(57)【要約】【課題】錆の発生が抑制され耐候性に優れた研磨仕上げフェライト系ステンレス鋼管を安価に提供する。【解決手段】フェライト系ステンレス鋼管５に粗研磨とその後の仕上げ研磨を施して研磨仕上げ鋼管を製造する際に、仕上げ研磨工具７を過ぎた直後での素鋼材の表面温度を１１０℃以下に維持した状態で仕上げ研磨を施す。  素鋼材表面温度の１１０℃以下での維持は、研磨工具の使用段数の調整で行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト系ステンレス鋼管に粗研磨とその後の仕上げ研磨を施して研磨仕上げ鋼管を製造する際に、素鋼材の表面温度を１１０℃以下に維持した状態で仕上げ研磨を施すことを特徴とする耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼管の製造方法。
【請求項２】
粗研磨及び／又は仕上げ研磨の研磨工具の使用段数の調整で素鋼材の表面温度を１１０℃以下に維持する請求項１に記載の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、美麗な表面状態を長期にわたって維持できる耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼は、耐腐食性，加工性，高温強度等に優れる性質をもっており、幅広い分野に使用されている。
高い外観品質を維持できるといった特色を活かして装飾用途に適用される際には、一般的に、外表面に研磨仕上げが施される（例えば、特許文献１）。
ステンレス鋼管製品に至ってもそれは例外ではなく、造管工程を経た後に研磨仕上げが施されている。研磨仕上げされたステンレス鋼管は、意匠性にも優れるため、手摺，フェンス等の装飾用途に用いられている。
【０００３】
一般的に装飾用鋼材には、ステンレス鋼の中でも耐食性に優れるＳＵＳ３０４等のオースナイト系ステンレスが用いられている。
昨今において、オーステナイト系ステンレス鋼に含まれるＮｉの原材料価格が非常に高騰しており、製造コストが逼迫しているのが問題視されている。
そこで、装飾用鋼材としてＮｉを含有しないコスト的に廉価なフェライト系ステンレス鋼の適用が検討されている。
【特許文献１】特開平１１−２５４２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、研磨仕上げを施したフェライト系ステンレス鋼管を、従来のオーステナイト系ステンレス鋼の研磨仕上げ鋼管に代わって装飾用途として使用すると、比較的短期間で錆が発生する現象が見られた。例えば、屋外の手摺等へ施工した後、１ヶ月程度の短期間で錆が発生する場合がある。錆の発生は外観的に好ましくない。このため、従来のオーステナイト系ステンレス鋼の研磨仕上げ鋼管と同等に錆の発生が抑制される研磨仕上げされたフェライト系ステンレス鋼管が望まれる。
本発明は、このような問題を解決するために案出されたものであり、錆の発生が抑制され耐候性に優れた研磨仕上げフェライト系ステンレス鋼管を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の耐候性に優れたフェライト系ステンレス鋼管の製造方法は、その目的を達成するため、フェライト系ステンレス鋼管に粗研磨とその後の仕上げ研磨を施して研磨仕上げ鋼管を製造する際に、素鋼材の表面温度を１１０℃以下に維持した状態で仕上げ研磨を施すことを特徴とする。
素鋼材表面温度の１１０℃以下での維持は、粗研磨及び／又は仕上げ研磨の研磨工具の使用段数の調整で行うことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、研磨仕上げフェライト系ステンレス鋼管を製造する際に、仕上げ研磨時に当該部分の表面温度が１１０℃を超えないように温度管理しつつ、仕上げ研磨を施している。そのため、研磨仕上げされたステンレス鋼表面に、Ｆｅリッチな不導体皮膜が形成されることなく、耐候性に優れるＣｒリッチな不動態皮膜が形成される。
したがって、従来のオーステナイト系ステンレス鋼管の代わりに用いても、従来品と比べて遜色のない耐候性を有する研磨仕上げフェライト系ステンレス鋼管が低コストで供給され、フェライト系ステンレス鋼の装飾用途としての利用範囲を大幅に増やすことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明者等は、研磨仕上げを施したフェライト系ステンレス鋼管がオーステナイト系ステンレス鋼管に対して比較的短期間で錆が発生する原因とその対策について、鋭意検討を重ねてきた。
その一環で、仕上げ研磨後に形成される不動態皮膜の組成・構造に一因があることを見出した。すなわち、仕上げ研磨直後では基材鋼は高温状態にある。その状態で形成された不動態皮膜、すなわち酸化皮膜はＦｅリッチでＣｒが乏しいものとなっている。このため、Ｃｒが乏しい酸化皮膜は、Ｃｒリッチな酸化皮膜に比べて耐候性に劣り、比較的短期間で錆を生じることになったものである。
【０００８】
耐食性が低下した要因が、仕上げ研磨直後の高温下で不動態皮膜が形成されたことにあるのであれば、不動態皮膜の形成温度を下げることが有効である。仕上げ研磨を、当該研磨部の基材鋼表面温度が必要以上上昇しないように温度管理すれば、Ｃｒの乏しい不動態皮膜の形成は抑制され、フェライト系ステンレス鋼に本来形成されるＣｒリッチの不動態皮膜が形成させることになる。
詳細は実施例の記載に譲るが、仕上げ研磨直後の表面温度を１１０℃以下に管理すれば、所望の耐食性を発揮できることがわかった。
【０００９】
以下に、本発明フェライト系ステンレス鋼管の製造方法について具体的に説明する。
素材ステンレス鋼としては、フェライト系を呈する組成であれば問題はない。Ｃｒ含有量が多いほど優れた耐食性が得られるが、Ｃｒ含有量１９％を上限としたＳＵＳ４３０ＬＸを基本組成としたようなものでもよい。
造管方法にも制限はない。高周波溶接管であってもよいし、ＴＩＧ溶接，ＭＩＧ溶接，レーザ溶接等の溶接方法で製造されたものでもよい。もちろん、溶接工程を経ないシームレス鋼管であってもよい。
【００１０】
鋼管、特に電縫鋼管は溶接ビードが除去された後、粗研磨及び仕上げ研磨が施される。この研磨に採用する方法や用いる装置にも制限はない。
粗研磨には、通常の研磨ベルトやフラップホイールを用いた回転研磨法が採用される。粗研磨時の研磨条件に特に制約を付す必要はない。基材鋼管表面に残存する疵等を除去できれば十分である。
仕上げ研磨には研磨布を用いたバフ研磨法を採用することが好ましい。バフを貼り付けた研磨輪の周面を鋼管に押し付けることによって回転している鋼管の外周面を研磨する。
本発明では、この仕上げ研磨時の温度条件に制約を付しているものである。
【００１１】
ところで、粗研磨時にあっても被研磨ステンレス鋼管表面は高温状態となるため、粗研磨直後に形成される不動態皮膜もＣｒ量が少なくＦｅ量の多いものとなっている。しかし、この不動態皮膜は次工程の仕上げ研磨時に削り取られるため、最終製品の不動態皮膜の特性には影響しない。
問題は、仕上げ研磨直後に形成される不動態皮膜である。研磨熱により基材鋼管の表面温度が高くなる。研磨時のライン速度が遅いほど、或は研磨工具の使用段数が多く圧下力が強いほど基材鋼管の表面温度は高くなる。
【００１２】
前記した通り、詳細は実施例の記載に譲るが、仕上げ研磨工具を通り過ぎた直後位置での鋼管の表面温度が１１０℃を超えると、耐高温酸化性が低下する結果となる。形成された不動態皮膜中のＣｒ量が減少したためと思われる。なお、この表面温度は接触式又は非接触式の温度計で図ることができる。
上記したように、研磨時のライン速度が遅いほど、或は研磨工具の使用段数が多く圧下力が強いほど基材鋼管の表面温度は高くなる。したがって、仕上げ研磨工具を通り過ぎた直後位置の鋼管表面温度が１１０℃を超えるおそれがあるときには、ライン速度を速くしたり、粗研磨や仕上げ研磨の研磨工具の使用段数を減らしたり圧下力を下げたりすることで、当該部分の表面温度を最大１１０℃以下に維持することができる。所望の仕上げ面を得るために仕上げ研磨工具の使用段数を減らしたり圧下力を下げることができない場合には、研磨工具当接部にエアー等を吹付けてもよい。
仕上げ研磨工具による研磨完了直後の温度測定結果を、前記各研磨条件にフィードバックさせることにより、研磨温度をコントロールすることが好ましい。
【実施例】
【００１３】
素材ステンレス鋼管として、φ７６.３×ｔ２.０×Ｌ４０００のサイズのＳＵＳ３０４（オーステナイト系、以下Ａ系と記す。）とＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（フェライト系、以下Ｆ系と記す。）の２種類の高周波溶接鋼管を用いた。
メッシュ粒度＃４００〜＃１０００の粒度を有し、初期外径φ４５０ｍｍ、幅２００ｍｍ、周速２３００ｍ／ｍｉｎのフラップホイールを６基備えた粗研磨機と、初期外径φ４５０ｍｍ、幅２００ｍｍ、周速２３０００ｍ／ｍｉｎの綿バフ工具を３基備えた仕上げ研磨機を配置した研磨ライン（図１参照）で、上記２種類の鋼管を研磨した。
【００１４】
粗研磨機及び仕上げ研磨機の研磨工具の圧下力を研磨工具駆動モーター定格値の２０％程度、被加工鋼管の周速を１００ｍ／ｍｉｎおよびライン速度を１．４ｍ／ｍｉｎに一定にして、粗研磨機および仕上げ研磨機の使用する研磨工具段数を種々変更して研磨を行った。
研磨の際、CHINO製ND500の接触式簡易温度計を用いて仕上げ研磨機の最終段直下位置での鋼管の表面温度を測定した（図２参照）。
【００１５】
得られた各種仕上げ研磨鋼管について、外観品質検査と耐候性試験を行った。
外観品質検査は、仕上げ研磨後の鋼管を目視検査し、研磨状況が良好なものは良で、研磨むらなどの不良が生じているものを不良で評価した。
耐候性試験は、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ，３５℃，１５分）→熱風乾燥（６０℃，３５％ＲＨ，１時間）→湿潤（５０℃，９５％ＲＨ，３時間）を１サイクルとする塩乾湿複合サイクル試験を２０サイクル実施した後の、鋼管表面の目視観察で行った。発錆がほとんど認められなかったものを良で、発錆が認められたものを不良で評価した。
その結果を、粗研磨および仕上げ研磨での研磨工具使用段数，仕上げ研磨の最終段直下位置での鋼管表面温度と併せて表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
Ａ系については、試験Ｎｏ．１では、粗研磨及び仕上げ研磨にて全ての研磨工具を使用しても耐侯性試験では発錆がほとんど見られず良好であった。Ｎｏ．２では、粗研磨と仕上げ研磨の研磨工具使用段数を減らしたため、発錆がほとんど見られず良好であったものの、外観品質は不良となった。
Ｆ系では、粗研磨及び仕上げ研磨にて全ての研磨工具を使用した試験Ｎｏ．３では、外観品質は良好であったが、鋼管表面温度が１１０℃を超えてしまい耐侯性試験で発錆が認められた。これに対して、研磨工具使用段数を調整し鋼管表面温度を１１０℃以下に維持した試験Ｎｏ．４〜６については、発錆がほとんど見られずＡ系並みの耐侯性が得られることが判った。外観品質については、試験Ｎｏ．４、５については良好であったものの、試験Ｎｏ．６については、研磨工具の使用段数を減らし過ぎたため不良となった。
ここで、Ａ系の試験Ｎｏ．２とＦ系の試験Ｎｏ．５は研磨工具使用段数の条件が同じであるが外観品質に差が出ている。これは、Ａ系と比較しＦ系の方が素材の表面硬度が低くＦ系の方が研磨性に優れるためである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】研磨ラインの概略を説明する図
【図２】温度測定位置を説明する図
【符号の説明】
【００１９】
１：研磨ライン入側設備      ２：粗研磨機      ３：仕上げ研磨機      ４：制御盤  ５：ステンレス鋼管          ６：温度測定器    ７：仕上げ研磨工具
【図１】
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【図２】
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