JPH02129319A - 表面処理鋼板用原板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ぶりき用の原板あるいはティンフリー鋼板用
の原板の如き表面処理用原板の製造方法に関し、特に熱
間圧延前のスラブ加熱温度条件を調整して！ＤＩ質度Ｔ
４とＴ５の表面処理用原板を製造する方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 ぶりき原板の製造方法としては鋼素材に熱間圧延および
冷間圧延を施して得られた冷延鋼板に焼きなましを施し
、さらに必要に応じてｉＩ！質圧延を行って目的の硬さ
を得るのが通常である。このようなぶりき原板の調質度
はＪＩＳＧ３３０３によって次のように規定されている
。すなわち軟質のものから順に調質度Ｔ１〜Ｔ６まで区
分され、それぞれ硬さ目標値としてロックウェル硬さ（
１−ＩＲ３０Ｔ）で調質度ＴＩが４９±３．Ｔ２が５３
±３．Ｔ３が５７＋３．Ｔ４が６１＋３．”ｒ５が６５
：ｌ＝３．Ｔ６が７０±３とされている。

このような各！１１１００ぶりき原板のうち！Ｊ！質度
Ｔ４からＴ６までのいわゆる硬質ぶりき原板はその焼き
なまし工程に連続焼鈍法を適用して製造するのが通常で
ある。

ところで硬質ぶりき原板、特に調質度Ｔ４の原板とＴ５
の原板との作り分けは、従来は鋼素材の化学成分のみを
変えることによって行われていた。

すなわち調質度Ｔ４の原板は通常の低炭材を素材とし、
一方調質度Ｔ５の原板はＮやＣを添加して硬質化した鋼
を素材として用いるのが一般的であった。しかし、この
場合Ｔ４．Ｔ５は製鋼段階で溶製を別々に行わなければ
ならず、少品種多量生産に対応した連続鋳造での生産に
は不利であり、また工程管理も複雑となっていた。

そこで、鋼索材自体の化学成分は同一とし、製鋼段階以
降の製造条件を変えることによって調質度Ｔ４とＴ５の
原板とを作り分けるだめの方法が従来いくつか提案され
ている。

特公昭６１−１４２１５号公報では熱間圧延後の巻き取
り温度を変えて調質度を制御する方法が、また特開昭５
７−７０２２７号公報あるいは特開昭［ｉ＋−２７２３
２３号公報には連続焼鈍時の冷却速度を変えて調質度を
制御する方法が提案されている。さらに特開昭５５−１
１４４０１号公報では直径５０〜３００鴫のワークロー
ルを具備する特殊な圧延機を用いて調質圧延の圧下率を
高圧下とすることにより、Ｔ１〜Ｔ６までの全調質度の
鋼板を同一素材から作り分ける方法が提案されている。

特公昭６１−１４２１５号公報は低炭素Ａｔキルド鋼を
素材とし、連続鋳造鋼片としたのち熱間圧延後の巻き取
り温度をＴ５の場合は５００〜５６０℃，Ｔ４の場合は
５６０〜５８０℃としてその後酸洗、冷間圧延後連ｖｔ
焼鈍して次に調質圧延を施すことにより調質度Ｔ４．Ｔ
５の鋼板を作り分けようとするものである。しかし巻き
取り温度の変化により”ＡＭ度を制御する場合巻き取っ
たコイルの先端と後端の温度差により硬度にバラツキが
生じ、歩留りが悪いという問題があった。

また特開昭５７−７０２２７号公報では通常使用されて
いる低炭素Ａ！キルド綱あるいはリムド鋼を素材とし、
それを熱間圧延および冷間圧延後、連続焼鈍するに際し
て調質度Ｔ４の仮を得るためには冷却速度を５〜２０”
Ｃ／ｓとし、また調質度Ｔ５の仮を得るためには冷却速
度を１００〜３００℃／ｓとすることが適当であると記
載されている。しかし連続焼鈍時の冷却速度の変化幅を
大きく広げるためには長大な連続焼鈍設備が必要であり
、また操業コストの増大を招くため現実に適用するのは
困難であった。

さらに特開昭６１−２７２３２３号公報では連ｌｆｔ焼
鈍時４００〜５００　℃の冷却速度を調質度Ｔ４の場合
は５５℃／ｓ以下としさらに焼鈍後の調質圧延圧下率を
１．０〜２．０％とする。また調質度Ｔ５の場合は６５
℃／　ｓ以上としさらに、焼鈍後の調質圧延圧下率を１
．５〜２．５％とすることにより調質度Ｔ４とＴ５の表
面処理用原板を作り分ける方法が記載されている。しか
し生産性向上のためにラインスピードを高速化した場合
、５００〜４００℃の狭い温度域で冷却速度を細かく制
御することは難しく、操業効率の低下という問題があっ
た。

一方、連続焼鈍後のｉｌｌ質圧延における圧下率を変化
させて！Ｉ！質度を制御する特開昭５５−１１４４０１
号公報記載の方法ではＩＡ質度Ｔ５の板を製造するため
には圧下率を２．７〜２．８％と高圧下にしなければな
らず、このためには小径のワークロールが必要であり、
通常のｉＪｌ？ｒ圧延機の適用は不可能であるから既存
のラインでは製造することができない、また調質圧下率
を大幅に変化させるためそれにともない冷間圧延仕上が
り板厚の変更も必要となるため生産効率が大きく低下す
るという問題があった。

以上のように従来提案されている方法では高い生産効率
で調質度Ｔ、４とＴ５の原板を作り分けることは不可能
であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明では前述のような諸問題を招くことなく同一の化
学成分を含有する鋼素材からｆＩ質度Ｔ４あるいはＴ５
の表面処理用原板を効率的に作り分ける方法を提供する
ことを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは以上の目的を達成するべく硬度に及ぼす製
造条件の影響を詳細に検討し、熱間圧延前のスラブ再加
熱温度が焼鈍後の鋼板の硬度に大きな影響を与え、特定
の化学成分の鋼につい・て、スラブ再加熱温度のみの変
化により調質度Ｔ４およびＴ５の作り分けを効率よく達
成し得ることを見出し、本発明を成すに至ったのである
。

すなわち本発明はＣ：　０．０１〜０．０４％、　Ｍｎ
　：　０．０５〜０．５％、　Ａｔ　：　０．０２〜０
．１％、　Ｎ　：　０．００６〜０．０１５％を含有し
、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を素材とし
、ｊｌｌ質度Ｔ４もしくはＴ５の表面処理用原板を製造
するにあたり、綱片を熱間圧延前にＴ４の場合９５０℃
以上１１５０℃以下、Ｔ５の場合１１５０℃超１３００
℃以下に加熱し、ついで仕上温度計５点以上で熱間圧延
して６００℃以下で巻彦取り、酸洗、冷間圧延したあと
、再結晶温度以上で連続焼鈍を行い、その後調質圧延を
施すことにより効率よ＜ｇ質度Ｔ４の表面処理鋼板用原
板と！Ｉ！質度Ｔ５の表面処理鋼板川原板とを作り分け
ることを特徴とするものである。

く作　用〉 本発明の成分中硬度の作り分けに最も大きく関与するの
はＮである。ぶりき原板の硬度は鋼中の固溶Ｎ、固溶Ｃ
や鋼板の結晶粒径により支配される。６１１’質ぶりき
原板は前述のように一般に連続焼鈍法により製造されて
いるため、箱焼鈍法のように焼鈍時の熱処理時間の長い
場合とは異なり、熱間圧延後のＣ，Ｎの析出状態が焼鈍
後の析出状態に与える影響は大きい、とくに鋼素材とし
てへｌキルド鋼を用いる場合、Ｎは熱間圧延時のスラブ
再加熱温度のように比較的高い温度でも７ＶＮとして析
出状態で存在し得るため、Ｎの固溶、析出■はＮの含有
量のみならず熱間圧延前のスラブ再加熱温度（以下ＳＲ
Ｔとする）により変化し、これが焼鈍後の硬度に大きく
影響することが考えられる。

そこでＮの添加量、熱間圧延前のスラブ加熱温度と焼鈍
後のぶりき原板の硬度との関係を調べるためＮｉの異な
る真空溶解鋼を実験室的に溶製し、以下の実験を行った
。

素材の成分はＮを０．００２〜０．０１２％まで変え、
ｃ：ｏ、ｏ２％、　Ｓｉ　：　０．０２％、Ｍｎ：０．
２％、　　Ｐ　：ｏ、ｏｔｔ％、　　Ｓ　：　　０．０
１３％、　Ａｔ　：　０．０４％とした。この鋼を鍛造
で３０（財）厚のシートバーとし、−旦室温まで冷却し
たのち１２５０’ｃあるいはｔｏｓｏｏＣに加熱し、仕
上温度計３点以上として熱間圧延して２．６調の熱延鋼
板とした後、直ちに５５０℃の炉巾に挿入し、３０分徐
冷するコイル巻き取り温度５５０″Ｃ相当処理を行った
。

この鋼板を酸洗後０．２６ｍまで冷間圧延し、さらに熱
処理シミュレータで１５℃／ｓで６８０℃まで急速加熱
し、該温度に１５秒保持した後２０℃／ｓで室温まで急
速冷却する連続焼鈍サイクルで再結晶焼鈍した。この後
０．８±０．２％の圧下率で調質圧延を施し、さらに２
５０℃Ｘ３秒の溶湯相当処理を施した後、ロックウェル
硬さ（ＩＩＲ３０”「）を測定した。その結果を鋼中の
ＮｌとＳｒ？Ｔとで整理し、第１図に示す。

この実験結果から、通常の低炭素ぶりき原板のＮ含有範
囲であるＮ≦０．００４％の範囲では焼鈍後の硬度に及
ぼずＳＲＴの影響は小さく、Ｔ４、′ｒ５をＳＲＴによ
り作り分けることはできないが、鋼中のＮｆｆ１を０．
００６％以上とすれば同一の鋼についてＳＲＴのみの調
整により、調質度Ｔ４とＴ５のぶりき原板とを精度良く
作り分けることが可能であることが明らかとなった。

このようにＮｊＪの比較的高い場合のみに７４゜Ｔ５の
作り分けが可能である原因としては、以下のように考え
られる。ずなわち鋼中のＮは熱間圧延時にスラブを再加
熱する前はＡＩＭとして析出しているが、スラブを高温
で再加熱するとＡＩＭはほとんど再固溶し、Ｎはその添
加量に応じて固溶量が増加し、それに伴い焼鈍後の鋼板
の銅皮が上昇する。また、熱間圧延前にスラブを比較的
低温で再加熱した場合は／ＶＮが完全に再固溶せず熱間
圧延後の固溶１１は高ＳＲＴの場合と比べて少なくなる
。低ＳＲＴではスラブ中の固溶Ｎが少なくなり、結晶粒
の成長が阻害されないため熱間圧延板の結晶粒径が大き
くなり、これにともない焼鈍後の粒径も大きくなる。一
方ぶりき原板では結晶粒径が大きくなると連続焼鈍時に
Ｃの析出が十分に起こらず固溶Ｃが残存し、硬度が上昇
することが知られている。このため低ＳＲＴでも通常の
Ｎ含有範囲ではぶりき原板の硬度が低下しなかったもの
と考えられる。しかし本発明範囲のようにＮ添加量が比
較的多い範囲では、低ＳＲＴとすることにより確実に硬
度が低下している。この原因としてはＮ添加量が多い場
合、多量に存在するＡｆＮがＣの析出核として働き、低
ＳＲＴとして結晶粒径が大きくなっても固溶Ｃがあまり
残存せず、高ＳＲＴの場合と比べて結晶粒径が大きくな
り固溶Ｎが少なくなった分硬度が低くなったものと考え
られる。

次に１ｌｌｆｆ度Ｔ４とＴ５とをＳＲＴにより作り分け
るため、Ｎ＝０．０１％の素材についてＳＲＴと硬度と
の関係を調査した。結果を第２図に示す、この結果から
ＳＲＴを１１５０℃以下とすることによりＴ４が、また
１１５０℃超とすることによりＴ５が製造できることが
判る。なおＪＩＳでは＃ＪＲ質度Ｔ４とＴ５で重複して
いる硬度域（ＨＲ３０Ｔ　−６２〜６４）があるが、本
発明ではＨＲ３０Ｔ≦６３でＴ４が、またＨＲ３０Ｔ＞
６３でＴ５が安定して得られるものとした。

以上のように本発明者らは、鋼中のＮｌｌをＮ２２．０
０６％と規制した鋼板について５ｒｌＴを制御すること
により、ｌ！４質度Ｔ４あるいはＴ５のふりき原板を１
６度良く作り分けることができることを新規に見出し、
本発明を完成させた。

以下に本発明の成分の限定理由について説明する。

Ｃ：鋼中のＣ量は硬度を決定する大きな要因である９通
常の連続焼鈍で製造するぶりき原板では固溶Ｃを焼鈍中
に析出させる析出核を確保し安定した硬度を得るため、
Ｃｆｉは０．０４％以上とするのが一般的である。しか
し耐食性の観点からは鋼板中の析出炭化物は少ないほど
好ましい０本発明では前述のようにＡＩＭがＣの析出核
の働きをすると考えられるため通常より低いＣ範囲でも
安定した硬度を得ることができる。従って本発明ではＣ
含有量の上限は、従来以上の耐食性を確保するという観
点から０．０４％とする。またＣを０．０１％未満とす
るには大幅なコスト上昇が伴うためその下限を０．０１
％とする。

Ｍｎ　：　ＭｎはＳによる熱間割れを防止するのに有効
な元素であって、その効果を得るためには０．０５％以
上添加する必要がある。ただし多量に添加すると耐食性
が劣化しまたテンパーカラーも発生するため、その上限
を０．５％とする。

Ａｔ　：　ＡｌはＮをＡＩＮとして固定するのに必要な
元素であり、最低で０．０２％必要である。しかし多量
の添加はコストの上昇につながるのでその上限を０．１
％とした。

Ｎ：前述のように硬度をＳＲＴにより調整するためには
Ｎ２２．００６％とする必要がある。ただしＮｉｌが多
くなりすぎると硬度が高くなりすぎＴ５の水準を超える
ことになるので、その上限を０．０１５％とした。

次に製造条件の限定理由について説明する。以上のよう
に成分を調整して製造されたスラブすなわち鋼片は最終
製品の目標硬度に合わせて熱間圧延前に加熱される。す
なわち、前述のようにＴ４を製造する場合はＳＲＴ≦１
１５０℃に、Ｔ５を製造する場合にはＳ　ＲＴ　＞１１
５０℃に加熱して熱間圧延を行う、ただしＳＲＴは熱間
圧延の仕上温度を確保するために９５０″Ｃ以上とする
。また１３００℃より高い温度に加熱しても効果が飽和
し、コスト的に不利なためＳＲＴの上限は１３００℃と
する。また熱間圧延をＡｒ３点より低い温度域で行うと
結晶粒が異常成長し鋼板表面の肌荒れを引き起こすため
、熱間圧延仕上温度は＾「１点以上とする。熱間圧延後
の巻き取り温度は６００″Ｃを超えると固溶しているＮ
がＡｆＮとして固定されＴ４とＴ５の作り分けが困難と
なるのみならず、炭化物が粗大化することにより耐食性
が低下する。従って巻き取り温度は６００℃以下、好ま
しくは５６０℃以下とする。

このようにして得られた熱延板は酸洗後室法に従って冷
間圧延して所望の板厚とし、次いで連続焼鈍法により再
結晶焼鈍を施す、ただし焼鈍温度がＡｃｎ点を超えると
結晶粒界に炭化物が析出し耐食性の低下を招くので焼鈍
温度は再結晶温度以上でかつＡｃ１点を超えない範囲が
好ましい。

次いで焼鈍後には表面粗度調整および形状調整のために
！ＰＩ賞圧延を施す。

以上のように本発明ではＣを０．０１〜０．０４％、Ｎ
を０．００６〜０．０１５％とした鋼を素材とし、熱間
圧延前のスラブ加熱温度のみを変えることにより、ｉ１
１質度Ｔ４と調質度Ｔ５の表面処理川原板を正確かつ効
率的に作り分けることが可能となった。

なおこの発明の効果はぶりきあるいはＴＦＳなど表面処
理の方法によって変わるものでなく、従ってこの発明の
方法はぶりき原板、ＴＦＳ原板。

その他すべての表面処理用原板の製造に適用することが
できる。

〈実施例〉 第１表に示す化学成分の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造し
た鋼片を第１表記載の条件で加熱し、仕上温度Ａｒｓ点
以上で熱間圧延して板厚２．６＋ｎ＋ａとし、第１表の
条件で巻き取った。次いでこれらの悲延コイルを通常の
酸洗後、冷間圧延して板厚０．３ｔｒｍにした。その後
均熱温度６６０℃１均熱時間ｌＯ秒冷却速度２５℃／ｓ
で連続焼鈍を行った０次いで圧下率１．０〜１．５％で
！Ｉ！’１圧延を施し、続いてスズめっきラインにて＃
２５スズめっきおよびリフロー処理を施して製品とした
。おのおのぶりき板について硬度および耐食性を調査し
た結果を第１表に示す、なお耐食性は１．　　Ｓ、　　
Ｖ、試験値（ＩｒｏｎＳｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅ５ｔ　Ｖ
ａｌｕｅ）により評価した。Ｉ、　　Ｓ。

■、試験とはめっき前の原板表面およびめっき層の耐食
抵抗を求めるためかん訪中の内容物と鋼板との反応をシ
ミュレートし、この時に試片から溶出する鉄量を求める
方法であり、本発明では！。

Ｓ、Ｖ、　≦３１１ｇ／３Ｉｎ”の場合耐食性を良好と
した。

第１表の供試材１から４は本発明の範囲内にあり、いず
れもＳｒ？Ｔのみの調整により調質度Ｔ４およびＴ５の
鋼板が得られ、耐食性も良好であった。鋼５はｃ４が多
いため耐食性が劣っていた。

また鋼６．７は巻き取り温度が高いためＳＲＴによるｖ
４質度Ｔ４．Ｔ５の作り分けができず、また耐食性も劣
っていた。鋼８．９はＮ量が少ないためＳＲＴによる１
ＪＩｆｆ度Ｔ４とＴ５の作り分けができなかった。また
８１０ではＮ景が多いため硬度が高くなり、調質度Ｔ５
の範囲を超えていた。

〈発明の効果〉 本発明によれば同一の化学成分を有する鋼素材について
、熱間圧延前のスラブ再加熱温度のみを調整することに
より、その後の工程を全く同一として１１質度Ｔ４ある
いはＴ５の表面処理原板を作り分けることができ、これ
らのｔＩ２Ｉ仮の生産性を大きく向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼板のＮ量、スラブ再加熱温度とｗ４仮の硬度
との関係を示すグラフ、第２図は鋼板の硬度に及ぼすス
ラブ再加熱温度の影響を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％
   、Ａｌ：０．０２〜０．１％、Ｎ：０．００６〜０．０
   １５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からな
   る綱を素材とし、調質度Ｔ４もしくはＴ５の表面処理用
   原板を製造するにあたり、鋼片をＴ４の場合９５０℃以
   上１１５０℃以下、Ｔ５の場合１１５０℃超１３００℃
   以下に加熱し、ついで仕上温度Ａｒ＿３点以上で熱間圧
   延して６００℃以下で巻き取り、酸洗、冷間圧延したの
   ち、再結晶湿度以上で連続焼鈍を行い、その後調質圧延
   を施すことを特徴とする調質度Ｔ４もしくはＴ５の表面
   処理鋼板用原板の製造方法。