JP3572806B2

JP3572806B2 - 極低炭素冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3572806B2
Application number: JP13632396A
Authority: JP
Inventors: 博吉田; 才二松岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: JPH09316541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極低炭素冷延鋼板の製造方法に関し、特に極低炭素冷延鋼板用素材の熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷延鋼板の素材である熱延鋼板を製造するには、鋼スラブを１１５０〜１３００℃といった高温に加熱したのち熱間圧延する方法が用いられてきたが、これは合金元素の溶体化や変形抵抗が低いことを利用して、圧延動力の減少を図るほか、加熱後の粗圧延、仕上圧延段階での温度降下を補償し、仕上圧延終了時の鋼板温度（仕上温度）を鋼板の合金成分等により決まるＡ_ｒ３変態点以上として、オーステナイト（γ）単相で圧延を終了することにある。
【０００３】
熱延鋼板の仕上温度がＡ_ｒ３変態点以下になると、熱延鋼板の材質およびこれを素材とした冷延鋼板の材質が悪くなる。一般的には、スラブ加熱温度を高くとり、熱延仕上温度がＡ_ｒ３変態点以上とすれば熱延鋼板の結晶方位もランダム化し、これを素材とする冷延鋼板も良好な材質が得られる。
しかし、特公昭５７−３２６９６号公報には、Ａ_ｒ３変態点以下で熱間圧延する低炭素冷延鋼板の製造方法が開示されている。この方法は、Ａ_ｒ３変態点以下６００℃以上のオーステナイト＋フェライトの２相域で仕上圧下率を２０〜６０％とする熱間圧延を行うことにより、Ａ_ｒ３変態点以上で圧延された鋼板の材質と比較して遜色のない低炭素冷延鋼板を得ることを目的としている。しかし、この方法によってもなお、２相域で圧延するため、圧延が不安定になり板厚、板幅精度が低下すること、さらに、この方法を極低炭素鋼に適用すると、未再結晶組織の熱延板となり、冷間圧延・再結晶焼鈍後の材質が劣化し、２次加工時にリジングが発生するなど問題点は依然として残されていた。リジングとは、冷延鋼板に引張、深絞りなどの２次変形を加えると、圧延方向に沿って細かい筋状のしわを発生する現象で、これが発生すると、自動車用鋼板としては使用できないことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決し、製造のために消費するエネルギーが少なく、しかも品質上欠点のない極低炭素冷延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明の基礎となった実験結果について説明する。
極低炭素鋼スラブを９５０〜１１００℃に加熱し、粗圧延・仕上圧延を行い３ｍｍ厚の熱延板とした。粗圧延は、Ａ_ｒ３変態点以上の温度で圧延を完了している。
この熱延板を酸洗したのち、冷間圧延により０．８ｍｍ厚の冷延板とした。この冷延板に８００ ×３０ｓｅｃの再結晶焼鈍を施したのち、伸び・ｒ値および１５％引張後のリジング発生の程度を調査した。その結果、粗圧延をＡ_ｒ３変態点超の温度で行い、仕上圧延終了温度と仕上第１スタンドおよび最終スタンドの圧下率を制御することにより伸びとｒ値が優れ、かつリジングが発生しない冷延鋼板が得られることを見いだした。
【０００６】
リジング発生の程度と仕上圧延終了温度、仕上第１スタンドの圧下率との関係を図１（ａ）に、材質（伸び・ｒ値）と仕上圧延終了温度、仕上最終スタンドの圧下率との関係を図１（ｂ）に示す。
なお、図１（ａ）は、仕上最終スタンドの圧下率２５％以上で仕上第１スタンドの圧下率を変化したときのリジング発生の程度と仕上圧延終了温度、仕上第１スタンドの圧下率の関係を示す。リジングの評価は、リジング発生なし（○）、リジング発生小（△）、リジング発生中、大（×）の３段階とし、図１（ａ）中に表示した。
【０００７】
なお、図１（ｂ）は、仕上第１スタンドの圧下率４５％以上で仕上最終スタンドの圧下率を変化したときの材質（伸び・ｒ値）と仕上圧延終了温度、仕上最終スタンドの圧下率の関係を示す。
材質の評価を伸び（Ｅｌ）とｒ値の組み合わせで行い、Ｅｌ（伸び）≧４８％、ｒ値≧１．５の場合は○、Ｅｌ≧４８％、ｒ値＜１．５またはＥｌ＜４８％、ｒ値≧１．５の場合は△、Ｅｌ＜４８％、ｒ値＜１．５の場合は×として、図１（ｂ）中に表示した。
【０００８】
図１から、仕上圧延終了温度が７５０ ℃以上、Ａｒ_１変態点以下とし、仕上第１スタンドの圧下率４５％以上、かつ仕上最終スタンドの圧下率２５％以上とすることにより、材質が優れ、かつリジング発生のない冷延鋼板が得られることがわかる。本発明は上記した知見に基づいて構成されたものである。
すなわち、本発明は、９５０〜１１００℃に加熱された極低炭素鋼スラブあるいは再加熱することなく９５０〜１１００℃の温度を有する極低炭素鋼スラブに、粗圧延終了温度がＡ_ｒ３変態点以上の温度範囲で粗圧延を施し、ついでＡ_ｒ１変態点以下に冷却し、変態を完了させたのち、仕上圧延温度がＡ_ｒ１変態点以下７５０ ℃以上で、第１スタンド圧下率が４５％以上、かつ最終スタンド圧下率が２５％以上である仕上圧延により熱延板とし、酸洗し冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍を行うことを特徴とする極低炭素冷延鋼板の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明における限定理由を述べる。
本発明で使用する極低炭素鋼スラブは、Ｃが重量％で５０ｐｐｍ以下、Ｓｉ：０．５％未満、Ｍｎ：０．５％未満のものをいう。スラブは分塊圧延、連続鋳造いずれで製造してもよく、特に限定しない。
【００１０】
本発明では、極低炭素鋼スラブの加熱温度を９５０〜１１００℃に限定する。
加熱温度が９５０ ℃未満では、熱量の節約効果は著しいが、スラブの変形抵抗が急激に増大するため、圧延動力が大きくなり過ぎて経済効果を失う。さらに、仕上圧延を７５０ ℃以上で行うことが困難となる。又、１１００℃を超えると熱量の節約効果がなくなり本発明の目的の一つが達せられない。このように、スラブ加熱温度は９５０〜１１００℃の範囲とした。
【００１１】
なお、連続鋳造後、スラブの保有熱で上記温度が確保できれば、再加熱することなく、そのまま、あるいは若干の加熱により上記温度に加熱してのち、熱間圧延してもよい。
粗圧延では、粗圧延終了温度をＡｒ_３変態点以上の温度範囲とする。
粗圧延終了温度がＡｒ_３変態点より低い温度では、粗圧延がオーステナイト＋フェライト２相域圧延となり、集合組織の異常が生じたり歪みの不均質化による材質劣化が起こる。
【００１２】
仕上熱間圧延は、仕上圧延開始までに、Ａ_ｒ１変態点以下に冷却し変態を完了させ、フェライト単相で圧延する。圧延仕上温度は７５０ ℃以上Ａ_ｒ１変態点以下とする。
極低炭素鋼（Ｃ≦５０ｐｐｍ）では（γ＋α）の２相域が非常に狭く、Ａｒ_３変態点から１０〜２０℃低くなると単相のフェライトになる。したがって、粗圧延終了後、比較的簡単にＡ_ｒ１変態点以下に冷却できる。粗圧延をＡｒ_３変態点の直上で終了すれば、仕上圧延機までの搬送中の空冷のみで、あるいは、仕上圧延機で若干待機をすれば、仕上圧延開始前に単相のフェライト（α）になる。
【００１３】
フェライト単相、しかも７５０ ℃以上のフェライト単相域で圧延することにより、再結晶組織を有する熱延鋼板となり、すぐれた材質が確保できる。オーステナイト（γ）＋フェライト（α）２相域で圧延すると、圧延途中でγ→α変態し、γとαの変形抵抗差のため、圧延が不安定となり、板厚・板幅の変動を生じる。また、仕上圧延の温度が７５０ ℃未満では、未再結晶熱延組織となり、冷延・再結晶焼鈍後の伸び・ｒ値等の材質が劣化する。このようなことから、仕上圧延の温度範囲は、７５０ ℃以上Ａｒ_１変態点以下が好適である。
【００１４】
仕上圧延における第１スタンドでの圧下率を４５％以上とする。
第１スタンドでの圧下率を４５％以上とすることにより、仕上圧延中に最低１回再結晶させることができ、微細でかつ均一な再結晶組織を有する熱延鋼板となる。しかし、第１スタンドでの圧下率が４５％未満では、仕上圧延中に再結晶が生じないため、熱延組織の微細化が不十分となる。また、圧下率の上限は圧延荷重、圧延トルク、スリップ限界から決まり、６０％程度が限界である。
【００１５】
さらに、仕上圧延における最終スタンドでの圧下率を２５％以上とする。
仕上圧延における最終スタンドでの圧下率を２５％以上とすることにより、仕上圧延終了から巻き取りまでに再結晶させることができ、微細でかつ均一な再結晶組織を有する熱延鋼板となる。最終スタンドでの圧下率が２５％未満では仕上圧延終了から巻き取りまでに再結晶が完了しないため、熱延組織の微細化の程度が不十分となる。また、圧下率が４０％を超えると、仕上圧延中の通板性の問題が生じる。
【００１６】
このように、仕上圧延第１スタンドでの圧下率を４５％以上とし、かつ、最終スタンドでの圧下率を２５％以上とすることにより、圧延中および圧延後巻き取りまでの少なくとも２回の再結晶を生じさせることにより、より微細でかつ均一な再結晶組織を有する熱延鋼板となる。
このような、微細で均一な再結晶組織を有する熱延板に、冷延・再結晶焼鈍を施すことにより、伸び・ｒ値等の材質が優れ、かつ２次加工時にリジングが発生しない鋼板が得られる。
【００１７】
本発明では、従来法における鋼スラブの加熱温度よりも５０〜３００ ℃低い加熱温度で熱間圧延を行う。
従来、鋼スラブを加熱するにあたり、連続加熱炉では一般に３０〜３５万ｋｃａｌ／Ｔの熱量を用いている。この熱量は常温の鋼スラブを１１５０〜１３００℃に昇温せしめるのに必要な熱量である。本発明者等の経験から従来法の１２５０℃の加熱温度とした場合と、本発明法による１０００℃の加熱温度とした場合とを比較した場合、それまでに必要な熱量の差は６万ｋｃａｌ／Ｔに達する。
【００１８】
又、極低炭素鋼スラブは加熱温度の低下により粗圧延における変形抵抗が大きくなり粗圧延時の圧延動力が増大するが、仕上圧延においては従来オーステナイト域で圧延していたのをフェライト単相圧延することにより変形抵抗が小さくなり仕上圧延時の圧延動力が減少する。同一温度で比較すると結晶構造の違いにより、α相の変形抵抗はγ相のそれより１／２〜１／３になることが知られている（鉄と鋼、６７（１９８１）、ｐ．２０００）。この粗圧延時の圧延動力増加分と仕上圧延時の圧延動力減少分を考えると、仕上圧延時の圧延動力減少分の方が大きくなる。たとえば、２２０ｍｍ厚のスラブを３５ｍｍ厚のシートバーに圧延し、さらに、３．０ｍｍ厚の熱延板とした場合には、従来にくらべ、約３ｋＷＨ／ｔの動力が減少できる。それゆえ本発明は、熱消費量および動力消費量が少なく経済的に有利な製造方法である。
【００１９】
酸洗は、熱延板の表面スケールを除去するために行うが、酸洗液、処理条件は通常公知の方法でよい。
冷間圧延は、所定の製品厚となればよく、本発明では特に冷延条件を規定しないが、焼鈍後の特性を良くするためには冷延圧下率は６０％以上が好ましい。
冷延後の再結晶焼鈍は通常行われている、バッチ焼鈍、連続焼鈍いずれでもよく、温度は６００ ℃以上９００ ℃以下の範囲で行うのが好ましい。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
Ｃ：０．００２ｗｔ％，Ｓｉ：０．０１ｗｔ％，Ｍｎ：０．１５ｗｔ％を含有する連鋳製極低炭素鋼スラブ（スラブ厚２２０ｍｍ、Ａｒ_３変態点９００℃、Ａｒ_１変態点８８０℃）を粗圧延（５スタンド７パス圧延）によりシートバー厚３５ｍｍとしたのち、仕上圧延により３．０ｍｍ厚の熱延板とした。仕上圧延は６〜７スタンドのタンデム圧延を行った。仕上圧延後５５０ ℃で巻き取った。
【００２１】
従来例（Ｎｏ．４）として、スラブ高温加熱、仕上温度Ａｒ_３変態点以上の仕上圧延による例を示す。すなわち、同一組成の連鋳製の極低炭素鋼スラブ（スラブ厚２２０ｍｍ）を１２５０℃に加熱し、粗圧延、仕上圧延によりＡｒ_３変態点以上の仕上温度で同じ寸法の熱延板とした。
加熱圧延条件およびこれら加熱圧延条件における加熱炉原単位および圧延所要電力増加量を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
圧延所要電力増加量は鋼板Ｎｏ．４（従来例）を基準として、従来例からの増加量（＋）あるいは減少量（−）として表した。この結果から本発明方法は従来法に比べ、熱量と動力がともに節減できることは明らかである。
つぎに、上記条件で得られた本発明例、比較例、従来例の熱延板を用い、酸洗したのち、５スタンドの冷間タンデムミルで圧延し、０．８ｍｍ厚の鋼板とした。
【００２４】
その後、８００℃× ３０ｓｅｃの連続焼鈍を施し、冷延製品とした。この冷延製品の伸び・ｒ値および１５％引張後のリジング発生の有無を表１に示す。
表１から、本発明によって製造した冷延鋼板は従来法のものに比し結晶粒がやや大きくなるが、伸び（Ｅｌ）、ｒ値に差がなく、２次加工時のリジング発生もなく同様な用途に用いてもさしつかえない。本発明の範囲をはずれた比較例は、伸び、ｒ値が低下し、かつリジングが発生している。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、品質上欠点のない極低炭素冷延鋼板が容易に製造でき、しかも製造時に消費される総エネルギー量を著しく低減でき、きわめて経済的に有利となる。さらに、加熱温度が低くてすむため、加熱炉の設備費、補修費が低減でき、スラブのスケール生成量が減少し、さらに熱延板のスケール生成量が減少するなどの効果が期待できる。また、圧延負荷が小さいため、各種ロールの摩耗量の減少などの効果も併せ期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷延鋼板の２次加工時のリジング発生の程度と熱間仕上圧延終了温度、熱間仕上圧延第１スタンドの圧下率（ａ）または材質（伸び・ｒ値）と熱間仕上圧延終了温度、最終スタンドの圧下率（ｂ）との関係を示すグラフである。

Claims

９５０〜１１００℃に加熱された極低炭素鋼スラブあるいは再加熱することなく９５０〜１１００℃の温度を有する極低炭素鋼スラブに、粗圧延終了温度がＡ_ｒ３変態点以上の温度範囲で粗圧延を施し、ついでＡ_ｒ１変態点以下に冷却し、変態を完了させたのち、仕上圧延温度がＡ_ｒ１変態点以下７５０ ℃以上で、第１スタンド圧下率が４５％以上、かつ最終スタンド圧下率が２５％以上である仕上圧延により熱延板とし、酸洗し冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍を行うことを特徴とする極低炭素冷延鋼板の製造方法。