DESCRIPCIÓN MÉTODO PARA FABRICAR UN TUBO SIN COSTURAS Y MÉTODO PARA DETERMINAR LA LONGITUD DE UN TOCHO PARA SU USO EN LA FABRICACIÓN DEL TUBO SIN COSTURAS Campo Técnico La presente invención trata de un método para fabricar un tubo sin costuras y un método para determinar la longitud de un tocho que será usado en la fabricación del tubo sin costuras. Antecedentes de la Técnica Se conocen varios métodos para fabricar tubos de acero sin costuras. Por ejemplo el método de laminador de mándril Mannesmann que es un método en donde un tocho caliente se somete se perforación y laminado con una perforadora, a una elongación del laminado con el laminador de mandril, y además un ajuste de tamaño con un laminador acabador o similares. El solicitante divulgó en el Documento de Patente 1, con respecto al método para determinar la dimensión de un tocho, una invención de "un método para producir un tubo de acero sin costuras cuyo método se proporciona con un laminador capaz de regular la dimensión de un producto y en cuyo método se fabrica un tubo de acero sin costuras en una línea de producción con una máquina cortadora, que se encuentra colocada hacia abajo de un horno calentador, en
donde: aún cuando los productos que serán fabricados tienen una dimensión diferente el uno del otro, se recolectan las piezas para los productos de manera que cada uno de los grupos conste del mismo tipo de piezas; en cada uno de los grupos, cada pieza asegura la longitud de pieza que es igual o más larga a la longitud mínima impuesta por el tipo de pieza; y por lo tanto, en cada uno de los grupos se reúnen y calientan las piezas calificadas, y después se cortan en las longitudes requeridas con una máquina cortadora, y después las piezas cortadas se laminan para obtener las dimensiones del producto predeterminado . " Documento de Patente 1: JP2001 - 105012A Divulgación de la Invención Problemas a resolver por la Invención La invención descrita en el Documento de Patente 1 sirve con el propósito de evitar la pérdida de rendimiento en la producción que ocurre en un caso donde, cuando la longitud de un tocho se determina de acuerdo con el orden de un lote pequeño de productos, se debe establecer la longitud del tocho más larga de lo necesario por el valor mínimo impuesto debido a la transferencia mediante transportador horizontal o similares. En esta invención, para un lote pequeño de productos que difieren en dimensiones de producto entre sí, las longitudes de los tochos en cuestión se determinan de forma colectiva para fabricar productos sin terminar, y los
productos sin terminar se calientan y se cortan para obtener los productos. Esta invención permite resolver el problema de la pérdida de rendimiento en la producción de lotes pequeños de productos . Sin embargo, cuando se ha recibido una orden de un lote mayor de los productos que requieren preparación para una cantidad mayor de tochos que tienen la misma longitud, se descarta la adopción del método arriba descrito. Esto es porque la determinación de las longitudes de los tochos mediante el método arriba descrito causa un problema que es que el coeficiente de relleno de un horno calentador se deteriora debido a la presión del ancho del horno. El deterioro del coeficiente de relleno del tocho en el horno calentador aumenta la pérdida de energía y, al mismo tiempo, causa un problema de que el termotratamiento de los tochos no está listo a tiempo para el punto del perforado y laminado en el siguiente paso y por lo tanto la productividad se deteriora . Un objeto de la presente invención es proporcionar un tubo sin costuras cuyo método permita aumentar el coeficiente de relleno del tocho en un horno calentador de manera que logre ahorrar energía y al mismo tiempo, permita mejorar la productividad, y un método para determinar la longitud de un tocho para su uso en la producción de un tubo sin costuras.
Formas para Resolver los Problemas La presente invención se logró para poder resolver el problema arriba descrito, y el espíritu de la presente invención reside en el método para producir un tubo sin costuras descrito en los siguientes [1] a [3] y el método para determinar la longitud de un tocho para su uso en la producción de un tubo sin costuras descrito en los siguientes [4] a [6] . [1] Un método para producir un tubo sin costuras que incluye los pasos de un proceso de calentamiento de tochos, un proceso de corte de tochos, un proceso de perforado y laminado, y un proceso de elongación y laminado, en donde la longitud L de un tocho base, la longitud 1 de un tocho derivado y el número nB de los tochos derivados obtenibles se determinaron con base en las tolerancias predeterminadas y las condiciones de instalaciones en los paso del proceso de calentamiento y los procesos de laminado. [2] El método para producir un tubo sin costuras de acuerdo con [1] , el método usando los tochos que satisfacen las siguientes fórmulas (1) a (3) : lmin = 1 = lmax ... (1) Lmin =¦ L = Lmax ·» (2 ) F = Fmin ...(3) En donde L es la longitud (m) del tocho base y se representa mediante la siguiente fórmula (4) , y F es el
coeficiente de relleno (%) del horno calentador de tocho y se representa mediante la siguiente fórmula (5) : L = 1 x nB + k x (nB - 1) ...(4) F = 100 + L/Lmax ...(5) En donde en las fórmulas arriba descritas, los significados de los símbolos individuales son como siguen: Lmin: La longitud mínima (m) permitida del tocho base con base en las condiciones del horno calentador de tochos Lmax: La longitud máxima (m) permitida del tocho base con base en las condiciones del horno calentador de tochos 1 : La longitud (m) del tocho derivado lmin: El valor mínimo (m) de la longitud permitida del tocho derivado con base en las tolerancias predeterminadas y las condiciones de laminado lmax: El valor máximo (m) de la longitud permitida del tocho derivado con base en las tolerancias predeterminadas y las condiciones de laminado k: margen de corte del tocho (m) nB: Cantidad (cantidad de piezas) de los tochos derivados obtenible de una pieza del tocho base Fmin: El valor mínimo permitido (%) del coeficiente de relleno del horno calentador [3] El método para producir un tubo sin costuras,
de acuerdo con [2] , el método adopta los siguientes valores respectivos en los siguientes casos (A) a (C) respectivos en cada uno de los cuales se especifica la relación entre los índices de la cantidad de tochos obtenibles I0 e Ii calculados de forma respectiva de las siguientes formulas (6) y (7) . (A) Un caso donde I0 = Ii: La L obtenida al sustituir nB = lo y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita se adopta como la longitud L del tocho base, lmax se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles. (B) Un caso donde I0 < Ii, y F satisface la fórmula (3) antes descrita en donde F se obtiene al sustituir, en la fórmula (5) anterior, la L obtenida al sustituir nB = lo y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita: la L obtenida al sustituir nB = I0 y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita se adopta como la longitud L del tocho base, lmax se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles . (C) Un caso donde I0 < Ii, y F no satisface la fórmula (3) antes descrita en donde F se obtiene al sustituir, en la fórmula (5) anterior, la L obtenida al sustituir nB = I0 y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita: la Lmax se adopta como la longitud L del tocho base,
(Lmax - k x (nB - l))/nB se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 +1 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles . 10 = Int ((Lmax + k)/ (lmax + k)) ...(6) 11 = Int ((Lmax + k)/ (lmin + k)) ...(7) En donde Int (X) significa el número entero máximo que no necesita exceder el valor numérico X especificado. [4] Un método para determinar la longitud de un tocho para su uso en un tubo sin costuras, en donde la longitud L de un tocho base, la longitud 1 de un tocho derivado y el número nB de los tochos derivados obtenibles se determinan con base en tolerancias predeterminadas y las condiciones de instalaciones en los pasos del proceso de calentamiento y los procesos de laminado. [5] El método para producir un tubo sin costuras de acuerdo con [4] , donde la longitud del tocho se determina para satisfacer las siguientes fórmulas (1) a (3) : lmin = 1 = lmax ( 1 ) Lmin ^ L = Lmax ... ( 2 ) F = Fmin ...(3) En donde L es la longitud (m) del tocho base y se representa mediante la siguiente fórmula (4) , y F es el coeficiente de relleno (%) horno calentador de tochos y se representa mediante la siguiente fórmula (5) : L = l x nB + k x (nB - 1) -(4)
F = 100 + L / Lmax ...(5) en donde en las fórmulas arriba descritas, los significados de los símbolos individuales -son como siguen: Lmin: La longitud mínima (m) permitida del tocho base con base en las condiciones del horno calentador de tochos Lmax: La longitud máxima (m) permitida del tocho base con base en las condiciones del horno calentador de tochos 1 : La longitud (m) del tocho derivado lmin: El valor mínimo (m) de la longitud permitida del tocho derivado con base en las tolerancias predeterminadas y las condiciones de laminado lmax: El valor máximo (m) de la longitud permitida del tocho derivado con base en las tolerancias predeterminadas y las condiciones de laminado k: margen de corte del tocho (m) nB: Cantidad (cantidad de piezas) de los tochos derivados obtenible de una pieza del tocho base Fm n: El valor mínimo permitido (%) del coeficiente de relleno del horno calentador [6] El método para determinar la longitud de un tocho para su uso en un tubo sin costuras, de acuerdo con [5] , el método adopta los siguientes valores respectivos en los siguientes casos (A) a (C) respectivos en cada uno de los
cuales se especifica la relación entre los índices de la cantidad de tochos obtenibles I0 e Ii calculados de forma respectiva de las siguientes formulas (6) y (7) . (A) Un caso donde I0 = Ii: La L obtenida al sustituir nB = lo y 1 = lma en la fórmula (4) antes descrita se adopta como la longitud L del tocho base, lmax se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles. (B) Un caso donde I0 < Ii, y F satisface la fórmula
(3) antes descrita en donde F se obtiene al sustituir, en la fórmula (5) anterior, la L obtenida al sustituir nB = lo y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita: la L obtenida al sustituir nB = I0 y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita se adopta como la longitud L del tocho base, lmax se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles. (C) Un caso donde I0 < Ii, y F no satisface la fórmula (3) antes descrita en donde F se obtiene al sustituir, en la fórmula (5) anterior, la L obtenida al sustituir nB = I0 y 1 = lmax en la fórmula (4) antes descrita: la Lmax se adopta como la longitud L del tocho base, (Lmax - k x (nB - l))/nB se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 +1 se adopta como la cantidad nB de los tochos
derivados obtenibles . lo = Int ((Lmax + k)/ (lmax + k)) ...(6) Ix = Int ((Lmax + k)/ (lmin + k)) ...(7) En donde Int (X) significa el número entero máximo que no necesita exceder el valor numérico X especificado. Ventaja de la Invención De acuerdo con la presente invención, el coeficiente de relleno del tocho en el horno calentador puede aumentar, y se puede realizar la mejora el ahorro de energía en la producción de tubos sin costuras, y la productividad en la producción de los tubos sin costuras también puede mejorar Breve descripción de los Dibujos La Figura 1 es un diseño que muestra un diagrama de flujo del tocho de la presente invención. Mejor Forma de Llevar a Cabo la Invención En el método para fabricar un tubo sin costuras de acuerdo con la presente invención, por ejemplo, un tocho de gran longitud calentado (al que se hará referencia en adelante como "tocho base") se corta para obtener tochos de longitud corta (en adelante llamados "tochos derivados"), y después se somete a los tochos derivados a perforado y laminado, laminado para elongación y ajuste de tamaño para obtener tubos sin costuras. Por lo general, los tubos sin costuras obtenidos se cortan después en tamaños apropiados. En el método para fabricar tubos sin costuras de
acuerdo con la presente invención, por ejemplo, los tubos sin costuras producidos de los tochos derivados se obtienen al cortar el tocho base calentado en dos piezas, y los tubos sin costuras se cortan una vez más en dos piezas para obtener los productos finales. En este caso, la dimensión del tocho base se diseña de manera que la dimensión corresponda a cuatro piezas de los productos finales. Nótese que el "tocho base" es por lo general un tocho antes de ser cortado, y por lo tanto el "tocho base" puede también definirse como "el tocho antes de ser cortado" y el "tocho derivado" puede definirse también como "el tocho después de ser cortado" conforme se dé el caso. Sin embargo, dependiendo de las condiciones que incluyen las tolerancias predeterminadas y otras, el tocho después de ser calentado se somete al paso de moldeo de tubo sin ser cortado conforme se dé el caso. En este caso, el "tocho base" tiene el mismo significado del "tocho derivado." La Figura 1 es un diseño que muestra un diagrama de flujo del tocho de la presente invención. Como se muestra en la Figura 1, en el flujo de diseño del tocho de la presente invención, primero se revisan los detalles de la orden recibida de un cliente, y después con base en las tolerancias predeterminadas (por ejemplo, las tolerancias del diámetro exterior, el grosor de pared y la longitud especificada por el cliente) y el número de piezas ordenadas N, se determina
el número nP de los productos finales obtenibles por cada tocho derivado. Con respecto a esto, se prefiere el caso en donde la orden es una orden de lote pequeño, es decir, un caso donde el número de piezas ordenadas N es mayor al número mínimo de piezas predeterminado N0. El número mínimo de piezas N0 puede determinarse con base en la capacidad de las instalaciones de producción. Por ejemplo, en el caso de las instalaciones de producción que tienen una capacidad de producción de más o menos 50 000 toneladas al mes, el número mínimo de piezas N0 puede establecerse en más o menos 100 piezas . Después, se determina el rango permitido entre lmin y lma (m) de la longitud 1 (m) del tocho derivado. Aquí, lmin y lmax son respectivamente el valor mínimo y el valor máximo permitidos del tocho derivado con base en las tolerancias predeterminadas (diámetro exterior, grosor de pared y longitud) y las condiciones de laminado, y la longitud 1 del tocho derivado tiene la relación que se muestra en la siguiente fórmula (1) , entre 1 y lmin y entre 1 y lmax. lmin = 1 = lmax ...(1) Después, se determina el rango permitido entre Lmin y Lmax (m) de la longitud L (m) del tocho base con base en las condiciones del tocho y el horno calentador. Lmin y Lmax son respectivamente el valor mínimo y el valor máximo permitidos del tocho base con base en las condiciones del tocho y el
horno calentador. Lmin es un valor determinado por lo general por la presión asociada al horno calentador y otros como el intervalo de transporte en rieles al momento de la transportación, y Lma es un valor determinado por lo general por la presión asociada con el ancho del horno del horno calentador. La longitud L del tocho base tiene la relación que se muestra en la siguiente fórmula (2) , entre L y Lmin y entre L y Lmax. Lmin ^ L = Lmax — ( 2 ) Aquí, la longitud L del tocho base satisface la siguiente fórmula (4) con relación a la longitud del tocho derivado, la longitud 1 de cada uno de los tochos derivados obtenibles de una pieza de tocho base, el numero nB de los tochos derivados obtenibles de una pieza del tocho base y un margen de corte del tocho. L = l x nB + k x (nB - 1) ...(4) En la presente invención, es necesario que el coeficiente de relleno horno calentador de tochos F representado por la siguiente fórmula (5) no se establezca de forma más baja al valor mínimo permitido Fmin del coeficiente de relleno del horno calentador, y en otras palabras, el coeficiente de relleno del horno calentador de tochos F debe establecerse de manera que permanezca dentro del rango que satisface la siguiente fórmula (3) . Debe notarse que el valor mínimo permitido Fmin del coeficiente de relleno del horno
calentador puede determinarse con base en las condiciones de las instalaciones del horno calentador, el horario de laminado después del calentamiento y otros; por ejemplo, el valor mínimo requerido puede establecerse en 60%. F = Fmin ...(3) F = 100 + L / Ln,ax ...(5) Aquí se prefiere determinar la longitud L del tocho base y la longitud 1 del tocho derivado y el número nB de los tochos derivados obtenibles, por ejemplo, al usar los índices de número de tochos derivados obtenibles I0 e Ii calculados de forma respectiva de las siguientes fórmulas (6) y (7) : lo = Int ( (Lmax + k)/ (lmax + k)) ...(6) Ix = Int ( + k)/ (1min + J ; ... [ I ) en donde Int (X) significa el número entero máximo que no excede el valor numérico X especificado. Después, el caso donde los índices de número de tochos derivados obtenibles I0 e ?? son iguales entre sí (I0 = Ii) significa que aún cuando se regula la longitud 1 del tocho derivado, el número nB de los tochos derivados obtenibles no varía. En este caso, lmax es la longitud 1 del tocho derivado, e I0 es el número nB de los tochos derivados obtenibles, y el valor de la siguiente fórmula (4a) obtenida por sustituir estos valores en la fórmula (4) antes descrita se adopta como la longitud L del tocho base. En el caso donde, como se describió arriba, el número de tochos derivados
obtenibles no aumentó aún cuando el valor mínimo se adoptó en la longitud 1 del tocho derivado, la longitud del tocho derivado establecido al máximo valor posible permite el aumento del coeficiente de relleno del tocho en el horno calentador, y permite establecer el horario de laminado, eficiente en la productividad, para un tubo sin costuras de gran longitud. L = lmax x lo + k x (10 - 1) ...(4a) En el caso arriba descrito donde I0 = Ii, es decir, en el caso donde el número de tochos derivados obtenibles no puede aumentar, es natural que tampoco aumente el factor de relleno del tocho del horno calentador. Sin embargo, cuando el factor de relleno del horno calentador de tochos F es igual o mayor al valor mínimo permitido Fmin del factor de relleno del horno calentador, la longitud del tocho para uso en la fabricación del tubo sin costuras puede determinarse al adoptar el valor antes descrito. Por otra parte, cuando el factor de relleno del horno calentador de tochos F es menor al valor mínimo permitido Fmin del factor de relleno del horno calentador, puede adoptarse otro diagrama de flujo del tocho de manera que se realice un agrupamiento con otros tochos de diferentes longitudes. Sin embargo, cuando existe una situación que descarta los otros flujos de diseño de tocho, es decir, por ejemplo, cuando el lote de otros tochos de diferentes longitudes es muy pequeño, se puede adoptar el
valor antes descrito tal y como está. En el caso donde los índices de número de tochos derivados obtenibles lo e Ii no son iguales entre sí (I0 < Ii) , se juzga si el coeficiente de relleno tocho - calentador F obtenido por la sustitución de la longitud L del tocho base obtenido con la fórmula (4a) arriba descrita en la antes mencionada fórmula (5) satisface o no la fórmula (3) arriba descrita. Cuando el coeficiente de relleno del horno calentador de tochos F es igual o mayor al valor mínimo permitido Fmin del coeficiente de relleno del horno calentador, es decir, cuando el coeficiente de relleno del horno calentador de tochos F satisface la fórmula (3) antes descrita, se adopta la L obtenida mediante la sustitución del nB = lo y 1 = raax en la fórmula (4) anterior como la longitud L del tocho base, lmax se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, I0 se adopta como el número nB de los tochos derivados obtenibles. Por otra parte, cuando el coeficiente de relleno del horno calentador de tochos F es menor al valor mínimo permitido Fmin del coeficiente de relleno del horno calentador, se adopta además la Lmax como la longitud L del tocho base, (Lmax - k x (nB - l))/nB se adopta como la longitud 1 del tocho derivado, e I0 + 1 se adopta como la cantidad nB de los tochos derivados obtenibles, y por lo tanto se determina la longitud del tocho para su uso en la producción de tubos sin costuras. En este caso, el coeficiente de
relleno del horno calentador es 100%. Ej emplo El efecto ventajoso de la presente invención se describe al tomar como ejemplo el caso donde: se recibió una orden de un lote de "tubos de 244.5 mm de diámetro exterior, 11.99 mm en grosor de pared y 11, 000 a 12, 500 mm de longitud, con una suma total de longitudes de tubo de 15, 000 m" ; se calentó un tocho base usando un horno calentador para el cual la longitud máxima permitida Lmax del tocho base fue 11, 048 mm; y después por medio de un paso de moldeo de tubo usual, se produjo un tubo sin costuras. De acuerdo con el ejemplo convencional, considerando la pérdida a escala, el margen de corte del tocho y demás, se prepararon 600 tochos de 225 mm de diámetro exterior y 5745 mm de longitud; estos tochos se calentaron y convirtieron en tubos para producir 600 tubos sin costuras de 244.5 mm de diámetro exterior, 11.99 mm de grosor de pared y 25,800 mm de longitud; después se cortaron los tubos sin costuras para obtener 1,200 tubos de acero sin costuras de 12,500 mm de longitud. La longitud total de los tubos de acero obtenidos fue 15,000m. El coeficiente de relleno del tocho F del horno calentador en este caso fue de alrededor de 51.8%. El rendimiento del horno calentador fue 130 ton/ hr para retrasarse en el paso de moldeo de tubos siguiente, y por lo
tanto para llevar a una condición donde se restringió la eficiencia de producción mediante el rendimiento del horno calentador. El consumo de energía específico requerido para el calentamiento de los tochos fue 330 Mcal/ ton. Por otra parte, en el ejemplo de la presente invención, se prepararon 312 tochos base de 225 mm de diámetro exterior y 11, 048 mm de longitud; los tochos base se calentaron y después se cortaron en tochos derivados de 225 mm de diámetro exterior y 5, 521 mm de longitud (el número de tochos derivados fue 624) ; estos tochos derivados se sometieron a moldeo de tubo para producir 624 tubos sin costuras de 244.5 mm de diámetro exterior, 11.99 mm de grosor de pared y 24, 800 mm de longitud; los tubos sin costuras obtenidos se cortaron para obtener 1248 tubos de acero sin costuras de 12,000 mm de longitud. La longitud total de los tubos sin costuras obtenidos fue de 14, 976 m. En este caso, el coeficiente de relleno de tocho F del horno calentador fue 99.5% y el rendimiento del horno calentador aumentó hasta 150 ton/ hr. Se pudo reducir el consumo de energía específica requerido para el calentamiento de tochos a 280 Mcal/ ton. Aplicación Industrial De acuerdo con la presente invención, el coeficiente de relleno de tocho en el horno calentador puede aumentar, y por lo tanto se puede obtener un ahorro de
energía en la producción de tubos sin costuras, y también se puede mejorar la productividad en la producción de tubos sin costuras .