(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素薄鋼板の製造方法において、溶鋼中のＣ濃度を１．０質量％から２．０質量％に脱炭素処理した後Ａｌで脱酸し、該溶鋼を連続鋳造して得られた鋳片を熱間圧延、更には冷間圧延した後に、薄鋼板の状態で、水素濃度５％以上で、且つ温度８００℃以上の水素雰囲気下で加熱して、Ｃ濃度を０．０８質量％以下まで脱炭することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法で製造して得られた薄鋼板において、直径０．５μｍから２０μｍの微細酸化物が鋳片内に１個／mm３  以上、１００個／mm３  未満分散していることを特徴とする低炭素薄鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清浄性に優れた低炭素薄鋼板の製造方法およびこの製造方法により得られる薄鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉や真空処理容器で精錬された溶鋼中には、多量の溶存酸素が含まれており、この過剰酸素は酸素との親和力が強い強脱酸元素であるＡｌにより脱酸されるのが一般的である。このため、溶存酸素は全てアルミナ系介在物となり、これが凝集合体して粗大なアルミナクラスターとなる。このアルミナクラスターは、例えばＤＩ缶に用いる薄鋼板で製缶時にワレ発生の原因となり、薄鋼板の品質を大きく低下させるため、アルミナ系介在物の低減対策は重要な課題となっている。
【０００３】
これに対して、従来は特開平５−１０４２１９号公報の介在物吸着用フラックスを溶鋼表面に添加してアルミナ系介在物を除去する方法、或いは特開昭６３−１４９０５７号公報の注入流を利用してＣａＯフラックスを溶鋼中に添加し、これによりアルミナ系介在物を吸着除去する方法が提案、実施されてきた。一方、アルミナ系介在物を除去するのではなく、生成させない方法として、特開平５−３０２１１２号公報にあるように溶鋼をＭｇで脱酸し、Ａｌでは殆ど脱酸しない薄鋼板用溶鋼の溶製方法も開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したアルミナ系介在物を除去する方法では、低炭素溶鋼中に多量に生成したアルミナ系介在物を内部欠陥が発生しない程度まで低減することは非常に難しい。また、アルミナ系介在物を全く生成しないＭｇ脱酸では、Ｍｇの蒸気圧が高く、溶鋼への歩留まりが非常に低いため、低炭素鋼のように溶存酸素濃度が高い溶鋼をＭｇだけで脱酸するには多量のＭｇを必要とし、製造コストを考えると実用的なプロセスとは言えない。
【０００５】
これらの問題を鑑み、本発明は低炭素薄鋼板で介在物生成量を極限まで低下させることにより、確実に内部欠陥を防止できる低炭素薄鋼板の製造方法を提示することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）低炭素薄鋼板の製造方法において、溶鋼中のＣ濃度を１．０質量％から２．０質量％に脱炭素処理した後Ａｌで脱酸し、該溶鋼を連続鋳造して得られた鋳片を熱間圧延、更には冷間圧延した後に、薄鋼板の状態で、水素濃度５％以上で、且つ温度８００℃以上の水素雰囲気下で加熱して、Ｃ濃度を０．０８質量％以下まで脱炭することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（２）前記（１）に記載の方法で製造して得られた薄鋼板において、直径０．５μｍから２０μｍの微細酸化物が鋳片内に１個／mm３  以上、１００個／mm３  未満分散していることを特徴とする低炭素薄鋼板。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明の低炭素鋼板の製造法は、転炉や電気炉等の製鋼炉で精錬して、Ｃ濃度を１．０質量％〜２．０質量％に調整した溶鋼を鋳造し、得られた鋳片を熱間圧延、冷間圧延した後、水素雰囲気炉で脱炭処理し、低炭素薄鋼板を得るものである。この低炭素薄鋼板製造の基本思想は、転炉や電気炉等の製鋼炉で溶鋼中の溶存酸素濃度が最も低下するＣ濃度範囲で脱炭処理を終了し、その後のＡｌ脱酸等で生じる介在物量を極限まで低下させた薄鋼板を製造した上で、薄鋼板の状態で脱炭させ低炭素鋼として材質を確保することにある。
【０００８】
転炉や真空処理容器で脱炭処理された溶鋼中には、Ｃ濃度に応じた溶存酸素が含まれており、この溶存酸素は通常Ａｌの添加により殆ど脱酸される（下記（１）式の反応）ため、溶鋼中にアルミナ系介在物を生成する。
２Ａｌ＋３Ｏ＝Ａｌ2 Ｏ3                 （１）
【０００９】
特に、低炭素薄鋼板のようにＣ濃度を０．０４質量％以下まで大きく低下させると、溶鋼中の溶存酸素濃度は０．０５質量％程度まで増大するため、脱酸後の溶鋼清浄性は大きく低下する。また、溶鋼中の溶存酸素濃度が高くなると、同時に取鍋スラグの酸素濃度も上昇するため、脱酸後にスラグによる溶鋼再酸化が生じ、アルミナ系介在物量が更に増大する。このため、低炭素鋼では鋳片段階において全酸素濃度で３０〜４０ppm 程度の介在物を含んでいる。これに対して、本発明では、溶存酸素が比較的低下するＣ濃度、即ち１．０質量％から２．０質量％の範囲で脱炭処理を終了し、溶存酸素濃度を０．０２質量％以下とする。その後、Ａｌで脱酸しても、生成する介在物量は従来の低炭素鋼に比べて非常に少なくなり、さらに取鍋スラグの酸素濃度も低下しているため、脱酸後のスラグによる溶鋼汚染は急激に減少する。現状、Ｃ濃度が１．０質量％程度の軸受鋼では、鋳片段階の全酸素濃度で５ppm 程度の超清浄鋼が製造されており、Ｃ濃度を上げて溶存酸素濃度を低減することは溶鋼清浄性の向上に大きく寄与すると考えられる。なお、本発明は、その原理から考えて、Ａｌ脱酸だけに適用されるものではなく、Ｔｉ脱酸の場合でも十分な介在物低減効果が得られる。
【００１０】
しかし、本方法により溶鋼の清浄性を向上させても、Ｃ濃度が高いと加工性が要求される薄鋼板の用途、例えば缶用素材として使用できない。本発明では、高Ｃ濃度で鋳造した鋳片を熱間圧延し、更には冷間圧延まで実施した後に、薄板の状態で水素雰囲気下で脱炭することを考案した。高Ｃ濃度の薄板を水素雰囲気中で加熱すると、（２）式の反応により鋼板中のＣはＣＨ4 ガスとして低下していく。
Ｃ＋２Ｈ2 ＝ＣＨ4                 （２）
【００１１】
雰囲気中の水素濃度は５％以上であれば良く、５％未満になると（２）式の反応速度が急激に低下する。薄鋼板の板厚が厚くなると脱炭時間が非常に長くなるため、板厚は３mm以下であることが好ましい。また、脱炭時の雰囲気温度は８００℃以上にすることが望ましく、８００℃未満では脱炭時間が長くなりすぎる。（２）式の反応速度は、鋼板中におけるＣの拡散に律速されているため、（２）式の脱炭反応を短時間で行わせるためには、雰囲気中の水素濃度を高めるよりは、むしろ板厚を薄くし、加熱温度を上げることが効果的である。また、薄鋼板は、缶用素材等の加工が厳しい用途に用いられるため、鋼板中のＣ濃度は０．０８％以下にすることが好ましい。
【００１２】
本発明により製造された低炭素薄鋼板中の介在物を顕微鏡観察したところ、直径０．５μｍから２０μｍの微細酸化物が鋳片内に１個／mm3 以上、１００個／mm3 未満分散しており、このような酸化物分散状態を有する薄鋼板では、ＤＩ缶の製缶試験を実施してもワレ発生率は１ppm 以下であった。
【００１３】
以上の結果から、本発明により溶鋼中の溶存酸素濃度を低下させると共に、スラグからの溶鋼再酸化を抑制できるため、内部欠陥の発生を防止でき、薄鋼板の品質は大きく向上する。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明について説明する。
実施例１：転炉での脱炭処理により、Ｃ濃度を１．０質量％まで低下させ、その後Ａｌを添加して脱酸し、Ｃ濃度１．０質量％、Ａｌ濃度０．０４質量％の溶鋼を３００ｔ溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０mm、幅１０００mmのスラブに鋳造した。鋳造した鋳片は８５００mm長さに切断し、１コイル単位とした。このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．１８mm厚みで幅１０００mmコイルの冷延鋼板とした。この冷延鋼板を温度１１００℃の３０％水素雰囲気下で加熱処理し、Ｃ濃度０．０４質量％の低炭素薄鋼板とした。この鋼板を用いて製缶試験を実施した結果、ワレの発生率は１ppm 以下であった。
【００１５】
実施例２：転炉での脱炭処理により、Ｃ濃度を１．０質量％まで低下させ、その後Ｔｉを添加して脱酸し、Ｃ濃度１．０質量％、Ａｌ濃度０．０２質量％の溶鋼を３００ｔ溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０mm、幅１０００mmのスラブに鋳造した。鋳造した鋳片は８５００mm長さに切断し、１コイル単位とした。このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．１８mm厚みで幅１０００mmコイルの冷延鋼板とした。この冷延鋼板を温度１１００℃の３０％水素雰囲気下で加熱処理し、Ｃ濃度０．０４質量％の低炭素薄鋼板とした。この鋼板を用いて製缶試験を実施した結果、ワレの発生率は１ppm 以下であった。
【００１６】
比較例１：転炉でのＣ濃度を０．０４質量％まで低下させ、その後Ａｌを添加して脱酸し、Ｃ濃度０．０４質量％、Ａｌ濃度０．０４質量％の溶鋼を３００ｔ溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０mm、幅１０００mmのスラブに鋳造した。鋳造した鋳片は８５００mm長さに切断し、１コイル単位とした。このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．１８mm厚みで幅１０００mmコイルの冷延鋼板とした。この鋼板を用いて製缶試験を実施した結果、ワレの発生率は５０ppm であった。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によると、低炭素薄鋼板で介在物生成量を極限まで低下させることができるため、確実に内部欠陥を低減でき、且つ加工性、成形性に優れた薄鋼板を製造することが可能となる。