JP3647932B2

JP3647932B2 - イヤリング性の優れた缶用鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3647932B2
Application number: JP15493695A
Authority: JP
Inventors: 晃治真鍋; 正春亀田; 武秀瀬沼
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JPH091207A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は双ロール法等で製造される薄鋳帯を出発素材とする普通鋼でイヤリング性の優れた鋼板を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２ピース缶の缶胴の加工法にはＤＲＤ法およびＤＷＩ法などがあるが、いずれも絞りを含む加工によって、円盤上のブランク板からカップ状の２ピース缶胴（正確には胴と底が一体となった部品）を作ることが特徴である。その際、加工性の異方性から、缶胴成形後の胴の上端の高さが円周方向に沿って一定とならず、加工後の胴の上端が波打つイヤリングと呼ばれる現象が知られている。イヤリングの生じている胴の上端の凸部を耳またはイヤと称し、一般にイヤリング率でイヤリングの程度を表す。イヤリング率とは、山の高さの平均と谷の高さの平均の差を谷の高さの平均で割った値を百分率で表したもので、その値が小さいほうがイヤリングは小さい。
【０００３】
イヤリングが大きいと、ＤＲＤ缶では、その部分はトリムして缶の上端の高さを揃えるので、歩留り落ちとなる。またＤＷＩ缶では、カップ成形後のＤＷＩ加工時に耳と耳の間の谷部で材料が引張られて破断を起こしたり、イヤ部がちぎれたりするトラブルが発生し、ユーザーでの生産性に悪影響を生じる。そのため、ユーザーではイヤリング率が１％以下の材料を強く希望している。
【０００４】
さて、従来の２ピース缶においては、イヤリングを低減するためには、特公昭５８−１５１４２６号公報に見られるように、製鋼での成分調整に加え、冷延率（１ＣＲ）、焼鈍後の圧下率（２ＣＲ）の最適化により、イヤリング率の小さい鋼を製造してきた。例えば薄手の０．２４mmの製品板で本発明の目標のイヤリング率１％以下を確保するためには、熱延板の板厚は実際にはトータルの冷延率｛（熱延板板厚−製品板板厚）／熱延板板厚｝×１００％｝が８８％となる１．６mm程度で製造する必要があった。しかしながら、熱延での板厚が１．６mmと薄くなると、熱延の仕上圧延中にエッジ部が過冷されてα変態を起こすため、幅方向に材質のばらつきが生じるという問題があった。
【０００５】
そのため、現在では、熱延板の板厚は３．０mmで実機製造しているが、イヤリングは３．０％と大きく、需要家が望むイヤリング率１．０％以下を達成できないという問題があった。
【０００６】
一方、近年、鋼板の製造コストを低減するために、鋳片を薄く製造して、従来の熱延の粗圧延工程、または熱延工程そのものを省略するストリップ鋳造法が開発されている。例えば特開昭６２−２４７０２６号公報では、鋳片の冷却速度、熱延圧下比（鋳片厚み／熱延終了厚み）を特定し、材質特性を改善する方法を開示しているが、イヤリングに関しては何も明らかにされていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ブリキ、ティンフリースチールなどの表面処理が施される２ピース缶用容器用材料について、イヤリングを１％以下に低減できる製造技術を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明等は、上記課題を解決するため、鋳造条件、成分含有量について総合的に検討し、本発明の製造方法を見いだした。すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
すなわち質量％で
Ｃ ≦０．１５０％、Ｍｎ≦０．６０％、
Ｐ ≦０．０２５％、Ｓ ≦０．０２５％、
Sol.Al：０．０１２〜０．１２０％、Ｎ ≦０．０１０％、
T.Ｏ≦０．００７０％を含み、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼を薄鋳帯に連続鋳造し、その後熱延を省略して、酸洗、１次冷延、再結晶焼鈍を行い、｛（１次冷延前板厚−２次冷延後板厚）／１次冷延前板厚｝×１００（％）が９０％以上９５％以下となるように２次冷延を施すことを特徴とするイヤリング性の優れた容器用鋼板の製造方法である。
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明者等は、上記問題を解決するため、鋳造条件、成分含有量、トータルの冷延率｛（１次冷延前板厚−２次冷延後板厚）／１次冷延前板厚｝×１００（％）について総合的に検討した。その結果、双ロール法等による薄鋳帯の連続鋳造法で製造すると、熱延板の粒径が大きくなる効果により、イヤリングが低減できることが判明した。
【００１０】
以下に製造条件について詳細に述べる。
まず、本発明を構成する鋼成分の限界理由について説明する。
Ｃは従来から強度を高める元素であることが知られている。硬質な容器用材料を製造する時は、Ｃ量が多い方が好ましい。しかし、Ｃが０．１５％を超えると耐食性が劣化する。このため、Ｃの上限を０．１５％とした。
【００１１】
Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Sol Alはこれらの元素が増加すると、鋼板の耐食性を劣化させるので、それぞれの元素の上限値を０．６０％、０．０２５％、０．０２５％、０．１２０％とした。又、Sol Alの含有量は０．０１２％未満では、脱酸不足のため、Ｔ．Ｏの含有量が高くなり、０．００７０％以下にすることができない。従って、下限のSol Alの含有量は０．０１２％とした。
【００１２】
Ｎは０．０１０％を上回ると、Ｎ添加のための製鋼コストが高くなるので、上限を０．０１０％とした。
T.Ｏの含有量は、０．００７０％超となると、スラブの表層付近に気泡が発生し、メッキ原板の表面キズなどが増え、良好な製品が得られなくなるので、０．００７０％を上限とした。
【００１３】
次に製造工程について述べる。
上記のような成分組成の鋼は、転炉あるいは電気炉で溶製され、必要に応じ真空脱ガス処理され、双ロール法等により、板厚が現行の粗圧延、仕上圧延を得たと同程度の薄鋳帯が得られる。
鋳造後は、酸洗、１次冷延、再結晶焼鈍を行い、その後、２次冷延を行う。２次冷延はイヤリングを１％以下に制御するためにトータルの冷延率｛（１次冷延前板厚−２次冷延後板厚）／１次冷延前板厚｝×１００（％）が９０％以上９５％以下の範囲となるように２次冷延を行う。
【００１４】
この理由を以下に説明する。図１の（ａ）は、現行の製造プロセスで、製鋼で出鋼した熱延、酸洗、冷延、焼鈍、調圧した材料の上述したトータルの冷延率とΔｒの関係をラボ実験によって求めたものである。Δｒとは、面内のｒ値の異方性を示すもので、Δｒが小さいほどイヤリングは小さい。Δｒは式（１）によって与えられる。
Δｒ＝（ｒ₀−２ｒ₄₅＋ｒ₉₀）／２・・・・・・・・・・（１）
ｒ₀：圧延方向で測定したｒ値
ｒ₄₅：圧延方向に対して４５゜で測定したｒ値
ｒ₉₀：圧延方向に対して９０゜で測定したｒ値
【００１５】
図１の（ａ）から、イヤリングを小さくするためには、冷延率は８８％が最適であるが、これでは例えば、仕上板厚が０．２４mmの場合、熱延板の板厚は１．６mmと薄くしなければならない。ところが既に述べたように、薄手の熱延板は熱延の仕上工程で材質のばらつきが生じるため、現在はΔｒ＝−０．３２と大きい、冷延率９２％の熱延板板厚３．０mmで実機製造している。このためイヤリング率は３％と大きく、本発明の目標のイヤリング率１％以下を得られない。ところが本発明の製造法では、冷延率が９０％から９５％の範囲で、イヤリング率を１％以下に低減できることがわかった。これは、本法で製造すると、熱延板の粒径が大きくなるため、ｒ₄₅をｒ₀とｒ₉₀に比べて小さくする｛１１０｝〈００１〉が粒内の変形態からでやすくなり、図１の（ａ）の冷延率とΔｒの関係が、図１の（ｂ）のように変化し、冷延率９０％から９５％の範囲で従来より｜Δｒ｜が小さくできるためであろうと推定される。
【００１６】
また、このトータルの冷延率が９０％未満、あるいは９５％を超えると、イヤリング率１％以下が達成できないので冷延率の下限を９０％、上限を９５％とした。
【００１７】
また、特願平６−６８８１３号にて出願したような、熱延板の材質のばらつきを低減するための、鋳造後、熱間で３０％未満の軽圧下する技術を併せて適用しても、双ロールで、鋳造した鋼の結晶粒径は軽圧下しない場合に比べれば微細になるものの従来の熱延板に比べれば十分粒径は大きいので、本発明の効果は損なわれない。
【００１８】
また、本発明に使用される表面処理は、通常行われるＳｎめっき、Ｃｒめっき処理等が考えられる。
【００１９】
【実施例】
表１に示す化学成分の鋼を表２及び表３に示す製造条件で製造した。表２の符号１，２，３は、本発明内の製造条件で、銅合金製の双ロール鋳造機械を用いて、連続鋳造して、酸洗、冷延、焼鈍した後、２次冷延をし、Ｓｎめっきをして、０．２４mmのブリキ板を製造した。符号４は本発明外で双ロール鋳造機械を用いて連続鋳造したが、トータルの冷延率が８０％と本発明の下限をはずれたものである。符号５、６は本発明外で従来の熱延工程で０．２４mmのブリキ板を製造したものである。
【００２０】
その後、この鋼を用いて、８６φのカップを成形した後、ＤＷＩ加工試験機にて、ＤＩ缶を製缶した。ＤＩ缶の缶寸法は、缶の胴部は８０μｍ、ネック加工、フランジ加工を受ける缶の上端部の板厚は１１０μｍとした。
このＤＩ缶のイヤリングを当社のイヤリング測定機にて測定した。本実験で求めたイヤリング率とユーザーでの値にほとんど差がないことから、本実験で求めたイヤリング率で１％以下のものを合格とした。
また、イヤリングを測定したのち、缶の上端をトリムして、缶の円周方向の高さを一定とし、ネック成形試験、フランジ成形評価試験を行った。
【００２１】
ネック成形は、当社のラボ試験機にて４段のダイネック成形を行い、直径６０mmのＥＯＥが巻締められるようにＤＩ缶の上端の直径を６８mmから、６０mmまで小さくする口絞り加工を行った。当社のラボ実験で缶のネック加工部にしわが発生しないものは、ユーザーでもしわが発生しないことがわかっているので、しわが発生しないものを合格、しわが発生するものを不合格とした。
【００２２】
フランジ成形性は、図２に示す当社のコーンストローク試験にて評価した。円錐形の金具を缶の上端に接触するようにセットし、缶の上端が割れるまでのストローク量を測定した。このコーンストローク量が大きいほど、フランジ成形性はよい。現在ユーザーで使用されている条件の符号５のストローク量と比較して、同等以上のものを合格とした。製缶試験した結果を表４に示す。
【００２３】
本発明内の符号１〜３のイヤリングは１％以下で合格した。しかし、本発明外の符号４〜６のイヤリングは１％超であり、本発明の目的の低イヤリングなＤＩ缶を得ることができなかった。
また、本発明内の鋼、本発明外の鋼共に、ネックしわは合格であった。また本発明のフランジ成形性は現行材符号５よりも良好であった。双ロール材のほうが、現行材に比べ、介在物の寸法が小さいことに起因するのではないかと推定される。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
【表３】

【００２７】
【表４】

【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、トータル冷延率は｛（１次冷延前板厚−２次冷延後板厚）／１次冷延前板厚｝の大きい領域でイヤリングが１〜３％未満の鋼が製造可能であり、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】トータル冷延率｛（１次冷延前板厚−製品板厚）／１次冷延前板厚｝×１００（％）とΔｒの関係を示す図である。
【図２】フランジ成形性の試験方法を示す図である。

Claims

質量％で
Ｃ ≦０．１５０％、
Ｍｎ≦０．６０％、
Ｐ ≦０．０２５％、
Ｓ ≦０．０２５％、
Sol.Al：０．０１２〜０．１２０％、
Ｎ ≦０．０１０％、
T.Ｏ≦０．００７０％、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼を薄鋳帯に連続鋳造し、その後熱延を省略して、酸洗、１次冷延、再結晶焼鈍を行い、｛（１次冷延前板厚−２次冷延後板厚）／１次冷延前板厚｝×１００（％）が９０％以上９５％以下となるように２次冷延を施すことを特徴とするイヤリング性の優れた容器用鋼板の製造方法。