JPS60224719A - 表面処理鋼板用原板の製造方法 - Google Patents

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】 この発明はぶりき原板おるいはティンフリー鋼板用原板
の如き、表面処理鋼板用原板の製造方法に関し、特に連
続焼鈍を適用して調質度Ｔ２もしくはＴ３を有するぶり
き原板等の表面処理鋼板用原板を製造する方法に関する
ものである。

周知のようにぶりき原板は、鋼素材に熱間圧延および冷
間圧延を施して得られた冷延鋼板に焼なましを施すこと
によって調質し、必要な硬さを得るのが通常である。こ
のようなぶ９き原板の調質度は、ＪＩＳ　Ｇ　３３０３
によって次のように規定されている。すなわち軟質なも
のから順に調質度Ｔ１からＴ６まで区分され、それぞれ
硬さ目標値としてロックウェルＴ硬さく　ＨＲ３０Ｔ　
）でＴ１が４９±３、Ｔ２が５３±３、Ｔ３が５７±３
、Ｔ４が６１±３、Ｔ５が６５±３、Ｔ６が６９±３と
されている。

ところで焼なまし法には箱焼鈍法と連続焼鈍法があるが
、箱焼鈍法には連続焼鈍法と比較した場合次のような種
々の欠点がある。すなわち、タイトコイル状態で焼鈍が
施されるため、焼鈍温度を高くすれば焼付欠陥が生じて
歩留りが低下し易く、また均熱に長時間を要するため、
焼鈍中に鋼板表面へＣ、Ｍｎ　、　Ｐ等が富化濃縮され
る結果、グラファイトに起因する表面欠陥が生じたりぶ
りきの耐食性が劣化したりすることがあり、さらにはコ
イルの内巻部、外巻部と中巻部とで温度のばらつきがあ
るため鋼板の長手方向に硬さのばらつきが大きくなる等
の欠点があり、また生産性も低い問題もある。したがっ
て焼なまし法としては連続焼鈍法を採用することが強く
望まれる。

しか］１．なから従来の一般的なぶりき原板の製造工程
においては、調質度１４〜１６級のいわゆる硬質板は連
続焼鈍法により製造しているものの、１１〜１３級のい
わゆる軟質板は箱焼鈍法によって製造していた。すなわ
ち、従来の連続焼鈍炉は急冷帯及び過時効処理帯を有し
ていないため、従来の通常の連続焼鈍炉による場合Ｔ４
以上の硬質板しか製造されなかったのが実情であった。

一方最近では急冷帯および過時効処理帯を有する連続焼
鈍炉の稼動が開始され、Ｔ３以下の軟質板を連続焼鈍法
にて製造する技術が種々提案されている。

しかしながら一般に使用されている低炭素Ａｌキルド鋼
を素材とする限シ、降伏伸びの発生しない鋼板、すなわ
ち非時効性の鋼板を連続焼鈍法で製造することは極めて
困難であった。

そこで最近に至り、特開昭５８−１９７２２４号公報に
開示されているように、Ｃ０，００４％以下の極低炭素
鋼としかつＰｔを０．０２％の微量に規制し、必要に応
じてＮｂをＮｂ／ｃ原子比で０．３〜１．０含有させた
鋼を素材として用いることによって、連続焼鈍法にてＴ
ｌ−７３級の軟質なぶりき原板を製造する方法が提案さ
れている。この提案の方法によれば、調質度７１級の極
軟質ぶりき原板を製造することは確かに容易となり、ま
た１２〜７３級のぶりき原板の製造も可能と思われる。

しかしながら実際に上記提案の方法により１２〜７３級
のぶりき原板を製造する場合には、正確な目標硬さの原
板を安定して製造することが困難となる問題がある。す
なわち、上記提案の方法によれば、連続焼鈍の焼鈍温度
が焼鈍後の硬さに極めて敏感に影響し、例えば上記提案
の公報の実施例に記載されているようにＣが０．００２
％以下の極低炭素鋼を焼鈍温度７００℃前後で連続焼鈍
した場合にＴ２程度の硬さが得られるが、同一成分の鋼
に対する焼鈍温度を若干ｒげただけで硬さがＴ５級程度
まで上昇してしまい、一方暁鈍温度を若干上げただけで
ただちにＴ１程度の硬さに丁がってしまい、安定してＴ
２の硬さを得ることが極めて困難である。このように硬
さが不安定となる理由は、上記提案の方法で用いてめる
ような極低炭素鋼においては一般に完全再結晶状態では
著しく軟質であって、１２以上の硬さを得るためＫは焼
鈍温度を丁げて一部未再結晶状態としなければならず、
その場合未再結晶率が焼鈍温度によって大きく変動し、
したがって硬さが焼鈍温度の影響を強く受けるためであ
るが、このような不安定な製法は実際のｔ＃的規模の操
業においては到低採用することはできない。

そこでさらに上記提案においては、連続焼鈍によって得
た調質度７１級の鋼板に対して、圧Ｔ率３〜５％のスキ
ンバス圧延を施して１２級もしくは１３級のぶりき原板
を得ることも規定されている。しかしながらこのような
圧下率３〜５チのスキンパス圧延は通常実施されている
スキンパス圧延と比較して相当に大王Ｆ率であり、この
ようにスキンバス圧下率を大きくした場合、特殊な大圧
下用スキンパス圧延機が必要となるのみならず、加工硬
化により降伏強度が増加して降伏比も大きくなってしま
う。絞り加工、プレス加工において高い加工精度を得る
ためには、低降伏応力の鋼板であることが必要であるか
ら、上述のような大圧下スキンバス圧延により製造した
Ｔ２もしくは１３級の原板は、その用途が、低加工精度
で済む場合に限定されてしまうことになる。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、ぶ
りき原板あるいはティンフリー鋼板用原板等の表面処理
鋼板用原板として、降伏強度が低くかつ非時効性のＴ２
もしくは１３級の調質度の原板を安定して製造し得る方
法を提供することを目的とするものである。

本発明者等は上述の目的を達成するべく、種々実験・検
討を重ねた結果、素材として、０．０２５チ以上のＰを
含有し必要に応じてＮｂを添加した極低炭素鋼を用い、
これを還元性の強い雰囲気で連続焼鈍すれば、所期の目
的を達成し得ることを見出し、この発明をなすに至った
のである。

すなわちこの発明の製造方法は、Ｃ０Ｏ０５％以丁、Ｓ
ｉＯ，０５％以下、Ｍｎ　０．０５〜０．６０％、Ｓｏ
、０２チ以下、Ｐｏ、０２５〜０１２チ、Ａ１０．０１
〜０．１５％、ＮＯ，０１チ以丁を含有し、さらに必要
に応じてＮｂ　ｔ−０，０４％以下含有する鋼を素材と
し、その鋼素材に熱間圧延および冷間圧延を施して得ら
れた冷延鋼板に連続焼鈍を施すに際して、水素３チ以上
で露点−１０℃以下の雰囲気中において再結晶温度以上
、８００℃以下の温度域に加熱して急冷し、調質圧延を
行なうことによって、調質度Ｔ２もしくＦｉＴ３を有す
る加工性の極めて優れた表面処理鋼板用原板を製造する
ことを特徴とするものである。

以下この発明についてさらに詳細に説明する。

この発明の方法においては、素材のＰ含有量および連続
焼鈍における焼鈍雰囲気が極めて重要である。そこで先
ずＰ含有量の影響について説明すると、一般にぶりき原
板におけるＰ含有量が００２％以上となればぶシきの耐
食性が大幅に劣化するとされ、そのためぶりき原板のＰ
含有量は０．０２％程度以下とする必要があるとされて
おり、例えばＪＩＳ等の規格に定められているぶりき原
板のＰ含有量最大許容値も００２チとなっている。

そしてＰの０．０２４以上の添加は、極〈一部の耐食性
を全く問題にしない用途の場合にのみ行なわれているに
過ぎなかった。しかるに本発明者等が種々検討を重ねた
結果、極低炭素鋼にある程度の電のＰを添加することが
、連続焼鈍によって調質度７２〜１３級を得るために極
めて有効であり、またそのようにある程度の量のＰを添
加した場合でも、連続焼鈍での雰囲気を適切に制御する
ことによって実用上支障ない程度の良好な耐食性が得ら
れることを新規に知見したのである。次にそれらの知見
を得るに至った実験について説明する。

Ｃ０，００３％、ＳｉＯ，０２％、Ｍｎ　０．２５％、
８０００８〜０．０＋２チ、ＡＩｏ、０２８〜０．０３
２チ、ＮＯ，００３５チを含有し、かつＰ含有量を０．
０１％、０，０６％、０．０９チの３水準に調整した３
！１１の鋼、およびさらＫそれらにＮｂｏ、ｏｔｓを添
加した３１１の鋼、合計６種の鋼を真空溶解して鋳塊と
し、鋳塊圧延を施して３０ｆｉ厚のシートバーとした。

次いで各シートバーを１１００℃に加熱し、仕上温度８
００℃にて熱間圧延して、２、　：３１１１厚の熱延板
とした。酸洗後、０．３２１ＥＩＩＪＩＥ［冷延し、さ
らに加熱速度＋　５　Ｖｓｅｅ　、均熱時間２０　ｓｅ
ｃ　、冷却速度３０°Ｃ／ｓ　ｅ　ｃの条件にて種々の
温度で連続焼鈍した。その後、１０チの圧ｆ率で調質圧
延を施し、さらにめっきソフロー相当処理を施した板に
ついて硬度−り定を行なった。その結果を焼鈍温度に対
応して第１図に示す。

第１図から、Ｐ含有量が０．０１％の鋼では、焼鈍温度
が７００℃附近でＴ３３種（Ｎｂ添加）もしくはＴ２２
種ｅｌＪｂ無添加）の硬さとなるものの、焼鈍温度の変
動が硬さに及ぼす影響が極めて大きく、正確に硬さを制
御することが極めて困難であることがわかる。そして焼
鈍温度が７５０　’Ｃ以上となれば著しく軟質化し、Ｔ
１もしくはそれ以下の硬さとなる。これに対しＰを０．
０６％添加した鋼、Ｐを０．０９％添加した鋼において
は、完全再結晶後にそれぞれほぼＴ２；Ｔ３の硬さが得
られることがわかる。ここでＰｏ、０６％の鋼および０
，０９チの鋼では、上述のように完全再結晶後に７２゜
Ｔ３の硬さが得られるから、焼鈍温度は再結晶温度以上
であれば、その温度の変動によって硬さが余り変動せず
、したがって安定してＴ２あるいはＴ３の硬さが得られ
ることになる。そしてこのような実験を種々のＰ含有量
の鋼についてより詳細に行なったところ、Ｐ含有量を０
０２５％以上とすることによって、７２〜Ｔ３級の硬さ
を安定して得ることができることが判明したのである。

このようにＰ含有量を００２５％以上とした場合、従来
の一般的な見解によれば、ぶりきの耐食性が著しく劣化
するものと考えられる。しかしながら次のような実験の
結果、Ｐ含有量が００２５−以上でも極低炭素鋼では連
続焼鈍雰囲気を適切に制御することによって良好な耐食
性が得られることが判明した。

前述の実験で用いたものと同じ成分の６種の鋼、および
Ｃ００７チ、Ｐｏ、０９チを含有し他成分は繭記同様の
鋼について、前述の実験と同様に０３２１ＥＩＩ厚の冷
延根とした後、露点をＯ゛℃、−３５℃の２水準Ｋｇｌ
ｌＪ整したＮ２９５チ、Ｈ２Ｓチの鼎ガス雰囲気中で７
００℃Ｘ５ｈｒの箱焼鈍もしくは７５０℃Ｘ　４０　ｓ
ｅｃの連続焼鈍を施した。

その後、５０℃で湿度９８１Ｘ３０分、および２５℃で
湿度６０％Ｘ２０分の乾湿繰返し試験を１週間行ない、
表面の錆発生率を調べた。その結果を第２図に示す。な
おＮｂの添加の有無により有意差は認められなかったの
で、第２図ではＮｂを添加しなかったものについてのみ
示した。

第２図から、箱焼鈍法では、ＰがＯＯ１チと低くかつ露
点が一３５℃と低い場合には錆発生率が低いが、それ以
外の条件ではいずれも錆発生率が著しく高く、焼鈍後の
表面処理工程までの待ち時間中に既に黒錆が発生した。

このような黒錆は、表面処理後も欠陥として残って、顕
著な表面処理欠陥の原因となり易く、また上述のような
乾湿繰返し試験による錆発生率はめつき後のぶりきの耐
食性とも良く一致することが確認されている。したがっ
てこのような鋼板はぶりき等の表向処理鋼板用の原板と
して適当ではない。

一方第２図から、連続焼鈍した場合には、一般に箱焼鈍
の場合よりも錆発生率が低下する傾向が認められる。し
かしながらＰ含有量が高くしかも焼鈍雰囲気の露点が高
い場合には、やはり錆発生率が相当に高かった。また焼
鈍雰囲気の４点が低くてもＣ含有量が高い場合には錆発
生率が可成高かった。これに対しＰ含有量が高くても、
連続焼鈍でかつその雰囲気の露点が低くしかもＣ含有量
が少ない場合には、錆発生率が低く、低Ｐ材とほぼ同程
度の耐食性が得られることが明らかとなった。

このような傾向が得られる原因は必ずしも明確ではない
が、焼鈍中の各種元素の表面濃化、特にＰの濃化挙動が
大きく影響を及ぼしているものと推測される。すなわち
、焼鈍時間が長く、Ｐ含有１が高く、焼鈍雰囲気の露点
が高いｔデど、Ｐが表面に濃化して錆発生の原因となる
と考えられる。

そこでさらに詳細な実験を行なった結果、Ｐの有害性を
避けるためには可及的に雰囲気の酸素ポテンシャルを低
くすることが必要であって、連続焼鈍での雰囲気を水素
３チ以上、露点−１０℃以下とすれば、Ｐｏ、０２５〜
０．１２チ程変の比較的Ｐ含有−癒が高い極低炭素鋼で
も充分な耐錆性が得られることが判明した。

次にこの発明の製造方法における素材成分の限定理由を
説明する。

Ｃ：　Ｃは軟質化、非時効化するためＫは可及的に少な
いことが望ましく、また前述のように良好な耐錆性を得
るためにも少ないことが望ましい。

Ｃが多くなり過ぎれば、非時効にするために必要なＮｂ
量が多くなり、またこの発明で規定するＰ含有酸範囲で
良好な耐錆性が得られなくなるから、上限を０００５チ
とした。

Ｓｉ：Ｓｉは表面性状を劣化させる元素であるから可及
的に少ないことが望寸しく、その観点から上限を０．０
５％とした。

Ｍｎ　：　ＭｎはＳによる熱間割れを防止するに有効な
元素であって、その効果を得るためには０．０５％以上
添加する必要がある。但し過剰に添加すれば焼鈍時テン
パーカラー等の欠陥が発生するから、上限を０６０％と
し、結局０．０５〜０．６０チの範囲内とした。

Ｓ：　Ｓは表面処理性を劣化させる元素であって、この
発明の目的とする表面処理鋼板用原板では可及的に少な
くすることが望ましく、その上限を００２％とした。

Ｐ：　Ｐはこの発明において最も重要な添加元素の一つ
であり、ｃｏ、ｏｏｓ％以下の極低炭素鋼を素材として
安定して１２〜１３級の硬さを得るためには００２５％
以上が必要である。但しＰの過剰な添加は熱間圧延時の
割れ等、種々の欠陥の原因となるから、上限を０．１２
　％とし、結局０、０２５〜０．１２チの範囲内とした
。

Ａｌ：Ａｌは通常の製鋼過程において脱酸元素として有
効な元素であり、そのためには０．０１％以上が必要で
ある。但し０．１５％以上の添加は脱酸には不要であり
、またコスト上昇や各種欠陥の原因となるから上限を０
．１５１とし、結局０．０１〜０、１５チの範囲内とし
た。

Ｎ：　Ｎは不可避的不純物として鋼中に含有されるもの
であるが、この発明の鋼ではＡＡ’ＮもしくはＮｂＮと
して固定される。しかしながらＮ含有着が余りに多くな
るとＮを固定するに必要なＡｌ　、　Ｎｂが多くなるか
ら、上限を０．０１％とした。

この発明の方法で用いる＠素材の成分は、上記に掲げた
もののほかは、基本的にはその他の不可避的不純物およ
びＦｅとすれば良いが、場合によってはさらに００４％
以下のＮｂを添加することも有効である。すなわちＮｂ
はＣを固定して安定な非時効性を確保し、材質の安定化
を図るために有効な元素である。但しＣ，Ｎがともに０
．００３　％以下となればＮｂの添加なしで実質的に非
時効性となるから、Ｎｂをあえて添加する必要はない。

Ｎｂを添加する場合のＮｂ量が０．０４％を越えれば、
表面性状の劣化を招くから、Ｎｂ添加の場合の上限ｉ　
０．０４チとする必要がある。なおＮｂをより効果的に
利用するためには、Ｎｂ／ｃの比を０５〜１．２程度に
制御することが望ましい。

次にこの発明の製造方法における各工程条件について説
明する。

前述のような成分の鋼素材に対しては先ず熱間圧延およ
び冷間圧延を施して所要の板厚の冷延板とする。ここで
熱延条件はこの発明の製造方法における特徴的な要件で
はないが、スラブ加熱温度ｔｏｏｏ〜１２００℃程度、
熱延仕上温度７００〜８５０℃程度、熱延板巻取温度４
００〜６００℃程度の範囲内であれば充分にこの発明の
目的が達成される。また冷延工程における圧下率は８０
チ以上が普通であるが、この発明では特に限定しない。

このようにして得られた冷延板に対しては、連続焼鈍を
施す。この連続焼鈍においては、前述のように焼鈍雰囲
気を制御することが良好な耐食性を得るために極めて重
要であり、水素３チ以上、露点−１０℃以上の雰囲気で
焼鈍することが肝要である。このような条件を外れた雰
囲気で焼鈍すれｄｌＰの影響によって耐食性が劣化する
。また焼鈍温度は、この発明の方法の場合前述のように
ほぼ完全に再結晶させて１２〜１３級の硬さを得るから
、再結晶温度以上の温度とする必要がある。

但し８００℃を越えれば、結晶粒が粗大化して軟質とな
りすぎるのみならず通板性が非常に悪くなるから、上限
は８００℃とした。

焼鈍後には表面粗度を調整するために調質圧延を行なう
必要がある。但しこの発明の方法では焼鈍のままで１２
〜１３級の硬さが得られるから、特に１４質圧延の圧下
率は犬きくする必要がなく、また調質圧延圧下率を高め
れば降伏比が上昇して製品の加工精度が低下するのみな
らず通常の調質圧延機が使用できなくなるから、圧下率
の上限を３％程度とすることが望ましい。

以上のように、Ｐを００２５〜０．１２　％添加したＣ
０．００５以下の極低炭素鋼を素材として用いて、水素
３チ以上、露点−１０℃以下という還元性の強い雰囲気
で連続焼鈍することによって、ぶりき等における耐食性
を損なうことなく、調質度１２〜１３級の非時効性の軟
質表面処理鋼板用原板を製造することができ、しかもそ
の場合調質度１２〜１３級の硬さを得るために焼鈍後の
調質圧延の圧下率を大きくする必要がないため、低降伏
比で加工性の極めて優れた原板を製造することができる
のである。

以下この発明の実施例を記す。

実施例 第１表の試料番号１〜１０に示す成分の鋼を溶製し、連
続鋳造した後、仕上温度８００℃、巻取温度５２０℃で
板厚２．０１ｍに熱…」圧延した。酸洗後、板厚０２８
鴎に冷間圧延し、ｉｉｇＺ表に示す条件（過時効処理な
しの熱サイクル）で連続焼鈍し、種々の圧下率で調質圧
延した。そして各鋼板についてリフロー相当熱処理を施
した後に、硬さ測定を行なうとともに引張試験を行なっ
て機械的特性を調べ、また５０℃で湿度９８チ×３０分
および２５℃で湿度６０チＸ３０分の乾湿繰返し試験を
１週間行ない、表面の錆発生率を調べた。それらの結果
を第２表に併せて示す。

第２表に示す結果から明らかなように、Ｐ含有量が高い
試料番号１〜３の鋼でも、Ｃが極めて低くかつ連続焼鈍
雰囲気の露点が低いため、錆発生率は充“分に低い値と
なった。またこれらの鋼（１〜３）では、硬さは調質度
１２級に相当し、かつ降伏応力（ｙｓ　）も２３〜２５
　ｋｇｆ／Ｍ程度と低く。

加工性も良好であった。また試料番号８の鋼においても
同様に錆発生率が低く、シかも通常の調質圧延程度の圧
下率（０８チ）で調質度１３級の鋼が得られ、降伏比は
２４に９ｆ／ｄと低かった。一方、この発明の条件を満
足しない試料番号４〜７．９〜１０の鋼は、それぞれ錆
発生率が高かった９、降伏応力が高褐ぎたりして、ぶり
き原板等の表面処理鋼板用原板として要求される耐食性
や機械的性質を満足させることができなかった。

以上の実施例からも明らかなように、この発明の製造方
法によれば、耐食性を損なうことなく、調質度１２〜１
３級の非時効性の表面処理鋼板用原板を安定して製造す
ることができ、しかもその場合焼鈍後の圧Ｆ率を大きく
する必要がないため低降伏比で加工性の優れた原板を得
ることができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種のＰ含有量の冷延鋼板に対する焼鈍時の焼
鈍温度と硬さとの関係を示す相関図、第１図は各種のＰ
含有量の冷延鋼板に対する焼鈍時の焼鈍方法、焼鈍雰囲
気の露点、Ｐ含有量が乾湿繰返し試駆による錆発生率に
及ぼす影響を示す図である。 出願人　川崎製鉄株式会社 第１図 −・−０，００３Ｃ−０，ＯＩＰ 達＠！Ｊ温／Ｌ　（’Ｃ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ０，００５チ（重量％、以下同じ）以下、８１０、０
   ５　％以下、Ｍｎ　０．０５〜０１６０チ、８０．０２
   ％以下、Ｐｏ、０２５〜０．１２チ、ＡＡ’０．０１〜
   ０．１５ｆｉ、ＮＯ，０１％以下を含有する鋼を素材と
   し、その鋼素材に熱間圧延および冷間圧延を施して得ら
   れた冷延鋼板に連続焼鈍を施すに際して、水素３チ以上
   でかつ、露点−１Ｏ℃以下の雰囲気中において再結晶温
   度以上、８００℃以下の温度域に加熱し、次いで急冷し
   た後、調質圧延を行なうことによって、ＪＩＳ　Ｇ　３
   ３０３規定による調質度Ｔ２もしくｕＴ３を有する表面
   処理用原板を製造することを特徴とする表面処理鋼板用
   原板の製造方法っ