WO2016104773A1 - 王冠用鋼板の製造方法及び王冠用鋼板 - Google Patents

王冠用鋼板の製造方法及び王冠用鋼板 Download PDF

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WO2016104773A1
WO2016104773A1 PCT/JP2015/086374 JP2015086374W WO2016104773A1 WO 2016104773 A1 WO2016104773 A1 WO 2016104773A1 JP 2015086374 W JP2015086374 W JP 2015086374W WO 2016104773 A1 WO2016104773 A1 WO 2016104773A1
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WO
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crown
steel plate
less
steel sheet
rolling
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Application number
PCT/JP2015/086374
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English (en)
French (fr)
Inventor
彰 三笠
俊樹 野中
竹内　聡
Original Assignee
新日鐵住金株式会社
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a steel plate used as a crown and a steel plate used as a crown.
  • a crown 1 that is attached to a bottle mouth (a drinking mouth portion) and seals the contents of a bottle has a shell 2 that is a circular head and an annular shape that extends downward from the outer periphery of the head. Skirt 4, and a flange 5 that extends from the outer periphery of the skirt 4 and spreads radially downward.
  • a pleat 6 is formed on the flange 5. The pleat 6 serves to fix the crown 1 to the bead of the bottle formed in the bottle mouth by being deformed when the crown 1 is attached to the bottle mouth.
  • a liner 3 is disposed on the lower surface of the crown 1. When the crown 1 is attached to the bottle, the sealing effect is enhanced by pressing the liner 3 against the bottle mouth.
  • SR material is a single cold-rolled sheet.
  • SR material a steel plate having a thickness of 0.22 to 0.24 mm (crown steel plate) is mainly used. In recent years, there has been an increasing demand for such a crown steel sheet to be gauged down (thinned) from the viewpoint of cost.
  • a crown steel plate (hereinafter sometimes simply referred to as a steel plate).
  • the role of the crown is to keep the contents of the bottle in a sealed state. For this purpose, it is necessary that the contents not leak to the outside of the bottle even if the internal pressure of the bottle increases. As shown in FIG. 2, when the internal pressure of the bottle rises, a force (internal pressure 11) for lifting the shell 2 of the crown 1 upward is applied to the crown. The shell 2 is deformed by this force, and the bottle and the crown 1 are about to be separated.
  • the crown pressure resistance When the steel plate is thinned, the deformation amount of the shell 2 increases, so that the pressure resistance performance of the crown 1 with respect to the internal pressure 11 (hereinafter sometimes referred to as the crown pressure resistance) decreases.
  • a pressure resistance test for evaluating the crown pressure resistance there is, for example, an SST (Secure Seal Test) test defined in the standard of food, additives, etc. of Ministry of Health and Welfare Notification No. 370.
  • SST test a container with a crown attached and sealed, a hole with a diameter of 5 to 10 mm is made in the crown, and an air supply nozzle is installed in this hole to prevent air leakage. Connect pressure gauge and compressor.
  • this container is put into a water tank containing water, and the compressor is operated to pressurize the container until the pressure inside the container reaches 294 kPa to check for air leakage. If there is no air leakage, it is determined that sufficient pressure resistance is secured. Since the container is in water, if air leaks, bubbles will be generated in the water. In some cases, it may be required for the customer to make it impossible to leak by pressurization up to 145 PSI in the same test procedure. In that case, air leakage must occur at 145 PSI. That's fine.
  • FIG. 3 shows the results of investigating the relationship between YP (yield strength) and plate thickness of a conventional material (crown steel plate).
  • a region C is a region in which a crown pressure resistance can be secured with a general crown shape
  • a region D is a region in which the material YP is low and the crown pressure resistance cannot be secured. That is, according to FIG. 3, it can be seen that the YP that can ensure the crown pressure resistance increases as the plate thickness decreases. For example, with 0.22mm, which is the plate thickness often used in the past, the crown pressure resistance can be secured with a yield strength (YP) of about 400MPa, but with 0.18mm, 570MPa is necessary, and the crown pressure resistance is secured at 0.17mm or less. In order to do so, a yield strength of 700 MPa or more is required.
  • YP yield strength
  • the region B in FIG. 3 is a region where the material YP is high and is difficult to manufacture. Therefore, in a general crown shape, it is not easy to reduce the thickness to less than 0.18 mm by increasing the strength, and it is particularly difficult to reduce the thickness to 0.17 mm or less.
  • Patent Document 1 As a means for solving the above problems, for example, Patent Document 1 has been proposed. That is, in Patent Document 1, as shown in FIG. 4, a method of suppressing the lifting deformation of the shell 2 from reaching the contact portion between the bottle and the crown 1 by applying a bead processing 21 to the shell 2 of the crown 1. Is disclosed. However, as a result of investigations by the present inventors, it was confirmed that the crown shape change in which the bead processing 21 is performed may fail to pass the crown pressure resistance test at a plate thickness of 0.17 mm or less.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a steel plate for a crown and a steel plate for a crown that can ensure the crown pressure resistance even when the thickness is reduced (even when the thickness is reduced) without increasing the liner thickness.
  • the term “thin” means a thickness of less than 0.18 mm.
  • the present inventor has repeatedly studied to solve the above problems. As a result, by properly selecting the components in the steel sheet (mainly carbon), the annealing temperature, and the tension between the stands during secondary cold rolling after annealing, the thickness is less than 0.18 mm, preferably 0.17 mm or less. However, it has been found that it is possible to produce a steel sheet that satisfies a sufficient crown pressure resistance.
  • the present invention has been made based on the above findings. (1) That is, the method for manufacturing a steel plate for crowns according to one aspect of the present invention has a chemical composition of mass%, C: 0.0010% to 0.0060%, Si: 0.005 to 0.050%.
  • C in the formula is the C content in mass%
  • T is the annealing temperature in unit ° C
  • t is the tension between the stands in the secondary cold rolling in unit MPa.
  • the chemical composition is in mass%, Ti: 0.01 to 0.100%, Nb: 0.002 to 0.080%, B : One or more of 0.0003 to 0.0080% may be contained.
  • the method for manufacturing a steel plate for a crown according to (1) or (2) may further include a Sn plating step of performing Sn plating on the cold-rolled steel plate after the secondary cold rolling. .
  • the manufacturing method of the steel plate for crowns according to (1) or (2) may further include a Cr plating step of applying Cr plating to the cold-rolled steel plate after the secondary cold rolling. .
  • a crown steel plate according to another aspect of the present invention is a crown steel plate, the chemical composition of which is mass%, C: 0.0010% to 0.0060%, Si: 0.005 to 0.050%, Mn: 0.10% to 0.50%, Ti: 0 to 0.100%, Nb: 0 to 0.080%, B: 0 to 0.0080%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Al: 0.1000% or less, N: 0.0100% or less, and the balance contains Fe and impurities; with respect to the rolling direction of the steel sheet
  • the minimum r value in the direction of 25 to 65 ° is 1.80 or more, and the average value of the r values in the direction of 0 ° or more and less than 360 ° with respect to the rolling direction is 1.70 or more. Yes; Yield strength is 570 MPa or more.
  • the chemical composition is in mass%, Ti: 0.01 to 0.100%, Nb: 0.002 to 0.080%, B: 0.00. One or more of 0003 to 0.0080% may be contained.
  • the crown steel plate according to the above (5) or (6) may further have a Sn plating layer on the surface of the steel plate.
  • the crown steel plate according to the above (5) or (6) may further have a Cr plating layer on the surface of the steel plate.
  • the manufacturing method according to the above aspect of the present invention it is possible to provide a steel plate for a crown that is a material for a crown that can secure a crown withstand pressure even at a low thickness. Moreover, when the crown steel plate according to the above aspect of the present invention is processed into a crown, it is possible to ensure the crown pressure resistance even in a thin thickness.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the external appearance (left half) and cross section (right half) of a crown. It is a schematic diagram showing the state which a crown deform
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the expression (1) of the present invention and the minimum value of r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction. It is a graph which shows the range in which the crown steel plate in this embodiment can ensure a crown pressure
  • a method for manufacturing a steel plate for a crown according to an embodiment of the present invention may be referred to as a manufacturing method according to the present embodiment
  • a steel plate for a crown according to an embodiment of the present invention the steel plate according to the present embodiment
  • the manufacturing method includes the following steps (i) to (vi).
  • An annealing process in which the cold rolled steel sheet after the cold rolling process is annealed at an annealing temperature T.
  • C is an element that contributes to the strength of the steel sheet. If the C content is less than 0.0010%, it is difficult to ensure sufficient strength. Therefore, the C content is set to 0.0010% or more. Preferably it is 0.0030% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.0060%, the r value and the ductility are significantly lowered. Therefore, the C content is 0.0060% or less.
  • Si is an element that is effective as a deoxidizer and also effective in securing strength. In order to obtain this effect, the Si content is set to 0.005% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.050%, surface defects called scale patterns are generated in the hot rolling process, and the appearance is impaired. Therefore, the Si content is set to 0.050% or less. If the Si content exceeds 0.030%, deterioration of corrosion resistance may become a problem, and therefore the Si content is preferably 0.030% or less depending on the type of contents.
  • Mn is an element effective in preventing hot cracking due to S. In order to acquire this effect, Mn content shall be 0.10% or more. On the other hand, when the Mn content is excessive, the corrosion resistance is deteriorated, and the cold rolling property and crown formability are deteriorated due to the hardening of the steel plate. Therefore, the upper limit of the Mn content is 0.50%.
  • P 0.040% or less
  • P is a harmful element that hardens steel and deteriorates workability, and is an element that causes molding defects during crown molding. Therefore, it is preferable that the P content is small. However, when the P content exceeds 0.040%, the deterioration of workability becomes remarkable, so the P content is set to 0.040% or less. In order to stably produce a crown shape, the P content is preferably 0.020% or less. Since it is preferable that the P content is small, the lower limit is not particularly specified and may be 0%. However, if the P content is less than 0.001%, the cost and time for dephosphorization increase remarkably. The lower limit may be 0.001%.
  • S 0.040% or less
  • S is an element that exists as an inclusion in steel, lowers ductility, causes surface cracks, and causes appearance defects and deterioration of corrosion resistance. Therefore, it is preferable that the S content is small. However, if the S content exceeds 0.040%, the above-described adverse effects become remarkable, so the S content is set to 0.040% or less. In particular, when good corrosion resistance is required, the S content is desirably 0.005% or less. Since the lower S content is preferred, the lower limit is not particularly specified and may be 0%. However, when the S content is less than 0.001%, the cost and time for desulfurization increase remarkably. The lower limit may be 0.001%.
  • Al needs to be 0.1000% or less according to the standard of the steel plate for crowns (for example, ASTM standard).
  • Al is an element that combines with N to form AlN.
  • N is present in the steel sheet, if the Al content exceeds 0.1000%, the AlN becomes coarse and is dissolved. N is reduced.
  • the solid solution N is reduced, the effect of strengthening the solid solution of N is reduced, and it is difficult to ensure the required strength. Therefore, the Al content is 0.1000% or less.
  • Al is effective as a deoxidizing material, and from the viewpoint of improving castability by deoxidation, the Al content is preferably 0.005% or more.
  • N 0.0100% or less
  • the manufacturing method according to the present embodiment is based on the use of a slab containing the above-described chemical components, with the balance being Fe and impurities.
  • an impurity means the component mixed by raw materials, such as an ore and a scrap, and other factors, when manufacturing steel materials industrially.
  • one or more selected from the group consisting of Ti, Nb, and B may be contained within the range described below. Good.
  • Ti, Nb, and B are not essential, the lower limit of the content is 0%.
  • the effect of the manufacturing method according to the present embodiment is not impaired.
  • Ti 0.01-0.100%) (Nb: 0.002 to 0.080%) (B: 0.0003 to 0.0080%)
  • Ti, Nb, and B all form carbides and nitrides and are effective elements for improving the workability of the steel sheet. Therefore, you may contain 1 type or in combination of 2 or more type as needed. If the Ti content is less than 0.01%, sufficient workability improvement effect cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a workability improving effect, it is desirable that the Ti content be 0.01% or more. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.100%, hard precipitates are generated and the corrosion resistance is lowered. Therefore, even when Ti is contained, the Ti content is preferably 0.100% or less.
  • the Nb content is desirably 0.002% or more.
  • the Nb content exceeds 0.080%, the recrystallization temperature rises due to the pinning effect of the crystal grain boundaries caused by the Nb-based precipitates, and the plate workability of the continuous annealing furnace decreases. Therefore, even when Nb is contained, the Nb content is preferably 0.080% or less.
  • the B content is less than 0.0003%, a sufficient workability improving effect cannot be obtained. Therefore, it is desirable to contain 0.0003% or more to obtain the workability improving effect.
  • the B content exceeds 0.0080%, B segregates at the recrystallized grain boundary during continuous annealing, and recrystallization is delayed. Therefore, even when B is contained, the B content is preferably 0.0080% or less.
  • ⁇ Heating process, hot rolling process, pickling process and cold rolling process> a slab having the above chemical composition is heated, hot-rolled, and wound to obtain a hot-rolled steel sheet. Moreover, after pickling this hot-rolled steel sheet, it cold-rolls to obtain a cold-rolled steel sheet. What is necessary is just to perform according to a conventional method from a heating process to a cold rolling process.
  • the heating temperature (heating furnace extraction temperature) in the heating process may be 1140 ° C. or more
  • the winding temperature in the hot rolling process may be 750 ° C. or less
  • the rolling reduction during cold rolling may be 80% to 95%.
  • Annealing process The cold rolled steel sheet after the cold rolling process is annealed.
  • Annealing may be performed by a conventional method such as continuous annealing.
  • the annealing temperature T is desirably 710 ° C. to 800 ° C.
  • Secondary cold rolling is performed on the cold-rolled steel sheet after annealing.
  • the secondary cold rolling is preferably performed in a so-called two-stand temper pass mill (hereinafter referred to as TPM) composed of two stands.
  • TPM two-stand temper pass mill
  • the tension t applied to the steel plate between the two stands is usually the reduction ratio distribution between the first stand and the second stand and / or the rolling roll from the second stand to the steel plate. It is determined in consideration of roughness transfer and the like.
  • the present inventors have improved workability in the steel sheet after the secondary cold rolling by controlling the inter-stand tension t in an appropriate range according to the chemical component (particularly C content) and the annealing temperature. It was found that it can be made.
  • the minimum value of the r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction of the steel sheet is 1.80 or more, and the r value in the direction of 0 ° or more and less than 360 ° with respect to the rolling direction. If the average value can be secured to 1.70 or more, the workability at the time of processing into the crown is improved.
  • the inventors investigated secondary cold rolling conditions for obtaining an r-value distribution that can ensure the required workability. As a result, the above-described r value can be obtained by appropriately adjusting the C content in the steel sheet, the annealing temperature T, and the inter-stand tension t in secondary cold rolling after annealing, and satisfying the following expression (1). I found out.
  • FIG. 6 shows the relationship between the value on the right side of Equation (1) and the minimum value of the r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction. If the value on the right side of Equation (1) is less than 350, the minimum r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction is less than 1.8.
  • the value on the right side of Equation (1) is set to 350 or more.
  • the upper limit of the value on the right side of Equation (1) is not particularly limited from the viewpoint of the material, if the value on the right side of Equation (1) exceeds 550, the annealing temperature T becomes too high, causing trouble in the annealing line. There is a concern that the plate may break or the inter-stand tension t becomes too high. Therefore, it is preferable to adjust the C content, the annealing temperature, and the inter-stand tension so that the value on the right side of the formula (1) is 550 or less.
  • the inter-stand tension t is preferably 98 MPa or more, and the inter-stand tension t is preferably 294 MPa or less in order to avoid a trouble of breaking the steel plate.
  • the strength of the material is increased by processing strengthening, or the surface roughness is adjusted by reducing the thickness of the material. be able to. From these points, it is preferable that the rolling reduction of the secondary cold rolling is 18% to 40%. If the rolling reduction of secondary cold rolling is less than 18%, the required strength may not be ensured. In addition, due to equipment constraints, most TPMs have a reduction rate of about 40%, and when the reduction rate exceeds 40%, the r value in the direction of 0 ° or 90 ° with respect to the rolling direction decreases, and the average r value May decrease.
  • the rolling reduction of secondary cold rolling is the cumulative rolling reduction in the two stands.
  • the steel plate according to this embodiment can be obtained by the manufacturing method according to this embodiment described above.
  • the steel plate according to the present embodiment has the following configuration.
  • (II) The minimum r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction of the steel sheet is 1.80 or more, and the r in the direction of 0 ° or more and less than 360 ° with respect to the rolling direction. The average value is 1.70 or more.
  • the steel plate according to the present embodiment has the above chemical composition.
  • the content of each component element and the reason for the limitation are the same as those described in the description of the manufacturing method according to the present embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the minimum value of r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction of the steel sheet is 1.80 or more, and the average value of the r value in the direction of 0 ° or more and less than 360 ° with respect to the rolling direction is 1.70 or more>
  • the present inventors investigated the reason why the crown pressure resistance cannot be secured even if the shell of the crown is subjected to bead processing as in Patent Document 1. As a result, the following knowledge was obtained. That is, when the crown is attached to the bottle mouth, the liner is pressed against the bottle mouth. At that time, the liner is crushed and deformed. When the internal pressure rises, the crown shell and the bottle tend to separate from each other.
  • the deformed liner shape is restored and the gap between the shell and the bottle mouth is closed to maintain the crown pressure resistance.
  • the crushed liner escapes into the gap and contributes to compensation for shell deformation due to an increase in internal pressure. It has been found that the amount of deformation is insufficient (that is, the gap between the crown shell and the bottle mouth cannot be closed).
  • the present inventors determined that whether or not a gap is formed between the shoulder and the bottle mouth when the crown is attached to the bottle mouth depends on the r value of the steel plate as the material, and the r value of the steel plate and the crown pressure resistance.
  • FIG. 5 shows the correlation between the r value and the crown pressure resistance.
  • the minimum value of r value in the direction of 25 to 65 ° with respect to the rolling direction of the steel sheet is 1.80 or more, and 0 ° or more with respect to the rolling direction. If the average r value (average r value) in a direction less than 360 ° (all directions) is 1.70 or more, the crown does not have a gap when it is wound, and 145 PSI is secured in the crown pressure test (SST test). I found it possible.
  • a hole with a diameter of 5 to 10 mm is made in the crown portion of a container sealed with a crown, and an air supply nozzle is attached so that there is no air leakage.
  • a pressure gauge and a compressor were connected and the compressor was operated and pressurized to 145 PSI, it was found that there was no air leakage.
  • the r value of the steel sheet used as the crown material affects the adhesion (the presence or absence of voids) when the crown is attached to the bottle mouth, which is a new finding obtained by the present inventors. .
  • the r value is 1.80 or more in all directions (0 to 360 °) with respect to the rolling direction, it is not essential.
  • the crown shape is appropriate even in a thin steel plate, and the crown pressure resistance can be secured.
  • the minimum r value of 25 to 65 ° is 1.80 or more, if the r value outside this range is low and the average r value is less than 1.70, the crown pressure resistance cannot be secured.
  • the average r value is 1.70 or more, if the minimum r value of 25 to 65 ° is less than 1.80, the crown pressure resistance cannot be secured.
  • the upper limit of the average r value and the minimum r value of 25 to 65 ° it is not necessary to limit the upper limit of the average r value and the minimum r value of 25 to 65 °. However, since it is difficult to actually make the r value over 2.5, the upper limit is set to 2 .5 may be used.
  • ⁇ r (r0 ° + r90 ° ⁇ 2 ⁇ r45 °) / 2).
  • the minimum r value and the average r value described above are based on crystal orientation data obtained by an EBSD (Electron Backscatter Diffraction) method using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Can be calculated. Specifically, after pre-processing (acetone ultrasonic degreasing) to the test material, it was set on the SEM / EBSD sample stage, and 0.2 ⁇ m intervals for the region of RD direction: 120 ⁇ m and TD direction: 100 ⁇ m. Then, orientation measurement was performed. For the measurement, an electrolytic emission scanning electron microscope (JSM-7001F manufactured by JEOL Ltd.) was used, and the acceleration voltage was set to 25 kV.
  • JSM-7001F manufactured by JEOL Ltd.
  • the minimum r value and the average r value described above can also be measured by a method using a tensile test.
  • a tensile test piece is taken in a direction of 5 ° in a range of 0 ° to 90 ° with respect to the rolling direction from the steel sheet, and a tensile test is performed according to JIS Z 2241. It can be determined from the r value.
  • 0 to 90 °, 90 to 180 °, 180 to 270 °, and 270 to 360 ° are considered to be substantially equivalent, and therefore, based on the r-value measurement results of 0 to 90 °, 0 to less than 360 ° The average r value may be obtained.
  • YP570MPa or more In order to suppress the deformation of the crown shell due to the internal pressure of the contents enclosed by the crown, it is necessary to ensure the minimum pressure strength, and it is necessary to increase the pressure strength when the plate thickness is reduced as shown in FIG. For example, when the thickness is less than 0.18 mm, a yield strength of 570 MPa or more is required. When the yield strength is less than 570 MPa, even if the r value is within the above range, the amount of deformation of the crown shell due to the internal pressure increases, and the crown pressure resistance cannot be secured. In addition, when YP is 700 MPa or more, it is difficult to manufacture with general equipment. Therefore, the upper limit of YP may be less than 700 MPa.
  • the steel plate (crown steel plate) according to the present embodiment can be used with Sn plating or Cr plating on the surface for the purpose of improving corrosion resistance and the like. That is, you may have Sn plating layer or Cr plating layer further on the surface of the steel plate. Even if the Sn plating layer or the Cr plating layer exists, the effect of the steel sheet according to the present embodiment is not impaired. Further, even if the plating layer is further subjected to chromate treatment or the like, the effect of the present embodiment is not impaired.
  • the steel plate according to the present embodiment can be processed into a crown by a known method. Even if the crown obtained using the steel plate according to this embodiment has a thickness of less than 0.18 mm, and even 0.17 mm or less, the crown pressure resistance can be ensured. Specifically, the steel plate according to the present embodiment can ensure the crown pressure resistance even in the region A of FIG. Even after being processed into a crown, the unprocessed portion of the crown, that is, the center of the shell to the liner, exhibits the same characteristics as the steel plate. Even in the case of a crown, the rolling direction at the time of manufacturing the steel sheet can be determined by observing the structure and inclusions.
  • a slab having the components shown in Table 1 is heated at 1000 to 1300 ° C., hot-rolled at a finishing temperature of Ar 3 or higher, wound at 500 to 800 ° C., pickled, and then at a reduction rate of 80 to 98%.
  • it annealed on the conditions shown in Table 2 annealing temperature T, secondary cold rolling rate, tension t between stands at the time of secondary cold rolling, the value of the right side of Formula (1)). And secondary cold rolling was performed.
  • the unit in Table 1 is mass%, and the balance is Fe and impurities.
  • the obtained steel sheet was evaluated for YP, average r value, minimum r value of 25 to 65 °, and appearance.
  • the obtained steel sheet was processed into a crown, and the average r value, the minimum r value of 25 to 65 °, the crown pressure resistance, and the crown shape were evaluated.
  • YP YP was measured by the metal material tensile test method shown in “JIS Z 2241” using the test pieces shown in FIGS. 8A and 8B. The test piece was taken in parallel to the rolling direction of the coil from the inner side of 25 mm or more from the coil edge.
  • the average r value and the minimum r value of 25 to 65 ° were calculated based on crystal orientation data obtained by EBSD (Electron Backscatter Diffraction). Specifically, after pre-processing (acetone ultrasonic degreasing) to the test material, it was set on the SEM / EBSD sample stage, and 0.2 ⁇ m intervals for the region of RD direction: 120 ⁇ m and TD direction: 100 ⁇ m. Then, orientation measurement was performed. For the measurement, an electrolytic emission scanning electron microscope (JSM-7001F manufactured by JEOL Ltd.) was used, and the acceleration voltage was set to 25 kV.
  • JSM-7001F electrolytic emission scanning electron microscope
  • crown shape The crown shape is evaluated by visually observing whether the folds are uniformly formed over the entire circumference. If it is determined to be uniform, it is accepted (OK), and if it is determined to be non-uniform, it is rejected (NG). evaluated.
  • the crown pressure resistance was evaluated as follows. That is, a hole with a diameter of 2 to 5 mm is made in a crown filled with the contents of the bottle and sealed, and an air supply nozzle is attached so as not to leak air, and a pressure gauge and a compressor are connected to this. Next, the bottle is placed in a water tank containing water, and the compressor is operated to pressurize. The pressure at the time of air leakage is set as the crown pressure resistance, and the case where the crown pressure resistance is 145 PSI or more is judged as acceptable. did.
  • Table 3 shows the evaluation results.
  • the crown shape and appearance evaluation were unacceptable, the crown could not be used as a crown or could not be processed into a crown, so the pressure resistance evaluation was not performed. For this reason, the results of the pressure resistance test are not described.
  • the crown steel plate manufactured by the manufacturing method of the present invention has a high YP, average r value and minimum r value of 25 to 65 °, and targets all of the crown pressure resistance, crown shape, and appearance.
  • Table 1 a crown having sufficient pressure resistance and workability could be manufactured even with a steel plate having a thickness of 0.15 mm.
  • the average r value of the crown after the steel plate was processed and the minimum r value of 25 to 65 ° showed a tendency similar to that of the steel plate for the crown before processing.
  • the present invention it is possible to manufacture a steel plate that can ensure the crown pressure resistance when the crown is tightened even in a thin thickness.
  • the steel sheet of the present invention has a higher r value compared to the conventional steel sheet, and the crown cost can be reduced by gauge down. Therefore, industrial applicability is high.

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Abstract

　この王冠用鋼板の製造方法は、所定の化学組成を含有するスラブを、加熱する加熱工程と；前記加熱工程後の前記スラブを熱間圧延して巻取ることで熱延鋼板を得る熱延工程と；前記熱延工程後の前記熱延鋼板を酸洗する酸洗工程と；前記酸洗工程後の前記熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得る冷延工程と；前記冷延工程後の前記冷延鋼板を、焼鈍温度Ｔ（℃）で焼鈍する焼鈍工程と；前記焼鈍工程後の冷延鋼板を、スタンド間張力ｔ（ＭＰａ）と前記焼鈍温度Ｔとが３５０≦０．０６７×ｌｎ（ｔ）×Ｔ×（－０．２３×ｌｎ（Ｃ）＋０．２５）を満たすように設定された２スタンドの圧延機を用いて、二次冷間圧延を行う二次冷間圧延工程と；を有する。　ここで、式中のＣは質量％でのＣ含有量である。

Description

王冠用鋼板の製造方法及び王冠用鋼板
　本発明は、王冠として用いられる鋼板の製造方法及び王冠として用いられる鋼板に関する。本願は、２０１４年１２月２６日に、日本に出願された特願２０１４－２６４５０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　図１に示すように、瓶口（飲み口部）に装着して、瓶の内容物を封止する王冠１は、円形の頭部であるシェル２と、頭部の外周から下方に伸びる環状のスカート４、スカート４の外周部から延びて下方に放射状に広がるフランジ５を有する。フランジ５にはヒダ６が形成される。ヒダ６は、王冠１を瓶口に取り付ける際に、変形することにより瓶口に成形された瓶のビードへ王冠１を固定する役目をはたす。また王冠１の下側の表面にはライナー３が配置される。王冠１が瓶に取り付けられた際、ライナー３が瓶口に押し付けられることにより、封止の効果が高められる。瓶口及び王冠１の寸法は規格化されており、瓶口の口径は２７ｍｍ、王冠１の高さは５．９７ｍｍとなっている。従来の王冠用素材はテンパーグレード４（以下、Ｔ－４とする）のＳＲ材（ＳＲ材とは１回冷間圧延板を示す）の規格材が主に用いられている。また、従来、王冠用素材としては、板厚が０．２２～０．２４ｍｍの鋼板（王冠用鋼板）が主に用いられている。このような王冠用鋼板について、近年コストの観点からゲージダウン（薄手化）の要求が高まっている。
　しかしながら、王冠用鋼板（以下単に鋼板と言う場合がある）の薄手化を行うには、下記の問題がある。
　王冠の役割は瓶の内容物を封止状態に保つことであり、そのためには、瓶の内圧上昇によっても内容物が瓶の外部に漏れない性能が必要である。図２に示すように、瓶の内圧が上昇すると王冠１のシェル２を上方に持ち上げる力（内圧１１）が王冠に加わる。この力によってシェル２が変形し、瓶と王冠１が離れようとする。鋼板を薄手化するとシェル２の変形量が増加するので、内圧１１に対する王冠１の耐圧性能（以下、王冠耐圧と呼称する場合がある）が低下する。
　ここで、王冠耐圧を評価するための耐圧試験としては、例えば、厚生省告示第３７０号の食品、添加物等の規格基準に規定されたＳＳＴ（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｓｅａｌ　Ｔｅｓｔ）試験がある。このＳＳＴ試験とは、王冠を取り付けて密封した容器の、王冠部に直径５～１０ｍｍの穴をあけ、空気漏れのないようにこの穴に送気用ノズルを装着し、更に、ノズルに対して圧力計及び圧縮機を接続する。次に、この容器を水の入った水槽内に入れるとともに、圧縮機を作動させ容器内部の圧力が２９４ｋＰａになるまで加圧を行い、空気漏れの有無を調べる方法である。空気の漏れがなければ、十分な耐圧が確保できていると判断される。なお、容器は水の中に入っているので、空気の漏れが生じた場合には、水中に泡が生じることになる。
　なお、需要家によっては、同様な試験要領にて１４５ＰＳＩまでの加圧にて漏れないことを必須とすることが要求される場合もあるので、その場合には、１４５ＰＳＩで空気の漏れが生じなければよい。
　薄手化による変形量増加（耐圧性能低下）を抑制する一般的な方法として、鋼板の高強度化が考えられる。しかしながら、発明者らによる検討の結果、鋼板を高強度化する方法では、板厚０．１８ｍｍ未満への薄手化は容易ではなく、特に、板厚０．１７ｍｍ以下への薄手化は困難であることが分かった。理由を以下に示す。
　図３は、従来の素材（王冠用鋼板）のＹＰ（降伏強度）と板厚との関係を調査した結果である。図３において、領域Ｃは、一般的な王冠形状で王冠耐圧が確保できる領域であり、領域Ｄは、素材のＹＰが低く、王冠耐圧が確保できない領域である。すなわち、図３によれば、板厚減少に伴い王冠耐圧を確保可能なＹＰが上昇することが分かる。例えば、従来多く使われる板厚である０．２２ｍｍでは４００ＭＰａ程度の降伏強度（ＹＰ）で王冠耐圧が確保可能だが、０．１８ｍｍでは、５７０ＭＰａが必要であり、０．１７ｍｍ以下で王冠耐圧を確保するためには７００ＭＰａ以上の降伏強度が必要となる。しかしながら、特に、ＹＰが７００ＭＰａ以上である高強度鋼板を製造するには、二次冷間冷延圧下率を設備能力限界レベルに高くする必要があるので、製造が困難である。そのため、図３の領域Ｂは、素材のＹＰが高く、製造が困難な領域である。
　したがって、一般的な王冠形状において、高強度化による板厚０．１８ｍｍ未満への薄手化は容易ではなく、特に、板厚０．１７ｍｍ以下への薄手化は困難である。
　上記の課題を解決する手段として、例えば特許文献１が提案されている。即ち、特許文献１には、図４に示すように、王冠１のシェル２にビード加工２１を施すことにより、シェル２の持ち上がり変形が瓶と王冠１との接触部に及ぶのを抑制する方法が開示されている。しかしながら、本発明者らが調査した結果、このようなビード加工２１を行う王冠形状の変更では、板厚０．１７ｍｍ以下において王冠耐圧試験に合格することができない場合があることを確認した。
　鋼板を薄手化した場合に王冠耐圧を確保する別の手段として、シェルの変形量が増加しても隙間が生じないよう、ライナーの厚みを増加させる方法が考えられる。しかしながら、ライナー厚みの増加はコストの増加に直結するため望ましくない。
国際公開ＷＯ／２００９／００９４２９号
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされた。本発明の目的は、ライナー厚みを増加させることなく、薄厚にした場合でも（薄手化した場合でも）王冠耐圧を確保することができる王冠用鋼板の製造方法及び王冠用鋼板を提供することである。本発明において、薄厚とは、板厚０．１８ｍｍ未満を言う。
　本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた。その結果、鋼板中の成分（主に炭素）、焼鈍温度、焼鈍後の二次冷間圧延時のスタンド間張力を適切に選択することによって、板厚０．１８ｍｍ未満、好ましくは０．１７ｍｍ以下でも十分な王冠耐圧を満たす鋼板を製造することが可能であることを知見した。
　本発明は上記の知見に基づいてなされたものである。
　（１）すなわち、本発明の一態様に係る王冠用鋼板の製造方法は、化学組成として、質量％で、Ｃ：０．００１０％～０．００６０％、Ｓｉ：０．００５～０．０５０％、Ｍｎ：０．１０％～０．５０％、Ｔｉ:０～０．１００％、Ｎｂ：０～０．０８０％、Ｂ：０～０．００８０％、を含有し、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０４０％以下、Ａｌ：０．１０００％以下、Ｎ：０．０１００％以下、に制限し、残部がＦｅおよび不純物を含有するスラブを、加熱する加熱工程と；前記加熱工程後の前記スラブを熱間圧延して巻取ることで熱延鋼板を得る熱延工程と；前記熱延工程後の前記熱延鋼板を酸洗する酸洗工程と；前記酸洗工程後の前記熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得る冷延工程と；前記冷延工程後の前記冷延鋼板を、焼鈍温度Ｔで焼鈍する焼鈍工程と；前記焼鈍工程後の冷延鋼板を、スタンド間張力ｔと前記焼鈍温度Ｔとが下記式（ａ）を満たすように設定された２スタンドの圧延機を用いて、二次冷間圧延を行う二次冷間圧延工程と；を有する。
３５０≦０．０６７×ｌｎ（ｔ）×Ｔ×（－０．２３×ｌｎ（Ｃ）＋０．２５）　　（ａ）
　ここで、式中のＣは質量％でのＣ含有量であり、Ｔは単位℃での焼鈍温度であり、ｔは単位ＭＰａでの前記二次冷間圧延におけるスタンド間張力である。
　（２）上記（１）に記載の王冠用鋼板の製造方法は、前記化学組成が、質量％で、Ｔｉ：０．０１～０．１００％、Ｎｂ：０．００２～０．０８０％、Ｂ：０．０００３～０．００８０％のうちの１種または２種以上を含有してもよい。
　（３）上記（１）または（２）に記載の王冠用鋼板の製造方法は、前記二次冷間圧延の後に、前記冷延鋼板にＳｎメッキを施すＳｎめっき工程をさらに有してもよい。
　（４）上記（１）または（２）に記載の王冠用鋼板の製造方法は、前記二次冷間圧延の後に、前記冷延鋼板にＣｒメッキを施すＣｒめっき工程をさらに有してもよい。
　（５）本発明の別の態様に係る王冠用鋼板は、王冠用の鋼板であって、化学組成として、質量％で、Ｃ：０．００１０％～０．００６０％、Ｓｉ：０．００５～０．０５０％、Ｍｎ：０．１０％～０．５０％、Ｔｉ:０～０．１００％、Ｎｂ：０～０．０８０％、Ｂ：０～０．００８０％、を含有し、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０４０％以下、Ａｌ：０．１０００％以下、Ｎ：０．０１００％以下、に制限し、残部がＦｅおよび不純物を含有し；前記鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値が１．８０以上であり、かつ、前記圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向の前記ｒ値の平均値が１．７０以上であり；降伏強度が５７０ＭＰａ以上である。
　（６）上記（５）に記載の王冠用鋼板は、前記化学組成が、質量％で、Ｔｉ:０．０１～０．１００％、Ｎｂ：０．００２～０．０８０％、Ｂ：０．０００３～０．００８０％のうちの１種または２種以上を含有してもよい。
　（７）上記（５）または（６）に記載の王冠用鋼板は、前記鋼板の表面にさらにＳｎメッキ層を有してもよい。
　（８）上記（５）または（６）に記載の王冠用鋼板は、前記鋼板の表面にさらにＣｒメッキ層を有してもよい。
　本発明の上記態様に係る製造方法によれば、低コストで、薄厚においても王冠耐圧の確保が可能な王冠の素材となる王冠用鋼板を提供できる。また、本発明の上記態様に係る王冠用鋼板を王冠に加工した場合、薄厚においても王冠耐圧の確保が可能となる。
王冠の外観（左半分）及び断面（右半分）を示す図である。 王冠が内圧により変形する状態を表した模式図である。 素材（王冠用鋼板）の板厚とＹＰとの関係において、王冠耐圧が確保できる範囲を示すグラフである。 王冠にビード加工した例の模式図である。 圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値及び０°以上３６０°未満の方向のｒ値の平均値（平均ｒ値）と、王冠耐圧試験の合否との関係を示すグラフである。 本発明の式（１）と、圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値との関係を示すグラフである。 素材（王冠用鋼板）の板厚とＹＰとの関係において、本実施形態における王冠用鋼板が王冠耐圧を確保できる範囲を示すグラフである。 引張試験片の試験片形状を示す図である。 図８Ａの引張試験辺の平行部を詳細に説明するための図である。
　以下に本発明の一実施形態に係る王冠用鋼板の製造方法（本実施形態に係る製造方法と言う場合がある）及び本発明の一実施形態に係る王冠用鋼板（本実施形態に係る鋼板と言う場合がある）について、詳細に説明する。
　本実施形態に係る製造方法は、以下の（ｉ）～（ｖｉ）の工程を含むことを特徴とする。
（ｉ）所定の化学組成を有するスラブを、加熱する加熱工程。
（ｉｉ）加熱された前記スラブを熱間圧延して巻取ることで熱延鋼板を得る熱延工程。
（ｉｉｉ）熱延工程後の熱延鋼板を酸洗する酸洗工程。
（ｉｖ）酸洗工程後の熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得る冷延工程。
（ｖ）冷延工程後の冷延鋼板を、焼鈍温度Ｔで焼鈍する焼鈍工程。
（ｖｉ）焼鈍工程後の冷延鋼板を、スタンド間張力ｔと前記焼鈍温度Ｔとが所定の関係を満たすように設定された２スタンドの圧延機を用いて、二次冷間圧延を行う二次冷間圧延工程。
　本実施形態に係る製造方法では、所定の化学組成を有するスラブを用いる必要がある。各成分元素の含有量及びその限定理由は以下の通りである。
（Ｃ：０．００１０～０．００６０％）
　Ｃは、鋼板の強度に寄与する元素である。Ｃ含有量が０．００１０％未満では十分な強度を確保することが困難となるので、Ｃ含有量を０．００１０％以上とする。好ましくは０．００３０％以上である。一方、Ｃ含有量が０．００６０％を超えるとｒ値及び延性が著しく低下する。そのためＣ含有量を０．００６０％以下とする。
（Ｓｉ：０．００５～０．０５０％）
　Ｓｉは、脱酸材として有効であるとともに、強度確保にも有効な元素である。この効果を得るため、Ｓｉ含有量を０．００５％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が０．０５０％を超えると熱延工程においてスケール模様と呼ばれる表面欠陥が発生し外観が損なわれる。そのため、Ｓｉ含有量を０．０５０％以下とする。Ｓｉ含有量が０．０３０％を超えると、耐食性の劣化が問題となる場合があるので、内容物の種類によってはＳｉ含有量を０．０３０％以下とすることが好ましい。
（Ｍｎ：０．１０～０．５０％）
　Ｍｎは、Ｓによる熱間割れを防止する上で有効な元素である。この効果を得るため、Ｍｎ含有量を０．１０％以上とする。一方で、Ｍｎ含有量が過剰になると、耐食性が悪化するとともに、鋼板の硬質化によって冷間圧延性及び王冠成形性が悪化する。そのため、Ｍｎ含有量の上限を０．５０％とする。
（Ｐ：０．０４０％以下）
　Ｐは、鋼を硬質化させ、加工性を悪化させる有害な元素であり、王冠成形時の成形不良をひきおこす元素である。そのため、Ｐ含有量は少ない方が好ましい。しかしながら、Ｐ含有量が０．０４０％を超えると、加工性の悪化が顕著となるので、Ｐ含有量を０．０４０％以下とする。王冠形状を安定的に製造するには、Ｐ含有量を０．０２０％以下とするのが好ましい。Ｐ含有量は少ない方が好ましいので、下限は特に規定せず０％でもよいが、Ｐ含有量を０．００１％未満にすると、脱りんに係るコストおよび時間が著しく増加するので、Ｐ含有量の下限を０．００１％としてもよい。
（Ｓ：０．０４０％以下）
　Ｓは、鋼中に介在物として存在し、延性を低下させるとともに、表面割れを引き起こして外観不良や耐食性の劣化をもたらす元素である。そのため、Ｓ含有量は少ない方が好ましい。しかしながら、Ｓ含有量が０．０４０％を超えると上記の悪影響が著しくなるので、Ｓ含有量を０．０４０％以下とする。特に良好な耐食性が要求される場合においてはＳ含有量を０．００５％以下とすることが望ましい。Ｓ含有量は少ない方が好ましいので、下限は特に規定せず０％でもよいが、Ｓ含有量を０．００１％未満にする場合、脱硫に係るコストおよび時間が著しく増加するので、Ｓ含有量の下限を０．００１％としてもよい。
（Ａｌ：０．１０００％以下）
　Ａｌは、王冠用鋼板の規格（例えばＡＳＴＭ規格）に沿えば、０．１０００％以下とする必要がある。また、Ａｌは、Ｎと結合してＡｌＮを形成する元素であり、鋼板中にＮが存在する場合には、Ａｌ含有量が０．１０００％超となると、ＡｌＮが粗大化するとともに、固溶Ｎが低減する。固溶Ｎが低減するとＮの固溶強化の効果が小さくなり、必要強度を確保することが困難となる。そのためＡｌ含有量を０．１０００％以下とする。一方、Ａｌは脱酸材として有効であり、脱酸による鋳造性向上の観点からは、Ａｌ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。
（Ｎ：０．０１００％以下）
　Ｎ含有量が０．０１００％を超えると鋼板の加工性が著しく劣化するとともに、連続鋳造時のスラブ割れなどの発生が懸念される。そのため、Ｎ含有量を０．０１００％以下とする。一方、Ｎは、固溶強化効果による鋼板強度の増加に有効な元素であるので、Ｎ含有量を０．００１０％以上としてもよい。
　本実施形態に係る製造方法では、上記の化学成分を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなるスラブを用いることを基本とする。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、その他の要因により混入する成分を意味する。
　しかしながら、要求特性を満たすために必須ではないが、加工性の更なる改善を目的として、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂからなる群から選択される１種または２種以上を後述する範囲で含有させてもよい。ただし、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、いずれも必須ではないので、その含有量の下限は０％である。また、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂを後述する範囲未満で含有した場合も、本実施形態に係る製造方法の効果を損なうものではない。
（Ｔｉ：０．０１～０．１００％）
（Ｎｂ：０．００２～０．０８０％）
（Ｂ：０．０００３～０．００８０％）
　Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂはいずれも炭化物や窒化物を形成し、鋼板の加工性改善に有効な元素である。そのため、必要に応じ、１種または２種以上を組み合わせて含有させてもよい。
　Ｔｉ含有量が０．０１％未満では、十分な加工性改善効果が得られない。そのため、加工性改善効果を得るにはＴｉ含有量を０．０１％以上とするのが望ましい。一方、Ｔｉ含有量が０．１００％を超えると硬質な析出物が生成し、耐食性が低下する。そのため、Ｔｉを含有させる場合でも、Ｔｉ含有量を０．１００％以下とすることが好ましい。
　Ｎｂ含有量が０．００２％未満では、十分な加工性改善効果が得られない。そのため、加工性改善効果を得るにはＮｂ含有量を０．００２％以上とすることが望ましい。一方、Ｎｂ含有量が０．０８０％を超えるとＮｂ系析出物による結晶粒界のピン止め効果により再結晶温度が上昇し、連続焼鈍炉の通板作業性が低下する。そのため、Ｎｂを含有させる場合でも、Ｎｂ含有量を０．０８０％以下とすることが好ましい。
　Ｂ含有量が０．０００３％未満では、十分な加工性改善効果が得られない。そのため、加工性改善効果を得るには０．０００３％以上含有することが望ましい。一方、Ｂ含有量が０．００８０％を超えると、連続焼鈍時にＢが再結晶粒界に偏析し、再結晶を遅延させる。そのため、Ｂを含有させる場合でも、Ｂ含有量を０．００８０％以下とすることが好ましい。
　＜加熱工程、熱延工程、酸洗工程及び冷延工程＞
　本実施形態に係る製造方法では、上記の化学組成を有するスラブを加熱し、熱間圧延し、巻取ることによって熱延鋼板を得る。また、この熱延鋼板を酸洗した後、冷間圧延することによって冷延鋼板を得る。加熱工程から冷延工程までは、常法に従い行えばよい。例えば、加熱工程での加熱温度（加熱炉抽出温度）を１１４０℃以上、熱延工程における巻取り温度を７５０℃以下、冷間圧延時の圧下率を８０％～９５％とすればよい。
＜焼鈍工程＞
　冷延工程後の冷延鋼板について、焼鈍を行う。焼鈍は連続焼鈍などの常法により行えばよいが、焼鈍温度Ｔが低すぎると未再結晶の状態になり鋼板が硬質化し、焼鈍温度Ｔが高すぎると鋼板が軟質化し、操業に支障をきたす場合がある。そのため、焼鈍温度Ｔは７１０℃～８００℃が望ましい。
＜二次冷間圧延工程＞
　焼鈍後の冷延鋼板に対し、二次冷間圧延を行う。二次冷間圧延は２つのスタンドで構成されたいわゆる２スタンドのテンパーパスミル（以下、ＴＰＭとする）にて行うことが好ましい。
　焼鈍後に二次冷間圧延を行う場合、２つのスタンド間の鋼板にかかる張力ｔは、通常、１スタンド目と２スタンド目との圧下率配分および／または２スタンド目の圧延ロールから鋼板への粗度の転写等を考慮して決められる。しかしながら、本発明者らは、化学成分（特にＣ含有量）および焼鈍温度に応じてスタンド間張力ｔを適切な範囲に制御することにより、二次冷間圧延後の鋼板において、加工性を向上させることができることを知見した。
　後述するように、鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値が１．８０以上、かつ、圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向の前記ｒ値の平均値が１．７０以上を確保できれば、王冠への加工の際の加工性が向上する。
　発明者らは、必要とする加工性を確保できるｒ値分布を得るための、二次冷間圧延条件について調査を行った。その結果、鋼板内のＣ含有量、焼鈍温度Ｔ、及び焼鈍後の二次冷間圧延におけるスタンド間張力ｔを適切に調整し、下記（１）式を満たすによって、上述したｒ値が得られることを見出した。
３５０≦０．０６７×ｌｎ（ｔ）×Ｔ×（－０．２３×ｌｎ（Ｃ）＋０．２５）　　（１）
　ここで、式中のＣはＣ含有量（質量％）、Ｔは焼鈍温度（℃）、ｔは二次冷間圧延におけるスタンド間張力（ＭＰａ）である。また、ｌｎは自然対数である。
　式（１）の右辺の値と圧延方向に対して２５～６５°の方向におけるｒ値の最小値との関係を図６に示す。式（１）の右辺の値が３５０未満では圧延方向に対して２５～６５°の方向におけるｒ値の最小値が１．８未満となる。そのため、式（１）の右辺の値を３５０以上とする。式（１）の右辺の値の上限については材質上の観点からは特に制限はないものの、式（１）の右辺の値が５５０を超えると、焼鈍温度Ｔが高くなりすぎて焼鈍ラインにトラブルが発生したり、スタンド間張力ｔが高くなりすぎて板が破断したりすることが懸念される。そのため、式（１）の右辺の値を５５０以下とするように、Ｃ含有量と焼鈍温度とスタンド間張力とを調整することが好ましい。
　安定操業の面からは、スタンド間張力ｔは、９８ＭＰａ以上であることが好ましく、鋼板の破断トラブルを回避するためには、スタンド間張力ｔは、２９４ＭＰａ以下であることが好ましい。
　二次冷間圧延では、上記の異方性の制御に加えて、加工強化によって素材（鋼板）の強度を増加させたり、素材の板厚を減少させて表面粗度等の調整を行ったりすることができる。これらの点からは、二次冷間圧延の圧下率を１８％～４０％とすることが好ましい。二次冷間圧延の圧下率が１８％未満では必要な強度を確保できない場合がある。また設備制約上、ＴＰＭの多くは圧下率４０％程度が限度であるとともに、圧下率が４０％を超えると圧延方向に対して０°または９０°の方向のｒ値が低下し、平均ｒ値が低下する場合がある。
　ここで、二次冷間圧延の圧下率は、２つのスタンドにおける累積圧下率である。
　次に、本実施形態に係る鋼板について説明する。本実施形態に係る鋼板は、上述した本実施形態に係る製造方法によって得ることができる。
　本実施形態に係る鋼板は、以下の構成を有している。
（Ｉ）化学組成として、質量％で、Ｃ：０．００１０％～０．００６０％、Ｓｉ：０．００５～０．０５０％、Ｍｎ：０．１０％～０．５０％、Ｔｉ:０～０．１００％、Ｎｂ：０～０．０８０％、Ｂ：０～０．００８０％、を含有し、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０４０％以下、Ａｌ：０．１０００％以下、Ｎ：０．０１００％以下に制限し、残部がＦｅおよび不純物を含有する。
（ＩＩ）前記鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値が１．８０以上であり、かつ、前記圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向の前記ｒ値の平均値が１．７０以上である。
（ＩＩＩ）降伏強度が５７０ＭＰａ以上である。
＜化学組成＞
　本実施形態に係る鋼板は、上記の化学組成を有する。各成分元素の含有量及びその限定理由は本実施形態に係る製造方法の説明で述べたものと同じであるため説明を省略する。
＜鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値が１．８０以上、かつ、前記圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向の前記ｒ値の平均値が１．７０以上＞
　本発明者らは、特許文献１のように王冠のシェルにビード加工しても王冠耐圧が確保できない原因を調査した。その結果、以下の知見を得た。即ち、王冠が瓶口に取り付けられる際、ライナーは瓶口に押し付けられる。その際、ライナーが潰れて変形する。内圧上昇時は王冠シェルと瓶とが離れようとするが、変形したライナー形状が復元してシェルと瓶口との隙間を塞ぐことにより王冠耐圧が保たれる。ただし、ライナーの外周側（即ち王冠シェルからスカート部に繋がる肩部と瓶口との間）に空隙が存在すると、潰れたライナーがその空隙に逃げ、内圧上昇によるシェル変形の補填に寄与するライナー変形量が不足する（即ち王冠シェルと瓶口との隙間を塞ぐことができなくなる）ことを見出した。更に、本発明者らは、王冠を瓶口に取り付ける際に肩部と瓶口に空隙が形成されるかどうかは素材となる鋼板のｒ値に依存すること、及び鋼板のｒ値と王冠耐圧とに相関があることを見出した。図５にｒ値と王冠耐圧との相関を示す。これによれば、鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値（２５～６５°の最小ｒ値）が１．８０以上、かつ、圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向（全方向）のｒ値の平均値（平均ｒ値）が１．７０以上であれば、王冠は巻き締め時に空隙が生まれず、王冠耐圧試験（ＳＳＴ試験）で１４５ＰＳＩを確保できることを発見した。具体的には、上記のｒ値を確保できれば、王冠を取り付けて密封した容器の、王冠部に直径５～１０ｍｍの穴をあけ、空気漏れのないように送気用ノズルを装着し、ノズルに対して圧力計及び圧縮機を接続し、圧縮機を作動させ１４５ＰＳＩまで加圧を行った際に、空気漏れがないことを知見した。このような、王冠の素材となる鋼板のｒ値が王冠を瓶口に取り付ける際の密着性（空隙の有無）に影響するとの報告は従来なく、本発明者らが得た新たな知見である。
　圧延方向に対して全ての方向（０～３６０°）において、ｒ値が１．８０以上であることは好ましいが、必須ではない。上述の平均ｒ値及び、２５～６５°の最小ｒ値を確保することで、薄厚鋼板においても王冠形状が適切となり王冠耐圧が確保できる。ただし、２５～６５°の最小ｒ値が１．８０以上であっても、この範囲以外でのｒ値が低く、平均ｒ値が１．７０未満の場合には、王冠耐圧が確保できない。また、平均ｒ値が１．７０以上であっても、２５～６５°の最小ｒ値が１．８０未満であると、王冠耐圧が確保できない。
　材質の観点からは平均ｒ値及び２５～６５°の最小ｒ値の上限を限定する必要はないが、ｒ値を２．５超とすることは、実製造上困難であるので、上限を２．５としてもよい。
　ここで、従来、加工性の評価指標として平均ｒ値、または、ｒ値の面内異方性の評価指標としてΔｒが用いられているが、これらは、通常、圧延方向に対して、０°、４５°、９０°の３方向のみのｒ値から求められる（例えば、Δｒ=（ｒ０゜＋ｒ９０゜－２×ｒ４５゜）／２で算出される）。しかしながら、鋼板を王冠に加工する場合、全方向に加工影響がある。本発明者らが詳細に検討を重ねた結果、圧延方向に対し３方向の測定値のみから算出した従来の平均ｒ値やΔｒでは、全方向に加工影響のある王冠への加工の際の加工性を評価するには不十分であることを確認した。
　上述した最小ｒ値、及び平均ｒ値については、電解放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いたＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂａｃｋｓｃａｔｅｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、電子線後方散乱回折）法により得られた結晶方位データを基に算出することができる。具体的には、供試材に前処理（アセトン超音波脱脂）を施した後、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ試料台にセットし、ＲＤ方向：１２０μｍかつＴＤ方向：１００μｍの領域に対して、０．２μｍ間隔にて、方位測定を行った。測定には、電解放出型走査電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ－７００１Ｆ）を用い、加速電圧は２５ｋＶに設定した。ＥＢＳＤ法による分析を行うためのソフトとして、ＴＳＬソリューションズ製ＯＩＭシステムを使用した。
　上述した最小ｒ値及び、平均ｒ値については、引張試験による方法でも測定することができる。引張試験によって測定する場合、鋼板から圧延方向に対して、０°～９０°の範囲で５°刻み方向に引張試験片を採取し、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１に従って引張試験を行い、得られた各方向のｒ値から求めることができる。なお、０～９０°、９０～１８０°、１８０～２７０°及び２７０～３６０°はほぼ等価であると考えられるので、０～９０°のｒ値測定結果を元に、０～３６０°未満の平均ｒ値を求めても差し支えない。
（ＹＰ５７０ＭＰａ以上）
　王冠で封入した内容物の内圧による王冠シェルの変形を押さえるために、最低限の耐圧強度の確保が必要であり、図３に示したように板厚が薄くなると耐圧強度を上昇させる必要があり、例えば０．１８ｍｍ未満の板厚の場合、５７０ＭＰａ以上の降伏強度が必要である。降伏強度が５７０ＭＰａ未満であるときは、ｒ値が上述の範囲内であっても、内圧による王冠シェルの変形量が増大し、王冠耐圧が確保できない。また、ＹＰが７００ＭＰａ以上となると、一般的な設備では製造が困難となるため、ＹＰの上限を７００ＭＰａ未満としてもよい。
　なお本実施形態に係る鋼板（王冠用鋼板）は、耐食性等の向上を目的として、表面にＳｎメッキまたはＣｒメッキを施して使用することができる。すなわち、鋼板の表面にさらにＳｎメッキ層またはＣｒメッキ層を有していてもよい。Ｓｎメッキ層やＣｒメッキ層が存在しても、本実施形態に係る鋼板の効果を損なうものではない。また、メッキ層の上に更にクロメート処理等を施したりしても、本実施形態の効果を損なうものではない。
　本実施形態に係る鋼板は、公知の方法で、王冠に加工することができる。本実施形態に係る鋼板を用いて得られた王冠は、０．１８ｍｍ未満、更には０．１７ｍｍ以下の厚みであっても王冠耐圧を確保することができる。具体的には、本実施形態に係る鋼板は、図７の領域Ａにおいても王冠耐圧を確保することができる。
　なお、王冠に加工した後であっても、王冠の加工されていない部分、すなわち、シェルの中心からライナーまでは、鋼板と同じ特性を示す。また、王冠とした場合であっても、組織や介在物等を観察することで、鋼板の製造の際の圧延方向は判断可能である。
　表１に示す成分を有するスラブを、１０００～１３００℃で加熱し、Ａｒ３点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、５００～８００℃で巻取り、酸洗後、８０～９８％の圧下率により冷間圧延し、冷延鋼板とした。そして、これらの冷延鋼板について、表２に示す条件（焼鈍温度Ｔ、二次冷間圧延率、二次冷間圧延時のスタンド間張力ｔ、式（１）の右辺の値）で、焼鈍及び二次冷間圧延を行った。表１の単位は質量％であり、残部は、Ｆｅ及び不純物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　得られた鋼板について、ＹＰ、平均ｒ値、２５～６５°の最小ｒ値、外観を評価した。また、得られた鋼板を王冠に加工し、平均ｒ値、２５～６５°の最小ｒ値、王冠耐圧、王冠形状について評価した。
（ＹＰ）
　ＹＰは、図８Ａ、図８Ｂに示す試験片を用い、「ＪＩＳ　Ｚ　２２４１」に示される金属材料引張試験方法により測定した。試験片は、コイルのエッジから２５ｍｍ以上内側からコイルの圧延方向に平行に採取した。
（平均ｒ値及び２５～６５°の最小ｒ値）
　平均ｒ値及び２５～６５°の最小ｒ値はＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂａｃｋｓｃａｔｅｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、電子線後方散乱回折）法により得られた結晶方位データを基に算出した。具体的には、供試材に前処理（アセトン超音波脱脂）を施した後、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ試料台にセットし、ＲＤ方向：１２０μｍかつＴＤ方向：１００μｍの領域に対して、０．２μｍ間隔にて、方位測定を行った。測定には電解放出型走査電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ－７００１Ｆ）を用い、加速電圧は２５ｋＶに設定した。ＥＢＳＤ法による分析を行うためのソフトとして、ＴＳＬソリューションズ製ＯＩＭシステムを使用した。
　鋼板については、ランダムな位置を数点サンプルとして、鋼板加工後の王冠については、外延から中心に向かって１０ｍｍ程度の中央部の位置を測定した。
（外観）
　外観としては、スラブや熱延起因の割れやスケールキズが残った線状の表面キズが特に問題となるので、二次冷間圧延後の通板ライン内で通板しながら、目視観察により線状キズ有無を検査した。検査の結果、線状キズを見出した場合は不合格（ＮＧ）、見出せなかった場合は合格（ＯＫ）とした。
（王冠形状）
　王冠形状の評価は、目視によりヒダが全周にわたり均一に形成されているかどうかを観察し、均一と判断された場合は合格（ＯＫ）、不均一と判断された場合は不合格（ＮＧ）と評価した。
（王冠耐圧）
　王冠耐圧は次のように評価した。すなわち、瓶に内容物を充填し封止した王冠に直径２～５ｍｍの穴をあけ、空気漏れのないように送気用ノズルを装着し、これに圧力計及び圧縮機を接続する。次に、この瓶を水の入った水槽内に入れるとともに、圧縮機を作動させ加圧を行い、空気漏れが発生した時点の圧力を王冠耐圧とし、王冠耐圧が１４５ＰＳＩ以上の場合を合格と判断した。
　各評価結果を表３に示す。なお、王冠形状や外観評価が不合格の場合は王冠として使用できない、または王冠に加工できなかったので、耐圧評価は行わなかった。そのため、耐圧試験の結果を記載していない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１～３の通り、本発明の製造方法で製造された王冠用鋼板は、ＹＰ、並びに平均ｒ値及び２５～６５°の最小ｒ値が高く、王冠耐圧、王冠形状、外観の全てにおいて目標を満足していた。また、表１に記載のとおり、厚みが０．１５ｍｍの鋼板においても、十分な耐圧性、加工性を有する王冠を製造することができた。
　一方、成分またはスタンド間張力が式（１）を外れた方法で製造された王冠用鋼板は、ＹＰ、平均ｒ値、２５～６５°の最小ｒ値が本発明の範囲を外れ、王冠耐圧が目標を満足しない、もしくは、王冠形状、外観のいずれ一つ以上が王冠として使用に適さない状態であった。
　鋼板を加工した後の王冠の平均ｒ値、２５～６５°の最小ｒ値は、加工前の王冠用鋼板とほぼ同様の傾向を示した。
　本発明によれば、薄厚においても王冠捲き締め時の王冠耐圧が確保可能な鋼板を製造することができる。また、本発明の鋼板は、従来の鋼板と比較してｒ値が高く、ゲージダウンによる王冠コスト削減が可能となる。そのため、産業上の利用可能性が高い。
　１　　王冠
　２　　シェル
　３　　ライナー
　４　　スカート
　５　　フランジ
　６　　ヒダ
　１１　　内圧
　２１　　ビード加工
　Ａ　　本発明で達成可能な領域
　Ｂ　　素材のＹＰが高く、製造が困難な領域
　Ｃ　　一般的な王冠形状で王冠耐圧が確保できる領域
　Ｄ　　素材のＹＰが低く、王冠耐圧が確保できない領域

Claims (8)

  1. 　化学組成として、質量％で、
    Ｃ：０．００１０％～０．００６０％、
    Ｓｉ：０．００５～０．０５０％、
    Ｍｎ：０．１０％～０．５０％、
    Ｔｉ：０～０．１００％、
    Ｎｂ：０～０．０８０％、
    Ｂ：０～０．００８０％、
    を含有し、
    Ｐ：０．０４０％以下、
    Ｓ：０．０４０％以下、
    Ａｌ：０．１０００％以下、
    Ｎ：０．０１００％以下、
    に制限し、
    残部がＦｅおよび不純物を含有するスラブを、加熱する加熱工程と；
    　前記加熱工程後の前記スラブを熱間圧延して巻取ることで熱延鋼板を得る熱延工程と；
    　前記熱延工程後の前記熱延鋼板を酸洗する酸洗工程と；
    　前記酸洗工程後の前記熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得る冷延工程と；
    　前記冷延工程後の前記冷延鋼板を、焼鈍温度Ｔで焼鈍する焼鈍工程と；
    　前記焼鈍工程後の冷延鋼板を、スタンド間張力ｔと前記焼鈍温度Ｔとが下記式（１）を満たすように設定された２スタンドの圧延機を用いて、二次冷間圧延を行う二次冷間圧延工程と；
    を有することを特徴とする王冠用鋼板の製造方法。
    ３５０≦０．０６７×ｌｎ（ｔ）×Ｔ×（－０．２３×ｌｎ（Ｃ）＋０．２５）　　（１）
    　ここで、式中のＣは質量％でのＣ含有量であり、Ｔは単位℃での焼鈍温度であり、ｔは単位ＭＰａでの前記二次冷間圧延におけるスタンド間張力である。
  2. 　前記化学組成が、質量％で、
    Ｔｉ：０．０１～０．１００％、
    Ｎｂ：０．００２～０．０８０％、
    Ｂ：０．０００３～０．００８０％
    のうちの１種または２種以上を含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の王冠用鋼板の製造方法。
  3. 　前記二次冷間圧延の後に、前記冷延鋼板にＳｎメッキを施すＳｎめっき工程をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の王冠用鋼板の製造方法。
  4. 　前記二次冷間圧延の後に、前記冷延鋼板にＣｒメッキを施すＣｒめっき工程をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の王冠用鋼板の製造方法。
  5. 　王冠用の鋼板であって、
    　化学組成として、質量％で、
    Ｃ：０．００１０％～０．００６０％、
    Ｓｉ：０．００５～０．０５０％、
    Ｍｎ：０．１０％～０．５０％、
    Ｔｉ:０～０．１００％、
    Ｎｂ：０～０．０８０％、
    Ｂ：０～０．００８０％、
    を含有し、
    Ｐ：０．０４０％以下、
    Ｓ：０．０４０％以下、
    Ａｌ：０．１０００％以下、
    Ｎ：０．０１００％以下、
    に制限し、
    残部がＦｅおよび不純物を含有し；
    　前記鋼板の圧延方向に対して２５～６５°の方向のｒ値の最小値が１．８０以上であり、かつ、前記圧延方向に対して０°以上３６０°未満の方向の前記ｒ値の平均値が１．７０以上であり；
    　降伏強度が５７０ＭＰａ以上である
    ことを特徴とする王冠用鋼板。
  6. 　前記化学組成が、質量％で、
    Ｔｉ：０．０１～０．１００％、
    Ｎｂ：０．００２～０．０８０％、
    Ｂ：０．０００３～０．００８０％
    のうちの１種または２種以上を含有する
    ことを特徴とする請求項５に記載の王冠用鋼板。
  7. 　前記鋼板の表面にさらにＳｎメッキ層を有することを特徴とする請求項５または６に記載の王冠用鋼板。
  8. 　前記鋼板の表面にさらにＣｒメッキ層を有することを特徴とする請求項５または６に記載の王冠用鋼板。
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