JP2007002297A

JP2007002297A - 電縫鋼管の溶融金属めっき方法

Info

Publication number: JP2007002297A
Application number: JP2005183708A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Masuko; 守増子
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】本発明は、めっき付着量が多い厚めっきをオンラインで迅速に実施できるばかりでなく、めっき層の厚みを均一にする電縫鋼管の溶融亜鉛めっき方法を提供することを目的としている。
【解決手段】電縫鋼管の製造ラインに、多段に配置され、シームを溶接した鋼管を最終製品サイズにまで絞り圧延するサイザー圧延機の下流にめっき槽を設け、絞り圧延後の鋼管に溶融金属めっきを施す方法を改良した。その内容は、前記サイザー圧延機の最終段又は該最終段及びその前段の２基のロールスタンドに、表面突起付きのロールを配設して前記鋼管を絞り圧延し、該鋼管の外表面に微細な圧痕を形成してから、前記めっき槽に浸漬するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電縫鋼管の溶融金属めっき方法に係わり、特に、電縫鋼管の外面に溶融亜鉛めっきを厚く、且つ均一に付着させる技術に関する。

一般に、空気、ＬＮＧ等のガスや水道、下水等の水を輸送する配管には、電縫鋼管が使用されている。この電縫鋼管は、図１に示すように、素材としての熱延又は冷延鋼帯１を連続的に走行させ、成形ロール群２で幅方向に丸めて円筒状に成形し、付き合わせた両端部を誘導コイル３で加熱してからスクイズロール４で圧接する所謂「電気抵抗溶接」にて溶接した後、サイザー５なる多段の絞り圧延機で最終製品サイズに調整することで製造される。そして、上記配管のように、耐食性が望まれる用途には、該電縫鋼管をサイザー５の下流に設けられ、溶融亜鉛を保持しためっき槽６へ浸漬し、外内面に溶融亜鉛めっきを施した電縫鋼管としてユーザーに出荷されている。

ところで、溶融亜鉛めっきを施した電縫鋼管には、用途によって「めっき付着量」に規格があり、例えば、水道用配管には６００ｇ／ｍ²という規定がある。また、ガス用配管には、付着量の規定はないものの、めっき種類ＨＤＺ５５（付着量：５５０ｇ／ｍ²以上）の用途もある。しかしながら、電縫鋼管の表面は平滑であるため、このような５５０ｇ／ｍ²以上のめっき付着量（厚めっき）を確保するのは、かなり困難である。

そこで、付着量の確保のため、従来より、下記のような対策が実施されている。
（イ）ウェザリング：めっき前の電縫鋼管を屋外に適当な時間放置し、錆びさせて表面を凸凹にする。
（ロ）ショットブラスト：めっき前の電縫鋼管の外面に無数の鋼球を直接噴射し、表面に凹凸をつける。
（ハ）素材の鋼組成：鋼材のＳｉ含有量をおおよそ０．２０質量％にして、溶融亜鉛がＦｅ−Ｚｎ合金層を適度に成長させる。

しかしながら、上記「ウエザリング」は、めっきを施すまでに、電縫鋼管をオフラインで長時間放置する必要があって余分な工程の追加になるばかりでなく、生産速度が遅くなるので、納期が短いものには採用できない。また、めっき品質が天候に左右され、品質が安定した製品になり難い。さらに、ショットブラストも、工程追加であると共に、作業コストが高いという問題がある。加えて、鋼材（鋼帯）のＳｉ含有量を０．２０質量％にした場合、めっき槽から引き上げて余分に付着した溶融亜鉛のたれを切るが、その際徐冷されると、「めっき焼け」と称して表面が灰色や黒くなる。つまり、外観が悪くなるという別の問題も発生する。

本発明は、かかる事情に鑑み、めっき付着量が多い厚めっきをオンラインで迅速に実施できるばかりでなく、めっき層の厚みを均一にする電縫鋼管の溶融亜鉛めっき方法を提供することを目的としている。

発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。

すなわち、本発明は、電縫鋼管の製造ラインに、多段に配置され、シームを溶接した鋼管を最終製品サイズにまで絞り圧延するサイザー圧延機の下流にめっき槽を設け、絞り圧延後の鋼管に溶融金属めっきを施すに際して、前記サイザー圧延機の最終段又は該最終段及びその前段の２基のロールスタンドに、表面突起付きのロールを配設して前記鋼管を絞り圧延し、該鋼管の外表面に微細な圧痕を形成してから、前記めっき槽に浸漬することを特徴とする電縫鋼管の溶融金属めっき方法である。

この場合、前記圧痕の深さを０．０２〜０．３ｍｍとすると共に、平断面視での大きさを、円形の場合：０．３ｍｍφ以下、角形の場合：０．３ｍｍ角以下としたり、あるいは前記圧痕の全面積を、前記鋼管の外表面の全面積に対して３０〜１００％とするのが良い。また、前記溶融金属が溶融亜鉛であるのが好ましい。

本発明によれば、電縫鋼管の表面への凹凸付与をオンラインで迅速に実施できるので、素材成分に関わりなく、安価な表面加工が可能となるばかりでなく、めっき層の厚みを均一にして安定した溶融金属めっきができるようになる。

以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。

まず、発明者は、従来のめっき方法を見直し、めっきの付着量を増大するために、電縫鋼管の表面に微細な凹凸（ディンプルともいう）を形成することに異存はないと結論した。凹凸の形成で、鋼管の表面積が増え、めっきの付着量が確実に増加するからである。また、ディンプルには加工歪が残留するため、溶融亜鉛めっきを施した際にＦｅ−Ｚｎ合金層の成長が大きくなり、これによってもめっきの付着量が増加するからである。

しかしながら、従来の方法では、前記したように、電縫鋼管をめっき槽に浸漬するまでに余分な時間がかかり過ぎて生産性を低くしたり、処理コストを高めていることに着眼した。そして、この問題を解消するには、対策を電縫鋼管の製造ライン上で行う必要があると考え、前記凹凸を形成する手段及び位置について検討した。

その結果、凹凸形成の手段については、設置スペース、設置費用、操業方法の変更等の観点より既存の設備を利用するのが好ましいこと、及び位置については、できるだけ製造ラインの下流側が望ましいとの結論に至り、造管終了後に鋼管の寸法を調整するサイザーの利用を想到した。サイザーであれば、多段に配設されたロールスタンドの後段側で突起付きロールを用いて鋼管に軽圧下を加え、鋼管の表面に所謂「転写」でディンプル加工を施しても、鋼管自体の最終寸法に影響を与えることがないと考えたのである。

従って、本発明は、電縫鋼管の製造ライン上にある前記サイザー圧延機の最終段又は該最終段及びその前段の２基のロールスタンドに、表面突起付きのロールを配設して前記鋼管を絞り圧延し、該鋼管の外表面に微細な圧痕を形成してから、前記めっき槽に浸漬することを要件とする溶融金属めっき方法である。この場合、前記圧痕の深さを０．０２〜０．３ｍｍとすると共に、平断面視での大きさを、円形の場合：０．３ｍｍφ以下、角形の場合：０．３ｍｍ角以下とするのが良い。圧痕の深さを０．０２〜０．３ｍｍとしたり、平断面の大きさを上記のように制限したのは、凹凸が小さ過ぎるると表面積の増大に寄与せず、めっき付着量の増加効果が明確でなく、大き過ぎると前記効果が飽和し、加工が無駄になるからである。

また、本発明では、前記圧痕の全面積を、前記鋼管の外表面の全面積に対して３０〜１００％とするのが良い。３０％未満では、めっき付着量の増加効果が小さいので、このように限定するのが好ましい。

さらに、本発明では、ロールの圧下量を特に限定するものではない。造管後の鋼管に対して通常の絞り圧延を行う際に、最終段又は２段前のロールスタンドで選択する圧下量で十分だからである。

なお、本発明では、表面突起付きのロールの種類や製造方法については何ら制限を設けるものではない。サイザーのロールスタンドに組み込まれ、造管後の鋼管を絞り圧延できるものであれば、いかなる材質、形状でも良いからである。また、ロール表面の突起も、ロールの鋳造時に形成したり、ロールに突起付きのスリーブを被せて形成しても良い。また、ロールの表面にレーザー照射するダル加工で形成したり、ショット・ブラストて形成しても良い。

また、本発明が対象とする電縫鋼管は、溶融金属めっきを施して使用するものであればいかなる鋼種及び形状であっても良い。通常は、炭素鋼で、サイズは外径２１．７〜６６０．４ｍｍφ×肉厚２．８〜２５．０ｍｍ程度のものが多い。

さらに、本発明が対象とする溶融金属めっきは、溶融亜鉛めっきであることが好ましいが、特にそれに限る必要もない。ニッケル等、亜鉛以外の金属、合金であっても本発明に係るめっき方法を利用できるからである。

図１に示した電報鋼管の製造ラインに設けたサイザーの最終段ロールスタンドに、表面突起付きのロールを組み込み、電縫鋼管を製造した。該電縫鋼管は、鋼種が炭素鋼（規格：ＳＧＰ）で、サイズは外径１６５．２ｍｍ×肉厚５．０ｍｍのものである。組み込んだロールは、鋳鋼製で、その鋳込みに際して表面に高さ０．１ｍｍ×直径０．３ｍｍの突起を形成する鋳型を利用して製作したものである。前記最終段ロールスタンドでは、最終的な絞り圧延が施され、表面に凹凸が形成された電縫鋼管になった。なお、ロールの表面に形成された各凹部の大きさは、平均で深さ０．０５ｍｍ、直径０．２６ｍｍφであり、その面積率は、１００％であった。引き続き、その電縫鋼管は、組成のうち特にＳｉが０．０２０質量％以下で、温度４６０℃の溶融亜鉛めっき液を保持しためっき槽内に１分間浸漬した後、引き上げて余分なめっき液を自然落下で除去した。

めっき付着量は、外面の付着量をＪＩＳＨ０４０１（間接法）によって測定したが、従来のめっき方法（原管に通常の前処理<脱脂―酸洗―フラックス処理）を行い、溶融亜鉛めっきを施したもの）では、各鋼管の平均値で４３０ｇ／ｍ²しか付着していなかったものが、本発明によれば６２０ｇ／ｍ²にアップしていた。つまり、５５０ｇ／ｍ²以上という規格を十分に満足する鋼管が、オンラインで、めっき層の厚みを均一にして、且つ迅速に製造できた。

電縫鋼管の製造ライン（工程）の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１熱延又は冷延鋼帯
２成形ロール群
３誘導コイル
４スクイズロール
５サイザー
６めっき槽
７切断機
８水冷装置
９アニラー（焼鈍装置）

Claims

電縫鋼管の製造ラインに、多段に配置され、シームを溶接した鋼管を最終製品サイズにまで絞り圧延するサイザー圧延機の下流にめっき槽を設け、絞り圧延後の鋼管に溶融金属めっきを施すに際して、
前記サイザー圧延機の最終段又は該最終段及びその前段の２基のロールスタンドに、表面突起付きのロールを配設して前記鋼管を絞り圧延し、該鋼管の外表面に微細な圧痕を形成してから、前記めっき槽に浸漬することを特徴とする電縫鋼管の溶融金属めっき方法。
前記圧痕の深さを０．０２〜０．３ｍｍとすると共に、平断面視での大きさを、円形の場合：０．３ｍｍφ以下、角形の場合：０．３ｍｍ角以下とすることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の溶融金属めっき方法。
前記圧痕の全面積を、前記鋼管の外表面の全面積に対して３０〜１００％とすることを特徴とする請求項１又は２記載の電縫鋼管の溶融金属めっき方法。
前記溶融金属が溶融亜鉛であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電縫鋼管の溶融金属めっき方法。