(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延ロールにより圧延した継目無鋼管の肉厚を放射線厚み計により全長に渡って測定すると共に継目無鋼管の長さを測定し、得られた肉厚測定値ｔ及び長さ測定値Ｌと圧延ロールのロールバイト径とを用いて継目無鋼管の計算重量Ｗ1 を求め、前記肉厚測定値ｔと、求めた計算重量Ｗ1 と、この継目無鋼管の圧延前の鋼片段階で予め測定した実貫重量Ｗ0 とを用いて（１）式により継目無鋼管の肉厚を修正し、修正して得られた修正肉厚値ｔS と肉厚目標値ｔ0 とを比較して、修正肉厚値ｔS と肉厚目標値ｔ0 との差が小さくなるように、その差に基づき圧延ロールの回転数を制御することを特徴とする継目無鋼管の製造方法。
ｔS＝ｔ×［１＋（Ｗ0−Ｗ1）／Ｗ0］……（１）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標の肉厚に制御された継目無鋼管を安定して製造することのできる継目無鋼管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
継目無鋼管の製造時における肉厚の測定は、継目無鋼管の素材である鋼片の重量、製造された継目無鋼管の長さ測定値、及びロールバイト径（継目無鋼管の外径に相当）の３つの要素から計算により算出する方法と、透過放射線を用いた放射線厚み計により測定する方法の２つの方法により行われ、その測定値は、継目無鋼管の肉厚制御のために製造条件にフィードバックされている。
【０００３】
放射線厚み計による測定方法は、図６に示すように継目無鋼管５１の一方側から、γ線照射器５２によりγ線ビーム５３を照射し、継目無鋼管５１を透過したγ線ビーム５３を、継目無鋼管５１を挟んでγ線照射器５２と対向して配置したγ線検出器５４で検出し、下記の（２）式により肉厚を求めるものである。但し（２）式において、Ｉはγ線の透過量、Ｉ0 はγ線の照射量、μはγ線吸収係数、ｔは継目無鋼管の肉厚である。
Ｉ＝Ｉ0 exp（−μｔ）……（２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の肉厚測定方法には、次のような問題点がある。即ち、継目無鋼管の先端部及び後端部の圧延時における非定常部では、中央部に対して肉厚が変動するが、鋼片の重量、継目無鋼管の長さ測定値、及びロールバイト径の３つの要素から算出する方法では、この非定常部の肉厚変動が反映できず、正確性に欠ける。又、放射線厚み計による測定では、継目無鋼管の非定常部における肉厚変動は測定できるが、圧延中の振動等により測定値の絶対値の精度が良くない。
【０００５】
従って、従来の肉厚測定方法による肉厚測定値に基づき、肉厚が目標となるべく製造条件を制御しても、目標とする肉厚の的中率は低く、肉厚不良により不合格となる場合も生じていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、放射線厚み計を用いながら、圧延される継目無鋼管の肉厚を目標とする肉厚に近づけることのできる継目無鋼管の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る継目無鋼管の製造方法は、圧延ロールにより圧延した継目無鋼管の肉厚を放射線厚み計により全長に渡って測定すると共に継目無鋼管の長さを測定し、得られた肉厚測定値ｔ及び長さ測定値Ｌと圧延ロールのロールバイト径とを用いて継目無鋼管の計算重量Ｗ1 を求め、前記肉厚測定値ｔと、求めた計算重量Ｗ1 と、この継目無鋼管の圧延前の鋼片段階で予め測定した実貫重量Ｗ0 とを用いて（１）式により継目無鋼管の肉厚を修正し、修正して得られた修正肉厚値ｔS と肉厚目標値ｔ0 とを比較して、修正肉厚値ｔS と肉厚目標値ｔ0 との差が小さくなるように、その差に基づき圧延ロールの回転数を制御することを特徴とするものである。
ｔS＝ｔ×［１＋（Ｗ0−Ｗ1）／Ｗ0］……（１）
【０００８】
放射線厚み計を用いて測定した継目無鋼管の先端から後端に渡っての肉厚分布には、肉厚の絶対値がプラス側若しくはマイナス側に偏った状態となることが多い。本発明においては、この偏りを鋼片段階の実貫重量Ｗ0 と、継目無鋼管の肉厚測定値ｔ及び長さ測定値Ｌから算出される計算重量Ｗ1 とを用いて、（１）式に示すように、その差に応じて修正しているので、修正して得られた肉厚値ｔS は肉厚の絶対値に近いものとなる。
【０００９】
そして、この修正した肉厚値ｔS に基づいて圧延ロールの回転数を制御するので、正確な継目無鋼管の肉厚制御が行われ、肉厚目標値ｔ0 に近い継目無鋼管を安定して製造することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態例を示す図であって、継目無鋼管の製造装置の概略構成図、図２は本発明に係る継目無鋼管の製造方法を示すフローチャートである。
【００１１】
最初に、図１を用いて継目無鋼管の製造装置を説明する。図１において、１は継目無鋼管の素材である鋼片で、２は鋼片１をプラグミル、マンドレルミル等により圧延して製造した継目無素管で、３は継目無素管２を圧延して製造した継目無鋼管である。４は鋼片１を秤量するための秤量機である。５はストレッチレデューサーで、絞り圧延機とも呼ばれ、継目無鋼管３の外径及び肉厚を最終的に決める圧延装置で、本実施の形態では継目無素管２を圧延して継目無鋼管３を製造する圧延機として使用される。６は圧延ロールで、ストレッチレデューサー５は複数の圧延ロール６を１組として配置された圧延スタンドを圧延方向に複数基並べて構成されている。７はモーターで、各圧延スタンド毎に配置されており、各圧延スタンドの圧延ロール６を駆動する。８はモーター制御装置で、各圧延スタンドに配置されたモーター７の回転数を各モーター７毎に個別に制御する。９は熱間放射線厚み計で、ストレッチレデューサー５の出側直後で継目無鋼管３の肉厚を測定する。１０は熱間測長計で、長さ検出用カメラ１１を備えており、継目無鋼管３の長さを測定する。１２は生産管理用計算機で、予め決定されている製造諸元を入出力する。１３は圧延制御用計算機で、秤量機４により測定されたデータと、熱間放射線厚み計９及び熱間測長計１０により測定されたデータと、生産管理用計算機１２から入力されたデータとから、モーター制御装置を介して各スタンドのモーター７の回転数を制御する。
【００１２】
次に、この構成の継目無鋼管の製造装置を用いた本発明に係る継目無鋼管の製造方法を図２を参照して説明する。
【００１３】
先ず、継目無鋼管３の製造諸元を生産管理用計算機１２に入力する（ステップＳ１）。入力する製造諸元は、継目無鋼管３の肉厚目標値ｔ0 、外径、規格等である。そして、この継目無鋼管３の素材である鋼片１の実貫重量Ｗ0 を秤量機４にて測定し（Ｓ２）、測定した実貫重量Ｗ0 のデータを秤量機４から圧延制御用計算機１３に入力する。秤量後、この鋼片１をプラグミル、マンドレルミル等を用いて圧延し、継目無素管２を製造する。
【００１４】
次いで、この継目無素管２をストレッチレデューサー５で圧延する。圧延に際して、圧延制御用計算機１３は、生産管理用計算機１２から入力された製造諸元、及び秤量機４から入力された実貫重量Ｗ0 に基づき圧延ロール６の回転数を決定し（Ｓ３）、その信号をモーター制御装置８に入力する。そして、モーター制御装置８により圧延ロール６の回転数を決定された所定の回転数に制御して、継目無素管２の圧延を実施し（Ｓ４）、継目無鋼管３を製造する。
【００１５】
製造した継目無鋼管３の肉厚を熱間放射線厚み計９により全長に渡って測定し（Ｓ５）、測定された各位置毎の肉厚測定値ｔを熱間放射線厚み計９から圧延制御用計算機１３に入力する。又、肉厚測定後、熱間測長計１０により継目無鋼管３の長さを測定し、測定された長さ測定値Ｌを熱間測長計１０から圧延制御用計算機１３に入力する。
【００１６】
圧延制御用計算機１３は、継目無鋼管３の先端から後端までのＮ個の肉厚測定値ｔのデータと、長さ測定値Ｌのデータとを用いて、（３）式により継目無鋼管３の計算重量Ｗ1 を算出する。但し（３）式において、ΔＬは熱間放射線厚み計９による肉厚測定ピッチで（４）式により算出され、Ｄは継目無鋼管３の外径、ρは継目無鋼管３の比重である。尚、Ｄは生産管理用計算機１２から入力される圧延目標外径、即ち、ストレッチレデューサー５の最終スタンドのロールバイト径に、鋼種及び管肉厚毎の収縮代αを掛けたものを使用すれば良い。
Ｗ1 ＝ΣΔＬ×π×（Ｄ−ｔ）×ｔ×ρ……（３）
ΔＬ＝Ｌ／Ｎ……（４）
【００１７】
圧延制御用計算機１３は、計算重量Ｗ1 と実貫重量Ｗ0 とに基づき肉厚測定値ｔを前述の（１）式により修正し（Ｓ６）、修正肉厚値ｔS を算出する。即ち、継目無鋼管３の肉厚分布を、図３に示す実線の分布から破線の分布に修正する。尚、図３では修正肉厚値ｔS の方が肉厚測定値ｔより大きい場合を示しているが、当然、逆の場合もある
【００１８】
圧延制御用計算機１３は、求めた修正肉厚値ｔS と生産管理用計算機１２から入力された肉厚目標値ｔ0 とを比較して（Ｓ７）、修正肉厚値ｔS が肉厚目標値ｔ0 と異なる時には、その差が少なくなるように圧延ロール６の回転数を変更し（Ｓ８）、変更したロール回転数で次回の圧延を実施する。又、修正肉厚値ｔS が肉厚目標値ｔ0 と同じであれば、圧延ロール６の回転数を変更せずに、設定した回転数を維持して次回の圧延を実施する。
【００１９】
このようにして継目無鋼管３を圧延することで、正確に継目無鋼管３の肉厚制御を行うことが可能となり、肉厚目標値ｔ0 に近い継目無鋼管３を安定して製造することが可能となる。
【００２０】
【実施例】
図１に示す構成の継目無鋼管製造装置を用い、本発明を用いて、製品外径が６０．５ｍｍで、肉厚目標値ｔ0 が３．９０ｍｍの継目無鋼管を製造した。その時の肉厚目標値ｔ0 と実測値との偏差（％）に対する度数（本数）分布の調査結果を図４に示す。又、比較のため、その他の条件を同一として、熱間放射線厚み計による肉厚測定値ｔを修正しないままフィードバックする従来法により製造し（従来例）、その時の肉厚目標値ｔ0 と実測値との偏差（％）に対する度数（本数）分布の調査結果を図５に合せて示す。これらの図で明らかなように、肉厚目標値ｔ0 と実測値との偏差の平均値及び分散（σ）は、共に本発明の実施例の方が小さく、肉厚の寸法精度が良いことが分かる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、熱間放射線厚み計による測定値を、鋼片段階の実貫重量と継目無鋼管の肉厚測定値及び長さ測定値から算出される計算重量とを用いて修正し、修正した肉厚値に基づき継目無鋼管の肉厚を制御するので、正確に継目無鋼管の肉厚制御を行うことが可能となり、肉厚目標値に近い継目無鋼管を安定して製造することが可能となる。その結果、肉厚不良による製品不良率を大幅に低減することができ、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す図であって、継目無鋼管の製造装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る継目無鋼管の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】継目無鋼管の修正前後の肉厚分布を示す図である。
【図４】本発明の実施例における肉厚目標値と実測値との偏差に対する度数分布の調査結果を示す図である。
【図５】従来例における肉厚目標値と実測値との偏差に対する度数分布の調査結果を示す図である。
【図６】放射線厚み計による継目無鋼管の肉厚測定方法の概要を示す図である。
【符号の説明】
１  鋼片
２  継目無素管
３  継目無鋼管
４  秤量機
５  ストレッチレデューサー
６  圧延ロール
７  モーター
８  モーター制御装置
９  熱間放射線厚み計
１０  熱間測長計
１１  検出用カメラ
１２  生産管理用計算機
１３  圧延制御用計算機
【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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