JPH0747779B2 - 連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板を低コス
トで製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 連続焼鈍法による冷延鋼板の製造方法は、過去多くの発
明がなされ、Tiを添加し深絞り用冷延鋼板を製造する方
法に関するものとしては、例えば、特公昭44-18066号公
報がある。又、Tiを添加せず、低炭素Alキルド鋼を用い
る方法も多数発明されており、例えば、特開昭51-66219
号公報がある。

Tiを添加する特公昭44-18066号公報は、優れた材質が得
られるが、高価なTiを添加したり、鋼のＣ含有量を極度
に低下せねばならないため、製鋼での脱炭処理コストが
多大となる等、製造コストが多大となり過ぎるという問
題がある。

一方、低炭素Alキルド鋼を用いる方法は、連続焼鈍法で
製造されたコイルのTop部、Bottom部の材質劣化が多
く、深絞り用冷延鋼板としての要求材質を満足しないた
め歩留まり落ちという製造コスト並びに生産性が大きく
劣化するという問題がある。

この原因は、低炭素Alキルド鋼を用いる方法では良好な
材質を得るためには、熱間圧延に際し高温捲き取りを行
わねばならないが、通常行われる高温捲き取りの方法で
は、捲き取った後のコイルの内周は捲き取り機のリール
に接し急速に冷却され、外周は大気で早く冷却される。

そのため、高温捲き取りを行ってもT,B部は実質的には
低温捲き取り相当となり、コイルの内外周はAlNの析出
やセメンタイト凝集粗大化が不十分となり、材質の劣化
が生じるのである。

このAlキルド鋼のT,B部の問題点を解決する従来法の代
表的なものとして、特開昭51-66219号公報がある。しか
し、この方法は、同公報第３図に示されているように低
炭素Alキルドに適用した場合は値が1.3〜1.4と低く、
本発明の方法が目的とするような深絞り用冷延鋼板には
適用できない材質しか得られない。

以上の如く、連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板を低コ
ストで製造する方法はない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明が解決しようとする課題は、低コストな素材であ
る低炭素Alキルド鋼を用い、コイルのT,B部の材質劣化
がない連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板の製造方法を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、低コストな低炭素Alキルド鋼を用い、コ
イルのT,B部の材質劣化がない連続焼鈍法による深絞り
用冷延鋼板の製造方法について種々検討し、連続焼鈍法
による深絞り用冷延鋼板の製造方法を初めて見いだした
ものである。

本発明の要旨はC:0.008〜0.035％、Si:0.003〜0.10％、
Mn:0.05〜0.35％、P:0.001〜0.10％、S:0.001〜0.030
％、sol.Al:0.020〜0.10％、N:0.0005〜0.0060％、残部
の不可否的不純物及び鉄よりなる溶鋼を連続鋳造又は、
インゴット法にてスラブとなし、熱間圧延、酸洗、冷
延、過時効処理を有する連続焼鈍の工程を経る深絞り用
冷延鋼板の製造方法において、スラブの加熱温度（以下
SRTという）を1000℃〜1170℃とし、890〜960℃で仕上
げ圧延を終了し、熱延鋼帯の長手方向の最Topより18m以
上且つ最Bottomより15m以上はランナウトテーブル（以
下ROTという）上に注水冷却を行い、熱延鋼帯の最Topり
18m未満を850℃、最Topより18m以上50m未満を18mの位置
の温度を760℃、50mの位置の温度を740℃とし、その間
をその二点の温度を直線で結んで求められる温度、最To
pより50m以上且つ最Bottomより30m以上を740℃、最Bott
omより30m未満15m以上を30mの位置の温度を740℃、15m
の位置の温度を760℃とし、その間をその二点の温度を
直線で結んで求められる温度、最Bottomより15m未満を8
20℃、を上限の捲き取り温度（以下CTという）とし、且
つ、熱延鋼帯の最Topから5m未満を760℃、最Topより5m
以上30m未満を5mの位置の温度を710℃、30mの位置の温
度を680℃とし、その間をその二点の温度を直線で結ん
で求められる温度、最Topより30m以上且つ最Bottomより
15m以上を660℃、最Bottomより15m未満5m以上を15mの位
置の温度を680℃、5mの位置の温度を700℃とし、その間
をその二点の温度を直線で結んで求められる温度、最Bo
ttomより5m未満を720℃、を下限の捲き取り温度とし、
ランナウトテーブル上で制御冷却して捲き取ることを特
徴とする連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板の製造方法
である。

以下に本発明の方法について詳細に述べる。

本発明者等は、低炭素Alキルド鋼を用い連続焼鈍法によ
る深絞り用冷延鋼板の製造方法について種々検討した。

最初に従来法の特開昭51-66219号公報に記載されている
Ｃ含有量が0.05％と高いAlキルド鋼を用いて、軟質冷延
鋼板では無く、値の高い深絞り用冷延鋼板の製造方法
を検討した。その結果、熱延時のスラブ加熱温度が1250
℃と高い場合には、CTを730℃としても同公報にあるよ
うに値が1.4前後と深絞り用冷延鋼板の必要材質を満
たすことができなかった。

次に、本発明者等は、Ｃ含有量が0.05％と高いAlキルド
鋼を用いて、値を向上させる方法について種々検討
し、熱延圧延を行うに際し、スラブの加熱温度を1050℃
のような低温加熱とする方法を、更に、熱延鋼板のT,B
部の材質劣化の防止と、高温捲き取りでの熱延鋼帯の粗
大結晶粒（冷延鋼板をプレス加工時に異常に大きなオレ
ンジピールの発生となる＝「肌荒れ」と記す）の防止の
ために、特開昭51-66219号公報の方法のROT上熱延コイ
ルのT,B部各20m〜200mに渡り冷却水を噴出すること無く
捲き取る方法とを併用する方法を検討した。

その結果、値を向上させるのに対し改善効果が認めら
れたが、３つの大きな問題点があることがわかった。

一点目は、熱延コイルの最内外周部に当たるT,B部各３
〜7mを除くROT上で冷却水を噴射すること無く捲き取っ
たT,B部位（20m〜200m）及びその内側の若干の部位の熱
延板結晶粒が粗大結晶粒となってしまうこと、二点目
は、Ｍ部の材質と熱延板結晶粒の粗大化の回避とが両立
できる温度範囲がないこと、三点目は、熱延コイルの最
内外周部に当たるT,B部各20m,10mの値が低く歩留まり
劣化が大きいことである。

深絞り用冷延鋼板の製造方法は、低温スラブ加熱に特開
昭51-66219号公報を併用する方法では連続焼鈍法での深
絞り用冷延鋼板の製造ができないことがわかった。

そこで、本発明者等は、低温スラブ加熱法で熱間圧延す
る方法において、特開昭51-66219号公報の方法で捲き取
ったときに、同公報に記載されているように熱延板結晶
粒の粗大化なしに熱延コイルとすることがなぜできなか
ったかについて検討した結果、同公報の場合はスラブ加
熱段階（同公報の記載内容、値レベル、本発明者等の
研究結果等から1200℃以上と推定）ではAl,Nが固溶して
おり、熱間圧延途中から捲き取り後の初期にかけて、Al
Nが熱延板の結晶粒界に多数析出する。その析出物が、
捲き取り後の高い温度域での熱延板の結晶粒の異常粒成
長（粗大化）を阻止したものと思われる。

しかし、本発明者等の低温スラブ加熱の上記実験の場合
は、低温スラブ加熱段階においてAl,Nの多くはAlNとし
て既に析出しており、その結果、粗大結晶粒を抑制する
熱間圧延途中から捲き取り後の初期にかけて熱延板結晶
粒界に析出するAlNが少なくなってしまい結晶粒の粗大
化が容易に起きてしまったものと考えられる。

又、この結晶粒界に析出するAlNは連続焼鈍時にも、再
結晶粒の粒成長も抑制し、特開昭51-66219号公報のよう
に低い値の冷延鋼板しか製造できなくしてしまうこと
がわかった。

以上の予備実験の結果、Alキルド鋼を素材とした連続焼
鈍法による深絞り用冷延鋼板の製造方法を実現させるに
は、特開昭51-66219号公報の結晶粒界に析出するAlN
とは別のメカニズムで、熱延板結晶粒の粗大化を阻止で
き、且つ、値も低下させないメカニズムの方法を見
いだすことが不可欠であることがわかった。

そこで更に、本発明者等は、先ず基礎実験として、この
とを両立させる方法について種々の実験を行い、熱
延板結晶粒の粗大化阻止の工業化可能な新しい方法とし
て、Alキルド鋼のＣ含有量を0.035％以下に規制する方
法が優れていることを見いだした。

Ｃ含有量を0.035％以下に規制する方法が熱延板結晶粒
の粗大化を抑制する効果が大きいのは、Ｃ含有量を0.03
5％以下にすることによって熱間圧延後変態し生じるα
粒の結晶粒径が大きくなる、その結果、その大きなα粒
は安定で異常粒成長が生じがたく、捲き取り後の高い温
度域での熱延板の結晶粒の異常粒成長（粗大化）を阻止
し得たものと考えられる。

即ち、AlNではなく、熱間圧延後変態し生じる大きなα
の結晶粒によっても異常粒成長の阻止が可能であるとい
う新しいメカニズムと、それを工業化可能な方法として
Ｃ含有量を0.035％以下に規制する方法を見いだすこと
に成功した。又、この方法はAlNを利用していないし、
しかも低Ｃ化の方法であるので、の値は向上する方
法である。

尚、Ｃ含有量を0.035％以下に規制することで、熱間圧
延後変態を生じるα粒の結晶粒径が大きくなる理由は、
低Ｃ化によって変態温度が高くなることによる効果と、
Ｃ含有量の低下による変態時のα粒径UPとによってα粒
が大きく且つ安定となったものと考えられる。更に、大
きなαの結晶粒によっても異常粒成長の阻止が可能とな
るのは、大きな結晶粒程隣接する他の結晶粒を食って異
常粒成長するのに要する熱エネルギが大きくなるためと
考えられる。

以上の基礎実験で得たＣ含有量を0.035％以下に規制す
ることによる熱延板の結晶粒の異常粒成長の阻止効果を
ベースに、連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板の製造方
法について種々の実験を行い、C:0.008〜0.035％と
し、スラブの加熱温度を1000℃〜1170℃とし、熱延
鋼帯の長手方向の最Topより18m以上且つ最Bottomより15
m以上はROT上で注入冷却を行い、熱延鋼帯の最Topから1
8m未満を850℃、最Topより18m以上50m未満を18mの位置
の温度を760℃、50mの位置の温度を740℃とし、その間
をその二点の温度を直線で結んで求められる温度、最To
pより50m以上且つ最Bottomより30m以上を740℃、最Bott
omより30m未満15m以上を30mの位置の温度を740℃、15m
の位置の温度を760℃とし、その間をその二点の温度を
直線で結んで求められる温度、最Bottomより15m未満を8
20℃を上限の捲き取り温度とし、且つ、熱延鋼帯の最To
pから5m未満を760℃、最Topより5m以上30m未満を5mの位
置の温度を710℃、30mの位置の温度を680℃とし、その
間をその二点の温度を直線で結んで求められる温度、最
Topより30m以上且つ最Bottomより15m以上を660℃、最Bo
ttomより15m未満5m以上を15mの位置の温度を680℃、5m
の位置の温度を700℃とし、その間をその二点の温度を
直線で結んで求められる温度、最Bottomより5m未満を72
0℃を、下限の捲き取り温度とし、ROT上で制御冷却して
捲き取ることの３点を主たる特徴とする連続焼鈍法によ
る深絞り用冷延鋼板の製造方法を見いだすことに成功し
た。

Ｃ含有量は、上記にも述べたように重要なポイントで、
0.008％未満になると過時効処理中の析出速度が遅くな
り時効特性が劣化するようになるので、下限を0.008％
以上とした。又、Ｃ含有量が0.035％超になると、熱延
板結晶粒の粗大化が発生し易くなるとともに値が低下
するようになるので上限を0.035％とした。

Siは、0.003％未満とすることは困難であり、又、0.1％
超含まれると塗装時の塗膜密着生が劣化するようになる
ので、Si含有量の範囲は0.003％〜0.035％とした。

Mnは、通常の製鋼法では0.05％未満とするとは困難であ
り、又、0.35％超含まれると値の低下が大きくなるの
で、Mn含有量の範囲は0.05％〜0.35％とした。

Ｐは、通常の製鋼法では0.001％未満とすることは困難
であり、又、0.10％超含まれると二次加工生の低下が大
きくなるので、Ｐ含有量の範囲は0.001％〜0.10％とし
た。

Ｓは、通常の製鋼法では0.001％未満とすることは困難
であり、又、0.030％超含まれると値の低下が大きく
なるので、Ｓ含有量の範囲は0.001％〜0.030％とした。

sol.Alは、熱延時の低温スラブ加熱段階でAlNとして析
出のまま存在させるために必要な元素で、0.020％未満
になると低温スラブ加熱でもAlNが再固溶し、捲き取り
時あるいは連続焼鈍法時に微細なAlNが析出し値の低
下が生じる。又、0.10％超含まれると固溶体強化が目立
ち始め値等の低下が大きくなるので、sol.Al含有量の
範囲は0.020％〜0.10％とした。

Ｎは、通常の製鋼法では0.0005％未満とすることは困難
であり、又、0.0060％超含まれると値の低下が大きく
なるので、sol.Al含有量の範囲は0.0005％〜0.0060％と
した。

スラブの鋳造条件は、特別に規制する必要が無く、連続
鋳造法でも良く、インゴット法でも良い。熱延条件は、
先に述べたように重要な要素である。スラブの加熱に至
るまでの熱履歴は特に規制する必要がなく、スラブを一
旦冷片と成したのち加熱炉に挿入しても、熱片の状態で
加熱炉に挿入しても良い。

スラブ加熱温度は、Al,NをAlNとして析出させ連続焼鈍
後の製品の値を高くするのに重要な役割を有してお
り、より低い加熱温度にすることが望ましく、1170℃超
では固溶のAl,Nが多くなり、深絞り用鋼板に必要な値
が得られなくなる。又、1000℃未満となると深絞り用冷
延鋼板の製造に必要な熱延仕上げ温度が確保できなくな
るので、スラブ加熱温度の範囲を1000℃〜1170℃とし
た。

熱延仕上げ温度は、Ar₃点以上の温度の確保は勿論であ
るが、本発明の方法の熱延板結晶粒の粗大化防止法の変
態後のα粒の粗大化のためにはより高温であることが望
ましいが、工業的には低温スラブ加熱の場合は960℃が
限度である。又、本発明の場合の粗大粒が発生しない限
界の仕上げ温度は、種々の実験の結果890℃であったの
で、仕上げ温度の範囲は890℃〜960℃とした。

ROT冷却条件は、種々の実験の結果、捲き取り時に、熱
延鋼帯の少なくとも最Topより18m以上且つ最Bottomより
15m以上をROT上で注入冷却を行い、制御冷却し、本発明
の方法の捲き取り条件範囲に確実に入れるよう冷却する
ことである。少なくとも最Topから18m以上且つ最Bottom
より15m以上をROT上で注入冷却を行うのは、低温スラブ
加熱でFTを890℃以上確保するため高速で熱間圧延を行
う必要があり、且つ890℃以上の高いFTから限られたROT
長さで本発明の方法の捲き取り温度の範囲に冷却するに
は注入冷却が必要であるためである。

次に望ましくは仕上げ温度から830℃までの温度範囲を4
0℃/sec以下で冷却することが粗大粒の発生をより確実
に行う上で好ましい。

捲き取り温度は極めて詳細に規制することが重要で、本
発明者等の数多くの実験の結果、素材成分、熱延条件を
厳しく限定し、更に、熱延鋼帯の長手方向の最Topより1
8m以上且つ最Bottomより15m以上はROT上で注入冷却を行
い、熱延鋼帯の最Topから18m未満を850℃、最Topより18
m以上50m未満を18mの位置の温度を760℃、50mの位置の
温度を740℃とし、その間をその二点の温度を直線で結
んで求められる温度、最Topより50m以上且つ最Bottomよ
り30m以上を740℃、最Bottomより30m未満15m以上を30m
の位置の温度を740℃、15mの位置の温度を760℃とし、
その間をその二点の温度を直線で結んで求められる温
度、最Bottomより15m未満を820℃、を上限の捲き取り温
度とし、且つ、熱延鋼帯の最Topから5m未満を760℃、最
Topより5m以上30m未満を5mの位置の温度を710℃、30mの
位置の温度を680℃とし、その間をその二点の温度を直
線で結んで求められる温度、最Topより30m以上且つ最Bo
ttomより15m以上を660℃、最Bottomより15m未満5m以上
を15mの位置の温度を680℃、5mの位置の温度を700℃と
し、その間をその二点の温度を直線で結んで求められる
温度、最Bottomより5m未満を720℃を、下限の捲き取り
温度とし、ROT上で制御冷却して捲き取ることで初め
て、熱延板結晶粒の粗大化もなく、深絞り性に優れた冷
延鋼板の製造が可能となったのである。

熱延鋼帯長手方向の各位置の捲き取り温度が、本発明の
方法の温度の上限を超えると熱延板結晶粒が粗大化が生
じ、熱延鋼帯長手方向の各位置の捲き取り温度が、本発
明の方法の温度の下限を下回ると、値が低下し深絞り
用冷延鋼板が得られなくなるので上記のように規制し
た。

冷間圧延は、通常冷延鋼板に行われているような冷延率
で冷延すればよく、特に限定する必要はないが、より高
い値を得るためには冷間圧延率を70％以上とするのが
好ましい。

連続焼鈍は、通常行われているように、再結晶焼鈍後時
効性を向上させるための過時効処理のある冷延鋼板用の
連続焼鈍法でよいが、より高い値を得るためには焼鈍
温度を750℃以上とするのが好ましい。

（実施例） 第１表に示す製造条件で4.0mmの熱延コイルを製造し、
0.80mmに冷間圧延を行い、第１表の連続焼鈍条件で製造
した冷延鋼板の値と肌荒れを調査し、その結果を第２
表に示す。

冷延鋼板の値と肌荒れの調査は調質圧延後の冷延鋼帯
の長手方向５ケ所を調査し、熱間圧延時の熱延鋼帯の最
Topより5mの位置に相当する冷延鋼帯の位置をT1部、最T
opより30mの位置に相当する位置をT2部、中央部の位置
に相当する位置をＭ部、最Bottomより30mの位置に相当
する位置をB2部、最Bottomより5mの位置に相当する位置
をB1部と表示した。

鋼1,鋼2,鋼３は、何れも本発明の実施例で、値はコイ
ルの全長に渡り良好な値を示し、且つ、肌荒れも全く無
く、優れた深絞り用冷延鋼板が得られた。

鋼４は、Ｃ含有量が0.055％と高い比較例である。値
は低く特にT,B部の劣化が大きい。又、Ｍ部に軽度では
あるが、肌荒れが710℃のCTにも関わらず発生してお
り、本発明の方法の低Ｃ化の効果が大きいことがわか
る。

鋼５は、Ｐを0.075％添加した抗張力が35キロクラスの
深絞り用抗張力鋼に適用した本発明の実施例で、値は
コイルの全長に渡り良好な値を示し、且つ、肌荒れも全
く無く、優れた深絞り用抗張力冷延鋼板が得られた。

鋼６は、スラブ加熱温度が1250℃の比較例である。Ｍ部
の値は良好な値となったが、T1,B1部の劣化が激し
い。

鋼７は、捲き取り温度が630℃の低温均一捲き取りの比
較例で値が全く低い。鋼８は、捲き取り温度が710℃
の均一捲き取り温度の比較例で、Ｍ部の値は良好な値
となったが、T1,B1部の劣化が激しい。

鋼９は捲き取り温度が760℃の均一捲き取り温度の比較
例で、Ｍ部の値は非常に良好な値となったが、T2部、
Ｍ部、B2部の肌荒れが激しく全く製品にならなかった。

鋼10は、低温スラブ加熱の方法に、特開昭51-66219号公
報の捲き取り方法を適用し、Ｍ部を710℃で捲き取った
比較例（T,B部の無注水捲き取りの長さは35mとした。）
である。値は良好な値が得られるが、T2部、B2部に於
いて肌荒れが発生し製品にならなかった。これは無注水
部分が35mと長すぎた影響が大きく本願の低Ｃ化効果や
Ｍ部の捲き取り温度規制のみでは肌荒れの発生を完全に
抑制することができなかったためである。

＊1:710−Ｕにおいて、710はＭ部の捲き取り温度を示
し、Ｕは巻き取り温度パターンを示す（詳細は下記に示
す）。

Ｕパターン：本発明の方法のCTパターンの実施例で、最
Topの位置から最Topより15mの間を無注水で800℃、最To
pより15m超の位置から注水冷却により、最Topより15m超
の位置のCTを750℃に制御し、漸次直線的にCTを下げて
いき最Topより30mの位置のCTを710℃、最Topより30mの
位置から最Bottomより20mの位置までのＭ部を710℃、最
Bottomより20mの位置より漸次直線的にCTを上げていき
最Topより8mの位置のCTを740℃にし、残りの最Bottomま
での間を760℃、で捲き取った。

Ｆパターン：全長が均一な捲き取り温度 Ｍパターン：低温スラブ加熱の方法に特開昭51-66219号
公報の捲き取り方法を適用した方法で、T,B部を各々35m
の長さを無注水で捲き取った。無注水冷却部のCTはTop
部が805℃、Bottom部が800℃であった。

（発明の効果） 以上に本発明の効果について詳細に説明したが、本発明
によれば、連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板を低コス
トなAlキルド鋼を用いて製造することが可能となり、そ
の工業的価値は大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 浩二 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 西本 勇三 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 濃野 通博 兵庫県姫路市広畑区富士町１ 新日本製鐵 株式会社広畑製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で C :0.008〜0.035％、 Si:0.003〜0.10％、 Mn:0.05〜0.35％、 P :0.001〜0.10％、 S :0.001〜0.030％、 sol.Al:0.020〜0.10％、 N :0.0005〜0.0060％、 残部の不可否的不純物及び鉄よりなる溶鋼を連続鋳造又
   は、インゴット法にてスラブとなし、熱間圧延、酸洗、
   冷延、過時効処理を有する連続焼鈍の工程を経る深絞り
   用冷延鋼板の製造方法において、スラブの加熱温度を10
   00℃〜1170℃とし、890〜960℃で仕上げ圧延を終了し、
   熱延鋼帯の長手方向の最Topより18m以上且つ最Bottomよ
   り15m以上はランナウトテーブル上に注水冷却を行い、
   熱延鋼帯の最Topから18m未満を850℃、最Topより18m以
   上50m未満を18mの位置の温度を760℃、50mの位置の温度
   を740℃とし、その間をその二点の温度を直線で結んで
   求められる温度、最Topより50m以上且つ最Bottomより30
   m以上を740℃、最Bottomより30m未満15m以上を30mの位
   置の温度を740℃、15mの位置の温度を760℃とし、その
   間をその二点の温度を直線で結んで求められる温度、最
   Bottomより15m未満を820℃、を上限の捲き取り温度と
   し、且つ、熱延鋼帯の最Topから5m未満を760℃、最Top
   より5m以上30m未満を5mの位置の温度を710℃、30mの位
   置の温度を680℃とし、その間をその二点の温度を直線
   で結んで求められる温度、最Topより30m以上且つ最Bott
   omより15m以上を660℃、最Bottomより15m未満5m以上を1
   5mの位置の温度を680℃、5mの位置の温度を700℃とし、
   その間をその二点の温度を直線で結んで求められる温
   度、最Bottomより5m未満を720℃、を下限の捲き取り温
   度とし、ランナウトテーブル上で制御冷却して捲き取る
   ことを特徴とする連続焼鈍法による深絞り用冷延鋼板の
   製造方法。