專利名稱：3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整方法及調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造無縫管所使用的3輥式芯棒式無縫鋼管軋機(jī)中、構(gòu)成該芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整方法及調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
在利用曼內(nèi)斯曼芯棒式無縫管軋機(jī)方式的無縫管的制造中，首先，在回轉(zhuǎn)爐底式加熱爐中將作為坯料的圓鋼坯或方鋼坯加熱到1200～1260℃后，在穿孔機(jī)中由芯棒和軋輥進(jìn)行穿孔軋制，制造空心管坯。然后，將芯棒插入到上述空心管坯的內(nèi)孔中而成串狀，在通常由5～8個(gè)機(jī)架構(gòu)成的芯棒式無縫管軋機(jī)中用孔型軋輥約束外表面來進(jìn)行延伸軋制，從而將壁厚減少到規(guī)定的壁厚。此后，抽出芯棒，然后用減徑軋機(jī)將上述減厚后的管材成形軋制成規(guī)定的外徑，獲得產(chǎn)品。
已往，芯棒式無縫管軋機(jī)，多采用2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)，該2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，在各機(jī)架上配設(shè)相對(duì)的一對(duì)孔型軋輥，在相鄰的機(jī)架之間使軋輥的壓下方向錯(cuò)開90°地交替配置。另外，在一部分也采用在各機(jī)架上配置壓下方向的夾角為90°的4個(gè)孔型軋輥的4輥式芯棒式無縫管軋機(jī)。另外，也提出有3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)，該3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，在各機(jī)架上配設(shè)有壓下方向的夾角為120°的3個(gè)孔型軋輥，在相鄰機(jī)架間，軋輥的壓下方向錯(cuò)開60°地交替配置。
在此，為了確保芯棒式無縫鋼軋機(jī)中的被軋制材(管材)的壁厚精度，抑止其偏厚，把構(gòu)成芯棒式無縫鋼軋機(jī)的各軋輥的壓下位置控制在恰當(dāng)位置是很重要的。
因此，在2輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，多采用這樣的方法，使相對(duì)的孔型軋輥的凸緣部暫時(shí)相互接觸，把這時(shí)的各軋輥的壓下位置作為零點(diǎn)，控制壓下位置(例如參照日本特開平9-174118號(hào)公報(bào))。但是，3輥式或4輥式的芯棒式無縫管軋機(jī)，由于在各軋輥壓下位置的相對(duì)關(guān)系的自由度增加，所以不能用該方法正確地調(diào)整零點(diǎn)，進(jìn)而不能把各軋輥的壓下位置控制在恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 另外，在4輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，提出這樣的方法用配置在芯棒式無縫管軋機(jī)送出側(cè)的放射線壁厚測(cè)定裝置，測(cè)定被軋制材的壁厚(放射線束通過的被軋制材相對(duì)部分的壁厚之和)，根據(jù)該測(cè)定值，調(diào)整軋輥的壓下位置(例如參照日本特開平8-71616號(hào)公報(bào))。
圖1是說明3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中的軋輥配置關(guān)系的圖。如圖1所示，3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)，被軋制材的與相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置相對(duì)的部分，是相當(dāng)于另一軋輥凸緣部的位置，通常，相當(dāng)于凸緣部的位置的被軋制材的壁厚容易因軋制條件而變動(dòng)。因此，該壁厚與軋輥壓下位置的關(guān)系很難預(yù)測(cè)。
因此，即使用上述特開平8-71616號(hào)公報(bào)記載的放射線壁厚測(cè)定裝置，測(cè)定放射線通過的被軋制材的相對(duì)部分的壁厚之和(即，相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的壁厚與相當(dāng)于另一軋輥凸緣部的位置處的壁厚之和)，也很難根據(jù)該測(cè)定值調(diào)整軋輥的壓下位置。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中，與2輥式及4輥式芯棒式無縫管軋機(jī)不同，通過把構(gòu)成軋機(jī)的各軋輥的壓下位置控制到恰當(dāng)位置，來確保被軋制材的壁厚精度，抑制偏厚的有效方法，目前還沒有提出來。
本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的，其目的是提供將構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整為適當(dāng)?shù)恼{(diào)整方法及裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明者經(jīng)銳意研究，想到不象已往那樣測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的壁厚、和相當(dāng)于另一軋輥凸緣部的位置處的壁厚之和，而是測(cè)定能預(yù)測(cè)與軋輥壓下位置的關(guān)系的、相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材壁厚，根據(jù)該測(cè)定值，調(diào)整各軋輥的壓下位置，這樣，能確保被軋制材的壁厚精度，進(jìn)行能抑制偏厚的恰當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整，由此完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供一種構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置的調(diào)整方法，該方法包含以下3個(gè)步驟第1步驟，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚；第2步驟，算出上述測(cè)定出的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差；第3步驟，根據(jù)上述算出的各偏差，對(duì)各軋輥的壓下位置進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)該發(fā)明，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，算出上述測(cè)定出的各壁厚與由軋制程序表確定的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差，調(diào)整各軋輥的壓下位置。上述的偏差，相當(dāng)于與由軋制程序表確定的作為各軋輥的位置調(diào)整基準(zhǔn)的零點(diǎn)的位置偏差，所以若反過來根據(jù)上述偏差(使上述偏差為0地)調(diào)整壓下位置，可以對(duì)各軋輥恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整其壓下位置。
另外，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材壁厚時(shí)，例如可采用在“鐵和鋼”(昭和70年第9號(hào)第1139頁～1145頁)上記載的多射線束式的放射線測(cè)定方法，只要在被軋制材的相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置(相當(dāng)于槽底部的位置的壁厚中心)處交叉配置各放射線束即可。
在此，在實(shí)際的芯棒式無縫管軋機(jī)中，有時(shí)在被軋制材的中心位置(被軋制材的芯)、和測(cè)定被軋制材壁厚的各位置(采用上述多射線束式放射線時(shí)，是各放射線束交叉的位置)的重心位置之間會(huì)產(chǎn)生偏離。
圖2是用于被軋制材的中心位置偏移時(shí)產(chǎn)生的表觀上的偏厚的圖。當(dāng)產(chǎn)生了這樣的位置偏移時(shí)，即使實(shí)際上是未產(chǎn)生偏厚的被軋制材，有時(shí)在表觀上也被測(cè)定為產(chǎn)生了偏厚。圖2中，為了清楚起見，表示了被軋制材全周的壁厚，但是實(shí)際上只測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的壁厚。該壁厚測(cè)定誤差，與各軋輥壓下位置的調(diào)整誤差相關(guān)。
因此，上述軋輥壓下位置調(diào)整方法，最好包括測(cè)定被軋制材的中心位置的步驟；算出上述測(cè)定出的中心位置、與上述第1步驟中的測(cè)定被軋制材壁厚的各位置的重心位置的偏差的步驟；在上述第2步驟中，根據(jù)上述算出的偏差，修正了上述測(cè)定出的各壁厚后，算出該修正后的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差。
根據(jù)該發(fā)明，測(cè)定被軋制材的中心位置，算出上述測(cè)定出的中心位置與測(cè)定上述被軋制材壁厚的各位置的重心位置的偏差，根據(jù)上述算出的偏差，修正了上述被測(cè)定的各壁厚后，根據(jù)該修正后的各壁厚，調(diào)整壓下位置，所以，可實(shí)現(xiàn)精度更好的調(diào)整方法。
另外，要測(cè)定被軋制材的中心位置時(shí)，例如，從相互大致正交的方向測(cè)定被軋制材的外徑，根據(jù)在一個(gè)方向上測(cè)定的外徑的中心位置、和在另一方向(與上述一個(gè)方向大致正交的方向)測(cè)定的外徑的中心位置，可算出被軋制材的中心位置座標(biāo)。另外，為了根據(jù)測(cè)定出的中心位置和測(cè)定被軋制材壁厚的各位置的重心位置的偏差，修正被測(cè)定出的各壁厚時(shí)，只要預(yù)先用試驗(yàn)等算出上述偏差與壁厚測(cè)定誤差(表觀上的偏厚量)的相關(guān)關(guān)系，根據(jù)該相關(guān)關(guān)系進(jìn)行修正即可。
圖3是舉例表示3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中的軋輥零點(diǎn)調(diào)整狀態(tài)的圖。如圖3所示，在3個(gè)軋輥R1、R2、R3之中，在軋輥R1和R2的凸緣部相互接觸的位置、以及在軋輥R1和R3的凸緣部相互接觸的位置，調(diào)整為零點(diǎn)(在軋制被軋制材時(shí)，以該零點(diǎn)位置為基準(zhǔn)，各軋輥的壓下位置移動(dòng)等距離)時(shí)，有時(shí)相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，被測(cè)定為大致相同的值。由此，各軋輥的壓下位置被認(rèn)為是恰當(dāng)?shù)摹?br> 但是，即使相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚被測(cè)定為大致相同的值，在圖3所示情形時(shí)，相當(dāng)于從各軋輥的槽底部偏向于凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚，與相當(dāng)于槽底部位置處的壁厚不同，在被軋制材上產(chǎn)生了偏厚。
本發(fā)明者也針對(duì)上述情形，對(duì)適當(dāng)調(diào)整各軋輥壓下位置的方法進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果想到分別測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一方及另一方凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，根據(jù)該測(cè)定值，調(diào)整各軋輥的壓下位置，這樣，可確保被軋制材的壁厚精度，可進(jìn)行抑制偏厚的恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，由此完成了本發(fā)明。
即，為了解決上述問題，本發(fā)明提供構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整方法，該方法包含以下步驟測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚、并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚的步驟；算出上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚、和上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚的偏差的步驟；根據(jù)上述算出的各偏差調(diào)整各軋輥的壓下位置的步驟。
根據(jù)該發(fā)明，測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，根據(jù)兩測(cè)定值的偏差，調(diào)整軋輥的壓下位置。因此，相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，被測(cè)定為大致相同的值，即使各軋輥的壓下位置在表觀上看起來合適，也可以將壓下位置調(diào)整到實(shí)際恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 另外，根據(jù)兩測(cè)定值的偏差調(diào)整各軋輥壓下位置時(shí)的調(diào)整量，只要根據(jù)兩測(cè)定值的測(cè)定位置和槽底位置的幾何學(xué)條件，使兩測(cè)定值的偏差成為0來進(jìn)行確定即可。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明也提供構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，具有壁厚測(cè)定裝置，其具有多個(gè)放射線源和隔著被軋制材分別與該各放射線源相對(duì)配置著的多個(gè)檢測(cè)器，用于測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚；壓下位置控制裝置，其算出上述測(cè)定出的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)該算出的各偏差，控制各軋輥的壓下裝置。
上述軋輥壓下位置調(diào)整裝置，最好還具有中心位置測(cè)定裝置，其通過從相互大致正交的方向測(cè)定被軋制材的外徑，來測(cè)定被軋制材的中心位置；上述壓下位置控制裝置，算出由上述中心位置測(cè)定裝置測(cè)定的中心位置、和從構(gòu)成上述壁厚測(cè)定裝置的多個(gè)放射線源射出的放射線束的交叉點(diǎn)的重心位置的偏差，在根據(jù)上述算出的偏差修正了上述測(cè)定出的各壁厚后，算出該修正后的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明也提供構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，具有壁厚測(cè)定裝置，其具有多個(gè)放射線源和隔著被軋制材分別與該各放射線源相對(duì)配置著的多個(gè)檢測(cè)器，用于測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚，并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚；壓下位置控制裝置，其算出上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚、和上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差，控制各軋輥的壓下裝置。
根據(jù)本發(fā)明，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，算出上述被測(cè)定的各壁厚與由軋制程序表確定的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差，調(diào)整各軋輥的壓下位置。該偏差，相當(dāng)于與由軋制程序表確定的作為各軋輥位置調(diào)整基準(zhǔn)的零點(diǎn)位置的偏移，所以，若反過來根據(jù)上述偏差(使上述偏差成為0地)調(diào)整壓下位置，可以對(duì)各軋輥確保被軋制材的壁厚，可進(jìn)行抑制偏厚的恰當(dāng)?shù)膲合挛恢谜{(diào)整。
另外，根據(jù)本發(fā)明，測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的位置處的被軋制材壁厚，根據(jù)兩測(cè)定值的偏差，調(diào)整各軋輥的壓下位置。
因此，由于相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，被測(cè)定為大致相同的值，即使各軋輥的壓下位置表觀上看起來合適，也能將壓下位置調(diào)整到實(shí)際上恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br>

圖1是說明3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中的軋輥配置關(guān)系的圖。
圖2是說明被軋制材中心位置偏移了時(shí)產(chǎn)生的表觀上的偏厚的圖。
圖3是舉例表示3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中的軋輥零點(diǎn)調(diào)整狀態(tài)的圖。
圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整裝置的概略構(gòu)造圖。
圖5是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置概略構(gòu)造的圖。
圖6是說明本發(fā)明一實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置的測(cè)定部位的圖。
圖7是說明3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)中的軋輥配置關(guān)系的圖。
圖8是表示被軋制材的偏心量與表觀上的偏厚的關(guān)系的圖。
圖9是說明本發(fā)明另一實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置的測(cè)定部位的圖。
圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整裝置的概略構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
1.第1實(shí)施方式圖4是本發(fā)明第1實(shí)施方式的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整裝置的概略構(gòu)造圖。如圖4所示，本實(shí)施方式的壓下位置調(diào)整裝置100是構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，該3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)由6個(gè)機(jī)架構(gòu)成，為了在把芯棒B呈串狀地插入了內(nèi)孔中的狀態(tài)下拉伸軋制被軋制材T的外表面，而在各機(jī)架上分別配置有3個(gè)軋輥。
更具體地說，本實(shí)施方式的壓下位置調(diào)整裝置100，對(duì)配設(shè)在芯棒式無縫管軋機(jī)的最后兩個(gè)機(jī)架(第5機(jī)架和第6機(jī)架)上的軋輥R5、R6的壓下位置進(jìn)行調(diào)整。
另外，在圖4中，為了清楚起見，圖示了在各機(jī)架上分別各配設(shè)有2個(gè)軋輥R5、R6，但是實(shí)際上，分別配設(shè)有壓下方向互成120°的3個(gè)軋輥R5、R6。
壓下位置調(diào)整裝置100，具有壁厚測(cè)定裝置1和壓下位置控制裝置2。壁厚測(cè)定裝置1配置在芯棒式無縫管軋機(jī)的送出側(cè)，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥R5、R6槽底部的位置處的被軋制材T的壁厚(下面稱為槽底壁厚)。壓下位置控制裝置2算出由壁厚測(cè)定裝置1測(cè)定出的各槽底壁厚、與由軋制程序表確定的相當(dāng)于槽底部位置的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的偏差，控制各軋輥R5、R6的壓下裝置P5、P6。
另外，圖4中，為了清楚起見，圖中示出在各機(jī)架上分別各配設(shè)1個(gè)壓下裝置P5、P6，但是實(shí)際上，對(duì)配設(shè)在各機(jī)架上的每個(gè)軋輥R5、R6都配設(shè)了壓下裝置。
此外，本實(shí)施方式的壓下位置調(diào)整裝置100最好還具有中心位置測(cè)定裝置3。該中心位置測(cè)定裝置3，通過從相互大致正交的方向測(cè)定被軋制材T的外徑，來測(cè)定被軋制材T的中心位置。
圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置的概略構(gòu)造圖。如圖5所示，壁厚測(cè)定裝置1是所謂的多射線束式放射線測(cè)定裝置，具有多個(gè)放射線源11、12、13和隔著被軋制材T分別與各放射線源11、12、13相對(duì)配置的多個(gè)檢測(cè)器14、15、16。從各放射線源11、12、13放射出來的放射線束BE1、BE2、BE3，在被軋制材T的相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置(相當(dāng)于槽底部的壁厚中間)交叉。
更具體地說，由于第5及第6機(jī)架中的軋輥R5、R6的槽底部的相互位置不同(錯(cuò)開60°)，與此對(duì)應(yīng)地，壁厚測(cè)定裝置1如圖5所示那樣構(gòu)成，把放射線束的交叉點(diǎn)不同(錯(cuò)開60°)的裝置，沿著被軋制材T的軸向配置成2級(jí)，在一級(jí)，測(cè)定軋輥R5的槽底壁厚，在另一級(jí)測(cè)定軋輥R6的槽底壁厚。
圖6是說明本發(fā)明一實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置的測(cè)定部位的圖。如圖6所示，在一級(jí)，測(cè)定在第5機(jī)架的槽底壁厚B1～B3，在另一級(jí)，測(cè)定在第6機(jī)架的槽底壁厚B4～B6。整個(gè)壁厚測(cè)定裝置1是測(cè)定全部的槽底壁厚B1～B6的結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)施方式中采用多射線束式放射線測(cè)定裝置的具體壁厚測(cè)定方法是公知的，其詳細(xì)說明從略。
如上述圖4所示，壓下位置調(diào)整裝置2，算出由壁厚測(cè)定裝置1測(cè)定出的各槽底壁厚B1～B6和由軋制程序表確定的相當(dāng)于槽底部的位置處的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的偏差，可控制各軋輥R5、R6的壓下裝置P5、P6。
更具體地說，如果測(cè)定的槽底壁厚小于目標(biāo)壁厚，就控制壓下裝置，使對(duì)應(yīng)的軋輥朝打開方向(遠(yuǎn)離被軋制材T中心的方向)移動(dòng)。反之，如果測(cè)定的槽底壁厚大于目標(biāo)壁厚，則控制壓下裝置，使對(duì)應(yīng)的軋輥朝閉合方向(接近被軋制材T中心的方向)移動(dòng)。另外，由于必須使上述偏差成為0地修正位置，所以，各軋輥R5、R6的移動(dòng)量(位置修正量)被設(shè)定為與上述偏差相同的程度。
但是，本實(shí)施方式的壓下位置控制裝置2，如上所述，可采用如下結(jié)構(gòu)具有中心位置測(cè)定裝置3，可以根據(jù)由中心位置測(cè)定裝置3測(cè)定的被軋制材T的中心位置，修正測(cè)定的槽底壁厚B1～B6。
圖7是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的中心位置測(cè)定裝置的概略構(gòu)造的圖。如7所示，本實(shí)施方式的中心位置測(cè)定裝置3具有從一方向?qū)Ρ卉堉撇腡進(jìn)行照明的桿狀光源(例如高頻亮燈型的螢光燈)31、隔著被軋制材T與桿狀光源31相對(duì)配置著的線傳感器(例如CCD線傳感器)32、從與桿狀光源31的照明方向大致正交的方向?qū)Ρ卉堉撇腡照明的桿狀光源33、隔著被軋制材T與桿狀光源33相對(duì)配置著的線傳感器34。借助它們，從相互大致正交的方向測(cè)定被軋制材T的外徑(被軋制材T的陰影的長(zhǎng)度)。
被軋制材T的中心位置座標(biāo)，根據(jù)外徑的中心位置X和外徑的中心位置Y算出，外徑的中心位置X是由桿狀光源31和線傳感器32的組合測(cè)定出的，外徑的中心位置Y是由桿狀光源33和線傳感器34的組合測(cè)定出的。
如上所述，采用根據(jù)由中心位置測(cè)定裝置3測(cè)定出的被軋制材T的中心位置來修正測(cè)定的槽底壁厚B1～B6的構(gòu)成時(shí)，壓下位置控制裝置2，先算出由中心位置測(cè)定裝置3測(cè)定出的中心位置(X、Y)和從構(gòu)成壁厚測(cè)定裝置1的多個(gè)放射線源11、12、13射出的放射線束的交叉點(diǎn)的重心位置的偏差。
圖8是表示被軋制材的偏心量與表觀上的偏厚量的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。在此，上述偏差與測(cè)定的槽底壁厚B1～B6的測(cè)定誤差(表觀上的偏厚量)的相關(guān)關(guān)系，是預(yù)先用試驗(yàn)算出的，例如為圖8所示的關(guān)系。在此，圖8的橫軸表示上述偏差(被軋制材的偏心量)相對(duì)于被軋制材半徑的比例，縱軸表示用下面的公式(1)表示的表觀上的偏心偏厚成分。
公式(1) 式中R=12πΣk=1n{WTk·cosθk+WTk+1·cosθk+12×(θk+1-θk)}]]>1=-12πΣk=1n{WTk·cosθk+WTk+1·cosθk+12(θk+1-θk)}]]> WTn+1＝WT1θn+1＝θ1+2πn測(cè)定點(diǎn)數(shù)WTk第k個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定壁厚[mm]θk第k個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定位置(以被軋制材的中心為原點(diǎn)的極座標(biāo)的角度)[rad]另外，上述公式(1)，是表示壁厚的測(cè)定點(diǎn)數(shù)為n時(shí)的通用式。本實(shí)施方式中，構(gòu)成壁厚測(cè)定裝置1的各級(jí)的測(cè)定點(diǎn)數(shù)是3，所以n＝3。
接著，壓下位置控制裝置2，根據(jù)上述算出的偏差(表觀上的偏心偏厚成分)，用下面的公式(2)修正測(cè)定出的各槽底壁厚B1～B6。
公式(2)WTk‾=WTk+12·Ecc100·cos(θk-arg(R+1i))---(2)]]>式中WTk修正后的第k個(gè)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定壁厚[mm]i虛數(shù)單位arg()求復(fù)數(shù)的相位角的函數(shù)[red]WTk，Ecc，θk，R，I同公式(1)相同定義另外，壓下位置控制裝置2，算出用上述公式(2)修正后的各槽底壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差，可根據(jù)該算出的各偏差，控制各軋輥R5、R6的壓下裝置P5、P6。
如上所述，本實(shí)施方式中的壓下位置控制裝置2可采用這樣的構(gòu)造根據(jù)由中心位置測(cè)定裝置3測(cè)定的被軋制材T的中心位置，修正測(cè)定出的槽底壁厚B1～B6，通過采用該構(gòu)造，可以更加高精度地調(diào)整壓下位置。
另外，在本實(shí)施方式中，說明了壁厚測(cè)定裝置1只測(cè)定槽底壁厚B1～B6的情形，但本發(fā)明并不限于此，壁厚測(cè)定裝置1也可以具有其它的多個(gè)放射線源和隔著被軋制材T分別與這些各放射線源相對(duì)配置著的其它的多個(gè)檢測(cè)器，測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥R5、R6槽底部偏向一方凸緣側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚，并且測(cè)定相當(dāng)于偏向另一方凸緣側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚。
圖9是說明本發(fā)明另一實(shí)施方式中的壁厚測(cè)定裝置的測(cè)定部位的圖。如圖9所示，對(duì)于第5機(jī)架，對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B1的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B11、B12；對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B2的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B21、B22；對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B3的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B31、B32。
接著，對(duì)于第6機(jī)架，對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B4的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B41、B42；對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B5的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B51、B52；對(duì)測(cè)定了槽底壁厚B6的槽底部，也測(cè)定相當(dāng)于偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B61、B62。
壁厚測(cè)定裝置1采用上述構(gòu)造時(shí)，壓下位置控制裝置2，算出上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向一凸緣側(cè)的部分之位置處的壁厚(例如壁厚B11)、和上述測(cè)定的相當(dāng)于偏向另一凸緣側(cè)的部分之位置處的壁厚(例如壁厚B12)的偏差，根據(jù)該算出的各偏差，再控制各軋輥R5(R51、R52、R53)、R6的壓下裝置P5、P6。
更具體地說，例如，若壁厚B12大于與軋輥R51對(duì)應(yīng)的壁厚B11，則控制壓下裝置P5，使與壁厚大的一側(cè)(壁厚B12)的測(cè)定位置相鄰的軋輥R52朝打開方向(遠(yuǎn)離被軋制材T中心的方向)移動(dòng)，另一方面，控制壓下裝置P，使其余的2個(gè)軋輥R51、R53朝閉合的方向(接近被軋制材T中心的方向)移動(dòng)。
同樣地，分別算出B21與B22、B31與B32、B41與B42、B51與B52、B61與B62的偏差，根據(jù)其正負(fù)(大小)，同樣控制對(duì)應(yīng)軋輥的壓下裝置。
另外，由于必須使上述偏差成為0地修正位置，所以在例如連結(jié)從槽底部偏向凸緣部側(cè)的壁厚測(cè)定位置與軋輥孔型中心的直線，相對(duì)于連結(jié)槽底部與軋輥孔型中心的直線成20度夾角時(shí)，上述各軋輥R5、R6的移動(dòng)量(位置修正量)用下面的公式(3)表示。
軋輥的位置修正量(絕對(duì)值)＝兩側(cè)的壁厚偏差×1/sin(20°)…(3)通過采用上述構(gòu)造，各軋輥R5、R6的槽底壁厚B1～B3、B4～B6被測(cè)定為大致相同的值，即使各軋輥R5、R6的壓下位置表觀上看起來合適，也能將壓下位置重新調(diào)整到實(shí)際上恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 2.第2實(shí)施方式圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整裝置的概略構(gòu)造圖。如圖10所示，本實(shí)施方式的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥壓下位置調(diào)整裝置100A，也與第1實(shí)施方式同樣，是構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，該3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)由6個(gè)機(jī)架構(gòu)成，為了在把芯棒B呈串狀地插入了內(nèi)孔中的狀態(tài)下拉伸軋制被軋制材T的外表面，而在各機(jī)架上分別配置有3個(gè)軋輥。
更具體地說，本實(shí)施方式的壓下位置調(diào)整裝置100A，也調(diào)整配設(shè)在芯棒式無縫管軋機(jī)的最后兩個(gè)機(jī)架(第5機(jī)架和第6機(jī)架)上的軋輥R5、R6的壓下位置。
另外，在圖10中，為了清楚起見，圖中示出了在各機(jī)架上分別各配設(shè)有2個(gè)軋輥R5、R6，但是實(shí)際上，分別配設(shè)有壓下方向互成120°的3個(gè)軋輥R5、R6。
壓下位置調(diào)整裝置100A，與第1實(shí)施方式同樣地，具有壁厚測(cè)定裝置1A和壓下位置控制裝置2A，壁厚測(cè)定裝置1A配置在芯棒式無縫管軋機(jī)的送出側(cè)，壓下位置控制裝置2A根據(jù)壁厚測(cè)定裝置1A的測(cè)定結(jié)果，控制各軋輥R5、R6的壓下裝置P5、P6。
另外，在圖10中，為了清楚起見，圖中示出了在各機(jī)架上分別各配設(shè)有1個(gè)壓下裝置P5、P6，但是實(shí)際上，對(duì)配設(shè)在各機(jī)架上的每個(gè)軋輥R5、R6都配設(shè)有壓下裝置。
但是，與第1實(shí)施方式不同的是，本實(shí)施方式的壁厚測(cè)定裝置1A，不測(cè)定被軋制材T的槽底壁厚，而是具有多個(gè)放射線源和隔著被軋制材T分別與這些放射線源相對(duì)配置著的多個(gè)檢測(cè)器，測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥R5、R6的槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚，并且測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚。
如果參照第1實(shí)施方式的說明中采用的圖9說明，就是不測(cè)定槽底壁厚B1、B2、B34、B5、B6，而是測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材T的壁厚B11、B12、B21、B22、B31、B32、B41、B42、B51、B52、B61、B62。
另外，本實(shí)施方式的壓下位置控制裝置2A，算出上述測(cè)定出的、相當(dāng)于偏向一凸緣側(cè)的部分之位置處的壁厚(例如圖9所示的壁厚B11)、和上述測(cè)定出的、相當(dāng)于偏向另一凸緣側(cè)的部分之位置處的壁厚(例如圖9所示的壁厚B12)的偏差，根據(jù)上述算出的偏差，控制各軋輥R5(R51、R52、R53)、R6的壓下裝置P5、P6。
更具體地說，例如，若壁厚B12大于與軋輥R51對(duì)應(yīng)的壁厚B11，則控制壓下裝置P5，使與壁厚大的一側(cè)(壁厚12)的測(cè)定位置相鄰的軋輥R52朝打開方向(遠(yuǎn)離被軋制材T中心的方向)移動(dòng)，另一方面，控制壓下裝置P，使其余的2個(gè)軋輥R51、R53朝閉合的方向(接近被軋制材T中心的方向)移動(dòng)。
同樣地，分別算出B21與B22、B31與B32、B41與B42、B51與B52、B61與B62的偏差，根據(jù)其正負(fù)(大小)，同樣控制對(duì)應(yīng)軋輥的壓下裝置。另外，由于必須使上述偏差成為0地修正位置，所以在例如連結(jié)從槽底部偏向凸緣部側(cè)的壁厚測(cè)定位置與軋輥孔型中心的直線相對(duì)于連結(jié)槽底部與軋輥孔型中心的直線成20度角時(shí)，上述各軋輥R5、R6的移動(dòng)量(位置修正量)用下面的公式(3)表示。
軋輥的位置修正量(絕對(duì)值)＝兩側(cè)的壁厚偏差×1/sin(20°)…(3)通過采用上述構(gòu)造，各軋輥R5、R6的槽底壁厚B1～B3、B4～B6被測(cè)定為大致相同的值(本實(shí)施方式中是指，因?yàn)閷?shí)際上不測(cè)定槽底壁厚B1～B3、B4～B6，所以如果測(cè)定則被測(cè)定為大致相同的值)，即使各軋輥R5、R6的壓下位置表觀上看起來合適，也能將壓下位置重新調(diào)整到實(shí)際上恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 實(shí)施例下面，通過表示實(shí)施例，將使本發(fā)明的特征更加明確。采用具有表1所示尺寸的被軋制材和芯棒，在下述各條件下，實(shí)施了各軋制30根無縫鋼管的制造試驗(yàn)。


另外，分別在4種條件實(shí)施試驗(yàn)。(1)已往法(使軋輥的凸緣部暫時(shí)相互接觸，將這時(shí)的各軋輥壓下位置作為零點(diǎn)，控制壓下位置的方法)；(2)實(shí)施例1(根據(jù)槽底壁厚測(cè)定值調(diào)整壓下位置的方法)；(3)實(shí)施例2(用被軋制材的中心位置的偏移量修正上述槽底壁厚測(cè)定值，根據(jù)該修正值調(diào)整壓下位置的方法)；(4)實(shí)施例3(經(jīng)過實(shí)施例2的調(diào)整后，根據(jù)軋輥的凸緣部側(cè)壁厚測(cè)定值的偏差，再調(diào)整壓下位置的方法)；(5)實(shí)施例4(根據(jù)軋輥的凸緣部側(cè)壁厚測(cè)定值的偏差，調(diào)整壓下位置的方法)。
表2表示試驗(yàn)結(jié)果。如表2所示，與已往方法相比，實(shí)施例1～實(shí)施例4的偏厚率的平均值及偏厚率超過5％的頻度降低。這可以認(rèn)為是大大有助于用本發(fā)明可以恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置。


產(chǎn)業(yè)上利用的可能性根據(jù)本發(fā)明，由于測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，算出上述測(cè)定出的各壁厚與由軋制程序表確定的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差，調(diào)整各軋輥的壓下位置。所以，可以對(duì)各軋輥確保被軋制材的壁厚精度，可進(jìn)行能抑制偏厚的適當(dāng)?shù)膲合挛恢谜{(diào)整。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚，根據(jù)兩測(cè)定值的偏差，調(diào)整各軋輥的壓下位置。因此，即使各軋輥的壓下位置表觀上看起來合適時(shí)，也能將壓下位置調(diào)整到實(shí)際上恰當(dāng)?shù)奈恢?。由此，可廣泛用作構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整方法，其特征在于，包括第1步驟，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚；第2步驟，算出上述測(cè)定出的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差；第3步驟，根據(jù)上述算出的各偏差，對(duì)各軋輥的壓下位置進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整方法，其特征在于，包括測(cè)定被軋制材的中心位置的步驟；算出上述測(cè)定出的中心位置與上述第1步驟中測(cè)定被軋制材壁厚的各位置的重心位置的偏差的步驟；在上述第2步驟中，根據(jù)上述算出的偏差修正了上述測(cè)定出的各壁厚后，算出該修正后的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差。
3.一種構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整方法，其特征在于，還包括測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚、并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材壁厚的步驟；算出上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚和上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚的偏差的步驟；根據(jù)上述算出的各偏差調(diào)整各軋輥的壓下位置的步驟。
4.一種構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，其特征在于，包括壁厚測(cè)定裝置，其具有多個(gè)放射線源和隔著被軋制材分別與該各放射線源相對(duì)配置著的多個(gè)檢測(cè)器，用于測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部之位置處的被軋制材的壁厚；壓下位置控制裝置，其算出上述測(cè)定出的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)該算出的各偏差，控制各軋輥的壓下裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，其特征在于，還包括中心位置測(cè)定裝置，其通過從相互大致正交的方向測(cè)定被軋制材的外徑，來測(cè)定被軋制材的中心位置；上述壓下位置控制裝置，算出由上述中心位置測(cè)定裝置測(cè)定出的中心位置、與從構(gòu)成上述壁厚測(cè)定裝置的多個(gè)放射線源射出的放射線束的交叉點(diǎn)的重心位置的偏差，根據(jù)上述算出的偏差修正了上述測(cè)定出的各壁厚后，算出該修正后的各壁厚與目標(biāo)壁厚的偏差。
6.一種構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整裝置，其特征在于，包括壁厚測(cè)定裝置，其具有多個(gè)放射線源和隔著被軋制材分別與該各放射線源相對(duì)配置著的多個(gè)檢測(cè)器，用于測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚，并測(cè)定相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚；壓下位置控制裝置，其算出上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向一凸緣部側(cè)部分之位置處的壁厚、與上述測(cè)定出的相當(dāng)于偏向另一凸緣部側(cè)的部分之位置處的壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差控制各軋輥的壓下裝置。
全文摘要
本發(fā)明的軋輥的壓下位置調(diào)整方法及調(diào)整裝置，測(cè)定相當(dāng)于各軋輥槽底部的位置處的被軋制材的壁厚，算出上述測(cè)定出的各壁厚與由軋制程序表確定的目標(biāo)壁厚的偏差，根據(jù)上述算出的各偏差調(diào)整各軋輥的壓下位置，所以，可進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膲合挛恢谜{(diào)整。另外，測(cè)定相當(dāng)于從各軋輥槽底部偏向兩凸緣部側(cè)的部分之位置處的被軋制材的壁厚，根據(jù)兩測(cè)定值的偏差調(diào)整各軋輥的壓下位置，所以，即使各軋輥的壓下位置表面上看起來合適，實(shí)際上也能將壓下位置進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。因此，可被廣泛用作構(gòu)成3輥式芯棒式無縫管軋機(jī)的軋輥的壓下位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B21B37/78GK1863609SQ200480029399
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者山根明仁 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社