JP3421943B2 - 缶用冷間圧延鋼板 - Google Patents

缶用冷間圧延鋼板

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ピンホールや破胴
などの、酸化物系介在物に起因する製缶不良を低減させ
た缶用冷間圧延鋼板に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、缶用素材は、所定の化学成分の連
続鋳造鋳片を、熱間圧延、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍、
調質圧延または二次圧延(DR圧延)することにより得
られた冷間圧延鋼板を、表面処理することにより製造さ
れる。特に、Alキルド鋼より製造される缶用素材は、
精錬工程での脱酸時に生じる酸化物系介在物(脱酸生成
物)が鋼中に内在するため、それが原因となって製缶加
工時には、ピンホール状の欠陥や缶胴側壁部の破断など
の製缶不良を引き起こし問題となっている。 【0003】従来、酸化物系介在物に起因する製缶不良
を低減させるため、鋳片中での酸化物系介在物の組成、
粒径、個数密度を限定し、圧延後の酸化物系介在物の存
在形態あるは分布状態を制御する方法が開示されてい
る。 【0004】たとえば、特開平6−172925号公報
には、鋳片において、粒径200μm以下の酸化物系介在
物を1Kg当たり103個以下に分散させ、かつ、鋳片に
含まれる酸化物系介在物の融点を1350℃以下あるいは16
50℃以上にすることにより、圧延時に破砕される酸化物
系介在物の厚みを5μm以下に抑え、ピンホールやフラ
ンジクラックといった製缶不良を低減させる方法が開示
されている。 【0005】また、特開平7−207403号公報に
は、鋳片において、粒径200μm以下の酸化物系介在物
を1Kg当たり103以下に分散させ、かつ、鋳片に含ま
れる酸化物系介在物に、MgOを、重量%で少なくとも
4%以上含有させることにより、圧延時に破砕される酸
化物系介在物の厚みを5μm以下に抑えると同時に、酸化
物系介在物を難伸延性のものにすることで、圧延後に破
砕された酸化物系介在物が長く伸延して連続的な分布状
態になることを防止し、もってピンホールや破胴といっ
た製缶不良を低減させる方法が開示されている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
飲料缶や食缶などの軽量化ならびに低コスト化のニーズ
から、製缶加工技術の発展と併せて、缶用素材には、高
強度化・薄肉化ならびに高速製缶性が要求されるように
なり、従来に増して、より厳しい加工が施されるように
なってきた。 【0007】このような状況下において、特開平6−1
72925号公報や特開平7−207403号公報に開
示された鋳片をもとに製造される冷間圧延鋼板では、製
缶不良を十分に低減させることができなくなってきた。 【0008】また、特開平6−172925号公報や特
開平7−207403号公報に開示されているように製
鋼段階において、粒径200μm以下の酸化物系介在物を
1Kg当たり103個以下に分散させた鋳片を製造するこ
とを詳細に検討してみると、仮に粒径200μmの球形介
在物が1Kg当たり103個存在したとして、このときの
T.O値を見積もってみると、T.O=0.01ppm程度になる。現
実の大量生産規模(転炉、電気炉ー連鋳法)で生産され
る鋳片のT.O値は最低でも4〜5ppm程度である(文献:第
126,127回西山記念講座「高清浄鋼」p.123(s63))。従
って、このような鋼を製造することは操業性や歩留りが
著しく低下して低コスト化の観点からは望ましくない。 【0009】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、厳しい加工条件下においても、酸
化物系介在物に起因する製缶不良の少ない缶用冷間圧延
鋼板を提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、熱間圧
延ならびに冷間圧延することで破砕された微細な酸化物
系介在物の特殊な分布形態(点列状介在物群)の単位面
積当たりの個数を所定値以下に制限することにある。 【0011】すなわち、前記課題は、連続鋳造鋳片を、
熱間圧延、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延または
二次圧延(DR圧延)することにより得られた冷間圧延
鋼板を、表面処理することにより製造される缶用冷間圧
延鋼板において、重量%で、C:0.01〜0.12%、Si:
0.05%以下、Mn:0.1〜0.6%、P:0.03%以下、S:
0.03%以下、sol.Al:0.02〜0.1%、N:0.005%以下
を含有し、残部がFeからなり、前記冷間圧延鋼板の圧
延面に平行な任意断面を被検面とし、その被検面に観察
される点列状介在物群(酸化物系介在物のうち3個以上
が圧延方向に対して平行に、且つ互いに200μm未満
の距離をおいて直線状に並んだもの)の存在割合が、任
意被検面当たり6003個/m 〜2×10 個/m である
ことを特徴とする缶用冷間圧延鋼板により解決される。 【0012】(発明に至る経緯)本発明者等は、上記課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた。まず、製缶加工時に
発生する製缶不良の実態を調査した。製缶不良部位に内
在する酸化物系介在物の成分を調査すると、その約6割
がAl23単独の介在物であり、残り約4割が重量部で
80%をAl成分とし、残部がMg、Ca、Fe、Si
などの成分を含む多元系のAl23系介在物であった。
また、これらの酸化物系介在物のほとんどが、冷間圧延
鋼板中では、粒径20μm以下で存在していることもわ
かった。これは、圧延工程において、酸化物系介在物が
非常に微細に破砕されたためである。 【0013】そして、製缶不良部位に内在する粒径20
μm以下の微細な酸化物系介在物は、圧延方向に沿って
互いに重なり合うことなく点列状に分布し、ミシン目を
形成しているかのごとく存在していることもわかった。 【0014】このような知見から、本発明者らは、製缶
加工時に点列状に分布している酸化物系介在物の一つが
起点となり亀裂が発生して、引き続き、隣接の酸化物系
介在物に亀裂が連続的に伝搬することで、製缶不良が起
きていると推定した。 【0015】本来、鋼中には、酸化物系介在物のほか
に、窒化物系介在物、炭化物系介在物、硫化物系介在物
等も含まれるが、これらの介在物は製缶不良にほとんど
関与していないこともわかった。 【0016】本発明者らは、上記知見をもとに、微細な
酸化物系介在物に限定して、さらにその分布形態ならび
に量に着眼し、製缶不良との関連性を調査した。 【0017】まず、種々の条件で製造した冷間圧延鋼板
コイルを表面処理して得られた缶用素材を用い実験室で
製缶試験を実施した。実験室での製缶試験の場合、製缶
不良発生率が1%以下であれば、実際の連続製缶ライン
においては全く問題のない水準である。 【0018】次に、製缶試験に供した缶用素材の冷間圧
延鋼板から試料をサンプリングし、鋼板の圧延面に平行
な任意断面を被検面とし、この被検面に観察される酸化
物系介在物の分布形態を定量化する指標を検討した。 【0019】圧延によって破砕された介在物の分布形態
を考慮した清浄度判定法としては、JISG0555法
がある。本発明者らは、この方法によって求めた清浄度
と製缶不良発生率との関係を調査したが、両者間にはバ
ラツキが大きく相関性が低いため、缶用冷間圧延鋼板の
清浄性を示す指標としては適応できなかった。 【0020】そこで独自に缶用冷間圧延鋼板の清浄性を
示す指標を確立すべく、種々の検討を行った結果、下記
のような指標を設定するに至った。すなわち、冷間圧延
鋼板の任意被検面に観察される(1)3個以上の酸化物
系介在物が(2)圧延方向に対して平行に、且つ直線状
に並び、(3)隣接するすべての単一介在物間の距離が
200μm未満、の条件が満たされているとき、これを
一つの独立した「点列状介在物群」と定義し、単位面積
当たりの「点列状介在物群」個数を計測することによっ
て、缶用冷間圧延鋼板の清浄性を評価するものである。 【0021】上記点列状介在物群の定義に関して、介在
物群を構成する酸化物系介在物を2個以下とすると、製
缶不良発生率との間にバラツキが大きく相関性が低くな
る。 【0022】また、介在物群を構成する酸化物系介在物
が3個以上であっても、圧延方向に対して平行に且つ直
線状に並んでいないものは、亀裂として伝搬する方向が
圧延方向からずれ、ミシン目としての効果が低減するた
め、結果的に製缶不良発生率との間にバラツキが大きく
なる。また、隣接するすべての単一介在物間の距離を2
00μm以上に設定すると、亀裂が酸化物系介在物間を
連続的に伝搬する確率が著しく低下すると推定され、製
缶不良発生率との間に相関性がなくなる。従って、上記
(1)〜(3)の定義を適用するに至った。 【0023】図1に、冷間圧延鋼板の被検面に観察され
る酸化物系介在物の点列状介在物群と製缶不良発生率と
の関係を示した。図1に示すように上記(1)〜(3)
の定義による点列状介在物群の個数と製缶発生不良率と
の間には良好な相関性が得られ、缶用鋼板の清浄性を評
価する指標となりうることがわかる。 【0024】そして、この指標を用い製缶不良率との関
係を調査した結果、点列状介在物群の個数が、2×10
4個/m2を越えれば製缶不良発生率が1%を越えるた
め、本発明は点列状介在物群の個数を、2×104個/m
2以下に限定した。 【0025】被検面を得る方法は特に限定するものでは
ないが、酸化物系介在物が明確に認識できる方法であれ
ばよく、機械的研磨あるいは化学的研磨を用いることが
できる。また、被検面に存在する酸化物系介在物を観察
する方法は、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡が使用で
き、さらに画像解析装置を組み込んだものでもよい。 【0026】 【0027】本発明における鋼の組成は、重量%で、
C:0.01〜0.12%、Si:0.05%以下、Mn:0.1〜0.6
%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、sol.Al:0.02
〜0.1%、N:0.005%以下を含有し、残部がFeからな
るものである。その他、必要に応じてB等の合金元素を
添加しても、本発明の作用効果を損なうものではない。 【0028】本発明は、製造方法に関しては特に限定す
るものではないが、望ましい条件について以下に説明す
る。 まず、転炉において吹錬を行い、所定の成分に調整
して、スラグ固化用CaOを投入しスラグストッパーを
使用して転炉スラグの流出防止を行いつつ出鋼する。
に、RHにおいて真空脱ガス処理を実施し、アルミニウ
ムを投入して脱酸し、さらにArガスバブリングを行い
ながら還流することにより、脱酸生成物であるAl
粒子を凝集合体、浮上除去する。そして、連続鋳造に
より鋳片とする。次に、連続鋳造鋳片を熱間圧延、酸
洗、冷間圧延後、連続焼鈍し,さらに調質圧延または二
次圧延(DR圧延)、表面処理を行う。 【0029】熱間圧延は常法に従い、加熱温度:1100〜
1250℃、仕上温度:800〜900℃、巻取温度:500〜700℃
程度とすることができる。また、冷間圧延においては、
冷圧率を80〜95%程度、焼鈍温度は再結晶温度以上とす
ることが望ましく、調質圧延または二次圧延(DR圧
延)の伸長率ならびに圧下率は、板厚、強度、加工性等
に応じて適宜選定すればよい。 【0030】表面処理の種類も特に限定するものではな
く、電解クロメート処理,錫メッキ等種々の表面処理を
目的に応じて選定すればよい。さらに,表面処理後,プ
レコートあるいはPETフィルム等のフィルムラミネー
トを行ってもよく,その場合も本発明の効果は充分発揮
される。 【0031】 【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。C:
0.03〜0.05%、Si:0.01%、Mn:0.15〜0.25%、
P:0.01〜0.02%、S:0.005〜0.02%、sol.Al:0.0
3〜0.06%の溶鋼を精錬するため、転炉において吹錬後
所定の炭素濃度に調整して、スラグ固化用CaOを投入
しスラグストッパーを使用して転炉スラグの流出防止を
行いつつ、出鋼した。 【0032】次に、RHにおいて真空脱ガス処理を実施
し、アルミニウムを投入して脱酸し、さらにArガスバ
ブリングを行いながら還流することにより、脱酸生成物
であるAl23粒子を凝集合体させ、浮上除去した。 【0033】その後、垂直曲げ型連続鋳造機にて、220
〜250mm厚の鋳片に鋳造したのち、1200℃で再加熱し
て、1.8〜2.0mm厚に熱間圧延した。そして、酸洗した
後、冷間圧延、連続焼鈍、DR圧延を行い、最終的に板
厚0.2mmの冷間圧延鋼板コイルを作製した。 【0034】このようにして得られた冷間圧延鋼板コイ
ルから、30mm×30mmの試料をサンプリングして、片
面を対象に、研磨紙320番、600番、1000番の順で粗研磨
した後、10%アセチルアセトン系電解液(アセチルア
セトン10部、テトラメチルアンモニウムクロライド1
部、残部メタノール)中、0.5A、10分で定電流電
解研磨して、被検面を作成した。その後、画像解析装置
を備え付けた電子顕微鏡を使用して、被検面に観察され
た酸化物系介在物の特性X線像をカラー画像として取り
込み、さらに画像解析処理により、点列状介在物群の単
位面積当たりの個数を求めた。 【0035】次に、前記冷間圧延鋼板コイル表面に、電
解クロメート処理を行ったのち、PET樹脂フィルムを
熱融着して、実験室において製缶試験を実施した。 【0036】表1に、前記方法で製造した冷間圧延鋼板
の点列状介在物群の個数と製缶不良率の関係を示す。表
1には、別の方法で製造した冷間圧延鋼板についてのデ
ータも比較例として示す。 【0037】 【表1】 【0038】比較例7〜10は、点列状介在物群の単位
面積当たりの個数が、2×104個/m2を越え製缶不良
発生率が高い例である。それに比べて、本発明の範囲内
である実施例1〜6は、点列状介在物群の単位面積当た
りの個数が2×104個/m2以下のため、製缶不良発生
率が1%未満に抑えられ良好な製缶結果を得ることがで
きた。 【0039】以上説明したように、本発明においては、
連続鋳造鋳片を、熱間圧延、酸洗、冷間圧延、連続焼
鈍、調質圧延または二次圧延(DR圧延)することによ
り得られた冷間圧延鋼板を、表面処理することにより製
造される缶用冷間圧延鋼板において、重量%で、C:0.
01〜0.12%、Si:0.05%以下、Mn:0.1〜0.6%、
P:0.03%以下、S:0.03%以下、sol.Al:0.02〜0.
1%、N:0.005%以下を含有し、残部がFeからなり、
前記冷間圧延鋼板の圧延面に平行な任意断面を被検面と
し、その被検面に観察される点列状介在物群(酸化物系
介在物のうち3個以上が圧延方向に対して平行に、且つ
互いに200μm未満の距離をおいて直線状に並んだも
の)の存在割合が、任意被検面当たり6003個/m 〜2
×10 個/m となるようにしているので、酸化物系
介在物に起因する製缶不良を低減させることができ、製
缶加工技術の大幅な向上を達成するものである。 【0040】また、製品の検査段階において、本発明の
条件が満たされているかどうかを判定し、満たされてい
るもののみを出荷することにより、需要家に不良品を出
荷することを防止することができる。 【0041】さらに、検査段階において、本発明の条件
が満たされていない製品が発見された場合には、速やか
に製鋼プロセス、圧延プロセスにフィードバックして操
業条件を変えることにより、不良品が大量に発生するこ
とを防止することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】冷間圧延鋼板の被検面に観察される酸化物系介
在物の点列状介在物群と製缶不良発生率との関係を示す
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 淳 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 (72)発明者 松野 英寿 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 (72)発明者 清水 宏 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 (72)発明者 村井 剛 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 (72)発明者 谷川 克己 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 (56)参考文献 特開 平7−275975(JP,A) 特開 平8−311526(JP,A) 特開 平7−126806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 連続鋳造鋳片を、熱間圧延、酸洗、冷間
    圧延、連続焼鈍、調質圧延または二次圧延(DR圧延)
    することにより得られた冷間圧延鋼板を、表面処理する
    ことにより製造される缶用冷間圧延鋼板において、重量
    %で、C:0.01〜0.12%、Si:0.05%以下、Mn:0.
    1〜0.6%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、sol.A
    l:0.02〜0.1%、N:0.005%以下を含有し、残部がF
    eからなり、前記冷間圧延鋼板の圧延面に平行な任意断
    面を被検面とし、その被検面に観察される点列状介在物
    群(酸化物系介在物のうち3個以上が圧延方向に対して
    平行に、且つ互いに200μm未満の距離をおいて直線
    状に並んだもの)の存在割合が、任意被検面当たり6003
    個/m 〜2×10 個/m であることを特徴とする缶
    用冷間圧延鋼板。
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