(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１５〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００６％以下、
Ｂ  ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５を含み、
残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼片を再加熱した後、
Ａｒ３変態点以上で圧延を完了し、
Ａｒ３変態点〜（Ａｒ３変態点−１００℃）の温度範囲を７０℃／秒以上１２０℃／秒以下の冷却速度で冷却して５００℃超６３０℃以下で巻取ることを特徴とする腰折れ並びに畳じわの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｂを添加した低炭素鋼による腰折れ並びに畳じわの発生しない加工用軟質熱延鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低炭素Ａｌキルド鋼を用いた従来の加工用熱延鋼板の製造方法では、巻取り後にスキンパスラインを通板する。薄手材の場合は形状矯正の目的もあるが、板厚によらず、残留した固溶Ｃや固溶Ｎによる降伏現象が元で発生する腰折れとよばれる縞模様や畳じわとよばれるしわ模様を防止するという目的がある。これらは降伏現象によって生じるが、スキンパスラインを通板することにより、鋼板に均一歪みを与えて可動転位を導入し降伏現象を抑えることにより防止することが可能である。
【０００３】
上記の方法では通板工程が増えるため、製造コストが高くなり設備も余分に必要となるという欠点がある。腰折れや畳じわが発生しなければ、形状矯正の必要のない鋼板を熱延したまま使用する場合や、酸洗ラインでレベラーによって形状矯正する場合は、スキンパスラインを通板する必要がなく、製造コストを低く抑えることができる。
【０００４】
腰折れをなくす手段としては、たとえば、特開昭６１−７３８３６号公報のようにＣ％が０．０１０％以下の極低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂ及びＢを添加して固溶ＮをＴｉとＢで固定し、固溶ＣをＴｉとＮｂで固定する方法が知られている。しかし、この方法では、Ｃ％が０．０１０％以下の極低炭素鋼の製造及びＴｉ、Ｎｂの添加により製鋼段階での製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
製鋼段階でのコストを低く抑えたまま、腰折れの発生をなくす方法としては、特開平４−５６７３２号公報のように、Ｂ添加鋼を用いてＡｒ3変態点以上で圧延し、圧延後の冷却速度を制御した後３００〜５００℃で巻取るという方法が提案されている。この方法は、圧延中にＢＮを析出させて固溶Ｎを固定し、巻取り後にセメンタイトを析出させて固溶Ｃを固定するものである。しかし、ＢＮの析出ノーズは８００℃程度であるため、本成分系では８３０〜８５０℃程度となるＡｒ3変態点以上の圧延でＢＮを十分に析出させることは困難である。逆にＢＮの析出しやすいＡｒ3変態点以下の温度で圧延すれば、表層に粗大粒が発生して延性の劣化を招く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、低コストのＢ添加低炭素鋼を用い、固溶Ｃと固溶Ｎを十分に低減して腰折れ及び畳じわの発生をなくした上で十分な延性を確保した加工用熱延鋼板の製造方法の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、Ｂ添加低炭素鋼を用いて熱間圧延条件を種々変化させた実験を行った結果、Ａｒ3変態点以上で圧延を終了し、その後の冷却速度を制御した上、５００℃超６３０℃以下で巻取ることにより、腰折れ並びに畳じわが発生しなくなることを知見し、本発明を完成した。本発明の要旨は次の通りである。
【０００８】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１５〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００６％以下、
Ｂ  ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５を含み、
残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼片を再加熱した後、
Ａｒ3変態点以上で圧延を完了し、
Ａｒ3変態点〜（Ａｒ3変態点−１００℃）の温度範囲を７０℃／秒以上１２０℃／秒以下の冷却速度で冷却して５００℃超６３０℃以下で巻取ることを特徴とする腰折れ並びに畳じわの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
腰折れや畳じわの原因となる降伏現象は固溶Ｃや固溶Ｎが転位を固着することにより生じる。よって、固溶Ｃ・固溶Ｎの低減と転位密度の増大を図ることにより防止可能で、両者のバランスが重要である。固溶Ｃに関しては、６００℃以下で巻取ることにより、巻取り後にセメンタイト、すなわちＦｅ3Ｃが十分に析出し、固溶Ｃは０となる。固溶Ｎに関しては、５８０℃以上で巻取ることにより、圧延中に析出しきれなかったＢＮが巻取り後に析出して、固溶Ｎは０となる。コイルに巻取った後は非常に遅い速度で温度が低下するため、ＢＮの析出ノーズから離れている温度域ではあるが、ＢＮが十分に析出可能なのである。
【００１１】
転位密度に関しては、オーステナイトからフェライトへの変態時、つまりＡｒ3変態点〜（Ａｒ3変態点−１００℃）の冷却速度を速めることにより針状フェライトの混入した組織となり、フェライト中に変態転位を導入することが可能である。その冷却速度は、図１に示したように７０℃／秒以上１２０℃／秒以下であることが判明している。しかし、巻取り温度が高いと巻取り後に回復し転位密度が減少するため、転位を残すためには、巻取り温度が低い方が好ましい。なお、図１はＡｒ3〜（Ａｒ3−１００℃）の冷却速度と腰折れ、畳じわ発生状況の関係を示す図である。ただし、他の条件は本発明の範囲内である。また、図２は巻取り温度と固溶Ｃ量・固溶Ｎ量の関係を示す図である。併せて、腰折れ・畳じわ防止に必要な固溶Ｃ量＋固溶Ｎ量の上限も示している。ただし、この場合のＡｒ3〜（Ａｒ3−１００℃）の冷却速度は７０℃／秒以上１２０℃／秒以下である。図２に示したように、転位密度に応じて腰折れ及び畳じわを防止するのに要する固溶Ｃ＋固溶Ｎ量の上限が決まっており、その値は巻取り温度が低くなるほど増加する。それと固溶Ｃ量・固溶Ｎ量との関係から腰折れを防止するための巻取り温度範囲は５００℃超６３０℃以下となる。
【００１２】
Ａｒ3変態点以上で圧延するのは、通常のように材質劣化を防止するということもあるが、腰折れや畳じわの防止の観点からも必要である。Ａｒ3変態点以下で圧延すると鋼板の表層に粗大粒が発生するが、この粗大粒は圧延中に生成したフェライトが歪を受けた後に粗大粒成長するものであり、転位密度は非常に低い。よって、表層にこの粗大粒組織があると、固溶Ｃ・Ｎが低くとも降伏現象が発生するため、腰折れや畳じわが発生する。
【００１３】
次に、本発明が対象とする鋼板の成分及び成分範囲を限定した理由を述べる。
【００１４】
Ｃは、硬化元素であり、Ｃ量が少ない程加工性に有利であるが、Ｃ量を低下させる脱炭処理の経済性を考慮してＣ量の下限を０．０１５％とした。また、Ｃ量が多くなると硬質になり加工性が劣化するので、Ｃ量の上限を０．０８％とした。
【００１５】
Ｍｎは、靭性を付与するために必要な元素であると共に、ＢＮの核となるＭｎＳの構成元素であり、０．０５％以上の量が必要である。また、Ｍｎ量が多くなると硬化して伸びを向上させる効果が飽和するので、上限を０．５％とした。
【００１６】
Ｓｉは、鋼の脱酸剤として添加されるが、多くなると硬化して加工性を劣化させるので、その範囲を０．００３〜０．５％とした。
【００１７】
Ｐは、不純物として不可避的に含有され伸びに悪影響を与えるので、上限を０．０５％とした。
【００１８】
ＳはＢＮの核となるＭｎＳを析出させるのに必要な元素であり、０．００５％以上必要である。しかし、多くなると硬化して加工性を劣化させるので、その上限を０．０２％とした。
【００１９】
Ａｌは、鋼の脱酸剤として添加され鋼中に含有されるが、Ａｌは鋼中の固溶ＮをＡｌＮとして析出させるため、Ｂと共に固溶Ｎ低減のためには重要な元素であって、０．００５％以上必要である。一方、Ａｌ量が多くなるに応じて伸びが向上するが、０．３％を超えると硬化して加工性を劣化させるので、Ａｌは０．００５〜０．３％とした。
【００２０】
Ｎは不可避的不純物として含有されるが、固溶Ｎのまま残留すると腰折れの発生原因となる。Ｂを添加することによってＢＮとして析出させることができるが、Ｎ量が多いとＢＮの量も多くせざるを得ず材質の劣化を招く。そのバランスからみて上限を０．００６％とする。
【００２１】
Ｂは、鋼中のＮをＢＮとして析出させ、更にそれを核としてセメンタイトを析出させるので、本発明においては最も重要な元素である。ＢＮは優先的に析出するが、ＡｌＮも一部析出するので、Ｂ／Ｎが０．８以上であれば固溶Ｎを十分に低減することができる。ただし、Ｂ／Ｎが高すぎても固溶Ｂが増えるだけで、経済性や加工性の低下を招くので上限を２．５とした。
【００２２】
本発明は、加熱炉・粗圧延・仕上圧延・冷却帯・巻取り機からなる通常の連続熱間圧延ラインにおいて実施される。巻取り後は、そのまま出荷してもよいし、直接酸洗ラインを通板してもよい。
【００２３】
溶鋼は通常の高炉法で溶製されたものの他、電炉法のようにスクラップを多量に使用したものでもよい。スラブは、通常の連続鋳造プロセスで製造されたものでもよいし、薄スラブ鋳造で製造されたものでもよい。また、粗圧延後に粗バーを巻取って保持するコイルボックスは、ＭｎＳの析出に有効であって、本発明に有利となる。更に巻取った粗バーを巻き戻す際に先行する粗バーと接合して圧延する、いわゆる熱延連続化プロセスは材質ばらつきや生産性の観点から好ましい。
【００２４】
【実施例】
表１に示す成分の鋼片を用いて、表２に示す条件で加工用熱延鋼板を製造した。その結果を表２中に併せて記載している。
【００２５】
【表１】
0004328037.tif 000002
【００２６】
【表２】
0004328037.tif 000003
【００２７】
本発明の成分範囲を外れるＥ〜Ｉの鋼種を用いて本発明で規定する製造条件で製造した比較例Ｎｏ．７〜１１、本発明で規定する成分範囲の鋼種を用いて本発明で規定する製造条件を外れて製造した比較例Ｎｏ．１２〜１５では、いずれも腰折れまたは畳じわが発生している。
【００２８】
それに対して、本発明例のＮｏ．２〜６では腰折れ及び畳じわが発生せず、伸びも良好であった。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の方法に従えば、腰折れ及び畳じわの発生しない高加工性熱延鋼板を低コストで提供することができ、更にスキンパス工程の省工程化を図ることができる。よって、経済的なメリットは非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａｒ3〜（Ａｒ3−１００℃）の冷却速度と腰折れ・畳じわ発生状況の関係を示す図である。
【図２】巻取り温度と固溶Ｃ量・固溶Ｎ量の関係を示す図である。
【図１】
0004328037.tif 000004
【図２】
0004328037.tif 000005