JPH0559444A

JPH0559444A - ほうろう用冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0559444A
Application number: JP14622691A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Katsu; 信一郎勝
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】成形性に優れ、しかも耐爪飛性や密着性が良
好で、泡などのほうろう欠陥が生じにくい安価なほうろ
う用冷延鋼板を製造する。【構成】Ｃ量 1.5％未満のパウダーを使用して、Ｃ：
0.002％以下、Ｓｉ：0.02％以下、Ｍｎ： 0.5％以下、
Ｐ： 0.003〜 0.030％、Ｓ：0.02％以下、Ｂ：0.005％
以上でかつ (11／14) ×Ｎ％以下、Ｃｕ： 0.015〜 0.0
60％でかつＣｕ％／Ｐ％の比が２〜５、Ａｌ：0.02〜0.
10％、Ｎ：0.006 〜0.015 ％、残りＦｅおよび不可避不
純物からなるスラブを鋳造する。このスラブを熱間圧
延、酸洗および冷間圧延して冷延鋼板とした後、再結晶
温度以上でＡｒ₃変態点以下の温度領域で再結晶焼鈍を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工性およびほうろう
性に優れたほうろう用冷延鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ほうろう用鋼板には古くからリムド鋼が
用いられてきたが、近年連続鋳造 (ＣＣ) 化比率が高ま
りほうろう用鋼板もＣＣ化が進みつつある。

【０００３】代表的なほうろう用ＣＣ鋼として、製鋼段
階でＲＨ真空脱ガス法により脱ガスを行ってＣ量を30pp
m 程度よりも低くし、酸素を比較的多く残留させたリム
ド鋼に近い鋼質を有する高酸素鋼 (特公昭54−39808 号
公報、特公昭55−12164 号公報、特開昭62−109921号公
報) 、Ｔｉ、Ｎ、Ｓを多量に添加し、多量のＴｉ系析出
物を析出させるＴｉキルド鋼 (特公昭55−125117号公
報、特公昭60−13028 号公報、特公昭56−9357号公報、
特公昭55−82747 号公報) およびＢを多量に添加し、Ｂ
Ｎを析出させるＢ添加鋼 (特公昭60−51537 号公報、特
開昭63−183128号公報) がある。

【０００４】ほうろう製品にとって最も重要な性能は耐
爪飛性である。「爪飛」は、ほうろうの焼成時に鋼板中
に侵入した水素が冷却後ガスとなってほうろう層と鉄の
界面に集中し、ほうろうが破壊されることによって発生
する。この水素を鋼中に吸蔵させるため、高酸素鋼では
酸化物系の介在物が、Ｔｉキルド鋼ではＴｉ系の析出物
が、Ｂ添加鋼ではＢＮの析出物が利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高酸素鋼はリムド鋼な
みの優れたほうろう性を有しているものの、固溶Ｃ、固
溶Ｎが多量に存在しているため時効劣化をおこしやすい
という問題点がある。特に最近、鍋やケトルなどの台所
器物にあっては多様化するニーズに対応するためその形
状も複雑になり、また、モデルのサイクルも短くなって
きている。一方、成形方法も従来のへら絞りからプレス
による絞りや張り出し成形に変わってきており、高い成
形性を有する材料が望まれるようになってきた。このよ
うな用途に対して、高酸素鋼では対応できないケースが
増えてきている。

【０００６】Ｔｉキルド鋼は優れた成形性を有してお
り、前述したニーズに対応できる材料であるが、ほうろ
うの密着性が劣るという欠点をもっている。そのため、
ほうろう製品の搬送中や在庫段階において、軽い衝撃で
容易にほうろうが剥がれるという問題を生じている。こ
の原因は明らかではないが、ほうろうの焼成中にＴｉ系
の析出物が分解し、固溶状態となったＴｉあるいは過剰
に添加されたＴｉが、焼成段階での地鉄とほうろうとの
反応を阻害しているのではないかと考えられる。

【０００７】特に最近、コスト合理化や作業時間の短縮
を目的として、成形の難しい台所器物では上ゆう薬を直
接鋼板に焼付する直接一回掛けほうろうが行われるよう
になってきた。従来行われている二回掛けの場合は、密
着性を上げるためＣｏやＮｉを添加したグランドコート
を使い、カバーコートの焼成温度を調整することによっ
て「泡」などの表面欠陥の発生を抑制するのであるが、
直接一回掛けの場合はそのような工程をふまずに、一回
で密着性のよい表面欠陥のないほうろうとしなければな
らないため、鋼板に対する要求は二回掛けにくらべ高く
なる。そのため、前述の高酸素鋼でも「泡」等の表面欠
陥が発生しやすくなり、直接一回掛けの場合のほうろう
性は従来のリムド鋼に比べ劣っている。

【０００８】一方、Ｂ添加鋼はこれらの高炭素鋼および
Ｔｉキルド鋼に比べ、成形性とほうろう性がバランスし
た優れたほうろう用鋼板であるが、直接一回掛けの用途
に用いるためにはオープンコイルによる脱炭焼鈍を行う
必要があり、製造コストが高くなるという欠点がある。

【０００９】本発明の課題は、上記の諸問題を解消した
加工性に優れ、かつ密着性、耐爪飛性などのほうろう性
能がよく、二回掛けはもちろん、直接一回掛けほうろう
用としても十分使用可能な冷延鋼板の製造方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を達成するため種々検討を重ねた結果、製鋼脱炭により
Ｃ量を極力低減し、かつ連続鋳造時に使用されるパウダ
ーのＣ含有量を制限することにより、直接一回掛けで特
に問題となる「泡」等の表面欠陥が減少するとともに、
従来のリムド鋼やＢ添加鋼で行われていたコストのかか
る脱炭焼鈍に代わりに通常の箱焼鈍（タイト焼鈍）や連
続焼鈍による再結晶焼鈍よって良好な成形性が確保され
ること、ＢとＮを多量添加してＢＮを析出させることに
より耐爪飛性が向上すること、Ａｌを複合添加すること
により固溶Ｂによる時効劣化が抑制されて成形性が改善
されること、およびＣｕを添加し、そのＣｕとＰの含有
量の比を適正な範囲に調整することによりほうろうの密
着性が改善されることを見出した。

【００１１】本発明はこれらの知見に基づいてなされた
もので、その要旨は「重量％で、Ｃ： 0.002％以下、Ｓ
ｉ：0.02％以下、Ｍｎ： 0.5％以下、Ｐ：0.003 〜 0.0
30％、Ｓ：0.02％以下、Ｂ： 0.005％以上でかつ (11／
14)×Ｎ％以下、Ｃｕ： 0.015〜 0.060％でかつＣｕ％
／Ｐ％の比が２〜５、Ａｌ：0.02〜0.10％、Ｎ：0.006
〜0.015 ％、残りがＦｅおよび不可避不純物からなるス
ラブを、Ｃ量 1.5％未満のパウダーを使用して鋳込み、
熱間圧延、酸洗および冷間圧延を行った後、再結晶温度
以上でＡｒ₃変態点以下の温度領域で再結晶焼鈍するこ
とを特徴とするほうろう用冷延鋼板の製造方法」にあ
る。

【００１２】

【作用】まず、本発明で使用する素材鋼 (スラブ) に含
有される各成分の作用効果とそれらの含有量の限定理由
について述べる。なお、合金元素の「％」はいずれも
『重量％』を意味する。

【００１３】(a) Ｃ：Ｃは低くするほど泡発生の抑制
と成形性の改善に有利である。Ｃは最近の製鋼技術の進
歩と低炭素のＣＣパウダーを使用することで、その含有
量を低く抑えることが可能である。Ｃ含有量が 0.002％
を超えると深絞り成形性の指標となるｒ値が低下するの
みならず、直接一回掛けほうろうでは泡が発生しやすく
なることから、その含有量を 0.002％以下とした。

【００１４】(b) Ｓｉ：Ｓｉは成形性およびほうろう
性に対する影響は小さいが低い方が望ましい。0.02％を
超えるとほうろうの密着性が低下する恐れがあることか
ら、その含有量を0.02％以下と定めた。

【００１５】(c) Ｍｎ：ＭｎもＳｉと同様に成形性お
よびほうろう性に対する影響は小さいが低い方が望まし
い。後述するように、Ｓの悪影響の防止のためにＭｎを
添加するが、多量に添加するとコストアップになるだけ
であるから、その含有量を 0.5％以下とした。

【００１６】(d) Ｐ：Ｐは成形生を劣化させる。 0.0
30％を超えるとその作用が著しく、低いほどよいが、
0.003％未満に抑えるのは大幅なコストアップになるだ
けであるから、その含有量を 0.003〜 0.030％とした。

【００１７】(e) Ｓ：Ｓは熱間圧延中に割れをひきお
こす。その防止のためにはＭｎを多量に添加しなければ
ならずコストアップになるので、その上限を0.02％とし
た。

【００１８】(f) Ｂ：ＢはＢＮを形成して「爪飛」を
抑制する。しかし、 0.005％未満では効果はなく、一
方、ＢＮにおけるＢに対するＮの当量、すなわち、Ｎ％
にTiとＮの原子量比 (11／14) を掛けた量以上のＢを含
有させると固溶Ｂ量が多くなり、ｒ値が低下するように
なるので、その含有量を 0.005％以上でかつ (11／14)
×Ｎ％以下とした。

【００１９】(g) Ｃｕ：Ｃｕはほうろうの密着性の向
上に有効であるが、 0.015％未満ではその効果が認めら
れず、 0.060％を超えるとコストアップになるとともに
成形性を低下させる。また、Ｃｕ％／Ｐ％の比がほうろ
うの密着性に影響し、その比が２未満ではほうろうの密
着性の向上効果ななく、５以上では逆に密着性が低下す
る。よって、その含有量を0.015 〜0.060 ％かつＣｕ％
／Ｐ％の比を２〜５とした。

【００２０】図１は、Ｃ：0.0012〜0.0019％、Ｓｉ：
0.007〜 0.016％、Ｍｎ：0.06〜0.18％、Ｐ： 0.005〜
0.018％、Ｓ：0.008 〜 0.016％、Ｃｕ： 0.015〜 0.05
1％、Ｂ：0.0068〜0.0096％、Ａｌ： 0.025〜 0.060
％、Ｎ：0.0080〜0.0140％を含有する鋼を、後述の実施
例で用いた条件と同じ条件で冷延鋼板とし、一回掛けほ
うろうによりほうろう鋼板としたものについて行った調
査結果であり、Ｃｕ％／Ｐ％の比とほうろうの密着指数
との関係を示すグラフである。この図１から、Ｃｕ％／
Ｐ％の比が２以上５以下のとき密着指数が高い値を示し
ていることがわかる。

【００２１】Ｃｕ％／Ｐ％の比が２未満の場合、酸洗後
の鋼板表面の凹凸が不均一となってほうろうとの有効な
アンカー効果が得られず、Ｃｕ％／Ｐ％の比が５を超え
る場合は酸洗後の鋼板表面の凹凸が小さくなりすぎて同
様にアンカー効果が得られない。

【００２２】(h) Ａｌ：ＡｌはＢに対し過剰となった
ＮをＡｌＮとして固定し、時効劣化を防ぐ。しかし、0.
02％未満ではその効果は少なく、0.10％を超えるとその
効果は飽和し、コストのみが上昇するようになることか
ら、その含有量を0.02〜0.10％とした。

【００２３】(i) Ｎ：Ｎは前記のようにＴｉと反応し
てＴｉＮを析出し、このＴｉＮが水素吸蔵源となって
「爪飛」の発生を抑制する。しかし、 0.006％未満では
その効果は十分ではなく、 0.015％を超えると析出物が
多くなり、加工性が劣化することから、その含有量を
0.006〜 0.015％とした。

【００２４】本発明のほうろう用冷延鋼板は、上記の成
分を有する鋼を転炉で溶製した後、例えばＲＨ法で真空
脱ガスして鋼中のＣ量を低減するとともに成分調整を行
い、連続鋳造後、熱間圧延、巻取、酸洗、冷間圧延 (望
ましくは冷圧率60％以上) 、連続焼鈍または箱焼鈍 (タ
イト焼鈍) による再結晶焼鈍およびスキンパス (伸び率
は 0.8〜 1.5％程度が望ましい、ただしこの工程はなく
てもよい) の各工程を経て製造される。

【００２５】鋼の連続鋳造では、モールド内にパウダー
が供給される。このパウダーには通常炭素粉が添加され
ているが、その量が多いとスラブ表面への浸炭が生じ、
前述の「泡」の原因となる。本発明では、このようなス
ラブ表面への浸炭を防ぐためにパウダー中のＣ含有量を
1.5重量％未満におさえる。また、再結晶焼鈍は成形性
を確保するために、再結晶温度以上でＡｒ₃変態点未満
の温度領域で行う。再結晶温度 (再結晶温度は合金成分
により異なるが、箱焼鈍の場合 600℃程度、連続焼鈍の
場合は 650℃程度) 未満では未再結晶組織がのこり、成
形性は著しく低下し、Ａｒ₃点以上になるとα→γ変態
をおこし成形性が低下する。

【００２６】

【実施例】転炉で溶製後ＲＨ法により真空脱ガス処理を
行い、連続鋳造法により表１に示す化学組成を有するス
ラブを同表に示すＣ量のＣＣパウダーを使用して鋳造し
た。

【００２７】これらのスラブを熱間圧延 (仕上げ温度 9
00〜 920℃) により板厚 3.8mmの鋼帯とし、巻取温度 6
30〜 660℃で巻き取り、酸洗後冷間圧延により 0.8mmの
冷延鋼板 (冷圧率79％) とした。次いで、連続焼鈍(780
〜 800℃×40秒) または箱焼鈍(690〜 700℃×８時間）
による再結晶焼鈍を行い、圧下率 1.0〜 1.2％のスキン
パス圧延を行った。

【００２８】次いで、これらの冷延鋼板から引張試験片
（ＪＩＳ５号）を切り出し、降伏点、引張強さ、伸びを
測定し、さらにｒ値の平均値

【００２９】

【外１】

【００３０】を求めた。外１とは次式で算出されるｒ値
の平均である。

【００３１】外１＝｛r(0)＋2r(45)＋ｒ(90)｝／４ただし、( )内の数字は圧延方向に対する角度また、得られた冷延鋼板に、下記の条件で直接一回掛け
ほうろう被覆を行い、ほうろう性能 (密着指数、「爪
飛」発生数および「泡」の発生) の調査を行った。

【００３２】〔ほうろう被覆条件〕前処理 13％硫酸 (75℃) に 2.5分浸漬後、13g/l硫酸ニッケル
中に 2.5分浸漬(ニッケルフラッシュ) 施釉釉薬 (白色、日本フェロー社製1553C)をスプレーにより
両面に約 120μm 厚に塗布焼成 830℃× 2.5分 (電気炉) 密着指数はＰＥＩ法 (米国ほうろう規格に規定された方
法) で求め、爪飛発生数はほうろう焼成後２週間経過し
たときの爪飛発生数 (試験面の大きさ： 100×200mm)を
数えた。また、「泡」の発生は外観目視により判定し
た。

【００３３】表２に引張試験結果およびほうろう性能の
調査結果を示す。また、焼鈍方法および焼鈍温度を表２
に併記した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】第２表から明らかなように、本発明例Ａ〜
Ｅは成形性に優れ、ほうろう性能も良好であった。しか
し、Ｃ量の高いパウダーを使用した比較例Ｆではほうろ
う被覆後の表面に「泡」が発生した。Ｂ量が少ない比較
例Ｇでは耐爪飛性に問題があり、Ｃｕ％／Ｐ％の比が高
すぎる比較例Ｉでは密着指数が低下し、Ｎ量が少なくい
比較例Ｉでは「爪飛」が発生し、またＢ量が過剰である
ため伸び値および外１値がともに低く成形性にも問題が
ある。Ｃ量が過剰である比較例Ｊでは「泡」が発生する
と共にＣｕ％／Ｐ％の比が低すぎるため密着性に劣る。

【００３７】以上、直接一回掛けほうろう被膜について
の実施例を示したが、ここで用いた鋼板は二回掛けほう
ろう用としてももちろん使用できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明方法により製造したほうろう用冷
延鋼板は成形性に優れ、かつ密着性、耐爪飛性などのほ
うろう性能も良好で、多様化するほうろう製品のニーズ
に対応することができる。この冷延鋼板は二回掛けほう
ろう用としてはもちろん、直接一回掛けほうろう用とし
てもきわめて優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はＣｕ％／Ｐ％の比とほうろう密着指数の
関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 38/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ： 0.002％以下、Ｓｉ：0.02
％以下、Ｍｎ： 0.5％以下、Ｐ： 0.003〜 0.030％、Ｓ：0.02％以下、Ｂ： 0.005％以上でかつ (11／14) ×Ｎ％以下、Ｃｕ： 0.015〜 0.060％でかつＣｕ％／Ｐ％の比が２〜
５、Ａｌ：0.02〜0.10％、Ｎ：0.006 〜0.015 ％、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなるスラブを、Ｃ量 1.5％未
満のパウダーを使用して鋳込み、熱間圧延、酸洗および
冷間圧延を行った後、再結晶温度以上でＡｒ₃変態点以
下の温度領域で再結晶焼鈍することを特徴とするほうろ
う用冷延鋼板の製造方法。