JPS6267119A - フランジ加工性の良好な焼付硬化性を有するｄｉ缶用鋼板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は各種缶に使用される２ピ一ス缶としてのＤＩ
缶に使用されるスズメッキ鋼板（ぶりき）の製造方法に
関し、特に焼付硬化性を有しかつフランジ加工性に優れ
たＤＩ缶用鋼板を連続焼鈍法を適用して製造する方法に
関するものである。

従来の技術 従来から、ビール缶や清涼飲料缶等の食缶にはＤＩ缶が
使用されている。このＤＩ缶は、円形に打板いた金属素
板を絞り加工によってカップ状に成形し、次いでそのカ
ップ状成形品のカップ外径よりも小ざい内径のダイスを
数段通過させて缶胴壁厚を減少させるとともに缶高を増
大させるアイオニング加工（しごき加工）を行なうこと
によって製缶されるものであり、継ぎ目のない胴壁と底
とが一体に製造されるところから、２ピ一ス缶として使
用されいる。

このようなりＩ缶用の素材としては一般にアルミニウム
とｓｎメッキ鋼板すなわちぶりきとが使用されており、
従来はこれらのうち展伸加工性の良好なアルミニウムを
主な素材とすることが多かつたが、最近ではぶりきの高
品質化に伴なってスチール化が進ん−（いる。しかしな
がらスチール化に際しては、缶ぶたを取付ける過程での
缶胴フランジ加］一時におけるフランジ割れ発生率がア
ルミニウムの場合よりも高くなるという材質面での問題
があった。したがってぶつきを用いてＤＩ缶をスチール
化するに際しては、フランジ加工性に優れた３ｎメツキ
鋼板の開発が強く望まれている。

ところで既にＤＩ製缶用のフランジ加工性の良好な鋼板
としては、特公昭５５−２４６１号公報に開示されてい
るもの、および特開昭５８−１４１３６４号公報に開示
されているものがある。すなわち前者の公報においては
、結晶粒軸比を１．８以下に小さくしたものはしごき成
形不良率とフランジ成形不良率を大幅に減少することが
できると説明され、また侵考の公報においては、結晶粒
度がＧ、Ｓ、Ｎｏ。

て９．２以上でしかも板面の中心線あらざＲａ（ｕｍ＞
との差を９．０以下として硬さｔ−ｌＲ３０１’−で４
６〜６０の範囲内にすることにより製缶性に優れる％Ｈ
冷延鋼板が製造できる旨記載されている。そしてこれら
の方法では、いずれも焼鈍法としては実施例中に記載さ
れているように焼鈍温度５８０〜７６５℃１昇温速度２
０〜２０００℃／ｈｒ稈度の箱焼鈍法か適用されている
。

しかしながら箱焼鈍法＄４．長い処理Ｕ）間を要するた
め作業能率か低いばかりでなく、］イル状態で熱処理さ
れるため］イルの半径方向で加熱および冷却速度に差異
を生じ、その結果］イル全体にわたって均一な材質を１
ｑることかできず、歩留りか低下する等の欠点があり、
そこで連続焼鈍法を適用してしかもノランジ加１−↑１
の優れたＤｌｆｆｉ用鋼板を製造する方法の確立が望ま
れている。

連続焼鈍材を［）Ｉｉｂに適用しようとする試みも従来
からなされているが、従来の通常の連続焼鈍法と通常の
３ｎメツキ法との組合せでは、連続焼鈍における均熱侵
の冷却が急速冷却であるため鋼中の固溶Ｃがほと、んど
炭化物として析出せずに固溶状態で残存し、しかもＳｎ
メッキ後のりフロー処理時に固溶Ｃによって硬化か生じ
、その結果ＤＩ製缶時に缶胴壁部に破断を生じる危険↑
４か高いという問題かあり、またＤＩ７ＪＩＩＴに先立
つ絞り加工時におけるイヤリングの問題、すなわち耳発
生か大きいという問題がある。

このように耳発生が大ぎい場合、ＤＩ製缶時に耳部の伸
びが助長され、円周方向に板厚の変動が大きくなってト
リミング復のフランジ加工時に板厚の薄い部分に割れを
生じる危険性がある。

そこで特開昭５８−１５１４２６号公報では、熱延仕上
温度をＡｒ３点以上とし、巻取温度を５８０〜７４０℃
とする組合せで面内異方性の小さい極薄鋼板を製造する
方法を開示している。しかしながらこの提案の方法では
、巻取温度を５８０℃以上の中温〜高温とするため、必
然的に結晶粒径が大きくなり、例えば特開昭５８−１４
１３６４Ｑ公報中で説明されているようにフランジ加工
性は劣化する傾向を示す。

さらに、上記提案のように巻取温度を高目とした場合、
粗大な凝集セメンタイトが鋼板内に析出して耐食性を劣
化させるばかりでなく、フランジ割れの原因にもなりか
ねない。また巻取温度を高目とすれば、巻取中に鋼板表
面の酸化層が厚くなつて酸洗工程でのライン速度の低下
を招き、生産性が悪くなる問題がある。

発明が解決すべき問題点 前述のように箱焼鈍法を適用した場合、作業能率の問題
および材質の均一性、歩留りの問題があり、そのため連
続焼鈍法を適用してＤＩ缶用Ｓｎメッキ鋼板をＷｊＡ造
することが望まれるが、従来の通常の連続焼鈍法と通常
のＳｎメッキ法との組合せでは、ＤＩ製缶時において胴
缶壁部に破断のおそれがあるとともに、ＤＩ加工に先立
つ絞り加工時において耳発生が大きくなるという問題が
あった。そして耳発生を小さくしようとする前記特開昭
５８−１５１４２６号公報の方法では、熱間圧延後の巻
取温度が高目であるため結晶粒径が大きくなり、フラン
ジ加工性が劣化し、また耐食性の低下や酸洗工程のライ
ン速度低下などの問題も生じている。

そこでこの発明では、連続焼鈍法を適用ししかも熱間圧
延後の巻取温度を従来よりも低目として、フランジ割れ
および耳発生が小さく、かつ焼付硬化性を有するＤＩ缶
用スズメッキ鋼板を製造づる方法を提供することを目的
とするものである。

なお既に特開昭５９−３８３３６号公報および特開昭５
９−３８３３８月公報には、連続焼鈍法を適用して耳発
生の小さい表面処理用原板を製造する方法が開示ざ゛　
　れているか、これらの方法は連続焼鈍工程でいわゆる
過時効処理を施して鋼中の固溶Ｃを充分に析出させ、こ
れにより時効硬化の極めて少ない軟質（すなわちＪＩＳ
　　Ｇ　　３３０３で規定する調質度で１１〜１３級）
な表面処理用原板を得ようとするものであり、これに対
しこの発明で１は固溶Ｃを相当量残存させることによっ
て、ＤＩ缶製造後の塗装、印刷後の乾燥・焼付中に時効
硬化させ１ｑるようなＳｎメッキ鋼板、すなわち焼付硬
化性を有するＴ４級程度以上のＳｎメッキ鋼板を冑よう
とするものであり、その意味で前記提案の目的とは基本
的に異なるものである。

問題点を解決するための手段 前述の目的を達成するべく本発明者等が鋭意実験・検討
を重ねた結果、特定成分の鋼素材を用い−Ｃその熱間圧
延前の加熱温石を１２００℃以上の高温とし、かつ熱間
圧延後の巻取温度を５８０℃未満の低温とし、さらに連
続焼鈍後の冷却速度を適切に制御し、さらにその伯の条
件を適切に制御Ｊることによって、結晶粒が微細でフラ
ンジ加工性か優れかつ耳率の小さい、焼付硬化性を有す
るＳｎメッキ鋼板が冑られることを見出し、この発明を
なすに至ったのである。

具体的には、この発明のＤＩ缶用鋼板の製造方法は、重
量％にしてＧ　０．０１〜０．１０％、Ｍｎ０６５０％
以下、ｓｏｌ、Ａｆ　０．００３〜０．０５０％、Ｎ０
．００４０％以下を含有し、残部が「ｅおよび不可避的
不純物よりなる鋼を素材とし、その鋼素材を１２００℃
以上の温度に加熱して熱間圧延し、かつその熱間圧延を
終了した熱延板を５８０’Ｃ未満の温度域で巻取り、さ
らに冷間圧延を行なった後に連続焼鈍を施すに際して、
再結晶温度以上ＡｃＩ点以下の温度に均熱し、その後の
冷却過程において５００〜４００’Ｃの温度域を１０秒
以上で冷却し、連続焼鈍終了後、調質圧延を行ない、引
続いて電気スズメッキを施すことを特徴とするものであ
る。

作　　　用 先ずこの発明をなすに至る基礎となった実験について説
明する。

Ｃ０．０５％、Ｍｎ　０．２１％、５ｔｏ、ｏｏ９％、
Ｐ０．０１２％、３　ｉ　　０．００７％、ｓｏｌ、△
ｌ　０．０３５％、Ｎ０．００２０％を含有し、残部が
「ｅおよび不可避的不純物よりなる鋼のスラブを１２７
０℃もしくは１１００℃に加熱した後、仕上温度８５０
　’Ｃで熱間圧延を終了し、５００〜６５０’Ｃの種々
の温度で巻取った。その後、加熱昇温速度２０℃／　５
ｅＣ１均熱温度６７０’Ｃ１均熱時間２０５ｅＣ１冷却
速度８℃／　ＳｅＣもしくは１５℃／ｓｅｏの条件で連
続焼鈍を施し、さらに圧下率１．５％の調質圧延を施し
た後、１１２０の電気Ｓｎメッキを施してからＤＩ加工
を行ない、耳発生状況を調べた。その結果を巻取温度に
対応して第１図に示す。

なおここで耳の高さへト１は、 △）ｌ＝［山部の高さ］−［谷部の高さコで評価し、ま
た同時に結晶粒径も調べて、その値も第１図に併せて示
した。

第１図から明らかなように、スラブ加熱温度が低温（１
１００℃）の場合には巻取温度が低温となれば耳の高さ
八Ｈが著しく大きくなるのに対し、スラブ加熱温度が高
温（１２７０’Ｃ）の場合には巻取温度が低温となって
も耳の高さ△ト１はさほど大きくならず、Δ目が小さい
鋼板を製造し得ることが判明した。またスラブ加熱温度
が高くかつ巻取温度が低い条件下では結晶粒径も小さく
なることか判明した。

次にＣ０．０４１％、３ｉ０．０１１％、１ｖｊｎ０．
２２％、３ｉ０．００８％、Ｓｏｌ．Ａｌ０．０２５％
、Ｎ　０．００２５％を含有し、残部かＦｅおよび不可
避的不純物よりなる鋼のスラブを、１１００℃もしくは
１２５０℃で３０分間加熱して熱間圧延を施し、８６０
℃で熱間圧延を終了させて板厚を２．５ｍｍとした後、
５３０〜７００℃の種々の温度で巻取った。酸洗後、板
厚０．３０　ｍｍまで冷間圧延した後、加熱昇温速度２
０℃／　ＳｅＣ、均熱’ａ＝　Ｗ　６６０〜７２０’Ｃ
１均熱時間２０　Ｓｅｅ、冷却速度１０℃／　ＳｅＣも
しくは２５℃／　ＳｅＣの条件下の連続焼鈍、または加
熱昇温速度３０’Ｃ／ｈｒ、均熱温度６３０℃１均熱時
間３　ｈｒ、冷却速度３０℃／ｉｌｒの条件下での清規
鈍を施し、さらに斤下帯１．５％の調質圧延を施した後
、ｌ１１５の電気Ｓｎメッキを施してＤ１７１１１１−
を行なった。その侵フランジ加Ｔを施して、フランジ割
れ発生に至るまでの鉱山率を調べ、結晶粒径と１１八缶
率との関係を第２図に示しｔこ。なおここで７ランジ加
−■にお（）る鉱山率は、加工前の初期缶外径をｄｏ、
フンジ割れ発生時の１ｈ外径をｄとし、鉱山率−（（ｄ
−ｄｏ　）　／ｄｏ　）　Ｘ　１００とした。

第２図から、結晶粒径が小さいｉよど鉱山率が高く、フ
ランジ加工性が優れていること、また高温スラブ加熱−
低温巻取一連続焼鈍低速冷却材（本発明鋼）は、箱焼鈍
材および低温スラブ加熱−高温巻取一連続焼鈍高速冷へ
〇材（比較鋼）と比較して鉱山率が高く、特に同じ結晶
粒径で比較しても比較鋼より鉱山率が高く、フランジ加
工↑１が優れていることか明らかである。

上記各実験から明らかなように、この発明の方法により
１ｑられた鋼板は耳発生が小さくかつフランジ加工時の
鉱山率か良好（すなわちフランジ加Ｔ性が良好）となる
。その理由は未だ明らかではないが概ね次のように考え
られる。

すなわちほとんどＨの発生かない理由としては、鋼中に
含まれるＮ量を０．００４％以下に規制し、さらに巻取
温度を５８０’Ｃ未渦の低温としたことから、熱延］イ
ル内でのＡｌＮの析出か抑制され、その結宋冷延焼鈍後
に（１１１）集合組織が余り発達せず、その伯の方位か
発達して面内巽方竹か小さくなったためと考えられる。

またフランジ加］二時における鉱山率が高くフランジ加
二［性が良好となった理由としては、高温スラブ加熱−
低温巻取により熱延母板の結晶粒が微細となったことと
、Ｎ量を減少させかつ連続焼鈍の冷却速度を１０℃／　
Ｓｅｃ以下とすることにまり固溶Ｃ，Ｎが比較的少なく
なってフランジ加工時における転位の自由度が高くなっ
たことに起因しているものと考えられる。

次にこの発明の方法における鋼素材の成分限定理由につ
いて説明する。

Ｃ０．０１〜０．１０％： Ｃはその含有量が多いほど、素材の結晶粒を微細化して
、フランジ加工における鉱山性が良好となる。０．０１
％未満では結晶粒が大きく、鉱山性が劣化するから、下
限を０．０１％とした。一方Ｃが０．１０％を越えれば
、粗大なセメンタイトが析出して鉱山性を低下させるこ
とから、上限を０．１０％とした。

Ｍｎ　　０．５０％以下： Ｍｎは熱間割れの原因となるＳを固定づるに有効な元素
であるが、０．５％を越えて含有することは素材を硬化
させ、ＤＩ加二「を困難にすることから、Ｍｎの上限は
０．５０％とした。

ｓｏｌ、Ａｆ　　　０．００３〜０．０５０％：Ａｆは
通常の製鋼過程において脱酸剤として有効な元素であり
、そのためにはｓｏｌ、Ａｌとして少なくとも０．００
３％の含有が必要である。しかしながらｓｏｌ、Ａ、ｇ
が０．０５％を越えるように多量にＡｌを添加すること
はコスト上昇を招くことから、上限を０．０５％とした
。

Ｎ　　０．００４０％以下： ＮはＣと同様に結晶粒を微細化させることからフランジ
加工時の鉱山率を高めるに有効ではおるが、この発明の
方法の場合、巻取温度を低目とするため熱延コイル状態
でのＡＩＮとしての析出が少ないから、Ｎｌは可及的に
少なくすることが加工性を良好にするために重要である
。充分な加工性を得るめにはＮ量　０．００４０％以下
に規制する必要があり、より望ましくは０．００３０％
以下とする。

その仙鋼中には不可避的不純物としてＳｉ、Ｓ、Ｐ等が
含有され、これらは極力低減することが望ましいが、こ
の発明では特に規定しない。

次いでこの発明の方法における′！＃造条件について説
明する。

先ず前述のような成分の鋼のスラブを加熱して熱間圧延
を行なうが、この熱間圧延前のスラブ加熱温度は１２０
０℃以上の高温とする必要がある。その理由は、前述の
実験結果からも明らかなように、結晶粒を小さくしてフ
ランジ加工時の鉱山性を良好にするためには低温巻取と
あわせて高温でのスラブ加熱が有利であり、特に１２０
０’Ｃ以上のスラブ加熱温度が結晶粒微細化に有効であ
るからである。

スラブ加熱後の熱間圧延は常法にしたがって行えば良い
が、熱間圧延後の巻取は５８０’Ｃ未満の低温で１１な
う必要かある。このように巻取温度を５８０℃未満とし
た理由は、前述の実験結果からも明らかなように、高温
スラブ加熱と相俟って結晶粒を微細化するに有効であっ
てかつ粗大なセメンタイトの析出を防止するに有効であ
り、したがってノランジ加１−性の向上に有効であるか
らである。

巻取後には通常は酸洗した後、冷間圧延を施すが、これ
らは常法に従って行なえば良い。冷間圧延後には連続焼
鈍を行なう。連続焼鈍は、その均熱温度を再結晶温度以
上Ａｃ＋点以下とする。再結晶温度より低い温度で焼鈍
した場合、ｈｌｌ　１組織か残って延性や絞り性が劣り
、そのためＤＩ製缶における絞り過程で鋼板か破断する
おそれがあることから、焼鈍均熱温度の下限を再結晶温
度とした。またＡｃ１点を越える温度での加熱は固溶Ｃ
量の増加、結晶粒径の増大を（８くことから、焼鈍均熱
温度の上限はＡｃ１点とした。さらに連続焼鈍における
冷却に際しては、５００〜４００℃の間を１０秒以上の
時間をかけて冷却する必要がある。その理由は、５００
〜４００’Ｃの温度域が炭化物を析出させ易い温度域で
あってその温度域を１０’Ｃ／　Ｓｅｃ以上で緩やかに
冷却することか固溶Ｃ吊の減少に有効であるからでおる
。

連続焼鈍後には調質圧延を行なつ−Ｃメッキ性の向上を
図るとともに硬さ調整を行なう。この調質圧延の圧下率
は特に限定しないが、通常は０．５〜３．０％とする。

調質圧延後、電気３ｎメツキを施す。従来一般の電気ｓ
ｎメッキ工程ではＳｎメッキ後に表面光沢を得るための
りフロー処理を行なうことが多いが、この発明の方法の
場合は、リフロー処理は行なわないことが望ましい。す
なわち、リフロー処理を行なった場合、硬質なＳｎ−「
ｅ合金層が生成されて、しごき加工性が劣化し、また鋼
板表面の凹凸が減少して缶の内・外面の摩擦が大きくな
ることもしごき加工が困難となる一因となり、その結果
しごきハ■工時に鋼板が破断してしまう危険がある。ま
たリフロー処理を行なった場合その時点で母材鋼板に時
効硬化が生じて加工性が低下し、また焼付時における硬
化能が少なくなってしまう。

これらの観点から、この発明の目的とする焼付硬化能を
有するＤＩ缶用鋼板としてはりフロー処理を行なわない
ことが望ましい。なおリフロー処理を行なわないことは
、フランジ加工時において鉱山率を高めるためにも有効
である。

以上のようにして得られたＤＩ缶用のＳｎメッキ鋼板は
、既に述べたところから明らかなように、ＤＩ製缶時に
おける耳発生が少なく、かつフランジ加工時においてフ
ランジ割れ発生に至るまでの鉱山率が大きいためフラン
ジ割れ発生の危険が少ない。

なおりＩ缶製造後には塗装・印刷後に焼付・乾燥を行な
うのが通常であるが、この発明の鋼板の場合は焼付硬化
性を有する。すなわち、この発明の鋼板は連続焼鈍法に
よって製造されるため、連続焼鈍後の５００〜４００’
Ｃの温度域を徐冷はしているものの、鋼中に固溶状態で
残留するＣ、Ｎの邑は箱焼鈍の場合と比較すれば格段に
多く、そのため焼付・乾燥中にＣ１Ｎが析出して時効硬
化し、缶の耐圧性が増加するのである。

実施例 第１表に示す成分組成のｉｌｌ、Ｂ、Ｃについて、その
溶鋼を連続鋳造により厚さ２００ｍｍのスラブとした後
、第２表中に示すように、１１００〜１２８０℃の種々
の温度でスラブを３０分間加熱した後、熱間圧延を施し
、７８０〜８５０℃の温度域で熱間圧延を終了して板厚
２．５ｍｍとした後、５００〜６６０’Ｃの種々の温度
で巻取った。酸洗後冷間圧延を施して板厚０．３２　ｍ
ｍの冷延板とした。その後連続焼鈍法（均熱：６５０〜
７４０′Ｃ×２０〜３０ＳｅＣ１冷却：５〜２２℃／ｓ
ｅｃ　）もしくは箱焼鈍（均熱：６３０℃Ｘ３ｈｒ、冷
ム０：３０’Ｃ／ｈｒ）によって再結晶焼鈍を行ない、
圧下率１．５％の調質圧延を施した。次いで１１２０の
電気ｓｎメッキを行なった。なおこの電気３ｎメツキは
いずれもリフロー処理は施さなかった。

３ｎメツキ後の各鋼板に対しＤＩ加工を施して耳発生状
況（△Ｈ）、硬さくＨＲ３０Ｔ）およびフランジ加Ｔ時
の鉱山率を調べた。その結果を第２表中に示す。なおこ
こで耳発生状況の△ト１値およびフランジ加工時の鉱山
率の定義は既に述べた通りである。

第　　１　　表 第　　２　　表 第２表から明らかなようにこの発明の成分範囲内のｉｌ
ＭＡ、Ｂについて、この発明の製造条件に従って処理し
た場合（Ｎ０．１，２，５）には、いずれも耳発生が少
なくしかもフランジ加工時の鉱山率が高いことが判明し
た。これに対しこの発明の成分範囲内の鋼Ａ、Ｂであっ
ても、熱延板巻取温度が高い場合（Ｎｏ、３＞には耳発
生が大きく、またスラブ加熱温度が低い場合や連続焼鈍
の冷却速度が大きい場合（Ｎｏ、４　、Ｎ０．６、Ｎｏ
、　７　）にはいずれもフランジ加工時の鉱山率が小さ
かった。また製造条件はこの発明の範囲内であってもＮ
含有量が高い鋼Ｃの場合（Ｎｏ、８）には耳発生は少な
いが鉱山率が低かった。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明の方法によれば
、連続焼鈍によって耳発生が少なくかつフランジ加工性
に優れ、しかも焼付硬化性を有するＤＩ缶用鋼板を得る
ことができる。そしてまたこの発明の方法では連続焼鈍
法を適用するため、生産性が高いとともに均質な材質の
鋼板を得ることができる。さらにこの発明では熱延板巻
取温度が低いため、前述のようにフランジ加工↑１に優
れるばかりでなく、粗大なセメンタイトの凝集がないた
め耐食性が優れるとともに巻取中における酸化層の生成
が少なくなって酸洗能率が向上する効果も得られる。な
おまた、この発明の方法により）ｑられる鋼板は焼付硬
化性を有するため、ＤＩ缶製造後の塗装・印刷の乾燥・
焼付けにおいて時効硬化して耐圧を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱延板巻取温度とＤＩ製缶時の耳高さく八Ｈ）
、鋼板の結晶粒径の関係を示すグラフ、第２図は鋼板の
結晶粒径とフランジ加工時の鉱山率との関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％にしてＣ　０．０１〜０．１０％、Ｍｎ　０．５
   ０％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ　０．００３〜０．０５０％、
   Ｎ　０．００４０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不
   可避的不純物よりなる鋼を素材とし、その鋼素材を１２
   ００℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、かつその熱間
   圧延を終了した熱延板を５８０℃未満の温度域で巻取り
   、さらに冷間圧延を行なつた後に連続焼鈍を施すに際し
   て、再結晶温度以上Ａｃ１点以下の温度に均熱し、その
   後の冷却過程において５００〜４００℃の温度域を１０
   秒以上で冷却し、連続焼鈍終了後、調質圧延を行ない、
   引続いて電気スズメッキを施すことを特徴とするフラン
   ジ加工性の良好な焼付硬化性を有するＤＩ缶用鋼板の製
   造方法。