JP2000054071A - 薄物熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷延鋼板の代替となり得る、薄物で広幅の熱
延鋼板を提供する。 【解決手段】 Ｃ：0.10wt％以下、 Si：0.10wt％以下、 Mn：0.8 wt％以下、 Ｐ：0.04wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.150 wt％以下、 Ｎ：0.0050〜0.0200wt％でかつ、固溶状態としてのＮが
0.0030wt％以上 を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になる
熱延鋼板であって、板厚を 1.4mm以下、ＴＳを 340 MPa
以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄物熱延鋼板およ
びその製造方法に関し、とくに従来は熱延での製造が困
難ということで冷延鋼板が適用されていた、板厚が 1.4
mm以下程度の薄物広幅部材について、冷延鋼板の代替と
しての使用を可能ならしめようとするものである。本発
明の熱延鋼板は、用途的には、ロールフォーミングによ
ってパイプに成形されるような比較的軽加工の用途に供
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】薄物の鋼板は、種々の用途で使用されて
いて、その需要も多い。例えば、家具、建材、水道管お
よびボンベ類などである。これらの部材は、材質的には
特に厳しいものではないが、構造部材的な意味合いを持
つ部品として使用されるため、概ね 340 MPa以上の引張
強度（ＴＳ）が要求されていて、必要強度レベルに応じ
て、Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, Ti, ＶおよびＢ等を適量含有
させたＣ−Mn鋼が用いられている。

【０００３】従来、熱延鋼板では、厚みが 1.4mmを超え
るものがほとんどであり、しかも板厚が 1.4mm程度のも
のでは板幅が 900mm以下の狭幅のものしか製造できなか
ったため、このような分野では冷延鋼板が広く用いられ
てきた。しかしながら、冷延鋼板では、熱間圧延後、製
造プロセスとして、酸洗、冷間圧延、焼鈍というプロセ
スが不可避であるため、製品価格の増加が避けられなか
った。従って、このような冷延鋼板に代わる熱延鋼板の
開発が望まれていた。

【０００４】冷延鋼板に代替できる熱延鋼板を製造する
ためには、高精度な断面形状・寸法制御技術および鋼板
の長手方向および幅方向に均一な材質を付与する材質制
御技術が不可欠である。近年の熱間圧延技術において、
形状・寸法制御は、ペアクロスミルを採用することによ
り高精度の制御を実施できるようになってきている。ま
た、材質の均一性についても圧延時の鋼板温度制御技術
のレベルアップである程度は対処可能となっている。さ
らに、形状・寸法制御および鋼板温度制御を、被圧延材
の先端から尾端まで安定して実施するために、例えば特
開平９−296252号公報に記載されているような、仕上げ
圧延機の入側で先行するシートバーと後行するシートバ
ーとを接合し、連続的に仕上げ圧延することにより、先
端および尾端についても鋼板に張力を付与した状態で安
定して圧延を実施できる技術が開発されている。これら
の技術により、熱延鋼板においても、形状・寸法制御お
よび材質制御を高精度で実施できるようになりつつあ
る。

【０００５】しかしながら、従来のＣ−Mn鋼で、板厚が
1.4mm以下で板幅が 900mmを超えるような薄物広幅のも
のを熱間圧延しようとすると、圧延時における圧延負荷
の増大を招く。そのため、かかる圧延負荷が圧延機の能
力を超えてしまうような場合には、製造不可能である。
また、圧延機の能力範囲内で圧延できるにしても、圧延
荷重が大きい場合には、上記した形状・寸法制御におけ
る制御出力が大きくなることから、形状・寸法精度が良
好なものを製造することが困難となる。圧延荷重の低減
を図るには、ワークロールの小径化が考えられるが、こ
の場合には、ロール原単位の増大およびそれに伴うコス
トアップ等が新たに問題となる。

【０００６】また、鋼の純度を上げることによって、熱
間変形抵抗を低下させ、圧延荷重を低減させることが考
えられるが、むやみに鋼の純度を上げると必要な強度レ
ベル（引張強度ＴＳで 340 MPa以上）が得られなくなる
ので、熱間圧延時の変形抵抗を低下させる手法にも限界
があった。以上の理由で、板厚：1.4 mm以下、板幅：90
0 mm以上で、引張強度ＴＳが 340MPa 以上である熱延鋼
板を、冷延鋼板と代替可能なレベルの形状・寸法精度で
製造することは困難であった。

【０００７】また、上記した鋼板温度制御においては、
仕上げ圧延機とその下流の巻取機との間（一般にホット
ランテーブルと称する）での鋼板冷却が重要であるが、
形状が平坦でない鋼板を冷却すると冷却速度の均一化が
達成できず、結果として材質の均一性が悪化するという
問題もあった。このようなことから、要求材質のレベル
そのものは比較的低いにもかかわらず、薄物で広幅の熱
延鋼板を、工業的に安価に、しかも安定して製造し得る
技術は現在までのところ開発されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実情
に鑑み開発されたもので、一般の広い用途で使用される
薄物(1.4mm以下）でしかも広幅(900mm以上）の熱延鋼板
の製造を可能にしたものであり、これにより現在冷延鋼
板が使われている用途において熱延鋼板への代替が可能
となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく、成分組成および製造条件を種々に
変更して鋼板を製造し、多くの材質評価試験を行った。
その結果、従来、このような加工性が要求される分野で
は積極的に利用されることのなかった窒素を強化元素と
して活用し、従来強化元素として用いられていたCu, N
i, Cr, Mo, Nb, Ti, ＶおよびＢ等を含有させないよう
にして、熱間変形抵抗を低減することで、薄物広幅の熱
延鋼板の製造が可能となり、また圧延後の製品としての
十分な加工性と強度を兼ね備えた薄物広幅熱延鋼板を有
利に製造し得ることの知見を得た。換言すると、Ｎを添
加することによって、鋼板の熱間変形抵抗を増加させる
ことなしに、製品の室温における強度を効果的に向上さ
せ得ることが見出されたのである。

【００１０】また、Ｎを強化元素として用いた場合、従
来のＣ−Mn鋼に比べて、製品の塗装焼付時における硬化
量が大きくなり、有効な強度レベルの増加が達成できる
ことから、鋼板の強度を維持する上でも有利であること
が併せて究明された。本発明は、上記の知見に立脚する
ものである。

【００１１】すなわち、本発明は、Ｃ：0.10wt％以下、
Si：0.10wt％以下、Mn：0.8 wt％以下、Ｐ：0.04wt％以
下、Ｓ：0.02wt％以下、Al：0.150 wt％以下、Ｎ：0.00
50〜0.0200wt％でかつ、固溶状態としてのＮが0.0030wt
％以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成
になり、板厚が 1.4mm以下で、ＴＳが 340 MPa以上であ
ることを特徴とする薄物熱延鋼板である。

【００１２】また、本発明は、Ｃ：0.10wt％以下、Si：
0.10wt％以下、Mn：0.8 wt％以下、Ｐ：0.04wt％以下、
Ｓ：0.02wt％以下、Al：0.150 wt％以下、Ｎ：0.0050〜
0.0200wt％を含み、残部はFeおよび不可避的不純物の組
成になる鋼スラブを、1000℃以上に加熱したのち、仕上
げ圧延出側温度：800 ℃以上の条件下で板厚：1.4 mm以
下に熱間圧延し、仕上げ圧延終了後２秒以内に冷却を開
始して、400 ℃以上の温度で巻取ることを特徴とする薄
物熱延鋼板の製造方法である。

【００１３】本発明においては、不可避的不純物元素の
うちCu, Ni, Cr, Moを合計で 0.2wt％以下、Nb, Ti,
Ｖ, Ｂを合計で0.01wt％以下に抑制することが好まし
い。

【００１４】また、本発明では、材質的に、30％以上の
伸びと、30 MPa以上の焼付硬化性を備えることが好まし
い。

【００１５】さらに、本発明鋼の製造に際し、鋼板の形
状・寸法精度を向上させるためには、現在、一部で実用
化されている、仕上げ圧延機の入側で先行するシートバ
ーと後行のシートバーを接合して連続的に仕上げ圧延を
行ういわゆる連続圧延技術の適用が極めて有効である。
ここに、鋼板の形状としては、板クラウン（幅方向25mm
位置と中央位置との板厚差）を30μm 以下とすることが
好ましい。

【００１６】また、仕上げ圧延機入側で、被圧延材（シ
ートバー）の幅方向端部を加熱するエッジヒーターを用
いて被圧延材の温度を幅方向に均一化することは、材質
均一化の面で有利である。さらに、被圧延材の長手方向
端部についても温度が低下し易いので、仕上げ圧延機の
入側で被圧延材の全幅にわたって加熱できる加熱装置
（以下シートバーヒーターと称する）により、長手方向
端部の温度低下部分について加熱して、被圧延材の長手
方向温度分布を均一にすることが好ましい。また、前記
のような接合を行った後に圧延する際に、接合装置の入
側においてシートバーをコイル状に巻取る場合がある
が、この場合には特にコイルの最外巻部および最内巻部
で温度が低下し易いので、かようなシートバーヒーター
を用いることが好ましい。

【００１７】その他、圧延後の冷却において、エッジ部
の過冷却を防止するために幅方向両端部に冷却水のマス
キングを行なう技術も材質均一化の観点からは重要な技
術の一つである。なお、本発明の薄物熱延鋼板は、酸洗
板として用いても良いし、表面に酸化鉄の皮膜が存在す
る状態いわゆる黒皮ままで用いても良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明において、鋼材の成分組成を前記の範
囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.10wt％以下 Ｃ量が0.10wt％を超えると、鋼中の炭化物量が増加する
ことに起因して鋼板の延性が悪化するため成形性の観点
から好ましくない。しかも、さらに重要な問題として、
Ｃ量が0.10wt％を超えると熱間圧延の際に圧延荷重が顕
著に増大する現象が確認された。本発明で目的とする薄
物の熱延鋼板の製造に当たっては、変形抵抗の増加は最
も有害な現象であるので、このような弊害をもたらすよ
うな事態は極力避ける必要がある。また溶接性なども悪
化する。従って、Ｃ量は0.10wt％以下とするが、成形性
の向上という観点からは0.08wt％以下とするのがさらに
好適である。

【００１９】Si：0.10wt％以下 Siは、鋼の熱間変形抵抗を顕著に増大させる元素であ
り、できるだけ低減することが望ましい。また、表面性
状の改善という観点からも低減することが望ましい。上
記の観点からSi量は0.10wt％以下とした。より好ましく
は 0.050wt％以下である。

【００２０】Mn：0.8 wt％以下 Mnは、Ｓによる熱間割れを防止するのに有効な元素であ
り、含有するＳ量に応じて含有させる必要がある。また
Mnは、結晶粒を微細化する効果があり、材質を向上させ
る上でも有用である。しかしながら、Mnを多量に添加す
ると、詳細な機構は不明であるが、鋼板の熱間変形抵抗
の増加を招き好ましくない。また、溶接性および溶接部
の成形性も悪化する傾向にある。以上のことから、Mnに
ついてはその上限を 0.8wt％とした。より良好な耐食性
と成形性が要求される用途では0.50wt％以下とすること
が望ましい。

【００２１】Ｐ：0.04wt％以下 Ｐは、多量に含有されると、鋼を著しく硬質化させ、特
に鋼板の伸びフランジ加工性を悪化させる。 また、鋼中
において偏析する傾向が強いため、それに起因した溶接
部の脆化が生じる。以上のことから、Ｐについては、そ
の上限を0.04wt％とした。特にこれらの特性が重要視さ
れる場合には0.02wt％以下とすることが好ましい。

【００２２】Ｓ：0.02wt％以下 Ｓは、介在物として存在し、鋼板の延性を低下させるだ
けでなく、耐食性を劣化させるので、極力低減すること
が望ましいが、含有量が0.02wt％以下の範囲で許容でき
る。特に良好な加工性が要求される用途においては 0.0
15wt％以下とすることが望ましい。

【００２３】Al：0.150 wt％以下 Alは、鋼の脱酸元素として添加され、鋼の清浄度を向上
させるのに有効に寄与するだけでなく、鋼の組織微細化
のためにも有用な元素である。本発明では、固溶状態の
Ｎを強化元素として利用するが、適正範囲のAlを添加し
たアルミキルド鋼のほうが、Alを添加しない従来のリム
ド鋼よりも、機械的性質が優れている。一方、Al含有量
が多くなると表面性状の悪化、固溶Ｎの顕著な低下につ
ながり、必要最低限の引張強度である 340 MPaを確保す
ることが困難となる。これらの点を勘案してAl量の上限
は 0.150wt％とした。材質の安定性という観点からは
0.010〜0.080 wt％程度が望ましい。

【００２４】Ｎ：0.0050〜0.0200wt％でかつ、固溶状態
としてのＮが0.0030wt％以上 Ｎは、本発明において最も重要な添加元素である。すな
わち、適正量のＮを添加した上で、製造条件を最適化す
ることによって、適正量の固溶Ｎを確保することがで
き、このＮの固溶強化効果により目標とする340 MPa 以
上のＴＳを安定して得ることができる。また、Ｎは、鋼
の変態点を降下させる効果もあり、薄物で変態点を大き
く割り込んだ圧延をしたくないという状況下ではその添
加はより有効である。さらに、本発明鋼の適用範囲を考
えた場合には、成形後の塗装・焼き付けにより、または
単なる自然時効によっても鋼板の強度が増加する傾向に
あることが望ましいが、Ｎの添加によってこのような強
度上昇効果（一種の歪み時効硬化と考えられる）を得る
ことができる。

【００２５】含有量としては、概ね 50ppm以上の添加に
よって、このような効果が安定して得られる。しかしな
がら、0.0200wt％を超えて添加した場合には鋼板の内部
欠陥または表面欠陥の発生率が高くなるだけでなく、連
続鋳造時におけるスラブ割れ等の発生も顕著となるの
で、その上限は0.0200wt％に制限した。製造工程全体を
考慮した材質の安定性・歩留り向上という観点からは、
0.0070〜0.0170wt％の範囲がさらに好適である。なお、
Ｎを添加しても、本発明の範囲であればスポット溶接、
アーク溶接およびレーザ溶接等の溶接性に悪影響を及ぼ
すことはない。

【００２６】また、鋼板の強度が十分に確保され、しか
もＮによる歪み時効硬化が有効に発揮されるには、固溶
状態のＮは0.0030wt％以上とする必要がある。なお、こ
こで固溶Ｎ量は、鋼中の全Ｎ量から析出Ｎ（臭素エステ
ルによる溶解法で求める）を差し引いた値とする。これ
は、析出Ｎの分析法について、種々の方法を検討した結
果、上記した臭素エステルによる溶解を利用する方法が
最も良好で、材質の変化と的確に対応したことに基づ
く。また、この分析法で得られた値が、内部摩擦法等で
測定した値と整合していることも確認した。

【００２７】さらに、鋼中に不可避的に混入してくる不
純物元素のうち、特に以下に述べる元素を所定レベル以
下に抑制することは有利である。 （Cu＋Ni＋Cr＋Mo）：0.2 wt％以下、（Nb＋Ti＋Ｖ＋
Ｂ）：0.01wt％以下 これらの元素が含有されると、鋼板の製品としての強度
は高まるが、同時に鋼板を熱間圧延する際の変形抵抗が
著しく増加する。また、化成処理性およびより広義の表
面処理特性の悪化が顕著となり、さらには溶接部の硬化
に由来する溶接部成形性の低下も顕著となる。それ故、
これらの元素は上記の範囲に抑制することが好ましい。
これらは単独でも複合して含有される場合でも同様の挙
動を示すので、熱間変形抵抗に及ぼす実験式に基づいて
２つのグループに分類し、各々の合計量について上限を
設定した。

【００２８】次に、本発明において、鋼板の板厚を前記
の範囲に限定した理由および鋼板に必要な機械的性質に
ついて説明する。 鋼板の厚み：1.4 mm以下 本発明の効果は、鋼板が厚い場合でも発揮されるけれど
も、1.4 mmを超える鋼板の場合は塑性加工（圧延加工）
の面で変形抵抗に関する規制がそれほど厳しくない。す
なわち、Ｃ, Mnなどの元素を通常の範囲で添加しても、
問題なく製造することが可能であり、本発明の寄与する
ところが小さい。従って、本発明では板厚は1.4 mm以下
とした。

【００２９】引張強さ（ＴＳ）：340 MPa 以上 引張強度は、概ね 340 MPa程度以上ないと、冷延鋼板の
代替を含め広範囲に適用することが難しい。これは、適
用しようとする部品類が何らかの構造部材的な面を持っ
ているためである。さらに適用範囲を拡げるには、370
MPa 以上の引張強さを有することが望ましい。

【００３０】また、本発明では、材質的に伸びおよび焼
付硬化性についても、以下に述べるように、良好な特性
値を得ることができる。 伸び：30％以上 鋼板の伸びは、通常の JIS５号引張試験片で測定するも
のとするが、異なった試験片形状・寸法であっても通常
行われているように、これらとの換算式により換算する
ことができる。この鋼板の伸びが30％程度ないと、目標
とする冷延鋼板の代替という項目を達成することが難し
くなる。従って、伸びは30％以上とすることが好まし
く、さらに望ましくは35％以上である。なお、これらの
材質については、鋼板の長手方向および幅方向で均一に
なるようにすることが好ましく、長手方向および幅方向
の複数点についての引張強度および伸びの標準偏差σが
それぞれ20 MPa以下、２％以下となるようにすることが
望ましい。

【００３１】焼付硬化量：30 MPa以上 本発明鋼においては、焼付硬化量は、無歪み（付加歪み
ゼロ）から５％の引張り歪みを付加した後に 170℃にて
20分間時効したのちの降伏応力の増加量で規定する。こ
の値が概ね 30MPa以上あると実際に部品として使われる
場合に有効な強度上昇として現れ、鋼板の薄肉化を達成
することができる。より望ましい硬化量は 40 MPa 以上
である。なお、本発明鋼では、従来の低炭素鋼とは異な
り、特に加熱による加速時効処理（人工的な時効）を行
わないでも、成形後に室温で放置しておくだけでも、強
度の増加を期待することができ、完全な時効の概ね70％
程度は最低限見込むことができる。

【００３２】また、鋼板のクラウン（鋼板端部から25mm
位置と中央部との板厚差）は30μm以下とすることが望
ましい。というのは、冷延鋼板の代替として、その適用
可能範囲を広くするためには、板厚に依存するにして
も、板クラウンを概ね30μm 以下とする必要があるから
である。より望ましくは20μm 以下である。

【００３３】さらに、鋼板の形状が平坦でないと、例え
ば造管等、種々の加工を行う際に、生産ライン上で突っ
かかり等の通板トラブルを引き起こしたり、またすり疵
等が生じたりする。従って、鋼板の形状に関しては、鋼
板の波高さで20mm以下の範囲とすることが好ましい。な
お、波高さの測定は、日本鉄鋼連盟規格に準拠して行う
もので、定盤上で波高さを判定する。

【００３４】次に、本発明の製造方法について具体的に
説明する。スラブは、成分のマクロな偏析を防止する上
で連続鋳造法で製造することが望ましいが、造塊法、薄
スラブ鋳造法によっても可能である。また、スラブを製
造したのち、一旦室温まで冷却し、その後再度加熱する
従来法の他、冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入
する、あるいはわずかの保熱を行ったのち、直ちに圧延
する直送圧延・直接圧延などの省エネルギープロセスも
問題なく適用できる。特に固溶状態のＮを有効に確保す
るには直送圧延は有用な技術の一つである。

【００３５】熱延条件については以下のように規定され
る。 スラブ加熱温度：1000℃以上 スラブ加熱温度は、初期状態として固溶状態のＮを確保
するという観点から下限が規定される。上限は特に規制
されないが、酸化重量の増加に伴うロスを考慮すると12
80℃以下とすることが望ましい。

【００３６】熱延時の仕上げ圧延温度：800 ℃以上 仕上げ圧延温度を 800℃以上とし、後述する熱間圧延後
の冷却を実施することにより、均一で微細な熱延板組織
を得ることができ、用途上、問題なく使用することがで
きる。しかしながら、仕上げ圧延温度が 800℃を下回る
と、鋼板の組織が不均一になり、一部加工組織が残留し
たりして、プレス成形時に種々の不具合が発生する危険
性が増大する。また、これより低い仕上げ圧延温度の場
合に加工組織の残留を回避すべく高い巻取り温度を採用
しても、この場合は粗大粒の発生に伴う強度の顕著な低
下を生じ、また固溶Ｎの顕著な低下も生じるため、目標
とする 340 MPaの引張強度を得ることが難しくなる。し
たがって、仕上げ圧延温度は 800℃以上とした。特に、
機械的性質を向上させるためには 820℃以上とすること
が好ましい。

【００３７】巻取り温度：400 ℃以上 巻取り温度を低下させると、強度は増加する傾向にあ
る。しかしながら、400℃を下回ると鋼板の形状が顕著
に乱れだし、実際の使用に当たって不具合が生じる危険
性が増大する。また、材質の均一性も低下する傾向にあ
り望ましくない。従って、熱延巻取り温度は 400℃以上
とした。より高い材質均一性が要求される場合には 450
℃以上とすることが望ましい。

【００３８】熱間圧延終了後の冷却 熱延終了後、直ちに水冷を開始し、しかも通常よりも低
い熱伝達係数のいわゆる緩冷却を適用することが、平坦
な形状を維持し、かつ材質の均一性を確保する上で有効
である。また、仕上げ圧延終了後、２秒以内に水冷を開
始することが、最終製品の強度と焼付硬化性を得る上で
必要である。というのは、圧延後は圧延歪により、窒化
アルミの析出が促進される傾向にあるが、圧延終了後で
きるだけ速く冷却して高温域にある時間を短くすること
によってこの現象を防止でき、有効に固溶状態のＮを確
保することができるからである。また熱延板の微細化で
最終製品組織の微細化も達成される。

【００３９】冷却時における熱伝達係数については、 4
50〜800 W/m²・K の範囲とすることが好ましい。という
のは、熱伝達係数が450 W/m²・K に満たないと窒化アル
ミの析出量が多くなって固溶状態のＮの確保が困難とな
り、一方、熱伝達係数が800W/m²・K を超えると鋼板の
幅方向の冷却速度の差が大きくなり、鋼板形状が劣化す
るだけでなく、局部的な過冷却が生じるため材質の均一
性を確保することが難しくなるからである。

【００４０】調質圧延圧下率：５％以下 熱延鋼板の調質圧延（スキンパス圧延）は、降伏点伸び
の抑制または軽減のためと、表面粗度等を調整するため
に行うことが好ましい。また、詳細な機構は不明である
が、重要な特性の１つである原板の形状性を改善する上
でも有用である。しかしながら、５％を超える強度の加
工を行うと延性の悪化を招き、適用可能な用途が限定さ
れてしまうので、圧下率は５％以下とすることが好まし
い。

【００４１】次に、補助的に適用することが望ましい製
造条件について述べる。まず、仕上げ圧延機の入側で先
行材と後行材とを接合して連続的に仕上げ圧延を行う連
続仕上げ圧延とすることが望ましい。このように先行材
と後行材とを連続して圧延することにより、被圧延材の
先端部および後端部のいわゆる圧延の非定常部がなくな
るため、安定した熱間圧延が被圧延材の全長および全幅
にわたって達成可能となる。そして、このような圧延
は、鋼板断面の形状および寸法を改善する上でも極めて
有効である。そのため、全長にわたって鋼板形状を平坦
にすることが可能となり、ホットランテーブル上で圧延
後の鋼板を冷却する際に、長手方向および幅方向で均一
な冷却条件が得やすくなる。従って、均一な材質を得る
上で有利である。

【００４２】なお、仕上げ圧延機の入側における接合方
法については、特に規制条件はなく、圧接法でも、レー
ザー溶接法、電子ビーム溶接法でもまたその他の接合法
でもまったく同様に適用することができる。また、連続
圧延を行うことで、被圧延材の先端を安定して通板でき
るため、通常のバッチ圧延では通板性および噛込み性の
観点から適用することが難しかった低摩擦係数での熱間
圧延すなわち潤滑剤を多量に使用した熱間圧延を実施す
ることが可能となり、圧延荷重を低減することができる
と同時にロールの面圧をも低減できるので、ロールの寿
命延長が可能となる。以上のことから、薄物熱延鋼板に
おいては、先行材と後行材とを連続的に仕上げ圧延する
ことが極めて有効である。

【００４３】また、仕上げ圧延機の入側で、被圧延材の
幅方向端部を加熱するエッジヒーターを用いることは、
被圧延材の温度を幅方向で均一にする上で有利である。
本発明においては、圧延時およびホットランテーブル上
での冷却時における鋼板温度の均一性が重要であるた
め、特に温度が低下し易い幅方向端部を仕上げ圧延機の
入側において加熱して、鋼板温度の幅方向分布を均一に
することが好ましい。

【００４４】また、被圧延材の長手方向端部についても
温度が低下し易いので、仕上げ圧延機の入側でシートバ
ーヒーターにより、長手方向端部の温度低下部分につい
て加熱して、被圧延材の長手方向温度分布を均一にする
ことが好ましい。なお、上記したような接合を行った後
に圧延する際に、接合装置の入側でシートバーをコイル
状に巻取る場合があるが、この場合には特にコイルの最
外巻部および最内巻部で温度が低下し易いので、かよう
なシートバーヒーターを用いることがとりわけ有利であ
る。

【００４５】上記したようなエッジヒーターやシートバ
ーヒーターを用いて被圧延材を加熱する場合の加熱量
は、最終的な仕上げ圧延での温度差が20℃以下となるよ
うな条件が推奨されるが、この温度差は鋼組成等によっ
て多少変化する。また、先行材と後行材とを接合して仕
上げ圧延する連続圧延技術やエッジヒーター、シートバ
ーヒーターによるシートバー加熱を併用することによ
り、材質の均一性の一層の向上を図ることができる。

【００４６】

【実施例】実施例１ 表１に示す成分組成になる鋼スラブを、表２に示す条件
で熱間圧延し、板厚：1.2 mm、板幅：1000mmの熱延鋼板
に仕上げた。得られた熱延鋼板の引張特性および焼付硬
化性について調査した結果を表３に示す。この際、引張
特性はJIS ５号試験片を使用した。また、焼付硬化量は
２％予歪みで 170℃にて20分の標準的な時効条件とし
た。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】表３から明らかなように、本発明に従い得
られた熱延鋼板はいずれも、ＴＳ≧357 MPa 、Ｅｌ≧37
％、ＢＨ≧51 MPaという優れた特性値を示した。また、
かかる特性値は、鋼板の長手方向および幅方向でほとん
ど変化せず、材質および形状ともに均一であり、さらに
板クラウンも30μm 以下に制御可能であることが確認さ
れた。また、Cu, Ni, Cr, Moの合計量が 0.3wt％と多い
もの（No.11)およびNb, Ti,Ｖ, Ｂの合計量が0.02wt％
と多いもの（No.12)は、圧延荷重がNo.1に比べて10％程
度上昇し、このため板クラウンがNo.1〜３やNo.7〜９に
比較して10μm 程度大きくなる傾向が見られた。なお、
No.2, 3, 7〜9 についての圧延荷重はNo.1に対し±５％
以内であった。

【００５１】これに対し、Cu, NiおよびNb, Tiを添加し
て鋼板の強度増加を狙ったもの（No.4, 5)は、強度の増
加は達成されたものの、圧延荷重がNo.1に比較して15〜
20％増加し、形状が乱れただけでなく板厚が目標値から
外れる割合が急増した。また、圧延荷重が増加したた
め、圧延機の板クラウン制御手段（具体的には、ワーク
ロールベンダー圧制御手段およびロールクロス角制御手
段）の制御能力が追いつかず、板クラウンも50μm 程度
に増加した。このため、実用に供することができなかっ
た。さらに、Ｎ含有量が本発明の上限を超えるNo.10
は、鋼板表面にブローホールと呼ばれる欠陥が発生し
た。なお、同じ鋼板を用いて、特に酸洗を行わない条件
でも引張特性について調査したが、酸洗を行ったものと
比較して顕著な差異は認められなかった。

【００５２】実施例２ Ｃ：0.041 wt％、Si：0.005 wt％、Mn：0.15wt％、Ｐ：
0.009 wt％、Ｓ：0.005 wt％、Al：0.039 wt％および
Ｎ：0.0116wt％を含み、残部は実質的にFeの組成になる
鋼スラブを素材とし、製造条件を表４に示すように種々
に変化させて固溶Ｎ量を幅広く変化させ、最終的に板
厚：1.0 mm、板幅：1000mmの熱延鋼板を製造した。熱間
圧延に際し、No.1〜６、No.9〜12については、25mm厚に
粗圧延したシートバーについて、先行材の尾端と後行材
の先端とを加熱し溶融圧接する方法にて接合し、連続的
にタンデム仕上げ圧延を行った。一方、No.1〜４、No.
6、No.9〜10、 No.12〜13については、仕上げ圧延機入
側にてエッジヒーターを用いて幅端部の加熱を行った後
に仕上げ圧延を行った。また、No.1〜５、No.9〜10、 N
o.12〜13については、エッジヒーター入側でシートバー
ヒーターを用いてシートバーの先尾端の温度低下部分の
加熱を行った。得られた熱延鋼板の引張特性、板クラウ
ン、形状および材質の均一性について調査した結果を表
４に併記する。

【００５３】ここで、板クラウンおよび形状について
は、鋼板の長手方向中央位置よりサンプルを採取して測
定した。板クラウンは、幅端から25mm糸と幅中央位置で
の板厚差を測定し、また形状については、前述した波高
さを測定することによって評価した。また、材質の均一
性については、鋼板の長手方向３点（先端から15ｍ位
置、長手方向中央位置、尾端から15ｍ位置）、幅方向５
点（両端部からそれぞれ25mm位置および100 mm位置、幅
中央位置）より、合計15本の引張試験片を採取し、これ
ら15本の引張強度値の標準偏差σを求めて評価した。

【００５４】

【表４】

【００５５】表４に示したとおり、本発明に従い得られ
た熱延鋼板（No.1〜7, No.12〜13）はいずれも、ＴＳ≧
345 MPa 、Ｅｌ≧35％という優れた引張特性値を示し
た。また、これらの鋼板はいずれも、板クラウンは22〜
28μm の範囲であり、形状および材質均一性についても
良好であった。これに対し、製造条件が本発明の適正範
囲から逸脱した比較例（No.8〜11）は、発明例に比べる
と、引張強度、板クラウン、形状および材質均一性のい
ずれかが劣っていた。そして、実際の使用上の特性を比
較するために、1.0 mm厚の冷延焼鈍材と共に小径の電縫
管を作製したが、No.1〜７の熱延鋼板については、冷延
焼鈍材と同様に全く問題なく製造することができた。

【００５６】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、冷延鋼板の
代替となり得る薄物・広幅の熱延鋼板を安定して提供す
ることができる。すなわち、本発明に従う熱延鋼板は、
化学組成、熱延条件を適正化し、最終の製品段階におい
て固溶Ｎを十分な量、確保することによって、強度を増
加させ、またＮによる歪み時効硬化も利用して、十分な
強度を確保することができ、またその際、Ｎの添加が他
の合金元素と異なり熱間の変形抵抗を上げることもない
ので、ただでさえ変形抵抗が増大する薄物広幅の熱間圧
延においても十分に対応することができ、工業的に極め
て重要である。また、この変形抵抗を増大させないとい
う特性は、鋼板の形状・寸法を高い精度で保証するとい
う観点からも極めて重要である。さらに、本発明には、
酸洗を行うことなく、表面のスケール相を利用する用途
にも問題なく適用できるという利点もある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 貴夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA04 EA05 EA15 EA18 EA23 EA25 EA27 FA02 FA03 FC03 FC04 FE01 FE02 FE03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃ：0.10wt％以下、 Si：0.10wt％以下、 Mn：0.8 wt％以下、 Ｐ：0.04wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.150 wt％以下、 Ｎ：0.0050〜0.0200wt％でかつ、固溶状態としてのＮが
   0.0030wt％以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純
   物の組成になり、板厚が 1.4mm以下で、ＴＳが 340 MPa
   以上であることを特徴とする薄物熱延鋼板。
2. 【請求項２】 請求項１において、不可避的不純物元素
   のうち Cu, Ni, Cr, Moを合計で 0.2wt％以下、 Nb, Ti, Ｖ, Ｂを合計で0.01wt％以下 に抑制したことを特徴とする薄物熱延鋼板。
3. 【請求項３】Ｃ：0.10wt％以下、 Si：0.10wt％以下、 Mn：0.8 wt％以下、 Ｐ：0.04wt％以下、 Ｓ：0.02wt％以下、 Al：0.150 wt％以下、 Ｎ：0.0050〜0.0200wt％を含み、残部はFeおよび不可避
   的不純物の組成になる鋼スラブを、1000℃以上に加熱し
   たのち、仕上げ圧延出側温度：800 ℃以上の条件下で板
   厚：1.4 mm以下に熱間圧延し、仕上げ圧延終了後２秒以
   内に冷却を開始して、400 ℃以上の温度で巻取ることを
   特徴とする薄物熱延鋼板の製造方法。