JPH04154919A - 加工性に優れたほうろう用冷延鋼板の製造法 - 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、加工性にずくれ、かつ、はうろう性（はうろ
う用鋼板としての特性）にすぐれたほうろう用冷延鋼板
の製造法に関する。

（従来の技術） はうろう用鋼板には古くからリムド鋼が用いられてきた
が、近年連続鋳造（ＣＣ）化比率が高まりほうろう用鋼
板もＣＣ化が進みつつある。

代表的なほうろう用ＣＣ鋼として、製鋼段階でＲＨ真空
脱ガス法により脱ガスを行ってｃ４を３０ｐｐｍ程度よ
りも低くし、酸素を比較的多く残留させたリムド鋼に近
い鋼質を有する高酸素鋼（特公昭５４−３９８０８号公
報、特公昭５５−１２１６４号公報、特開昭６２−１０
９９２１号公報）と、Ｔｉ、　Ｎ、　Ｓを多量に添加し
、多量のＴｉ系析出物を析出させるＴｉキルド鋼（特公
昭５５−１２５１１７号公報、特公昭６０−１３０２８
号公報、特公昭５６−９３５７月公報、特公昭５５−８
２７４７号公報）とがある。

はうろう製品にとって最も重要な性能は耐爪飛性である
。「爪飛」は、はうろうの焼成時に鋼板中に侵入した水
素が冷却後ガスとなってほうろう層と鉄の界面に集中し
、はうろうが破壊されることによって発生する。この水
素を鋼中に吸蔵させるため、高酸素鋼では介在物が、Ｔ
ｉキルド鋼で５はＴｉ系の析出物が利用されている。

（発明が解決しようとする課題） 高酸素鋼はリムド鋼なみの優れたほうろう性を、有して
いるものの、固溶Ｃ１固溶Ｎが多量に存在しているため
時効劣化をおこしやずいという問題点がある。特に最近
、鍋やケトルなどの台所器物にあっては多様化するニー
ズに対応するためその形状も複雑になり、また、モデル
のサイクルも短くなってきている。一方、成形方法も従
来のへら絞りからプレスによる絞りや張り出し成形に変
わってきており、高い成形性を有する材料が望まれるよ
うになってきた。このような用途に対して、高酸素鋼で
は対応できないケースが増えてきている。

一方、Ｔｉキルド鋼は優れた成形性を有しており、前述
したニーズに対応できる材料であるが、はうろうの密着
性が劣るという欠点をもっている。そのため、はうろう
製品の搬送中や在庫段階において、軽い衝撃で容易にほ
うろうが剥がれるという問題を生じている。この原因は
明らかではないが、はうろうの焼成中にＴｉ系の析出物
が分解し、固溶。

状態となったＴｉあるいは過剰に添加されたＴｉが、焼
成段階での地鉄とほうろうとの反応を阻害しているので
はないかと考えられる。

特に最近、コスト合理化や作業時間の短縮を目的として
、成形の難しい台所器物で上ゆう薬を直接鋼板に焼付す
る直接−回掛けほうろうが行われるようになってきた。

従来行われている二回掛けの場合は、密着性を上げるた
めｃｏや旧を添加したグランドコートを使い、カバーコ
ートの焼成温度を調整することによって［泡Ｊなどの表
面欠陥の発生を抑制するのであるが、直接−回掛けの場
合はそのような工程をふまずに、−回で密着性のよい表
面欠陥のないほうろうとしなければならないため、鋼板
に対する要求は二回掛けにくらべ高くなる。そのため、
前述の高酸素鋼でも「泡」等の表面欠陥が発生しやすく
なり、直接−回掛けの場合のほうろう性は従来のリムド
鋼に比べ劣っている。なお、「泡」は、ゆう薬を焼付焼
成した後の冷却時に溶融状態のゆう集中がらガスが噴出
し、その跡が気泡状に残った表面欠陥である。

本発明は、加工性に優れ、かつ密着性、耐爪飛性など、
はうろう性能がよく、二回掛けはもちろん、直接−回掛
けほうろう用としても十分使用可能な鋼板の製造法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成するため種々検討を重ね
た結果、Ｔｉを適正量添加し、はうろう用鋼板として必
要不可欠である耐爪飛性を向上させるためＮを添加し、
さらに密着性を向上させるためＣｕとＰの比を調整し、
直接−回掛けで特に問題となる「泡」に対しては連続鋳
造時に使用されるパウダーの炭素（Ｃ）量を制限すると
ともに、箱焼鈍時に脱炭を行うことによってほうろう性
を改善することが可能であることを見出した。

本発明はこの知見に基づいてなされたもので、その要旨
は「重量％で、Ｃ：　０．０７０％以下、Ｓｉ：０．０
２％以下、Ｍｎ　：　０．５０％以下、Ｐ：　０．００
３〜０．０３％、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｊ　：　０．
０２０％以上でかつ３．４３×Ｎ（％）以下、Ｃｕ　：
　０．０１５〜０．０６０％でかっＰ（％） Ｎ　：　０．００６０〜０．０１５０％を含有し、残部
はＦｅおよび不可避不純物からなるスラブを、Ｃ量１．
５重量％未満のパウダーを使用して鋳込み、熱間圧延、
酸洗および冷間圧延を行った後、再結晶温度以上でＡｒ
３変態点未満の温度領域で脱炭焼鈍することを特徴とす
る加工性に優れたほうろう用冷延釦１板の製造法１にあ
る。

（作用） まず、本発明で使用する素材１ｉｉ１（スラブ）に含有
される各成分の作用効果とそれらの含有量の限定理由に
ついて述べる。なお、合金元素のｒ％」はいずれも重量
％を意味する。

Ｃは焼鈍時に脱炭されるが、鋳込段階でのＣ量が高いと
、焼鈍時の加熱過程での再結晶段階で加工性の向上に有
利な（ＩＩＩ）面が形成され難くなるので、上限を０．
０７０％とした。（Ｉｌｌ）面はＣｉが低い程形成され
やすいので、下限は規定しない。

Ｓｉは成形性、はうろう性に対する影響は小さいが低い
ほど望ましい。０．０２％を超えるとほうろうの密着性
が低下する恐れがあることから、その含有量を０．０２
％以下とした。

ＭｎもＳｉと同様に成形性、はうろう性に対する影響は
小さいが、低い方が望ましい。後述するように、Ｓの悪
影響の防止のためにＭｎを添加するが、多量に添加する
とコストアンプになるだけであるから、その含有量を０
．５０％以下とした。

Ｐは成形性を劣化させる。０．０３％を超えるとその作
用が著しく、低いほどよいが、０．００３％未満に抑え
るのは大幅なコストアップになるので、その含有量は０
゜００３〜０．０３％とした。

Ｓは熱間圧延中に割れをひきおこす。その防１Ｆのため
にはＭｎを多量に添加しなければならずコストアップに
なるので、その上限を０．０２％とした。

ＴｉはＴｉＮを形成して「爪痕」を抑制する。しかし、
０．０２０％未満では効果はなく、一方、ＴｉＮにおけ
るＮに対するＴｉの当量、すなわち、Ｎ（％）にＴｉと
Ｎの原子量比（３，４３）を掛けた量販上のＴｉを含有
させるとＴｉｃ、　Ｔｉ５ｚＣｚが形成され、それらが
ほうろうの焼成過程で分解し、固溶したＣが泡発生の原
因となったり、固溶したＴｉがほうろうの密着性を低下
させる。従って、その含有■を０．０２０％以−ヒでか
つ３．４３×Ｎ（％）以下とした。

第１図および第２図は、本発明で定めた範囲の合金元素
を有する鋼（ただし、Ｔｉ含有量およびＣｕ（％）／Ｐ
（％）比は本発明の範囲外のものも含む）を後述の実施
例で用いた条件と同じ条件で冷延鋼板とし、−回掛けほ
うろうによりほうろう鋼板としたものについて行った調
査結果で、第１図ばＴｉ含有量（ただし、Ｔｉ−３，４
３Ｎ（％）で表示）と「泡１の発生の関係、第２図はＴ
ｉ含有量（同しく、Ｔｉ−３，４３Ｎ（％）で表示）と
ほうろうの密着指数の関係を示す図である。なお、「泡
」の発生の評価法、密着指数の測定法は後述の実施例で
用いた方法と同じである。これらの図から、Ｔｉ含有量
が３．４３Ｎ（％）を超えると「泡」の発生が顕著にな
り（第１図）、また、密着指数が低下する（第２図）こ
とがわかる。

Ｃｕはほうろうの密着性の向上に有効であるが、０．０
１５％未満ではその効果が認められず、０．０６０％を
超えるとコストアップになるとともに成形性を低下させ
る。また、Ｃｕ（％）／Ｐ（％）比が密着性に影響し、
２．０未満では効果がなく、６．０以上では逆に密着性
が低下することから、その含有量を０．０１５〜０．０
６０％で、 Ｐ（％） 第３図は、前記第１図および第２図の場合と同し条件で
行った調査結果で、Ｃｕ（％）／Ｐ（％）比とほうろう
の密着指数との関係を示す図である。この図から、Ｃｕ
（％）／Ｐ（％）仕が２．０以上６．０未満のとき密着
指数が高い値を示していることがわかる。

Ｃｕ（％）／Ｐ（％）比が２．０未満の場合、酸洗後の
鋼板表面の凹凸が不均一となってほうろうとの有効なア
ンカー効果が得られず、Ｃｕ（％）／Ｐ（％）比が６．
０以上の場合は酸洗後の鋼板表面の凹凸が小さくなりす
ぎて同様にアンカー効果が得られない。

ＡｌはＴｉに対し過剰となったＮをＡＮＮとして固定し
、時効劣化を防く。しかし、０．０１０％未満ではその
効果は少なく、０．１００％を超えるとその効果は飽和
し、それ以上の添加はコストアップになることから、そ
の含有量を０．０１０〜０．１００％とした。

Ｎは前記のようにＴｉと反応してＴｉＮを析出し、この
ＴｉＮが水素吸蔵源となって「爪痕」の発生を抑制する
。しかし、０．００６０％未満ではその効果は十分では
なく、０．０１５０％を超えると析出物が多くなり、加
工性が劣化することから、その含有量を０．００６０〜
０．０１５０％とした。

本発明のほうろう用鋼板は、上記の成分を有する鋼を転
炉で溶製した後、例えばＲＨ法で真空脱ガスして成分調
整を行い、連続鋳造後、熱間圧延、巻取、酸洗、冷間圧
延（望ましくは冷圧率６０％以上）、箱焼鈍（脱炭焼鈍
）およびスキンパス（０，８％程度が望ましい、ただし
この工程はなくてもよい）の各工程を経て製造される。

鋼の連続鋳造では、モールＦ内にパウダーが供給される
。このパウダーには通常炭素粉が添加さ巨 給される。このパウダーには通常炭素粉が添加されてい
るが、その量が多いとスラブ表面への浸炭が生じ、前述
の「泡」の原因となる。本発明では、このようなスラブ
表面への浸炭を防ぐためにパウダー中のＣ含有量を１．
５重量％未満におさえる。

脱炭焼鈍を行うのは、成形性を確保するとともに鋼板の
表面に存在する固溶Ｃを除くことにより「泡」の発生を
防止するためで、例えば箱型の炉内に水蒸気を吹込み焼
鈍を行う。脱炭焼鈍によって、鋼板中のＣは最低０．０
０１％程度まで下がる。

焼鈍温度は、再結晶温度（再結晶温度は合金成分により
異なるが、箱焼鈍の場合６００’Ｃ程度）未満では未再
結晶組織かのこり、成形性は著しく低下し、Ａｒａ変態
点以上になるとα→γ変態をおこし成形性が低下するの
で、再結晶温度以−ヒでＡｒ＋変態点未満の温度で行う
のがよい。

（実施例） 転炉で溶製後ＲＨ法により真空脱ガス処理を行い、連続
鋳造法により第１表に示す化学組成を有するスラブを得
た（第１表には、連続鋳造で用いこれらのスラブを熱間
圧延（仕上げ温度９００〜９４０℃）により板厚３．８
ｍｍの銅帯とし、巻取温度６４０〜６６０°Ｃで巻き取
り、酸洗後冷間圧延により０．８ｍｍの冷延鋼板（冷圧
率７９％）とした。次いで、ベース温度７００°Ｃで４
時間、水蒸気吹き込みによる箱焼鈍で脱炭を行い、０．
６〜１．０％のスキンバスを行った。

この鋼板からＪＩＳ　５号試験片を切り出し、降伏点、
引張強さ、伸びを測定し、さらにｒ値の平均値（〒値）
を求めた。ｒ値とは次式で算出されるｒ値の平均値であ
る。

〒＝　（ｒ（０）＋２　ｒ（４５）＋ｒ（９０）］　／
４ただし、（）内の数字は圧延方向に 対する角度 また、得られた冷延鋼板に直接−回掛けほうろう被覆を
行い、はうろう性能（密着指数、［爪痕Ｊ発生数および
「泡」の発生）の調査を行った。はうろう被覆の条件は
第２表に示すとおりである。

（以下、余白） 第２表 密着指数はＰＨ１法（米国はうろう規格に規定された方
法）で求め、爪痕発生数はほうろう焼成後２週間経過し
たときの爪痕発生数（試験面の大きさ：　１００１００
Ｘ２００を数えた。また、「泡」の発生は外観目視によ
り判定した。

引張試験結果およびほうろう性能の調査結果を第３表に
示す。

第３表から明らかなように、本発明例Ａ−Ｅ綱板は成形
性に優れ、はうろう性能も良好であった。

しかし、脱炭焼鈍を行っていない比較例Ｆではほうろう
被覆後の表面に「泡」が発生し、また、降伏点が高く、
伸びおよびｒ値が低くなっており、加工性が劣る。Ｔｉ
量が過剰の比較例Ｇでは「泡」、密着性に問題があり、
Ｔｉ量が少ない比較例Ｈでは「爪痕」が発生した。Ｃｕ
（％）／Ｐ（％）比が高すぎる比較例Ｉでは密着指数が
低下し、Ｎ晋が少ない比較例Ｊでは「爪痕」が発生する
と共にＴｉ量が過剰であるため密着性にも問題があった
。Ｃｕ（％）／Ｐ（％）比が低すぎる比較例にでは密着
性が悪く、Ｔｉ量が過剰の比較例しでは「泡」が発生し
た。

以上、直接−回掛けほうろう被膜についての実施例を示
したが、ここで用いた鋼板は二回掛けほうろう用として
ももちろん使用できる。

（以下、余白） （発明の効果） 本発明方法により製造したほうろう用冷延鋼板は成形性
に優れ、かつ密着性、耐爪飛性などのほうろう性能も良
好で、多様化するほうろう製品のニーズに対応すること
ができる。本発明方法で製造した鋼板は二回掛けほうろ
う用としてはもちろん、直接−回掛けほうろう用として
もきわめて優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｔｉ含有量と「泡」の発生の関係を示す図で
ある。 第２図は、Ｔｉ含有量とほうろう密着指数の関係を示す
図である。 第３図は、Ｃｏ（％）／Ｐ（％）比とほうろう密着指数
の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ｃ：０．０７０％以下、Ｓｉ：０．０２％以
   下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ：０．００３〜０．０３
   ％、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．０２０％以上でか
   つ３．４３×Ｎ（％）以下、Ｃｕ：０．０１５〜０．０
   ６０％でかつ２．０≦Ｃｕ（％）／Ｐ（％）＜６．０、
   Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｎ：０．００６０〜
   ０．０１５０％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純
   物からなるスラブを、Ｃ量１．５重量％未満のパウダー
   を使用して鋳込み、熱間圧延、酸洗および冷間圧延を行
   った後、再結晶温度以上でＡｒ＿３変態点未満の温度領
   域で脱炭焼鈍することを特徴とする加工性に優れたほう
   ろう用冷延鋼板の製造法。