JPH09256059A - 極低炭素冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造のために消費するエネルギーが少なく、
しかも品質上欠点のない極低炭素冷延鋼板の製造方法を
提供する。 【解決手段】 950 〜1100℃に加熱された極低炭素鋼ス
ラブに粗圧延終了温度がＡ_r3変態点以上の温度で粗熱間
圧延を施したのち、Ａ_r1変態以下まで冷却し、変態を完
了させたのち、仕上圧延温度が750 ℃以上のフェライト
単相式でかつ最終スタンドの圧下率が20％以上である仕
上圧延を施し、酸洗、冷間圧延、再結晶焼鈍により極低
炭素冷延鋼板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極低炭素冷延鋼板
の製造方法に関し、特に極低炭素冷延鋼板用素材の熱間
圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板の素材である熱延鋼板を製造す
るには、鋼スラブを1150〜1280℃といった高温に加熱し
たのち熱間圧延する方法が用いられてきたが、これは合
金元素の溶体化や変形抵抗が低いことを利用して、圧延
動力の減少を図るほか、仕上圧延終了時の鋼板温度（仕
上温度）を鋼板の合金成分等により決まるＡ_r3変態点以
上とするため、加熱後の粗圧延、仕上圧延段階での温度
降下を補償することにある。

【０００３】熱延鋼板の仕上温度がＡ_r3変態点以下にな
ると、熱延鋼板の材質およびこれを素材とした冷延鋼板
の材質が悪くなる。一般的には、スラブ加熱温度を高く
とり、熱延仕上温度がＡ_r3変態点以上とすれば熱延鋼板
の結晶方位もランダム化し、これを素材とする冷延鋼板
も良好な材質が得られる。しかし、特公昭57-32696号公
報には、Ａ_r3変態点以下で熱間圧延する低炭素冷延鋼板
の製造方法が開示されている。この方法は、Ａ_r3変態点
以下 600℃以上のオーステナイト＋フェライトの２相域
で仕上圧下率を20〜60％とする熱間圧延を行うことによ
り、Ａ_r3変態点以上で圧延された鋼板の材質と比較して
遜色のない低炭素冷延鋼板を得ることを目的としてい
る。しかし、この方法によっても、冷間圧延・再結晶焼
鈍後の伸び・r 値が低くなること、さらに、２相域で圧
延すると圧延が不安定になり板厚、板幅精度が低下する
ことなど問題点は依然として残されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決し、製造のために消費するエネルギーが少なく、し
かも品質上欠点のない極低炭素冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の基礎となった実
験結果について説明する。極低炭素鋼スラブを９５０〜
１１００℃に加熱し、粗圧延・仕上圧延を行い３ｍｍ厚
の熱延板とした。粗圧延は、Ａ_r3変態点以上の温度で圧
延を完了している。

【０００６】この熱延板を酸洗したのち、冷間圧延によ
り０．８ｍｍ厚の冷延板とした。冷延板に８００℃×３
０ｓｅｃの再結晶焼鈍を施したのち、伸び・ｒ値を調査
した。その結果、粗圧延をＡ_r3変態点超の温度で行い、
仕上圧延終了温度と仕上最終スタンドの圧下率を制御す
ることにより伸びとｒ値が優れた冷延鋼板が得られるこ
とを見いだした。

【０００７】伸び・ｒ値と、仕上圧延終了温度、仕上最
終スタンドの圧下率との関係を図１に示す。材質の評価
を伸び（Ｅｌ）とｒ値の組み合わせで行い、Ｅｌ（伸
び）≧４８％、ｒ値≧１．５の場合は優（○印）、Ｅｌ
≧４８％、ｒ値＜１．５またはＥｌ＜４８％、ｒ値≧
１．５の場合は良（△印）、Ｅｌ＜４８％、ｒ値＜１．
５の場合は可（×印）として、図１中に記入した。

【０００８】図１から、仕上圧延終了温度が７５０℃以
上、さらに好ましくは８００℃以上Ａr₁変態点以下と
し、仕上最終スタンドの圧下率２０％以上、さらに好ま
しくは２５％以上とすることにより、伸び・ｒ値がすぐ
れた冷延鋼板が得られることがわかる。本発明は上記し
た知見に基づいて構成されたものである。すなわち、本
発明は、950 〜1100℃に加熱された極低炭素鋼スラブあ
るいは再加熱することなく 950〜1100℃の温度を有する
極低炭素鋼スラブに、粗圧延終了温度がＡ_r3変態点以上
の温度範囲で粗圧延を施し、ついでＡ_r1変態点以下に冷
却し、変態を完了させたのち、仕上圧延温度がＡ_r1変態
点以下750 ℃以上で、かつ最終スタンド圧下率が20％以
上である仕上圧延により熱延板としたのち、酸洗し冷間
圧延し、ついで再結晶焼鈍を行うことを特徴とする極低
炭素冷延鋼板の製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明における限定理由を
述べる。本発明で使用する極低炭素鋼スラブは、Ｃが重
量％で50ppm 以下、Si： 0.5％未満、Mn：0.5 ％未満の
ものをいう。スラブは分塊圧延、連続鋳造いずれで製造
してもよく、特に限定しない。

【００１０】本発明では、極低炭素鋼スラブの加熱温度
を 950〜1100℃に限定する。加熱温度が950 ℃未満で
は、熱量の節約効果は著しいが、スラブの変形抵抗が急
激に増大するため、圧延動力が大きくなり過ぎて経済効
果を失う。又、1100℃を超えると熱量の節約効果がなく
なり本発明の目的の一つが達せられない。このように、
スラブ加熱温度は950 〜1100℃の範囲とした。

【００１１】なお、連続鋳造後、スラブの保有熱で上記
温度が確保できれば、再加熱することなく、そのまま、
あるいは若干の加熱により上記温度に加熱してのち、熱
間圧延してもよい。粗圧延では、粗圧延終了温度をＡr₃
変態点以上の温度範囲とする。粗圧延終了温度がＡr₃変
態点より低い温度では粗圧延時のオーステナイト＋フェ
ライト２相圧延による集合組織異常や歪みの不均質化に
よる材質劣化が起こる。

【００１２】仕上熱間圧延は、仕上圧延開始までに、Ａ
_r1変態点以下に冷却し変態を完了させ、フェライト単相
で圧延する。圧延仕上温度は750 ℃以上で、かつ最終ス
タンドでの圧下率を20％以上とする。極低炭素鋼（Ｃ≦
50ppm ）では（γ＋α）の２相域が非常に狭く、Ａr₃変
態点から10〜20℃低くなると単相のフェライトになる。
したがって、粗圧延終了後、比較的簡単にＡ_r1変態点以
下に冷却できる。粗圧延をＡr₃変態点の直上で終了すれ
ば、仕上圧延機までの搬送中の空冷のみで、あるいは、
仕上圧延機で若干待機をすれば、仕上圧延開始前に単相
のフェライトになる。

【００１３】フェライト単相、しかも750 ℃以上、好ま
しくは800 ℃以上のフェライト単相域で圧延することに
より、微細で均一な再結晶組織を有する熱延鋼板とな
り、すぐれた材質が確保できる。オーステナイト（γ）
＋フェライト（α）２相域で圧延すると、圧延途中でγ
→α変態し、γとαの変形抵抗差のため、圧延が不安定
となる。

【００１４】仕上圧延の温度が750 ℃未満では、熱延組
織が不均一となりやすく、冷延・再結晶焼鈍後の伸び・
ｒ値等の材質が劣化する。このようなことから、仕上圧
延の温度範囲は、750 ℃以上好ましくは800 ℃以上Ａr₁
変態点以下が好適である。最終スタンドでの圧下率を20
％以上、好ましくは25％以上とすることにより、熱延組
織が均一な再結晶組織となる。圧下率が20％未満では熱
延組織の微細化の程度が不十分となる。このような、均
一な再結晶組織を有する熱延板に、冷延・再結晶焼鈍を
施すことにより、伸び・ｒ値の優れた鋼板が得られる。

【００１５】本発明では、従来法における鋼スラブの加
熱温度よりも50〜300 ℃低い加熱温度で熱間圧延を行
う。従来、鋼スラブを加熱するにあたり、連続加熱炉で
は一般に30〜35万kcal/Tの熱量を用いている。この熱量
は常温の鋼スラブを1150〜1280℃に昇温せしめるのに必
要な熱量である。本発明者等の経験から従来法の1250℃
の加熱温度とした場合と、本発明法による1000℃の加熱
温度とした場合とを比較した場合、それまでに必要な熱
量の差は６万kcal/Tに達する。

【００１６】又、極低炭素鋼スラブは加熱温度の低下に
より粗圧延における変形抵抗が大きくなり粗圧延時の圧
延動力が増大するが、仕上圧延においては従来オーステ
ナイト域で圧延していたのをフェライト単相圧延するこ
とにより変形抵抗が小さくなり仕上圧延時の圧延動力が
減少する。同一温度で比較すると結晶構造の違いによ
り、α相の変形抵抗はγ相のそれより１／２〜１／３に
なることが知られている（鉄と鋼、６７（１９８１）、
ｐ．２０００）。この粗圧延時の圧延動力増加分と仕上
圧延時の圧延動力減少分を考えると、仕上圧延時の圧延
動力減少分の方が大きくなる。たとえば、２２０ｍｍ厚
のスラブを４５ｍｍ厚のシートバーに圧延し、さらに、
３．０ｍｍ厚の熱延板とした場合には、従来にくらべ、
約４ｋＷＨ／ｔの動力が減少できる。それゆえ本発明
は、熱消費量および動力消費量が少なく経済的に有利な
製造方法である。

【００１７】酸洗は、熱延板の表面スケールを除去する
ために行うが、酸洗液、処理条件は通常公知の方法でよ
い。冷間圧延は、所定の製品厚となればよく、本発明で
は特に冷延条件を規定しないが、焼鈍後の特性を良くす
るためには冷延圧下率は60％以上が好ましい。冷延後の
再結晶焼鈍は通常行われている、バッチ焼鈍、連続焼鈍
いずれでもよく、温度は600 ℃以上900 ℃以下の範囲で
行う。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）Ｃ：0.002 wt％, Si：0.01wt％, Mn：0.15
wt％を含有する連鋳製極低炭素鋼スラブ（スラブ厚220m
m 、Ａr₃変態点 910℃、Ａr₁変態点 880℃）を粗圧延に
よりシートバー厚35mmとしたのち、仕上圧延により3.0m
m 厚とした。粗圧延は５スタンドで７パス圧延を、仕上
圧延は５〜７スタンドのタンデム圧延を行った。粗圧
延、仕上圧延条件は、表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】従来例として、スラブ高温加熱、仕上温度
Ａr₃変態点以上の仕上圧延による例を示す。すなわち、
同一組成の連鋳製の極低炭素鋼スラブ（スラブ厚220mm
）を1250℃に加熱し、粗圧延、仕上圧延によりＡr₃変
態点以上の仕上温度で同じ寸法の熱延板とした。圧延条
件を表１に併記した。この加熱圧延条件における加熱炉
原単位および圧延所要電力増加量を表１に併せて示す。
なお、圧延所要電力増加量は鋼板No. ４（従来例）を基
準として、従来例からの増加量（＋）あるいは減少量
（−）として表した。この結果から本発明方法は従来法
に比べ、熱量と動力がともに節減できることは明らかで
ある。

【００２１】つぎに、上記条件で得られた本発明例、比
較例、従来例の熱延板を用い、酸洗したのち、５スタン
ドの冷間タンデムミルで圧延し、0.8mm 厚の鋼板とし
た。その後、 800℃× 30secの連続焼鈍を施し、冷延製
品とした。そのときの伸び・ｒ値を表１に示す。表１か
ら、本発明によって製造した冷延鋼板は従来法のものに
比し結晶粒がやや大きくなるが、伸び（El）、ｒ値にあ
まり差がなく同様な用途に用いてもさしつかえない。本
発明の範囲をはずれた比較例は、伸び、ｒ値が低下して
いる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、品質上欠点のない極低
炭素冷延鋼板が容易に製造でき、しかも製造時に消費さ
れる総エネルギー量を著しく低減でき、きわめて経済的
に有利となる。さらに、加熱温度が低くてすむため、加
熱炉の設備費、補修費の低減、スラブのスケール生成量
の減少、熱延板のスケール生成量の減少および各種ロー
ルの摩耗量の減少などの効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷延鋼板の伸び・ｒ値と、熱間仕上圧延終了温
度、熱間仕上圧延最終スタンドの圧下率との関係を示す
グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 950〜1100℃に加熱された極低炭素鋼ス
   ラブあるいは再加熱することなく 950〜1100℃の温度を
   有する極低炭素鋼スラブに、粗圧延終了温度がＡ_r3変態
   点以上の温度範囲で粗圧延を施し、ついでＡ_r1変態点以
   下に冷却し、変態を完了させたのち、仕上圧延温度がＡ
   _r1変態点以下750 ℃以上で、かつ最終スタンド圧下率が
   20％以上である仕上圧延により熱延板としたのち、酸洗
   し冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍を行うことを特徴とす
   る極低炭素冷延鋼板の製造方法。