JPS5947332A - 深絞り性および表面性状に優れたプレス加工用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車の外装板などの用途に供して好適な
深絞り性および表面性状に優れたブレス加工用冷延鋼板
の製造法法に関するものである。

従来、プレス加工性とくに深絞り性に優れた冷延鋼板を
製造するには、溶鋼を連続鋳造または造塊・分塊圧延で
鋼スラブとしたのち一旦室温まで冷却し、精整工程にお
いて手入れを施してから、再び加熱炉によって所定温度
まで加熱し、しかるのち熱間圧延、冷間圧延ついで最終
焼鈍と続く一連の工程によって行われるのが一般的であ
った。

しかしながら近年、省エネルギーならびにに生産性向上
の観点から、連続鋳造した鋼スラブを、直ちにもしくは
保熱処理を経たのち熱間圧延に供するいわゆる連続鋳造
−直接圧延法（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｉｎｇ−
Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｏｌｌｉｎｇ法。以下単にＣＣ−ＤＲ
法と略記する）が開発され、すでに実用化され始めてい
る。かようなＣＣ−ＤＲ法による深絞り用冷延鋼板の製
造技術については、たとえば特開昭５２−１０５５２０
号公報や特公昭５６−２４０１８号公報などに開示され
ているが、これらの製造法はいずれも深絞り性などの剤
両特性の確保の面から、熱延終了温度または少なくとも
熱延開始温度がＡｒ３点以上とすることが必須条件にな
っていたため、以下に述べるような問題があった。

（１）通常、この種の用途に用いられる鋼のＡｒ３点は
、８５０℃前後と比較的高いので、必然的に熱間圧延は
高温域で行われることになる。

このため圧延ロールの損傷が甚しく、従って該ロールの
取替えを頻繁に行う必要が生じるが、かような操業の中
断は、連続圧延による生産性の向上という当初の目的に
反する。また製品の表面性状も良好とは言い難い。

（２）凝固組織のまま圧延されるため成分元素の偏析や
粗大析出物に起因した熱間割れが生じ易い。

（８）凝固状態での結晶粒がきわめて大きいため、とく
に低炭素鋼においては、冷延後の再結晶焼鈍時に、著し
い混粒やプレス加工時の肌荒れの原因となる粗大結晶組
織となりやすい。

この発明は、上記の如き、ＣＣ−ＤＲ法による冷延鋼板
の製造法における諸問題を有利に解決すると共に、さら
に深絞り性の向上も併せて達成することを目的とする。

すなわちこの発明は、連続鋳造した鋼スラブを、直ちに
もしくは保熱処理を経たのち熱間圧延し、ついで冷間圧
延、最終焼鈍を施すＣＣ−ＤＲ法によってプレス加工用
例圧鋼板を製造するに際し、鋼中炭素含有量を０．０１
５重量％以下に低減した極低炭素鋼スラブにつき、その
板幅中央部における表面温度が９００℃未満、６００℃
以上の範囲の温度で熱間圧延を開始することをもって、
またさらには該熱間圧延工程の中途段階で３０分以内の
保持処理を施すことをもって上記課題の解決手段とする
ものである。

以下この発明を由来するに至った実験結果について説明
する。

表１に成分組成を示した３種類の供試鋼を、底吹き転炉
とＲＨ−脱ガス装置によって溶製し、それぞれ連続鋳造
して鋼スラブとしたのち、直ちに４列の相圧延スタンド
と７列の仕上圧延スタンドとからなる熱間圧延機にて板
厚３．５ｍｍの熱延鋼帯とした。このとき粗圧延スタン
ドによる圧延開始時の帽スラブ温度を、板幅中央部の表
面温度で１１００℃から５４０℃まで変化さ毬た。仕上
温度は７００〜７５０℃、巻取り温度は５７０〜５２０
℃であった。引続き各熱延鋼帯に、酸洗後、冷間圧延を
施して板厚０．８ｍｍの冷延鋼板としたのち、連続焼鈍
炉で、８１０℃，３０秒の均熱処理に続き、３５℃／Ｓ
の冷却速度での冷却による再結晶焼を施した。ついで圧
下率０５％の調質圧延を施したのち、平均ランクフォー
ド値（以下単にＴ値と略記する）および結晶粒度（ＪＩ
ＳＧ０５５２に規定する粒度番号で示す）に及ぼす熱延
開始温度Ｔの影響について調べ、その結果を第１図ａ．
ｂにそれぞれ示す。

Ｃ含有量が０．０１８重量％（以下単に％で示す）の鋼
Ｃは、熱延開始温度Ｔがいずれの場合もであってもｒ値
が１．４以下と低く、特にＴが９００℃程度以下となる
とｒ値が急激に劣化する。これに対してＣ含有量が０．
００３％、０．００４％と著しく低い鋼ＡおよびＢでは
、ｒ値のレベルが鋼Ｃに比較して格段に優れるだけでな
く、熱間圧延開始温度Ｔが６００℃以上であれば、ｒ値
が１．６〜２．１ときわめて高い。

一方、結晶粒度は、鋼Ｃの場合はさほどではないにして
も、鋼ＡおよびＢにおいては、熱延開始温度Ｔに強く依
存し、該温度Ｔが９００℃以上になると、粒度番号が６
．５以下となって相大化し、プレス加工時に肌荒れが問
題となる。

なお、９００℃未満で熱延を開始した熱延板およびその
後に冷間圧延、最終焼き鈍しを施した冷延板の表面性状
は、９００℃以上で熱延を開始した場合に比べて格段に
良好であった。

以上の結果から、ｒ値が高く、しかも肌荒れが問題とな
らない優れた深絞り性をそなえる冷延鋼板をＣＣ−ＤＲ
法によって製造するためには、鋼ＡおよびＢのようにＣ
含有量を極低炭域まで低減した鋼スラブを、その板幅中
央部表面温度が９００℃未満、６００℃以上の範囲の温
度で熱間圧延を行えばよいことが明らかにされた。

次に鋼Ｂについて、連続鋳造後、約８２０℃で熱間粗圧
延を開始し、熱間仕上圧延の直前でシートバーを止めて
保持処理を加えたときの、保持時間とｒ値および伸ひ（
Ｅｌ）との関係について調べた結果を第２図ａ，ｂにそ
れぞれ示す。なお仕上圧延温度は約７８０℃、巻取り温
度は約５５０℃であった。

同図より明らかなように、ｒ値、Ｅｌとも保持処理によ
って上昇し、とくにＥｌの向上が著しい。

発明者らは、上記の基礎実験に基づき、鋼Ａや鋼Ｂと組
成が異なる多数の極低炭素鋼についても同様の実験を繰
返し、かくしてこの発明を完成するに至ったのである。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明の適用鋼連についでは、その成分組成中と
くにＣが、０．０１５％を超えて含有されると深絞り性
が劣化し、かつ低温での熱延開始の効果が消失するので
、Ｃ含有量は０．０１５％以下、より好ましくは０．０
０７％以下とした。

なおこの発明においては、鋼組成につき、上記のＣのほ
かはとくに限定されないが、好適な適用鋼種を撮ると次
のとおりである。

（１）Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：１．２％以下、Ｍ
ｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１０％以下、Ａｌ０．０
０５〜０．１５０％およびＮ：０．０１以下を含有する
組成になるもの。

（２）Ｃ：０．０１５％以下、Ｓｉ：１．２％以下、Ｍ
ｎ：１．００％以下、Ｐ：０．１０％以下、Ａｌ０．０
０５〜０．１５０％およびＮ：０．０１％以下を含有し
、かつそれぞれ０．００２〜０．１００％の範囲でＮｂ
，ＣｒおよびＴｉならびに０．０００５〜０．００８０
％のＢのうちから選ばれる１種または２種以上を含む組
成になるもの。

参考のために、かような好適鋼種につき、上記の如く成
分組成を定めた理由について述べると次のとおりである
。

Ｓｉ，ＭｎおよびＰは、鋼の深絞り性を劣化させずに高
強度化するのに有効な元素であるが、いずれも過剰に含
有させると、延性および表面性の劣化を招くおそれがあ
るので、それぞれ上限を、Ｓｉについては１．２０％、
Ｍｎについては１．００％、Ｐについては０．１０％に
定めた。

Ａｌは、Ｎの固定に有用な元素であり、少くとも０．０
０５％以上を必要とするが、良好な表面性状の確保のた
めにはその上限を０．１５０％程度にするのが好ましい
。

Ｎは、０．０１０％を超えて含有すると十分な延性と袋
時効性を確保できないので、上限を０．０１０％とした
。

また任意成分として添加することができるＮｂ，Ｃｒ，
ＴｉおよびＢは、いずれも、この発明で所期する低温で
の熱延開始効果をさらに助長するのに有効な元素である
が、添加量が少ないとその効果に乏しく、一方あまりに
多くしてもその効果が飽和になるだけでなく、コストと
高ともなるので、Ｎｂ，ＴｉおよびＣｒについてはそれ
それ０．００２〜０．１Ｏ０％、またＢは０．０００５
〜０．００８０％の範囲で除加することが望ましい。な
おこれらの４種の任意元素を複合添加する場合は、合計
量が０．１００％を超えると延性に悪影響を及ぼすきら
にあるので、複合添加の場合も上限を０．１００％とす
ることが望ましい。

次にこの発明に従う冷延鋼板の製造工程について説明す
る。

製鋼法にについてはとくに限定されることはないが、Ｃ
含有量を０．０１５％以下の極低炭とするには転炉と脱
ガス装置との組合わせが好適である。

さてかようにして所定の成分組成に調整した溶鋼は、連
続鋳造して鋼スラブとしたのち、連続的に熱間圧延を施
すが、その際の圧延開始温度が前述した如くこの発明に
おいてとりわけ重量である。

すなわち熱間圧延開始温度を、鋼スラブの板幅中央部表
面温度で９００℃未満、６００℃以上と、従来に較べか
なり低温の温度範囲に設定することにより、生産性を低
下させることなしに、しかも深絞り性、肌荒れ性および
表面性状に優れた圧延鋼板の製造が実現されるのである
。

この理由は、今のところまだ明確には解明されていない
が、おおよそ次のとおりと４１ｐ県される。

まず深絞り性が改善される理由については、従来、熱間
圧延なＡｒ３点以下の低温（約９０℃以下のα域）で行
うと熱延板の集合組織が変化して、ｒ値にとって有利な
（１１１）内結晶集合組織の発達が阻害されると考えら
れていたが、この発明のような極低炭素鋼の場合は、か
ような常識は当てはまらない。

次に耐肌荒れ性が向上する理由については、熱間圧延が
ほぼα域で行われるため、粗大凝固粒組織の破壊がきわ
めて容易に進む。

さらに表面性状が良好な理由も、上と同じくα域での低
温熱延により圧延割れが生じにくくなる．またこの発明
においては、熱間圧延の中途段階例えば粗圧延と仕上圧
延との間で保持処理を施すことにより、材質の一層の向
上を達成することができる。ここに保持時間は、３０分
を超えるとその効果が飽和に達し、また徒らに酸化層の
増加を招くので３０分以内に限定した。

熱間圧延の仕上げ温度およびその後の巻取り温度につい
ては、とくに限定されることはないた、仕上温度は高い
ほうが材質とくにｒ値にとって有利であり、また巻取り
温度は６００℃以下程度にすることにより、酸洗効率が
向上し、コイル長手方向の均質性の点からも有利である
。

上記熱延鋼帯を酸洗した後の冷間圧延に際しては、圧下
率はとくに限定されることはないが、深絞リ性を十分確
保するためには、、５５０〜９５％程度の圧下率とする
ことが望ましい。

引続く最終焼鈍は、ベル炉による箱焼鈍もしくは急熱タ
イプの連続焼鈍法のいずれでもよいが生産性、均質性等
の観点から後者の方が優れている。

また焼鈍温度は６５０〜８５０℃の温度範囲が好適であ
る。なお連続焼鈍の場合、均熱後の冷却速度および過時
効処理の有無などは、この発明において本質的な影響は
ない。

なお焼鈍を終了した冷延鋼板を、形状の矯正などを目的
として１．５％以下程度の圧下率での調質圧延を付加す
ることもできる。

次にこの発明の実施例について表明する。

表２に示したこの発明に従う組成を満足する７種の供試
鋼を、転炉およびＲＨ脱ガス装置を用いて溶製し、つい
で連続鋳造して板厚２３０〜２６０ｍｍの鋼スラブとし
たのち、連続して熱同圧延に供した。このとき鋼２と鋼
６については、鋼スラブ温度の均一化を目的として熱延
に先立って保熱処理を加え、また鋼４と鋼７についても
熱延開始前に鋼スラブのエッジ部を局部的に加熱する均
熱処理を加えた。そしてこれらの各鋼スラブは、板軸中
心部の表面温度で６７０〜８８０℃まで冷却したのち、
４列の粗圧延スタンドと７列の仕上圧延スタンドからな
る熱間圧延機にて、熱間圧延を開始した。このうち鋼３
および鋼５については、熱間圧延工程中、仕上圧延の直
前にて１２分間の保持処理を施した。各供試鋼の熱延後
の板厚はすべて３．２ｍｍと一定にした。熱延仕上温度
および巻取り温度は表２に併記したとおりである。

ついで酸洗後、冷間圧延を施して０．８ｍｍ厚の冷延板
としたのち、７８０〜８１０℃，４０秒の最終焼鈍を施
し、引続き圧下率０．４〜０．８％の調質圧延を施して
最終製品とした。

かくして得られた冷延鋼板から試験片（ＪＩＳ５号）を
採取し、各鋼板の諸特性すなわち降伏強さ、引張強さ、
伸びおよびｒ値について調べた結果を、圧延方向、該方
向と４５°および９０°方向の平均値で表３に示す。な
お表３には結晶粒度番号も併記した。

同表より明らかなように、Ｓｉ，ＭｎまたはＰ含有量が
高い鋼４および５は高強度板として、またそれ以外の鋼
種は軟鋼板として、いずれも優れた深絞り性を有し、ま
た粒度番号も６．６以以上であってプレス時における肌
荒れの心配は全くなかった。さらに表面性状はいずれも
良好で、自動車の外装板などに適用して何ら支障のない
ものが得られた。

なおこの発明に従う冷延鋼板は、箱型、連続型焼鈍炉の
みならず、溶融亜鉛めっき法におけるよラなライン内焼
鈍方式の表面処理工程によっても優れた材質が付与され
る，、 以上述べたようにこの発明によれば、ＣＣ−ＤＲ法によ
るプレス加工用冷延鋼板の製造に際し、連続鋳造に引続
く熱間圧延のほとんどが、塑性変形の容易なα相領域で
の低温圧延であるため、圧延が容易であると共に圧延ロ
ールの摩耗が少いので生産性を著しく向上させることが
でき、しかもプレス加工用冷延鋼板として必須の深絞り
性、耐肌荒れ性および表面性状の大幅な改善も併せて達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはｒ値および結晶粒度に及ぼす熱間圧
延開始温度の影響をそれぞれ示したグラフ、 第２図ａおよびｂはｒ値およびＥｌに及ぼす熱間圧延の
中途段階での保持処理時間の影響をそれぞれ示したグラ
フである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　　杉　　村　　　暁　　秀同　弁理士　
杉村興作

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続鋳造した鋼スラブを、直ちにもしくは保熱処理
   を経たのち熱間圧延し、ついで冷間圧延、最終焼鈍を施
   す連続鋳造。直接圧延法によってプレス加工用冷延鋼板
   を製造するに際し、鋼中炭素含有量を０．０１５重量％
   以下に低減した極低炭素鋼スラブにつき、その板幅中央
   部における表面温度が９００℃未満、６００℃以上の範
   囲の温度で熱間圧延を開始することを特徴とする深絞り
   性および表面性状にれたプレス加工用冷延鋼板の製造方
   法。 ２．連続鋳造した鋼スラブを、直ちにもしくは保熱処理
   を経たのち熱開圧延し、ついで冷間圧延、最終焼鈍を施
   す連続鋳造−直接圧延工法こよってプレス加工用冷延鋼
   板を製造するに際し、鋼中炭素含有量を０．０１５重量
   ％以下に低減した極低炭素鋼スラブにつき、その板幅中
   央部における表面温度が９００℃未満、６００℃以上の
   範囲の温度で熱間圧延を開始すると共に、該熱間圧延工
   程の中途段階で３０分以内の保持処理を施すことを特徴
   とする深絞り性および表面性状に優れたプレス加工用冷
   延鋼板の製造方法。 ３．極低炭素鋼スラブが、Ｃ：０．０１５重量％以下、
   Ｓｉ：１．２重量％以下、Ｍｎ：１．００重量％以下、
   Ｐ：０．１０重量％以下、Ａｌ：０．００５〜０．０１
   ５０重量％およびＮ：０．０１重量％以下を含有する組
   成である特許請求の範囲１または２記載の方法。 ４．極低炭素で鋼スラブが、：０．０１５重量％以下、
   Ｓｉ：１．２重量％以下、Ｍｎ：１．００重量％以下、
   Ｐ：０．０１重量％以下、Ａｌ：０．００５〜０．１５
   ０重量％およびＮ：０．０１重量％以下を含有し、かつ
   それぞれ０．００２〜０．１００重量％の範囲のＮｂ、
   ＣｒおよびＴｉならびに０．０００５〜０．００８０重
   量％のＢのうちから選ばれる１種または２種以上を含む
   組成である特許請求の範囲１または２記載の方法。