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JPH06279865A - ほうろう用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

ほうろう用冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number
JPH06279865A
JPH06279865A JP6986593A JP6986593A JPH06279865A JP H06279865 A JPH06279865 A JP H06279865A JP 6986593 A JP6986593 A JP 6986593A JP 6986593 A JP6986593 A JP 6986593A JP H06279865 A JPH06279865 A JP H06279865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
steel
temperature
content
steel sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6986593A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotatsu Kojima
啓達 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP6986593A priority Critical patent/JPH06279865A/ja
Publication of JPH06279865A publication Critical patent/JPH06279865A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】優れたほうろう特性(耐爪飛び性、密着性な
ど)と加工性を兼ね備えた、ほうろう用冷延鋼板の製造
方法の提供。 【構成】重量%で、C:0.0050%以下、Mn: 0.1〜0.5
%、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、O(酸素):
0.010〜0.040 %を含有し、残部がFeおよび不純物(特
に、Nは0.0050%以下)からなる組成の鋼を、1150℃以
下の温度に加熱し、 Ar3変態点以上で熱間圧延した後、
酸洗し、圧下率が75〜90%の冷間圧延を施し、再結晶温
度以上 Ac3以下の温度で脱炭脱窒焼鈍する。前記の素材
鋼として、さらに、下記 (1)式を満たす0.02〜0.1 %C
u、および/または0.0003〜0.0060%Bを含有させた鋼
を用いれば、ほうろう密着性および/または加工性を一
層高めることができる。 1.5 ≦Cu (%) /P (%) ≦ 5.0 ・・・ (1)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れたほうろう特性
(耐爪飛び性、密着性など)と加工性を兼ね備えた、ほ
うろう用冷延鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ほうろう製品は、耐食性、耐薬品性、耐
熱性や耐摩耗性に優れているため、化学機器、厨房機
器、衛生機器、建材等、幅広く利用されている。
【0003】ほうろう製品の素材として用いられる鋼板
は、加工性のみでなく、ほうろう掛けを行った時に欠陥
のないほうろう被覆を行い得るほうろう性にも優れてい
ることが要求されており、この要求を満足する鋼種とし
て、従来、リムド鋼が使用されてきた。しかし、今日、
連続鋳造の比率が高まっており、連続鋳造が不可能なリ
ムド鋼は製造工程の合理化の妨げとなるので、連続鋳造
が可能なほうろう用鋼板の製造方法の確立が望まれてい
る。
【0004】このような要請を満たす鋼の一つに、製鋼
脱炭によりCの含有量を低下させ、リミングアクション
を抑制して連続鋳造を可能にした未脱酸キルド鋼(高酸
素鋼)がある。しかし、この未脱酸キルド鋼は、全伸び
(EL)が小さく、r値、特に圧延方向に対して45°の
方向のr値が低く、加工性に乏しいので、加工段階で複
雑な成形を受ける製品の素材には適用できなかった。
【0005】未脱酸キルド鋼が有するこの問題を解決す
るために、次にあげるいくつかの技術が提案されてき
た。例えば、特開昭59−35657 号公報には、伸び(E
L)を高め、r値の異方性を減少させるためにNbを添加
して固溶Cを固定するほうろう用冷延鋼板が開示されて
いる。しかし、Nbは酸素との親和力がTi等に比べて小さ
いとはいえ、未脱酸キルド鋼のような酸素含有量の高い
鋼中では酸化物となるNbが多いので、適正量を添加する
ことが困難であり、また、Nbを添加するので製造コスト
が上昇する。
【0006】特開昭59−35631 号公報には、冷間圧延を
80〜90%の高圧下率で行うことによりr値の異方性を減
少させたほうろう用鋼板の製造方法が開示されている。
しかし、この方法によれば、圧延方向に対して45°方向
のr値は改善されるが、0°および90°方向の伸び(E
L)およびr値の向上は認められない。
【0007】また、特開昭62−270727号公報には、鋼中
のMn含有量を高めてMnO系介在物を増加させ、耐爪飛び
性を向上させたほうろう用鋼板を連続鋳造により製造す
る方法が開示されている。しかし、Sの含有量も高めて
いるため、伸び(EL)とr値の劣化は避けられない。
【0008】一方、未脱酸キルド鋼においては、酸化物
系の介在物が多量に存在し、水素分子のトラップサイト
となるため、一般に爪飛びが生じにくいと言われてい
る。しかし、この耐爪飛び性についても必ずしも十分で
はなく、さらに優れた耐爪飛び性を有する鋼が求められ
ている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、未脱酸
キルド鋼のほうろう性の改善について種々の研究、開発
がなされているにも関わらず、ほうろう性と加工性の両
方の性質を兼ね備えた鋼板は得られていない。そのた
め、特に優れたほうろう性が要求される1回掛けほうろ
う用鋼板としては未だリムド鋼板が使用され、良好な成
形性が要求される場合にはAlキルド脱炭鋼板が使用され
るなど、使い分けがなされているのが現状である。
【0010】本発明は、広範な用途に適用できる優れた
成形性とほうろう性を有する未脱酸キルド鋼の製造方法
を提供することを課題としてなされたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために未脱酸キルド鋼における成形性と析出
物の関係について研究を重ねた結果、一般に加工性が悪
い、Sを多量に添加した鋼板であっても、スラブの加熱
を1150℃以下の温度で行う低温スラブ加熱により伸び
(EL)およびr値が向上することを見いだした。すな
わち、耐爪飛び性を向上させるためにS含有量を高めて
も成形性を劣化させることなく、優れたほうろう性と加
工性を兼ね備えたほうろう用冷延鋼板を製造することが
可能である。
【0012】本発明は、この知見に基づいてなされたも
ので、下記〜のほうろう用冷延鋼板の製造方法を要
旨とする。
【0013】 重量%で、C:0.0050%以下、Mn:
0.1〜0.5 %、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、お
よびO: 0.010〜0.040 %を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物からなり、不純物中のNが0.0050%以下で
ある鋼を、1150℃以下の温度に加熱し、 Ar3変態点以上
の温度で熱間圧延した後、酸洗し、75〜90%の圧下率で
冷間圧延した後、再結晶温度以上 Ac3変態点以下の温度
でC含有量が0.0030%以下、N含有量が0.0020%以下に
なるように脱炭脱窒焼鈍することを特徴とするほうろう
用冷延鋼板の製造方法。
【0014】 前記の鋼が、さらに、重量%で、C
u:0.02〜0.1 %を含有し、かつ、下記(1)式を満足する
ものであるほうろう用冷延鋼板の製造方法。
【0015】 1.5 ≦Cu (%) /P (%) ≦ 5.0 ・・・ (1) 前記の鋼が、さらに、重量%で、B:0.0003〜0.
0060%を含有するものであるほうろう用冷延鋼板の製造
方法。
【0016】 前記の鋼が、さらに、重量%で、
B:0.0003〜0.0060%およびCu:0.02〜0.1 %を含有
し、かつ、下記 (1)式を満足するものであるほうろう用
冷延鋼板の製造方法。
【0017】 1.5 ≦Cu (%) /P (%) ≦ 5.0 ・・・ (1)
【0018】
【作用】以下に、本発明方法で用いる素材鋼を構成する
各成分の作用およびそれらの含有量を上記のように限定
する理由について説明する。なお、合金元素の「%」は
いずれも重量%を意味する。
【0019】C:素材鋼を連続鋳造する場合、鋼中のC
含有量が高いと鋳型内でリミングアクションを起こし、
鋳込みが難しくなり、また、鋳込み後のスラブの表面性
状が悪化する。したがって、素材鋼中のC含有量は 0.0
05%以下とする。
【0020】Mn:Mnは鋼の Ac3変態点を低下させる元素
であり、 0.5%を超えて含有させるとほうろう焼成時に
鋼の一部がオーステナイト変態して焼成歪が発生する。
一方、MnはMnSを形成して鋼片の熱間割れを抑制する作
用を有しているので、この作用を発揮させるため、ま
た、本発明方法ではMnSを水素のトラップサイトとして
利用するため、 0.1%以上含有させなければならない。
爪飛びはほうろう焼成時に鋼板中に侵入した水素が冷却
後にガスとなってほうろう層と地鉄の界面に集中するこ
とにより発生するのであるが、鋼板中に侵入した水素は
このMnSのまわりに生じるクラックにトラップされるた
め、冷却時にほうろう層と地鉄の界面に集中することが
なく、耐爪飛び性が向上する。したがって、Mn含有量は
0.1〜0.5 %に限定する。
【0021】P:Pは通常は不純物元素であるが、鋼板
の強度を高めるために適宜添加してもよい。また、Pは
ほうろう被覆の際の前処理(酸洗)時の酸洗減量に影響
を及ぼす元素であるので、ユーザーの酸洗条件に適した
酸洗減量とするために添加してもよい。しかし、いずれ
にしても 0.1%を超えて含有させると鋼が硬質化するの
で好ましくない。したがって、Pの含有量は 0.1%以下
に限定する。
【0022】S:Sも通常は不純物元素であるが、本発
明方法では素材鋼にSを積極的に添加する。SがMnとMn
Sを形成し、水素のトラップサイトとなって爪飛びの発
生を抑制する作用を発揮させるためには、その含有量が
0.01%以上であることが必要である。一般に、S含有量
の増加は延性を悪くすると言われているが、本発明方法
によれば延性の劣化は少ない。しかしながら、0.04%を
超えて含有させると爪飛び発生に対する抑制効果が小さ
くなり、鋼の延性が低下するので、Sの含有量は0.01〜
0.04%に限定する。
【0023】O:O(酸素)は鋼中に酸化物系の介在物
を増加させるが、この介在物が水素のトラップサイトと
なるので耐爪飛び性を向上させる作用も有しており、そ
のためには、少なくとも 0.010%を含有させることが必
要である。一方、 0.040%を超えて含有させると介在物
の増加に起因して成形性が劣化する。したがって、Oの
含有量は 0.010〜0.040 %に限定する。
【0024】前記のの発明で用いる素材鋼は上記の成
分の他、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼であ
る。不純物のうち、特にNは下記の範囲に抑えなければ
ならない。
【0025】N:本発明方法で用いる素材鋼中には、A
l、Ti等のNと結合する元素は含まれていないので、熱
延板中のNはすべて固溶Nとして存在する。固溶Nは深
絞り性を向上させる (111)集合組織の形成を阻害し、ま
た、後述する脱炭脱窒焼鈍後に残留する固溶Nは歪時効
の原因となるので、低いほど好ましい。したがって、N
の含有量は0.0050%以下に限定する。
【0026】の発明の素材鋼は、の発明の素材鋼の
成分に加えてCuを含有し、かつ、Cu(%)/P(%)の
比が 1.5〜5.0 の範囲に入るような組成を有する鋼であ
る。
【0027】また、の発明の素材鋼はの発明の素材
鋼の成分に加えてBを含有する鋼であり、の発明の素
材鋼はの発明の素材鋼の成分に加えてCu( Cu(%)/
P(%)の比が 1.5〜5.0 )とBを含有する鋼である。
【0028】Cu:CuはPと同様に酸洗減量に影響を及ぼ
し、酸洗減量を抑制する作用を有する元素である。しか
し、0.02%未満ではその効果はなく、Cu (%) /P
(%) の比の制御が困難になる。一方、 0.1%を超えて
含有させると製品コストの上昇を招き、またスクラップ
処理の際、Cu含有鋼として区別して取り扱わなければな
らず煩雑である。したがって、Cu含有量は0.02〜0.1 %
に限定する。
【0029】Cu/P:酸洗減量は、Cu (%) /P (%)
の比によってコントロールされる。この比が5.0を超え
ると酸洗に時間がかかり作業能率が低下する。逆に 1.5
より低いと過酸洗になりやすくなる。したがって、Cu
(%) /P (%) の比を 1.5〜5.0 に限定する。
【0030】B:Bは粒界に偏析して粒界を強化する元
素である。脱炭焼鈍により鋼中のC量が減少すると粒界
に偏析するCが不足し、二次加工脆性を起こしやすくな
る。そこで、厳しい加工を行う場合には、Bを添加する
ことが有用である。しかし、含有量が0.0003%未満では
効果が認められず、一方、0.0060%を超えて含有させて
もその効果は飽和する。したがって、Bの含有量は0.00
03〜0.0060%に限定する。
【0031】次に、上記の素材鋼を用いてほうろう用冷
延鋼板を製造する際に、製造条件を前記のように限定す
る理由について説明する。
【0032】本発明方法により製造される冷延鋼板では
MnSを水素のトラップサイトとして利用するため、Sを
積極的に添加している。このような高Sの鋼を通常の加
熱温度(1250℃)でスラブ加熱した後熱間圧延するとMn
Sが微細に析出するため延性が劣化し、r値が低下す
る。しかし、スラブ加熱を1150℃以下(好ましくは1100
℃以下)で行えば、スラブ加熱中にMnSが粗大化して析
出するため延性が向上し、r値が高くなる。
【0033】加熱後のスラブに対して熱間圧延を行う
が、 Ar3変態点より低い温度ではフェライト相が存在す
る状態で熱間圧延されるため結晶粒が粗大化するので好
ましくない。従って、 Ar3変態点以上の温度で熱間圧延
する。
【0034】熱間圧延後の酸洗は、通常用いられている
方法に準じて行う。
【0035】冷間圧延も通常の方法によって行えばよい
が、圧下率が75%よりも低い場合には、圧延方向に対し
て45°方向のr値が劣化する。一方、圧下率が90%を超
えると45°方向のr値を改善する効果は飽和し、また、
水素のトラップサイトとなるMnSや酸化物系介在物のま
わりのクラックが再び圧着されるので好ましくない。
【0036】従って、冷間圧延時の圧下率は75〜90%と
する。
【0037】本発明方法で製造される冷延鋼板はCやN
を固定するTi、Nb、Al等を含有していないので、固溶C
および固溶Nにより常温歪時効が引き起こされ、成形時
にストレッチャーストレインが発生するおそれがある。
従って、脱炭脱窒焼鈍を行うことが必要で、Cは0.0030
%以下、Nは0.0020%以下となるように脱炭脱窒する。
焼鈍は、再結晶温度以上 Ac3変態点以下で行う。 Ac3
態点を超えて加熱すると、集合組織の規則的な配列が失
われ、良好な深絞り性が得られない。一方、加熱温度が
再結晶温度未満では鋼が硬質のままであり、高い延性が
得られない。
【0038】焼鈍後、鋼板の降伏点伸びを除去するた
め、 0.2〜2.0 %の調質圧延を行ってもよい。また、硬
質の鋼板が必要な場合には、2%以上の調質圧延を行っ
てもよい。
【0039】
【実施例1】表1に示す化学組成を有する鋼を実験室で
溶製し、熱間鍛造したスラブを供試材とした。これらの
供試材を表2に示す加熱温度で30分加熱した後、仕上温
度920 ℃で熱間圧延を行い、強制空冷した後、巻取処理
を想定して 550℃で30分保持し、炉冷した。次いで酸洗
した後、表2に示す圧下率(冷圧率)で冷間圧延を行い
0.8mm厚の鋼板にした。これらの鋼板を炉中で 700℃ま
で加熱した後、炉内に湿水素ガスを流しながら10時間保
持し、引き続き乾水素ガスを流しながら10時間保持し、
次いで炉冷する脱炭脱窒焼鈍を行った後、伸び率 1.0%
の調質圧延を施した。
【0040】これらの鋼板について引張試験を行ってr
値を求め、さらに水素透過速度試験を行った。水素透過
速度は耐爪飛び性の指標となる値であり、水素透過速度
が1.5 ×106cm2/s以下であれば実用上爪飛びが生じない
ものと評価してよい。
【0041】降伏強度(YS)、引張強度(TS)およ
び伸び(EL)は圧延方向に対して0°、45°および90
°の各方向で測定し、下記 (2)式によってそれぞれの平
均値Xm を計算した。
【0042】 Xm =(X0 +2X45+X90)/4 ・・・(2) ただし、X0 、X45およびX90は、それぞれ圧延方向に
対して0°、45°および90°の各方向における降伏強度
(YS)、引張強度(TS)および伸び(EL)を表
す。
【0043】また、圧延方向に対して0°、45°および
90°の各方向で測定したr値の平均値rm 及びr値の異
方性Δrは下記 (3)式および (4)式により計算した。な
お、これらの式において、r0 、r45およびr90は、そ
れぞれ圧延方向に対して0°、45および90°の各方向に
おけるr値を表す。
【0044】 rm =(r0 +2r45+r90)/4 ・・・(3) △r=(r0 −2r45+r90)/2 ・・・(4) 試験結果を表2に示す。なお、この表に示したYS、T
SおよびELは、前記(2) 式で計算した平均値である。
【0045】この結果から明らかなように、本発明で定
める条件を満たす No.1〜3および6の鋼においては、
r値の平均はおよそ 2.0以上であり、r値の異方性(△
r)も小さく、加工性が良好である。これに対して、ス
ラブ加熱温度を本発明で定める範囲より高温にして製造
した No.4および5の鋼では、r値の平均が No.1〜3
および6の鋼より低かった。また、圧下率が本発明で定
める範囲より小さい No.7の鋼では、45°方向のr値が
低いため、r値の異方性(△r)が大きかった。
【0046】さらに、S含有量が本発明で定める範囲よ
り低い No.8の鋼では伸び、r値、Δrともに良好であ
ったが、水素透過速度が大きく、耐爪飛び性が劣る。一
方、S含有量が本発明で定める範囲を超える No.9の鋼
では水素透過速度は小さいが、伸びとr値が低かった。
また、O(酸素)含有量が本発明で定める範囲を超える
No.10の鋼でも水素透過速度は小さいが、伸びとr値が
低かった。
【0047】
【実施例2】表3に示す化学組成を有する鋼を実験室で
溶製し、熱間鍛造したスラブを供試材とし、実施例1と
同様の工程で冷延鋼板を作成した。但し、スラブ加熱温
度は1050℃、冷間圧延時の圧下率は85%とした。
【0048】これらの鋼板について実施例1と同様に引
張試験および水素透過速度試験を行い、さらに、酸洗減
量値を測定した。酸洗減量値の測定は、試験片を75℃の
13%H2SO4溶液中に5分間浸漬した後の片面単位面積当
たりの重量減少を求めることによって行った。酸洗減量
値が25〜65g/m2の範囲にある時、良好な密着性が得られ
る。
【0049】試験結果を表4に示す。本発明の条件を満
たす No.12〜14の鋼は適正な酸洗減量値を示し、かつr
値、Δrおよび水素透過速度も良好であった。これに対
して、Cu(%)/P(%)の比が本発明で定める範囲よ
り低い No.11の鋼では過酸洗であり、逆にCu(%)/P
(%)の比が本発明で定める範囲を超える No.15の鋼で
は酸洗減量値が小さく、いずれも密着性に問題があると
判断された。
【0050】
【実施例3】表5に示す化学組成を有する鋼を実験室で
溶製し、熱間鍛造したスラブを供試材とし、実施例1と
同様の工程で冷延鋼板を作成した。但し、スラブ加熱温
度は1050℃、冷間圧延時の圧下率は85%とした。
【0051】これらの鋼板について実施例1と同様に引
張試験および水素透過速度試験を行い、さらに、酸洗減
量値と脆性遷移温度を測定した。酸洗減量値の測定は、
実施例2と同様に行い、脆性遷移温度の測定は、試験片
をカップに絞った後、落重試験を行って求めた。
【0052】試験結果を表6に示す。本発明の条件を満
たす No.17〜19の鋼は、r値、水素透過速度、酸洗減量
のいずれも良好であり、B含有量の少ない No.16の鋼と
比べて脆性遷移温度もかなり低い。
【0053】
【表1】
【0054】
【表2】
【0055】
【表3】
【0056】
【表4】
【0057】
【表5】
【0058】
【表6】
【0059】
【発明の効果】本発明方法によれば、優れた成形性とほ
うろう性を兼ね備えたほうろう用冷延鋼板を安価に製造
することが可能である。この鋼板は苛酷な加工を受ける
製品にも適用することができ、2回掛けはもちろん1回
掛けほうろう処理を行う場合でも欠陥のないほうろう層
を形成することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C:0.0050%以下、Mn: 0.1〜
    0.5 %、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、および
    O: 0.010〜0.040 %を含有し、残部がFeおよび不可避
    的不純物からなり、不純物中のNが0.0050%以下である
    鋼を、1150℃以下の温度に加熱し、 Ar3変態点以上の温
    度で熱間圧延した後、酸洗し、75〜90%の圧下率で冷間
    圧延した後、再結晶温度以上 Ac3変態点以下の温度でC
    含有量が0.0030%以下、N含有量が0.0020%以下になる
    ように脱炭脱窒焼鈍することを特徴とするほうろう用冷
    延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】重量%で、C:0.0050%以下、Mn: 0.1〜
    0.5 %、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、O: 0.0
    10〜0.040 %およびCu:0.02〜0.1 %を含有し、さら
    に、下記 (1)式を満足し、残部がFeおよび不可避的不純
    物からなり、不純物中のNが0.0050%以下である鋼を、
    1150℃以下の温度に加熱し、 Ar3変態点以上の温度で熱
    間圧延した後、酸洗し、75〜90%の圧下率で冷間圧延し
    た後、再結晶温度以上Ac3変態点以下の温度でC含有量
    が0.0030%以下、N含有量が0.0020%以下になるように
    脱炭脱窒焼鈍することを特徴とするほうろう用冷延鋼板
    の製造方法。 1.5 ≦Cu (%) /P (%) ≦ 5.0 ・・・ (1)
  3. 【請求項3】重量%で、C:0.0050%以下、Mn: 0.1〜
    0.5 %、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、O: 0.0
    10〜0.040 %およびB:0.0003〜0.0060%を含有し、残
    部がFeおよび不可避的不純物からなり、不純物中のNが
    0.0050%以下である鋼を、1150℃以下の温度に加熱し、
    Ar3変態点以上の温度で熱間圧延した後、酸洗し、75〜
    90%の圧下率で冷間圧延した後、再結晶温度以上 Ac3
    態点以下の温度でC含有量が0.0030%以下、N含有量が
    0.0020%以下になるように脱炭脱窒焼鈍することを特徴
    とするほうろう用冷延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】重量%で、C:0.0050%以下、Mn: 0.1〜
    0.5 %、P: 0.1%以下、S:0.01〜0.04%、O: 0.0
    10〜0.040 %、B:0.0003〜0.0060%およびCu:0.02〜
    0.1%を含有し、さらに、下記 (1)式を満足し、残部がF
    eおよび不可避的不純物からなり、不純物中のNが0.005
    0%以下である鋼を、1150℃以下の温度に加熱し、 Ar3
    変態点以上の温度で熱間圧延した後、酸洗し、75〜90%
    の圧下率で冷間圧延した後、再結晶温度以上 Ac3変態点
    以下の温度でC含有量が0.0030%以下、N含有量が0.00
    20%以下になるように脱炭脱窒焼鈍することを特徴とす
    るほうろう用冷延鋼板の製造方法。
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