JPH10121145A

JPH10121145A - 熱延連続化プロセスを用いた深絞り性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH10121145A
Application number: JP29597196A
Authority: JP
Inventors: Junichi Wakita; 淳一脇田; Junji Haji; 純治土師; Takaaki Nakamura; 隆彰中村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】熱延鋼板の材質を全長に亘って均一にすると
共に、先端部の材質不良を回避し、加熱炉における省エ
ネルギーによるコストメリットを向上させるとともに、
深絞り性に優れた加工用熱延鋼板を製造することを解決
課題とするものである。【解決手段】炭素含有量０．１％以下の鋼スラブを、
加熱炉での抽出温度を１１５０℃以下とし、粗圧延され
た鋼板を曲げ歪０．５％以上、曲げ歪速度０．０５ｓ^-1
以上で巻取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持
し、その後捲戻し、引き続き該鋼板の先端を、その前に
粗圧延され圧延ラインを先行する鋼板の後端に接合し
て、連続的に熱間仕上圧延を７５０℃以下でのα域の温
度範囲で行い、圧延終了後、６００〜７５０℃の温度で
巻取ることを特徴とする、深絞り性に優れた加工用熱延
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、熱延連続化による
熱延鋼板の製造方法に係り、特に自動車や産業機械等に
用いられる深絞り性に優れた加工用熱延鋼板を連続的に
熱間圧延して製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の加工用鋼板の技術分野
では、加工性の良い冷延鋼板が使用されていたが、最近
は冷延鋼板に代わる素材として比較的安価な加工用熱延
鋼板が使用されるようになってきている。

【０００３】自動車や産業機械等に用いられる加工用熱
延鋼板の製造方法は、連続鋳造した鋼スラブを加熱炉で
加熱し、次いで粗圧延、仕上圧延を行い、その後冷却し
てコイルに捲取るのが一般的である。

【０００４】図１は熱延鋼板の先端から後端に亘る仕上
温度の分布を示す図である。熱間圧延される鋼板の先端
部の仕上温度が一番低く、後端部になるに従い温度が高
くなる。後端部の温度が高くなる理由は圧延速度増加に
伴う加工発熱によるものである。

【０００５】このように、鋼板の仕上温度は、鋼板の全
長に亘って均一でないため、鋼板の材質も先端部と中間
部、後端部で異なったものとなり問題があった。特に先
端部は、温度低下のためはなはだしい場合は材質劣化と
なり出荷前に切り捨てる等歩留低下をまねくこともあっ
た。

【０００６】これらの材質劣化を防止するためには、鋼
板先端歩の温度確保が必須であり、そのためには加熱炉
の加熱温度を上げることが必要であった。この温度は省
エネルギー上のコストバランスから見ると、鋼板の先端
部以外では、過剰加熱が行われていることは明白であ
り、コストバランスが悪いという問題がある。

【０００７】熱消費を極めて少なくして、加熱炉原単位
の低減をはかる加工用熱延鋼板の製造方法が、特公昭６
４−１１６９５号に提案されている。この方法は、連続
鋳造して得られた熱スラブをＡｒ₃変態点以下に降温せ
しめることなくＡｒ₃〜１２００℃の温度で５〜３０％
の圧下を行い、続いて９５０〜１１５０℃に保持された
加熱炉に挿入加熱した後熱間圧延を行うものであるが、
この方法では、熱延鋼板の中間部の温度についての熱延
条件は適切なものであるとしても、前述した先端部の温
度低下の問題を解決することについての考慮がはらわれ
ておらず、加熱炉原単位の低減がはかられたとしても、
鋼板全体に亘って加工性を劣化させることなしに仕上圧
延を行い、均質な鋼板を得ることは技術的に困難であ
る。

【０００８】一方、加工用熱延鋼板には、その用途から
して高いｒ値を持った深絞り加工性が要求されていて、
そして、深絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法は、特開
平３−１３５２８号公報に開示されている。この方法
は、低温のα域の温度範囲で熱間仕上圧延を行うことを
開示しているが、鋼板の加工性を担保するために、粗圧
延及び仕上圧延の圧下率を制御する等の工夫が必要であ
ること、或は、高ｒ値を得るためにコストアップを伴う
潤滑圧延を行う方法等が記載されている。ところが、こ
れらの方法は連続熱間圧延でないため、鋼板の全長に亘
って材質を一定にすることができないし、しかも、これ
らの方法をそのまま連続熱間圧延には適用することがで
きない。

【０００９】一方、鋼板先端歩の材質劣化を防止するた
め加熱温度を下げられない従来の製造方法ではＭｎＳや
ＡｌＮ等の析出物の析出が充分ではなく、延性や時効性
の観点からも問題があった。ＭｎＳやＡｌＮの析出促進
を図る技術としては、例えば特公平７−７４３７６号公
報に、粗圧延後の鋼板に１１００℃以下Ａｒ₃点以上で
曲げ加工を施し、かつ上記温度域に１０秒以上保持する
技術が開示されている。

【００１０】これに対し、本発明者は低温加熱と曲げ歪
および曲げ歪速度の条件を付加すると更に析出が促進さ
れ、そして、α域の仕上圧延と巻取り温度条件とを組み
合わせて制御すると鋼板の深絞り性が向上することを見
い出した。また、ここで低温加熱は上述のごとく、粗圧
延後の鋼板を接合し連続的に圧延して初めて達成される
条件である。特に鋼板の板厚が２ｍｍ以下の薄手の場合
には、この連続圧延法が効果的である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、熱
延鋼板の材質を全長に亘って均一にすると共に、先端部
の材質不良を回避し、加熱炉における省エネルギーによ
るコストメリットを向上させるとともに、深絞り性に優
れた加工用熱延鋼板を製造することを解決課題とするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、以
下の通りである。

【００１３】（１）炭素含有量０．１％以下の鋼スラブ
を、加熱炉での抽出温度を１１５０℃以下とし、粗圧延
された鋼板を曲げ歪０．５％以上、曲げ歪速度０．０５
ｓ^-1以上で巻取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で
保持し、その後捲戻し、引き続き該鋼板の先端を、その
前に粗圧延され圧延ラインを先行する鋼板の後端に接合
して、連続的に熱間仕上圧延を７５０℃以下でのα域の
温度範囲で行い、圧延終了後、６００〜７５０℃の温度
で巻取ることを特徴とする、深絞り性に優れた加工用熱
延鋼板の製造方法。

【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明で製造する深絞り性に優れた加工用
熱延鋼板は、自動車や産業機械等に用いられる２８０〜
３８０ＭＰａのクラスの軟質熱延鋼板を対象としてお
り、これら鋼板の化学成分の具体的範囲は以下のごとく
なっている。すなわち、Ｃ：０．１％以下，Ｍｎ：０．
１〜１．０％，Ｓｉ：０．１％以下，Ｐ：０．０２５％
以下，Ｓ：０．０２５％以下，Ａｌ：０．１％以下、残
部は不可避的不純物を除きＦｅである。なお、これらに
Ｔｉ、Ｎｂが単独或は両方が０．１％以下加えられる場
合もある。

【００１６】加工用熱延鋼板に含有されるＣは、Ｃ含有
量が多くなると硬質となり加工性が悪くなるので０．１
％以下としている。

【００１７】Ｍｎは、靱性を付与するため必要な元素で
あるが、多くなると硬質化するとともに加工性を劣化さ
せる。Ｓｉ、Ａｌは脱酸剤として添加するが、多くなる
と加工性を劣化させる。Ｐ、Ｓは、不可避的に含有され
るが、多くなると加工性に悪影響がでる。Ｔｉ、Ｎｂは
Ｃ、Ｎと結びついて軟質化の効果を生むが、多くなると
逆に加工性を悪化させる。

【００１８】この様な理由で、化学成分は上記範囲に調
整されている。しかし、本発明では目的に応じて他の成
分を含有させることを除外するものでない。

【００１９】図２は、加熱温度と熱延鋼板の仕上温度と
の関係を模式的に示す図である。加熱炉から仕上圧延終
了時までの温度低下が、鋼板中間部と先端部では異な
り、特に鋼板の先端部の温度低下は著しいものがある。

【００２０】ところが、本発明では、粗圧延された熱延
鋼板の先端をその前に粗圧延され熱延ラインを先行する
鋼板の後端に接合するので、連続的に熱間圧延をするこ
とが可能となり、しかも、その熱間圧延は高速でかつ等
速圧延とすることができるので、鋼板の全長に亘って圧
延条件が同一となり、従来のバッチ式熱間圧延の加速圧
延とは異なって、仕上温度のバラツキが生じない。ま
た、高速−定速圧延が可能なので仕上圧延中の温度低下
が小さく加熱炉の加熱温度を低くすることができる。す
なわち本発明の方法では図２の●、▲印に示すような温
度パターンとなる。特に、板厚２ｍｍ以下の薄鋼板を製
造する場合には本方法の効果は大変著しい。

【００２１】このような理由により、本発明では加熱温
度を従来より低下でき、いわゆる低温加熱によりＭｎＳ
やＡｌＮ等の析出を促進できるので加工性の向上も達成
できる。実験によればその効果が大きいのは加熱温度が
１１５０℃以下の領域であった。

【００２２】また加工性の向上のためには、上記低温加
熱に加え、粗圧延終了後に０．５％以上の曲げ歪を０．
０５ｓ^-1以上の曲げ歪速度で加え、更に１℃／ｓ以下の
冷却速度で３秒以上保持すれば良いことが知見された。
最初の低温加熱時に析出したＭｎＳやＡｌ等の析出物が
その後の曲げ歪によって析出する析出物の核として作用
し、析出が更に促進するためであると考えられる。曲げ
歪は大きいほど効果が大であり、０．５％以上が必要で
ある。また、曲げ歪を高温で付与するため、熱的消滅に
よるロスを少なくするため曲げ歪速度は０．０５ｓ^-1以
上必要である。また析出物が更に析出し成長するため
に、１℃／ｓ以下の冷却速度で３秒以上保持が必要であ
る。

【００２３】本発明で７５０℃以下のα域の温度範囲で
仕上圧延をおこなうのは、７５０℃以下のα域の温度範
囲とすることにより、深絞りに好ましい方位が集積した
集合組織に再結晶させることができる歪み付与が行える
からである。即ち、ｒ値向上、即ち深絞りに好ましい方
位が集積した集合組織に再結晶を起こさせるためには、
再結晶を行わせるための駆動力となる歪みを付与するこ
とが必要となるが、その歪み付与が７５０℃以下のα域
の温度範囲での仕上圧延で達成できる。

【００２４】７５０℃以下の仕上圧延温度は低い方が好
ましいが、その下限は圧延機の能力によって決まる。通
常は、約７００℃付近で仕上圧延を行う。

【００２５】また、６００〜７５０℃、好ましくは６５
０〜７５０℃で巻取るのは、再結晶温度以上に昇温する
ことにより、巻取り中に深絞りに好ましい方位が集積し
た集合組織に再結晶させるためである。つまり、６００
℃以上になると深絞りに好ましい方位が集積した集合組
織に効果的に再結晶させることができるが、７５０℃を
超えると結晶粒が粗大化するので好ましくない。そのた
め、本発明では６００〜７５０℃の巻取り温度域で再結
晶させることとした。

【００２６】更に、本発明では仕上圧延温度が低いた
め、圧延終了後に鋼板を巻取り温度に冷却する処理は必
ずしも必要でない。ただし、仕上圧延温度が低く鋼板の
温度が、６００〜７５０℃の巻取り温度域以下の場合に
は、仕上圧延機出側と巻取り機との間に加熱装置を設置
して鋼板の温度を６００〜７５０℃の巻取り温度域とな
るように昇温させれば良い。

【００２７】この昇温のための具体的方法としては、例
えば、鋼板にロールより直接に通電して加熱する加熱装
置をランアウトテーブルに設置することによって実施す
ることができる。

【００２８】なお、本製造方法において、加熱炉の省エ
ネルギーのために、加熱炉への温片挿入（所謂ホットチ
ャージ、ウォームチャージと呼ばれるもの）を行う事は
本発明の効果を実現する上で何の障害もない。すなわ
ち、加熱炉への冷片挿入、温片挿入にかかわらず本発明
は成立する。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明を図に基づいて説明する。

【００３０】図３は、熱延連続化法における深絞り性に
優れた加工用熱延鋼板の製造方法の概要を示す図であ
る。

【００３１】図３に示すように、加熱炉１で１１５０℃
以下に加熱された炭素含有量０．１％以下の鋼スラブ
は、粗圧延機２で圧延され、これを曲げ歪０．５％以
上、曲げ歪速度０．０５ｓ^-1以上で捲取って粗圧延コイ
ル３とする。粗圧延後の鋼板の巻取り巻き戻しにはコイ
ルボックス法（Ｓｔａｈｌ／ｕ／Ｅｉｓｅｎ，１９８
３，ｖｏｌ．１０３，Ｎｏ．７，ｐ．２９５〜３０５及
びＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒ，
１９８１，Ｎｏ．１１，Ｐ．４５２）が使用できる。こ
の方法は鋼板を曲げると同時にコイル状に捲取るため保
温効果を有する。粗圧延コイル３は、３秒以上１℃／ｓ
以下の冷却速度で保持し、その後巻戻す。巻き戻した粗
圧延コイル３の先端は、溶接用切断機４でもって切断さ
れ溶接に適する先端開先が形成される。先行する粗圧延
鋼板が仕上圧延機に搬送され仕上圧延されるが、その後
端は同じく溶接用切断機４でもって切断され溶接に適す
る後端開先が形成される。先行する粗圧延鋼板の後端と
後行の粗圧延鋼板の先端とは、溶接装置５により溶接し
て接合される。

【００３２】溶接装置５は、移動台車と一体になってお
り、先行する粗圧延鋼板の後端の移動速度と同期して移
動することができるように制御されていて、移動台車を
移動させながら先行する粗圧延鋼板の後端と後行の粗圧
延鋼板の先端とを溶接する。溶接法は、レーザービーム
溶接法が適するが、他の公知の溶接法も適用できる。

【００３３】溶接装置５によって一体に接合された粗圧
延鋼板は、仕上圧延機６で連続的に７５０℃以下のα域
の温度範囲で仕上圧延され、次いで、再結晶温度である
６００〜７５０℃、好ましくは６５０〜７５０℃の巻取
り温度でコイルとして巻取機９で巻取られる。鋼板は所
定の長さを巻取られると、切断機８で切断され別のコイ
ルとして巻取機９で巻取られる。

【００３４】本発明では、粗圧延鋼板の先端を圧延ライ
ンを先行する粗圧延鋼板の後端と接合して連続的に一定
条件で仕上圧延の鋼板全体に温度バラツキがなく、鋼ス
ラブの加熱温度も、従来よりも低温の１１５０℃以下に
できる。しかも低温加熱と圧延後の適当な曲げ歪付与と
保持により延性の向上をはかることができ、更に７５０
℃以下のα域の温度範囲の仕上圧延と圧延後の巻取り温
度条件を制御することにより深絞り性を向上させること
ができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例と比較例とについて述
べる。

【００３６】表１に示す本発明例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４）はいずれも、鋼板全長亘って延性、かつ平均ｒ値が
高い（平均ｒ≧１．０）結果を示す。

【００３７】これに対し、比較例であるＮｏ．５は、粗
圧延終了後の鋼板（シートバー）の接合を行わないた
め、鋼板フロント部の圧延速度が低く、低温抽出（１０
８０℃）では仕上温度が低下しフロント部の延性が劣化
する。また、Ｎｏ．６は抽出温度が高温のため、同成分
の実施例であるＮｏ．１と比較して、延性が低下してい
る。Ｎｏ．７は曲げ歪量が小さいため、Ｎｏ．８は曲げ
歪速度が小さいため、Ｎｏ．９は保持時間が短いため、
またＮｏ．１０は保持中の冷却速度が大きいためいずれ
も延性が充分向上していない。更にＮｏ．１１は仕上温
度が変態点以上のため、またＮｏ．１２とＮｏ．１３は
巻取温度外のため平均ｒ値と延性が劣化している。以上
からわかるようにＮｏ．５〜Ｎｏ．１３はいずれも本発
明と比較して発明の特定要件を欠く部分があるので、延
性、平均ｒ値の２つの確保が図れていない。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【発明の効果】本発明の、熱延連続化法プロセスを用い
た深絞り性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法によれ
ば、熱延鋼板の先端部の材質不良による製品歩留りを向
上させることができ、また、鋼スラブの加熱抽出温度を
低下できるため加熱炉の省エネルギーによるコストメリ
ットを享受できるだけでなく、鋼板の深絞り性の向上を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱延鋼板の仕上温度分布を示す図である。

【図２】加熱温度と熱延鋼板の仕上温度との関係を模式
的に示す図である。

【図３】本発明の熱延連続化プロセスを用いた深絞り性
に優れた加工用熱延鋼板の製造方法の概要を示す図であ
る。

【符号の説明】

１加熱炉２粗圧延機３粗圧延コイル４溶接用切断機５溶接装置６仕上圧延機７冷却装置８切断機９巻取機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素含有量０．１％以下の鋼スラブを、
加熱炉での抽出温度を１１５０℃以下とし、粗圧延され
た鋼板を曲げ歪０．５％以上、曲げ歪速度０．０５ｓ^-1
以上で巻取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持
し、その後捲戻し、引き続き該鋼板の先端を、その前に
粗圧延され圧延ラインを先行する鋼板の後端に接合し
て、連続的に熱間仕上圧延を７５０℃以下でのα域の温
度範囲で行い、圧延終了後、６００〜７５０℃の温度で
巻取ることを特徴とする、深絞り性に優れた加工用熱延
鋼板の製造方法。