專利名稱：無縫鋼管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用芯棒式無縫管軋機的無縫鋼管的制造方法上，可抑制圓周方向壁厚差(以下稱“壁厚不均”)的方法。
背景技術(shù)：
在無縫鋼管的制造中，以下述三點為目的、來獲得盡可能控制壁厚不均方法，即，①提高壁厚檢測的合格率，②提高公差范圍內(nèi)薄壁管的成品率，③根據(jù)窄尺寸公差制造來擴大銷售。而且，作為所實施的方法，在使用2軋制機座的芯棒式無縫管軋機的無縫鋼管制造中，例如有特公平5-75485號的提案。
該特公平5-75485號所提出的方法，是在鄰接的2軋制機座的、軋制方向在相互交叉90°的芯棒式無縫管軋機上，不在芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上軋制，其壁厚是在最終軋制機座的上游的2～4個軋制機座上形成。因此，如圖6所示，由于在軸芯方向的壁厚和從軸芯偏移45°方向上的壁厚會產(chǎn)生壁厚不均，所以要對芯棒式無縫管軋機的精加工2～4個軋制機座的工件側(cè)和驅(qū)動側(cè)給與不同的合攏量，幾何學上，圓周方向的壁厚差以最小來設(shè)定。而且，在鄰接的2個軋制機座的軋制方向于相互交叉90°的芯棒式無縫管軋機上，如圖6所示，軸芯方向的壁厚和從軸芯方向偏移45°方向的壁厚上產(chǎn)生的壁厚不均是出于下述理由。
在使用鄰接的2軋制機座的軋制方向呈相互90°交叉的芯棒式無縫管軋機的軋制中，如圖7(a)所示，在把2軋制機座的軋輥1的軸芯孔型半徑作為R1、把芯棒2的外徑作為Db、把軋制的鋼管3的目標加工壁厚作為ts、把軋輥1的軸芯間隔作為G的情況下，軸芯間隔GG＝2R1、目標加工壁厚tsts＝(G-Db)/2是理想的，這時幾何學上的壁厚不均是0。
但是，由于在芯棒2的保有數(shù)上是有限度的，所以，實際上使用同樣外徑的芯棒2可制造幾種壁厚的鋼管3。例如，在使用與理想的外徑不一樣外徑的芯棒2進行軋制時，如圖7(b)所示，在將軋輥1的軸芯間隔設(shè)為Ga來使軋輥兩側(cè)的軸合攏同樣量的情況下，由于只是偏移部分R1-Ga/2使R1的中心偏移變大，所以，圓周方向的壁厚t(θ)以t(θ)＝R1-(2R1-Ga)·cos(θ)/2-(Db/2)來表示。
因此，圓周方向0°位置上的壁厚就可表示為t(0°)＝(Ga/2)-(Db/2)，另外，圓周方向45°位置上的壁厚可表示為t(45°)＝(Ga/2)-(Db/2)+(20.5-1)·(2R1-Ga)/(2·20.5)，被制造的鋼管，從幾何學上會產(chǎn)生t(45°)-t(0°)＝(20.5-1)·(2R1-Ga)/(2·20.5)的壁厚不均。
在上述特公平5-75485號提案的方法中，是在幾何學計算上使壁厚不均縮小，但是，由于設(shè)備的設(shè)置位置偏差或軋輥的偏摩損等，實際上所產(chǎn)生的壁厚不均會大于計算上的壁厚不均。而且，特公平5-75485號所提出的方法，沒有完全考慮在芯棒式無縫管軋機設(shè)定后產(chǎn)生的壁厚不均。
鑒于上述的以往的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無縫鋼管的制造方法，既能夠抑制在芯棒式無縫管軋機的軋制方向上產(chǎn)生的壁厚不均(參照圖8(a))，又能夠抑制在從所述軋制方向偏移的位置上產(chǎn)生的壁厚不均(參照圖8(b))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法，是設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)其測定結(jié)果，至少分別控制芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的各個軋輥的軸的兩端的位置，以調(diào)整所述各軋輥的軸的兩端的合攏量。
而且，這樣，就能夠有效地抑制與軋制方向無關(guān)的、圓周方向任意位置上的壁厚不均。


圖1是由具有連續(xù)配置帶軋輥的軋制機座的芯棒式無縫管軋機的制造生產(chǎn)線、進行本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法的說明圖。
圖2(a)是圖1中芯棒式無縫管軋機的No.4機座的說明圖，(b)是同一芯棒式無縫管軋機的No.5機座的說明圖，(c)是圖1的熱軋壁厚計的通道方向的說明圖。
圖3是表示熱軋壁厚計的測定結(jié)果一例的附圖，(a)是表示不實施本發(fā)明方法時的例子，(b)是表示實施本發(fā)明方法時的例子。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的、在油缸控制開始形成壁厚不均量遷移的附圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的、在油缸控制開始前后形成壁厚不均量分布附圖。
圖6是說明使用鄰接的2軋制機座的軋制方向相互呈90°交叉的芯棒式無縫管軋機來制造的無縫鋼管壁厚分布的附圖。
圖7是使用鄰接的2軋制機座之軋制方向相互呈90°交叉的芯棒式無縫管軋機來進行軋制時的說明圖，(a)表示壁厚不均為0時的理想的軋制例的附圖，(b)表示產(chǎn)生壁厚不均時的軋制例的附圖。
圖8(a)表示在芯棒式無縫管軋機的軋制方向上產(chǎn)生的壁厚不均的附圖，(b)表示在從軋制方向偏移的位置上產(chǎn)生壁厚不均時的附圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法，是設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)其測定結(jié)果，至少分別控制芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的軋輥各個軸的兩端位置，以便使壁厚不均達到最小。根據(jù)本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法，通過測定被制造的鋼管圓周方向多點上的壁厚，并且可分別反饋控制芯棒式無縫管軋機的至少最終軋制機座上的軋輥各個軸的兩端位置，以便使壁厚的厚部分變薄、使壁厚的薄部分變厚，這樣，能有效抑制與軋制方向無關(guān)的、圓周方向任意位置上的壁厚不均。
在本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法中，被制造的鋼管圓周方向上的壁厚測定無論是停機還是不停機，從生產(chǎn)效率的觀點出發(fā)，當然希望在不停機時測定壁厚。另外，在停機狀態(tài)下測定壁厚時，例如，在軋制中對鋼管的管頂實施劃線，切斷后，以所述劃線為基準來測定圓周方向的壁厚。
另外，本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法中所講的“分別”，不僅限于完全控制上輥及下輥兩軋輥上各個輥的各自軸的兩端位置的情況，也包括控制一個軋制機座的至少一個輥上的軸的、至少一端位置或兩端位置的情況。而且，其控制方向也不僅限于在輥的兩側(cè)朝相反方向進行控制，也包括朝同方向進行控制。
實施例以下，參照圖1及圖2所示的實施例來詳細說明本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法。
圖1是本發(fā)明的無縫鋼管的制造方法的說明圖，是將具有形成孔型的軋輥的軋制機座、連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機的制作生產(chǎn)線的概略圖，圖2(a)是圖1中的芯棒式無縫管軋機No.4機座的說明圖，(b)是同一芯棒式無縫管軋機No.5機座的說明圖，(c)是圖1的熱軋壁厚計的通道方向的說明圖。
在圖1中，11是將軋制方向以例如每90°不同地從No.1到No.5連續(xù)配置機座111～115的芯棒式無縫管軋機，12是從No.1到No.12由軋制機座121～1212構(gòu)成的定徑機，在該定徑機12的No.12機座1212的出口側(cè)，例如如圖2(c)所示，配制了具備8通道的、在圓周方向的各點上的檢測位置的熱軋壁厚計13。
而且，在本發(fā)明中，通過該熱軋壁厚計13，對由所述芯棒式無縫管軋機11及定徑機12制造的鋼管14圓周方向上的壁厚在不停機狀態(tài)下進行測定。
測定后的壁厚被送到控制裝置15中，在該控制裝置15中，例如，把構(gòu)成一對芯棒式無縫管軋機11上的最終軋制機座的No.4機座114和No.5機座115上的軋輥的、在圖2(a)(b)中用粗箭頭表示的方向的兩側(cè)軸的合攏量，根據(jù)該測定壁厚，按以下說明進行分別計算，并對No.4機座114和No.5機座115進行反饋控制。
以下，對使用控制裝置15進行計算而求出的芯棒式無縫管軋機11的No.4機座114、No.5機座115上的軋輥兩側(cè)的軸合攏量進行說明。
即，由配置在構(gòu)成No.4機座114軋輥的上輥11a兩側(cè)的油缸11aa、11ab所形成的合攏量，對圖2(c)所示的1～8通道中的、上述上輥11a的壁厚軋制范圍內(nèi)的3、4、5通道方向的壁厚測定結(jié)果進行反饋控制。另外，由配置在下輥11b兩側(cè)上的油缸11ba、11bb形成的合攏量，對上述下輥11b的壁厚軋制范圍內(nèi)的1、8、7通道方向的壁厚測定結(jié)果進行反饋控制。
另外，由配置在構(gòu)成No.5機座115的孔型的上輥11c兩側(cè)的油缸11ca、11cb形成的合攏量，對上述上輥11c的壁厚軋制范圍內(nèi)的1、2、3通道方向的壁厚測定結(jié)果進行反饋控制。另外，下輥11d兩側(cè)的合攏量，對上述下輥11d的壁厚軋制范圍內(nèi)的5、6、7通道方向的壁厚測定結(jié)果進行反饋控制。
而且，在控制裝置15中，如下所述來決定其合攏量。
(9)由配置在No.5機座115的上輥11c兩側(cè)的油缸11ca、11cb形成的合攏量的計算。
在將1～8通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)設(shè)為wt1～wt8時，該1～8通道的壁厚測定數(shù)據(jù)的平均值wtave，可以用wtave＝(wt1+wt2+…+wt8)/8來表示。
因此，當把作為上輥11c的壁厚軋制范圍中心的2通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt2與上述壁厚測定數(shù)據(jù)的平均值wtave之差(wt2-wtave)設(shè)為dwt2、把作為上輥11c的壁厚軋制范圍兩端的1通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt1與3通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt3之差(wt1-wt3)設(shè)為dwt13、把開油缸11ca、11cb的方向設(shè)為+、把合攏方向設(shè)為-、把油缸11ca、11cb的控制量分別設(shè)為dca、dcb時，能由以下公式來表示。
Dcb+dca＝-2×dwt2，dcb-dca＝k·dwt13。
而且，k是在根據(jù)幾何學計算、當把油缸間隔設(shè)為L、把輥徑設(shè)為R(分別參照圖2(b))時，為_L/R，不過，根據(jù)芯軸或輥或尺寸的特性，有時按照計算會消除不了壁厚不均。這時，也可以采用加進這些特性經(jīng)驗值的數(shù)值。
因此，當把上述兩個公式展開并加以整理后，油缸11ca的控制量dca為dca＝(-2×dwt2-k·dwt13)/2另外，油缸11cb的控制量dcb為dca＝(-2×dwt2+k·dwt13)/2(2)由配置在No.5機座115的下輥11d兩側(cè)的油缸11da、11db形成的合攏量的計算。
把作為下輥11d的壁厚軋制范圍中心的6通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt6與上述壁厚測定數(shù)據(jù)的平均值wtave之差(wt6-wtave)設(shè)為dwt6、把作為下輥11d的壁厚軋制范圍兩端的5通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt5與7通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt7之差(wt5-wt7)設(shè)為dwt57，和上述同樣，當計算油缸11da、11db的各個控制量dda、ddb時，為dda＝(-2×dwt6+k·dwt57)/2ddb＝(-2×dwt6-k·dwt57)/2(3)由配置在No.4機座114的上輥11a兩側(cè)的油缸11aa、11ab形成的合攏量的計算。
把作為上輥11a的壁厚軋制范圍中心的4通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt4與上述壁厚測定數(shù)據(jù)的平均值wtave之差(wt4-wtave)設(shè)為dwt4、把作為上輥11a的壁厚軋制范圍兩端的3通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt3與5通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt5之差(wt3-wt5)設(shè)為dwt35，和上述同樣，當計算油缸11aa、11ab的各個控制量daa、dab時，為daa＝(-2×dwt4+k·dwt35)/2dab＝(-2×dwt4-k·dwt35)/2(4)由配置在No.4機座114的下輥11b兩側(cè)的油缸11ba、11bb形成的合攏量的計算。
把作為下輥11b的壁厚軋制范圍中心的8通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt8與上述壁厚測定數(shù)據(jù)的平均值wtave之差(wt8-wtave)設(shè)為dwt8、把作為下輥11b的壁厚軋制范圍兩端的7通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt7與1通道方向的壁厚測定數(shù)據(jù)wt1之差(wt7-wt1)設(shè)為dwt71，和上述同樣，當計算油缸11ba、11bb的各個控制量dba、dbb時，為dba＝(-2×dwt8-k·dwt71)/2dbb＝(-2×dwt8+k·dwt71)/2而且，把外徑為435mm、壁厚為19.0mm的坯管，利用圖1所示結(jié)構(gòu)的5機座的芯棒式無縫管軋機，在減厚延伸軋制成外徑為382mm、壁厚為9.0mm后，再由12機座的定徑機整理成外徑為323.9mm、壁厚為9.5mm。在這種情況下，把在實施本發(fā)明的方法時和不實施時、用熱軋壁厚計的測定結(jié)果(鋼管縱向的平均值)的一例由下述表1及圖3來表示。另外，在下述表2中出示了在得到表1所示的結(jié)果時、實施本發(fā)明方法時的芯棒式無縫管軋機No.4機座和No.5機座的油缸控制量。
表1

(單位mm)表2

(單位mm)
如上述表1及圖3所示，通過采用本發(fā)明的方法，壁厚不均量從實施本發(fā)明前的1.46mm(最大壁厚10.21mm-最小壁厚8.75mm＝1.46mm)減少到0.53mm(9.89mm-9.36mm＝0.53mm)。
另外，圖4是表示上述實施例中的芯棒式無縫管軋機的No.4機座和No.5機座按照本發(fā)明的、在油缸控制開始前后時壁厚不均量的遷移圖，圖5是表示同樣的按照本發(fā)明的、在油缸控制開始前后時壁厚不均量的分布圖，不過由此可以判定，通過實施本發(fā)明的方法，能有效地抑制壁厚不均量。
本實施例出示了只是控制作為芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座的最后兩個軋制機座上的軋輥軸兩端的合攏量，不過也可以控制構(gòu)成芯棒式無縫管軋機的其他軋制機座上的軋輥兩側(cè)軸的合攏量。而且，這時，例如可以在最后兩個軋制機座上以80％、在其余的機座上以20％來分配軋制量并進行反饋控制。另外，本實施例還出示了在不停機狀態(tài)下進行壁厚測定，但也可以反饋控制停機狀態(tài)下測定的結(jié)果。
(生產(chǎn)上的可利用性)在本發(fā)明中，測定所制造的鋼管壁厚，至少分別控制成對的最終軋制機座上的軋輥的各個軸的兩端位置，因此，既可以有效地控制在芯棒式無縫管軋機的軋制方向上產(chǎn)生的壁厚不均，又可以有效地控制在從軋制方向偏移的位置上所產(chǎn)生的壁厚不均，這樣，提高了壁厚檢測合格率，也提高了公差范圍內(nèi)薄壁制管的成品率。
權(quán)利要求
1.一種無縫鋼管的制造方法，其特征在于設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)該測定結(jié)果中、至少相當于芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的測定結(jié)果，分別控制所述各軋輥的軸的兩端的位置。
2.一種無縫鋼管的制造方法，其特征在于設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)該測定結(jié)果中、至少相當于芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的測定結(jié)果，求出相當于各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的壁厚不均量，并根據(jù)求出的所述壁厚不均量，分別控制所述各軋輥的軸的兩端的位置。
3.一種無縫鋼管的制造方法，其特征在于設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)該測定結(jié)果中、至少相當于芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的測定結(jié)果，求出相當于各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的壁厚不均量，并作為求出的所述壁厚不均量的函數(shù)，決定分別控制所述各軋輥的軸的兩端的位置的量，并根據(jù)所述決定的控制量來分別控制所述各軋輥的軸的兩端的位置。
4.如權(quán)利要求1～3任一項所述的無縫鋼管的制造方法，其特征在于利用軋制狀態(tài)壁厚計測定軋制后的鋼管圓周方向上多點的壁厚。
全文摘要
一種無縫鋼管的制造方法，其設(shè)置將具有多個軋輥的軋制機座、以互相不同的軋制方向連續(xù)配置多臺的芯棒式無縫管軋機，在這樣的制造生產(chǎn)線上對無縫鋼管進行軋制后，在多點上測定軋制后的鋼管圓周方向上的壁厚，根據(jù)該測定結(jié)果中、至少相當于芯棒式無縫管軋機的最終軋制機座上的各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的測定結(jié)果，求出相當于各軋輥的兩側(cè)的軸的位置周邊及各軋輥的軋制方向位置周邊的壁厚不均量，并根據(jù)求出的所述壁厚不均量，分別控制所述各軋輥的軸的兩端的位置。
文檔編號B21B38/04GK1951588SQ20061016473
公開日2007年4月25日 申請日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者筱木健一, 山根明仁 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社