JPH11279657A

JPH11279657A - 板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH11279657A
Application number: JP9820098A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tanahashi; 浩之棚橋; Takehide Senuma; 武秀瀬沼
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造
方法を提供する。【解決手段】Ｃ：０．０１％以下、Ｔｉ：０．００１
〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％の一種または
二種を含む鋼の鋳片を熱間圧延する際、仕上圧延の少な
くとも１パスを、中心線平均粗さＲａが０．０５μｍ以
上のワークロールを用いて、４０℃の粘度が４５０ｍｍ
²／ｓ未満の粘性を有する潤滑油を、ウォーター・イン
ジェクション方式により、その油量を０．２〜１０ｍｌ
／ｍ²に調整して、ロールに供給する潤滑を施しなが
ら、Ａｒ₃変態点未満の温度域で圧延し、かつ、該温度
域、該潤滑条件下の圧延の圧延率の合計が５０％以上と
なるように行い、その後、巻き取り工程、または、焼鈍
工程において再結晶処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、電気製品や
自動車などの工業製品の製造分野において有用となり得
る、板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気製品や自動車などの工業製品には、
深絞り加工された鋼板が広く用いられている。そして、
こうした用途に用いられる鋼板には、高いランクフォー
ド値（平均ｒ値、以下単に「ｒ値」と記す）が求められ
ることが知られている。高いｒ値を有する鋼板は、一般
的には、鋼片を加熱後、Ａｒ₃変態点以上の温度域で圧
延し、更に冷間圧延と再結晶焼鈍を行う方法によって製
造されている。

【０００３】しかし、近年、より安価に、こうした高ｒ
値を有する鋼板を得ることを目的に、Ａｒ₃変態点以下
の温度域で、潤滑を施しながら熱間圧延を行い、従来工
程における冷間圧延と再結晶焼鈍を省略する製造方法が
提案されている。

【０００４】例えば、特開昭５９−２２６１４９号公報
には、所定の化学成分を有する鋼を、５００℃以上Ａｒ
₃変態点以下の温度範囲で、潤滑を施しつつ合計圧下率
が５０％以上の圧延を行い、その後の冷却、捲取あるい
は焼鈍過程において再結晶させることにより成形性のす
ぐれた熱延鋼板を得る発明が開示されている。また、特
開昭６１−３８４５号公報には、Ｃ≦０．２重量％の炭
素鋼をＡｒ₃＋１００℃以下、Ａｒ₃以上の温度域で、合
計圧下率が少なくとも３５％以上の圧延を行った後、摩
擦係数μが０．２以下の条件で合計圧延率が５０％以上
の圧延を行い、その後再結晶処理を行うことにより深絞
り性にすぐれた鋼板を得る発明が提案されている。

【０００５】しかるに、前者には、単に潤滑を施しつつ
圧延を行うとの記載があるのみで、実際の鋼板製造に欠
かせない具体的な潤滑の実施方法が示されていない。ま
た、後者には、摩擦係数を０．２以下にする圧延方法と
して、大径ロールの使用、低温・高速・軽圧下圧延、パ
ス間冷却などの対策が効果的であるとの開示があるが、
こうした対策は、従来の圧延設備の変更や、生産性の低
下を伴うものであるから、却って製造コストの上昇を招
き、冷間圧延と再結晶焼鈍工程を省略したことによる経
済的な効果が減じられてしまう恐れがある。また潤滑剤
に関する記載は全く見当たらない。

【０００６】一方、特開平４−２６３０２２号公報に
は、所定の化学成分を有する鋼を、Ａｒ₃変態点未満５
００℃以上の温度域で、少なくとも１パスをグリース基
潤滑剤を０．２５〜５．０ｇ／ｍ²ロールに塗布する潤
滑条件の下で、かつ、Ａｒ₃変態点未満の全圧下率が６
０％以上の仕上げ圧延を行った後、巻取工程またはその
後の焼鈍工程において再結晶処理する深絞り性に優れた
熱延鋼板の製造方法が示され、潤滑剤に関する具体的な
記載がなされている。しかし、グリース基の潤滑剤を用
いるためには、やはり圧延設備の変更が必須であり、製
造コストの上昇は必然的であると言える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の製
造方法の内の冷間圧延と再結晶焼鈍工程を省略して安価
な製造コストとしながらも、高いｒ値を有する熱延鋼板
が得られるとする提案には、最も重要な技術要素である
潤滑方法に関する記載が全くないか、あっても設備や生
産性に影響を与えるものであり、より安価に、深絞り性
に優れた鋼板の提供を可能にするという社会的要請に十
分応え得ているとは言い難い。

【０００８】また、より高品位な鋼板に対する需要が高
まっている状況下において、熱延鋼板を冷延鋼板に換え
て用いるためには、ｒ値の高さのみではなく、冷延鋼板
と同等の板厚の均一性も求められる。一般に、潤滑を施
しながら熱延を行うと、通板制御の困難さが増すため、
板厚の不均一さも増大し、それが深絞り成形後の製品形
状にも影響を与える懸念が持たれていた。従って、板厚
の均一性を損なわないような潤滑圧延としなければなら
ないが、そうした視点にまで踏み込んで熱延鋼板の製造
方法を検討した例は見当たらない。

【０００９】そこで、本発明は、まず、従来の熱間圧延
設備と生産性を犠牲にすることなく、従って、冷間圧延
と再結晶焼鈍工程を省略したことによる製造コストの低
減効果を減じることなく、高いｒ値を有し、併せて、冷
延鋼板並みの板厚均一性をも備えた熱延鋼板を製造する
方法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、そうした目的
のためになされたものであり、Ｃ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：２．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｐ：０．２％
以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．００５％以上、
０．１％以下、および、Ｎ：０．０１％以下を含有し、
かつ、Ｔｉ：０．００１％以上、０．２％以下、およ
び、Ｎｂ：０．００１％以上、０．２％以下、の一種ま
たは二種を含み、残部がＦｅ、および、不可避不純物か
ら成る鋼の鋳片を熱間圧延する際、仕上圧延の少なくと
も１パスを、中心線平均粗さＲａが０．０５μｍ以上の
ワークロールを用いて、４０℃の粘度が４５０ｍｍ²／
ｓ未満の粘性を有する潤滑油を、ウォーター・インジェ
クション方式により、その油量を０．２〜１０ｍｌ／ｍ
²に調整して、ロールに供給する潤滑を施しながら、Ａ
ｒ₃変態点未満の温度域で圧延し、かつ、該温度域、該
潤滑条件下の圧延の圧延率の合計が５０％以上となるよ
うに行い、その後、巻き取り工程、または、焼鈍工程に
おいて再結晶処理を施すことを特徴とする、板厚均一性
に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法を要旨とするもの
である。

【００１１】また、上記の化学成分に加えて、０．００
０１％以上、０．００５％以下のＢを二次加工脆性の改
善の目的で、更に、０．０１％以上、１．５％以下のＣ
ｕを高強度化の目的で必要に応じて含有させた鋼板の製
造方法、および、再結晶処理を溶融亜鉛めっき工程にて
行うこととした当該製造方法も要旨とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らの調査によれば、一般
的な熱間圧延機にはウォーター・インジェクション方式
の潤滑剤供給装置が装備されていることが多い。本発明
において、用いる潤滑媒体を液体とし、その供給をウォ
ーター・インジェクション方式としたのは、そうした設
備をそのまま使用し、特別に設備改造をすることなく本
発明で提案する製造方法を実行可能なものとするためで
ある。

【００１３】また、望ましい鋼板の化学成分や圧延条
件、および、潤滑剤の条件などは以下の実験結果に基づ
いて限定した。実験は、図２に模式的に示す潤滑剤の供
給装置と圧延装置を用いて行った。

【００１４】圧延実験に先立って、まず潤滑油の粘度に
ついて検討した。潤滑油、および、キャリア水の温度を
４０℃とし、様々な粘度を有する潤滑油を用いてロール
に潤滑剤を連続して噴射し濃度の安定性を調べる実験を
行った。潤滑剤の噴射開始後５分毎に１０回、各々１０
０ｍｌをノズル直近で採取して濃度を分析し、１０回全
てにおいてその変動範囲が設定した濃度の１００分の５
未満であれば合格として安定性を評価した。その結果、
粘度が４５０ｍｍ²／ｓ未満の潤滑油であれば潤滑油の
種類によらず濃度の安定性は合格となった。本発明で、
用いる潤滑油の粘度を４５０ｍｍ²／ｓ未満としたの
は、このように潤滑圧延を安定して行えるものとするた
めである。なお、粘度の値は、油脂の粘度の表記に汎用
的に使用されている４０℃の値とした。

【００１５】次に、Ｃ：０．００２５％、Ｓｉ：０．０
１％、Ｍｎ：０．１０％、Ｐ：０．０１２％、Ｓ：０．
００９５％、Ａｌ：０．０３５％、Ｎ：０．００１７
％、および、Ｔｉ：０．０６２％を含み、残部がＦｅ、
および、不可避不純物から成る鋼片を、加熱後、７５０
℃で圧延し、引き続いて、７５０℃、３時間の再結晶処
理をする実験を行った。圧延は、１パスで６０％圧延す
るスケジュールとし、その際に使用するワークロールの
表面粗さ、噴射する潤滑剤中の油の濃度、および、全供
給量を変えることにより、ロールの表面粗さと潤滑剤の
条件が板厚均一性、および、鋼板ｒ値に及ぼす影響を調
査した。

【００１６】板厚の均一性は、鋼板２５００ｍｍ²に付
き一ヶ所の割合で２０ヶ所の板厚を測定し、それらの最
大値と最小値の差Δｔをそれらの平均値で除した値が、
０．１２５未満であれば「良」、０．１２５以上であれ
ば「不良」と判定した。

【００１７】その結果を、図１に示す。この図から、被
圧延材の単位面積当たりに供給される油量が０．２ｍｌ
／ｍ²以上、１０ｍｌ／ｍ²以下であり、かつ、中心線平
均粗さＲａが０．０５μｍ以上の場合に、高いｒ値を有
し、かつ、板厚均一性が「良」の鋼板の得られることが
明らかとなった。

【００１８】こうした実験結果に基づき、更に鋭意検討
を行って本発明を限定した。

【００１９】まず、鋼板の化学成分について述べる。

【００２０】Ｃは、深絞り性と密接に関わる元素であ
り、０．０１％を超えると深絞り性を劣化させるので、
その上限を０．０１％とする。

【００２１】Ｓｉ、Ｍｎ、および、Ｐは各々鋼を高強度
化する作用を有し、製造しようとする鋼の強度に応じて
必要量を添加すればよいが、それぞれ、Ｓｉ＞２．０
％、Ｍｎ＞３．０％、および、Ｐ＞０．２％となると深
絞り性を劣化させるので、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：
３．０％以下、Ｐ：０．２％以下と上限を限定した。

【００２２】Ｓは、少ない程深絞り性には有利である
が、０．０５％以下であれば特段問題とならないので
０．０５％を上限とする。

【００２３】Ａｌは、鋼の脱酸、脱窒を目的に添加する
ものであるが、含有量が０．００５％未満ではその効果
が得られず、また、０．１％を超えて含有させると延性
の劣化をもたらすので、０．００５％以上、０．１％以
下とする。

【００２４】Ｎは、窒化物の生成や固溶量の増加にとも
ない延性を劣化させるので、０．０１％以下としなけれ
ばならない。

【００２５】Ｔｉは、固溶Ｃ、および、固溶Ｎを低減さ
せる働きを有し、ｒ値を高めるのに非常に有効な元素で
ある。しかし、０．００１％未満では効果がなく、一
方、０．２％を超えて含有させてもそれ以上の効果は得
られず、鋼のコストを高めてしまう。そのため、含有量
を０．００１％以上０．２％以下とした。

【００２６】Ｎｂは、固溶Ｃを低減させ、また、仕上げ
圧延前の結晶粒径を微細化する働きをするのでｒ値を高
めるのに有効であるが、０．００１％未満では効果がな
く、０．２％を超えて含有させてもそれ以上の効果は期
待できないので、含有量を０．００１％以上、０．２％
以下とする。

【００２７】Ｂは、二次加工脆性を改善する効果を有す
るので、必要に応じて添加することができる。しかし、
０．０００１％未満では効果が得られず、逆に０．００
５％を超えると深絞り性に悪影響を及ぼすので、含有量
は、０．０００１％以上、０．００５％以下とする。

【００２８】Ｃｕは、鋼を高強度化する作用を有するの
で、必要に応じて添加することができる。その効果は、
０．０１％以上の添加で得られるが、１．５％を超える
と深絞り性を劣化させるので、含有量は０．０１％以
上、１．５％以下とする次に、圧延条件、および、潤滑
条件について述べる。

【００２９】熱延鋼板のｒ値を高めるには、圧延と再結
晶処理工程を利用して集合組織制御を行い、板面に平行
な｛１１１｝面を高く集積させる方法が有効である。そ
のためには、圧延をＡｒ₃変態点未満の温度域において
行う必要がある。なぜなら、Ａｒ₃変態点以上の温度域
における圧延によって形成される集合組織は、その後の
γ相からα相への相変態の際にランダム化してしまうた
め、望ましい集合組織の形成には有効ではないからであ
る。本発明において、圧延温度域をＡｒ₃変態点未満と
したのはこのためである。一方、圧延温度域の下限は、
高ｒ値鋼板を得る目的からは存在しないが、温度の低下
とともに鋼の変形抵抗が増加して圧延機の負荷を増大さ
せるため、５００℃を下限とするのが望ましい。

【００３０】圧延時に潤滑を施こさないと、圧延ロール
と被圧延材の間の摩擦に起因する剪断変形により、被圧
延材の、特に表層部に、深絞り性に好ましくない、板面
に平行な｛１１０｝面が形成されてしまうため、潤滑の
実施は不可欠である。なおかつ、既述の実験結果が示す
ように、使用する潤滑剤の制御のみならず、どのような
表面粗さのワークロールを用いるかも非常に重要であ
る。

【００３１】圧延時にワークロールに対してウォーター
・インジェクション方式で供給された潤滑剤中の油分
は、ロール表面に油膜を形成するので、それによって圧
延ロールと被圧延材の間に摩擦に起因する剪断変形が抑
制されるものと考えられる。こうしたメカニズムによれ
ば、潤滑剤中の潤滑油の濃度と潤滑剤の供給量の積によ
って定まる油量が所定量以上必要であること、および、
油分をその表面に保持できる程度のロールの表面粗さも
必要であることが推定される。詳細な検討の結果、それ
らは各々、油量が０．２ｍｌ／ｍ²以上、ロールの中心
線平均粗さＲａ（以下、単にＲａともいう）が０．０５
μｍ以上であり、両者が共に満たされた場合に高ｒ値鋼
板の得られることがわかった。被圧延材の単位面積当た
りの油量を０．２ｍｌ／ｍ²以上、Ｒａを０．０５μｍ
以上に限定したのはこうしたためである。なお、Ｒａ
は、ＪＩＳＢ０６１０の規定に基づき、ロールの幅
方向の中央部分を全周に渡って測定した値を採用した。

【００３２】一方、油量が多すぎる場合には、高ｒ値鋼
板を得る目的上は問題ないものの、被圧延材の通板制御
がより難儀になるため、圧延後の鋼板の形状に悪影響が
発生するようになる。具体的には、油量が１０ｍｌ／ｍ
²を超えて供給されると板厚の均一性が不良となる。そ
こで、油量を１０ｍｌ／ｍ²以下に限定した。

【００３３】また、Ｒａの上限は、高ｒ値鋼板を得る目
的上はないものの、表面疵の発生など、鋼板の表面性状
を損ねる恐れがあるので、１μｍ以下とするのが望まし
い。

【００３４】なお、潤滑油の成分は、特に限定しない。
鉱油や合成エステルの他に各種化合物やポリマーなどを
添加した潤滑油を用いることも本発明の要旨を損ねるも
のではない。

【００３５】Ａｒ₃変態点未満の温度域での圧延率の合
計を５０％以上としたのは、これより少なくては、板面
に平行な｛１１１｝面が、高ｒ値を得るのに十分な程に
集積しないからである。

【００３６】次に、再結晶処理工程について述べる。

【００３７】圧延直後の鋼板は、加工組織を呈している
ので、加工性を付与するために、さらには、深絞り性に
有利な再結晶集合組織を形成するために、再結晶処理を
行う必要がある。それは、鋼板をコイルに巻き取ること
による自己焼鈍法で行ってもよいし、箱型焼鈍炉、ある
いは連続焼鈍炉を用いて行ってもよい。また、それらに
換えて、溶融亜鉛めっき工程において行うこともでき
る。

【００３８】

【実施例】本発明の実施例を比較例と共に説明する。

【００３９】試験に用いた鋼片の化学組成を表１に示
す。

【００４０】鋼板の製造は、表１に示す鋼片を、加熱
し、粗圧延した後、ウォーター・インジェクション方式
で潤滑剤をロールに供給しながら仕上げ圧延を行った。
その際の使用したロールのＲａと潤滑条件、および、再
結晶処理後の鋼板の板厚均一性の判定結果とｒ値を表２
に示す。また、これらの表には、本発明の範囲外となる
比較例を併せて記載した。

【００４１】表１において、鋼Ａ〜Ｈは、本発明の範囲
内の鋼であるが、鋼ＩはＴｉ、Ｎｂを含有しておらず、
また鋼ＪはＣ含有量が０．０１％を超えており本発明の
範囲外の鋼である。

【００４２】表２においての比較例Ｎｏ．２は、Ａｒ₃
変態点未満の温度域での圧下率の合計が５０％以上とな
っていない圧延条件の例であり、比較例Ｎｏ．４、Ｎ
ｏ．７及びＮｏ．１５は油量（ｍｌ／ｍ²）が多過ぎる
例であり、そして比較例Ｎｏ．１６及びＮｏ．１７は本
発明の範囲外の化学成分の鋼についての例である。

【００４３】これらの比較例は、いずれも板厚の均一性
評価或はｒ値が本発明の実施例よりも劣っていた。

【００４４】このように、本発明の範囲内で製造した熱
延鋼板は、優れた板厚均一性と深絞り性を有することが
わかった。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【発明の効果】本発明の製造方法を用いれば、板厚均一
性に優れ、かつ、高ｒ値を有する熱延鋼板を得ることが
できる。また、そのために新たに潤滑装置を設置したり
する必要がなく、冷延・焼鈍工程を省略した効果を減じ
ることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板の板厚均一性、および、ｒ値に及ぼす潤滑
剤中の油量、および、ロール表面の中心線平均粗さＲａ
の影響を示すグラフである。

【図２】潤滑剤の供給装置と圧延装置を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１圧延ロール２被圧延材３噴射ノズル４流量計５定量ポンプ６オリフィス７潤滑油タンク８キャリア水タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓ
ｉ：２．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｐ：０．２
％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．００５％以
上、０．１％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有し、か
つ、Ｔｉ：０．００１％以上、０．２％以下、および、
Ｎｂ：０．００１％以上、０．２％以下の一種または二
種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物から成る鋼の
鋳片を熱間圧延する際、仕上圧延の少なくとも１パス
を、中心線平均粗さＲａが０．０５μｍ以上のワークロ
ールを用いて、４０℃の粘度が４５０ｍｍ²／ｓ未満の
粘性を有する潤滑油を、ウォーター・インジェクション
方式により０．２〜１０ｍｌ／ｍ²の割合でロールに供
給する潤滑を施しながら、Ａｒ₃変態点未満の温度域で
圧延し、かつ、該温度域、該潤滑条件下の圧延の圧延率
の合計が５０％以上となるように行い、その後、巻き取
り工程、または、焼鈍工程において再結晶処理を施すこ
とを特徴とする、板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板
の製造方法。
【請求項２】鋼が、さらに、質量％で、Ｂ：０．０
００１％以上、０．００５％以下を含有することを特徴
とする、請求項１に記載の板厚均一性に優れた深絞り用
熱延鋼板の製造方法。
【請求項３】鋼が、さらに、質量％で、Ｃｕ：０．０
１％以上、１．５％以下を含有することを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の板厚均一性に優れた深
絞り用熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】再結晶処理を溶融亜鉛めっき工程にて行
うことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれ
か１項に記載の板厚均一性に優れた深絞り用熱延鋼板の
製造方法。