JPS5827932A - 連続焼鈍による耐食性および加工性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法 - Google Patents

連続焼鈍による耐食性および加工性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法

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JPS5827932A
JPS5827932A JP12599681A JP12599681A JPS5827932A JP S5827932 A JPS5827932 A JP S5827932A JP 12599681 A JP12599681 A JP 12599681A JP 12599681 A JP12599681 A JP 12599681A JP S5827932 A JPS5827932 A JP S5827932A
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久々湊 英雄
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泉山 禎男
Takashi Obara
隆史 小原
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柳島 章也
Kazuo Mochizuki
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法に関するものであ
り、特に本発明は低At1低Nギルド連鋳鋼片に常法に
より熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍を施し、さらに連続
焼鈍による過時効処理を旌ず耐食性および加工性に優れ
た軟質ぶりき原板の製造方法に関するものである。
ぶりきは、その調質度をJIS Cr3.30.3にお
いて、ロツクウエルT硬さく HR30T)の値をもっ
て表わすことが規定され、軟質のものからT − 1 
( I(R3o’ri+乙〜.1)、T − 2 (!
rO −14 )、T − 23( S2〜5g)、T
−3(34?〜乙t))、’T−4(!g〜ル4t)、
T−5(A.2〜6g)およびT − 6 (、Aり〜
73)に区分されている。このうちT−3以下の軟質板
は、従来上として箱焼鈍法による長時間焼鈍によって製
造されており、生産能率および熱効率は低い。また、鋼
帯内の材<cUの均質性も低い。
かかる軟質ぶりきおよびその原板の製造に連続焼鈍を用
いれば、生産能率、熱効率を改善し、さらに鋼板形状を
も良くできるし、均質な材質を有する調帯が製造される
。しかし、連続焼鈍法によっては箱焼鈍法に匹敵する軟
質ぶりき原板が得られないために、実用化されるに至っ
ていないのが現状である。軟質ぶりき原板の製造に連続
焼鈍法が実用化されなかった大きな理由の一つに、適正
素材と関連する熱延条件、焼鈍条件が確立されていなか
ったことによるものである。
ところで連続焼鈍法によれば前記生産能率、熱効率の改
善のみならず箱焼鈍に比して銅帯に付与される熱履歴を
銅帯長手方向および幅方向に対して均一にでき、その結
果鋼帯長手方向の材質変動を小さくできるという利点が
あるので、連続焼鈍法による軟質ぶりき原板の製造方法
の確立が要望されていた。
一方ぶりき板の素材たる鋼片は、従来造塊法によるもの
が用いられていたが、連続鋳造法によると生産性が高く
、成分変動の少ない鋼片が得られることから、キルド連
鋳鋼片を用いることができれば有利となることが期待さ
れていた。
よって近時キルド連鋳鋼片を素材とし、かつ連続焼鈍を
施す軟質ぶりき原板の製造方法の確立が強く要望されて
いた。
さて特公昭古S−ダg!i’tlI号公報によれば、「
l  C:0.12%以下、Mη: 0.0!; −0
,10%、酸可溶A、/ : 0.θ/〜0゜−0%、
N:θ。002〜0゜0.20%、残部鉄および不可避
的不純物からなる鋼片を、仕上湿度が700°C−Ar
3変態点の温度で熱間圧延し、圧下率lIO〜95%の
冷間圧延を施し、続いて再結晶温度に、s秒〜IO分間
で−1−昇してS秒〜10分間保定した後、5θO′C
以下の温度にio分間以下で冷却する焼鈍を施し、しか
る後レベリング加工あるいは調質圧延を施すことを特徴
とする軟質な表面処理用鋼板の製造法。
2Q:0./、2%以下、Mn : 0.0!r NO
,10%、酸可溶At : 0.0I No、20 %
、N : 0.002〜θ、O,2O%、残部鉄および
不可避的不純物からなる鋼片を、仕上温度がqoo″C
= Ar3変態点の温度で熱間圧延し、圧下率qo−灯
%の冷間圧延を施し、続いて再結晶温度以上の温度に、
3秒〜IO分間以下で冷却する焼鈍を施し、さらに温度
300− !;00 ’Cの湿度に10秒〜70分間保
定する過時効処理を施し、しかる後レベリング加工ある
いは調質圧延を施すことを特徴とする軟質な表面処理用
鋼板の製造法。」 が提案さ減ており、使用される鋼片は実質的に連鋳鋼片
であり、また焼鈍には連続焼鈍が採用されている。
ところで上記公報の記載によれば、実施例として副番号
/〜/7の連鋳A、/キルド鋼に対して従来リムド鋼あ
るいはキャップド鋼からぶりき原板を製造するのに用い
られている常用の処理を施してT−1〜T−6の硬度を
有する原板が製造されたことが記載されているが、T−
1〜T−6級のうち目標とする所定の硬度の鋼板を得る
ためには、素材の成分組成を適確にどのような範囲にす
れば良いのか開示されておらず、また成分組成をたとえ
予め設定してもかかる成分組成に対応した熱延巻取温度
範囲について開示がなされていないことから、前記公報
記載の発明によれば製造される鋼板の硬度に大きくばら
つきが生じており、さらにまた前記公報に記載された好
ましい巻取温度sg。
〜tgo’cで巻取処理をするとめつき板の耐食性なら
びに脱スケール性が劣化するという欠点を本発明者らは
後述するように新規に知見した。
本発明は、従来知られた連鋳鋼片から連続焼鈍による軟
質ぶりき原板の製造方法の有する欠点を除き、改善した
’I’−3級ぶりきおよびその原板を製造する方法を提
供することを目的とし、特許請求の範囲記載の方法を提
供することによって前記目的を達成することができる。
すなわち本発明の要旨は下記のとおりである。
0 0−t):l  〜 0.09  %  、  a
o、l  A、l  O,01% 越え〜 0./!;
%、N00004%以下を含み、その他の元素は通常の
低炭素アルミキルド虐に含まれる含有量である連続鋳造
鋼片に常法により熱間圧延を施し、次いでsoo −s
gθ°C未満の温度範囲内で巻取った後酸洗いし、次い
で常法により冷間圧延を施した冷延調帯を連続焼鈍炉内
にtgo°C以上の温度に:lO秒間以上保持した後s
oo’c以下の温度まで10−!;00”C/5ee(
y)冷却速度で冷却し、さらニ3!i0− j3;00
 ’Cの湿度範囲内に3秒間以上保持した後室温まで冷
却することを特徴とする連続焼鈍による耐食性および加
工性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法。
次に本発明を実験データについて説明する。
A)  8ol A、l量、N量と熱間巻取温度、連続
焼鈍加熱温度との関係。
A4キルド溶鋼には出鋼から鋳込工程までに大気が溶鋼
中にまきこまれ、特別な手段を講じない限り最高AOp
pm (= 0.006 wt%)程度Nが溶鋼中に混
入し、AINとして残存する。
この鋼が熱間圧延工程の加熱炉で加熱されるとAINが
解離してNが鋼中に固溶し熱間圧延後通常の巻取温度(
300°C前后)まで急冷して巻取ると固溶したNは、
かなりの量が残存し、その後の冷間圧延工程後の連続焼
鈍加熱温度をかなり高温にし、永く保持しないと鋼板中
の固溶N Llそのまま残り、得られた鋼の時効硬化を
促し、軟質なぶりき板が得られず、一方A、tNは鋼の
時効硬化を促進させる働きはしないので、加熱中に生じ
た固溶Nを再びA、lNとするには熱延巻取温度を高く
して、巻取られたコイルの自己焼鈍を行なえばよいと考
えられる。
しかし一方巻取温度を高くすると鋼板表面のスケール層
が厚くなり、次工程の酸洗スピードを減じて、脱スケー
ルを十分性なわないと美麗な冷延鋼板が得られないのみ
ならず、後述する如く、錫めっきの耐食性に著しく悪影
響を及ぼすため、熱延巻取温度はsgo°C未満にする
必要があることが判った。
第1図に示す如く熱延巻取温度がggo°C未満では固
溶Nが完全にけAINとして析出せず全NとAIN中の
Nとの差のN1すなわち固溶Nがグ0%近く残存するこ
とを本発明者等は実験により知見した。この固溶NをA
lNとするために、冷間圧延後の連続焼鈍における加熱
温度をAgO’C以上、好ましくは720〜7Sθ℃に
20秒間保持したところ、大部分のNがAINになり、
固溶Nの時効硬化は得られた鋼板の硬度にほとんど影響
を及ぼさなくなることが判った。従って本発明によれば
、全NとA、lN中のNとの差のNを極力少なく痕跡程
度とすることによってより軟質のぶりぎ板とすることが
できることが判った。
B)適正C量と熱延巻取温度の関係 鋼中の0皿が低いほど軟質な鋼が得られると一般に考え
られがちであるが、本発明者等が実験を繰り返し、研究
した結果、C量が0.10%以下の範囲ではOffの低
下は鋼板の硬度の一律的低下を招かず、むしろO量が0
.06%程度含有している鋼板が最も硬度が低くなり、
それに熱延巻取温度が鋼板の硬度に大きな影響を及ぼす
ことが判明した。さらに、熱延巻取温度も高くなるほど
鋼板の硬度が一律的に低くなるとは限らず、第3図に示
す如く同−C量では熱延巻取温度がsgo’c近くのも
のが最も軟質な鋼板が得られることが判明した。
このようになる理由は0量が少ないと析出核としてのセ
メンタイトが少なくなり、固溶成分が析出するために必
要な核が少なくなるので、連続焼鈍のように短時間焼鈍
においては過時効処理を行っても固溶Cが十分析出でき
ずに残存するためであると考えられる。一方、熱延巻+
1v温度が高いと熱延コイルの自己焼鈍が十分に進んで
炭化物が凝集して粗大化し、鋼板中の固溶0の析出移動
距離が長くなって、固溶Cが十分析出しなくη「るため
であると考えられる。
(0)  再結晶焼鈍および過時効処理条件光に固溶H
のAIN化の説明で再結晶焼鈍条件のうちの加熱条件に
ついて述べたが、鋼板の時効硬化には固溶Cが大きく関
係し、素材の成分および熱延後の巻取温度を限定するだ
けでは十分軟質のぶりきが得られず、適切な焼鈍条件が
必要であることが判った。
再結晶焼鈍条件を求めるために(Δ) 、 (B)にお
いて解明した関係に基いて限定した適正成分組成の鋼を
使用し、焼鈍温度を600〜gso″Cの間で変えて実
験し、焼鈍後の硬度HR30Tを測定した。なお、この
焼鈍温度における保持時間けずベて9秒間とした。その
結果を第7図に示す。
同図より明らかなとおり、焼鈍温度はlJO’c以上で
あればHR30Tが5q以下の十分軟質な鋼板が得られ
ることが判明した。さらに保持時間について調査した結
果、6gO′C以上の場合9秒間以上であれば十分再結
晶し軟化することが判明した。
再結晶焼鈍後の急冷条件については、その後の過時効処
理時間を短縮するために10°C/sea以上SOO″
C/ sθC以下の冷却速度で、SθO″C以下の温度
まで冷却する必要がある。その理由は次の如くである。
すなわち、10″C/sea未満の冷却速度では、冷却
中にセメンタイトが中途半端に析出し、Cの過飽和度が
低くなるためその後の過時効が十分進行しない。
一方、!;00 ”C/ seaを越す急速冷却を行う
と、ぶりき板の表面形状が著しく悪化するので好ましく
ない。さらに、soo”ct−越す高い温度で急冷を中
止すると、その温度でのフェライト中のCの平衡溶解度
近傍までCの固溶度が減少し、この場合も過時効が進行
しない。従って、’rlr結晶焼鈍後の急速冷却条件は
/θ〜3−θθ”C/ secの冷却速度で!roo 
’c以下の温度まで冷却ずべぎであることが判った。
次に過時効処理の条件としては、次の理由により350
〜左00°Cの温度範囲内に20秒以上保持すべきであ
る。すなわち、3!;O”C未満のn1□を度ではCの
拡散速度が小さく過時効が進行せず、また!iOO°C
を越す高い温度ではCの固溶限が大きいので固溶C量を
低く抑えることができず、さらに保持時間が一!θ秒間
未満では十分過時効が完了しないことが判ったからであ
る。
(D)  熱延巻取温度がぶりきの耐食性に及ぼず影響
前述した如く、熱延調帯の巻取l!ii日艷が高くなる
と、表面に生成される酸化被膜がマグネタイ) (F1
3304 >を主成分として緻密になるので脱スケール
性が極端に低下する。そのため通常の熱延板と同程度の
酸洗速度で酸洗すると、脱スケール不良となり、最終製
品に表面欠陥が発生しやすくなる。元来ぶりき板は表面
性状が極めて重要な製品であるので表面欠陥は致命的な
欠陥となる。
さらに、熱延巻取温度が高いと、熱延板中のカーバイド
がフェライト中に微細に析出せず粒界および粒内に凝集
した組織になり、この組織は冷延、焼鈍、調質圧延を経
てめっき工程まで保持される。
第S図はめつき工程入側において酸洗処理を施したぶり
き原板表面の電子顕微鏡写真であり、凝集粗大炭化物が
見られる。この炭化物は電流を通さないために、めっき
後通常行なわれる通電加熱によりフロー処理(溶鍋化処
理)によっては、この部分は金属錫が再溶融しないので
、緻密な合金層が得られない。従って、耐食性の悪いぶ
りきとなる。
この関係を第6図に示したが、これによると、熱延巻取
温度がsgo”c以上であると鉄溶出値が極端に増加す
るので、ぶりきの耐食性を著しく劣化させる結果となる
。またsgo°C以上のものには凝集粗大炭化物がみら
れたが、sgθ°C未満のものにはみられなかった。こ
こに前記鉄溶出値(Iron 5olution te
st value )はめつき前の原板表面およびめっ
き層の耐食抵抗を求めるため、缶詰の反応をまねた試験
状態でぶりき試片から溶出したFe量であり、この値に
より耐食性の評価を行なう。
前記(4)、 (B) 、 (0) lの)において解
明した関係に基いて限定した条件で、連続焼鈍および過
時効処理を行った後、調質圧延し、その後鍋めっきを施
したぶりき板はT−3以下の十分軟質で、加工性にすぐ
れ、耐食性の良好な製品を得ることができる。
ところで本発明が特公昭!r!; −11g!;7り号
公報記載の発明と相違する点をまとめると下記のようで
ある。
本発明者等はぶりきの硬度に及ばず製造上の要件を詳細
に調べた結果、硬度は固溶C1結晶粒度、固溶N(全N
とAtN中のNとの差のN)の順に支配され、特に固溶
Cの影響が最も大きいことから、0含有量が最適範囲内
であることが必要であるこ゛とは勿論であるが、C含有
量が最適範囲内であっても熱延巻取温度がsgo’c以
上と高いと硬質化するたりてなく、耐食性、脱スケール
性が劣化することを新規に知見した。
ところで連続焼鈍のような短時間焼鈍によれば固溶Cを
析出させるための十分長い冷却時間が取れない。これを
補うために過時効処理が施されるが、かかる処理を施し
ても固溶Cは十分には析出せずに残存するためぶりき板
は硬質化する。固溶Cが連続焼鈍後の冷却時に析出する
ためには核が必要であり、この核と、2るのがセメンタ
イトであり、またINも核になると言われている。一方
連続焼鈍後の冷却時間は短いため、固溶Cが移動し得る
距離は短いことから、固溶Cが析出するためには核が細
密に分布していることが必要であり、セメンタイトが細
密に分散している原板を連続焼鈍前に製造することが重
要である。このためにはC含有量を高くすることが必要
である。このような条件下で前記公報記載の発明の如く
巻取温度をhgo°C以上と高くするとセメンタイトは
凝集して粗大化することを本発明者等は新規に知見した
のである。前記公報には、「巻取温度は特に限定される
ものでないが、!r!;0”(:、以上好ましいのはs
g。
〜6gθ°Cである。Jと記載されているかセメンタイ
トはsgooCから凝集し始めてAll0’C以」;に
なると粗大化する。従ってSOO〜sgo”c未満の巻
取温度範囲内が固溶Cの析出、引いてはぶりきの軟質化
に必要であることを本発明者等は新規に知見したのであ
る。一方前記公報記載の発明による如く巻取温度をバ0
〜AgO°Cとすると、凝集、粗大化したセメンタイト
はぶりきの耐食性を劣化させると共に、熱延板のスケー
ル層が肥厚化するため脱スケール性が低下すること、さ
らに固溶N(全NとA4N中のNとの差のN)を極力少
なくすることにより軟質化することを本発明者等は知見
し、以上の北知見に基いて本発明を完成するに至ったの
である。
次に本発明を実施例について説明する。
実施例1 第1表に示す如き成分の鋼を転炉で溶製し、0含1¥量
が0.03%以下の極低炭紫材については、真空脱ガス
処理で脱炭した。これらのうち、供試材A/〜/ダにつ
いて仕上温度g30〜g90’cz巻取温度に00− 
AgO’Cで板厚s、6tnmに熱間圧延後板厚θ63
2闘まで冷間圧延した。
この冷延板を7IO”Cの温度に、2O秒保持して連続
焼鈍を行い、次にSO℃/ seaの冷却速度でtio
o℃まで冷却し、グθθ℃に9秒保持した後常温まで冷
却した。
その後へ〇%の調質圧延を施した後、ハロゲンタイプの
錫めっき工程にてすJ錫めつきおよび通常の溶銅処理を
施した。かくして得られたぶりきの硬度と、ぶりき耐食
性を示す一例としての評価は第二表に示すとおりである
第2表より明らかなとおり供試#iA /〜7の本発明
鋼を使用する場合には、製品ぶりきは常に安定して1(
R30Tが59以下の軟質で、高耐食性ぶりき板を得る
ことができるが、本発明の限定外の組成の比較、lli
IAg〜//では、いずれも調質度HR30Tが60以
上の硬質となることが示されている。尚、これらは熱延
巻取温度が5gθ゛C以下のものであり、高耐食性ぶり
きは得られている。一方、本発明の限定内組成ではある
が、熱延巻取温度がsgo”c越で巻き取った比較鋼j
6/二〜/弘では、いずれも調質度1(R30Tがよ?
以下の軟質にはなるが、鉄溶出値が悪く、高耐食ぶりき
が得られなかった。
なお1第1表の比較mAg〜//の成分中、アンダーラ
インを施しているのは、本発明の限定性成分である。
実施例2 第1表にて示した成分と同一の他の鋼片を供試材A/〜
j≦/lを用いて、より軟質材を得る1]的で、熱延仕
上温度を760〜tqo’cと実施例1より低くして、
その他の条件を実施例1と同一として装造したぶりきに
ついて調質度HR30Tの測定とISVの評価をした結
果は第3表に示すとおりである。
第3表より明らかな如く、本発明鋼を使用する場合には
、HR30Tが、5−.2〜左gのT、7級以下の高耐
食性ぶりきが得られることが判明した。しかし比較鋼A
 lj: ” 、/16 //はこの処理によっても本
発明鋼よりはるかに軟質であることがわかる。また、比
較鋼A7.2〜/グは、軟質ぶりきは得られるが、高耐
食ぶりきにはほとんど遠いものであった。
第3表にはさらに比較のため過時効処理を行わなかった
場合についても示した。過時効処理を行わなかった場合
には、いずれの供試鋼においても過時効処理を行ったも
のに比し硬質であって、熱延条件のうち仕上湿度の低い
場合においても過時効処理が必須要件であることを明示
している。
上記実施例より明らかな如く、本発明はC15ol A
、l、 Nの限定成分を有する連続鋳造鋼を使用し、熱
圧延後の巻取温度を従来より低くして、sgo°C未満
とし、かつ連続焼鈍条件を適当に規制し、しかる後適正
温度で過時効処理を行うことにより、次の如き大なる効
果を収めることができた。
(イ)常に安定して、HF3’0.1303にて規定す
るHR30TかT−3以下の軟質ぶりきを製造すること
ができる。
(ロ)本発明法は熱延後の巻取温度をsgo”c未満と
したので脱スケールが容易であり、酸洗う・rンの通板
速度を通常スピードと変えることなく行うことができる
ばかりではなく、熱延板中のカーバイドがフェライト中
に微細に析出するのでぶりきの耐食性を向上さぜること
かできた。
(ハ)本発明は軟質ぶりきおよびその原板の製造におけ
る最も好ましい製造方法、すなわち、連続鋳造鋼を使用
する連続焼鈍法によったので銅帯長手方向、幅方向の材
質が均一であるほか、従来法の箱焼鈍に比較すれば格段
の生産性の向上が可能となり、従ってコストの犬1q1
)低減が可能となった。
に)本発明法により得られた軟質ぶりきは加工性にすぐ
れていることは勿綱、鋼板形状および表面性状も著しく
良好である。
なお、本発明はぶりきのみについて1[!載したが、本
発明法によるぶりぎ原板を用いてティンフリー鋼板を製
造する場合には、ぶりき製造時の如き溶銅化処理による
硬度の上昇がないので、ふりきよりさらに一層の軟質テ
ィンフリー銅板を得ることができることは明らかである
【図面の簡単な説明】
第1図はml板のAtNとなったNと全Nとの比に対す
る熱延巻取温度の関係を示す図、第2図は鋼板のc4t
とぶりき硬度との関係を示す図、第3図は画板の焼鈍温
度と硬度との関係を示す図、第7図は熱延巻取温度IJ
O°Cで巻取った連鋳アルミキルド鋼冷延板表面に凝集
した炭化物を示す電子顕微鏡写真、第S図は鋼板の巻取
温度と鉄溶出値との関係を示す図である。 特許出願人 川崎製鉄株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ]、 Cθ、0.2〜0609%、so/ A+40.
    0二%越え〜θ。73%、IJO0OOA%以下を含み
    、その他の元素は通常の低炭素アルミギルド鋼に含まれ
    る含有量である連続鋳造鋼片に常法により熱間圧延を施
    し、次いでりoo −sgo ’c未満の温度範囲内で
    巻取った後酸洗いし、次いで常法にJ:り冷間圧延を施
    した冷延銅帯を連続焼鈍炉内にAgO’C以上の温度に
    3秒間以上保持した後soo”c以下の温度まで10−
    3θ0℃/8θ0の冷却速度で冷却し、さらに3!i0
    − kOθ゛Cの温度範囲内にJ秒間以上保持した後室
    温まで冷却することを特徴とする連続焼鈍による耐食性
    および加工性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法。
JP12599681A 1981-08-13 1981-08-13 連続焼鈍による耐食性および加工性に優れた軟質ぶりき原板の製造方法 Granted JPS5827932A (ja)

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