JPH11508965A - 亜鉛めっき被膜を有する構造用鋼プロフィルのロール成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 材料の厚さが２ｍｍを超える、溝形（２）のような構造用鋼プロフィルが、不完全な曲げ部を含むプリフォームプロフィルにロール成形され、インライン式で亜鉛めっきされ、その次に更に最終形状にロール成形される。プリフォームプロフィルには、余剰の亜鉛めっき材料を速やかに除去できる上向き凸面（３）がある。亜鉛めっきの前にコーナー部をプリフォームすることにより、亜鉛めっき層の表面伸びは最少に抑えられてクラックが発生しない。このことは、プリフォームのコーナー部を弧長一定で曲げることと最終ロール成形操作とによって効果が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】 亜鉛めっき被膜を有する構造用鋼プロフィルのロール成形方法 技術分野 本発明は、亜鉛めっき被膜を有する構造用鋼プロフィルをロール成形すること に関し、特に限定している訳ではないが熱間圧延鋼帯からプロフィルをロール成 形するために工夫されている。 背景技術 断面を実質的に所望の形状に成形し、その次にインライン式めっき浴又は溝に 通して、主に亜鉛からなる亜鉛めっき用材料の被膜を付与する場合に、例えば丸 形管のような形鋼のインライン式亜鉛めっき法を提供するすることは公知である 。この方法は大抵の閉断面の形鋼には旨く機能するが、形鋼の様々な個所から余 剰の亜鉛めっき用材料を速やかに吹き飛ばすのが困難なため、インライン式めっ き浴の後で亜鉛めっき用材料の均一な被膜を得るのに、例えば溝形のような幾つ かの開断面形状物には問題が発生する。 予備亜鉛めっきした平鋼帯を使用して、従来のロール成形プロセスで、前記帯 を例えば山形又は溝形形鋼のような所望のプロフィルにロール成形することによ り亜鉛めっき鋼の構造用開断面を形成することも公知である。しかしながら、前 記帯が構造用プロフィルを形成するのに充分の厚さである場合、ロール成形法に おいて平鋼帯を曲げるには成形される各コーナー部の外表面が大きい伸びを持つ ことが是非必要である。（本明細書を通して“構造用プロフィル（structural p rofile）”と言う用語は、概ね２ｍｍを超える厚さを持つ帯から形成されるプロ フィルを指している。）この状況に対応するために、当業界の標準としては、亜 鉛めっき用材料がアルミニウムのような合金を含む場合、並びに亜鉛めっき被膜 が被覆される母材帯を冷間圧延法により形成することか、又は熱間圧延ののち、 酸洗い及び潤滑油の給油によって形成する場合に亜鉛被膜を使用することであっ た。冷間圧延鋼素地層と、公知のプロセスによって適切に被覆された場合の亜鉛 被膜中の大きいパーセンテージの合金とを組み合わせることにより、亜鉛めっき 層が、構造用プロフィルのロール成形の過程でコーナー部の曲げに必要な大きい 伸びに耐えることができる薄くてかつ延性のあるめっき層として素材金属上に形 成される。 しかしながら、製造プロセスのなかには、亜鉛被膜が最も望ましいパラメータ ーによって必ずしも適切に被覆されるとは限らず、しかもそのような場合には、 ロール成形プロセスの過程で外表面が大きく延びることにより、或る場合には、 クラックとなることがあって、所望の結果よりも延性の少ない被膜となるかも知 れない実例がある。アルミニウム合金を使用しない比較的簡単な亜鉛めっき工程 で鋼帯が亜鉛めっきされている場合、或るいは母材が亜鉛めっきプロセスに対し てかなりの反応性があると見なすことができる表面（ショットブラストされた鋼 帯のような）を含む場合にもこの種の問題は起こるかも知れない。 冷間圧延鋼材も熱間圧延鋼材も使用するときは、亜鉛めっきが終って所望の形 状に成形された鋼材に許容されないレベルのクラックが亜鉛層に発生しないよう に、理想よりも低い亜鉛被膜パラメーターを或る程度は考慮できる、構造用形鋼 の成形方法を提供することが望ましい。 従って、本発明は、亜鉛めっき用材料の被膜及び所定開先角度の少なくとも１ つのコーナー部を含む構造用プロフィルを有する鋼の連続長尺物を製造する方法 を提供することであって、この方法は、 前記コーナー部が前記所定開先角度よりかなり大きい開先角度まで不完全なが ら曲げられるように、鋼帯をプリフォームプロフィルにロール成形するステップ と、前記プリフォームプロフィルをインライン式亜鉛めっき工程に通すことによ り前記亜鉛めっき用材料の被膜を被覆するステップと、前記インライン式亜鉛め っき工程から出てくる前記プリフォームプロフィルを急冷するステップと、前記 プリフォームプロフィルを所望の構造用プロフィルにロール成形するステップと を備えている。 本発明の１つの形態では、前記鋼帯が熱間圧延鋼帯から成る。 好適には、前記熱間圧延鋼帯が、亜鉛めっきの前にショットブラストされて表 面を清浄される。 また、好適には、前記プリフォームプロフィルの前記コーナー部を形成するス テップと、このコーナー部を前記所定開先角度に合致するようにさらにロール成 形するステップにおいて、前記コーナー部が弧長一定で曲げられる。 好適には、前記又は各コーナー部が、前記プリフォームプロフィルを前記所望 の構造用プロフィルにさらにロール成形することにより亜鉛めっき用材料の被膜 の中に大きい伸びを生じないような所定開先角度と同程度の開先角度まで不完全 ながら曲げられように、前記プリフォームプロフィルは形状化される。 図面の簡単な説明 別の形態も本発明の範囲の中に入り得るが、単なる例として本発明の好ましい 一形態を付図を参照しながら以後説明する： 図１は、本発明の方法により製造できる多数の典型的なプロフィルを示し； 図２は、意図された角度部分を持つプリフォームプロフィルを示し； 図３は、意図された溝形部分を持つプリフォームプロフィルを示し； 図４は、弧長一定法によって曲げられて不完全に成形されたコーナー部の部分断 面図であり； 図５は、前記の完成されたコーナー部の同様な部分断面図であり； 図６は、半径一定法によって曲げられて不完全に成形されたコーナー部の部分断 面図であり；そして 図７は、前記の完成されたコーナー部の同様な部分断面図である。 発明を実施するための態様 本発明の好ましい形態において、所謂“開断面”は、所定開先角度の少なくと も１つのコーナー部を含む任意の所望の形状にロール成形される。そのような開 先角度は、一般的に９０°の角度であり、この方法により形成される典型的プロ フィルを図１に示している。示している例から判るように、多数の様々なプロフ ィルが形成出来て、全ては少なくとも１つのコーナー部が９０°で、或るものは ９０°を超える別のコーナー部を持ち、或いはシグマ型プロフィルの場合は９０ °より小さい開先角度のコーナー部を持つ。 本発明によって前記のプロフィル、及び別のプロフィルを形成する方法は、同 じ様なものであるが、等辺山形プロフィル及び溝形プロフィルについては詳細に 説明する。 図２は、素地鋼帯がインライン式によって亜鉛めっきされる前に、１００°の 開先角度を持つコーナー部に曲げられた場合の等辺山形断面のプリフォームプロ フィル１を示している。 同様に、図３には、溝形の２つのコーナー部が、６０°曲げられ、亜鉛めっき プロセスの前に約１２０°の開先角度を形成するように曲げられた場合のプリフ ォームされた溝形２の断面を示している。この溝形のウェブ部分３もインライン 式亜鉛めっきプロセスに先だって上方に凸形形状に成形されている。 いずれの場合でも、形鋼のコーナー部、又は諸コーナー部は、最終プロフィル 形状の所望の開先角度よりもかなり大きい開先角度まで不完全ながら曲げられて いる。図２に示す等辺山形断面の場合、プリフォームされたプロフィルの開先角 度は１００°であり、等辺山形断面の９０°の最終開先角度よりもかなり大きい 。同様に、溝形断面の各コーナー部の開先角度は、最終形状の溝形断面の９０° よりもかなり大きいプリフォーム断面をしており、１２０°である。従って、プ リフォームプロフィルと最終プロフィルとの間の開先角度の変化はかなり大きく 、しかも最終か、又は最終に近くまでに形状化されたプロフィルをバッチ式溶融 亜鉛めっきをする時に発生することがある歪を消すための再形状化の際のロール 成形によって起ることがある数度の変化よりもかなり大きい。 亜鉛めっきの前に、鋼帯を前述のプリフォームプロフィルにロール成形するこ とにより、亜鉛めっき後に所望のプロフィルの形成を完成させるのに必要な変形 量は著しく少なくなり、それによりあらゆる特定のコーナー部の外表面上で必要 とされる伸びの量は少なくて済む。コーナー部の外表面上の伸びが少なくて済む ことにより亜鉛めっき層の完全性を維持することができる。 亜鉛めっきの前に図示の形状にロール成形することにより空冷環又は布拭き工 程でプロフィルから余剰の亜鉛めっき用材料を除去しやすいようにプリフォーム プロフィルを設計することができることも本発明の特徴でもある。一般的に、設 計によって経済的理由からも、所望の最終プロフィルに最終ロール成形する過程 でクラック発生の可能性を減らすためにも、亜鉛めっき工程のプリフォームプロ フィルは可能な限り薄くかつむらなく維持しなければならない亜鉛めっき層に望 ましくないプール、即ち液溜まりを発生させるあらゆる平らな、水平面を含まな いように設計することができる。 “半径一定”法よりもむしろ“弧長一定”法によってプロフィルの各コーナー 部をロール成形することも好ましい。このことは、図４ないし７を参照して説明 できるのであって、図４及び５は、２工程、即ちインライン式亜鉛めっき工程の 前後において、曲げ部を形成する弧長一定法を示し、そして同様に図６及び７は 、半径一定法によるコーナー部の形成の際の２つの局面を示している。 図５及び７に示すコーナー部、即ち曲げは、最終プロフィルでは同じであるけ れども、曲げの方法は、曲げ部の外表面上の金属の伸びの程度が異なっている。 弧長一定成形では、鋼帯は、金属の弧長Ｌに亙って初期内側半径Ｒｐまで曲げら れる。亜鉛めっき後に、同じ弧長Ｌに亙って、より小さい内側半径Ｒｆまで曲げ を強めることにより所望の角度までコーナー部は曲げられる。 対照的に、曲げ部を形成するのに半径一定法を使用すると、プリフォームプロ フィルの曲げ部は、図６に示すように弧長Ｌｐに亙って半径Ｒにまで、先ず形成 される。亜鉛めっきの後に、この曲げ部は、２個所の外側部分でさらに延ばされ る。当初の弧長Ｌｐの両側に弧長ｄＬを追加して曲げることにより、元の同じ半 径Ｒで全弧長がＬｆとなる。 半径一定法を使うと、曲げ部のＬｐの弧長上の金属の外表面は亜鉛めっきプロ セスの後に何の弧長も追加する必要はないが、ｄＬの弧長の外表面は亜鉛めっき 層にクラックが起こりそうな大きい伸びを必要とする。 対照的に、図４及び５に示す曲げの弧長一定法は、亜鉛めっき後の曲げ部の鋼 帯の外表面の均一な伸びを必要とするが、この伸びの程度は、図７に示す図の弧 長さｄＬの伸びよりも著しく小さい。 亜鉛めっき層で必要とする伸びの合計量を最小限に抑え、それによりクラック の発生を少なくするために、図２及び３を参照して既に説明した曲げ工程と、曲 げの弧長一定法とを組み合わせることが望ましい。 亜鉛めっきの前にプリフォームプロフィルに曲げることと、曲げ部の弧長一定 法とを組み合わせ使用することにより、鋼帯の外表面上の、従って外側の亜鉛め っき層の中の伸びが大幅に減少するのでコーナー部の外側の亜鉛めっき用材料の 被膜のクラックの発生を防ぐことができることを見い出した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 7/06 Ｃ２５Ｄ 7/06 Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ディクソン、アンドリュー・ロバート オーストラリア国、ニュー・サウス・ウェ ールズ 2324、レイモンド・テラス、ジョ ンソン・クロース ２／５ (72)発明者 ラングフォード、ロドニー・マシュー オーストラリア国、ニュー・サウス・ウェ ールズ 2282、レイクランズ、ブラントウ ッド・クロース 17 (72)発明者 ムーア、ダグラス・イアン オーストラリア国、ニュー・サウス・ウェ ールズ 2322、ビアズフィールド、ジャク リーン・ストリート 11 (72)発明者 タウンセンド、ダレル・セイント・クレア オーストラリア国、ニュー・サウス・ウェ ールズ 2282、エリーバナ、マテウス・ク ロース ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 亜鉛めっき用材料の被膜及び所定開先角度の少なくとも１つのコーナー部 を含む構造用プロフィルを有する鋼の連続長尺物の製造方法であって： 前記コーナー部が前記所定開先角度よりかなり大きい開先角度まで不完全なが ら曲げられるように、鋼帯をプリフォームプロフィルにロール成形するステップ と、 前記プリフォームプロフィルをインライン式亜鉛めっき工程に通すことにより 前記亜鉛めっき用材料の被膜を被覆するステップと、 前記インライン式亜鉛めっき工程から出てくる前記プリフォームプロフィルを 急冷するステップと、 前記プリフォームプロフィルを所望の構造用プロフィルにロール成形するステ ップと を備えたことを特徴とする鋼の連続長尺物の製造方法。 ２． 前記鋼帯が熱間圧延鋼帯から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法 。 ３． 前記熱間圧延鋼帯が、亜鉛めっきに先立ってショットブラストされて表面 を清浄されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 ４． 前記プリフォームプロフィルの前記コーナー部を形成するステップと、こ のコーナー部を前記所定開先角度に合致するようにさらにロール成形するステッ プとが、共に前記コーナー部を弧長一定で曲げることを特徴とする請求項１乃至 ３のいずれか１項に記載の方法。 ５． 前記プリフォームプロフィルは、前記プリフォームプロフィルを前記所望 の構造用プロフィルにさらにロール成形する前記ステップで前記コーナー部の外 側の亜鉛めっき用材料の被膜にクラックが発生しないように前記プリフォームプ ロフィルの前記コーナー部の前記開先角度と前記最終プロフィルの対応する所定 開先角度との差が充分に小さいように形状化されることを特徴とする請求項１乃 至４のいずれか１項に記載の方法。 ６． 前記プリフォームプロフィルが、インライン式亜鉛めっき工程を通過した のちに該プリフォームプロフィルから余剰の亜鉛めっき用材料を除去しやすいよ うに形状化されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法 。 ７． 前記プリフォームプロフィルが、いかなる平坦な水平な表面も含まないよ うに形状化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。