鋼管製造設備及び鋼管製造方法
【課題】鋼板をＣ成形、Ｕ成形、Ｏ成形を行うことにより鋼管を製造する工程において、Ｏ成形後のピーキングを確実に抑制する。
【解決手段】Ｃ成形において鋼板５の縁部５ｅ、５ｆを変形させる縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂと、縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂを制御する制御部５３とを備えた。制御部５３は、鋼板５一枚ごとの強度情報を取得し、鋼板５一枚ごとの強度情報に基づいて、各鋼板５に対応する縁部成形条件をそれぞれ求める構成とした。縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂは、各鋼板５に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板５の縁部５ｅ、５ｆをそれぞれ変形させるようにした。かかる構成により、各鋼板５の強度が互いに異なっていても、ピーキングの発生を確実に防止できる。
【解決手段】Ｃ成形において鋼板５の縁部５ｅ、５ｆを変形させる縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂと、縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂを制御する制御部５３とを備えた。制御部５３は、鋼板５一枚ごとの強度情報を取得し、鋼板５一枚ごとの強度情報に基づいて、各鋼板５に対応する縁部成形条件をそれぞれ求める構成とした。縁部変形機構５２Ａ，５２Ｂは、各鋼板５に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板５の縁部５ｅ、５ｆをそれぞれ変形させるようにした。かかる構成により、各鋼板５の強度が互いに異なっていても、ピーキングの発生を確実に防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管製造設備及び鋼管製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の代表的な製造方法として、ＵＯ製造法が知られている（特許文献１、２、３参照）。この方法は、まず被成形材である平板状の鋼板の両縁部を曲げ変形させるＣ成形（端曲げ）を行い、次いで、被成形材の中央部を曲げ変形させて被成形材を略Ｕ字状にするＵ成形を行い、さらに被成形材を略Ｕ字状から略Ｏ字状（略円管状）に変形させるＯ成形を行った後、突合せ部（両縁部同士を近接させた部分）を溶接することにより、円管状の溶接鋼管（ＵＯ鋼管）を製造するものである。溶接後の鋼管は、拡管機によって所望の形状寸法に成形される。なお、被成形材としては、スラブ（連続鋳造設備において帯状に鋳造された鋳片を切断することにより得られる鋼片）を圧延することにより製造される厚板が用いられる。
【０００３】
このようなＵＯ製造法においては、被成形材のＣ成形を適切に行うことで、Ｏ成形後の突合せ部のピーキングを抑制することが要求される。例えばＣ成形における被成形材の両縁部の変形量が少なすぎると、突合せ部が外側に向かって突出した状態になってしまう。即ち、プラスピーキングが発生する。逆に、両縁部の変形量が多すぎると、突合せ部が内側に向かって窪んだ状態になってしまう。即ち、マイナスピーキングが発生する。このようなピーキングを抑制する方法としては、従来、Ｃ成形における縁部成形条件（被成形材の縁部に対して与える成形力等）を、被成形材の強度、板厚等から求める方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公昭６０−４０９３４号公報
【特許文献２】特開平７−３２０４９号公報
【特許文献３】特許３２１４２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の鋼管製造方法にあっては、縁部成形条件を求める際に用いる被成形材の強度の設定値が、実際の強度とは異なり、縁部成形条件が不適切になる問題があった。例えば被成形材として、上述したようなスラブから製造された厚板を用いる場合では、ロットが同一の被成形材同士（即ち、同一の鋳片から得られた厚板同士）は、ほぼ同一の成分値、ほぼ同一の材質を有していると推定され、強度の設定値も同一にされていた。ところが、実際には強度のばらつきが大きいことがあり、ピーキングを十分に抑制することは難しかった。即ち、被成形材の実際の強度が設定値よりも高い場合は、被成形材の縁部に対して与える圧力が不足することとなり、被成形材の縁部の変形量が少なすぎて、プラスピーキングが発生しやすかった。逆に、被成形材の実際の強度が設定値よりも低い場合は、被成形材の縁部に対して与える圧力が過大になり、被成形材の縁部の変形量が多すぎて、マイナスピーキングが発生しやすかった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、Ｏ成形後のピーキングを確実に抑制できる鋼管製造設備及び鋼管製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備であって、前記Ｃ成形において鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構と、前記縁部変形機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記縁部成形条件に従って、前記縁部変形機構を制御し、前記縁部変形機構は、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることを特徴とする、鋼管製造設備が提供される。
【０００８】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延設備において用いられたＴＭＣＰ条件に基づいて求めても良い。前記強度情報は、例えば式（１）に基づいて求めても良い。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【０００９】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得るようにしても良い。前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求めても良い。
【００１０】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下金型と、前記鋼板の上面側に当接する上金型とを備え、前記下金型と前記上金型によって前記鋼板の縁部をプレス成形する構成としても良い。
【００１１】
また、前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下ロールと、前記鋼板の上面側に当接する上ロールとを備え、前記下ロールと前記上ロールによって前記鋼板の縁部をロール成形する構成としても良い。
【００１２】
さらに、本発明によれば、鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造方法であって、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることにより、各鋼板をＣ成形することを特徴とする、鋼管製造方法が提供される。
【００１３】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延工程におけるＴＭＣＰ条件に基づいて求めても良い。前記強度情報は、例えば、式（１）に基づいて求めても良い。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【００１４】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得るようにしても良い。前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求めても良い。
【００１５】
前記縁部成形条件は、前記鋼板の縁部に与える圧力情報、及び、前記鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構の前記鋼板に対する位置情報を含むとしても良い。
【００１６】
この鋼管製造方法にあっては、鋼板をプレス成形によってＣ成形するようにしても良い。また、鋼板をロール成形によってＣ成形しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各鋼板（被成形材）の強度に基づいて縁部成形条件を個別に調節することで、各鋼板の強度が互いに異なっていても、各鋼管におけるピーキングの発生を確実に防止できる。さらに、ピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れ等を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施形態を説明する。なお、本明細書及び図面においては、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。図１は、スラブ（例えば連続鋳造設備において帯状に鋳造された鋳片を切断することにより得られる鋼片）から鋼板としての厚板を製造する圧延設備２（鋼板製造設備）と、厚板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備３の概略図を示している。
【００１９】
図１に示すように、圧延設備２は、被成形材５（スラブ）を加熱する加熱炉１０、加熱炉１０によって加熱された被成形材５を粗圧延（熱間圧延）する粗圧延機１１、粗圧延された被成形材５を仕上げ圧延（熱間圧延）する仕上圧延機１２、仕上げ圧延された被成形材５を冷却処理する冷却部１３等を備えている。冷却部１３は、仕上げ圧延後の高温状態の被成形材５に対して冷却水を供給し、被成形材５の水冷処理（水焼入れ）を行う構成となっている。これにより、所定の材質（強度等）及び寸法を有する被成形材５（厚板）が製造されるようになっている。また、本実施形態における圧延設備２は、例えばＴＭＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などの制御冷却技術を用いた処理を行うように構成されている。即ち、各被成形材５に対してそれぞれ個別に設定されたＴＭＣＰ条件に従って、加熱炉１０における加熱温度Ｘ、冷却部１３における水冷開始温度Ｙ、冷却部１３における水冷停止温度Ｚなどを適宜調整しながら、各被成形材５の圧延を行うことができる構成になっている。
【００２０】
鋼管製造設備３は、被成形材５（厚板）のＣ成形（Ｃプレス）を行うＣ成形機２１（Ｃプレス機）、Ｃ成形された被成形材５のＵ成形（Ｕプレス）を行うＵ成形機２２（Ｕプレス機）、Ｕ成形された被成形材５のＯ成形（Ｏプレス）を行うＯ成形機２３（Ｏプレス機）、Ｏ成形された被成形材５の端部同士を溶接する溶接機３１、被成形材５を所定の寸法（内径、外径、肉厚）に拡管する拡管機３２などを備えている。また、図示はしないが、Ｃ成形機２１に搬入される前の被成形材５（厚板）に対して後述するタブ板３８の取付を行うタブ板溶接機、後述する開先加工を施すエッジミラー、溶接機３１による溶接後の被成形材５から後述するタブ板３８を除去するタブ板除去機等を備えている。
【００２１】
また、圧延設備２、鋼管製造設備３に設けられている各機器（加熱炉１０、粗圧延機１１、仕上圧延機１２、冷却部１３、Ｃ成形機２１、Ｕ成形機２２、Ｏ成形機２３、溶接機３１、拡管機３２等）は、主制御部３６（ビジネスコンピュータ）によって制御されるようになっている。
【００２２】
図２は、Ｃ成形機２１においてＣ成形される被成形材５を示している。被成形材５は、略長方形の平板状をなす鋼材（鋼板）であり、平面状の下面５ａと上面５ｂを備えている。被成形材５の長さ方向ＤＬ（板長方向）において互いに対向する両縁部、即ち、前縁部５ｃと後縁部５ｄには、タブ板３８が２つずつ設けられている。タブ板３８は、前縁部５ｃ側からみて、前縁部５ｃの左端部と右端部、後縁部５ｄの左端部と右端部にそれぞれ設けられている。
【００２３】
被成形材５の幅方向ＤＢ（板幅方向、長さ方向ＤＬに対して直交する方向）において中央部を挟んで互いに対向する両縁部、即ち、左縁部５ｅと右縁部５ｆには、溶接を行うための開先加工が施されている。即ち、例えば図３に示すように、左縁部５ｅの下面５ａ側と右縁部５ｆの下面５ａ側に、第一の開先面４１がそれぞれ設けられ、左縁部５ｅの上面５ｂ側と右縁部５ｆの上面５ｂ側には、第二の開先面４２がそれぞれ設けられている。第一の開先面４１、第二の開先面４２は、それぞれ長さ方向ＤＬに沿って設けられている。また、第一の開先面４１は、外側（左縁部５ｅにおいては左側、右縁部５ｆにおいては右側）に向かうに従い下面５ａから次第に上方に向かうように傾斜した傾斜面になっている。第二の開先面４２は、外側に向かうに従い上面５ｂから次第に下方に向かうように傾斜した傾斜面になっている。
【００２４】
次に、Ｃ成形機２１の構成について説明する。図４に示すように、Ｃ成形機２１は、被成形材５を搬送する搬送機構５１、左縁部５ｅを変形させる縁部変形機構としての左縁部変形機構５２Ａ、右縁部５ｂを変形させる縁部変形機構としての右縁部変形機構５２Ｂを備えている。さらに、Ｃ成形機２１に備えられている各機器（搬送機構５１、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂ等）を制御する制御部としてのＣ成形機制御部５３（いわゆるプロセスコンピュータ）を備えている。
【００２５】
搬送機構５１は、複数の搬送ロール５１ａを備えている。搬送ロール５１ａは、被成形材５の搬送方向Ｄ１（水平方向）において複数並べて設けられており、また、各搬送ロール５１ａの長さ方向（中心軸方向）を搬送方向Ｄ１に対して略垂直な水平方向に向けた状態で備えられている。即ち、被成形材５を各搬送ロール５１ａ上に載せた状態で、各搬送ロール５１ａをそれぞれの中心軸を中心として回転させることにより、被成形材５を略水平な姿勢で、所定の搬送方向Ｄ１に搬送する構成となっている。
【００２６】
左縁部変形機構５２Ａは、一対の金型、即ち、プレス成形の際に左縁部５ｅの下面５ａ側に当接する第一の当接体としての下金型６１と、プレス成形の際に左縁部５ｅの上面５ｂ側に当接する第二の当接体としての上金型６２とを備えている。また、図示はしないが、下金型６１と上金型６２を搬送機構５１上の被成形材５に対して移動させる金型移動装置を有している。さらに、金型移動装置の動作を制御する縁部変形機構制御装置６５を備えている。
【００２７】
なお、下金型６１の搬送方向Ｄ１における長さと、上金型６２の搬送方向Ｄ１における長さは、左縁部５ｅの長さ（板長、被成形材５の長さ方向ＤＬの寸法）に対して短く形成されている。つまり、左縁部５ｅに対する下金型６１と上金型６２の位置を長さ方向ＤＬにおいてずらしながら、プレス成形を複数回に分けて行うことにより、左縁部５ｅ全体を曲げ変形させる構成となっている。
【００２８】
図５に示すように、下金型６１は、円柱面に沿って形成された凹曲面６１ａを備えている。凹曲面６１ａは、左側下方に向かって凹状に、また、被成形材５側から左側に向かうに従い次第に上方に向かうように形成されている。一方、上金型６２は、下金型６１の上方に設けられており、円柱面に沿って形成された凸曲面６２ａを備えている。凸曲面６２ａは、左側下方に向かって凸状に、また、被成形材５側から左側に向かうに従い次第に上方に向かうように形成されている。即ち、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａとの間に左縁部５ｅを挟んで加圧することで、左縁部５ｅをプレス成形により曲げ加工する構成となっている。なお、図５に示す例では、平面視において凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに重なる部分、即ち、プレス成形する前の被成形材５の左側面（左縁部５ｅの端面）から幅方向ＤＢにおいて曲げ長さＬＭの幅の部分が、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａの間の隙間に沿って、左側に向かうに従い次第に上方に向かう形状に曲げ変形されるようになっている。
【００２９】
また、下金型６１と上金型６２は、金型移動装置（図示せず）の作動によって、上下方向（搬送機構５１によって支持されている被成形材５の厚さ方向ＤＴ（板厚方向、長さ方向ＤＬと幅方向ＤＢに対して直交する方向）において互いに近接及び離隔することができる。即ち、下金型６１と上金型６２を上下方向において離隔させると、搬送機構５１によって支持されている被成形材５から下金型６１と上金型６２が離隔して、被成形材５を下金型６１と上金型６２に対して搬送方向Ｄ１に移動させることが可能な状態になる。また、下金型６１と上金型６２を上下方向において近接させると、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して下金型６１と上金型６２が当接して、下金型６１と上金型６２から被成形材５に対して圧力（プレス圧力、成形力）が加えられるように構成されている。
【００３０】
さらに、下金型６１と上金型６２は、金型移動装置（図示せず）の作動によって、搬送方向Ｄ１に対して直交する水平方向（幅方向ＤＢ）にスライドすることができる。即ち、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して凹曲面６１ａが当接する当接位置と、凸曲面６２ａが当接する当接位置を、幅方向ＤＢにおいて調節できるように構成されている。かかる構成により、曲げ長さＬＭを所望の値に調節できるようになっている。
【００３１】
縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３に対して電気的に接続されており、Ｃ成形機制御部５３から送信された制御情報（例えば後述する縁部成形条件等の情報）に従って、金型移動装置（図示せず）を制御するようになっている。即ち、受信した縁部成形条件を実現するように、金型移動装置（図示せず）を作動させるようになっている。
【００３２】
右縁部変形機構５２Ｂは、実質的に左縁部変形機構５２Ａと左右対称な構成を有している。右縁部変形機構５２Ｂの詳細な説明は、上記の左縁部変形機構５２Ａと重複するので省略する。
【００３３】
Ｃ成形機制御部５３は、主制御部３６に対して電気的に接続されており、主制御部３６から送信された制御情報に従って、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ制御情報を送信するように構成されている。また、Ｃ成形機制御部５３は、各被成形材５の情報（例えば各被成形材５の化学成分の成分値、圧延設備２における各被成形材５の圧延工程においてそれぞれ用いられたＴＭＣＰ条件の情報、各被成形材５の寸法、各被成形材５の強度情報等）を取得し、さらに、各被成形材５の強度情報に基づいて、各被成形材５に対応する縁部成形条件を、一枚ごとに個別に求めることができる。
【００３４】
本実施形態においては、各被成形材５の化学成分、圧延設備２におけるＴＭＣＰ条件、寸法などの情報は、主制御部３６に記憶されるように構成されている。そして、この主制御部３６に記憶されている各被成形材５の化学成分、圧延設備２におけるＴＭＣＰ条件などの情報が、主制御部３６からＣ成形機制御部５３に送信されることで、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようになっている。各被成形材５の化学成分の成分値は、例えばＣ（炭素）の含有量ＲＣ（質量％）、Ｓｉ（ケイ素）の含有量ＲＳｉ（質量％）、Ｍｎ（マンガン）の含有量ＲＭｎ（質量％）、Ｎｉ（ニッケル）の含有量ＲＮｉ（質量％）、Ｃｕ（銅）の含有量ＲＣｕ（質量％）、Ｃｒ（クロム）の含有量ＲＣｒ（質量％）、Ｖ（バナジウム）の含有量ＲＶ（質量％）、Ｍｏ（モリブデン）の含有量ＲＭｏ（質量％）等であっても良い。また、ＴＭＣＰ条件の情報には、例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘ、冷却部１３における水冷開始温度Ｙ、冷却部１３における水冷停止温度Ｚなどを含めても良い。
【００３５】
また、Ｃ成形機制御部５３は、主制御部３６から受信した各被成形材５の化学成分の成分値に基づいて、各被成形材５の焼入れ性β（予測値）を計算することができ、さらに、計算した焼入れ性βとＴＭＣＰ条件に基づいて、被成形材５の一枚ごとの強度ＴＳ（引張強度の予測値）を計算することができる。つまり、各被成形材５の化学成分とＴＭＣＰ条件に基づいて、強度ＴＳを求めることができる。
【００３６】
強度ＴＳは、例えば、以下の式（１）（強度予測式）と式（２）（焼入れ性予測式）に基づいて求めることができる。本実施形態においては、式（１）、（２）を利用して強度ＴＳを計算するためのプログラムが、Ｃ成形機制御部５３に記憶されており、このプログラムを実行することにより、強度ＴＳを算出する構成となっている。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：強度（引張強度）、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
β＝ｆ（ＲＣ，ＲＳｉ，ＲＭｎ，ＲＮｉ，ＲＣｕ，ＲＣｒ，ＲＶ，ＲＭｏ） ・・・（２）
（ＲＣ：Ｃの含有量（質量％）、ＲＳｉ：Ｓｉの含有量（質量％）、ＲＭｎ：Ｍｎの含有量（質量％）、ＲＮｉ：Ｎｉの含有量（質量％）、ＲＣｕ：Ｃｕの含有量（質量％）、ＲＣｒ：Ｃｒの含有量（質量％）、ＲＶ：Ｖの含有量（質量％）、ＲＭｏ：Ｍｏの含有量（質量％））
【００３７】
因みに、式（２）は、焼入れ性βが被成形材５の成分値（ＲＣ，ＲＳｉ，ＲＭｎ，ＲＮｉ，ＲＣｕ，ＲＣｒ，ＲＶ，ＲＭｏ）に依存することを意味している。
【００３８】
さらに、Ｃ成形機制御部５３は、計算した被成形材５の強度ＴＳと、主制御部３６から送信された被成形材５の厚さ（板厚、厚さ方向ＤＴにおける寸法）に基づいて、縁部成形条件を計算する機能を有する。Ｃ成形機制御部５３において求められる縁部成形条件には、例えば、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２によって左縁部５ｅに対して与える圧力情報、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２によって右縁部５ｆに対して与える圧力情報、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａの位置情報、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対する右縁部変形機構５２Ｂの位置情報等が含まれている。なお、本実施形態において、被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａ（右縁部変形機構５２Ｂ）の位置情報とは、下金型６１の幅方向ＤＢにおける位置情報、上金型６２の幅方向ＤＢにおける位置情報、下金型６１の厚さ方向ＤＴにおける位置情報、上金型６２の厚さ方向ＤＴにおける位置情報である。
【００３９】
因みに、縁部成形条件の計算には、例えば公知の方法を用いることが可能である。例えば、左縁部変形機構５２Ａや右縁部変形機構５２Ｂから被成形材５に対して与える圧力は、被成形材５の強度ＴＳ等から求めることができる（特許文献３参照）。また、例えばＯ成形後（拡管前）の被成形材５の外径、被成形材５の板厚（肉厚）等から、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆの曲げ長さＬＭの目標範囲を求めることができ（特許文献１参照）、この曲げ長さＬＭから、下金型６１の位置情報と上金型６２の位置情報を設定することが可能である。
【００４０】
次に、以上のように構成された鋼管製造設備３における鋼管製造方法について説明する。先ず、主制御部３６には、複数の被成形材５（鋼板一枚ごと）に関する情報（各被成形材５の化学成分、圧延設備２において用いられたＴＭＣＰ条件、寸法等）が予め記憶されている。なお、各被成形材５の化学成分は、例えば被成形材５（スラブ）が圧延設備２に搬入される前の製鋼設備（連続鋳造設備）における製鋼工程において、連続鋳造設備のタンデッシュに貯留されている溶鋼等からサンプリングを行い、検査することにより求めるようにしても良い。即ち、溶鋼の分析結果（成分値）を主制御部３６に記憶させても良い。また、ＴＭＣＰ条件については、圧延設備２において圧延を行った際に、主制御部３６から圧延設備２（例えば、加熱炉１０を制御するプロセスコンピュータ、粗圧延機１１を制御するプロセスコンピュータ、仕上圧延機１２を制御するプロセスコンピュータ、冷却部１３を制御するプロセスコンピュータ等）に対して送信した制御情報（例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘの設定値、冷却部１３における水冷開始温度Ｙの設定値、冷却部１３における水冷停止温度Ｚの設定値等）を保存しておくようにしても良い。あるいは、圧延設備２から主制御部３６に対してＴＭＣＰ条件の実績値（例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘの実績値、冷却部１３における水冷開始温度Ｙの実績値、冷却部１３における水冷停止温度Ｚの実績値等）を送信し、これを主制御部３６に記憶させても良い。
【００４１】
鋼管製造設備３においては、先ず被成形材５に対してタブ板３８が溶接によって取り付けられ、次に、図示しないエッジミラーを用いた切削により、開先加工（第一の開先面４１、第二の開先面４２の形成）が施される。その後、Ｃ成形機２１によってＣ成形（Ｃプレス）される。
【００４２】
Ｃ成形機２１において、Ｃ成形機制御部５３は、最初にＣ成形が施される１番目の被成形材５の情報（１番目の被成形材５の化学成分、１番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、１番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６から取得する。そして、上記式（１）、（２）に基づく計算を行うことにより、化学成分、ＴＭＣＰ条件から１番目の被成形材５の強度ＴＳ（１）を求める。
【００４３】
さらに、Ｃ成形機制御部５３は、１番目の被成形材５の寸法、計算された強度ＴＳ（１）等に基づいて、１番目の被成形材５に対応する縁部成形条件（即ち、１番目の被成形材５の左縁部５ｅに対して与える圧力情報、１番目の被成形材５の右縁部５ｆに対して与える圧力情報、１番目の被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａの位置情報、１番目の被成形材５に対する右縁部変形機構５２Ｂの位置情報等）を計算する。即ち、例えば水冷停止温度Ｚが低く、強度ＴＳ（１）が高いほど、左縁部５ｅや右縁部５ｆに対して与える圧力を高くするように、縁部成形条件を設定する。こうしてＣ成形機制御部５３において求められた１番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ送信する。
【００４４】
一方、１番目の被成形材５は、搬送機構５１によって略水平な姿勢で支持され、搬送方向Ｄ１に沿って搬送される（図６参照）。搬送の際、下面５ａは下方に向けられ、上面５ｂは上方に向けられ、前縁部５ｃは前側（搬送方向Ｄ１において搬出側）に配置され、後縁部５ｄは後側（搬送方向Ｄ１において搬入側）に配置される。また、前縁部５ｃ側からみて左側に左縁部５ｅが配置され、右側に右縁部５ｆが配置される。被成形材５の長さ方向ＤＬは搬送方向Ｄ１に向けられ、幅方向ＤＢは搬送方向Ｄ１に対して略垂直に向けられる。
【００４５】
こうして搬送方向Ｄ１に沿って搬送されることにより、被成形材５は、前縁部５ｃ側から左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂに挿入される（図６参照）。このとき、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２は、それぞれ上下に離隔させられており、被成形材５に対して接触しない位置に待機させられている。かかる状態において、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２との間に、左縁部５ｅの前端部が挿入され、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２との間に、右縁部５ｆの前端部が挿入される。
【００４６】
次に、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２が、それぞれ上下方向において近接させられることにより、左縁部５ｅの前端部、右縁部５ｆの前端部がそれぞれ左縁部変形機構５２Ａの下金型６１（凹曲面６１ａ）と上金型６２（凸曲面６２ａ）との間、右縁部変形機構５２の下金型６１と上金型６２との間に挟まれて、プレス成形される（図５、図７参照）。即ち、左縁部５ｅの前端部（左縁部５ｅの端面から曲げ長さＬＭの部分）は、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２によって圧力が与えられることにより、左縁部変形機構５２Ａの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに沿って曲げ変形させられる。つまり、左側に向かうに従い上方に向かうように、略円柱面に沿って（前縁部５ｃ側からみて略円弧状に）湾曲した形状になる。また、右縁部５ｆの前端部（右縁部５ｆの端面から曲げ長さＬＭの部分）は、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２によって圧力が与えられることにより、右縁部変形機構５２Ｂの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに沿って曲げ変形させられる。つまり、右側に向かうに従い上方に向かうように、略円柱面に沿って湾曲した形状になる。こうして、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部は、前縁部５ｃ側からみて互いに左右対称な形状に湾曲させられる。
【００４７】
また、かかるプレス成形を行う際、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件（１番目の被成形材５の縁部成形条件）に基づいて、左縁部変形機構５２Ａの金型移動装置（図示せず）を制御する。即ち、左縁部変形機構５２Ａの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａは、搬送機構５１によって支持されている被成形材５（１番目の被成形材５の縁部成形条件）に対して、縁部成形条件に基づいた所定の位置に当接させられる。また、縁部成形条件に基づいた所定の圧力で左縁部５ｅを加圧する。同様に、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件に基づいて、右縁部変形機構５２Ｂの金型移動装置（図示せず）を制御する。即ち、右縁部変形機構５２Ｂの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａは、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して、縁部成形条件に基づいた所定の位置に当接させられる。また、縁部成形条件に基づいた所定の圧力で右縁部５ｆを加圧する。こうして、左縁部変形機構５２Ａと右縁部変形機構５２Ｂは、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件に従って、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部をそれぞれ変形させ、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部（最初の被成形部分）は、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００４８】
左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部のプレス成形が終了すると、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２は、再び上下に離隔させられ、被成形材５に対して接触しない位置に配置される。そして、搬送機構５１の作動により、被成形材５が搬送方向Ｄ１に沿って搬送される（図８参照）。即ち、被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂの相対的な位置が、後方に移動させられる。そして、左縁部５ｅにおいてプレス成形された部分の後側に隣接する部分（未だプレス成形が施されていない部分）が、左縁部変形機構５２Ａにおける次の被成形部分として、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２との間に配置される。また、右縁部５ｅにおいてプレス成形された部分の後側に隣接する部分が、右縁部変形機構５２Ｂにおける次の被成形部分として、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２との間に配置される。かかる状態で、搬送機構５１が一時停止させられ、上記のプレス成形と同様にして、左縁部５ｅと右縁部５ｅがそれぞれプレス成形される（図９参照）。このときも、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、上述した１番目の被成形材５の縁部成形条件に従って、それぞれの金型移動装置（図示せず）を制御する。こうして、次の被成形部分も、最初の被成形部分と同様に、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００４９】
以上のようにして、１番目の被成形材５は、１番目の被成形材５の縁部成形条件に基づいて、前縁部５ｃ側から後縁部５ｄ側に向かって、順次プレス成形されていく。即ち、左縁部変形機構５２Ａによる被成形部分、右縁部変形機構５２Ｂによる被成形部分は、それぞれ搬送方向Ｄ１において複数のエリアに分割されている。そして、総ての被成形部分がプレス成形されることにより、左縁部５ｅ全体（左縁部５ｅの端面から曲げ長さＬＭの部分全体）、右縁部５ｆ全体（右縁部５ｆの端面から曲げ長さＬＭの部分全体）が連続的に曲げ変形させられた状態、即ち、被成形材５にＣ成形が施された状態となる。各被成形部分は、最初の被成形部分と同様に、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００５０】
Ｃ成形が施された１番目の被成形材５は、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂよりも前方において、Ｃ成形機２１から搬出される。こうして、１番目の被成形材５のＣ成形工程が終了する。
【００５１】
その後、Ｃ成形が施された１番目の被成形材５は、Ｕ成形機２２に搬送され、Ｕ成形機２２において、幅方向ＤＢにおける中央部分が、略円柱面に沿って曲げ変形される（図１０参照）。即ち、一定の略Ｕ字型の断面を有する形状に、Ｕ成形される。
【００５２】
Ｕ成形が施された１番目の被成形材５は、Ｏ成形機２３に搬送され、Ｏ成形機２３によってＯ成形され、略円管状に成形される。図１１に示すように、下面５ａは外周面５ａとなり、上面５ｂは内周面５ｂとなり、左縁部５ｅと右縁部５ｆは、被成形材５の上部において互いに近接させられ、突合せ部６８を形成する。ここで、１番目の被成形材５の左縁部５ｅと右縁部５ｆは、Ｃ成形機２１において最適な形状に曲げ変形させられているため、突合せ部６８においてピーキング（図１１において一点鎖線で示すプラスピーキング、又は、二点鎖線で示すマイナスピーキング）が発生することはない。即ち、図１１において実線で示すように、被成形材５を真円度の高い略円管状に（径方向に沿った断面形状が真円度の高い略円環状になるように）成形することができる。
【００５３】
Ｏ成形後、被成形材５は、Ｏ成形機２３から溶接機３１に搬送され、溶接機３１において突合せ部６８の溶接が行われる。Ｏ成形機２３から溶接機３１に被成形材５を搬送する際などは、ピーキングを抑制することで、ピーキングに起因する搬送不良を防止できる。即ち、突合せ部６８が搬送機構に引っ掛かることなどを防止でき、被成形材５を安定した状態で保持し、円滑に搬送できる。
【００５４】
溶接機３１における溶接工程では、図１２に示すように、左縁部５ｅの第一の開先面４１と右縁部５ｆの第一の開先面４１との間に形成された溝部（突合せ部６８の外周面側の開先）、及び、左縁部５ｅの第二の開先面４２と右縁部５ｆの第二の開先面４２との間に形成された溝部（突合せ部６８の内周面側の開先）に、被成形材５の長さ方向ＤＬに沿って、溶加材７１が付加される（図１２参照）。これにより、左縁部５ｅと右縁部５ｆが接合される。このとき、被成形材５にピーキングが発生していると、ピーキングに起因する溶接欠陥が発生するおそれがあるが、ピーキングを抑制することにより、そのような溶接欠陥を防止でき、溶接を確実に行うことができる。なお、溶接は、前縁部５ｃに設けられているタブ板３８から開始され、第一の開先面４１、第二の開先面４２においては連続的に行われ、後縁部５ｄに設けられているタブ板３８において終了される。溶接後は、被成形材５からタブ板３８が除去される。即ち、溶接が不安定になりやすい溶接の開始部分と終了部分が、タブ板３８とともに除去される。
【００５５】
被成形材５からタブ板３８が除去された後は、拡管機３２において、被成形材５の拡管が行われる。拡管の際、被成形材５にピーキングが発生していると、ピーキングに起因する拡管割れが発生するおそれがあるが、ピーキングを抑制することにより、そのような拡管割れを防止でき、拡管を確実に行うことができる。こうして、所定の寸法の鋼管を製造することができる。
【００５６】
なお、１番目の被成形材５がＣ成形機２１から搬出された後は、次の未処理の被成形材５、即ち、２番目の被成形材５が、Ｃ成形機２１に搬入される。そして、上記の１番目の被成形材５と同様にして、２番目の被成形材５のＣ成形が行われる。
【００５７】
２番目の被成形材５のＣ成形の際、Ｃ成形機制御部５３は、上記の１番目の被成形材５に関する情報とは別に、２番目の被成形材５に関する情報（２番目の被成形材５の化学成分、２番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、２番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６から取得する。そして、２番目の被成形材５に関する情報と上記式（１）、（２）に基づく計算により、２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）を求める。さらに、２番目の被成形材５の寸法、計算された２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）等に基づいて、２番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を計算する。そして、２番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ送信する。従って、プレス成形を行う際、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された２番目の被成形材５の縁部成形条件に従って、それぞれの金型移動装置（図示せず）を制御する。
【００５８】
こうして、２番目の被成形材５においても、各被成形部分は、２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。即ち、２番目の被成形材５の化学成分、ＴＭＣＰ条件、寸法、焼入れ性β、強度ＴＳ等が、上述した１番目の被成形材５と異なっていても、１番目の被成形材５とは別に、２番目の被成形材５を所望の形状に成形するために必要な圧力等、縁部成形条件が新たに計算され、その縁部成形条件に従って成形される。従って、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂから２番目の被成形材５に対して与える圧力が不足したり過剰になったりすることを防止できる。即ち、２番目の被成形材５を適度に曲げ変形させることができ、Ｏ成形後のピーキングが発生することを防止できる。
【００５９】
同様に、３番目以降のｎ番目の被成形材５をＣ成形する際も、Ｃ成形機制御部５３は、各被成形材５の情報（ｎ番目の被成形材５の化学成分、ｎ番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、ｎ番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６からそれぞれ取得し、これらの情報に基づいて、ｎ番目の被成形材５に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、その縁部成形条件に従って、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂを制御する。左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂは、各被成形材５に対応する縁部成形条件に従って（ｎ番目の被成形材５を成形する際はｎ番目の被成形材５に対応する縁部成形条件に従って）、各被成形材５をそれぞれ成形する。従って、各被成形材５は、それぞれの被成形材５の強度ＴＳ（ｎ）等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００６０】
また、被成形材５のＣ成形が行われた後は、上記の１番目の被成形材５と同様にして、２番目以降の各被成形材５のＵ成形、Ｏ成形、溶接、拡管などが順次行われる。上述したように、２番目以降の被成形材５においても、Ｏ成形でピーキングが発生することを防止できる。また、２番目以降の被成形材５においても、ピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れを好適に防止できる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、被成形材５の一枚ごとの強度ＴＳ（ＴＳ（ｎ），ｎ＝１，２，３，・・・）に基づいて、Ｃ成形の縁部成形条件を個別に調節することで、各被成形材５の強度ＴＳが互いに異なっていても、各被成形材５に対応する縁部成形条件を用いて、各被成形材５をそれぞれ適切にＣ成形することができる。例えば、ロットが同一の被成形材５（同一の鋳片から得られた厚板同士）において、実際の強度にばらつきがあっても、各被成形材５に最適な縁部成形条件を一枚ごとに求め、それぞれ適切にＣ成形することができる。Ｃ成形を適切に行うことにより、各被成形材５のＯ成形後、ピーキングが発生することを確実に防止でき、各被成形材５の真円度を高くすることができる。さらに、各被成形材５のピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れを確実に防止でき、所望の形状寸法を有する鋼管を確実に製造できる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば下金型６１や上金型６２の形状は、図５に示したものには限定されない。図５においては、下金型６１と上金型６２の間において、被成形材５の被成形部分全体（曲げ長さＬＭの部分全体）に凹曲面６１ａが接触する状態を示したが、例えば図１３に示すように、被成形部分の一部（先端部）のみが接触するようにしても良い。このような縁部変形機構を用いる場合も、縁部成形条件を好適に求めることができる。即ち、下金型６１と上金型６２によって被成形材５に対して与える圧力、被成形材５に対する下金型６１の位置、被成形材５に対する上金型６２の位置等を、好適に計算することができる。
【００６４】
また、以上の実施形態では、被成形材５を縁部変形機構に対して搬送方向Ｄ１にずらしながら、一枚の被成形材５に対して複数回のプレス成形を行うことにより、左縁部５ｅ全体、右縁部５ｆ全体を曲げ変形させる構成としたが、かかる構成には限定されない。即ち、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａの長さ（搬送方向Ｄ１における寸法）を、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆの長さとほぼ同じ寸法（あるいは左縁部５ｅ又は右縁部５ｆよりも長い寸法）とし、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆを１度のプレス成形で、一括して曲げ変形できるように構成しても良い。
【００６５】
以上の実施形態では、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂは、凹曲面６１ａを有する下金型６１と、凸曲面６２ａを有する上金型６２とによって、被成形材５を挟むことにより、プレス成形を行う構成としたが、縁部変形機構とは、かかるものには限定されない。例えば図１４に示す左縁部変形機構８０Ａ、右縁部変形機構８０Ｂのように、一対のロール、即ち、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５をロール成形する構成としても良い。即ち、下面５ａ側に当接する第一の当接体、上面５ｂ側に当接する第二の当接体は、それぞれロール状としても良い。
【００６６】
図１４において、左縁部変形機構８０Ａは、下ロール８１と上ロール８２を備えている。下ロール８１は、外側に向かうに従い次第に外径が大きくなるように、また、外周面の縦断面形状が凹曲面状になるように形成されている。上ロール８２は、下ロール８１の上方に設けられており、外側に向かうに従い次第に外径が小さくなるように、また、外周面の縦断面形状が凸曲面状になるように形成されている。さらに、下ロール８１、上ロール８２は、それぞれ略水平方向に向けられた中心軸を中心として回転可能になっている。即ち、下ロール８１の外周面と上ロール８２の外周面との間に被成形材５（左縁部５ｅ又は右縁部５ｆ）を挟み、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５に対して圧力を与えながら、下ロール８１と上ロール８２を互いに反対方向に回転させることにより、被成形材５を下ロール８１の外周面と上ロール８２の外周面に沿って曲げ変形させながら、搬送方向Ｄ１に送り出すように構成されている。右縁部変形機構５２Ｂは、左縁部変形機構５２Ａに対して実質的に左右対称な構成となっている。このような縁部変形機構を用いる場合も、Ｃ成形機制御部５３において、縁部成形条件を好適に求めることができる。即ち、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５に対して与える圧力、被成形材５に対する下ロール８１の位置、被成形材５に対する上ロール８２の位置等を、好適に計算することが可能である。
【００６７】
以上の実施形態では、各被成形材５の化学成分、ＴＭＣＰ条件、寸法などの情報は、主制御部３６（上位の制御コンピュータ）に記憶される構成とし、被成形材５の焼入れ性β、強度ＴＳなどの情報は、Ｃ成形機制御部５３（主制御部３６に対する下位の制御コンピュータ）において計算されることにより得られるとしたが、かかる形態には限定されない。例えば各被成形材５の焼入れ性βは、主制御部３６において計算させるようにしても良い。即ち、焼入れ性βの情報は、主制御部３６から送信されることにより、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようにしても良い。ＴＭＣＰ条件の情報は、冷却部１３からＣ成形機制御部５３に直接送信しても良い。また、強度ＴＳを主制御部３６において計算させるようにしても良い。即ち、強度ＴＳの情報（強度情報）は、主制御部３６から送信されることにより、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようにしても良い。
【００６８】
さらに、被成形材５の強度の計算方法は、式（１）、（２）を用いるものには限定されない。例えば、金属学的数式モデルやニューラルネットワークを用いた計算方法等によって、被成形材５の材質、即ち、強度（降伏強度、引張強度等）を求めるようにしても良い（特開２００５−３１５７０３号公報参照）。このような場合も、計算された強度から縁部成形条件を求めることができる。
【００６９】
さらに、縁部成形条件を求めるために用いる被成形材５の強度は、計算によって求める予測値（予測強度）には限定されず、実績値（測定値、実測強度）であっても良い。即ち、強度情報は、被成形材５の強度を実測することで得るようにしても良い。例えば、冷却部１３による水冷後、Ｃ成形を行う前に、被成形材５（鋼板）の一部を、試験片として採取し、この試験片に対して物理的な特性試験（引張試験機を用いて行う引張試験等）を行うことにより、強度の実績値を測定することができる。このような方法で、各被成形材５の一枚ごとの強度の実績値をそれぞれ測定し、これらの実績値を、主制御部３６又はＣ成形機制御部５３に送信するようにしても良い。
【００７０】
また、以上の実施形態では、強度情報の強度とは引張強度であるとしたが、かかるものには限定されず、その他の機械的強度、例えば硬度（硬さ）などであっても良い。例えば上記の試験片（Ｃ成形を行う前に採取した試験片）に対して行う特性試験として、硬さ試験機を用いた硬さ試験（例えばビッカース硬さ試験など）を行うことによって、硬度の実績値を求めるようにしても良い。
【実施例】
【００７１】
本発明者らは、Ｃ成形機２１によるピーキングの低減効果について検討した。先ず、複数の被成形材５について、式（１）、（２）に基づいて求めた強度の予測値ＴＳと、被成形材５から採取した試験片に対して引張試験を行うことにより求めた引張強度の実績値とをそれぞれ比較した。その結果、図１５に示すように、実績値に対する予測値ＴＳの誤差（精度）、即ち、実績値−予測値ＴＳの値は、±３０ＭＰａ程度であった。
【００７２】
また、Ｃ成形におけるプレス圧力等の縁部成形条件を同一（被成形材５の引張強度が６６０ＭＰａであるときにピーキング量ｐが０ｍｍとなるような条件）とした状態で、複数の被成形材５をそれぞれＣ成形した後、Ｕ成形、Ｏ成形を行い、各被成形材５の強度（引張強度）の実績値とＯ成形後のピーキング量ｐとの関係を調べた。図１６は、その結果を示している。なお、ピーキング量ｐは、図１７に示すように、ピーキングが無い場合における突合せ部６８の外面の位置を基準として求めた。即ち、被成形材５の内部空間における中央部ＰＯから突合せ部６８の外面までの距離Ｌｐから、ピーキング量ｐが０ｍｍである場合における中央部ＰＯから突合せ部６８の外面までの距離ＬＯ（被成形材５の外径の半分）を差し引いた値（ｐ＝Ｌｐ−ＬＯ）とした。
【００７３】
図１６の結果より、ピーキング量ｐは、被成形材５の強度に対してほぼ比例することがわかる。即ち、被成形材５の強度とピーキング量ｐとの関係は、図１６において点線で示したグラフ線に従うものと推測される。また、図１６から、例えば被成形材５の強度の予測値ＴＳが６６０ＭＰａであった場合に、この予測値ＴＳに基づいて、ピーキング量ｐが０ｍｍとなるような縁部成形条件を設定すると、実績値に対する予測値ＴＳの誤差が±３０ＭＰａ程度であれば、ピーキング量ｐを±０．９ｍｍ程度に、十分に小さく抑制できることがわかる。即ち、被成形材５の実際の強度が、予測値ＴＳよりも３０ＭＰａ程度大きい場合（約６９０ＭＰａである場合）は、ピーキング量ｐは＋０．９ｍｍ程度となり、被成形材５の実際の強度が、予測値ＴＳよりも３０ＭＰａ程度小さい場合（約６３０ＭＰａである場合）は、ピーキング量ｐは−０．９ｍｍ程度となる。換言すれば、予測値ＴＳの誤差に起因するピーキング量ｐのばらつきの範囲を、約１．８ｍｍ程度に抑制できるといえる。
【００７４】
（比較例）
ロットが同一の被成形材（同一の鋳片から得られた厚板）について、水冷停止温度Ｚを変動させて、被成形材５の強度（引張強度）の実績値を測定した。その結果、水冷停止温度Ｚのばらつきの範囲が約６７℃程度である場合、実績値のばらつきの範囲は、約１２０ＭＰａ程度になった。この場合、予測値ＴＳを用いずに、従来の方法でＣ成形を行うと（即ち、縁部成形条件を求める際に用いる被成形材の強度の設定値を、ロットが同一の被成形材について同一にしたままで縁部成形条件を求めると）、ピーキング量ｐのばらつきの範囲は、図１６に示したグラフ線（点線）のような比例関係から、約３．６ｍｍ程度になると考えられる。
【００７５】
以上の結果より、上記の実施形態のように、予測値ＴＳに基づいて縁部成形条件を設定する方法を用いることで、従来の縁部成形条件の設定方法を用いた場合に対して、ピーキング量ｐのばらつきの範囲を約５０％程度（１．８ｍｍ／３．６ｍｍ×１００）に低減できるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、例えばＵＯ鋼管、ＵＯＥ鋼管等を製造する際に用いられる鋼管製造設備及び鋼管製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】圧延設備と鋼管製造設備の概略を示した説明図である。
【図２】被成形材（鋼板）の平面図である。
【図３】被成形材（鋼板）の断面図である。
【図４】Ｃ成形機の概略斜視図である。
【図５】左縁部変形機構、右縁部変形機構の概略縦断面図である。
【図６】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図７】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図８】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図９】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図１０】Ｕ成形された被成形材の断面図である。
【図１１】Ｏ成形された被成形材の断面図である。
【図１２】溶接後の突合せ部を示した断面図である。
【図１３】下金型を被成形部分の先端部にのみ当接させる実施形態を示した断面図である。
【図１４】ローラ成形を行う構成としたＣ成形機を示した説明図である。
【図１５】被成形材の強度の予測値ＴＳと実績値とを比較して示したグラフである。
【図１６】被成形材の強度の実績値とピーキング量ｐとの関係を示したグラフである。
【図１７】ピーキング量ｐを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
２ 圧延設備
３ 鋼管製造設備
５ 被成形材
５ｅ 左縁部
５ｆ 右縁部
１３ 冷却部
２１ Ｃ成形機
２２ Ｕ成形機
２３ Ｏ成形機
３６ 主制御部
５２Ａ 左縁部変形機構
５２Ｂ 右縁部変形機構
５３ Ｃ成形機制御部
６１ 下金型
６２ 上金型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管製造設備及び鋼管製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の代表的な製造方法として、ＵＯ製造法が知られている（特許文献１、２、３参照）。この方法は、まず被成形材である平板状の鋼板の両縁部を曲げ変形させるＣ成形（端曲げ）を行い、次いで、被成形材の中央部を曲げ変形させて被成形材を略Ｕ字状にするＵ成形を行い、さらに被成形材を略Ｕ字状から略Ｏ字状（略円管状）に変形させるＯ成形を行った後、突合せ部（両縁部同士を近接させた部分）を溶接することにより、円管状の溶接鋼管（ＵＯ鋼管）を製造するものである。溶接後の鋼管は、拡管機によって所望の形状寸法に成形される。なお、被成形材としては、スラブ（連続鋳造設備において帯状に鋳造された鋳片を切断することにより得られる鋼片）を圧延することにより製造される厚板が用いられる。
【０００３】
このようなＵＯ製造法においては、被成形材のＣ成形を適切に行うことで、Ｏ成形後の突合せ部のピーキングを抑制することが要求される。例えばＣ成形における被成形材の両縁部の変形量が少なすぎると、突合せ部が外側に向かって突出した状態になってしまう。即ち、プラスピーキングが発生する。逆に、両縁部の変形量が多すぎると、突合せ部が内側に向かって窪んだ状態になってしまう。即ち、マイナスピーキングが発生する。このようなピーキングを抑制する方法としては、従来、Ｃ成形における縁部成形条件（被成形材の縁部に対して与える成形力等）を、被成形材の強度、板厚等から求める方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公昭６０−４０９３４号公報
【特許文献２】特開平７−３２０４９号公報
【特許文献３】特許３２１４２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の鋼管製造方法にあっては、縁部成形条件を求める際に用いる被成形材の強度の設定値が、実際の強度とは異なり、縁部成形条件が不適切になる問題があった。例えば被成形材として、上述したようなスラブから製造された厚板を用いる場合では、ロットが同一の被成形材同士（即ち、同一の鋳片から得られた厚板同士）は、ほぼ同一の成分値、ほぼ同一の材質を有していると推定され、強度の設定値も同一にされていた。ところが、実際には強度のばらつきが大きいことがあり、ピーキングを十分に抑制することは難しかった。即ち、被成形材の実際の強度が設定値よりも高い場合は、被成形材の縁部に対して与える圧力が不足することとなり、被成形材の縁部の変形量が少なすぎて、プラスピーキングが発生しやすかった。逆に、被成形材の実際の強度が設定値よりも低い場合は、被成形材の縁部に対して与える圧力が過大になり、被成形材の縁部の変形量が多すぎて、マイナスピーキングが発生しやすかった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、Ｏ成形後のピーキングを確実に抑制できる鋼管製造設備及び鋼管製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備であって、前記Ｃ成形において鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構と、前記縁部変形機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記縁部成形条件に従って、前記縁部変形機構を制御し、前記縁部変形機構は、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることを特徴とする、鋼管製造設備が提供される。
【０００８】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延設備において用いられたＴＭＣＰ条件に基づいて求めても良い。前記強度情報は、例えば式（１）に基づいて求めても良い。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【０００９】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得るようにしても良い。前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求めても良い。
【００１０】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下金型と、前記鋼板の上面側に当接する上金型とを備え、前記下金型と前記上金型によって前記鋼板の縁部をプレス成形する構成としても良い。
【００１１】
また、前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下ロールと、前記鋼板の上面側に当接する上ロールとを備え、前記下ロールと前記上ロールによって前記鋼板の縁部をロール成形する構成としても良い。
【００１２】
さらに、本発明によれば、鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造方法であって、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることにより、各鋼板をＣ成形することを特徴とする、鋼管製造方法が提供される。
【００１３】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延工程におけるＴＭＣＰ条件に基づいて求めても良い。前記強度情報は、例えば、式（１）に基づいて求めても良い。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【００１４】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得るようにしても良い。前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求めても良い。
【００１５】
前記縁部成形条件は、前記鋼板の縁部に与える圧力情報、及び、前記鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構の前記鋼板に対する位置情報を含むとしても良い。
【００１６】
この鋼管製造方法にあっては、鋼板をプレス成形によってＣ成形するようにしても良い。また、鋼板をロール成形によってＣ成形しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各鋼板（被成形材）の強度に基づいて縁部成形条件を個別に調節することで、各鋼板の強度が互いに異なっていても、各鋼管におけるピーキングの発生を確実に防止できる。さらに、ピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れ等を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施形態を説明する。なお、本明細書及び図面においては、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。図１は、スラブ（例えば連続鋳造設備において帯状に鋳造された鋳片を切断することにより得られる鋼片）から鋼板としての厚板を製造する圧延設備２（鋼板製造設備）と、厚板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備３の概略図を示している。
【００１９】
図１に示すように、圧延設備２は、被成形材５（スラブ）を加熱する加熱炉１０、加熱炉１０によって加熱された被成形材５を粗圧延（熱間圧延）する粗圧延機１１、粗圧延された被成形材５を仕上げ圧延（熱間圧延）する仕上圧延機１２、仕上げ圧延された被成形材５を冷却処理する冷却部１３等を備えている。冷却部１３は、仕上げ圧延後の高温状態の被成形材５に対して冷却水を供給し、被成形材５の水冷処理（水焼入れ）を行う構成となっている。これにより、所定の材質（強度等）及び寸法を有する被成形材５（厚板）が製造されるようになっている。また、本実施形態における圧延設備２は、例えばＴＭＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などの制御冷却技術を用いた処理を行うように構成されている。即ち、各被成形材５に対してそれぞれ個別に設定されたＴＭＣＰ条件に従って、加熱炉１０における加熱温度Ｘ、冷却部１３における水冷開始温度Ｙ、冷却部１３における水冷停止温度Ｚなどを適宜調整しながら、各被成形材５の圧延を行うことができる構成になっている。
【００２０】
鋼管製造設備３は、被成形材５（厚板）のＣ成形（Ｃプレス）を行うＣ成形機２１（Ｃプレス機）、Ｃ成形された被成形材５のＵ成形（Ｕプレス）を行うＵ成形機２２（Ｕプレス機）、Ｕ成形された被成形材５のＯ成形（Ｏプレス）を行うＯ成形機２３（Ｏプレス機）、Ｏ成形された被成形材５の端部同士を溶接する溶接機３１、被成形材５を所定の寸法（内径、外径、肉厚）に拡管する拡管機３２などを備えている。また、図示はしないが、Ｃ成形機２１に搬入される前の被成形材５（厚板）に対して後述するタブ板３８の取付を行うタブ板溶接機、後述する開先加工を施すエッジミラー、溶接機３１による溶接後の被成形材５から後述するタブ板３８を除去するタブ板除去機等を備えている。
【００２１】
また、圧延設備２、鋼管製造設備３に設けられている各機器（加熱炉１０、粗圧延機１１、仕上圧延機１２、冷却部１３、Ｃ成形機２１、Ｕ成形機２２、Ｏ成形機２３、溶接機３１、拡管機３２等）は、主制御部３６（ビジネスコンピュータ）によって制御されるようになっている。
【００２２】
図２は、Ｃ成形機２１においてＣ成形される被成形材５を示している。被成形材５は、略長方形の平板状をなす鋼材（鋼板）であり、平面状の下面５ａと上面５ｂを備えている。被成形材５の長さ方向ＤＬ（板長方向）において互いに対向する両縁部、即ち、前縁部５ｃと後縁部５ｄには、タブ板３８が２つずつ設けられている。タブ板３８は、前縁部５ｃ側からみて、前縁部５ｃの左端部と右端部、後縁部５ｄの左端部と右端部にそれぞれ設けられている。
【００２３】
被成形材５の幅方向ＤＢ（板幅方向、長さ方向ＤＬに対して直交する方向）において中央部を挟んで互いに対向する両縁部、即ち、左縁部５ｅと右縁部５ｆには、溶接を行うための開先加工が施されている。即ち、例えば図３に示すように、左縁部５ｅの下面５ａ側と右縁部５ｆの下面５ａ側に、第一の開先面４１がそれぞれ設けられ、左縁部５ｅの上面５ｂ側と右縁部５ｆの上面５ｂ側には、第二の開先面４２がそれぞれ設けられている。第一の開先面４１、第二の開先面４２は、それぞれ長さ方向ＤＬに沿って設けられている。また、第一の開先面４１は、外側（左縁部５ｅにおいては左側、右縁部５ｆにおいては右側）に向かうに従い下面５ａから次第に上方に向かうように傾斜した傾斜面になっている。第二の開先面４２は、外側に向かうに従い上面５ｂから次第に下方に向かうように傾斜した傾斜面になっている。
【００２４】
次に、Ｃ成形機２１の構成について説明する。図４に示すように、Ｃ成形機２１は、被成形材５を搬送する搬送機構５１、左縁部５ｅを変形させる縁部変形機構としての左縁部変形機構５２Ａ、右縁部５ｂを変形させる縁部変形機構としての右縁部変形機構５２Ｂを備えている。さらに、Ｃ成形機２１に備えられている各機器（搬送機構５１、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂ等）を制御する制御部としてのＣ成形機制御部５３（いわゆるプロセスコンピュータ）を備えている。
【００２５】
搬送機構５１は、複数の搬送ロール５１ａを備えている。搬送ロール５１ａは、被成形材５の搬送方向Ｄ１（水平方向）において複数並べて設けられており、また、各搬送ロール５１ａの長さ方向（中心軸方向）を搬送方向Ｄ１に対して略垂直な水平方向に向けた状態で備えられている。即ち、被成形材５を各搬送ロール５１ａ上に載せた状態で、各搬送ロール５１ａをそれぞれの中心軸を中心として回転させることにより、被成形材５を略水平な姿勢で、所定の搬送方向Ｄ１に搬送する構成となっている。
【００２６】
左縁部変形機構５２Ａは、一対の金型、即ち、プレス成形の際に左縁部５ｅの下面５ａ側に当接する第一の当接体としての下金型６１と、プレス成形の際に左縁部５ｅの上面５ｂ側に当接する第二の当接体としての上金型６２とを備えている。また、図示はしないが、下金型６１と上金型６２を搬送機構５１上の被成形材５に対して移動させる金型移動装置を有している。さらに、金型移動装置の動作を制御する縁部変形機構制御装置６５を備えている。
【００２７】
なお、下金型６１の搬送方向Ｄ１における長さと、上金型６２の搬送方向Ｄ１における長さは、左縁部５ｅの長さ（板長、被成形材５の長さ方向ＤＬの寸法）に対して短く形成されている。つまり、左縁部５ｅに対する下金型６１と上金型６２の位置を長さ方向ＤＬにおいてずらしながら、プレス成形を複数回に分けて行うことにより、左縁部５ｅ全体を曲げ変形させる構成となっている。
【００２８】
図５に示すように、下金型６１は、円柱面に沿って形成された凹曲面６１ａを備えている。凹曲面６１ａは、左側下方に向かって凹状に、また、被成形材５側から左側に向かうに従い次第に上方に向かうように形成されている。一方、上金型６２は、下金型６１の上方に設けられており、円柱面に沿って形成された凸曲面６２ａを備えている。凸曲面６２ａは、左側下方に向かって凸状に、また、被成形材５側から左側に向かうに従い次第に上方に向かうように形成されている。即ち、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａとの間に左縁部５ｅを挟んで加圧することで、左縁部５ｅをプレス成形により曲げ加工する構成となっている。なお、図５に示す例では、平面視において凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに重なる部分、即ち、プレス成形する前の被成形材５の左側面（左縁部５ｅの端面）から幅方向ＤＢにおいて曲げ長さＬＭの幅の部分が、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａの間の隙間に沿って、左側に向かうに従い次第に上方に向かう形状に曲げ変形されるようになっている。
【００２９】
また、下金型６１と上金型６２は、金型移動装置（図示せず）の作動によって、上下方向（搬送機構５１によって支持されている被成形材５の厚さ方向ＤＴ（板厚方向、長さ方向ＤＬと幅方向ＤＢに対して直交する方向）において互いに近接及び離隔することができる。即ち、下金型６１と上金型６２を上下方向において離隔させると、搬送機構５１によって支持されている被成形材５から下金型６１と上金型６２が離隔して、被成形材５を下金型６１と上金型６２に対して搬送方向Ｄ１に移動させることが可能な状態になる。また、下金型６１と上金型６２を上下方向において近接させると、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して下金型６１と上金型６２が当接して、下金型６１と上金型６２から被成形材５に対して圧力（プレス圧力、成形力）が加えられるように構成されている。
【００３０】
さらに、下金型６１と上金型６２は、金型移動装置（図示せず）の作動によって、搬送方向Ｄ１に対して直交する水平方向（幅方向ＤＢ）にスライドすることができる。即ち、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して凹曲面６１ａが当接する当接位置と、凸曲面６２ａが当接する当接位置を、幅方向ＤＢにおいて調節できるように構成されている。かかる構成により、曲げ長さＬＭを所望の値に調節できるようになっている。
【００３１】
縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３に対して電気的に接続されており、Ｃ成形機制御部５３から送信された制御情報（例えば後述する縁部成形条件等の情報）に従って、金型移動装置（図示せず）を制御するようになっている。即ち、受信した縁部成形条件を実現するように、金型移動装置（図示せず）を作動させるようになっている。
【００３２】
右縁部変形機構５２Ｂは、実質的に左縁部変形機構５２Ａと左右対称な構成を有している。右縁部変形機構５２Ｂの詳細な説明は、上記の左縁部変形機構５２Ａと重複するので省略する。
【００３３】
Ｃ成形機制御部５３は、主制御部３６に対して電気的に接続されており、主制御部３６から送信された制御情報に従って、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ制御情報を送信するように構成されている。また、Ｃ成形機制御部５３は、各被成形材５の情報（例えば各被成形材５の化学成分の成分値、圧延設備２における各被成形材５の圧延工程においてそれぞれ用いられたＴＭＣＰ条件の情報、各被成形材５の寸法、各被成形材５の強度情報等）を取得し、さらに、各被成形材５の強度情報に基づいて、各被成形材５に対応する縁部成形条件を、一枚ごとに個別に求めることができる。
【００３４】
本実施形態においては、各被成形材５の化学成分、圧延設備２におけるＴＭＣＰ条件、寸法などの情報は、主制御部３６に記憶されるように構成されている。そして、この主制御部３６に記憶されている各被成形材５の化学成分、圧延設備２におけるＴＭＣＰ条件などの情報が、主制御部３６からＣ成形機制御部５３に送信されることで、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようになっている。各被成形材５の化学成分の成分値は、例えばＣ（炭素）の含有量ＲＣ（質量％）、Ｓｉ（ケイ素）の含有量ＲＳｉ（質量％）、Ｍｎ（マンガン）の含有量ＲＭｎ（質量％）、Ｎｉ（ニッケル）の含有量ＲＮｉ（質量％）、Ｃｕ（銅）の含有量ＲＣｕ（質量％）、Ｃｒ（クロム）の含有量ＲＣｒ（質量％）、Ｖ（バナジウム）の含有量ＲＶ（質量％）、Ｍｏ（モリブデン）の含有量ＲＭｏ（質量％）等であっても良い。また、ＴＭＣＰ条件の情報には、例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘ、冷却部１３における水冷開始温度Ｙ、冷却部１３における水冷停止温度Ｚなどを含めても良い。
【００３５】
また、Ｃ成形機制御部５３は、主制御部３６から受信した各被成形材５の化学成分の成分値に基づいて、各被成形材５の焼入れ性β（予測値）を計算することができ、さらに、計算した焼入れ性βとＴＭＣＰ条件に基づいて、被成形材５の一枚ごとの強度ＴＳ（引張強度の予測値）を計算することができる。つまり、各被成形材５の化学成分とＴＭＣＰ条件に基づいて、強度ＴＳを求めることができる。
【００３６】
強度ＴＳは、例えば、以下の式（１）（強度予測式）と式（２）（焼入れ性予測式）に基づいて求めることができる。本実施形態においては、式（１）、（２）を利用して強度ＴＳを計算するためのプログラムが、Ｃ成形機制御部５３に記憶されており、このプログラムを実行することにより、強度ＴＳを算出する構成となっている。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：強度（引張強度）、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
β＝ｆ（ＲＣ，ＲＳｉ，ＲＭｎ，ＲＮｉ，ＲＣｕ，ＲＣｒ，ＲＶ，ＲＭｏ） ・・・（２）
（ＲＣ：Ｃの含有量（質量％）、ＲＳｉ：Ｓｉの含有量（質量％）、ＲＭｎ：Ｍｎの含有量（質量％）、ＲＮｉ：Ｎｉの含有量（質量％）、ＲＣｕ：Ｃｕの含有量（質量％）、ＲＣｒ：Ｃｒの含有量（質量％）、ＲＶ：Ｖの含有量（質量％）、ＲＭｏ：Ｍｏの含有量（質量％））
【００３７】
因みに、式（２）は、焼入れ性βが被成形材５の成分値（ＲＣ，ＲＳｉ，ＲＭｎ，ＲＮｉ，ＲＣｕ，ＲＣｒ，ＲＶ，ＲＭｏ）に依存することを意味している。
【００３８】
さらに、Ｃ成形機制御部５３は、計算した被成形材５の強度ＴＳと、主制御部３６から送信された被成形材５の厚さ（板厚、厚さ方向ＤＴにおける寸法）に基づいて、縁部成形条件を計算する機能を有する。Ｃ成形機制御部５３において求められる縁部成形条件には、例えば、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２によって左縁部５ｅに対して与える圧力情報、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２によって右縁部５ｆに対して与える圧力情報、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａの位置情報、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対する右縁部変形機構５２Ｂの位置情報等が含まれている。なお、本実施形態において、被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａ（右縁部変形機構５２Ｂ）の位置情報とは、下金型６１の幅方向ＤＢにおける位置情報、上金型６２の幅方向ＤＢにおける位置情報、下金型６１の厚さ方向ＤＴにおける位置情報、上金型６２の厚さ方向ＤＴにおける位置情報である。
【００３９】
因みに、縁部成形条件の計算には、例えば公知の方法を用いることが可能である。例えば、左縁部変形機構５２Ａや右縁部変形機構５２Ｂから被成形材５に対して与える圧力は、被成形材５の強度ＴＳ等から求めることができる（特許文献３参照）。また、例えばＯ成形後（拡管前）の被成形材５の外径、被成形材５の板厚（肉厚）等から、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆの曲げ長さＬＭの目標範囲を求めることができ（特許文献１参照）、この曲げ長さＬＭから、下金型６１の位置情報と上金型６２の位置情報を設定することが可能である。
【００４０】
次に、以上のように構成された鋼管製造設備３における鋼管製造方法について説明する。先ず、主制御部３６には、複数の被成形材５（鋼板一枚ごと）に関する情報（各被成形材５の化学成分、圧延設備２において用いられたＴＭＣＰ条件、寸法等）が予め記憶されている。なお、各被成形材５の化学成分は、例えば被成形材５（スラブ）が圧延設備２に搬入される前の製鋼設備（連続鋳造設備）における製鋼工程において、連続鋳造設備のタンデッシュに貯留されている溶鋼等からサンプリングを行い、検査することにより求めるようにしても良い。即ち、溶鋼の分析結果（成分値）を主制御部３６に記憶させても良い。また、ＴＭＣＰ条件については、圧延設備２において圧延を行った際に、主制御部３６から圧延設備２（例えば、加熱炉１０を制御するプロセスコンピュータ、粗圧延機１１を制御するプロセスコンピュータ、仕上圧延機１２を制御するプロセスコンピュータ、冷却部１３を制御するプロセスコンピュータ等）に対して送信した制御情報（例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘの設定値、冷却部１３における水冷開始温度Ｙの設定値、冷却部１３における水冷停止温度Ｚの設定値等）を保存しておくようにしても良い。あるいは、圧延設備２から主制御部３６に対してＴＭＣＰ条件の実績値（例えば、加熱炉１０における加熱温度Ｘの実績値、冷却部１３における水冷開始温度Ｙの実績値、冷却部１３における水冷停止温度Ｚの実績値等）を送信し、これを主制御部３６に記憶させても良い。
【００４１】
鋼管製造設備３においては、先ず被成形材５に対してタブ板３８が溶接によって取り付けられ、次に、図示しないエッジミラーを用いた切削により、開先加工（第一の開先面４１、第二の開先面４２の形成）が施される。その後、Ｃ成形機２１によってＣ成形（Ｃプレス）される。
【００４２】
Ｃ成形機２１において、Ｃ成形機制御部５３は、最初にＣ成形が施される１番目の被成形材５の情報（１番目の被成形材５の化学成分、１番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、１番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６から取得する。そして、上記式（１）、（２）に基づく計算を行うことにより、化学成分、ＴＭＣＰ条件から１番目の被成形材５の強度ＴＳ（１）を求める。
【００４３】
さらに、Ｃ成形機制御部５３は、１番目の被成形材５の寸法、計算された強度ＴＳ（１）等に基づいて、１番目の被成形材５に対応する縁部成形条件（即ち、１番目の被成形材５の左縁部５ｅに対して与える圧力情報、１番目の被成形材５の右縁部５ｆに対して与える圧力情報、１番目の被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａの位置情報、１番目の被成形材５に対する右縁部変形機構５２Ｂの位置情報等）を計算する。即ち、例えば水冷停止温度Ｚが低く、強度ＴＳ（１）が高いほど、左縁部５ｅや右縁部５ｆに対して与える圧力を高くするように、縁部成形条件を設定する。こうしてＣ成形機制御部５３において求められた１番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ送信する。
【００４４】
一方、１番目の被成形材５は、搬送機構５１によって略水平な姿勢で支持され、搬送方向Ｄ１に沿って搬送される（図６参照）。搬送の際、下面５ａは下方に向けられ、上面５ｂは上方に向けられ、前縁部５ｃは前側（搬送方向Ｄ１において搬出側）に配置され、後縁部５ｄは後側（搬送方向Ｄ１において搬入側）に配置される。また、前縁部５ｃ側からみて左側に左縁部５ｅが配置され、右側に右縁部５ｆが配置される。被成形材５の長さ方向ＤＬは搬送方向Ｄ１に向けられ、幅方向ＤＢは搬送方向Ｄ１に対して略垂直に向けられる。
【００４５】
こうして搬送方向Ｄ１に沿って搬送されることにより、被成形材５は、前縁部５ｃ側から左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂに挿入される（図６参照）。このとき、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２は、それぞれ上下に離隔させられており、被成形材５に対して接触しない位置に待機させられている。かかる状態において、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２との間に、左縁部５ｅの前端部が挿入され、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２との間に、右縁部５ｆの前端部が挿入される。
【００４６】
次に、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２が、それぞれ上下方向において近接させられることにより、左縁部５ｅの前端部、右縁部５ｆの前端部がそれぞれ左縁部変形機構５２Ａの下金型６１（凹曲面６１ａ）と上金型６２（凸曲面６２ａ）との間、右縁部変形機構５２の下金型６１と上金型６２との間に挟まれて、プレス成形される（図５、図７参照）。即ち、左縁部５ｅの前端部（左縁部５ｅの端面から曲げ長さＬＭの部分）は、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２によって圧力が与えられることにより、左縁部変形機構５２Ａの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに沿って曲げ変形させられる。つまり、左側に向かうに従い上方に向かうように、略円柱面に沿って（前縁部５ｃ側からみて略円弧状に）湾曲した形状になる。また、右縁部５ｆの前端部（右縁部５ｆの端面から曲げ長さＬＭの部分）は、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２によって圧力が与えられることにより、右縁部変形機構５２Ｂの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａに沿って曲げ変形させられる。つまり、右側に向かうに従い上方に向かうように、略円柱面に沿って湾曲した形状になる。こうして、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部は、前縁部５ｃ側からみて互いに左右対称な形状に湾曲させられる。
【００４７】
また、かかるプレス成形を行う際、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件（１番目の被成形材５の縁部成形条件）に基づいて、左縁部変形機構５２Ａの金型移動装置（図示せず）を制御する。即ち、左縁部変形機構５２Ａの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａは、搬送機構５１によって支持されている被成形材５（１番目の被成形材５の縁部成形条件）に対して、縁部成形条件に基づいた所定の位置に当接させられる。また、縁部成形条件に基づいた所定の圧力で左縁部５ｅを加圧する。同様に、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件に基づいて、右縁部変形機構５２Ｂの金型移動装置（図示せず）を制御する。即ち、右縁部変形機構５２Ｂの凹曲面６１ａと凸曲面６２ａは、搬送機構５１によって支持されている被成形材５に対して、縁部成形条件に基づいた所定の位置に当接させられる。また、縁部成形条件に基づいた所定の圧力で右縁部５ｆを加圧する。こうして、左縁部変形機構５２Ａと右縁部変形機構５２Ｂは、Ｃ成形機制御部５３から送信された縁部成形条件に従って、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部をそれぞれ変形させ、左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部（最初の被成形部分）は、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００４８】
左縁部５ｅの前端部と右縁部５ｆの前端部のプレス成形が終了すると、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２は、再び上下に離隔させられ、被成形材５に対して接触しない位置に配置される。そして、搬送機構５１の作動により、被成形材５が搬送方向Ｄ１に沿って搬送される（図８参照）。即ち、被成形材５に対する左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂの相対的な位置が、後方に移動させられる。そして、左縁部５ｅにおいてプレス成形された部分の後側に隣接する部分（未だプレス成形が施されていない部分）が、左縁部変形機構５２Ａにおける次の被成形部分として、左縁部変形機構５２Ａの下金型６１と上金型６２との間に配置される。また、右縁部５ｅにおいてプレス成形された部分の後側に隣接する部分が、右縁部変形機構５２Ｂにおける次の被成形部分として、右縁部変形機構５２Ｂの下金型６１と上金型６２との間に配置される。かかる状態で、搬送機構５１が一時停止させられ、上記のプレス成形と同様にして、左縁部５ｅと右縁部５ｅがそれぞれプレス成形される（図９参照）。このときも、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、上述した１番目の被成形材５の縁部成形条件に従って、それぞれの金型移動装置（図示せず）を制御する。こうして、次の被成形部分も、最初の被成形部分と同様に、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００４９】
以上のようにして、１番目の被成形材５は、１番目の被成形材５の縁部成形条件に基づいて、前縁部５ｃ側から後縁部５ｄ側に向かって、順次プレス成形されていく。即ち、左縁部変形機構５２Ａによる被成形部分、右縁部変形機構５２Ｂによる被成形部分は、それぞれ搬送方向Ｄ１において複数のエリアに分割されている。そして、総ての被成形部分がプレス成形されることにより、左縁部５ｅ全体（左縁部５ｅの端面から曲げ長さＬＭの部分全体）、右縁部５ｆ全体（右縁部５ｆの端面から曲げ長さＬＭの部分全体）が連続的に曲げ変形させられた状態、即ち、被成形材５にＣ成形が施された状態となる。各被成形部分は、最初の被成形部分と同様に、１番目の被成形材５の強度ＴＳ等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００５０】
Ｃ成形が施された１番目の被成形材５は、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂよりも前方において、Ｃ成形機２１から搬出される。こうして、１番目の被成形材５のＣ成形工程が終了する。
【００５１】
その後、Ｃ成形が施された１番目の被成形材５は、Ｕ成形機２２に搬送され、Ｕ成形機２２において、幅方向ＤＢにおける中央部分が、略円柱面に沿って曲げ変形される（図１０参照）。即ち、一定の略Ｕ字型の断面を有する形状に、Ｕ成形される。
【００５２】
Ｕ成形が施された１番目の被成形材５は、Ｏ成形機２３に搬送され、Ｏ成形機２３によってＯ成形され、略円管状に成形される。図１１に示すように、下面５ａは外周面５ａとなり、上面５ｂは内周面５ｂとなり、左縁部５ｅと右縁部５ｆは、被成形材５の上部において互いに近接させられ、突合せ部６８を形成する。ここで、１番目の被成形材５の左縁部５ｅと右縁部５ｆは、Ｃ成形機２１において最適な形状に曲げ変形させられているため、突合せ部６８においてピーキング（図１１において一点鎖線で示すプラスピーキング、又は、二点鎖線で示すマイナスピーキング）が発生することはない。即ち、図１１において実線で示すように、被成形材５を真円度の高い略円管状に（径方向に沿った断面形状が真円度の高い略円環状になるように）成形することができる。
【００５３】
Ｏ成形後、被成形材５は、Ｏ成形機２３から溶接機３１に搬送され、溶接機３１において突合せ部６８の溶接が行われる。Ｏ成形機２３から溶接機３１に被成形材５を搬送する際などは、ピーキングを抑制することで、ピーキングに起因する搬送不良を防止できる。即ち、突合せ部６８が搬送機構に引っ掛かることなどを防止でき、被成形材５を安定した状態で保持し、円滑に搬送できる。
【００５４】
溶接機３１における溶接工程では、図１２に示すように、左縁部５ｅの第一の開先面４１と右縁部５ｆの第一の開先面４１との間に形成された溝部（突合せ部６８の外周面側の開先）、及び、左縁部５ｅの第二の開先面４２と右縁部５ｆの第二の開先面４２との間に形成された溝部（突合せ部６８の内周面側の開先）に、被成形材５の長さ方向ＤＬに沿って、溶加材７１が付加される（図１２参照）。これにより、左縁部５ｅと右縁部５ｆが接合される。このとき、被成形材５にピーキングが発生していると、ピーキングに起因する溶接欠陥が発生するおそれがあるが、ピーキングを抑制することにより、そのような溶接欠陥を防止でき、溶接を確実に行うことができる。なお、溶接は、前縁部５ｃに設けられているタブ板３８から開始され、第一の開先面４１、第二の開先面４２においては連続的に行われ、後縁部５ｄに設けられているタブ板３８において終了される。溶接後は、被成形材５からタブ板３８が除去される。即ち、溶接が不安定になりやすい溶接の開始部分と終了部分が、タブ板３８とともに除去される。
【００５５】
被成形材５からタブ板３８が除去された後は、拡管機３２において、被成形材５の拡管が行われる。拡管の際、被成形材５にピーキングが発生していると、ピーキングに起因する拡管割れが発生するおそれがあるが、ピーキングを抑制することにより、そのような拡管割れを防止でき、拡管を確実に行うことができる。こうして、所定の寸法の鋼管を製造することができる。
【００５６】
なお、１番目の被成形材５がＣ成形機２１から搬出された後は、次の未処理の被成形材５、即ち、２番目の被成形材５が、Ｃ成形機２１に搬入される。そして、上記の１番目の被成形材５と同様にして、２番目の被成形材５のＣ成形が行われる。
【００５７】
２番目の被成形材５のＣ成形の際、Ｃ成形機制御部５３は、上記の１番目の被成形材５に関する情報とは別に、２番目の被成形材５に関する情報（２番目の被成形材５の化学成分、２番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、２番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６から取得する。そして、２番目の被成形材５に関する情報と上記式（１）、（２）に基づく計算により、２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）を求める。さらに、２番目の被成形材５の寸法、計算された２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）等に基づいて、２番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を計算する。そして、２番目の被成形材５に対応する縁部成形条件を、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５に対してそれぞれ送信する。従って、プレス成形を行う際、左縁部変形機構５２Ａの縁部変形機構制御装置６５、右縁部変形機構５２Ｂの縁部変形機構制御装置６５は、Ｃ成形機制御部５３から送信された２番目の被成形材５の縁部成形条件に従って、それぞれの金型移動装置（図示せず）を制御する。
【００５８】
こうして、２番目の被成形材５においても、各被成形部分は、２番目の被成形材５の強度ＴＳ（２）等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。即ち、２番目の被成形材５の化学成分、ＴＭＣＰ条件、寸法、焼入れ性β、強度ＴＳ等が、上述した１番目の被成形材５と異なっていても、１番目の被成形材５とは別に、２番目の被成形材５を所望の形状に成形するために必要な圧力等、縁部成形条件が新たに計算され、その縁部成形条件に従って成形される。従って、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂから２番目の被成形材５に対して与える圧力が不足したり過剰になったりすることを防止できる。即ち、２番目の被成形材５を適度に曲げ変形させることができ、Ｏ成形後のピーキングが発生することを防止できる。
【００５９】
同様に、３番目以降のｎ番目の被成形材５をＣ成形する際も、Ｃ成形機制御部５３は、各被成形材５の情報（ｎ番目の被成形材５の化学成分、ｎ番目の被成形材５のＴＭＣＰ条件、ｎ番目の被成形材５の寸法等）を、主制御部３６からそれぞれ取得し、これらの情報に基づいて、ｎ番目の被成形材５に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、その縁部成形条件に従って、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂを制御する。左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂは、各被成形材５に対応する縁部成形条件に従って（ｎ番目の被成形材５を成形する際はｎ番目の被成形材５に対応する縁部成形条件に従って）、各被成形材５をそれぞれ成形する。従って、各被成形材５は、それぞれの被成形材５の強度ＴＳ（ｎ）等に基づいた最適な縁部成形条件で、最適な形状に成形される。
【００６０】
また、被成形材５のＣ成形が行われた後は、上記の１番目の被成形材５と同様にして、２番目以降の各被成形材５のＵ成形、Ｏ成形、溶接、拡管などが順次行われる。上述したように、２番目以降の被成形材５においても、Ｏ成形でピーキングが発生することを防止できる。また、２番目以降の被成形材５においても、ピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れを好適に防止できる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、被成形材５の一枚ごとの強度ＴＳ（ＴＳ（ｎ），ｎ＝１，２，３，・・・）に基づいて、Ｃ成形の縁部成形条件を個別に調節することで、各被成形材５の強度ＴＳが互いに異なっていても、各被成形材５に対応する縁部成形条件を用いて、各被成形材５をそれぞれ適切にＣ成形することができる。例えば、ロットが同一の被成形材５（同一の鋳片から得られた厚板同士）において、実際の強度にばらつきがあっても、各被成形材５に最適な縁部成形条件を一枚ごとに求め、それぞれ適切にＣ成形することができる。Ｃ成形を適切に行うことにより、各被成形材５のＯ成形後、ピーキングが発生することを確実に防止でき、各被成形材５の真円度を高くすることができる。さらに、各被成形材５のピーキングに起因する溶接欠陥、搬送不良、拡管割れを確実に防止でき、所望の形状寸法を有する鋼管を確実に製造できる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば下金型６１や上金型６２の形状は、図５に示したものには限定されない。図５においては、下金型６１と上金型６２の間において、被成形材５の被成形部分全体（曲げ長さＬＭの部分全体）に凹曲面６１ａが接触する状態を示したが、例えば図１３に示すように、被成形部分の一部（先端部）のみが接触するようにしても良い。このような縁部変形機構を用いる場合も、縁部成形条件を好適に求めることができる。即ち、下金型６１と上金型６２によって被成形材５に対して与える圧力、被成形材５に対する下金型６１の位置、被成形材５に対する上金型６２の位置等を、好適に計算することができる。
【００６４】
また、以上の実施形態では、被成形材５を縁部変形機構に対して搬送方向Ｄ１にずらしながら、一枚の被成形材５に対して複数回のプレス成形を行うことにより、左縁部５ｅ全体、右縁部５ｆ全体を曲げ変形させる構成としたが、かかる構成には限定されない。即ち、凹曲面６１ａと凸曲面６２ａの長さ（搬送方向Ｄ１における寸法）を、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆの長さとほぼ同じ寸法（あるいは左縁部５ｅ又は右縁部５ｆよりも長い寸法）とし、左縁部５ｅ又は右縁部５ｆを１度のプレス成形で、一括して曲げ変形できるように構成しても良い。
【００６５】
以上の実施形態では、左縁部変形機構５２Ａ、右縁部変形機構５２Ｂは、凹曲面６１ａを有する下金型６１と、凸曲面６２ａを有する上金型６２とによって、被成形材５を挟むことにより、プレス成形を行う構成としたが、縁部変形機構とは、かかるものには限定されない。例えば図１４に示す左縁部変形機構８０Ａ、右縁部変形機構８０Ｂのように、一対のロール、即ち、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５をロール成形する構成としても良い。即ち、下面５ａ側に当接する第一の当接体、上面５ｂ側に当接する第二の当接体は、それぞれロール状としても良い。
【００６６】
図１４において、左縁部変形機構８０Ａは、下ロール８１と上ロール８２を備えている。下ロール８１は、外側に向かうに従い次第に外径が大きくなるように、また、外周面の縦断面形状が凹曲面状になるように形成されている。上ロール８２は、下ロール８１の上方に設けられており、外側に向かうに従い次第に外径が小さくなるように、また、外周面の縦断面形状が凸曲面状になるように形成されている。さらに、下ロール８１、上ロール８２は、それぞれ略水平方向に向けられた中心軸を中心として回転可能になっている。即ち、下ロール８１の外周面と上ロール８２の外周面との間に被成形材５（左縁部５ｅ又は右縁部５ｆ）を挟み、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５に対して圧力を与えながら、下ロール８１と上ロール８２を互いに反対方向に回転させることにより、被成形材５を下ロール８１の外周面と上ロール８２の外周面に沿って曲げ変形させながら、搬送方向Ｄ１に送り出すように構成されている。右縁部変形機構５２Ｂは、左縁部変形機構５２Ａに対して実質的に左右対称な構成となっている。このような縁部変形機構を用いる場合も、Ｃ成形機制御部５３において、縁部成形条件を好適に求めることができる。即ち、下ロール８１と上ロール８２によって被成形材５に対して与える圧力、被成形材５に対する下ロール８１の位置、被成形材５に対する上ロール８２の位置等を、好適に計算することが可能である。
【００６７】
以上の実施形態では、各被成形材５の化学成分、ＴＭＣＰ条件、寸法などの情報は、主制御部３６（上位の制御コンピュータ）に記憶される構成とし、被成形材５の焼入れ性β、強度ＴＳなどの情報は、Ｃ成形機制御部５３（主制御部３６に対する下位の制御コンピュータ）において計算されることにより得られるとしたが、かかる形態には限定されない。例えば各被成形材５の焼入れ性βは、主制御部３６において計算させるようにしても良い。即ち、焼入れ性βの情報は、主制御部３６から送信されることにより、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようにしても良い。ＴＭＣＰ条件の情報は、冷却部１３からＣ成形機制御部５３に直接送信しても良い。また、強度ＴＳを主制御部３６において計算させるようにしても良い。即ち、強度ＴＳの情報（強度情報）は、主制御部３６から送信されることにより、Ｃ成形機制御部５３に取得されるようにしても良い。
【００６８】
さらに、被成形材５の強度の計算方法は、式（１）、（２）を用いるものには限定されない。例えば、金属学的数式モデルやニューラルネットワークを用いた計算方法等によって、被成形材５の材質、即ち、強度（降伏強度、引張強度等）を求めるようにしても良い（特開２００５−３１５７０３号公報参照）。このような場合も、計算された強度から縁部成形条件を求めることができる。
【００６９】
さらに、縁部成形条件を求めるために用いる被成形材５の強度は、計算によって求める予測値（予測強度）には限定されず、実績値（測定値、実測強度）であっても良い。即ち、強度情報は、被成形材５の強度を実測することで得るようにしても良い。例えば、冷却部１３による水冷後、Ｃ成形を行う前に、被成形材５（鋼板）の一部を、試験片として採取し、この試験片に対して物理的な特性試験（引張試験機を用いて行う引張試験等）を行うことにより、強度の実績値を測定することができる。このような方法で、各被成形材５の一枚ごとの強度の実績値をそれぞれ測定し、これらの実績値を、主制御部３６又はＣ成形機制御部５３に送信するようにしても良い。
【００７０】
また、以上の実施形態では、強度情報の強度とは引張強度であるとしたが、かかるものには限定されず、その他の機械的強度、例えば硬度（硬さ）などであっても良い。例えば上記の試験片（Ｃ成形を行う前に採取した試験片）に対して行う特性試験として、硬さ試験機を用いた硬さ試験（例えばビッカース硬さ試験など）を行うことによって、硬度の実績値を求めるようにしても良い。
【実施例】
【００７１】
本発明者らは、Ｃ成形機２１によるピーキングの低減効果について検討した。先ず、複数の被成形材５について、式（１）、（２）に基づいて求めた強度の予測値ＴＳと、被成形材５から採取した試験片に対して引張試験を行うことにより求めた引張強度の実績値とをそれぞれ比較した。その結果、図１５に示すように、実績値に対する予測値ＴＳの誤差（精度）、即ち、実績値−予測値ＴＳの値は、±３０ＭＰａ程度であった。
【００７２】
また、Ｃ成形におけるプレス圧力等の縁部成形条件を同一（被成形材５の引張強度が６６０ＭＰａであるときにピーキング量ｐが０ｍｍとなるような条件）とした状態で、複数の被成形材５をそれぞれＣ成形した後、Ｕ成形、Ｏ成形を行い、各被成形材５の強度（引張強度）の実績値とＯ成形後のピーキング量ｐとの関係を調べた。図１６は、その結果を示している。なお、ピーキング量ｐは、図１７に示すように、ピーキングが無い場合における突合せ部６８の外面の位置を基準として求めた。即ち、被成形材５の内部空間における中央部ＰＯから突合せ部６８の外面までの距離Ｌｐから、ピーキング量ｐが０ｍｍである場合における中央部ＰＯから突合せ部６８の外面までの距離ＬＯ（被成形材５の外径の半分）を差し引いた値（ｐ＝Ｌｐ−ＬＯ）とした。
【００７３】
図１６の結果より、ピーキング量ｐは、被成形材５の強度に対してほぼ比例することがわかる。即ち、被成形材５の強度とピーキング量ｐとの関係は、図１６において点線で示したグラフ線に従うものと推測される。また、図１６から、例えば被成形材５の強度の予測値ＴＳが６６０ＭＰａであった場合に、この予測値ＴＳに基づいて、ピーキング量ｐが０ｍｍとなるような縁部成形条件を設定すると、実績値に対する予測値ＴＳの誤差が±３０ＭＰａ程度であれば、ピーキング量ｐを±０．９ｍｍ程度に、十分に小さく抑制できることがわかる。即ち、被成形材５の実際の強度が、予測値ＴＳよりも３０ＭＰａ程度大きい場合（約６９０ＭＰａである場合）は、ピーキング量ｐは＋０．９ｍｍ程度となり、被成形材５の実際の強度が、予測値ＴＳよりも３０ＭＰａ程度小さい場合（約６３０ＭＰａである場合）は、ピーキング量ｐは−０．９ｍｍ程度となる。換言すれば、予測値ＴＳの誤差に起因するピーキング量ｐのばらつきの範囲を、約１．８ｍｍ程度に抑制できるといえる。
【００７４】
（比較例）
ロットが同一の被成形材（同一の鋳片から得られた厚板）について、水冷停止温度Ｚを変動させて、被成形材５の強度（引張強度）の実績値を測定した。その結果、水冷停止温度Ｚのばらつきの範囲が約６７℃程度である場合、実績値のばらつきの範囲は、約１２０ＭＰａ程度になった。この場合、予測値ＴＳを用いずに、従来の方法でＣ成形を行うと（即ち、縁部成形条件を求める際に用いる被成形材の強度の設定値を、ロットが同一の被成形材について同一にしたままで縁部成形条件を求めると）、ピーキング量ｐのばらつきの範囲は、図１６に示したグラフ線（点線）のような比例関係から、約３．６ｍｍ程度になると考えられる。
【００７５】
以上の結果より、上記の実施形態のように、予測値ＴＳに基づいて縁部成形条件を設定する方法を用いることで、従来の縁部成形条件の設定方法を用いた場合に対して、ピーキング量ｐのばらつきの範囲を約５０％程度（１．８ｍｍ／３．６ｍｍ×１００）に低減できるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、例えばＵＯ鋼管、ＵＯＥ鋼管等を製造する際に用いられる鋼管製造設備及び鋼管製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】圧延設備と鋼管製造設備の概略を示した説明図である。
【図２】被成形材（鋼板）の平面図である。
【図３】被成形材（鋼板）の断面図である。
【図４】Ｃ成形機の概略斜視図である。
【図５】左縁部変形機構、右縁部変形機構の概略縦断面図である。
【図６】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図７】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図８】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図９】Ｃ成形工程を説明する説明図である。
【図１０】Ｕ成形された被成形材の断面図である。
【図１１】Ｏ成形された被成形材の断面図である。
【図１２】溶接後の突合せ部を示した断面図である。
【図１３】下金型を被成形部分の先端部にのみ当接させる実施形態を示した断面図である。
【図１４】ローラ成形を行う構成としたＣ成形機を示した説明図である。
【図１５】被成形材の強度の予測値ＴＳと実績値とを比較して示したグラフである。
【図１６】被成形材の強度の実績値とピーキング量ｐとの関係を示したグラフである。
【図１７】ピーキング量ｐを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
２ 圧延設備
３ 鋼管製造設備
５ 被成形材
５ｅ 左縁部
５ｆ 右縁部
１３ 冷却部
２１ Ｃ成形機
２２ Ｕ成形機
２３ Ｏ成形機
３６ 主制御部
５２Ａ 左縁部変形機構
５２Ｂ 右縁部変形機構
５３ Ｃ成形機制御部
６１ 下金型
６２ 上金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備であって、
前記Ｃ成形において鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構と、
前記縁部変形機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記縁部成形条件に従って、前記縁部変形機構を制御し、
前記縁部変形機構は、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることを特徴とする、鋼管製造設備。
【請求項２】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延設備において用いられたＴＭＣＰ条件に基づいて求められることを特徴とする、請求項１に記載の鋼管製造設備。
【請求項３】
前記強度情報は、式（１）に基づいて求められることを特徴とする、請求項２に記載の鋼管製造設備。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【請求項４】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得られることを特徴とする、請求項１に記載の鋼管製造設備。
【請求項５】
前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求められることを特徴とする、請求項４に記載の鋼管製造設備。
【請求項６】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下金型と、前記鋼板の上面側に当接する上金型とを備え、前記下金型と前記上金型によって前記鋼板の縁部をプレス成形することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の鋼管製造設備。
【請求項７】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下ロールと、前記鋼板の上面側に当接する上ロールとを備え、前記下ロールと前記上ロールによって前記鋼板の縁部をロール成形することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の鋼管製造設備。
【請求項８】
鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造方法であって、
各鋼板の強度情報を取得し、
当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、
前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることにより、各鋼板をＣ成形することを特徴とする、鋼管製造方法。
【請求項９】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延工程におけるＴＭＣＰ条件に基づいて求められることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
【請求項１０】
前記強度情報は、式（１）に基づいて求められることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【請求項１１】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得られることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
【請求項１２】
前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求められることを特徴とする、請求項１１に記載の鋼管製造方法。
【請求項１３】
前記縁部成形条件は、前記鋼板の縁部に与える圧力情報、及び、前記鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構の前記鋼板に対する位置情報を含むことを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【請求項１４】
鋼板をプレス成形によってＣ成形することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【請求項１５】
鋼板をロール成形によってＣ成形することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【請求項１】
鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造設備であって、
前記Ｃ成形において鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構と、
前記縁部変形機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、各鋼板の強度情報を取得し、当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、前記縁部成形条件に従って、前記縁部変形機構を制御し、
前記縁部変形機構は、前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることを特徴とする、鋼管製造設備。
【請求項２】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延設備において用いられたＴＭＣＰ条件に基づいて求められることを特徴とする、請求項１に記載の鋼管製造設備。
【請求項３】
前記強度情報は、式（１）に基づいて求められることを特徴とする、請求項２に記載の鋼管製造設備。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【請求項４】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得られることを特徴とする、請求項１に記載の鋼管製造設備。
【請求項５】
前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求められることを特徴とする、請求項４に記載の鋼管製造設備。
【請求項６】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下金型と、前記鋼板の上面側に当接する上金型とを備え、前記下金型と前記上金型によって前記鋼板の縁部をプレス成形することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の鋼管製造設備。
【請求項７】
前記縁部変形機構は、前記鋼板の下面側に当接する下ロールと、前記鋼板の上面側に当接する上ロールとを備え、前記下ロールと前記上ロールによって前記鋼板の縁部をロール成形することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の鋼管製造設備。
【請求項８】
鋼板を順次Ｃ成形、Ｕ成形、Ｏ成形することにより鋼管を製造する鋼管製造方法であって、
各鋼板の強度情報を取得し、
当該強度情報に基づいて、各鋼板に対応する縁部成形条件をそれぞれ求め、
前記各鋼板に対応する縁部成形条件に従って、各鋼板の縁部をそれぞれ変形させることにより、各鋼板をＣ成形することを特徴とする、鋼管製造方法。
【請求項９】
前記強度情報は、鋼板の化学成分及び鋼板の圧延工程におけるＴＭＣＰ条件に基づいて求められることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
【請求項１０】
前記強度情報は、式（１）に基づいて求められることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
ＴＳ＝ａＸ３＋ｂＸ２＋ｃＸ
＋ｄＹ３＋ｅＹ２＋ｆＹ
＋ｇＺ３＋ｈＺ２＋ｉＺ＋ｊ＋ｋβ ・・・（１）
（ＴＳ：引張強度、Ｘ：加熱温度、Ｙ：水冷開始温度、Ｚ：水冷停止温度、β：焼入れ性、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ：係数）
【請求項１１】
前記強度情報は、鋼板の強度を実測することで得られることを特徴とする、請求項８に記載の鋼管製造方法。
【請求項１２】
前記強度情報は、引張試験又は硬さ試験によって求められることを特徴とする、請求項１１に記載の鋼管製造方法。
【請求項１３】
前記縁部成形条件は、前記鋼板の縁部に与える圧力情報、及び、前記鋼板の縁部を変形させる縁部変形機構の前記鋼板に対する位置情報を含むことを特徴とする、請求項８〜１２のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【請求項１４】
鋼板をプレス成形によってＣ成形することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【請求項１５】
鋼板をロール成形によってＣ成形することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の鋼管製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−６３５８（Ｐ２００９−６３５８Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６９９６２（Ｐ２００７−１６９９６２）
【出願日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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