(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、
Ｃ  ：０．０１〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００７％以下、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％
残部不可避不純物を除いてＦｅから成る鋼片を、粗圧延してシートバーとした後、Ａｒ３変態点以上の温度で捲取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻し、そして、該シートバーの先端をその前に粗圧延され圧延ラインを先行するシートバーの後端に接合して、仕上げ温度Ａｒ３変態点以上で連続的に熱間仕上圧延をし、６００℃以上の捲取温度で捲取ることを特徴とする５０％以上の伸びを有し腰折れやストレッチャーストレインが発生しない成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
重量％で、
Ｃ  ：０．０１〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００７％以下、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％
残部不可避不純物を除いてＦｅから成る鋼片を、１１５０℃以下で低温加熱し、粗圧延してシートバーとした後、Ａｒ３変態点以上の温度で捲取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻し、そして、該シートバーの先端をその前に粗圧延され圧延ラインを先行するシートバーの後端に接合して、仕上げ温度Ａｒ３変態点以上で連続的に熱間仕上圧延をし、６００℃以上の捲取温度で捲取ることを特徴とする５０％以上の伸びを有し腰折れやストレッチャーストレインが発生しない成形性に優れた加工用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、熱延連続化法による熱延鋼板の製造方法に係り、特に自動車や産業機械等に用いられる成形性に優れた加工用熱延鋼板を連続的に熱間圧延して製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の加工用鋼板の技術分野では、加工性の良い冷延鋼板が使用されていたが、最近は冷延鋼板に代わる素材として比較的安価な加工用熱延鋼板が使用されるようになってきている。
【０００３】
そのため、加工用熱延鋼板として従来以上の優れた加工性が要求されており、加工用熱延鋼板の加工性を改善する方法が種々提案されている。
【０００４】
例えば、素材鋼中にＢを添加して固溶Ｎを固定し、これにより非時効性の確保や結晶粒の粗大化を助長して軟質化をはかる方法が知られており、特開平６３ー１４３２２５号では、低炭素鋼中に微量Ｂを添加し、加熱温度が１１８０℃以下で仕上げ温度Ａｒ3点以上の条件で熱間圧延して捲取る加工用熱延鋼板の製造方法が開示されている。この方法によれば、絞り加工性が改善され、最大伸びが５２％となることが示されている。
【０００５】
また、特開平２ー１０４６１４号では、低炭素鋼中に微量Ｂを添加すると共に最終スタンドの圧下率を２５％以上と規制して非時効化とγの再結晶の促進を図って加工性を改善する加工用熱延鋼板の製造方法が開示されている。この方法によれば、絞り加工性が改善され、最大伸びが５０％となることが示されている。
【０００６】
また、特開昭６３−７６８２２号では、Ｂ量とＮ量を規制すると共に、仕上げ最終前スタンドの出側温度をＡｒ3変態点以上とすることによりプレス加工性を改善した加工用熱延鋼板の製造方法が開示されている。この方法によれば、最大伸び４９．０％となることが示されている。
【０００７】
このように従来の低炭素鋼を素材とする加工用熱延鋼板の製造方法では、伸びが最大５０％程度のものしか得られていない。
【０００８】
また、通常はスキンパスをかけることにより腰折れやストレッチャーストレインを防止しているが、スキンパスをかけなくてもそれらが発生しなければスキンパス工程を省略できるため、コストを下げることが可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、特別の合金元素を添加することなしに通常の低炭素鋼で５０％を超える伸びを実現することができ腰折れおよびストレッチャーストレインの発生しない加工用熱延鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）  重量％で、
Ｃ  ：０．０１〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００７％以下、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％
残部不可避不純物を除いてＦｅから成る鋼片を、粗圧延してシートバーとした後、Ａｒ３変態点以上の温度で捲取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻し、そして、該シートバーの先端をその前に粗圧延され圧延ラインを先行するシートバーの後端に接合して、仕上げ温度Ａｒ３変態点以上で連続的に熱間仕上圧延をし、６００℃以上の捲取温度で捲取ることを特徴とする５０％以上の伸びを有し腰折れやストレッチャーストレインが発生しない成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法。
【００１１】
（２）  重量％で、
Ｃ  ：０．０１〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００７％以下、
Ｂ  ：０．０００５〜０．００５％
残部不可避不純物を除いてＦｅから成る鋼片を、１１５０℃以下で低温加熱し、粗圧延してシートバーとした後、Ａｒ３変態点以上の温度で捲取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻し、そして、該シートバーの先端をその前に粗圧延され圧延ラインを先行するシートバーの後端に接合して、仕上げ温度Ａｒ３変態点以上で連続的に熱間仕上圧延をし、６００℃以上の捲取温度で捲取ることを特徴とする５０％以上の伸びを有し腰折れやストレッチャーストレインが発生しない成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法。
【００１２】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１３】
熱延鋼板に加工性を持たせるためには加工性に有害なＳやＮを除くために、ＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮとして析出処理する必要があり、仕上げ圧延前にＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮをできるだけ析出させておくことが、鋼中に存在する固溶Ｓや固溶Ｎを減少させ伸びの向上につながるものであり、そのためには、１１５０℃以下で低温加熱する析出処理、及び粗圧延シートバーをＡｒ3変態点以上の温度で捲取り、３秒以上１℃／ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻す析出処理とにより、ＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮの析出物を析出させると伸びが著しく向上するとの知見に基づいて本発明をなしたものである。
【００１４】
図１は、保持時間と伸びとの関係を示す図である。図１に示す実験結果によれば、保持時間の増加に伴って伸びが向上し、保持時間が３秒以上となると伸びが５０％以上となることが分かる。この様に伸びが向上するメカニズムは、ＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮを析出させた結果、セメンタイト密度が低くなる。即ち、セメンタイトの単位面積当たりの個数が少なくなり、大きくまばらになるからである。そのため、伸びが著しく向上するものと考えられる。
【００１５】
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。
【００１６】
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０．０１％とした。また、Ｃ量が多くなると硬質になり加工性を劣化するのでＣ量の上限を０．０８％とした。
【００１７】
Ｍｎは、靱性を付与するために必要な元素であると共に、鋼中の固溶ＳをＭｎＳとして析出させ伸びを向上させるに必要な元素であり、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。
【００１８】
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。
【００１９】
Ｐ、Ｓ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、Ｐは最大０．０５％、Ｓは最大０．０２％とした。
【００２０】
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ＮをＡｌＮとして析出させ伸びを向上させるに必要な元素であり、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。
【００２１】
Ｎは不可避不純物として含有され伸びを害するので低い方が望ましい、０．００７％を超えるとＡｌＮやＢＮとして析出する以上の固溶Ｎ量が増大し伸びを害するので、上限を０．００７％とした。
【００２２】
Ｂは、鋼中のＮをＢＮとして析出させるに必要な元素であると共に、セメンタイト密度を低くして、即ちセメンタイト粒を粗大化させて熱延鋼板を軟質化させ伸びを向上させるに必要な元素であり、最低０．０００５％の量が必要である。しかし、０．００５％を超えて含有させると固溶Ｂが存在することとなり、伸びの向上に寄与しなくなり、鋼板の割れ発生の原因ともなるので、最大０．００５％とした。
【００２３】
次いで、加熱炉での低温加熱処理について述べると、加工性を劣化させないで、熱間圧延をするためには、圧延されるシ−トバ−の温度を少なくともＡｒ3変態点以上の温度とする必要がある。図２はシ−トバ−の仕上げ温度分布を示す図である。図２に示すように、熱間圧延されるシ−トバ−の先端部の仕上温度が一番低く、後端部になるに従い仕上温度が高くなる。後端部の仕上温度が高くなる理由は、加工発熱によるものと考えられる。
【００２４】
このように、シ−トバ−の仕上温度は、シ−トバ−の全長に亘って均一でないため、シ−トバ−の材質も先端部と中間部とで異なったものとなり問題があった。
【００２５】
また、加熱炉での加熱は、熱間圧延されるシ−トバ−の最低仕上温度、即ち、シ−トバ−の先端部の仕上げ温度がＡｒ3変態点以上の温度となるように加熱温度を選定しなければならなかった。そのため、従来の加熱炉での加熱は、Ａｒ3変態点よりもかなり高温の約１２００℃の温度に加熱することが行われていた。
【００２６】
ところが、本発明では、粗圧延されたシートバーの先端を、その前に粗圧延され熱延ラインを先行するシートバーの後端に接合してあるので、連続的に熱間圧延をすることが可能となり、しかも、その熱間圧延は等速圧延とすることができるので、シートバーの全長に亘って圧延条件が同じとなり、従来のバッチ型の熱間圧延の加速圧延とは異なって、シートバーの温度低下のバラツキが生じない。即ち、本発明の熱延連続化法によれば、シートバーの先端部が存在しないので、熱延条件が従来の熱延仕上鋼板の中間部に相当するだけの圧延となるので、仕上鋼板の温度低下は一定となり、その温度低下も少ない。
【００２７】
このような理由により、本発明では、加熱炉での温度を従来の温度よりも低く設定でき加熱炉原単位の低下が図られる。実験によれば、熱延仕上鋼板の温度をＡｒ3変態点以上にするためには１１５０℃以下で９５０℃以上の低温加熱であれば充分であることが分かった。しかも、１１５０℃以下の低温加熱を行えば、従来以上に鋼中へのＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮの析出が促進され、鋼板の加工性、特に伸びが向上する効果が生じ、鋼板の全長に亘ってその材質が改善されたものとなることを見出した。
【００２８】
更に、析出処理について説明する。
【００２９】
ＭｎＳやＡｌＮの析出物をオーステナイト域で出来るだけ析出させることが伸び向上につながるものである。そのためシートバーをＡｒ3点以上で捲取り、次いで、３秒以上１℃／Ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻すことによりＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮの析出物を析出させると、その後の仕上圧延でこれが核となり析出を著しく促進し伸びが向上するのである。
【００３０】
また、析出物の生成のためには、３秒以上１℃／Ｓ以上の冷却速度に保持する必要があり、これ以下では５０％以上の伸びの向上に効果がない。
【００３１】
本発明の析出処理には、鋼板の巻取りを行うコイルボックス法（Ｉｒｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ，１９８１，Ｎｏ．１１，Ｐ．４５２）が使用できる。この方法は、鋼板を曲げると同時にコイル状に巻き取るため、保温効果を有していて、３秒以上１℃／Ｓ以下の冷却速度に保持するのに特別の加熱装置なしで行うことができる。
【００３２】
そして、前述した低温加熱によるＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮの１次析出を行わせて核を作っておくと、上記析出処理による析出が著しく促進することが判明した。従って、低温加熱による析出処理と上記析出処理との両方の析出処理を組み合わせて析出処理を行うと相乗効果が生じて好適である。
【００３３】
更に、６００℃以上の捲取温度で捲取ると、鋼板中に残存する固溶ＮがＢＮとして析出し、更にセメンタイトの析出が促進されて固溶Ｃが低減する。そのため、固溶Ｃと固溶Ｎが共にほとんど残存しなくなり、これらが原因で生じる腰折れやストレッチャーストレインが発生しない。捲取温度が６００℃未満ではこのような効果が生じない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明を図に基づいて説明する。
図３は、熱延連続化法における成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法の概要を示す図である。
【００３５】
図３に示すように、加熱炉１で１１５０℃以下に加熱された鋼スラブは、粗圧延機２で熱間圧延され、これをＡｒ3変態点以上の温度で巻取ってシートバーのコイル３とし、次いで３秒以上１℃／Ｓ以下の冷却速度で保持し、その後捲戻す。捲戻されたシートバー３の先端は、溶接用切断機４でもって切断され溶接に適する先端開先が形成される。先行するシートバーが仕上圧延機に搬送され仕上圧延されるが、その後端は同じく溶接用切断機４でもって切断され溶接に適する後端開先が形成される。先行するシートバーの後端と後行のシートバーの先端とは、溶接装置５により溶接して接合される。
【００３６】
溶接装置５は、移動台車からなっておりシートバーの後端の移動速度と同期して移動することができるように制御されていて、移動台車を移動させながら先行するシートバーの後端と後行のシートバーの先端とを溶接する。溶接法は、レーザービーム溶接法が適するが、他の公知の溶接法も適用できる。
【００３７】
溶接装置５によって一体に接合され長尺となったシートバーは、仕上圧延機６で連続的に仕上温度Ａｒ3変態点以上で仕上圧延され、次いで、ランアウトテーブルに設置された冷却装置７により６００℃以上の捲取温度に水冷却された後に、コイルとして捲取機１０で捲取られる。仕上鋼板は所定の長さを捲取られると、切断機９で切断され別のコイルとして捲取機１０で捲取られる。なお、切断機９による切断部位は、溶接装置５で接合した部位を切断することが好ましい。
【００３８】
本発明では、シートバーの先端を圧延ラインを先行するシートバーの後端と接合して長尺の鋼板とするので、連続して熱間仕上圧延をすることができるので、上記に述べた析出処理を組み合わせて析出処理を施すことが可能となる。そして、仕上圧延中にこの析出処理によるＭｎＳ、ＢＮやＡｌＮの析出物を核として析出物の促進がはかられ、５０％以上の伸びを有し腰折れやストレッチャーストレインは発生しない加工用熱延鋼板が得られる。
【００３９】
【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ある。
【００４０】
本発明の鋼片の成分範囲を外れる比較例Ｅ、Ｆ、Ｇ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．５〜７は、鋼板の全長に亘る材質のばらつきは無いものの、センター部の材質が本発明よりも劣っていた。更に、Ｎｏ．７はＢの量が少ないため腰折れが発生した。
【００４１】
また、本発明で規定する成分範囲の鋼材に対して、本発明で規定する製造条件から外れる条件で製造した比較例Ｎｏ．８〜１１は、接合を行なっているため鋼板の全長に亘る材質のばらつきは無いものの、センター部の材質が本発明例よりも特に伸びが低く劣っていた。また、Ｎｏ．１１は巻取温度が低いため腰折れが発生した。そして、比較例Ｎｏ．１２は、接合を行なっていないため、鋼板の全長に亘る材質のばらつきがあった。
【００４２】
本発明例のＮｏ．１〜４はいずれもセンター部の材質は良好で、かつ鋼板の全長に亘る材質のばらつきも無く、腰折れも発生しなかった。なお、低温加熱したＮｏ．２の本発明例は、材質（伸び）が最も優れていた。
【００４３】
【表１】
0003834106.tif 000002
【００４４】
【表２】
0003834106.tif 000003
【００４５】
【発明の効果】
本発明の熱延連続化法による成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法によれば、５０％以上の伸びを有する加工用熱延鋼板を得ることができ、鋼板の全長に亘って均質なものになり、また、低温加熱により加熱炉原単位の低下がはかれ、更に、熱延鋼板の先端部の材質不良による製品歩留りを向上させることができ、スキンパスをしなくても腰折れやストレッチャーストレインが発生せず、その上、高い生産性を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】保持時間と伸びとの関係を示す図である。
【図２】熱延鋼板の仕上温度分布を示す図である。
【図３】本発明の熱延連続化法による成形性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法の概要を示す図である。
【符号の説明】
１  加熱炉
２  粗圧延機
３  粗圧延コイル
４  溶接用切断機
５  溶接装置
６  仕上圧延機
７  冷却装置
８  ピンチロール
９  切断機
１０  捲取機
【図１】
0003834106.tif 000004
【図２】
0003834106.tif 000005
【図３】
0003834106.tif 000006