專利名稱：管的定徑軋制控制方法及定徑軋制控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種管的定徑軋制控制方法及定徑軋制控制裝置，特別是涉及能有效地抑制由定徑軋制機軋制的管的管端部壁厚不合格的定徑軋制控制方法及定徑軋制控制裝置。
背景技術(shù)：
通常，在將管的外徑加工為規(guī)定值的工序中，使用由多個軋制機構(gòu)成的定徑軋制機(定徑機、張力減徑機等)，該定徑軋制機在各軋制機上分別配置2個或3個孔型軋輥(以下稱為軋輥)。定徑軋制機通過在相鄰的軋制機之間在軋輥的圓周速度上產(chǎn)生差值，對軋制中的管施加管軸方向的張力，控制管的壁厚。
軋制管的管端部時，與軋制管的中間部時相比，由于沒有足夠地施加管軸方向的張力，因此產(chǎn)生管端部的壁厚比管中間部的壁厚變厚的現(xiàn)象。壁厚變厚的管端部作為尺寸不合格而被切掉，因此，成為成品率降低的主要原因。
為了防止這樣的由于管端部的壁厚增加導致的成品率降低，考慮當軋制管的管端部時對軋輥的圓周速度(具體來說是轉(zhuǎn)速)進行控制(當軋制管的管端部時，使轉(zhuǎn)速降低)的方法。但是，為了使該方法有效地起作用，重要的是開始進行軋輥轉(zhuǎn)速的控制的定時要正確。
如圖1所示，以由HMD等管端部檢測器8檢測出管1的管端部的時刻為基準，設管端部到達第1軋制機為止的時間為T0、設管端部從第(i-1)軋制機到達第i軋制機(i≥2)為止的時間為Ti-1時，通過管端部檢測器8檢測管1的管端部后經(jīng)過時間T0后，開始控制配置在第1軋制機上的軋輥2的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過T0+∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)后，必須開始控制配置在第i軋制機上的軋輥21的轉(zhuǎn)速。
有為了正確地掌握時間T0、時間Ti-1而在各軋制機設置負荷計等高精度傳感器的方法，但是需要巨大的設備投資。在本發(fā)明中，以利用不使用高精度傳感器而正確預測時間T0、時間Ti-1(i≥2)的方法作為前提。
但是，由于各種原因，在時間T0、時間Ti-1(i≥2)的預測時間與管1的管端部實際到達的時間之間產(chǎn)生誤差(以后稱為“預測誤差”)，因此，在僅根據(jù)預測時間來開始軋輥21的轉(zhuǎn)速控制中不能進行正確的控制，存在不能有效地抑制管端部的壁厚增加的問題。
在日本國專利第2541311號公報中，提出了如下方法，即根據(jù)驅(qū)動軋輥的馬達的驅(qū)動電流和轉(zhuǎn)速算出軋制轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)該算出的軋制轉(zhuǎn)矩的變動狀態(tài)檢測管的管端部實際到達各軋制機的時刻(管嚙入軋輥以及尾部脫離軋輥的時刻)，修正下一個管軋制中的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，使得各軋制機的預測誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。
記載在上述公報中的方法，沒有對在預先規(guī)定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻對各軋制機產(chǎn)生預測誤差的主要原因進行任何分析。根據(jù)在各軋制機算出的預測誤差，一律修正下一個管軋制中的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。即使能高精度地檢測出管的管端部實際到達的時刻，在預測誤差隨機變化的狀況下，該方法也不能對關(guān)于下次軋制的管的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻進行正確地修正。
換句話說，關(guān)于一個管的軋制的預測誤差未必也同樣產(chǎn)生于下次軋制的管。因此，在該方法中，不能對關(guān)于下次軋制的管的軋輥的轉(zhuǎn)速開始時刻進行正確地修正，從而不能有效地抑制管的管端部的壁厚不合格。
并且，管的管端部的壁厚變動模式不是總相同，因此僅通過正確地掌握管的管端部到達各軋制機的時刻來控制軋輥的轉(zhuǎn)速，不能從根本上抑制管的管端部的壁厚不合格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其目的在于提供一種能有效地抑制由定徑軋制機軋制的管的管端部的壁厚不合格的定徑軋制控制方法及定徑軋制控制裝置。
為解決前述問題，本發(fā)明提供一種定徑軋制控制方法，該定徑軋制控制方法的特征在于，根據(jù)在前述定徑軋制機的出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對定徑軋制機的規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
根據(jù)這樣的發(fā)明，基于在定徑軋制機的出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，可期待按照實際的管端部壁厚變動適當?shù)匦拚堓伒霓D(zhuǎn)速控制開始時刻，能夠有效地抑制由定徑軋制機軋制的管的管端部壁厚不合格。
優(yōu)選地，前述定徑軋制控制方法包含第1步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；第2步驟，根據(jù)前述算出的預測誤差和在前述定徑軋制機的出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
根據(jù)這樣的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，不僅使用實際測定的管端部的壁厚，還使用對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差，修正軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，可期待適當?shù)卣_修正軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，能夠更有效地抑制由定徑軋制機軋制的管的管端部壁厚不合格。
另外，為解決前述問題，本發(fā)明的發(fā)明人等專心地研究了對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差產(chǎn)生的主要原因。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，關(guān)于管的管端部到達第1軋制機為止的預測時間T0的預測誤差、和關(guān)于管的管端部從第1軋制機到到達第i軋制機為止的預測時間∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)的預測誤差，其主要產(chǎn)生原因不同。
即，除了管的斷面形狀、彎曲之外，還由于輸送傳送帶的磨耗等而在管的預測輸送速度和實際輸送速度之間產(chǎn)生差值而產(chǎn)生關(guān)于管的管端部到達第1軋制機為止的預測時間T0的預測誤差。此外，關(guān)于該預測時間T0的預測誤差是共同地包含在對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差中的成分。另一方面，關(guān)于管的管端部從第1軋制機到達第i軋制機為止的預測時間∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)的預測誤差由于在各軋制機上的軋制狀態(tài)的變動(例如，除了軋輥的實際轉(zhuǎn)速與設定值不同的、軋輥的磨耗和軋輥的表面粗糙度有偏差的定徑軋制機側(cè)的變動原因之外，還由于管的材質(zhì)、尺寸、溫度等管側(cè)的變動原因，定徑軋制中的管的伸長率與預測值不同等)而產(chǎn)生。
其次，本發(fā)明的發(fā)明人等通過實驗，算出對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差，將該算出的預測誤差分離為關(guān)于管的管端部到達第1軋制機為止的預測時間T0的預測誤差(以下適當?shù)胤Q為“軋制機主要外因預測誤差成分”)、和關(guān)于管的管端部從第1軋制機到達第i軋制機為止的預測時間∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)的預測誤差(以下適當?shù)胤Q為“軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分”)，分析兩個預測誤差成分的偏差狀態(tài)。其結(jié)果，可知得到如圖2所示的傾向。此外，圖2的橫軸表示軋制后的管的順序，縱軸表示各預測誤差成分對預測時間的比例。
以下，對圖2進行更詳細地說明。首先，如圖3所示，對軋制后的每個管，在橫軸X上繪出軋制機號，在縱軸Y上繪出如前述那樣算出的各軋制機中的預測誤差(對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差)。其次，根據(jù)前述繪出的數(shù)據(jù)(i，Yi)，算出以X為變量的Y的一次遞歸式，將該一次遞歸式的Y截段(section)設為關(guān)于管的管端部到達第1軋制機為止的預測時間T0的預測誤差成分T0’，將從X＝i的一次遞歸式的Y坐標Yi’減去預測誤差成分T0’的值設為關(guān)于管的管端部從第1軋制機到達第i軋制機為止的預測時間∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)的預測誤差成分∑Tj’。圖2所示的“○”繪出了將如上所述算出的預測誤差成分T0’除以預測時間T0的值，“□”繪出了將如上所述算出的預測誤差成分∑Tj’除以預測時間∑Tj的值。此外，在軋制管的日期不同的(多數(shù)情況下伴隨它軋制機的各種設定也不同)2個制造批次(批次1和批次2)內(nèi)，圖2所示的數(shù)據(jù)表示軋制了材質(zhì)不同的管(批次1的A1為軋制碳鋼、A2為軋制2Cr鋼，批次2的B1為軋制低合金鋼、B2為軋制碳鋼)時的數(shù)據(jù)。
如圖2所示可知即使制造批次不同，并且管的材質(zhì)不同，關(guān)于預測時間T0的預測誤差成分T0’(軋制機主要外因預測誤差成分)偏差的傾向幾乎沒有改變，但關(guān)于∑Tj的預測誤差成分∑Tj’(軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分)，如果管的材質(zhì)不同，則其偏差的傾向也變化。如上所述，這是由于軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分，其主要產(chǎn)生原因不同。
如上所述，軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分，由于其主要產(chǎn)生原因的不同而使其偏差的傾向不同，因此，如果分離兩個預測誤差成分，分別各自地(例如附加各自的權(quán)重)提供給軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的修正，則可期待即使對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差是伴隨主要產(chǎn)生原因的變動而隨機變動的狀況，也能夠適當?shù)匦拚堓伒霓D(zhuǎn)速控制開始時刻。
因此，優(yōu)選地，前述第2步驟包含提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；根據(jù)在前述定徑軋制機的出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
根據(jù)這樣的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分(軋制機主要外因預測誤差成分)、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分(軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分)。其次，對前述軋制機主要外因預測誤差成分附加設定為例如0～1的值的第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的軋制機主要外因預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，另一方面，對前述軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分附加設定為例入0～1的值的第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
換句話說，分離主要產(chǎn)生原因不同的(因而，偏差的傾向不同)兩個預測誤差成分，對兩個預測誤差成分分別附加權(quán)重(可使附加到兩個預測誤差成分的權(quán)重不同)來修正軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，即使對各軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述各軋制機的時刻之間的預測誤差是伴隨該預測誤差的主要產(chǎn)生原因的變動而隨機變動的狀況，也能適當?shù)匦拚堓伒霓D(zhuǎn)速控制開始時刻，可更有效地抑制由定徑軋制機軋制的管的管端部壁厚不合格。
另外，本發(fā)明還提供一種定徑軋制控制方法，其特征在于，包含算出步驟，算出對定徑軋制機的規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
另外，為解決前述問題，本發(fā)明還提供一種管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，具備設置在定徑軋制機的出口側(cè)的厚度計；定時運算器，根據(jù)由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻；軋制控制器，根據(jù)由前述定時運算器修正后的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，控制配置在各軋制機上的軋輥的轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選地，前述定徑軋制控制裝置還具備檢測裝置，該檢測裝置檢測管的管端部到達規(guī)定軋制機的情況，前述定時運算器執(zhí)行包含如下步驟的運算第1步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與由前述檢測裝置檢測出的管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；第2步驟，根據(jù)前述算出的預測誤差和由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
另外，優(yōu)選地前述第2步驟包含提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；根據(jù)由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
進而，為解決前述問題，本發(fā)明還提供一種管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，具備檢測裝置，檢測管的管端部到達定徑軋制機的規(guī)定軋制機的情況；定時運算器，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻；軋制控制器，根據(jù)由前述定時運算器修正的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，控制配置在各軋制機上的軋輥的轉(zhuǎn)速，前述定時運算器執(zhí)行包含如下步驟的運算算出步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與由前述檢測裝置檢測出的管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。


圖1是用于說明預先設定配置在各軋制機上的軋輥的轉(zhuǎn)速的控制開始定時的說明圖。
圖2是表示分析了軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分的偏差狀態(tài)的結(jié)果的一例。
圖3是用于說明圖2所示的軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分的說明圖。
圖4是表示與本發(fā)明的一個實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法實施中使用的定徑軋制機的概要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是表示從圖4所示的厚度計輸出的管的壁厚測定值的一例的圖。
圖6是表示圖4所示的定時運算器中的處理流程的流程圖。
圖7表示應用與本發(fā)明的一個實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法時的評價預測誤差的結(jié)果的一例，其中，該預測誤差是對規(guī)定軋制機修正后的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差。
圖8表示應用了與本發(fā)明的一個實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法時的、管端部增厚率的一例。
具體實施例方式
下面參照附圖，說明本發(fā)明的一個實施方式。
第1實施方式圖4是表示與本發(fā)明的一個實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法實施中使用的定徑軋制機的概要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖4所示，通過輸送輥(未圖示)向軸方向(圖4的空心箭頭的方向)輸送作為被軋制對象的管1，在各軋制機2中執(zhí)行定徑軋制。在管1的輸送路徑上的定徑軋制機的進入側(cè)附近配置有管端部檢測器8，該管端部檢測器8由光電傳感器構(gòu)成，通過該光電傳感器的動作檢測管1的管端部(前端部及后端部)。另外，在管1的輸送路徑上的定徑軋制機的出口側(cè)附近配置有γ線厚度計9和由光電傳感器等構(gòu)成的長度測量計10。從管端部檢測器8輸出的管1的管端部檢測信號被輸入到軋制控制器7及定時運算器6。另外，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值和從長度測量計10輸出的管1的長度測定值被輸入到定時運算器6。
由輥驅(qū)動馬達3經(jīng)減速器31驅(qū)動配置在各軋制機2上的軋輥21。在多個軋制機2內(nèi)從第1軋制機(配置在最上游側(cè)的軋制機)開始數(shù)，例如在第奇數(shù)個軋制機2的輥驅(qū)動馬達3上配置有檢測輥驅(qū)動馬達3的驅(qū)動電流的電流檢測器32和檢測轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測器33(本發(fā)明并不限于此，也可采用在其他規(guī)定軋制機或全部軋制機的輥驅(qū)動馬達3上設置電流檢測器32及轉(zhuǎn)速檢測器33的結(jié)構(gòu))。電流檢測器32及轉(zhuǎn)速檢測器33的檢測信號被分別輸入到進行輥驅(qū)動馬達3的驅(qū)動控制的馬達驅(qū)動控制器4。從軋制控制器7向馬達驅(qū)動控制器4輸入軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始信號，馬達驅(qū)動控制器4根據(jù)前述轉(zhuǎn)速控制開始信號，進行輥驅(qū)動馬達3的轉(zhuǎn)速控制。另外，電流檢測器32及轉(zhuǎn)速檢測器33的檢測信號經(jīng)馬達驅(qū)動控制器4還被輸入到軋制轉(zhuǎn)矩運算器5中。
軋制轉(zhuǎn)矩運算器5起到了作為對管的管端部到達本發(fā)明中的規(guī)定軋制機的情況進行檢測的檢測裝置的功能。在軋制轉(zhuǎn)矩運算器5中，根據(jù)從馬達驅(qū)動控制器4輸入的驅(qū)動電流以及轉(zhuǎn)速的檢測信號算出軋制轉(zhuǎn)矩，并將該算出的軋制轉(zhuǎn)矩的信號輸出到定時運算器6。前述算出的軋制轉(zhuǎn)矩信號、來自管端部檢測器8的管端部檢測信號、從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值、從長度測量計10輸出的管1的長度測定值以及來自軋制控制器7的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始信號被輸入到定時運算器6中，根據(jù)這些輸入信號運算前述轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正量，并將該運算結(jié)果作為修正信號輸出到軋制控制器7中。
來自管端部檢測器8的管端部檢測信號及來自定時運算器6的修正信號被輸入到軋制控制器7。并且，將輸入了來自管端部檢測器8的管端部檢測信號的時刻作為起點開始計時，當該計時結(jié)果達到所存儲的各軋制機2的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值時，將轉(zhuǎn)速控制開始信號輸出到各馬達驅(qū)動控制器4及各定時運算器6中。各馬達驅(qū)動控制器4根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)速控制開始信號，降低輥驅(qū)動馬達3的轉(zhuǎn)速。此外，根據(jù)從定時運算器6輸入的修正信號修正轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，作為軋制下一個管1時使用的設定值進行存儲。
以下，適當參照圖5、圖6及前述的圖3，具體說明在定時運算器6中根據(jù)以下信號運算前述轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正量(轉(zhuǎn)速控制開始時刻的修正量)的方法，其中，上述信號為來自軋制轉(zhuǎn)矩運算器5的軋制轉(zhuǎn)矩信號、來自管端部檢測器8的管端部檢測信號、從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值、從長度測量計10輸出的管1的長度測定值以及來自軋制控制器7的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始信號。此外，與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法是如下的結(jié)構(gòu)考慮基于管1的管端部的壁厚測定值的修正量(以下適當?shù)胤Q為“基于壁厚結(jié)果的修正量”)、和基于軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管1的管端部實際到達的時刻之間的預測誤差的修正量(以下適當?shù)胤Q為“基于預測誤差的修正量”)這兩個修正量，運算轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正量。以下，對各修正量依次進行說明。
(1)基于壁厚結(jié)果的修正量首先，最初說明基于壁厚結(jié)果的修正量。圖5是表示從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值(管圓周方向的平均壁厚)的一例的圖。定時運算器6首先最初根據(jù)從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值和從長度測定計10輸出的管1的長度測定值，算出由下述的式(1)表示的在管1的中間部的長度為Lm處的平均壁厚tm。
Lm＝L-(Lct+Lt+Lcb+Lb) ……(1)在此，在上述式(1)中，L表示在管1的定徑軋制機出口側(cè)的長度，Lct表示按照管1的種類、尺寸而預先確定的管1前端部的切料頭(crop)長度，Lt表示預先確定的管1的產(chǎn)品部前端長度、Lcb表示預先確定的管1的后端部的切料頭長度，Lb表示預先確定的管1的產(chǎn)品部后端長度。此外，產(chǎn)品部前端長度Lt及產(chǎn)品部后端長度Lb，例如是相對于在管1的定徑軋制機出口側(cè)的長度(或者目標長度)具有規(guī)定比例的長度，或者是與管1的長度無關(guān)而固定的長度。
(1-1)當在壁厚測定值中存在超出上限值的值、且不存在不到下限值的值時其次，在相當于上述產(chǎn)品部前端長度Lt的管1的部位內(nèi)，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中存在超過上限值(＝tm+tup)的值、且不存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6算出前端部增加壁厚長度Lzt。在此，tup和tlo是預先確定的值。另外，如圖5(a)所示，前端部增加壁厚長度Lzt表示從相當于管1的產(chǎn)品部前端長度Lt的部位的最內(nèi)側(cè)來看，從平均壁厚tm初次僅增加了tup的壁厚的部位到從管1的前端開始向內(nèi)側(cè)只進入切料頭長度Lct部分的部位為止的長度。同樣，在相當于上述產(chǎn)品部后端長度Lb的管1的部位內(nèi)，當從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中存在超過上限值(＝tm+tup)的值、且不存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6算出后端部增加壁厚長度Lzb。后端部增加壁厚長度Lzb表示從相當于管1的產(chǎn)品部后端長度Lb的部位的最內(nèi)側(cè)來看，從平均壁厚tm初次僅增加了tup的壁厚的部位到從管1的后端開始向內(nèi)側(cè)只進入切料頭長度Lcb部分的部位為止的長度。此外，上述tup、tlo的值在管1的前端部和后端部既可以采用相同的值，也可以采用不同的值。
并且，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出將由下述式(2)表示的ΔTt1作為基于壁厚結(jié)果的修正量的修正信號。
ΔTt1＝Kt·Lzt·L0/L/V0……(2)在此，在上述式(2)中，Kt表示設定為0～1的值的常數(shù)(權(quán)重)，L0表示管1在定徑軋制機入口側(cè)的長度(可通過在定徑軋制機入口側(cè)配置長度測量計進行測定，或者可在位于定徑軋制機的前級的工序中測量長度來進行測定)，V0表示在定徑軋制機入口側(cè)的管1的速度(可通過在定徑軋制機入口側(cè)配置速度計進行測定，除此之外，也可通過配置2臺前述管端部檢測器8，并將各管端檢測器8的間隔距離除以檢測時間的差，從而進行測定)。
此外，由于L/L0表示根據(jù)定徑軋制機的管1的拉伸率(管長延長的比例)，因此將前端部增加壁厚長度Lzt除以L/L0的值(＝Lzt·L0/L)相當于前端部增加壁厚長度的定徑軋制機入口側(cè)的長度。并且，將這樣的前端部增加壁厚長度的定徑軋制機入口側(cè)的長度除以在定徑軋制機入口側(cè)的管1的速度V0的值(＝Lzt·L0/L/V0)，表示相當于前端部增加壁厚長度的部位產(chǎn)生的時間。因而，設由上述式(2)表示的ΔTt1為修正量，如后所述，如果在對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻上一律加上前述修正量ΔTt1(使轉(zhuǎn)速控制開始時刻僅延遲ΔTt1)而軋制下一個管1，則能夠抑制相當于前端部增加壁厚長度的部位的產(chǎn)生。
另一方面，在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出將由下述式(3)表示的ΔTb1作為基于壁厚結(jié)果的修正量的修正信號。
ΔTb1＝-Kb·Lzb·L0/L/V0……(3)在此，在上述式(3)中，Kb表示設定為0～1的值的常數(shù)(權(quán)重)。
此外，與前述管1的前端部的情況相同，Lzb·L0/L/V0表示相當于后端部增加壁厚長度Lzb的部位產(chǎn)生的時間。因而，設由上述式(3)所示的ΔTb1為修正量，如后所述，如果在對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻上一律加上前述修正量ΔTb1(使轉(zhuǎn)速控制開始時刻僅提前相當于ΔTb1的絕對值的時間)而軋制下一個管1，則能夠抑制相當于后端部增加壁厚長度的部位的產(chǎn)生。
(1-2)在壁厚測定值中存在不到下限值的值時另一方面，在相當于上述產(chǎn)品部前端長度Lt的管1的部位內(nèi)，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6算出前端部減去壁厚長度Lgt。在此，如圖5(b)所示，前端部減去壁厚長度Lgt表示從相當于管1的產(chǎn)品部前端長度Lt的部位的最內(nèi)側(cè)來看，從平均壁厚tm初次僅減少了tlo的壁厚的部位到從管1的前端向內(nèi)側(cè)只進入切料頭長度Lct部分的部位為止的長度。同樣，在相當于上述產(chǎn)品部后端長度Lb的管1的部位內(nèi)，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6算出后端部減少壁厚長度Lgb。后端部減少壁厚長度Lgb表示從相當于管1的產(chǎn)品部后端長度Lb的部位的最內(nèi)側(cè)來看，從平均壁厚tm初次僅減少了tlo的壁厚的部位到從管1的后端向內(nèi)側(cè)只進入切料頭長度Lcb部分的部位為止的長度。
并且，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出將由下述式(4)表示的ΔTt1作為基于壁厚結(jié)果的修正量的修正信號。
ΔTt1＝-Kt·Lgt·L0/L/V0 ……(4)另一方面，在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出將由下述式(5)表示的ΔTb1作為基于壁厚結(jié)果的修正量的修正信號。
ΔTb1＝Kb·Lgb·L0/L/V0 ……(5)(1-3)在壁厚測定值中不存在超出上限值的值、且也不存在不到下限值的值時在相當于上述產(chǎn)品部前端長度Lt的管1的部位內(nèi)，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中不存在超出上限值(＝tm+tup)的值、且不存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6不需要關(guān)于基于壁厚結(jié)果的修正量進行轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正(即，基于壁厚結(jié)果的修正量ΔTt1＝0的修正信號被輸出到軋制控制器7)而結(jié)束運算。同樣，在相當于上述產(chǎn)品部后端長度Lb的管1的部位內(nèi)，從厚度計9輸出的管1的壁厚測定值中不存在超出上限值(＝tm+tup)的值、且不存在不到下限值(＝tm-tlo)的值時，定時運算器6不需要關(guān)于基于壁厚結(jié)果的修正量進行轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正(即，基于壁厚結(jié)果的修正量ΔTb1＝0的修正信號被輸出到軋制控制器7)而結(jié)束運算。
(2)基于預測誤差的修正量其次，說明基于預測誤差的修正量。定時運算器6將從管端部檢測器8向定時運算器6輸入了管端部(前端部或者后端部)檢測信號的時刻作為起點而開始計時，根據(jù)從軋制轉(zhuǎn)矩運算器5輸入的軋制轉(zhuǎn)矩信號的變動狀態(tài)，檢測管1的管端部(前端部或后端部)實際到達規(guī)定軋制機2(在本實施方式中為第奇數(shù)個軋制機)的時刻(是將輸入了管端部檢測信號的時刻作為起點的經(jīng)過時間，以下適當?shù)胤Q為“實測時間”)。此外，關(guān)于根據(jù)所輸入的軋制轉(zhuǎn)矩信號的變動狀態(tài)來檢測管1的管端部實際到達規(guī)定軋制機2的時刻的具體方法，由于與前述專利文獻1記載的內(nèi)容相同，因此在本說明書中省略其詳細說明。另一方面，定時運算器6檢測將從管端部檢測器8向定時運算器6輸入了管端部檢測信號的時刻作為起點、到輸入來自軋制控制器7的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始信號為止的經(jīng)過時間(以下，適當?shù)胤Q為“預測時間”)，算出該預測時間與前述實測時間之間的預測誤差Yj。
在定時運算器6中，首先根據(jù)以橫軸X為軋制機號、縱軸Y為預測時間與實測時間之間的預測誤差而繪出的多個數(shù)據(jù)(i，Yi)(參照圖3)，算出X和Y的相關(guān)系數(shù)R(圖6的S1)，判斷算出的相關(guān)系數(shù)R是否小于或等于預先確定的規(guī)定值(圖6的S2)。
在此，如果相關(guān)系數(shù)R小于或等于規(guī)定值，則判斷為預測誤差Yi僅包含有前述軋制機主要外因預測誤差成分，根據(jù)(i，Yi)算出以X為變量的Y的一次遞歸式(圖6的S3)。其次，設算出的一次遞歸式的Y截段為在第1軋制機中的預測時間與實測時間之間的預測誤差T0’(參照圖6的S4、圖3)。其次，關(guān)于檢測出實測時間的軋制機，比較預測誤差Yi和預測誤差T0’的差的平方和∑(Yi-T0’)2、與預測誤差Yi的平方和∑(Yi)2(圖6的S5)，如果∑(Yi-T0’)2≥∑(Yi)2，則不需要關(guān)于基于預測誤差的修正量進行轉(zhuǎn)速控制開始信號的修正而結(jié)束運算。更具體地說，如果對管1的前端部的預測誤差Yi滿足上述條件，則在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTt2＝0的修正信號。同樣，如果對管1后端部的預測誤差Yi滿足上述條件，則在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTb2＝0的修正信號。
另一方面，如果∑(Yi-T0’)2＜∑(Yi)2，則定時運算器6對預測誤差T0’乘以第1權(quán)重(0～1的值，例如0.5)，并向軋制控制器7輸出將乘以該第1權(quán)重的預測誤差T0’作為修正量的修正信號(圖6的S6)。更具體地說，如果對管1的前端部的預測誤差Yi滿足上述條件，則在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTt2＝-(第1權(quán)重)·T0’的修正信號。在軋制控制器7中，在各軋制機2的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，基于前述預測誤差的修正量ΔTt2一律被進行加法運算(減去乘以第1權(quán)重的預測誤差T0’)，在軋制下一個管1時使用(圖6的S6)。同樣，如果對管1的后端部的預測誤差Yi滿足上述條件，則在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTb2＝-(第1權(quán)重)·T0’的修正信號。
另一方面，當相關(guān)系數(shù)R大于規(guī)定值時，判斷為預測誤差Yi包含有前述軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分這兩方面，定時運算器6與先前同樣，根據(jù)(i，Yi)算出一次遞歸式(圖6的S7)，設算出的一次遞歸式的Y截段為第1軋制機中的預測時間與實測時間之間的預測誤差T0’(參照圖6的S8、圖3)。然后，對預測誤差T0’乘以第1權(quán)重(0～1的值，例如為0.5)，向軋制控制器7輸出將乘以該第1權(quán)重的預測誤差T0’作為修正量的修正信號(圖6的S9)。在軋制控制器7中，從各軋制機2的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻一律減去前述修正量(圖6的S9)。換句話說，通過圖6的S9所示的處理，修正預測誤差Yi中所包含的軋制機主要外因預測誤差成分。并且，在定時運算器6中，根據(jù)前述算出的一次遞歸式，算出在第2軋制機以后的各軋制機(第i軋制機)中的預測時間與實測時間之間的預測誤差Yi’(參照圖6的S10、圖3)，對從Yi’減去T0’后的值(該值相當于關(guān)于管的管端部從第1軋制機至到達第i軋制機為止的預測時間∑Tj(j＝1～i-1，i≥2)的預測誤差成分∑Tj’)乘以第2權(quán)重(0～1的值，例如0.5)，向軋制控制器7輸出將乘以該第2權(quán)重的值作為修正量的修正信號(圖6的S11)。在軋制控制器7中，從在對下一個管的各軋制機(第i軋制機)中的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻進一步減去前述修正量(圖6的S11)。換句話說，通過圖6的S11所示的處理，修正預測誤差Yi中所包含的軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分。
即，當關(guān)于管1的前端部的相關(guān)系數(shù)R大于規(guī)定值時，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTt2＝-(第1權(quán)重)·T0’-(第2權(quán)重)·(Yi’-T0’)的修正信號。同樣，當關(guān)于管1的后端部的相關(guān)系數(shù)R大于規(guī)定值時，在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，定時運算器6向軋制控制器7輸出基于預測誤差的修正量ΔTb2＝-(第1權(quán)重)·T0’-(第2權(quán)重)·(Yi’-T0’)的修正信號。
此外，在本實施方式中說明了如下的結(jié)構(gòu)根據(jù)以橫軸X為軋制機號i、以縱軸Y為預測時間與實測時間之間的預測誤差Yi而繪出的數(shù)據(jù)(I，Yi)，算出將X作為變量的Y的一次遞歸式，通過該一次遞歸式分離軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因誤差成分。但是本發(fā)明并不限于此，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，根據(jù)數(shù)據(jù)(i，Yi)算出將X作為變量的Y的N(N＞1的整數(shù))次遞歸式，通過該N次遞歸式分離軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分。另外，上述第1權(quán)重和第2權(quán)重在管1的前端部和后端部既可以采用相同的值，也可以采用不同的值。
(3)綜合的修正量在與本實施方式有關(guān)的管端部壁厚控制方法中，考慮以上說明的(1)基于壁厚結(jié)果的修正量和(2)基于預測誤差的修正量這兩方面，對各軋制機2運算此次軋制時設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的修正量。即，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，由下述式(6)表示的ΔTt被作為綜合的修正量，存儲到軋制控制器7。
ΔTt＝αt·ΔTt1+βt·ΔTt2 ……(6)在此，αt為0～1的常數(shù)、βt為βt＝1-αt的常數(shù)。
并且，對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTt被修正(加上修正量ΔTt)，用作軋制下一個管1時的設定值。
同樣，在對與管1的后端部的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，由下述式(7)表示的ΔTb被作為綜合的修正量，存儲到軋制控制器7。
ΔTb＝αb·ΔTb1+βb·ΔTb2 ……(7)在此，αb為0～1的常數(shù)，βt為βt＝1-αb的常數(shù)。
并且，對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTb被修正(加上修正量ΔTb)，用作軋制下一個管1時的設定值。
此外，在本實施方式中，按(1)基于壁厚結(jié)果的修正量、(2)基于預測誤差的修正量的順序進行了說明，但并不意味著必須按照這個順序進行運算，也可以是先運算任意修正量的結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法，基于在定徑軋制機的出口側(cè)測定的管1的管端部的壁厚測定值，修正對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，可期待能夠?qū)τ趯嶋H的管端部壁厚變動，修正為適當?shù)能堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。另外，在主要產(chǎn)生原因不同的2個預測誤差成分(軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因誤差預測成分)中分離預測誤差，分別對兩個誤差預測成分附加權(quán)重(也可以使分別附加到兩個誤差預測成分的第1和第2權(quán)重相互不同)而提供給軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的修正，因此，即使對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管1的管端部實際到達前述各軋制機2的時刻之間的預測誤差是伴隨該預測誤差的主要產(chǎn)生原因的變動而隨機變化的狀況，也能夠適當?shù)匦拚堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。因而，可有效地抑制由定徑軋制機軋制的管1的管端部壁厚不合格。
第2實施方式與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法是僅使用了基于前述第1實施方式中的壁厚結(jié)果的修正量的結(jié)構(gòu)。即，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，ΔTt＝ΔTt1(即，在前述式(6)中αt＝1、βt＝0)被作為綜合修正量，存儲到軋制控制器7。并且，對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTt被修正(加上修正量ΔTt)，用作軋制下一個管1時的設定值。同樣，在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，ΔTb＝ΔTb1(即，在前述式(7)中αb＝1、βb＝0)被作為綜合修正量，存儲到軋制控制器7。并且，對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTb被修正(加上修正量ΔTb)，用作軋制下一個管1時的設定值。
根據(jù)與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法，基于在定徑軋制機的出口側(cè)測定的管1的管端部的壁厚測定值，修正對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，可期待能夠?qū)τ趯嶋H的管端部壁厚變動修正為適當?shù)能堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，并可有效地抑制由定徑軋制機軋制的管1的管端部壁厚不合格。
第3實施方式與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法，是直接使用各軋制機2中的預測時間與實測時間之間的預測誤差Yi作為基于前述第1實施方式中的預測誤差的修正量ΔTt2及ΔTb2的結(jié)構(gòu)(但是在本實施方式中與第1實施方式不同，不僅是第奇數(shù)個軋制機，需要對所有軋制機檢測實測時間)。即，設ΔTt2＝-Yi(關(guān)于前端部的預測誤差)，設ΔTt2＝-Yi(關(guān)于后端部的預測誤差)，根據(jù)前述式(6)及(7)運算修正量。
根據(jù)與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法，不僅使用在定徑軋制機的出口側(cè)測定的管1的管端部的壁厚測定值，還使用對各軋制機2設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管1的管端部實際到達各軋制機2的時刻之間的預測誤差，修正軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，因此，與第2實施方式相比，可期待能夠修正為更適當?shù)能堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，并可有效地抑制由定徑軋制機軋制的管1的管端部壁厚不合格。
第4實施方式與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法是僅使用基于前述第1實施方式中的預測誤差的修正量的結(jié)構(gòu)。即，在對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，ΔTt＝ΔTt2(即，在前述式(6)中αt＝0、βt＝1)被作為綜合的修正量，存儲到軋制控制器7。并且，對與管1的前端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTt被修正(加上修正量ΔTt)，用作軋制下一個管1時的設定值。同樣，在對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，ΔTb＝ΔTb2(即，在前述式(7)中αb＝0、βb＝1)被作為綜合的修正量，存儲到軋制控制器7。并且，對與管1的后端部相關(guān)的各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的設定值，根據(jù)前述存儲的修正量ΔTb被修正(加上修正量ΔTb)，用作軋制下一個管1時的設定值。
根據(jù)與本實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法，將預測誤差分離成在主要產(chǎn)生原因不同的2個預測誤差成分(軋制機主要外因預測誤差成分和軋制機主要內(nèi)因預測誤差成分)，分別對兩個誤差預測成分附加權(quán)重(也可以使分別附加給兩個誤差預測成分的第1和第2權(quán)重相互不同)提供給軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的修正，因此，即使對各軋制機2設定的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管1的管端部實際到達前述各軋制機2的時刻之間的預測誤差是伴隨該預測誤差的主要產(chǎn)生原因的變動而隨機變化的狀況，也能適當?shù)匦拚堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。因而，可有效地抑制由定徑軋制機軋制的管1的管端部壁厚不合格。
圖7是表示評價了預測誤差的結(jié)果的一例，該預測誤差是在應用了與本發(fā)明的第4實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法(軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻修正方法)時的、對規(guī)定的軋制機2修正后的軋輥21的轉(zhuǎn)速控制開始時刻、與管1的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機2的時刻之間的預測誤差。圖7的(a)表示應用了與本發(fā)明的第4實施方式有關(guān)的方法時的預測誤差，(b)表示應用了以往方法時的預測誤差(按照對規(guī)定的軋制機2預先設定的軋輥21的旋轉(zhuǎn)控制開始時刻(包含通過操作員手動介入進行修正的情況)、與管1的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機2的時刻之間的預測誤差)。如圖7(a)所示，根據(jù)與本實施方式有關(guān)的方法，可知與應用了以往方法的情況(圖7(b))相比，預測誤差的平均值的絕對值變小且偏差也變小，可適當?shù)匦拚堓?1的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
由此，如圖8所示，與以往相比，可有效地抑制由定徑軋制機軋制的管1的管前端部(除去圖8所示的切料頭部)的壁厚不合格(管端部增厚率)。此外，圖8所示的管端部增厚率是指由(管端部各部位的壁厚-平均壁厚tm)/平均壁厚tm×100(％)表示的值。
另外，評價了應用與本發(fā)明的第1～第4實施方式有關(guān)的定徑軋制控制方法和與比較例有關(guān)的方法時的、對軋制后的管1的壁厚的公差偏離率。更具體地說，在以下的(1)～(6)的條件下，按每個制造批次將50～100根管子分成共計3個制造批次進行定徑軋制，在每一制造批次對軋制后的管前端部(相當于前述切料頭長度Lct及產(chǎn)品部前端長度Lt的部位)的壁厚評價了公差偏離率。此外，公差偏離率是指前端部的平均壁厚超出了(tm-tlo)～(tm-tup)范圍的管的根數(shù)相對于軋制后的管的總根數(shù)的比例。
(1)定徑軋制機入口側(cè)的管尺寸外徑100mm、壁厚6.0～7.0mm(2)定徑軋制機出口側(cè)的管尺寸外徑30mm、壁厚5.0～6.0mm(3)定徑軋制機入口側(cè)的管溫度900～950℃(4)定徑軋制機出口側(cè)的管溫度810～860℃(5)定徑軋制機軋制機數(shù)25個軋制機(6)管子材質(zhì)碳鋼在表1中表示評價結(jié)果。此外，表1中的實施例1-1及1-2是與前述第1實施方式對應的定徑軋制控制方法。實施例1-1表示在全部3個制造批次中固定前述式(6)的系數(shù)αt及βt(αt＝βt＝0.5)的例子。實施例1-2表示在同一制造批次內(nèi)固定αt及βt(表1所示的批內(nèi)系數(shù)αt＝0.3、βt＝0.7)，另一方面在制造批次變化的定時使用其他系數(shù)(表1所示的批間系數(shù)αt＝0.7、βt＝0.3)的例子。另外，實施例2是與前述第2實施方式對應的定徑軋制控制方法，實施例3是與前述第3實施方式對應的定徑軋制控制方法，實施例4是與前述第4實施方式對應的定徑軋制控制方法。比較例1是不進行壁厚測定而將在各軋制機中的預測時間與實測時間之間的預測誤差直接用作修正量的方法。比較例2是不進行壁厚測定而通過操作員的手動介入進行修正的方法。
表1

如表1所示，與實施例1及2的方法相比，在實施例4的方法中降低了公差偏離率。特別是，在比較例1的方法中，由于將各軋制機的預測時間與實測時間之間的預測誤差直接用作修正量，因此直接受到實測時間的預測誤差的影響，預測誤差難以收斂，與此相對，在實施例4的方法中，由于使用以一次遞歸式近似修正量，因此可認為難以受到實測時間的測定誤差的影響，結(jié)果降低了公差偏離率。另外，在實施例3的方法中，由于對比較例1的方法附加了基于壁厚結(jié)果的修正，因此與比較例1及2的方法相比可降低公差偏離率。但是，與比較例1的方法同樣，由于將各軋制機中的預測誤差直接用作基于預測誤差的修正量，因此預測誤差難以收斂，結(jié)果公差偏離率也稍微難以收斂。關(guān)于實施例2的方法也實施了基于壁厚結(jié)果的修正，因此與比較例1及2的方法相比可降低公差偏離率。但是，由于沒有實施基于預測誤差的修正，因此與實施例1-1、1-2及3的方法相比公差偏離率難以收斂。在實施例1-1的方法中，實施了基于壁厚結(jié)果的修正以及基于利用一次遞歸式的預測誤差的修正，因此不僅與比較例1及2的方法相比公差偏離率降低，與實施例2～4的方法相比公差偏離率也降低，可迅速地收斂。進而，在實施例1-2的方法中，通過在同一制造批次內(nèi)和制造批次變化的定時使用不同的系數(shù)(在制造批次變化的定時，增大αt的值，使基于壁厚結(jié)果的修正量的貢獻變大)，從而能夠使得比實施例1-1的方法更迅速地收斂公差偏離率。其理由考慮為是因為基于壁厚結(jié)果的修正量依賴于管的尺寸的部分比依賴制造批次的部分大。即，如本實施例那樣，當各制造批次中的管的尺寸相同時，在制造批次變化的定時，設定系數(shù)使得基于壁厚結(jié)果的修正量的貢獻變大，可有效地利用在前面的制造批次中的修正結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種管的定徑軋制控制方法，其特征在于，根據(jù)在定徑軋制機出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述定徑軋制機的規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管的定徑軋制控制方法，其特征在于，包括第1步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；第2步驟，根據(jù)前述算出的預測誤差和在前述定徑軋制機出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管的定徑軋制控制方法，其特征在于，前述第2步驟包括提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取出的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取出的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；根據(jù)在前述定徑軋制機的出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
4.一種管的定徑軋制控制方法，其特征在于，包括算出步驟，算出對定徑軋制機的規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取出的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取出的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
5.一種管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，具有設置在定徑軋制機出口側(cè)的厚度計；定時運算器，根據(jù)由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻；軋制控制器，根據(jù)由前述定時運算器修正的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，控制配置在各軋制機上的軋輥的轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，還具有檢測裝置，該檢測裝置檢測管的管端部到達規(guī)定軋制機的情況，前述定時運算器執(zhí)行包含如下步驟的運算第1步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻與由前述檢測裝置檢測出的管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；第2步驟，根據(jù)前述算出的預測誤差和由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，前述第2步驟包括提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取出的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取出的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；根據(jù)由前述厚度計測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
8.一種管的定徑軋制控制裝置，其特征在于，具有檢測裝置，檢測管的管端部到達定徑軋制機的規(guī)定軋制機的情況；定時運算器，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻；軋制控制器，根據(jù)由前述定時運算器修正的轉(zhuǎn)速控制開始時刻，控制配置在各軋制機上的軋輥的轉(zhuǎn)速，前述定時運算器執(zhí)行包含如下步驟的運算算出步驟，算出對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻、與由前述檢測裝置檢測出的管的管端部實際到達前述規(guī)定軋制機的時刻之間的預測誤差；提取步驟，從前述算出的預測誤差中，提取管的管端部到達第1軋制機為止的第1預測誤差成分、和前述管的管端部到達第1軋制機后的第2預測誤差成分；對前述提取出的第1預測誤差成分附加第1權(quán)重，根據(jù)附加了該第1權(quán)重的第1預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟；對前述提取出的第2預測誤差成分附加第2權(quán)重，根據(jù)附加了該第2權(quán)重的第2預測誤差成分，修正對前述規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻的步驟。
全文摘要
一種管的定徑軋制控制方法，在定徑軋制機的各軋制機(2)軋制管(1)的管端部時，控制配設在該各軋制機上的軋輥(21)的轉(zhuǎn)速，其中，根據(jù)在定徑軋制機出口側(cè)測定的管的管端部的壁厚測定值，修正對規(guī)定軋制機設定的軋輥的轉(zhuǎn)速控制開始時刻。
文檔編號B21B37/18GK1909987SQ20058000283
公開日2007年2月7日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者稻毛孝光, 岡山史生 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社