KR102262364B1 - 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 2피스 캔용 강판은, 질량％로, C: 0.010％ 이상 0.030％ 미만, Si: 0.04％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 0.40％ 미만, P: 0.02％ 이하, S: 0.020％ 이하, Al: 0.030％ 초과 0.100％ 이하, N: 0.0005％ 이상 0.0030％ 미만, B: 0.0005％ 이상 0.0030％ 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, BN으로서 존재하는 N량([N as BN])과 전체 N량([N])이 하기 수식 (1)식을 충족하고, 항복점이 280㎫ 초과 420㎫ 미만이고, 항복 신장이 3％ 이하이고, Δr이 －0.30 이상 0.20 이하인 것을 특징으로 한다.
[N as BN]/[N]＞0.5…(1)

Description

2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법
본 발명은, 식품캔, 음료캔, 에어졸(aerosol)캔 등에 이용되는 캔 용기용 재료에 적용하기에 적합한 캔용 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 가공성이 우수한 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근의 환경 부하 저감 및 비용 삭감의 관점에서, 식품캔, 음료캔, 에어졸캔 등에 이용되는 강판의 사용량 삭감이 요구되고 있다. 이 때문에, 2피스 캔이나 3피스 캔에 관계없이 소재가 되는 강판의 박육화(薄肉化)가 진행되고 있다. 2피스 캔으로의 가공에 있어서, 드로잉(drawing) 가공에 더하여 아이어닝(ironing) 가공에 의해 캔 몸통부의 판두께를 얇게 하는 경우, 재료에 큰 부하가 걸려, 파동(body burst) 등의 캔 제조 불량의 원인이 되는 경우가 있다. 이 때문에, 특히 가공도가 큰 캔체로 가공하는 경우, 변형 저항이 작은, 즉 항복점(yield point)이 낮은 강판이 적합하다. 더하여, 2피스 캔으로의 가공에 있어서도, 드로잉 가공에서의 귀(이어링(earing))가 충분히 작은 것이나 스트레처 스트레인(stretcher strain)이 발생하지 않는 것이 요구되고 있다. 또한, 내식성을 확보하기 위해, 틴 강판(tin steel sheet)이나 TFS 강판에 도장하는 것 대신에, 라미네이트 강판을 이용함으로써 도장 공정에서 필요해지는 건조나 소부 공정 등을 생략하여, 에너지 비용을 저감시키는 요망이 강해지고 있다.
2피스 캔용의 강판으로서, 예를 들면 특허문헌 1에는, 중량％로, C: 0.010∼0.100％, Si: ≤0.35％, Mn: ≤1.0％, P: ≤0.070％, S: ≤0.025％, sol.Al: 0.005∼0.100％, N: ≤0.0060％, B: B/N＝0.5∼2.5, 잔부가 Fe 및 불가피 원소로 이루어지는 조성이고, 판두께 t가 0.15∼0.60㎜, Δr값이 ＋0.15∼－0.08인 범위이고, 재결정 어닐링 시의 가열 속도를 5℃/s 이상으로 함으로써, 강판의 결정 방위를 랜덤화시킨 것을 특징으로 하는 이어링성이 매우 우수한 드로잉 캔용 강판이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 중량％로, C: 0.01∼0.05％, N: 0.004％ 이하를 포함하고, (AlN으로서 존재하는 N)/(함유 N)≥0.5인 것을 특징으로 하는 내(耐)넥 주름성(neck wrinkle resistance)이 우수한 2피스 용기용 강판이 기재되어 있다.
또한, 2피스 캔 전용의 라미네이트 강판으로서는, 특허문헌 3에, 박육화 딥 드로잉 아이어닝 캔 용도에 적합한 수지 피복 강판에 이용하는 원판(original sheet)으로서, 원판의 성분이, C: 0.008∼0.08％, Si≤0.05％, Mn≤0.9％, P≤0.04％, S≤0.04％, Al≤0.03％, N≤0.0035％, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 수지를 피복하기 전의 원판의 평균 결정 입경이 8㎛ 이하이고, 최대 표면 거칠기(Rmax)가 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수지 피복 강판용의 강판이 기재되어 있다.
또한, 가공성이 우수한 캔용 강판으로서는, 특허문헌 4에, 성분 조성으로서, 질량％로, C: 0.010∼0.050％, Si: 0.03％ 이하, Mn: 0.30％ 이하, P: 0.02％ 이하, S: 0.02％ 이하, Al: 0.04％ 이하, N: 0.004％ 이하, B: 0.0010∼0.0025％, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 페라이트 평균 결정 입경이 10.0㎛ 이하, 항복 강도가 280㎫ 이하, 입경이 80㎚ 이상인 BN 석출물과 입경이 50㎚ 이하인 AlN 석출물을 포함하고, BN 석출물의 함유량이 AlN 석출물의 함유량 이상인 것을 특징으로 하는 가공성과 내(耐)표면 거칠어짐(surface roughening resistance)이 우수한 캔용 강판이 기재되어 있다.
일본공개특허공보 2002-60900호 일본공개특허공보 평10-280095호 국제공개 제99/63124호 일본공개특허공보 2014-208894호
그러나, 전술한 종래 기술에는 이하에 나타내는 과제가 있다.
특허문헌 1에는, 이어링 이외의 재질로서, 연질이고 내(耐)시효성(aging resistance)이 우수한 캔용 강판을 제조할 때는 연속 어닐링 후에 상자 어닐링 방법으로 과시효(over-aging) 처리를 실시하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 상자 어닐링에서의 과시효 공정에서는 코일 내에서의 불균일이 큰 것에 더하여, 반드시 충분한 연질화나 내시효성이 얻어지지 않을 수도 있다는 과제가 있다. 이 때문에, 특허문헌 1 기재의 강판에 의하면, 아이어닝 가공에 있어서 우수한 성형성을 실현할 수 없을 가능성이 있다. 더하여 상자 어닐링에서는 추가의 제조 비용이 필요해진다.
또한, 특허문헌 2 기재의 강판에서는, 슬래브 가열 온도가 1100℃ 이하이기 때문에, 조대한(coarse) 질화물이 잔존하여, 핀홀이 발생한다는 과제가 있다. 더하여, 가공성을 향상시키기 위한 항복점이나 이어링에 관한 구체적인 인식은 개시되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 3 기재의 강판에서는, Al 첨가량이 0.03％ 이하로 낮기 때문에, AlN의 생성이 불충분하게 되어, 고용 N이 남는 점에서, 스트레처 스트레인의 저감을 충분히 할 수 없다는 과제가 있다. 또한, 항복점이나 이어링의 제어에 관한 인식은 개시되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 4 기재의 강판에서는, 항복 강도가 280㎫ 이하로 낮기 때문에, 캔 저부나 캔 저부 근방의 캔체 강도가 불충분해진다는 과제가 있다. 또한, 권취 온도가 540∼590℃로 낮기 때문에, 이방성이 커져, 드로잉 가공에 있어서 큰 이어링이 발생한다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서 우수한 성형성을 갖는 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 행했다. 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은, 드로잉 가공에 필요한 이어링 특성 및 스트레처 스트레인 특성과 아이어닝 가공에 유리한 항복점의 양립을 발견하기 위해 예의 연구를 행하고, 그의 결과, 성분 조성, Δr 및, 항복 신장(yield elongation)을 특정의 범위 내로 조정하면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 이 인식에 기초하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명에 따른 2피스 캔용 강판은, 질량％로, C: 0.010％ 이상 0.030％ 미만, Si: 0.04％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 0.40％ 미만, P: 0.02％ 이하, S: 0.020％ 이하, Al: 0.030％ 초과 0.100％ 이하, N: 0.0005％ 이상 0.0030％ 미만, B: 0.0005％ 이상 0.0030％ 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, BN으로서 존재하는 N량([N as BN])과 전체 N량([N])이 하기 수식 (1)식을 충족하고, 항복점이 280㎫ 초과 420㎫ 미만이고, 항복 신장이 3％ 이하이고, Δr이 －0.30 이상 0.20 이하인 것을 특징으로 한다.
[N as BN]/[N]＞0.5…(1)
본 발명에 따른 2피스 캔용 강판은, 상기 발명에 있어서, 판두께가 0.20㎜ 초과 0.40㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2피스 캔용 강판은, 상기 발명에 있어서, 양면 또는 편면에 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 필름 라미네이트층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2피스 캔용 강판의 제조 방법은, 본 발명에 따른 2피스 캔용 강판의 제조 방법으로서, 슬래브를 가열 온도 1100℃ 이상에서 가열하는 가열 공정과, 상기 가열 공정 후의 슬래브를 열연 마무리 온도 820℃ 이상 920℃ 이하의 조건에서 열간 압연하는 열간 압연 공정과, 상기 열간 압연 공정에서 얻어진 열연판을 권취 온도 600℃ 이상 700℃ 이하에서 권취하는 권취 공정과, 상기 권취 공정 후의 열연판을 산 세정하는 산 세정 공정과, 상기 산 세정 후의 열연판을 압연율 85％ 이상의 조건에서 냉간 압연하는 냉간 압연 공정과, 상기 냉간 압연 공정에서 얻어진 냉연판을 어닐링 온도 650℃ 이상 750℃ 이하의 조건에서 어닐링 후에 380℃ 이상 500℃ 이하의 온도역에서의 체류 시간을 30s 이상으로 하는 과시효 처리를 행하는 연속 어닐링 공정과, 상기 연속 어닐링 공정에서 얻어진 어닐링판을 신장률 0.5％ 이상 2.0％ 이하의 조건에서 압연하는 조질 압연(skin-pass rolling) 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서 우수한 성형성을 갖는 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명에 따른 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법에 대해서 설명한다.
<2피스 캔용 강판>
본 발명에 따른 2피스 캔용 강판은, 질량％로, C: 0.010％ 이상 0.030％ 미만, Si: 0.04％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 0.40％ 미만, P: 0.02％ 이하, S: 0.020％ 이하, Al: 0.030％ 초과 0.100％ 이하, N: 0.0005％ 이상 0.0030％ 미만, B: 0.0005％ 이상 0.0030％ 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, BN이 되어 있는 N량([N as BN])과 전체 N량([N])이 이하에 나타내는 수식 (1)을 충족한다.
[N as BN]/[N]＞0.5…(1)
또한, 본 발명에 따른 2피스 캔용 강판의 항복점은 280㎫ 초과 420㎫ 미만이고, 항복 신장은 3％ 이하이고, Δr은 －0.30 이상 0.20 이하이다. 여기에서, Δr이란, 재료의 이방성을 평가하는 지표이고, 압연 방향의 랭크포드값(Lankford value)(r0), 압연 방향으로부터 45도 방향의 랭크포드값(r45) 및, 압연 방향으로부터 직각 방향의 랭크포드값(r90)을 이용하여 이하에 나타내는 수식 (2)에 의해 산출되는 값이다. 각 방향의 랭크포드값은, JIS Z2254에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
Δr＝(r0＋r90－2r45)/2…(2)
이하, 본 발명에 따른 2피스 캔용 강판에 대해서, 성분 조성 및 물성의 순서로 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 성분의 함유량을 나타내는 「％」는 「질량％」를 의미한다.
〔C: 0.010％ 이상 0.030％ 미만〕
C는, 소망하는 항복점, 항복 신장 및, Δr을 동시에 얻기 위해 중요한 원소이다. C 함유량이 0.030％ 이상에서는, 항복점이 420㎫ 이상이 되어 아이어닝 가공에서의 성형 부하가 과잉해져 버린다. 더하여, 고용 C가 잔존하기 쉬워지기 때문에 항복 신장이 3％보다 커져, 스트레처 스트레인의 원인이 된다. 또한, Δr이 저하하여(마이너스측으로 대(大)가 되어), 큰 이어링이 발생해 버린다. 이 때문에, C 함유량의 상한은 0.030％ 미만, 바람직하게는 0.025％ 이하로 한다. 한편, C 함유량이 0.010％ 미만에서는, 항복점이 280㎫ 이하가 되어, 캔체의 가공도가 낮은 부분의 캔체 강도를 확보하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 어닐링시에 페라이트 입경이 과잉으로 조대해져, 라미네이트 강판으로 하는 경우는 캔 제조 가공시에 표면 거칠어짐이 발생하고, 필름 라미네이트층과 강판의 밀착성이 저하하여 내식성이 저하한다. 이 때문에, C 함유량의 하한은 0.010％ 이상으로 한다.
〔Si: 0.04％ 이하〕
Si를 다량으로 함유하면, 표면 농화(surface concentration)에 의해 표면 처리성이 열화하여, 내식성이 저하한다. 더하여, 고용 강화에 의해 항복점이 상승한다. 이 때문에, Si 함유량의 상한은 0.04％ 이하, 바람직하게는 0.03％ 이하이다.
〔Mn: 0.10％ 이상 0.40％ 미만〕
Mn은, 고용 강화에 의해 강판의 항복점을 향상시키는 효과를 가져, 280㎫ 초과의 항복점을 확보하는 것이 용이해진다. 또한, Mn이 MnS를 형성함으로써, 강 중에 포함되는 S에 기인하는 열간 연성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 시멘타이트를 안정화시킴으로써 고용 C량의 저감에 기여하여, 항복 신장을 안정적으로 저하시킬 수 있다. 이들 효과를 얻기 위해서는 Mn 함유량의 하한을 0.10％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Mn 함유량이 0.40％ 이상에서는, 이방성이 커지고, Δr의 절댓값이 커지기 때문에, Mn량의 상한은 0.40％ 미만으로 할 필요가 있다.
〔P: 0.02％ 이하〕
P를 다량으로 함유하면 과잉인 경질화나 중앙 편석(segregation)에 의해 성형성이 저하한다. 또한, P를 다량으로 함유하면 내식성이 저하한다. 이 때문에, P 함유량의 상한은 0.02％ 이하로 하고, 항복점을 저하시키는 관점에서는 P 함유량의 상한은 0.015％ 이하가 적합하다.
〔S: 0.020％ 이하〕
S는, 강 중에서 황화물을 형성하여 열간 연성을 저하시킨다. 따라서, S 함유량의 상한은 0.020％ 이하로 한다. 한편, S는 공식(pitting corrosion)을 억제하는 효과가 있기 때문에, S 함유량의 하한은 0.008％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
〔Al: 0.030％ 초과 0.100％ 이하〕
Al은, N과 AlN을 형성함으로써 강 중의 고용 N을 감소시키고, 항복 신장을 저하시켜, 스트레처 스트레인을 억제한다. 이 때문에, Al 함유량의 하한은 0.030％ 초과로 할 필요가 있다. 항복 신장을 저감하여 캔 제조성을 향상시키는 관점에서, Al 함유량의 하한은 0.040％ 이상인 것이 바람직하다. 한편, Al 함유량이 과잉이 되면 알루미나가 다량으로 발생하여, 알루미나가 강판 내에 잔존하여 캔 제조성이 저하한다. 이 때문에, Al 함유량의 상한은 0.100％ 이하로 할 필요가 있다.
〔N: 0.0005％ 이상 0.0030％ 미만〕
N은 고용 N으로서 존재하면, 항복 신장이 증가하고, 드로잉 가공 시에 스트레처 스트레인이 발생하여 표면 외관이 불량이 되는 것에 더하여, 판두께가 불균일하게 되어 있기 때문에 다음 공정에서의 캔 제조 트러블의 요인이 되어 캔 제조성이 저하한다. 이 때문에, N 함유량의 상한은 0.0030％ 미만, 바람직하게는 0.0025％ 이하로 한다. 한편, N 함유량을 안정적으로 0.0005％ 미만으로 하는 것은 어렵고, N 함유량을 0.0005％ 미만으로 하고자 하면 제조 비용도 상승한다. 이 때문에, N 함유량의 하한은 0.0005％ 이상으로 한다.
〔B: 0.0005％ 이상 0.0030％ 이하, [N as BN]/[N]＞0.5〕
B는, N과 BN을 형성하여 고용 N을 감소시켜, 항복 신장을 저하시킨다. 이 때문에, B를 함유하는 것이 바람직하고, B 첨가의 효과를 얻기 위해서는 B 함유량의 하한은 0.0005％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, B를 과잉으로 함유해도, 상기의 효과가 포화할 뿐만 아니라, 이방성이 열화하여 Δr의 절댓값이 커져 이어링이 발생한다. 이 때문에, B 함유량의 상한은 0.0030％ 이하로 한다. 더하여, BN으로서 존재하는 N량[N as BN]과 전체 N 함유량[N]의 비[N as BN]/[N]을 0.5 초과로 함으로써, 항복 신장을 3％ 이하로 하면서, 항복점을 420㎫ 미만으로 저하시킬 수 있다. 바람직하게는 [N as BN]/[N]≥0.6이다.
상기 필수 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다.
〔항복점: 280㎫ 초과 420㎫ 미만〕
항복점의 상한을 420㎫ 미만으로 함으로써 아이어닝 가공 시의 성형 부하가 저감하여, 효율적인 캔 제조가 가능해진다. 항복점의 상한은, 바람직하게는 360㎫ 이하, 더욱 바람직하게는 320㎫ 이하이다. 한편, 2피스 캔에서는, 캔 저부나 캔 저부 근방의 가공 경화가 작기 때문에, 항복점의 하한이 280㎫ 이하에서는 캔 저부나 캔 저부 근방의 캔체 강도를 확보하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 항복점의 하한은 280㎫ 초과로 한다.
〔항복 신장: 3％ 이하〕
항복 신장의 상한이 3％ 이하이면, 드로잉 가공에서의 스트레처 스트레인의 발생을 억제할 수 있다. 더욱 바람직하게는 2％ 이하이다.
〔Δr: －0.30 이상 0.20 이하〕
드로잉 가공에서의 이어링의 발생을 억제하기 위해서는, 소성 이방성의 지표인 랭크포드값(r값)의 면 내 이방성 Δr의 절댓값이 작은 것이 필요하고, 면 내 이방성 Δr이 －0.30이상 0.20 이하이면, 이어링의 발생은 실용상 문제 없는 레벨이 된다. 바람직하게는 －0.15 이상 0.15 이하이다. 더하여, 드로잉 가공성을 향상시키는 관점에서 평균 랭크포드값(평균 r값)이 1.1 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는, 압연 방향, 압연 방향으로부터 45도 방향 및, 압연 방향으로부터 직각 방향의 r값이 모두 1.0 이상인 것이 바람직하다. 평균 r값은, 압연 방향의 랭크포드값(r0), 압연 방향으로부터 45도 방향의 랭크포드값(r45) 및, 압연 방향으로부터 직각 방향의 랭크포드값(r90)을 이용하여 이하에 나타내는 수식 (3)에 의해 산출되는 값이다.
평균 r값＝(r0＋2r45＋r90)/4…(3)
이상에 더하여, 이하로 하는 것이 바람직하다.
〔판두께: 0.20㎜ 초과 0.40㎜ 이하〕
판두께가 0.20㎜ 이하로 얇은 경우, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공 후의 캔 몸통 두께가 지나치게 얇아지기 때문에 캔체 강도가 부족하다. 이 때문에, 판두께의 하한은 0.20㎜ 초과, 바람직하게는 0.21㎜ 이상이다. 한편, 판두께가 0.40㎜ 초과인 경우, 캔체의 경량화의 효과가 충분히 얻어지지 않기 때문에, 판두께의 상한은 0.40㎜ 이하로 한다. 여기에서, 판두께란, 강판의 두께를 의미하고, 필름 라미네이트층을 갖는 라미네이트 강판의 경우, 필름 라미네이트층을 포함하지 않는 원판의 두께를 의미한다.
〔강판의 양면 또는 편면에 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 필름 라미네이트층〕
도장 공정을 생략하고, 또한, 내식성을 확보할 수 있기 때문에, 본 발명의 강판의 양면 또는 편면에 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 필름 라미네이트층을 접착하여, 라미네이트 강판으로 하는 것이 바람직하다. 필름 라미네이트층의 두께가 5㎛ 미만에서는, 캔 제조 후에 충분한 내식성이 얻어지지 않기 때문에, 두께의 하한은 5㎛ 이상으로 한다. 한편, 필름 라미네이트층의 두께를 40㎛ 초과로 해도, 효과가 포화할 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승해 버리기 때문에, 두께의 상한은 40㎛ 이하로 한다.
<2피스 캔용 강판의 제조 방법>
〔가열 온도: 1100℃ 이상〕
가열 공정이란, 슬래브를 가열 온도 1100℃ 이상에서 가열하는 공정이다. 열간 압연 전의 가열 온도가 지나치게 낮으면, 질화물의 일부가 미(未)용해가 된다. 이 미용해는, 캔 제조성을 저하시키는 조대 AlN 발생의 요인이 된다. 그래서, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는, 1100℃ 이상, 바람직하게는 1130℃ 이상으로 한다. 가열 온도의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 가열 온도가 지나치게 높으면 스케일이 과잉으로 발생하여 제품 표면의 결함이 된다. 그래서, 가열 온도의 상한은 1250℃로 하는 것이 바람직하다.
〔열연 마무리 온도: 820℃ 이상 920℃ 이하〕
열연 마무리 온도가 820℃ 미만이 되면, 이방성이 커지고, Δr의 절댓값이 커져 캔 제조성이 저하한다. 이 때문에, 열연 마무리 온도의 하한은, 820℃ 이상, 바람직하게는 850℃ 이상으로 한다. 한편, 열연 마무리 온도가 920℃보다도 높아지면, 열연판에 있어서의 페라이트 입경이 조대해져, 어닐링판의 페라이트 입경이 조대해지고, 항복점이 저하한다. 이 때문에, 열연 마무리 온도의 상한은 920℃ 이하로 한다.
〔권취 온도: 600℃ 이상 700℃ 이하〕
권취 온도가 700℃를 초과하면, 열연판에 있어서의 페라이트 입경이 조대해져, 어닐링판의 페라이트 입경이 조대해지고, 어닐링판의 페라이트 입경이 과잉으로 조대해지고, 항복점이 저하한다. 이 때문에, 권취 온도의 상한은 700℃ 이하로 한다. 한편, 권취 온도가 600℃ 미만이 되면, 열연판에서의 탄화물의 생성이 불충분하게 되고, 열연판 중의 고용 C량이 증가함으로써 어닐링판의 Δr의 절댓값이 커져, 드로잉 가공시에 이어링이 발생한다. 이 때문에, 권취 온도의 하한은 600℃ 이상, 보다 바람직하게는 640℃ 이상, 더욱 바람직하게는 650℃ 초과이다.
〔산 세정〕
산 세정 공정이란, 권취 공정 후의 열연판을 산 세정하는 공정이다. 산 세정 조건은 표층 스케일을 제거할 수 있으면 좋고, 특별히 조건은 규정하지 않는다. 상법(常法)에 의해 산 세정할 수 있다.
〔냉간 압연: 압연율 85％ 이상〕
냉간 압연의 압연율은, 드로잉 가공시의 이어링의 발생을 방지하기 위해 Δr의 절댓값을 소(小)로 하기 위해 중요한 제조 조건이다. 냉간 압연의 압연율이 85％ 미만에서는, Δr이 플러스로 대(大)가 된다. 이 때문에, 냉간 압연의 압연율의 하한은 85％ 이상으로 한다. 한편, 냉간 압연에 있어서의 압연율이 지나치게 커지면, Δr이 마이너스로 대가 되어, 이어링이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 냉간 압연의 압연율의 상한은 90％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
〔어닐링 온도: 650℃ 이상 750℃ 이하, 과시효 온도대: 380℃ 이상 500℃ 이하, 과시효 온도대에서의 체류 시간: 30s 이상〕
어닐링 중에 충분히 재결정시키고, 이방성이 작은 집합 조직을 형성시키기 위해, 또한 탄화물을 한 번 고용시켜, 후술하는 과시효 처리로 탄화물을 재석출시키기 위해, 어닐링 온도의 하한은 650℃ 이상, 바람직하게는 680℃ 이상, 더욱 바람직하게는 690℃ 초과로 한다. 특히 항복점을 저하시키는 관점에서는, 어닐링 온도의 하한을 720℃ 초과로 하는 것이 한층 바람직하다. 한편, 어닐링 온도가 지나치게 높으면, 페라이트 입경이 조대화하여 항복점이 현저하게 저하하기 때문에, 어닐링 온도의 상한은 750℃ 이하로 할 필요가 있다. 또한, 코일 내에서 균일하게 가열하는 관점에서 어닐링 시간을 15s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
계속해서, 어닐링 온도에서 380℃ 이상 500℃ 이하의 과시효 온도대까지 냉각하고, 과시효 온도대에서의 체류 시간 30s 이상의 과시효 처리를 행한다. 과시효 온도의 상한이 500℃ 초과에서는, 탄화물의 형성이 진행되지 않고 고용 C가 잔존하여 항복 신장이 대(大)가 되어, 스트레처 스트레인의 원인이 된다. 또한, 항복점이 과도하게 상승한다. 이 때문에, 과시효 온도대의 상한은 500℃ 이하로 한다. 한편, 과시효 온도가 지나치게 낮은 경우에서도, 탄화물의 형성이 진행되지 않고 고용 C가 잔존하여 항복 신장이 대가 되어, 스트레처 스트레인의 원인이 된다. 이 때문에, 과시효 온도대의 하한은 380℃ 이상으로 할 필요가 있다. 이 380℃ 이상 500℃ 이하의 과시효 온도대에서 일정 시간 체류시켜 과시효에 의해 탄화물을 재석출시키고, 고용 C량을 저감하여 항복 신장을 저감시킨다. 과시효 온도대에서의 체류 시간이 짧으면 탄화물의 형성이 진행되지 않고, 과시효의 효과가 소가 되기 때문에, 체류 시간은 30s 이상으로 한다. 항복 신장의 저감 및 항복점의 저하의 관점에서, 어닐링 온도로부터 과시효 온도대로의 냉각 속도를 40℃/s 이상으로 함으로써 탄화물의 형성을 앞당기는 것이 바람직하다.
〔조질 압연: 신장률 0.5％ 이상 2.0％ 이하〕
조질 압연에서는 항복 신장을 감소시키기 위해, 신장률의 하한은 0.5％ 이상으로 한다. 한편, 신장률이 지나치게 크면 항복점이 상승하기 때문에, 신장률의 상한은 2.0％ 이하로 한다. 또한, 낮은 항복점을 얻는 관점에서, 신장률의 상한은 1.5％ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Δr의 절댓값을 작게 하는 관점에서는, 냉간 압연과 조질 압연을 맞춘 전체 냉압율((열연 두께－조질 압연 후의 판두께)/열연 두께×100)을 90.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상에 의해, 본 발명에 따른 2피스 캔용 강판이 얻어진다. 또한, 강판의 표면 처리로서, Sn 도금, Ni 도금 및, Cr 도금 등을 실시해도 좋고, 추가로 화성(化成) 처리나 라미네이트 등의 유기 피막을 실시해도 좋다. 특히 라미네이트 강판으로 하는 경우는, 강판 표면에 전해 Cr산 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
실시예
이하의 표 1에 나타내는 강 기호 A∼P의 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 용제하여, 강 슬래브를 얻었다. 얻어진 강 슬래브를 이하의 표 2에 나타내는 조건에서, 가열 후, 열간 압연하고, 권취하여, 산 세정으로 스케일을 제거한 후, 냉간 압연하고, 연속 어닐링로(furnace)에서 어닐링 그리고 380℃ 이상 500℃ 이하의 과시효 온도대에서 과시효 처리하고, 조질 압연하여, 판두께 0.20㎜ 이상 0.30㎜ 이하의 강판(강판 No.1∼8, 10∼27)을 얻었다. 상기 강판에 대하여, 표면 처리로서 전해 Cr산 처리를 실시한 후, 강판의 양면에 두께 20㎛의 PET 필름을 열 융착한 라미네이트 강판을 제작했다. 그리고, 제작한 라미네이트 강판에 대해서 이하의 항목 1∼4를 평가했다.
1. [N as BN]
상기 라미네이트 강판으로부터 농황산으로 유기 피복을 제거한 후, 강판을 브롬 메탄올 용액에서 용해하고, 잔사(residue)를 황산·인산 혼합 용액에서 분해시켜, 용액 중의 B량을 측정하고, 얻어진 B량이 전체량 BN을 형성하고 있다고 하여 N량으로 환산했다.
2. 항복점, 신장 및, 항복 신장
상기 라미네이트 강판으로부터 농황산으로 PET 필름을 제거한 후, 압연 방향으로부터 JIS 5호 인장 시험을 채취하고, JIS Z2241에 따라 항복점, 신장(전체 신장) 및, 항복 신장을 평가했다.
3. Δr
상기 라미네이트 강판으로부터 농황산으로 PET 필름을 제거한 후, 압연 방향, 압연 방향으로부터 45도 방향 및, 압연 방향으로부터 직각 방향에 대해서 JIS 5호 인장 시험편을 잘라내고, JIS Z2254에 기재된 소성 변형비 시험 방법(인장법)으로 Δr을 측정했다.
4. 캔 제조 평가
캔 제조성을 평가하기 위해, 상기 라미네이트 강판을 원형으로 펀칭한 후, 드로잉비 1.88의 드로잉 가공에 의해 원통 컵을 성형했다. 컵 가장자리부의 높이를 15도 간격으로 측정하고, (최대 가장자리 높이－최소 가장자리 높이)/평균 가장자리 높이×100으로 이율(earing rate)을 산출하여, 이율이 3％ 이하이면 「○」, 2％ 이하이면 「◎」, 3％ 초과이면 「×」라고 했다. 또한, 컵을 육안으로 관찰하여, 스트레처 스트레인이 거의 보이지 않는 것을 「◎」, 경미한 스트레처 스트레인이 확인되는 것을 「○」, 스트레처 스트레인이 현저한 것을 「×」라고 했다.
평가 결과를 이하의 표 3에 나타낸다. 발명예는, 모두 항복점이 280㎫ 초과 420㎫ 미만, 항복 신장이 3％ 이하, Δr이 －0.3 이상 0.2 이하가 되어, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서 우수한 가공성을 갖고 있었다. 이에 대하여, 비교예에서는, 상기 특성의 어느 하나 이상이 뒤떨어지고 있었다. 이상의 점에서, 본 발명에 의하면, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서 우수한 성형성을 갖는 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있는 것이 확인되었다.
Figure 112019108742163-pct00001
Figure 112019115412840-pct00004
Figure 112019115412840-pct00005
(산업상의 이용 가능성)
본 발명에 의하면, 드로잉 가공 및 아이어닝 가공에 있어서 우수한 성형성을 갖는 2피스 캔용 강판 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 질량％로, C: 0.010％ 이상 0.030％ 미만, Si: 0.04％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 0.40％ 미만, P: 0.02％ 이하, S: 0.020％ 이하, Al: 0.030％ 초과 0.100％ 이하, N: 0.0005％ 이상 0.0030％ 미만, B: 0.0005％ 이상 0.0030％ 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, BN으로서 존재하는 N량([N as BN])과 전체 N량([N])이 하기 수식 (1)식을 충족하고, 항복점이 280㎫ 초과 420㎫ 미만이고, 항복 신장이 3％ 이하이고, Δr이 －0.30 이상 0.20 이하이며, 판두께가 0.20㎜ 초과 0.40㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 2피스 캔용 강판.
    [N as BN]/[N]＞0.5…(1)
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    양면 또는 편면에 두께 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 필름 라미네이트층을 갖는 것을 특징으로 하는 2피스 캔용 강판.
  4. 제1항 또는 제3항에 기재된 2피스 캔용 강판의 제조 방법으로서,
    슬래브를 가열 온도 1100℃ 이상에서 가열하는 가열 공정과,
    상기 가열 공정 후의 슬래브를 열연 마무리 온도 820℃ 이상 920℃ 이하의 조건에서 열간 압연하는 열간 압연 공정과,
    상기 열간 압연 공정에서 얻어진 열연판을 권취 온도 600℃ 이상 700℃ 이하에서 권취하는 권취 공정과,
    상기 권취 공정 후의 열연판을 산 세정하는 산 세정 공정과,
    상기 산 세정 후의 열연판을 압연율 85％ 이상 90% 이하의 조건에서 냉간 압연하는 냉간 압연 공정과,
    상기 냉간 압연 공정에서 얻어진 냉연판을 어닐링 온도 650℃ 이상 750℃ 이하의 조건에서 어닐링 후에 380℃ 이상 500℃ 이하의 온도역에서의 체류 시간을 30s 이상으로 하는 과시효 처리를 행하는 연속 어닐링 공정과,
    상기 연속 어닐링 공정에서 얻어진 어닐링판을 신장률 0.5％ 이상 2.0％ 이하의 조건에서 압연하는 조질 압연 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 2피스 캔용 강판의 제조 방법.
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