JPH10168522A - 耐爪とび性に優れたほうろう用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
耐爪とび性に優れたほうろう用冷延鋼板の製造方法Info
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Abstract
ほうろう用鋼板を製造する。 【解決手段】 重量% で、C≦0.1%、Mn:0.05〜0.40
% 、S:0.005 〜0.05%、B:0.001 〜0.02% 、N:0.0
01 〜0.02% を含有する鋼を鋳造し、1200℃以下で加熱
し、粗圧延後、750 〜950 ℃まで空冷し、次いで850 〜
1050℃の間に20℃以上の加熱を行い、仕上圧延後、巻取
り、冷間圧延してほうろう用冷延鋼板を製造する。スラ
ブを1200℃以下の低温に加熱して、MnS、BNを粗大
なまま残す。粗圧延後、粗バーを一旦950 ℃以下に冷却
して微細なMnSを析出する。次いで、850 〜1050℃の
間に20℃以上の加熱を行うことにより、微細なMnSが
核になってBNの析出が促進されて耐爪とび性の改善効
果の大きい粗大なBNが析出する。
Description
たほうろう用冷延鋼板の製造方法に関する。
台等の用途に幅広く利用されている。これらの製品の素
材となるほうろう用鋼板は、ほうろう性が優れている必
要がある。ほうろう性の中で爪とび欠陥は、ほうろう焼
成後、鋼中に固溶した水素がほうろう層と鋼板の界面に
集まり、ほうろう層を半月状にはじきとばす欠陥であ
る。該欠陥は、ほうろう焼成後、数週間から数ケ月経っ
てから発生することもあり、処置に多額の費用を要する
ことから該欠陥の発生しない鋼板が強く求められてい
る。
フッ素樹脂、人造大理石などの競合材料との競争にさら
され、その市場は減少傾向にある。このような状況の
下、酸洗の廃液の処理が困難でコストがかかることか
ら、ほうろうメーカーでは、前処理を簡略化しようとす
る動きがある。前処理の簡略化は、従来より耐爪とび性
などのほうろう特性を劣化させる要因となっているた
め、従来よりも優れた耐爪とび性が求められる。
トダウンが望まれている。コスト低減のためには、高価
な合金元素を必要としないこと、および安価な製造方法
で製造可能な鋼板が望ましい。この観点から、Ti添加
鋼のように高価なTiを添加せず、高酸素鋼のように極
低炭素まで脱炭する必要のない安価な鋼を用いた鋼板が
望ましい。
板がある。特公昭57-38666号公報には、Alの窒化物を
形成し、鋼中Bをsol.Bにして、耐爪とび性を改善
することが開示されている。しかし、AlNよりBNの
方が耐爪とび性の改善効果が大きく、sol.Bは熱
延、焼鈍、またはほうろう焼成時に鋼板表面に酸化物と
して濃化しやすく、耐爪とび性の不均一を招く。また、
BはAlより拡散速度が速いため通常のスラブ冷却速度
ではBNが析出しやすく、Bを固溶させるためには加熱
時間を長くとらなければならず、非能率である。
鋼を低温加熱して耐爪とび性を向上させることが開示さ
れているが、単に低温加熱だけでは、加熱の際に固溶し
たB、Nが熱延中に微細に析出し、耐爪とび性の改善効
果が小さい。
上に耐爪とび性などのほうろう性が良好で安価なほうろ
う用鋼板が望まれている。しかし、前記した鋼板は耐爪
とび性などのほうろう性が満足すべき水準になく、また
安価な製造法とはいえない。
れたものであり、本発明は耐爪とび性などのほうろう性
が良好で安価なほうろう用鋼板の製造方法を提供しよう
とするものである。
nS、BNが粗大に析出している。通常のスラブ加熱で
は、該析出物は大部分固溶するが、1200℃以下という低
温で加熱することにより、固溶を抑えMnS、BNを粗
大なまま残す。固溶したMnとSは粗圧延以降に析出
し、固溶したBとNは通常、MnSを核として仕上げ圧
延から巻取にかけて微細に析出する。しかし、微細なB
Nの耐爪とび性に対する改善効果は小さい。
熱と、粗圧延後の鋼片( 以下、粗バーという) を一旦95
0 ℃以下に冷却後、850 〜1050℃の間に20℃以上の加熱
をすることを組み合わせることにより、粗大なBNの析
出が可能になり、耐爪とび性の改善効果を大きくでき
る。
カニズムについての詳細は不明であるが、以下のように
考えられる。すなわち、粗バーを一旦950 ℃以下に冷却
することにより、MnSを完全に微細に析出させる。そ
の後、850 〜1050℃の間に20℃以上の加熱を行うことに
より、MnSを核としてBNを急速に析出させることが
できる。これは、一旦950 ℃以下に冷却することにより
析出した微細MnSが核となることにより、BNの析出
が促進され、従来より高温短時間でBNが析出できるよ
うになったためである。このようにして析出したBN
は、従来、仕上げ圧延から巻取段階で析出していたもの
に比べて大きい。
成するボイドが大きくなり、またほうろう焼成後、BN
周辺に発生する転位の量が多くなるので、耐爪とび性の
改善効果が大きい。
熱を組み合わせることにより、粗大なBNを析出させる
ことが可能となり、耐爪とび性を大きく改善できるので
ある。
間圧延後、該炭化物の周囲にボイドが生成する。このボ
イドは、水素トラップサイトとなり、耐爪とび性の改善
効果があるため、C量を制御する。
好である。そのため、必要に応じてCu、P、S量を制
御することにより、密着性、耐爪とび性の向上を図る。
り、その要旨は以下のとおりである。
0.40% 、S:0.005 〜0.05% 、B:0.001 〜0.02% 、
N:0.001 〜0.02% を含有する鋼を鋳造し、1200℃以下
で加熱し、粗圧延後、750 〜950 ℃まで空冷し、次いで
850 〜1050℃の間に20℃以上の加熱を行い、仕上圧延
後、巻取り、冷間圧延することを特徴とする耐爪とび性
に優れたほうろう用冷延鋼板の製造方法( 第1 発明) 。
0.40% 、P:0.003 〜0.025%、S:0.005 〜0.05% 、C
u:0.015 〜0.04% 、B:0.001 〜0.02% 、N:0.001
〜0.02% を含有する鋼を鋳造し、1200℃以下で加熱し、
粗圧延後、750 〜950 ℃まで空冷し、次いで850 〜1050
℃の間に20℃以上の加熱を行い、仕上圧延後、600 ℃以
上で巻取り、冷間圧延率60% 以上の冷間圧延後、再結晶
焼鈍することを特徴とする密着性と耐爪とび性に優れた
ほうろう用冷延鋼板の製造方法( 第2 発明) 。
特徴とする前記(2)記載のほうろう用冷延鋼板の製造
方法( 第3 発明) 。
造条件を上記のように限定した理由について作用ととも
に述べる。
圧延後、該炭化物の周囲にボイドが生成する。このボイ
ドは、水素トラップサイトとなり、耐爪とび性の向上に
効果がある。一方、C量が増えることにより熱間変形抵
抗が増加し、熱延時に圧延が困難になる。これは、本発
明のようにBを添加している場合に顕著であり、そのた
め、上限を0.1%に限定した。また、耐爪とび性の観点か
ら好ましくは0.01% 以上添加する。
となり、水素のトラップサイトとして働くこと、また、
MnSはBNの析出サイトとなることにより、耐爪とび
性の向上に寄与する。Mn量が、0.05% 未満ではその効
果がなく、0.40% 超えでは鋼板表面に濃化するMn量が
多くなり、低酸洗減量値または無酸洗でほうろう掛け(
以下、無酸洗ほうろう) の場合、密着性、耐爪とび性の
低下の要因となる。そのため、0.05〜0.40% の範囲に限
定した。
なり、水素のトラップサイトとして働くこと、また、M
nSはBNの析出サイトとなることにより、耐爪とび性
の向上に寄与する。また、Sは酸洗後スマットとして鋼
板表面に濃化する。スマットは、ほうろう層と鋼板の界
面のあれを大きくするのに必要であるが、スマットが多
すぎるとほうろう釉薬中のNi、Coなどの密着性促進
元素が鋼板上に板状に析出し、かえって密着性が低下す
る。また、無酸洗ほうろうの場合もSは、ほうろう釉薬
中のNi、Coなどの密着性促進元素の鋼板上への析出
状態に影響を与える。これらの観点から、S量は0.005
〜0.05% の範囲に限定した。ただし、0.010%〜0.020%の
範囲がより好ましい。
爪とび性の向上に寄与する。これは、冷間圧延によりB
N周囲にマイクロボイドが生成すること、およびほうろ
う焼成後、熱膨張係数の違いからBN周辺に転位が発生
することによる。この効果はBNが粗大に析出している
方が大きく、固溶Bでは前記の効果が得られない。B添
加量が0.001%未満ではその効果が不十分で、一方0.02%
超えでは鋼の熱間加工性が劣化し、圧延しにくいため、
B量は0.001 〜0.02% の範囲に限定した。ただし、B量
の好ましい範囲は0.002 〜0.008%である。
爪とび性の向上に寄与する。この効果のためには0.001%
以上の添加が必要である。しかし、多すぎるとスラブわ
れが起こりやすくなり、鋼板の表面欠陥につながるの
で、0.02% 以下とする。ただし、N量の好ましい範囲は
0.003 〜0.008%である。
の界面に集まり、ほうろう層をはじきとばす現象なの
で、界面面積が多いほど単位面積あたりの水素量が少な
くなる。このため、ほうろう焼成後、界面があれている
ほうが、密着性、耐爪とび性が良好である。界面のあれ
は、鋼中のP、S、Cu量に大きく依存する。そのた
め、前記したSに加えて、さらにP、Cuの成分範囲を
調整することがより好ましい。
酸洗後スマットとして鋼板表面に濃化する。スマット
は、ほうろう層と鋼板の界面のあれを大きくするのに必
要であるが、スマットが多すぎるとほうろう釉薬中のN
i、Coなどの密着性促進元素が鋼板上に板状に析出
し、かえって密着性が低下する。また、無酸洗ほうろう
の場合もPは、ほうろう釉薬中のNi、Coなどの密着
性促進元素の鋼板上への析出状態に影響を与える。これ
らの観点から、Pの含有量を0.003 〜0.025%に限定し
た。ただし、極めて良好な密着性、爪とび性を確保する
ためには、0.010 〜0.020%とするのが好ましい。
面に濃化し、ほうろう焼成後のほうろう層と鋼板の界面
のあれを促進する。しかし、Cuはほうろう前処理時の
酸洗速度を小さくする元素であり、0.04% を超えて添加
すると酸洗減量値が小さくなりすぎて、通常のほうろう
条件では酸洗後鋼板表面に濃化するスマット量が少なく
なりすぎ、ほうろう焼成後、ほうろう層と鋼板の界面の
あれが得にくい。また、無酸洗ほうろうの場合もCu
は、ほうろう釉薬中のNi、Coなどの密着性促進元素
の鋼板上への析出状態に影響を与える。これらの観点か
ら、Cu量は0.015 〜0.04% の範囲に限定した。ただ
し、極めて良好な密着性、耐爪とび性を得るためには、
0.025 〜0.035%の範囲がより好ましい。
由について述べる。前述の鋼成分範囲内に成分調整した
スラブを製造する。スラブ製造に関しては、鋼塊法では
リム層とコア部との間に粗大介在物が存在しやすくな
り、ほうろう加工後、ふくれ欠陥が発生しやすくなる。
よって、連続鋳造法で製造するのが好ましい。B添加鋼
は鋳造後、スラブわれが生じやすく、鋼板の表面きず発
生による歩留まりの低下、コスト上昇を招きやすいた
め、必要に応じて、鋼片を2 〜5mm 程度表層研削する。
るため、加熱温度を1200℃以下とする。加熱温度が低す
ぎると熱延負荷が大きくなりすぎるため、好ましくは10
00℃以上とする。なお、スラブを加熱することなく圧延
する直送圧延法は、粗大なBNが析出しないため良くな
い。しかし、一旦粗大なBNを析出させた後であれば、
室温までスラブを冷却することなく低温加熱を行っても
よい。
950 ℃以下に冷却させることにより、MnSを完全に微
細に析出させる。その温度が低すぎるとBNがMnSを
核として微細に析出してしまうことから、750 ℃以上と
する。
バー加熱(ΔT )を行うことにより、MnSを核として
粗大なBNを析出させる。BNの析出のためには850 ℃
以上で20℃以上の加熱が必要であるが、粗バー加熱温度
が高すぎると、析出したMnSが再び固溶し始めること
から1050℃以下が良い。加熱方法については、MnSの
固溶を避けるため短時間に急速加熱が望ましく、誘導加
熱、電気抵抗加熱が好ましい。また、コイルボックスの
使用は、コイル中央部の急速、均一加熱が困難であるた
め、好ましくない。
範囲が好ましい。Ar3 変態点以上900 ℃以下での仕上げ
圧延により熱延板のフェライト粒が微細化し、鋼の加工
性が向上するためである。
せ耐爪とび性を向上させる観点から、600 ℃以上で巻き
取るのが望ましい。また、巻取温度が高くなりすぎる
と、鋼板表面の酸化鉄層(スケール)が厚くなりすぎ、
酸洗工程でスケールが落ちにくいため、700 ℃以下で巻
取るのが好ましい。
いが、好ましい製造方法を以下に示す。
延されるが、BN周辺にボイドを生成させること、およ
びカーバイドを破砕し、周辺にボイドを生成し耐爪とび
性を向上させる観点から冷間圧延率は60% 以上とするの
が好ましい。
の要求されない用途には冷間圧延ままで適応可能である
が、加工性の要求される用途には冷間圧延後鋼帯を焼鈍
する。
ましい。なぜなら、連続焼鈍法では耐爪とび性の向上に
寄与するBNの減少を防止できるが、箱焼鈍法では焼鈍
時間が長いため、BNがAlNと固溶Bとなりやすくな
る。固溶Bは酸化物として鋼板表面に濃化しやすく、B
Nの分解は焼鈍時間が長いほど起こりやすい。このよう
に、長時間焼鈍により耐爪とび性の向上に寄与するBN
量が減少するからである。同様な理由で、脱炭焼鈍も耐
爪とび性の向上に寄与するBN量が減少するため好まし
くない。
から700 ℃以上がよく、焼鈍温度が高すぎると水素トラ
ップサイトとなる炭化物、BN周辺のボイドが消滅する
ので850 ℃以下が好ましい。
行う。焼鈍後の冷却は耐時効性の観点から速い方が好ま
しく、550 〜650 ℃まで空冷した後、水焼入れ、ロール
クエンチ、気水冷却、またはガスジェット冷却により冷
却速度が50℃/s以上で急冷するのが好ましい。
ら350 ℃以上で100 秒以上行うのが好ましく、過時効初
期は350 〜450 ℃、後期は300 〜400 ℃というように初
期の温度が高い方がより好ましい。また、ガスジェット
冷却の場合、過時効に先立ち、一旦過時効温度よりも50
℃以上低い温度まで低下させた後、過時効を行うと固溶
炭素の析出が促進され、耐時効性の面でより効果的であ
る。
できるが、必要に応じて伸長率:2.0%以下の調質圧延を
施しても良い。
従来材に比べてBN、MnSが大きいため、加工性が良
好である。
詳述する。
避不純物からなる成分組成の鋼を連続鋳造法によりスラ
ブとした。このスラブを表2 に示す熱延条件で2.8mm 厚
まで熱間圧延を行った。得られた熱延鋼帯を酸洗した
後、0.8mm まで冷間圧延した(圧延率=71%)。冷間圧延
後、鋼板を表3 、表4 に示す方法で焼鈍し、1.0%の調質
圧延を施してほうろう用冷延鋼板とした。
秒間焼鈍した。箱焼鈍は、700 ℃で7 時間、脱炭焼鈍は
オープンコイル焼鈍で700 ℃で5 時間、雰囲気がH2 :
20%、残部N2 、露点18℃で行った。
向から採取し、引張試験を行った。また、圧延方向、圧
延方向と45度方向、圧延直角方向からJIS5号試験片を採
取し、ランクフォード値(平均r 値)を下式から測定し
た。
と45度方向のr 値+ 圧延直角方向のr 値)/4 さらに、以下の条件でほうろう特性を調査した。ただ
し、耐爪とび性については、水素透過時間の測定によ
り、耐爪とび性の指標とした。また、密着性試験では、
良好な密着性が得にくい硫酸酸洗時間が短い条件で、試
験を行った。
分解により水素を発生させ、水素が鋼板を通過するるま
での時間を下記の方法で各3回測定し、その平均を算出
した。なお、水素透過時間が長いほど耐爪とび性が良好
である。
いて、各5 枚ずつ試験を行い、結果を平均した。
、表4 より、本発明法により製造した鋼板(鋼1 〜8
の熱延条件A 、B )の水素透過時間は長く、耐爪とび性
は良好である。また、本発明の第2 発明を満たす条件で
製造した鋼板(鋼板1 〜5 )は密着性が良好で、その分
耐爪とび性も良好である。
鋼を連続鋳造法によりスラブとした。このスラブを1100
℃に加熱し、図1 に示す条件で粗バー加熱を行い、仕上
温度870 ℃、巻取温度650 ℃で2.8mm 厚まで熱間圧延を
行った。得られた熱延鋼帯を酸洗した後、0.8mm まで冷
間圧延した(圧延率=71%)。冷間圧延後、鋼板を780 ℃
で40秒間連続焼鈍し、1.0%の調質圧延を施してほうろう
用冷延鋼板とし、水素透過時間を測定した。
分解により水素を発生させ、水素が鋼板を通過するまで
の時間を下記の方法で3 回測定し、その平均値を算出し
た。なお、水素透過時間が300 秒以上を○、300 秒未満
を×とした。
素透過時間が長く、耐爪とび性の向上が認められる。
耐爪とび性に優れた鋼板を安価に容易に得ることができ
るので、その工業的な価値は高い。
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量% で、C≦0.1%、Mn:0.05〜0.40
% 、S:0.005 〜0.05% 、B:0.001 〜0.02% 、N:0.
001 〜0.02% を含有する鋼を鋳造し、1200℃以下で加熱
し、粗圧延後、750 〜950 ℃まで空冷し、次いで850 〜
1050℃の間に20℃以上の加熱を行い、仕上圧延後、巻取
り、冷間圧延することを特徴とする耐爪とび性に優れた
ほうろう用冷延鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量% で、C≦0.1%、Mn:0.05〜0.40
% 、P:0.003 〜0.025%、S:0.005 〜0.05% 、Cu:
0.015 〜0.04% 、B:0.001 〜0.02% 、N:0.001 〜0.
02% を含有する鋼を鋳造し、1200℃以下で加熱し、粗圧
延後、750 〜950 ℃まで空冷し、次いで850 〜1050℃の
間に20℃以上の加熱を行い、仕上圧延後、600 ℃以上で
巻取り、冷間圧延率60% 以上で冷間圧延後、再結晶焼鈍
することを特徴とする密着性と耐爪とび性に優れたほう
ろう用冷延鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 再結晶焼鈍が連続焼鈍であることを特徴
とする請求項2 記載のほうろう用冷延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32982196A JP3858127B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 耐爪とび性に優れたほうろう用冷延鋼板の製造方法 |
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---|---|---|---|
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JP (1) | JP3858127B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100402009B1 (ko) * | 1999-10-05 | 2003-10-17 | 주식회사 포스코 | 양면 법랑용 열연강판의 제조방법 |
CN109518088A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-26 | 沈阳大学 | 一种自发性增强耐磨钢耐磨性的方法 |
CN114657348A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-06-24 | 安阳钢铁股份有限公司 | 一种高抗鳞爆性能低碳冷轧搪瓷钢的生产方法 |
CN115537664A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-30 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种搪烧后屈服强度≥300MPa级热轧酸洗搪瓷用钢及其生产方法 |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP32982196A patent/JP3858127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN114657348B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-12-29 | 安阳钢铁股份有限公司 | 一种高抗鳞爆性能低碳冷轧搪瓷钢的生产方法 |
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