罐用钢带及其制造方法

专利名称：罐用钢带及其制造方法
技术领域：
本发明是关于罐用钢板、罐用钢带，特别是关于对于超薄、宽幅的钢板或钢带来说，除了宽度方向外在长度方向上也具有均一的材质的罐用钢板、钢带及其制造方法。
在本发明中所述的罐用钢板和钢带，包括表面处理原板以及经过镀Sn、镀Ni、镀Cr等表面处理的钢板和钢带。
罐用的表面处理钢板，是在原板的表面上进行镀Sn或镀Ni、镀Cr等各种表面处理，制成Sn附着量2.8g/m2以上的镀锡铁皮或Sn附着量2.8g/m2以下的镀薄锡钢板LTS(Lightly Tin Coated Steel)，用来作为饮料罐和食品罐等。
这些罐用钢板按照以洛氏硬度T(HR3OT)为指标表示的调质度分级，一次轧制制品分为T1-T6，二次轧制制品分为DR8-DR10。
近年来，随着饮料罐消费量大量增加，在制罐厂商中又重新提出了提高制罐作业生产率的课题。另外，旨在节省资源和降低成本的研究活动从未间断过。因此，近来特别强烈地要求提供能够适应制罐厂商的上述要求的罐用钢板。也就是说，提高生产率的方法之一是实现制罐生产的高速化，因而要求在高速制罐过程中不发生断裂故障的钢板。
这样的钢板应该具备的条件有硬度精度、钢板尺寸精度、平面度、钢板的侧向弯曲精度等尺寸精度，所有这些条件都必须比汽车用钢板等更严格地进行控制。例如，印刷错动受钢板平面度的影响，而材质的不均匀对于平面度有很大影响。
另外，最近，在从罐用钢板开始到制成罐的过程中只切除钢板宽度方向端部几个毫米，使钢板的几乎全部宽度得到有效利用的制罐方法已经建立起来，因此，要求罐用钢带的整个带卷上材质和板厚必须十分均一。
另一方面，作为实现节省资源和降低成本的措施，除了上述充分利用钢板整个宽度之外，还有一个办法是减轻罐的重量。由于近年来制罐技术的进步，由3部分构成的罐和由2部分构成的罐的罐体可以使用超薄钢板，从而可以减轻罐的重量，这已成为大势所趋。
如上所述减小钢板厚度的场合，罐的强度不可避免地要降低。因此，需要通过卷内缘加工等改变罐的形状，或者在涂装、烘烤后进行深冲加工、减径挤压加工、拉伸加工、凸肚成形加工、底部圆顶加工等来提高罐的强度。从这些最新发展趋势来看，罐用钢板要求超薄而且具有良好的制罐加工性和深冲加工性等加工性能。
此外，不言而喻，要求这些加工性能在整个带卷上是均一的。
另外，随着制罐技术的进步，为了提高制罐工艺的生产率，罐用钢带的宽度和带卷的重量逐渐增大，近来要求生产和提供板宽4英尺(约1220mm)以上或带卷重量10吨以上的钢带。
如上所述，从提高生产率、节约资源和降低成本的角度考虑，作为罐用钢板使用的原料，必须提供超薄、宽幅、单位重量大的钢带卷，而且必须具有高的加工性能以及在宽度方向和长度方向上的材质的均一性。
但是，用以往的技术很难制造在钢板的整个宽度上材质均一的超薄、宽幅的钢带，从连续退火的穿引性的角度考虑，可以合理地生产的钢带尺寸的限度是，板厚0.20mm，板宽950mm。
以往，即使制成超过上述限度的宽幅钢带，也难以得到在板宽度的95％以上具有基本上均一的厚度和材质的钢板。
为了适应上述要求，特开平9-327702中提出了采用边缘加热器加热薄板坯的宽度方向端部以及采用双横轧制进行热轧的超薄钢板制造技术。
但是，采用上述特开平9-327702中所述的方法时，虽然钢带内的硬度均一性以及钢板厚度和平面度有所改善，但表征r值的平面各向异性的Δr在钢带长度方向的两端部增大，钢带前、后端的收得率降低。
Δr是用于制造由2部分构成的罐时的重要的特性指标。即，一般地说，对镀锡铁皮进行冲压加工时，表面的锡层起到润滑作用，因而r值不需要特别大。反之，平面各向异性Δr较大时，凸耳增大，得不到所要求的罐高度。因此，不得不增大冲压的原板的圆板直径，收得率降低，很不经济。另外，罐体胴部的板厚不一致，罐体壁表面粘型而引起损伤，引起罐直径精度和罐强度下降等。
此外，Δr较大时，罐体上部容易产生折皱，随后进行卷内缘加工时由于圆周压曲而容易产生折皱。因此，涂膜附着力和薄膜附着力降低，不能增大卷内缘加工率。由于这一原因，以往很难实现罐盖的缩径化，不能增大罐的强度。另外，深冲加工时耳部被强压下，形成刀刃状，产生的铁片附着在金属模具上，损伤罐的表面，引起许多麻烦。此外，随着由2部分构成的罐的制罐技术的进步，已开始使用高强度、超薄的钢板，但Δr较大的部分不能使用，以往都是将其切除。因此，迫切希望研制出不产生凸耳、Δr较低的罐用钢板。
另外，特开平9-176744中提出了一种提高钢带内的r值均一性的方法，该方法是在带卷的长度方向上限定卷取温度，但动态控制带卷内的卷取温度时，产生带卷形状不良以及由于酸洗性的波动而引起的酸洗缺陷，未必是一种有效的方法。
影响上述r值和Δr的因素一般有(1)热轧终轧温度；FDT、卷取温度；CT等热轧条件，(2)冷轧的压下率，(3)退火条件等，必须使这些因素达到最优化。
从这些条件考虑，罐用钢板与汽车用钢板不同，制品钢板很薄，因此即使将冷轧的压下率设定为轧机加工能力上限的约90％的较高目标，热精轧后的板厚也必须在2-3mm。因此，热轧时间必然延长，热轧过程中的温度降低、特别是钢带长度方向的前、后端和宽度方向的端部的温度降低增大，导致带卷内的温度不均匀增大。由于这种温度不均一，r值降低或者Δr增大，钢带内的这些性能的不均一性增大，给罐用钢带的制造带来很大困难。
今后，罐用钢板的带卷即罐用钢带的单位重量越来越大，另外，钢板的强度提高，宽度增大，厚度极薄，为了减轻冷轧时的轧制工作量，使用薄的热轧钢带的必要性增大，热轧的钢带内的温度差、材质的不均一性越来越增大，带来一系列困难。
如上所述，为了通过减小罐的重量来降低罐体生产成本，通过增大带卷即钢带的宽度来提高生产率，迫切需要品质优良、钢带内的均质性良好、超薄且宽幅的罐用钢带。但是，采用以往的技术制造这样的钢带时，在钢带的宽度方向端部和长度方向端部，Δr增大，其均一性不足而且r值降低，不可能进行正常的制罐冲压。因此，不得不根据罐的用途将长度方向和板宽方向的端部修剪、切除，收得率不可避免地降低。
最近，在精轧之前将粗轧后的薄板坯沿长度方向依次对接进行所谓的连续热轧的技术已经达到实用化。采用这种方法，在长度方向上，除了对接的第一个薄板坯的前端部和对接的最后一个薄板坯的尾端部之外，按说全部都应当是正常稳定部位，但在对接之前由于薄板坯长度方向端部比中央部位温度低而引起的材质不均一的问题还没有完全解决。
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是，提供超薄、宽幅、而且材质特别是Δr和r值在钢带内是均一的罐用钢带及其制造方法。
本发明的另一目的是，提供可以调质成软质的调质度T1、较硬质的调质度T2-T6、调质度DR8-DR10，超薄、宽幅而且以Δr为首的材质均一，可以适合于新的制罐法的罐用钢带及其制造方法。
本发明还有一个目的是，提供光整冷轧后的钢带长度方向及宽度方向各95％以上范围内r值是钢带全长度方向和全宽度方向平均r值的±0.3以内，并且Δr是平均Δr的±0.2以内的罐用钢带及其制造方法。
另外，本发明的目的是，提供就材质而言r值是1.2以上且Δr绝对值是0.2以下的罐用钢带及其制造方法。特别是，在板厚0.20mm以下、板宽950mm以上的钢带中达到上述目标值。
此外，本发明的目的是，在制造上述罐用钢带时不产生钢带形状不良和酸洗性变动等问题。
本发明人发现，影响钢带内的材质、特别是r值和Δr的变动的主要因素是热轧的终轧温度，通过在薄板坯长度方向上的规定的相当位置上适当控制该终轧温度，可以解决上述问题，从而完成了本发明。本发明的主要技术方案如下。
(1)罐用钢带，其特征是，含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下，在钢带的长度方向和宽度方向各95％以上的范围内，r值是平均r值±0.3以内，并且Δr是平均Δr±0.2以内。
制造罐用钢板时，在热轧钢带或冷轧钢带的阶段预先剪切、除去长度方向和/或板宽方向非正常部位的场合，生产效率差，因此，要求满足“在95％以上的范围内r值和Δr值在规定范围内”这一条件。但是，本发明并不包括这种想当然的解决方案。即，在上述构成中，所述的95％为基准的“钢带”是指至少具有薄板坯长度方向端部相当部的钢带，另外，对于板宽方向端部是除去以前或者为了不得到耳形状等而进行最小限度剪切、除去的程度。
(2)上述第(1)项所述的罐用钢带，其中，含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下，并且，还含有选自下列任1组或1组以上中的任1种或1种以上元素A组-Nb0.10％(重量)以下、Ti0.20％(重量)以下，B组-B0.005％(重量)以下，C组-Ca0.01％(重量)以下、REM0.01％(重量)以下，余量由Fe和不可避免的杂质组成。
(3)上述第(1)或(2)项所述的罐用钢带，其特征是，钢带的至少一侧表面上有表面处理层。
(4)罐用钢带的制造方法，其特征是，由含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下的扁钢坯经过热轧、冷轧和退火工序制造罐用钢带，在制造时，将上述热轧的终轧温度控制为在薄板坯长度方向两端相当部是Ar3+20℃～Ar3+100℃，其余部位是Ar3+10℃～Ar3+60℃，并且，使上述长度方向两端相当部的终轧温度比其它部分的终轧温度高10℃以上。
(5)罐用钢带制造方法，其特征是，由含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下的扁钢坯经过热轧、冷轧和退火工序制造罐用钢带，在制造过程中进行上述热轧时，用薄板坯加热装置加热经过粗轧得到的薄板坯的至少长度方向的两端部，使薄板坯长度方向两端部的温度比其它部分的温度高15℃以上，然后至少以Ar3+10℃以上的终轧温度进行精轧。
(6)罐用钢带制造方法，其特征是，由含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下的扁钢坯经过热轧、冷轧和退火工序制造罐用钢带，在制造过程中进行上述热轧时，将粗轧得到的薄板坯对接，然后连续精轧，并且用薄板坯加热装置加热薄板坯的至少长度方向的两端部，使薄板坯长度方向两端部的温度比其它部分的温度高15℃以上，然后至少以Ar3+10℃以上的终轧温度进行上述精轧。
首先，本发明的钢带的材质特性是，在钢带长度方向和宽度方向各95％以上的范围内，r值是平均r值±0.3以内，并且Δr是平均Δr±0.2以内。
所述的平均r值和平均Δr，都是在钢带长度方向上取5-20个点(最少5点，最好是20个点，以下相同)，在宽度方向上取3-10点，合计15-200点，从这些点上切取试片，按下式求出各点的r值和Δr，然后取平均值，其数值与长度方向和宽度方向的中央部位的r值和Δr值大致相等。另外，r＝(rL+rC+2rD)/4、Δr＝(rL+rC-2rD)/2，其中，rL、rC和2rD分别是长度方向、宽度方向和45°方向的r值。
另外，r值和Δr优选按常规方法对JIS 5号拉伸试片施加均匀拉伸变形而测定的，对于板宽方向端部等测定区域狭窄的场合，也可以使用标距10mm的小型试片。
为了按设计要求均一地加工达到制罐加工和冲压加工后的罐形状即尺寸精度，减少不良部位的去除量，提高收得率，上述波动范围是必须的。当然，希望在钢带的整个长度和整个宽度内达到上述波动范围内，但从实用角度考虑，只要在整个长度和整个宽度方向各95％的范围内确保在上述波动量以内也就可以了。象这样在长度方向和宽度方向各95％以上的范围内波动较小的钢带以往是不曾有过的。
另外，本发明的罐用钢带的目标是，具有r值1.2以上且Δr的绝对值在0.2以下的特性。这是因为，对于罐用来说必不可少的深冲加工来说，r值至少必须是1.2，另外，为了耐凸耳性，Δr绝对值必须是0.2以下。
具备这些特性的本发明钢带，适合用于板厚0.20mm以下、板宽950mm以上的钢带尺寸。这是因为，在板厚0.20mm以下的超薄范围内，使通过抑制Δr波动所带来的稳定加工性的提高效果增大，另外，板宽950mm以上的宽幅时，可以实现通过上述宽幅化而提高生产率。
为了制造钢带内r值和Δr波动量较小的罐用钢带，本发明人使用了钢的成分偏析较小的均质连铸坯，除此之外，还对热轧钢带的机械性能和晶粒直径的均一性的重要性进行了研究。而且，在热轧钢带的整个宽度和整个长度上详细地调查了机械性能和晶粒直径。
结果发现，板宽方向的两端部和长度方向的两端部、即薄板坯长度方向的前、后端部与中央部位相比晶粒直径大，材质也比较软。另外，随后还对进行了酸洗、冷轧、连续退火、光整冷轧后的钢带同样进行了调查，结果发现，热轧钢带的宽度和长度方向端部的硬度和晶粒直径虽然没有大的差异，但上述钢带端部的r值和Δr比钢带中央部位差，实际进行冲压加工时，成形性恶化。
本发明人发现，为了解决上述冷轧钢带存在的问题，用加热器(以下称为薄板坯加热器)加热薄板坯长度方向的端部，确保热轧终轧温度(以下简称FDT)在规定条件下达到Ar3温度以上是极为有效的。对于薄板坯加热器来说，感应加热等方式是适用的。
以往人们认为，为了使长度方向的材质均质化，必须使FDT在长度方向上均一化。本发明人发现，即使按照这一以往的见解使长度方向的中央部位和端部的FDT均一化，也不能消除r值特别是Δr的波动。产生这种情况的原因如下。
到热轧结束为止，相当于薄板坯长度方向前、后端部分的温度通常比长度方向中央部位的温度低，相当于长度方向前、后端的部分与长度方向中央部位的温差增大。结果，在长度方向的端部一侧，析出物的粒径和分布呈细微分布。这将影响热轧和连续退火时的晶粒长大特性，特别是改变了冷轧压下率对于冷轧、再结晶织构的影响。如下文中所述，以冷轧钢板状态使用时，在烘烤处理时钢板发生一定程度的退火。因此，长度方向端部侧表观上压下过度的高压下冷轧的罐用钢板，r值和Δr在长度方向的端部和长度方向的中央部位数值是不一样的。


图1是表示在钢带长度方向中央部位和两端部位求出的、FDT(热轧终轧温度)对于r值和Δr的影响的一个例子。由图1可以看出，将薄板坯长度方向两端相当部的FDT控制在Ar3+20℃以上，其余部位(长度方向中央部位)的FDT控制在Ar3+10℃，并且使薄板坯长度方向两端相当部的FDT比其余部位的温度高10℃以上，可以使r值和Δr达到适合于罐用钢板的数值(r值1.2以上、Δr是±0.2以内)，并且长度方向中央部位和长度方向端部的r值、Δr大致相同。
在同一FDT的情况下，图1的值落入本发明的范围内。但是，考虑到FDT在控制限度内的波动等各种因素引起的实际值的变动，由长度方向中央部与长度方向端部之间的FDT引起的偏差必须控制在本发明的波动范围的1/2以下。
为了使薄板坯长度方向两端部满足上述温度范围，仅仅使用以往使用的用于加热宽度方向的两端的边缘加热器，加热能力是不够的，因此必须使用薄板坯加热器。为了使长度方向端部的FDT高于长度方向中央部位，必要时为了调整FDT，长度方向中央部位也可以加热，但最好是在热精轧之前是只用薄板坯加热器加热长度方向的端部。另外，图1表示板宽和长度方向中央部位的目标FDT是900℃的条件下进行热轧的情况，A区域表示在板宽方向的端部必须用边缘加热器加热的情况。B区域表示在板宽方向中央部位必须用薄板坯加热器进行加热的情况。
从加热成本角度考虑，薄板坯加热器最好是设置在精轧机的跟前，具体地说是30m以内，薄板坯加热器距离精轧机越远，温差必须越大。另外，将薄板坯彼此对接后连续精轧的场合，最好是在对接后进行加热。在对接处理的过程中，前、后端部特别是薄板坯卷的外卷部冷却，因此不希望在对接之前加热。
用这些薄板坯加热器加热的场合，在精轧机进口一侧使长度方向端部比中央部位高15℃以上，可以使长度方向端部的FDT温度比其余部位高10℃以上。
将薄板坯对接后连续进行精轧的场合，对接前的钢带前、后端部相当部已经具有比中央部位低温的履历。因此，即使对接后成为一体的状态，也必须设立上述温度差。
对长度方向中央部和长度方向端部的FDT设置上限是因为，在这些温度以上，热轧后由于晶粒长大，Δr增大，不适合作为罐用钢板。
为了使板宽方向的材质均质化，应使用边缘加热器尽可能消除板宽方向的温度差，或者抑制热轧以后的板中凸。在图1中，为了方便起见，FDT-r值和FDT-Δr的关系在板宽方向中央部和板宽方向端部是相同的，但实际上，与长度方向的情况同样是变化的。通常，由于板宽方向上的非正常部位的宽度较窄，因此在板宽方向的场合，同一FDT的材质差比长度方向上的要小，因此，以同等程度的FDT为目标就足够了。具体地说，使板宽方向端部的FDT保持在中央部-10℃以上即可。因此，在热精轧之前最好是使之达到中央部-5℃以上。
下面，说明本发明中用于制造r值波动量较小的宽幅、超薄罐用钢带的具体方法。
根据需要对转炉钢水进行真空脱气处理，然后连续浇铸，对所得钢坯进行热轧。热轧时的钢坯加热只要加热至Ac3点以上即可，具体地说可以是950-1350℃。钢坯加热温度是指根据钢坯表面温度和加热经历计算出的、扁钢坯宽度方向中央部位的板厚方向平均温度。
按上述终轧温度将加热了的钢坯热轧，制成热轧钢带。
本发明中的热轧终轧温度，除了特别指出的情况之外，对于长度方向的两端部来说，是以长度方向2.5％位置的板宽中央部分的、在精轧机出口一侧测定的钢带表面温度来表示，另外，对于长度方向的两端部以外的中央部位，是以长度方向中央部位的板宽中央部的、在精轧机出口一侧测定的钢板表面温度来表示。
热轧钢带的板厚，如果是例如0.200mm以下的罐用钢带，制成2.0mm以下的超薄热轧钢带就可以。如果该厚度超过2.0mm，冷轧时为了达到超薄的厚度，压下率增大，r值和Δr都恶化，难以保证良好的形状，此外冷轧性能也降低。热轧钢带的下限板厚，在由260mm厚的大断面厚板坯进行轧制时，根据可以防止薄板坯温度降低并可以制造材质均一的热轧钢带的限度，考虑到轧机的功率，板厚下限为0.5mm。
为了以高生产率制造上述2.0mm以下的超薄热轧钢带，最好是进行连续轧制。为此，可以采用特开平9-327702中所述的方法，以边部断裂较少的高生产率制造具有均一硬度的宽幅、超薄钢板。
热轧后的卷取温度应确保550℃以上，优选的是600℃以上。卷取温度低于550℃时，再结晶不充分，热轧板的晶粒直径减小。因此，冷轧后即使连续退火，与热轧板的晶粒直径相对应，冷轧板的晶粒比较小，难以得到T1的软质罐用钢板。
在连续轧制的场合，为了稳定地得到本发明的效果，最好是在短时间内完成薄板坯对接。短时间对接的方法，例如可以根据薄板坯对接的计时，一面使对接装置本身与薄板坯同步移动，一面进行对接，可以在20秒以内的短时间内将薄板坯彼此对接。随后，通常采用电磁感应方法将对接部分压焊，用精轧机连续轧制，在卷取机之前用剪切机将钢带切断，然后卷取。
另外，即使在短时间内完成对接，也难以完全防止各薄板坯的长度方向两端部比其余部分温度降低，因此，薄板坯彼此对接的部分也应作为薄板坯长度方向的两端部，加热至比其余部分高的温度。
即，本发明中所述的“长度方向两端部”是以薄板坯对接前为基准定义的。
在通常的热轧中，为了消除由于宽度方向端部温度降低而引起的形状或材质的不均一，用边缘加热器加热宽度方向端部是十分有效的。具体地说，用边缘加热器将宽度方向端部的温度加热至+50℃～+110℃。
用于加热薄板坯前、后端的薄板坯加热器的有效性前面已经述及。根据本发明人的研究，为了减小r值的波动，仅仅使宽度方向和长度方向的FDT达到Ar3相变点以上的均一温度是不够的，使从加热炉出来后到进入精轧机之前降温位置的FDT在Ar3相变点+10℃～+60℃温度范围是有效的。特别是，在降温程度较大的薄板坯前、后端部确保更高温的Ar3相变点+20℃～+100℃的温度范围，而使薄板坯中央部位达到比Ar3相变点稍高一些的温度，在薄板坯长度方向上使FDT不均一是十分有效的。具体的作法可以使用薄板坯加热器，根据场合还可以并用边缘加热器。另外，如果达到超过上述温度范围上限的高温，热轧钢带表面上形成较厚的氧化皮，致使后续的酸洗工序的生产率降低，因此，在薄板坯长度方向中央部位FDT必须设定在Ar3+60℃以下，在前、后端部必须设定在Ar3相变点+20℃～+100℃的温度范围。
如上所述，以往人们仅仅是致力于在钢带的整个区域上使FDT在Ar3相变点以上达到均一。结果，这样的操作导致r值的波动增大。与此相比，本发明使用薄板坯加热器在长度方向的前、后端部加热至较高温度，在中央部位根据需要使用该加热器，有意地使FDT存在温度差，从而可以减小r值的波动。另外，FDT可以是通常的温度范围即860℃以上。
为了充分地进行再结晶，卷取温度(CT)应确保550℃以上，优选的是600℃以上。CT低于550℃时，再结晶进行不充分，热轧板的晶粒直径较小。因此，即使冷轧后退火，其晶粒直径与热轧板的晶粒直径相对应，仍然较小，难以制造T1等软制罐用钢板。反之，CT过高时，钢带表面的氧化皮增厚，后续的酸洗工序中脱除氧化皮的效率降低，因而其上限在750℃为宜。
在热轧、酸洗之后进行的冷轧中，根据用户对于薄壁化的要求，压下率高一些为好。压下率过低时，退火工序中晶粒异常粗大，或者形成复合晶粒，材质恶化，此外难以形成对于深冲性有利的织构，因此压下率在80％以上为宜。但是，压下率超过95％时，即使采用本发明范围的钢成分和制造条件，r值仍然低下，Δr增大，凸耳增大，因此其上限以95％为宜。
冷轧后的退火方法，从材质均一性良好和生产率高的角度考虑，最好是采用连续退火方法。连续退火时的退火温度必须在再结晶终止温度以上，退火温度过高时，晶粒变得异常粗大，加工后的表面粗糙。而且，对于罐用钢板等超薄材料来说，发生炉内破断和翘曲的危险性增大。因此，退火温度的上限在800℃为宜。另外，以连续退火方式进行退火的场合，可以进行过时效处理，其条件可以按照常规方法，即400-600℃，20秒-3分钟。
此外，对于C≤0.004％(重量)的钢板来说，即使不进行以往的退火，例如在叠层涂膜的烘烤涂装等低温加热工序中有时也会多少进行一些退火，具有充分的加工性。在本发明中，所述的退火也包括这种情况。在这种场合，加热温度大致是200-300℃。
光整冷轧的压下率可以根据钢板的调质度适当确定，但为了防止产生拉伸应变，必须以0.5％以上的压下率进行轧制。另一方面，轧制压下率超过40％时，钢板过度硬化，加工性降低，此外还引起r值降低，r值的各向异性增大，因而其上限在40％为宜。在该压下率范围例如0.5％-40％的范围内适当选定压下率进行光整冷轧，可以由低碳和超低碳的退火材料得到T1-T6、DR8-DR10的调质度。
采用上述方法，可以制造在钢带的长度方向和宽度方向的各95％的范围内r值和Δr均一并调整为所要求的调质度的冷轧钢带。在该冷轧钢带的表面上适当地组合进行镀锡、镀铬、镀镍等电镀处理、树脂被膜处理、必要时进行铬酸盐处理，可以制造具有良好防锈性和耐蚀性的宽幅超薄罐用钢板。
另外，必要时在上述工序中还可以适当增加热轧板退火等处理。
下面说明钢的成分组成及其限定的依据。
C0.1％(重量)以下C在铁素体相中的固溶量大约是N的1/10-1/100。因此，缘装箱退火那样缓慢冷却的钢板，其应变时效主要受N原子的行为支配。但是，在连续退火时冷却速度极大，因而C不能充分析出，大量的固溶C残留下来，对应变时效产生不利影响。另外，C是决定再结晶温度、抑制再结晶晶粒长大的重要元素。采用装箱退火时，随着C量的增加，晶粒直径减小，材质硬化，而采用连续退火时，观察不到随着C量的增加而硬化的单一倾向。
C量在约0.004％(重量)以下的超微量时，材质软化，当C量增加时，在约0.01％(重量)可以观察到硬度达到最高峰值，C量进一步增加时，硬度反而降低，在C量为0.02-0.07％(重量)的范围达到低谷，C量进一步增加时，硬度再次升高。
在本发明中，不需要特别进行真空脱气处理，可以根据所需要的硬度制造罐用钢板。但是，为了避免材质过度硬化或轧制性能恶化，采用连续退火法合理地制造适合于罐用的钢板，C必须在0.1％(重量)以下。
C量为约0.004％(重量)以下的超微量时，材质软化，在炼钢工序中必须进行真空脱气处理。因此，为了用连续退火法经济、合理地制造调质度T3以上的钢板，C含量应调整为0.004-0.05％(重量)。在这一范围内，可以减小由于焊接而引起的HAZ硬化量。在0.02％(重量)以上的范围时，材质软并且不需要真空脱气处理，因而更可取。另外，为了在强调加工性特别是深冲性的情况下采用连续退火法制造调质度T1以下的软质镀锡原板，C含量在0.004％(重量)以下为宜。此外，为了省略连续退火，冷轧后的硬度必须达到目标硬度以下，在这种情况下，应将C量减小到0.002％(重量)以下的极限。
但是，C量极少时，Ar3相变点升高，难以保证轧制温度，同时，晶粒变得粗大，冲压加工时产生桔皮状表面粗糙缺陷，因而C量在0.005％(重量)以上为宜。
Si0.5％(重量)以下Si使镀锡铁皮的耐蚀性恶化，此外它还是使材质极端硬化的元素，应避免含量过高。特别是，Si含量超过0.5％(重量)时，材质硬化，难以制造软质的镀锡原板，因此其含量必须限制在0.5％(重量)以下，最好是0.03％(重量)以下。
另外，其含量低于0.01％(重量)时，生产成本增加，很不经济。因此，其下限在0.01％(重量)以下为宜。
Mn1.0％(重量)以下Mn是防止由于S而产生的热轧钢带边部开裂所必不可少的元素。S量较少时，不一定非要添加Mn，但钢中不可避免地含有S，因此希望添加0.05％(重量)以上的Mn。另一方面，Mn超过1.0％(重量)时，晶粒细化，再加上固溶强化，使材质硬化，因而其添加量必须在1.0％(重量)以下，最好是在0.60％(重量)以下。
P0.1％(重量)以下P使材质硬化并且使镀锡钢板的耐蚀性恶化，因而其含量不宜过多，必须限制在0.1％(重量)以下，最好是0.02％(重量)以下。
另外，考虑到炼钢时脱P的成本，其下限在0.005％(重量)为宜。
S0.05％(重量)以下S含量过多时，热轧时在高温γ相区固溶的S随着温度降低而过饱和，形成(Fe，Mn)S，在γ晶界析出，导致因热脆性而引起热轧钢带边部开裂。另外，形成S系夹杂物，引起冲压缺陷。因此，S含量必须在0.05％(重量)以下，最好是0.02％(重量)以下。
S含量极少时，热轧钢带表面上产生氧化皮，耐剥离性恶化。另外，考虑到炼钢时的脱S成本，其下限在0.001％(重量)以上为宜。
Mn/S比小于8时，容易发生上述边部开裂和冲压缺陷，因而Mn/S在8以上为宜。
Al0.20％(重量)以下Al在炼钢过程中具有脱氧的作用，是为了提高洁净度而添加的元素。但添加过量时不仅不经济，而且还抑制再结晶晶粒长大，因而其含量必须在0.20％(重量)以下。另外，Al在改善镀锡钢板的洁净度、固定固溶N、获得软质镀锡钢板方面是有益的，因而Al添加量希望在0.02％(重量)以上。
但是，例如在使用Ti、Ca、Si等其它具有脱氧作用的成分作为主要脱氧元素时，Al不拘泥于上述下限值，可以进一步减少，例如减少到0.010％(重量)以下。
N0.015％(重量)以下N是在炼钢过程中由空气中混入的，N固溶于钢中时，不能得到软质的钢板。因此，在制造软质材料的场合，在炼钢过程中应尽可能防止空气中的N混入钢中，必须将其控制在0.0030％(重量)以下。但是，N对于容易、低成本制造硬质材料来说是极为有效的成分，因此，在精炼时可以向钢水中喷吹N气体，使之达到与目标硬度(HR30T)相应的N量。在这种情况下，对加工性没有不利影响的上限值是0.015％(重量)。另外，考虑到制造成本，其下限在0.0010％(重量)以上为宜。
除了上述基本成分之外，可以根据需要添加下列成分为了提高洁净度，固定钢中的C和N，添加Nb、Ti(A组)；为了抑制晶界脆化，添加B(B组)；另外，为了脱氧和控制非金属夹杂物的形态，添加Ca、REM(C组)。
可以从上述任一组中选择1种或2种元素添加，也可以从上述的2组以上中各选择1种或2种元素添加。
Nb0.10％(重量)以下Nb具有提高洁净度的作用，此外还形成碳化物或氮化物，具有减少固溶C和固溶N的残留量的作用。但添加量过多时，由于Nb系析出物而产生的晶界固定作用，再结晶温度升高，连续退火炉的穿引操作性恶化，另外晶粒细化，因而Nb添加量在0.10％(重量)以下为宜。其添加量的下限，应当是发挥其作用所必须的0.001％(重量)以上。
Ti0.20％(重量)以下Ti具有提高洁净度的作用，此外还形成碳化物和氮化物，具有减少固溶C和固溶N残留量的作用。其添加量过多时，产生锐利、硬质的析出物，耐蚀性恶化，同时还引起冲压加工时产生划痕。因此，Ti添加量在0.20％(重量)以下。Ti添加量的下限应当是发挥其作用所必须的0.001％(重量)以上。
B0.005％(重量)以下B是改善晶界脆化的有效元素。即，在超低碳钢中添加碳化物形成元素而使固溶C极端减少时，再结晶晶界的强度减弱，在低温下保存罐时，有可能产生脆性开裂。在这类用途中，为了得到良好的品质，添加B是有效的。
另外，B形成碳化物和氮化物，是使材质软化的有效元素，但在连续退火时在再结晶晶界上偏析，使再结晶推迟，因而其添加量应在0.005％(重量)以下。B添加量的下限应当是发挥其效果所必须的0.0001％(重量)以上。
Ca0.01％(重量)以下、REM0.01％(重量)以下Ca和REM是脱氧和控制非金属夹杂物形态的有效元素，可以根据需要添加。但添加量过多时，耐蚀性和加工性能恶化。因此，它们各自添加量在0.01％(重量)以下，优选的是合计添加量为0.0005-0.0030％(重量)。
另外，O与钢中的Al、Mn、耐火材料中的Si、助熔剂中的Ca、Na、F等形成氧化物，导致冲压加工时开裂或耐蚀性恶化，因而必须尽可能减少其含量，其上限在0.01％(重量)为宜。
上述元素以外的其余成分是Fe和不可避免的杂质。不可避免的杂质是Cu、Ni、Cr、Mo、Sn、Zn、Pb、V等从原料或废料中混入的元素，如果Cu、Ni、Cr各自含量在0.2％(重量)以下，Mo、Sn、Zn、Pb、V各自含量在0.1％(重量)以下，对于罐的使用特性的影响可以忽略不计。
实施例用270吨的底吹转炉熔炼表1中所示成分的钢，用连铸机浇铸成钢坯。用加热炉将这些钢坯加热至1100℃后粗轧，用感应加热方式将所得到的薄板坯与先行的薄板坯对接，然后用设置在精轧机前20m位置的感应加热方式薄板坯加热器将距薄板坯前、后端部10m范围内加热升温，同时用感应加热方式的边缘加热器将距横向端部15mm范围内加热，用精轧机连续轧制。此外，未将薄板坯彼此对接而采用单一轧制的不使用薄板坯加热器的场合(比较例)等，按表2中所示的各种组合，FDT条件进行热轧。
表3中示出由表2所示的值求出的薄板坯长度方向端部相当部与中央相当部之间的精轧机进口一侧温度(FETfinal enter temperature)之差和FDT之差，另外，还有薄板坯各位置的FDT与Ar3相变点之差、宽度方向位置的FDT之差。
这样制成板厚0.6-2.0mm、板宽950-1300mm的热轧钢带，然后进行酸洗，除去氧化皮，用连续冷轧机轧制，得到超薄、宽幅的冷轧钢带。随后进行连续退火，调整光整冷轧的压下率，制成各种调质度的钢板。表4中示出冷轧和光整冷轧的条件。冷轧后的退火条件根据C含量采用表5中所示的条件。
将按上述工序制得的罐用钢板(电镀原板)作为试验材料，测定硬度、r值和Δr，结果示于表4、表6和表7中。
另外，钢带总长度是1000至1600m，所述带卷长度方向的前端相当部是指距前端约2m的位置的部分，所述的后端相当部是指距后端约7m的位置的部分，所述的中央相当部是指钢带长度方向大致中央位置的部分。r值和Δr是在长度方向上测定20点，在宽度方向上测定5点，求出波动量。
用薄板坯加热器将薄板坯长度方向两端部加热至本发明温度范围的场合，r值和Δr的波动减小。相比之下，不使用薄板坯加热器或者虽然使用但加热不充分的场合，r值和Δr波动较大，未能达到预期的目标。
另外，在这些电镀原板上镀锡，镀覆量为2.8g/m2，制成镀锡钢板，加工成圆筒形，然后将端部缝焊焊接，制成由3部分构成的罐的罐体，用模制缩径成形法进行4段缩径加工，每一段高度4mm、缩径量1.4mm。经过4段缩径加工后，未发生圆周压曲者评定为(○)，发生圆周压曲者评定为(×)。另外，在镀锡钢板的正面和背面加热压合厚12μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，形成薄膜叠层，按冲裁直径125.9mm、深冲直径75.1mm、深冲高度31.8mm的制造条件制成DRD(Draw andRedraw)罐，目视检查罐壁有无伤痕，无伤痕、食品罐使用性能良好者评定为(○)，发现有伤痕、作为食品罐不耐使用者评定为(×)。这些结果一并示于表7中。所有原板都对除去带卷长度方向5％、宽度方向5％端部的钢带全部区域进行加工试验，有一个罐为×时，则全部评定为×。
由根据这些试验得出的制罐加工性评价结果可以看出，钢带内的r值和Δr的偏差波动较小的发明例，全都没有发生不良，显示出极好的成绩。
由上述实施例可以看出，采用本发明可以制造钢带内的r值和Δr均质的超薄、宽幅的罐用钢板。此外，可以制造具有适合于加工成轻量罐的材质的罐用超薄钢板。
如上所述，采用本发明，通过在热轧过程中加热升温薄板坯长度方向的两端相当部，使之温度高于中央部，在规定温度范围内结束轧制，可以提供r值和Δr均一的罐用钢板。而且，采用本发明不会出现钢带形状不良和酸洗性的波动等，可以以高的品质和高的收得率制造罐用钢板。
附图的简要说明图1是表示热轧终轧温度对于热轧、冷轧和退火的罐用钢板的r值和Δr的影响的曲线图。
权利要求
1.罐用钢带，其特征是，含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下，在钢带的长度方向和宽度方向各95％以上的范围内，r值是平均r值±0.3以内，并且Δr是平均Δr±0.2以内。
2.权利要求1所述的罐用钢带，其特征是，还含有选自下列任1组或1组以上中的任1种或1种元素以上A组--Nb0.10％(重量)以下、Ti0.20％(重量)以下B组--B0.005％(重量)以下C组--Ca0.01％(重量)以下、REM0.01％(重量)以下余量由Fe和不可避免的杂质组成。
3.权利要求1或2所述的罐用钢带，其特征是，钢带的至少一侧表面上进行了表面处理。
4.罐用钢带的制造方法，其特征是，由含有C0.1％(重量)以下、Si0.5％(重量)以下、Mn1.0％(重量)以下、P0.1％(重量)以下、S0.05％(重量)以下、Al0.20％(重量)以下、N0.015％(重量)以下的扁钢坯经过热轧、冷轧和退火工序制造罐用钢带，在制造时的上述热轧过程中，用薄板坯加热装置将粗轧得到的薄板坯的至少长度方向的两个端部加热，使薄板坯长度方向两端部的温度比其它部分的温度高15℃以上，然后至少以Ar3+10℃以上的终轧温度进行精轧。
5.权利要求4所述的罐用钢带制造方法，其特征是，在进行上述热轧时，在薄板坯长度方向的两端相当部，终轧温度为Ar3+20℃～Ar3+100℃，在其余的部分，终轧温度为Ar3+10℃～Ar3+60℃，同时，使上述长度方向的两端相当部的终轧温度比其余部分的终轧温度高10℃以上。
6.权利要求4所述的罐用钢带制造方法，其特征是，在热轧时，将粗轧得到的薄板坯对接，连续地进行精轧。
全文摘要
将含有C:0.1%(重量)以下、Si:0.5%(重量)以下、Mn:1.0%(重量)以下、P:0.1%(重量)以下、S:0.05%(重量)以下、Al:0.2%(重量)以下、N:0.015%(重量)以下的扁钢坯粗轧,用薄板坯加热装置加热粗轧得到的薄板坯的至少长度方向的两个端部,使薄板坯长度方向两端部的温度比其它部分的温度高15℃以上进行精轧,在薄板坯长度方向的两端相当部,终轧温度为Ar3+20℃～Ar3+100℃,在其余部分的终轧温度为Ar3+10℃～Ar3+60℃,同时,使上述长度方向的两端相当部的终轧温度比其余部分的终轧温度高10℃以上,从而使得冷轧、退火后的钢带在长度方向和宽度方向各95%以上范围内的r值为平均r值±0.3以内,并且△r为平均△r±0.2以内的均一性钢带。
文档编号C22C38/06GK1254767SQ9912240
公开日2000年5月31日 申请日期1999年9月30日 优先权日1998年11月25日
发明者荒谷诚, 小幡由纪夫, 久久湊英雄, 登坂章男, 荒谷昌利, 冈田进 申请人:川崎制铁株式会社