JPH10183252A - 表面性状及び加工性に優れた冷延鋼板又は溶融めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面性状及び加工性に優れた冷延鋼板又は溶
融めっき鋼板を得る。 【解決手段】 Ｃ：０．０１〜０．０７％，Ｓｉ：１．
５％以下，Ｍｎ：０．０５〜２．５％，Ｐ：０．２％以
下，Ｓ：０．０００５〜０．０２％，Ａｌ：０．００５
〜０．１％，Ｎ：０．０１０％以下を含む鋼スラブを再
加熱または直送して、仕上げ圧延温度Ａr3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１０〜６０％の冷間圧延を施し、酸
洗後、再結晶温度以上９００℃以下の焼鈍又は溶融めっ
きする。使用する鋼スラブは、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、自動車，家電，電機・
電子材料用などに適する表面性状及び加工性に優れた冷
延鋼板又は溶融めっき鋼板を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面性状及び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２５０ｍ
ｍ程度の厚さにした連続鋳造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、引張試験における
伸びや、深絞り性の指標となるランクフォ−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−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−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−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スケール性が著しく低下
し、生産性が大きく阻害されるばかりでなく、鋼帯の表
面性状も必ずしも良好とはいえなかった。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
作用上制約が加わり、伸びやランクフォ−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、酸洗デスケ
−ル工程の前に冷間圧延を付与してデスケール性を高め
ることにより、生産性の阻害を招くことなく、表面性状
が良好で、かつ、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：０．０１〜０．０７重量
％，Ｓｉ：１．５重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜２．５
重量％，Ｐ：０．２重量％以下，Ｓ：０．０００５〜
０．０２重量％，Ａｌ：０．００５〜０．１重量％，
Ｎ：０．０１０重量％以下を含む鋼スラブを再加熱又は
直送し、仕上げ圧延温度をＡr3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１０〜６０％の冷間圧延を施し、酸洗後、得ら
れた冷延鋼板を再結晶温度以上９００℃以下の連続焼鈍
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Ｎ
ｉ：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
めっき状態で高い伸びやランクフォ−ド値を確保すると
共に、デスケール工程の前に冷間圧延することによりデ
スケール性及び表面性状を向上させている。これより、
表面性状及び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：０．０１〜０．０７重量％ 熱間圧延工程で６５０℃以上の高温巻取りを行うことに
より、Ｆｅ3 Ｃ等の炭化物を形成し、伸びやランクフォ
−ド値を改善する。このような作用には、０．０１重量
％以上のＣ含有量が必要である。しかし、０．０７重量
％を超えるＣが含まれても、伸びやランクフォ−ド値の
改善効果は飽和する。

【０００６】Ｓｉ：１．５重量％以下 鋼帯の表面性状，加工性，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
−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。製品
に要求される強度に応じて添加されるが、１．５重量％
を超えると、酸洗工程でのデスケ−ル前に冷間圧延を施
しても表面性状の劣化が著しくなる。 Ｍｎ：０．０５〜２．５重量％ 熱間圧延時にＳに誘起される熱間脆性を防止し、鋼を高
強度化する上で有効な成分である。これらの作用には、
０．０５％重量％以上のＭｎ含有量が必要である。しか
し、２．５重量％を超える多量のＭｎが含まれると、加
工性が劣化する。

【０００７】Ｐ：０．２重量％以下 Ｓｉと同様に、鋼を強化する作用があり、製品に要求さ
れる強度に応じて添加される。しかし、０．２重量％を
超える多量のＰ含有量では、伸びやランクフォ−ド値が
大きく低下し、二次加工割れが著しく劣化する。 Ｓ：０．０００５〜０．０２重量％ 熱間加工時の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。しかし、Ｍｎ，Ｔｉ等と硫
化物を形成し、炭化物系析出物の生成に影響を及ぼし、
ランクフォ−ド値を向上させる作用をもつ。また、０．
０００５重量％未満にＳ含有量を低減することは、製鋼
工程で脱硫精練に多大な費用を要することになる。この
ようなことから、本発明では、Ｓ含有量の下限を０．０
００５重量％に規制した。

【０００８】Ａｌ：０．００５〜０．１０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：０．０１０重量％以下 不可避的に含まれる成分であり、Ａｌで固定される。し
かし、０．０１０重量％を超える多量のＮが含まれる
と、Ｎの固定に必要なＡｌの添加量を多くすることが要
求され、Ａｌ系析出物の増加に起因して加工性が劣化す
る。

【０００９】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の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。

【００１０】熱延条件：仕上げ圧延温度Ａr3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。再加熱温度は鋼の成分や要求される特性等に応じ
て設定されるので特に本発明で規定しない。熱間圧延
は、仕上げ圧延温度Ａr3変態点以上で行われる。仕上げ
圧延温度がＡr3変態点より低くなると、ランクフォ−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６５
０℃以上と高く設定すると、セメンタイトの粗大化，Ａ
ｌによるＮの固定等が推進され、加工性が向上する。ま
た、冷間圧延と組合せた機械的デ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、デスケール性が向上する。しかし、８０
０℃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に冷間圧延を施してもデ
スケール性が著しく劣化する。

【００１１】冷間圧延：冷延率１０〜６０％ 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合せた酸洗ではデスケール
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
酸洗条件で十分デスケールされる。酸洗によるデスケ−
ル性を向上させるためには、１０％以上の冷延率で熱延
鋼帯を冷間圧延することが必要である。また、製品の伸
びやランクフォ−ド値を向上させれ良好な加工性を得る
ためにも１０％以上の冷延率で熱延鋼帯を冷間圧延する
ことが必要である。しかし、冷延率が６０％を超える冷
間圧延では、製品の伸びやランクフォ−ド値は向上する
ものの冷延率の上昇に見合ったデスケ−ル性の改善がみ
られない。また、冷間圧延における負荷が大きくなるた
め、製造コストも高くなる。

【００１２】酸洗：冷間圧延により、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−ルの除去率が高くなる。しか
し、冷間圧延のみではデ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、冷間圧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。

【００１３】酸洗後の焼鈍：再結晶温度以上９００℃以
下 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。焼鈍温度が９００℃を超えると、α→γ変
態により結晶方位がランダム化し加工性が劣化するの
で、焼鈍温度は、再結晶温度以上９００℃以下に規定す
る。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、同様に加工性と表面性状に優れためっき鋼
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。また、焼鈍又は溶融めっき後の冷延鋼板および溶融
めっき鋼板には、５％以下の調質圧延を施すこともでき
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】

【表１】

【００１６】各鋼塊を厚さ３５ｍｍの鋼片に熱間鍛造
し、１１２０℃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Ａr3
変態点以上となるように８４０〜９２０℃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、２．２〜７．０ｍｍの範囲に設定し
た。熱延仕上げ後、５００〜８２０℃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０〜６０％で冷間圧延し、酸洗によりデスケ
−ルした。更に、この冷延鋼板に再結晶温度以上９００
℃以下の加熱温度で焼鈍を施した。このときの製造条件
を、鋼種ごとに表２に示す。

【００１７】

【表２】

【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。機械的性質は、ＪＩ
Ｓ５号引張試験片を使用した。ランクフォ−ド値は１５
％引張予歪みを与えた後、３点法にて測定し、Ｌ方向
（圧延方向），Ｄ方向（圧延方向に４５°方向）及びＣ
方向（圧延方向に９０°方向）の平均値、（ｒL ＋２ｒ
D ＋ｒC ）／４で求めた。また、ランクフォ−ド値の面
内異方性△ｒ値は、（ｒL −２ｒD ＋ｒC ）／２で求め
た。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。
なお、製品の表面肌は全長に渡り外観の目視検査により
判定した。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時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−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Ｉ
を使用したものでは、低い伸び，ランクフォ−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−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、加工性と表面性状に優れた冷延鋼板が製造
できることが確認された。

【００１９】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練し、連続鋳造にて厚さ２５０ｍ
ｍ，単重１３トンのスラブを製造した。

【００２０】

【表４】

【００２１】各スラブを加熱炉で１１８０℃に再加熱し
た後、熱間圧延機で熱間圧延し、８４０〜９２０℃の範
囲の仕上げ温度で板厚２．０〜７．７ｍｍに仕上げた。
次いで、５００〜７５０℃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０〜６０％で
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スケールした。この冷延鋼帯を、加
熱温度を再結晶温度以上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７８０℃に、めっき浴温を
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。

【００２２】

【表５】

【００２３】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−ド値，二次加工割れ温度が低く、良好な加工
性と表面性状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−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。

【００２４】

【表６】

【００２５】

【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冷間圧延を酸洗前に施し
ている。酸洗前の冷間圧延によりスケ−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、酸洗によるデスケ−ル工程での生産性の劣化を招く
ことなく、加工性と表面性状に優れた冷延鋼板及び溶融
めっき鋼板が製造される。

【表３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ 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：０．０１〜０．０７重量％，Ｓｉ：
   １．５重量％以下，Ｍｎ：０．０５〜２．５重量％，
   Ｐ：０．２重量％以下，Ｓ：０．０００５〜０．０２重
   量％，Ａｌ：０．００５〜０．１重量％，Ｎ：０．０１
   ０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Ａr3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１０〜
   ６０％の冷間圧延を施し、酸洗後、得られた冷延鋼帯を
   再結晶温度以上９００℃以下で連続焼鈍又は溶融めっき
   する表面性状及び加工性に優れた冷延鋼板または溶融め
   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表面性状
   及び加工性に優れた冷延鋼板又は溶融めっき鋼板の製造
   方法。