專利名稱：芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法、軋制控制裝置、控制程序及無縫管的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用芯棒式無縫管軋機制造無縫管時，能夠將端部等管坯的長方向的一部分或者全部高精度地壓制成希望厚度，同時不使管坯的表面性狀惡化的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法、軋制控制裝置及控制程序、以及根據這種方法制造出的無縫管。
背景技術：
在用曼內斯曼-芯棒式無縫管軋機方式進行無縫管的制造中，首先，通過旋轉爐床式加熱爐將作為原材的圓鋼或方鋼加熱到1200~1260℃。然后，使用穿孔機通過頂頭(plug)和軋制輥對加熱好的圓鋼或方鋼進行穿孔軋制，制造出中空管坯。然后，將芯棒桿像串釬一樣插入到這些中空管坯內部，通常用由5~8個機座構成的芯棒式無縫管軋機將中空管坯的外面用孔型軋制輥約束并進行延伸軋制，由此將管坯的厚度降低到規定的厚度。然后，將芯棒桿從降低厚度后的管坯中拔出，進行定徑軋制，用減徑機將管坯成行為規定外徑，從而獲得無縫管制品。
以往，在芯棒式無縫管軋機的各機座上，設有相對配置的一對孔型軋制輥。特別是，將孔型軋制輥在相鄰的機座之間與壓下方向以90°沿不同方向交互配設的雙輥式芯棒式無縫管軋機使用得最多。另外，還有一部分采用在各機座上，配設與壓下方向呈90°的4個孔型軋制輥的4輥式芯棒式無縫管軋機。再者，還提出了在各機座上配設與壓下方向呈120°的3個孔型軋制輥，而在相鄰的機座之間配設與壓下方向呈60°的3個孔型軋制輥交互配設的3輥式芯棒式無縫管軋機的方案。
一般來說，用減徑機對特別厚的管坯進行定徑軋制時，可能會產生管坯軸向的端部的厚度比中央部的厚度略薄的薄壁化現象。因此，為防止由定徑軋制產生的端部薄壁化現象，在特許文獻1中公開了一種軋制控制方法，在該定徑軋制工序的前工序即芯棒式無縫管軋機的延展軋制工序中，為了使管坯的端部厚度變得更大而進行控制，具體來說，就是在芯棒式無縫管軋機的精加工機座等上配設的孔型軋制輥上設置縫隙，使通過芯棒式無縫管軋機的精加工機座等之后的管坯端部的厚度值成為與由定徑軋制產生的管坯軸向的端部厚度減少量相抵消后的值。
然而，本發明者們按照特許文獻1所述的方法進行管坯軋制試驗時，發現不能精確地使管坯軸向的端部厚度達到希望厚度，同時還出現了表面性狀惡化的現象。
另一方面，在特許文獻2中，公開了一種無縫管的制造方法，對應芯棒式無縫管軋機出口側的管坯的實際厚度值，通過對配設在芯棒式無縫管軋機的精加工機座等上的孔型軋制輥的縫隙的開口量進行調整，從而高精度地將管坯軋制到希望的厚度。具體地說，例如用設置在芯棒式無縫管軋機出口側上的厚度計對芯棒式無縫管軋機出口側的管坯的厚度進行實測，當出口側的管坯厚度實測值比希望厚度小時，根據其差值相應地將孔型軋制輥的縫隙的開口量調大，即使孔型軋制輥的壓下位置相對以前的位置向外側變動，從而能夠提高無縫管厚度的精度。
但是，本發明者們按照特許文獻2所述的方法進行管坯軋制試驗時，發現將孔型軋制輥的縫隙的開口量無限擴大的話，孔型軋制輥就會向外無限的變動，從而不能獲得希望的厚度。
特許文獻1特開平6-190406號公報特許文獻2特開平8-71616號公報發明內容本發明就是為了解決現有的這些技術問題，其目的在于，提供一種使用芯棒式無縫管軋機制造無縫管時，能夠將管坯端部等的部分或全部，高精度地軋制成希望厚度的軋制控制方法、軋制控制裝置、控制程序以及根據該軋制控制方法制造的無縫管。
本發明的發明者們，對根據特許文獻1中所述的方法也不能將管坯精確軋制到希望厚度，以及出現管坯表面性狀劣化的原因進行了深入的研究。結果發現，通常，在芯棒式無縫管軋機的精加工機座(在管坯的圓周方向位置相同的部位上，配設有最后連接的孔型軋制輥的機座)上，為了使管坯的表面性狀良好，將孔型軋制輥的壓下量設小。如此的軋制條件下，精加工機座上配設的孔型軋制輥必須開出縫隙時，即必須使壓下位置向外側變動時，相對于精加工機座，配設于位于管坯傳送方向的上游一側的上游機座上的孔型軋制輥的壓下位置不作任何調整，仍然采用基于軋制表(pass schedule)而初期設定的壓下位置的話，會在槽底部會產生空軋制現象。
所謂槽底部的空軋制現象，就是指芯棒式無縫管軋機的精加工機座入口側的管坯的槽底部厚度(所謂精加工機座入口側的管坯的槽底部厚度，是指在精加工機座的1個上游一側的軋制機座的突緣厚度，所謂突緣，對雙輥式芯棒式無縫管軋機來說，就是與孔型軋制輥的槽底部成90°交叉的位置的部分；對3輥以上的芯棒式無縫管軋機來說，就是與孔型軋制輥鄰接的槽底部的中間部分)，因為變得比精加工機座上的芯棒桿和孔型軋制輥之間的間隙小，所以在芯棒式無縫管軋機的精加工機座上出現不能軋制的狀態。
以下對在槽底部產生空軋制現象的原因進行說明。板材的軋制，因為其壓下方向只有相對板材垂直的一個方向，所以如果將上游機座上配設的軋制輥之間的間隙，設定為在下游機座上配設的軋制輥之間的間隙以上的話，用下游機座上配設的軋制輥壓下時，板材不會產生空軋制。與此相對，在軋制管材的芯棒式無縫管軋機中，無論是上述的雙輥式、3輥式還是4輥式，在緊鄰的機座之間壓下管坯的位置，即孔型軋制輥槽底部的位置在管坯的圓周方向上各自不同，同時，不僅是與孔型軋制輥槽底部相對部分的厚度，就連與不直接受到下壓力的與孔型軋制輥的突緣部相對的部分的厚度也會有一定程度的減少。與突緣部相對的部分，由于其是不直接受到下壓力的部分，所以難以對其厚度減少量進行控制，該部位的厚度僅僅是估測。因此，如果孔型軋制輥的開口部相對部分的厚度減少量在估測值以上很大的話，即使將配設在上游機座上的孔型軋制輥間的間隙設為在下游機座上設置的孔型軋制輥之間的間隙以上，在上游機座上的孔型軋制輥的突緣相對的厚度減少量大的部分，在精加工機座上的孔型軋制輥的槽底部被軋制時，其厚度也會有比芯棒桿和孔型軋制輥之間的間隙小的情況。因此，就在槽底部產生空軋制現象。
在槽底部產生空軋制現象時，就不能在精加工機座上高精度地將管坯軋制成希望的厚度。換言之，越是在精加工機座上產生空軋制，上游機座上配設的孔型軋制輥的突緣部相對的部分的厚度就會過度減少，因此精加工機座的出口側的管坯的厚度就變得低于希望的厚度。還有，芯棒式無縫管軋機的精加工機座的本來目的在于通過壓下量小的輕軋，使管坯的內表面和外表面形成平整的性狀。但是，槽底部出現空軋制現象時，會產生完全沒有被壓下的部分，隨之導致無縫管表面性狀的惡化。
如此，本發明者們發現不能精確地將管坯軋制成希望厚度，以及致使管坯表面性狀惡化的原因在于槽底部產生的空軋制現象，并對不使槽底部產生空軋制現象，進行延伸軋制的方法進行了深入的探討。結果表明，在精軋時，將精加工機座上配設的孔型軋制輥的壓下位置向外側變動時，不僅該孔型軋制輥，就連與該精加工機座的壓下方向相同的、緊鄰的上游機座上配設的孔型軋制輥也同樣使其向外側變動，如此就能防止在槽底部產生空軋制現象。本發明就是基于該認識而形成的。
也就是說，本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座對管坯進行軋制時，使配設在該精加工機座上的第一孔型軋制輥的下壓位置，從根據軋制表而初期設定的壓下位置起向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在作為精加工機座和壓下方向同一的緊鄰的上游機座上對管坯進行軋制時，在該上游機座上配設的第二孔型軋制輥的壓下位置也和第一孔型軋制輥同樣，從根據軋制表而初期設定的壓下位置開始向外側方向變動。
根據本發明，在與精加工機座具有同一壓下方向的緊鄰的上游機座上，即在位于上游與精加工機座僅間隔2個機座的上游機座上，對管坯進行軋制時，使該上游機座上配設的第二孔型軋制輥的壓下位置也和第一孔型軋制輥同樣向外側變動。因此，第二孔型軋制輥對管坯進行軋制時的槽底部的壓下量減少，由此，可以防止配設在位于上游、僅與精加工機座間隔1個機座的上游機座上的孔型軋制輥的突緣部相對的部分的厚度過度減少。從而，在用配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥進行軋制時，槽底部便不會產生空軋制現象。因此可以將管坯精確地軋制成希望厚度，同時還可以防止管坯的表面性狀惡化。
還有，本發明中的所謂“與第一孔型軋制輥同樣向外側變動”，是指對于管坯端部等的一部分，使第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動時，對于管坯的端部等一部分也使第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，另一方面，也就是說，在管坯的全部長度，使第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動時，也使第二孔型軋制輥的壓下位置在管坯的全部長度向外側變動。本說明書中的“與第一孔型軋制輥同樣向外側變動”的語句，全部是相同的含義。
本發明中可以適用于一種芯棒式無縫管軋機，該芯棒式無縫管軋機具備能夠根據與精加工機座具有同一壓下方向的、緊鄰的上游機座上被軋制的管坯的位置(前段、中部或者后端)，使第二孔型軋制輥的壓下位置變動的機構。但是，在芯棒式無縫管軋機中，也有除了精加工機座以外其他機座上不配設這種機構的芯棒式無縫管軋機。采用這種芯棒式無縫管軋機時，不是對應管坯的位置使壓下位置發生變動，而是在軋制管坯前預先使第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動即可。
即，本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使該精加工機座上配設的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在管坯軋制前預先使與精加工機座具有同一壓下方向的、緊鄰的上游機座上配設的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更。
還有，本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設于該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側，配設對沿著各機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計，在精加工機座對預先設定的管坯的目標厚度和厚度計測得的實際厚度進行比較，在實際厚度比目標厚度小的情況下，對于下次軋制的管坯，中斷變動第一孔型軋制輥的壓下位置。
根據本發明，在精加工機座的出口側設置厚度計，對精加工機座上預先設定的管坯的目標厚度和厚度計測量的管坯實際厚度進行比較，其結果是，當實際厚度比目標厚度小時，有可能在槽底部產生空軋制現象。所以，這種情況下，判定在槽底部產生空軋制現象的話，中斷對下次軋制管坯的第一孔型軋制輥的壓下位置的變動。如此，對于下次軋制的管坯，因為第一孔型軋制輥向外的變動被中斷，第一孔型軋制輥的壓下量就不會降低，可以防止精加工機座中的槽底部產生空軋制現象。
本發明中所說的“中斷第一孔型軋制輥的壓下位置的變動”，包含下面的兩個例子(i)和(ii)(i)基本來說，第一孔型軋制輥的向外的變動量，是與厚度計測量的實際厚度值無關的預先設定值。這種情況下所謂的“中斷壓下位置的變動”是指(a)在對管坯的一部分(端部等)進行軋制時，也將第一孔型軋制輥的壓下位置維持在和軋制管坯的剩余部分(中央部等)時的相同位置上，或者指(b)對于本次軋制的管坯，使其壓下位置與第一孔型軋制輥的壓下位置相同。
(ii)第一孔型軋制輥向外的變動量，雖然如上所述進行預先設定，但可以對應厚度計測量的實際厚度對設定值進行變更(例如實際厚度比目標厚度大時，就按照差額的量將變動量減小)，使其適用于下次軋制的管坯。在該實例中所說的“中斷壓下位置的變動”是指，不根據厚度計測量的實際厚度而對設定值進行變更，對于下次軋制的管坯，也根據本次的設定值使第一孔型軋制輥向外側變動。
特別是，如果采用根據厚度計測量的實際厚度相應的將第一孔型軋制輥的向外側變動量的設定值變更的構成的話，當槽底部產生空軋制現象實際厚度小于目標厚度時，就可能會導致孔型軋制輥向外側無限制變動。但是，按照本發明第(ii)項所述，第一孔型軋制輥向外側變動被中斷(與厚度計測得的實際厚度對應的設定值的變更的中斷)，所以能夠解決該問題。
本發明中，通過對目標厚度與實際厚度進行比較來判定槽底部是否發生空軋制現象，替代該方法，也可以通過將第一孔型軋制輥的壓下位置的變動量，與厚度計測量的管坯的、沿著第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量進行比較，若實際厚度的變化量比第一孔型軋制輥的壓下位置的變動量小的話，則判定在槽底部發生了軋制現象。實際厚度的變化量比第一孔型軋制輥壓下位置的變動量小時，壓下位置變動后的第一孔型軋制輥的槽底就接觸不到管坯的外周面，就有可能在槽底部發生空軋制現象，由此，就能判定在槽底部產生了空軋制現象。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設于該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，對第一孔型軋制輥壓下位置的變動量和厚度計測得的、沿著第一孔型軋制輥變動方向的管坯的實際厚度的變化量進行比較，若該變化量比第一孔型軋制輥的壓下方向的變動量小的話，對于下次軋制的管坯，中斷第一孔型軋制輥的壓下位置的變動。
再者，替代根據目標厚度與實際厚度的比較來判定槽底部是否發生空軋制現象的方法，而算出與本次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的位置和與上次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的位置的差值，同時也算出厚度計測得的、本次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度，和厚度計測得的、上次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度之差，對算出的這些壓下位置的差與實際厚度的差進行比較，如果算出的實際厚度的差值比算出的壓下位置的差值小的話，也可以判定槽底部發生了空軋制現象。換言之，當算出的實際厚度差值比算出的壓下位置差值小的情況下，對于本次的軋制，壓下位置變動后的第一孔型軋制輥的槽底不能接觸到管坯的外周面，就有可能在槽底部發生空軋制現象，因此，可以判定在槽底部產生了空軋制現象。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設在該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，算出本次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的壓下位置和上次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的壓下位置的差，同時也算出厚度計測得的、本次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度，和厚度計測得的、上次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度之差，對算出的這些壓下位置的差與實際厚度的差進行比較，如果算出的實際厚度的差值比算出的壓下位置的差值小的話，就對下次軋制的管坯中斷第一孔型軋制輥壓下位置的變動。
另外，本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設在該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側配設測量沿著各個機座的壓下方向的管坯厚度的厚度計，將精加工機座上預先設定的管坯的目標厚度和厚度計測得的實際厚度相比較，在實際厚度比目標厚度小的情況下，在位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與實際厚度能夠獲得小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設于上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和第一孔型軋制輥同樣的向外側變動，或者使配設于位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與實際厚度能夠獲得小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置，在對下次軋制的管坯進行軋制前預先向外側變動。
根據本發明，在精加工機座的出口側配設厚度計，將在精加工機座上預先設定的管坯的目標厚度和厚度計測得的管坯的實際厚度相比較。其結果當實際厚度比目標厚度小時，在該厚度測量方向上有槽底部產生空軋制現象的可能，由此判定槽底部產生了空軋制現象。(iii)在位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與實際厚度能夠獲得小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設于上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也向外側變動，或者(iv)使配設于位于緊鄰精加工機座的位置上的、且具有與實際厚度能夠獲得小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置，在對下次軋制的管坯進行軋制前預先向外側變動。
因此，無論是上述(iii)項還是(iv)項的任何一種情況，對于下次軋制的管坯，都能夠降低具有和被判定在槽底部發生了空軋制現象的方向相同的壓下方向的上游機座上的壓下量，因為能夠增加該壓下方向的管坯厚度，所以能夠防止在精加工機座上軋制時在槽底部發生空軋制現象。另外，(iii)項的構成，可以很好地適用于具備對應上游機座中被軋制的管坯的位置(前端、中央或者后端)，能夠使第二孔型軋制輥的壓下位置變動的芯棒式無縫管軋機。還有，(iv)項的構成，能夠很好的適用于不具備使精加工機座以外的機座的壓下位置變動的機構的芯棒式無縫管軋機。
如此，本發明通過比較目標厚度和實際厚度來判定槽底部是否產生空軋制現象，替代這種方法，比較第一孔型軋制輥壓下位置的變動量與厚度計測得的、管坯沿著第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度變化量，如果該實際厚度的變化量比第一孔型軋制輥的壓下位置的變動量小的話，也可以判定在槽底部發生了空軋制現象。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設于該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，對第一孔型軋制輥壓下位置的變動量和厚度計測得的、沿著第一孔型軋制輥變動方向的管坯的實際厚度的變化量進行比較，若該變化量比第一孔型軋制輥的壓下方向的變動量小的話，在位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設于上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和第一孔型軋制輥同樣的向外側變動，或者使配設于位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置，在對下次軋制的管坯進行軋制前預先向外側變動。
再者，替代根據目標厚度與實際厚度的比較來判定槽底部是否發生空軋制現象的方法，算出與本次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的位置和與上次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的位置的差，同時也算出厚度計測得的、本次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度，和厚度計測得的、上次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度之差，對算出的這些壓下位置的差與實際厚度的差進行比較，如果算出的實際厚度的差比算出的壓下位置的差小的話，也可以判定槽底部發生了空軋制現象。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設在該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，算出本次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的壓下位置和上次軋制的管坯的第一孔型軋制輥變動后的壓下位置的差，同時也算出厚度計測得的、本次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度，和厚度計測得的、上次軋制管坯沿著第一孔型軋制輥變動方向上的實際厚度之差，對算出的這些壓下位置的差與實際厚度的差進行比較，如果算出的實際厚度的差比算出的壓下位置的差小的話，在位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設于上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和第一孔型軋制輥同樣的向外側變動，或者使配設于位于緊鄰精加工機座的位置上的、且在具有與厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置，在對下次軋制的管坯進行軋制前預先向外側變動。
從另外的觀點來看，本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，配設在精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置；與精加工機座具有同樣的壓下方向的、配設在附近的上游機座上的，對孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置；向的第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示的演算控制裝置，其中，演算控制裝置根據管坯的現在位置，通過向第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出規定孔型軋制輥的壓下位置調整量指示，實施第一發明或第二發明所述的本發明的軋制控制方法。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，配設在精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的壓下位置調整裝置；用于向壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量指示的演算控制裝置，其中，演算控制裝置被連接在配設于所述精加工機座的出口側上、對沿著各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，按照該厚度計的輸出，通過向壓下位置調整裝置發出中斷壓下位置調整的指示，實施第三發明至第五發明中任一項所述的軋制控制方法。
本發明的芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，配設在精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置；與精加工機座具有同樣的壓下方向的、配設在附近的上游機座上的、對孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置；用于向第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出調整量指示的演算控制裝置，其中，演算控制裝置被連接在配設于精加工機座的出口側上、對沿著各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，根據該厚度計的輸出及管坯的現在位置，通過向第二壓下位置調整裝置發出規定調整量的指示，實施第六發明至第八發明中任一項所述的本發明的軋制控制方法。
從另外的觀點來看，本發明的控制程序用于使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，配設于精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置，和配設在與精加工機座具有相同的壓下方向的、附近的上游機座上的、對孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置上，向第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示，其中，根據管坯的現在位置，通過向第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出規定的壓下位置調整量的指示，使演算控制裝置運轉，實施第一發明或第二發明所述的本發明的軋制控制方法。
另外本發明的控制程序用于使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，配設于精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的壓下位置調整裝置，和配設在精加工機座的出口側上、對沿著各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，向壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示，根據厚度計的輸出，通過向壓下位置調整裝置發出中斷壓下位置調整的指示，使演算控制裝置運轉，實施第三發明至第五發明中任一項所述的本發明的軋制控制方法。
還有，本發明的控制程序用于使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在構成芯棒式無縫管軋機的各個機座中，被連接在配設在精加工機座上的、用于調整孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置，和配設在與精加工機座具有同樣的壓下方向的、附近的上游機座上的，對孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置，和配設在精加工機座的出口側上、對沿著各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，向第一壓下位置調整裝置及第二壓下位置調整裝置發出調整量的指示，其中，根據厚度計的輸出及管坯的現在位置，通過向第二壓下位置調整裝置發出規定調整量的指示，使演算控制裝置運轉，實施第六發明至第八發明中任一項中所述的本發明的軋制控制方法。
另外從其它觀點來看，本發明的無縫管，通過采用第一發明到第八發明中任一項所述的本發明的軋制控制方法的芯棒式無縫管軋機制造而成。
根據本發明，使用芯棒式無縫管軋機制造無縫管時，可以將端部等管坯的長方向的一部分或者全部精確地軋制成希望厚度，同時也不會使管坯的表面性狀發生惡化。
具體來說，根據本發明，在與精加工機座具有同一壓下方向的近鄰的上游機座上對管坯進行軋制時，由于使配設在上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，在第二孔型軋制輥處對管坯的軋制時，槽底部的壓下量降低，由此，可以防止與下面的機座上配設的孔型軋制輥的突緣部相對的部分的厚度被過度的減薄。所以，用配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥處進行軋制時，能夠消除槽底部的空軋制現象，可以將精確地將管坯軋制成希望厚度，同時還能防止管坯表面性狀的惡化。
圖1是用于實施第一實施方式的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式方框圖。
圖2是用于實施第二實施方式的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式方框圖。
圖3是用于實施第三實施方式的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式方框圖。
圖4是表示配設于精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置變動圖案的一例的模式圖。
符號說明1軋制控制裝置11第一壓下位置調整裝置12第二壓下位置調整裝置13演算控制裝置M芯棒式無縫管軋機S管坯131第一壓下位置設定部132第二壓下位置設定部具體實施方式
以下參照后附的圖紙對本發明的最佳實施方式進行說明。另外，在本實施方式的說明中，是以雙輥式芯棒式無縫管軋機的精加工機座對管坯的端部進行軋制時的、使配設在該精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的形態為例。但是，這只是本發明的示例，本發明也適用于在管坯全長，使配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的形態，或者使用雙輥式以外的芯棒式無縫管軋機的形態。
<第一實施方式>
圖1是用以實施第一實施方式的芯棒式無縫管軋機軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式方框圖。
如圖1所示，本實施方式的軋制控制裝置1，具備第一壓下位置調整裝置11、第二壓下位置調整裝置12以及演算控制裝置13。
第一壓下位置調整裝置11，由用于調整在構成芯棒式無縫管軋機M的各機座中，配設在精加工機座#i上的孔型軋制輥的壓下位置的汽缸等構成。第二壓下位置調整裝置12是由對配設在壓下方向和精加工機座#i的壓下方向相同的緊鄰的上游機座上的、即位于精加工機座#i上游僅間隔2個機座處的機座#(i-2)上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的氣缸等構成。再者，演算控制裝置13被連接在第一壓下位置調整裝置11和第二壓下位置調整裝置12上，根據管坯S的端部現在的位置，對第一壓下位置調整裝置11和第二壓下位置調整裝置12發出壓下位置調整量的指示。
還有，在本實施方式中，第一壓下位置調整裝置11及第二壓下位置調整裝置12，雙方都具有可以根據一根管坯S在軋制中的位置(前端、中央部或者后端部)而使孔型軋制輥的壓下位置相應變動的機構。
演算控制裝置13由具有CPU、內存、外部存儲裝置以及外部輸入面板等硬件的計算機構成。而且，按照內置的控制程序對這些硬件進行適宜的驅動，由此發揮第一壓下位置設定部131和第二壓下位置設定部132的功能。
向第一壓下位置設定部131，輸入例如由設置在芯棒式無縫管軋機M入口側的檢測傳感器(未圖示)檢測出管坯S的端部時顯示的端部檢測信號。又從例如前面的過程控制計算機(無圖示)向第一壓下位置設定部131輸入檢測傳感器和機座#i之間的距離、管坯S的傳送速度以及芯棒式無縫管軋機M中管坯S的延伸率等。第一壓下位置設定部131根據輸入的信號及數據對管坯S的端部的現在位置進行演算。具體地說就是算出管坯S的端部(前端及后端)到達機座#i的時機和從機座拔出的時機。
第一壓下位置設定部131根據算出的時機，對配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥的壓下位置調整量進行設定，并將設定的壓下位置調整量發送到第一壓下位置調整裝置11。具體來說，在第一壓下位置設定部131中，分別存儲有精加工機座#i上對管坯S的端部進行軋制時的第一孔型軋制輥的壓下位置A、和對管坯S的中央部進行軋制時的第一孔型軋制輥的壓下位置B。第一壓下位置設定部131，在管坯S的前端部到達精加工機座#i的時機為止，為使第一孔型軋制輥從壓下位置B變動到壓下位置A，將偏差(A-B)設定為壓下位置調整量并將該調整量發送到第一壓下位置調整裝置11。
同樣，第一壓下位置設定部131在管坯S的前端部從精加工機座#i中拔出的時機，為了使第一孔型軋制輥從壓下位置從A變動到壓下位置B，將偏差(B-A)設定為壓下位置調整量，并將其發送到第一壓下位置調整裝置11。然后，以管坯S的后端部到達精加工機座#i的時機，將偏差(A-B)設定為壓下位置調整量并發送到第一壓下位置調整裝置11。
再者，從管坯S的后端部從精加工機座#i上拔出的時機到下次軋制的管坯S的前端部到達精加工機座#i的時機為止，為使第一孔型軋制輥從壓下位置A變動到壓下位置B，而將偏差(B-A)設定為壓下位置調整量，并將其發送到第一壓下位置調整裝置11。
因此，在本實施方式中，在由精加工機座#i對管坯S的端部進行軋制時，可以使配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側，即壓下位置B變動。另外，壓下位置A、B的值，因軋制的管坯S的尺寸、厚度以及材料而不同，所以在第一壓下位置調整裝置11中，存儲對應各種尺寸、厚度及材料等的多個壓下位置A、B，例如，根據輸入到過程控制計算機中的管坯S的尺寸、厚度以及材料，可以選擇適當的壓下位置A、B。
和第一壓下位置設定部131相同，從外部向第二壓下位置設定部132中輸入檢測信號等，算出管坯S的端部(前端部及后端部)到達和拔出上游機座#(i-2)的時機。
另外，和第一壓下位置設定部131相同，第二壓下位置設定部132根據算出的時機，設定配設在上游機座#(i-2)上的第二孔型軋制輥的壓下位置調整量，并將設定好的調整量發送給第二壓下位置調整裝置12。還有，向第二壓下位置調整裝置12發送的壓下位置調整量，即與在上游機座#(i-2)上對管坯S的端部進行軋制時使配設在上游機座#(i-2)上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的變動量對應的量，并不一定要設定為與向第一壓下位置調整裝置1發送的壓下位置調整量相同的值。例如也可以設定為乘以一個大于0小于1的規定系數(例如0.8)的值。
根據本實施方式的軋制控制裝置1，不僅是精加工機座#i，在上游機座#(i-2)上對管坯S的端部進行軋制時，也使配設在該上游機座#(i-2)上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。因此，用第二孔型軋制輥對管坯S進行軋制時，槽底部的壓下量減少，配設在下一個機座#(i-1)上的孔型軋制輥的突緣部的相對部分的厚度過度減少的情況得以消除。所以，在用配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥進行軋制時，可以防止在槽底部產生空軋制現象。從而，可以將管坯S的端部精確軋制到希望厚度，同時還能防止管坯S的表面性狀發生劣化。
另外，在本實施方式中，以不限于第一壓下位置調整裝置11，第二壓下位置調整裝置12也具有在1根管坯S的軋制中使壓下位置變動的機構的情況為例。然而，也存在除精加工機座#i以外沒有這種機構的芯棒式無縫管軋機M。因此對于這種芯棒式無縫管軋機，不是根據管坯S的位置而使壓下位置發生變動，而是在對管坯S進行軋制前就預先將配設在上游機座#(i-2)上的孔型軋制輥的壓下位置向外側變動即可。
在本實施方式中，第二壓下位置設定部132，依照例如從外部輸入管坯S的前端部檢測信號的時機，對壓下位置調整量，即預先存儲的、用以使壓下位置向外側變更的必要的調整量進行設定，并將設定的壓下位置調整量發送到第二壓下位置調整裝置12。第二壓下位置調整裝置12根據發送來的壓下位置調整量將第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。變更后的壓下位置，通過管坯S的軋制過程維持為相同值。
<第二實施方式>
圖2是用以實施關于第二實施方式的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式方框圖。
如圖2所示，本實施方式的軋制控制裝置2具備壓下位置調整裝置21和演算控制裝置22。
壓下位置調整裝置21，由在構成芯棒式無縫管軋機M的各個機座中，配設在精加工機座#i上的、對孔型軋制輥的壓下位置進行調整的氣缸等構成，具有在對1根管坯S進行軋制中，根據其位置(前端部、中央部或后端部)能夠使孔型軋制輥的壓下位置變動的機構。
與第一實施方式相同，演算控制裝置22由具備CPU等硬件的計算機構成，但從被配設在精加工機座#i的出口側(在本實施方式中，為芯棒式無縫管軋機的出口側)上，被連接在測量沿著各個機座的壓下方向的管坯S的厚度(例如芯棒式無縫管軋機M為雙輥式的場合為4個方向的厚度)的厚度計I上這一點來看，與第一實施方式相異。
演算控制裝置22按照內置的控制程序，適當地驅動硬件，從而起到壓下位置設定部221和空軋制判定部222的作用，在厚度計I的輸出基礎上，向壓下位置設定部221發出中斷調整壓下位置的指令。以下進行更具體的說明。
與第一實施方式中說明的第一壓下位置設定部131相同，向壓下位置設定部221輸入管坯S的端部檢測信號等，算出管坯S的端部到達精加工機座#i的時機和拔出的時機。另外，與第一實施方式相同，將在精加工機座#i中，分別軋制管坯S的端部及中央部時的孔型軋制輥的壓下位置分別存儲到壓下位置設定部221中。壓下位置設定部221根據算出的時機及存儲的孔型軋制輥的壓下位置，設定配設在精加工機座#i上的孔型軋制輥的壓下位置調整量，將設定的壓下位置調整量發送給壓下位置調整裝置21。由此，在精加工機座#i對管坯S的端部進行軋制時，可以使配設在精加工機座#i上的孔型軋制輥的壓下位置僅向外側變動對應壓下位置調整量的量。
厚度計I的輸出(管坯S的端部的實際厚度)被輸入到空軋制判定部222中。另外，預先在空軋制判定部222中存儲管坯S端部的目標厚度。空軋制判定部222對管坯S的目標厚度和實際厚度進行比較，當實際厚度比目標厚度小時，即在對精加工機座#i的壓下方向進行測量獲得的實際厚度中，至少任何一個的實際厚度小于目標厚度的情況，判定在槽底部發生了空軋制現象，在此之外的情況判定為沒有發生空軋制現象。另外，因為管坯S的端部的目標厚度值，對應進行軋制的管坯S的尺寸、中央部的目標厚度以及材料等相異，所以在第一壓下位置調整裝置11中，存儲有對應各種尺寸、中央部的厚度以及材料等的多個目標厚度，例如可以根據上位的過程控制計算機輸入的管坯S的尺寸、中央部的厚度以及材料等適當地進行選擇。
當判定在空軋制判定部222中的槽底部發生了空軋制現象時，壓下位置設定部221向下次進行軋制的管坯S發出中斷變動孔型軋制輥的壓下位置的指示。也就是說，在對管坯S的端部進行軋制時，也向壓下位置調整裝置21發出維持與軋制管坯S的中央部時相同的壓下位置的指示。具體地說，就是將軋制管坯S的端部時的壓下位置調整量設為0并將其發送給壓下位置調整裝置21。
另一方面，當在空軋制判定部222中判定在槽底部沒有發生空軋制現象時，對于下次進行軋制的管坯S，也按照預先被存儲的、分別軋制管坯S的端部及中央部時的孔型軋制輥的壓下位置，設定壓下位置調整量，將其發送給壓下位置調整裝置21。
根據本實施方式的該軋制控制裝置2，對下次軋制的管坯S，因為孔型軋制輥向外側的變動被中斷，所以孔型軋制輥的壓下量不會降低，可以防止在精加工機座#i中的槽底部發生空軋制現象。由此，可以高精度地將管坯S的端部軋制成希望的厚度，同時可以防止管坯S表面性狀的惡化。
另外，在以上的說明中舉出了如下的形態的例當槽底部沒有發生空軋制現象時，與根據厚度計I測出的管坯S的端部的實際厚度無關，將相對于下次的管坯S的孔型軋制輥的朝向外側的變動量作為實現設定的值，即、當判定在空軋制判定部222中的槽底部沒有發生空軋制現象時，對于下次軋制的管坯S，也按照分別軋制預先存儲的管坯S的端部及中央部時的孔型軋制輥的壓下位置設定壓下位置調整量，將此發送給壓下位置調整裝置21。
然而，本發明并不局限于該形態。例如，將槽底部沒有發生空軋制現象時的、相對下次的管坯S的孔型軋制輥向外側的變動量，對應根據厚度計I測量的管坯S的端部的實際厚度進行變更，更具體地講，例如，也可以當實際厚度大于目標厚度時，將軋制管坯S的端部時的孔型軋制輥的壓下位置僅向內側變更實際厚度和目標厚度之差的量并存儲，對于下次軋制的管坯S，按照預先存儲的、軋制管坯S的中央部時的壓下位置和變更后存儲的、對管坯S的端部進行軋制時的壓下位置設定壓下位置調整量，將其發送給壓下位置調整裝置21。此時，當判定在槽底部發生了空軋制現象，中斷對應厚度計I測出的實際厚度的設定值的變更，對于下次軋制的管坯S也可以應用本次的設定值。因此，可以防止使孔型軋制輥向外側無限制變動。
另外，在本實施方式中，舉出了對空軋制判定部222中的管坯S的目標厚度和實際厚度進行比較，根據其大小判定在槽底部是否發生了空軋制現象的例子。然而，對空軋制判定部222的槽底部是否發生了空軋制現象進行判定的方法并不限定于此，例如也可以采取通過比較孔型軋制輥的壓下位置的變動量和厚度計I測出的、沿著孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量，如果實際厚度的變化量小于孔型軋制輥的壓下位置的變動量的話，即判定在槽底部發生了空軋制現象的方法。
這種情況下，首先空軋制判定部222參考通過壓下位置設定部221設定的壓下位置調整量，即，對應軋制管坯S的端部時的、使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的變動量的量。比較參考的壓下位置調整量和通過被厚度計I輸入的管坯S的端部及中央部的實際厚度(沿著孔型軋制輥的變動方向的實際厚度)算出的實際厚度的變化量(端部的實際厚度和中央部的實際厚度之差)。該變化量小于參考的壓下位置調整量的話，判定在槽底部發生了空軋制現象。另外，也可以不對變化量和參考的壓下位置調整量進行比較，而是對變化量或壓下位置調整量乘以大于0且小于1的規定的系數(例如0.5等)加重后的值進行比較，如果此時變化量還小的話，就可以判定在槽底部發生了空軋制現象。
再者，作為空軋制判定部222判定槽底部是否發生了空軋制現象的其它的方法，例如，算出對于本次軋制的管坯S的孔型軋制輥的變動后的壓下位置和對于上次軋制的管坯S的第一孔型軋制輥的變動后的壓下位置之差，同時算出對于本次軋制的管坯S的用厚度計I測出的沿孔型軋制輥的變動方向的實際厚度，和對于上次軋制的管坯的用厚度計I測出的沿孔型軋制輥的變動方向的實際厚度之差，比較壓下位置之差和實際厚度之差，如果實際厚度之差小于壓下位置之差的話，也可以判定在槽底部發生了空軋制現象。
這種情況，空軋制判定部222對于上次軋制的管坯S，參考存儲(如上所述，也包含更新后被存儲的情況)在壓下位置設定部221中的孔型軋制輥的變動后的壓下位置，即軋制管坯S的端部時的壓下位置，將其存儲，同時參考對于本次軋制的管坯S，被存儲或者更新存儲于壓下位置設定部221中的孔型軋制輥的變動后的壓下位置，即軋制管坯S的端部時的壓下位置，通過從后者中減去前者，算出本次軋制和上次軋制的壓下位置之差。另外，空軋制判定部222存儲被厚度計I輸入的、上次軋制的管坯S的端部的實際厚度(沿著孔型軋制輥的變動后的實際厚度)，將此實際厚度從對于本次軋制的管坯S，被厚度計I輸入的端部的實際厚度(沿著孔型軋制輥的變動后的實際厚度)中減去，從而算出本次軋制和上次軋制的實際厚度之差。空軋制判定部222對壓下位置之差和實際厚度之差進行比較，如果實際厚度之差小于壓下位置之差的話，判定在槽底部發生了空軋制現象。另外，也可以不對壓下位置之差和實際厚度之差進行比較，而是對實際厚度之差或壓下位置之差乘以大于0且小于1的規定的系數(例如0.5等)加重后的值進行比較，如果此時實際厚度之差還小的話，就可以判定在槽底部發生了空軋制現象。
<第三實施方式>
圖3所示為用于實施第三實施方式的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法的軋制控制裝置的概略構成的模式框圖。
如圖3所示，本實施方式的軋制控制裝置3具備第一壓下位置調整裝置31和第二壓下位置調整裝置32以及演算控制裝置33。
第一壓下位置調整裝置31由構成雙輥式芯棒式無縫管軋機M的各個機座中的、對配設在精加工機座#i上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的氣缸等構成。第二壓下位置調整裝置32由對與精加工機座#i的壓下方向相同的鄰接的上游機座，即位于精加工機座#i上游的、間隔2個機座的機座#(i-2)上配設的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的氣缸等構成。演算控制裝置33被連接在第一壓下位置調整裝置31及第二壓下位置調整裝置32上，向第一壓下位置調整裝置31及第二壓下位置調整裝置32發出規定的壓下位置調整量的指示。另外，本實施方式的第一及第二壓下位置調整裝置31、32都具有在對1根管坯S進行軋制中，對應其位置(前端部、中央部或后端部)，能夠使孔型軋制輥的壓下位置發生變動的機構。
與第一實施方式相同，演算控制裝置32由具備CPU等硬件的計算機構成，但在被配設在精加工機座#i的出口側(在本實施方式中，為芯棒式無縫管軋機的出口側)上，被連接在測量沿著各個機座的壓下方向的管坯S的厚度(例如芯棒式無縫管軋機M為雙輥式的場合為4個方向的厚度)的厚度計I上這一點上，與第一實施方式相異。演算控制裝置32按照內置的控制程序，適當地驅動硬件，起到第一壓下位置設定部331和第二壓下位置設定部332的作用，基于厚度計I的輸出及管坯S的端部的現在位置，可以向第一壓下位置調整裝置31及第二壓下位置調整裝置32發出規定的壓下位置調整量的指示。以下進行更具體的說明。
與第一實施方式中說明的第一壓下位置設定部131相同，向第一壓下設定部331中輸入管坯S的端部檢測信號等，算出管坯S的端部(前端部及后端部)到達精加工機座#i的時機和拔出的時機。另外，與第一實施方式相同，將在精加工機座#i中，分別軋制管坯S的端部及中央部時的第一孔型軋制輥(配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥)的壓下位置分別存儲到第一壓下位置設定部331中。第一壓下位置設定部331根據算出的時機及存儲的孔型軋制輥的壓下位置，設定配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥的壓下位置調整量，將設定的壓下位置調整量發送給第一壓下位置調整裝置31。由此，在精加工機座#i中對管坯S的端部進行軋制時，可以使配設在精加工機座#i上的第一孔型軋制輥的壓下位置僅向外側變動對應壓下位置調整量的量。
厚度計I的輸出被輸入到第一壓下位置設定部331中。另外，預先在第一壓下位置設定部331中存儲管坯S端部的目標厚度。第一壓下位置設定部331對管坯S的目標厚度和實際厚度進行比較，當實際厚度小于目標厚度時(即在對精加工機座#i的壓下方向進行測量的實際厚度中，至少任何一個實際厚度小于目標厚度的場合)，判定在槽底部發生了空軋制現象。
另外，代替通過比較目標厚度和實際厚度判定在槽底部是否發生了空軋制現象的方法，如第二實施方式中說明的那樣，也可以適用在其它的槽底部有無發生空軋制現象的判定方法。如果第一壓下位置設定部331判定在槽底部發生了空軋制現象的話，第二壓下位置設定部332參考該結果，如后所述，對下次軋制的管坯S，在位于精加工機座#i的附近、且獲得實際厚度小的結果的、具有和厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座#(i-2)中，向第二壓下位置調整裝置32發出規定的壓下位置調整量的指示。
另外，第一壓下位置設定部331也可以根據厚度計I測出的管坯S的端部的實際厚度，變更對于下次的管坯S的第一孔型軋制輥向外側的變動量。更具體地講，例如實際厚度大于目標厚度的情況，對應其差量，將軋制管坯S的端部時的第一孔型軋制輥的壓下位置向內側更新并存儲。而且，對于下次軋制的管坯S，也可以按照預先存儲的軋制管坯S的中央部時的壓下位置，和被更新存儲的軋制管坯S的端部時的壓下位置，設定壓下位置調整量，將其發送到壓下位置調整裝置31。
與第一壓下位置設定部331同樣，端部檢測信號從外部輸入到第二壓下位置設定部332，計算出管坯S的端部(前端部及后端部)到達上游機座#(i-2)的時機和拔出的時機。
第二壓下位置設定部332參考第一壓下位置設定部331，當第一壓下位置設定部331判定在槽底部發生空軋制現象時，根據算出的時機，設定配設在上游機座#(i-2)上的第二孔型軋制輥的壓下位置調整量，將設定的壓下位置調整量發送到第二壓下位置調整裝置12。另外，發送到第二壓下位置調整裝置12的壓下位置調整量，即作為和在上游機座#(i-2)中軋制管坯S的端部時，使配設在上游機座#(i-2)上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動的變動量對應的量，可以采用各種形態。例如可以采用使第一壓下位置調整裝置12算出的目標厚度和實際厚度之差乘以0.8~1.2程度的系數獲得的值。或者在目標厚度和實際厚度之差變為規定值(例如0.1mm)以下為止，采用一定的值(例如0.2mm)。
根據本實施方式的軋制控制裝置3，當判定因厚度計I的輸出導致在槽底部發生空軋制現象時，對下次軋制的管坯S，不僅使精加工機座#i，而且使配設在上游機座#(i-2)上的、具有與被判定在槽底部發生空軋制現象的方向相同的壓下方向的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。因此，上游機座#(i-2)中的壓下量降低，壓下方向的管坯的厚度增加，可以防止用精加工機座#i進行軋制時在槽底部發生空軋制現象。由此，可以高精度地將管坯S的端部軋制成希望的厚度，同時能夠防止管坯S的表面性狀惡化。
另外，在本實施方式中，不論第一壓下位置調整裝置31還是第二壓下位置調整裝置32，都以軋制1根管坯S中能夠使壓下位置發生變動的情況為例。然而，除去精加工機座#i，對于不具備如此的裝置的芯棒式無縫管軋機，不是對應管坯S的位置使壓下位置發生變動，只要在軋制管坯S前預先將上游機座#(i-2)的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更即可。
實施例1以下，通過列舉實施例和比較例，對本發明的特征進行進一步說明。
本發明的軋制控制方法適用由6個機座(精加工機座為#5、#6機座)構成的雙輥式芯棒式無縫管軋機，在以下的條件下進行了軋制試驗。
(1)芯棒式無縫管軋機入口側的管坯尺寸外徑190mm，厚度16mm，長度4600mm(2)芯棒式無縫管軋機出口側的管坯尺寸外徑168mm，厚度5mm，長度1500mm(3)芯棒桿外徑158mm(4)根據軋制表被初期設定的各個機座出口側的目標厚度(槽底部厚度)#1機座10mm#2機座9mm#3機座6mm#4機座5.5mm#5機座5mm#6機座5mm<實施例1-1>
在#5機座和#6機座中，對管坯的端部進行軋制時，以圖4所示的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。在#3機座和#4機座中，也通過相同的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行了軋制。再者，在#1機座和#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例1-2>
在#5機座和#6機座中，和實施例1-1相同以圖4所示的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行了軋制。在#3機座和#4機座中，將圖4所示的圖案的變動量縮小0.8倍(即最大0.4mm)后進行了軋制。再者，在#1機座和#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例1-3>
在#5機座和#6機座中，和實施例1-1相同以圖4所示的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行了軋制。在#3機座和#4機座中，在管坯的軋制前，為了使目標厚度分別成為6.5mm(#3機座)、6mm(#4機座)，將孔型軋制輥的壓下位置分別向外側變更后進行了軋制。再者，在#1機座和#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<比較例1>
僅在#5機座和#6機座中，對管坯的端部進行軋制時，以圖4所示的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行了軋制。在#1～#4機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<評價>
對實施例1-1～實施例1-3以及比較例1的軋制后的管坯厚度不良率進行了評價。在此，關于軋制后的管坯的端部，如果實際厚度和厚度的目標值(例如實施例1的場合，端部的厚度目標值為5.5mm)之差，相對于厚度的目標值存在超過±0.2％的范圍的測量位置的話，判定為厚度不良。厚度不良率用下述公式定義。
厚度不良率＝厚度不良根數/軋制的總根數×100(％)評價結果如表1中歸納所示。
如表1所示，與比較例1不同，可知在實施例1-1～實施例1-3中，全部都能夠高精度地將管坯的端部軋制成希望的厚度。
實施例2<實施例2-1>
在#5機座和#6機座中，對下次的管坯的端部進行軋制時，根據厚度計測量的上次的管坯的實際厚度，對圖4所示的圖案進行變更，按照變更后的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。即，為了使實際厚度接近目標厚度，而僅對設定值(壓下位置變動量)進行相當于實際厚度和目標厚度之差的量的變更。但是，實際厚度小于目標厚度的情況，判定在槽底部發生空軋制現象，中斷對應實際厚度的設定值的變更(上述圖案的變更)，對于下次軋制的管坯，也按照這次的設定值進行軋制。在#1～#4機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例2-2>
在#5機座和#6機座中，與實施例2-1相同進行了軋制。通過對孔型軋制輥的壓下位置的變動量，和厚度計測量的、沿著孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量進行比較，如果變化量在變動量的0.5倍以下，即可判定在槽底部發生空軋制現象。
<實施例2-3>
在#5機座和#6機座中，對下次進行軋制的管坯的端部進行軋制時，根據厚度計測量的實際厚度對圖4所示的圖案進行變更，按照變更后的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行軋制。在#3機座和#4機座中，也以與#5機座和#6機座相同的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動后進行了軋制。在#1、#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例2-4>
在#5機座和#6機座中，與實施例2-3同樣進行了軋制。在#3機座和#4機座中，使#5機座和#6機座的圖案的變動量縮小到0.8倍進行了軋制。在#1、#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例2-5>
在#5機座和#6機座中，與實施例2-3同樣進行了軋制。在#3機座和#4機座中，在管坯的軋制前，為了使目標厚度分別變為6.5mm(#3機座)、6mm(#4機座)，分別將孔型軋制輥的壓下位置向外側變更后進行了軋制。在#1、#2機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例2-6>
在#5機座和#6機座中，與實施例2-3同樣進行了軋制。當實際厚度小于目標厚度時，判定在槽底部發生空軋制現象，對于位于精加工機座(#5、#6機座)附近、且具有與實際厚度的結果小的厚度測量方向同樣的壓下方向的上游機座(至少是#3、#4中的任何一個機座)，也和#5、#6機座同樣，用圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變更后進行了軋制。在#1、#2機座以及#3、#4機座中沒有使孔型軋制輥的壓下位置發生變動的機座中，按照初期設定的壓下位置進行了軋制。
<實施例2-7>
與實施例2-6同樣進行了軋制。但是，槽底部有無發生空軋制現象如下判定通過對孔型軋制輥的壓下位置的變動量，和厚度計測量的、沿著孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量進行比較，如果變化量在變動量的0.5倍以下，即可判定在槽底部發生空軋制現象。
<比較例2>
僅在#5機座和#6機座中，對下次軋制的管坯的端部進行軋制時，根據厚度計測量的實際厚度，對圖4所示的圖案進行變更，以變更后的圖案使孔型軋制輥的壓下位置向外側變動。對于#1～#4機座按照初期的設定進行了軋制。
<評價>
對實施例2-1～實施例2-7以及比較例2的軋制后的管坯厚度不良率進行了評價。厚度不良率根據上述的公式算出。另外，還對精加工機座即#5、#6機座上配設的孔型軋制輥的壓下位置從初期設定值到1mm以上向外側變動的頻度進行了評價。該頻度為相當于槽底部發生空軋制現象實際厚度小于目標厚度時，使精加工機座的孔型軋制輥無限制向外側變動的頻度的評價指標。
評價結果如表2所示。
如表2所示，可知與比較例2相比，實施例2-1～實施例2-7可以高精度地將管坯的端部軋制到希望的厚度。另外，與比較例2不同，可以防止精加工機座的孔型軋制輥無限制地向外側變動。
工業上的利用可能性使用芯棒式無縫管軋機制造無縫管時，可以高精度地將管坯的端部等一部分或其全部軋制到希望的厚度。
權利要求
1.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在與所述精加工機座的壓下方向相同的附近的上游機座中對管坯進行軋制時，也使配設于該上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置與所述第一孔型軋制輥同樣向外側變動。
2.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在對管坯進行軋制前，預先使配設在與所述精加工機座的壓下方向相同的附近的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更。
3.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，在精加工機座上對管坯進行軋制時，使配設在該精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設沿著各機座的壓下方向的測量管坯厚度的厚度計，對在所述精加工機座上預先設定的管坯的目標厚度和用所述厚度計測量的管坯的實際厚度進行比較，所述實際厚度小于所述目標厚度時，對下次軋制的管坯，中斷所述第一孔型軋制輥的壓下位置的變動。
4.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，比較所述第一孔型軋制輥的壓下位置的變動量和由所述厚度計測量的管坯沿所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量，當所述變化量小于所述變動量時，對于下次軋制的管坯，中斷所述第一孔型軋制輥的壓下位置的變動。
5.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，算出本次軋制管坯的所述第一孔型軋制輥的變動后的壓下位置、和上次軋制管坯的所述第一孔型軋制輥的變動后的壓下位置之差，并且算出本次軋制管坯的由所述厚度計測量的沿著所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度、和上次軋制管坯的由所述厚度計測量的沿著所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度之差，對所述壓下位置之差和所述實際厚度之差進行比較，當所述實際厚度之差小于所述壓下位置之差時，對于下次軋制的管坯，中斷所述第一孔型軋制輥的壓下位置的變動。
6.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設測量沿著各機座的壓下方向的管坯厚度的厚度計，比較在所述精加工機座預先設定的管坯的目標厚度和用所述厚度計測量的管坯的實際厚度，當所述實際厚度小于所述目標厚度時，在位于所述精加工機座的附近且具有與獲得了所述實際厚度小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座中，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設在所述上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和所述第一孔型軋制輥的壓下位置同樣向外側變動，或者在對下次軋制的管坯進行軋制前，預先使配設在位于所述精加工機座附近且具有與獲得了所述實際厚度小的結果的厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更。
7.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，對所述第一孔型軋制輥的壓下位置的變動量、和由所述厚度計測量的管坯沿著所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度的變化量進行比較，當所述變化量小于所述變動量時，在位于所述精加工機座的附近且具有與所述厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座中，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設在所述上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和所述第一孔型軋制輥的壓下位置同樣向外側變動，或者在對下次軋制的管坯進行軋制前，預先使配設在位于所述精加工機座附近且具有與所述厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更。
8.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，使配設在精加工機座上的第一孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，其特征在于，在所述精加工機座的出口側配設測量管坯厚度的厚度計，算出本次軋制管坯的所述第一孔型軋制輥的變動后的壓下位置、和上次軋制管坯的所述第一孔型軋制輥的變動后的壓下位置之差，并且算出本次軋制管坯的由所述厚度計測量的沿著所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度、和上次軋制管坯的由所述厚度計測量的沿著所述第一孔型軋制輥的變動方向的實際厚度之差，對所述壓下位置之差和所述實際厚度之差進行比較，當所述實際厚度之差小于所述壓下位置之差時，在位于所述精加工機座的附近且具有與所述厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座中，對下次軋制的管坯進行軋制時，或者使配設在所述上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置也和所述第一孔型軋制輥的壓下位置同樣向外側變動，或者在對下次軋制的管坯進行軋制前，預先使配設在位于所述精加工機座附近且具有與所述厚度測量方向相同的壓下方向的上游機座上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變更。
9.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置；對配設在與所述精加工機座具有同樣的壓下方向的附近的上游機座上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置；向所述第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示的演算控制裝置，其特征在于，所述演算控制裝置根據管坯的現在位置，通過向所述第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出規定的壓下位置調整量的指示，而實施權利要求1或2中所述的軋制控制方法。
10.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的壓下位置調整裝置；用于向所述壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示的演算控制裝置，其特征在于，所述演算控制裝置被連接在配設于所述精加工機座的出口側、對沿各機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，根據該厚度計的輸出，通過向所述壓下位置調整裝置發出中斷壓下位置調整的指示，而實施權利要求3至權利要求5中任一項所述的軋制控制方法。
11.一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制裝置，具備用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置；對配設在與所述精加工機座具有同樣的壓下方向的附近的上游機座上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置；用于向所述第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出調整量的指示的演算控制裝置，其特征在于，所述演算控制裝置被連接在配設于所述精加工機座的出口側、對沿著各機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，根據該厚度計的輸出及管坯的現在位置，向所述第二壓下位置調整裝置發出規定調整量的指示，從而實施權利要求6至權利要求8中任一項所述的軋制控制方法。
12.一種控制程序，其使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置，和對配設在與所述精加工機座具有同樣的壓下方向的附近的上游機座上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置上，向所述第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示，其特征在于，根據管坯的現在位置，向所述的第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出規定的壓下位置調整量的指示，從而使所述演算控制裝置運轉，以實施權利要求1或2中所述的軋制控制方法。
13.一種控制程序，其使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置，和配設在所述精加工機座的出口側對沿各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，向所述壓下位置調整裝置發出孔型軋制輥的壓下位置調整量的指示，其特征在于，根據所述厚度計的輸出，向所述壓下位置調整裝置發出中斷壓下位置調整的指示，從而使所述演算控制裝置運轉，以實施權利要求3至5中任一項所述的軋制控制方法。
14.一種控制程序，其使演算控制裝置運轉，該演算控制裝置被連接在用于調整在構成芯棒式無縫管軋機的各機座中，配設在精加工機座上的孔型軋制輥的壓下位置的第一壓下位置調整裝置，和對配設在與所述精加工機座具有同樣的壓下方向的附近的上游機座上的孔型軋制輥的壓下位置進行調整的第二壓下位置調整裝置，和配設在所述精加工機座的出口側對沿各個機座的壓下方向的管坯厚度進行測量的厚度計上，向所述第一壓下位置調整裝置及所述第二壓下位置調整裝置發出調整量的指示，其特征在于，根據所述厚度計的輸出及管坯的現在位置，向所述第二壓下位置調整裝置發出規定調整量的指示，從而使所述演算控制裝置運轉，以實施權利要求6至8中任一項所述的軋制控制方法。
15.一種無縫管，其特征在于，通過采用權利要求1到8中任一項所述的軋制控制方法的芯棒式無縫管軋機制造而成。
全文摘要
一種芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，是在構成芯棒式無縫管軋機(M)的各個機座內，在完成加工機座(#i)中軋制管坯(S)時，使配設在最后加工機座(#i)上的第一孔型軋制輥的下壓位置向外側變動的芯棒式無縫管軋機的軋制控制方法，其中，在與精加工機座(#i)的壓下方向相同的附近的上游機座(#i－2)中，對管坯進行軋制時，也使配設于該上游機座(#i－2)上的第二孔型軋制輥的壓下位置向外側變動，從而在使用芯棒式無縫管軋機制造無縫管時能夠將管坯的端部等的一部分或全部高精度地軋制為希望的厚度等。
文檔編號B21B37/78GK1980751SQ20058002237
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月30日 優先權日2004年6月30日
發明者山根明仁, 筱木健一, 中池纮嗣 申請人:住友金屬工業株式會社