JPH0953124A - 成形性に優れた冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラブ加熱時の省エネルギーと酸洗性改善を
念頭においた成形性に優れた冷延鋼板の製造方法を提供
する。 【解決手段】 Ｔｉ，Ｎｂを少なくともＣ，Ｎ当量含ん
だ極低炭素鋼のスラブを熱延する際に、Ａｒ₃ 変態点未
満、７００℃以上の温度で合計圧下率が７０％以上の圧
延を、必要に応じ摩擦係数を制御して行ない、仕上温度
が７３０℃以上で、かつ加工発熱で連続熱延中の最低温
度より３０℃以上高い仕上温度で圧延し、７００℃以下
で巻き取り、その後通常の酸洗、冷延、焼鈍を行なうこ
とを特徴とする成形性に優れた冷延鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用のパネル
部品のような深絞り加工に供せられる成形性の優れた冷
延鋼板の製造方法に関するものである。なお、ここでの
冷延鋼板には表面処理原板も含む。

【０００２】

【従来の技術】深絞り用鋼板の標準的な製造工程を以下
に記載する。本発明は、極低炭素鋼を対象にしているの
で、その製造工程を中心に説明する。高炉から得られる
銑鉄は４％程度のＣを含むが、純酸素を吹き込むことに
より転炉精錬段階で、０．０５％程度まで低減される。
極低炭素鋼を製造するには、その後、真空脱ガス装置で
の脱炭が行なわれ、最近では１０ppm 程度までＣを下げ
ることが可能になってきた。現在、日本ではほとんどの
深絞り用鋼板が連続鋳造により製造されている。連続鋳
造で製造されたスラブは、３つのルートで熱間圧延へ供
される。１つはＣＣ−ＤＲ(Continuous Casting and Di
rect Rolling）と称され、再加熱することなしに直接熱
延される場合で、熱エネルギー的には最も効率的なルー
トである。この場合、鋳片の温度が大きく下がらないよ
うに、設備的な対策が必要なことと、鋳片の手入れがで
きないため、表面品質の劣化を招く可能性があるなどの
欠点もある。深絞り用鋼板は、外板に使用されることが
多いため、表面品質は特に厳しいので、現在のところＣ
Ｃ−ＤＲはほとんど適用されていない。

【０００３】２つ目のルートは、スラブを冷塊にし、そ
の後加熱炉で再加熱して熱間圧延に供するルートであ
る。３つ目は、１つ目と２つ目の中間で、スラブを完全
に冷やす前に加熱炉に入れる方式で、ＨＣＲ（Hot Char
ge）と称されている。スラブ温度がγ→α変態を起こす
前に、再加熱される場合をＡルート、一度γ／α変態点
以下になる場合をＢルートと名付けられている。深絞り
用極低炭素鋼は、通常２つ目あるいは３つ目のＢルート
で製造されている。再加熱の温度は、１１５０〜１２５
０℃が一般に採用されている。

【０００４】熱間圧延は、一般に数回の粗圧延を行なっ
た後、５〜７スタンドの連続熱間圧延機でＡｒ₃ 変態点
以上の仕上温度で行ない、板厚２〜４mmの熱延板を製造
する。巻取温度は、極低炭素鋼の場合は７００℃以上の
高温の方が炭窒化物が粗大に析出するため材質の観点か
らは好ましいが、酸洗性の劣化や材質のバラツキが起き
やすい欠点があるため、６００℃以下の低温巻取でも高
温巻取に匹敵する材質が得られる技術の開発が要望され
ている。冷却は、γ→α変態の時に速く冷やすことによ
り熱延組織を微細にできるため、ＲＯＴ(Run-out Tabl
e）の前段で急冷する方式がよく用いられる。

【０００５】熱延コイルは、放冷後、酸洗され、冷間圧
延により０．８mm前後の板厚に仕上げられる。冷延コイ
ルは、電解洗浄により表面に付着した油などを取り除い
てから焼鈍に供される。通常、焼鈍は、生産性の観点よ
り連続焼鈍によって行なわれる。しかし、連続焼鈍炉の
通板には、幅や厚さの制限があるため、一般に、箱焼鈍
も併用されている。

【０００６】深絞り用鋼板は、表面処理を施されて製品
となることが多い。主な表面処理は、溶融亜鉛めっきと
各種の電気めっきである。また、自動車のガソリンタン
クには、鉛、錫合金の溶融めっきであるターンめっきが
施される。電気めっき用鋼板とターンめっき用鋼板の場
合は上記の焼鈍を完了した冷延鋼板を原板として用いる
が、溶融亜鉛めっきの鋼板の場合は、焼鈍前の冷延鋼板
を原板として用い、連続焼鈍と溶融めっきを炉中で行な
うことができる連続溶融めっきラインで、焼鈍と表面処
理を同時に行なう。焼鈍されたコイルは、形状矯正とプ
レスの際に生じるストレッチャーストレインの発生を防
止するために、１％程度の調質圧延に供される。

【０００７】以上の標準的な製造工程に対して、最近、
ＩＦ鋼で熱間圧延を一部Ａｒ₃ 変態点以下で積極的に行
なう技術が開発されている（例えば、特開昭６１−１１
９６２１号公報、特開昭５９−９６２２８号公報、特開
平５−３３９６４３号公報参照）。その理由は、従来の
ようにＡｒ₃ 変態温度以上での仕上圧延を狙っていて、
偶然操業上のトラブルなどでＡｒ₃ 変態温度以下で若干
熱延された場合は、成品板の材質が劣化するが、熱延条
件を工夫するとＡｒ₃ 変態温度以上で仕上圧延された材
料と同等もしくはそれ以上の材質を得ることができるこ
とが分かってきたためである。

【０００８】しかし、この場合、熱延板を再結晶させる
ことが必要となる。そのため、再結晶温度以上の高温巻
取が必須になる。高温巻取は、スケールの生成が著し
く、それを除去する酸洗時間が長くなることや、Ｐの粒
界偏析が顕著になり２次加工性の劣化を招くなどの欠点
が生じる。一方、低温で巻き取ったのでは優れた特性を
得ることが難しい。そこで、これらの問題点を解決する
方策として、低温巻取した熱延板を連続焼鈍により再結
晶処理することが考えられるが、この場合は、製造コス
トが高くなる経済的欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温巻取を
することなしに、再結晶を促進させ、高温巻取相当の材
質を達成し、高温巻取に伴い発生する問題点である酸洗
性および２次加工性の劣化を回避する成形性に優れた冷
延鋼板の製造方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェライ
ト域熱延の再結晶に関する研究を重ね、加工発熱が生じ
た場合に顕著な再結晶の促進が起こるという新しい知見
を得た。一見、加工発熱により温度が上昇するのである
から、再結晶が促進するのは当たり前と考えられるが、
再結晶の促進状態を定量的に検討すると、単に材料が高
温状態に置かれたことによって再結晶が促進したと考え
るだけでは理解できないほど再結晶が促進することが分
かった。この原因は明確ではないが、加工によって加え
られたエネルギーが原子を励起し、熱エネルギーの変わ
る時、その原子の励起が再結晶の促進に影響を与えるの
かと推測される。

【００１１】本発明は、この現象を利用したもので、そ
の要旨とするところは、重量比でＣ：０．０１％以下、
Ｎ：０．０１％以下、Ａｌ：０．００５％以上、１．０
％以下、必要に応じＢを０．０００２％以上、０．００
５％以下を含み、Ｔｉ，Ｎｂのいずれか一方または双方
をＣ／１２＋Ｎ／１４＜Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋０．
０００１なる条件を満足するように含有する鋼スラブを
熱延する際に、Ａｒ₃変態点未満、７００℃以上の温度
で、合計圧下率が７０％以上の圧延を、必要に応じ潤滑
を施し摩擦係数を０．２以下として行ない、仕上温度が
７３０℃以上で、かつ加工発熱で連続熱延中の最低温度
より３０℃以上高い温度で仕上圧延し、７００℃以下で
巻き取り、その後通常の酸洗、冷延、焼鈍を行なうこと
を特徴とする成形性に優れた冷延鋼板の製造方法にあ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、ＣおよびＮ量を０．０１％以下とした
のは、これ以上の添加は加工性の劣化を招くためであ
る。Ｃ，Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂの添加量の間にＣ／１２＋Ｎ／
１４＜Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋０．０００１の関係式
を満足するように限定したのは、この条件を満足するこ
とにより、鋼中のＣ，Ｎを大部分ＴｉあるいはＮｂの炭
窒化物として析出させることができ、冷延時ならびに焼
鈍時の集合組織形成がｒ値に好ましい結果になるためで
ある。

【００１３】Ａｌの含有量の下限を０．００５％とした
のは、脱酸を十分に行なうためである。上限は加工性の
観点で限定した。Ｂは、２次加工性の向上に寄与するの
で用途によっては、その効果が明瞭に現われる０．００
０２％以上の添加が必要である。また、過剰の添加は加
工性を劣化するので、上限を０．００５％とした。

【００１４】他の成分についてはとくに限定しないが、
強度を高め、加工性を著しく悪くしない範囲であるＭｎ
＜１％、Ｓｉ＜１％、Ｐ＜０．１％の添加は、本発明の
趣旨を何ら損ずるものではない。

【００１５】熱延条件において、Ａｒ₃ 変態点未満、７
００℃以上の温度で合計圧下率が７０％以上の圧延を行
なうとしたのは、Ａｒ₃ 変態点未満で熱延された材料
を、Ａｒ₃ 変態点以上で仕上圧延された材料と同等ある
いはそれ以上の材質とするために、深絞り用鋼板として
好ましい再結晶集合組織の形成に７０％以上の合計圧下
率が必要なためである。

【００１６】加工発熱により連続熱延中の最低温度より
３０℃以上高い仕上温度で圧延すると限定したのは、加
工発熱による温度上昇が３０℃以上になることにより、
再結晶が顕著に促進するためである。また、この際、仕
上温度を７３０℃以上としたのは、例え加工発熱による
温度上昇が３０℃以上になっても、仕上温度が７３０℃
未満になると再結晶がしにくくなるためである。加工発
熱による温度上昇は、通板速度、ロール温度、圧下率の
増加、圧延温度の低下などによって達成でき、どの手段
を用いてもよい。

【００１７】また、このＡｒ₃ 変態点以下の熱延を、潤
滑を施し摩擦係数を０．２以下にして行なうとしたの
は、これにより成品板のｒ値が顕著に上昇するためであ
る。この理由は、表層のせん断変形によって形成される
深絞り性に好ましくない集合組織が摩擦係数を小さくす
ることにより、深絞り性に好ましい集合組織に変化する
ためである。摩擦係数の下限は、特に限定しないが、鋼
板の通板性を著しく劣化させないためには、摩擦係数を
０．０５以上に保つことが好ましい。

【００１８】巻取温度の上限を７００℃としたのは、こ
れを超える温度で巻き取ると酸洗性や２次加工性の劣化
を回避することができないためである。なお、本発明に
よると、巻き取り前にほぼ再結晶は終了しているので、
強いて巻取温度の下限を設定する必要はない。常温で巻
き取れれば、生産性が高く好ましい。

【００１９】本発明で特に限定しなかった製造条件につ
いては従来技術で記した標準的な製造方法に準ずる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
実施例には表１に示した成分組成を有する鋼を用いた。
鋼種Ａ〜Ｅは、本発明鋼、Ｆ，Ｇは比較鋼である。熱延
・巻取条件と成品板のｒ値、デスケーリング時間、２次
加工割れ延性−脆性遷移温度を表２に示す。デスケーリ
ング時間は、希塩酸に熱延板を浸し、スケールがなくな
るまでの時間である。２次加工割れ延性−脆性遷移温度
は、絞り比１．７で円筒に絞った円柱を頂角３０度の円
錐ポンチで押し込んだ時に、円柱壁面の破壊する形態が
延性的から脆性的に遷移する温度とした。

【００２１】仕上圧延中の最低の温度としては、各スタ
ンド間に放射温度計を設置して測定した温度の最低値を
とった。その他の製造条件で、スラブ加熱温度は、通常
圧延材の場合、１２００℃前後、仕上温度がＡｒ₃ 変態
点以下の圧延の場合は、１０００〜１１００℃の範囲、
冷延率は８０％、焼鈍温度は８４０℃、スキンパス率は
１％であった。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】本発明の範囲を満足した実験番号１，２，
３，６，９，１３，１５，１７，１９の材料は、高いｒ
値を示すだけでなく、酸洗時間も短く、耐２次加工性も
優れている。一方、従来法で製造された実験番号１１と
１２の材料は、低温巻取ではｒ値が低く、高温巻取では
酸洗性、耐２次加工性が悪い。仕上温度が低かった実験
番号４では、熱延板が十分に再結晶しなかった可能性が
高く、高いｒ値が得られなかった。

【００２５】Ａｒ₃ 変態点未満、７００℃以上の温度で
合計圧下率が６０％と低い実験番号５の材料は、適正な
集合組織が発達しなかったためか、ｒ値が低い。仕上温
度から仕上圧延中の最低温度を引いた値が本発明の範囲
外である実験番号７，８，１４，１６，１８，２０で
は、熱延板が十分に再結晶しなかったためか、高いｒ値
が得られなかった。巻取温度が高い実験番号１０の材料
は、酸洗性、耐２次加工性が悪かった。また、本発明鋼
の範囲を逸脱した鋼を用いた実験番号２１，２２では、
高いｒ値が得られなかった。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、スラブ加熱温度に要する
エネルギー消費量を低減できるだけでなく、材質面にお
いても、優れた加工性を持つ超成形性鋼板を製造するこ
とができ、工業的に価値の高い発明である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/14 Ｃ２２Ｃ 38/14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．０１％以下、 Ｎ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．００５％以上、１．０％以下を含み Ｔｉ，Ｎｂのいずれか一方または双方：Ｃ／１２＋Ｎ／
   １４＜Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＋０．０００１ なる条件を満足するように含有する鋼スラブを熱延する
   際に、Ａｒ₃ 変態点未満、７００℃以上の温度で合計圧
   下率が７０％以上であり、仕上温度が７３０℃以上で、
   かつ加工発熱により連続熱延中の最低温度より３０℃以
   上高い温度で仕上圧延し、７００℃以下で巻き取り、そ
   の後通常の酸洗、冷延、焼鈍を行なうことを特徴とする
   成形性に優れた冷延鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ａｒ₃ 変態点以下、７００℃以上の温度
   で合計圧下率が７０％以上の圧延を、潤滑を施し摩擦係
   数を０．２以下として行なうことを特徴とする請求項１
   記載の成形性に優れた冷延鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 鋼スラブが、さらに、重量比で、Ｂ：
   ０．０００２％以上、０．００５％以下含有することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の成形性に優れ
   た冷延鋼板の製造方法。