ましい上限値は0.005 wt％である。

【００２５】Ｏ：0.010 wt％以下；Ｏは微細な酸化物を
生成させるために、ある程度の量は必要な成分である
が、0.010 wt％を超えて添加すると粗大なAl₂O₃ を多量
に生成させて、加工性特に局部延性が低下するので、0.
010 wt％を上限とした。また、好ましい下限値は0.001
wt％であり、0.002 wt％以上であればより望ましい。

【００２６】Ni：0.005 〜1.0 wt％：Cr：0.005 〜1.0
wt％；Ni及びCrは、鋼板を固溶強化することなく組織を
微細化すること、あるいは低温・高歪み速度環境での変
形を容易化することで、この発明が目標とする巻締め部
の健全性が向上し、製品としての信頼性が向上する。さ
らに、加えて溶接時の伸びフランジ特性の向上が可能で
ある。また、いずれの成分も鋼の変態点を低減する効果
を有するため熱間仕上温度の規制条件を緩和する点でも
有効である。したがって、この発明では必要に応じてNi
及びCuの1 種又は2 種を添加することができる。Ni及び
Crのいずれも0.005 wt％以上の添加で顕著な効果を発揮
し、複合して添加した場合でもこの効果は相殺されるこ
とはない。しかし、1.0 wt％を超えて添加してもその効
果は飽和する傾向にあるため、いずれも上限を1.0 wt％
とした。材質の安定化という観点では0.01〜0.5 wt％の
範囲が更に好適である。

【００２７】Nb：0.002 〜0.04wt％；Nbは鋼板の結晶粒
の微細化に極めて有効である。したがって、この発明で
は必要に応じてNbを添加することができる。結晶粒を微
細化することにより特にこの発明が対象とする鋼板にお
いては成形後の表面荒れの防止及びこれに関連して延性
向上に対して顕著な効果を発揮する。Nbはおおむね0.00
2 wt％以上の添加で顕著な効果を発揮する。しかし、0.
04wt％を超えてNbを添加してもその効果は飽和する傾向
にあり、逆に鋼の熱間及び冷間の変形抵抗を顕著に増加
させるという不具合を生ずるおそれがあるため、0.002
〜0.04wt％の範囲とした。材質の安定化という観点では
0.01〜0.5 wt％が更に好適である。

【００２８】以上の成分組成範囲を満足する鋼におい
て、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化物及びCa
O ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有する介在物である
ことが、この発明では特に重要である。かかる脱酸生成
物としての介在物が、Ti酸化物及びCaO ，REM 酸化物の
1 種又は2 種を含有するもの、より詳しくは、Ti酸化物
−CaO 及び／又はREM 酸化物−Al₂O₃ −SiO₂系の酸化物
系の介在物になることにより、錆の少なく、介在物、析
出物による変形能の劣化がほとんどなく、かつ、クラス
ター状介在物による表面欠陥がなく、しかも地金を含ん
だTi酸化物のノズルへの付着がない、この発明で所期し
た鋼板となる。

【００２９】なお、この発明で規定する酸化物系介在物
を粒径1 〜50μm のものに限定しているのは、かかる範
囲の介在物が脱酸により生成した介在物と見なすことが
できるからであり、粒径が50μm を超える介在物は一般
に、スラグかモールドパウダーなどの外来性の介在物が
主因である。なお、Al₂O₃ 系クラスターには、これより
巨大なものもあるが、粒径50μm 以下の介在物の酸化物
組成が上記要件を満たしていれば、巨大なAl₂O₃ 系クラ
スターも十分減少しているとみなすことができる。ま
た、このような介在物は80wt％以上にする。その理由
は、80wt％未満だと、介在物の制御が不十分であり、コ
イルの表面欠陥やノズルつまりの原因となるためであ
る。

【００３０】上述の粒径1 〜50μm の酸化物系介在物の
組成は、Ti酸化物：20wt％以上90wt％以下、CaO ，REM
酸化物の1 種又は2 種の合計：10wt％以上40wt％以下、
Al₂O ₃ ：40％以下（Ti酸化物、CaO ，REM 酸化物の1 種
又は2 種、Al₂O₃ の合計は100 ％以下）であることが、
より好ましい。

【００３１】上記介在物のTi酸化物が20wt％に満たない
場合はTi脱酸鋼ではなく、Al脱酸鋼となり、Al₂O₃ 濃度
が高まるためにノズル詰まりが発生する。また、CaO, R
EM酸化物濃度が高くなると発錆性が著しくなるため、Ti
酸化物濃度は20％wt％以下とする。一方、Ti酸化物濃度
が90wt％を超えると、CaO, REM酸化物の割合が少なくな
って、かえってノズル詰まりが発生することから、Ti酸
化物濃度は20wt％以上90wt％以下とする。より好ましく
は30wt％以上80wt％以下とする。

【００３２】また、上記介在物中のCaO ，REM 酸化物の
1 種又は2 種の合計が10wt％に満たないと、介在物が低
融点とならず、前述のようにノズルの閉塞を引き起こ
す。一方、40wt％を超えると介在物がその後にＳを吸収
して水溶性に変化し、錆の起点となるため耐食性が低下
する。なお、より好ましい範囲は20〜40wt％である。

【００３３】また、上記介在物中のAl₂O₃ については、
40wt％を超えると高融点組成となるためにノズル閉塞が
起きるだけでなく、介在物の形状がクラスター状にな
り、製品板での非金属介在物性の欠陥が増加する。な
お、鋼中にAlがほとんど含有していない場合には、介在
物中のAl₂O₃ もほとんど無視し得るだけの濃度になる。

【００３４】なお、上記酸化物系介在物中には、上掲し
たもの以外の酸化物が混入する場合もあり、その場合に
上掲したもの以外の酸化物の量については、特に限定す
るものではないが、SiO₂については、30wt％以下、MnO
については、15wt％以下に制御するのが好ましい。この
理由は、これらがそれぞれの量を上回ると、この発明で
対象とするチタンキルド鋼とはいえないし、こうした組
成のもとでは、Ca添加を行わなくてもノズル詰まりはな
く、発錆の問題も無くなるためである。しかも、介在物
中にSiO₂, MnO を含有させるためには、酸化物の形成傾
向を考慮すると溶鋼のSi, Mn濃度をMn／Ti＞100 、Si／
Ti＞50にすることが好ましいのであるが、この場合、鋼
の硬質化、表面性状の劣化などを招く。

【００３５】この発明の鋼板は、板厚を0.6 mm以上とす
ることが望ましい。というのは、ドラム缶体として必要
な缶体強度特性を確保するためには、缶デザイン等を工
夫したとしても0.6 mm以上の厚みが必要である。またこ
れを下廻わる極薄鋼板では、製胴工程におけるスプリン
グバック量の制御が極めて困難なものになるからであ
る。

【００３６】次に、この発明の鋼の製造方法について説
明する。この発明において、調整成分としてのTiを、T
i：0.015 wt％以上とする理由は、Tiが0.015 wt％未満
では脱酸素能力が弱く、溶鋼中の全酸素濃度が高くな
り、伸び、絞りなどの材料特性が悪化するためである。
この場合、Si, Mnの濃度を高めて脱酸力を増加すること
も考えられるが、Tiが0.015 wt％未満ではSiO₂又はMnO
含有介在物が大量に生成し、鋼材質の硬化やめっき性の
劣化を招く。これを防ぐには (wt％Mn)/ (wt％Ti) ＜10
0 とするようにTiを含有させることが必要となる。その
場合、介在物中のTi酸化物濃度は20％以上となる。

【００３７】この発明に係るチタンキルド鋼板の製造に
あたっては、まず、溶鋼をFeTiなどのTi含有合金により
脱酸し、鋼中にTi酸化物を主体とする酸化物系介在物を
生成させる。その介在物は、Alで脱酸した時のような巨
大クラスター状ではなく、１〜50μm 程度の大きさの粒
状、破断状のものが多くを占める。ただし、このときAl
濃度が0.010 wt％を超えていると、巨大なAl₂O₃ クラス
ターが生成する。このようなAl₂O₃ クラスターは、Ti合
金を添加してTi濃度を増加しても還元できず、鋼中にク
ラスター状介在物として残存する。したがって、この発
明に係る鋼板については、製造の段階で、まず溶鋼中に
Ti酸化物を生成させることが好ましい。

【００３８】なお、この発明のもとでは、Alで脱酸する
従来方法に比べると、Ti合金の歩留りが悪く、しかも、
Ca, REM を含有するため介在物組成調整用合金は高価で
ある。このことから、かかる合金の溶鋼中への添加は、
介在物の組成制御が可能な範囲内でできるかぎり少量で
済むように行うのが経済的で好ましい。この意味におい
て、Ti含有合金などの脱酸剤の添加の前には、溶鋼中の
溶存酸素、スラブ中のFeO, MnOを低下させるために予備
脱酸することが望ましい。この予備脱酸は、脱酸後の溶
鋼中のAlが0.010 wt％以下となるような少量のAlによる
脱酸、、SiやFeSi, MnやFeMnの添加によって行うのが好
ましい。

【００３９】上述したように、Ti脱酸により生成したTi
₂O₃ が70％以上のTi酸化物系介在物を生成した鋼板とい
うのは、かかる介在物が２〜20μm 程度の大きさにて鋼
中に分散するため、クラスター状の介在物による表面欠
陥はなくなる。しかしながら、Ti酸化物は溶鋼中では固
相状態であり、また、極低炭素鋼は凝固の温度が高いた
めに、地金を取り込んだ形でタンディッシュノズルの内
面に成長し、ノズルの閉塞を誘発するおそれがある。

【００４０】そこで、この発明に係る鋼板では、Ti合金
により脱酸した後、さらに0.0005wt％以上になるように
Ca及びREM のいずれか１種又は２種を添加して、溶鋼中
の粒径1 〜50μm の酸化物系介在物を、Ti酸化物：20wt
％以上90wt％以下、好ましくは85wt％以下、CaO 及び／
又はREM 酸化物：５wt％以上40wt％以下、Al₂O₃ が40wt
％以下である低融点の酸化物系介在物とする。そうする
と、地金を含んだTi酸化物のノズルへの付着を有効に防
止することが可能になる。より好ましい介在物の組成
は、Ti酸化物：30wt％以上80wt％以下、CaO ，REM 酸化
物（La₂O₃ 、Ce₂O ₃ など）：10wt％以上40wt％以下、Al
₂O₃ ：20％以下、その他（SiO₂ ,MnO 等）：10％以下で
ある。

【００４１】かかる酸化物系介在物の組成の測定は、EP
MAを用いて、あるいはEDX 機能のある走査型電子顕微鏡
を用いて、各介在物ことに定量分析を行うことで行われ
る。このようにして分析された鋼中の介在物の全てが上
記の組成を満たすことは最も望ましいところではある
が、実用上は1 〜50μm の大きさの介在物のうち個数で
50％以上のものが上記組成範囲となっていれば、この発
明の目的とするドラム缶用鋼板の諸特性が達成される。
なお、粒径は、各粒における最大径を用いるものとす
る。

【００４２】この発明において、生成する介在物の組成
を上記のように制御した場合、連続鋳造時にタンディッ
シュノズル及びモールドの浸漬ノズル内面に酸化物など
が付着するのを完全に防止することができる。したがっ
て、タンディッシュや浸漬ノズル内に、酸化物などの付
着防止のためのArやN₂などのガスを吹き込む必要がなく
なる。その結果、連続鋳造時のパウダー巻き込みによる
鋳片のパウダー性欠陥や、吹き込んだガスによる気泡性
の欠陥が鋳片に発生するのを防止できるという効果が得
られる。

【００４３】上述した成分組成になるスラブを連続鋳造
後の熱間圧延工程に関して、スラブ加熱温度は1000℃以
上であることが好ましい。加熱温度が1000℃に満たない
と、鋼の変形抵抗が顕著に増大する結果、熱間圧延の負
荷が極めて大きなものとなり、安定した操業条件を確保
するうえではなはだ好ましくない。とはいえ、1300℃を
超えるような高温加熱は熱エネルギーの過大な消費とい
う点でも好ましくないが、さらに熱延母板の組織が不均
一化し、それが最終の製品でも形状の不良、缶体強度の
不均一化などの不具合を引きおこすので好ましくない。
より望ましい範囲は、1050〜1250℃である。また、連続
鋳造−直送圧延（CC-DR ）や連続鋳造されたスラブを温
片で加熱炉に挿入するDHCR（ダイレクトホットチャージ
ローリング）は省エネルギーの観点から好ましい。

【００４４】熱間圧延終了温度は、800 ℃以上であるこ
とが好ましい。800 ℃より低い温度では熱延鋼板の組織
が幅方向で不均一となり、缶形状不良、溶接不良などの
不具合現象をもたらすため好ましくない。また、熱間圧
延後のコイル巻取り温度は、750 ℃が450 ℃の範囲が好
ましい。450 ℃を下廻わる温度で巻取った場合、鋼板形
状の乱れを生じやすく、これが缶体形状の不良につなが
る危険性もある。また750 ℃以上の高温で巻取った場合
は、鋼板の長手方向、幅方向の材質の不均一性が顕著と
なるため、750 ℃以下の温度が好ましい。熱間圧延後は
酸洗する。酸洗は通常の塩酸、硫酸により表面のスケー
ル層を除去すればよい。

【００４５】この発明のドラム缶用鋼板は、熱延板のま
まで用いることも可能であるし、この熱延板を圧延素材
として冷間圧延、ついで焼鈍を施し、冷延板として用い
ることも可能である。冷間圧延は、おおむね40％以上の
冷延圧下率をとることが、材質の安定性向上の観点から
推奨される。冷間圧延後の焼鈍は、連続焼鈍、バッチ焼
鈍のいずれでも適用可能であるが、焼鈍作業の効率、材
質の均一性の観点からは連続焼鈍が推奨される。焼鈍は
再結晶温度以上で行う必要がある。再結晶温度より低い
温度では、曲げを主体とするドラム缶の製缶工程で均一
な断面の形状を得ることが極めて困難であり、これは特
に缶体の耐静水圧強度の顕著な低下につながり好ましく
ない。

【００４６】焼鈍後は、焼鈍材の表面粗度調整及び形状
矯正のために、0. 1〜1.0 wt％程度のスキンパス圧延
（調質圧延）を行うことが望ましい。しかしながら、圧
延量がスキンパス伸び率で1.0 ％を超えるスキンパスを
行うと、降伏点が顕著に増大するため、ドラム缶胴の成
形時にスプリングバック量が増大し、形状不良が発生す
る危険性がある。したがって、スキンパス圧延量は1.0
％以下とする。ドラム缶は、胴板、天板、地板から構成
されている。本発明の熱延鋼板を素材として胴板、天
板、地板を加工し、胴板を曲げ成形し、その両端部をシ
ーム溶接あるいは他の接合法により接合し缶胴部とし、
缶胴部の両端に地板（および天板）を巻締めにより装着
してドラム缶を形成する。ドラム缶に成形したのち、必
要に応じ天板を巻締める前に内面に塗装−焼付け処理を
施す。天板、地板を巻締めた後、外面塗装を行う。ま
た、天板、地板は別ラインで処理され組立てられる。本
発明の鋼板を用いたドラム缶では、表面性状が良好で巻
き締め部の信頼性が高い。

【００４７】

【実施例】（実施例１）転炉出鋼後、280 ton の溶鋼を
RH脱ガス装置にて脱炭処理し、Ｃ＝0.07〜0.08wt％、Si
＝0.03〜0.05wt％、Mn＝0.2 〜0.5 wt％、Ｐ＝0.010 〜
0.020 wt％、Ｓ＝0.005 〜0.009 wt％に調整するととも
に、溶鋼温度を1585〜1615℃に調整した。この溶鋼中
に、Alを0.3 〜0.9kg/ton 添加して、溶鋼中の溶存酸素
濃度を50〜270ppmまで低下させた。このときの溶鋼中の
Al濃度は0.001 〜0.005 wt％であった。そしてこの溶鋼
に、70wt％Ti−Fe合金を0.8 〜1.8kg/ton 添加してTi脱
酸した。その後、成分調整を行った後に、溶鋼中には30
wt％Ca−60wt％Si合金や、それに金属Ca, Fe, 5 〜15wt
％のREM を混合した添加剤、又は、90wt％Ca−5 wt％Ni
合金などのCa合金、REM 合金のFe被覆ワイヤーを0.05〜
0.5kg/ton 添加し処理を行った。この処理の後のTi濃度
は0.026 〜0.058 wt％、Al濃度は0.001 〜0.005 wt％、
Ca濃度は0.0008〜0.0035wt％、REM 濃度は0.0000〜0.00
20wt％、CaとREM との濃度の和は0.0010〜0.0043wt％で
あった。

【００４８】次に、この鋼を２ストランドスラブ連続鋳
造装置にて鋳造し連鋳スラブを製造した。なお、このと
きのタンディッシュ内溶鋼の介在物の平均的な組成は、
25〜85wt％Ti₂O₃ 、5 〜45wt％CaO 、0 〜18wt％REM 酸
化物、6 〜41wt％Al₂O₃ の微細な球状介在物であった。
鋳造時にはタンディッシュならびに浸漬ノズル内にArガ
スを吹き込まなかった。連続鋳造後に観察したところで
は、タンディッシュならびに浸漬ノズル内には付着物は
ほとんどなかった。

【００４９】次に、上記連鋳スラブを熱間圧延した。そ
の熱延条件はスラブ加熱温度：1120℃、仕上圧延温度：
880 ℃、熱延巻取り温度：640 ℃であった。熱延鋼板を
酸洗し、冷延して板厚1.2 mmの冷延板とした。連続焼鈍
ライン（ＣＡＬ）にて720 ℃で再結晶焼鈍を行った。こ
の焼鈍板にはヘゲ、スリーバー、スケールなどの非金属
介在物性の欠陥は0.00〜0.02個/1000m−コイル以下しか
認められなかった。得られた冷延焼鈍板の鋼組成、介在
物組成及び耐食性試験結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】一方、比較のために、転炉出鋼後、300 to
n の溶鋼をRH真空脱ガス装置にて脱炭処理し、Ｃ＝0.07
〜0.08wt％、Si＝0.035 〜0.05wt％、Mn＝0.2 〜0.5 wt
％、Ｐ＝0.010 〜0.020 wt％、Ｓ＝0.005 〜0.007 wt％
に調整するとともに、溶鋼温度を1590℃に調整した。こ
の溶鋼中に、Alを1.2 〜1.6kg/ton 添加し脱酸処理を行
った。脱酸処理後の溶鋼中のAl濃度は0.035 wt％であっ
た。その後、FeTiを添加するとともに、成分調整を行っ
た。この処理の後のTi濃度は0.040 wt％であった。

【００５２】次に、この溶鋼を２ストランドスラブ連続
鋳造装置にて鋳造し連鋳スラブを製造した。なお、この
ときの、タンディッシュ内溶鋼の介在物の平均的な組成
は、95〜98wt％Al₂O₃, 5％以下のTi₂O₃ のクラスター状
の介在物が主体であった。

【００５３】鋳造時にタンディッシュならびに浸漬ノズ
ル内にArガスを吹き込まなかった場合には、著しくノズ
ルにAl₂O₃ が付着し、３チャージ目にスライディングノ
ズルの開度が著しく増加し、ノズル詰まりにより鋳込み
を中止した。また、Arガスを吹いた場合にも、ノズル内
にはAl₂O₃ が大量に付着しており、８チャージ目にはモ
ールド内の湯面の変動が大きくなり鋳込みを中止した。

【００５４】次に、上記連鋳スラブは熱延した。その熱
延条件はスラブ加熱温度：1110℃、仕上圧延温度：885
℃、熱延巻取り温度：630 ℃であった。酸洗を経た後1.
2 mmまで冷間圧延し、連続焼鈍ラインにて720 ℃で再結
晶焼鈍を行った。鋼組成及び介在物組成を表１に示す。
この冷延鋼板にはヘゲ、スリーバー、スケールなどの非
金属介在物性の欠陥は0.45個/1000m−コイル認められ
た。

【００５５】得られた製品版の耐食性の評価結果を表１
に示す。ここで、比較例１は、Ｓ：Ca, REn の関係以外
はこの発明に従う方法で製造した鋼である。耐食性の評
価方法としての錆発生面積率は、50℃の温度で湿度95％
のなかで10時間放置したときの発錆面積を指数で示した
ものである。

【００５６】（実施例２）表２に示す成分組成を含み、
残部は実質的に鉄からなる鋼を転炉で本発明に好適な方
法で溶製し、この鋼スラブを表３に示す条件で熱間圧
延、冷間圧延、連続焼鈍、そしてスキンパス圧延を行
い、板厚1.2 と1.0 mmの冷延又は、熱延鋼板を製造し
た。これらの鋼板をドラム缶の胴板材として胴板、天
板、地板に用い、ドラム缶製造ラインに供して製缶を行
った。実機製缶実験の結果を表４に示す。この発明の鋼
は、特に良好な表面性状を有していることが明らかであ
る。また、ドラム間に内容物を充填し、落下テストを実
施したが、この発明の鋼を使用した場合は、同一のテス
ト条件であっても、漏れの発生率が従来のアルミキルド
鋼に比べて約半分であった。なお、表１，４中の酸化物
系介在物組成は粒径１〜50μm の介在物を調査し、平均
値（介在物サイズによる重み付けはせず）をとった。本
発明の成分組成範囲になる試料は、介在物の個数の50％
以上がTi酸化物：20wt％以上90wt％以下、CaO, REM酸化
物の１種又は２種の合計：10wt％以上40wt％以下、Al₂O
₃ ：40％以下の範囲内になることを確認している。

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のドラム
缶用鋼板は、その製造にあたり、連続鋳造時に浸漬ノズ
ルの閉塞を引き起こすことがなく、極めて安定した連続
鋳造が可能であり、また、圧延鋼板の表面は非金属介在
物に起因する表面欠陥がほとんど皆無で極めて清浄であ
り、錆び難く、表面性状が良好で、優れた伸びフランジ
成形性を有するドラム缶用鋼板である。

フロントページの続き (72)発明者 三木 祐司 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 岸本 康夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 反町 健一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ：0.02〜0.10wt％、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.05〜1.0 wt％、 Ｐ：0.04wt％以下、 Ti：0.015 〜0.1 wt％、 Al：0.001 〜0.01wt％、 Ｎ：0.02wt％以下及びCa，REM の1 種又は2 種を合計で
   0.0005〜0.01wt％を含み、更に、Ｓ及びCa，REM の1 種
   又は2 種の含有量が次式 Ｓ− 5×（(3/40) Ca ＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たして残部はFe及び不可避的不純物の組成に
   なり、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化物及び
   CaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有する表面性状が
   良好なドラム缶用鋼板。
2. 【請求項２】Ｃ：0.02〜0.10wt％、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.05〜1.0 wt％、 Ｐ：0.04wt％以下、 Ti：0.015 〜0.1 wt％、 Al：0.001 〜0.01wt％、 Ｎ：0.02wt％以下及びCa，REM の1 種又は2 種を合計で
   0.0005〜0.01wt％を含み、かつ、 Ni：0.005 〜1.0 wt％、 Cr：0.005 〜1.0 wt％及び Nb：0.002 〜0.04wt％ の1 種又は2 種以上を含有し、更に、Ｓ及びCa，REM の
   1 種又は2 種の含有量が次式 Ｓ− 5×（(3/40) Ca ＋(32/140) REM) ≦0.0014wt％ の関係を満たして残部はFe及び不可避的不純物の組成に
   なり、粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸化物及び
   CaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種を含有する表面性状が
   良好なドラム缶用鋼板。
3. 【請求項３】 粒径1 〜50μm の酸化物系介在物がTi酸
   化物：20wt％以上90wt％以下、CaO ，REM 酸化物の1 種
   又は2 種の合計：10wt％以上40wt％以下、Al ₂O₃ ：40％
   以下（Ti酸化物、CaO ，REM 酸化物の1 種又は2 種、Al
   ₂O₃ の合計は100 ％以下）であることを特徴とする請求
   項１又は２記載の表面性状が良好なドラム缶用鋼板。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の熱
   延鋼板を胴板、天板および地板のうちの少なくとも１つ
   に用いたことを特徴とする鋼製ドラム缶。