JP2003510186A - 炭素鋼帯、特にパッケージング用鋼帯の製造方法、およびこうして製造された鋼帯 - Google Patents
炭素鋼帯、特にパッケージング用鋼帯の製造方法、およびこうして製造された鋼帯Info
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Abstract
Description
薄いパッケージングに加工することを目的とした鋼帯の製造に関する。
加工することを目的とした、鋼帯を製造する従来の方法は、下記のステップを含
む。
該グレードのAR3温度より高い熱間圧延のステップ、 こうして得られた熱鋼帯の冷間圧延のステップであって、鋼帯の所望の最終厚
みに応じて、単一ステップで行うこともできるし、または熱処理を挟んだ2ステ
ップで行うこともできるステップ、および、 こうして得られた冷鋼帯の、ボックス焼鈍または連続焼鈍による焼鈍のステッ
プ。
mmである。次いでこの鋼帯を、板および/またはブランクに切断し、絞り加工
を施して所望のパッケージングを形成する。
ーの観点から経費を要する。特に、鋼帯圧延機でのスラブの圧延は、スラブを高
温に再加熱しなければならないので特に経費を要する。さらに、鋼帯圧延機は、
大きな投資を要する設備である。
の薄鋼帯を直接鋳造する設備で代替することによって、この欠点を回避すること
ができる。この解決方法は、文献JP09−001207で提案され、この特許
は、鋳造設備において2つの内部冷却された逆回転ロール間で、流動状金属から
、鋼帯を直接鋳造する方法を教示している。この鋼帯の組成は、パッケージング
用鋼の通常のグレードに相当するものである(C%≦0.15%、Mn%≦0.
6%、P%≦0.025%、S%≦0.025%、Al%≦0.12%、N%≦
0.01%、Ototal%≦0.007%、但し、これらすべての含有量は、
重量百分率として示したものである)。次いで、こうして鋳造した鋼帯は、酸洗
処理、第1冷間圧延処理、再結晶焼鈍処理、および第2冷間圧延処理を受ける。
この冷間圧延では、鋼帯が受ける総圧延率は、絞り加工の耳(ear)の水準、
異方性係数
%とする。この双ロール鋳造に引き続いて、圧延率20〜50%またはそれ以上
の軽い熱間圧延を行うことができる。熱鋼帯は、次いで冷間圧延および関連の処
理を受けなければならないが、その製造はこのようにより迅速で、より経済的で
ある。しかし、その後焼鈍工程を挟んで2ステップの冷間圧延処理を行う必要が
あるために、これらの利点が損なわれている。
製造に用いられる、冷間圧延鋼帯を得る知られている方法より経済的な方法を提
供することである。
製造する方法であって、 パッケージング用鋼材として用いるのに適当な組成を有する鋼を、流動状金属
から直接に厚み0.7〜10mmの薄鋼帯の形状に鋳造し、 前記鋼帯に、インライン熱間圧延処理を行い、この処理の最後で前記鋼材がオ
ーステナイト領域にあり、 前記鋼帯は、80〜400℃/秒の速度で強制冷却を受け、この冷却の最後で
前記鋼材がフェライト領域にあり、 前記鋼帯は、圧延率少なくとも85%で冷間圧延処理を受け、かつ 前記鋼帯は焼鈍処理を受ける。
帯、特にパッケージング用鋼帯である。
少なくとも1回のインライン熱間圧延ステップ、および鋼帯の特別な冷却が続く
。次いで、こうして得られた熱鋼帯を、パッケージング用鋼の製造に適当な特性
を与えるために単一の冷間圧延ステップにのみかける(通常の最終スキンパスロ
ールのほかに)。
超低炭素鋼をベースにした半製品を、厚み0.7〜10mm(好ましくは1〜4
mm)の薄鋼帯の形状に鋳造することから出発する。この組成は、存在する主成
分に関しては、以下の主要基準を満足するものである。(パーセントは重量パー
セントで表わす)0%≦C≦0.15%、0%≦Mn≦0.6%、0%≦P≦0
.025%、0%≦S≦0.05%、0%≦Al≦0.12%、0%≦N≦0.
04%。さらにこの鋼は、製錬からもたらされる一般の不純物、および、多分、
製品の成形時およびパッケージング用鋼としての使用時の特性に悪い影響を与え
ない、少量の合金元素(特定のパッケージング用鋼では、ホウ素を千分の2〜3
%導入することは知られている)を含有しており、残りは鉄である。合金元素は
、一般には入れないが、場合によって1%までの範囲の量で任意に入れることが
できる。これらの元素は、特にSi、Cr、Ni、Mo、およびCuである。規
制上の理由で、鋼をパッケージング用に用いる時には、特定の合金元素を除外し
なければならない。これらの元素は、例えば、スズ、カドミウム、およびヒ素で
ある。
レス鋼、および他の鉄合金の鋳造に試用された技術である。鉄合金の薄鋼帯鋳造
に最も広く用いられ、工業的段階への到達した技術は、いわゆる「双ロール鋳造
」技術である。この技術では、流動状金属が、水平な軸を有し逆方向へ回転し内
部を冷却した、2本の接近して配置したロールの間に導入される。鋳造スペース
の側面は、ロールの平坦な側面に押し付けた耐熱板によって閉鎖されている。各
ロール上で固化した金属「シェル」が形成され、ニップ部(ロールの円柱状側方
表面間距離が最も小さい領域で、ほぼ所望の鋼帯厚みに相当する)で合わさって
固化した鋼帯を形成する。この技術は、2〜3mmの厚みの鋼帯を得ることが可
能になるので、本発明には特に推奨され、以下の記述は、この技術に言及するも
のである。しかし、2枚の移動ベルト間での鋳造など、薄鋼帯の他の直接鋳造方
法を用いることも可能である。移動ベルトでは、双ロール鋳造よりわずかに厚い
製品の鋳造が可能である。しかし、双ロール鋳造の利点の一つは、必要に応じて
、最も進んだ方法でこの処理を実施しいる優れたロールクラウン制御のおかげで
、鋼帯の幅方向にきわめて平坦な厚みプロファイルを得ることが可能なことであ
る(例えば、欧州特許第0736350号公報参照)。
ジャなどの領域を通る。この中で、表面のスケールの形成を回避または制限する
ために、鋼帯を非酸化雰囲気(不活性の窒素またはアルゴン雰囲気、または還元
するために少量の水素を含有する雰囲気さえ)にさらす。対策を講じても形成さ
れるスケールを除去するために、表面へのショットまたはドライアイス吹き付け
、あるいはブラシによる鋼帯の脱スケール装置を、この不活性領域の下流側に設
置することも可能である。鋼帯周囲の雰囲気を不活性化することを求めず、自然
にスケールが形成するままにしておき、次いで上記の装置などによってこのスケ
ールを除去する選択肢も可能である。一般に、鋼帯上のスケールの存在は、後続
の圧延工程中に、このスケールが鋼帯表面の外皮となる恐れがあるので望ましく
ない。こうした外皮は、製品の表面仕上品質を悪くする。さらに、スケールは、
施すべき圧延力を増大させ、圧延機ロールの表面仕上げを劣化させてしまう。
ぐに熱間圧延工程にかけ、引き続き強力な冷却を行う。この処理の目的は、 後続の冷間圧延で用いる圧延率と合わせて、所望の厚みを有する完成鋼帯が得
られる、3mm未満(一般に0.9mm)の厚みを有し、 さらに、引き続いて鋼帯に施す処理と合わせて、鋼帯が、以後この金属を、例
えばパッケージング用鋼として利用するのに必要な機械的特性を備えることがで
きる金属構造を有し、かつ 従来の方法で得られるものより平坦な幅方向プロファイルを有する、鋼帯を得
ることである。
より高い温度で、言い換えるとオーステナイトの領域で終了する。この熱間圧延
は、最小圧延率20%で行い、この最小圧延率は50%より高いことが好ましい
。この熱間圧延の目的は2つある。
に存在する可能性のある突起を平坦化することによって、鋼帯の表面仕上げを改
良すること。この粗さは、ロールと、固化したシェルとの間の伝熱を最適化する
ために有利になるものである。
て行うことができる。鋼帯を、2つまたは複数の圧延機スタンドを通すことによ
って、もっとゆっくりと行うこともできる。例えば、第1のスタンドで、気孔を
閉鎖するためだけに十分な程度の圧延率を鋼帯に施し、次いで第2段階で大部分
の圧下を施して、熱間圧延の他の2つの機能を実施する。重要なポイントは、ス
タンドまたは連続した複数のスタンドを通すこのパスまたはこれら複数のパスに
よって引き起こされる総圧延率、および最後のスタンドを通った後の鋼帯の温度
が、前記の範囲または数値内にあることである。
って脱スケール処理によって分けられた2つの段階で行う。これらのステップの
第1ステップは、圧延率20〜70%で、鋳鋼帯のオーステナイト領域またはフ
ェライト領域で行われる。この第1ステップの機能は、第1の方法の単一熱間圧
延ステップの機能と同じであり、鋼帯を、1つまたは複数の連続する圧延機スタ
ンドを通すことによって行うことができる。鋼帯がオーステナイト領域にある場
合は、鋼帯の全幅を均一に変形させるために弱い力が必要なので、最終鋼帯厚み
が薄いものを得たい場合は、この第1圧延ステップは、フェライト領域で行うこ
とが好ましい。しかし、この第1熱間圧延ステップをいくつかのスタンドで行う
場合は、その第1ステップを、気孔を閉鎖することを主な目的として、例えば比
較的軽い圧延によってオーステナイト領域で開始し、残りの圧下が実施されるフ
ェライト領域でステップを終了することが考えられる。この第1熱間圧延ステッ
プの後、鋼帯がまだフェライト領域に入っていない場合は、冷やしてフェライト
領域に入れ(必要なら若干は強制冷却の助けを借りて)、次いで再加熱熱処理を
施す。これにより、鋼帯は、オーステナイト領域、したがってAr3を超える温
度に戻される。このようにして、鋼帯に追加の相変化を引き起こし、結果として
金属構造の結晶粒は一層精製される。次いで、オーステナイト領域で、圧延率1
0〜30%で第2熱間圧延ステップを行う。この第2熱間圧延は、第1熱間圧延
で引き起こしたかもしれない幾何学的欠陥(平坦性不良、反りなど)を修正する
主要な機能を有する。中間の再加熱は、インダクタ中を鋼帯を通過させることに
よって行うことができる。速度200m/分で走行中の厚み0.75mmおよび
幅850mmの鋼帯に対して、温度を100℃上昇させたければ、1.04MW
の電力が必要である。したがって、500kHzで動作する縦フラックスソレノ
イドインダクタを用いる場合は、その効率は通常約45%であり、約2m(作業
領域1.5mを含めて)の長さのインダクタが、この用途に適当である。鋼帯の
厚みが薄い場合は、例えば、「High flux induction fo
r the fast heating of steel semi−pro
duct in line with rolling」(Proceedin
gs of the XIII International Congres
s on Electricity Applications,Birmin
gham,1996年6月)の文献に記載の横フラックス誘導加熱技術を使用す
ることができる。しかし、一般に、より通常の他の技術、制御された雰囲気での
マッフル炉、または放射管などを用いて、この再加熱を行うことができる。
ステナイト相で終えるということが共通している。すなわち、Ar3温度より高
い温度で完了する。どちらのケースでも、本発明による方法では、速度80〜4
00℃/秒、好ましくは100〜300℃/秒の強制冷却ステップを含む、鋼帯
の冷却を引き続いて行う。この冷却は、鋳鋼のフェライト領域で完了し、一般に
巻取温度に近い温度に鋼帯をもってゆく。その目的は、巻取り前および鋼帯がコ
イル形状にある間に、結晶粒径が過度に成長することを避けるためである。一般
に、この巻取温度は750℃未満である。アルミニウムキルドグレードについて
は、巻取温度は、多かれ少なかれ窒化アルミニウムの析出に有利なように、約5
50℃または600℃または700℃を選択することができる。
て均一に行われることが重要である。所与の瞬間の、鋼帯全幅の一点とその他の
点との温度差の望ましい最大値は、10℃であろう。冷却速度が高い場合は、こ
の均一性を保証することが一層困難になるので、これが最大速度400℃/秒を
推奨する理由である。しかし、冷却が所望の金属の有効性を確実に発揮させるた
めには、最小速度80℃/秒が必要である。こうした冷却速度は、特に、高圧ジ
ェットを用いて水をスプレーすることにより、または水/空気または同様な混合
物(アトマイゼーション)をスプレーすることによって得ることができる。この
強制冷却は、オーステナイト領域で鋼帯の圧延直後に開始することもできるが、
鋼帯がゆっくり冷えた後(約10℃/秒、これは、開放空気に単に放置するだけ
で実現することができる)、かつフェライト領域に入った、したがってAr3を
下回った後、初めて開始することを勧める。これは、オーステナイトからフェラ
イトへの相変化に伴う結晶粒の精製を十分に利用しており、一方、オーステナイ
ト領域で急速冷却を開始すると、微細構造の均質性に実質的に有害である。しか
し、この加速冷却は、好ましくは、Ar3−10℃を下回る温度で開始してはな
らないという点にも注意が必要である。
ましくない、鋼帯外皮の粗い結晶粒の存在が防止される。これが、冷間圧延後、
パッケージング用鋼の最終特性が、非常に高いレベルの均質性を持たなければな
らない理由である。
90%を超える圧延率で冷間圧延処理を受ける。冷間圧延は、一回の圧延、すな
わち単一ステップで十分に実施することができ、上記文献JP09−00120
7の場合(2回の圧下を伴う冷間圧延)のように、中間に焼鈍を挟んだ2ステッ
プの必要はない。知られている方法によって得られたものに匹敵する絞り加工性
が得られ、それにより、2回圧下冷間圧延に頼る必要なしに、知られている方法
より0.09mm薄い鋼帯厚みを実現することができる。通常以上に薄い鋼帯を
得ることを望まない場合は、冷間圧延時の圧延率を小さくして通常の厚みを得る
ことができ、より経済的である。もちろん、さらに薄い厚みまたはさらに高い機
械的性質を得たい場合は、鋼帯を2回圧下冷間圧延にかけることができる。
圧延ステップ(選択した方法に応じて1または2ステップで)および冷間圧延時
に施した圧延率の例を表1に示す。
)焼鈍を受ける。通常、この焼鈍に引き続き、脱スケール処理、塗装処理、およ
び/またはスキンパスローリング処理を受ける。
、単一ラインでこの圧延機(したがって鋳造ライン全体)を運転することに適合
しており、パッケージング用鋼に1回または複数回の冷間圧延処理、焼鈍処理、
および冷間処理を施すことに適合している。パッケージング用鋼の金属スループ
ットは、熱間圧延機のスループットと一致する。こうした処理の例としては、多
分焼鈍に引き続いて行われる脱スケールおよびスキンパスローリング以外に、ラ
ッカー塗布、ニス塗り、例えば、共押出、電子衝撃またはプラズマ真空蒸着によ
るポリマー付着、および電着による金属コーティングが挙げられる。冷間圧延処
理を、鋳造および熱間圧延処理とともにインラインで行う場合は、鋼帯の巻取ス
テップがなくなることを意味する。
るために、絞り加工に供する鋼帯の製造であるが、本発明が、同様の特性が製造
される鋼帯に要求されるような他の目的を対象とした、鋼帯の製造に利用できる
ことは言うまでもない。
Claims (16)
- 【請求項1】 炭素鋼、特にパッケージング用鋼帯を製造する方法であって
、 パッケージング用鋼としての使用に適した組成を有する鋼を、流動状金属から
直接に厚み0.7〜10mmの薄鋼帯の形状に鋳造し、 前記鋼帯にインライン熱間圧延処理を行い、インライン熱間圧延処理の最後で
前記鋼がオーステナイト領域にあり、 前記鋼帯が80〜400℃/秒の速度で強制冷却を受けて、強制冷却の最後で
前記鋼がフェライト領域にあり、 前記鋼帯が少なくとも85%の圧延率で冷間圧延処理を受け、かつ 前記鋼帯が焼鈍処理を受ける、方法。 - 【請求項2】 前記鋼帯が、反対方向に回転する2本の内部冷却された水平
ロールの間で鋳造されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記熱間圧延処理を、少なくとも20%の圧延率で単一ステ
ップで行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記熱間圧延処理を、少なくとも50%の圧延率で単一ステ
ップで行うことを特徴とする、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記熱間圧延処理を2ステップで行い、熱間圧延処理ステッ
プの第1ステップを圧延率20〜70%で行い、該第1ステップの後に鋼帯を再
加熱して、前記鋼をフェライト領域からオーステナイト領域へ移行させ、次いで
第2熱間圧延ステップを圧延率10〜30%で行い、該第2ステップの最後に、
前記鋼がオーステナイト領域にあることを特徴とする、請求項1または2に記載
の方法。 - 【請求項6】 前記第1ステップを、前記鋼のフェライト領域で完全に行う
ことを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記第1ステップを、一部は前記鋼のオーステナイト領域で
行い、一部は前記鋼のフェライト領域で行うことを特徴とする、請求項5に記載
の方法。 - 【請求項8】 鋼帯が鋳造された後、鋼帯を、非酸化雰囲気にさらされる領
域に通すことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】 鋼帯が、熱間圧延前および/または熱間圧延中に脱スケール
処理を受けることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 前記強制冷却を、100〜300℃/秒の速度で行うこと
を特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項11】 前記強制冷却を、鋼帯が前記鋼のフェライト領域にあると
きに開始することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法
。 - 【請求項12】 鋼帯を、強制冷却処理と冷間圧延処理との間で、750℃
未満の温度で巻取ることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項13】 冷間圧延の圧延率が少なくとも85%であることを特徴と
する、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項14】 前記冷間圧延を、単一ステップで行うことを特徴とする、
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項15】 請求項1から14のいずれか一項に記載の方法によって得
ることができることを特徴とする、炭素鋼帯、特にパッケージング用鋼帯。 - 【請求項16】 鋼の組成が重量百分率で、C≦0.15%、Mn≦0.6
%、P≦0.025%、S≦0.05%、Al≦0.12%、N≦0.04%で
あり、残りは鉄、精錬からの不純物、および任意に、パッケージング用鋼を製造
するために前記鋼帯の使用を妨げない合金元素であることを特徴とする、請求項
15に記載の炭素鋼帯。
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FR9911925A FR2798871B1 (fr) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Procede de fabrication de bandes d'acier au carbone, notamment d'acier pour emballages, et bandes ainsi produites |
FR99/11925 | 1999-09-24 | ||
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Publications (2)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001525400A Expired - Lifetime JP4620310B2 (ja) | 1999-09-24 | 2000-09-20 | 炭素鋼帯、特にパッケージング用鋼帯の製造方法、およびこうして製造された鋼帯 |
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CA (1) | CA2385685C (ja) |
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FR (1) | FR2798871B1 (ja) |
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