JPH11315343A

JPH11315343A - 溶接缶用スリット鋼帯およびその製造方法ならびにスリット鋼帯用冷延鋼帯コイル

Info

Publication number: JPH11315343A
Application number: JP4812999A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kukuminato; 英雄久々湊; Makoto Araya; 誠荒谷; Naotoshi Ryu; 尚稔龍; Kazumitsu Sanbondake; 一光三本竹; Katsuto Kawamura; 勝人河村
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】缶胴の円周方向長さに相当する幅狭にスリッ
トしたコイルにフイルムをラミネートした、缶用胴板を
シーム溶接する場合に、溶接時の散りや溶接剥がれを生
じることなく、適正溶接電流範囲が広く、高速で安定し
た溶接を可能とする。【解決手段】Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下,
Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02
wt％以下, Al：0.02〜0.10wt％, Ｎ：0.005 〜0.015 wt
％, Ｏ：0.01wt％以下を含有する鋼スラブを、1200℃以
上に加熱し、圧延終了温度Ａr₃以上、巻き取り温度650
℃以下とする熱間圧延を行い、次いで冷間圧延を経て、
過時効処理を伴わない焼鈍を行ったのち、伸び率３％以
下で調質圧延し、得られた冷延鋼帯に、張力が 0.8±0.
5 kgf/mm² 、かつスリッターハウジングの温度変動量が
±３℃以内となるように保持して、スリッティング加工
を施すことにより、圧延の板幅方向を溶接缶円周方向と
する板取りで得られる溶接缶胴板の円周方向長さ寸法の
精度が±0.05％以内であり、時効性を有する溶接缶用の
スリット鋼帯とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、シーム
溶接工程を経て得られる３ピース溶接缶（以下、単に溶
接缶と略記する）に用いて好適なスリット鋼帯（めっき
したものを含む）であって、特にシーム溶接の安定した
高速化が可能な、溶接缶用スリット鋼帯およびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】缶用鋼板は、表面に、Sn、Cr、Ni等の各
種めっきを施して、３ピース缶や２ピース缶に加工され
て、飲料缶、食缶等の用途に供される。なかでも、３ピ
ース缶は、上蓋、底蓋およびシーム溶接した胴板の３部
位からなり、製造工程が２ピース缶のそれに比べて単純
であり、小ロット多品種の生産に対応できるという利点
を有している。

【０００３】さて、最近における飲料缶の大量消費に伴
って、製缶技術が進歩し、より板厚の薄い缶用鋼板を使
用して、軽量缶化による合理化を図ろうとする努力が進
められている。それに伴い、板厚の低下による缶体強度
の低下を補強する手段として、調質度が大きい缶用鋼板
を採用するほか、加工形状の変更、例えば、従来の単純
な円筒形状から、缶頭部および缶底部における、ネック
イン加工、多段ネックイン加工、スムース大幅ネックイ
ン加工への変更、胴部における、樽形状への張り出し加
工、凹凸加工への変更などの方法が採用されるようにな
った。その製造方法は、例えば、雑誌「THE CANMAKER」
Feb.1996, P32〜37に紹介されているように、先ず帯鋼
を円筒に成形し、溶接接合した後に、精巧な割型、静水
圧プレス等を適用して、円筒状の接合胴部に円周方向の
伸び歪みを付与 (拡缶) する工程からなっている。その
ため、溶接部には拡缶加工を行っても、欠陥を生じるこ
とのない品質が求められる。

【０００４】また、このように、板厚の薄い鋼板を用い
て３ピース缶を製缶する際、シーム溶接時に、溶接缶胴
部が持ち去る熱量が少ないために、鋼板温度が上昇して
電気抵抗が大きくなり、接触抵抗も増加して散りが多発
する問題がある。このため、安定して散りを回避しうる
適正な溶接電流範囲が狭くなり、高速溶接が困難になり
つつある。

【０００５】ところで、上述した素材の薄肉化と並ん
で、最近の製缶技術の進歩に、缶胴板への塗装、印刷法
の進歩が挙げられる。すなわち、従来のシートコート
（広幅シートによる４〜６条×５〜６列取り）−加熱オ
ーブン（210 ℃×20分の高温度長時間焼き付け）による
焼き付けの方法に代わって、予めグラビア印刷を施した
フイルムを缶外面側に、同時に無地の透明フイルムを缶
内面側に、ラミネート（180 〜230 ℃×数秒の中温度超
短時間焼き付け）して美粧性を付与するとともに、内容
物のフレーバー性を確保したフイルムラミネート法が開
発された。この方式については、例えば、特開平５−３
１８６８号公報に、缶胴ブランク材料を巻き付けたコイ
ルから、連続して供給される長尺の缶胴ブランク材料
（１缶の円周長さに相当する幅狭コイル）の両面に、溶
接部に相当する両端縁に金属露出部を残して、フイルム
を熱圧着する方式が開示されている。フイルムラミネー
ト法は、このように加熱オーブンを使わないので環境に
優しい方式であるのみでなく、高速通板が可能であり、
多色の場合でも１回の通板で仕上がり、版替えはフイル
ムを取り替えるだけで、しかも短時間加熱で缶胴板への
印刷ができるので、高速製缶の促進に寄与する技術であ
る。

【０００６】また、缶の内容物が多種多様になって、多
品種少量生産の傾向となる一方、流動的な消費動向に対
応するために在庫量を極力減らし、ジャストインタイム
で製缶することが求められている。従来は、それぞれの
種類に応じて印刷ラインを止めて、版替え、色替え、色
出しを行っては、広幅シートを使って、４〜６条×５〜
６列取りで印刷を行っていたので、少量生産には適して
いなかった。これに対して、上記幅狭コイルによるフイ
ルムラミネート法では、取扱性に優れているフイルム
に、生産計画に応じた長さにグラビア印刷した後、これ
を１缶の円周長さ相当の幅にスリットしたコイルに圧着
して仕上げるので、ジャストインタイムへの要求に適応
しうる生産方式といえる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術を採用して、薄い板厚のスリット鋼帯の表面にフ
イルムをラミネートして高速溶接を行った場合に、板厚
が同じであっても、従来のシートコート材では適性溶接
電流範囲が大きく、安定した溶接ができたのに対し、散
り（スプラッシュ）が発生したり、拡缶試験では溶接部
に剥がれが発生して、広い適性溶接電流範囲が得られな
いという問題が生じた。散りが発生する原因は、基本的
には、過電流が流れるためであり、剥がれは十分に必要
な電流が流れてないためである。このように、適性溶接
電流範囲が狭いと、散り発生を防ぐために電流値を小さ
くすれば、剥がれが発生し、逆に、剥がれが発生しない
ように電流値を大きくすれば、散りが発生するというこ
とになる。ただ、これまでのところ、スリットコイルを
用いたフイルムラミネート方式では、何故、高速安定溶
接ができないのか、その理由が解明されておらず、この
方式を用いた高速安定操業の技術開発が強く期待されて
いた。

【０００８】こうした缶材料の薄肉化やスリットコイル
を用いたフイルムラミネート方式によって新たな問題が
もたらされる一方で、缶胴部のシーム溶接そのものの技
術は一層進展しつつある。まず、溶接速度を比較する
と、例えば、340g飲料缶で、従来では500 缶／分（缶高
さ108 mm×500 缶／分＝54 m／分）程度であったもの
が、最近1100缶／分（缶高さ108 mm×1100缶／分＝119m
／分）程度の高速溶接機も開発されつつある。また、素
材歩留りの向上を目的として、溶接幅を狭くする努力が
払われ、従来では0.8 mm程度であったものが、0.6mm 以
下の狭い範囲まで指向されるようになってきた。このよ
うな溶接技術の向上とともに、高速溶接下での溶接部の
品質向上への要請がますます高まってきており、必然的
に、薄肉のスリット鋼帯を用いたラミネート方式におい
て、一段と高速で健全な溶接が可能な胴板材料の出現が
望まれている。

【０００９】そこで、本発明の主たる目的は、従来技術
が抱えていた上記問題を解決することにあり、缶胴の円
周方向長さに相当する幅狭にスリットしたコイルに、溶
接部に相当する幅両端縁では金属露出部を残してフイル
ムをラミネートした、缶用胴板をシーム溶接する場合
に、溶接時に散りや拡缶試験での溶接剥がれが生じるこ
となく、適正溶接電流範囲が広く、高速で安定した溶接
が可能な、薄厚の溶接缶用スリット鋼帯とその製造方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成すべく、スリット鋼帯の寸法、材質に着目して研
究を重ねた。その結果、上記目的実現のためには、スリ
ット鋼帯の幅方向精度と製缶前の降伏強さを適正に制御
することが、またそのためには、鋼の成分組成、熱間圧
延と焼鈍の条件、冷延鋼帯の形状、スリッティング条件
等を特定範囲に規制することが極めて有効であることを
見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発
明の要旨構成は次のとおりである。

【００１１】(1) 厚みが0.20mm以下、板幅の寸法精度
(寸法許容量) が溶接缶の円周方向長さ(重ね代を含む)
の±0.05％以内であり、時効性を有することを特徴とす
る溶接缶用スリット鋼帯。

【００１２】(2) 厚みが0.20mm以下、板幅の寸法精度
(寸法許容量) が溶接缶の円周方向長さ(重ね代を含む)
の±0.05％以内であり、曲げ曲げ戻し加工による降伏強
さの低下量が５kgf/mm²以上であり、かつ時効性を有す
ることを特徴とする溶接缶用スリット鋼帯。

【００１３】(3) 鋼の成分組成が、Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下, Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015 wt％, Ｏ：0.01wt％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる上記
(1)または (2)に記載のスリット鋼帯。

【００１４】(4) 鋼の成分組成が、Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下, Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015 wt％, Ｏ：0.01wt％以下を含み、かつ Nb：0.05wt％以下, Ti：0.05wt％以下から選ばれる１種又は２種を含有し、残部はFeおよび不
可避的不純物からなる上記 (1)または (2)に記載のスリ
ット鋼帯。

【００１５】(5) 鋼帯の少なくとも片面に表面処理層を
有することを特徴とする、上記 (1)〜(4)のいずれか１
つに記載のスリット鋼帯。

【００１６】(6) 表面処理層が、すずめっき又はクロム
めっきを施したものである、上記 (5)に記載のスリット
鋼帯。

【００１７】(7) 少なくとも片面にフィルムラミネート
層を有することを特徴とする上記 (1)〜 (6)のいずれか
１つに記載のスリット鋼帯。

【００１８】(8) Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以
下, Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：
0.02wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015
wt％, Ｏ：0.01wt％以下を含有する鋼スラブを、1200℃
以上に加熱し、圧延終了温度Ａr₃以上、巻き取り温度65
0 ℃以下とする熱間圧延を行い、次いで冷間圧延を経
て、過時効処理を伴わない焼鈍を行ったのち、伸び率３
％以下で調質圧延し、得られた冷延鋼帯に、張力が0.8
±0.5 kgf/mm² 、かつスリッターハウジングの温度変動
量が±３℃以内となるように保持して、スリッティング
加工を施すことを特徴とする、溶接缶用スリット鋼帯の
製造方法。

【００１９】(9)上記 (8)において、得られた冷延鋼帯
は、板幅方向における板厚変動量を平均板厚の±３％以
内とし、かつ、腹伸び高さおよび耳伸び高さをそれそれ
３ｍｍ以下としたものであることを特徴とする、溶接缶
用スリット鋼帯の製造方法。

【００２０】(10)スリット工程により溶接缶用スリット
鋼帯を製造するために供されるスリット鋼帯用冷延鋼帯
コイルであって、板厚変動量が平均板厚の±３％以内で
あり、かつ、腹伸び高さおよび耳伸び高さがそれそれ３
ｍｍ以下であることを特徴とする、スリット鋼帯用冷延
鋼帯コイル。

【００２１】なお、上記の冷延鋼帯の形状制限は、鋼帯
全長の95％以内で満足されていれば良い。そして、上記
冷延鋼帯は、厚みが0.2 ｍｍ以下であることが好まし
い。また、上記冷延鋼帯は、冷間圧延後、焼鈍もしくは
焼鈍・調質圧延されたものであって、曲げ曲げ戻し加工
による降伏強さの低下量が５ kgf／mm²以上であり、か
つ時効性を有することが好ましい。そして、その成分組
成は上記（3)または(4)を満たすものであることが好ま
しく、またその少なくとも片面に、すずめっき、クロム
めっき、フィルムラミネート層などの表面処理層を有し
てもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】先ず、本発明を開発する端緒とな
った実験結果について説明する。板厚が0.180mm 、調質
度がＴ５の時効性鋼板と非時効性鋼板を用いて、それぞ
れ、 (1)大板からの胴板の採取法を、従来のシートコー
ト材で行われていたと同様に、缶胴の円周方向を圧延方
向に合わせて胴板を採取したものと、 (2)フイルムラミ
ネート法で採用されていると同様に、缶胴の円周方向を
圧延方向に90°の方向（板幅方向）に合わせて胴板を採
取したものを供試材とし、缶胴の円周方向長さ精度、す
なわち、スリット鋼帯の幅精度が、溶接速度 120 m／分
で溶接した時の散り発生、溶接部拡缶試験での剥がれに
及ぼす影響について調査した。ここに、散り発生指数、
溶接部拡缶試験での剥がれ発生指数は、総溶接缶数に対
する発生缶の比率 (％) で定義するものである。なお、
鋼板の成分組成は、Ｃ：0.041 wt％, Si：0.01wt％, M
n：0.24wt％, Ｐ：0.012 wt％, Ｓ：0.014 wt％, Al：
0.029 wt％, Ｎ：0.0088wt％, Ｏ：0.002wt％とした。
また、熱延後のコイル巻取り温度を600 ℃とすることで
Ｎ固溶量を多く残存させ、圧下率１〜３％の軽圧下で乾
式調質圧延した。また、非時効性鋼板は、コイル巻取り
温度を730 ℃として窒素をAlＮとして析出固定し、さら
に焼鈍後に400 ℃で過時効処理を行った。強度の不足は
連続焼鈍後に高圧下率（５％以上）で湿式調質圧延によ
り加工硬化を付与して補った。その結果を、図１および
図２に示す。

【００２３】図１より、以下のごとき新規の事実を見い
だした。散りの発生は、非時効性鋼板が悪く、時効性鋼板が優
れている。また、時効性鋼板であっても、缶胴の円周方向を圧延
90°方向に合わせて採取したものでは散りが発生しやす
い傾向にある。そして、特に時効性鋼板では、円周方向長さ精度が設
定値−0.05％を超えて短くなると極端に悪くなる。ま
た、図２より、次の知見も得られた。拡缶試験での溶接部剥がれは、非時効性鋼板と時効性
鋼板との間に散りほど大きな差異は見られないが、両鋼
板とも、円周方向長さ精度が＋0.05％を超えて長くなる
と著しく劣化する。

【００２４】上記の知見に基づけば、ラミネートした
スリット鋼帯において、溶接適正電流範囲が狭くなるの
は、缶胴を採取する方向が溶接に不利な圧延90°方向で
あることが原因と思われ、散りや溶接剥がれを発生する
ことなく、高速シーム溶接を可能にするためには、缶胴
の円周方向が圧延方向、すなわち缶高さ方向が圧延90°
方向になるように板取りするのがよいと言えるが、工業
的に効率的な生産を行う上では大きな不利をもたらすの
で採用することができない。というのは、スリットコイ
ル方式において、ラミネート後剪断して１缶単位のブラ
ンク（缶胴素材）を合理的に作るためには、前述したよ
うに溶接位置に相当する両端縁に幅数mmの金属露出部分
を残す必要がある。このとき、幅数mmの中央部を高速で
スリッティングできるように表裏一致させてラミネート
することは必ずしも容易ではないが、金属露出部分をス
リットコイルの両幅端部になるようにし、フイルムラミ
ネート位置を幅方向中央部に合わせて操業すれば、連続
してラミネート作業ができ、そのような１缶単位に剪断
する位置が溶接位置に相当しないので、シーム溶接の作
業に支障をきたさなくなる。従って、スリットコイル方
式の本発明においては、合理的な板取り法として、胴板
の円周方向（溶接缶の円周方向）が圧延90°方向（圧延
の板幅方向）になるようにして行うことを前提条件とし
た。

【００２５】次に、上記の結果から、散りや溶接剥
がれを発生することなく、高速シーム溶接を可能にする
ためには、時効性鋼板を採用するのがよいといえる。時
効性鋼板を用いた場合に、散り発生が少なくなった理由
は、図１の降伏強さの推移で説明される。すなわち、ス
リット鋼帯を１缶単位に剪断した素材は、製缶工程にお
いて、溶接作業の直前に、フレキサーと呼ばれる一種の
レベラー機構で素材に軽度の曲げ−曲げ戻し加工が付与
され、その直後に特定の角度に設定されたエッジに衝突
させることにより強制的に曲げられ円筒状の缶胴に形成
される。時効性鋼板では、このフレキサーによる曲げ−
曲げ戻し（通常、表面歪み量で 0.1〜1.5 ％程度）加工
を受けると、降伏強さが顕著に低下する。このため、素
材が折れ線状に屈曲することなく成形可能となり、素材
両端縁の溶接が精度良く会合し、高速溶接によっても散
りや剥がれを生ずることがない。その上、時効性鋼板
は、その後の溶接熱や、溶接部の塗料補修後、約230 ℃
以下での焼き付けを施すため、時効硬化するので缶強度
の確保の上で有利である。なお、時効性鋼板とは、予歪
7.5％, 促進時効処理 100℃×30分の条件での時効指数
ＡＩが３kgf/mm²以上である時効特性を有する鋼板をさ
すものとする。これに対し、加工硬化法で強化した非時
効性鋼板は、同じ硬さで、同じようにフレキサーを通し
ても、時効性鋼板のような加工軟化は見られず、むしろ
加工硬化がさらに加わってスプリングバックが大きくな
る。このために、0.6mm 以下という極狭い溶接幅が安定
しては得られず、溶接電流が局部的に流れて、鋼板の溶
融が大きくなり、散りを生じたと考えられる。

【００２６】また、図１のように、スリット鋼帯の幅が
円周方向長さの設定長さよりも0.05％を超えて短くなっ
たとき、高速溶接における散り発生欠陥が極端に増える
理由は、0.6mm 以下の溶接幅に対して、スリット鋼帯製
造時の幅精度のばらつきにより、鋼帯幅が短くなると溶
接電流が局部的に流れ、散りを生じたと考えられる。こ
れとは逆に、スリット鋼帯の幅が、円周方向長さの設定
値に対して0.05％を超えて大きくなると、図２のよう
に、拡缶試験での溶接剥がれが著しく増えた。この原因
は、幅が設定値より過度に大きくなると、溶接幅も大き
くなり、電流が広い範囲で流れて、十分な溶接強度が得
られなくなるためと考えられる。なお、従来のスリット
鋼帯の一般的な幅精度管理としては設定幅に対して±１
％程度が精一杯であり、本発明のように±0.05％は工業
製品では初めてであり、この範囲に入れるためには、後
述するような高精度の寸法管理が必要である。

【００２７】溶接幅を精度良く確保するためには、上述
したスリットコイルの幅精度の規定に加え、図１、図２
の表に示したように、溶接時（フレクサー通過後）の降
伏強さの小さいものが優れている。この点に関し、時効
性鋼板が有利であることは前述したとおりである。ま
た、この表で、圧延90°方向と圧延方向とでは、前者の
方向の降伏強さがより高く、このことが前記の結果に
結びついたと考えられる。このような傾向は、連続焼鈍
後の調質圧下率を大きくして、加工硬化を大きく加えた
もの程大になることも分かった。発明者らは、さらに、
フレクサーによる降伏強さの低下量、すなわち曲げ−曲
げ戻し加工後の降伏強さの低下量について実験を重ねた
結果、かかる降伏強さの低下量が５kgf/mm²以上であれ
ば、缶胴の成形性が良好となり、溶接幅を精度良く確保
でき、高速溶接の安定化が一層容易になることを見いだ
した。むろん、この降伏強さの低下は、その後の歪時効
硬化により (塗装焼付または室温放置などによる) 、ほ
ぼ回復し、缶体強度に悪影響を及ぼさないことはすなわ
ち、図１,図２に示す通りである。

【００２８】以上説明したように、溶接時の散り、拡缶
試験における溶接部の剥がれとも発生することなく、高
速溶接して、３ピースの製缶を合理的に行うためには、
圧延の板幅方向を溶接缶円周方向とする板取りで、円周
方向長さ寸法の精度が設定長さ (すなわち、重ね代を含
めた缶の円周方向長さ) の±0.05％以内の時効性鋼板を
用いることが必要である。これらの手段を講ずることに
よって、フレキサーにおける加工軟化によりスプリング
バックが小さくなり、真円度の高い缶胴となり、0.6mm
以下程度の溶接幅を設定通りに精度良く確保でき、設定
電流で溶接すれば、従来は困難であった高速溶接が可能
となる。なお、スリット鋼帯の板厚を0.20mm以下とした
のは、0.20mm以下の難溶接の薄肉材において、とくに本
発明の効果が発揮されるからである。

【００２９】次に、鋼成分および製造条件を前記要旨構
成のとおりに限定した理由について説明する。（１）鋼成分についてＣ：0.06wt％以下Ｃ量は、0.06wt％よりも多くなると、全体の結晶粒径を
小さくし、冷間圧延性を低下させるほか、溶接部の強度
を増大させて、フランジ加工における割れを引き起こ
す。ただし、Ｃ量が0.02wt％より少なくなると、熱缶圧
延におけるAr₃変態点温度が上昇し、熱延時に鋼帯の幅
端部や長さ端部がAr₃変態点温度未満になりやすく、結
晶粒径の粗大化、最端部での繊維状組織をもたらし、冷
間圧延時に、結晶粒径の粗大化した部分は伸びやすく、
最端部は伸びにくくなるので、複雑な耳波形状になり缶
用鋼板には適さなくなる。従って、Ｃ量は0.06wt％以下
の範囲に抑える必要があり、0.02wt％以上を含有してい
ることが望ましい。

【００３０】Si：0.03wt％以下 Siは、食缶としての耐蝕性を劣化させるほか、材質を硬
質化する元素であるので、形状凍結性を確保するうえで
も過剰に含有させることは避けるべきである。特に、Si
量が0.03wt％を超えると、硬質化して軟質なＴ2.5 材の
素材を製造することができなくなる。従って、Siは0.03
wt％以下に制限する必要がある。従って、Si量は0.03wt
％以下とするが、特に優れた耐蝕性が要求される場合に
は，0.02wt％以下の範囲にするのが好ましい。

【００３１】Mn：0.05〜0.5 wt％以下 Mnは、熱延鋼帯のＳ起因の耳割れを防止するために必要
な元素であり、Ｓ含有量に応じて添加することが望まし
い。一方、Mnは、結晶粒径を微細化して、降伏強度を高
めるので、過度の添加は好ましくなく、また経済的にも
不利になるので0.5 wt％を上限とするのが望ましい。

【００３２】Ｐ：0.02wt％以下Ｐは、過度に含有すると、鋼を硬質化させ、圧延性を劣
化させ、また耐蝕性も悪くするので、その上限を0.02wt
％とする。

【００３３】Ｓ：0.02wt％以下Ｓは、Mn量との関係において過剰に含有すると、熱間圧
延の高温γ域で固溶していたＳが、温度低下にともない
過飽和になり（Fe, Mn) Ｓとしてγ粒界に析出し、これ
が赤熱脆性による熱延鋼帯の耳割れを引き起こす。ま
た、Ｓは非金属介在物としても残存し、鋼板の延性を低
下させ、耐蝕性の劣化をももたらす元素であるので、そ
の上限を0.02wt％とする。

【００３４】Al：0.10wt％以下 Alは、熱処理によってＮと反応してAlN となり、固溶Ｎ
量を低減させる。このために、多量のAlは、溶接工程の
フレキサー加工で降伏強度を低減し、その後の加熱で缶
強度を確保するために、固溶Ｎ量を多目にすることが必
要となり、また経済性も考慮して、Al量は0.10wt％以下
とする。なお、とくに下限はないが、製鋼の精錬過程に
おいてAlを脱酸剤として用いる場合は、0.02wt％以上の
添加が望ましい。

【００３５】Ｎ：0.005 〜0.015 wt％Ｎは、製鋼の精錬過程で、空気中から混入する元素であ
り、時効性を促進し、降伏強度を調整する重要な役目を
する元素である。この効果を発揮させるためには、0.00
5 wt％以上は必要である。このため、製鋼精錬時に積極
的に添加することが望ましく、例えば、底吹転炉の底吹
きガスにＮを使うとか、真空脱ガス処理で溶鋼に直接Ｎ
ガスを吹き込むなどの処理を行う。しかし、余りに多量
に添加すると降伏強度が大きくなり過ぎるので、上限は
0.015 wt％とする。

【００３６】Ｏ：0.01wt％以下Ｏは、鋼中のAl, Mn, 耐火物中のSi、フラックス中のC
a, Na, Ｆ等とで酸化物を形成して、製缶加工時の割れ
発生あるいは耐蝕性の劣化をもたらす有害な元素である
ので、できる限り少なくする必要がある。とくに、0.01
wt％を超えるとその影響が顕著になるので0.01wt％以下
とする。

【００３７】Nb, Ti：各0.05wt％以下 Nb, Tiはいずれも、細粒化による肌荒れ防止の目的で添
加することができるが、炭化物および窒化物形成元素で
あるため、本発明のように固溶Ｃおよびとくに固溶Ｎに
よる固溶強化により缶体強度および時効性の確保を図る
目的に対しては過剰な添加は好ましくない。したがっ
て、その上限を各々0.05wt％以下とする。なお、その他
の成分として、上記以外の脱酸元素 (例えばCaなど) を
合計0.01wt％以下添加してもよい。また、スクラップ,
鉱石等からの、Cu, Cr, Mn, Ni,Mo, Sb, Pb等の0.1 wt
％以下の混入を禁ずるものではない。

【００３８】（２）製造条件について上記成分組成の鋼を用いて、時効性を有し、スリット鋼
帯の帯幅（溶接缶胴板の円周方向長さ）の寸法精度を設
定値±0.05％以内に調整するための製造方法について説
明する。

【００３９】・熱間圧延熱間圧延のためのスラブは1200℃以上に加熱する必要が
ある。1200℃に満たない温度では、AlＮとして存在して
いた析出物を十分に分解させることができず、時効性を
得るに必要な固溶Ｎを確保することができなくなる。熱
間圧延の終了温度はＡr₃以上とする。温度が低下しやす
いエッジ部において、Ａr₃変態点未満になると、結晶粒
が粗大化し、軟質化するために均一な材質が得られな
い。さらに、巻き取り温度は650 ℃以下とする。という
のは、巻き取り温度が650℃を超えると、一旦分解したA
lＮが再び析出し、時効性を確保することが困難になる
からである。

【００４０】・冷間圧延圧下率は生産性の観点から85％以上とすることが望まし
い。上限はとくにないが、過剰な高圧下圧延を行うと、
圧延荷重が大きくなりすぎてチャタリング不良等の発生
により板厚分布が圧延方向に数ｃｍ単位で大きく変動す
るので、圧下率の上限は95％とするのが望ましい。とく
に好ましい範囲は88〜92％である。なお、必要に応じて
冷間圧延に先立ち、熱延板表面に付着した酸化スケール
を酸洗等によって除去する。

【００４１】・焼鈍および調質圧延焼鈍方法は、材質の均一性が優れることと、生産性が高
いなどの点から、連続焼鈍が好ましい。連続焼鈍におけ
る焼鈍温度は、再結晶終了温度 (通常600 ℃程度) 以上
が必要であるが、高すぎると結晶粒が異常に粗大化し、
加工後の肌荒れが大きくなるほか、缶用鋼板などの薄物
材では、炉内破断やバックリング発生の危険が大きくな
る。このため焼鈍温度の上限は760 ℃とすることが望ま
しい。固溶Ｎによる時効性は、過時効処理を施しても低
下しにくいが、生産性の観点からは、焼鈍のヒートサイ
クルは単純なサイクルとし、過時効処理を伴わないもの
とするのが好ましい。また、焼鈍後に行う調質圧延で
は、時効性を得るために、伸び率を３％以下として圧延
する。

【００４２】なお、スリッティング前の冷延鋼帯（すな
わち一般に冷間圧延・焼鈍および調質圧延を施した鋼
帯）の段階で、上記冷延鋼帯の板幅方向における板厚変
動量が平均板厚の±３％以内で、かつ、上記冷延鋼帯の
腹伸び高さおよび耳伸び高さがそれそれ３ｍｍ以下であ
ることが好ましい。上記冷延鋼帯の板幅方向における板
厚変動量が平均板厚の±３％を超えると、スリツター操
業条件を後述のように適正化しても、鋼板の不均質が影
響して、スリッティングの精度が低下し、目標とするス
リット幅精度が得られない場合がある。また、上記冷延
鋼帯の腹伸び高さもしくは耳伸び高さが３ｍｍを超えた
場合も、板が平坦でないために、同様に、スリッティン
グ精度が確保できない可能性がある。このように、スリ
ッティング前の冷延鋼帯において板幅方向における板厚
変動量を平均板厚の±３％以内に制御し、かつ、上記冷
延鋼帯の腹伸び高さおよび耳伸び高さをそれそれ３ｍｍ
以下に制御するには、冷間圧延に際してワークロールシ
フト圧延やワークロールクロス圧延等の高形状精度の圧
延を行い、冷間圧延直後の鋼板の寸法を上記目標値内に
制御すればよい。なお、上記冷延鋼帯の両端部は、少な
くともスリット工程で耳切りされることが多いので、板
幅方向の両端部５％（片側当たり約2.5 ％）について
は、上記目標値を外れてもよい。また、長手方向につい
ても、コイル当たりその全長の95％以上が上記目標値を
満足していれば、実使用上は問題ない。

【００４３】ここで、腹伸びおよび耳伸びの測定は、長
さ３ｍ程度の鋼板を鋼帯より切り出して、図３に断面図
を示すごとく、平坦な盤上に静置し、腹伸び（板幅中央
付近の不規則な凸状変形）および耳伸び（板幅端部の不
規則な凸状変形）の最高高さを求めることによって行
う。また、上記冷延鋼帯の平均板厚は、上述のように切
り出した鋼板の中央部を長手方向に10点程度測定した中
央値を用いた。なお、鋼板はコイルの数箇所から採取し
たが、長手方向両端部５％を除けば一般に板厚の長手方
向変動は少ないため、平均値測定のための板厚測定点数
はもっと少なくしても問題はない。冷延鋼帯は重量５ト
ン／コイル以上のコイルとすることが作業効率上は好適
である。また鋼帯の幅は通常 650ｍｍ以上であるが、 9
00ｍｍ以上の広幅とすることが生産性の上で好適であ
る。

【００４４】このようにして得られた冷延鋼帯に、張力
が0.8 ±0.5 kgf/mm² 、スリッターハウジングの温度変
動量が±３℃以内となるように保持して、スリッティン
グ加工を施す。張力が上記範囲を高目に外れると鋼帯が
Ｃ反りとなるため、スリット後の幅がプラスになる。ま
た、低目に外れるとコイルを緩まずに巻き取れる張力に
達しない。また、スリッターハウジングの温度変動量が
同様に上記範囲を外れると、カッター軸が熱膨張するこ
とにより上下軸の位置関係が変化し、目標のスリット設
定間隔を外れることになる。なお、張力を上記の範囲に
収めるには、従来通常行われている以上の張力管理が要
求されるが、具体的な張力制御方法については公知の手
法が種々あるので、これらを適宜組み合わせ、注意深く
操業すれば何ら実現に問題はない。ハウジングの温度に
ついても、たとえば季節間の温度差、一日の温度差、立
ち上げ時と定常運転時の温度差など種々の要因によって
変動するため、意図的な管理・制御が必要である。目標
幅寸法から誤差をできるだけ少なくするためには、常に
同じ温度 (たとえば20℃) ±３℃で操業するのが好まし
いが、スリット幅を目標値に調整した後、一連の操業に
おいて温度変動を調整時の温度±３℃に抑える方法でも
良い。温度管理は、設備の発熱量の管理、冷却水の管
理、周辺温度の管理など、既知の方法を適宜組み合わせ
て使用することにより実現することができる。このほ
か、スリット鋼帯の帯幅精度を高めるために、巻取りリ
ールの真円度を高精度にすることにより鋼帯のバタツキ
を防止したり、上下押さえゴムの間隔を狭くしてスリッ
ト時の鋼帯のたわみを防止するなどの処置を施すと一層
効果がある。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。表１に示す成分組成の鋼を270tの底吹き転炉
により溶製し、Alを添加しながら出鋼し、低炭素及び中
炭素Alキルド鋼となした。その後、75トン大型容量のタ
ンディシュを経て、連続鋳造機によりスラブを得た。こ
れらのスラブを、表２に示す各条件で、加熱、熱間圧延
して巻き取り、熱延鋼帯とし、塩酸酸洗により脱スケー
ルした。次いで、ワークロールクロスおよびシフト機能
を有する６スタンドタンデム連続冷間圧延機にて各種の
極薄板厚に冷間圧延した。その後、一部のものには、ニ
ッケルめっきして、連続焼鈍することにより、Ni拡散処
理を施し、残りについてはニッケルめっきすることなく
単なる連続焼鈍を施し、冷延焼鈍鋼帯とした。ここで、
熱サイクルは低温の(680〜750)℃×10秒の単純サイクル
もしくは 450℃×１分の過時効処理付きサイクルで行っ
た。連続焼鈍の雰囲気はＮＨＸガス雰囲気 (10％H₂＋90
％N₂) とした。なお、No.7〜10（比較例）については、
固溶Ｎ量を少なくするため、Ｎ添加量を少なくするか、
Al添加量を多めにするか、あるいは巻き取り温度（Ｃ
Ｔ）を高温とするかして、AlN の析出を促進するととも
に、一部のもの (No.8〜10) については連続焼鈍にて、
680 ℃×10秒の均熱後、450 ℃×1 分の過時効処理を加
えることにより、非時効性鋼板に仕上げた。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】次いで、これらの各鋼帯に調質圧延を施し
た後、すずめっき、薄すずめっき、Crめっきなどの表面
処理を施した。調質圧延では、乾式圧延のほかに、一部
のもの（No. ７，８，９）には、圧延油を用いて高圧下
率湿式圧延を行い、可動転位を導入して非時効性鋼板に
仕上げた。Ni拡散処理を施さなかったものにはハロゲン
タイプの電気錫めっき工程にて各種の錫めっきを、Ni拡
散処理を施したものには薄錫めっきを行い、いずれもリ
フロー処理（溶錫化処理）、クロメート処理を連続して
行い、各々、ぶりきと薄錫めっき鋼板に仕上げた。これ
らの表面処理鋼板から、サイプルを採取し、硬さ (HR30
T)を測定して、Ｔ５であることを確認した。すず形状は
島状すず分布か、従来のように平坦に仕上がっているか
を電子顕微鏡観察で判定した。ティンフリー鋼板（ＴＦ
Ｓ）は電気めっきラインで、CrO₃；180g/l、H₂SO₄；0.
8g/lのクロメート液で金属クロム量を30〜120mg/m²のめ
っきを施した後、CrO₃；60g/l 、H₂SO₄；0.2g/lのクロ
メート液でクロム水和酸化物（クロム換算量で１〜30mg
/m²)のめっきを行って仕上げた。これらの表面処理鋼板
からも、サンプルを採取し、硬さ (HR30T)を測定して、
Ｔ５であることを確認した。

【００４９】使用したNiめっき浴、Snめっき浴、リフロ
ーおよびクロメート処理の各条件は下記のとおりであ
る。

【００５０】以上の方法で製造した各種板厚の表面処理
広幅鋼帯(996mm幅) から、No.14 および15を除く高精度
スリット鋼帯は、スリッティング時の張力を0.7 kgf/mm
²(0.4 〜1.0 kgf/mm²)、ハウジング内の温度を20〜23℃
の状態に保持したスリッターラインにて、190g缶の缶胴
の円周方向が板幅方向になるように、165mm 幅の６条取
りで製造した。なお、165 mm中 0.5 mm は重ね代であ
る。比較例であるNo.14 についてはハウジング温度だけ
を、また、No.15 については張力のみを高精度管理し
た。それぞれのスリット鋼帯ついて、幅をμm 単位で測
定した。得られたスリット鋼帯について、時効指数ＡＩ
（7.5 ％予歪時の応力からの、100 ℃−30分時効後の降
伏強さの増加量）を測定するとともに、スリット鋼帯の
幅精度をレーザー方式板幅測定計により求めた。なお、
幅精度は、コイル全長で最も目標値(165mm)から外れた
部位の目標値からの偏差量を代表値とした。

【００５１】次いで、スリット鋼帯にフイルムラミネー
トラインで事前に接着剤をコーティングし、乾燥させた
ＰＥＴフイルムにグラビア印刷をしたものを缶外面側
に、また透明フイルムを内面に、それぞれ幅160mm のス
リットフイルムを、スリット鋼帯の両端縁に2.5mm の金
属露出部を残して、200mpmの通板速度で、ニップロール
を用いてラミネートした。このフイルムラミネートコイ
ルを８缶分（108mm ×８＝864mm)の長さに一次剪断し
て、引き続きこのシートから、各８缶分をスリッターで
１缶単位に剪断して、缶胴板に仕上げた。

【００５２】このようにして得られた溶接缶胴用のブラ
ンクから幅方向の引張試験片を採取し、降伏強さを求め
るとともに、フレキサーを通過させた後のサンプル、お
よび溶接評価後、溶接部の補修塗装・焼き付けラインを
通した後のサンプルから幅方向引張試験片を採取しそれ
ぞれの降伏強さを求めた。また、この缶胴板について、
次の条件で溶接し高速溶接性を評価した。・溶接評価条件銅ワイヤー型・電気抵抗加熱シーム溶接機（商用機）缶型；190g缶胴銅ワイヤー径；1.3 mmφ 通板速度；120 m/min 溶接圧力；40 kg 周波数；700 Hz 上記設定条件で、ｎ数 1000 個の溶接を行い、散り（ス
プラッシュ）の発生状況と、溶接後の円筒の端部を円錐
型のポンチをにより拡大したときの溶接部の剥離発生状
況を調査した。得られた結果を総溶接缶数に対する発生
缶数の比率 (％) の指数表示により評価した。また、散
りが発生しない上限電流値とピール溶接強度（溶接部の
一端に切り込みを入れ、溶接部を缶胴から引き剥がすピ
ールテストにより、溶接部の全長が引きちぎれるもの
が、強度が十分と判定）が得られる下限電流値の差を適
正溶接電流範囲として評価し、その値が５Ａ以上あれば
高速溶接の工程化が可能であるとして判断し、溶接性を
評価した。

【００５３】得られた実験結果を表３にまとめて示す。
表３から分かるように、発明例はフレキサー後の降伏強
さが小さくて、スプリングバックが小さく、真円度が高
く、スリット幅精度が高かったために、適正な溶接幅が
得られ、散りの発生もなく、剥離も見られなかった。こ
れに対して、比較例のNo. ７〜９は連続焼鈍後に高圧下
率圧延で硬さ (HR30T)を調整するとともに、非時効性の
特性になったため、フレキサー通過後でも降伏強度はほ
とんど小さくならず、スリット幅精度を高く仕上げたに
もかかわらず、溶接性は悪かった。また、No. 10は固溶
Ｃ，Ｎを低減できる製法で仕上げたが、同様の結果であ
った。No. 14〜18は時効性鋼板でもスリット幅精度が悪
かったため、溶接性に劣り、とくにスリット工程条件が
不適切であったNo. 14〜15の溶接性の低下が著しかっ
た。

【００５４】

【表３】

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶接缶胴板の円周方向長さの幅 (重ね代を含む) にスリ
ットした鋼帯を用い、フイルムをラミネートして、１缶
単位に剪断後、溶接して缶胴に仕上げるに際して、スリ
ット鋼帯に時効性を付与し、その幅精度を高めることに
より、真円度の高い成形が可能となり、狭い溶接幅で
も、散りや溶接部剥がれを招くことなく、高速溶接する
ことが可能になる。このため、極めて合理的に３ピース
缶を製造することが可能となる。なお、本発明によるス
リット鋼帯は、すずめっき、ＬＴＳ（lighly tin coate
d steel)、クロムめっきなどの表面処理鋼板に仕上げた
後、従来から行われていた塗装−印刷−焼き付け法のほ
か、フイルムラミネートを事前に施してから２ピース缶
や３ピース缶に製缶する際にも使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶接作業時の散り発生に及ぼす缶胴板の円周方
向の長さ精度および鋼板材質の影響を示すグラフであ
る。

【図２】溶接部の拡缶試験における溶接剥がれ発生に及
ぼす缶胴板の円周方向の長さ精度および鋼板材質の影響
を示すグラフである。

【図３】腹伸び高さおよび耳伸び高さの定義を説明する
ための図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者龍尚稔千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者三本竹一光千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者河村勝人千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚みが0.20mm以下、板幅の寸法精度が溶
接缶の円周方向長さ(重ね代を含む) の±0.05％以内で
あり、時効性を有することを特徴とする溶接缶用スリッ
ト鋼帯。
【請求項２】厚みが0.20mm以下、板幅の寸法精度が溶
接缶の円周方向長さ(重ね代を含む) の±0.05％以内で
あり、曲げ曲げ戻し加工による降伏強さの低下量が５kg
f/mm²以上であり、かつ時効性を有することを特徴とす
る溶接缶用スリット鋼帯。
【請求項３】鋼の成分組成が、Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下, Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015 wt％, Ｏ：0.01wt％以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる請求
項１または請求項２に記載のスリット鋼帯。
【請求項４】鋼の成分組成が、Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下, Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015 wt％, Ｏ：0.01wt％以下を含み、かつ Nb：0.05wt％以下, Ti：0.05wt％以下から選ばれる１種または２種を含有し、残部はFeおよび
不可避的不純物からなる請求項１または請求項２に記載
のスリット鋼帯。
【請求項５】鋼帯の少なくとも片面に表面処理層を有
することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に
記載のスリット鋼帯。
【請求項６】表面処理層が、すずめっきおよび／また
はクロムめっきを施したものである、請求項５に記載の
スリット鋼帯。
【請求項７】少なくとも片面にフィルムラミネート層
を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項
に記載のスリット鋼帯。
【請求項８】Ｃ：0.06wt％以下, Si：0.03wt％以下,
Mn：0.05〜0.5 wt％以下, Ｐ：0.02wt％以下, Ｓ：0.02
wt％以下, Al：0.10wt％以下, Ｎ：0.005 〜0.015 wt
％, Ｏ：0.01wt％以下を含有する鋼スラブを、1200℃以
上に加熱し、圧延終了温度Ａr₃以上、巻き取り温度650
℃以下とする熱間圧延を行い、次いで冷間圧延を経て焼
鈍を行ったのち、伸び率３％以下で調質圧延し、得られ
た冷延鋼帯に、張力が0.8 ±0.5 kgf/mm² 、かつスリッ
ターハウジングの温度変動量が±３℃以内となるように
保持して、スリッティング加工を施すことを特徴とす
る、溶接缶用スリット鋼帯の製造方法。
【請求項９】請求項８において、得られた冷延鋼帯
は、板幅方向における板厚変動量を平均板厚の±３％以
内とし、かつ、腹伸び高さおよび耳伸び高さをそれそれ
３ｍｍ以下としたものであることを特徴とする、溶接缶
用スリット鋼帯の製造方法。
【請求項10】スリット工程により溶接缶用スリット鋼
帯を製造するために供されるスリット鋼帯用冷延鋼帯コ
イルであって、板厚変動量が平均板厚の±３％以内であ
り、かつ、腹伸び高さおよび耳伸び高さがそれそれ３ｍ
ｍ以下であることを特徴とする、スリット鋼帯用冷延鋼
帯コイル。