使用连续退火的罐用表面处理钢板的原板的制造方法 技术领域
本发明涉及镀锡薄钢板，无锡薄钢板(TFS)等罐用表面处理钢板的原板地制造方法，特别是涉及对连续退火时一次冷却后的热循环不进行大改变的并可分别制造调质度T1-T6的以一次轧制来制造原板的制造方法。
背景技术
按照JISG 3303规定的镀锡薄钢板与无锡薄钢板(TFS)这样的罐用表面处理钢板及其原板可按洛氏T硬度(HR30T)表示的调质度进行分类。其中以一次轧制制造的制品及其原板按调质度T1～T6分类，一般T1～T3称作软质材，T4～T6称作硬质材。
以前，软质材的原板使用间歇退火制造，硬质材的原板使用连续退火(CAL)制造，最近，一部分软质材的原板变为使用CAL制造。
作为调质度不同的原板使用CAL制造的方法，例如特开昭57-70227号公报中将CAL的冷却速度调整到3-1000℃/sec，另外，特公平5-45653号公报中使CAL的冷却过程中500-400℃之间的平均冷却速度为55℃/sec以下或65℃/sec以上，又调整调质轧制的延伸率，并公开了调质度T4与T5的原板分别制造的方法。特开昭60-92425号公报中公开了将含有0.02-0.10wt％磷的低碳钢在不到Ar3相变点的温度热轧，低温卷取，冷轧后CAL中的冷却速度为30℃/sec以上的制造硬质材方法，另外，特开平4-80346号公报中公开了按照在CAL中急冷后再加热进行过时效处理来制造软质材的方法等。
可是如要使用改变在这样的CAL中一次冷却以后的热循环的方法分别制造具有包罗从软质材到硬质材的宽范围调质度的原板，加热、均热、急冷、过时效、冷却的软质材用的热循环和加热、均热、缓冷、急冷的硬质材用的热循环是必要的，因此无论是分别设置专用的二座CAL，或者设置具有硬质材用的缓冷装置(例如冷却管等)、软质材用的急冷装置(例如气流冷却装置和辊式冷却装置等)、过时效处理用的再加热、保温装置等的大型复杂的CAL是必要的，无论如何都会引起设备费和制造成本大大增加。
另外，在用后在大型复杂CAL分别制造不同调质度的原板的场合，根据调质度均热后的冷却条件有很大不同，所以由直接改变热循环后板温和炉温的差引起的热拱而容易发生板蛇行、断裂、翘曲、折痕等，产生大量无效钢卷，引起生产率低下和合格率低下。
另一方面，作为分别制造具有从软质材到硬质材的宽范围调质度的原板的方法，特开平2-197523号公报中建议使用添加极低C-Nb的钢，并以CAL制造软质材后，改变调质轧制的延伸率的方法，另外，在特公昭60-10801号公报中建议根据有无CAL的过时效处理和使用300mm以下的小直径工作辊来组合无水调质轧制的延伸率的方法。
可是，特开平2-197523号公报的方法，由于在制造T4～T6硬质材中有必要以10～30％程度的高延伸率进行调质轧制，制品的加工性，特别是延性显著地恶化，同时又需要高延伸率用的调质轧机。
另外，特公昭60-10801号公报的技术，由于分别制造调质度不同的原板有必要组合有无过时效处理二类的热循环，如上所述无效卷材的使用量增大，引起生产率低下，同时由于有必要进行1分钟以上的过时效处理，过时效带变长，设备费用变高。再者，由于使用小直径工作辊进行无水调质轧制，制造软质材时，如以1-1.5％程度的低延伸率进行调质轧制，轧制负荷变得过小，稳定的轧制变得困难。
发明的公开
本发明的目的是解决以上所述的以前的技术问题，使用小型廉价的单一CAL设备，不降低生产率和合格率，而且提供使用可稳定分别制造从软质材到硬质材的全范围调质度的原板的使用连续退火的罐用表面处理钢板的原板的制造方法。
为达到上述目的，使用连续退火的罐用表面处理钢板的原板的制造方法具有以下工序，将含有C：0.1wt％以下、N：0.001～0.015wt％的低碳铝镇静钢的冷轧后的钢板使用连续退火在再结晶温度以上温度加热、均热的工序，加热、均热后以大于100℃/sec、小于300℃/sec的平均冷却速度一次冷却到350～480℃的工序，一次冷却后不再加热的过时效处理的工序和过时效处理后最终冷却并进行调质轧制的工序，且在再结晶温度以上根据希望的调质度改变均热温度，一次冷却以后的热循环不随调质度而变，保护大致一定。
实施发明的最佳方式
下面详细说明本发明的制造方法。
C：其含量如超过0.1wt％，由于钢板过度硬化，冷轧的形状控制困难，造成钢板的平坦度和板厚精度的降低。另外，由于有为此连续退火时引起板材穿过轧机的性能恶化的可能，因此限定在0.1wt％以下。
这时，可按照调质度改变C含量，制造调质量T1～T3的软质材时，在0.05wt％以下，制造调质度T4～T6的硬质材时，如在0.03～0.1wt％，可更稳定地制造调质度不同的原板。
N：其含量如超过0.015wt％，与C的情况一样钢板过度硬化，同时再结晶温度上升，使退火温度高温化。另外，由于不到0.001wt％，会引起炼钢成本增大，因此限定在0.001～0.015wt％。
Si、Mn、P、S、可溶性Al等元素的含量没有特别地限定，可在普通罐用表面处理钢板使用的低碳铝镇静钢中所含的范围内。另外，按照需要可添加B、Nb等碳氮化物形成元素。
一般，罐用表面处理钢板是将这样成分的低碳铝镇静钢制成板坯，接着将该板坯热轧，酸洗后冷轧并经退火工序来制造的。在本发明中，对CAL退火前的制造条件没有特别的限制，可为通常进行的制造条件，即，热轧以1050～1250℃的板坯加热温度，830～900℃的加工温度，500～700℃的卷取温度来进行。冷却轧可以80～95％的压下率来进行。另外，也适用不经过加热炉将钢坯直接轧制(HDR)或插入热片(HCR)的方法。
这时，关于卷取温度，制造调质度T1～T3的原板时，如不到600℃，碳化物和AlN变细小，由于其析出量也减少，钢板易于硬化，如超过700℃，酸洗性恶化，因此希望于600～700℃进行。制造调质度T4～T6的原板时，如不到520℃，钢板过度硬化，如超过600℃，易于软化，因此希望于520～620℃进行。
按照CAL以加热、均热、一次冷却、过时效、最终冷却的热循环将冷轧后的钢板退火，根据所希望的调质度改变均热温度，其后，热循环不随调质度而变，保持大致一定，以超过100℃/sec，不到300℃的平均冷却速度一次冷却到350～480℃后，进行不再加热的过时效处理，这是本发明的发明点。仅改变均热温度而改变调质度，而且在过时效处理时不进行再加热，使用小型廉价的单一CAL设备，可不降低生产率和合格率稳定地分别制造从软质材到硬质材的全范围调质度的原板。在此，不进行再加热的过时效处理，是指在一次冷却终点温度以上不进行积极的加热处理，而在钢板保温的程度的处理，实际上在CAL的过时效带设置了小规模的加热装置，作为平常使用状态来进行。
这时，一次冷却的平均冷却速度超过100℃/sec，不到300℃/sec的理由是：100℃/sec以下不能充分发挥淬火效果，过时效处理前的C过饱和度不足，制造软质材困难，同时，冷却速度小有变动，硬质材的材质就有大偏差，而如为300℃/sec以上就需要冷却能力大的冷却设备，使设备费增大。
另外，一次冷却的终点温度为350～480℃的理由是：在过时效处理不进行再加热的本发明的热循环中，如不到350℃，C的扩散不完全，如超过480℃，C的过饱和度不足，利用过时效处理谋求充分软质化困难，从而不能分别制造从软质材到硬质材的全范围调质度的原板。
还有，本发明中的一次冷却的冷却方法可为在上述范围内控制冷却速度的气流冷却、汽水冷却、辊式冷却等各种方法，从冷却能力，冷却的稳定性、制造成本、钢板表面质量等方面看，气流冷却是最希望的。
在制造调质度T1～T3的原板时，CAL的均热温度，如不到660℃，不能谋求充分的软质化，如超过780℃，必需的高温加热用的加热装置引起设备费的增大和制造成本的增加，因此希望在660～780℃制造。制造调质度T4～T6的原板时，如不到600℃，残余未再结晶组织生加工性降低或产生材质的偏差，如超过730℃，钢板软化，得到所希望的调质度变得困难，因此600～730℃是所希望的。
另外，均热时间，如不到5秒钟，晶粒生长不完全，易变成混合晶粒组织，材质的偏差变大，因此希望确保5秒钟以上。可是，均热时间长到必需以上时，材质的稳定性饱和，同时炉体需要变大，则引起设备费和制造成本增大，均热时间为20秒钟程度以下是所希望的。
过时效处理时间，如在60秒以上，需要又长又大的过时效带，引起设备费的增大和制造成本的增加，因此不到60秒是所希望的。
过时效处理后的最终冷却的开始温度，如不到300℃，C的扩散不完全，如超过400℃，C的过饱和度不足，利用过时效处理谋求完全软质化困难，故300～400℃是所希望的。另外，根据同样的理由，过时效处理的入口与出口的温度差，即一次冷却终点温度与最终冷却开始温度之差为100℃以下是更希望的。
最终冷却后的调质轧制的延伸率，如不到1.0％，得到规定的表面光洁度、平坦度、耐时效性困难，如为3.0％以上，不但加工性恶化，而且确保良好板厚分布和平坦度的辊径变小和润滑条件的变化等成为必要，因此1.0％以上，不到3.0％是所希望的。
按照本发明方法制造的罐用表面处理钢板的原板被用作在ETL或TFS线路等上施行表面处理的罐用表面处理钢板，也适用作镀Ni钢板的原板等的其它罐用表面处理钢板的原板。
还有，按照JISG 3303调质度T3和T4在58≤HR30T≤60的范围内硬度重复，在本发明方法中调质度T1～T3以HR30T＜59，调质度T4～T6以HR30T≥59来区分。
实施例
将表1所示成分组成的低碳铝镇静钢A～T用转炉熔炼后，连续铸造并将得到的板坯热轧，酸洗后，冷轧至板厚0.20mm。热轧时板坯加热温度为1150～1230℃，加工温度为860～900℃，卷取温度按照表2和表3所示变化。冷轧后，以表2和表3所示条件按CAL退火后，进行调质轧制来制造钢板NO.1～22。其中，退火后二次轧制的NO.5和CAL的均热温度低的NO.17为比较例，其它全部是发明例。
然后，进行制成钢板的组织观察，HR30T硬度测定，同时进行拉伸试验并测定断裂延伸率EL。
结果示于表2和表3。
在本发明例中，如使用C含量0.05wt％以下的钢A～G，可稳定地制造调质度T3以下的软质材，另外，如使用C含量0.03～0.1wt％的钢F～J，可稳定地制造调质度T4以上的硬质材。另外，EL都高，加工性都优越。
另一方面，二次轧制的比较例NO.5和CAL的均热温度低并残余未再结晶组织的NO.17，EL显著低，加工性差。
表1
(wt％) 钢符号 C Si Mn P S 可溶性Al N Nb B A 0.0024 0.01 0.15 0.01 0.009 0.055 0.0024 — — B 0.0021 0.01 0.25 0.01 0.008 0.050 0.0022 0.021 — C 0.0018 0.01 0.35 0.01 0.010 0.060 0.0020 — 0.0011 D 0.02 0.01 0.15 0.01 0.011 0.070 0.0018 — — E 0.02 0.01 0.25 0.01 0.012 0.052 0.0026 — — F 0.04 0.01 0.15 0.01 0.010 0.062 0.0028 — — G 0.04 0.01 0.50 0.01 0.012 0.043 0.0098 — — H 0.05 0.01 0.25 0.01 0.015 0.046 0.0125 — — I 0.07 0.01 0.55 0.01 0.015 0.051 0.0057 — — J 0.09 0.01 0.30 0.01 0.015 0.048 0.0035 — —
表2 No. 钢 种 *1 热轧卷 取温度 (℃) 连续退火条件 调质轧制 延伸率 (％)*5 组 织 *2 硬度 HR30T 调质度 EL *3区别*4 均热温 度(℃) 均热时 间(s)平均一次冷却速度(℃/s)一次冷却终点温度(℃)过时效时间(s)最终冷却开始温度(℃) 1 A 640 700 10 200 400 15 350 1.2 ○ 49 T1 ○发 2 A 600 660 10 200 400 15 350 2.5 ○ 52 T2 ○发 3 B 680 770 10 200 430 10 400 1.5 ○ 50 T1 ○发 4 B 620 750 10 200 430 10 400 2.8 ○ 54 T2.5 ○发 5 B 620 750 10 200 430 10 400 20 ○ 63 T4～T5 × 比 6 C 680 700 15 200 430 15 380 1.5 ○ 49 T1 ○发 7 C 600 670 15 200 430 15 380 2.5 ○ 55 T2.5 ○发 8 D 700 730 20 250 410 20 390 1.2 ○ 50 T1 ○发 9 D 640 700 20 250 410 20 390 1.5 ○ 53 T2 ○发 10 E 680 720 15 200 400 20 400 1.5 ○ 51 T1 ○发 11 E 620 680 15 200 400 15 400 1.5 ○ 54 T2 ○发*1 表1中记载的钢符号*2 ○：再结晶组织 ×：残余未再结晶组织*3 ○：EL≥20％ ×：EL＜20％*4 发：本发明例 比：比较例*5 No.5中为二次轧制压下率
表3 No. 钢 种 *1 热轧卷 取温度 (℃) 连续退火条件 调质轧制 延伸率 (％)*5 组 织 *2 硬度 HR30T 调质度 EL *3区别*4均热温度(℃)均热时间(s)平均一次冷却速度(℃/s)一次冷却终点温度(℃)过时效时间(s)最终冷却开始温度(℃) 12 E 620 660 15 200 400 10 400 2.0 ○ 56 T2.5 ○发 13 F 700 700 15 200 420 40 370 1.2 ○ 53 T2 ○发 14 F 660 680 15 200 420 30 380 1.5 ○ 55 T2.5 ○发 15 F 620 660 10 200 420 20 390 1.8 ○ 57 T3 ○发 16 F 560 630 10 200 420 10 400 2.0 ○ 60 T4 ○发 17 F 620 580 10 200 420 10 400 2.0 × 68 T6 ×比 18 G 620 680 30 200 430 10 380 1.5 ○ 59 T4 ○发 19 G 560 630 10 200 430 10 380 1.5 ○ 63 T4～T5 ○发 20 H 540 630 10 200 430 10 400 1.5 ○ 66 T5 ○发 21 I 540 630 10 200 430 10 400 1.5 ○ 65 T5 ○发 22 J 540 630 10 250 430 10 400 1.5 ○ 69 T6 ○发*1 表1中记载的钢符号*2 ○：再结晶组织 ×残余未再结晶组织*3 ○：EL≥20％ ×：EL＜20％*4 发：本发明例 比：比较例