KR101264537B1

KR101264537B1 - 제관용 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101264537B1
Application number: KR1020117014293A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 고지마; 다쿠미 다나카; 마사키 다다; 마코토 아라타니; 히로키 이와사
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-05-14
Also published as: US20110272066A1; EP2380999A1; US8372221B2; KR20110095388A; EP2380999B1; EP2380999A4; JP2010150571A; WO2010074308A1; CN102264923B; CN102264923A; JP5272714B2

Abstract

캔용 강판의 제조 방법은, 성분 조성으로서 질량％ 로, C ： 0.005 ％ 이하, Mn ： 0.05 ∼ 0.5 ％, Al ： 0.01 ∼ 0.10 ％, N ： 0.0010 ∼ 0.0070 ％, B ： 0.15 × N ∼ 0.75 × N (B/N 으로 하여 0.15 ∼ 0.75 ) 을 함유하고, 또한 Nb ： 4 × C ∼ 20 × C (Nb/C 로 하여 4 ∼ 20), Ti ： 2 × C ∼ 10 × C (Ti/C 로 하여 2 ∼ 10) 의 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물 원소 로 이루어지는 강을, 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 조 (粗) 압연 후, 마무리 압연을 실시함에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연을 실시하고, 이어서, 640 ∼ 750 ℃ 의 권취 온도에서 권취하고, 산세한 후, 88 ∼ 96 ％ 의 압하율로 냉간 압연하여, 400 ℃ 초과 ∼ (재결정 온도 - 20) ℃ 의 온도역에서 소둔한다. 이 제조 방법에 의해, 강판 코일의 길이 방향에서의 판두께 변동을 억제함과 함께, 고강도이며 또한 제관 가공에 필요한 연성을 구비한 캔용 강판이 얻어진다.

Description

제관용 강판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING STEEL PLATE FOR CAN-MAKING}

본 발명은, 고강도이며 또한 판두께 정밀도가 우수한 제관 (製缶) 용 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

음료캔, 식품캔, 18 리터캔, 페일캔 등의 캔은, 그 제법 (공정) 으로부터 2 피스캔과 3 피스캔으로 크게 나눌 수 있다.

2 피스캔은, 주석 도금, 크롬 도금, 금속 산화물 피복 처리, 화성 처리, 무기 피막 피복 처리, 유기 수지 피막 피복 처리, 도유 (塗油) 등의 처리를 실시한 표면 처리 강판에, 얕은 스로틀 가공, DWI 가공 (Drawing and Wall Ironing Process), DRD 가공 (Drawing and Redrawing Process) 등의 가공을 실시하여 캔 바닥과 캔 동체를 일체 성형하고, 이것에 뚜껑을 장착한 2 부품으로 이루어지는 캔이다.

3 피스캔은, 표면 처리 강판을 원통 형상 또는 각기둥 형상으로 휘게 하여 단부끼리를 접합시켜 캔 동체를 형성한 후, 이것에 상측 뚜껑과 바닥 뚜껑을 장착한 3 부품으로 이루어지는 캔이다.

이들 캔은, 캔 비용에서 차지하는 소재 비용의 비율이 비교적 높다. 이 때문에, 캔 비용 저감에 있어서는 강판의 비용 저감에 대한 요구가 강하다. 특히, 최근 강판 가격의 급등 때문에, 제관 분야에 있어서는 종래보다 판두께가 얇은 강판을 사용함으로써 소재 비용을 저감하는 시도가 이루어지고 있다. 이 때, 판두께의 저감에 수반하여 저하되는 캔체의 강도를 보충하기 위해서, 강도가 높은 강판이 요구된다.

예를 들어, 판두께 0.14 ∼ 0.15 ㎜ 의 극박의 강판을 사용하는 경우, 3 피스캔의 캔 동체나 상측 뚜껑, 바닥 뚜껑, 또 2 피스캔의 캔 바닥의 내압 강도를 확보하기 위해서는, 적어도 인장 강도 (TS) 로 600 ㎫ ∼ 850 ㎫ 정도의 강도가 필요하다.

현재, 극박이면서 고강도의 캔용 강판은, 소둔 후에 2 차 냉연을 실시하는 Double Reduce 법 (이하, DR 법으로 칭한다) 으로 제조되고 있다. DR 법으로 주로 제조되고 있는 강판의 강도는, TS 로 550 ∼ 620 ㎫ 의 레벨이다. 요컨대, DR 법은 상기의 0.14 ∼ 0.15 ㎜ 정도의 판두께에서 필요로 되는 600 ㎫ ∼ 850 ㎫ 의 강도에 대해, 약간 낮은 레벨의 강도로 실용화되어 있다. 이것은, 이하의 이유에 의한다.

요컨대, DR 법은 2 차 냉연에 의한 가공 경화로 강판을 강화하고 있기 때문에, 강의 조직적인 특징으로서 전위 밀도가 높다. 이 때문에, 연성이 부족하여, 550 ㎫ 정도의 재료에서는 전체 신장 (El) 이 약 4 ％ 이하, 620 ㎫ 정도의 재료에서는 약 2 ％ 이하이다. 일부, 700 ㎫ 정도의 강도를 구비한 강판의 제조 예가 있지만, El 이 약 1 ％ 이하로 연성이 매우 떨어지기 때문에 가공이 요구되지 않는 한정된 용도에만 사용되고 있다. 요컨대, 이들은 3 피스캔, 2 피스캔의 캔 동체, 혹은 상측 뚜껑, 바닥 뚜껑과 같은 캔용 강판의 주요한 용도에는 적용되지 않았다.

또, 상기 서술한 바와 같이, DR 법에 의한 강판은, 열간 압연-냉간 압연-소둔-2 차 냉연이라는 공정을 거쳐 제조된다. 즉, 소둔까지에서 종료되는 통상적인 공정에 비해 공정이 많아, 제조 비용이 높아진다. 이와 같이, DR 법으로 얻어지는 강판은 강도가 충분하지 않은 데다, 연성도 떨어지고, 또한 제조 비용이 높다. 그 때문에, 이러한 종래의 DR 재의 결점을 해결할 방법이 검토되어 왔다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는 극저탄소강에 탄질화물 형성 원소인 Nb 를 첨가하고, 열간 압연을 Ar₃ 변태점 (Ar₃ 점이라고도 부른다) 이하의 이른바 α 영역에서 실시하여, 냉간 압연한 후, 소둔을 실시하지 않는 것을 특징으로 하는 캔용 강판의 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1 의 기술에 의해 얻어지는 강판은 냉간 압연한 채의 상태이기 때문에 연성이 떨어져, 용도에 따라서는 충분한 가공성을 구비하지 않는다.

이러한 점을 개선시키는 기술로서 특허문헌 2 에는 극저탄소강에 탄질화물 형성 원소인 Nb, Ti 를 첨가하고, 열간 압연을 Ar₃ 점 이하에서 실시하여, 냉간 압연한 후, 저온 소둔을 실시함으로써 연성을 개선시키는 기술이 개시되어 있다. 여기서 말하는 저온 소둔이란, 재결정이 발생하지 않는 온도에서 실시하는 것이기 때문에, 가열을 위한 에너지 비용은 저감된다.

또, 특허문헌 3 에서는 극저탄소강에 탄질화물 형성 원소인 Nb, Ti, Zr, V, B 를 첨가하고, 열간 압연을 Ar₃ 점 이하에서 실시하여, 냉간 압연한 후, 재결정 온도 이하의 온도에서 소둔을 실시하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평 4-280926호 일본 공개특허공보 평 8-41549호 일본 공개특허공보 평 6-248339호

특허문헌 1 내지 3 의 배경 기술에서 공통되는 특징은, 강에 극저탄소강을 사용하는, 또는 탄질화물 형성 원소를 첨가하는, 열간 압연을 Ar₃ 점 이하의 온도에서 실시하는 것이다. 그러나, 이러한 조건으로 제조한 강판에서는, 강판 코일 길이 방향에서의 판두께 균일성이 떨어진다는 문제가 있다.

또, 특허문헌 2 와 특허문헌 3 에서는 재결정을 수반하지 않는 소둔을 실시함으로써 높은 강도의 강판을 얻는 것이지만, 이들에서 실시되고 있는 열간 압연은, Ar₃ 점 이하에서 40 ％ 또는 50 ％ 이상의 압연을 실시하는 것으로, 이 경우, 재결정을 수반하지 않는 소둔으로도 본 발명에서 목표로 하는 TS 600㎫ ∼ 850 ㎫ 의 강도가 얻어지지 않는다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 강판 코일의 길이 방향에서의 판두께 변동을 억제함과 함께, 고강도이며 또한 제관 가공에 필요한 연성을 구비한 캔용 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 성분 조성으로서 질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.05 ∼ 0.5 ％, Al : 0.01 ∼ 0.10 ％, N : 0.0010 ∼ 0.0070 ％, B : 0.15 × N ∼ 0.75 × N (B/N 으로 하여 0.15 ∼ 0.75) 을 함유하고, 또한 Nb : 4 × C ∼ 20 × C (Nb/C 로 하여 4 ∼ 20), Ti : 2 × C ∼ 10 × C (Ti/C 로 하여 2 ∼ 10) 의 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물 원소로 이루어지는 강을, 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 조 (粗) 압연 후, 마무리 압연을 실시함에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연을 실시하고, 이어서, 640 ∼ 750 ℃ 의 권취 온도에서 권취하고, 산세한 후, 88 ∼ 96 ％ 의 압하율로 냉간 압연하고, 이어서, 400 ℃ 초과 ∼ (재결정 온도 - 20) ℃ 의 온도역에서 소둔하는 것을 특징으로 하는 제관용 강판의 제조 방법

본 발명에 의하면, 고강도이며 또한 제관 가공에 필요한 연성을 구비하고, 강판 코일의 길이 방향에서의 판두께 변동을 억제한 강판이 얻어진다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명자들은, 탄질화물 형성 원소를 첨가한 극저탄소강을 Ar₃ 점 이하의 온도에서 열간 압연하고 추가로 냉간 압연했을 때의 강판 코일 길이 방향에서의 판두께 변동에 대해 검토를 실시함으로써, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 강 성분의 한정 이유에 대해 각각 서술한다.

또한, 본 발명에 있어서, 강의 성분을 나타내는 ％ 는, 전부 질량％ 이다.

C : 0.005 ％ 이하

본 발명은 재결정을 수반하지 않는 소둔을 실시함으로써 고강도를 구비하면서 연성을 구비한 강판을 얻는 캔용 강판의 제조 방법이다. 그 때문에, 강 성분으로서 연성을 열화시키는 탄소를 저감시킨 극저탄소강을 사용할 필요가 있다. C 가 0.005 ％ 초과하면 연성이 떨어지는 상태가 되어, 제관 가공에 적합하지 않다. 따라서, C 의 함유량은 0.005 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.003 ％ 이하이다. 또한, C 의 함유량은 낮을수록 바람직하지만, C 의 함유량을 저감시키기 위해서는 탈탄 조작에 시간을 필요로 하여 제조 비용의 상승을 초래한다. 따라서, C 함유량의 하한은 0.0005 ％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0015 ％ 이상이다.

Mn : 0.05 ∼ 0.5 ％

Mn 함유량이 0.05 ％ 미만에서는, S 함유량을 저하시켰다고 해도 이른바 열간 취성을 회피하기가 곤란하여, 표면 균열 등의 문제를 일으키는 경우가 있다. 한편, 0.5 ％ 를 초과하면, 변태점이 지나치게 저하되어, 변태점 이하의 압연을 실시했을 경우에 바람직한 조직을 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, Mn 함유량은 0.05 ％ 이상 0.5 ％ 이하로 한다. 또한, 가공성을 특별히 중요시하는 경우에는 0.20 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

S : 0.008 ％ 이하 (적합 조건)

S 는 특별히 본 발명의 강판 특성에 영향을 미치는 경우는 없다. 그러나, S 량이 0.008 ％ 초과가 되면, N 량이 0.0044 ％ 를 초과하여 첨가되는 경우, 다량으로 발생한 MnS 를 석출핵으로 하여 질화물 및 탄질화물인 BN, Nb(C,N), AlN 이 석출되어 열간 연성을 저하시킨다. 따라서, S 량은 0.008 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Al : 0.01 ∼ 0.10 ％

Al 량이 0.01 ％ 미만에서는 탈산 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또, N 과 AlN 을 형성함으로써 강 중의 고용 N 을 감소시키는 효과도 충분히 얻어지지 않는다. 한편, 0.10 ％ 를 초과하면 이들 효과가 포화되는데 추가하여, 알루미나 등의 개재물을 쉽게 발생시킨다. 따라서, Al 량은 0.01 ％ 이상 0.10 ％ 이하로 한다.

N : 0.0010 ∼ 0.0070 ％

N 을 0.0010 ％ 미만으로 하면, 강판의 제조 비용이 상승하여, 안정적인 제조도 곤란해진다. 또, 본 발명에서는, 후술한 바와 같이 B 와 N 의 비가 중요하여, N 량이 적으면 B 와 N 의 비를 일정 범위로 유지하기 위한 B 량의 제어가 곤란해진다. 한편, N 이 0.0070 ％ 초과에서는, 강의 열간 연성이 열화된다. 이것은, N 량이 0.0070 ％ 보다 커지면, BN, Nb(N,C), AlN 등의 질화물 및 탄질화물이 석출됨으로써 취화가 일어나기 때문에, 특히 연속 주조시에 슬래브 균열이 발생할 위험성이 증가한다. 슬래브 균열이 발생하면, 슬래브 균열 부분에 대해 코너부의 절단이나 그라인더에 의한 연삭 작업의 공정이 필요하게 되고, 많은 노력과 비용이 들기 때문에 생산성을 크게 저해한다. 따라서, N 량은 0.0010 ％ 이상 0.0070 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0044 ％ 이하이다.

B : 0.15 × N ∼ 0.75 × N

B 는, 본 발명에 있어서 강판의 특성에 대해 큰 영향력을 갖는 중요한 원소이다. 본 발명에서는, (1) 강에 극저탄소강을 사용하고, (2) 탄질화물 형성 원소를 첨가하고, (3) 열간 압연을 Ar₃ 점 이하의 온도에서 실시한다. 그러나, 이러한 조건으로 제조한 강판에서는, 강판 코일 길이 방향에서의 판두께 균일성이 떨어진다는 문제가 있었다. 그래서, 본 발명에서는, 이 현상에 관해서 상세하게 검토한 결과, 강에 B 를 적당량 첨가함으로써, 강판 코일 길이 방향에서의 판두께 균일성을 양호하게 유지할 수 있다는 지견을 얻었다. 이것은, 이하의 기구에 기초하는 것으로 생각된다. 먼저, 강판 코일 길이 방향에서의 판두께의 불균일성은, 열간 압연 강판의 단계에서 발생하고 있었다. 이것은, 탄질화물 형성 원소를 첨가한 극저탄소강은, Ar₃ 점에 있어서 오스테나이트로부터 페라이트로 변태될 때에 변형 저항이 불연속적으로 변화하기 때문에, 열간 압연 스탠드 사이에서 변태가 발생하면, 스탠드간 장력, 압연 하중의 변동이 발생하여, 결과적으로, 판두께의 변동을 초래하는 것으로 생각된다. B 를 첨가함으로써 이와 같은 변형 저항의 불연속적인 변화가 억제되어, 판두께 균일성이 개선되는 것으로 생각된다. 요컨대, 본 발명에서 중요한 점은, B 의 첨가량을 적절히 규정하여 변형 저항의 불연속적인 변화가 억제되는 것에 있다. 검토한 결과, B 의 첨가량은 BN 을 형성하는 N 의 첨가량과 적절한 관계로 첨가하는 것이 필요하고, 이러한 효과를 얻기 위해서는 질량비로 0.15 × N 이상의 B 의 첨가가 필요하다는 것을 알았다. 한편, 질량％ 로 0.75 × N 이상의 B 를 첨가하면 상기한 효과가 포화되는 것에 추가하여, 비용의 상승을 초래한다. 따라서, B 의 첨가량은 0.15 × N ∼ 0.75 × N (B/N로서 0.15 ∼ 0.75) 로 한다.

NB : 4 × C ∼ 20 × C, Ti : 2 × C ∼ 10 × C 의 1 종 또는 2 종

Nb 는 탄질화물 형성 원소이고, 강 중의 C, N 을 석출물로 하여 고정시킴으로써 고용 C, N 을 저감시켜, 후술하는 소둔에서의 회복을 촉진시키는 효과가 있다. 그 효과를 충분히 발휘시키기 위해서, 질량비로 4 × C 이상의 첨가량이 필요하다. 한편, Nb 첨가량이 지나치게 많으면, 고용 C 를 감소시키는 작용이 포화되는 것에 추가하여, Nb 는 고가이므로 생산 비용도 상승한다. 그 때문에, NB 양을 20 × C 이하로 억제할 필요가 있다. 따라서, NB 양은 질량비로 4 × C ∼ 20 × C (Nb/C 로 하여 4 ∼ 20) 의 범위로 한다.

Ti 는 탄질화물 형성 원소이고, 강 중의 C, N 을 석출물로 하여 고정시킴으로써 고용 C, N 을 저감시켜, 후술하는 소둔에서의 회복을 촉진시키는 효과가 있다. 그 효과를 충분히 발휘시키기 위해서, 질량비로 2 × C 이상의 첨가량이 필요하다. 한편, Ti 첨가량이 지나치게 많으면, 고용 C 를 감소시키는 기능이 포화되는 것에 추가하여, Ti 는 고가이므로 생산 비용도 상승한다. 그 때문에, Ti 량을 10 × C 이하로 억제할 필요가 있다. 따라서, Ti 량은 질량비로 2 × C ∼ 10 × C (Ti/C 로 하여 2 ∼ 10) 의 범위로 한다.

또한, 상기 이외의 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 불가피한 불순물로서 예를 들어, 이하의 원소를 본 발명의 작용 효과를 해치지 않는 범위에서 함유해도 된다.

Si : 0.020 ％ 이하

Si 함유량이 0.020 ％ 를 초과하면, 강판의 표면 성상이 열화되어, 표면 처리 강판으로서 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 강이 경화되어 열간 압연 공정이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 0.020 ％ 이하가 바람직하다.

P : 0.020 ％ 이하

P 함유량의 저감에 의해, 가공성의 개선과 내식성의 개선 효과가 얻어지는데, 과도한 저감은 제조 비용의 증가로 연결되기 때문에, 이들의 균형면에서, P 함유량은 0.020 ％ 이하가 바람직하다.

상기 성분 외에 Cr, Cu 등의 불가피한 불순물이 함유되는데, 이들 성분은 특히 본 발명의 강판 특성에 영향을 미치는 경우가 없기 때문에, 그 밖의 특성에 영향이 없는 범위에서 적절히 함유할 수 있다. 또, 강판의 특성에 악영향을 미치지 않는 범위에서, 상기 이외의 원소의 첨가를 실시할 수도 있다.

다음으로, 제조 조건에 대한 한정 이유에 대해 서술한다.

본 발명의 제관용 강판은, 상기 화학 성분 범위로 조정된 강을, 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 조 압연한 후, 마무리 압연을 실시함에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연을 실시한다. 이어서, 640 ∼ 750 ℃ 의 권취 온도에서 권취하여, 산세한 후, 88 ∼ 96 ％ 의 압하율로 냉간 압연하여, 400 ℃ 초과 ∼ (재결정 온도 - 20) ℃ 의 온도역에서 소둔한다. 이들에 대해 이하에 상세하게 설명한다.

열간 압연 조건 : Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만 열간 압연한다는 조건은 본 발명에 있어서 중요한 요건이다. 본 발명에서는 냉간 압연 후의 최종적인 판두께를 0.14 ∼ 0.15 ㎜ 정도를 목표로 하고, 적어도 0.18 ㎜ 이하로 한다. 그 때문에, 열연강판의 판두께는, 냉간 압연에서의 부하를 고려하면 3.0 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 정도의 열연강판의 판두께의 경우, 열연강판의 폭방향의 전부에 있어서 마무리 온도를 Ar₃ 변태점 이상으로 확보하고자 하면, 경우에 따라 온도가 잘 저하되는 판폭 에지부와, 비교적 온도가 잘 저하되지 않는 판폭 중앙부에서 온도차가 생겨 균일한 재질을 쉽게 얻을 수 없다. 그 점, 비교적 온도가 낮은 Ar₃ 변태점 미만으로 하면 상대적으로 폭방향에서의 온도차는 저감될 수 있어, 재질도 균일화된다. 따라서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연 이외에는, Ar₃ 변태점 이상에서 실시한다. 단, Ar₃ 변태점 미만의 열간 압연에서는, 강판 코일 길이 방향에서의 판두께 균일성이 떨어진다는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 B 를 적당량 첨가함으로써 이 문제를 해결한다.

또, 본 발명에서는, 마무리 압연에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연을 실시한다. 이것은, 본 발명의 목표가 냉간 압연 및 재결정을 수반하지 않는 소둔 후의 TS 를 600 ∼ 850 ㎫ 로 하기 위한 것이다. 마무리 압연에 있어서 Ar₃ 변태점 미만의 열간 압연을 실시하면, 열연강판의 입경은 조대화되고, 열연강판의 강도는 저하되는 경향이 있다. 그 때문에, 냉간 압연 후, 또, 재결정을 수반하지 않는 소둔 후의 강도도 저하되게 된다. 마무리 압연에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 50 ％ 이상으로 했을 경우, 이 경향이 특히 현저하여, 본 발명의 목표로 하는 TS 600 ∼ 850 ㎫ 가 얻어지지 않는다.

이것은, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서 마무리 압연에서의 전체 압하량의 50 ％ 이상의 마무리 압연에서는 열간 압연 후의 α 상이 비교적 높은 압연율에 의해 도입된 변형을 구동력으로서 완전하게 재결정, 입자 성장한 α 상이 되기 때문인 것으로 생각된다. Ar₃ 변태점 미만에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 50 ％ 미만으로 함으로써, 이 변형으로 유발된 재결정과 입성장이 억제되어 열연강판의 입경의 조대화, 경도 저하가 억제된다. 그리고, 냉간 압연 후, 또, 재결정을 수반하지 않는 소둔 후의 강도 저하도 억제되어, 본 발명의 목표로 하는 강도 가 얻어지게 된다.

한편, Ar₃ 변태점 미만에서의 압연은, 마무리 압연에 있어서의 전체 압하량의 적어도 5 ％ 이상으로 한다. 5 ％ 미만의 압하량에서는, Ar₃ 변태점 이상의 고온에서의 압하가 전체 압하량의 95 ％ 이상으로 실시되게 되어, 판폭 방향에서 온도의 불균일이 생겼을 때에 판두께, 재질의 불균일이 생긴다.

여기서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연이란, 예를 들어, 이하와 같다. 연속 주조로 제조한 슬래브의 두께를 250 ㎜로 하고, 가열로에서 슬래브를 재가열한 후, 조 압연에 의해 두께 35 ㎜ 의 조 (粗) 바로 하고, 그 후에 마무리 압연을 실시하는 경우, 마무리 압연 후의 판두께를 2.0 ㎜ 으로 하면, 마무리 압연의 전체 압하량은 35 ㎜ 에서 2.0 ㎜ 이므로, 33 ㎜ 가 된다. 이 중 Ar₃ 변태점 미만에서 실시하는 전체 압하량의 50 ％ 미만의 열간 압연이란, 33 ㎜ 의 50 ％ 는 16.5 ㎜ 이므로, 18.5 ㎜ (16.5 ㎜＋ 2 ㎜) 미만의 판두께로부터 마무리 압연 후의 판두께인 2.0 ㎜ 까지의 압연을 Ar₃ 변태점 미만에서 실시하는 것에 상당한다. 또, Ar₃ 변태점 미만에서 실시하는 전체 압하량의 5 ％ 이상의 열간 압연이란, 33 ㎜ 의 5 ％ 는 1.65 ㎜ 이므로, 3.65 ㎜ (1.65 ㎜＋2 ㎜) 이상의 판두께로부터 마무리 압연 후의 판두께인 2.0 ㎜ 까지의 압연을 Ar₃ 변태점 미만에서 실시하는 것에 상당한다.

또한, Ar₃ 변태점은, 열간 압연시의 가공 및 열이력을 재현한 가공 열처리 시험을 실시했을 때의, Ar₃ 변태에 수반되는 체적 변화가 발생하는 온도로 하여 구할 수 있다. 본 발명에서 규정한 강 성분의 Ar₃ 변태점은 대체로 900 ℃ 부근이며, 마무리 온도는 이것보다 낮은 온도이면 되는데, 확실하게 이것을 달성하려면 860 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 실제의 열간 압연에서는, 대상인 강과 성분, 열이력이 동등한 강에 대해 미리 상기한 방법으로 Ar₃ 변태 온도를 측정해 두고, 전체 압하량의 5 ％ 이상, 50 ％ 미만의 열간 압연이 Ar₃ 변태 온도 미만에서 실시되도록, 냉각수의 양, 압연 속도 등을 제어한다.

또한, 마무리 압연기 입측 온도는 950 ℃ 이하로 함으로써, 열간 압연을 확실하게 Ar₃ 변태점 이하로 할 수 있는 데다가, 조직의 균일화를 도모할 수 있기 때문에 본 발명에 있어서는 보다 바람직하다. 상세한 기구에 대해서는 충분히 해명되어 있지 않지만, 마무리 압연 개시 직전의 오스테나이트 입경이 관계되어 있는 것으로 추정된다. 스케일 결점 발생 방지의 관점에서, 920 ℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

권취 온도 : 640 ∼ 750 ℃

권취 온도는, 다음 공정인 산세와 냉간 압연에 지장을 초래하지 않도록 설정하는 것이 필요하다. 즉, 750 ℃ 를 초과하는 온도에서 권취한 경우에는, 강판의 스케일 두께가 현저하게 증대되어, 산세시의 탈스케일성이 악화되는 것에 추가로, 강판 자체적인 고온 강도의 저하에 수반하여, 코일의 변형 등의 문제가 발생한다. 한편, 640 ℃ 미만이면, NbC 가 석출되지 않게 되어, 연성을 열화시키는 고용 C 의 저감을 꾀할 수 없다. 이상으로부터, 권취 온도는 640 ℃ 이상 750 ℃ 미만으로 한다.

산세 권취 후의 열연강판은, 냉간 압연을 실시하기 전에 스케일 제거를 위해, 산세를 실시한다. 산세는 통상적인 방법에 따라 실시하면 된다.

산세 후의 냉간 압연 조건 : 압하율 88 ∼ 96 ％

산세 후의 냉간 압연은, 압하율을 88 ∼ 96 ％ 로 한다. 압하율이 88 ％ 미만이면, 열연강판의 판두께를 1.6 ㎜ 이하로 할 필요가 있어, 본 발명의 그 밖의 조건을 만족하여도 열연강판의 온도 균일성을 확보하는 것이 곤란해진다. 또, 상한은, 필요한 제품의 강도와 두께, 열간 압연·냉간 압연의 설비 능력에 의존하는 것이지만, 96 ％ 를 초과하여 압연하면 연성의 열화를 회피하기가 곤란해진다.

냉간 압연 후의 소둔 : 400 ℃ 초과 ∼ (재결정 개시 온도 - 20) ℃

열처리 (소둔) 는, 400 ℃ 초과 ∼ 재결정 개시 온도 - 20 ℃ 이하의 온도역에서 실시한다. 본 발명에 있어서의 소둔의 목적은, 냉간 압연에서 도입된 변형을 개방함으로써, 연성을 회복시키는 것에 있다. 400 ℃ 이하에서는, 충분히 변형이 해방되지 않아, 연성의 회복이 충분하지 않다. 한편, 재결정 온도 이상이 되면, 재결정 입자가 형성되어, 발명의 목표로 하는 강도가 얻어지지 않는다. 또, 재결정 온도의 바로 아래에서는 강도가 온도에 대해 급격하게 변화하기 때문에, 강판의 전체에 걸쳐 균일한 강도를 얻기가 어려워진다. 그 때문에, 균일한 재질이 얻어지는 상한의 온도로서 (재결정 개시 온도 - 20 ℃) 로 한다. 또한, 재결정된 입자와 회복되기만 했을 뿐인 입자는, 광학 혹은 전자 현미경에 의한 관찰로 식별할 수 있다. 강도 확보의 관점에서 보다 바람직한 상한 온도는, 재결정 개시 온도 -30 ℃ 이다. 본 발명의 재결정 온도는, 재결정된 입자가 광학 혹은 전자 현미경에 의한 관찰로 식별 가능해지는 온도를 나타내는 재결정 개시 온도를 의미한다.

또한, 본 발명의 강판 조성 및 냉간 압연 조건에 있어서 재결정 개시 온도는 대체로 650 ∼ 690 ℃ 이다. 소둔시의 균열 시간은 10 s 이상, 90 s 이하로 함으로써, 본 발명의 목표로 하는 온도가 얻어진다. 이러한 균열 시간으로 소둔을 실시하기 때문에, 본 발명에서는 연속 소둔로에서 소둔하는 것이 바람직하다.

실시예 1

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

표 1 에 나타내는 성분을 함유하는 여러 가지 강을 용제하여 두께 250 ㎜ 의 슬래브로 하고, 가열 온도 1100 ∼ 1250 ℃ 로 가열한 후, 조 (粗) 압연에 의해 두께 35 ㎜ 의 조 바로 한 후, 표 2 에 나타내는 열간 압연 조건, 즉 마무리 온도, Ar₃ 변태점 미만에서의 압하량 (마무리 압연에 있어서의 전체 압하량에 대한 비율), 권취 온도에서 열간 압연을 실시했다. 이어서, 산세한 후, 표 2 에 나타낸 압연율로 냉간 압연하고, 소둔 온도에서 균열 시간 10 s 내지 45 s 의 소둔을 실시하였다.

이상에 의해 얻어진 강판에 대해, 먼저, 판두께 변동을 평가했다.

판두께 변동은, 냉간 압연 후의 판두께를 냉간 압연 설비에 설치한 X 선 판두께계에 의해 강판 코일 길이의 전체 길이에 대해 측정하고, 평균 판두께에 대한 변동률로 평가하고, 변동률이 제품으로서 허용할 수 있는 ±3 ％ 이하인 것을 합격으로 하여 ○ 으로 나타내고, ±3 ％ 초과인 것을 불합격으로 하여 × 로 나타냈다. 또한, 판압 변동이 3 ％ 이하인 것에 대해, JIS Z 2241 에 준하여 인장 시험을 실시하고, 인장 강도: TS 및 전체 신장 : El 을 평가했다. 여기서, 인장 강도에 대해서는 본 발명의 목적인 600 ㎫ 이상 850 이하인 것을 합격으로 하여 ○ 으로 하고, 그 이외를 × 로 했다. 전체 신장 : El 에 대해서는, 본 발명 이 목적으로 하는 4 ％ 이상인 것을 합격으로 하여 ○ 으로 하고, 그 이외를 × 로 했다. 이상의 결과를 제조 조건과 함께 표 2 에 나타낸다.

표 2 로부터, 본 발명에서 규정한 조건을 만족함으로써 판압 변동이 억제되고, 또한 목적의 강도와 연성을 구비한 강판을 얻을 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 고강도이며 또한 제관 가공에 필요한 연성을 구비하고, 강판 코일의 길이 방향에서의 판두께 변동을 억제한 강판이 얻어진다. 따라서, 제관 업계 등 산업에 크게 기여할 수 있다.

Claims

성분 조성으로서 질량％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Mn : 0.05 ∼ 0.5 ％, Al : 0.01 ∼ 0.10 ％, N : 0.0010 ∼ 0.0070 ％, B : 0.15 × N ∼ 0.75 × N (B/N 으로 하여 0.15 ∼ 0.75) 을 함유하고, 또한 Nb : 4 × C ∼ 20 × C (Nb/C 로 하여 4 ∼ 20), Ti : 2 × C ∼ 10 × C (Ti/C 로 하여 2 ∼ 10) 의 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물 원소로 이루어지는 강을, 연속 주조에 의해 슬래브로 하고, 조 (粗) 압연 후, 마무리 압연을 실시함에 있어서, Ar₃ 변태점 미만의 온도에서, 마무리 압연에서의 전체 압하량의 5 ％ 이상 50 ％ 미만의 열간 압연을 실시하고, 이어서, 640 ∼ 750 ℃ 의 권취 온도에서 권취하고, 산세한 후, 88 ∼ 96 ％ 의 압하율로 냉간 압연하고, 이어서, 400 ℃ 초과 ∼ (재결정 온도 - 20) ℃ 의 온도역에서 소둔하는 것을 특징으로 하는 제관용 강판의 제조 방법.