JP2689148B2 - 耳発生の小さい絞り缶用鋼板の製造法 - Google Patents

耳発生の小さい絞り缶用鋼板の製造法

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は絞り加工時に耳発生が小さい缶用鋼板の製造
法に関するものである。
(従来の技術) 食品を詰める食缶は、天部、地部、胴部を溶接、接着
等の方法で接合して製缶されたスリーピース缶が主流を
なしているが、最近では消費者の好みや、製缶能率、製
缶コストなどの点からツーピース缶、すなわち絞り加工
により成型された胴部、地部を有する容器に上蓋を接合
した缶が普及してきた。このツーピース缶はその製造法
により2種類に大別される。すなわち絞り成型のみによ
り製造される比較的缶高さの低い絞り缶または再絞り
缶、絞りおよびその後のしごき加工により製造されるDI
缶である。
このような絞り加工が施される素材は一般に鋼板から
缶を製造する際の鋼板歩留りを上げるため絞り加工にお
ける耳発生が小さいこと、つまりr値の面内異方性(Δ
r)が小さいことが要求されている。同時に製缶コスト
低減のため素材自体の薄手化の要求も強くなっており、
内容物を保護するため硬質素材が要求される。
これらの特性を要求される缶用鋼板の製造についてこ
れまでにも検討され提案がなされている。例えば特開昭
58−151426号公報では低炭素Alキルド鋼をAr3変態点以
上の高温仕上げとし、また巻取温度も高くした熱延と、
80〜95%の高圧下率の冷延を行ない値の向上とΔrの
改善を図っている。前記公報記載の方法によると、それ
なりの作用効果があり面内異方性が減少されている。し
かし耳発生の抑制が十分であるとは言い難く、特に高冷
延圧下率の場合その傾向が大きく、さらに改良を図る必
要がある。
ところで、耳はいわゆるr値の面内異方性、Δrに起
因しており鋼板の結晶集合組織と密接な関係がある。こ
のΔrは 1)熱間仕上げ温度 2)冷延圧下率 3)炭化物又はAlNなどの析出物の再結晶過程における
析出挙動や分散状態等 により大きく変化することが知られている。従来、絞り
缶用鋼板の熱延はAr3変態点以上の仕上げ温度で行われ
てきたが、これは熱延仕上げ温度をAr3変態点未満にす
ると(100)組織が発達し耳が大きくなるためである。
また冷延圧下率も大きな要因であり約85%を境に圧下率
が低過ぎると(110)組織が、高過ぎると(100)組織が
発達し耳を大きくする。このように耳発生を小さくする
ための最適な製造条件を考える上で集合組織の制御は重
要である。
(発明が解決しようとする課題) 製缶素材の薄手化を図るには (1) 冷延圧下率を高くする (2) 熱延板の板厚を薄くする という二つの手段が考えられるが、絞り缶用鋼板のよう
な極薄板は冷延圧下率が90%以上に及んでいるため、冷
延圧下率をより以上に高くする(1)の手段は前述の理
由から耳発生抑制の点で問題がある。また(2)の手段
は熱延生産性の低下という問題が生ずる。
その上一般に極薄鋼板を連続焼鈍する際には、ヒート
バックルと呼ばれる現象が起こり鋼板に疵が発生しやす
いという操業上の問題がある。
さらに省エネルギーの点から連続鋳造した熱片を直接
熱延する製造法(以下CC−DRという)が期待されている
が、本発明が目的とする鋼板をCC−DRを適用して製造す
る方法は未だ開発されていない。
本発明はかかる実情に鑑み、冷延圧下率をより高圧下
率としても耳発生が小さい絞り缶用鋼板を製造すべく種
々の研究を行った結果なされたもので、省エネルギーを
図りながら、かつ熱延生産性を低下させることのないよ
う高冷延圧下率で製造され、硬度(HR30T)61以上、板
厚0.22mm以下、連続焼鈍で製造可能でかつ耳発生の小さ
い絞り缶用極薄鋼板の製造法に関する。
(課題を解決するための手段) 本発明者らはかかる問題点について鋭意検討した結
果、低C、P、N成分とし、1100℃未満の低温でスラブ
加熱したものは、再冷延を組合せることにより耳発生が
最小となる冷延圧下率が上昇すること、すなわち85%以
上の高圧下率領域においては全冷延圧下率が同じであれ
ば再冷延を組合せた方が耳の発生は小さいことを知見し
た。この現象は集合組織的に見ると再冷延を組合せる
と、全冷延圧下率の上昇に伴なう(100)集合組織の発
達が抑えられることに起因していることがわかり、この
知見に基づき別途特許出願をした。
鋼成分、熱延仕上げ温度および再冷延が耳発生率(イ
ヤリング率)に及ぼす効果を第1図に示す。従来鋼(成
分はwt%、C:0.030%、Si:0.012%、Mn:0.20%、P:0.01
3%、S:0.011%、Al:0.050%、N:0.0023%、Al/N:21.
8、スラブ加熱温度:1150℃、巻取温度:650℃、Hot板厚:
1.8mm、連続焼鈍:640℃)および本発明鋼(低C,P,N成分
鋼、成分はwt%、C:0.020%、Si:0.012%、Mn:0.20%、
P:0.008%、S:0.011%、Al:0.050%、N:0.0016%、Al/
N:31.3、スラブ加熱温度:1050℃、巻取温度:658℃、Hot
板厚:2.4mm、連続焼鈍:640℃)について示しているが、
スラブ低温加熱を行った低C、P、N成分鋼は冷延、焼
鈍後(1CR)において、従来鋼に比べ高冷延圧下率領域
でイヤリング率が小さくなっている。またスラブ低温加
熱を行った低C、P、N成分鋼は再冷延(2CR)を組合
せること、または熱延仕上げ温度をAr3変態点未満にす
ること、さらにそれらを複合させることによりイヤリン
グ率が低減することがわかる。第1図でFT≧AR3とは熱
延仕上げ温度890〜910℃、FT<Ar3とは熱延仕上げ温度:
820℃であった。
さらに本発明者らはCC−DRを行なっても本発明の目的
が達成されるべく種々検討した結果、本発明特定の低
C、P、N成分とした材料は、熱延仕上げ温度を従来耳
の発生に不利といわれていたAr3変態点未満とした場
合、スラブ加熱条件(含むCC−DR)によらず耳発生が小
さくなることを見出した。
第2図は本発明特定の成分(成分はwt%、C:0.020
%、Si:0.012%、Mn:0.20%、P:0.008%、S:0.011%、A
l:0.050%、N:0.0016%、Al/N:31.3)を有するスラブを
CC−DRしたものと1050℃の低温加熱したものの熱延仕上
げ温度および再冷延(2CR)が見発生率(イヤリング
率)に及ぼす効果を示す。製造条件は巻き取り温度:650
〜670℃、Hot板厚:2.4mm、連続焼鈍:640℃である。CC−
DR材のイヤリング率は、熱延仕上げ温度がAr3変態点以
上(890〜900℃)の場合は高冷延圧下率領域で大きくな
っているが、熱延仕上げ温度をAr3変態点より低く(800
〜820℃)することにより低温加熱材なみに小さくなっ
ている。さらに、再冷延を組合せることでイヤリング率
が低限することがわかる。
また第2図には示していないが1250℃の高温スラブ加
熱材についてもCC−DR材とほぼ同じ結果を得ている。
以上のように、耳発生に及ぼす成分および製造条件の
影響を詳細に調査した結果、本発明者らはCC−DRが可能
でかつスラブ加熱条件にほとんど影響をうけず、さらに
熱延生産性を低下させることなく、つまり冷延圧下率を
より高圧下率としながらも従来材より耳発生の小さい、
かつ必要とする硬度を持つ絞り缶用鋼板の製造法を見出
したものである。
(作 用) 以下、本発明を詳細に説明する。
Cは強度を高める作用があり目的とする硬度を確保す
るため0.010%以上含有させるが、一方その含有量が多
くなると、(110)組織の発達が妨げられ、同時に(10
0)組織が発達して本発明の効果が得られないばかりか
鋼中の炭化物が増え缶絞り加工性を劣化するので0.040
%以下にする。
Siは缶用鋼板の耐食性を劣化させるため、0.03%以下
とする。
Mnは熱延時の耳割れを防ぐため0.05%以上必要な成分
であるが、0.35%を越えると加工性の劣化および(11
0)組織の発達が抑制される結果耳発生の増大を招くの
で上限を0.35%とする。より好ましい範囲は0.08〜0.25
%である。
Pは絞り缶用材料のような極薄材の缶絞り加工性、さ
らに本発明の要点である(110)組織の発達を介して耳
発生に大きな影響を与えることを知見した。本発明の目
的を達成するため0.015%以下に制限するが、好ましく
は0.010%、さらに好ましくは0.008%以下とする。
Sは熱延時の耳割れ、および製品の缶絞り加工性の点
からも少ない方が好ましく0.015%以下とする。
Alは脱酸のため添加される成分であり、0.03%以上含
有させる。一方その含有量が多くなるとスリバー疵等の
表面欠陥を生じるので0.15%以下とする。好ましくは0.
04〜0.12%である。
Nは本発明において重要な成分で耳発生を抑えるため
に、0.0025%以下とするが含有量は少ない程(110)組
織の発達が促進され耳の発生は小さくなる。好ましくは
0.0020%以下とする。
また本発明の効果はAl/N≧30に特定することによって
安定して得られるのでAl/N≧30とする。Al/N<30の場合
は(110)組織の発達が不十分なため本発明の効果が失
われる。
以上の成分組成からなる鋼は、転炉、電気炉などで溶
製され、連続鋳造にてスラブとされ、鋳造後直接あるい
は再加熱後、熱延される。再加熱する場合、加熱温度は
特定する必要はないが低温の方が耳発生抑制の点からは
若干有利で、これに関しては別特許として出願中であ
る。
熱延仕上げ温度はAr3変態点未満とする。これは本発
明の重要な限定条件であり、本発明の様に成分を特定し
た鋼においては熱延仕上げ温度をAr3変態点未満とする
ことによりスラブ加熱条件にほとんど影響されず高冷延
圧下率としたときの耳発生が小さくなるという知見によ
る。
巻き取り温度は低過ぎると冷延、焼鈍後の缶絞り加工
性が劣化し同時に(110)組織の発達を妨げ耳を大きく
する。また高過ぎるとスケールが厚くなり酸洗性が悪化
するため630℃以上750℃以下とする。
その後、第1回目の冷延が施される。この冷延圧下率
はユーザーからの薄手化の要望に応え、かつ熱延板板厚
を厚くし熱延生産性を阻害しないようにするには高圧下
ほど望ましい。しかし、あまり高圧下率とすると本発明
特定の成分、熱延条件としても耳の発生が大きくなるた
め上限を95%とする。逆に低過ぎると耳発生が大きくな
るだけでなく熱延板板厚を薄くしなければならないため
熱延生産性を低下させる。そのため下限を85%とする。
焼鈍温度は再結晶温度以上であればそれほど高温とし
なくても十分な効果が得られることと、目標とする硬度
を得るためには低い方が好ましいため再結晶温度以上、
670℃以下に制限した。焼鈍方法は箱焼鈍でも連続焼鈍
でもかまわないがより硬質の素材を得るためには連続焼
鈍が望ましい。
さらに再冷延を行なうがこれは材料に必要な強度を付
与することと、本発明における重要な知見つまり製造条
件を前述のように規制したものでは、同じ全圧下率であ
れば再冷延を組合せた方が耳発生が小さくなるという知
見に基づいて行なわれるものである。この際、再冷延圧
下率が低過ぎると必要な硬度が得られず、また高過ぎる
と(100)組織の発達が顕著になり耳発生が大きくなる
ため8〜30%に限定する。
(実施例) 表1に示す条件で絞り缶用鋼板を製造した。焼鈍はす
べて連続焼鈍である。この結果からわかるように本発明
範囲内の条件で製造された鋼板は最終製品のイヤリング
率3%以下となっており耳が小さくなっている。また硬
度についても本発明範囲内のものは目的とする硬度を達
成している。鋼1と2、鋼3と4または8と11を比べる
と各スラブ加熱温度における熱延仕上げ温度および再冷
延の効果が明らかである。
製造条件が本発明範囲外のものはいずれも耳が大きく
なっているか、または硬度が不足している。例えば鋼2,
4,10,11は熱延条件、冷延条件が本発明範囲外であるた
め耳が大きいかまたは硬度が不足しており、鋼12,13,14
は成分が条件外であるため耳が大きくなっている。また
鋼5は焼鈍温度が高過ぎたためヒートバックルが発生し
ており同時に硬度も不足している。
(発明の効果) 本発明に従い絞り缶用素材を製造することでスラブ加
熱条件によらず、かつ熱延生産性を低下させることな
く、耳が小さく、硬度(HR30T)61以上、板厚0.22mm以
下の極薄材料を得ることができる。本発明によれば再加
熱する場合の抽出温度が制約されないため製造スケジュ
ールを決める上で柔軟な操業が可能となる。また熱延仕
上げ温度がAr3変態点未満の低温となっているため、鋳
造後、直接熱延する際に問題となる熱延入側のスラブ温
度確保や、特に極薄容器材料の熱延時に起きる熱延仕上
げ温度のAr3変態点以上の確保といった操業上の問題点
が解消する。しかもCC−DRの適用、冷延後の焼鈍温度の
低温化による大きなコスト削減も期待でき経済的効果は
極めて大きい。さらに再結晶焼鈍後に再冷延を行うため
連続焼鈍時の板厚が厚くでき、極薄板の連続焼鈍時に問
題となるヒートバックルの解決にもなる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は全冷延圧下率とイヤリング率の関
係を示したものである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で C:0.010〜0.040% Si≦0.03% Mn:0.05〜0.35% P≦0.015% S≦0.015% sol.Al:0.03〜0.15% N≦0.0025% ただしAl/N≧30 を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼片を
    Ar3変態点未満の仕上げ温度で熱間圧延を行い630〜750
    ℃にて巻き取り、脱スケール後、85〜95%の圧下率で冷
    間圧延し、再結晶温度以上670℃以下の温度で焼鈍し次
    いで8〜30%の再冷延を行うことを特徴とする耳発生の
    小さい絞り缶用鋼板の製造法。
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