JPH10168517A - 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
単相域でかつ最終スタンドの圧下率が25％以上、最終ス
タンドの前２スタンドの圧下率がそれぞれ30％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、特に耐リジング性に優れた極低炭素
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1150〜1300℃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、加熱後の粗圧延、仕上圧延段階
での温度降下を補償し、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。一方、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（γ）＋フェライト
（α）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、この方法では、（γ＋α）の
２相域で圧延を行うことを前提としており、板厚が薄く
なる仕上圧延後段では圧延が不安定となり板厚、幅精度
が低下する。さらに、この方法を極低炭素鋼に適用する
と、未再結晶組織の熱延鋼板となり、冷間圧延・再結晶
焼鈍後の冷延鋼板の材質が劣化し、２次加工時にリジン
グが発生するなどの問題を残していた。リジングとは、
冷延鋼板に引張、深絞りなどの２次変形を加えると、圧
延方向に沿って細かい筋状のしわを発生する現象で、こ
れが発生すると、自動車用等の鋼板としては使用できな
いことになる。

【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、かつ従来と比べて製造のために使用するエネル
ギーが少なく、スケールの発生が低減し、熱延鋼板の歩
留りが向上し、しかも伸び、ｒ値等の材質が優れ、リジ
ング発生がなく、品質上欠点のない極低炭素冷延鋼板用
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】まず、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 9
50〜1100℃に加熱し、Ａ_r3変態点以上の温度で粗圧延を
終了し、ついで、６〜７スタンドの仕上連続圧延機にて
仕上圧延終了温度および仕上最終３スタンドの圧下率を
種々変更した条件で仕上圧延を行い３mm厚の熱延板と
し、550 ℃で巻き取った。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。

【０００６】この冷延板に800 ℃×30秒の再結晶焼鈍を
施したのち、伸び、ｒ値を調査した。さらに15％引張試
験を行ったのち、リジング発生の程度を目視により判定
した。その結果、粗圧延終了温度がＡ_r3変態点以上で粗
圧延を施し、仕上圧延終了温度と最終３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、かつリジン
グが発生しない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
スタンド圧下率との関係を図１に示す。図１（ａ）は、
仕上最終スタンド（nfスタンド）の前２スタンド（nf-1
およびnf-2スタンド）の圧下率が30％以上の場合を、図
１（ｂ）は、nf-1およびnf-2スタンドの圧下率が30％未
満の場合を示す。材質の評価を伸び（El）とｒ値の組合
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、Ａ_r1変態点以下とし、仕上最終スタンドの圧下率25
％以上とすることにより、仕上最終スタンドの前２スタ
ンドの圧下率によらず、伸び・ｒ値が優れた冷延鋼板が
得られることがわかる。一方、リジング発生の程度と仕
上圧延終了温度、仕上最終スタンド圧下率との関係を図
２に示す。図２（ａ）は、仕上最終スタンドの前２スタ
ンド（nf-1およびnf-2スタンド）の圧下率が30％以上、
図２（ｂ）は、nf-1、nf-2スタンドの圧下率が30％未満
の場合を示す。リジングの評価は、リジング発生なしを
○印、リジング発生小を△印、リジング発生中、大を×
印の３段階として、図中に表示した。

【０００９】図２から、リジングの発生をなくすために
は、最終スタンド圧下率を25％以上でかつ最終スタンド
の前２スタンド（nf-1、nf-2）の圧下率を30％以上とす
ることが必要であることがわかる。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、かつ最終スタンドの圧下率が25％以
上で、最終スタンドの前２スタンドの圧下率がそれぞれ
30％以上である仕上圧延を施し熱延板としたのち、該熱
延板を酸洗し冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍を行うこと
を特徴とする耐リジング性に優れた極低炭素冷延鋼板の
製造方法である。

【００１０】

【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。

【００１１】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、圧延温度が低下し変形
抵抗が増大するため圧延動力が大きくなり過ぎて経済効
果を失うとともに、仕上圧延を750 ℃以上で行うことが
困難となる。また、加熱温度が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。

【００１２】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
い温度では粗圧延が（γ＋α）の２相域圧延となり、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。
このため、粗圧延終了温度をＡr₃変態点以上とした。

【００１３】粗圧延終了後、仕上圧延開始までにＡ_r1変
態点以下に冷却し、γ→α変態を完了させる。変態完了
後、仕上圧延を行う。仕上圧延は、α相単相で行い、圧
延仕上温度を750 ℃以上とし、かつ最終スタンドでの圧
下率を25％以上で、かつ、最終スタンドの前２スタンド
（nf-1、nf-2）の圧下率をそれぞれ30％以上とする。

【００１４】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。

【００１５】フェライト単相、しかも750 ℃以上のフェ
ライト単相域で、かつ最終スタンドでの圧下率を25％以
上とする圧延を施すことにより、均一な再結晶組織を有
する熱延鋼板となり、優れた伸び、ｒ値等が確保でき
る。γ＋αの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。また、仕上圧延終了温度が750 ℃未満または最終ス
タンド圧下率が25％未満では、仕上圧延終了から巻き取
りまでに再結晶が完了しないため熱延組織の微細化の程
度が不十分な未再結晶熱延組織となり、冷間圧延、再結
晶焼鈍後の伸び、ｒ値等の材質が劣化する。ただし、最
終スタンドの圧下率の上限は仕上圧延中の通板性の問題
から決定され、現状の圧延技術では40％程度である。

【００１６】さらに、本発明では、仕上圧延の最終スタ
ンド（nfスタンド）の前２スタンド（nf-1、nf-2）の圧
下率をそれぞれ30％以上とする。これにより、nf-2スタ
ンド〜nfスタンド間の仕上圧延中にも再結晶させること
ができ、圧延後巻き取りまでの再結晶と合わせて少なく
とも２回の再結晶を生じ、集合組織異常がなく、微細で
均一な組織を有する熱延鋼板となる。しかし、nf-1、nf
-2の圧下率が30％未満では、仕上圧延中に再結晶が生じ
ないため、たとえ圧延後巻き取りまでに再結晶をしたと
しても、集合組織の異常が完全に解消できずにリジング
を発生させる。最終スタンドの前の２スタンド（nf-1、
nf-2）の圧下率の上限は仕上圧延中の通板性の問題から
決定され、現状の圧延技術では45％程度である。

【００１７】このような集合組織異常がなく、微細で均
一な組織を有する熱延鋼板に、冷延、再結晶焼鈍を施す
ことにより、伸び、ｒ値等の材質が優れ、かつ２次加工
時にリジングが発生しない冷延鋼板が得られる。本発明
では、従来法における鋼スラブの加熱温度よりも50〜30
0 ℃低い加熱温度で熱間圧延を行う。

【００１８】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/tonの熱量を用いてい
る。前記熱量は常温の鋼スラブを1150〜1300℃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/tonに達する。

【００１９】また、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γ域で
圧延していたのをα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）。このため、α域で
仕上圧延を行うと必要な圧延動力が小さくなる。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。例えば、220mm 厚のスラブを35mm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３kWH/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。

【００２０】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。

【００２１】

【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 900℃、Ａr₁変態点 880℃）を粗圧延
（５スタンドで７パス圧延）によりシートバー厚45mmと
したのち、仕上圧延により3.5mm の熱延鋼板とした。仕
上圧延は６〜７スタンドのタンデム圧延を行い、仕上圧
延後550 ℃で巻き取った。

【００２２】粗圧延、仕上圧延条件を表１に示す。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（No.4）とした。圧延条件を表１に
併記した。

【００２３】この加熱圧延条件における加熱炉原単位お
よび圧延所要電力原単位を表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。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。

【００２４】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値および15％
引張試験後のリジング発生の有無を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】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、２次加工時のリジン
グ発生も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、
２次加工時にリジングが発生している。比較例No.6、N
o.10 は、伸び、ｒ値が優れた材質を有しているが、２
次加工時にリジングが発生している。

【００２７】

【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、補修費が低減し、スラブのスケール生成
量が減少するとともに、熱間圧延温度が低いため熱延板
のスケール生成量が従来にくらべ半減するなどの効果が
期待できる。また、仕上圧延時の圧延負荷が小さいた
め、圧延ロールの摩耗量が減少し、ロールの寿命延長な
どの効果も期待できる。

【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。

【図２】冷延鋼板の２次加工時のリジング発生の程度
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、かつ最終スタンドの圧下率
   が25％以上で、最終スタンドの前２スタンドの圧下率が
   それぞれ30％以上である仕上圧延を施し熱延板としたの
   ち、該熱延板を酸洗し冷間圧延し、ついで再結晶焼鈍を
   行うことを特徴とする耐リジング性に優れた極低炭素冷
   延鋼板の製造方法。