JP2010106295A

JP2010106295A - ドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法

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Publication number: JP2010106295A
Application number: JP2008277543A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Tanaka; 聖市田中; Satoru Nishimura; 哲西村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: JP5315928B2

Abstract

【課題】特に適正なベークハードニング性を有して、鋳造歩留まりに優れ低コストの且つ低温靭性に優れ再処理においても十分な強度を有して、変形し難いドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可否的不純物からなり、かつ、前記Ｃ，Ｎのうち、固溶ＮとＣの合計で、０.０００５〜０.００２０％であることを特徴とするドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼製高強度ドラム缶に係り、鋼製ドラム缶用素材として好適な冷延鋼板およびその製造方法に関する。具体的には、ベークハード型高強度低コスト良低温靭性鋼製ドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法に関する。

本発明が対象とするドラム缶は、JIS Z １６００に規定の鋼製オープンドラムと、JIS Z １６０１に液体用鋼製ドラムとして規定されている密封型ドラムの２タイフ゜がある。ドラムの構成として天板、地板および胴板から構成されており、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から構成され、オーフ゛ン型ドラムでは胴板と地板のみ巻き締めして、天板は着脱可能なのが特徴である。また、外面および内面に必要に応じて化成処理や塗装処理がされる。

ドラム缶には、製缶の精度および溶接部、接合部、巻き締め部の健全性が要求され、JIS規格には機密試験（水圧試験）、落下試験、積み重ね試験等を実施することが規定されている。また、輸送等で外力を受けた際に変形すると積み重ね等に支障を生じ外観も損なうため、強度が要求される。

またドラム缶は、再生処理として回収後加熱処理（８００℃近傍）後直ぐにショットブラスト処理を実施するため、加熱処理で軟化およびショットブラスト処理で変形が生じないことが必須条件になる。さらに、近年寒冷地でも使用することを想定して、低温靭性も具備することが必要になっている。

ドラム缶素材として使用できる鋼板は、ＪＩＳＧ３１３１に規定される熱間圧延軟鋼板および鋼帯、あるいはＪＩＳＧ３１４１に規定される冷間圧延鋼板あるいは鋼帯とされている。また、使用する鋼板の板厚はドラム缶の種類、級別に応じ１.６mm 〜０.５mm までの範囲に規定されている。例えば、密封型ドラムの容量２００リットルの１種Ｈ級の場合には、胴板、天板、地板とも板厚１.６mm の鋼板を使用することが決められている。

従来はドラム缶用鋼板としては、加工性を重視して、低炭素アルミキルド箱焼鈍材が用いられていた。その典型的鋼組成は、０.０５〜０.１０％Ｃ−０.２〜０.５％Ｍｎ−〜０.０５％Ｓi−０.０４〜０.１０％Ａｌ−０.００１５〜０.００３０％Ｎである。しかし、その後、鋼板の製造プロセスが連続化を志向し、より高生産効率の設備である連続焼鈍設備による、連続焼鈍材が広範囲に適用されるようになった。連続焼鈍材の鋼組成は上記低炭素アルミキルド箱焼鈍材とほとんど同一のものが使用されてきた。現在では、この低炭素アルミキルド鋼連続焼鈍材が、わが国、欧米においても主流となっている。ドラム缶用に製造されている素材の引張特性の一例としては板厚１.０〜１.２mm で、降伏応力（ＹＳ）：２３kgf/mm^２、引張強度（ＴＳ）：３５kgf/mm^２、伸び（ＥＬ）：４２％程度である。また、一部の板厚の厚いドラム缶材には熱延材も適用されるが、その割合は低い。

最近、缶製造コストを低減するために、ドラム缶用素材の板厚を薄くしようとする試みがなされてきた。しかし、素材の板厚減少に伴う缶体強度の低下を補償するためには素材の高強度化を図る必要がある。また、ドラム缶は１回のみの使用ではなく、一度内容物を入れて使用されたのち内部を洗浄して再度あるいは再々度、平均的には４〜５回繰り返して使用されるのが一般的である。再使用するに当たっては、内面の付着物や外面の塗装を除去するために、通常、ショットブラスト処理を行う。このショットブラスト処理により缶体に発生する変形量が大きい場合には、そのドラム缶は積み重ねができず、再生利用に不適となる。したがって、このショットブラスト処理による缶体の変形量の大小は再生利用を決定する一つの因子となっている。

このショットブラスト処理による缶体の変形は、単に使用する鋼板の室温強度のみを増加して防止しうるものではないことが新たに判明した。すなわち、ショットブラスト処理の前に、缶体を約８００ ℃に加熱する焼却処理が実施される場合があり、その後、缶体が完全に冷却しないうちにショットブラスト処理を行う場合が多い。本発明者らは、上記したショットブラスト処理による缶体の変形量が少ないことに加えて、高温加熱時の変形や２００〜５００ ℃でのショットブラスト処理による変形が少ないことが再生利用を決定する重要な因子となっている。このようなことから、缶体が２００ ℃以上における高い高温強度を有することも要求されている。

高強度鋼板を適用したドラム缶としては、例えば特開昭５６-７７０３９号公報（下記特許文献１）には、冷間圧延により降伏点が７０〜１００kg/mm^２とした未焼鈍の０.４〜０.９mm 厚冷延鋼板を缶胴板素材として、缶胴部と天板、地板との接続に供される加工部のみに熱処理を行い軟質化して成形性を確保するドラム缶の製造方法が提案されている。しかしながら、この技術では、８００ ℃での焼却処理時に缶体が焼鈍され、再生利用が著しく制御され、さらに、未焼鈍のため歪が発生したり、熱処理による表面酸化被膜の生成に加えて、加工部のみを熱処理するため工程が複雑となり大量生産に適さないなどの問題があり、実用化するまでに至っていない。

その対策として、特開平１１-０８０８８６号公報（下記特許文献２），特開平１１-０８０８８９号公報（下記特許文献３），特開平１１-３０２７８２号公報（下記特許文献４）に記載された技術が開示されているが、何れも本発明の課題を達成することができなかった。

即ち、特許文献２や特許文献３には、固溶Ｃのみの強化では延性の低下が大になるので、Ｎ添加（０.００５０〜０.０２００％）の複合が好ましいとの開示がされている。しかしながらこの場合にはＮが高いことにより、連続鋳造時に表面割れ等が発生し易く、歩留まり低下によるコスト増が発生することや、寒冷地で使用した場合の低温靭性の特性が不十分であった。

また、特許文献４では、Ｎｂ添加による細粒化による溶接部の溶接後の成形時の品質確保に必須であるとの開示があるが、Ｎｂ添加した場合に整粒の再結晶組織を得るためには焼鈍温度を過剰に上げる必要があり、Ｃ,Ｎが過剰に溶け込み延性を劣化させる弊害があることと製造性の影響と同時にコストアップにもなるという課題があった。
特開昭５６-７７０３９号公報特開平１１-０８０８８６号公報特開平１１-０８０８８９号公報特開平１１-３０２７８２号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、特に適正なベークハードニング性を有して、鋳造歩留まりに優れ低コスト且つ低温靭性に優れ再処理においても十分な強度を有して、変形し難いドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋼板組成、製造方法について種々検討した結果、適正量のＣ，Ｎを制御した上で、熱間圧延時の条件の加熱温度と仕上げ温度、巻き取りの最適化ならびに連続焼鈍工程での到達温度と冷却速度の過時効条件の最適な組み合わせにより上記課題を解決できる優れたドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法を見出し、本発明を成したものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）質量％で、Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可否的不純物からなり、かつ、前記Ｃ，Ｎのうち、固溶ＮとＣの合計で、０.０００５〜０.００２０％であることを特徴とするドラム缶用冷延鋼板。
（２）質量％で、Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可否的不純物からなる鋼素材を、１０００〜１２００℃の温度に加熱し、８２０〜９２０℃の温度で熱間圧延し、６００〜７００℃の温度で捲取り後、酸洗デスケーリングし、４０〜８５％の圧下率で冷延間圧延を行い、６６０〜７２０℃の温度で３０〜３００秒間再結晶処理した後、５℃/秒以上の冷却速度で３００〜４５０℃まで冷却し、３００〜４５０℃の温度範囲で１０〜３００秒保持した過時効処理を行い、１〜５％の圧下率で調質圧延を施すことにより、固溶ＮとＣの合計が０.０００５〜０.００２０％の鋼板を製造することを特徴とするドラム缶用冷延鋼板の製造方法。

本発明によれば、適正量のＣ，Ｎを制御した上で、熱間圧延時の条件の加熱温度と仕上げ温度、巻き取りの最適化ならびに連続焼鈍工程での到達温度と冷却速度の過時効条件の最適な組み合わせにより上記課題を解決できる優れたドラム缶用冷延鋼板およびその製造方法を提供することができるうえ、鋼板の薄肉化が達成でき、製缶コストの低減にも寄与できるなど産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明は上記の知見に基づいて構成されたものである。すなわち本目的を達成するための本発明は、鋼板の組成については質量％で、Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可否的不純物からなり、かつ、前記Ｃ，Ｎのうち、固溶ＮとＣの合計で、０.０００５〜０.００２０％であることを特徴とするドラム缶用高強度冷延鋼板およびその製造方法である。

まず、本発明の鋼板の化学組成の限定理由について説明する。以下の説明において、各成分の含有量は質量％を示す。
「Ｃ：０.００１５〜０.０６０％」
Ｃは延性を低下させ加工性を悪化させる有害な元素であるが、その量を制限すればドラム缶再生に極めて有効な元素となり、本発明にとって最も重要な化学成分となる。特に上限については０．０６０％を超えると有害な側面が顕著になるので０．０６０％以下、好ましくは０．０４０％以下とする。ただし効果的なＢＨ強化を得るためには０．００１５％以上含有させることが望ましく、必要なＢＨ効果に応じて増やすものとする。また鋼中の固溶Ｃ量は５ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ未満の範囲であることが望ましい。この固溶Ｃ量は内部摩擦法により分析されたものとする。この値が５ｐｐｍ未満だと充分なＢＨ効果が期待できず、一方、１０ｐｐｍ以上になると常温保管においてもＢＨ効果が現われてドラム缶の曲げ加工時に缶強度に必要な真円が得られなくなる。従って調質圧延ままの鋼板においては必ずこの固溶Ｃ範囲を確保する必要がある。
「Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％」
Ｓiは、強化元素として有用であるが、多量に含有すると冷間圧延性、表面処理性、耐食性が劣化する。このため、Ｓi含有量は０.００１５〜０.０６０％が好ましい。
「Ｍｎ：０.１５〜０.６０％」
Ｍｎは結晶粒を微細化する作用を有しており、Ｍｎの添加は材質上、０.１５％以上が好ましい。しかし、多量に添加すると、耐食性が劣化する傾向となるうえ、鋼板を硬質化させ冷間圧延性を劣化させるため、Ｍｎ：０.１５〜０．６０が好ましい範囲である。
「Ｐ：０.００１５〜０.０６０％」
Ｐは、鋼を著しく硬質化させ、ドラム缶製造時のフランジ加工性やネック加工性を劣化させるとともに、耐食性を著しく劣化させる。また、Ｐは鋼中で偏析する傾向が強く、溶接部の脆化をもたらす。このようなことからＰ含有量は０.００１５〜０.０６０％が好ましい。
「Ｓ：０.００１５〜０.０６０％」
Ｓは、鋼中では主として介在物として存在するため、鋼板の伸びを減少させ、さらに耐食性を低下させるため、できるだけ低減するのが好ましく、また、熱間延性を劣化させ、鋳造や熱間圧延の阻害要因となるので０.０６０％以下とする。

一方、Ｓの低減にかかるコストを勘案して０.００１５％以上とする、従ってＳ：０.００１５〜０.０６０％とする。
「Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％」
Ａｌは、脱酸元素として添加され鋼の清浄度を向上させる有用な元素であり、さらに組織を微細化させる作用も有しており、積極的に添加する。しかし、Ａｌ含有量が多いと鋼板表面性状が劣化し、固溶Ｎ量が顕著に低減する。このため、Ａｌ含有量は０.０６０％以下が好ましい。また、ＡｌＮの析出により結晶粒成長を抑えるピン止め効果を有するため、０.０１５〜０.０６０％％の範囲が好ましい。
「Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満」
Ｎは固溶ＮとしてＢＨ効果を増加させる元素であるが、Ｃ以上に常温保管においてＢＨ効果が現われやすくドラム缶の曲げ加工時の真円確保が得難くなる。従って極力少なく使用することが望ましいが、鋼製造が大気中で行われており不可避的に混入する元素であるからＡｌ添加によりＮをＡｌＮとして固定する。ここでＮ量が０．００５０％を超えるとＡｌによる安定したＮ固定が困難となるのでＮ量は０．００５０％以下、好ましくは０．００２５％以下とする。本発明においてはＢＨ効果をＮによらずＣのみで得ることを目指しているが、５ｐｐｍ未満の微量ＮであればＢＨ効果への補助的強化作用が期待できるので下限を０．００１５％とする。
「前記Ｃ，Ｎ含有量のうち、固溶ＮとＣの合計で、０.０００５〜０.００２０％」
製缶後の缶強度を安定して高強度にするためには、前記Ｃ，Ｎ含有量のうち、固溶ＮとＣの合計で、０．０００５〜０．００２０％の範囲とするのが好ましい。固溶Ｎ量の調整は、鋼素材の全Ｎ量およびＣ量と熱延（冷延）焼鈍条件の組合せで行うことができる。

なお、本発明でいう固溶Ｎと固溶Ｃ量とは、鋼中の全Ｎ量とＣ量から臭素エステルによる溶解による析出分析法で得られた析出量を差し引いたＮ量とＣ量の合計をいう。

上記以外の鋼材成分の残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記の成分を添加してもよい。

また、Ｃｕ：０.２％以下、Ｎi：０.２％以下、Ｃｒ：０.２％以下、Ｍo：０.２％以下、Ｎｂ：０.０２％以下、Ｔi：０.０２％以下、Ｂ：０.００１０％以下の範囲に制限するのが好ましい。これら元素が含有されることにより鋼板強度は増加するが、溶接性、溶接部の加工性および化成処理性が著しく劣化するため、ドラム缶への適用は極めて困難となり、上記範囲に限定する。

つぎに、鋼板の製造条件の限定理由について説明する。

上記組成の溶鋼を転炉、電気炉等通常公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造法、造塊法、薄スラブ鋳造法等公知の方法で、スラブに凝固させ鋼素材とするのが好ましい。これら公知の鋳造方法のなかでもマクロ偏析を防止するため連続鋳造法が好ましい。

また、熱間圧延時の加熱温度を１０００-１２００℃の範囲とし、仕上げ温度を９００-９２０℃に制御して、巻取りを行い、素材製造時の焼鈍工程で需要家での塗装ベーキング時に必要量のＣ，Ｎを溶け込ませ、析出させ需要家での再使用時の熱処理では更に素材製造時の焼鈍後の冷却時に塗装焼き付け時に生成したセメンタイトが適度に溶解して、固溶強化機構で再度ハイテン化することができる。
「１０００〜１２００℃の範囲に加熱」
鋼素材を、加熱し熱間圧延を施す。スラブ加熱温度は析出したＡｌＮの再固溶を防止し、熱延前段階で固溶Ｎ量を抑える温度域とするため１２００℃以下の範囲とするのが好適である。また、１０００℃未満では、変形抵抗が高くなり圧延荷重が増加して熱間圧延が困難となる。
「８２０〜９２０℃範囲で熱間圧延」
Ａ３変態点以上の温度域で熱延することにより均一な組織が得られ、最終製品の材質も均質となるうえ、熱延板段階で固溶Ｎを安定して確保でき、最終製品での機械的特性も安定するため熱間圧延温度は８２０℃以上とする。一方、熱間圧延温度が９２０℃を超えると熱延ワークロールに肌荒れが進展し表面品位が著しく劣化する。
「６００〜７００℃の範囲で捲取り」
加熱段階のＡｌＮ溶解で固溶したＮをＡｌＮとして再析出させる捲取り温度範囲とするため６００℃以上で捲き取り、７００℃超で捲き取ると材質バラツキが大きい。

上記のスラフ゛加熱と熱間圧延温度の組合せにより熱延鋼板中のＮはＡｌＮとして析出され、固溶Ｎは１０ppm以下となる。

熱延板は酸洗し、ついで冷間圧延により冷延板とする。熱延板の酸洗条件はとくに規定する必要はなく表面スケールが除去できればよく、通常公知の方法、例えば、塩酸、硫酸等の酸で表面スケールを除去する。熱延板を所定の板厚の冷延板とするために冷間圧延を施す。
「４０〜８５％の範囲で冷延間圧延」
熱延にて得られた均一組織を細粒化し、かつ焼鈍時の鋼板形状を平坦に維持して最終製品形状を良好に保つため、冷間圧延の圧下率は４０〜８５％の範囲とするのが好ましい。
「焼鈍温度６６０〜７２０℃で３０〜３００秒間の範囲で再結晶処理」
冷延板は再結晶温度以上の温度６６０〜７２０℃の範囲で３０〜３００秒間焼鈍する。ここでは、再結晶温度は再結晶終了温度を意味する。焼鈍を再結晶終了温度未満で実施すると、組織が未再結晶組織となる。未再結晶組織は、強度は高いが延性が低く、また、高温に晒された場合に急激に軟化する傾向を示すため、高温に晒される用途、例えば、溶接組立を行うドラム缶等の用途には不適となる。さらに、鋼板の幅方向、長手方向で材質のバラツキが大きくなる。

なお、固溶Ｎ量の確保のため６６０〜７２０℃の範囲で３０〜３００秒間の時間保持することが好ましい。

焼鈍はＢＡＦを使わず過時効炉を有する連続焼鈍にて行う。焼鈍サイクルは炭化物が溶解し固溶Ｃが増え、かつＡｌＮが析出し固溶Ｎが低減する温度域と時間の範囲であり、熱延段階で固溶Ｎ≦１０ppmとなった鋼板は再結晶処理時に更にＡｌＮ析出が進み固溶Ｎ量は１〜２ppmとなる。
「５℃/秒以上の冷却速度」
再結晶温度から過時効温度域までを５℃/秒以上で冷却することにより結晶粒内炭化物の析出を誘起させる。
「過時効温度３００〜４５０℃で１０〜３００秒間保持する過時効処理」
粒内、粒界の炭化物析出サイトに過剰な固溶Ｃが析出できる温度と時間の範囲とするため、３００〜４５０℃の範囲で１０〜３００秒間保持して過時効処理を行う。過時効処理は低温になると固溶Ｃ析出に長時間を要すので下限を３００℃とする。一方、平衡的に固溶されるＣが多くなる高温域の上限は４５０℃とする。この温度域で平衡的に固溶したＣ量は１０ppm以下である。保定時間が長いほど固溶Ｃ析出は進むが１０〜３００秒で効果が徐々に弱まり、上限時間以上の保定は生産性を阻害する。

熱延および連続焼鈍＋過時効処理にて固溶Ｎは１〜２ppm、固溶Ｃは１０ppm未満となる。内部摩擦法による測定では固溶Ｃ+Ｎ合計は５〜２０ppmである。

焼鈍済みの冷延鋼板はさらに調質圧延を施される。調質圧延は、降伏点伸びを消滅、あるいは軽減し、さらに鋼板表面粗度の調整および原板の形状性の改善のために実施する。調質圧延の圧下率は８％以下とするのが好ましい。圧下率が８％を超えると鋼板の延性が劣化するし、圧延反力が大きくなりすぎて圧延機の許容荷重を越えることがある。なお、表面粗度の調整のためには１％以上５％以下とするのが好ましい。

調質圧延済みの鋼板は、必要に応じ、亜鉛めっき、クロムめっき、錫めっき、錫−亜鉛合金めっきなどの表面処理を行ってもよい。また、表面処理を行う場合も行わない場合も防錆や潤滑性を持たせるため、クロメート処理や潤滑塗装などを行ってもよい。フィルムをラミネートしてもよい。

ドラム缶は、胴、天板、地板から構成されている。本発明の冷延鋼板を素材として天板、地板をプレス加工し、曲げ加工により円筒を成形し、その両端部を重ねシーム溶接あるいは突合わせ溶接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。地板のみを巻き締めたオープンタイプと、天板も巻き締めたクローズタイプがある。ドラム缶に成形したのち、化成処理、塗装−焼付け工程を施す。本発明の冷延鋼板を用いたドラム缶では、塗装後の焼き付け工程で、強度が大きく増加し、従来にはない高い缶体強度を示すようになる。本発明の冷延鋼板をドラム缶体の胴板、天板、地板の少なくとも１つに適用することにより、缶体強度増加の効果が得られる。また、ドラム缶を再生利用する際の加熱でも強度が落ちにくいので１５回もの再生利用に耐える。従来は４〜５回程度の再生利用しかできなかった。特許文献２にあるように固溶Ｎだけを活用しても、再生利用の際の加熱で固溶ＮがＡｌＮとして析出してしまうため、強度が低下のしかたが比較的大きい。これに対して本願では連続焼鈍時の過時効処理で析出したＦｅ_３Ｃが７００℃付近で溶解して固溶Ｃが増えるため、再生利用を数多く行っても強度のが低下しにくい。ただし、１５回以上再生利用すると結晶粒が急激に大きくなり強度が低下してしまうので再生利用の上限を１５回とした。これは、析出物が溶解してしまうことでピン留め効果がなくなるためと考えられる。本発明の冷延鋼板は、主に固溶ＮによるＢＨ効果にてドラム缶製造時の塗料乾燥での強度向上と主に固溶ＣによるＢＨ効果にて再生利用での強度確保を実現することができる。

ドラム缶用鋼板の材質の一例は板厚１．０〜１．２ｍｍで、降伏点（以下、ＹＰと称す）＝２２５ＭＰａ、引張り強度（以下、ＴＳと称す）＝３４３ＭＰａである。探索試験の素材はドラム缶素材に使われる低炭素アルミキルド鋼スラブとした。鋼成分は表１のとおりである。これを１２３５℃狙いにて加熱し、９００℃狙いにて熱間圧延し、６７０℃狙いにて捲き取った。さらにデスケーリングし、冷間圧延し、連続焼鈍にて再結晶焼鈍と４００℃かつ１２０秒の過時効（ＯＡ）処理を施し、１％狙いの調質圧延を施した冷延鋼板のＹＰ、ＴＳ測定と内部摩擦法による固溶（Ｃ＋Ｎ）量測定を行った。調圧後ＹＰは３７６ＭＰａ、ＴＳは３９６ＭＰａであり、固溶（Ｃ＋Ｎ）量は９ｐｐｍ％である。この鋼板を電気炉に装入し７００℃に加熱し、その温度に６０秒間保定し、その後電気炉から取り出して空冷による急速冷却処理を行い、常温でのＹＰ、ＴＳ測定と内部摩擦法による固溶（Ｃ＋Ｎ）量調査を行った。このＹＰ、ＴＳ値はショットブラストなしの鋼板強度である。この加熱焼却処理と材質測定を最大２５回繰り返した結果を表２および図１に示す。また、冷延鋼板製造工程でのＣ,Ｎの状態を表３に示し、また、ドラム缶製造工程及び再生利用でのＣ，Ｎの状態を表４に示す。

この結果から以下のことが立証された。
(1)調質圧延まま鋼板と１〜１５回焼却処理された鋼板のＹＰ、ＴＳ値は同等にある。
(2)１５回焼却した鋼板の固溶（Ｃ＋Ｎ）量は２５ｐｐｍ％であり、素材鋼板９ｐｐｍより増加しておりショットブラストによるＢＨ効果が強化される。

また、表５に示す化学成分の鋼を実機転炉にて溶製し、連続鋳造し、次いで表２に示す熱間圧延と冷間圧延を施し板厚を１．２２ｍｍとした。本発明材の連続焼鈍は過時効処理が可能な炉にて再結晶焼鈍しており、次いで２％の調質圧延を施して仕上げ板厚を１．２ｍｍとした。比較材には過時効処理が生じないよう過時効炉板温を３００℃以下とした再結晶焼鈍を施した。本発明材および比較材とも調質圧延の圧下率は２％とした。得られた冷延鋼板から固溶Ｃ、Ｎ量と引張り強度を調査する試験片を切り出し、固溶Ｃ、Ｎ量および缶体強度の指標であるＹＰ、ＴＳ値を調査した。次いでこれらの冷延鋼板を実際にドラム缶に成形した際の加工性能を調査した。これらの結果を表７に示す。

ドラム缶は円筒形状に曲げ加工した胴板の両端部をシームあるいは突合せ溶接した後、天板、地板を捲き締めて作られる。ドラム缶体となった後は化成処理され、塗装と焼付けが施される。本発明の連続焼鈍材は従来のＢＡＦ焼鈍材と異なり固溶Ｃおよび少量の固溶Ｎを有しており焼付けによって歪み時効によるＢＨ強化が生じて、塗装前のより強度増加した缶体が得られる。

表７から本発明例１〜６は良好な缶体成形性能を有していることが判る。一方、比較例７、８，１２は固溶Ｃ、Ｎ量が本発明範囲上限を超えており、曲げ加工性が不良であった。また比較例９、１１は再生利用回数が４回と少ない。比較例９はＡｌ量が本発明範囲下限を外れており、比較例１１はＮ量が本発明範囲下限を外れている。いずれの条件もＡｌＮ析出量が不足して結晶粒成長を抑えるピン止め効果が弱く、再生時の８００℃焼鈍にて粒成長軟化が促進されたと推察される。比較例１０も再生利用回数が３と少ないが、これはＡｌ量が本発明上限外れにあり、ＡｌＮ析出物が粗大化してピン止め効果を失ったことによるものと推察される。

本発明のドラム缶用冷延鋼板に加熱焼却処理と材質測定を最大２５回繰り返した結果を示す図である。

Claims

質量％で、
Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、
Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、
Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、
Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、
残部がＦｅおよび不可否的不純物からなり、
かつ、前記Ｃ，Ｎのうち、固溶ＮとＣの合計で、０.０００５〜０.００２０％であることを特徴とするドラム缶用冷延鋼板。
質量％で、
Ｃ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｓｉ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｍｎ：０.１５〜０.６０％、
Ｐ：０.００１５〜０.０６０％、
Ｓ：０.００１５〜０.０６０％、
Ａｌ：０.０１５〜０.０６０％、
Ｎ：０.００１５％以上〜０.００５０％未満を含有し、
残部がＦｅおよび不可否的不純物からなる鋼素材を、１０００〜１２００℃の温度に加熱し、８２０〜９２０℃の温度で熱間圧延し、６００〜７００℃の温度で捲取り後、酸洗デスケーリングし、４０〜８５％の圧下率で冷延間圧延を行い、６６０〜７２０℃の温度で３０〜３００秒間再結晶処理した後、５℃/秒以上の冷却速度で３００〜４５０℃まで冷却し、３００〜４５０℃の温度範囲で１０〜３００秒保持した過時効処理を行い、１〜５％の圧下率で調質圧延を施すことにより、固溶ＮとＣの合計が０.０００５〜０.００２０％の鋼板を製造することを特徴とするドラム缶用冷延鋼板の製造方法。