JP4407844B2 - 継目無管の製造方法および継目無管製造用ビレットの長さ決定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、継目無管の製造方法および継目無管の製造に用いられるビレットの長さを決定する方法に関する。
継目無鋼管を製造する方法としては、様々な方法が知られているが、例えば、マンネスマン・マンドレルミル方式は、加熱したビレットをピアサーで穿孔圧延し、マンドレルミルで延伸圧延し、更に、サイザー等で定径圧延するものである。
出願人は、ビレットの寸法を決定する方法に関し、特許文献１において「製品寸法の調整が可能な圧延機を備えると共に、加熱炉の下流に切断機を配置した製造ラインで継目無鋼管を製造する方法であって、異なる寸法の製品であっても同一素材毎に集約して素材制約下限長さ以上の素材長さを確保し、この素材を搬送して加熱した後、切断機にて必要な長さに切断し、その後、切断した各素材を所定の製品寸法となるように圧延することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。」に関する発明を開示している。
特許文献１に記載の発明は、小ロット品の注文に基づき、ビレットの長さを決定する場合に、コンベア搬送等で下限値の制約を受けてビレットを必要以上に長く取らざるを得ないことに由来する歩留損を抑制するべく、製品寸法の異なる小ロット品を集約してビレットの長さを決定して製造し、これを加熱後に切断することを要旨とするものである。この発明により、小ロット品の製造における歩留損の問題は解決できる。
しかしながら、同一長さのビレットを大量に用意する必要のある大ロット品の注文を受けた場合には、上記のような方法でビレットの長さを決定すると、加熱炉の炉幅の制約により加熱炉の充填率が低下するという問題が起きることを見出した。加熱炉内のビレット充填率が低下すると、エネルギー損失が増大すると共に、ビレットの加熱処理が、次工程の穿孔圧延のピッチに間に合わず、生産性が低下するという問題を引き起こす。
本発明は、加熱炉内のビレット充填率を上昇させて、省エネルギー化を実現すると共に、生産性を改善することができる継目無管の製造方法および継目無管製造用ビレットの長さ決定方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記の〔１〕および〔２〕に示す継目無管の製造方法および下記の〔３〕および〔４〕に示す継目無管製造用ビレットの長さ決定方法を要旨とする。
〔１〕ビレットの加熱工程、ビレット切断工程、これを穿孔圧延する工程および延伸圧延する工程を含む継目無管の製造方法であって、予め定められた公差、ならびに、ビレットの加熱工程および圧延工程における設備の条件に基づいて、親ビレットの長さＬ、子ビレットの長さｌおよび取り数ｎＢを決定し、下記の（１）式〜（３）式を満足するビレットを用いることを特徴とする継目無管の製造方法。
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％）
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％）
〔２〕下記（６）式および（７）式からそれぞれ計算されるビレット取り数指数Ｉ０およびＩ１の関係が下記（Ａ）〜（Ｃ）それぞれの場合に、下記それぞれの値を採用することを特徴とする上記〔１〕に記載の継目無管の製造方法。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
〔３〕継目無管用ビレットの長さ決定方法であって、予め定められた公差、ならびに、ビレット加熱炉および圧延設備の条件に基づいて、親ビレットの長さＬ、子ビレットの長さｌおよび取り数ｎＢを下記の（１）式〜（３）式を満足するように決定することを特徴とする継目無管用ビレットの長さ決定方法。
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％）
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％）
〔４〕下記（６）式および（７）式からそれぞれ計算されるビレット取り数指数Ｉ０およびＩ１の関係が下記（Ａ）〜（Ｃ）それぞれの場合に、下記それぞれの値を採用することを特徴とする上記〔３〕に記載の継目無管用ビレットの長さ決定方法。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
本発明によれば、加熱炉内のビレット充填率を上昇させることができるので、継目無管の製造における省エネルギー化を実現すると共に、生産性を改善することができる。
本発明に係る継目無管の製造方法においては、長尺のビレット（以下、「親ビレット」という。）を加熱した後、これを切断して短尺のビレット（以下、「子ビレット」という。）を得た後、これを穿孔圧延、延伸圧延および定径圧延に供して、継目無管を得る。得られた継目無管は、通常、さらに適当なサイズに切断される。
本発明に係る継目無管の製造方法では、例えば、親ビレットを加熱し、これを２本に切断して得た子ビレットから継目無管を製造し、更にこれを２本に切断して、最終製品を得ることになる。この場合、親ビレットの寸法は、最終製品４本分に対応する寸法に設計されていることになる。
なお、「親ビレット」は、通常、切断前のビレットであるので、場合によっては「切断前ビレット」と定義し、「子ビレット」は「切断後ビレット」と定義することもできる。しかし、予め定められた公差その他の条件によっては、加熱後のビレットを切断せずに製管工程に供する場合もある。この場合は、「親ビレット」と「子ビレット」とは同じものを示すことになる。
図１は、本発明のビレット設計フローの例を示す図である。図１に示すように、本発明のビレット設計フローにおいては、まず、顧客からの受注内容を確認し、予め定められた公差（たとえば、客先による外径、肉厚、長さの公差）および注文本数Ｎに基づき、１本の子ビレットあたりの最終製品の取り数ｎpを決定する。このとき、注文が小ロットの場合、即ち、注文本数Ｎの本数が予め設定した最低本数Ｎ0を上回ることが望ましい。最低本数Ｎ0は、製造設備の能力に基づき定めることができる。例えば、月産５００００トン程度の生産能力を有する製造設備の場合、最低本数Ｎ0は、１００本程度とすればよい。
次に、子ビレットの長さｌ（ｍ）の許容範囲ｌmin〜ｌmax（ｍ）を決定する。ここで、ｌminおよびｌmaxは、予め定められた公差（外径、肉厚および長さ）および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値および最大長さであり、子ビレットの長さｌは、ｌminおよびｌmaxとの間で下記（１）式の関係を有している。
ｌmin≦ｌ≦ｌmax・・・（１）
ｌmin≦ｌ≦ｌmax・・・（１）
そして、ビレット加熱炉の条件に基づいて親ビレットの長さＬの許容範囲Ｌmin〜Ｌmax（ｍ）を決定する。ＬminおよびＬmaxは、ビレット加熱炉の条件に基づいて許容されるビレットの最小長さおよび最大長さである。Ｌminは、主として加熱炉その他の搬送時における搬送レール間隔等の制約から定められる値であり、また、Ｌmaxは、主として加熱炉の炉幅の制約から定められる値である。そして、親ビレットの長さＬは、ＬminおよびＬmaxとの間で下記（２）式の関係を有している。
Ｌmin≦Ｌ≦Ｌmax・・・（２）
Ｌmin≦Ｌ≦Ｌmax・・・（２）
ここで、親ビレットの長さＬは、子ビレットの長さ、一本の親ビレットから採取される子ビレットの長さｌおよび取り数ｎB、ならびに、ビレット切断代との関係で、下記の（４）式を満足する。
Ｌ＝ｌ×ｎB＋ｋ×（ｎB−１）・・・（４）
Ｌ＝ｌ×ｎB＋ｋ×（ｎB−１）・・・（４）
本発明は、下記（５）式により表されるビレット加熱炉充填率Ｆを、加熱炉充填率の許容下限値Ｆｍｉｎを下回らないようにする、即ち、下記（３）式を満たす範囲とする必要がある。なお、加熱炉充填率の許容下限値Ｆｍｉｎは、加熱炉の設備条件、加熱後の圧延スケジュールなどに基づいて決定することができ、例えば、６０％とすることができる。
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
ここで、親ビレットの長さＬ、子ビレットの長さｌおよび子ビレットの取り数ｎBは、例えば、下記（６）式および（７）式からそれぞれ計算されるビレット取り数指数Ｉ0およびＩ1を用いて、決定するのが望ましい。
Ｉ0＝Int｛（Ｌmax＋ｋ）／（ｌmax＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ1＝Int｛（Ｌmax＋ｋ）／（ｌmin＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
Ｉ0＝Int｛（Ｌmax＋ｋ）／（ｌmax＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ1＝Int｛（Ｌmax＋ｋ）／（ｌmin＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
そして、これらのビレット取り数指数Ｉ0およびＩ1が同一（Ｉ0＝Ｉ1）の場合には、子ビレットの長さｌを調整しても、取り数ｎBは変動しないことを意味する。この場合、子ビレットの長さｌとしてｌmaxを、取り数ｎBとしてＩ0をそれぞれ採用し、これを上記（４）式に代入して得た下記（４ａ）式の値を親ビレットの長さＬとして採用する。このように、子ビレットの長さｌとして最小値を採用しても子ビレットの取り数が増えない場合には、子ビレットの長さを最大限大きく取ることで、加熱炉内のビレット充填率を上げることができ、生産効率の良い長尺の継目無管の圧延スケジュールを組むことができる。
Ｌ＝ｌmax×Ｉ0＋ｋ×（Ｉ0−１）・・・（４ａ）
Ｌ＝ｌmax×Ｉ0＋ｋ×（Ｉ0−１）・・・（４ａ）
上記Ｉ0＝Ｉ1の場合、つまり、子ビレットの取り数を増やすことができない以上、加熱炉のビレット充填率を上昇させることができない。しかし、そのままでも、ビレット加熱炉充填率Ｆが加熱炉充填率の許容下限値Ｆmin以上の場合には、上記値を採用して継目無管製造用ビレットの長さを決定すればよい。一方、ビレット加熱炉充填率Ｆが加熱炉充填率の許容下限値Ｆminを下回る場合には、他の長さが異なるビレットとの集約など、他のビレット設計フローを採用することもできる。但し、他の長さが異なるビレットのロットが少なすぎる場合など、他のビレット設計フローを採用できない事情がある場合には、上記値をそのまま採用してもよい。
上記のビレット取り数指数Ｉ0およびＩ1が同一ではない（Ｉ0＜Ｉ1）の場合には、上記（４ａ）式によって得られた親ビレットの長さＬを上記（５）式に代入して得られたビレット加熱炉充填率Ｆが上記（３）式を満たすか否かを判断する。ビレット加熱炉充填率Ｆが加熱炉充填率の許容下限値Ｆmin以上、即ち、上記（３）式を満たす場合には、親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎB＝Ｉ0およびｌ＝ｌmaxを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌmaxを、取り数ｎBとしてＩ0をそれぞれ採用する。一方、ビレット加熱炉充填率Ｆが加熱炉充填率の許容下限値Ｆminを下回る場合には、更に、親ビレットの長さＬとしてＬmaxを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌmax−ｋ×（ｎB−１）｝／ｎBを、取り数ｎBとしてＩ0＋１をそれぞれ採用して継目無管製造用ビレットの長さを決定する。このとき、加熱炉充填率は１００％となる。
本発明の効果を「外径２４４．５ｍｍ、肉厚１１．９９ｍｍ、長さ１１，０００〜１２，５００ｍｍのパイプを１５，０００ｍ分」というロットを受注し、許容される親ビレットの最大長さＬmaxが１１，０４８ｍｍである加熱炉を用いて親ビレットを加熱した後、通常の製管工程によって継目無管を製造する場合を例にとって説明する。
従来例では、スケールロス、ビレット切断代等を考慮し、外径２２５ｍｍ、長さ５７４５ｍｍのビレットを６００本用意し、このビレットを加熱後、製管して、外径２４４．５ｍｍ、肉厚１１．９９ｍｍ、長さ２５，８００ｍｍの継目無管を６００本製造し、この継目無管を切断し、１２，５００ｍｍ長さの継目無鋼管を１，２００本得る。得られる継目無鋼管の総長さは１５，０００ｍとなる。
この場合の加熱炉のビレット充填率Ｆは約５１．８％であった。また、加熱炉の処理能力は１３０ｔｏｎ／時であり、その後の製管工程における処理能力に及ばず、生産効率が加熱炉の処理能力に制限される状態となった。また、ビレットの加熱に要したエネルギー原単位は３３０Ｍｃａｌ／ｔｏｎであった。
一方、本発明例では、外径２２５ｍｍ、長さ１１，０４８ｍｍの親ビレットを３１２本用意し、これを加熱後、外径２２５ｍｍ、長さ５，５２１ｍｍの子ビレットに切断し（子ビレットの本数は６２４本）、これを製管して、外径２４４．５ｍｍ、肉厚１１．９９ｍｍ、長さ２４，８００ｍｍの継目無管を６２４本製造し、この継目無管を切断し、１２，０００ｍｍ長さの継目無鋼管を１２４８本得る。得られる継目無管の総長さは１４，９７６ｍとなる。
この場合の加熱炉のビレット充填率Ｆは約９９．５％であり、加熱炉の処理能力は１５０ｔｏｎ／時まで上昇した。また、ビレットの加熱に要したエネルギー原単位は２８０Ｍｃａｌ／ｔｏｎまで低減できた。
本発明によれば、加熱炉内のビレット充填率を上昇させることができるので、継目無管の製造における省エネルギー化を実現すると共に、生産性を改善することができる。
Claims (4)
- ビレットの加熱工程、ビレット切断工程、これを穿孔圧延する工程および延伸圧延する工程を含む継目無管の製造方法であって、予め定められた公差、ならびに、ビレットの加熱工程および圧延工程における設備の条件に基づいて、親ビレットの長さＬ、子ビレットの長さｌおよび取り数ｎＢを決定し、下記の（１）式〜（３）式を満足するビレットを用いることを特徴とする継目無管の製造方法。
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％） - 下記（６）式および（７）式からそれぞれ計算されるビレット取り数指数Ｉ０およびＩ１の関係が下記（Ａ）〜（Ｃ）それぞれの場合に、下記それぞれの値を採用することを特徴とする請求項１に記載の継目無管の製造方法。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして、上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。 - 継目無管用ビレットの長さ決定方法であって、予め定められた公差、ならびに、ビレット加熱炉および圧延設備の条件に基づいて、親ビレットの長さＬ、子ビレットの長さｌおよび取り数ｎＢを下記の（１）式〜（３）式を満足するように決定することを特徴とする継目無管用ビレットの長さ決定方法。
ｌｍｉｎ≦ｌ≦ｌｍａｘ・・・（１）
Ｌｍｉｎ≦Ｌ≦Ｌｍａｘ・・・（２）
Ｆ≧Ｆｍｉｎ・・・（３）
但し、Ｌは親ビレットの長さ（ｍ）であり、下記の（４）式で表され、Ｆは、ビレット加熱炉充填率（％）であり、下記の（５）式で表される。
Ｌ＝ｌ×ｎＢ＋ｋ×（ｎＢ−１）・・・（４）
Ｆ＝１００×Ｌ／Ｌ ｍａｘ ・・・（５）
なお、上記式中の各記号の意味は下記の通りである。
Ｌｍｉｎ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最小長さ（ｍ）
Ｌｍａｘ：ビレット加熱炉の条件に基づいて許容される親ビレットの最大長さ（ｍ）
ｌ：子ビレットの長さ（ｍ）
ｌｍｉｎ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最小値（ｍ）
ｌｍａｘ：予め定められた公差および圧延条件に基づいて許容される子ビレットの長さの最大値（ｍ）
ｋ：ビレット切断代（ｍ）
ｎＢ：一本の親ビレットから採取される子ビレットの取り数（本）
Ｆｍｉｎ：加熱炉充填率の許容下限値（％） - 下記（６）式および（７）式からそれぞれ計算されるビレット取り数指数Ｉ０およびＩ１の関係が下記（Ａ）〜（Ｃ）それぞれの場合に、下記それぞれの値を採用することを特徴とする請求項３に記載の継目無管用ビレットの長さ決定方法。
（Ａ）Ｉ０＝Ｉ１の場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｂ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たす場合：
親ビレットの長さＬとして上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、子ビレットの長さｌとしてｌｍａｘを、取り数ｎＢとしてＩ０をそれぞれ採用する。
（Ｃ）Ｉ０＜Ｉ１で、かつ上記（４）式にｎＢ＝Ｉ０およびｌ＝ｌｍａｘを代入して得たＬを、上記（５）式に代入して得たＦが上記（３）式を満たさない場合：
親ビレットの長さＬとしてＬｍａｘを、子ビレットの長さｌとして｛Ｌｍａｘ−ｋ×（ｎＢ−１）｝／ｎＢを、取り数ｎＢとしてＩ０＋１をそれぞれ採用する。
Ｉ０＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍａｘ＋ｋ）｝・・・（６）
Ｉ１＝Int｛（Ｌｍａｘ＋ｋ）／（ｌｍｉｎ＋ｋ）｝・・・（７）
但し、Int（Ｘ）は、指定した数値Xを超えない最大の整数を意味する。
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