(57)【要約】【課題】強加工を行っても剥離が生じない亜鉛めっきが可能である電縫鋼管とその製造方法を提供する。【解決手段】加熱された帯鋼を成形してオープン管とする成形工程、該オープン管のエッジ部を誘導加熱装置により局部加熱することにより電縫溶接を行って電縫鋼管とする電縫溶接工程、得られた電縫鋼管に再加熱を行って、該電縫鋼管の周方向温度分布を略均一化する再加熱工程、および再加熱した電縫鋼管に絞り圧延を行う絞り圧延工程から成る電縫鋼管を製造する方法において、前記成形工程における帯鋼の加熱温度を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上とし、前記絞り圧延工程における絞り圧延の終了温度を、（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とするとともに、絞り圧延時の冷却速度を３℃／秒〜１００  ℃／秒の範囲内とすることを特徴とする電縫鋼管の製造方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された帯鋼を成形してオープン管とする成形工程、該オープン管のエッジ部を誘導加熱装置により局部加熱することにより電縫溶接を行って電縫鋼管とする電縫溶接工程、得られた電縫鋼管に再加熱を行って、該電縫鋼管の周方向温度分布を略均一化する再加熱工程、および再加熱した電縫鋼管に絞り圧延を行う絞り圧延工程から成る電縫鋼管を製造する方法において、前記成形工程における帯鋼の加熱温度を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上とし、前記絞り圧延工程における絞り圧延の終了温度を、（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とするとともに、絞り圧延時の冷却速度を３℃／秒〜１００  ℃／秒の範囲内とすることを特徴とする電縫鋼管の製造方法。
【請求項２】
前記成形工程における帯鋼の加熱温度がＡｅ３  変態点未満であって、前記再加熱工程において、電縫鋼管に行われる再加熱により、絞り圧延の前における電縫鋼管を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上に加熱することを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法で製造された電縫鋼管に対し、管めっき装置を使用して、Ａｌ含有量０．００１  〜０．０５％、亜鉛めっき浴温度４４０  〜４８５  ℃、浸漬時間６０秒以下の条件で溶融亜鉛めっきを施すめっき工程をさらに含み、前記管めっき装置が、めっき槽と、当該めっき槽の内部に電縫鋼管を軸支して回転する収容部と、該収容部に電縫鋼管を供給する管供給機構と、該収容部に収容されて、前記めっき槽の内部を前記電縫鋼管を円弧状に搬送させる搬送機構と、めっき終了後、めっき槽内部に配置された前記電縫鋼管それぞれにローラを吸着させて、当該ローラの回転により、前記めっき槽の外部へ引き出す管搬出機構とを備える、請求項１または２記載の電縫鋼管の製造方法。
【請求項４】
質量％で、
Ｃ：０．０００２    〜０．５０％、Ｓｉ：０．００３  〜３．０  ％、Ｍｎ：０．００３  〜３．０  ％、
Ａｌ：０．００２  〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有する組成を有し、あるいは
さらに、上記組成に下記第１群ないし第４群のうちの１種または２種以上を含む組成を有し、
第１群：Ｂ：０．０００２  〜０．０１    ％、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で０．００５  〜１．０％、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％    、
第４群：Ｃａ：  ０．０００１〜０．００５  ％、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．０００１〜０．２  ％のうちの１種以上を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有し、鋼管の内外面の表面粗度が、Ｒａ：０．５  〜５．００（μｍ  ）で、かつ、鋼管表層の最外粒子相の平均粒子径が２０μｍ  以下であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかにおいて製造された電縫鋼管。
【請求項５】
前記鋼帯の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０００２    〜０．５０％、Ｓｉ：０．００３  〜３．０  ％、Ｍｎ：０．００３  〜３．０  ％、
Ａｌ：０．００２  〜２．００％、Ｐ：  ０．１５  ％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有し、あるいは
さらに、下記第１群ないし第４群のうちの１種または２種以上を含み、
第１群：Ｂ：０．０００２  〜０．０１    ％、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で０．００５  〜１．０％、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％    、
第４群：Ｃａ：  ０．０００１〜０．００５  ％、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．０００１〜０．２  ％のうちの１種以上のいずれかの元素を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物であり、絞り圧延の仕上温度がＡｅ３  変態点以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。
【請求項６】
前記帯鋼の鋼組成が、質量％で、
Ｃ：０．２  ％以下、Ｓｉ：０．０１〜３．０  ％、Ｍｎ：０．０１〜３．０  ％、Ａｌ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：０．１  ％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有し、あるいは
さらに、下記第１群ないし第４群のうちの１種または２種以上を含み、
第１群：Ｂ：０．０１  ％以下、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で１．０  ％以下、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で３．０  ％以下、
第４群：Ｃａ：  ０．００５  ％以下、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．２  ％以下のうちの１種以上のいずれかの元素を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物であり、絞り圧延の仕上温度が（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電縫鋼管およびその製造方法に関し、更に詳述すれば、めっき付着性に優れ、かつ鋼管の曲げ加工等の成形性および加工性に優れた溶接鋼管と、それをより安価に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、一般配管用鋼管としては、通常、鍛接管や電縫鋼管が用いられるが、防食のために、溶融亜鉛めっき処理を施して用いるケースが多い。この溶融亜鉛めっき処理鋼管（以下、単に「めっき鋼管」という）を配管施工する際、曲げ加工や管端部をツバだしする押し広げ等といった加工が必要となる。
【０００３】
鍛接鋼管は、母材加熱温度が高温のため、固相接合の際に突き合わせ端面における表面スケールを完全に除去することが難しく、接合部へのスケール噛み込みなどの溶接欠陥が発生し、接合部の接合強度が母材部よりも劣ることが多い。このため鍛接鋼管には、曲げや押し広げ等といった管継ぎ手加工の信頼性や管継ぎ手部の表面性状が、電縫管よりも劣るといった問題があった。
【０００４】
また、一般の冷間加工電縫鋼管では、表面性状が優れているが、めっき鋼管とすると加工時に表面のめっきが剥離しやすいという問題があった。このため、管継ぎ手加工時の鋼管そのものの加工性に加えて、めっき付着性にも優れた電縫鋼管が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半径１ＤＲ×１８０  °曲げ加工配管（例えば冷媒用）や管端部分の９０°押し広げ配管等の強加工が施されるケースが増加する傾向にある。このような強加工に対して、従来の鍛接鋼管では、溶接部へのスケール噛み込み等により、強曲げおよび継ぎ手加工の信頼性が乏しい。
【０００６】
また冷間加工電縫鋼管では、鋼管表面が滑らかで、強曲げ加工等の加工では、めっき剥離が生じ、剥離部分に対してテープ巻き等の加工後の防錆強化が必要となる。
【０００７】
本発明の課題は、従来技術の上述のような問題点を解消し、強加工のニーズに応えることのできる鋼管とその製造方法を提供することにある。
また、本発明の課題は、上記のような強加工に対しても剥離を生じないめっきを施すことを可能とする鋼管とその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した課題を解決するために検討を重ねた結果、鍛接鋼管に対する電縫鋼管の優位性に着目し、鋼管表面粗度、最外表面結晶粒径、成分、熱処理条件、めっき条件を所定の条件に保つことにより鋼管に対しての亜鉛めっき付着性を確保し、例えば、曲げ半径５０ｍｍ以下で  １８０°の曲げ強加工およびパイプ端面の９０°押し広げ加工でめっき剥離を生じない溶融亜鉛めっき鋼管が製造できることを知り、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明者らの知見は次の通りである。
（１）帯鋼に連続的に加熱、成形、電縫溶接、再加熱および絞り圧延の各工程を行って、熱間仕上により電縫鋼管を製造するに際し、素材の組成に応じて、帯鋼の加熱温度を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上とし、さらに絞り圧延終了温度をＡｅ３  変態点以上、または素材組成限定により、（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とするとともに、絞り圧延時の冷却速度を３℃／秒〜１００  ℃／秒の範囲とすることによって、電縫鋼管の内外面の表面粗度Ｒａを  ０．５    〜５μｍ  に保ち、かつ、鋼管表層の最外粒子相の平均粒子径を２０μｍ  以下に保つことができ、めっき後の加工性を向上させることができる。
【００１０】
（２）耐腐食環境用等の特殊用途のための合金鋼からなる電縫鋼管についても、同様に、その素材の加熱温度を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上とし、さらに絞り圧延終了温度をＡｅ３  変態点以上ないしは素材組成限定により、（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とするとともに、絞り圧延時の冷却速度を３℃／秒〜１００  ℃／秒の範囲とすることによって、電縫鋼管の内外面の表面租度Ｒａを  ０．５    〜５μｍ  に、かつ、鋼管表層の最外粒子相の平均粒子径を２０μｍ  以下に保つことができ、めっき後の加工性を向上させることができる。
【００１１】
（３）さらに、帯鋼の加熱温度がＡｅ３  変態点未満であっても、電縫溶接後に行われる再加熱により、絞り圧延の前における鋼管を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上に加熱し、さらに絞り圧延の終了温度をＡｅ３  変態点以上、ないしは素材組成限定により、（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とするとともに、絞り圧延時の冷却速度を３℃／秒〜１００  ℃／秒の範囲とすることによって、電縫鋼管の内外面の表面粗度Ｒａを  ０．５〜５μｍ  に、かつ、鋼管表層の最外粒子相の平均粒子径を２０μｍ  以下に保つことができ、めっき後の加工性を向上させることができる。
【００１２】
（４）上記（１）  〜（３）  で得られた電縫鋼管に、酸洗、フラックス処理を施し、８０〜１００  ℃未満に加温、フラックスの水分を蒸発させた後、管めっき装置を使用して、Ａｌ含有量０．００１  〜０．０５％、亜鉛めっき浴温度４４０  〜４８５  ℃、浸漬時間６０秒以下の条件でめっきすることにより、付着亜鉛膜厚を５０μｍ  以下に抑え、強加工性に優れためっきを施すことができる。
【００１３】
本発明において使用する管めっき装置は、その１例を挙げれば、めっき槽と、当該めっき槽の内部に電縫鋼管を軸支して回転させる収容部と、該収容部に電縫鋼管を供給する管供給機構と、前記収容部に収容された電縫鋼管を前記めっき槽の内部を円弧状に搬送させる搬送機構と、めっき終了後に、めっき槽内部に配置された前記電縫鋼管のそれぞれにローラを吸着させて、当該ローラの回転により、前記めっき槽の外部へ引き出す管搬出機構とを備える
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる電縫鋼管およびその製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書において特にことわりがなり限り、鋼組成を示す「％」は、「質量％」で示す。
【００１５】
本発明において鋼組成は特に制限されないが、好適態様における鋼組成は次の通りである。かかる鋼組成の場合、好ましくは絞り圧延終了温度をＡｅ３  変態点以上とする。
【００１６】
すなわち、質量％で、
Ｃ：０．０００２    〜０．５０％、Ｓｉ：０．００３  〜３．０  ％、Ｍｎ：０．００３  〜３．０  ％、
Ａｌ：０．００２  〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有し、あるいはさらに、下記第１群ないし第４群のうちの１種または２種以上を含み、
第１群：Ｂ：０．０００２  〜０．０１％、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で０．００５  〜１．０％、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％    、
第４群：Ｃａ：  ０．０００１〜０．００５  ％、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．０００１〜０．２  ％
のうちの１種以上のいずれかの元素を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００１７】
ここに、本発明における上述の鋼組成の限定理由を説明する。
Ｃ：０．０００２    〜０．５０％
Ｃは、０．０００２％未満では、結晶粒が極端に粗大化し、高い成形性を安定して得られず、鋼管の成形時に割れや表面肌荒れが生じ易くなる。また、めっき付着性も低下する。更に、Ｃ含有量を０．０００２％未満に低下させるには、特殊な製鋼技術を必要とするのでコストも嵩む。含有量が０．５０    ％を超えると、強度が上昇し過ぎて延性や熱間加工性が低下するとともに、溶接接合部に欠陥が発生し易くなって溶接状況が安定しなくなり、電縫溶接部の耐溝状腐食性を劣化させる。そこで、本実施形態では、Ｃ含有量は０．０００２％以上０．５０％以下と限定し、好ましくは０．０１％以上０．３０％以下であり、より好ましくは０．０３％以上０．２５％以下である。さらに０．２  ％以下、好ましくは０．０３％以上０．２  ％以下にすることにより、絞り圧延の仕上げ温度範囲が（Ａｅ３−５０℃）  以上と圧延温度適正範囲の拡大が可能となる。
【００１８】
Ｓｉ：０．００３  〜３．０  ％以下
Ｓｉは、加工性を損なうことなく、鋼の強度を向上させる作用を有する。更に、フェライトの生成を促進して、フェライト量を増加させる作用もある。こうした効果を発揮させるためには、少なくとも０．００３  ％を含有させる必要がある。
【００１９】
また、含有されることにより脱酸元素として作用するが、めっきの合金層発達抑制の効果があり、３．０  ％以下添加する。好ましくは、０．１５％以上、０．２５％以下が有効である。なお、含有量が３．０  ％を超えると延性を劣化させる等の悪影響を生じる。Ｓｉ：０．０１〜３．０  ％に制限することで絞り圧延の仕上げ温度の下限をＡｅ３  点以上から（Ａｅ３−５０℃）  以上に拡大することが可能となる。以下、単に圧延温度拡大の効果という。
【００２０】
Ｍｎ：０．００３  〜３．０  ％
Ｍｎは、Ｓによる鋼の熱間脆性を防止する作用を有する。更に、鋼を固溶強化する作用もある。こうした効果を発揮させるためには、少なくとも０．００３  ％を含有させる必要がある。しかし、含有量が３．０  ％を超えると、溶接性や延性を劣化させるとともに、非金属介在物であるＭｎＳ  の周辺部が溶解し易いことから、このＭｎＳ  が溝状腐食の起点となり、耐溝状腐食性が劣化する。そこで、本実施形態では、Ｍｎ含有量は０．００３  ％以上３．０  ％以下と限定する。なお、強度および伸びを調和させる観点から、Ｍｎ含有量の下限値は０．０５％であることが、上限値は２．０  ％であることが、それぞれ好ましく、より好ましくは０．２０％以上０．６０％以下である。なお、Ｍｎ：０．０１〜３．０  ％で前述の圧延温度拡大の効果が見られる。
【００２１】
Ａｌ：０．００２  〜２．００％
Ａｌも、０．００２  ％以上含有されることにより脱酸元素として作用するが、Ａｌ含有量が２．００％を超えると、介在物量が増加して鋼の清浄度を低下させるとともに耐食性の低下を招く。そこで、本実施形態では、Ａｌ含有量は０．００２  ％以上２．００％以下と限定する。好ましくは、０．０１５  ％以上１．０  ％以下であり、より好ましくは０．０１５  ％以上０．０３％以下である。Ａｌ：０．０１〜２．００％で圧延温度拡大の効果が見られる。
【００２２】
Ｐ：０．１５％以下
Ｐは、不可避な不純物であって、結晶粒界に偏析して靱性および耐溝状腐食性をともに劣化させることから、その含有量は少ないほうが望ましい。しかし、Ｐの極端な低減には相応のコスト上昇を伴うことから、本実施形態ではＰ含有量を０．１５％以下とする。好ましくは０．０４％以下であり、より好ましくは０．０２％以下である。Ｐ：０．１  ％以下で圧延温度拡大の効果が見られる。
【００２３】
Ｓ：０．０３％以下
Ｓは、不可避な不純物であって、硫化物を生成して鋼の清浄度および耐溝状腐食性をともに劣化させることから、その含有量は少ないほうが望ましい。しかし、Ｓの極端な低減には相応のコスト上昇を伴うことから、本実施形態ではＳ含有量の上限値を０．０３％とするのが好ましく、より好ましくは０．０１％以下である。
【００２４】
Ｎ：０．０１％以下
Ｎは、鋼の強化元素であるとともに不可避的な不純物である。不純物として通常含有される量は０．００５  ％程度であるものの、０．０１％までの含有は特に弊害もなく許容される。そこで、本実施形態では、Ｎ含有量は０．０１％以下と限定するのが好ましく、より好ましくは０．００４  ％以下である。
【００２５】
これらの元素が本実施形態にかかる電縫鋼管の基本成分であるが、この基本成分にさらに以下に述べる元素の少なくとも１つを任意添加元素として含有させることにより、より一層優れた耐溝状腐食性とその他の特性とを兼ね備えた電縫鋼管を得ることができる。そこで、以下、これらの任意添加元素についても説明する。
【００２６】
本発明において、前記鋼組成は、さらに、下記第１群ないし第４群のうちの１種以上を含むものであってもよい。
第１群：Ｂ：０．０００２  〜０．０１    ％、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で０．００５  〜１．０％、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％    、
第４群：Ｃａ：  ０．０００１〜０．００５  ％、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．０００１〜０．２  ％のうちの１種以上のいずれかの元素。
【００２７】
Ｂ：０．０００２〜０．０１０  ％
Ｂには鋼の焼入れ性を高める作用があるので、冷却過程でフェライト相の結晶粒径を制御する際に活用してもよい。Ｂ含有量が０．０００２％未満ではその効果が得難い。しかし、Ｂ含有量が０．０１０  ％を超えると、溶接性と靱性とがともに劣化する。そこで、Ｂを添加する場合には、その含有量は０．０１０  ％以下と限定することが望ましい。
【００２８】
Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で０．００５  〜１．０％
Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒには鋼に含有される固溶Ｃ、固溶Ｎおよび固溶Ｓを析出物として固定して無害化する作用があり、特に延性や深絞り性をそれほど損なうことなく鋼の強度を高める作用を有する。したがって、鋼の深絞り性を高めるためにＴｉ  Ｎｂ  、ＶおよびＺｒを１種以上含有させてもよいが、その合計含有量が０．００５  ％未満ではかかる効果が得難く、一方、これらの含有量が合計で１．０  ％を超えると上記効果は飽和するとともに逆に延性や深絞り性が低下する。そこで、Ｎｂ、Ｖ、ＺｒおよびＴｉの１種以上を添加する場合には、それらの含有量は合計で１．０  ％以下と限定することが望ましい。下限は特に規定されないが、好ましくは少なくとも１種以上で合計０．００５  ％以上であることが好ましい。
【００２９】
Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％
Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉには焼入れ性を向上させる作用があるので、冷却過程でのフェライトや残部相の結晶粒径や面積割合を制御するのが容易になる。上記焼入れ性を高めることに加えて、Ｃｕには耐食性を高める作用もある。
【００３０】
このように、Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で０．００５  〜３．０  ％含有させてもよい。これらの含有量が合計で３．０  ％を超えると上記効果は飽和するとともに逆に延性が低下する。そこで、Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を添加する場合には、それらの含有量は合計で３．０  ％以下と限定することが望ましい。
【００３１】
下限については特に規定されないが、これらのうちの少なくとも１種以上の含有量が合計で０．００５  ％未満ではその焼入れ効果が得難いため、好ましくはその下限は、合計量で０．００５  ％とするのがよい。
【００３２】
Ｃａ：  ０．０００１    〜０．００５  ％、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．０００１〜０．２  ％ＣａおよびＲＥＭ（希土類元素）  は、それぞれ０．０００１％以上で、介在物の形態を制御して加工性を向上させる作用を有するとともに、電縫溶接部の溝状腐食に対する抵抗を改善する元素である。しかし、Ｃａ含有量が０．００５  ％を超えると、またはＲＥＭ  が０．２  ％を超えると、鋼の清浄度が低下し、延性が劣化する。そこで、Ｃａおよび／またはＲＥＭ  を添加する場合には、その含有量はそれぞれ０．００５  ％以下および０．２  ％以下と限定することが望ましい。
【００３３】
本発明の別の態様では、圧延温度拡大の効果を得るために、次のように帯鋼の鋼組成がさらに限定され、質量％で、
Ｃ：０．２  ％以下、Ｓｉ：０．０１〜３．０  ％、Ｍｎ：０．０１〜３．０  ％、Ａｌ：０．０１〜２．００％、
Ｐ：０．１  ％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎ：０．０１％以下を含有し、あるいは
さらに、下記第１群ないし第４群のうちの１種または２種以上を含み、
第１群：Ｂ：０．０１  ％以下、
第２群：Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒのうちの１種以上を合計で１．０  ％以下、
第３群：Ｃｒ、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの１種以上を合計で３．０  ％以下、
第４群：Ｃａ：  ０．００５  ％以下、およびＲＥＭ（希土類元素）：０．２  ％以下のうちの１種以上を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００３４】
この態様にあっては、絞り圧延での仕上温度が（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上であればよい。
次に、本発明にかかる電縫鋼管の製造方法について説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態における電縫鋼管８の製造工程９の一例を模式的に示す説明図である。
本実施形態では、電縫鋼管８は、帯鋼２に、連続的に加熱、成形、電縫溶接、再加熱、絞り圧延および切断等を行うことによって、熱間仕上げまたは温間仕上げにより製造される。以下、図１を参照しながら本実施形態の製造工程９を説明する。
【００３６】
（加熱工程）
帯鋼２は、電縫鋼管８の製管素材であって、その組成は、成品である電縫鋼管８に要求される性能に応じて適宜設定されればよく、特定の組成には限定されない。
【００３７】
図１において、帯鋼２の成形に先立ち、アンコイラ１から払い出された帯鋼２を、帯鋼加熱炉３に装入して帯鋼２を加熱する。
帯鋼２の加熱は、成形および誘導加熱溶接装置４によって後に行われる電縫溶接時に、溶接エッジとその近傍の母材部との間に不可避的に生じる温度差を可及的に抑制して熱影響硬化組織の発生を防止することによって組織を均一化するために、行われる。
【００３８】
また、帯鋼２の加熱は、本実施形態のように帯鋼加熱炉３を用いて行ってもよいが、これに限定されるものではなく、例えば、誘導コイルを用いる加熱や、通電による抵抗加熱を利用した加熱等であってもよい。
【００３９】
帯鋼加熱炉３による帯鋼２の加熱温度が４００  ℃未満であると、帯鋼２の成形時の変形抵抗が大きくなり、成形ロールのコーナ部からの噛み出しによるロールキズが鋼管表面に発生し易くなり、望ましくない。
【００４０】
また、帯鋼２の加熱温度がＡｅ３  変態点未満であると、加熱後の帯鋼２の組織が均一なオーステナイト粒にならず、後に行う絞り圧延の際に局部的な相変態が発生し、最終製品の組織粒径が不均一となる。このため、特に電縫溶接部近傍の熱影響部で、組織粒径の顕著な不均一が生じ易い。この場合、溶接速度を低下させるとともに、後に行う再加熱処理の時間を長くし、さらに絞り圧延前の母管をＡｅ３  変態点以上に昇温することにより、組織の不均一を防止することができるものの、生産性が低下する。
【００４１】
そこで、本実施形態では、帯鋼２は４００  ℃以上に加熱することが望ましく、生産性の低下を抑制するためにはＡｅ３  変態点以上に加熱することがより望ましい。一方、帯鋼２の加熱温度が１３００℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化し、後に行う絞り圧延により強加工を行っても、最終製品の結晶粒が粗大化し、充分な強度が得られなくなるとともに帯鋼２の表面のスケールが発生し易くなり、絞り圧延後の鋼管の表面性状の悪化を招く。
【００４２】
そこで、本実施形態では、帯鋼２の加熱は、Ａｅ３  変態点以上１３００℃以下の温度域で行う。
（成形工程）
図１において、帯鋼加熱炉３により上記の温度域に加熱された帯鋼２は、成形および誘導加熱溶接装置４に設けられた複数の成形ロール（図示しない）により、連続的にオープン管に成形される。
【００４３】
これらの成形ロールは、周知慣用のものであるため、その配列やロールスケジュール等は通常の電縫鋼管等の装置を熱間用に適宜流用・改造すればよいため、これ以上の説明は省略する。
【００４４】
（電縫溶接工程）
このオープン管は、成形および誘導加熱溶接装置４に設けられた誘導加熱コイル（図示しない）により、その両エッジ部を対象として融点まで局部的に加熱される。
【００４５】
両エッジ部の誘導加熱は、オープン管の断面全体が、帯鋼加熱温度以下かつ（  キューリ点−５０℃）以上の状態で行うことが望ましい。電縫溶接時の帯鋼温度が（キューリ点−５０℃）未満であると、電縫溶接のための誘導加熱の効率が大きく低下するために溶接速度を低下する必要が生じ、生産性を阻害するおそれがあるからである。
【００４６】
これらの誘導加熱コイルは、周知慣用のものを用いればよいため、誘導加熱コイルに関する説明は省略する。
その両エッジ部を融点まで局部的に加熱されたオープン管は、成形および誘導加熱溶接装置４に設けられたスクイズロール（図示しない）により、衝合溶接され、後に行う絞り圧延の母管となる鋼管とされる。
【００４７】
また、スクイズロールにより衝合溶接された鋼管の内外面には、衝合溶接の際に排出された溶融ビードが発生している。このため、発生した溶融ビードをこの段階で除去しておくことが望ましい。
【００４８】
溶融ビードの除去方法としては、特定の手段によるものではない。例えば、周知慣用の切削除去方法を用いることが例示される。この切削除去方法は、通常の電縫鋼管に用いられる固定切削バイト方式または熱間でのバイト損耗防止のための回転バイト方式、さらには、切削バイト押し付け力を内蔵油圧シリンダーで調整自在とすることにより電縫鋼管の肉厚変化に自動的に対応できる方法等の、周知慣用の切削除去方法を用いることができる。
【００４９】
（再加熱工程、絞り圧延工程）
内外面に発生した溶融ビードを除去された鋼管は、溶接部とその周辺母材部との温度差を均一化するとともに、後に行われる絞り圧延における圧延温度を調整することを目的として、管再加熱装置５により加熱昇温または均熱が行われる。
【００５０】
この再加熱方法としては、管を均熱処理することができる加熱手段であればよく、特定の加熱手段に限定されない。例えば、ガス燃焼式の連続加熱炉や管用誘導加熱装置あるいは通電加熱方式のいずれかまたはそれらを適宜組み合わせて用いることができる。
【００５１】
そして、管再加熱装置５により管の周方向温度分布を略均一になるように熱処理された母管は、絞り圧延機６により所定の外径まで絞り圧延を行われ、最終製品とされる。
【００５２】
本実施形態では、絞り圧延機６による絞り圧延の圧延温度は、圧延終了温度をＡｅ３  変態点以上の温度とし、または素材組成を限定することにより（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とし、好ましくは、絞り圧延の開始温度を、１３００℃以下に設定する。
【００５３】
これにより、オーステナイト領域で圧延加工を終了させることが可能となり、溶接部を含めた鋼管全断面を略均一な組織とすることができる。
すなわち、圧延終了温度がＡｅ３  変態点未満、ないしは素材組成を限定することにより（Ａｅ３変態点−５０℃）  未満の場合には、絞り圧延の途中でオーステナイトからの変態が生じるため、オーステナイト域で加工を受けた後に変態した組織と変態後に加工を受けた組織との間で結晶粒径に差を生じる。このため、最終製品の組織が粗粒と細粒との混粒組織となる。鋼管表面の組織が粗粒になると、結晶粒界面積が小さくなり、めっきを施した際、凹凸が小さくなるため、加工時にめっき剥離を生じやすい。また、地中埋設配管等として湿潤環境下または腐食環境下においてはこの組織差により局部電池が生じ、耐溝状腐食性が劣化する。
【００５４】
特に電縫溶接部は、溶接時に一旦溶融温度（１４００〜１５００℃）まで昇温されているため、溶接部周辺のオーステナイト粒が粗大化する。このため、この部分が圧延加工を受けずに変態点を通過すると粗大な結晶粒となり、母材部との組織差が一層大きくなってしまう。
【００５５】
そこで、本実施形態では、絞り圧延の終了温度、つまり仕上げ温度はＡｅ３  変態点以上ないしは素材組成を限定することにより（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上と限定する。
【００５６】
素材組成を限定することにより、絞り圧延終了温度、つまり仕上げ温度を（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上としているが、これは、Ｃ量が少ない場合、二相域の温度範囲が広いので、（Ａｅ３変態点−５０℃）  まで温度が下がっても、その時点でオーステナイトからフェライトに変態した体積率が少ない状態であり、これが加工されても、加工フェライトの体積率は少なく、大半のフェライトはオーステナイトが加工された後に変態して生成するためである。逆に、Ｃ量が多い場合、二相域の温度範囲が狭いので、（Ａｅ３変態点−５０℃）  まで温度が下がってしまうと、その時点でオーステナイトからフェライトに変態した体積率がかなり多くなってしまい、これが加工されると、加工フェライトの体積率が多くなり、加工オーステナイトから変態で生成するポリゴナルフェライトの体積率が少なくなってしまうため、最終製品の組織が粗粒と細粒との混粒組織となり、加工性等が低下する。
【００５７】
よって、請求項６に示した成分に素材組成を限定した場合、絞り圧延終了温度を（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とする。
また、絞り圧延の終了温度が１０００℃を超えると絞り加工による結晶粒微細化効果が減少し、最終製品の結晶粒が粗大化する。鋼管表面の組織が粗粒になると、結晶粒界面積が小さくなり、めっきを施した際、凹凸が小さくなるため、加工時にめっき剥離を生じやすい。また、結晶粒が粗大化すると、充分な強度が得られなくなるため、絞り圧延の終了温度は１０００℃以下であることが望ましい。
【００５８】
一方、絞り圧延の開始温度が、その終了温度よりも５０℃以上高くないと、終了温度がＡｅ３  変態点以上、ないしは素材組成限定によリ（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上の場合であっても、電縫溶接により、一旦オーステナイト粒が粗大化した溶接部とその周辺母材部との組織差が完全には解消されないために結晶粒径に差を生じ、最終製品の組織が、粗粒と細粒との混粒組織となる。鋼管表面の組織が粗粒になると、結晶粒界面積が小さくなり、めっきを施した際、凹凸が小さくなるため、加工時にめっき剥離を生じやすい。また、混粒組織のため、耐溝状腐食性が劣化する。
【００５９】
そこで、本実施形態では、絞り圧延の終了温度はＡｅ３  変態点以上、ないしは素材組成限定によリ（Ａｅ３変態点−５０℃）  以上とし、かつ絞り圧延の開始温度はこの終了温度よりも５０℃以上高くする。
【００６０】
また、絞り圧延の開始温度の上限値は１３００℃以下とするのが好ましい。これは、帯鋼の加熱と同じく、開始温度が１３００℃を超えるとオーステナイト粒が粗大化し、絞り加工による強加工を行っても最終製品の結晶粒が粗大化する。鋼管表面の組織が粗粒になると、結晶粒界面積が小さくなり、めっきを施した際、凹凸が小さくなるため、加工時にめっき剥離を生じやすい。また、結晶粒が粗大化すると充分な強度が得られなくなるとともに、鋼管の表面のスケールが発生し易くなり、絞り圧延後の鋼管の表面正常の悪化を招くおそれがあるからである。
【００６１】
さらに、電縫溶接前の帯鋼の加熱温度がＡｅ３  変態点未満、より好ましくは４００  ℃以上Ａｅ３  変態点未満の場合には、鋼管の再加熱工程において、加熱温度を１３００℃以下、Ａｅ３  変態点以上とする。
【００６２】
この絞り圧延での加工率ｋは、加工歪の導入による結晶粒微細化の観点から、２０％以上９０％以下であることが例示される。なお、加工率ｋは、絞り圧延前の鋼管の外径をＤ１、肉厚をｔ１とするとともに最終製品の外径をＤ２、肉厚をｔ２とすると、Ｋ＝｛１−ｔ２（Ｄ２−ｔ２）／ｔ１（Ｄ１−ｔ１）｝×１００（％）  により求められる。
【００６３】
また、絞り圧延時の冷却速度は、３℃／秒より低くなると、絞り圧延中のスケール発生が顕著になり、Ｒａ≧５μｍ  となり、めっき付着量が増加、加工時の局部的なクラックが入りやすくなる。一方、冷却速度が１００  ℃／秒以上では溶接部の組織が不均一になり、鋼管としての加工性が悪くなる。よって、絞り圧延時の冷却速度は、３〜１００  ℃／秒の範囲とする。
【００６４】
（切断工程）
絞り圧延機６による絞り圧延を行われた鋼管は、管切断装置７により所定の長さに切断されて電縫鋼管８とされる。
【００６５】
このようにして製造された電縫鋼管８は、さらに、この後にクーリングベッド（図示しない）に搬送されて、変態が完全に完了するまで放冷される。そして、ハンドリングに適した温度（室温）まで水冷してもよい。
【００６６】
（得られる電縫鋼管８）
本実施形態では、このようにして、電縫鋼管８が製造される。
本発明にかかる電縫鋼管８は、鋼管の内外面の表面粗度が、Ｒａで０．５  〜５．００μｍ  であり、さらに鋼管表層の最外粒子層、つまり、鋼管最外表面から第２層到達まで（第２層は含まない）の平均結晶粒が２０μｍ  以下である。
【００６７】
ここに、鋼管の内外面の表面粗度とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１  に従って鋼管内外面の適宜箇所を５箇所においてＲａを測定（メーカー：ミツトヨ、製品番号：ＳＵＲＦ  ＴＥＳＴ  ＳＶ−６００）し、その平均を取ったものである。
【００６８】
また、「鋼管表層の最外粒子相の平均粒子径」つまり、図２に示すように鋼管の最外表面の第１層から第２層到達まで（第２層は含まない）の平均結晶粒のことで、その断面において計測した結晶粒子径の平均値である。
【００６９】
このときの結晶粒径は、具体的には、鋼管長手方向に垂直な断面について、光学顕微鏡（メーカー：ニコン、製品番号：ＯＰＴＩ  ＰＨＯＴＯ）を用いて、５００  倍の５視野について粒の円相当径を求め、平均径を求めた。
【００７０】
本発明によれば、このようにして測定した鋼管内外面の表面粗度をＲａ：０．５〜５．００μｍ  、鋼管表層の最外粒子層の平均粒子径を２０μｍ  以下とすることで、結晶粒界面積すなわち、合金層発達面積が増加、凹凸効果により、加工性により強いめっき層を得ることができる。内外面の一方だけが上述の表面粗度を満足するときは満足する面にて加工性のより強いめっき層を得ることができる。
【００７１】
（めっき工程）
めっきの条件については、上述の製造方法により得られた電縫鋼管に、酸洗、フラックス処理を施し、８０℃以上１００  ℃未満に加温、フラックスの水分を蒸発させた後、好ましくは、めっき槽と当該めっき槽の内部に軸支され回転する収容部に電縫鋼管を供給する管供給機構と、前記収容部に収容されて、前記めっき槽の内部を円弧状に搬送された後に、めっき槽内部に載置された前記電縫鋼管それぞれにローラを吸着させて、当該ローラの回転により、前記めっき槽の外部へ引き出す管搬出機構を備える管めっき装置を使用して、Ａｌ含有量０．００１  〜０．０５％、亜鉛めっき浴の温度４４０  〜４８５  ℃、浸漬時間６０秒以下の条件でめっきすることにより、付着亜鉛を５０μｍ以下に抑え、強加工性に優れためっきを施すことができる。なお、かかる好適態様で用いる管めっき装置としては、例えば、特開平１１−９２９０７  号公報に開示の装置を用いることができる。
【００７２】
めっき槽において、Ｚｎ浴中に含まれるＡｌは、一般的に合金層発達の抑制に効果的であるが、０．００１  ％未満では、亜鉛相の流動性が確保できず、亜鉛タレ不良発生頻度が増加し、０．０５％超では不めっき発生頻度が増加し、いずれも操業上好ましくない。よって、Ａｌ含有量は０．００１  〜０．０５％にて管理する。
【００７３】
亜鉛めっき浴の温度は合金層発達に影響し、合金層の発達抑制のためには低温であるほど好ましいが、４４０  ℃未満になると、亜鉛の流動性が悪化し、亜鉛タレ不良発生が増加する。また、４８５  ℃超になると、合金層の発達が過多となり、曲げ加工性に悪影響を及ぼしてくる。よって、亜鉛めっき浴の温度の温度範囲を４４０  〜４８５  ℃とする。
【００７４】
浸漬時間は合金層の発達に影響し、長時間になると合金層の発達が過多となる。加工性に優れためっきを施す目的として、浸漬時間は６０秒以下とする。
かくして、本発明によれば、めっき付着性に優れた電縫鋼管が得られるが、ここに、本発明に云う「めっき付着性」は、１Ｄ曲げを行ったときのめっき皮膜の剥離の有無で評価されるそれであり、また加工性は、そのような曲げ加工のときの割れの発生の有無で評価されるそれである。
【００７５】
【実施例】
次に、実施例を参照しながら、本発明の作用効果をより具体的に説明する。
図１に示す製造工程を用い、表１に示す鋼組成を有する帯鋼２を素材として、それらの加熱温度および絞り圧延温度（絞り圧延開始温度および絞り圧延終了温度）、絞り圧延速度を表２に示すように変更して電縫鋼管８を製造した。
【００７６】
すなわち、幅３６５ｍｍ  、厚さ３．７ｍｍ  の帯鋼２を、帯鋼加熱炉３により加熱し、成形および誘導加熱溶接装置４により成形および電縫溶接を行って、外径が１１４．３ｍｍ  の電縫鋼管とし、この電縫鋼管を管再加熱装置５により連続的に再加熱した後、３ロールタイプのストレッチレデューサ（絞り圧延機）  ６  により絞り圧延を行い、さらに管切断装置７により所定の管長さに切断することにより、外径４８．６ｍｍおよび肉厚３．３１ｍｍの電縫鋼管８とした。
【００７７】
そして、これらの電縫鋼管に亜鉛めっきを施し、めっき加工性能と、内外面の表面粗さ、鋼管最外表面の結晶粒径との関係を調査した。
めっき加工性能は、曲げ半径、曲げ角度を種々設定して評価した。
【００７８】
これらの結果を表２にまとめて示す。
本例において、表面粗度（Ｒａ）は、すでに述べた方法に準じて電縫鋼管内外面の任意の箇所について５ケ所測定し、その平均値をとった。また最外結晶粒径（  溶接部平均）  も、前述の方法に準じて電縫鋼管の任意の箇所において第１層と第２層についてそれぞれ５ケ所測定し、その平均値を取ったものである。
【００７９】
【表１】
2004217993.tif 000003
【００８０】
【表２】
2004217993.tif 000004
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、めっき付着性に優れ、かつ鋼管の加工性に優れた電縫鋼管を、高い生産性で製造することができる。
【００８２】
かかる効果を有する本発明の意義は、実際上からは、極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における電縫鋼管の製造工程の一例を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明にかかる鋼管の表層の模式的拡大断面図である。
【符号の説明】
１、２：帯鋼
３：帯鋼加熱炉
４：成形および誘導加熱溶接装置
５：管再加熱装置
６：絞り圧延機
７：管切断装置
８：電縫鋼管
【図１】
2004217993.tif 000005
【図２】
2004217993.tif 000006