JPS5933445B2 - 溶融金属メツキ鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来、薄板あるいは線材のごときものを連続的に溶融金
属メッキする場合には、この種の材料は曲げ易いので、
メッキ後上方に走行させつつ取り出すことが可能であつ
た。

したがつて、溶融金属の垂れにより、メッキ厚さが不均
一となる欠点が生じなかつた。しかし、帯鋼から製造さ
れる鋼管を連続的に溶融メッキする場合には、鋼管を曲
げることが困難なため、水平方向に走行させて取り出さ
ざるを得ず、そのため鋼管に付着した溶融金属が下方に
垂れ下がり、下部のメッキ層が厚くなるという問題があ
つた。このいわゆる垂れを防ぐ・ ため、取り出し後直
ちにエアブローして余分な溶融金属を除去し、溶融金属
の垂れ下がりを軽減する手段があつたが、鋼管表面が平
滑で溶融金属を保持する力が弱いため垂れが生じ易く、
層の厚いメッキを施すことは困難とされてきた。ところ
で、、鋼管表面に、たとえば亜鉛メッキを施した場合、
一般に亜鉛層の耐蝕性は、亜鉛層の厚さが増加するほど
増すので、鋼管表面に少しでも厚いメッキを施すことが
従来から重要な懸案となつていたのである。しかるに、
本発明は、鋼管表面に深さ数フ μ乃至数十μ、直径数
μ乃至数百μの凹凸部を多数形成し、表面積を増すこと
により表面のメッキ溶融金属保持力を増し、メッキ層の
付着を容易にして、鋼管表面に厚く、かつ強固に結合し
たメッキ層を形成し、耐蝕性に富み、かつ光学的に非５
常に美しい外観を備えた鋼管を提供することを可能に
するものである。以下、本発明の１実施例につき、図面
により詳細に説明する。（３− 図面において、１は帯鋼コイルを供給するアンコイラ一
、３は帯鋼（ストリツプ）をつなぎ合わせるためのシア
ーエンドウエルダ一、５はシアーエンドウエルダ一３に
おいて帯鋼をつなぎ合わせる間溜めている帯鋼を繰り出
し、帯鋼の供給が中断しないようにするルーバ一、７は
鋼管表面に付着したオイル類や水分を除去する清浄装置
である。

９で示すのは帯鋼表面に、たとえば酸化被膜を除去する
ために凹凸部を形成するためのシヨツトプラスト装置で
、このシヨツトプラスト装置９は３つの部屋に区画され
、中央の部屋１５はブラストルームで、通過する帯鋼の
上下両方にアブレーシブ投射装置１７ａ，１７ｂ，１７
ｃおよび１７′Ａ，ｌ７′Ｂ，ｌ７／ｃがそれぞれ設け
られ、帯鋼の上下両面にアブレーシブを投射することが
できるようになつており、さらにブラストルーム１５の
入口側端部および出口側端部に位置するアブレ・−シブ
投射装置１７ａ，１７ｃおよび１７′Ａ，ｌ７′ｃから
投射されるアブレーシブは、ブラストルーム１５の内部
方向に向つて投射され、アブレーシブが外へ飛び出さな
いように配慮されている。

また、アブレーシブ投射装置１７ａ，１７ｂ，１７ｃお
よび１７′Ａ，ｌ７／Ｂ，ｌ７′ｃには、アブレーシブ
の投射量を適宜に調節するコントロール装置が備えられ
ていて、工程の運転開始時あるいは停止時の帯鋼が加速
または減速される過渡期に、アブレーシブの過剰投射あ
るいは過少投射が生じないよう調節され、また帯鋼が等
速に流れている場合にも帯鋼の材質または表面状態に応
じて投射量が適宜に調節される。一方、前後２つの部屋
１３，１９は、それぞれ投射されたアブレーシブが装置
外へ飛び出すのを防止する前、後部のシールルームで、
特殊ゴム製のカーテンで完全にシールされており、さら
に後部シールルーム１９には帯鋼に付着したアブレーシ
ブ、スケール、鉄粉等を除去するための表面清浄装置２
１が設けられている。

また１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはシヨツトブラス
ト装置９の内部および帯鋼の出入口の外側付近に設けた
帯鋼保持案内装置で、帯鋼が正しくアブレーシブの投射
を受けるように帯鋼を保持案内するものである。２３は
帯鋼を牽引し、牽引した帯鋼を管状に成形するフオーミ
ングマシン、２５は管状に成形された帯鋼の接合部を軸
方向に連続的に溶接する溶接ノ機、２７は温度コントロ
ール装置で、水により鋼管表面の温度調節を行ない、溶
接時に高温となつた溶接部およびその隣接部の温度およ
び温度分布を調節し、後述する酸洗装置における鋼管表
面の酸洗速度を調節するとともに、酸洗液の温度が高く
なりすぎるのを防止し、同時にシヨツトブラスト、ロー
ル成形、あるいは溶接時等に鋼管表面に付着した鉄粉や
スケール類を洗い落し、酸洗液の汚れや消耗を防ぐ働き
をする。

さらに、２９は温度コントロール装置２７の出口付近に
備えたエアブローで、鋼管表面に付着した水分を除去し
て酸洗液が薄くなるのを防止する。

３１は溶接時の熱により鋼管表面に生じた酸化被膜を除
去するための酸洗装置、３３は酸洗液を洗しＳ）落す水
洗装置、３５は鋼管表面に酸化防止用のフラツクス液を
塗布するフラツクス装置、３７は乾燥予熱装置、３９は
溶融金属メツキ装置、４１は空気あるいは不活性ガス等
を鋼管表面に吹き付けて、鋼管表面に付着した余分の溶
融金属をぬぐい、垂れが生じるのを防止するためのブロ
ーオフ装置、４３は冷却装置、４５は冷間加工により鋼
管断面を規格寸法に設定するサイジング装置、４７は鋼
管の曲りを矯正するための矯正装置、４９は表面処理装
置、５１は切断装置である。

つぎに、上記構成の作用について説明する。

アンコイラ一１から供給される帯鋼は、ルーバ一５を経
て清浄装置７に入る、表面が油類で汚染されている場合
にはここで洗浄される。清浄装置７を出た帯鋼は、シヨ
ツトブラスト装置９に入り、ブラストルーム１５内でア
ブレーシブ投射装置１７ａ，１７ｂ，１７ｃおよび１７
′Ａ，ｌ７′Ｂ，ｌ７′ｃから、帯鋼の材質、表面状態
および希望メツキ付着量に応じたアブレーシブの投射を
受け、帯鋼表面に数μ乃至数十μの深さと数μ乃至数百
μの直径を有する多数の凹凸部が均一に形成された後、
後部シールルーム１９に入り、表面清浄装置２１により
帯鋼表面に付着したアブレーシブ、スケール、鉄粉等が
除去される。シヨツトブラスト装置９により表面に凹凸
部を形成された帯鋼は、つぎにフオーミングマシン２３
に引き込まれ、ここで冷間成形されて管状となり、溶接
機２５により接合部が軸方向に連続的に溶接されて鋼管
となる。このとき、溶接部およびその隣接部は、溶接の
際発生する熱のため強固な酸化被膜に覆われ、この酸化
被膜は高温の発生する溶接ビード部では厚く、ビード部
から離れるにしたがい次第に薄くなつている。この鋼管
は、つぎに温度コントロール装置２７に送られて水によ
る温度調節を受け、鋼管表面の冷却がコントロールされ
て、鋼管表面の温度分布が酸化被膜の厚いビード部は高
温度に、ビード部から離れて酸化被膜が薄くなるにした
がい次第に低い温度になるように設定される。表面を温
度調節された鋼管は、エアブロー２９により水分を除去
された後酸洗装置３１に送られるが、酸洗装置３１での
酸洗速度は鋼管表面の温度によつて定まり、温度の高い
酸化被膜の厚い部分は酸洗速度が速く、温度の低い酸化
被膜の薄い部分は酸洗速度が遅いため、一定時間内で鋼
管表面に酸洗の過不足を生じることなく酸洗される。酸
洗の済んだ鋼管は、水洗装置３３により水洗され、フラ
ツクス装置３５に送られて、表面に酸化防止用のフラツ
クスが塗布される。このと・き、シヨツトブラストによ
り鋼管表面に形成された凹凸部により、鋼管表面の表面
積が大きくなつているため、フラツクスは厚く鋼管表面
を覆い、この後の工程で高温にさらされても長時間鋼管
表面の酸化を防ぐことができる。フラツクスを塗布され
た鋼管は、乾燥予熱装置３７に送られてその表面が乾燥
、予熱され、溶融金属メツキ装置３９へ送られてその表
面にメツキ溶融金属が付着し、つぎのブローオフ装置４
１で垂れを生じる余分の溶融金属が除去されてから冷却
される。なお、乾燥予熱装置３７における予熱において
は、鋼管の内部歪の除去が期待できるのである。そして
、このとき、鋼管表面に形成された凹凸部のため表面積
が大きく、付着したメツキ溶融金属を保持する力が大き
いので、合金層に比べて厚い純金属メツキ層を形成する
ことができ、しかもこのメツキ層は、合金層により鋼管
表面に結合されているのみでなく、物理的、機械的にも
強固に結合した丈夫なメツキ層となる。すなわち、溶融
亜鉛メツキの場合を例にとれば、母材、すなわち鋼管の
表層部は鉄と亜鉛との合金属となり、その合金層の上に
純亜鉛の層ができるのであるが、本発明においては前記
の純亜鉛層がきわめて厚くなるのである。このことは、
きわめて短い時間内に厚いメツキ層を得ることを可能な
らしめ、生産能率を向上することになる。そして、メツ
キされた鋼管は、断面を規格寸法とするためサイジング
装置４５において冷間ロール加工されるが、このとき母
材に比べて柔らかいメツキ層も塑性変形を受け、鋼管表
面の凹凸部へ喰い込んでより強固な結合となり、メツキ
層自体も緻密で堅固な組織となる。

また、メツキ層自体の表面の凹凸がならされて、平滑で
光沢に富む美しい銀色の梨地肌となる。サイジングを終
つた鋼管は、矯正装置４７に送られて曲り等が修正され
、表面処理装置４９へ送られて処理された後、切断装置
５１により適宜な長さに切断されて、美しい銀色の梨地
肌の厚く丈夫なメツキ層を有する鋼管が完成する。以上
のごとく、上記構成によれば、 （１）シヨツトブラスト装置９等には帯鋼駆動装置を特
別に設けることなく、フオーミングマシン２３により帯
鋼を牽引する。

このため、帯鋼はシヨツトブラスト装置９等を通過する
際には常に一定張力を受け、高速で移動するにもかかわ
らず、捩れ、振動等が起きることはない。とくに、この
状態においてシヨツトブラスト装置９によりアブレーシ
ブの投射を受けるので、帯鋼表面には数μ乃至数十μの
深さと数μ乃至数百μの直径を有する多数の凹凸部を均
一にむらなく形成できるのである。なお、本発明の凹凸
部は、シヨツトブラストの多数の粒子を投射したもので
あるから、第４図に例示するごとく、ミクロ的には揃つ
ておらず、しかもマクロ的にはほぼ均一な凹凸が得られ
る。

すなわち、第４図において、Ａ，ｂはそれぞれ第１回目
の粒子により受けた凹部、ｃは第１回目に受けた凹部Ａ
，ｂにさらに第２回目の粒子を受けた凹部である。第１
回目の粒子により凹部の表面は硬化し、第２回目の粒子
による凹部の深さはより少ないものと考えられ、結局第
４図に示すごとく、ほぼ均一な凹凸部に形成される。（
２）溶接時に鋼管表面に発生する酸化被膜を除去するに
あたり、回転ブラシ等を用いて機械的に除去する従来の
技術では、ブラシ等の摩耗により酸化被膜除去効果にむ
らがあつた。

しかるに、本発明では、溶接時に発生する熱のため高温
となつた鋼管表面を冷却するまえに、温度コントロール
装置２７の働きにより鋼管表面の温度を酸化被膜の厚さ
に応じた温度分布とし、酸洗装置３１での酸洗速度を酸
化被膜の膜厚に応じて調節することにより、酸洗装置３
１において鋼管が通過する一定時間で鋼管表面を過不足
なく酸洗することができる。（３）シヨツトブラスト装
置９において、帯鋼表面にアブレーシブを投射し、帯鋼
表面に深さ数μ乃至数十μ、直径数μ乃至数百μの凹凸
部を均一に分布形成し、表面積を増すことにより、（１
）フラツクス装置３５において、鋼管表面にフラツクス
液を厚く塗布することができるため、その後の工程で高
温にさらされても、長時間表面の酸化を防ぐことができ
る。

（４）溶融金属メツキ工程において、合金層に比べて純
メツキ金属層の厚いメツキを施すことができる。

このメツキ層は、単に合金層により鋼管表面に結合して
いるのみでなく、物理的、機械的にも強固に結合した丈
夫なメツキ層となり、しかもこのメツキ層は、鋼管表面
に分布形成された凹凸部に沿つているため、光学的に非
常に美しい梨地肌を呈する。つぎに、上記構成により作
成した鋼管の１実施例を示せば、シヨツトブラスト処理
条件 メツキ条件 溶融亜鉛浴温度：４５０℃。

以上の処理により、第５図ｂの写真で示すごとく、深さ
２０μ程度の凹凸部が帯鋼表面に形成され、製造された
鋼管のメツキ厚さは平均３３μであつた。

比較のため、錆発生のない冷間圧延鋼板からシヨツトブ
ラスト処理を施さず、そのまま同一の条件下で鋼管を製
造した場合には、第５図ａの写真で示すような鋼管とな
り、メツキ付着厚さは約１５μで、本発明による鋼管と
比べてメツキ付着量は、はるかに少なく、本発明の効果
が顕著に認められるのである。

また、第１図で示すごとき配置において、サイジング装
置４５を水洗装置３３とフラツクス装置３５間に移動し
て第２図のごとき配置とすれば、メツキ層表面の凹凸部
をそのまま残すことができ、塗装に適した表面肌の溶融
金属メツキ鋼管を製造することができる。

また、第２図に示す配置において、表面処理装置４９に
代えて第３図に示すごとく、セラミツクス、塗料、その
他適宜な材料を塗装する装置あるいはプラスチツクをコ
ーテイングする装置等の外装装置５３を配置すれば、表
面の粗いメツキ層の上にセラミツクス、塗料、その他適
宜な材料による塗装あるいはプラスチツクコーテイング
を施した鋼管を製造することもできる。さらに、溶融金
属メツキに代えて、鋼管の表面に適宜な金属メツキある
いはプラスチツクのコーテイングを行なうこともできる
。なお、本発明の上記実施例は、熱間圧延鋼板等の帯鋼
から製造する場合について説明したが、仕上げ鋼板、メ
ツキ鋼板等、あるいは予めシヨツトブラストを施した帯
鋼から製造することもでき、この場合は最も効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の製造工程の実施例を示す説明
図、第４図は本発明の製造工程における鋼管の凹凸部の
１例を示す説明図、第５図ａは従来の鋼管の断面説明写
真、第５図ｂは本発明の鋼管の１実施例の表面の断面説
明写真、第６図は同上の表面拡大写真である。 白くみえるのは凸部、黒くみえるのは凹部で、ほぼ均一
に分布した本発明のメツキ状態がうかがわれる。図面の
主要な部分を表わす符号の説明、１・・・アンコイラ一
、９・・・シヨツトブラスト装置、１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄ・・・帯鋼保持案内装置、１３・・・前部
シールルーム、１５・・・ブラストルーム、１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７／Ａ，ｌ７′Ｂ，ｌ７／Ｃ，・・・
アブレーシブ投射装置、１９・・・後部シールルーム、
２１・・・表面清浄装置、２３・・・フオーミングマシ
ン、２５・・・溶接機、２７・・・温度コントロール装
置、３１・・・酸洗装置、３７・・・乾燥予熱装置、３
９・・・溶融金属メツキ装置、４３・・・冷却装置、５
１・・・切断装置、５３・・・外装装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続的に溶融金属メッキを施した鋼管を製造する方
   法にして、（ａ）帯鋼をアインコイラーから連続的に、
   かつ常時所定の張力の下に引張り出して所定の経路に沿
   つて走行させる工程と、（ｂ）前記帯鋼にショットブラ
   ストを行なう工程と、（ｃ）前記帯鋼を連続的に管状に
   冷間形成する工程と、（ｄ）前記管状に成形された帯鋼
   の接合部を連続的にシーム溶接する工程と、（ｅ）前記
   溶接された鋼管を冷却すると共に鋼管表面の酸化被膜の
   厚い溶接ビード部を高温度に、ビード部から離れて酸化
   被膜が次第に薄くなるにしたがつて次第に低温度になる
   ように表面の温度分布を調節する工程と、（ｆ）前記鋼
   管の表面から酸化被膜を取り去るために前記鋼管の表面
   を連続的に酸洗いする工程と、（ｇ）鋼管の表面に生じ
   る合金層の厚さよりは前記合金層の表面に生じる溶融金
   属の層が厚くなるような形態で前記鋼管の表面に溶融金
   属メッキを施す工程と、（ｈ）前記鋼管の表面にプラス
   チックのコーティングを施す工程と、（ｉ）前記鋼管を
   所定寸法に切断する工程と、よりなることを特徴とする
   溶融金属メッキ鋼管の製造方法。