WO2006088223A1

WO2006088223A1 - 表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板および極低炭素鋳片の製造方法

Info

Publication number: WO2006088223A1
Application number: PCT/JP2006/303201
Authority: WO
Inventors: Katsuhiro Sasai; Wataru Ohashi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-08-24
Also published as: EP1852514A1; KR20070094859A; KR100886046B1; BRPI0607866B1; JP2006257542A; TW200632112A; BRPI0607866A2; EP1852514B1; US20120261085A1; EP1852514A4; JP4873921B2; TWI340173B

Abstract

溶鋼の炭素濃度を０．００５質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼にＣｕ、ＮｂおよびＢを添加し、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を０．０１質量％以上、０．０６質量％以下に調整した溶鋼を鋳造することを特徴とする極低炭素鋼鋳片の製造方法および、Ｃ：０．００５質量％以下、酸可溶Ａｌ：０．００５質量％以下、さらに、Ｃｕ、ＮｂおよびＢを含有する鋼であって、その鋼中には直径０．５μｍから３０μｍの微細酸化物が１０００個／ｃｍ2以上、１００００００個／ｃｍ2以下分散していることを特徴とする極低炭素鋼板。

Description

明細書表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板および極低炭素铸片の製造方法

〔技術分野〕

本発明は、表面性状性、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板および極低炭素铸片の製造方法に関するものである。

〔背景技術〕

転炉や真空処理容器で精鍊された溶鋼中には、多量の溶存酸素が含まれており、この過剰酸素は酸素との親和力が強い強脱酸元素である A 1 により脱酸されるのが一般的である。しかし、 A 1 は脱酸によりアルミナ系介在物を生成し、これが凝集合体して粗大なアルミナクラスタ一となる。 '

このアルミナクラス夕一は鋼板製造時に表面疵発生の原因となり、薄鋼板の品質を大きく劣化させる。特に、炭素濃度が低く、精鍊後の溶存酸素濃度が高い薄鋼板用素材である極低炭素溶鋼では、ァルミナクラス夕一の量が非常に多く、表面疵の発生率が極めて高いため、アルミナ系介在物の低減対策は大きな課題となっている。

これに対して、従来は、特開平 5 — 1 0 4 2 1 9号公報に開示されているような介在物吸着用フラックスを溶鋼表面に添加してアルミナ系介在物を除去する方法、或いは、特開昭 6 3 — 1 4 9 0 5 7 号公報に開示の注入流を利用して C a Oフラックスを溶鋼中に添加し、これによりアルミナ系介在物を吸着除去する方法が提案、実施されてきた。

一方、アルミナ系介在物を除去するのではなく、生成させない方法として、特開平 5— 3 0 2 1 1 2号公報のように、溶鋼を M gで脱酸し、 A 1 では殆ど脱酸しない薄鋼板用溶鋼の溶製方法も開示されている。

〔発明の開示〕

しかしながら、特開平 5— 1 0 4 2 1 9号公報ゃ開昭 6 3 — 1 4 9 0 5 7号公報に記載されている様な、アルミナ系介在物を除去する方法では、極低炭素溶鋼中に多量に生成したアルミナ系介在物を表面疵が発生しない程度まで低減することは非常に難しい。

また、特開平 5 — 3 0 2 1 1 2号公報に記載されている様な、ァルミナ系介在物を全く生成しない M g脱酸では、 M gの蒸気圧が高く、溶鋼への歩留まりが非常に低いため、極低炭素鋼のように溶存酸素濃度が高い溶鋼を M gだけで脱酸するには多量の M gを必要とし、製造コストを考えると実用的なプロセスとは言えない。

これらの問題に鑑み、本発明は溶鋼中で殆ど介在物を生成させることなく、凝固時に酸化物を微細分散させることにより、確実に表面疵を防止した上で、加工性と成形性にも優れた極低炭素鋼板とその製造方法を提示することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を要旨とする。

( 1 ) 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N bおよび Bを添加し、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を踌造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 2 ) 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N bおよび Bを添加して、溶鋼中に C uを 0. 0 1 〜 3. 0質量％、 N b と Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1 - 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 1 4) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有させ、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1 質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を铸造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 3 ) 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N i 、 N bおよび Bを添加して、溶鋼中に C uを 0 . 0 1〜 3. 0質量％、 N i を 0. 5 X C u濃度以下、 N bと Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

- 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1ノ 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有させ、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1 質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を铸造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 4 ) 前記溶鋼の脱炭に際し、真空脱ガス処理により行なうことを特徴とする前記（ 1 ) 〜（ 3 ) のいずれかに記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 5 ) 前記溶鋼を铸造するに際し、電磁攪拌を行いながら铸造することを特徴とする前記（ 1 ) 〜（ 4 ) のいずれかに記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 6 ) 前記溶鋼を铸造するに際し、電磁攪拌を行って、メニスカス位置における溶鋼を 4 0 c mZ s以上、 1 0 0 c mZ s以下の平均流速で旋回させながら铸造することを特徴とする前記（ 5 ) に記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

( 7 ) C ： 0 , 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、さらに、 C u、 N bおよび Bを含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. δ Πΐから 3 0 mの微細酸化物が 1 0 0 0個 c m²以上、 1 0 0 0 0 0 0個/ c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 8 ) C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、さらに N bと Bを各々 — 0. 0 2≤N b— ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. 5 mから 3 O ^ mの微細酸化物が 1 0 0 0個/ c m²以上、 1 0 0 0 0 0 0個 Z c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 9 ) C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N i : 0. 5 X C u質量 %以下、さらに、 N bと Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. 5 mから 3 0 mの微細酸化物が 1 0 0 0個/ c m²以上、 1 0 0 0 0 0 0個 Z c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 1 0 ) C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、さらに C u、 N bおよび Bを含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F eを含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 1 1 ) C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、さらに、 N bと Bを各

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1 一 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F eを含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 1 2 ) C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N i : 0. 5 X C u質量％以下、さらに、 N bと Bを各々

一 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

- 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F eを含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

( 1 3 ) 前記鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i酸化物、 Mn酸化物、 F e酸化物の含有率で、 2 0質量％以上であることを特徴とする前記（ 1 0 ) 〜（ 1 2 ) のいずれかに記載の表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。本発明によると、溶鋼中に殆ど介在物を生成させることなく、凝固時に酸化物を微細に析出させることができるため、確実に表面疵を防止でき、且つ、鋼板中の Cと Nを固定できると共に、熱延鋼板の集合組織をも制御できるため、加工性、成形性にも優れた薄鋼板を製造することが可能となる。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明の製造法では、転炉や電気炉等の製鋼炉で精練して、或いは、さらに真空脱ガス処理等を行って、炭素濃度を 0. 0 0 5質量 %以下とした溶鋼に、 C u、 N bおよび Bを添加し、且つ、溶存酸素濃度を 0. 0 1〜 0. 0 6質量％になるように調整する。

この溶製法の基本思想は、铸造時に酸素と反応して C Oガスを発生させない程度まで炭素濃度を低減し、且つ、 A 1 を殆ど添加せず、溶存酸素を多量に残すことにより、溶鋼中に殆ど介在物を生成させず、且つ、脱酸力の極めて弱い C u、 N bおよび Bを添加して、 C、 Nの固定と集合組織制御を行うことで、薄板用鋼板としての材質をも確保することにある。

転炉や真空処理容器で脱炭処理された溶鋼中には、多量の溶存酸素が含まれており、この溶存酸素は、通常、 A 1 の添加により殆ど脱酸される（ [式 1 ] の反応）ため、多量のアルミナ系介在物を生成する。

2 A 1 + 3〇 = A 1 ₂0₃ [式 1 ] このアルミナ系介在物は脱酸直後からお互いに凝集合体し、粗大なアルミナ系介在物となり、鋼板製造時に表面欠陥発生の原因となる。しかし、脱炭処理後の溶鋼中に A 1 を全く添加しないか、或いは、添加する場合でも少量を添加し、殆ど脱酸しなければ、多量の溶存酸素が溶鋼中に含まれているが、介在物は殆ど生成せず、非常に清浄性の高い溶鋼が得られる。

通常、このような溶存酸素が多く含まれている溶鋼を铸造すると、凝固時に C Oガスが発生し、激しい突沸現象が生じると共に、铸片内に多量の気泡が捕捉されるため、铸造性が悪化するだけでなく、铸片品質も大きく低下する。

そこで、本発明では、 A 1 を全く添加しない、或いは、殆ど添加せずに溶存酸素を残す代わりに、 C濃度を極力低下させることにより、凝固時の C〇ガス発生を抑制することに着目した。その結果、実験的検討から、 C濃度を 0 . 0 0 5質量％以下にすれば、凝固時の C Oガス発生速度は極めて低下することが判明した。

薄板用鋼板においては加工性を高めるために、 C濃度を極力低下させるとともに、鋼中に固溶した Cと Nを他元素の添加により固定することが重要である。通常、 A 1 や T i等が鋼中の Cと Nを固定する元素として使用されるが、これらの元素を Cや Nを固定するに十分な量を添加すると溶鋼を強く脱酸してしまう。

本発明では、 Nや Cを十分に固定できる程度の量を添加しても、殆ど溶鋼を脱酸しないような、脱酸力が極めて弱い元素として N b と Bを添加することを見出した。

N bは、主に Cを、 Bは主に Nを析出物として固定することにより鋼板の加工性を向上させる働きをする。

しかし、 N bと Bの複合添加だけでは、得られる鋼板の全伸びは大幅に改善されるものの、ランクフォード値（ r値と記載する）は、通常、 A 1 脱酸の T i 添加極低炭素鋼に比べて若干低めの値となる。

そこで、本発明者は、鋼板において、 r値向上に適した板面方位 { 1 1 1 } の集合組織を発達させ易い添加元素について詳細に検討したところ、酸素濃度が高い本発明の鋼板では C u添加が最も有効であることを見いだした。

したがって、本発明では、鋼板の加工性、すなわち、全伸びと r 値の両方を高めるために、 N b 、 Bおよび C uの 3元素を溶鋼中に添加する必要がある。

上記の様に、 C濃度を 0 . 0 0 5質量％以下まで脱炭しても、溶鋼中の溶存酸素濃度が高過ぎると、凝固時の C Oガス発生を抑制することはできない。実験的な検討では、溶存酸素濃度が 0 . 0 6質量％を超えると、 C濃度を 0 . 0 0 5質量％以下に下げても、錡片内に c o気泡が捕捉されてしまうため、圧延後に気泡系の欠陥が発生する。

一方、 C Oガス発生を抑制するために過剰な溶存酸素濃度を A 1 や T i等で脱酸することは可能であるが、実験的な検討から、溶存酸素濃度で 0 . 0 1質量％より低くなるまで脱酸すると、アルミナゃチタニア等の介在物が多くなり過ぎ、浮上除去されずに溶鋼中に残留してしまう。

よって、.溶鋼中の溶存酸素濃度は 0 . 0 1質量％以上、 0 . 0 6 質量％以下にする必要がある。

但し、 N b、 Bおよび C uを添加した際に、溶存酸素濃度が本願発明の範囲であれば、 A 1 や T i等を全く添加しなくてもよい。なお、溶鋼中の溶存酸素濃度は固体電解質を用いた酸素センサーにより、 C濃度については溶鋼サンプリング法により分析することができる。

次に、溶鋼に添加された N bと Bの好ましい溶鋼中の濃度について説明する。前述したように、 N bは主に Cを、 Bは主に Nを析出物として固定することにより鋼板の加工性を向上させる。

しかし、必要以上に添加すると固溶 N bと固溶 Bとして鋼中に存在し、再結晶温度を上昇させるため、これに対応した焼鈍温度で処理しないと、熱間加工組織が存在し易くなり延性を低下させ易い。

従って、溶鋼への N bと Bの好ましい添加範囲は、各元素の化学当量を用いて記述される次式の中辺を指標として用いると適切に表すことができる。ここで、 [式 2 ] の中辺は、 Cと結合して炭化物となっていないフリーの N b量を、 [式 3 ] の中辺は、 Nと結合して窒化物となっていないフリーの B量を意味している。

すなわち、 N bの場合は、 [式 2 ] の中辺の値が— 0 . 0 2未満、および、 0 . 1 を超えると、また、 Bの場合は、 [式 3 ] の中辺の値が一 0. 0 0 2 3未満、および、 0. 0 0 4 5 を超えると、延性が低下し易くなる。

以上の理由から、

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1 [式 2 ]

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) XN≤ 0. 0 0 4 5

[式 3 ] の関係を満たすことが好ましい。

また、この範囲の N bと Bの添加量であれば、 N bと Bに平衡する酸素濃度は 0. 0 1質量％以上でぁり、 N bと Bを添加しても溶存酸素を 0. 0 1質量％以上確保できる。

また、溶鋼に添加された C uの好ましい溶鋼中の濃度について説明する。 C uは、鋼板において高 r値が得られ易い { 1 1 1 } 方位の集合組織を発達させる効果を有しており、最低でも 0. 0 1質量 %以上添加しないとその効果が現れにくいので、添加量は 0. 0 1 質量％以上とすることが好ましい。

一方、 C u添加量が 3. 0質量％を超えると、 C u脆化に起因して熱延後の鋼板表面性状が悪化し易いため、上限値を 3. 0質量％とすることが好ましい。

N i は、 C uによる熱延表面性状の悪化を緩和する効果があり、質量ベースで、 C uの半分超を目安に添加するのが一般的である。本発明の酸素濃度が高い鋼板では、溶鋼中の溶存酸素濃度が 0. 0 1質量％以上の場合、熱延板のスケール · 地鉄界面が平滑化され、スケール剥離性が向上することにより、 C u脆化が抑制されることを見いだしている。

このため、本発明では、 N i を添加しない状態でも、熱延板の表面性状は良好となり本発明の特徴を最大限に引き出せるが、必要な場合には、 C uの半分以下の量で N i を添加してもよい。元々、熱延板の表面性状がよい本鋼板において、従来の C u添加鋼並に N i を添加しても、コスト上昇を招くのみであり、 N i の上限値は、 C u濃度の 1 / 2以下とすることが好ましい。

溶鋼中のその他の成分の作用について言及する。

溶鋼中の S i濃度は、 0. 0 0 5質量％以上、 0. 0 3質量％以下であることが好ましい。 S i濃度は 0. 0 0 5質量％未満では鋼板の強度が不足し易いため、また、 S i濃度が 0. 0 3質量％超では鋼板の加工性が低下するためである。

また、 S i濃度が 0. 0 3質量％以下であれば平衡酸素濃度も 0 . 0 2質量％超となり、 S i濃度を調整するだけでも、溶存酸素濃度を 0. 0 2質量％超0. 0 6質量％以下に確保することは可能であり、さらに脱酸力のある元素を添加することで、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1質量％以上 0. 0 6質量％以下に確保することができる。

溶鋼中の Mn濃度が 0. 0 8質量％未満の場合、スラブの熱間圧延時にへげ疵が発生し易くなり、また、 Mn濃度は 0. 3質量％を超えると鋼板の加工性が低下する。このため、溶鋼中の Mn濃度は 0. 0 8質量％以上、 0. 3質量％以下であることが好ましい。また、 Mnは S i に比べても非常に脱酸力が弱いため、 Mn濃度を 0. 3質量％にしても平衡酸素濃度は 0. 1質量％超であるため、さらに脱酸力のある元素を添加することで、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1質量％以上 0. 0 6質量％以下に確保することができる。

さらに、 M nは極めて脱酸力が弱いため、 Mn濃度が 0. 3質量 %以下であれば平衡状態では殆ど M n酸化物を生成しないが、転炉吹鍊後、或いは、真空脱ガス処理後の高酸素溶鋼中に Mnを添加する場合、 Mnは、大きな塊状のフエロマンガンやマンガン鉱石で添加するため、溶鋼中に局所的に M n濃度の高い領域が発生する場合があり、その領域で少量ではあるが、 M n酸化物を生成してしまう本発明では、溶鋼中に介在物を生成させないことがより好ましいので、転炉吹鍊後、或いは、真空脱ガス処理後の M nの添加なしに操業条件で M n濃度を調整することがより好ましい。

通常は、溶銑中に M nが含まれており、 M nの添加なしでも操業条件により、 0. 1 5質量％程度の M n濃度とすることが可能である。よって、材質に加えて介在物まで考慮すると、 M n濃度のより好ましい範囲は、転炉吹鍊後、或いは、真空脱ガス処理後の M n添加なしで溶製できる 0. 0 8〜 0. 1 5質量％である。

本発明では、凝集合体し易いアルミナ系介在物を生成させないように、溶鋼中に A 1 を添加しない、または、殆ど添加しない。実験的検討では、鋼板の酸可溶 A 1 濃度が 0. 0 0 5質量％を超えると、鋼板中のアルミナ系介在物が増加することから、その上限値は、 0. 0 0 5質量％とした。溶鋼中に A 1 を添加しないことが好ましいので、勿論、 A 1 濃度の下限値は 0質量％を含む。

ここで、酸可溶 A 1 とは、酸に溶解する A 1量であり、通常は、溶存 A 1 濃度（ A 1₂0₃になっていない A 1 の濃度）に対応する。

また、耐火物等から不可避的に侵入するアルミナ系介在物については問題とならない。これは、少量のアルミナ系介在物であれば、溶鋼中の溶存酸素が高いため、溶鋼とアルミナ系介在物の界面エネルギ一は低下しており、凝集合体が殆ど生じないためである。

さらに、溶鋼中の T i は、 Cと Nを T i Nや T i Cとして固定するため、加工性を向上させる上で有効であるが、 T i の添加量も多くなると、例えば、 T i濃度が 0. 0 1質量％超になると、平衡酸素濃度が 0. 0 1質量％未満になるため、十分な溶存酸素濃度を確保できない。よって、加工性をさらに高める必要から T i を添加する場合には、 0 . 0 1質量％以下の範囲で添加してもよい。

最近では、連続铸造機内に铸型内電磁攪抻装置、或いは、電磁コィルが装備されるようになっており、これらを用いることで、 C O 気泡を铸片に捕捉させることなく、铸造できることを知見した。本発明者は、凝固時に電磁攪拌を行う際の、铸型内メニスカスにおける溶鋼流速を 4 0〜 1 0 0 c m Z s程度確保すれば、溶存酸素濃度を 0 . 0 6質量％程度にしても C O気泡を铸片に殆ど捕捉させることなく、铸造できるため、より好ましいことを知見している。なお、電磁攪拌による溶鋼の旋回流速が 4 0 c m Z s未満では、十分な C 0気泡の洗浄効果が得られにくく、旋回流速が 1 0 0 c m Z s超では、 C O気泡は洗浄されるが、溶鋼表面にあるモールドパウダ一を巻き込み、表面欠陥が発生し易くなる。

本発明では、転炉で吹練して C濃度を 0 . 0 5質量％程度まで脱炭した溶鋼を、真空脱ガス装置により C濃度を 0 . 0 0 5質量％程度まで脱炭すると共に、溶鋼中の溶存酸素濃度を脱炭量を考慮して脱炭終了後に 0 . 0 1〜 0 . 0 6質量％に近づくように制御する。真空脱ガス装置における脱炭終了後に、 M nや S i は添加しない、或いは、なるべく添加せず、 C u、 N b、 B、 N i等を添加し、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を目標値に微調整する必要がある場合には、同時に、 A 1や T i も少量添加して成分調整を行う。このようにして溶製された溶鋼を、連続铸造、或いは、電磁攪拌を用いて連続铸造して铸片を製造する。

次に、本発明の鋼板について説明する。なお、上記方法で製造した铸片を熱間圧延して得られる熱延鋼板、さらに、冷間圧延して得られる冷延鋼板等の、铸片を加工して得られる鋼板を、本発明では鋼板と定義する。従って、本発明の鋼板は、 C u、 N bおよび Bを含有している。これ以外の元素としては、例えば、強度確保の観点から S i や M n 等を、加工性確保の観点から微量 T i を、さらには、酸可溶 A 1 を 0. 0 0 5質量％以下で含有してもよい。

また、溶鋼中の C濃度を非常に低くすると、溶存酸素は铸造中に F e酸化物系介在物として析出する。この F e酸化物系介在物は溶鋼中で生成するのではなく、凝固時に析出するため、凝集合体することなく、鍀片内に微細に分散する。

なお、 F e酸化物系介在物とは純粋な F e酸化物だけでなく、 S i酸化物や M n酸化物等と複合化した酸化物も含む。

従って、本発明の様な極低炭素鋼の鋼板においては、少なくとも酸化物として、 S i 、 M n、 F eが含まれている。言い換えれば、 S i 、 M n、 F eの各酸化物の 1種以上が含まれている。ここで、 S i 、 M n、 F eの各酸化物以外では、 M g、 C a、 A 1 の各酸化物等の各種酸化物が含まれていてもよい。

また、本発明の鋼板中にある介在物分散状態を評価したところ、直径 0. 5 mから 3 0 mの微細酸化物が、鋼板中に 1 0 0 0個 Zcm²以上 1 0 0 0 0 0 0個 Zc m²以下分散しており、この様に介在物が微細に分散していることで、表面欠陥の防止を達成できるなお、上記微細酸化物の直径を 0. 5 mから 3 0 mとしたのは、本発明の鋼板における介在物の大きさが、ほぼ 0. 5 mから 3 0 mの範囲にほぼ収まっているためであり、 3 0 m程度の大きさの介在物であれば表面欠陥を十分に防止できる。

また、介在物分散状態として、 1 0 0 0個 c m²以上 1 0 0 0 0 0 0個 Zc m²以下としたのは、本発明における鋼板の介在物がこの個数密度の範囲内にある場合、表面欠陥が発生しないためである。

ここで、介在物の分散状態は、鋼板の研磨面を 1 0 0倍と 1 0 0 0倍の光学顕微鏡で観察し、単位面積内の介在物粒径分布を評価した。この介在物の粒径、すなわち、直径とは長径と短径を測定し、

(長径 X短径） ⁵とした。

また、鋼板中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が、少なくとも、 S i 、 M n 、 F e を含んでいれば、殆どの介在物が凝固時に生成し、凝集合体する時間が短いので、微細に分散でき、表面欠陥が発生しにくいため好ましい。

ここで、少なくとも S i 、 M n 、 F e を含むとは、 S i 、 M n 、 F eの 1種以上という意味であり、以降も同様の意味で用いているまた、鋼板中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が、少なくとも、 S i酸化物、 M n酸化物、 F e酸化物の含有率で 2 0質量 %以上、より好ましくは 5 0質量％以上であれば、酸化物は殆ど凝固完了に近い時期に生成し、凝集合体する時間が非常に短いので、介在物が微細分散し、表面欠陥が発生し難いため、より好ましい。

このような酸化物分散状態および組成を有する鋼板では、表面欠陥は発生しない。

以上の結果から、本発明により、溶鋼中で殆ど介在物を生成させることなく、凝固時に F e酸化物系介在物を析出させ微細に分散させることができるため、鋼板製造時に介在物は表面疵発生の原因とならず、さらに、鋼板中の N b 、 Bおよび C uにより加工性が大きく改善されるため、薄板用鋼板の品質と材質を大きく向上できる。薄板用鋼板は、自動車用外板等の加工が厳しい用途に用いられるため、加工性を付加する必要がある。薄板用鋼板の加工性を高めるためには、 C濃度を極力低下させ、その上で鋼中に固溶した Cと N を他元素の添加により固定することが重要である。

C濃度に関しては、加工性の観点から 0. 0 1質量％以下、好ましくは 0. 0 0 5質量％以下にするのがよい。しかし、凝固時の C 〇気泡発生防止の条件は C濃度 0. 0 0 5質量％以下であるので、本発明では加工性の条件から決まる C濃度は十分に満足されている。なお、 C濃度の下限値は特に規定するものではない。

〔実施例〕

以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明について説明する (実施例 1 )

転炉での精鍊と環流式真空脱ガス装置での処理により、 C濃度を 0. 0 0 1 9質量％とした溶鋼 3 0 0 t を溶製した。

この溶鋼に A 1添加なしで、 C u、 N bおよび Bの合金を添加し、 0. 0 1 1質量％ S i、 0. 1 6質量％Mn、 0. 0 1 4質量％ N b、 0. 0 0 3質量％B、 0. 0 7質量％ C u、 0. 0 0 1 6質量％N、 0. 0 4 3質量％溶存酸素、 0. 0 0 1質量％以下酸可溶 A 1 とした。

この溶鋼を連続铸造法で厚み 2 5 0 mm、幅 1 8 0 0mmのスラブに铸造した。铸造した铸片は 8 5 0 0mm長さに切断し、 1コィル単位とした。

このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には 0. 7mm厚みで幅 1 8 0 0mmコイルの冷延鋼板とした。品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、 1コイル当たりに発生する表面欠陥の発生個数を評価した。

その結果、表面欠陥は発生せず、さらに、 C u脆化による割れ発生も見られなかった。また、冷延鋼板内の介在物を調査したところ、直径 0. 5 imから 3 0 ^mの微細酸化物が鋼板内に 3 5 0 0 0 個 Z c m²分散しており、その 7 0 %は、 S i酸化物、 M n酸化物、 F e酸化物を合計で 6 0質量％以上含有していた。

さらに、得られた冷延鋼板の加工性を評価し、全伸び 5 7 %、 r 値 2. 6の高加工性鋼板であった。

(実施例 2 )

転炉での精鍊と環流式真空脱ガス装置での処理により C濃度を 0 . 0 0 3質量％とした溶鋼 3 0 0 t を溶製した。

この溶鋼に A 1 添加なしで、 C u、 N b、 B、 N i の合金を添加し、 0. 0 1質量％ S i 、 0. 1 5質量％M n、 0. 0 3 5質量％ N b、 0. 0 0 5質量％ B、 1. 8質量％ C u、 0. 5質量％ N i 、 0. 0 0 2 5質量％N、 0 , 0 0 4質量％ T i 、 0. 0 1 5質量 %溶存酸素、 0. 0 0 1質量％酸可溶 A 1 とした。

この溶鋼を铸型内電磁攪拌装置を有する連続铸造機を用いて、メニスカスにおける溶鋼を平均流速 5 0 c m/ sで電磁攪拌しながら、厚み 2 5 0 mm、幅 1 8 0 0 mmのスラブに铸造した。銬造した铸片は 8 5 0 0 mm長さに切断し、 1 コイル単位とした。

このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には 0. 7 mm厚みで幅 1 8 0 0 mmコイルの冷延鋼板とした。铸片品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、 1 コイル当たりに発生する表面欠陥の発生個数を評価した。

その結果、表面欠陥および C u脆化による割れも発生しなかった。また、冷延鋼板内の介在物を調査したところ、直径 0. 5 ^mから 3 0 mの微細酸化物が鋼板内に 2 3 5 0 0個 c m²分散しており、その 5 0 %は、 S i酸化物、 M n酸化物、 F e酸化物を合計で 4 0質量％以上含有する球状酸化物であった。さらに、得られた冷延鋼板の加工性を評価し、全伸び 5 6 %、 r 値 2. 7の高加工性鋼板であった。

(比較例 1 )

転炉での精練と環流式真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を 0. 0 0 1 5質量％とした取鍋内溶鋼に T i と C uの合金を添加すると共に、 A 1 で脱酸し、 0. 0 1質量％ 3 1 、 0. 1 5質量 M n 、 0. 0 2質量％ T i 、 0. 3質量％ C u、 0. 0 0 2質量％ N、 0. 0 4質量％A 1 、 0. 0 0 0 2質量％溶存酸素濃度とした。この溶鋼を連続铸造法で厚み 2 5 0 mm、幅 1 8 0 0 mmのスラブに铸造した。铸造した鍀片は 8 5 0 0 mm長さに切断し、 1 コィル単位とした。

その結果、スラブ平均で 5個コイルの表面欠陥が発生すると共に、 C u脆化による割れも発生した。また、冷延鋼板内の介在物調查したところ、直径 0. 5 ^ mから 3 0 ^ mの微細酸化物が鋼板内に 2 0 0個 Z c m²しかなく、 3 0 を超える大型介在物も多数見られた。鋼板中の介在物の 9 5 %はアルミナ系介在物であった。

さらに、得られた冷延鋼板の加工性を評価したところ、全伸び 4 0 %、 r値 1. 4で高加工性鋼板は得られなかった。

〔産業上の利用可能性〕

本発明によれば、表面性状、加工性、成形性に優れた極低炭素薄鋼板を提供することができるので、本発明は、薄鋼板の用途を拡大するものであり、産業上の利用可能性は大きいものである

Claims

1 . 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N bおよび Bを添加し、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を鍀造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

請

2. 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N bおよび Bを添加して、溶鋼中に C uを 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N bと Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 1 4 ) X囲N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有させ、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1 質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を铸造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

3. 溶鋼の炭素濃度を 0. 0 0 5質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に C u、 N し N bおよび Bを添加して、溶鋼中に C uを 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N i を 0. 5 X C u濃度以下、 N b と Bを各々

- 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1

- 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有させ、さらに、溶鋼中の溶存酸素濃度を 0. 0 1 質量％以上、 0. 0 6質量％以下に調整した溶鋼を铸造することを特徴とする極低炭素鋼铸片の製造方法。

4. 前記溶鋼の脱炭に際し、真空脱ガス処理により行なうことを特徴とする請求の範囲 1〜 3のいずれかに記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

5. 前記溶鋼を铸造するに際し、電磁攪拌を行いながら鍀造することを特徴とする請求の範囲 1〜 4のいずれかに記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

6. 前記溶鋼を踌造するに際し、電磁攪拌を行って、メニスカス位置における溶鋼を 4 0 c m/ s以上、 1 0 0 c m Z s以下の平均流速で旋回させながら铸造することを特徴とする請求の範囲 5に記載の極低炭素鋼铸片の製造方法。

7. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、さらに、 C u、 N bおよび Bを含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. 5 mから 3 0 mの微細酸化物が 1 0 0 0個/ c m²以上、 1 0 0 0 0 0 0個 c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

8. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、さらに、 N b と Bを各々

- 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

- 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. 5 mから 3 の微細酸化物が 1 0 0 0個/ c m²以上、 1 0 0 0 0 0

0個/ c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

9. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量％以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N i : 0. 5 X C u質量％以下、さらに、 N bと Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 1 4) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中には直径 0. 5 mから 3 O ^ mの微細酸化物が 1 0 0 0個 Z c m²以上、 1 0 0 0 0 0 0個ノ c m²以下分散していることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

1 0. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、さらに、 C u、 N bおよび Bを含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F e を含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

1 1. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、さらに、 N bと Bを各々一 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 / 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 4 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F e を含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

1 2. C ： 0. 0 0 5質量％以下、酸可溶 A 1 : 0. 0 0 5質量 %以下、 C u : 0. 0 1〜 3. 0質量％、 N i : 0. 5 X C u質量 %以下、さらに、 N bと Bを各々

— 0. 0 2≤ N b - ( 9 3 1 2 ) X C≤ 0. 1

— 0. 0 0 2 3≤ B - ( 1 1 / 1 ) X N≤ 0. 0 0 4 5 となるように含有する鋼であって、その鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i 、 M n、 F e を含んでいることを特徴とする表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。

1 3. 前記鋼中に存在する酸化物の個数割合で 4 0 %以上が少なくとも S i酸化物、 Mn酸化物、 F e酸化物の含有率で、 2 0質量 %以上であることを特徴とする請求の範囲 1 0〜 1 2のいずれかに記載の表面性状、加工性および成形性に優れた極低炭素鋼板。