JP2001073074A - 平坦度に優れた軟質冷延鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、自動車や家電製品、家具等に用い
られる平坦度に優れた軟質冷延鋼板及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ≦０．０５％，Ｓｉ≦０．１
％、Ｍｎ≦０．５％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０３
％、Ａｌ≦０．０６％、Ｎ≦０．００５％、Ｂ≦０．０
０５％を含有し、且つ、Ｎ−１４／１１Ｂ≦１０（ｐｐ
ｍ）を満足する残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼
を仕上げ温度Ａｒ３以上、巻取り温度６６０℃以下で熱
間圧延を行い、酸洗、冷間圧延後、さらに７７０℃以上
で連続焼鈍を行う。

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、自動車や家電製
品、家具等に用いられる軟質冷延鋼板及びその製造方法
に係り、更に詳しくは板幅方向の材質が均一で、平坦度
に優れた軟質冷延鋼板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、家具や家電製品に用いられる薄
鋼板には高い成形性が要求され、ＣＡＬで製造する場
合、熱延で６８０℃以上の高温巻取りを行ない、ＡＬＮ
の凝集粗大化による軟質化が行なわれている。しかし、
コイル巻取り後の冷却速度は高温巻取りを行ってもコイ
ル全長において均一ではなく、コイル長手方向及び幅方
向の端部は中央部よりも速く、高温巻取りの効果は得ら
れない。

【０００３】そこで特公昭５５−３６０５１号公報には
巻取りにおいてコイル長手方向両端部を無注水とし、中
央部に対して先端、後端の巻取り温度を高め、高温巻取
りの効果を促進させる方法が開示されている。しかし、
この方法では長手方向端部の硬質化を低減させることは
可能であるが、幅方向端部には有効でない。このため、
幅方向に材質変動が生じ、連続焼鈍後の調質圧延時にひ
ずみが中央の軟質部に集中するようになり、中央部だけ
が伸ばされた「中伸び」と呼ばれる形状不良が生じてい
た。

【０００４】従来、このような中伸びを防ぐために、熱
延時に幅方向両端部を無注水で巻取る方法や連続焼鈍時
の調質圧延条件を変化させて両端部をより強く調質圧延
することで両端部を積極的に延ばすことが試みられてき
たが、十分な効果を得るに至っていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、コイ
ル長手方向については材質変動を押さえる研究がなされ
ていたが幅方向については知見が十分とは言えないのが
現状である。本発明は、高い成形性が要求される軟質冷
延鋼板において、幅方向の材質が均一で、鋼板の平坦度
に優れた軟質冷延鋼板及びその製造方法を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは軟質冷延鋼
板の平坦度不良の原因となっている「中伸び」をもたら
す幅方向材質の不均一性について詳細に検討を行った。
幅方向材質不均一性については熱延巻取り後のコイルに
おいて、冷却速度の速いコイル側面でのＡｌＮの析出が
不十分となり、連続焼鈍時、それらが微細に析出する結
果、粒成長が抑制され、幅方向両端部が硬質化する。

【０００７】そこで、本発明者らは熱延巻取り後のコイ
ル側面においても確実にＮを固定させ、平坦度を上げる
ため、平坦度に及ぼすＢの効果について鋭意検討を行っ
た。

【０００８】表１に示す供試鋼を仕上げ温度８７０℃で
熱間圧延後、Ｂ無添加鋼は６８０℃、Ｂ添加鋼は６４０
℃で巻取りを行った。その後、酸洗、冷間圧延、７８０
℃での連続焼鈍により、１．２ｍｍｔの焼鈍板を製造
し、得られたコイルの長手方向中央部において、幅方向
の材質変動及び平坦度を調査した。

【０００９】図１に材質変動の調査結果を示す。Ｂ無添
加鋼は幅方向両端部でＴＳ（引張り強度）が上昇し硬質
化するが、Ｂ添加鋼では幅方向のＴＳ（引張り強度）は
ほぼ一定である。次ぎに平坦な台上に鋼板を置き、中央
部の中伸びの波の高さを測定することで平坦度を評価し
た（図２）。表２に結果を示す。Ｂ無添加鋼の波高さは
５ｍｍ以上となったが、Ｂ添加鋼では波高さは２ｍｍ以
下であった。以上の実験により、従来の長手方向の材質
変動とは異なる幅方向の材質変動についても熱延のラン
アウトテーブル上もしくは巻取り直後までにＢＮとして
Ｎも固定することが、幅方向の材質変動にも有効で平坦
度も向上できることが示された。

【００１０】本発明は以上の知見をもとに更に検討を加
えてなされたものである。

【００１１】１． 重量％で、Ｃ≦０．０５％，Ｓｉ≦
０．１％、Ｍｎ≦０．５％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．
０３％、Ａｌ≦０．０６％、Ｎ≦０．００５％、Ｂ≦
０．００５％を含有し、且つ、Ｎ−１４／１１Ｂ≦１０
（ｐｐｍ）を満足する残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なる平坦度に優れた軟質冷延鋼板。

【００１２】２． １記載の成分を有する鋼を仕上げ温
度Ａｒ3以上、巻取り温度６６０℃以下で熱間圧延し、
その後冷間圧延と７７０℃以上の連続焼鈍を行うことを
特徴とする平坦度に優れた軟質冷延鋼板の製造方法。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では成形性および平坦度を
確保するため、鋼の成分組成、製造条件を規定する。

【００１６】１．成分組成 Ｃ：０．０５％以下 Ｃが０．０５％を超えて添加されると炭化物が多量に析
出し、Ｅｌやｒ値を低下させるため０．０５％以下とす
る。

【００１７】Ｓｉ：０．１％以下 Ｓｉは多量に添加されると鋼が硬化し、成形性が劣化す
るため、０．１％以下とする。

【００１８】Ｍｎ：０．５％以下 Ｍｎは多量に添加されると鋼が硬化し、成形性が劣化す
るため、０．５％以下とする。下限はＳをＭｎＳの形で
固定し、熱間延性を向上させる働きがあり、０．０５％
以上添加するのが望ましい。

【００１９】Ｓ：０．０３％以下 Ｓは熱間延性や成形性を阻害する元素で、含有量は低い
方が望ましい。ＭｎＳとして固定されるがＭｎＳが多い
とＥｌの低下を招くことから上限を０．０３％とする。

【００２０】Ｐ：０．０３％以下 Ｐは固溶強化元素であり過剰な添加は鋼を硬化させるた
め０．０３％を上限とする。

【００２１】Ａｌ：０．０６％以下 Ａｌは脱酸材として添加するが、多量に添加されると熱
間圧延時ＡｌＮが析出することになり、Ｎと結合できな
かったＢが固溶Ｂとなり、材質を劣化させる。また、７
７０℃以上での連続焼鈍時では過加熱されやすい幅方向
端部においてＢＮがＡｌＮに変化し、更に固溶Ｂが多量
に発生し、固溶Ｂによる幅方向両端部の硬質化がおこり
形状が劣化することから、Ａｌの上限を０．０６％とす
る。

【００２２】図３にＡｌ量が波高さに及ぼす影響を示
す。図３はＣ：約０．０１７％、Ｓｉ：約０．０１％，
Ｍｎ：約０．２０％、Ｐ：約０．０１０％、Ｓ：約０．
００５％，Ｎ：約０．００２５％、Ｂ：約０．００２２
％を含み、Ａｌを０．０１５〜０．０１０％と変化させ
た鋼をＡｒ3以上で熱間圧延後６４０℃で巻取り、酸
洗、冷間圧延を行った後、８００℃で連続焼鈍を行い、
板厚０．７ｍｍの鋼板としたものの形状を波高さによっ
て評価した結果を示すものである。Ａｌ量を０．０６％
以下とした場合、波高さは２ｍｍ以下で良好な形状の鋼
板が得られている。

【００２３】Ｎ：０．００５％以下 ＮはＢにより固定されるが、ＢＮ量が多いと加工性が低
下することから上限を０．００５％とする。

【００２４】Ｂ：０．００５％以下 Ｂは本発明で重要な元素で、Ｎを固定し、ＢＮとして析
出させ固溶Ｎの悪影響を除くため、添加する。ＢＮの析
出は、熱延時のランアウト上でγ→α変態直後から開始
され、巻取り直後に終了し、ＡｌＮよりも広い温度範囲
で析出する。

【００２５】そのため、巻取り後のコイルの側面など冷
却速度が速い部位でもＢＮの析出は完了する。しかし、
過剰に添加されると熱延時の圧延荷重が増大し、熱延板
の形状が劣化するとともに、熱延ライン内の板の走行安
定性が低下することから上限を０．００５％とする。

【００２６】Ｎ−１４／１１Ｂ≦１０（ｐｐｍ） 本発明ではＢの添加量を、更に規定する。本パラメータ
による値が１０ｐｐｍ以下の場合、Ｂにより固定されな
いＮが存在してもその悪影響は少ない。尚、本パラメー
タによる値は負でもよい。図４はＥｌに及ぼす本パラメ
ータの影響を示すもので、上記範囲において良好なＥｌ
が得られている。

【００２７】本実験結果はＣ：約０．０２％、Ｓｉ：約
０．０２％、Ｍｎ：約０．１５％、Ｐ：約０．０１０
％、Ｓ：約０．００８％、Ａｌ：約０．０２１％、Ｎ：
約０．００２５％を含有し、Ｂ量を変化させた鋼を仕上
げ温度８８０℃、巻き取り温度６４０℃で熱間圧延後、
酸洗、冷間圧延、７８０℃で連続焼鈍し、板厚０．８ｍ
ｍの焼鈍材とし、引張り試験（ＪＩＳ５号試験片）を行
った結果を示すものである。

【００２８】本発明に係る軟質冷延鋼板は上記元素の
他、不純物元素としてＣｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｏ，
Ｃａ，Ｓｂ，Ｍｏを含んでも良い。但し、Ｔｉ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｚｒなど、微細な窒化物を形成する元素が混入する
とこれらの析出物により鋼が硬質化するため、混入元素
の総計は０．０５％以下とすることが望ましい。

【００２９】２．製造条件 仕上げ温度：Ａｒ３以上 熱間圧延の仕上げ温度がＡｒ３未満の場合、粗大フェラ
イトが発生し、冷延、焼鈍後にも残存し、冷延板組織が
混粒となり、Ｅｌが低下するため、仕上げ温度はＡｒ３
以上とする。

【００３０】巻取り温度：６６０℃以下 巻取り温度が６６０℃を超えると、ＡｌＮが析出し、Ｂ
が固溶Ｂとして多量に残留するようになりＥｌが著しく
低下するため、６６０℃以下とする。また、６６０℃以
上の巻取りを行うと幅中央部ではＡｌＮが析出し、端部
との材質に差を生じてしまい形状も悪化する。

【００３１】焼鈍温度：７７０℃以上 本発明では熱延で低温巻取りしているため鋼板中の炭化
物が微細であり、粒成長を阻害する。そのため、十分軟
質化するためには７７０℃以上の焼鈍温度で炭化物を完
全に再固溶させる。

【００３２】加熱条件については特に規定はなく、１１
００℃程度の低温加熱を行っても、直送圧延を行っても
問題はない。また、粗圧延後から仕上げ圧延最終パスま
での間に粗バーの温度補償やスキッドマーク消去を目的
とした加熱を行っても良い。

【００３３】その場合、加熱方法は誘導加熱でもガス加
熱でも通電加熱でも何ら問題はない。さらに、粗圧延材
を一度コイル状に巻き取り、その先後端を前後の圧延材
と接合して行う連続熱間圧延を行ってもよく、これと上
述の圧延材の加熱を組合せても何ら問題ない。

【００３４】また直送圧延の場合は圧延前にスラブエッ
ジと中央部の均熱を目的とした簡単な加熱（１００分以
内の加熱炉による加熱）を行っても良い。酸洗、冷間圧
延に関する規定はなく、通常のもので行うことができ
る。

【００３５】また、本発明鋼に電気めっき、溶融めっ
き、化成処理、有機被覆、さらにはこれらの２つ以上の
組合せを行っても本発明は有効である。調質圧延につい
ても規定はない。本発明鋼の成分調整は転炉を用いても
電気炉を用いてもよく、原料も銑鉄、スクラップのいず
れを用いても何ら問題は生じない。尚、本発明で平坦度
に優れたとは幅方向の鋼板形状を意味するが、その定義
は図２に示す幅中央部のうねりが２ｍｍ以下であること
を示す。

【００３６】

【実施例】表３に示す成分、製造条件を用いて、熱延板
を製造後、引き続き酸洗、冷延、連続焼鈍を行い、板厚
０．８ｍｍの軟質冷延鋼板を製造した。得られた鋼板の
引張り試験と平坦度測定を行い、加工性と形状の評価を
行った。平坦度は平板にサンプルを載せ、波の頂点と台
の隙間の高さを波高さとして求めた。

【００３７】Ｎｏ．１〜５は本発明例で、Ｅｌは良好で
あり、波高さも２ｍｍ以下と低いものであった。Ｎｏ．
６はＢ無添加の例で、材質は良好だが波高さは６ｍｍを
超え、形状に問題がある。

【００３８】Ｎｏ．７、９も本発明例でＥｌは良好で、
波高さは低く、形状も良好であった。Ｎｏ．８はＡｌ量
が高く、波高さは２ｍｍ以上となり、形状に問題が発生
した。Ｎｏ．１０は成分は本発明範囲内であるが、巻取
り温度が６６０℃を超えており、Ｅｌが著しく低下する
とともに波高さも高い。Ｎｏ．１１はＢ添加量が少な
く、Ｅｌが低く、波高さも高い。このように本発明では
形状の優れた軟質冷延鋼板の製造が可能である。

【００３９】

【表３】

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、上記
のような構成および作用を有しているので、連続焼鈍後
の調質圧延において、鋼板中央部が中伸びせず平坦度に
優れた軟質冷延鋼板の製造方法を提供することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】軟質冷延鋼板の幅方向の材質変動に及ぼすＢの
影響を示す図。

【図２】中伸びの発生状況及び中伸びによる波高さを模
式的に示す図。

【図３】波高さに及ぼすＡｌ量の影響を示す図。

【図４】鋼板のＥｌに及ぼすＢ，Ｎの影響を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三塚 賢一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA15 EA18 EA23 EA25 EA27 EB08 FA02 FC04 FC07 FE01 FE02 FE03 FH01 FJ05 GA02 GA03 GA05 HA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ≦０．０５％，Ｓｉ≦０．
   １％、Ｍｎ≦０．５％、Ｐ≦０．０３％、Ｓ≦０．０３
   ％、Ａｌ≦０．０６％、Ｎ≦０．００５％、Ｂ≦０．０
   ０５％を含有し、且つ、Ｎ−１４／１１Ｂ≦１０（ｐｐ
   ｍ）を満足する残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる平
   坦度に優れた軟質冷延鋼板。
2. 【請求項２】 請求項１記載の成分を有する鋼を仕上げ
   温度Ａｒ3以上、巻取り温度６６０℃以下で熱間圧延
   し、その後、冷間圧延、７７０℃以上で連続焼鈍を行う
   ことを特徴とする平坦度に優れた軟質冷延鋼板の製造方
   法。