JPH09241753A - 加工性に優れた高強度冷延鋼板又は高強度溶融めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工性及び機械的強度に優れた冷延鋼板及び
溶融めっき鋼板を製造する。 【構成】 Ｃ：０．０１〜０．０８％，Ｓｉ：２．０％
以下，Ｍｎ：０．０５〜３．０％以下，Ｐ：０．０２〜
０．２５％以下，Ｓ：０．０２％以下，酸可溶Ａｌ：
０．００５〜０．１％及びＮ：０．００７％以下を含む
鋼スラブを再加熱又は直送し、仕上げ圧延温度Ａ_r3変態
点以上，巻取り温度６５０〜８００℃の熱間圧延を施
し、得られた熱延鋼帯に冷延率５〜５０％の一次冷間圧
延及び酸洗を施した後、更に冷延率２０％以上で且つ一
次冷間圧延と合計した全冷延率が５０〜９０％となるよ
うに二次冷間圧延を施し、得られた冷延鋼帯を連続焼鈍
又は溶融めっきする。使用する鋼スラブとしては、更に
Ｃｕ：０．０３〜０．５％及びＮｉ：０．０３〜０．５
％を含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工性に優れた高強度
冷延鋼板又は高強度溶融めっき鋼板を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】加工性に優れた冷延鋼板及び溶融めっき
鋼板は、組成が特定された鋼から２５０ｍｍ程度の厚さ
にした連鋳スラブ又は分塊スラブを２〜６ｍｍ程度の厚
みに熱間圧延し、得られた熱延鋼帯を酸洗でディスケー
ルした後、冷間圧延を施し、次いで焼鈍，溶融めっき等
を施すことにより製造されている。冷延鋼板や溶融めっ
き鋼板の加工性は、引張りにおける伸びや深絞り性の指
標となるランクフォード値で表される。しかし、前述し
た工程で製造される鋼板の伸びやランクフォード値は、
鋼組成に加えて各工程における製造条件による影響を受
ける。そのため、必要とする加工性を確保するため、従
来から種々の製造条件が設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】なかでも、熱間圧延後
の巻取り温度は、鋼板の伸びやランクフォード値を左右
する要因の一つである。巻取り温度を高めに設定する
と、伸びやランクフォード値が向上する。しかし、高い
温度でコイルに巻き取ると、巻取り後の冷却過程で鋼帯
表面の酸化が進行し、厚い酸化スケールが生成する。そ
の結果、後続の酸洗工程でのディスケール性が著しく低
下し、生産性が大きく阻害される。そのため、巻取り温
度を余り高く上げる製造条件は、実用的な面から作用に
制約が加わり、伸びやランクフォード値の向上には限界
があった。本発明は、このような問題を解消すべく案出
されたものであり、鋼成分と製造条件とを調整して巻取
り温度を比較的高く設定すると共に、酸洗ディスケール
工程の前に冷間圧延を付与してディスケール性を高める
ことにより、生産性の阻害を招くことなく、高い伸び及
びランクフォード値をもち加工性に優れた冷延鋼板及び
溶融めっき鋼板を製造することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、Ｃ：０．０１〜０．０８重量
％，Ｓｉ：２．０重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜３．０
重量％以下，Ｐ：０．０２〜０．２５重量％以下，Ｓ：
０．０２重量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１
重量％及びＮ：０．００７重量％以下を含む鋼スラブを
再加熱又は直送し、仕上げ圧延温度Ａ_r3変態点以上，巻
取り温度６５０〜８００℃の熱間圧延を施し、得られた
熱延鋼帯に冷延率５〜５０％の一次冷間圧延及び酸洗を
施した後、更に冷延率２０％以上で且つ一次冷間圧延と
合計した全冷延率が５０〜９０％となるように二次冷間
圧延を施し、得られた冷延鋼帯を連続焼鈍又は溶融めっ
きすることを特徴とする。使用する鋼スラブとしては、
更にＣｕ：０．０３〜０．５重量％及びＮｉ：０．０３
〜０．５重量％を含むことができる。

【０００５】

【実施の形態】本発明においては、冷延鋼板及び溶融め
っき鋼板の強度，耐食性等に応じて設定される成分・組
成の鋼スラブを使用して熱延鋼帯を製造する際、比較的
高温でコイルに巻き取ることにより冷延状態又は溶融め
っき状態で高いランクフォード値を確保すると共に、デ
ィスケール工程の前に冷間圧延することによりディスケ
ール性を向上させている。これより、加工性に優れた冷
延鋼板及び溶融めっき鋼板を高生産性で製造することが
可能になる。以下、本発明で使用する鋼スラブに含まれ
る合金成分、含有量、製造条件等について説明する。 Ｃ：０．０１〜０．０８重量％ 鋼を強化し、加工性の低下を招くことから、Ｃ含有量の
上限を０．０８重量％にする必要がある。しかし、Ｃ含
有量が０．０１重量％未満になると、固溶Ｃの増加等に
よって加工性が低下する傾向が強くなると共に、脱炭の
ためのコストが上昇する。

【０００６】Ｓｉ：２．０重量％以下 加工性やめっき性に悪影響を及ぼす元素であり、Ｓｉ含
有量の増加に従って伸びやランクフォード値が低下する
方向にある。しかし、強度改善の割りには加工性の低下
がそれほど大きくないことから、鋼の強化元素として有
効な合金成分として使用される。高強度鋼板として要求
される強度を得るためには、０．２重量％以上のＳｉ含
有が好ましい。しかし、２．０重量％を超える多量のＳ
ｉが含まれると、加工性の低下と共に表面性状の劣化が
著しくなる。 Ｍｎ：０．０５〜３．０重量％ 熱間圧延時にＳに誘起される熱間脆性を防止し、鋼の強
化を図る上で有効な合金成分である。この作用は、０．
０５重量％以上のＭｎ含有量で顕著になる。しかし３．
０重量％を超える多量のＭｎを含有させると、加工性が
大きく劣化する。 Ｐ：０．０２〜０．２５重量％ Ｓｉと同様に、加工性を大きく劣化させない強化元素で
あり、製品に要求される強度に応じて添加される。Ｐに
よる強度改善効果は、０．０２重量％以上のＰ含有量で
顕著になる。しかし、０．２５重量％を超える多量のＰ
含有量では、伸びやランクフォード値が大きく低下し、
二次加工割れ性が著しく劣化する。

【０００７】Ｓ：０．０２重量％以下 熱間加工時に割れを誘発させる成分であるため、上限を
０．０２重量％に規制した。 酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１重量％ 脱酸剤として添加されると共に、Ｎを固定する作用を呈
する。このような作用は、０．００５重量％以上のＡｌ
含有量で顕著になる。しかし、０．１０重量％を超える
多量のＡｌが含まれると、酸化物系介在物が増加し、加
工性や表面性状が劣化する。 Ｎ：０．００７重量％以下 不可避的に含まれる成分であり、Ａｌにより固定され
る。しかし、０．００７重量％を超える多量のＮが含ま
れると、固溶したＮによる時効現象が生じ、或いは析出
物の増加に起因して加工性の劣化を招く。

【０００８】Ｃｕ：０．０３〜０．５重量％ 必要に応じて添加される合金成分であり、耐食性を改善
する作用を呈する。Ｃｕの添加効果は、０．０３重量％
以上の含有量で顕著になり、０．５重量％で飽和する。 Ｎｉ：０．０３〜０．５重量％ Ｃｕに起因した熱間脆性を防止する作用を呈することか
ら、耐食性を改善するためにＣｕを添加する系において
有効な合金成分である。このような効果を得るために
は、Ｃｕ含有量とほぼ同量のＮｉを添加することが好ま
しく、したがってＮｉ含有量を０．０３〜０．５重量％
の範囲に定めた。

【０００９】熱延条件：仕上げ圧延温度Ａ_r3変態点以
上，巻取り温度６５０〜８００℃ 本発明では、連鋳スラブ及び分塊スラブの何れをも使用
できる。また、連鋳後又は分塊後の熱間スラブを直接熱
延工程に搬送し、或いは熱延工程前に再加熱を施しても
よい。熱間圧延は、仕上げ圧延温度Ａ_r3変態点以上で行
われる。仕上げ圧延温度がＡ_r3変態点より低くなると、
ランクフォード値にとって不利となる熱延集合組織が形
成されるばかりでなく、本発明で規定している温度範囲
で巻き取ることが困難になる。熱延された鋼帯は、比較
的高い６５０〜８００℃の温度範囲で巻き取られる。巻
取り温度を６５０℃以上と高く設定すると、セメンタイ
トの粗大化，ＡｌによるＮの固定等が促進され、成形性
が向上する。また、冷間圧延と組み合わせた機械的ディ
スケールを行う場合、巻取り後の酸化の進行によってス
ケール厚がある一定の範囲で増加し、ディスケール性が
向上する。しかし、８００℃を超える高温巻取りでは、
スケール厚が大きくなりすぎ、後続工程における酸洗前
の一次冷延を施してもディスケール性が著しく劣化す
る。

【００１０】一次冷間圧延：冷延率５〜５０％ ６５０〜８００℃の温度で巻き取られた熱延コイルは、
巻取り後に酸化が進行するため、通常の酸洗のみ、或い
はテンションレベラー等を組み合わせた酸洗ではディス
ケールが困難になる。そのため、酸洗後に残存するスケ
ールによって製品鋼板の表面品質が大きく劣化し、或い
は十分なディスケールを得るために酸洗時の通板速度を
著しく下げる必要が生じ、生産性が低下する。本発明で
は、生産性の低下を招くことなく良好な表面品質をもつ
製品を得るために、酸洗前に冷間圧延を施し、スケール
を機械的に粉砕しながら層間剥離させておく。その結
果、通常の酸洗条件で十分ディスケールされる。酸洗に
よるディスケール性を向上させるためには、５％以上の
冷延率で熱延鋼帯を一次冷間圧延することが必要であ
る。しかし、冷延率が５０％を超える一次冷間圧延で
は、冷延率の上昇に見合ったディスケール性の改善がみ
られない。

【００１１】酸洗 一次冷延により、鋼帯表面からスケールが部分的に除去
される。特に大きな冷延率で冷間圧延したものでは、ス
ケールの除去率が高くなる。しかし、一次冷延のみでは
ディスケールが完全でなく、鋼板表面にスケールが残存
する。このままでは製品の表面品質が低下するため、一
次冷延したコイルを酸洗槽に通板し、酸洗によってスケ
ールを十分に除去する。

【００１２】二次冷間圧延：冷延率２０％以上で且つ全
冷延率５０〜９０％ 酸洗後のコイル表面は、ディスケールされているが、通
常の冷延鋼板とは異なる酸洗肌を呈している。内質の面
でも、このまま仕上げ焼鈍を施しても、通常の冷延鋼板
製品として要求される特性を満足しない。そのため、酸
洗後、更に二次冷間圧延を施すことが必要になる。通常
の冷延鋼板製品と同等の品質をもつ表面肌を得るために
は、二次冷間圧延の冷延率を２０％以上にすることが必
要である。また、製品としての加工性等に要求される内
質に関しては、一次及び二次冷間圧延を合わせた全冷延
率が影響する。全冷延率が５０％未満では、低い冷延率
のために良好な加工性が得られない。しかし、９０％を
超える全冷延率では、冷間圧延による加工性向上効果が
飽和し、或いは却って低下する傾向を示す。また、過度
に高い冷延率は、冷間圧延に過大な負荷が必要になる。
なお、本発明における全冷延率は、熱延鋼帯の板厚から
一次及び二次冷間圧延を経た最終製品の板厚を差し引
き、熱延鋼帯の板厚で叙した値で算出する。

【００１３】二次冷間圧延後の焼鈍 冷間圧延された鋼帯は、加工硬化しており、加工性が著
しく低い状態にある。そこで、冷延鋼板として要求され
る加工性を得るために焼鈍が施される。焼鈍条件は、鋼
の成分や要求される特性等に応じて設定されるものであ
り、本発明で特に規定するものではない。ただし、生産
性を含めて考慮するとき、連続焼鈍設備で焼鈍すること
が好ましい。このようにして製造された冷延鋼板は、電
気めっき，蒸着めっき等のめっき原板としても使用され
る。この場合にも、同様に加工性に優れためっき鋼板が
得られる。なお、本願明細書では、この種のめっき原板
としての用途を包含する意味で「冷延鋼板」を使用して
いる。 溶融めっき Ｚｎ，Ａｌ又はそれらの合金からなる溶融めっきを施す
ことにより、溶融めっき鋼板が製造される。溶融めっき
設備においては、めっき浴に浸漬する前の鋼帯に施され
る焼鈍によって前述した焼鈍と同様な効果が得られる。
この場合も、焼鈍条件やめっき条件も特に規定されるも
のではなく、工業的に通常採用されている条件が選定さ
れる。

【００１４】

【実施例】

実施例１：表１に示した組成をもつ鋼を電気炉で溶製
し、５０ｋｇの鋼塊を得た。

【００１５】

【００１６】各鋼塊を厚さ３５ｍｍの鋼片に熱間鍛造
し、１２３０℃に加熱した後、熱間圧延機で熱間圧延し
た。このときの仕上げ温度は、何れの鋼についてもＡ_r3
変態点以上となるように９１０〜９４０℃の範囲に設定
した。また、仕上げ板厚は、後続する冷間圧延工程での
圧延率を勘案し、２．２〜５．０ｍｍの範囲に設定し
た。熱延仕上げ後、５８０〜７８０℃に加熱したソルト
バス炉中に装入し、所定温度に２時間保持することによ
り、熱延鋼帯の巻取りに相当する処理を施した。次い
で、冷延率２５％で一次冷間圧延し、酸洗によりディス
ケールした。更に、冷延率１４〜８８％で二次冷間圧延
し、板厚０．７〜１．３ｍｍの冷延鋼板を製造した。こ
の冷延鋼板に加熱温度７５０〜８５０℃×均熱１分間の
焼鈍を施した。このときの製造条件を、鋼種ごとに表２
に示す。

【００１７】

【００１８】焼鈍後の冷延鋼板について、機械的性質を
調査した。調査結果を表３に示す。なお、二次加工割れ
性を評価するための脆化温度としては、次のようにして
測定した温度を使用した。すなわち、直径９０ｍｍに打
ち抜いたブランクを絞り比２．７の三段階の多段絞りで
直径３３ｍｍの平底円筒カップに成形し、液体窒素及び
有機溶剤からなる各種温度の冷媒に浸漬しながら、先端
角６０度のポンチを円筒上部から押し込み、脆性割れが
発生しない最低温度を測定した。表３の調査結果にみら
れるように、本発明で規定した鋼組成及び製造条件を満
足するものでは、何れも高い伸び及びランクフォード値
を示しており、良好な加工性をもつ冷延鋼板であること
が判る。これに対し、鋼組成が本発明で規定した範囲を
外れる鋼種番号Ｊ，Ｋを使用したものでは、低い伸び，
ランクフォード値，高い二次加工割れ温度を示した。ま
た、組成的には本発明の条件を満足しても、製造条件が
本発明で規定した範囲を外れたものでは、伸び，ランク
フォード値，二次加工割れ温度の何れか一つ又は複数が
悪い値を示した。このことから、鋼組成及び製造条件を
特定した組合せにすることにより、加工性に優れた冷延
鋼板が製造できることが確認された。

【００１９】

【００２０】実施例２：表４に示した組成をもつ鋼を転
炉及び脱ガス炉で精錬し、連続鋳造により厚み２５０ｍ
ｍ，単位重量１３トンのスラブを製造した。

【００２１】

【００２２】各スラブを加熱炉で１２３０℃に再加熱し
た後、熱間圧延機で熱間圧延し、８１０〜９４０℃の範
囲の仕上げ温度で板厚２．４〜５．５ｍｍに仕上げた。
次いで、５２０〜７６０℃の温度範囲で熱延鋼帯をコイ
ルに巻き取った。この熱延鋼帯に、冷延率０〜４５％で
一次冷間圧延を施した後、塩酸系の酸洗液槽をもつ連続
酸洗ラインに通板してディスケールした。次いで、鋼帯
を再び冷間圧延機に通し、冷延率５〜７５％の二次冷間
圧延を行い、板厚０．５〜１．２ｍｍの冷延鋼帯を製造
した。この冷延鋼帯を、加熱温度８３０℃とした連続焼
鈍ラインに通板し、製品としての冷延鋼板を得た。ま
た、一部の冷延鋼帯は、めっき前の焼鈍温度を８３０℃
に、めっき浴温度を４５０℃に設定した連続溶融めっき
ラインに通板し、溶融Ｚｎめっきを施した。このときの
製造条件を、表５に示す。

【００２３】

【００２４】得られた冷延鋼板及び溶融めっき鋼板につ
いて、実施例１と同様に機械的性質を調査した。表６の
調査結果にみられるように、鋼組成及び製造条件の双方
共に本発明で規定した範囲にある場合、何れも伸び，ラ
ンクフォード値，二次加工割れ温度が低く、良好な加工
性を呈する冷延鋼板であることが判った。他方、製造条
件が本発明で規定した範囲を外れたものでは、伸び，ラ
ンクフォード値，二次加工割れ温度の何れか一つ又は複
数が悪い値を示し、加工性が不足していた。また、表面
肌の悪化や、酸洗速度の低下による生産性の低下もみら
れた。

【００２５】

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、鋼組成及び製造条件を特定された条件下で組み合
せ、加工性を改善するため熱延後の巻取り温度を比較的
高温に設定し、冷延率が特定された一次冷間圧延を酸洗
前に施している。酸洗前の一次冷間圧延によりスケール
の剥離性が向上し、巻取り温度を比較的高温に設定した
熱延であっても、酸洗によるディスケール工程での生産
性の劣化を招くことなく、優れた加工性をもつ高強度冷
延鋼板及び高強度溶融めっき鋼板が製造される。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｃ２２Ｃ 38/06 38/16 38/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．０１〜０．０８重量％，Ｓｉ：
   ２．０重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜３．０重量％以
   下，Ｐ：０．０２〜０．２５重量％以下，Ｓ：０．０２
   重量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１重量％及
   びＮ：０．００７重量％以下を含む鋼スラブを再加熱又
   は直送し、仕上げ圧延温度Ａ_r3変態点以上，巻取り温度
   ６５０〜８００℃の熱間圧延を施し、得られた熱延鋼帯
   に冷延率５〜５０％の一次冷間圧延を施し、酸洗後、更
   に冷延率２０％以上で且つ一次冷間圧延と合計した全冷
   延率が５０〜９０％となるように二次冷間圧延を施し、
   得られた冷延鋼帯を連続焼鈍又は溶融めっきする加工性
   に優れた高強度冷延鋼板又は高強度溶融めっき鋼板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の鋼スラブとして、更にＣ
   ｕ：０．０３〜０．５重量％及びＮｉ：０．０３〜０．
   ５重量％を含む組成をもつ鋼スラブを使用する加工性に
   優れた高強度冷延鋼板又は高強度溶融めっき鋼板の製造
   方法。