(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．６５％超〜１．１％、Ｓｉ：０．１５〜１．５％、Ｍｎ：０．２０〜１．５％を含有し、更にＣｒ：１．２％以下で、（Ｍｎ＋Ｃｒ）：０．２〜１．５％、Ｍｏ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ａｌ：０．００２〜０．１％、Ｔｉ：０．００２〜０．１％、Ｎｂ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００５〜０．１％の１種または２種以上を（Ｍｏ＋Ｖ＋Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｂ）の合計で０．０００５〜０．５％含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、更にＣｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒが、０．８０％≦Ｃｅｑ≦１．８０％を満足し、フェライト・パーライト組織あるいはパーライト組織であって、かつＬ断面中心軸線上を横切るせん断帯（圧延方向に対して傾斜を有するシェアバンド）の数が中心軸の単位長さ当たり２０本／mm以下であり、かつ、中心軸とせん断帯のなす角度が１０〜９０°の範囲内にあり、引張り強さが、１８００MPa 以上で、断面積が略扇形をなし、該略扇形が複数本合わさり光ファイバーを収容する円形中空断面を構成し、表面に深さ０．２〜５μｍの凹凸からなる梨地表面を有し、長さ方向に少なくとも１ヶ所以上溶接部を有することを特徴とする海底光ファイバーケーブル補強用異形線。
【請求項２】
質量％で、Ｃ：０．６５％超〜１．１％、Ｓｉ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．２０〜１．５％を含有し、更にＣｒ：１．２％以下で、（Ｍｎ＋Ｃｒ）：０．２〜１．５％、Ｍｏ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ａｌ：０．００２〜０．１％、Ｔｉ：０．００２〜０．１％、Ｎｂ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００５〜０．１％の１種類または２種類以上を（Ｍｏ＋Ｖ＋Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｂ）の合計で０．０００５〜０．５％含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、更にＣｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒが、０．８０％≦Ｃｅｑ≦１．８０％を満足し、フェライト・パーライト組織あるいはパーライト組織であって、かつ、パーライト組織のセメンタイトとフェライト界面からフェライト相側の３０nmの範囲で、セメンタイト／フェライト界面のＳｉ最大偏析度（セメンタイトとフェライト界面からフェライト相側に３０nmの範囲での最大Ｓｉ濃度÷バルクのＳｉ含有量）≧１．１を満足するようにＳｉ偏析しており、Ｌ断面中心軸線上を横切るせん断帯（圧延方向に対して傾斜を有するシェアバンド）の数が中心軸の単位長さ当たり２０本／mm以下であり、かつ、中心軸とせん断帯のなす角度が１０〜９０°の範囲内にあり、引張り強さが、１８００MPa 以上で、断面積が略扇形をなし、該略扇形が複数本合わさり光ファイバーを収容する円形中空断面を構成し、表面に深さ０．２〜５μｍの凹凸からなる梨地表面を有し、長さ方向に少なくとも１ヶ所以上溶接部を有することを特徴とする海底光ファイバーケーブル補強用異形線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は海底光ファイバーケーブル用異形線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーを伝送路とした海底ケーブルの構造としては、例えば、図１または図２に示した構造のものが提案されている。
【０００３】
これらの構造を以下に説明する。１は光ファイバー芯線１ａを複数本撚り合わせた光ファイバーの集合体、あるいはこの集合体を紫外線硬化合成樹脂（紫外線硬化ウレタン）、あるいはこの集合体を熱可塑性合成樹脂によって固めた光ファイバーで中心部に抗張力体１ｂが挿通されている。２は前記光ファイバーユニット１を水圧から保護するための耐圧層、３はケーブルに加わる引張力に対応できるように、主として鋼線（ピアノ線）を撚り合わせて構成した抗張力層である。
【０００４】
この抗張力体層３は１層、または複数層構造とされ、ケーブルの敷設、回収時にかかるケーブル自重による張力負荷に耐える抗張力を持ち、かつ、外傷に対してケーブルを保護する役目をする。
【０００５】
４は前記抗張力体層３の結束と気密、中継器への給電路となる金属層で、通常、銅またはアルミ等からなる金属テープを縦添え、溶接して宿径（絞り込み）し、チューブ状に形成したものである。
【０００６】
また、５及び６は海水との絶縁を目的とする低密度と高密度のポリエチレン等で形成する絶縁層（シース）である。
【０００７】
これらのケーブルのうち図１に示したものは、耐圧層２として３個の略扇形の異形線を組み合わせたものを使用している。また、図２では抗張力体層３が２層に撚り巻きされている抗張力線の競り合いによって耐圧殻となるように構成されている。
【０００８】
海底光ケーブルの抗張力を主に担っているのは耐圧層２と抗張力体層３である。抗張力体３に使用されている鋼線（ピアノ線）の引張強さは２２００MPa レベルである。一方、耐圧層２に使用されている略扇形異形線には、例えば溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線用の線材を用いた高強度の海底光ケーブル用異形線として、特公平７−６５１４２公報では、Ｃｅｑ＝Ｃ＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／５≧０．５７％に規定した鋼線より製造される引張り強さ１２２６MPa 以上の略扇形断面の異形線が提案されている。しかし、達成されている引張り強さの最大値は１５２０MPa レベルであり、ピアノ線の引張り強さに比べて低いのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、海底ケーブルシステムに於いて通信容量の増大化が要求されている。通信容量の増大に対応するために光ファイバーの高性能化と共に海底光ケーブルに収納する光ファイバー数の増大化が求められている。
【００１０】
光ファイバーの収納数の増加に伴ない、光ファイバーユニットは外径が増大する。このため耐圧層２の内径が大きくなり、これに合わせてケーブル外径を増大させないためには耐圧層２の厚さを薄くしなければならないので、ケーブルの抗張力が低下する事になる。抗張力が低下すると、抗張力はケーブルの敷設、回収時にかかるケーブルの自重による張力負荷に対応するものなので、ケーブルの抗張力を越えないように、ケーブルの適用水深を浅くしなければならないという問題がある。
【００１１】
一方、耐圧層２の厚さを変えない場合は耐圧層２の外径が大きくなる事となる。この場合、耐圧層２の外径増大にともない、ケーブルの抗張力を越えないように、ケーブルの適用水深を浅くしなければならないという問題がある。
【００１２】
また、通信容量の増大、ファイバー数の増大に対応して中継器に要求される処理能力やアンプ数が増大することになり、中継器に供給する電力量が増大することになる。中継器には、陸上に設置された端局から金属層４を給電路として電力が供給される。給電電力量の増大に伴い、端局で印可される電圧も高電圧になるために給電路となる金属層４の導電抵抗の低減が求められている。金属層４の導体抵抗を低減させるためには金属層４の断面積を増大させる必要がある。これは金属層４の厚さを増大させる事になるため、ケーブルの重量が増大する事になる。
【００１３】
ケーブルの重量増加、または、抗張力の低下にともなってケーブルの適用水深を浅くなるという問題点を解決するためには、ケーブルの抗張力部材の強度を高くしなければならない。
【００１４】
本発明は、溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線用の線材を用いて、海底光ケーブルの耐圧層２に使用される強度の高い、引張り強さ１８００MPa 以上の海底光ファイバーケーブル用異形線を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は次のとおりである。
【００１６】
（１）質量％で、Ｃ：０．６５％超〜１．１％、Ｓｉ：０．１５〜１．５％、Ｍｎ：０．２０〜１．５％を含有し、更にＣｒ：１．２％以下で、（Ｍｎ＋Ｃｒ）：０．２〜１．５％、Ｍｏ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ａｌ：０．００２〜０．１％、Ｔｉ：０．００２〜０．１％、Ｎｂ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００５〜０．１％の１種または２種以上を（Ｍｏ＋Ｖ＋Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｂ）の合計で０．０００５〜０．５％含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、更にＣｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒが、０．８０％≦Ｃｅｑ≦１．８０％を満足し、フェライト・パーライト組織あるいはパーライト組織であって、かつＬ断面中心軸線上を横切るせん断帯（圧延方向に対して傾斜を有するシェアバンド）の数が中心軸の単位長さ当たり２０本／mm以下であり、かつ、中心軸とせん断帯のなす角度が１０〜９０°の範囲内にあり、引張り強さが、１８００MPa 以上で、断面積が略扇形をなし、該略扇形が複数本合わさり光ファイバーを収容する円形中空断面を構成し、表面に深さ０．２〜５μｍの凹凸からなる梨地表面を有し、長さ方向に少なくとも１ヶ所以上溶接部を有する事を特徴とする海底光ファイバーケーブル補強用異形線。
【００１７】
（２）質量％で、Ｃ：０．６５％超〜１．１％、Ｓｉ：０．５〜１．５％、Ｍｎ：０．２０〜１．５％を含有し、更にＣｒ：１．２％以下で、（Ｍｎ＋Ｃｒ）：０．２〜１．５％、Ｍｏ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ａｌ：０．００２〜０．１％、Ｔｉ：０．００２〜０．１％、Ｎｂ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００５〜０．１％の１種または２種以上を（Ｍｏ＋Ｖ＋Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｂ）の合計で０．０００５〜０．５％含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、更にＣｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒが、０．８０％≦Ｃｅｑ≦１．８０％を満足し、フェライト・パーライト組織あるいはパーライト組織であって、かつ、パーライト組織のセメンタイトとフェライト界面からフェライト相側の３０nmの範囲で、セメンタイト／フェライト界面のＳｉ最大偏析度（セメンタイトとフェライト界面からフェライト相側に３０nmの範囲での最大Ｓｉ濃度÷バルクのＳｉ含有量）≧１．１を満足するようにＳｉ偏析しており、Ｌ断面中心軸線上を横切るせん断帯（圧延方向に対して傾斜を有するシェアバンド）の数が中心軸の単位長さ当たり２０本／mm以下であり、かつ、中心軸とせん断帯のなす角度が１０〜９０°の範囲内にあり、引張り強さが、１８００MPa 以上で、断面積が略扇形をなし、該略扇形が複数本合わさり光ファイバーを収容する円形中空断面を構成し、表面に深さ０．２〜５μｍの凹凸からなる梨地表面を有し、長さ方向に少なくとも１ヶ所以上溶接部を有する事を特徴とする海底光ファイバーケーブル補強用異形線。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１９】
前述したように、ケーブルの抗張力部材の強度を高くする目的で、略扇形異形線の引張り強さを１８００MPa 以上にする必要がある。
【００２０】
略扇形異形線の引張り強さは、原料線材の引張り強さと冷間加工量により決まるが、略扇形異形線を製造する際の最大の課題は加工中に発生する断線であり、断線無く高強度化を図る事が本発明のポイントである。本発明者らの検討によれば、例えば、図１に示した海底光ファイバーケーブルのための補強用略扇形異形線２を高強度化を達成しつつ加工中の断線無く製造するためには、圧延方向に対して傾きを有するせん断帯を制御する事が重要である事が判明した。そのためには、例えば、略扇形異形線の引張り強さが１８００MPa では総減面率が８５％以下、２０００MPa では８０％以下に抑える事が有効である。これらの条件を満たすためには、略扇形異形線の引張り強さ１８００MPa では圧延線材の引張り強さを１１００MPa 以上、２０００MPa では１２００MPa 以上は必要である。
【００２１】
また、本発明者らは、略扇形異形線製造中の断線は、冷間加工中の発熱によるセメンタイト分解に起因する鋼材中に固溶したフリー炭素と鋼材中に固溶したフリーな窒素に起因する歪時効が進行し、発生する事を見出した。そのため、加工発熱によるセメンタイト分解を抑制するために有効な添加合金とその最適添加量を検討した結果、フェライト中のセメンタイト／フェライト界面に存在するＳｉ量を調整する事が有効であり、合わせてＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂの炭化物形成する合金元素を補助的に添加する事により更に冷間加工中のセメンタイトの分解が抑制される事を見出した。
【００２２】
また、鋼材中の窒素を減少させるとともに、不可避的固溶した窒素はＭｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの窒化物により固定する事により窒素起因の歪時効を抑制する事が有効である事を見出した。
【００２３】
また、上記の鋼材は原料線材を溶接して冷間加工して略扇形異形線を製造する場合は、溶接部も含めて強度、靱性に優れている事が求められている。高強度化目的で添加するＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒは、添加量が増加する母材、溶接部の冷間加工性が悪化する組織になる傾向があるため、高強度化と冷間加工性をバランスさせた最適な範囲に規定する事が望ましい。
【００２４】
以上のように本発明では、高強度かつ良好な溶接性、冷間加工性の全てを満足するために、成分元素の範囲を規定している。以下に成分範囲の限定理由を説明する。
【００２５】
Ｃは、溶接性の観点から低い方が望ましいが、０．６５％以下では、引張り強さ１１００MPa 以上を確保できない。一方、１．１％超では、連続鋳造工程での偏析が大きくなり、圧延線材内に冷間加工性を著しく劣化させるミクロマルテンサイト、初析セメンタイトが発生する事になるので、Ｃ含有量は０．６５％超〜１．１％とする。
【００２６】
Ｓｉは、固溶態硬化作用によって線材を強化する効果がある。０．１５％以下ではその効果を得られない。また、１．５％超では靱性を劣化させるので０．１５％〜１．５％とする。
【００２７】
特に、異形加工中の断線率を防止するためには、前述したように冷間加工中のＣ起因の歪時効を抑制するためには、冷間加工中のセメンタイトの分解、Ｃのフェライトへの固溶を抑制する必要があるが、そのためには、Ｓｉの含有量を０．５％〜１．５％とし、パーライト組織のセメンタイトとフェライト界面からフェライト相側の３０nmの範囲で、セメンタイト／フェライト界面のＳｉ最大偏析度（セメンタイトとフェライト界面からフェライト相側に３０nmの範囲での最大Ｓｉ濃度÷バルクのＳｉ含有量）≧１．１を満足するようにＳｉが存在するように制御する必要がある。図３に、引張り強さが２１００MPa の略扇形異形線のＳｉの含有量とＳｉのフェライト相への存在状況の略扇形異形線の加工性に及ぼす影響を示した。本発明の範囲内であれば、加工中の断線は発生しない。尚、セメンタイト／フェライト界面のＳｉ偏析度の分布状況は、例えば、図４に示すようにＡＰ−ＦＩＭなどにより測定し、求める事が可能である。特に、引張り強さが２０００MPa 以上の場合は、Ｓｉを前述の範囲に規定する事が望ましい。
【００２８】
Ｓｉをセメンタイト／フェライト界面に効率良く偏析させるためには、例えば、伸線加工性を劣化させる粗いパーライトが析出しない程度にパーライト変態高温化、終了までの時間を長時間化し、セメンタイト析出時にフェライト相側に排出されるＳｉ量を出来る限り多くする事が有効である。そのためには、線材圧延後の衝風冷却の冷速を１〜１０℃／秒以下にする事などが有効である。
【００２９】
Ｍｎは、溶接性に影響が少なく、強度を増加させるかつＳを硫化物として固定し、線材圧延中の熱間脆性を抑制する元素であり、可能な範囲で添加することが望ましい。Ｍｎ  ０．２％未満ではＳを硫化物として固定することが出来ず、また、線材の引張り強さで１１００MPa 以上が確保出来ない。一方、１．５％超では線材の焼き入れ性が高くなりすぎて、ミクロマルテンサイトが発生し、加工性を著しく劣化される事があるので、０．２％〜１．５％の範囲を限定した。
【００３０】
ＣｒはＭｎと全く同じ作用を持つ元素で、Ｍｎの一部と置換し、添加することが出来る。また、パーライトを微細に線材の強度を上げる事に加えて前述したように、炭化物を形成し、セメンタイトの安定性を促進する元素である。Ｃｒが１．２％を越えて、しかもＭｎとＣｒの合計量が１．５％を越えるとミクロマルテンサイトが発生するのでＣｒ：１．２％以下で、（Ｃｒ＋Ｍｎ）：０．２〜１．５％の範囲に限定した。
【００３１】
Ｍｏ，Ａｌ，Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂはいずれもγ粒度の調整する事に加えて、前述したように炭化物、窒化物を形成し、セメンタイトの安定性及び固溶窒素の固定を促進する元素である。Ｍｏ：０．０１％未満、Ａｌ：０．００２％未満、Ｖ：０．０１％未満、Ｔｉ：０．００２％未満、Ｎｂ：０．００１％未満、Ｂ：０．０００５％未満で１種類または２種類以上を合計で０．０００５％未満ではその効果が得られない。Ｍｏ：０．１％超、Ａｌ：０．１％超、Ｖ：０．１％超、Ｔｉ：０．１％超、Ｎｂ：０．３％超、Ｂ：０．１％超では１種類または２種類以上を合計で０．５％超ではその効果が飽和する上に靱性が劣化するためにＭｏ：０．０１〜０．１％、Ｖ：０．０１〜０．１％、Ａｌ：０．００２〜０．１％、Ｔｉ：０．００２〜０．１％、Ｎｂ：０．００１〜０．３％、Ｂ：０．０００５〜０．１％の１種類または２種類以上を合計で０．０００５〜０．５％に限定した。
【００３２】
Ｐ，Ｓはいずれも靱性を劣化させる観点から０．０３％以下が望ましい。Ｎは時効抑制の観点から０．０１％以下に抑える事が望ましい。
【００３３】
原料線材の強度は、Ｃｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒと線材のオーステナイト域からの冷速によって確定される。Ｃｅｑが高い程、冷速が高いほど線材の強度は増加するが、本発明者らの検討によるとＣｅｑが０．８０％以上でなければ１１００MPa 以上の強度を有する線材は得られないことが判明したので略扇形異形線の引張り強さが１８００MPa 以上では０．８０％以上に限定した。これより低いＣｅｑでは、線材の強度を確保するために、線材の冷却速度を極めて高速に上げる必要が発生し、冷間加工性に有害なベーナイト、マルテンサイトの析出を回避できないためである。
【００３４】
また、Ｃｅｑ＝１．８０％超では、線材の焼き入れ性が上がり、線材の冷速を調整しても冷間加工性に有害なベーナイト、マルテンサイトが析出し、加工性を著しく劣化させる事があるので、１．８０％を上限とした。
【００３５】
ダイスによる丸線への伸線加工の場合には軸方向に揃った繊維集合組織が発達するが、略扇形異形線を製造する際には、一般的には、略扇形状カリバーを有するローラーにて冷間圧延を行うために、図５に示すように軸方向平行に揃った組織に加えて圧延方向に対して傾きを有するせん断帯１０が形成される。せん断帯１０のパーライトラメラー間隔は、圧延方向に揃ったパーライトのラメラー間隔より極めて微細であり、加工歪が局部的に集中している事を示している。そのため、せん断帯１０の延性は周囲に比較して低く、最悪の場合、図６に示すように加工中にせん断帯１０を起点に断線１３が発生し、また、略扇形異形線自体の延性低下の原因ともなるので、その存在を極力少なくする必要があるとともに、不可避的に存在する場合もせん断１０と中心軸１１のなす角度１２が極端に低角度にならないようにする事が重要である。低角度である事は、ローラー圧延中の略扇形の外径側と内径側の変形状況が大きく異なり、よりせん断帯に歪が集中する事になり、延性が低下している事を意味している。図７に示すように、略扇形異形線のＬ断面中心軸線１１上を横切るせん断帯の数が中心軸１２の単位長さ当たり２０本／mm以下、かつ、中心軸１１とせん断帯のなす角度１２が１０〜９０°の範囲内とする事により加工中の断線を抑制できる。尚、せん断帯の傾きは、冷間圧延のカリバー条件などにより圧延方向に傾く場合とその反対方向へ傾く場合があるが、せん断帯と中心軸とのなす角度は、圧延方向に関係なく、小さい方の角度を１０〜９０°の範囲に規定するものである。
【００３６】
このせん断帯１０の発生を抑制する手法としては、例えば、前述したように、略扇形異形線の強度が上がるに従い、総減面率を小さくする事により達成できる。しかし、従来実用化されている線径５．０mmの線材では、冷間加工時の減面率を小さくする事に限界がある。線径５．０mm未満、例えば４．５mm，４．０mm，３．０mmなどの線材を冷間加工し、略扇形異形線を製造する事により減面率は低減可能となる。また、線径５．０mm以下とする事により線材圧延中の加工量が増加する効果によりγ粒径が微細となりγ粒度番号で８番以上に微細化する事が可能となり、単に総減面率を低減する以上の延性改善効果が発揮される。更に、前述したようにＳｉの添加量を調整し、伸線加工中の歪時効抑制も効果的である。
【００３７】
また、せん断帯１０発生を抑制し、かつ角度１２を制御するためには、略扇形の外径側と内径側の相対速度が大きく異ならないように上下の圧延ローラーのカリバー形状を調整する事も有効である。
【００３８】
尚、図６の断線の例は、せん断帯の角度は本発明の範囲を満足するが、せん断帯本数が単位長さ当たり２４．３本／mmあり、本発明の範囲を越えるために断線が発生した。
【００３９】
前述したように、全長約５０〜１００kmの条長を有する海底ケーブルを製造するために、２ｔ単重線材に於いて良好な溶接性と溶接部を含めた全長で良好な加工性を有し、略扇形異形線に加工した際に、１８００MPa 級以上の強度を確保する成分系としては、Ｃｅｑ＝Ｃ＋１／４Ｓｉ＋１／５Ｍｎ＋４／１３Ｃｒとして、０．８０％≦Ｃｅｑ≦１．８０％の範囲内に調整する事が有効である。
【００４０】
尚、溶接部とその近傍はＡ1 点以上に加熱された後急冷されるため、溶接ままでは硬質なマルテンサイト組織となり、冷間加工性が著しく劣化しているために、溶接後に溶接部を再度オーステナイト域に加熱し、冷却する熱処理が必要である。
【００４１】
例えば、強化加圧アップセット溶接条件としては、Ａ1 点温度＋５０℃以上で、線材線径Ｄ（単位：mm）において５×Ｄ（単位：秒）以上の条件で加熱後に強化加圧アップセット溶接する。その溶接部をＡ1 点温度＋５０℃以上、＋３００℃以上の温度範囲で、線材線径Ｄ（単位：mm）において５×Ｄ（単位：秒）以上の加熱時間で再加熱後に、冷速３〜２０℃／秒の条件で冷却する。あるいは、焼鈍時の再加熱後に、ＴＴＴ曲線のノーズ温度〜ＴＴＴ曲線のノーズ温度＋５０℃の範囲に冷速３〜２０℃／秒の条件で冷却し、その後、ＴＴＴ曲線のノーズ温度〜ＴＴＴ曲線のノーズ温度＋５０℃の範囲に５秒以上、５分以下保持し、その後、３℃／秒以上の冷速で冷却する事が望ましい。
【００４２】
線材の溶接において、問題となるのは、溶接後の焼鈍工程で前述の目標を達成する組織を確保する事にある。一般的には、バット溶接後、溶接部をγ域に再加熱した後に冷速を制御し冷却し、焼鈍を実施する。その際、Ｃｅｑが０．８０％未満では、良好な溶接性、加工性を有する組織は確保できるが、溶接部強度として、１１００MPa 以上の強度を有する線材は得られず、略扇形異形線の引張り強さとして、１８００MPa 以上は確保出来ないので、Ｃｅｑとして０．８０％以上に限定した。これより低いＣｅｑでは、線材の強度を確保するために、焼鈍時の冷却速度を極めて高速に上げる必要が発生し、冷間加工性に有害なベーナイト、マルテンサイトの析出を回避できないためである。
【００４３】
また、Ｃｅｑ＝１．８０％超では、線材の焼き入れ性が上がり、焼鈍時の冷速を調整しても冷間加工性に有害なベーナイト、マルテンサイトが析出し、溶接部の加工性を著しく劣化させる事があるので、１．８０％を上限とした。
【００４４】
また、圧延線材を溶接して長尺線材とするその他方法としては、強加工アップセット方式、ＴＩＧ方式、レーザー方式などを用い、特に限定されない。
【００４５】
ただし、溶接後の熱処理でも熱影響部は不可避的に発生しているため、熱影響によりラメラーセメンタイトが分解、球状化しており、線材段階でも母材に比較して強度が低い上に、冷間加工中の加工硬化量が低いため、異形線の母材部と熱影響部の強度差は、線材段階での母材部と熱影響部の強度差以上に大きくなる。この傾向は略扇形異形線が高強度になるに従い顕著になる。
【００４６】
これらの問題を解決する手段としては、例えば、線材圧延前のビレットを加熱炉にて加熱直後のオーステナイト域の温度にて溶接した後に線材圧延を行う事が有効である。ビレットを熱間で溶接する事により先の熱影響部の問題は皆無となる。均一な組織、機械的特性を有する２ｔを越える大単重線材コイルから略扇形異形線を製造することにより、異形線の機械的特性のバラツキは大幅に軽減できる。
【００４７】
ビレットを熱間で溶接する方法としては、フラッシュバット方式、強加工アップセット方式、ＴＩＧ方式、レーザー方式などを用い、特に限定されないが、溶接時のビレットの温度低下保証など考慮するとビレットは１０００℃以上に加熱後に溶接する必要がある。
【００４８】
海底ケーブル用ケーブルは前述した図１に示すように、水走り防止のために、光ファイバーユニット１と耐圧層２、あるいは、耐圧層２と金属層４の間の空隙部分にコンパウンドを充填する。ここで、例えば、図１に示すように略扇形異形線２の内周面９に梨地加工が施されると、コンパウンドとの間の摩擦係数が増加し、水走り防止性が向上する。
【００４９】
また、略扇形異形線２の側面８が梨地状に加工されていると、略扇形異形線を組み合わせて耐圧層を構成した時、耐圧層の構造安定性が増加する。
【００５０】
この梨地は深さ０．２〜５μｍ程度の凹凸で、略扇形異形線製造工程の採集工程のロール表面を梨地加工すること、あるいは異形線の表面をショットブラスト加工することなどによって付与される。
【００５１】
尚、略扇形異形線の本数としては、図１で円形を３分割した略扇形の形状を示しているが、３分割に限定しているものではなく、その用途、使用条件により複数本の分割扇形とすることが出来る。尚、工業的見地から２〜１０本程度扇形が望ましい。
【００５２】
【実施例】
（実施例１）
上記の特徴を有する海底光ファイバーケーブル補強用異形線は、例えば、０．８２％Ｃ−１．０％Ｓｉ−０．５０％Ｍｎ−０．００４５％Ａｌ（Ｃｅｑ＝１．２３％）を含有する単重２ｔのビレットを１０５０℃に加熱後に、２つのビレットを熱間でフラッシュバット溶接した後、線径４．０mmに圧延し、７℃／秒程度の衝風冷却により引張り強さ１３００MPa に調整した単重４ｔの線材コイルを製造する。その後、スケールを除去後に燐酸亜鉛被膜処理し、３．０mmまでダイス伸線とし、ローラーの冷間圧延で厚さ１．８mm厚の断面矩形状線材とする。ついで略扇形にするために略扇形状カリバーを有するローラーにて冷間圧延を行い、図２の海底光ファイバーケーブルに示すような外径ｂ：５．２mm、内径ａ：２．５５mm、厚みｔ：１．３２５mm、引張り強さ１８２０MPa の梨地深さは平均で１μmmを有する長さ６０kmの略扇形異形線２を得ることが出来る。その略扇形異形線のＬ断面ミクロ組織にはせん断帯は存在しない。
【００５３】
表１〜表６（表２〜表６は表１のつづき）に線材の組成、Ｃｅｑ，ＴＳ、線材を異形線に加工したときに加工性、異形線の強度、保護層を形成する異形線の数などを示した。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
【表４】
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【００５６】
【表３】
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【００５７】
【表４】
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【００５８】
【表５】
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【００５９】
【表６】
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【００６０】
Ｎｏ．１〜３２までが本発明例で、その他は比較例である。本発明であれば、線材の良好な加工性が確保され、２０００MPa 級を越える略扇形異形線が製造可能である。
【００６１】
比較例Ｎｏ．３３に示すように、Ｃｅｑが、本発明の範囲を低め目に外れるため、断線を抑制するために総減面率８５％以下製造しようとした場合、１８００MPa 以上の略扇形異形線の強度を確保する事が出来ない。
【００６２】
比較例Ｎｏ．３４に示すように、Ｃが本発明の範囲を高め目に外れる場合、溶接部を含めて加工性が著しく劣化し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
【００６３】
比較例Ｎｏ．３５に示すように、Ｓｉが本発明の範囲を高め目に外れる場合、溶接部を含めて加工性が著しく劣化し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
【００６４】
比較例Ｎｏ．３６に示すように、（Ｍｎ＋Ｃｒ）が本発明の範囲を高め目に外れる場合、溶接部を含めて加工性が著しく劣化し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
【００６５】
比較例Ｎｏ．３７に示すように、範囲内にＣｅｑがあっても、Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｂの総量が高めに外れれば、加工性が著しく劣化し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
【００６６】
以上、比較例３３〜３７に示すように成分が本発明の範囲内に外れれば、高強度略扇形異形線は安定的に製造出来ない。
【００６７】
比較例Ｎｏ．３８に示すように、略扇形異形線内のせん断帯角度が、本発明の範囲を多めに外れる場合、比較例Ｎｏ．３９に示すように、せん断帯角度が本発明の範囲を低めに外れる場合、比較例４０に示すように、略扇形異形線内のせん断帯の数が、せん断帯角度が本発明の範囲を両方外れる場合、加工中に断線が多発し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
【００６８】
以上、比較例３８〜４０に示すように成分が本発明の範囲内にあっても、ミクロ組織としてせん断帯の数、角度が本発明の範囲から外れれば、高強度略扇形異形線は安定的に製造出来ない。
【００６９】
比較例Ｎｏ．４０に示すように、セメンタイト／フェライト界面のＳｉ偏析度が、本発明の範囲を多めに外れる場合、伸線中の時効が進行し、加工性が著しく劣化し、略扇形異形線を安定的に製造出来ない。
（実施例２）
０．８２％Ｃ−１．０％Ｓｉ−０．５０％Ｍｎ−０．００４５％Ａｌ（Ｃｅｑ＝１．２３％）を含有する単重２ｔのビレットを１０５０℃に加熱後に、線径４．０mmに圧延し、７℃／秒程度の衝風冷却により引張り強さ１３００MPa に調整した単重２ｔの線材コイルを製造し、その後、スケールを除去後に燐酸亜鉛被膜処理した。その後、線材を９００℃×１分間に加熱し、バット溶接し、冷却する。その溶接部を８５０℃×１分間で再加熱後に、冷速１０℃／秒の条件で冷却した後に３．０mmまでダイス伸線とし、ローラーの冷間圧延で厚さ１．８mm厚の断面矩形状線材とした。ついで略扇形にするために略扇形状カリバーを有するローラーにて冷間圧延を行い、外径ｂ：５．２mm、内径ａ：２．５５mm、厚みｔ：１．３２５mm、引張り強さ１８２０MPa の梨地深さは平均で１μｍを有する長さ６０kmの略扇形異形線を製造した。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の略扇形異形線は、溶接により所望の長尺が得られ、しかも非常に高い強度が確保できるため、ケーブルの重量増加、または、抗張力の低下にともなって適用水深が浅くなるという問題点を解決することができる。また、現状の構造のケーブルに適用した場合、より深い水深に適用できるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、略扇形異形線を使用して耐圧層を形成した海底ケーブルの傾斜図である。（ｂ）はその断面図である。
【図２】ピアノ線のみを使用して耐圧層を形成した海底ケーブルの断面図である。
【図３】ＴＳ＝２１００MPa 級略扇形異形線のＳｉの含有量とＳｉのフェライト相への存在状況の略扇形異形線の加工性に及ぼす影響を示した図である。
【図４】０．８２％Ｃ−１．０２％Ｓｉ−０．５２％Ｍｎ−０．００４２％Ａｌ成分系略扇形異形線のパーライト組織中のＳｉ分布状況をＡＰ−ＦＩＭにより測定した例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は略扇形異形線のＬ断面組織を示す写真である。
【図６】（ａ），（ｂ）は略扇形異形線の加工中断線事例を示す写真である。
【図７】略扇形異形線のＬ断面中心軸線上を横切るせん断帯の数、角度の略扇形異形線の断線に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
１…光ファイバーユニット
２…耐圧層
３…抗張力層
４…金属層
５…絶縁層
６…絶縁層
７…略扇形異形線外周面
８…略扇形異形線側周面
９…略扇形異形線内周面
１０…せん断帯
１１…略扇形異形線Ｌ断面の中心軸
１２…せん断帯と略扇形異形線Ｌ断面の中心軸のなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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