(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【請求項２】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【請求項３】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、さらにまた、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【請求項４】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／ｓec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【請求項５】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【請求項６】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／ｓec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【請求項７】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【請求項８】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上、および、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／ｓec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【請求項９】
Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上、および、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、すずめっき、クロムめっきなどを施して、３ピース缶や２ピース缶の素材として用いて好適な缶用鋼板に関し、とくに薄物で硬質な缶用鋼板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料缶、18リットル缶、ペール缶など各種缶の消費量増大に伴い、最近、缶製造コストの低減への要求が強まってきている。缶用素材としても低コスト化が迫られ、素材板厚は減少する傾向にある。
このような板厚の薄肉化にもかかわらず、缶体としての缶強度は維持されなければならないので、素材そのものの強度を高めるための技術の提案がこれまでにも試みられている。
例えば、特開昭51-131413 号公報に開示の方法は、焼鈍後の２次冷延、いわゆるダブルレデュース（以下、単にＤＲと略記する）により、鋼板の硬さを確保するとともに板厚の低減をはかるものである。この方法では、鋼板がＤＲ後に過度に硬くならないように熱間圧延後の巻取温度を制御し、鋼中の固溶ＮをAlＮとして固定化することで対処している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術のように、鋼板の強度増加を図るためにいわゆる加工強化のみを用いることは、延性の低下が大きく、降伏応力が増加するため成形性が低下するという難点があった。成形性の低下としては、例えば、加工性の評価として形状凍結性などを比較した場合に、降伏応力の増加によってスプリングバック量が増大するため形状不良となる危険性が高くなることなどが挙げられる。
【０００４】
一方、別の強化機構として、Ｎなどによる固溶強化作用を利用する技術がある。例えば、特開昭58-27930号公報には、固溶Ｎを強化元素として使用する硬質ぶりき原板の製造技術が提案されている。この技術は、成分としてＣ及びＮの合有量、熱延時の巻き取り温度、冷延後の再結晶焼鈍条件について規制しており、従来のように、単に表面硬度が規定の範囲に入れば良とする用途では問題のない、経済的な製造方法である。
しかしながら、この技術では、鋼帯内での機械的性質のばらつきを制御できず最近のユーザーの高度な要求には応えることができなくなってきた。というのは、最近におけるさらなる缶の用途拡大、成形レベルの高度化に伴い、鋼板としても、従来の表面硬度のみの規制では、ユーザーの必要とする使用特性を満足することができなくなった。そして、より一般的な強度特性である降伏応力（ＹＳ），引張強度（ＴＳ），伸び（Ｅｌ）が、時効の前、後のいずれにおいても鋼帯内で均一であることが要求されるようになったのである。
【０００５】
また、固溶Ｎを積極的に活用した例として、特公平7-107117号公報に提案の方法がある。この技術は、成分と熱延条件、特にスラブ再加熱温度を制御することにより、硬度レベルを制御するものである。
しかし、この技術においても、材質の均一性は缶用途において十分とは言えないことに加え、もっとも大きな問題点は、この技術を最近の新熱延プロセスであるダイレクト・ホットチャージ・ローリング Direct Hot Charge Rolling（以下、単にＤＨＣＲと略記する）に適用することが困難なことである。
なお、ＤＨＣＲは、連続鋳造されたスラブを、従来のように室温まで冷却することなく、温片のままで加熱炉に挿入し、庄延するプロセスであり、省エネルギーの上で大きな効果をもたらす方法である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、時効硬化性が大きく、良好な延性と優れた材質安定性を有する缶用鋼板とその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、成形後の降伏応力の増加量が１０ＭＰａ以上の安定した時効硬化性を有し、伸びが２０％以上で、鋼帯内でも優れた材質安定性を有する缶用鋼板とその製造方法を提供することにある。
ここに、材質安定性としては、時効硬化による強度増加量が安定しているほか、鋼帯内における降伏応力の標準偏差が１５ＭＰａ以下であることを目安とする。
本発明のさらに他の目的は、上記の缶用鋼板を製造するためのＤＨＣＲプロセスによる有利な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、まず上記の課題を解決するための実験、研究を重ねた結果、鋼成分のほか、ＤＨＣＲ条件のうちの特に加熱炉への挿入温度、仕上げ圧延終了温度、仕上げ圧延後の冷却、巻き取り温度などの条件、および冷間圧延後の焼鈍条件などを適正化することにより、フェライト組織の制御および固溶Ｃ、Ｎ量の制御、とくにＤＨＣＲプロセスにおける安定した固溶Ｎ量の制御が可能になることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨構成は下記のとおりである。
(1) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【００１０】
(2) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【００１１】
(3) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含み、上記Ｎ量の25％以上で、かつ0.001〜0.01wt％の固溶Ｎを含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、さらにまた、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板。
【００１２】
(4) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【００１３】
(5) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
(6) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／ｓec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
(7) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにCu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
(8) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上、および、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／ｓec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
(9) Ｃ：0.0010〜0.04wt％、Si：0.10wt％以下、Mn：0.1〜1.5wt％、Ｐ：0.04wt％以下、Ｓ：0.01wt％以下、Al：0.005〜0.060wt％、Ｎ：0.0020〜0.0150wt％を含有し、さらにNb：0.003〜0.020wt％、Ti：0.003〜0.020wt％、Ｂ：0.0005〜0.0020wt％から選ばれるいずれか１種または２種以上、および、Cu：0.5wt％以下、Ni：0.5wt％以下、Cr：0.5wt％以下、Mo：0.5wt％以下から選ばれるいずれか１種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造し、得られたスラブを断面平均温度で850℃以下に冷却することなく、1050〜1300℃に10〜240分間加熱・保持した後、仕上げ圧延終了温度を850〜1000℃とする熱間圧延を行い、0.5秒以内に強制冷却を開始し、400〜600℃で巻き取り、次いで、酸洗および冷間圧延の工程を経て、500℃以上における加熱速度を10℃／sec以上とし、均熱を再結晶温度〜850℃で60秒間以内とする連続焼鈍を行い、さらに、圧下率20％以下で二次冷間圧延することを特徴とする時効硬化性が大きく、材質安定性に優れる缶用鋼板の製造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
(1) 鋼成分について；
Ｃ：0.0010〜0.04wt％
Ｃは、その量が0.04wt％を超えると、延性が悪化するため、鋼板の薄肉化による加工性の悪化傾向をさらに強めることになり好ましくない。また、冷間圧延性も低下する。このため、Ｃ量は0.04wt％以下とする。一方、Ｃ量が0.0010wt％未満になると結晶粒の租大化が顕著になり、オレンジピール現象に類似した肌荒れ不良をおこす危険性が増大する。従って、Ｃ量は0.0010〜0.04wt％とする。なお、一層高度な材質の安定性と優れた延性を必要とする場合には、0.0020〜0.020 wt％の範囲が望ましい。
【００１５】
Si：0.10wt％以下
Siは、その量が0.10wt％を超えると、表面処理性の低下、耐食性の劣化等の問題を引き起こすので、上限を0.10wt％とする。なお、特に優れた耐食性が必要な場合には0.02wt％以下とするのが好ましい。
【００１６】
Mn：0.1 〜1.5 wt％
Mnは、結晶粒を微細化するほか、Ｓによる熱間割れを防止する上で有効な元素であり、合有するＳ量に応じて添加するのが望ましい。これらの効果を発揮させるためには、少なくとも0.1 wt％の添加が必要である。しかし、過度の添加は、耐食性を悪化させ、鋼板の硬質化による冷間圧延性を悪化させるので、その上限を1.5 wt％とする。なお、より良好な耐蝕性と成形性を必要とする場合には0.60wt％以下の範囲で添加するのが望ましい。
【００１７】
Ｐ：0.04wt％以下
Ｐは、鋼を硬質化させ、フランジ加工性やネック加工性を悪化させると同時に、耐食性をも悪化させる有害な元素であるため、その上限を0.04wt％とする。なお、これらの特性が特に重要視される場合には、0.01wt％以下とするのが好ましい。
【００１８】
Ｓ：0.01wt％以下
Ｓは、鋼中に介在物として存在し、延性を減少、耐食性の劣化をもたらす元素であるので、その上限を0.01wt％とする。なお、特に良好な加工性が要求される用途においては0.005 wt％以下とすることが望ましい。
【００１９】
Al：0.005 〜0.060 wt％
Alは、0.005 wt％未満では脱酸が不十分で、介在物が多い鋼板となり、フランジ加工性、ネック成形性が低下するため、その下限を0.005 wt％とする。一方、含有量が多過ぎると表面性状の悪化を招き、固溶Ｎの過度の低下につながるため、その上限を0.060 wt％とする。なお、材質の安定性という観点から、0.008 〜0.040 wt％とするのが望ましい。
【００２０】
Ｎ：0.0020〜0.0150wt％
Ｎは、固溶強化効果による鋼板強度の増加に必要な元素である。この硬化は、0.0020wt％以上の添加によって安定して得られるが、0.015 wt％を超えて添加すると鋼板の内部欠陥の発生を高め、また連続鋳造時のスラブ割れなどの発生も引き起こすので、上限を0.0150wt％とする。なお、製造工程全体を考慮した材質の安定性、歩留まり向上という観点からすれば、0.0030〜0.0090wt％の範囲で含有させるのが好ましい。
【００２１】
固溶Ｎ：0.001 〜0.01wt％の範囲かつ全Ｎ量の25％以上
固溶Ｎは、鋼中の全Ｎ量から、析出Ｎ（臭素エステルによる溶解法で測定）を差し引いて求める。この値が、0.001 wt％以上はないと十分な固溶強化量を確保できず、製缶後の缶体強度が不足する危険性がある。一方、0.01wt％を超えて含有すると時効が進行した際の延性の悪化を生じ好ましくない。したがって、固溶Ｎ量は0.001 〜0.01wt％の範囲、材質の安走性の観点から好ましくは0.0015〜0.0050wt％の範囲で含有させる。
また固溶Ｎは、全Ｎ量の２５％以上存在することも必要である。多量のＮを添加すれば、製品の段階で存在する固溶状態のＮが増加する傾向にあるが、詳細な検討をおこなった結果、全Ｎ量に対して、残存する固溶Ｎ量が少ない場合には、結晶粒が顕著に混粒になり、延性も劣化傾向となるほか、表面の美麗性が要求される場合には適さない。また、このような組織では、製造条件の微妙な変動で材質、特に焼き付け硬化性が変動することが明らかになった。このよう現象を回避するには、含有する全Ｎに対して製品状態において固溶状態で残存する固溶Ｎが全Ｎ量の２５％以上であればよいことが明らかとなった。なお析出Ｎの分析法については、種々の方法を検討したが、本発明で採用した臭素エステルによる溶解法を適用するのが最も良く、材質の変化と対応していた。
【００２２】
Nb：0.003 〜0.020 wt％
Nbは、鋼組織を微細化し、伸びフランジ成形性などを改善するとともに、肌荒れの防止にも有効な元素である。このような効果が発揮されるのは、0.003 wt％以上の添加が必要であり、0.020 wt％を超えて添加すると、固溶Ｎによる強化が激減する。従って、Nb添加量は0.003 〜0.020 wt％とする。なお、材質上さらに好ましいのは0.012 wt％以下の範囲がよい。
【００２３】
Ti：0.003 〜0.020 wt％
Tiも、Nbとほぼ同様に、組織微細化の効果を有する。この効果を得るためには0.003 wt％以上の添加が必要であるが、0.020 wt％を超えて添加すると缶用鋼板には致命的とも言える表面欠陥の発生が顕著となる。したがって、Tiは0.003 〜0.020 wt％、好ましくは0.015 〜0.020 wt％の範囲とする。
【００２４】
Ｂ：0.0005〜0.0020wt％
Ｂは、組織の微細化と時効性の調整制御に有効な元素である。このような効果は0.0005wt％以上の添加で発揮されるが、0.0020wt％を超えて添加すると鋼板の面内異方性が増加して好ましくない。したがって、Ｂは0.0005〜0.0020wt％、好ましくは0.0005〜0.0010の範囲で添加する。
【００２５】
Cu：0.5 wt％以下、Ni：0.5 wt％以下、
Cr：0.5 wt％以下、Mo：0.5 wt％以下
これらの元素は、いずれも鋼板強度を高める作用を有し、必要に応じて添加する。しかし、0.5 wt％を超えて添加した場合には、冷間圧延性を悪化させるので、0.5 wt％以下の範囲で添加する。
上記の選択的添加元素である、Nb、TiおよびＢの群、Cu、Ni、CrおよびMoの群に属する各元素は、おのおの群のなかで単独に添加してもよいし、両群の元素を複合添加してもよい。
【００２６】
(2) 製造条件について；
圧延素材となるスラブは成分のマクロな偏析を最小限にするために連続鋳造法で製造されることが望ましい。
この連続鋳造スラブは過度に冷却されることなく、少なくとも断面平均温度で850 ℃以下に冷却することなく加熱炉に挿入する必要がある。これ以下に冷却された場合には、詳細な機構は必ずしも明らかではないが、固溶Ｎが熱延板の段階で顕著に低下し、最終製品の段階でも固溶Ｎが減少し、十分な固溶Ｎ量を確保することができなくなる。スラブ温度を断面平均温度で850 ℃以下に低下させることなく加熱炉に挿入することにより、次工程以下での製造条件の変動に対しての材質の敏感性を軽減することができる。
【００２７】
加熱炉において、スラブは1050〜1300℃の温度で、10〜240 分間は保定される必要がある。保持温度が1050℃を下回ると、その後の圧延時に鋼板エツジ部に疵を生ずる危険性が増大する。保持温度が1300℃を超えると組織の不均一性の増大 (異常粒成長) を招くうえ、ＤＨＣＲプロセスによる省エネルギー（加熱原単位の減少）のメリットがなくなるので1300℃以下の範囲とするのがよい。保定時間は最低10分は必要である。これを下回るとスラブ内での温度不均一のためにシートバーの反り、曲がりなどの圧延トラブルが多発する。また、240 分を超えて保定すると、最終製品での組織の均一、微細化が困難になり、混粒組織を生ずる危険性が増大することに加え、スケール厚みの増加に起因するスケールロスが顕著になるので、保定時間の上限は240 分とする。
【００２８】
次いで行う、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延において、仕上げ圧延の終了温度は850 ℃以上とすることにより、均一微細な熱延母板組織を得ることができ、最終製品の組織の均一微細化をはかることができる。また、固溶Ｎ量を熱延母板の段階で安定して確保でき、最終製品での機械的特性も安定する。
しかし、仕上げ圧延終了温度が1000℃を超えると、スケールに起因した疵の発生が激しくなり、表面の健全性が強く要求される缶用鋼板には適さなくなる。従って、熱間仕上げ圧延終了温度は850 〜1000℃とする。なお、材質の均一性から、880 〜920 ℃の範囲がより好ましい。
【００２９】
仕上げ圧延後には強制冷却（通常、水冷）を行う。本発明では、熱延母板の段階で固溶Ｎを多量に残存させる必要があるので、仕上げ圧延終了後0.5 秒以内に強制冷却を開始することが極めて有効である。この処理により、組織の微細化も可能になるため、強度と延性のバランスを改善するうえで有効である。
【００３０】
熱間圧延後の巻き取りの温度は、熱延母板中の固溶Ｎ量を確保し、最終製品で十分な量の固溶Ｎを確保する上で重要である。十分な量の固溶Ｎを確保するためには、600 ℃以下の温度で巻き取る必要がある。しかし、巻き取り温度が400 ℃を下回ると、鋼板の形状が悪化し、また鋼板の幅方向の硬度差が顕著となり、冷間圧延後の鋼板形状の悪化をひきおこす。従って、巻き取り温度は400 〜600 ℃、好ましくは500 〜580 ℃の範囲とする。
【００３１】
このようにして得られた熱延板に酸洗（脱スケール）を施し、冷間圧延を行う。酸洗の条件は常法に従い、塩酸、硫酸等の酸で表面スケールを除去すればよい。冷間圧延の圧下率も常法に従うが、板厚が薄いため冷間圧下率はやや高めとなり、おおむね65〜95％の範囲とするのがよい。
【００３２】
さらに、製品の成形性を確保するためには、冷間圧延後、焼鈍（連続焼鈍）が必要である。この連続焼鈍に当たっては加熱速度と焼鈍温度に留意する必要がある。
連続焼鈍法は鋼板の焼鈍を短時間で行えるが、本発明者らは多くの調査検討により、本発明法のような加工、熱履歴を経た冷延鋼板の焼鈍にあたっては、焼鈍時の加熱速度、特に、500 ℃から最高加熱温度までの加熱速度を10℃／sec 以上とすれば、均一、微細な再結晶組織が得られることが明らかになった。加熱速度が、この値を下回ると、混粒組織となる傾向が顕著となる。
焼鈍温度は再結晶温度以上で行うが、850 ℃を超える場合には、再結晶完了後にさらに部分的な異常粒成長が発生し、逆に材質のばらつきを増加させることになる。
従って、焼鈍温度は再結晶温度〜850 ℃の範囲とし、500 ℃からこの最高加熱温度までの加熱速度を10℃／sec 以上とする。連続焼鈍工程の操業を安定させるには800 ℃以下の温度範囲とするのが好適である。なお、再結晶温度は 660℃程度である。
また、焼鈍時間（均熱時間）については、これが60 secを超えると、高温域の焼鈍を行った場合に材質のばらつきが著しくなる。時間の下限は特に定めないが、再結晶が完了する条件であれば均熱時間が実質的に０ secであっても問題はない。したがって、焼鈍温度は60 sec以下、好ましくは20 sec以内とする。
【００３３】
焼鈍後、二次冷間圧延を行う。二次冷間圧延の目的は、加工強化により素材の強度増加をはかり、また板厚を減少させて表面粗度等を調整するためである。二次冷間圧延の圧下率が２０％を超える加工を行うと延性が悪化し、適用可能な用途が極めて限定されてしまう。したがって、二次冷間圧延の圧下率は２０％以下、好ましくは１５％以下であり、さらにプレス成形性が要求されるような用途では１０％以下にするのが望ましい。なお、圧下率の下限は材質以外の表面粗度管理などの面から決定されるが、１％以上を付与することが望ましい。
【００３４】
上述した工程を経て最終製品とする。この鋼板の最終板厚については特に定めないが、0.30ｍｍ以下の範囲では固溶Ｎを積極的に用いることの優位性がより有効に発揮される。
鋼板への表面処理としては、通常の缶用鋼板に適用されるいずれのものも適用可能である。すなわち、錫めっき、クロムめっき、ニツケルめっき、ニツケル・クロムめっきなどがそれである。また、これらのめっき後に塗装あるいは有機樹脂フイルムを貼って製缶するようなやや特殊な用途にもなんら間題なく適用可能である。
【００３５】
【実施例】
表１に示す成分組成を含み、残部が実質的にFeからなる鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法にてスラブとした。この鋼スラブを表２に示す条件で熱間圧延、冷間圧延、連続焼鈍、二次冷間圧延を行い、最終仕上げ板厚0.20ｍｍの鋼板とした。
その後、この鋼板に、ハロゲンタイプの電気錫めっきラインにて２５番相当の錫めっきを連続的に施してぶりきに仕上げた。また、比較のために、従来法で製造した、同じ仕上げた板厚の鋼板（ほぼ同一硬度になるように焼鈍後の二次冷延圧下率を調整）に対しても同様の錫めっきを施した。
得られた錫めっき鋼板の引張り特性の調査を行なった。その結果を表３に示す。なお、通常の引張試験は製品化後１日以内に実施している。焼き付け硬化特性の調査は、材料に、まず２１０℃一２０分の塗装、焼き付け相当の時効処理を行い、その後、５％の伸び歪みを付与し、除荷後に室温で１時間時効後の変形応力（降伏応力）の増加量で評価した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【表２】
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【００３８】
【表３】
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【００３９】
表３から、本発明材は、十分な伸びと時効硬化量を有し、成形直前の強度は従来材とほぼ同等であるが、その後の実際の缶体として使用される段階では従来材に比して格段に高い強度を示すことがわかる。
【００４０】
次に、これら鋼板を塗装、焼き付け処理後、３ピース溶接缶に適用した場合の相違点を明らかにすべく、表１の鋼１に、表４に示す各製造条件を適用して板厚0.18ｍｍの鋼板を製造し、材質を調査すると共に曲げ成形による円筒成形試験を実施した。
降伏応力については製品コイルの長手方向１０ケ所で試験片を採取し、降伏応力（平均値）のほか標準偏差を調査した。なお、円筒成形試験では成形直前に、レベリング加工をおこない、直ちに円筒に成形する方法によった。この方法を用いた理由は、実際の製缶装置においては、円筒成形がおこなわれる直前にフレクサーと呼ばれる一種のレベリング機構が設置してあることを考慮し、より実製缶に近い成形条件を実現しようとするためである。成形後の缶の真円度の評価のため、缶断面の長軸と単軸を測定し、（長軸径一短軸径）／（長軸径）により偏平度を求めた。これらの試験結果を表５にまとめて示す。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
【表５】
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【００４３】
表５から、発明例では、高い降伏応力を有しているにもかかわらず、そのばらつきは小さく、安定した材質制御が可能なこと、また、成形前の降伏応力が高いにもかかわらず、円筒の曲率半径が極めて安定することが明らかである。
なお、上記円筒成形の後、溶接を行い、フランジ成形性を調査したが、発明例の鋼板は、板厚精度が良好で、材質のばらつきが小さいことによると推定されるが、フランジ割れ発生率は従来例に比しておおむね３０％程度改善された。
【００４４】
図１、図２は、0.02wt％Ｃ−0.01wt％Si−0.25Mnwt％−0.01wt％Ｐ−0.008 wt％Ｓ−0.055 wt％Al−0.0045wt％Ｎ鋼を素材とし、加熱条件を変化させて固溶Ｎ量を変化させ、二次冷延圧下率を変化させた場合について降伏応力を比較したものである。
本発明に従って、固溶Ｎを利用することにより、より高い降伏応力が得られこと、しかもこれは高い２次冷延率の範囲でも、また、時効を行った後でも発揮されることがわかる。このとき、延性の劣化は伴うことがないため、固溶Ｎを利用する本発明鋼板は強度と延性のバランスに優れたものといえる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、熱延鋼板を製造するにあたり、化学組成、スラブの熱片挿入条件、熱延条件さらには冷延後の焼鈍条件などを適正化して、最終の製品段階で固溶状態のＮを十分な量、確保することによって、強度の高い、均一な微細組織が得られ、加工性を犠牲にすることなく、塗装、焼き付け後の硬化現象を利用した十分な缶体強度が確保可能となる。
したがって、このような成形性に優れた高強度缶用鋼板の出現は、３ピース缶、２ピース缶などの缶体の薄肉化による製缶コストの低減化に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】時効処理による降伏応力の増加に及ぼす固溶Ｎ量の影響を示す図である。
【図２】焼鈍後の２次冷延圧下率と降伏応力との関係に及ぼす固溶Ｎ量の影響を示す図である。
【図１】
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【図２】
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