(57)【要約】  角部の曲率半径の寸法精度に優れた角鋼管を、簡便に製造できる方法および角鋼管を提供することを目的とする。  角鋼管の角部におけるビッカース硬さが所定の式を満たし、かつ、前記角部の曲率半径が、所定の式を満たすことを特徴とする角鋼管。
2019176979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（２）を満たし、かつ、
前記角部の曲率半径が、下記式（３）を満たす角鋼管。
１０≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦８０           ・・・（２）
Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ≦０．２５×ｔ        ・・・（３）
なお、式（２）、式（３）において、
ＨＶＯ：角鋼管の角部における鋼管外面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
ＨＶＩ：角鋼管の角部における鋼管内面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
Ｒｍａｘ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最大値（ｍｍ）
Ｒｍｉｎ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最小値（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
である。
【請求項２】
角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（４）を満たす請求項１に記載の角鋼管。
２９０×ｔ／Ｈ−３．２≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦５７９×ｔ／Ｈ＋３３．７     ・・・（４）
【請求項３】
前記肉厚が２５〜３０ｍｍである請求項１または２に記載の角鋼管。
【請求項４】
素材としての鋼板をロール成形し、次いで、ロール成形した鋼板を電縫溶接して電縫鋼管とした後、前記電縫鋼管を複数段のサイジングスタンドにて成形し、次いで複数段の角成形スタンドにて角成形して角鋼管を製造する方法であって、
下記式（１）を満たすように、角成形直前のサイジングスタンドのギャップを制御する角鋼管の製造方法。
ＣＩＮ／ＣＯＵＴ≧０．５０×ｔ／Ｈ＋０．９９        ・・・（１）
なお、式（１）において、
ＣＩＮ：第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長（ｍｍ）
ＣＯＵＴ：最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
Ｈ：対向する辺の外表面間距離（ｍｍ）
である。
【請求項５】
前記肉厚が２５〜３０ｍｍである請求項４に記載の角鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼管から角鋼管を製造する方法において、角鋼管の角部を目標値通りに制御し、寸法精度に優れた角鋼管を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築用の角鋼管は、厚肉の鋼板をプレス機により角形状にプレス成形した後、溶接する方法（ＢＣＰ法）により製造していた。一方、近年、生産性の低いＢＣＰ法に代わって、コストダウンを図る点から、ロール成形した後、溶接し、角成形して角鋼管を得る方法（ＢＣＲ法）により、角鋼管を製造する試みがなされるようになった。また、建築物の階層に応じて角鋼管の寸法が定められているため、近年増加している高層建造物について、建築材料をＢＣＲ（「ＢＣＲ」は日本鉄鋼連盟の登録商標）で統一するために、角鋼管の厚肉化が求められている。【０００３】
角鋼管は用途上、角部の曲率半径（コーナーＲ）はサイズ毎に所定の値が要求される。また、耐震性や局部座屈防止の観点から、寸法精度の高い角鋼管が求められている。ロール成形方式により鋼管から角鋼管を製造する場合、複数段のロール群に鋼管を通し、鋼管外面側に四方からロールを押し当てて円筒部分を直線化し、正方形または矩形断面形状に成形させることで角鋼管を得ている。しかし、成形条件が適正に設定されていない場合、角鋼管の四隅の角部の曲率半径が大きくなるといった問題や、角鋼管の辺に含まれる直線部が凹凸形状になるといった寸法不良の問題、さらに余剰な加工硬化による角部の脆化の問題があった。【０００４】
このような角鋼管の寸法精度の問題に対して、特許文献１では、肉厚／外径比が大きくなるにつれてロールカリバーを小さくして（凹型から凸型にして）成形することにより、平坦部の反りを一定範囲内におさめた、寸法精度の高い角鋼管の製造方法が開示されている。【０００５】
また、特許文献２では、所定の素管の外径、肉厚、成形ロールの最大カリバー高さにて定まる設定押込み率を制御することによって、用途に応じた形状をもつ角鋼管を製造することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２２４０２３号公報
【特許文献２】特許第３１９７６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２のように、断面形状の寸法精度を改善するために、ロールカリバーや設定押込み率を制御することは有効である。しかしながら、ロールカリバーや設定押込み率は、辺に含まれる直線部の変形に効果があるため、角部の曲率半径については効果が小さい。特に厚肉の角鋼管の場合、断面の剛性が増加するため、角部はますます曲げ変形しにくくなり、角部の曲率半径が目標値を超過する。目標の曲率半径を得るためには、角鋼管の辺に含まれる直線部に対するロールの押込み量を増加させる必要がある。しかしながら、ロールの押込み量を増加させた場合、辺に含まれる直線部を中心に大きく押し込まれるため、結果として辺に含まれる直線部が凹形状となり、寸法不良となる。【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、角部の曲率半径の寸法精度に優れた角鋼管を、簡便に製造できる方法および角鋼管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】
【０００９】
本発明者らは、角鋼管における角部の曲率半径に影響を及ぼす各種要因について、鋭意検討を行った。その結果、次のことが分かった。
（１）円筒状の素管である鋼管を角鋼管に成形する場合、上述したように、複数段のロール群に鋼管を通すことで、徐々に円筒形から角形に角成形を施す。ここで角成形において、辺に含まれる直線部の曲げ戻し、角部の曲げおよび周方向の絞り変形が発生する。特に角部周辺は、ロールがほぼ接触することなく角成形が完了する。すなわち、角成形において、角部は自由変形により張り出すことにより、鋼管から角部が形成される。
（２）角部は角成形直前の鋼管の周長に対して、角成形における周方向絞りの余剰分から形成される。本発明では、角成形直前の鋼管の周長と角成形直後の鋼管の周長の比が特定の範囲となることで、角部の曲率半径の寸法精度に優れた角鋼管を得ることができる。
（３）角成形直前の鋼管の周長と角成形直後の鋼管の周長の比は、角鋼管の肉厚と対向する辺の外表面間距離の関係式で表すことができる。また、角成形直前のサイジングスタンドのギャップを制御することにより、角成形直前の鋼管の周長と角成形直後の鋼管の周長の比を、特定の範囲に制御することができる。【００１０】
本発明は上記知見に基づくものであり、その特徴は以下の通りである。
［１］角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（２）を満たし、かつ、
前記角部の曲率半径が、下記式（３）を満たす角鋼管。
１０≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦８０           ・・・（２）
Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ≦０．２５×ｔ        ・・・（３）
なお、式（２）、式（３）において、
ＨＶＯ：角鋼管の角部における鋼管外面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
ＨＶＩ：角鋼管の角部における鋼管内面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
Ｒｍａｘ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最大値（ｍｍ）
Ｒｍｉｎ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最小値（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
である。
［２］角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（４）を満たす［１］に記載の角鋼管。
２９０×ｔ／Ｈ−３．２≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦５７９×ｔ／Ｈ＋３３．７     ・・・（４）
［３］前記肉厚が２５〜３０ｍｍである［１］または［２］に記載の角鋼管。
［４］素材としての鋼板をロール成形し、次いで、ロール成形した鋼板を電縫溶接して電縫鋼管とした後、前記電縫鋼管を複数段のサイジングスタンドにて成形し、次いで複数段の角成形スタンドにて角成形して角鋼管を製造する方法であって、
下記式（１）を満たすように、角成形直前のサイジングスタンドのギャップを制御する角鋼管の製造方法。
ＣＩＮ／ＣＯＵＴ≧０．５０×ｔ／Ｈ＋０．９９        ・・・（１）
なお、式（１）において、
ＣＩＮ：第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長（ｍｍ）
ＣＯＵＴ：最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
Ｈ：対向する辺の外表面間距離（ｍｍ）
である。
［５］前記肉厚が２５〜３０ｍｍである［４］に記載の角鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、寸法精度が高い角鋼管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、電縫鋼管の製造設備の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、角鋼管の成形過程を示す模式図である。
【図３】図３は、角鋼管の断面を示す模式図である。
【図４】図４は、第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長ＣＩＮと最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長ＣＯＵＴとの比、および、肉厚ｔと対向する辺の外表面間距離Ｈとの比の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の角鋼管の製造方法について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
まず、図１は、電縫鋼管の製造設備の一例を示す模式図である。電縫鋼管の素材である鋼帯１は、例えばレベラー２による入側矯正を施した後、複数のロールからなるケージロール群３で中間成形されてオープン管とされた後、複数のロールからなるフィンパスロール群４で仕上げ成形される。仕上げ成形の後は、スクイズロール５で圧接しながら鋼帯１の幅端部を溶接機６で電気抵抗溶接して、電縫鋼管７となる。また、本発明では、電縫鋼管７の製造設備は図１のような造管工程に限定されない。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態における、角鋼管の成形過程を示す模式図である。図２に示すように、電縫鋼管７は複数のロールからなるサイジングロール群（複数段のサイジングスタンド）８によって円筒形状のまま縮径された後、複数のロールからなる角成形ロール群（複数段の角成形スタンド）９によって、順次Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のような形状に成形され、角鋼管１０となる。なお、サイジングロール群８および角成形ロール群９のスタンド数は特に制限されない。また、サイジングロール群８もしくは角成形ロール群９のカリバー曲率は、１条件が好ましい。
【００１６】
図３は、角鋼管１０の管軸方向に対して垂直な断面を示す断面図である。図３に示すように、鋼管の溶接部（シーム部）を０°と基準として、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位置をそれぞれ角部中央とした場合、角部の曲率半径は、図３に示すように、管の中心を起点とし隣り合う辺と４５°をなす線（Ｌ）と角部外側の交点での曲率半径をいう。角部の曲率半径は、上記Ｌ上に中心を置き、平坦部（対向する辺の外表面間距離における、辺の直線部）と円弧部との接続点（Ａ、Ａ’）に向かって引かれる線で定まる中心角が６５°となるような扇形の半径とする。なお、曲率半径の算出方法としては、例えば、３点（角部外側の交点、および、平坦部と円弧部との接続点である２点）の距離関係の測定結果から正弦定理を用いて曲率半径を算出する方法や、前記３点の領域内のコーナー部とよく一致するラジアルゲージから曲率半径を計測する方法などがあるが、この限りではない。
【００１７】
ＢＣＲ法にて得られる角鋼管について、角部の曲率半径は、（２．５±０．５）×ｔ（ｔ：肉厚）と規定されている。すなわち、管軸方向に対して垂直な断面における、角部の曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差は、最大で肉厚相当まで許容されることになる。
【００１８】
しかしながら、角部の曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚程度の値の場合、大きな寸法誤差が生じていることとなる。そうすると、裏当金取り付けの際に手入れが必要となるため、施工性に弊害が生じる。また、曲率半径が極度に小さい角部が存在すると、角部に隣接する平坦部が長くなる。その結果、十分な寸法精度が得られなくなり、局部座屈の発生原因となる。
【００１９】
本発明者らが鋭意検討した結果、任意の垂直断面における、曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％以下であれば、溶接接合の施工性や耐局部座屈性に影響が無いことを見出した。
【００２０】
次に、本発明者らは、任意の垂直断面における、曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％以下を満たす角鋼管の製造方法について鋭意検討した。
【００２１】
前述したように、特に厚肉の角鋼管の場合、断面の剛性が増加するため、角部はますます曲げ変形しにくくなり、角部の曲率半径が目標値を超過する。この断面の剛性の増加は、肉厚ｔの増加または対向する辺の外表面間距離Ｈの減少により生じると考えられる。
【００２２】
円筒状の素管である鋼管を角鋼管に成形する場合、上述したように、複数段のロール群に鋼管を通すことで、徐々に円筒形から角形に成形を施す。このような角成形においては、辺に含まれる直線部の曲げ戻し、角部の曲げおよび周方向の絞り変形が発生する。本発明者らは、角成形において、特に角部周辺ではロールがほぼ接触することなく角成形が完了することに着目した。
【００２３】
すなわち、角成形において、角部は自由変形により張り出すことで形成される。本発明者らは、角部は角成形直前の鋼管の周長に対して、角成形における周方向絞りの余剰分から形成されると考え、角成形直前の鋼管の周長と角成形直後の鋼管の周長との関係性、および、肉厚ｔと対向する辺の外表面間距離Ｈとの関係性について検討することとした。
【００２４】
まず、ＢＣＲ法にて得られた角鋼管について、任意の断面における曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％以下を満たす角鋼管を合格（○）、差が２５％超えを不合格（×）と評価した。次に、評価した各々の角鋼管について、角成形直前の鋼管の周長（第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長、以下、「ＣＩＮ」と称する。）と角成形直後の鋼管の周長（最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長、以下「ＣＯＵＴ」と称する。）との比、および、肉厚ｔと対向する辺の外表面間距離Ｈとの比の関係について検討した。
【００２５】
図４に結果を示す。図４に示すように、ＣＩＮ／ＣＯＵＴが下記式（１）を満たすことで、角部の曲率半径の寸法精度に優れた角鋼管を簡便に得ることができることがわかった。
ＣＩＮ／ＣＯＵＴ≧０．５０×ｔ／Ｈ＋０．９９        ・・・（１）
なお、式（１）において、
ＣＩＮ：第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長（ｍｍ）
ＣＯＵＴ：最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
Ｈ：対向する辺の外表面間距離（ｍｍ）
である。
【００２６】
本発明者らは、式（１）を満たすような、ＣＩＮ／ＣＯＵＴを制御する方法について検討した。その結果、角成形直前のサイジングスタンドのギャップを制御することにより、式（１）を満たす角鋼管を得られることがわかった。
【００２７】
本発明では、カリバーロールの凹部間ギャップについて、角成形直前のサイジングスタンドのギャップと角成形スタンドのギャップとの差が、７０ｔ／Ｈ〜１８０ｔ／Ｈ（ｍｍ）となるように角成形直前のサイジングスタンドのギャップを調整することが好ましい。７０ｔ／Ｈ未満であるとＣＩＮが式（１）を満たす十分な長さが得られなくなり、また１８０ｔ／Ｈ超えでは角成形スタンドの押し出し量が大きくなるため、外面キズなどの問題が発生する。
【００２８】
なお、第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長ＣＩＮを測定する位置は、例えば、角成形直前のサイジングスタンドと第１の角成形スタンドの中間位置を測定すればよい。また、最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長ＣＯＵＴを測定する位置は、角成形最終スタンドのロール直下から１ｍ後方の位置にある鋼管周長を測定すればよい。なお、周長の測定方法は鋼管に巻尺を巻きつける方法などがあるが、これに限らない。
【００２９】
次に本発明の製造方法により得られる角鋼管について説明する。
【００３０】
本発明の角鋼管は、角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（２）を満たし、かつ、前記角部の曲率半径が、下記式（３）を満たすことを特徴とする。
１０≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦８０           ・・・（２）
Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ≦０．２５×ｔ        ・・・（３）
なお、式（２）、式（３）において、
ＨＶＯ：角鋼管の角部における鋼管外面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
ＨＶＩ：角鋼管の角部における鋼管内面側から１±０．２ｍｍの範囲の位置におけるビッカース硬さ（ＨＶ）
Ｒｍａｘ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最大値（ｍｍ）
Ｒｍｉｎ：鋼管軸方向に対して任意の垂直断面における、角部の曲率半径の最小値（ｍｍ）
ｔ：肉厚（ｍｍ）
である。
【００３１】
ＢＣＲ法により成形される角鋼管は、鋼板から一度、円筒形状に成形された後、角型形状へと成形される。このようなＢＣＲ法では、周方向の曲げ変形だけではなく、絞り変形による長手方向のひずみが発生するため、結果として周方向の曲げの中立軸が外面側へと移動し、内面側の方の硬さが大きくなる。鋼管外面側と鋼管内面側のビッカース硬さの差が１０ＨＶ未満の場合、外面側の加工硬化が進行しているため、角部の延性が著しく悪化する。ビッカース硬さの差が８０ＨＶ超えの場合、角部内面側の加工度が進展しており、角部内面の残留応力が顕著になるため、後処理で施すめっきの割れなどに悪影響を及ぼす。好ましくは、ビッカース硬さの差が３０〜６０ＨＶである。
【００３２】
また、上述したように、本発明の角鋼管は、任意の垂直断面における、曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％以下を満たす。すなわち、本発明の角鋼管は、角部の曲率半径が上記式（３）を満たすことを特徴とする。上記式（３）を満たすことにより、溶接接合の施工性や耐局部座屈性に影響が無い。
【００３３】
また、本発明では、角鋼管の角部におけるビッカース硬さが下記式（４）を満たすことが好ましい。
２９０×ｔ／Ｈ−３．２≦ＨＶＩ―ＨＶＯ≦５７９×ｔ／Ｈ＋３３．７     ・・・（４）
上述したように、ＢＣＲ法では、周方向の曲げ変形だけではなく、絞り変形による長手方向のひずみが発生するため、結果として周方向の曲げの中立軸が外面側へと移動し、内面側の方の硬さが大きくなる。このとき、角鋼管の肉厚が増加すると剛性が増加し、成形に要するひずみが増加する。また、角鋼管の肉厚と対向する辺の外表面間距離の比ｔ／Ｈが大きくなると、絞り変形による成形ひずみが増加し、角鋼管の肉厚全体の硬さが増加する。したがって、ｔ／Ｈが大きい角鋼管では角部の加工硬化がより顕著になる。このため、本発明者らは、角部の硬さと角鋼管のｔ／Ｈには関係があると考えた。本発明者らが鋭意検討した結果、上記式（４）を満たすことにより、角部の加工硬化の影響（延性悪化や溶接部の止端割れ）を抑制することができる。鋼管外面側と鋼管内面側のビッカース硬さの差が２９０×ｔ／Ｈ＋３．２ＨＶ未満の場合、外面側の加工硬化が進行しているため、角部の延性が著しく悪化する。ビッカース硬さの差が５７９×ｔ／Ｈ＋３３．７ＨＶ超えの場合、角部内面側の加工度が進展しており、角部内面の残留応力が顕著になるため、後処理で施すめっきの割れなどに悪影響を及ぼす。
【００３４】
なお、本発明の角鋼管における角部とは、図３に示すように、管の中心を起点とし隣り合う辺と４５°をなす線（Ｌ）上に中心を置き、平坦部と円弧部との接続点（Ａ、Ａ’）に向かって引かれる線で定まる中心角が６５°となるような扇形の半径の範囲内をいう。
【００３５】
本発明において、板厚ｔは、２５〜３０ｍｍであることが好ましい。
【００３６】
本発明における鋼管の成分組成としては特に制限されないが、質量％で、Ｃ：０．０４〜０．５０％、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍｎ：０．３〜３．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０５０％以下、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成であることが好ましい。以下に、各成分の限定理由を述べる。
【００３７】
Ｃ：０．０４〜０．５０％
Ｃは、固溶強化により鋼板の強度を増加させるとともに、第二相の一つであるパーライトの形成に寄与する元素である。Ｃは、さらに焼入れ性を高めてマルテンサイトの生成に寄与し、オーステナイトの安定化に寄与する元素であることから、硬質相の形成にも寄与する元素である。したがって、所望の引張特性、靭性、さらに所望の鋼板組織を確保するためには、０．０４％以上の含有であることが好ましい。一方、０．５０％を超える含有は、硬質相の割合が高くなり靱性が低下し、また角形鋼管の溶接時（例えば、角形鋼管同士の溶接時）にマルテンサイト組織が生成し溶接割れの原因となる懸念がある。このため、Ｃは０．０４〜０．５０％の範囲であることが好ましく、０．０７〜０．２０％がより好ましい。さらに好ましくは、０．１２％超０．２５％以下である。
【００３８】
Ｓｉ：２．０％以下
Ｓｉは、固溶強化で鋼板の強度増加に寄与する元素であり、所望の鋼板強度を確保するために、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、０．０１％以上のＳｉの含有が望ましい。一方、Ｓｉ含有量が２．０％を超えると溶接性が悪化する。このため、Ｓｉ含有量は２．０％以下とすることが好ましく、０．５％以下とすることがより好ましい。なお、０．４％以上の含有は、鋼板表面に赤スケールと称するファイアライトが形成しやすくなり、表面の外観性状が低下する場合が多くなる。このため、含有する場合には、０．４％未満とすることがさらに好ましい。なお、特にＳｉを添加しない場合は、Ｓｉは不可避的不純物として、そのレベルは０．０１％未満である。
【００３９】
Ｍｎ：０．３〜３．０％
Ｍｎは、固溶強化を介して鋼板の強度を増加させる元素であり、またフェライト変態開始温度を低下させることで組織の微細化に寄与する元素である。０．３％未満の含有では、フェライト変態開始温度の上昇を招き、組織が過度に粗大化しやすい。また、所望の鋼板強度および組織を確保するために、Ｍｎは０．３％以上の含有であることが好ましい。しかしながら、Ｍｎ含有量が３．０％を超えると溶接性が悪化する。このため、Ｍｎ含有量は０．３〜３．０％とすることが好ましい。なお、２．０％を超えて含有すると、中心偏析部の硬度が上昇し、角形鋼管の現場溶接時の割れの原因となる懸念がある。このため、Ｍｎは０．３〜２．０％であることがさらに好ましい。最も好ましくは、０．５〜２．０％である。
【００４０】
Ｐ：０．１０％以下
Ｐは、フェライト粒界に偏析して、靭性を低下させる作用を有する元素であり、本発明では、不純物としてできるだけ低減することが望ましい。しかし、過度の低減は、精錬コストの高騰を招くため、０．００２％以上とすることが好ましい。なお、０．１０％までは許容できる。このため、Ｐは０．１０％以下であることが好ましい。Ｐは、より好ましくは０．０３％以下であり、さらに好ましくは０．０２５％以下である。
【００４１】
Ｓ：０．０５０％以下
Ｓは、鋼中では硫化物として存在し、本発明の組成範囲であれば、主としてＭｎＳとして存在する。ＭｎＳは、熱延工程で薄く延伸され、延性、靭性に悪影響を及ぼすため、本発明ではできるだけＭｎＳは低減することが望ましい。しかし、過度の低減は、精錬コストの高騰を招くため、Ｓは０．０００２％以上とすることが好ましい。なお、０．０５０％までは許容できる。このため、Ｓは０．０５０％以下であることが好ましい。Ｓは、より好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。
【００４２】
Ａｌ：０．００５〜０．１０％
Ａｌは、脱酸剤として作用するとともに、ＡｌＮとしてＮを固定する作用を有する元素である。このような効果を得るためには、０．００５％以上の含有を必要とする。０．００５％未満では、Ｓｉ無添加の場合に脱酸力が不足し、酸化物系介在物が増加し、鋼板の清浄度が低下する。一方、０．１０％を超える含有は、固溶Ａｌ量が増加し、角形鋼管の長手溶接時（角形鋼管の製造時の溶接時）に、特に大気中での溶接の場合に、溶接部に酸化物を形成させる危険性が高くなり、角形鋼管溶接部の靭性が低下するとともに、アルミナ系介在物が多くなり、表面性状が悪化する。このため、Ａｌは０．００５〜０．１０％であることが好ましい。Ａｌは０．０１〜０．０６％であることがより好ましい。
【００４３】
Ｎ：０．０１０％以下
Ｎは、転位の運動を強固に固着することで靭性を低下させる作用を有する元素である。本発明では、Ｎは不純物としてできるだけ低減することが望ましく、０．０１０％までは許容できる。このため、Ｎは０．０１０％以下であることが好ましい。Ｎは、より好ましくは０．００８０％以下であり、さらに好ましくは０．００６％以下であり、最も好ましくは０．００５％以下である。
【００４４】
上記の成分が本発明における電縫鋼管の鋼素材の基本の成分組成である。本発明では上記成分に加えてさらに、Ｎｂ：０．００５〜０．１５０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５０％、Ｖ：０．００５〜０．１５０％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有させてもよい。
【００４５】
Ｎｂ：０．００５〜０．１５０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５０％、Ｖ：０．００５〜０．１５０％のうちから選ばれた１種または２種以上
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖは、いずれも鋼中で微細な炭化物、窒化物を形成し、析出強化を通じて鋼の強度向上に寄与する元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Ｎｂ：０．００５％以上、Ｔｉ：０．００５％以上、Ｖ：０．００５％以上の含有が必要である。一方で、過度の含有は降伏比の上昇および靱性の低下を招く。このためＮｂ、Ｔｉ、Ｖの含有量は、Ｎｂ：０．００５〜０．１５０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５０％、Ｖ：０．００５〜０．１５０％とすることが好ましい。より好ましくは、Ｎｂ：０．００８〜０．１０％、Ｔｉ：０．００８〜０．１０％、Ｖ：０．００８〜０．１０％である。
【００４６】
本発明では、上記成分に加えてさらに、Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜１．０％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：０．０１〜０．３０％、Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、Ｂ：０．０００５〜０．０１０％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有させてもよい。
【００４７】
Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜１．０％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：０．０１〜０．３０％
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉは、固溶強化により鋼の強度を上昇させる元素であり、またいずれも鋼の焼入れ性を高め、オーステナイトの安定化に寄与する元素であることから、硬質なマルテンサイトおよびオーステナイトの形成に寄与する元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Ｃｒ：０．０１％以上、Ｍｏ：０．０１％以上、Ｃｕ：０．０１％以上、Ｎｉ：０．０１％以上の含有が必要である。一方で、過度の含有は靱性の低下および溶接性の悪化を招く。このためＣｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉの含有量は、Ｃｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜１．０％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：０．０１〜０．３０％とすることが好ましい。より好ましくは、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｃｕ：０．１〜０．５０％、Ｎｉ：０．１〜０．３０％である。
【００４８】
Ｃａ：０．００１〜０．０１０％
Ｃａは、熱間圧延工程で薄く延伸されるＭｎＳ等の硫化物を球状化することで鋼の靱性向上に寄与する元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、０．００１％以上のＣａを含有することが好ましい。しかし、Ｃａ含有量が０．０１０％を超えると、鋼中にＣａ酸化物クラスターが形成され靱性が悪化する場合がある。このため、Ｃａ含有量は０．００１〜０．０１０％とすることが好ましい。より好ましくは、Ｃａ含有量は０．００１〜０．００５０％である。
【００４９】
Ｂ：０．０００５〜０．０１０％
Ｂは、フェライト変態開始温度を低下させることで組織の微細化に寄与する元素である。このような効果を得るためには、０．０００５％以上のＢを含有することを必要とする。しかしながら、Ｂ含有量が０．０１０％を超えると降伏比が上昇する。このため、Ｂ含有量は０．０００５〜０．０１０％とすることが好ましい。より好ましくは、Ｂ含有量は０．０００５〜０．００５０％である。
【００５０】
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる。
【実施例】
【００５１】
表１に示す成分組成を有する熱延鋼板を、ケージロール群およびフィンパスロール群により楕円形断面のオープン管に連続成形し、次いでオープン管の相対する端面を高周波誘導加熱または高周波抵抗加熱で融点以上に加熱し、スクイズロールで圧接し、電縫鋼管の素管とした。得られた電縫鋼管に対して、２スタンドのサイジングロール群で円筒状に成形した後、４スタンドの角成形ロール群で角成形を行い、表２に示すような種々のＢＣＲ２９５の角鋼管を得た。なお、第一段目の角成形スタンド入側における鋼管の周長ＣＩＮについては、角成形直前のサイジングスタンドと第１の角成形スタンドの中間位置を巻尺で測定し、鋼管周長ＣＩＮとした。最終段の角成形スタンド出側における鋼管の周長ＣＯＵＴについては、角成形ロール群の４スタンド目のロール直下から１ｍ位置を巻尺で測定し、鋼管周長ＣＯＵＴとした。【００５２】
また、前記鋼管周長ＣＩＮ、ＣＯＵＴが得られたときの、角成形直前のサイジングスタンドのギャップと最初の角成形スタンドのカリバーロールの凹部間ギャップの差を、製品の肉厚ｔと対向する辺の外表面間距離Ｈの比ｔ/Ｈで除した、係数Ｇ（ｍｍ）を算出した。【００５３】
種々の角鋼管に対して、管軸方向に対して垂直な断面１０点を任意で切出し、垂直断面の４隅にある角部の曲率半径を測定した。角部の曲率半径測定にはラジアルゲージを使用し、具体的には、図３に示すような、角部外側の交点での距離を曲率半径として測定した。任意の垂直断面の１０点で測定した結果、１０点の断面すべてにおいて、曲率半径の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％以下のものであれば○として評価した。一方で、１０点の断面のうち１点でも最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差が肉厚の２５％超えものがあれば×として評価した。【００５４】
また、種々の角鋼管に対して、鋼管内面側の角部のビッカース硬さと、鋼管外面側の角部のビッカース硬さを測定し、その差を求めた。具体的には、マイクロビッカース硬さ試験(ＪＩＳ  Ｚ２２４４：２００９)で角部から１ｍｍ内側の位置を試験力９．８Ｎとしたものである。【００５５】
結果を表２に示す。【００５６】
【表１】
2019176979.tif 000003
【００５７】
【表２】
2019176979.tif 000004
表２の結果から、発明例はいずれも角部の寸法精度に優れている。
【符号の説明】
【００５８】
１    鋼帯
２    レベラー
３    ケージロール群
４    フィンパスロール群
５    スクイズロール
６    溶接機
７    電縫鋼管
８    サイジングロール群
９    角成形ロール群
１０  角鋼管
Ｒ１〜Ｒ３  （鋼管の）形状
【図１】
2019176979.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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