JPH05345924A - イヤリング性とフランジ加工性に優れた缶用極薄鋼板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板厚が製缶業者の要求通りに薄く、なおかつ
フランジ加工性の優れた溶接用極薄鋼板およびイヤリン
グ性等の優れた２ピース缶用極薄鋼板の製造法。 【構成】 Ｃ：０．００１５％以下、Ｎ：０．０１００
％以下に加えて、Ｔｉ：３．４×（［Ｎ重量％］−０．
００１０）％以上、０．０２％以下、Ｎｂ：６．６×
（［Ｎ重量％］−０．００１０）％以上、０．０３％以
下、Ｂ：０．７９×（［Ｎ重量％］−０．００１０）％
以上、０．００４０％以下を含有する鋼片を、８５０℃
以上の仕上温度で熱間圧延し、冷延し、焼鈍し、１０％
〜５０％で２次冷間圧延し、硬さと引張強さを特定した
ことを特徴とする、板厚が０．２６mm以下でフランジ加
工性とイヤリング性の優れた缶用極薄鋼板の製造法。 【効果】 缶強度とフランジ加工性、イヤリング性、Ｄ
ＷＩ加工性を両立させ、薄手化に対応が可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イヤリング性とフラン
ジ加工性の優れた溶接缶用極薄鋼板の製造法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板に錫めっきを施したブリキあるいは
クロム処理を施したティン・フリー・スチールのような
缶用鋼板は、食缶やエアゾール缶、イージーオープン缶
に多用されている。これらの鋼板で造られた缶は、従来
から蓋、胴、底の３部品からなる３ピース缶が多かった
が、近年胴と底が一体となり、蓋と合わせて２部品から
なる２ピース缶を鋼板から製缶する技術が開発された。
２ピース缶は製缶コストが低いため、缶全体に占める２
ピース缶の比率は次第に伸びる傾向にある。２ピース缶
は多段絞り加工あるいはＤＷＩ加工（すなわち深絞り加
工後にしごき加工が施される）など、きびしい加工が行
なわれ、単に耐食性のみならず、優れた加工性も要求さ
れている。

【０００３】ＤＷＩ缶の一般的な製造工程の一例は次の
ようなものである。先ずカッピング・プレス機で、鋼帯
から円盤状のブランク板を打ち抜くと同時に、そのブラ
ンク板をポンチとダイスを用いて浅絞りしてカップに成
形する。次にＤＷＩプレス機で、このカップの側壁の厚
さよりクリアランスが小さいポンチとダイスを用いて側
壁をしごきながら引伸ばし、側壁の厚さを減少させるこ
とにより所定深さのカップ状の缶体を成形（この成形を
ＤＷＩ加工と称する）し、さらに缶体の底をボトム・フ
ォーマーに衝突させて缶底を内側に凸のドーム状に成形
する。

【０００４】このＤＷＩ加工の際、材料の加工性の異方
性から、加工後の胴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円周方向に波打つイヤリング
と呼ばれる現象が生ずる。イヤリングを生じている胴の
上端の凸部を耳またはイヤと称する。次いでトリマー機
で、この耳はトリムされ、胴の上端の高さを揃えた後ウ
ォッシャー機で、缶体は洗浄および乾燥される。次にプ
リンター機で、缶外面に印刷および塗装が施され、さら
に缶底にも塗装が施されてからこれらの塗装がピンオー
ブン機で乾燥される。次に内面塗装が施され、内面塗装
はベルトオーブン機で乾燥される。次にネッカー・フラ
ンジャー機で、缶体開口径を小さくする多段ネッキング
加工が行なわれ、さらに缶体開口端に蓋をつけるため
に、開口端部に直径方向外側に向かって延出するフラン
ジ部を形成するフランジ加工が行われる。缶体は、この
状態で製缶業者から内容物充填業者に出荷され、内容物
を充填後、蓋が巻締められて缶詰の製品となる。

【０００５】このようなＤＷＩ缶用鋼板に要求される重
要な特性は、ＤＷＩ加工性、イヤリング性、ネック加工
性、フランジ加工性、缶体となった後の耐圧強度および
パネリング強度である。ＤＷＩ加工性とは、ＤＷＩ加工
において、金型の摩耗が小さく、金型かじりの発生が少
なく、加工エネルギーが小さい性能をいう。イヤリング
性とは、ＤＷＩ加工の際のイヤリングをできるだけ小さ
くする性能をいう。耳の部分はネック加工の前にトリマ
ーで切り取られるので、イヤリングが大きいと材料の歩
留まりが低下する問題がある。ネック加工性とは、多段
ネッキングにおいてしわが発生しない性能をいう。フラ
ンジ加工性とは、フランジ加工の際、フランジ部に缶の
内容物が漏れる原因となる割れ、すなわちフランジ割れ
と呼ばれる欠陥を生じにくい性能をいう。耐圧強度と
は、蓋が巻締められた後、内圧によって缶体の弱い部分
が外側に突き出してしまうバックリング現象が生じる臨
界の缶内圧をいう。缶内圧に弱いのは缶底および蓋であ
り、耐圧強度も缶底および蓋の力学的強度に支配される
ことが多い。パネリング強度とは、蓋が巻締められた
後、外圧によって缶体胴部が内側にへこむ臨界の外圧を
いう。缶詰の梱包、運搬、開梱、自動販売機での落下な
ど、取扱い中の外からの力に対する強さは、このパネリ
ング強度で代表されることが多い。

【０００６】一方、３ピース缶は２ピース缶に比べてパ
ネリング強度が高いなどの長所を持つので、生産される
絶対量はまだまだ伸びる傾向にある。３ピース缶は概略
次のようにして製造される。まま図、鋼板に所定の印刷
と内面塗装が施され、乾燥される。次に切断機で、圧延
方向および直角方向の２工程をかけて、所定の大きさの
四角形のブランク板に切断される。次いで、製胴機で円
筒に成形後、溶接、接着、はんだ付けなどの方法で接合
し、缶胴となる。その後ネッカー・フランジャー機で、
ＤＷＩ缶と同様に、缶体開口径を小さくする多段ネッキ
ングが行われ、さらに缶体開口端に蓋をつけるために、
開口端部に直径方向外側に向かって延出するフランジ部
を形成するフランジ加工が行われる。次に二重巻締め機
で蓋または底の一方がフランジ部に取り付けられる。缶
体は、この状態で製缶業者から内容物充填業者に出荷さ
れ、内容物を充填後、蓋または底の他方が巻締められて
缶詰の製品となる。

【０００７】３ピース缶はその接合方法によって、溶接
缶、接着缶、はんだ缶に分けられるが、接合の重ね合わ
せ部の幅が材料の歩留まり低下につながるため、その幅
の最も小さい溶接缶が多用される傾向にある。溶接溶鋼
板に要求される重要な特性としては、溶接性、ネック加
工性、フランジ加工性、パネリング強度がある。溶接性
とは、溶接可能電流範囲、すなわち十分な接合強度を持
ち、かつスプラッシュの発生しない電流範囲が広い性能
をいう。溶接可能電流範囲が広いほど、溶接作業は安定
する。ネック加工性、フランジ加工性、パネリング強度
は上に述べた通りである。これらの特性のうち、溶接缶
溶鋼板においてはフランジ加工性が最も重要とされる。
フランジ割れを生じる原因としては、溶接による接合不
良、鋼板の加工性不良、鋼板の介在物による応力集中と
加工性劣化、溶接部の硬化による応力集中、溶接熱影響
部の軟化による局部変形などがある。

【０００８】省資源の観点から、製缶業者は缶用鋼板製
造業者にますます板厚の薄い缶用鋼板を要求する趨勢に
ある。しかし、鋼板が薄くなるほどイヤリング性、ネッ
ク加工性およびフランジ加工性は劣化し、缶強度は低下
する問題があった。従って、板厚が製缶業者の要求通り
に薄く、なおかつ所定のイヤリング性、ネック加工性、
フランジ加工性および缶強度を確保できる缶用鋼板を供
給することが、缶用鋼板製造業者にとって焦眉の課題と
なっている。

【０００９】従来、板厚の薄手化に伴う缶強度の低下に
は鋼板の硬さを硬くして対処していた。このような缶用
鋼板の一例としては、特開昭５１−１３１４１３号公報
に見られるように、熱間圧延鋼板を冷間圧延し、焼鈍し
た後、再度冷間圧延を行う２回冷間圧延方式により製造
した鋼板、いわゆるダブル・レデュースド鋼板があっ
た。

【００１０】しかし、このダブル・レデュースド鋼板
は、２ピース缶用鋼板として使用する場合、２次冷間圧
延率が高いほど冷間圧延歪に起因するＤＷＩ加工性およ
びＤＲＤ加工性（以下ＤＷＩ加工性で代表する）の劣化
（すなわち加工金型の摩耗の昂進、加工エネルギーの増
大）、および１次冷間圧延と２次冷間圧延を合わせた総
合冷間圧延率が高くなることによるイヤリング性の劣化
が生じる問題があった。また、このダブル・レデュース
ド鋼板は、溶接缶用鋼板として使用する場合、２次冷間
圧延率が高いほど冷間圧延歪に起因する鋼板の加工性劣
化および溶接熱影響部の軟化が著しく、溶接後フランジ
加工でフランジ割れを起こしやすくなるという欠点があ
った。

【００１１】従って、板厚が製缶業者の要求通りに薄
く、なおかつイヤリング性・ＤＷＩ加工性の優れた２ピ
ース缶用鋼板、およびフランジ加工性の優れた溶接缶用
鋼板を製造するためには、２次冷間圧延率を低くしなけ
ればならない。しかし、２次冷間圧延率を低くすると、
鋼板の強度が低下し、所要の缶強度が得られないという
問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、板厚が製缶業者の要求通りに薄く、なおか
つイヤリング性・ＤＷＩ加工性に優れ、さらにフランジ
加工性の優れた２ピース缶さらに３ピース缶にも使用で
きる溶接缶用鋼板を製造するためには、２次冷間圧延率
を低くしなければならない。しかし、２次冷間圧延率を
低くすると、鋼板の強度が低下し、所要の缶強度が得ら
れないという問題がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、成分、熱間圧延条件および２次冷
間圧延条件などを詳細に検討した結果、成分を適切に制
御すること、特にＣ含有量を極限まで低減すると共に、
チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、またはボロン（Ｂ）
を添加することと、２次冷間圧延条件の制御などとの組
合わせにより、板厚が製缶業者の要求通りに薄く、なお
かつイヤリング性・ＤＷＩ加工性とフランジ加工性の優
れた溶接缶用極薄鋼板が、熱間圧延工程に捲取温度の制
約を受けることなく、製造できることを知見した。

【００１４】本発明はこの知見に基づいて構成されたも
のであり、その要旨は、 重量％で Ｃ ：０．００１５％以下、 Ｍｎ：０．０５〜０．４０％、 Ｐ ：０．０６％以下、 Ｓ ：０．０６％以下、 酸可溶Ａｌ：０．１０％以下、 Ｎ ：０．００１００％以下、 に加えて、 Ｔｉ：３．４×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．０２％以下、 Ｎｂ：６．６×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．０３％以下、 Ｂ：０．７９×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．００４０％以下、 のうち１種以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純
物からなる熱鋼片（スラブ）を、８５０℃以上の仕上温
度で熱間圧延した後、酸洗し、冷間圧延し、再結晶焼鈍
し、１０％〜５０％以下の圧下率で２次冷間圧延を施
し、ＨＲ３０−Ｔ硬さが５８以上かつ圧延方向の引張強
さが４０kgf/mm² としたことを特徴とするイヤリング性
とフランジ加工性に優れた溶接缶用極薄鋼板の製造法に
ある。

【００１５】以下に本発明を詳細に説明する。Ｃ含有量
は本発明の最も重要な構成要件である。Ｃ含有量は、こ
れが０．００１５％を超えると、板厚の０．２６mm以下
でＨＲ３０−Ｔ硬さが５８以上かつ圧延方向の引張強さ
が４０kgf/mm² 以上となるように１０％〜５０％という
高い圧下率で２次冷間圧延を施された缶用極薄鋼板のイ
ヤリング性・ＤＷＩ加工性・フランジ加工性が劣化し、
また同じく２次冷間圧延を施された溶接缶用極薄鋼板の
フランジ加工性が劣化するので、０．００１５％以下に
限定した。

【００１６】それらのメカニズムは明かではないが、ま
ず本発明鋼を２ピース缶用極薄鋼板に適用した場合に優
れたイヤリング性を示す理由は、本発明鋼のＣ量が低く
成分の高純度化が著しいため、イヤリング性を支配する
集合組織が改善されたものと考えられる。また、優れた
ＤＷＩ加工性を示す理由は、本発明ではＣ量が極端に低
くフェライトより硬質の炭化物が存在しないため、同じ
圧下率の２次冷間圧延を施しても、Ｃ量の比較的多い本
発明外の鋼は炭化物の周囲に高い歪が蓄積されるが、本
発明鋼は内部蓄積歪量が小さく、ＤＷＩ加工時の変形抵
抗が小さいことが考えられる。

【００１７】次に、本発明鋼を溶接缶用極薄鋼板に適用
した場合に優れたフランジ加工性を示す理由は、本発明
鋼はＣ量が極端に低いため通常の鋼で観察される溶接部
の硬化現象が見られないことから、硬化部への応力集中
が起こらないこと、また、本発明鋼はＣ量が極端に低く
延性に有害な炭化物が存在しないためか１０％〜５０％
という高い圧下率で２次冷間圧延を施しても高い局部性
を示すことから、フランジ加工における素材の潜在的変
形能が高いことが考えられる。より薄い板厚で２ピース
缶でフランジ加工性の優れた溶接缶用極薄鋼板を製造す
るためには、Ｃ含有量を０．００１０％以下にすること
が望ましい。

【００１８】Ｍｎは、その量が０．０５％を下回ると熱
間脆性を生じ、缶用鋼板を製造することができないの
で、０．０５％以上含有させる必要がある。一方、その
量が０．４０％を超えると鋼板が過度に硬質化してフラ
ンジ加工性およびＤＷＩ加工性が劣化し、さらにＣ量の
低減で得られた成分の高純度化効果を減殺してイヤリン
グ性を劣化するので、０．０５〜０．４０％に限定し
た。

【００１９】Ｐは敢えて添加する必要はないが、鋼を著
しく硬化する不可避的不純物元素であり、この量が０．
０６％を超えると鋼板が過度に硬質化してフランジ加工
性およびＤＷＩ加工性が劣化し、またＣ量の低減で得ら
れた成分の高純度化効果を減殺してイヤリング性を劣化
すると共に、耐食性が劣化するので、上限を０．０６％
とした。より優れたフランジ加工性、ＤＷＩ加工性、イ
ヤリング性および耐食性を得るためには、０．０２％以
下にすることが望ましい。

【００２０】Ｓも敢えて添加する必要はないが、熱間脆
性を昂進させる不可避的不純物元素であり、この量が
０．０６％を超えると、熱間脆性のため缶用鋼板を製造
できないので、その上限を０．０６％に限定した。より
好ましいのは０．０２％以下である。

【００２１】酸可溶Ａｌも敢えて添加する必要はない
が、他の品種との鋼成分集約の観点から、０．１００％
以下であれば、添加しても本発明の効果は失われない。
ただしこの量が０．１００％を超えると、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系
介在物が増えて製缶加工時にフランジ割れやＤＷＩ加工
性の劣化などの原因となり、またコスト高ともなるの
で、その上限を０．１００％に限定した。

【００２２】Ｎも敢えて添加する必要はないが、鋼を硬
化させる不可避的不純物元素であり、この量が０．０１
００％を超えると、鋼板が過度に硬質化してフランジ加
工性およびＤＷＩ加工性が劣化し、またＣ量の低減で得
られた成分の高純度化効果を減殺してイヤリング性を劣
化するので、その上限を０．０１００％に限定した。

【００２３】Ｔｉ，ＮｂおよびＢの添加量も、Ｃ含有量
とならんで本発明の最も重要な構成要件である。これら
の元素は、十分多量に添加すれば容易にイヤリング性と
フランジ加工性の優れた溶接缶用極薄鋼板を得られる
が、合金コストを上昇させ、また再結晶温度を上昇させ
る欠点がある。一方、それらの添加が少なければ、合金
コスト上昇と再結晶温度上昇の欠点は免れるが、イヤリ
ング性とフランジ加工性の優れた特に２ピース缶用の溶
接缶用極薄鋼板を得ることが困難となる。そこで本発明
者らは、合金コスト上昇と再結晶温度上昇を工業的に許
容できる範囲に抑えかつイヤリング性とフランジ加工性
の優れた溶接缶用極薄鋼板を得ることのできる添加量
を、他の鋼成分との関係において詳細に研究した結果、
Ｃ含有量を前述の範囲に限定すると同時に、これらの元
素の添加量をＮ含有量との関係において下記のような範
囲に制御することが有効であることを知見した。

【００２４】まずＴｉは、Ｎ量との関係において、３．
４×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％を下回ると、
製品のイヤリング性、ＤＷＩ加工性、ネック加工性が劣
化し、これを防止するためには熱間圧延の捲取温度を上
げる必要が生じるので、その下限を３．４×（［Ｎの重
量％］−０．００１０）％に限定した。また、Ｔｉ量が
０．０２％を上回ると、再結晶温度が著しく上昇し、合
金コストも過大となるので、その上限を０．０２％に限
定した。

【００２５】Ｎｂは、Ｎ量との関係において、６．６×
（［Ｎの重量％］−０．００１０）％を下回ると、製品
のイヤリング性、ＤＷＩ加工性、ネック加工性が劣化
し、これを防止するためには熱間圧延の捲取温度を上げ
る必要が生じるので、その下限を６．６×（［Ｎの重量
％］−０．００１０）％に限定した。また、Ｎｂ量が
０．０３％を上回ると、再結晶温度が著しく上昇し、合
金コストも過大となるので、その上限を０．０３％に限
定した。

【００２６】Ｂは、Ｎ量との関係において、０．７９×
（［Ｎの重量％］−０．００１０）％を下回ると、製品
のイヤリング性、ＤＷＩ加工性、ネック加工性が劣化
し、これを防止するためには熱間圧延の捲取温度を上げ
る必要が生じるので、その下限を０．７９×（［Ｎの重
量％］−０．００１０）％に限定した。また、Ｂ量が
０．００４０％を上回ると、再結晶温度が著しく上昇
し、合金コストも過大となるので、その上限を０．００
４０％に限定した。Ｔｉ、ＮｂおよびＢは、上記の範囲
内で何れか１種を添加すれば有効であるが、２種以上を
添加しても差し支えない。

【００２７】上記のような成分組成の鋼は、次に述べる
製造工程と相俟って本発明の目的が達成できる。以下に
製造工程条件について述べる。上記のような成分組成の
鋼は、転炉、電気炉などの通常の溶解炉を用い、連続鋳
造法または造塊分塊法で熱鋼片（スラブ）とし、熱間圧
延に供する。

【００２８】該熱鋼片の熱間圧延前の熱履歴は問わな
い。すなわち、連続鋳造後冷却することなくそのまま加
熱炉に挿入して熱間圧延を開始してもよいし、加熱炉で
の均熱をも省略して直ちに熱間圧延を開始するいわゆる
直送圧延も可能である。もちろん一旦冷却した後、加熱
炉で再加熱してもよい。

【００２９】鋼片を再加熱する場合、その再加熱温度は
問わない。ただし、本発明においては熱間圧延仕上温度
を８５０℃以上に確保することが必須であるので、熱間
圧延作業上仕上温度が確保できないような過度に低い再
加熱温度をとることはできない。通常の熱間圧延設備の
場合、再加熱温度が１０００℃を下回ると、仕上温度を
８５０℃以上に確保することが困難となるので、再加熱
温度は１０００℃以上とすることが望ましい。

【００３０】熱間圧延仕上温度もＣ含有量とならんで本
発明の最も重要な構成要件の一つである。熱間圧延仕上
温度が８５０℃を下回ると、以下に述べる理由で本発明
の目的を達することができない。まず、オーステナイト
組織とフェライト組織が混在して圧延され、熱間圧延鋼
帯の板厚制御が困難となる結果、冷間圧延での板厚制御
が困難となり、製品鋼板の板厚精度が劣化すると共に、
しばしば冷間圧延作業中に板破断を起こす。板厚０．２
６mm以下の溶接缶用極薄鋼板および２ピース缶用極薄鋼
板を製造するにあたって、これは致命的欠点である。ま
た、仕上温度が８５０℃を下回ると、熱間圧延鋼帯にイ
ヤリング性に有害な集合組織が形成される結果、製品鋼
板のＤＷＩ加工やＤＲＤ加工時におけるイヤリングが大
きくなって、製缶業者における歩留まりを劣化させる。
従って熱間圧延仕上温度は、８５０℃以上に限定する必
要がある。

【００３１】熱間圧延捲取温度は、これを問わない。た
だし、これが７２０℃を超えると、熱間圧延鋼帯のスケ
ール生成量が過度に多くなり、酸洗工程の生産性を阻害
するので、捲取温度は７２０℃以上にすることが望まし
い。熱間圧延の終了した鋼帯は、常法により、酸洗し、
冷間圧延し、再結晶焼鈍を施される。

【００３２】再結晶焼鈍の後、２次冷間圧延を行う。２
次冷間圧延の圧下率は、これが１０％を下回ると、ＨＲ
３０−Ｔ硬さが５８以上でかつ圧延方向の引張強さが４
０kgf/mm² 以上なる強度を確保できず、缶強度が不足す
るので、その下限を１０％に限定した。また、その圧下
率が５０％を超えると鋼板が過度に硬質化してフランジ
加工性およびＤＷＩ加工性を劣化するので、その上限を
５０％に限定した。特に、イヤリング性のさらに優れた
２ピース缶用極薄鋼板を製造するには、１次冷間圧延と
２次冷間圧延を合わせた総合冷間圧延圧下率（すなわち
熱間圧延鋼帯板厚に対する最終製品板厚の圧下率）が８
８％以上になるように、１次冷間圧延圧下率および２次
冷間圧延圧下率を選択することが望ましい。

【００３３】鋼板のＨＲ３０−Ｔ硬さを５８以上でかつ
圧延方向の引張強さが４０kgf/mm²以上と規定するの
は、板厚の薄手化を補って所定の缶強度確保するためで
ある。本発明の製造方法による鋼板に施される表面被覆
は、その方法を問わない。すなわち、錫めっき、ニッケ
ルめっき、特殊な下地処理後に極薄目付けの錫めっきを
行う方法、あるいは高分子有機フィルムを張り付けたも
のなど、２ピース缶用鋼板および溶接缶用鋼板に用いら
れるいかなる表面被覆であっても、本発明の作用効果は
発揮される。

【００３４】また、本発明鋼は、製缶業者における板取
り方向の制約を取り除き、ノーマル法（鋼板の圧延方向
が缶胴の軸方向に直角となるような板取り法）、リバー
ス法（鋼板の圧延方向が缶胴の軸方向に平行となるよう
な板取り法）、およびそれらの混在の何れの板取りでも
製缶可能である。

【００３５】

【実施例】表１記載の成分を有する鋼を転炉で溶製し、
スラブを室温まで冷却した後、表２記載のスラブ再加熱
温度まで再加熱し、それぞれ同表記載の熱延条件で板厚
３．０mmまで熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、連続焼
鈍し、同表記載の２次冷間圧延圧下率で板厚０．１７mm
まで２次冷間圧延し、極薄錫めっきを行った。

【００３６】このようにして得られた極薄錫めっき鋼板
のロックウェル硬さ（ＨＲ３０−Ｔ）、引張強さ、フラ
ンジ加工性、イヤリング性およびパネリング強度を表３
に示す。ここで、ロックウェル硬さの評価はＪＩＳ Ｚ
２２４５に準拠して行った。引張強さの評価はＪＩＳ
Ｚ２２４１に準拠して行った。フランジ加工性の評価
は、本発明者らの実験室のフランジ成形機にて溶接缶の
フランジ加工のシュミレーションを行った場合の破断発
生までの加工率で行った。この加工率は、本発明者らの
実験室における測定法の場合、９．０％以上が需要家に
おいても合格と評価されることがわかっているので、
９．０％以上を「合格」、９．０％未満を「不合格」と
判定した。

【００３７】イヤリング性の評価は、実験室の絞り加工
機でカップ成形を行い、イヤリングの山の平均高さと谷
の平均高さの差を谷の平均高さで除した値を百分率で表
して求めた。本発明者らの実験室の絞り加工機の場合、
イヤリング率が３．５％以下であれば、２ピース缶を製
造する需要家においても問題がないことがわかっている
ので、イヤリング率３．５％以下を「合格」、３．５％
超を「不合格」と判定した。パネリング強度の評価は、
実験室のワイヤ・シーム溶接機で缶胴を製作し、胴の両
端にラバー製のライナーを押し付けることによって一時
的に密閉した後、真空ポンプで缶内の空気を徐々に排出
し、パネリング（外圧による缶胴のへこみ）が生じた瞬
間の外気圧と内圧の差を測定することによって行った。
本発明者らの実験室でのこのような測定の場合、パネリ
ング強度が２．２０kg／cm² 以上であればどの需要家に
おいても缶強度が合格と評価されることがわかっている
ので、測定されたパネリング強度が２．２０kg／cm² 以
上を「合格」、２．２０kg／cm² 未満を「不合格」と判
定した。

【００３８】これらの表において、本発明の請求範囲か
ら外れた数値は下線をつけて示してある。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】表１ないし表３からわかるように、本発明
鋼は板厚の薄手化に伴う缶強度の低下を十分に保証する
ことができ、しかもイヤリング性およびフランジ加工性
に優れている。一方、本発明外の鋼は、イヤリング性お
よびフランジ加工性と、缶強度を両立させることができ
ず、鋼板の薄手化に対応することができない。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、２ピース缶用鋼板および溶接
缶用鋼板を薄手化するにあたって、従来の技術では両立
できなかった缶強度とフランジ加工性・イヤリング性・
ＤＷＩ加工性を両立させることに成功し、イヤリング性
の優れた２ピース缶用極薄鋼板およびフランジ加工性の
優れた溶接缶胴用極薄鋼板の製造法を提供するものであ
り、その工業的価値は極めて大きい。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イヤリング性とフラン
ジ加工性の優れた溶接缶用を含む缶用極薄鋼板の製造法
に関するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】一方、３ピース缶は２ピース缶に比べてパ
ネリング強度が高いなどの長所を持つので、生産される
絶対量はまだまだ伸びる傾向にある。３ピース缶は概略
次のようにして製造される。まず、鋼板に所定の印刷と
内面塗装が施され、乾燥される。次に切断機で、圧延方
向および直角方向の２工程をかけて、所定の大きさの四
角形のブランク板に切断される。次いで、製胴機で円筒
に成形後、溶接、接着、はんだ付けなどの方法で接合
し、缶胴となる。その後ネッカー・フランジャー機で、
ＤＷＩ缶と同様に、缶体開口径を小さくする多段ネッキ
ングが行われ、さらに缶体開口端に蓋をつけるために、
開口端部に直径方向外側に向かって延出するフランジ部
を形成するフランジ加工が行われる。次に二重巻締め機
で蓋または底の一方がフランジ部に取り付けられる。缶
体は、この状態で製缶業者から内容物充填業者に出荷さ
れ、内容物を充填後、蓋または底の他方が巻締められて
缶詰の製品となる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】３ピース缶はその接合方法によって、溶接
缶、接着缶、はんだ缶に分けられるが、接合の重ね合わ
せ部の幅が材料の歩留まり低下につながるため、その幅
の最も小さい溶接缶が多用される傾向にある。溶接缶用
鋼板に要求される重要な特性としては、溶接性、ネック
加工性、フランジ加工性、パネリング強度がある。溶接
性とは、溶接可能電流範囲、すなわち十分な接合強度を
持ち、かつスプラッシュの発生しない電流範囲が広い性
能をいう。溶接可能電流範囲が広いほど、溶接作業は安
定する。ネック加工性、フランジ加工性、パネリング強
度は上に述べた通りである。これらの特性のうち、溶接
缶用鋼板においてはフランジ加工性が最も重要とされ
る。フランジ割れを生じる原因としては、溶接による接
合不良、鋼板の加工性不良、鋼板の介在物による応力集
中と加工性劣化、溶接部の硬化による応力集中、溶接熱
影響部の軟化による局部変形などがある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、板厚が製缶業者の要求通りに薄く、なおか
つイヤリング性・ＤＷＩ加工性に優れ、さらにフランジ
加工性の優れた２ピース缶や、溶接缶および接着缶のよ
うな３ピース缶にも使用できる缶用極薄鋼板を製造する
ことを目的とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、成分、熱間圧延条件および２次冷
間圧延条件などを詳細に検討した結果、成分を適切に制
御すること、特にＣ含有量を極限まで低減すると共に、
チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、またはボロン（Ｂ）
を添加することと、２次冷間圧延条件の制御などとの組
合わせにより、板厚が製缶業者の要求通りに薄く、なお
かつイヤリング性・ＤＷＩ加工性とフランジ加工性の優
れた缶用極薄鋼板が、熱間圧延工程に捲取温度の制約を
受けることなく、製造できることを知見した。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】本発明はこの知見に基づいて構成されたも
のであり、その要旨は、重量％で Ｃ ：０．００１５％以下、 Ｍｎ：０．０５〜０．４０％、 Ｐ ：０．０６％以下、 Ｓ ：０．０６％以下、 酸可溶Ａｌ：０．１０％以下、 Ｎ ：０．０１００％以下、 に加えて、 Ｔｉ：３．４×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．０２％以下、 Ｎｂ：６．６×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．０３％以下、 Ｂ：０．７９×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
上、０．００４０％以下、 のうち１種以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純
物からなる熱鋼片（スラブ）を、８５０℃以上の仕上温
度で熱間圧延した後、酸洗し、冷間圧延し、再結晶焼鈍
し、１０％〜５０％以下の圧下率で２次冷間圧延を施
し、ＨＲ３０−Ｔ硬さが５８以上かつ圧延方向の引張強
さが４０kgf/mm² としたことを特徴とするイヤリング性
とフランジ加工性に優れた缶用極薄鋼板の製造法にあ
る。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】次に、本発明鋼を溶接缶用極薄鋼板に適用
した場合に優れたフランジ加工性を示す理由は、本発明
鋼はＣ量が極端に低いため通常の鋼で観察される溶接部
の硬化現象が見られないことから、硬化部への応力集中
が起こらないこと、また、本発明鋼はＣ量が極端に低く
延性に有害な炭化物が存在しないためか１０％〜５０％
という高い圧下率で２次冷間圧延を施しても高い局部性
を示すことから、フランジ加工における素材の潜在的変
形能が高いことが考えられる。より薄い板厚でフランジ
加工性の優れた缶用極薄鋼板を製造するためには、Ｃ含
有量を０．００１０％以下にすることが望ましい。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】Ｔｉ，ＮｂおよびＢの添加量も、Ｃ含有量
とならんで本発明の最も重要な構成要件である。これら
の元素は、十分多量に添加すれば容易にイヤリング性と
フランジ加工性の優れた缶用極薄鋼板を得られるが、合
金コストを上昇させ、また再結晶温度を上昇させる欠点
がある。一方、それらの添加が少なければ、合金コスト
上昇と再結晶温度上昇の欠点は免れるが、イヤリング性
とフランジ加工性の優れた特に溶接缶用極薄鋼板を得る
ことが困難となる。そこで本発明者らは、合金コスト上
昇と再結晶温度上昇を工業的に許容できる範囲に抑えか
つイヤリング性とフランジ加工性の優れた缶用極薄鋼板
を得ることのできる添加量を、他の鋼成分との関係にお
いて詳細に研究した結果、Ｃ含有量を前述の範囲に限定
すると同時に、これらの元素の添加量をＮ含有量との関
係において下記のような範囲に制御することが有効であ
ることを知見した。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】熱間圧延仕上温度もＣ含有量とならんで本
発明の最も重要な構成要件の一つである。熱間圧延仕上
温度が８５０℃を下回ると、以下に述べる理由で本発明
の目的を達することができない。まず、オーステナイト
組織とフェライト組織が混在して圧延され、熱間圧延鋼
帯の板厚制御が困難となる結果、冷間圧延での板厚制御
が困難となり、製品鋼板の板厚精度が劣化すると共に、
しばしば冷間圧延作業中に板破断を起こす。板厚０．２
６mm以下の缶用極薄鋼板を製造するにあたって、これは
致命的欠点である。また、仕上温度が８５０℃を下回る
と、熱間圧延鋼帯にイヤリング性に有害な集合組織が形
成される結果、製品鋼板のＤＷＩ加工やＤＲＤ加工時に
おけるイヤリングが大きくなって、製缶業者における歩
留まりを劣化させる。従って熱間圧延仕上温度は、８５
０℃以上に限定する必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 真之 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で Ｃ ：０．００１５％以下、 Ｍｎ：０．０５〜０．４０％、 Ｐ ：０．０６％以下、 Ｓ ：０．０６％以下、 酸可溶Ａｌ：０．１０％以下、 Ｎ ：０．００１００％以下、 に加えて、 Ｔｉ：３．４×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
   上、０．０２％以下、 Ｎｂ：６．６×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
   上、０．０３％以下、 Ｂ：０．７９×（［Ｎの重量％］−０．００１０）％以
   上、０．００４０％以下、 のうち１種以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純
   物からなる熱鋼片（スラブ）を、８５０℃以上の仕上温
   度で熱間圧延した後、酸洗し、冷間圧延し、再結晶焼鈍
   し、１０％〜５０％以下の圧下率で２次冷間圧延を施
   し、ＨＲ３０−Ｔ硬さが５８以上かつ圧延方向の引張強
   さが４０kgf/mm² としたことを特徴とするイヤリング性
   とフランジ加工性に優れた溶接缶用極薄鋼板の製造法。