JPS5827933A - 連続焼鈍による耐食性に優れるt−3軟質ぶりき原板の製造方法 - Google Patents

連続焼鈍による耐食性に優れるt−3軟質ぶりき原板の製造方法

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JPS5827933A
JPS5827933A JP56125997A JP12599781A JPS5827933A JP S5827933 A JPS5827933 A JP S5827933A JP 56125997 A JP56125997 A JP 56125997A JP 12599781 A JP12599781 A JP 12599781A JP S5827933 A JPS5827933 A JP S5827933A
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泉山 禎男
Akiya Yagishima
柳島 章也
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隆史 小原
Kazuo Mochizuki
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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】 本発明は、軟質ぶりき原板の製造方法に関し、特に本発
明は、低A!、低Nキ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
過時効処理を施すことを特徴とする耐食性に優れるT−
3級軟質ぶりき原板の製造方法に関するものである。
ふりきは、その調質度をJIS C,3,303におい
て、ロックウェル硬さく ■R30’I’ )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(
HR30T : i−j、2 )、T −2(kO−j
A )、T−z% (s、a 〜rざ)、T −3(j
V 〜60 )、T−4(jA’ Nl)、T−5(1
〜IA’)およびT−6(67〜73)に区分されてい
る。この内、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
および熱効率は低く、またぶりき鋼帯内の材質の均質性
も低いという欠点があった。
かかる軟質ぶりきおよびその原板の製造工程において箱
焼鈍手段に代えて連続焼鈍手段を用いると生産能率、熱
効率が改善され・、さらに鋼板の形状性も良くなり、均
質な材質、すなわち銅帯に付与される熱履歴により調帯
長手方向と幅方向とに生ずる材質変動を小さくすること
ができるという利点が知られている。しかしながら連続
か”6鈍手段によれば箱焼鈍手段によって得られるよう
な軟質ぶりき板を得ることができないため連続焼鈍手段
を軟質ぷりきの製造工程に採用する製造方法は未だ実用
化試験途上にある。
特公昭3!−11g!;7’1号公報によれば、[L 
 O: o、/s%以下、Mn:θ、03−0./、0
 %酸可溶A/! : 0゜0/〜θ、2θ%、N:θ
、oo、i〜0゜0−0%、残部鉄および不可避的不純
物からなる一片を、仕上温度が700 ’C” Ar3
変態点の温度で熱間圧延し、川下率Vθ〜93%の冷間
圧延を施し、続いて再結晶温度以上の温gcこ、S秒〜
lO分間保定した後、soo ’c以下の温度に7θ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2−C:
0.12%以下、Mn : 0.θ左〜θ、乙。%、r
浚可溶Ae  :  0.0/  〜 0..20  
% 、 N  :  0.00L  〜0.020%、
残部鉄および不可j貯的不純物からなる鋼片を、仕上温
度が700 ”C−Ar 3変態点の温度で熱間圧延し
、圧下率りθ〜qs%の冷間圧延を施し、続いて再結晶
温度以上の温度に、!秒〜10分間保定した後、soo
’c以下の温度に10分間以下で冷却する焼鈍を施し、
さらに温度3oθ〜夕(1757’Cの温度に10秒〜
70分間保定する過時効処」」(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
質な表面処理用一板の製造法。」 が提案されており、使用される一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、実施例として鋼番号
l〜/7の連鋳A!キルド鋼に対して従来リムド鋼ある
いはキャップド鋼がらぶりぎ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軸
H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一板の硬度に大きくばらつ
きが生じている。さらにまた前記公報に記載された好ま
しい巻取温度sgo〜bgo°Cで巻取処理をするとぶ
りきの耐食性が低下するという欠点があることを本発明
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
、T−3ぶりき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・ることかできる。すなわち本発
明の要旨は下記のとおりである。
C060,2〜0.0? % 、so、l )tθ、0
03−0.02%、N O,00110%以下を含み、
その他の元素は通常の低炭素アルミキルド鋼に含まれる
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
、次いで左θO〜sgo’c未満の温度範囲内で巻取っ
た後酸洗し、次いで常法により冷間圧延を施した冷延鋼
帯を連続焼鈍炉内にAJO”C以上の温度に3秒間以上
保持した後、SOO℃以下の温度までlo−300’c
、’sθCの冷却速度で冷却し、さらに3j3;0− 
!;00℃の温度範囲内に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に
優れるT−3級軟質ぶりを板の製造方法。
以下本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明の鋼片は転炉、電気炉等通常の溶解炉で溶製され
た?@鋼から連続鋳造を経て製造され、鋼片の成分組成
は上記の如くに限定する必要がある。
次に鋼片の成分を限定した理由を説明する。
0は一般に少ないほど鋼は軟質化すると考えられがちで
あるが、Cが0.10%より少ない範囲内ではCがほぼ
0゜九%のとき最も硬度が低くなり、かかる軟質化には
また熱延巻取温度が大きく影響することを本発明者等は
新規に知見した。Cが0.02%より少ないか、o 、
oq%より多い場合には所定の硬度T−3級が得られな
いのでCは0゜θスルo 、oq%の範囲内にする必要
がある。
gol klは連続焼鈍後の硬さを低下し、表面処理後
の硬質化をも低減する有効な成分である。
eol Alがθ。003%より少ないとM句の脱酸が
充分には行われないため溶鋼を連続鋳造することが困難
であるばかりでなく連鋳鋼片にブローホールが発生し、
一方so/ klを0002%より多くすることは鋼の
脱酸の点で必要がないばかりでなく結晶粒が小さくなっ
て硬質化するので5otA、lは0.003〜0.0二
%の範囲内にする必要がある。
Nは製鋼工程において特別の配慮をしない限りIII 
ppm程度は含有され、Nが固溶したままで残留すると
時効硬化を招く。全Nが0゜θ0IIO%より多いと固
溶Nを少なくするためAlを添加する必要があり、この
ためA、/ Hの析出量が増加して鋼の結晶粒の成長を
阻止して硬度が高くなるので、全Nは0.00ダO%よ
り少なくする必要がある。また全NとA、、t N中の
Nの差が0.002θ%より多いと時効硬化が大きくな
るので、全NとA4 N中のNの差が時効硬化がそれほ
ど問題にならない0.0020%以下の範囲内にする必
要がある。
次に本発明を実験データについて説明する。
(A)  適正なAl量と全N量との関係適正なりot
kl量と全N量との関係を明らかにするためaO0θ!
r%の鋼を基準として8oIk、1量をθ。003%か
らo、or%まで変化させ、全Nを0.002%からo
、oo6%まで変化させたAlキルド鋼を転炉で溶製し
、連続鋳造で鋼片とした後、熱延仕上げ温度をt、30
−ざqO°C1巻取温度をsso”cとしてコ。l m
m厚さの熱延鋼帯とし、酸洗後O03ユ關板厚に冷間圧
延した。この冷延鋼帯を710°Cに加熱して再結晶焼
鈍し、該温度からsoo’cまで!rO″C/ll]θ
0の冷却速度で急冷後、poo’cで1分間保持する過
時効処理を含む連続焼鈍を行ない、しかる後1%の調質
圧延を施し、これをハロゲンタイプの′電気銅めつきラ
インを通して製品とした。かくして得た多く供試材の硬
さを測定した結果をEUOlAtl、!3.および全N
 i+tとともに第1図に示す。第1図において、HR
30TがS9以下の調質度T−3以下の軟質板となった
のは斜線枠内の供試材であり、この枠内の供試材のso
/At、全Nutはそれぞれ0.0−%以下およびo、
oop%以下の範囲であった。すなわち、全N量が0.
00十%を越える範囲では硬度が著しく高くなり、軟質
ぶりき板を製造できないことが判明した。これは、固溶
N%A/およびAl Nの増加に伴ない連続焼鈍の如き
短時間焼鈍では結晶粒の成長性が著しく阻害され、その
結果軟質にならないためと考えられる。この実験より使
用する連続鋳造鋼はeol AtO,003〜0゜02
%、全N o、oolI%以下に限定すべきであること
が判明した。
(B)  5otAt量と再結晶後の結晶粒径との関係
ぶりきの硬度を支配する要因としては、固溶Cや固溶N
による歪時効硬化および結晶粒の大きさなどが考えられ
る。結晶粒は、Offが少ないほど、熱延巻取温度が高
いほど大きくなることは一般に知られているが、本発明
者らがいろいろ調べた結果、・Al量にも大きく依存す
ることが判った。sog Al量と再結晶後の粒径との
関係を、熱間圧延温度別に第一図に示すが、結晶粒はい
ずれの熱間圧延榮件においてもsol Al量が少なく
なるに従って大きくなっている。これは再結晶開始前に
A4 Nが析出することによる粒成長の阻害作用による
と考えられる。また、熱延温度との関係は巻取温度が高
いものおよび巻取温度で同一水準でも熱延仕上温度の低
いものが、いずれのeol Al量においても粒径は大
きくなる。これは前者は自己焼鈍による粒成長で、後者
は熱延鋼帯温度が熱間仕上圧延機の最終スタンドをr領
域で通過したか、α+r共存領域で通過したかによる違
いに起因している。
以上のことから、軟質なぶりきとするためには、Ilo
、/ Al量を少なく規制したキルド鋼を使うことが不
可欠であることが判る。
(C)  適正O量と巻取温度との関係鋼中のOiが低
いほど軟質な鋼が得られると一般に考えられがぢである
が、本発明の発明者らが実験を繰り返し研究した結果、
0量が0.1%以下の範囲ではatの低下は鋼板の硬度
の低下を招かず、むしろC量がθ、ob%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ずことが判明した。ざら
に、熱延巻取温度も高くなるほど鋼板の硬度が低くなる
とは限らず、同一〇量では熱延巻取温度がsgθ°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。
この理由はC量が少ないと析出核としてのセメンタイト
が少なくt【す、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g Oが析出できなく残存
するためである。一方、巻取温度が高すぎると熱延コイ
ルの自己焼鈍が十分に進んで炭化物が凝集して第1[大
化し、鋼板中の固溶Cの析出移動距離が長くなって、固
溶Cが十分析出しなくなるためである。この(D)  
再結晶焼鈍および過時効処理条件光に固溶NのA4N化
の説明で再結晶焼鈍条件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も関係し、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
原板が得られず、適正な焼鈍条件が必要であることが以
下の如く判った。
再結晶焼鈍条件を求めるために(4)、 (B) 、 
(0)にて限定した適正成分鋼を使用し、焼鈍時間を4
00− g!;0°Cの間で変えて実験し、焼鈍後の硬
度1(R301’を測定した。なお、この焼鈍温度にお
ける保持時間はすべて9秒とした。結果は第q図に示す
とおりである。
第7図より明らかなとおり、焼鈍温度は6gO゛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、bto’c以上の場合3秒以上であれば十分再結
晶し軟質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/BθC以上乃至SO
O°C/sθ0以下の冷却速度で、Sθθ゛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/ sθ0未満の冷却速度では
、冷却中にセメント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SOO°C/8θCを越す急速冷却を行うと、ぶ
りき原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、SOOoCを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、再結晶焼鈍後の急速冷却条件は70〜r00 
’C/ seaの冷却速度でSOθ゛C以下の温度まで
冷却する必要がある。
次に過時効処理の条件については、次の理由で35θ〜
左θO′Cの温度範囲内に20秒間以」二保持すべきで
ある。すなわち、330°C未満の温度ではCの拡散速
度が小さく過時効が進行せず、またSOOoCを越す高
い温度ではCの固溶限が大きいので固溶0量を低く抑え
ることができず、さらに保持時間が20秒間未満では十
分過時効が完了しないからである。
(E)  巻取温度のぶりき板の耐食性に及ぼす影響。
前述した如く、熱延鋼帯の巻取温度が高くなると、表面
に生成される酸化被膜がマグネタイ) (Fe5o、 
)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5図は、めっき工程入側において酸洗処理を行ったぶ
りき原板表面を電子y1.1ila鏡観察で調べて発見
された凝集粗大炭化物である。この炭化物は′:+L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
よるリフロー処理(溶湯化処理)では、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板となる。なお前記特公昭、
t5−クg57り号記載の発明により好ましい巻取温度
とされているsgo〜t、go℃の温度範囲内で処理さ
れたぶりき板の耐食性が悪くなることが容易に理解され
るであろう。
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rgo’c以上では、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、となるこ
とである。また、kKO”0以上で巻取ったものには凝
集粗大炭化物がみられたが、sgo°C未満のものには
みられなかった。
ここに鉄溶出値とは、めっき前の原板表101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、ぶりき試片から溶解したFeの量を求め、耐
食性の評価を行うものである。
前記(4)、 (B) 、 (0) 、■)、(ト))
にて限定した条件で、連続焼鈍および過時効処理をした
後、調質圧延し、その後鍋めっきを施したぶりきは’I
’−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ことを知見して本発明を完
成した。
ところで、本発明が特公昭jt!−11g!r7’1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ぼす製造条件を詳細に調
べた結果、ぶりきの硬度は固溶C1結晶粒度、固溶N(
全NとAIN中のNとの差のN)の順に支配され、固溶
Cによる影響が最も大きいことからC含有量を最適範囲
内に限定する必要のあること、また巻取温度を高くし過
ぎると硬くなることを新規に知見したのである。すなわ
ち連続焼鈍のような短時間焼鈍によれば、固溶Cを析出
させるに十分な冷却時間が取れないため、過時効処理を
さらに施すのであるが、このようにしても固溶Cは十分
には析出せずに残るため硬質化する。
る。ところで、LIi続焼鈍後の冷却時間が短いために
固溶Cが移動し得る距離は短かく、(]を十分に析出さ
せるためには核が密に分布していることが有利である。
したがって核となるセメンタイトが細゛密に分散した原
板を連続焼鈍前に製造する必要があり、このためにはC
を0.0.2〜θ。oq%と比較的高くする必要がある
ことを新規に知見したのである。この点前記公報によれ
ば、0は0.12%以下に限定されているだけであり、
本発明によるOの含有皿範凹が最適であることは従来知
られていなかった。なお第S図に示すように巻取温度が
高いとセメンタイトは凝集して粗大化し、sgo’c以
にではセメンタイトの凝集が始まり、b’lO’C以上
で粗大化が始まることを本発明者等は知見した。一方前
記公報によれば、巻取湿度Gj[ssO°C以上好まし
いのはsgo〜bgo”cである。」と記載されている
が、かかる高温巻取によれば凝集粗大化したセメンタイ
トの発生により耐食性は著しく劣化するだけでなく、さ
らにまた熱延板のスケール層が厚くなり、脱スケール性
が低下する。
よって本発明者等は巻取湿度をsgo’c未満とするこ
とが必要であることを新規に知見したのである。
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、C含有量が
0003%以下の極低炭素材については、真空脱ガス処
理で脱炭した。これらのうち、供試材A/〜/4’につ
いて仕上温度す30〜gqo℃、巻取温度A00〜q3
o’cで板厚コ、6闘に熱間圧延後、板厚0.3コ朋ま
で冷間圧延した。
(/9 ) この冷延綱帯を7/θ°Cの温度に、20秒保持して連
続焼鈍を行い、次に!;0 ’C/ sθOの冷却速度
で1100°Cまで冷却し、1100′Cに、20秒保
持した後常温まで冷却した。
その後、/、0%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+3錫めつきおよび通常の溶銅処
理を施した。
結果は、ぶりき板の硬度と、ぶりぎ耐食性を示す一例と
して鉄溶出値を測定し、その評価は第2表に示すとおり
である。第2表より明らかなように供試鋼属1〜7の本
発明調を使用する場合には、製品ぶりきは常に安定して
HR30T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鋼湯8〜
11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sgo°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1阪ではあるが、熱
延巻取温度がsgo’c越で巻き取った比較鋼、% 1
2−14では、いずれも調質度HR30Tかに9以下の
軟質に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、第1表の比較鋼A8〜11の成分中、アンダーラ
インを施しているのは、本発明の限定外成分である。
(2,2) 実施例2 第1表にて示した成分と同一供試材A1〜A14を用い
て、より軟質材を得る目的で、熱延仕上温度を76θ〜
qqo”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←として製造したぶりきについて、調質度1
(R3’OT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。
1 23  ′ 193− (,2Il) 第3表より明らかな如く、本発明鋼を使用する場合には
、)(R30Tが3.2〜sgのT−3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M4
mg−A//は、この処理によっても本発明鋼よりはる
かに硬質であることがわかる。また、比較鋼AI2〜/
4’は、軟質ぶりきは得られるが、高耐食ぶりきにはほ
ど遠いものであった。
上記実施例より明らかな如く、本発明は01sotAl
 %全Nの限定成分を有する連続@造Mを使用し、熱間
圧延後の巻取温度を従来より低くして1zstro’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JIS G 3303にて規定する
HR30’Fが’l’−3以下の軟質ぶりきを製造する
ことができる。
(ロ)本発明法は熱間圧延後の巻取温度を夕ざo ’c
未満としたので脱スケールが容易であり、酸洗ラインの
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、熱延板中ツカーバイトがフェライ
ト中に微細に析出スルのでぶりきの耐食性を向上させる
ことができた、(ハ)本発明は軟質ぶりき板製造におけ
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、鋼帯長手方向、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」二が可能となり、従ってコストの大幅
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
れていることは勿論、鋼板形状および表面性状も著しく
良好である。
(ホ)本発明で用いる鋼の成分は、A/ffiが少ない
ので、製鋼では使用する金属A/ iが少なくてすむ。
以上本発明はぶりきの製造方法のみについて説明したが
、本発明法によりぶりき原板を用いてテハンフリー板を
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
質ティンフリー鋼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図は鋼板のL1o/A、tと全Nの含有量と硬度と
の関係を示す図、第2図は熱延仕上温度と巻取温度とを
変えてそれぞれ処理したO約θ。OS%の鋼板の5ol
At含有量と結晶粒度との関係を示す同第3図は熱延仕
上温度と巻取温度とを変えてそれぞれ処理した鋼板のC
含有量とぶつき硬度との関係を示す図、第7図は鋼板の
焼鈍温度と硬度との関係を示す図、第S図は冷延板表面
に凝集した炭化物の電子顕微鏡写真、第6図は熱延板の
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 代理人弁理士  村  1)  政  治○  0ff
)2 0.0040、α方生N (wt ’/。)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、  GO,02〜0.09%、5otA/ 0.0
    03〜0.θ−%、全N O,00’lO%以下を含み
    、その他の元素は通常の低炭素アルミキルド幽に含まれ
    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 −sgo℃soo温度範囲内で巻取
    った後酸洗し、次いで常法により冷間圧延を施した冷延
    鋼帯を連続焼鈍炉内にAgO゛C以上のfAA度に20
    秒間以上保持した後goo°C以下の温度まで10〜S
    OO″C/Elθ0の冷却速度で冷却し、さらに3!;
    0− 、too ’Cの温度範囲内に20秒間以上保持
    した後、呈温まで冷却することを特徴とする連続焼鈍に
    よる耐食性に優れるT−3軟質ふりき原板の製造方法。
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