JPH11246942A - 曲げ加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、曲げ加工性に優れた溶融亜鉛めっ
き鋼管を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：
０．０５％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：
０．０３％以下、Ｔｉ：０．０３％以下、残りＦｅ及び
不可避的不純物からなる鋼管の表面に溶融亜鉛めっきを
施した曲げ加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼管である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ加工性に優れ
た溶融亜鉛めっき鋼管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属めっき鋼管として、溶融亜鉛め
っき浴中に鋼管を浸漬して亜鉛めっきを施し、次いで冷
却して所定寸法長さに切断することが特開平５−１４８
６０７号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとき、方法に
よって製造された溶融亜鉛めっき鋼管は、主として電線
管として使用されるが、現場施行時に曲げ加工が施され
ることがある。この場合、ロールベンダー等の油圧によ
り曲げ加工方法と人手により治具を用いて曲げる方法が
あるが、何れにおいても曲げ加工時に材料（鋼管）が硬
く曲げ難いという問題がある。これは、溶融亜鉛めっき
後に鋼管を冷却（水冷）する際に鋼中のＣ、Ｎ等の元素
がフェライト結晶相中に過飽和に固溶され、その後の時
効硬化により材料が硬くなるためである。また、無理な
曲げにより座屈が発生することもあり、加工性等におい
て難点がある等の課題がある。本発明は、このような課
題を有利に解決するためなされたものであり、曲げ加工
性等に優れた溶融亜鉛めっき鋼管を提供することを目的
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：０．０５％
以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：０．０３％以
下、Ｔｉ：０．０３％以下、残りＦｅ及び不可避的不純
物からなる鋼管の表面に溶融亜鉛めっきを施したことを
特徴とする曲げ加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼管であ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】上記のごとき、鋼管組成の限定理
由を説明する。Ｃは、０．００１％未満であると、素材
の強度を確保することが困難になる。また、０．０２％
超になると、時効によりフェライト結晶相中から転位に
拡散するＣ量が多くなり、時効による硬化が大きく曲げ
加工性が低下し好ましくない。このようなことから０．
００１〜０．０２％の範囲とする。Ｓｉは、０．０５％
超になると、素材の強度大きく上昇し、曲げ加工性が劣
化する。従って、０．０５％以下とする。Ｍｎは、０．
０５％未満であると、素材の強度を確保することが困難
になる。また、０．３％超になると、素材の強度大きく
上昇し、曲げ加工性が劣化する。このようなことから
０．０５〜０．３％の範囲とする。Ｎｂは、０．０３％
超になると、細粒強化及び析出強化により素材の強度大
きく上昇し、曲げ加工性が劣化する。従って、０．０３
％以下の添加量とする。Ｔｉは、０．０３％超になる
と、素材の強度大きく上昇し、曲げ加工性が劣化する。
従って、０．０３％以下の添加量とする。このような組
成を有する鋼板（帯）を例えば、電縫鋼管設備によって
鋼管に加工して曲げ加工性（座屈性等）に優れた鋼管と
し、次いで次記のごとく溶融亜鉛めっきを施して耐食性
等を向上させるものである。

【０００６】しかして、溶融亜鉛めっきを施す方法とし
ては、例えば連続鋼管製造ラインから搬送される上記の
ごとき鋼管を切断することなく連続的に溶融亜鉛めっき
浴槽中へ浸漬通過させて鋼管外面に溶融亜鉛めっきを施
す。しかして、前記のごとく溶融亜鉛めっきに先立ち鋼
管を３２０〜６００℃に予熱（電気誘導加熱等）するも
のであるが、予熱温度が３２０℃未満であると、亜鉛め
っき浴中での鋼管の表面温度が亜鉛めっき層生成に必要
な温度に達せず好ましくない。また、６００℃超になる
と設備能力としての限度を越えることになり不利であ
る。

【０００７】このように鋼管を予熱して溶融亜鉛めっき
浴槽中を浸漬通過させるものであるが、その溶融亜鉛め
っき浴温度としては、亜鉛の融点が約４２０℃であるこ
とから流動性等を考慮して下限は４３０℃で十分であ
る。また、上限は４８０℃を越えると亜鉛の流動性が大
きくなり、厚付着量に安定して制御することが困難にな
り溶融亜鉛めっき鋼管の製品としての用途範囲が狭くな
り好ましくない。

【０００８】このような溶融亜鉛めっき浴槽中の鋼管の
浸漬通過時間としては、０．５秒未満であると鋼中への
亜鉛の拡散が十分でないため、めっき層の形成が困難に
なる。また、４００ｇ／ｍ² までのめっき付着量を得る
には８秒までの浸漬通過時間で十分である。従って、溶
融亜鉛めっき浴槽中の鋼管の浸漬通過時間としては、
０．５〜８．０秒とする。この様な鋼管の浸漬通過時間
の調整は、溶融亜鉛めっき浴槽の長さと通管速度によっ
て調整することができる。

【０００９】上記のごとく溶融亜鉛めっきを施した後、
溶融亜鉛めっき浴槽の出側でガス噴射ノズルからガスを
噴射して所定の亜鉛付着量に制御するものであるが、ガ
ス噴射ノズルとしては、鋼管全周へガスを噴射すること
からリング状のノズルに形成し、このノズルと鋼管との
間隙は、３．０ｍｍ未満になると鋼管が振動によってノ
ズルと接触することがある。また、１６ｍｍ超の間隙な
ると、鋼管表面に亜鉛の皺が発生し、外観が劣化するた
め好ましくない。更に、鋼管の上側と下側の間隙を変更
して鋼管全面に亘り均一にめっき付着量を制御すること
もできる。

【００１０】次に、ガス噴射ノズルからのガス噴射圧と
しては、０．３Ｋｇ／ｃｍ² 未満では鋼管表面に亜鉛の
皺が発生し、外観が劣化するため好ましくない。また、
５．０Ｋｇ／ｃｍ² 超にしても亜鉛の除去効果はほとん
ど変わらず、従って付着量の変化もほとんどなく、ガス
噴射圧としては、０．３〜５．０Ｋｇ／ｃｍ² とする。
なお、ガス噴射ノズルスリット巾としては０．２〜０．
５ｍｍで十分である。かくして、前記のごとき鋼管予熱
温度、溶融亜鉛めっき浴温度、浴中の鋼管浸漬通過時
間、ガス噴射ノズルと鋼管との間隙、ガス噴射圧により
亜鉛めっき付着量を２０〜４００ｇ／ｍ² の薄付着量か
ら厚付着量まで安定して、しかも通管速度を３０〜１２
０ｍ／分の高速で、高生産性を維持しつつめっきを施す
ことができる。このようにして溶融亜鉛めっきを施した
後、例えば冷却水中を浸漬通過させて冷却し、次いで、
所定長さ寸法に切断して製品とする。

【００１１】また、必要に応じて溶融亜鉛めっきを施し
た鋼管を引き続き加熱して鋼管（鉄）の熱拡散によって
溶融亜鉛めっき層中へ拡散させて合金化処理し、亜鉛−
鉄合金めっき層とすることができる。しかして、合金め
っき層中の鉄量としては、７〜１３％の亜鉛−鉄合金め
っき層とすることが好ましい。即ち、鉄量が７％未満で
あるとめっき層が剥離し易く、塗装密着性も劣ることに
なり好ましくない。また、１３％超になるとめっき層
（合金層）が脆くなり、加工性が低下することがあり好
ましくない。

【００１２】このような合金めっき層に処理する加熱温
度としては、４５０〜５００℃で鉄を熱拡散することに
より、δ₁ 相からなる合金めっき層に処理することがで
き、加工性（曲げ加工性等）を向上することができる。
加熱温度が４５０℃未満であると、合金めっき層中の鉄
量を７％以上の合金化処理するのに長時間を要し、通管
速度を減速して生産性を犠牲にするか、または、加熱装
置を長大化することになり好ましくない。また、５００
℃超になると合金めっき層中にζ相が生成して加工性を
劣化させることになり好ましくない。加熱時間として
は、上記のごとく４５０〜５００℃の加熱温度であり、
５〜５０秒でめっき層中の鉄量を７〜１３％に正確に合
金化処理することができる。このようにして亜鉛−鉄合
金めっきに処理した後、例えば例えば冷却水中を浸漬通
過させて冷却し、次いで、所定長さ寸法に切断して製品
とする。

【００１３】このように溶融亜鉛めっきまたは、溶融亜
鉛−鉄合金めっき等の溶融亜鉛めっきを施した鋼管は、
自動車用足回り部品等に有効に用いることができ、極め
て有意義である。

【００１４】次に、本発明方法の一例を図面によって説
明する。 例１ 図１において、連続鋼管製造ライン（図示せず）から搬
送される鋼管１を予熱装置２で予熱後、溶融亜鉛めっき
浴槽３の溶融亜鉛めっき浴４中を連続的に浸漬通過させ
鋼管１の外面に溶融亜鉛めっきを施す。この溶融亜鉛め
っき浴槽３中の溶融亜鉛めっき浴４の消費に見合う溶融
亜鉛めっき浴を下部に設置した溶融亜鉛めっき浴生成装
置５で亜鉛塊を加熱溶融してポンプ６を介して供給管７
から溶融亜鉛めっき浴槽３へ供給する。図中８はシール
材である。

【００１５】かくして、めっき鋼管１ａを溶融亜鉛めっ
き浴槽３の出側でガス噴射ノズル９によりめっき鋼管１
ａの外面にガスを噴射して所定付着量に制御し、次い
で、水槽１０内の冷却水１１中を通過させて冷却した
後、切断機１２で所定寸法長さに切断して溶融亜鉛めっ
き鋼管製品（溶融亜鉛めっき鋼管製品）とする。

【００１６】また、溶融亜鉛めっきを施さない鋼管を製
造する場合は、溶融亜鉛めっき浴槽３底部のバルブ１３
を開き溶融亜鉛めっき浴４を溶融亜鉛めっき浴生成装置
５内へ抽出した後、連続鋼管製造ラインからの払い出し
鋼管１を予熱装置２で予熱することなく通過させ、次い
で溶融亜鉛めっき浴槽３、ガス噴射を停止したガス噴射
ノズル９、冷却水１１を抽出した水槽１０経て切断機１
２で所定寸法長さに切断して鋼管製品とする。かくする
ことによって、溶融亜鉛めっき鋼管と鋼管の造り分けが
でき、連続鋼管製造ラインの稼動率を向上することがで
きる。

【００１７】例２ 図２において、連続鋼管製造ライン（図示せず）から搬
送される鋼管１を予熱装置２で予熱後、溶融亜鉛めっき
浴槽３の溶融亜鉛めっき浴４中を連続的に浸漬通過させ
鋼管１の外面に溶融亜鉛めっきを施す。この溶融亜鉛め
っき浴槽３中の溶融亜鉛めっき浴４の消費に見合う溶融
亜鉛めっき浴を下部に設置した溶融亜鉛めっき浴生成装
置５で亜鉛塊を加熱溶融してポンプ６を介して供給管７
から溶融亜鉛めっき浴槽３へ供給する。図中８はシール
材である。

【００１８】かくして、めっき鋼管１ａを溶融亜鉛めっ
き浴槽３の出側でガス噴射ノズル９によりめっき鋼管１
ａの外面にガスを噴射して所定付着量に制御し、次い
で、加熱装置１０（高周波加熱等）によって加熱して溶
融亜鉛めっき層の合金化処理を施し、水槽１１内の冷却
水１２中を通過させて冷却した後、切断機１３で所定寸
法長さに切断して溶融亜鉛−鉄合金めっき鋼管製品（溶
融亜鉛めっき鋼管製品）とする。

【００１９】また、溶融亜鉛−鉄合金めっきを施さない
鋼管を製造する場合は、溶融亜鉛めっき浴槽３底部のバ
ルブ１４を開き溶融亜鉛めっき浴４を溶融亜鉛めっき浴
生成装置５内へ抽出した後、連続鋼管製造ラインからの
払い出し鋼管１を予熱装置２で予熱することなく通過さ
せ、次いで溶融亜鉛めっき浴槽３、ガス噴射を停止した
ガス噴射ノズル９、加熱を停止した加熱装置１０、冷却
水１２を抽出した水槽１１経て切断機１３で所定寸法長
さに切断して鋼管製品とする。かくすることによって、
溶融亜鉛めっき鋼管と鋼管の造り分けができ、連続鋼管
製造ラインの稼動率を向上することができる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに挙げ
る。

【表１】

【００２１】

【表２】（表１のつづき）

【００２２】

【表３】（表２のつづき）

【００２３】注１：電縫鋼管の製造ラインにめっき装置
を連設したインラインめっき設備で実施した。 注２：鋼管は、熱延鋼板を上記のごとく製管した。 注３：溶融亜鉛めっきは、一般に使用している鋼管めっ
き成分の亜鉛を用いた。 注４：付着量制御は、リング状ノズル内側全周にスリッ
トを形成したガス噴射ノズルから常温空気を溶融亜鉛め
っき後の鋼管外面全周に噴射した。 注５：間隙は、鋼管とガス噴射ノズルの間隙である。 注６：めっき鋼管冷却温度は、めっき付着量制御後のめ
っき鋼管を常温冷却水中に浸漬通過して冷却した温度。 注７：座屈の有無は、めっき後の鋼管を９０°曲げによ
り曲げ部の座屈の発生有無を調査した。 注８：めっき密着性は、めっき後の鋼管を９０°曲げに
より曲げ部の内側及び外側のめっき層割れ及び剥離の有
無を観察した。

【００２４】

【発明の効果】本発明の亜鉛めっき鋼管によれば、曲げ
加工性に優れており、各種用途に適用することができ
る。また、めっき密着性にも優れ加工後の耐食性も向上
することができる等等工業的に大きな効果を奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一例を示す側面フロー図である。

【図２】本発明方法の一例を示す側面フロー図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂上 武彦 愛知県東海市東海町５−３ 日鉄鋼管株式 会社名古屋事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：
   ０．０５％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：
   ０．０３％以下、Ｔｉ：０．０３％以下、残部Ｆｅ及び
   不可避的不純物からなる鋼管の表面に溶融亜鉛めっきを
   施したことを特徴とする曲げ加工性に優れた溶融亜鉛め
   っき鋼管。