JPH1192829A - コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｂ添加による軟質化効果を安定させることによ
り、コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板を安定
して製造する方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ≦０．０５％と、Ｍｎ≦０．
５％と、Ｓｉ≦０．１％と、Ｐ≦０．０２５％と、Ｓ≦
０．０３％と、ｓｏｌ．Ａｌ≦０．１％と、Ｏ≦０．０
０５％と、Ｎ≦０．００４％と、Ｂ≦０．００５％とを
含有し、かつ原子比でＢ／Ｎ＝０．５〜２を満足し、さ
らに０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量が重量％で２
０ｐｐｍ以下であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
らなる鋼を熱間圧延する際に６５０℃以下で巻取り、引
き続き酸洗、冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車や家電
製品等に用いられるプレス成形等の加工に適した、コイ
ルエンド性が小さく酸洗性及びコイル長手方向の形状に
優れた軟質冷延鋼板の安定製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や家電製品などに使用される薄鋼
板には、高い成形性が要求され、軟質、高ｒ値化が精力
的に進められている。低炭素アルミキルド鋼を用いて連
続焼鈍によりこのような高成形性薄鋼板を製造する場
合、Ｃ、Ｎを熱延の高温巻取によって粗大析出物として
固定する必要がある。しかし、高温巻取を行ってもコイ
ル長手方向端部（Ｔ部：コイルの先頭部、Ｂ部：コイル
の尾部）と幅方向端部は直接空気に触れるため冷却速度
が速く、ＡｌＮが十分には析出しない。この未析出Ａｌ
Ｎは連続焼鈍中に微細に析出するため、長手方向・幅方
向端部はコイル中央部と比較して硬質化し、いわゆるコ
イルエンド性を生じる。さらに、高温巻取によってスケ
ールの厚さが増大して酸洗性が低下するという問題もあ
る。このようなコイルエンド性と酸洗性の問題を解決す
る方法として、特開昭４８−１００３１４号公報にはＢ
を添加しＮを粗大なＢＮとすることで微細ＡｌＮの析出
を抑制して粒成長性を高め、巻取温度を低減する方法が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
４８−１００３１４号公報の発明にあるように、Ｂを添
加することでコイルエンド性の改善効果は一様に得られ
るが、材質変動が増大するという問題がある。

【０００４】また、上記従来技術においては、鋼中Ｏ量
が高くなるにつれて鋼が硬質化し、さらに同一のＯ量で
あっても材質変動が現れる場合がある。図１にその一例
を示す。Ｃ＝約０．０２％、Ｓｉ＝約０．０１％、Ｍｎ
＝約０．２％、Ｐ＝約０．００１５％、Ｓ＝約０．００
８％、Ａｌ＝約０．０２５％、Ｎ＝約０．００３％、Ｂ
＝約０．００１８％を含み、酸素量のみが０．００１
％、０．００６％、０．０１％と異なる成分を有する３
つの鋼を１２２０℃加熱後熱間圧延を行い、６２０℃で
巻き取った。コイル冷却後、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍
を行い、冷延鋼板とした後にコイルＴ（先頭）２０ｍ
部、Ｍ（中央）部、Ｂ（尾）２０ｍ部よりサンプリング
し、引張試験を行った。図１に示すように酸素量のみが
異なる３つの鋼でＴＳ（引張強さ）レベルが大きく変化
する。

【０００５】本発明の目的は、以上のような事態を鑑
み、Ｂ添加による軟質化効果を安定させることにより、
コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板を安定して
製造する方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の製造方法は、重量％で、Ｃ≦０．０５％
と、Ｍｎ≦０．５％と、Ｓｉ≦０．１％と、Ｐ≦０．０
２５％と、Ｓ≦０．０３％と、ｓｏｌ．Ａｌ≦０．１％
と、Ｏ≦０．００５％と、Ｎ≦０．００４％と、Ｂ≦
０．００５％とを含有し、かつ原子比でＢ／Ｎ＝０．５
〜２を満足し、さらに０．１μｍ以下のアルミナ系酸化
物量が重量％で２０ｐｐｍ以下であり、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなる鋼板を製造する方法において、
鋼を熱間圧延する際に６５０℃以下で巻取り、引き続き
酸洗、冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とする、コイ
ル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の製造方法であ
る。

【０００７】（２）本発明の製造方法は、重量％で、Ｃ
≦０．０５％と、Ｍｎ≦０．５％と、Ｓｉ≦０．１％
と、Ｐ≦０．０２５％と、Ｓ≦０．０３％と、ｓｏｌ．
Ａｌ≦０．１％と、Ｏ≦０．００３％と、Ｎ≦０．００
４％と、Ｂ≦０．００５％とを含有し、かつ原子比でＢ
／Ｎ＝０．５〜２を満足し、さらに０．１μｍ以下のア
ルミナ系酸化物量が重量％で１０ｐｐｍ以下であり、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板を製造する方
法において、鋼を鋳造後直送圧延において、１２２０℃
以下の温度で圧延を開始し、６５０℃以下で巻取り、引
き続き酸洗、冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とす
る、コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の製造
方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記したように従来技術では、Ｂ
添加の効果は微細ＡｌＮを粗大ＢＮで置換することであ
るとしているが、本発明者らは、ＢＮは微細ＭｎＳを核
に析出し、粗大複合析出物となることで微細ＭｎＳの粒
成長抑制効果を軽減する効果が大きいことを見出した。
さらに、微細ＭｎＳがＢＮの析出核となることは従来か
ら報告されているが、微細ＭｎＳの他にも０．１μｍ以
下の微細なアルミナ系酸化物がＢＮの析出核となること
を知見した。そして、Ｂ添加による軟質化効果が小さい
鋼にはこのアルミナ系酸化物が多く、ＢＮが微細ＭｎＳ
よりもアルミナ系酸化物を核に優先的に析出し、多くの
微細ＭｎＳがＢＮの析出核とならずに残留して粒成長性
を阻害していることを突き止めた。この知見に基づき、
本発明者らは鋭意研究を行い、０．１μｍ以下のアルミ
ナ系酸化物量を低減することにより、微細ＭｎＳを析出
核としたＢＮの析出を促進してＭｎＳを粗大複合析出物
とすることで、Ｂ添加効果が安定することを見出した。
また、連続鋳造後そのまま熱間圧延を行う直送圧延にお
いては、すべてのＭｎＳが固溶状態で圧延されるため微
細ＭｎＳ量が増大する。この微細ＭｎＳ量を低減するに
は固溶ＭｎＳ量の大きい高温における歪み誘起析出を防
止することが有効であることも見出した。以上のような
知見により、本発明者らは、Ｂ添加低炭素鋼の酸素量を
一定値以下に制限して、微細なアルミナ系酸化物を低減
しＢ添加による軟質化効果を安定させ、さらに熱間圧延
の際の巻取り温度の上限を規定して、ＡｌＮの析出を抑
制し粒成長性を高めるようにして、Ｂ添加の効果を最大
限に引き出して低温巻取を実現し酸洗性も向上させる、
コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の安定製造
方法を見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明
は、鋼組成及び製造条件を下記範囲に限定することによ
り、コイル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板を安定
して製造する方法を提供することができる。

【０００９】以下に本発明の成分添加理由、成分限定理
由、及び製造条件の限定理由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｃ≦０．０５％ Ｃは０．０５％を超えると炭化物が多量に析出し、ｒ値
やＥｌ（伸び）を低下させ、成形性を阻害することか
ら、０．０５％以下である。

【００１０】Ｍｎ≦０．５％ ＭｎはＳをＭｎＳの形で固定し、熱間延性を向上させる
働きがあることから０．０５％以上は添加することが望
ましいが、過剰な添加は鋼の硬質化をもたらし、成形性
を劣化させるため、上限は０．５％である。

【００１１】Ｓｉ≦０．１％ Ｓｉは過剰に添加すると強度が上がり成形性を劣化させ
ることから、０．１％以下である。

【００１２】Ｐ≦０．０２５％ Ｐは固溶強化元素であり、過剰な添加は鋼の硬質化をも
たらすことから上限は０．０２５％である。

【００１３】Ｓ≦０．０３％ Ｓは熱間延性や成形性を阻害する元素であることからＭ
ｎＳとして固定される。それゆえ、低い方が望ましい。
また、ＭｎＳ量があまり多くなるとＥＬの低下を招くこ
とから、上限は０．０３％である。

【００１４】ｓｏｌ．Ａｌ≦０．１％ Ａｌは脱酸剤として使用されることから、ある程度は含
まれる。本発明においては、Ｂ添加によりＮのかなりの
量がＢＮとして固定されることから、ＡｌＮの析出量は
問題とならない程度に少ないが、Ａｌが過剰に添加され
ると冷延後の焼鈍時にＢＮがＡｌＮに変化し、過剰Ｂの
発生により硬化することから、上限は０．１％である。

【００１５】Ｎ≦０．００４％ Ｎは本発明においてはＢＮとして固定されるが、ＢＮ量
が多いと加工性が低下することから、上限は０．００４
％である。

【００１６】Ｂ≦０．００５％，Ｂ／Ｎ（原子比）＝
０．５〜２ Ｂは本発明において重要な役割を演じる元素である。Ｂ
はアルミナ系酸化物量が制限された本発明の場合、微細
ＭｎＳを核にＢＮとして析出し、ＭｎＳを粗大複合析出
物に変えるとともにＮを固定して微細ＡｌＮの析出を抑
制する。その結果、本発明においては従来にない安定し
た粒成長性が低温巻取でも実現される。しかし、Ｂを過
剰に存在すると固溶Ｂが生じて硬質化することから、添
加量の上限は０．００５％である。但し、Ｎに対し多量
に添加されても固溶Ｂ量が多くなり鋼が硬質化するた
め、ＢとＮの原子％の比は０．５〜２である。特に安定
した材質を得るには０．８〜１．５が好ましい。

【００１７】Ｏ：０．００５％以下、または０．００３
％以下（直送圧延時） 鋼中ＯはＡｌによってＡｌ₂ Ｏ₃ として固定されるが、
０．００５％超えではアルミナ系酸化物量が増えるとと
もに、粗大なＡｌ₂ Ｏ₃ が生成して表面性状や材質劣化
を招く。そのため、上限は０．００５％である。直送圧
延時には微細ＭｎＳ量が多くなることから、アルミナ系
酸化物量をさらに低減する必要がある。そのため、直送
圧延時にはＯの上限は０．００３％である。

【００１８】０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量：２
０ｐｐｍ以下、または１０ｐｐｍ以下（直送圧延時） アルミナ系酸化物量は本発明で重要である。０．１μｍ
以下のアルミナ系酸化物が多量に発生すると、ＢＮが
０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物を核として析出して
しまうため、微細ＭｎＳの粗大複合析出物化が達成され
ない。このことより、０．１μｍ以下の酸化物量の上限
は２０ｐｐｍ以下である。また、直送圧延ではＭｎＳが
粗大化しにくく、微細ＭｎＳ量が増えるため、直送圧延
時の場合は上限は１０ｐｐｍである。このことを示す実
験結果を以下に示す。Ｃ＝約０．０２％、Ｓｉ＝約０．
０１％、Ｐ＝約０．０１５％、Ｓ＝約０．０１％，Ａｌ
＝約０．０２％、Ｎ＝約０．００２％、Ｂ＝約０．００
１５％を含み、アルミナ系酸化物量を変化させた鋼を１
２５０℃に加熱し、１２００℃で圧延を開始した。圧延
後、６００℃で巻取る熱間圧延を行った。得られた熱延
板を酸洗、冷間圧延し、７５０℃で焼鈍した。焼鈍板を
調圧率１．０％で調圧し、ＪＩＳ５号試験片を切り出し
て引張試験を行った。得られたＴＳ（引張強さ）を図２
に示す。０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量が２０ｐ
ｐｍ以下でＢ添加による軟質化効果が顕著に現れること
がわかる。

【００１９】本発明の対象とする鋼には、種々の目的に
応じてＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｐｂ等を添加し
ても本発明の効果が失われることはない。但し、Ｔｉ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒなど、微細な窒化物を形成する元素を添
加するとこれらの微細析出物が粒成長性を阻害し、さら
に固溶Ｂを発生させ材質劣化を招くことから、これらの
元素の添加または混入は０．０１％以下とするのが望ま
しい。

【００２０】上記の成分範囲に調整することにより、コ
イル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板を安定して得
ることが可能となる。このような特性の鋼板は以下の製
造方法により製造することができる。

【００２１】（２）鋼板製造工程 （２−１）態様１の製造条件 （製造方法）上記の成分範囲に調整した鋼を転炉にて溶
製した後、連続鋳造により鋼スラブにし、得られた鋼を
熱間圧延する際に６５０℃以下で巻取り、引き続き酸
洗、冷間圧延、連続焼鈍する。

【００２２】ａ．巻取り温度：６５０℃以下 巻取温度は本発明において重要である。巻取温度が高い
とＢＮとともにＡｌＮが析出するため、Ｂが過剰に固溶
Ｂとして残留し、鋼の硬質化を招くとともに、酸洗性も
劣化する。よって、巻取温度の上限は６５０℃である。
但し、３００℃未満では巻取後に十分粒成長しなくなる
とともに、粒内にも微細析出し、硬質化することから３
００℃以上が望ましい。

【００２３】なお、本態様１の製造条件では、圧延開始
温度については特に限定しないが、ＭｎＳの再固溶によ
る微細析出を抑制するため、圧延開始温度は１３００℃
以下が好ましい。

【００２４】（２−２）態様２の製造条件 （製造方法）上記の成分範囲に調整した鋼を転炉にて溶
製した後、連続鋳造後冷却することなく熱間圧延する直
送圧延において、１２２０℃以下の温度で圧延を開始
し、６５０℃以下で巻取り、引き続き酸洗、冷間圧延、
連続焼鈍する。

【００２５】ａ．圧延開始温度：１２２０℃以下 直送圧延を行う場合、圧延開始温度は重要な役割を演ず
る。本発明では微細ＭｎＳをＢＮでつつみ、粗大化して
粒成長性を上げ、低温巻取を実現している。

【００２６】そこで、圧延開始温度を制限することで歪
み誘起による微細ＭｎＳ量を制限する。圧延開始温度が
１２２０℃超えでは歪み誘起による微細ＭｎＳの析出が
著しく、Ｂ添加の効果が得られないことから、圧延開始
温度は１２２０℃以下である。

【００２７】ｂ．巻取温度：６５０℃以下 態様１の製造条件と同様。以上、本発明において、各工
程の温度は重要な意味を持っており、このどれか一つで
もかけた場合、本発明の効果は得られない。

【００２８】加熱条件については特に規定はなく、１２
２０℃以下でもなんら問題はない。また、圧延前に、ス
ラブ表面と内部の温度を均一化する目的の加熱を行って
もよい。また、スキッドマークの除去や仕上温度確保の
ために、粗圧延後、粗バーを加熱したり、コイルボック
スに巻き取ってもよい。また、本発明条件が満たされれ
ば薄スラブ鋳造を用いても本発明の効果になんら変わり
はない。

【００２９】酸洗後の冷間圧延については、加工性、特
に深絞り性から圧延率は３０〜９０％が好ましい。焼鈍
についても軟質化のため６００℃以上、粗大粒抑制のた
め９００℃以下とする。焼鈍方法は連続焼鈍である。ま
た、溶融めっき、電気めっき、化成処理、有機被覆など
の表面処理を行っても本発明の効果になんら影響を及ぼ
さない。調質圧延の条件についての制限はないが、あま
り高いとＥｌ（伸び）の低下が激しいことから、２％以
下が望ましい。さらに、本発明鋼の成分調整には、転炉
と電気炉のどちらも使用可能である。

【００３０】なお、本発明による鋼板は長手方向の材質
安定性だけでなく、幅方向の材質も安定している。さら
に、本発明によって幅方向の材質変動に起因する形状不
良、例えば幅方向の両エッジが硬質化することに起因す
る中伸びなども低減される。以下に本発明の実施例を挙
げ、本発明の効果を立証する。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）表１に示す成分の鋼（本発明鋼：Ｎｏ．１
〜１１、比較鋼：Ｎｏ．１２〜１６）を連続鋳造し、一
旦室温まで冷却した後に加熱炉に挿入し、表１に示す圧
延開始温度と巻取温度で熱間圧延を行った。引き続き熱
延板を酸洗、冷間圧延を行い、７００℃で連続焼鈍し、
調圧率１％で調圧して冷延鋼板を製造した。得られた冷
延鋼板をＪＩＳ５号引張試験片に加工して引張試験を行
い、コイル長手方向中央部と端部におけるＴＳ（引張強
さ）を測定した。本発明鋼Ｎｏ．１〜１１は軟質であ
り、コイルエンド性も中央部と端部のＴＳの差が３０Ｎ
／ｍｍ² 以下と良好であった。

【００３２】一方、比較鋼Ｎｏ．１２はＢ／Ｎ比が低
く、コイルエンド性が大きい。比較鋼Ｎｏ．１３は圧延
開始温度が高く、Ｂ添加による軟質化効果が十分ではな
い。比較鋼Ｎｏ．１５は酸素が高いため、比較鋼Ｎｏ．
１６は０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量が高いた
め、それぞれ硬質である。また、比較鋼Ｎｏ．１４は巻
取温度が高く、硬質化している上に、コイルエンド性も
大きい。

【００３３】

【表１】

【００３４】（実施例２）表２に示す成分の鋼（本発明
鋼：Ｎｏ．１〜１１、比較鋼：Ｎｏ．１２〜１５）を連
続鋳造し、冷却することなくそのまま表２に示す圧延開
始温度と巻取温度で直送熱間圧延を行った。引き続き熱
延板を酸洗、冷間圧延を行い、７５０℃で連続焼鈍し、
調圧率０．８％で調圧して冷延鋼板を製造した。得られ
た冷延鋼板をＪＩＳ５号引張試験片に加工して引張試験
を行い、コイル長手方向中央部における幅方向中央部と
エッジ２５ｍｍの位置（端部）のＴＳを測定した。本発
明鋼Ｎｏ．１〜１１は軟質であり、コイルエンド性も中
央部と端部のＴＳの差が３０Ｎ／ｍｍ² 以下と良好であ
った。

【００３５】一方、比較鋼Ｎｏ．１２はＢが高く、硬質
化している。比較鋼Ｎｏ．１３は圧延開始温度が高く、
Ｂ添加による軟質化効果が十分ではない。比較鋼Ｎｏ．
１５は酸素が高いため、硬質である。また、比較鋼Ｎ
ｏ．１４は巻取温度が高く、硬質化している上に、コイ
ルエンド性も大きい。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、鋼組成及び製造条件を
特定することにより、Ｂ添加効果を安定させて材質を維
持しながら巻取り温度を低減することが可能であり、酸
洗性とコイルエンド性の良好なコイル長手方向の形状に
優れた軟質冷延鋼板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鋼中酸素量とコイル
位置による引張強さ（ＴＳ）との関係を示す図。

【図２】本発明の実施の形態に係る鋼中アルミナ系酸化
物量と引張強さ（ＴＳ）との関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 谷合 潤 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ≦０．０５％と、Ｍｎ≦
   ０．５％と、Ｓｉ≦０．１％と、Ｐ≦０．０２５％と、
   Ｓ≦０．０３％と、ｓｏｌ．Ａｌ≦０．１％と、Ｏ≦
   ０．００５％と、Ｎ≦０．００４％と、Ｂ≦０．００５
   ％とを含有し、かつ原子比でＢ／Ｎ＝０．５〜２を満足
   し、さらに０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量が重量
   ％で２０ｐｐｍ以下であり、残部がＦｅ及び不可避的不
   純物からなる鋼板を製造する方法において、 鋼を熱間圧延する際に６５０℃以下で巻取り、引き続き
   酸洗、冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とする、コイ
   ル長手方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ≦０．０５％と、Ｍｎ≦
   ０．５％と、Ｓｉ≦０．１％と、Ｐ≦０．０２５％と、
   Ｓ≦０．０３％と、ｓｏｌ．Ａｌ≦０．１％と、Ｏ≦
   ０．００３％と、Ｎ≦０．００４％と、Ｂ≦０．００５
   ％とを含有し、かつ原子比でＢ／Ｎ＝０．５〜２を満足
   し、さらに０．１μｍ以下のアルミナ系酸化物量が重量
   ％で１０ｐｐｍ以下であり、残部がＦｅ及び不可避的不
   純物からなる鋼板を製造する方法において、 鋼を鋳造後直送圧延において、１２２０℃以下の温度で
   圧延を開始し、６５０℃以下で巻取り、引き続き酸洗、
   冷間圧延、連続焼鈍することを特徴とする、コイル長手
   方向の形状に優れた軟質冷延鋼板の製造方法。