JPH108142A - 加工性が良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方 法 - Google Patents
加工性が良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方 法Info
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Abstract
も良好な加工性を有する製缶用鋼板の製造方法を提供す
る。 【解決手段】Cが0.0010〜0.0150%の極低
炭素鋼の鋼スラブに熱間圧延を施し、しかる後、仕上圧
延の段階で、被圧延材の温度が仕上圧延機列のいずれか
の圧延スタンド通過の際、圧延加工に伴う発熱により逆
変態を生ずるように行い、仕上圧延温度がAr3−50
℃以上となるように終了し、550〜750℃で巻き取
った後、冷間圧延、連続焼鈍、調質圧延を行う。
Description
つ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方法に係り、特に極薄
ブリキ原板やティンフリースチールなどの製缶用鋼板の
製造方法に関するものである。
容器缶は、その製法から、2ピース缶と3ピース缶に大
別できる。2ピース缶はすずめっき、クロムめっきなど
を施した表面処理鋼板に、DWI加工、DRD加工等を
施して缶底と缶胴を一体成形し、これに蓋を取り付けた
2物品からなる缶である。一方、3ピース缶は表面処理
鋼板を円筒状、または角筒状に曲げて端部同士を接合し
た後、これに天蓋と底蓋を取り付けた3物品からなる缶
である。
缶用鋼板は、まず第一に安価であることが必要であり、
そのためその生産は一般に生産効率が高く、歩留まりや
表面品質に優れた連続焼鈍法を用いて行われる。そのた
めの技術として、例えば、特公昭63−10213号公
報記載の技術が提案され、さらに軟質な鋼板を連続焼鈍
で製造するための方法として、例えば特公昭61−20
7520号公報、特公平1−52452号公報記載の提
案も行われている。これらの技術においては、素材とし
て低炭素鋼板を用い、更に焼鈍後の加工硬化の組合せで
種々の硬さの製缶用鋼板を作り分けている。
(ネックイン)成形の強化が行われ、それに耐えうる良
好な加工性を有する製缶用鋼板として極低炭素鋼板が多
く用いられる様になった。しかしながら、通常の低炭素
鋼板(C含有量0.02重量%以上)に比べて、結晶粒
径が大きくなりやすく、そのため缶成形後の肌あれなど
の問題を生じる。この問題を解決するためには、極低炭
素鋼板の組織を均一で微細にすればよい。そのための方
法として、その素材である熱延鋼板の組織を均一微細に
する方法が一般的に知られている。ところで、極低炭素
鋼の熱延組織の均一化は、その変態点以上の温度で圧延
を行うことによって達成できるが、圧延温度が非常に高
くなりロールの損耗の増大などを招き、経済的でないば
かりでなく、結晶粒の微細化は行われない。一方、特公
平3−260016号公報、特公平5−117759号
公報に見られるように圧延後α−γ昇温を行い、変態に
よる再結晶を利用して微細化を図る手段もあるが、コス
トが高くなり、また加工歪による析出物の析出の駆動力
が使えないなどの欠点があり、特に冷延焼鈍後の組織の
均一微細化への効果は少い。
クイン加工等、厳しい条件下での加工を行う場合にも良
好な加工性を有し、製缶用鋼板としての十分な使用特性
を有する鋼板を、低コストで製造する方法を提案すると
ころにある。また、本発明は極低炭素鋼の熱延鋼板の組
織を効率的に均一微細にする有効な方法を提案するとこ
ろにある。そしてそれによって、最終製品たる製缶用鋼
板の組織を均一微細にする方法を提案するところにあ
る。
的を達成するために、鋼組成及び製造条件を検討し、以
下のとおり本発明を完成した。すなわち、本発明は、 重量比で C :0.0005〜0.0150% Si:0.2%以下 Mn:0.05〜0.6% P :0.02%以下 S :0.02%以下 Al:0.15%以下 N :0.02%以下を含み、さらに必要に応じて Nb:0.003〜0.020% Ti:0.003〜0.020% B :0.0002〜0.0020% Cu:0.5%以下 Ni:0.5%以下 Cr:0.5%以下 Mo:0.2%%以下の1種又は2種以上を含み、残部
はFeおよび可避不純物よりなる組成の鋼スラブに、熱
間粗圧延を全圧下量80%以上、そのうち、最終パスを
20%以上とする条件下で行い、仕上熱間圧延を、被圧
延材の温度が仕上圧延機列のいずれかの圧延スタンド通
過の際、圧延加工に伴う発熱により逆変態させ、仕上圧
延温度がAr3−50℃以上となるように終了し、55
0〜750℃の温度で巻取って熱間圧延鋼帯を得、該熱
間圧延鋼帯に対してスケール除去、冷間圧延、再結晶焼
鈍および30%以下の調質圧延を行うことを特徴とする
加工性の良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方法
にある。本発明の課題の他の解決手段及び具体的態様な
どは、請求項2以下及び実施例において詳しく説明す
る。
炭素鋼では近年の製缶用鋼板に求められる加工性の厳し
い要求を満たすことができないからであり、また通常の
熱間圧延工程によっても組織の均一化・微細化が達成可
能であり、強いて本発明を適用する必要がないからであ
る。ここに極低炭素鋼とは、Cが0.0150重量%以
下の鋼をいうが、好ましくは0.005%以下とするの
が、加工性の面で好ましい。なお、成形性に優れた鋼板
を得るためにはC量がより低いことが望ましいが、本発
明の圧延条件を適用してもなお結晶粒径が粗大になるこ
と、および製鋼過程における脱炭のコストを考慮し下限
は0.0005%とする。
求される性質を満たすよう合金元素の範囲が定められ
る。 Si:0.2%以下 Siは鋼板の表面性状を劣化させるとともに、鋼を硬化
させ、熱間圧延工程を困難にし、最終製品としての鋼を
硬化させる。したがって、0.2%以下とする。特に表
面性状の要求が厳格な用途では、0.050%以下とす
ることが好ましい。
0.60%を越えると、変態点が低下し過ぎて、好まし
い熱延板を得ることが困難になる。したがってMn含有
量を0.05〜0.6%とする。
しいが、過度の低減は製造コストの増加につながる。し
たがって、これらの兼ね合いからP含有量を0.02%
以下とした。なお、加工性を顕著に改善するためには、
0.010%以下が好ましい。
原因となるので、0.02%以下に制限する。なお、加
工性を顕著に改善するためには、0.010%以下にす
ることが好ましい。
をこえると脱酸効果が飽和するだけでなく、介在物が発
生し、成形性に悪影響をおよぼす。このためsol.A
lの含有量は0.15%未満とする。なお、安定した製
造条件を確保するためには、0.030〜0.10%の
範囲とすることが好ましい。
強度と加工性のバランスを向上させる。したがって、伸
びを低下させず、また、スラブ割れの原因とならない範
囲で、すなわち、0.02%以下の範囲で適宜添加され
る。なお、加工性を特に考慮した場合には、0.010
%以下にすることが好ましい。
は、以下の諸元素が鋼板の用途、性能に応じて適宜添加
される。 Nb:0.003〜0.020%以下 Nbは鋼板中のCを固着し、時効性を低減し、鋼の軟質
化に有用な元素であり、さらに、熱間圧延のγ領域に
て、再結晶を適度に抑制し、微細な組織を得ることを可
能にする。したがってその効果が有効に現れる範囲内、
すなわち、0.003〜0.015%の範囲で適宜添加
される。
により、成形性を向上させる。しかし、0.020%以
上添加するとその効果は飽和し、コスト増加となるだけ
である。このため、Tiの含有量を0.003〜0.0
20%とする。
元素である。さらに2次加工脆性を防止させる役目も果
たす。しかし、過剰に添加すると熱間圧延時にオーステ
ナイトの細結晶を遅らせ、圧延時の負荷を大きし、しか
も焼鈍材の材質、特に伸びを劣化させるので、その含有
量は0.0002〜0.0020%とする。
点を低下させ,組織の微細化に有用な元素である。しか
し、過剰な添加は鋼のコストアップ、熱延板の硬質化に
よる冷間圧延の負荷上昇を伴うため、上限を0.5%以
下とする。なお、Moについてはコストを考慮して0.
2%以下とする。
行われる。粗圧延の圧下率は、合計80%以上にする。
これは仕上圧延機入側の組織を均一である程度細粒にし
ておくためである。特に最終パスの圧下量は組織の均一
化に影響を与えるため、20%以上とする。なお、スラ
ブ加熱温度は高すぎると熱延板の粒径を細かくし、最終
製品を硬質化し、局部変形能を低下させるので好ましく
ない。そのため1250℃以下とし、成形性と軟質化を
両立させる。
被圧延材の温度が一旦Ar3点以下の温度となった後、
仕上圧延機列のいずれかの圧延スタンド通過の際、圧延
加工に伴う発熱によりα相からγ相変態点の逆変態が生
ずるように行い、仕上圧延温度がAr3−50℃以上と
なるように終了し、550〜750℃の温度で巻取って
熱間圧延鋼帯を得るような条件下で行われる。本発明に
おいては、この仕上圧延工程において、α−γ逆変態を
行わせ、熱延鋼板の組織を均一・微細化することに最大
の特徴がある。本発明の復熱による逆変態を伴った仕上
圧延工程は具体的には以下のように行われる。
F7を被圧延材が通過する時の鋼板表面温度の変化を模
式的に示したものである。図1においては、粗圧延機か
ら出た被圧延材は、一旦Ar3以下に冷却され、その
後、仕上圧延機に導かれる。すなわち、仕上圧延機入側
温度(FET)はAr3以下である。仕上圧延機で圧延
される際、圧延によるエネルギー等によって被圧延材の
温度が上昇する。その程度は、圧下量、圧下速度によっ
て異なるが、圧延速度1200mpm、圧下量50%
(原板厚30mm)で30℃程度である。図1に示した
場合では、仕上圧延機入側において、860℃(Ar3
以下40℃)にあった被圧延材がF1通過時880℃と
なり、さらにF2通過時900℃となって、所望の逆変
態が行われる。さらに同様の工程を繰返すことによっ
て、F4スタンドにおいても復熱による逆変態が繰返さ
れる。
による歪の導入によって、熱延鋼板お組織は均一・微細
化され、その結果はそれに続く冷間圧延後にも持ち来さ
れ、製缶用鋼板の組織を均一・微細にするのに寄与す
る。具体的に示せば、本発明による工程を採った場合に
は、熱延板の結晶粒径は、平均10.5〜11程度であ
るのに対し、従来の方法(復熱のない場合)は8.5〜
9.5程度であった。
r3以上の温度で仕上圧延機列に入る。そして、F1〜
F2間で冷却水によって冷却され、一旦Ar3以下に低
下する。その後F2〜F3スタンドで強圧下が行われ、
復熱、逆変態が行われる。この場合においても、図1に
示す場合と同様に、組織の均一・微細な熱延鋼板が得ら
れる。
制御および圧下の条件設定が特に重要である。例えば、
図1に示す場合においては、仕上圧延機列に入る前の被
圧延材の温度は続く熱間圧延による復熱で逆変態を生じ
る範囲に設定しなければならない。一般に大圧下(圧下
率60%)を行ったとき、圧延による温度上昇は、変態
熱を見込んで30℃程度であるから、F1およびF2ス
タンドでの圧下発熱を利用するとして、Ar3以下30
〜40℃程度に仕上圧延機入側温度を調節しなければな
らない。
ののほか、圧延時の摩擦エネルギーによるものが利用で
きる。これらによる発熱量、温度上昇は経験的積み上げ
によって求めらる。本発明においては、変態を繰返すた
めにスタンド間での急冷又は保温を適切に行うことが重
要である。すなわち、図1に示す場合においては、F1
〜F2間においては冷却水を停止し、保熱を図る必要が
あるのに対し、図2に示す例では、F1〜F2間は冷却
を強化し、Ar3以下に冷却しなければならない。な
お、スタンド間の温度は、スタンド間に放射温度計を設
置し測定するのが好ましい。その際、冷却水を止めれば
測定精度の確保が可能である。
るように終了する必要がある。これは熱延板の組織、粒
径を均一微細にさせるためである。それ以下の温度で
は、巻取の温度によっては加工組織が残存して冷間圧延
性を悪化させること、更に加工性に悪影響をおよぼす再
結晶組織となることから望ましくない。また、加工歪が
なくとも組織が粗大となって強度−加工性バランスが悪
くなるので好ましくない。
延と仕上圧延を連続的に行うのが望ましい。特に本発明
では、圧延過程における複熱を利用するため、その効果
が鋼帯全体にわたって一様に現れるようにするために、
シートバー接合を行う連続圧延を行うのが好ましい。
厚みが顕著に増大し、酸洗時の脱スケール性が悪化す
る。また550℃以下で巻き取ると、析出物が十分に析
出せず、再結晶組織に悪影響をおよぼす。このため、巻
取温度を550〜750℃とする。
70〜95%の圧下率で行う。本発明鋼は、先に示した
加工発熱による変態を繰返しても熱延板の結晶粒径がが
かなり大きいため、70%以上冷間圧延を行わないと焼
鈍後、最終製品の粒径が粗大となりやすい。なお、最終
製品の異方性を劣化させないように冷間圧延率の上限は
95%にする。
焼鈍は生産性の面から連続焼鈍により再結晶温度以上で
行われる。その後、目的の調質度に調整する目的と、対
ストレッチャーストレインの目的から、調質圧延が行わ
れる。調質圧延にはスキンパス又は二次圧延があるが製
缶用鋼板の所望特性に応じて使いわければよい。一般に
圧下率は30%以下とし、加工性と強度のバランスを維
持し、また面内異方性の悪化を防止する。
4%,Mn:0.25%,P:0.007%,Al:
0.05%,S:0.006%,N:0.008%を含
有し、他はFeおよび不可避不純物からなる鋼を溶製
し、これを連続鋳造法によってスラブとした。このスラ
ブを1200℃に加熱後、全圧下率90%、最終パス圧
下率25%の条件で粗圧延を行い、厚さ40mmのシー
トバーを得た。粗圧延されたシートバーを接合した後、
完全連続圧延によって仕上圧延を行った。圧延条件は以
下のとおりである。なお、この場合においてAr3変態
点は880℃、α−γ逆変態温度は890℃であった。 仕上圧延入側温度: F1圧下率:60%、圧延直前温度:870℃、圧延直後温度:900℃ F2圧下率:56%、圧延直前温度:875℃、圧延直後温度:905℃ F3圧下率:47%、圧延直後温度:870℃、圧延直後温度:895℃ F4圧下率:30%、圧延直後温度:870℃、圧延直後温度:890℃ F5圧下率:30%、圧延直後温度:865℃、圧延直後温度:885℃ F6圧下率:26%、圧延直後温度:860℃、圧延直後温度:880℃ F7圧下率:26%、圧延直後温度:860℃、圧延直後温度:880℃ (FDT) 巻取温度:600℃ かくして得た熱延板を酸洗し、圧下率83%の冷間圧
延、750℃の再結晶焼鈍後、2%の調質圧延を行い、
得られた製品の特性を調査した。その結果は以下のとお
りである。 結晶粒度:10.8 組織の均一性:良好 硬さ:58(ロックウエル硬さ、HR30T) r値:塑性ひずみ15%の測定値 平均r値:1.8(平均r値=(rL+rC+2rD)/
4) Δr値:0.1(Δr=(rL+rC−2rD)/2) 肌あれ:なし フランジ成形性:フランジ割れなし (肌あれ及びフランジ成形性は、通常の条件で#25相
当のすずめっきを行い、これをロールフォーミング、拘
束シーム溶接で3ピース缶胴部相当に成形し、これにネ
ッキング成形を施し、肌荒れの有無の判定を行った。)
を、前記例と同一の条件にて粗圧延を終了し、仕上圧延
を F1圧下率:58%、圧延直前温度:920℃、圧延直後温度:940℃ F2圧下率:50%、圧延直前温度:900℃、圧延直後温度:820℃ F3圧下率:47%、圧延直後温度:880℃、圧延直後温度:890℃ F4圧下率:35%、圧延直後温度:860℃、圧延直後温度:890℃ F5圧下率:35%、圧延直後温度:880℃、圧延直後温度:900℃ F6圧下率:25%、圧延直後温度:870℃、圧延直後温度:890℃ F7圧下率:30%、圧延直後温度:865℃、圧延直後温度:890℃ (FDT) 巻取温度:600℃の条件で行い、得られた熱延板を前
記例と同様に冷間圧延、再結晶焼鈍、調質圧延を行った
ところ、その材質特性は以下のとおりであった。 結晶粒度:10.9 組織の均一性:良好 硬さ:59(ロックウエル硬さ、HR30T) r値: 平均r値:1.9(平均r値=(rL+rC+2rD)/
4) Δr値:+0.05(Δr=(rL+rC−2rD)/
2) 肌あれ:なし フランジ割れ:なし (製品特性値の測定条件は、前記例と同様である)
を、前記例と同一の条件にて粗圧延を終了し、仕上圧延
を F1圧下率:55%、圧延直前温度:840℃、圧延直後温度:860℃ F2圧下率:55%、圧延直前温度:840℃、圧延直後温度:860℃ F3圧下率:45%、圧延直後温度:840℃、圧延直後温度:860℃ F4圧下率:32%、圧延直後温度:840℃、圧延直後温度:860℃ F5圧下率:32%、圧延直後温度:830℃、圧延直後温度:850℃ F6圧下率:28%、圧延直後温度:830℃、圧延直後温度:850℃ F7圧下率:26%、圧延直後温度:830℃、圧延直後温度:840℃ (FDT) 巻取温度:600℃の条件で行い、得られた熱延板を前
記例と同様に冷間圧延、再結晶焼鈍、調質圧延を行った
ところ、その材質特性は以下のとおりであった。 結晶粒度:8 組織の均一性:混粒組織 硬さ:55(ロックウエル硬さ、HR30T) r値: 平均r値:1.4(平均r値=(rL+rC+2rD)/
4) Δr値:−0.3(Δr=(rL+rC−2rD)/2) 肌あれ:あり フランジ割れ:一部発生 また、引張試験した際、リジングと思われる模様が発生
した。(製品特性値の測定条件は、前記例と同様であ
る)
ように、本発明にしたがい仕上圧延過程において加工発
熱による逆変態を行わせたものは、熱延板の組織、ひい
ては最終製品である製缶用鋼板の組織が微細・均一であ
り、厳しい加工を行っても肌あれなどの欠陥を生ずるこ
とがなかった。これに対し、比較例に示すように本発明
を適用しない場合、すなわち、復熱を活用しない場合
は、最終製品の特性値が缶用鋼板として望ましくないも
のになる。
板の結晶組織を効率的かつ経済的に均一微細化すること
ができ、加工性のよい製缶用鋼板の提供が可能になる。
と圧延材の温度の関係図である。
と圧延材の温度の他の関係図である。
Claims (3)
- 【請求項1】重量比で C: 0.0005〜0.01
50% Si:0.2%以下 Mn:0.05〜0.6% P: 0.02%以下 S: 0.02%以下 Al:0.15%以下 N: 0.02%以下を含み、さらに必要に応じて Nb:0.003〜0.020% Ti:0.003〜0.020% B: 0.0002〜0.0020% Cu:0.5%以下 Ni:0.5%以下 Cr:0.5%以下 Mo:0.2%以下の1種又は2種以上を含み、残部は
Feおよび可避不純物よりなる組成の鋼スラブに、 熱間粗圧延を全圧下量80%以上、そのうち、最終パス
を20%以上とする条件下で行い、 仕上熱間圧延を、被圧延材の温度が仕上圧延機列のいず
れかの圧延スタンド通過の際、圧延加工に伴う発熱によ
り逆変態させ、仕上圧延温度がAr3−50℃以上とな
るように終了し、 550〜750℃の温度で巻取って熱間圧延鋼帯を得、 該熱間圧延鋼帯に対してスケール除去、冷間圧延、再結
晶焼鈍および30%以下の調質圧延を行うことを特徴と
する加工性が良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造
方法 - 【請求項2】請求項1において、仕上熱間圧延圧延機列
の入側において、被圧延材の温度をAr3点以下に冷却
し、いずれかの仕上圧延機を通過の際、圧延加工に伴う
発熱により逆変態させことを特徴とする加工性の良好で
かつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方法 - 【請求項3】請求項1において、仕上熱間圧延圧延機列
の入側における被圧延材の温度をAr3点以上とし、い
ずれかの仕上圧延機を通過後において一旦Ar3以下に
冷却し、その後それに続く圧延機を通過の際の際、圧延
加工に伴う発熱により逆変態させることを特徴とする加
工性の良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方法
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JP18564596A JP3826442B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 加工性が良好でかつ肌荒れのない製缶用鋼板の製造方 法 |
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JPH108142A true JPH108142A (ja) | 1998-01-13 |
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