(57)【要約】【課題】  めっき原板の表面粗度を安定して小さく制御でき、すずめっき後の光沢不良を引き起こすことのない缶用鋼板用原板とその製造方法ならびにその原板から得られる缶用鋼板とその製造方法を提案する。【解決手段】  Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｓ：0.010〜0.03mass％を含有する鋼素材を、熱間圧延、冷間圧延して連続焼鈍し、その後、調質圧延を行うことにより缶用鋼板用原板を製造する方法において、調質圧延時の最終スタンドにおけるワークロール粗度をＲa≦0.20μmとして圧延を行い、板面粗度をＲa 0.15μm以下とした原板に電気すずめっきを施すことによりめっき後の表面光沢度Ｇs(20°)120以上を得る。【選択図】    図１
2005240143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｓ：0.010〜0.03mass％を含有し、板面粗度Ｒaが0.15μm以下であることを特徴とする缶用鋼板用原板。
【請求項２】
Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｐ：0.02mass％以下、Ｓ：0.010〜0.03mass％、Al：0.02〜0.20mass％、Ｎ：0.005mass％以下、Nb：0.010〜0.020mass％を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、板面粗度Ｒaが0.15μm以下であることを特徴とする缶用鋼板用原板。
【請求項３】
請求項１または２の原板の表面に、すずめっき層を形成してなることを特徴とする缶用鋼板。
【請求項４】
Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｓ：0.010〜0.03mass％を含有する鋼素材を、熱間圧延、冷間圧延して連続焼鈍し、その後、調質圧延を行うことにより缶用鋼板用原板を製造する方法において、調質圧延時の最終スタンドにおけるワークロール粗度をＲa≦0.20μmとして圧延を行うことを特徴とする缶用鋼板用原板の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の調質圧延後の原板表面に、すずめっきを施すことを特徴とする缶用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶用鋼板用原板と缶用鋼板に関し、特に、すずめっき後の表面光沢に優れる缶用鋼板用原板とその製造方法ならびにその原板から製造される缶用鋼板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ぶりきやティンフリースチール等の缶用鋼板は、各種の飲料缶、食缶、菓子缶等の化粧缶、ガロン缶、ペール缶およびその他雑缶などに広く用いられている。これら缶用鋼板は、消費者の嗜好に合った表面(表面粗度、表面光沢、表面色調)とするために、用途によりその表面仕上げを、Ｂ(ブライト仕上げ)、Ｒ(粗面仕上げ)、Ｓ(シルバー仕上げ)およびＭ(マット仕上げ)等に区分して製造されている。
【０００３】
ところで、近年、消費者の好みの多様化に伴い、表面光沢に優れる缶用鋼板(特に、ぶりき)が要求されることが多くなった。また、鋼板の表面にすず(Sn)を電気めっきしたぶりきの場合、めっき金属であるSnが希少金属であることから、できるだけ目付量を低減したいという要求がある。しかし、目付量を減らすことは、表面光沢度の低下を招くといういう問題がある。
【０００４】
表面光沢を改善する方法としては、すずめっきの目付量を増やしたり、めっき浴中に光沢剤などを添加したりすることも行われているが、調質圧延(スキンパス圧延)において使用するロール粗度を調整することにより、めっき原板の表面粗度を低減する方法が一般的である。例えば、特許文献１には、鋼板を複数スタンドの圧延機にて調質圧延を行うに当たり、少なくとも最前段の圧延ロール粗度をＲa 1.2μm以下のスクラッチブライトロールとし、少なくとも最後段の圧延ロール粗度をＲa 0.5μm以下のブライトロールとして調質圧延を行うことにより、高光沢の缶用鋼板を得る技術が開示されている。また、特許文献２には、２スタンドの調質圧延機を用いて調質圧延するに当たり、前段スタンドのワークロールとして、放電加工によりＰＰＩを300以上、Ｒaを0.5〜1.5μmに調整したダル仕上げロールを用い、後段スタンドのワークロールとして、Ｒaが0.1超〜0.4μmのブライトロールを用いて行うことにより、表面光沢に優れた硬質缶用鋼板を得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１９７９０２号公報
【特許文献２】特開２００２−２８２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術のように、調質圧延のロール粗度を制御して調質圧延を行っていても、工程的に生産している缶用鋼板の中には、時として、すずめっき後の光沢不良が大量に発生することがあった。また、調質圧延後の鋼板(即ち、めっき原板)の表面粗度は、ロールを交換した当初は低粗度であっても、圧延距離の増加に伴いロール粗度が急激に大きくなり、安定して板面粗度を小さく制御できず、めっき後の光沢不良を発生することがあり、ロール交換を頻繁に行わざるを得ないという問題もあった。特に、その傾向は、Ｃが0.0050mass％以下の極低Ｃ材で、Mnを0.3〜0.6mass％と比較的高めに含有する缶用鋼板において多発する傾向があった。
【０００６】
上記のように、従来技術だけでは、調質圧延後のめっき原板の表面粗度を安定して小さく制御できないという問題があった。この問題に対しては、調質圧延後のコイルを、抜き取りで試験的にめっき工程に流したり、各コイルからサンプルを採取してめっき試験を行い事前に評価を行ったりしていたため、生産性の低下の原因となっていた。そのため、安定して、めっき原板の表面粗度を小さく制御できる技術の開発が求められていた。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような極低Ｃ高Mn材を素材とする缶用鋼板においても、めっき原板の表面粗度を安定して小さく制御でき、すずめっき後の光沢不良を引き起こすことのない缶用鋼板用原板とその製造方法ならびにその原板から得られる缶用鋼板とその製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、極低Ｃ高Mn材における上記光沢不良の発生原因について種々の調査を行った。その結果、鋼素材中のＳ含有量が低い材料において、光沢不良が多発していること、従って、Ｓ含有量を適正範囲に規制することにより、缶用鋼板用原板の調質圧延後の表面粗度を安定して小さく制御でき、ひいては表面光沢に優れるすずめっき鋼板を安定して製造できることを見出し、本発明を想到した。
【０００９】
すなわち、本発明は、Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｓ：0.010〜0.03mass％を含有し、板面粗度Ｒaが0.15μm以下であることを特徴とする缶用鋼板用原板である。
【００１０】
また、本発明は、Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｐ：0.02mass％以下、Ｓ：0.010〜0.03mass％、Al：0.02〜0.20mass％、Ｎ：0.005mass％以下、Nb：0.010〜0.020mass％を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、板面粗度Ｒaが0.15μm以下であることを特徴とする缶用鋼板用原板である。
【００１１】
また、本発明は、上記原板の表面に、すずめっき層を形成してなることを特徴とする缶用鋼板である。
【００１２】
また、本発明は、Ｃ：0.0050mass％以下、Mn：0.30〜0.60mass％、Ｓ：0.010〜0.03mass％を含有する鋼素材を、熱間圧延、冷間圧延して連続焼鈍し、その後、調質圧延を行うことにより缶用鋼板用原板を製造する方法において、調質圧延時の最終スタンドにおけるワークロール粗度をＲa≦0.20μmとして圧延を行うことを特徴とする缶用鋼板用原板の製造方法を提案する。上記製造方法により、板面粗度Ｒaが0.15μm以下の缶用鋼板用原板を得ることができる。
【００１３】
また、本発明は、上記調質圧延後の原板表面に、すずめっきを施すことを特徴とする缶用鋼板の製造方法を提案する。上記製造方法により、めっき後の光沢度Ｇs(20°)が120以上の缶用鋼板を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、缶用鋼板用原板の表面粗度を安定して小さく制御することができる。その結果、調質圧延における圧延ロールの交換頻度を大幅に低減できると共に、表面光沢に優れた缶用鋼板(すずめっき鋼板)を安定して製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明者らは、連続焼鈍後の冷延鋼板(ＪＩＳ規格：ＳＰＢ−Ｔ３、板厚0.3mm×板幅800mm×Ｃ)を、２スタンドの調質圧延機の第２スタンド(後段スタンド)に、表面粗度Ｒa：0.15μmのブライトロールを用いて調質圧延(圧下率：2.3％)を行った原板コイルに、片面辺り2.8ｇ/m2の付着量で両面に電気すずめっきを行った後、リフロー処理して製造したすずめっき鋼板について、めっき後の表面光沢不良とめっき原板の各種因子との関係を調査した。その結果、図１に示したように、光沢不良の発生率と素材中のＳ含有量との間に相関があり、Ｓが低い程、光沢不良率が高いことが明らかとなった。ここで、上記表面粗度Ｒaとは、JIS B 0601-1982に規定された中心線平均粗さのことであり、また、上記表面光沢とは、JIS Z 8741に規定された、試料面に20度の入射角で光束を入射し、鏡面反対方向に反射する光速を受光器で測定した20度鏡面光沢(Ｇs(20°))のことである。また、光沢不良とは、上記JIS Z 8741に準拠して測定しためっき後の光沢度Ｇs(20°)が120未満のものを言い、またその不良率とは、調質圧延後の各原板コイルを切板にした時に、光沢不良で格落ちした枚数の比率を表したものである。
【００１６】
上記のように、素材中に含まれるＳが、鋼板の表面粗度ひいてはめっき後の表面光沢に影響を及ぼす原因については明らかではないが、発明者らは以下のように考えている。Ｓは、焼鈍時のMnの表面濃化を抑制する効果がある。そのため、Ｓが低いと、鋼中に含まれているMnが表面に濃化して圧延ロールの表面を荒らす結果、調質圧延後の鋼板表面粗度が大きくなり、めっき後の光沢不良を引き起こすものと考えられる。また、Ｓが高い場合には、MnとSが結合してMnＳを形成し、焼鈍時におけるMnの表面濃化を抑制されることも考えられる。また、極低Ｃ材で、光沢異常が多いのは、Ｃ量が少ない場合には、Mnの表面濃化が促進されるからと考えられる。本発明は、上記知見に基き開発したものである。
【００１７】
次に、本発明の缶用鋼板についての限定理由について説明する。
Ｃ：0.0050mass％以下
すずめっきした缶用鋼板の光沢不良は、極低Ｃ材で主に発生する。そこで、本発明においては、対象材を、Ｃが0.0050mass％以下の極低Ｃ材に限定する。また、Ｃが0.0050mass％超えでは、固溶Ｃが多くなり過ぎて時効性等の材質劣化を引き起こし、また、固溶Ｃを固定するためのNb等の炭窒化物形成元素の増加を招くため実用上好ましくない。好ましくは、0.0030mass％以下である。一方、Ｃ含有量の下限は、特に定めないが、精錬コストから、0.0010mass％以上であることが好ましい。より好ましくは、0.0015〜0.0030mass％の範囲である。
【００１８】
Mn：0.30〜0.60mass％
Mnは、鋼板強度を高めるために必要な元素である。0.30mass％未満では、強度向上効果が小さい。一方、MnはＡＳＴＭ(A623-00)で、その上限が0.60mass％と規定されており、汎用性を確保するためMnの上限は0.60mass％に制限する。よって、本発明は、Mnを0.30〜0.60mass％添加する。好ましくは、0.40〜0.60mass％の範囲である。
【００１９】
Ｓ：0.010〜0.03mass％
Ｓは、焼鈍時のMnの表面濃化を抑制する、本発明において最も重要な元素である。上記効果を得るためには、Ｓは0.010mass％以上添加する必要がある。一方、ＳはＡＳＴＭ(A623-00)で、その上限が0.03mass％と規定されており、汎用性を確保するためＳの上限は0.03mass％に制限する。よって、本発明では、Ｓの含有量を0.010〜0.03mass％の範囲に限定する。好ましくは、0.010〜0.020mass％の範囲である。
【００２０】
本発明の缶用鋼板においては、上記Ｃ，MnおよびＳ以外の成分については、下記の範囲に規定することが好ましい。
Ｐ：0.02mass％以下
Ｐは、偏析し、粒界を脆化させる元素であり、0.02mass％以下に制限することが好ましい。より好ましくは、0.020mass％以下である。
【００２１】
Al：0.02〜0.20mass％
Alは、製鋼工程において脱酸のために添加される元素である。また、固溶ＮをAlＮとして固定する効果もある。それらの効果を得るためには、0.02mass％以上添加することが好ましい。一方、0.20mass％を超えて添加すると、介在物が多くなり、表面性状を低下させるとともに、加工性を害するという問題があるため、0.20mass％以下に制限するのが好ましい。より好ましくは、0.020〜0.070mass％の範囲である。
【００２２】
Ｎ：0.005mass％以下
Ｎは、0.005mass％を超えて添加すると、時効劣化を引き起こすため、0.005mass％以下に制限するのが好ましい。より好ましくは、0.004mass％以下である。
【００２３】
Nb：0.010〜0.020mass％
Nbは、Ｃ，Ｎを析出物として固定するという効果を有する元素である。この効果を得るためには、0.010mass％以上添加することが好ましい。一方、0.020mass％を超えて添加すると、原料コストの上昇を招くため、0.020mass％以下に制限するのが好ましい。より好ましくは、0.014〜0.018mass％の範囲である。
【００２４】
本発明の缶用鋼板においては、上記成分以外は、Feおよび不可避的不純物からなることが好ましい。
【００２５】
次に、本発明の缶用鋼板用原板およびその原板にすずめっきした缶用鋼板について説明する。
本発明の缶用鋼板用原板は、すずめっきした後、優れた表面光沢度を有することが必要とされる。具体的には、前述したように、片面当たり付着量2.8ｇ/m2の電気すずめっき後、リフロー処理したすずめっき鋼板の表面光沢度Ｇs(20°)が120以上であることが必要である。
【００２６】
図２は、片面当たり付着量2.8ｇ/m2の電気すずめっき後、リフロー処理したすずめっき鋼板の表面光沢度に及ぼす原板の表面粗度の影響を示したものである。この図２から、めっき原板とすずめっき鋼板の表面光沢度の間には相関があり、表面光沢度Ｇs(20°)120以上を得るためには、原板の表面粗度をＲa 0.15μm以下に制御する必要があることがわかる。よって、本発明においては、缶用鋼板用原板の表面粗度Ｒaを0.15μm以下に制限する。
【００２７】
次に、本発明の缶用鋼板用原板の製造方法について説明する。
本発明の缶用鋼板用原板は、上述した成分組成を有する鋼を常法に従い溶製し、鋼スラブとした後、熱間圧延と冷間圧延した後、連続焼鈍し、調質圧延を行う工程を経て製造される。この時の連続焼鈍までの製造条件については、特に規定する必要はなく、従来公知の条件で行えばよい。
【００２８】
次に、上記缶用鋼板用原板の表面粗度を得るための調質圧延について説明する。
上記原板の表面粗度Ｒa 0.15μm以下を得るためには、調質圧延における最終スタンドに用いるロール粗度は低いほどよく、Ｒa 0.20μm以下に規制する必要がある。好ましくは、Ｒa 0.10〜0.18μmである。また、調質圧延における圧下率は、特に制限しないが、通常の操業の圧下率であれば、ロール粗度Ｒa：0.20μm以下で、原板の板面粗度Ｒa：0.15μm以下を得ることができる。好ましい圧下率は、２〜３％である。
【００２９】
上記缶用鋼板用原板の表面に、すずめっき層を形成して缶用鋼板(ぶりき)を得る方法は、特に制限する必要はなく、常法に従いすずめっきを施せばよい。なお、缶用鋼板の製造において、すずめっきは通常、電気めっきにて行われる。本発明の缶用鋼板原板は、片面当たりの付着量が2.8ｇ/m2という比較的薄い電気すずめっきであっても、リフロー処理後の表面光沢度Ｇs(20°)120以上を得ることができる。
【００３０】
なお、上記の説明においては、缶用鋼板として、すずめっきをしたぶりきを中心に説明してきたが、表面光沢あるいは表面粗度が小さいことが要求される他のめっき鋼板、例えば、ティンフリースチール等にも、本発明の技術を有効に適用することができる。
【実施例１】
【００３１】
Ｃ：0.0010〜0.0030mass％、Mn：0.40〜0.60mass％、Ｐ：0.020mass％以下、Al：0.020〜0.070mass％、Ｎ：0.004mass％以下、Nb：0.014〜0.018mass％を含有し、Ｓが0.008mass％と0.015mass％の２水準とした鋼素材を夫々15本ずつ用意し、これらの素材を、同一の条件で、熱間圧延し、冷間圧延して板厚0.30mm×板幅800mmの冷延コイルとし、その後、このコイルを760℃×10秒で連続焼鈍後、２スタンドの圧延機で圧下率2.5％のドライで調質圧延を行い、ＪＩＳ規格：ＳＰＢ−Ｔ３の缶用鋼板用原板コイルとした。この時の調質圧延は、第１スタンド(前段スタンド)のワークロールには、ロール粗度Ｒa 0.5μmのブライトロールを用い、また、第２スタンド(後段スタンド)のワークロールには、ロール粗度Ｒa 0.18μmのブライトロールを用いて行った。また、Ｓが0.008mass％と0.015mass％の２水準の各１5コイルは、それぞれ新しいロールに交換した後、１５コイルをまとめて調質圧延した。調質圧延後の原板コイルは、コイル準備ラインに通板し、耳切りとコイル先後端の不良部分をカットすると共に、コイル長手中央部から原板サンプルを採取した。その後、原板コイルを、電気すずめっきラインに通板し、片面当たり2.8ｇ/m2の付着量で両面に電気すずめっきを施すと共におよびリフロー処理を行うすずめっき処理を施した後、剪断ラインにて切板とした。この際、コイル中央部からサンプルを採取した。上記採取した原板サンプルおよび切板サンプルについては、JIS B 0601-1982に規定された中心線平均粗さＲaおよびJIS Z 8741に規定された表面光沢度Ｇs(20°)を測定した。
【００３２】
図３に、原板の表面粗度とめっき後の表面光沢度との関係を、Ｓが0.008mass％のコイルと0.015mass％のコイルに分けて示した。なお、図中の○印や▲印に示したＳは、ロール替え１コイル目のコイル、Ｅはロール替え15コイル目のコイルであることを示す。この結果から、Ｓ含有量を0.010mass％以上とした本発明例に係る原板はいずれも原板の表面粗度がＲa≦0.15μmであり、かつ、めっき後の表面光沢もＧs(20°)で120以上が得られている。また、調質圧延のロール替え１コイル目と15コイル目とで、原板の表面粗度、めっき後の表面光沢度に大きな変化はなく安定していることがわかる。一方、Ｓが0.010mass％未満である本発明外のコイルでは、ロール替え１コイル目の原板の表面粗度およびめっき後の表面光沢度は良好であるものの、調質圧延のコイル数が増すにつれて原板粗度が大きくなり、それに伴って、めっき後の表面光沢度が悪化しており、表面光沢が安定していないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の技術は、ぶりき以外の缶用鋼板にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】鋼中Ｓ含有量とすずめっき後の光沢不良率の関係を示すグラフである。
【図２】原板の表面粗度とすずめっき後の表面光沢度との関係を示すグラフである。
【図３】原板の表面粗度とすずめっき後の表面光沢度との関係を示すグラフである。
【図１】
2005240143.tif 000003
【図２】
2005240143.tif 000004
【図３】
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