JP3331944B2 - 加工性に優れた直送圧延による軟質熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
加工性に優れた直送圧延による軟質熱延鋼板およびその製造方法Info
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Description
製品等に適する、加工性に優れた軟質熱延鋼板、及びそ
の鋼板を直送圧延で安価に製造する方法に関する。
延鋼板の製造では、軟質化のために熱延時に高温巻取を
行いAlNの析出と炭化物の凝集粗大化を促進してい
る。ただし、高温巻取をおこなうと、酸素の供給が容易
なコイルの両端部においてスケール厚の増大をもたらし
酸洗性が劣化するという問題がある。さらに、冷却速度
の大きいコイル長手方向端部ではAlN、炭化物の凝集
が十分ではなく、長手方向の材質変動が生じる。
にはB添加でNをBNとして固定し、微細AlNの析出
を防止するとともに巻取温度を低減する方法が開示され
ている。
ては有効であるが、直送圧延材については加熱炉材ほど
の軟質化効果が得られないため、低温巻取化はできない
のが現状である。
は直送圧延材端部で仕上温度(FT)がAr3 を下回り
やすいために材質の確保が困難であるという問題に対し
て、B添加とC、Mn量を式で規定することでAr3 を
低下させ、FTを確保し、圧延荷重の低減や軟質化を促
進する方法が開示されている。
ける直送圧延材と加熱炉材を比較して両者の差異を低減
する試みはなされておらず、直送圧延材では加工性が良
好でも、同一成分の加熱炉材よりは常に加工性が劣って
いるのが現状である。このように常に直送圧延材が加熱
炉材よりも加工性が劣っているのは、加熱炉材ではスラ
ブ中に析出した粗大MnSの一部が再固溶せず残留する
のに対し、直送圧延ではすべてのMnSが固溶状態で圧
延され、圧延時にMnSが微細析出して粒成長性を抑制
するためである。
改良として、特開昭63−143225号公報には、ス
ラブを高温のまま加熱炉に挿入し、加工性の優れた熱延
鋼板を得る方法が開示されている。
63−143225号公報の方法は、MnSの粗大化に
ついては直接には言及していないが、副次的にMnSを
粗大化させる効果が期待できるものの、通常よりも加熱
温度を低く限定しており、専用加熱炉を用意しなければ
ならず、生産性が低下するという問題がある。
合に、直送圧延でも低温巻取で加熱炉材と同等の材質を
得る方法はないのが現状である。本発明の目的は、加工
性に優れた軟質熱延鋼板と、この軟質熱延鋼板を直送圧
延で製造する場合でも加熱炉材と同等の材質で、低温巻
取を可能とする方法を提供することにある。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 (1)本発明の鋼板は、重量%で、C≦0.03%と、
Si≦0.1%と、Mn≦0.5%と、P≦0.03%
と、S≦0.02%と、Sol.Al≦0.1%と、
N:0.001〜0.006%とを含有し、かつN%≧
S%/5を満たし、さらに、下記(1)式で定義される
範囲のBを含有し、残部がFeおよび不可避不純物であ
ることを特徴とする、加工性に優れた直送圧延による軟
質熱延鋼板である。 11/14×N%−0.0004≦B≦11/14×N%+0.002 …(1) (2)本発明の製造方法は、上記(1)に記載の組成を
有する鋼を鋳造後直ちに圧延を行う直送圧延する際に、
Ar3 点以上で仕上げ圧延を終了する工程と、仕上圧延
された熱延鋼板を650℃以下で巻取る工程と、を備え
たことを特徴とする、加工性に優れた直送圧延による軟
質熱延鋼板の製造方法である。 (3)本発明の製造方法は、上記(1)に記載の組成を
有する鋼を鋳造後直ちに圧延を行う直送圧延する際に、
1000℃以下で粗圧延を終了後、1050℃以上に加
熱して仕上圧延を行い、Ar3 点以上で仕上げ圧延を終
了する工程と、仕上圧延された熱延鋼板を650℃以下
で巻取る工程と、を備えたことを特徴とする、加工性に
優れた直送圧延による軟質熱延鋼板の製造方法である。
るためにSを0.004%以下まで低減する方法が一般
的であった。それに対し、本発明者らはSを0.005
%以上含むB添加鋼を直送圧延しても軟質化させる方法
を鋭意研究した結果、直送圧延で微細MnSをすべてB
Nと複合析出させることによりすべての析出物を粗大化
させる条件を見出した。それは、添加S量に対してNを
S/5≦Nとなるように添加し、さらにそのNに対して
Bを添加するものである。理由は未だ明らかとなっては
いないが、直送圧延で析出したMnSは加熱炉材を圧延
してできたMnSよりもBNの析出核になりやすく、S
量に対して最適にNを添加すれば、微細MnSはもれな
くBNと複合析出物を形成し、直送圧延でも加熱炉材と
同レベルまで軟質化させることができるからと推定され
る。さらに、粗圧延と仕上げ圧延を分けて行う場合、粗
圧延を1000℃以下で終了し、MnSを過冷却状態に
した後に、1050℃以上に加熱することで仕上げ圧延
前にMnSを完全に析出させ、BNの核とすることでこ
の効果は著しいものとなる。
加鋼の添加S量に対するN量を規定し、さらにそのN量
に応じてB量を一定範囲内に制御して、直送圧延をする
際の、仕上温度と、粗圧延を行う場合はさらに粗圧延終
了温度と粗バー加熱温度を規定するようにして、直送圧
延で軟質熱延鋼板を製造する場合でも加熱炉材と同等の
材質で、低温巻取を可能とする方法を見出し、本発明を
完成させた。
を下記範囲に限定することにより、加工性に優れた軟質
熱延鋼板と、この軟質熱延鋼板を直送圧延で製造する場
合でも加熱炉材と同等の材質で、低温巻取を可能とする
方法を提供することができる。
理由、及び製造条件の限定理由について説明する。 (1)成分組成範囲 C≦0.03% Cが0.03%を越えて添加されると炭化物が多量に析
出し、ELを低下させ、成形性を阻害することから0.
03%以下である。
ることから、0.1%以下である。
働きがあることから0.05%以上は添加することが望
ましいが、過剰な添加は鋼の硬質化をもたらし、成形性
を劣化させるため、上限は0.5%である。 P≦0.03% Pは固溶強化元素であり、0.03%を越える添加は鋼
の硬質化をもたらすことから上限は0.03%である。 S≦0.02% Sは熱間延性や成形性を阻害する元素であることからM
nSとして固定される。0.02%を越える添加はMn
量の増加につながり加工性を低下させることから、上限
は0.02%である。また、Sを0.004%以下に低
減するには多大な製鋼コストがかかることから、0.0
05%を下限とすることが好ましい。
程度は含まれるが、本発明においては、AlはAlNの
析出を通じて、BNの析出を抑制し微細MnSの粗大化
を阻害することから、添加量は0.1%以下である。 N:0.001〜0.006%、かつN%≧S%/5。
るが、BN量が少ないと,即ちN量が0.001%未満
では微細MnSをすべて粗大にできず、本発明の軟質化
の効果が得られないため下限は0.001%である。一
方、多すぎると多量のBNにより加工性が劣化すること
から、上限は0.006%としたが、0.004%以下
が望ましい。NをSに対してN≧S/5で添加する理由
を実験結果より説明する。
Mn=約0.2%、P=約0.015%、S=約0.0
1%、Al=約0.02%を含み、N量を変化させ、さ
らにBをNに対してB/N=約1となるように添加した
鋼を鋳造し、仕上温度を880℃、巻取温度を620℃
で直送圧延を行った。その後、調圧率0.8%で調質圧
延し、板厚2.8mmの熱延板を製造した。得られた熱
延板よりJIS5号引張試験片を切り出し、引張試験を
行った。図1にYP(降伏点)をNに対してプロットし
た。YPはN量が多くなるにつれて低下し、N%≧S%
/5で飽和した。従ってN量は本発明の軟質化の効果を
得るため、N%≧S%/5である。 B:11/14×N%−0.0004≦B≦11/14
×N%+0.002 BはNと結合し粗大なBNを形成するため軟質化に有効
な元素であり、Sに対して添加されたNに対し、11/
14×N%−0.0004≦B≦11/14×N%+
0.002を満たすように添加されれば、MnSをすべ
てBNと複合させることができる。一方、Bを11/1
4×N%+0.002を越えて添加すると、固溶Bによ
る硬質化が起こることから、上限は11/14×N%+
0.002である。B添加量を以上のように決めた理由
を実験結果で説明する。
%、Mn=約0.20%、P=約0.015%、S=約
0.010%、Al=約0.020%を含み、N=約
0.0025%含み、B量を変化させた鋼を鋳造し、仕
上温度を880℃、巻取温度を600℃で直送圧延を行
った。比較として1250℃加熱の炉材も同様に圧延し
た。その後、調圧率1.0%で調質圧延を行い、板厚
1.5mmの熱延板を製造した。得られた熱延板よりJ
IS5号引張試験片を切り出し、引張試験を行った。図
2はB量の変化に伴う直送圧延材と加熱炉材のYP(降
伏点)の変化を示したものである。直送圧延材のYPは
B添加が増加するに従い加熱炉材に近づき、Bを0.0
016%添加(N=0.0025%に対してB=11/
14×N−0.0004となる点)したところで直送圧
延と加熱炉材の差はほぼ無くなり、さらにBを添加して
もその差は維持される。
5%に対してB=11/14×N%+0.002となる
点)を超えて添加すると、直送圧延材と加熱炉材のYP
が急上昇して(即ち、固溶Bによる硬質化が起こり)、
本発明の軟質化の効果が得られない。従って、B添加量
は、11/14×N%−0.0004≦B≦11/14
×N%+0.002である。なお、粗圧延を1000℃
以下で終了し1050℃以上まで粗バー加熱を行った場
合は、BN析出前にMnSが完全に析出して、B添加効
果が促進され、Bを11/14×N%−0.001で計
算される値以上添加すれば直送圧延材と加熱炉材の材質
差は無くなることから、Bの下限は11/14×N%−
0.001以上である。
などを添加しても、本発明において意図している軟質化
を妨げないことから、通常の鋼と同じ思想で適量添加す
ることができる。Cu、Ni、Cr、Snの添加は耐食
性を向上させ、Caの添加は炭化物凝集を促進し、耐時
効性を向上させる。
S、BNの析出核としてはたらき、これらの析出を促進
する。さらにスクラップを溶解原料として用いた場合に
混入するSb、Asについても本発明の効果に影響を与
えるものではない。
り、加工性に優れた軟質熱延鋼板と、この軟質熱延鋼板
を直送圧延で製造する場合でも加熱炉材と同等の材質
で、低温巻取を可能とする方法を得ることが可能とな
る。このような特性を有する鋼板は、以下の製造方法に
より製造することができる。
を持っており、このどれが一つでもかけた場合、本発明
の効果は低下する。
に圧延を行う直送圧延する際に、Ar3 点以上で仕上げ
圧延を終了し、650℃以下で巻取る。 a.仕上温度 本発明においては、仕上温度はAr3 点以上である。仕
上温度がAr3 点未満となると、r値を低下させる集合
組織が発達してしまうため、下限はAr3 点である。 b.巻取温度 酸洗性の観点から巻取温度の上限は650℃以下であ
る。ただし、450℃未満では炭化物が微細に析出し、
r値の著しい低下が起こることから、450℃以上が好
ましく、できれば550℃以上が望ましい。
を行う直送圧延をする際に、1000℃以下で粗圧延を
終了後、1050℃以上に加熱して仕上圧延を行い、A
r3 点以上で仕上げ圧延を終了し、650℃以下で巻取
る。
度が増し、1050℃以上に粗バーを加熱することでM
nSを短時間に析出させ、BN析出前にMnSの析出を
完了させることができるため、本発明の効果が促進され
る。粗バー加熱温度が1050℃未満ではMnSの析出
が不十分であることから、粗バー加熱温度の下限は10
50℃である。粗バー加熱方法は特に限定するものでは
ないが、誘導加熱、ガス加熱、トンネル炉等を用いても
良い。
が、炉加熱を行ってもなんら問題はない。また、粗圧延
後、粗バーを接合して仕上げ圧延を連続で行ってもなん
ら問題は生じない。さらに、薄スラブを用いて粗圧延を
省略しても本発明の効果は変わらない。この場合、粗バ
ー加熱はスラブ加熱に相当する。
のまま使用しても、酸洗して用いても効果は変わらな
い。調質圧延の条件についての制限はないが、2%を越
えるとELの低下が激しいことから、2%以下が望まし
い。また、本発明鋼の成分調整には、転炉と電気炉のど
ちらも使用可能である。さらに、本発明の鋼板に亜鉛め
っきやすずめっき、クロメート、リン酸亜鉛などの化成
処理を行っても効果にはなんら影響を及ぼさない。以下
に本発明の実施例を挙げ、本発明の効果を立証する。
〜8,11〜16,19〜21,23〜26:本発明
例、No.1,2,9,10,17,18,22,2
7:比較例)を鋳造後直ちに熱間圧延を開始し、熱間圧
延を行った。熱間圧延に際しては、Ar3 点以上の温度
で仕上げ圧延を行い、表2に示す巻取温度(CT)で巻
きとった(直送圧延材)。得られた熱延板を酸洗後、調
圧率0.8%で調質圧延を行い、板厚2.8mmの板を
製造した。また、同じチャージのスラブを室温まで冷却
後、1220℃加熱を行い、同条件で圧延した(加熱炉
材)。得られた熱延板の特性をJIS5号引張試験片に
よる引張試験で評価した。直送圧延材のTS(引張強
さ)、EL(伸び)および、直送圧延材と加熱炉材のE
Lの差を表2に示す。表1中の11/14N−0.00
04、11/14N+0.002の欄は、それぞれ本発
明のB量の下限と上限を示す。No.1〜No.9(本
発明例No.3〜8、比較例:No.1,2,9)はB
添加量を変化させたものであるが、比較例No.1,2
はB量が少なく、加熱炉材とのEL差が大きい。また、
比較例No.9はB量が多く、加熱炉材とのEL差はな
いが固溶Bによる硬質化が著しい。
熱炉材とのEL差が大きく、比較例No.17はB量が
多く、固溶Bによる硬質化が著しい。No.18〜22
(本発明例No.19〜21、比較例No.18,2
2)はN量を変化させたものであるが、比較例No.1
8はS量に対してN量が少なく、BNと複合しない微細
MnSが多量に残留するため、加熱炉材とのEL差が大
きい。比較例No.22はN量が多く、BNが多量に析
出しているため、ELが低い。
26、比較例No.27)はS量を変化させた場合であ
るが、比較例No.27はS量が多くやはりELの低下
が著しい。
No.3〜8,11〜16,19〜21,23〜26
は、いずれも加工性の良好な材質(直送圧延材のTS,
EL,炉材とのEL差)が得られている。このように、
本発明により直送圧延でも通常の加熱炉材と同等の材質
を得ることができ、低温巻取が可能となる。
例No.1〜12)を鋳造後直ちに熱間圧延を開始し、
表4の条件で熱間圧延を行った。一部のもの(本発明例
No.5,9,12)を除き、熱間圧延に関しては、粗
圧延後、誘導加熱で粗バー加熱を行い、仕上温度をAr
3 点以上とした。引き続き調圧率0.8%で調質圧延を
行い、板厚1.2mmの板を製造した。また、同じチャ
ージのスラブを室温まで冷却後、1220℃加熱を行
い、同条件で圧延した(加熱炉材)。得られた熱延板の
特性をJIS5号引張試験片による引張試験で評価し
た。直送圧延材のTS(引張強さ)、EL(伸び)およ
び、直送圧延材と加熱炉材のELの差を表4に示す。表
3中の11/14N−0.0004、11/14N+
0.002の欄は、それぞれ本発明のB量の下限と上限
を示す。本発明例No.1〜No.5はB添加量を変化
させたものであるが、本発明例No.1〜4と本発明例
No.5を比較して、粗バー加熱で本発明の効果が促進
されることがわかる。本発明例No.6〜9はN量を変
化させたものであるが、本発明例No.6〜8と本発明
例No.9を比べることで、粗バー加熱で本発明の効果
が促進されることがわかる。本発明例No.10〜12
はS量を変化させたものであるが、ここでも粗バー加熱
の効果が確認できる。このように、本発明により直送圧
延でも通常の加熱炉材と同等の材質を得ることができ、
粗バー加熱で効果が増大することがわかる。
鋼組成及び直送圧延を含む製造条件を特定することによ
り、直送圧延で軟質熱延鋼板を製造する場合でも加熱炉
材と同等の材質で、低温巻取を可能とする方法、及びそ
の方法による加工性に優れた直送圧延による軟質熱延鋼
板を提供することができる。従って、本発明の製造方法
を用いることにより、家電製品等に適する熱延鋼板を直
送圧延で安価に製造することができるなど、産業上の利
用価値は大きい。
YP(降伏点)の関係を示す図。
材のB含有量変化に伴うYP(降伏点)の変化を示す
図。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、C≦0.03%と、Si≦
0.1%と、Mn≦0.5%と、P≦0.03%と、S
≦0.02%と、Sol.Al≦0.1%と、N:0.
001〜0.006%とを含有し、かつN%≧S%/5
を満たし、さらに、下記(1)式で定義される範囲のB
を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であることを
特徴とする、加工性に優れた直送圧延による軟質熱延鋼
板。 11/14×N%−0.0004≦B≦11/14×N%+0.002 …(1) - 【請求項2】 請求項1に記載の組成を有する鋼を鋳造
後直ちに圧延を行う直送圧延する際に、Ar3 点以上で
仕上げ圧延を終了する工程と、 仕上圧延された熱延鋼板を650℃以下で巻取る工程
と、 を備えたことを特徴とする、加工性に優れた直送圧延に
よる軟質熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の組成を有する鋼を鋳造
後直ちに圧延を行う直送圧延する際に、1000℃以下
で粗圧延を終了後、1050℃以上に加熱して仕上圧延
を行い、Ar3 点以上で仕上げ圧延を終了する工程と、 仕上圧延された熱延鋼板を650℃以下で巻取る工程
と、 を備えたことを特徴とする、加工性に優れた直送圧延に
よる軟質熱延鋼板の製造方法。
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---|---|---|---|
JP00949998A JP3331944B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 加工性に優れた直送圧延による軟質熱延鋼板およびその製造方法 |
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JPH11199976A JPH11199976A (ja) | 1999-07-27 |
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