WO2008102899A1

WO2008102899A1 - 缶用鋼板の製造方法

Info

Publication number: WO2008102899A1
Application number: PCT/JP2008/053125
Authority: WO
Inventors: Yuka Nishihara; Katsumi Kojima; Hiroki Iwasa
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2008-08-28
Also published as: EP2123780B1; CN101578381B; JP2008202113A; JP5076544B2; KR101128315B1; EP2123780A1; EP2123780A4; CN101578381A; KR20090084885A

Abstract

高強度の缶用鋼板を製造するにあたり、Ａｒ３変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延を行い、冷間圧延後（再結晶開始温度−200℃）～（再結晶開始温度−20℃）にて回復焼鈍を行うことにより、引張強度：550MPa～650MPa、全伸び：５％以上を得る。さらにＮｂ：0.001％～0.05％、Ｂ：0.0001％～0.005％の少なくともいずれかを添加することにより、通常の缶用鋼板と同じ温度域で焼鈍することを可能とした上で、引張強度：550MPa～700MPa、全伸び：４％以上を得る。

Description

明細書缶用鋼板の製造方法技術分野

本発明は、飲料缶詰（canned beverage) や食品缶詰（caniied food) の容器 {can or container) とし" I用いられる 2ピース D R Di±r 、 two- piece drawn and redrawn can) や 3 ヒ ¹ ~ス溶接 f& (three— piece welded canノ ίこ用レヽられる缶用鋼板（tin mill black plate)の製造方法に関するものである。背景技術

近年、缶用鋼板としてのスチール缶の需要を拡大するため、製缶コストの低減が進められている。製缶コストの低減策としては、素材の低コスト化が挙げられる。すなわち、絞り加工（drawing)を行う 2ピース缶においても、単純な円筒成形が主体の 3ピース缶においても、極薄（extremely thin) の高強度缶用鋼板が利用されるようになっている。

例えば、板厚 0. 16mmの鋼板を利用する場合には、少なくとも缶胴部（body of weld cans)には口ックゥエル硬さ（HR30T)で 73〜77程度（少なくとも 73〜76、好ましくは 74〜77)、弓 I張強度（T S ： tensile strength) で 550MPa~620MPa 程度の高強度材を用いる必要がある。現在、極薄で硬質（hard)な缶用鋼板は、焼鈍後に二次冷延（secondary cold rolling) を施す Double Reduce法（以下、 D R法と称す）で製造されている。しかし、 DR法では、鋼板は熱間圧延（hot rolling) —冷間圧延一焼鈍—二次冷延という工程を経て製造される。すなわち、焼鈍まで.で終了する通常の工程に比べて 1工程多いので、その分、製造コストが高くなる。従って、この種の缶用鋼板においては、コストダウンが要望されており、各種強化元素（強度を増加する合金元素）を添加して焼鈍 .（ここでは再結晶焼鈍 (recrystallization annealing)) 工程までで（すなわち二次冷延することなく）製造する方法が提案されている。 ' 例えば、特開 2001- 107186号公報（特許文献 1 ) およぴ特開 2005- 336610号公報（特許文献 2 ) では、再結晶焼鈍を施された高強度の缶用鋼板が開示されている。このように再結晶焼鈍を施して得られる鋼板は異方性（in-plate plastic anisotropy) が小さく、耳発生（earing) をできるだけ抑制すべき絞り缶等には適している。 ' しかし、小さい異方性をそれほど必要としない鋼板については、冷間圧延後、必ずしも再結晶焼鈍を行う必要はない。冷間圧延で強度を高めた後に、低温での加熱処理を行うことにより.、冷間圧延工程で導入され過ぎた歪を解放したり、材料の延性を必要最小限の範囲で回復させたりする方法（回復焼鈍（recovery annealing) と呼ばれる）が再結晶焼鈍に代わって適用できる。この方法では、再結晶焼鈍を行わなず、再結晶に伴う著しい硬度低下がないため、析出強ィ匕能 (ability for precipitation hardening) や固溶強 ί匕能 (ability for solid solution hardening) のある元素を添カロする必要力なレ、。したカつて、こうした元素の耐食性 (corrosion resistance) への影響を懸念する必要がない。このように、小さい異方性が要求されない鋼板については、回復焼鈍を行う方法が有効であり、以下のような技術が提案されている。

特公昭 53-20445号公報（特許文献 3 ) では、熱間圧延における仕上げ温度 (finishing temperature) を Ar3変態点以下とし、高温卷取りして、熱間圧延後の結晶粒径を 50/X以上とする技術が開示されている。この技術では、上記熱間圧延の後に 85~90%の圧下率（reduction) で冷間圧延を行った後、 450〜580 の連続焼純 (continuous annealing) を行うこと Iこより、 T Sカ 53~57kgf/mm²で E 1 (全伸び）力 6〜8%の缶用鋼板が得られている。なお、素材としては Cが 0.05〜0· 06%のキヤップド鋼を用いている。

特開平 8-269568公報（特許文献 4 ) では、 REMを必須成分とする銅を用い、熱間圧延における仕上げ温度を Ar3変態点以下とし、 85%以下の圧下率で冷間圧延を行った後、 200 から 500 :の範囲で 10分間以上熱処理することで、 YS (降伏強度： yield strength) が 640MPa以上の缶用鋼板を得る技術を開示している。特開平 6-248338号公報（特許文献 5 ) には、冷間圧延をした後 400 以上再結晶温度以下で焼鈍することで、 T 4〜T 6の調質度 (tempered grade) の、ストレッチヤーストレイン（stretcher strain) のない容器用鋼板を作り分ける技術が開示されている。当該技術で得られた口ックゥエル硬さ (HR30T) として最大で 72.9が開示されている。

特開平 6- 248339号公報（特許文献 6 ) では、特許文献 5と同じ組成（C ： 0.03重量％以下、 N ： 0.005重量％以下などと規定）の銅を用い、 Ar3変態点以下の温度で少なくとも 50%以上の熱間圧延を施し、 50%以上の圧下率で冷間圧延を行った後、 400 以上再結晶温度以下で焼鈍することで、高剛性（口ックゥエル硬ざは特許文献 5と同程度）の容器用鋼板を得る技術が開示されている。なお、特許文献 5および 6においては再結晶温度を再結晶率が 1 0 % 未満の組織になる温度と定義している。

特開平 8-41549号公報（特許文献 7 ) では、熱間圧延時に Ar3変態点以下での合計圧下率を 40%以上とするなどして仕上げ圧延を行い、 50%以上の圧下率で冷間圧延を行った後、 350〜650¾：の短時間低温焼鈍を施すことで、 YSが 54〜70kgf/mm²の鋼を得る技術が開示されている。発明の開示

〔発明が解決しょうとする課題〕

しかしながら、上記の従来技術には下記に示す問題が挙げられる。

例えば、特許文献 3、特許文献 4、特許文献 6および特許文献 7では、熱間圧延時に Ar3変態点以下で仕上げ圧延（finish rolling) を行う必要がある。 Ar3変態点以下で仕上げ圧延を行うと、熱延板（hot rolled steel sheet) のフヱライト粒径（ferrite grain size) は大きくなり、特許文献 3 の第 3図に示されるように熱間圧延後の鋼の強度は低下する。したがって、充分な加工性を確保する程度に銅自体の強度を低下させる方法として有効である。しかし、 Ar3変態点以下で仕上げ圧延を行うと、幅方向中央部より冷却速度の速い幅方向エツジ部は、仕上げ圧延時の温度が低くなる傾向がある。このため、エッジ部では仕上げ圧延時に導入された歪が熱間圧延直後の再結晶や回復で充分に開放されず、強度が高くなる傾向がある。その結果、中央部とエッジ部の強度差が大きくなり、幅方向に均一な熱延板が得られにくいことから、現状の操業で均一なものを得ることは困難である。なお、ここでは慣用に従い「A r3変態点以下」という表現を用いているが、上記の従来技術は A r3変態を開始しない温度で熱間圧延（の少なくとも一部）を施すという趣旨であるから、厳密には「A r3変態点未満」と表現するのが正確である。

特許文献 4では、冷間圧延後 2 0 0〜 5 0 0でで 1 0分間以上焼鈍して歪を回復させるとしているが、連続焼鈍炉で 1 0分間以上焼鈍をするとなるとラインスピードを低速にしなければならず、生産性を著しく低下させる。特許文献 5や特許文献 6では 400Ό以上、再結晶温度以下で焼鈍することを特徴としているが、得られる鋼のロックウェル硬さは 73. 0に満たず、本発明で目的としている強度レベルの銅を得るためには焼鈍温度をさらに低下させる必要がある。そのため、通常の缶用材料の製造で採用されている焼鈍温度を外れてしまうので、専用の焼鈍サイクルを別途設ける必要があり、生産性が低下する。

本発明は、かかる'事情に鑑み成されたもので、上記した従来技術の問題を解決し、高強度な缶用鋼板を製造する方法を提案することを目的とする。すなわち、本発明は、小さい異方性が要求されない用途、例えば溶接缶等に適用され、強度の他に加工性が要求される缶用鋼板を対象とするものである。そして本発明は延性、例えば溶接缶のフランジ加工性に最低限必要な延性を確保しつつ、高強度の缶用鋼板を製造する方法を提案することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するために'鋭意研究を行った。その結果、以下の知見を得た。

回復焼鈍で強度を低下させて目的の強度および延性を得ることを前提に、成分組成、製造条件の適正化を検討した。そして、中でも、

• A r3変態点以上で仕上げ圧延を行うことで中央部とエツジ部で強度差がない、幅方向に均一な熱延鋼板を得ること、そして、 -冷延後、「再結晶開始温度— 200 」以上「再結晶開始温度— 20で」以下で焼鈍し、回復段階で目的の強度レベルまで低下させること、

' この 2つを本発明の特徴とし、主要な要件とすることで目的とする特性が得られることを知見した。

更に、 Nb ： 0.001〜0.05^ο/_ο、 Β： 0.0001〜0.005^ο/_οの少なくともレヽずれカを加えることで、上記製造条件で、現在缶用鋼板の製造で採用されている焼鈍温度と同じ温度域（ 00〜700 ）での回復焼鈍を可能とし、引張強度 550MPa 〜650MPa、あるいは 550MPa〜700MPa力 S得られることも知見した。本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。，

[ 1 ] 質量⁰ /oで、 C : 0.003%以下、 N : 0.004%以下、 Mn： 0.05%〜 0.5%、 P： 0.02%以下、 Si： 0.02%以下、 S： 0.03%以下、 A1： 0.1%以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を、 A r 3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、 600〜750¾の卷取り温度（coiling temperature) でコイルに卷取り、次いで、 60〜95%の圧下率で冷間圧延を行った後に、（再結晶開始温度 _200で）〜（再結晶開始温度一 20 :) の温度で焼鈍を行うことを特徴とする板厚 0.18mm以下である缶用鋼板の製造方法。

[ 2] 前記 [ 1 ] において、前記鋼が質量％でさらに、 N b : 0.001%〜 0.05%および B :0.0001%〜0.005%の少なくともいずれかを含有することを特徴とする缶用鋼板の製造方法。なお、本明細書において、鋼の成分を示す％は、すべて質量％である。また、例えば「Mn： 0.05%〜0.5%」という表記は、「Μη : 0.05%以上、 0.5%以下」すなわち「0.05%≤Μη≤0.5%」を意味するものとする。

また、本発明において、再結晶開始温度とは、図 1 (実施例：条件は後述）に示すように、温度に伴い強度変化率が大きく変わる温度とし、具体的には、全体の組織の中で再結晶組織が 5 %を占める組織が得られる温度と定義する。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の組成の鋼における、焼鈍温度（横軸：）と丁 S (縦軸： MPa) および再結晶開始温度との関係を示す図である。

図 2は、本発明の別の組成の鋼における、焼鈍温度（横軸：で）と T S (縦軸： MPa) および再結晶開始温度との関係を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の方法により得られる缶用鋼板は、引張強度 550〜650MPa (図 1参照）、全伸び 5 %以上を達成することができる。もしくは、 Nb、 Bを添加する場合は、引張強度 550〜700MPa (実施例の図 2参照：条件は後述）、全伸び 4 %以上を達成することができる。本発明の缶用鋼板を製造するにあたつては、 A _Γ 3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延を施し、（再結晶開始温度一 200t ) 〜（再結晶開始温度一 20 ）の温度範囲内で焼鈍を行うことを特徴とする。次に、本発明の缶用鋼板の成分組成について説明する。

C : 0. 003%以下

本発明で提案する缶用鋼板は、冷間圧延（一次冷延）で導入される歪で高強度化を図るものである。したがって、強化元素は不要であり、延性の確保等の観点から極力低減する。 Cを 0. 003%を超えて含有させると、缶に成形する際に必要な局部延性を十分に得ることができなくなる。また、残存固溶炭素量が増加し、製缶（can making) の最終工程である卷き締め部（seeming part) の伸びフランジ成形（stretch- flange forming) に際して割れを生じる恐れがある。固溶炭素量の増大はさらに加工硬化（work hardening) 量も増大させるため、ネック加工（neck forming) やフランジ加工をする際にしわが発生する恐れもある。以上より、 C含有量は 0. 003%以下とする。一方、 C含有量が 0. 0010%を下回ると、本発明の目標とする強度を得るための焼鈍温度が低温化するなど操業性が低下し、また延性の改善も少なくなるので、 C含有量は 0. 0010%以上とすることが望ましい。 N :0.004%以下

Nは、不可避的に銅中に混入する不純物元素である。 N量が増加すると連続造 (, continuous casting) 時、痛正帯 (unbending zone) でスフブ割れ（slab cracking) が生じやすくなる。また、 Nは析出物を形成し伸びを低下させる一方、固溶状態で残存した場合は鋼を硬質化させる。上記作用を防止する条件として、 N含有量は 0.004%以下とする。なお、さらに加工性を必要とする用途に鋼板を用いる場合は N含有量を 0.002%以下とすることが好ましい。

Si:0.02%以下

Siは固溶強化により鋼の強度を増加させる強化元素であり、多量に含有させると耐食性が著しく損なわれる。よって、 Siの含有量は 0.02%以下とする。

Mn:0.05%—0.5%

Mnは固溶強化により銅の強度を増加させる強化元素である。 Mnはまた結晶粒径も小さくし、さらに微細化強化としても強度を増加させる元素である。上記作用を生じさせないように、 Mn含有量の上限は 0.5%とする。好ましくは 0.3%以下である。

一方、 Mn含有量が 0.05%を下回ると、 S含有量を低下させた場合でも、熱間脆性（hot shortness) を回避することが困難で、熱間圧延時に表面割れ等の問題を生じる。よって、 Mnの下限は 0.05%とする。好ましくは 0.10%以上である。

P : 0.02%以下

P含有量が多いと、固溶強化により鋼の強度を著しく増加させ、また耐食性も劣化させる。したがって P含有量は 0.02%以下とする。

S : 0.03%以下

S'は鋼中で介在物として存在し、鋼板の延性おょぴ耐食性にとつて不利になる元素なので、 0.03%以下とする。好ましくは 0.01%以下である。

A1:0.1%以下

A1は、脱酸剤として鋼中の清浄度を向上させる。また、固溶 N (solute N) と結合して A1Nを形成し、固溶 N量を低減する効果を有する。ゆえに、銅中にある程度含有させることが好ましい。その条件として概ね 0.005%以上添加するのが望ましい。一方、 A1含有量が 0.1%を超えると、その清浄度改善効果が飽和する。また、製造コストの上昇、表面欠陥発生傾向の増大などの問題も生ずる。よって、 A1含有量は 0.1%以下とする。

以上に加え、 Nb:0.001~0.05%および B ： 0· 0001 %〜 0.005%力らなる群から選ばれる 1種または 2種をさらに含有させてもよい。

Nb:0.001〜0.05%

Nbは炭化物生成能の高い元素であり、生成された炭化物による粒界（grain boundary) のピン止め（pinning) によって、鋼の再結晶温度を上昇させる。従うて、 Nbを添加したり、さらには Nb添加量を変化させたりすることで、鋼の再結晶温度を変えることができる。すなわち、適正な焼鈍温度を上下でき、随時目的の温度に合わせることが可能となる。その結果、他の鋼板と焼鈍の機会を合わせることもできるので、生産性の面から非常に効率的である。しかし、 Nbを 0.05%超えで含有すると、再結晶温度が高くなりすぎて、 CAL (連続焼鈍ライン）における通板性（processing capability) が低下する。また、炭化物の析出強化により目標の強度より高くなる。このため、 Nb含有量は 0.05%以下とする。

基本的に、本発明では強化元素は添加しないが、 Nbについては焼鈍温度の観点から添加することが好ましく、 0.05%以下であれば、むしろ添加量を調整することで Nbの析出強化を利用して所望の強度にすることが可能である。また、 Nb添加は、溶接時の再結晶を抑制することで、溶接強度（weld strength) が低下するのを防止することにも有効である。なお、より好ましい上限は 0.04%である。一方、 Nb添加量が 0.001%未満では、上記の効果を発揮することができないため、当該効果を目的として Nbを添加する場合は、 0.001%を下限とする。より好ましくは 0.005%以上添加する。さらに好ましくは 0.01% 以上である。

B :0.0001〜0.005%

Bは再結晶温度を上昇させる元素である。従って、 Nbと同様の目的で Bを添加することができる。しかし、過剰に添加すると熱間圧延時にオーステナイト域での再結晶を阻害し、圧延荷重を増大させるため、 B添加量は 0.005%以下とする。好ましくは 0.002%以下である。ま 'た、 0. 0001 %以下では再結晶温度を上昇させる効果が得られないので、当該効果を目的として Bを添加する場合は、 0. 0001 %を下限とする。好ましくは 0. 0005 %以上である。さらに好ましくは 0. 0008%以上である。

Bも Nbと同様に、上記の添加範囲内であれば、 Bの析出強化により所望の強度にすることが可能である。また、溶接時の再結晶を抑制することで、溶接強度が低下するのを防止することにも有効である。

Nbおよび Bはその一方のみを添加してもよいし、両方を上記の各範囲内で添加してもよレ、。

残部は Feおよび不可避不純物とする。板厚： 0. 18mm以下

本発明において、板厚は重要な因子である。引張強度 550MPa以上として薄肉化（gauge down) することがとくに有意義なのは、板厚が 0· 18mm以下の範囲である。また、板厚が 0. 18mmを超える鋼板であれば、 750tを超える高温域でも容易に連続焼鈍を行うことができるが、 0. 18mm以下の鋼板では連続焼鈍時に破断や板の形状が悪くなる恐れがあり、生産性が低下する。本発明の方法では焼鈍温度を再結晶開始温度- 20^以下（通常 700^：以下程度：後述の実施例参照）としているため、板厚が 0. 18m m以下の銷でも容易に生産でさる。

よって、本発明では、引張強度 550MPa以上の範囲で効果が大きいことと、低温域での焼鈍によって生産性向上効果が顕著に表れることとから、板厚は 0. 18mm以下に限定する。以下、本発明において目標とした鋼板特性についてもその理由を述べる。引張強度： 550~ 700MPa

本発明により製造される缶用鋼板は、現在は D R材のような高強度かつ極薄の鋼板を利用している分野、例えば D R D缶や溶接缶の缶胴部への適用を目的の一つとしている。このような分野において、鋼板の板厚を 0. 18mm以下にし、かつ引張強度を 550MPa以下にすると、缶体強度が不足するため缶の座屈が懸念される。これを回避するだめ引張強度は 550MPa以上を目標とする。一方、 700MPa超え（Nb、 Bを利用しない場合は 650MPa超え）の強度を得ようとすると、多量の強化元素の添加が必要となり、耐食性を阻害する懸念がある。

なお、引張強度は主として鋼板組成、冷間圧延率、焼鈍温度を調整して目標値に制御する。

具体的には、 C : 0.003%以下、 N : 0.004%以下、 Mn： 0.05%〜0.5%、 P： 0.02%以下、 Si : 0.02%以下、 S： 0.03%以下、 A1： 0.1%以下の組成として冷間圧延率を 60%以上とし、さらに均熱温度：（再結晶開始温度一 200 :)〜（再結晶開始温度一 20で）で焼鈍を行うことで、引張強度 550〜650MPaに制御する (図 1 )。

一方、 C : 0.003%以下、 N : 0.004%以下、 Mn： 0.05%〜0.5%、 P： 0.02% 以下、 Si： 0.02%以下、 S： 0.03%以下、 A1： 0.1%以下の組成と.し、さらに Nb： 0.001% ~0.05%, B ： 0.0001%〜0.005%の少なくともいずれかを添加して冷間圧延率を 60%以上とし、さらに均熱温度：（再結晶開始温度一 200 ）〜 (再結晶開始温度一 20で）で焼鈍を行うことで、引張強度 550〜700MPaに制御する（図 2 )。

なお、ロックウェル硬さ（HR30T) では、 Nb、 B無添加の場合で 74〜77程度、 Nbおよび Bの少なくともいずれかを添加した場合は 74〜80程度となる。全伸び： 4 %以上

全伸びが 4%を下回ると溶接缶のフランジ加工性が悪くなり、割れの発生率が高くなる等、加工性に影響する。これを回避するため、全伸びは 4 %以上を目標とする。なお、加工性を極力高めるためには全伸ぴを 5 %以上確保することが望ましい。

なお、全伸びは主として銅板組成および熱間圧延時の仕上げ後の冷却速度を調整して、目標値に制御する。次に本発明の缶用鋼板の製造方法について説明する。

上述した化学成分に調整された溶鋼を、転炉等を用いた通常公知の溶製 (steel making) 方法により溶製し（produce), 次に連続铸造法等の通常用いられる铸造方法で圧延素材（鋼塊、とくにスラブ）とする。

次に、上記により得られた圧延素材を用いて熱間圧延により、熱延板とする。熱間圧延に先立ち、圧延素材は 1250で以上に加熱することが望ましい。これは、鋼中の析出物を完全に固溶させ、偏析を解消して材質の均質化を図るためである。仕上げ温度は A r3変態点以上とする。次いで、 600〜750での卷取り温度で卷取る。次いで、鋼板表面を覆うスケール（scal e) を、通常は酸洗によって除去する。その後、 60〜95%の圧下率で冷間圧延を行った後に、（再結晶開始温度— ZOOt ) 〜（再結晶開始温度— 20T: ) の温度で焼鈍を行う。

( 1) 熱間圧延条件

仕上げ温度： A r3変態点以上

熱間圧延の仕上げ温度は A r3変態点以上とする必要がある。既に述べたように、 A r3変態点未満で仕上げ圧延を行うことは、回復焼鈍において鋼の強度を低下させる利点を有するが、スラブの幅方向中央部が A r3変態点未満になるように仕上げ圧延を行うと、中央部より冷却速度の速い幅方向ェッジ部は仕上げ圧延時に導入された歪が再結晶や回復で開放されにくい。このため、エッジ部が硬くなり、中央部とエッジ部の強度差が大きくなるとともに、不均一組織をもつ熱延板が得られやすい。従って、均一な組織を有する熱延板を得るためには、仕上げ温度は A r3変態点以上にする。

製品特性（延性など）を改善する観点から、より好ましくは、仕上げ温度を A r3変態点 + 5 以上とする。 . なお、仕上げ温度は 950¾以下とすることが、スケール性欠陥回避の観点から好ましい。

'また、本発明の鋼板組成およぴ熱間圧延条件において、 A r3変態点は概ね 840〜910 の範囲内となる。本発明においては、従来の回復焼鈍を用いる技術と異なり、 A r3変態点以上の熱間圧延のみで鋼の全伸び等を確保することができるが、これは以下の理由による。熱延板のフェライト粒径は、（本発明の条件である）熱間圧延仕上げ温度を A r3変態点以上とする場合は比較的小さく、（従来の回復焼鈍を用いる技術での条件である）熱間圧延仕上げ温度を A r3変態点より低い温度とする場合は比較的大きい。両者を冷間圧延すると、熱延板のフェライト粒径が小さい場合の方が冷延板に蓄積される歪エネルギーが高くなる。変形を拘束する結晶粒界が多いためである。回復現象は冷延板に蓄積された歪エネルギーを駆動力として進行するため、結果として、本発明の条件は回復現象の進行を促進する条件であると言える。回復現象により、冷延鋼板は強度を低下させるが、本発明の条件は歪エネルギーが高い状態であるため、回復後も目標とする高い強度を維持することができる。且つ、回復現象により延性は改善するため、目的とする適切な延性を確保することができる。なお、上記機構より、粒径が成長しやすい熱延高温仕上げや高純度組成は避けることが好ましい。

( 2) 卷取り温度： 600¾〜750Τ

熱間圧延工程における、卷取り温度は 600で以上 750 以下となるようにする必要がある。 600¾未満だと、卷取り後の保熱効果が十分でなく、熱延板のフェライト粒径が必要以上に小さくなるため、強度が過度に高くなる傾向にめる。 7こ組織 ( mi crostructure hav ing mixed gra i n s i ze) ¾：作り易くなるため、好ましくない。

—方、 750でを超える温度で卷き取った場合は、鋼板のスケール厚みが顕著に増大し、次工程の酸洗における脱スケール性（desca l ab i l ity) が悪化する可能性がある。なお、このような問題をより一層改善するには卷取り温度を 700で以下にするのが望ましい。

( 3) 冷間圧延条件（圧下率）： 60〜95 %

冷間圧延は、圧下率を 60〜95 %とする。圧下率が 60 %未満であると、冷間圧延して熱処理（回復焼鈍）を施した後に目的の強度に到達しない。また、材質の不均一、特に板摩方向の不均一性に起因すると考えられる不具合が生じる。一方、圧下率が 95 %を超えると、局部延性の劣化を回避することが困難になる。好ましい圧下率は 80%以上である。

( 4) 冷間圧延後の熱処理（焼鈍）条件：

温度：再結晶開始温度一 200 以上、再結晶開始温度一 20 以下熱処理（焼鈍）は、再結晶開始温度一 200Ό以上、再結晶開始温度 _ 20 以下の温度域で行う。再結晶温度は組成、例えば Nb、 Bなどの添加により変化させているので、温度範囲（均熱温度範囲）についてはそれぞれの鋼の再結晶開始温度を基に、 _ 200¾〜一 20でとしている。

本発明における焼鈍（回復焼鈍）の目的は、冷間圧延で導入した歪により強度が高くなっている状態から、歪取り焼鈍を行うことで目標の強度まで低下させることである。再結晶開始温度— 200で未満では、十分に歪みが解放されず、また目標の強度よりも高くかつ延性が低くなるため、再結晶開始温度一 200¾：を下限値とする。延性確保の観点からより好ましい下限温度は、再結晶開始温度一 150でである。

一方、温度が高すぎると再結晶が開始して、軟化しすぎて目標の強度が得られず、また部分的に再結晶して均一な組織が得られなくなるので、再結晶開始温度一 20でを上限値とする。なお、再結晶した粒と回復しただけの粒は、光学あるいは電子顕微鏡による観察で識別可能である。強度確保の観点からより好ましい上限温度は、再結晶開始温度— 30 である。

本発明の鋼板組成および冷間圧延条件において再結晶開始温度は概ね 560 〜650 : (Nb、 B無添加）あるいは 620~ 780で（Nb、 Bの少なくともいずれかを添加）の範囲内となる。

なお、本発明では、生産性の観点から連続焼鈍炉で焼鈍することが好ましい。ゆえに、生産性を阻害しないために、焼鈍時の均熱時間は 10 s以上、 90 s以下とすることが好ましい。

〔実施例〕

(実施例 1 )

表 1に示す成分組成を含有し、残部が不可避不純物と Feからなる銅を溶製し、鋼スラブを得た。得られた鋼スラブを表 2に記載の各温度で再加熱した後、熱間圧延を開始した。熱間圧延は、仕上げ圧延温度を 800〜950 、卷取り温度を 550〜700¾の範囲で変えて（いずれも表 2に記載）行った。次いで、酸洗後、表 2に記載の各圧下率で冷間圧延して、 0. 15mmの薄鋼板を製造した (ここで、圧下率に応じて熱延板の板厚を調整した）。得られた薄鋼板を、連続焼鈍炉にて焼鈍温度 350〜620^、焼鈍時間 30 sで（回復）焼鈍を行い、伸長率が 1. 5 %以下になるように調質圧延を施し、通常のクロム鍍金（電気めつき）を連続的に施してめっき銅板（ティンフリースチール）を得た。なお、詳細な製造条件等を表 2に示す。

また、焼鈍温度の影響に関しては、表 1の鋼 1 を用いた鋼板（焼鈍温度以外は表 2の鋼板 1 の条件で製造）の再結晶挙動を確認した。結果を図 1 に示すが、 590でで再結晶が開始していることが確認できたため、銅 1 ( 90%冷延）における焼鈍の温度範囲を 390〜570¾とした。なお、 600¾の焼鈍で再結晶はほぼ完了した。

表 1

湖銅 C Si n P S N AI Nb B 備考

1 0.001 7 0.01 0.1 5 0.01 0.003 0.0025 0.05 0 0 適合

4 0.0031 0.01 0.28 0.01 0.004 0.0025 0.05 0.022 0.002 適合

* - 位:獮〔量％

表 2

以上により得られためっき鋼板に対して、引張試験、 Γ値測定を行った。引張試験は、 JIS5号サイズの引張試験片（圧延方向）を用いて行い、引張強度、伸び（全伸ぴ）を測定し、強度および延性を評価した。平均 r値は JIS Z2254 で規定している固有振動法により求めた。

得られた結果を表 3に示す。ここで銅板特性の調査は板幅中央から採取したサンプルについて行い、特記した板幅方向エッジ部の鋼板特性は、板幅端部から 50mmの位置のサンプルについて求めた。表 3

*( )内の数値は板幅方向エッジ部の値を示す

表 3より、本発明例（鋼板 1、 2など）では、引張強度が 550〜600MPa、全伸びが 5 %以上という結果が得られている。

一方、比較例（鋼板 3 ) では、焼鈍温度が本発明の範囲を下回り、鋼中歪みの回復が少ないため延性が低下している。また、比較例（鋼板 4 ) は焼鈍温度が本発明の範囲を超えて高く、局所的に再結晶が開始しているため強度が不足している。

これは図 1の結果でも同様である。すなわち、再結晶開始温度— 20で〜— 200での間の焼鈍温度では TS : 550〜650MPaが得られる。なお、再結晶開始温度 — 40¾以下で焼純するととくに TS : 600〜650MPa力 S得られ、他方、 550〜600MPa の鋼板を得るには再結晶開始温度— 20^：〜一 50¾：程度（好ましくは〜— 40¾：) で焼鈍することが好ましいことが分る。

また、仕上げ温度が A r3変態点を下回ると、エッジ部における硬化および特性劣化が大きく、事実上鋼板の硬さ等級が異なってしまうことがわかる（鋼板 21、 29)。さらに、鋼板 20と 25との比較より、圧下率をあまり下げると延性が改善されないまま強度が低下することが分る。

(実施例 2 )

表 4示す成分組成を含有し、残部が不可避不純物と Feからなる鋼を実機転炉で溶製し、鋼スラブを得た。得られた鋼スラブを 1 150〜1250 で再加熱した後、熱間圧延を開始した。熱間圧延は、仕上げ圧延温度を 880〜900での範囲で変え、卷取り温度を 620^として行った。次いで、酸洗後、 80〜90 % の圧下率で冷間圧延して、 0. 15〜0. 18mmの薄鋼板を製造した。得られた薄鋼板を、連続焼鈍炉にて焼鈍温度 300 700で、焼鈍時間 30 sで（回復）焼鈍を行い、伸長率が 1. 5 %以下になるように調質圧延を施し、通常のクロム鍍金を連続的に施してティンフリースチールを得た。なお、詳細な製造条件を表 5に示す。

また、焼鈍温度に関しては、鋼 2〜18の再結晶挙動を確認した結果、表 5 に示すように 620〜720 で再結晶が完了していることが確認できた。例えば、表 4の鋼 5 (焼鈍温度以外は表 5の鋼板 13の条件で製造）の再結晶挙動を確認した結果を図 2に示す。

i O 66ioiAV

瞷贓 % *：

表 5

以上により得られためっき鋼板（ティンフリ一スチール）に対して、引張試験、 r値測定を行った。各特性については実施例 1 と同様の方法で測定した。得られた結果を表 6に示す。表 6

表 6より、本発明例（銅板 5、 7、 9、 10、 12、 13など）では、引張強度が 550〜700MPa、全伸びが 4 %以上得られている。

一方、比較例（鋼板 6、 8 ) は焼鈍温度が本発明の範囲を下回り低く鋼中歪みの回復が少ないため、強度が高く、延性が低下している。比較例（銅板 11) は焼鈍温度が本発明の範囲を超えて高く局所的に再結晶が開始するため強度が不足している。

これは図 2の結果でも同様である。すなわち、再結晶開始温度一 20 〜一 200^：の間の焼鈍温度では TS : 550〜700MPaが得られる。なお、再結晶開始温度 _ 40で以下で焼鈍するととくに TS : 650〜700MPaが得られ、他方、 550〜650MPa の鋼板を得るには再結晶開始温度— 20 〜一 50で程度（好ましくは〜一 40で）で焼鈍することが好ましいことが分る。

また、比較例（鋼板 14など）は成分が本発明の範囲を超えるため、強度が高く延性が低下している。そして、本発明で得られた銅板では、 Nb、 B添加量により再結晶挙動が変化するため、適用できる焼鈍温度を変化させることが可能である。また、 Nb、 B添加量により、得られる強度を変化させることが可能である。従つて、本発明の製造方法は、他の缶用鋼板と同じサイクルで焼鈍することができて、所望の強度を得られるため、実機にて製造する上で非常に効率的である。産業上の利用の可能性

本発明によれば、 550〜650MPaの引張強度、 5 %以上の全伸びを有した缶用鋼板が得られる。そして、 D R工程および再結晶焼鈍工程を省略した方法でも、 Nb、 Bを添加した場合で、引張強度が 550〜700MPaの強度、 4 %以上の伸びが得られることになる。

その結果、本発明の製造方法を適用することで、小さい異方性が必要とされない缶用途に対して、耐食性を損なうことなく、高強度缶用銅板を低コストで製造し提供することが可能になる。

さらに、本発明の製造方法は、通常の缶用鋼板の製造方法に比べて低温域で焼鈍するためエネルギーコストを削減することが可能となる。また、 Nb、 Bを添加することで、通常の缶用鋼板と同じ温度域で焼鈍することも可能となる。この場合、焼鈍チャンスを別途設ける必要がない。その結果、生産性を阻害することなく、 T S 550〜700MPa級の鋼板を製造することが可能となる。ざらに、本発明では、図 1および 2から分るように焼鈍温度によって強度の変化が小さい温度域で焼鈍することが可能であるため、焼鈍温度にばらつきが生じても幅方向に均一な強度レベルの鋼板が得ちれる。

本発明の製造方法により製造される缶用鋼板は、飲料缶詰や食品缶詰の容器として用いられる 2ピースの D R D缶や 3ピース溶接缶を中心に缶用鋼板として最適である。

Claims

請求の範囲

1. 質量％で、

C : 0.003%以下、 N : 0.004%以下、

Mn： 0.05%〜0.5%、 P : 0.02%以下、

Si : 0.02%以下、 S : 0.03%以下、

A1： 0.1%以下

を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を、

A _Γ 3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、

600〜750 の卷取り温度で卷取り、

次いで、 60〜95%の圧下率で冷間圧延を行った後に、

(再結晶開始温度一 200 ）〜（再結晶開始温度一 20で）の温度で焼鈍を行う、

板厚 0.18mm以下である缶用鋼板の製造方法。

2. 前記鋼が質量％でさらに、 N b ： 0.001%〜0.05%および B ： 0.0001% 〜0.005%の少なくともいずれかを含有する請求項 1に記載の缶用鋼板の製造方法。