JPH0762213B2 - 塗膜密着性に優れた熱延ｈ形鋼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱間圧延のままで用いられる建築用Ｈ形鋼に関
し、特に塗装密着性に優れたＨ形鋼に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に圧延Ｈ形鋼はブレークダウン圧延機、粗ユニバー
サル圧延機、エッジャー圧延機及び仕上ユニバーサル圧
延機によって所定形状に圧延され、冷却床で自然冷却
後、ローラ矯正機又はプレス矯正機で矯正される。

その後、最終構造物に使用される過程において、穴あ
け、溶接及び塗装等の加工を受ける。塗装して使用する
場合、ゴバン目テストや塩水噴霧テストにより耐食性、
耐久性を評価している。

しかし、従来の圧延Ｈ形鋼では、スケール面上に塗装し
て使用する場合、ゴバン目テストや塩水噴霧テストによ
る評価が低く、塗装して実際に建物に使用されると美観
上に問題があった。

これは従来の圧延Ｈ形鋼は、スケールと地鉄界面にファ
イヤライト層が生成し、熱間でのスケールの剥離を不利
にし、そのため、熱間圧延後のＨ形鋼の表面スケールは
厚さが厚くなる。そのうえ、常温におけるスケールの剥
離性を容易にするファイヤライト、FeS等の界面物質を
残存したままであり、スケールの地鉄への密着性が弱い
ためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題点を解消し、塗膜密着性に優れた
Ｈ形鋼を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため鋭意研究し、特定成分系の鋼
を用いて熱間圧延し、スケール厚さ及び表面粗度を適正
な範囲に調整したＨ系鋼が、スケール面上に塗装した塗
膜の密着性に優れていることを見出し本発明を構成し
た。すなわち、本発明は、素材として、 C:0.05〜0.20重量％、 Si:0.05重量％以下、 Mn:0.20〜1.50重量％、 S:0.015重量％以下、 Al:0.005〜0.060重量％ を含有し、あるいはさらに Cr:0.05〜1.00重量％ を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなる鋼を用
いて熱間圧延し、冷却後のスケール厚さが20μｍ以下で
表面粗度（Rz）が10〜40μｍであることを特徴とする塗
膜密着性の優れたＨ形鋼である。

〔作用〕

次に、本発明の限定理由について説明する。

Ｃは強度を確保するために添加するが、41〜52kgf/mm²
程度の強度を得るために0.05重量％以上を必要とする
が、多量に添加すると溶接性を劣化させるので0.20重量
％を上限とする。

Siは脱酸及び強度付与のために有効な元素であるが、加
熱中にスケールと地鉄の界面にファイヤライトを生じる
ため、熱間圧延中あるいは熱間でのデスケーリングによ
るスケールの剥離性を劣化させ、また、冷却後はかえっ
て剥離性を大きくする元素なので、0.05重量％以下にす
る必要がある。

Mnは強度、靭性を付与するのに必要な元素であり、か
つ、硫化物MnSを形成し、熱間で FeS＋Mn→MnS＋Fe の反応を進行させることにより、鋼材の表面及び鋼中で
のFeSの生成量と残存量を減少させる。そのためには0.2
0重量％以上を必要とするが、1.50重量％以上では溶接
性及び機械加工性を低下させるので1.50％を上限とす
る。

Ｓはスケールと地鉄の界面にFeSを形成し、熱間のスケ
ール成長を助長して、スケール量を増加させることによ
りスケールの密着性を劣化させるので0.015重量％以下
とする。

Alは脱酸剤として有効な元素であり、Si量を制限した本
発明鋼の場合、表面欠陥および内部欠陥を防止するため
に必要な元素であり、そのために0.005〜0.060重量％と
する。

Crはスケールの生長抑制に有効な元素であり、また、ス
ケールと地鉄の界面にCr酸化物として存在することによ
ってスケールの密着性を向上させる。そのために0.05重
量％以上を必要とするが、多量に添加すると製造コスト
が高くなり経済性を失うので、1.00重量％を上限として
必要に応じて添加する。

スケール厚さと表面粗度は良好なスケール密着性と塗装
後の耐食性を得るために適正範囲がある。スケール厚さ
が厚くなると、塑性変形能が低下するため冷却後の矯正
工程においてクラックが入りやすく、剥離や脱落を生じ
る。また、塗装工程における化成処理において皮膜生成
量が不足し、塗装後の耐食性の低下をもたらす。このた
めスケール厚さは20μｍ以下にする必要がある。スケー
ル厚さ制御は圧延パス間及び仕上圧延前のデスケーリン
グ回数及びデスケーリング水圧の調節により行うことが
できる。

表面粗度はスケールの密着性と強い相関関係がある。密
着性は表面粗度（Rz）が大きくなるにつれて上昇し、ゴ
バン目テストで100/100を得るにはRzが10μｍ以上であ
ることが必要である。塗装して使用する場合、Rzが40μ
ｍを越えると塗膜の厚い部分と薄い部分ができることと
なり、圧延Ｈ形鋼を塗装後使用する際、この薄い部分か
ら劣化が始まり、錆の発生が早くなる。従って、薄い塗
膜の部分を通しての錆発生が多くなる。この表面粗度
は、ユニバーサル圧延機のロール粗度の調整により得る
ことができる。

したがって、スケールの密着性を確保し、塗装後の耐食
性を発揮させるために、スケール厚さは20μｍ以下でRz
は10〜40μｍの範囲にする必要があり、このことによ
り、従来技術では、スケール厚さが10μｍを越えるとス
ケール密着性が劣化していたが、本願では、スケール密
着性を劣化しない範囲ででスケール厚さを20μｍ以下と
することが可能となった。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例について説明する。

第１表に供試材の化学成分を示す。供試材Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄは本発明鋼、Ｅ、Ｆは従来鋼である。

各供試材を用いて、200×150×3.2×4.5mmのＨ形鋼にデ
スケーリング条件及びロール表面粗度を調整して熱間圧
延し、その後放冷した。各供試材製品のフランジより採
取した試験片に化成処理−カチオン電着塗装を行い、塗
膜の密着性を評価した。その結果を第２表に示す。

本発明の鋼を用いて、スケール厚さ及び表面粗度（Rz）
を本発明の範囲にすることにより（No.1〜６）、塗装密
着性に優れたＨ形鋼を得ることができることがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明法によれば、スケール厚さを従来
技術の２倍としても、スケール密着性は劣化せず剥離し
ないようになり、そのためスケール面上に塗装した塗膜
の密着性が優れた経済的なＨ形鋼を得ることができ、こ
れを建築用に広く適用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 隆文 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 河野 幹夫 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平１−159348（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】C:0.05〜0.20重量％ Si:0.05重量％以下、 Mn:0.20〜1.50重量％、 S:0.015重量％以下、 Al:0.005〜0.060重量％ を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、熱間
   圧延冷却後のスケール厚さが20μｍ以下、表面粗度（R
   z）が10〜40μｍであることを特徴とする塗膜密着性に
   優れた熱延Ｈ形鋼。
2. 【請求項２】上記鋼成分にさらに、 Cr:0.05〜1.00重量％ を含有したことを特徴とする請求項１記載の塗膜密着性
   に優れた熱延Ｈ形鋼。