無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置及方法、和無(wú)縫管制造設(shè)備制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置及方法、和無(wú) 縫管制造設(shè)備。該無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置可以在操作無(wú)縫 管制造設(shè)備的過程中快速修正制造條件。本發(fā)明專利技術(shù)的無(wú)縫管的制 造狀況監(jiān)控裝置(20)包括：超聲波測(cè)厚計(jì)(4)，其被配置在 對(duì)鋼坯(B)進(jìn)行穿孔軋制來(lái)制造管(S)的穿軋機(jī)(10)的輸 出側(cè)，用于測(cè)量由穿軋機(jī)(10)制造出的管(S)的壁厚；溫 度計(jì)(5)，其被設(shè)置在穿軋機(jī)(10)的輸出側(cè)，用于測(cè)量由穿 軋機(jī)(10)制造出的管(S)的表面溫度；運(yùn)算顯示部件(6)， 其根據(jù)由超聲波測(cè)厚計(jì)(4)測(cè)得的管(S)的壁厚以及由溫度 計(jì)(5)測(cè)得的管(S)的表面溫度，顯示管(S)的周向的壁 厚分布以及管(S)的周向的表面溫度分布。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置及方法、和應(yīng)用了 該制造狀況監(jiān)控裝置的無(wú)縫管制造設(shè)備。特別是，本專利技術(shù)涉及 通過在穿軋機(jī)輸出側(cè)測(cè)量由穿軋機(jī)(穿軋機(jī))制造的管的偏心 偏厚且判斷該偏心偏厚的產(chǎn)生原因、從而可以快速修正在操作 無(wú)縫管制造設(shè)備過程中的制造條件的無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝 置及方法、和應(yīng)用了該制造狀況監(jiān)控裝置的無(wú)縫管制造設(shè)備。
技術(shù)介紹
在以滿內(nèi)斯曼一芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)方式制造無(wú)縫管時(shí)，首 先利用旋轉(zhuǎn)爐底式加熱爐加熱原料鋼坯，之后將該加熱后的原 料鋼坯依次供給到軋制生產(chǎn)線上。具體而言，利用穿軋機(jī)使用 穿孔頂頭和軋輥來(lái)對(duì)鋼坯進(jìn)行穿孔軋制從而制造空心管坯。接 下來(lái)，將芯棒呈串狀插入上述空心管坯的內(nèi)表面中，利用由多 個(gè)機(jī)架構(gòu)成的芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)以孔式軋輥限制外表面而對(duì)上 述空心管坯進(jìn)行延伸軋制，從而減小壁厚直到規(guī)定壁厚。之后， 拔出芯棒，利用定徑軋機(jī)將上述壁厚減小了的管坯定徑軋制成 規(guī)定外徑從而獲得制品。圖l是表示穿軋機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的圖，圖1 ( a)表示側(cè)視圖， 圖l (b)表示俯視圖。另外，在圖l (b)中省略表示穿孔頂頭。 如圖l所示，穿軋機(jī)10包括相互傾斜而成的一對(duì)軋輥la、lb這樣構(gòu)成它們的軸向纟皮設(shè)定成側(cè)一見呈相互平行或者以^見定 的交叉角交叉、而俯視為沿相互反向傾斜傾斜角FA地配置，并 且一對(duì)軋輥la、 lb彼此沿相同的方向旋轉(zhuǎn)。穿孔頂頭3配置在一對(duì)軋輥la、 lb之間。為了采用具有上述結(jié)構(gòu)的穿軋機(jī)10來(lái)對(duì)實(shí)心的鋼坯B進(jìn)行 穿孔軋制，首先將鋼坯B供給到一對(duì)軋輥la、 lb之間。在鋼坯 B被夾入到一對(duì)軋輥la、 lb間之后，利用軋輥la、 lb的摩〗察力 使驅(qū)動(dòng)鋼坯B旋轉(zhuǎn)的力和驅(qū)動(dòng)鋼坯B沿軸向前進(jìn)的力同時(shí)作用 在鋼坯B上。然后，直到鋼坯B到達(dá)穿孔頂頭3的頂端之前，利 用軋輥la、 lb使壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力交替地連續(xù)作用(旋轉(zhuǎn)鍛 造效果)于鋼坯B的中心部，形成易于開孔的狀態(tài)。在鋼坯B 碰到穿孔頂頭3時(shí)，在鋼坯B的中心部開孔，之后鋼坯B每旋轉(zhuǎn) 半圈都在軋輥la、 lb與穿孔頂頭3之間接受壁厚加工，獲得管 (空心管坯)S。在如上所述的利用穿軋機(jī)10進(jìn)行的穿孔軋制過程中，所制 造的管S甚至最終制品的尺寸精度涉及的最大問題是偏心偏厚 (初級(jí)偏厚)的產(chǎn)生。圖2是用于說(shuō)明偏心偏厚的管的剖視圖。如圖2所示，所謂的偏心偏厚是指，因管S的外表面的中心 Cl與內(nèi)表面的中心C2發(fā)生偏心(錯(cuò)位)而產(chǎn)生的管S的周向的 偏厚(壁厚變化)，管S的壁厚是以360。周期沿周向變化的偏厚。為了快速修正穿軋機(jī)等無(wú)縫管制造設(shè)備的制造條件來(lái)快 速抑制該偏心偏厚的產(chǎn)生，有效方法是在穿軋機(jī)的輸出側(cè)等 軋軋生產(chǎn)線上實(shí)際測(cè)量管的周向的壁厚分布，將該測(cè)量結(jié)果反 應(yīng)到制造條件的修正上。作為在軋制生產(chǎn)線上測(cè)量管的周向的壁厚分布的方法，公 知的有采用Y射線測(cè)厚計(jì)的方法。但是，由于Y射線測(cè)厚計(jì)采 的原理是根據(jù)在管上透過的Y射線的衰減量來(lái)測(cè)量壁厚，因此 存在在穿孔頂頭、芯棒那樣的工具插入管內(nèi)的狀態(tài)下無(wú)法測(cè)量 穿軋機(jī)的輸出側(cè)、以及芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)的輸入側(cè)那樣的位置的壁厚的制約。因此，以往提出了這樣一種方法在管內(nèi)并未插入有工具 的芯棒式無(wú)縫管軋機(jī)的輸出側(cè)、以及定徑軋機(jī)的輸入側(cè)或輸出 側(cè)配置Y射線測(cè)厚計(jì)而從管截面的多個(gè)方向測(cè)量壁厚，根據(jù)該 測(cè)量結(jié)果設(shè)定、修正制造條件(例如、參照日本特開平8-71616 號(hào)公報(bào))。但是，在采用Y射線測(cè)厚計(jì)的測(cè)量方法中，在y射線測(cè)厚 計(jì)的芯與管的芯之間存在錯(cuò)位時(shí)，測(cè)得的壁厚分布、特別是偏 心偏厚會(huì)有很大誤差。另外，所謂的Y射線測(cè)厚計(jì)的芯是虛擬 的芯，例如在"鐵與鋼"(第70年第9號(hào)第1139頁(yè)~第1145頁(yè)) 所公開的多光束方式的Y射線測(cè)厚計(jì)的情況下，是指用于測(cè)量 管的壁厚的各位置(從多個(gè)方向照射的各Y射交叉的位置)的 重心位置。由于在軋制生產(chǎn)線上，上述芯錯(cuò)位是不可避免的， 因此實(shí)際上直到軋制后的離線檢查都難以高精度地測(cè)量偏心偏 厚。因而，實(shí)際情況是在離線檢查的結(jié)果出來(lái)之前只能等待， 無(wú)法在操作無(wú)縫管制造設(shè)備的過程中快速修正制造條件。另外，管的偏心偏厚分為由鋼坯周向的偏熱(溫度變動(dòng)) 導(dǎo)致的偏心偏厚、以及由穿孔頂頭的振擺回轉(zhuǎn)導(dǎo)致的偏心偏厚， 因此為了抑制偏心偏厚，需要根據(jù)各原因修正制造條件。即、 在由鋼坯周向的偏熱導(dǎo)致的偏心偏厚的情況下，需要修正加熱 爐的條件以便實(shí)施均勻加熱。另一方面，在由穿孔頂頭的振擺 回轉(zhuǎn)導(dǎo)致的偏心偏厚的情況下，需要采用修正穿軋機(jī)的軋輥的 芯、或者去除異常的穿孔頂頭等方法。因而，為了在操作無(wú)縫 管制造設(shè)備過程中快速修正制造條件，最好采用不僅可以在軋 制生產(chǎn)線上測(cè)量管的偏心偏厚、而且可以判斷其產(chǎn)生原因的技 術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了解決上述以往技術(shù)的問題而做成的，目的在 于提供 一 種通過在穿軋機(jī)輸出側(cè)測(cè)量由穿軋機(jī)制造的管的偏心 偏厚且判斷該偏心偏厚的產(chǎn)生原因、從而能夠快速修正在操作 無(wú)縫管制造設(shè)備過程中的制造條件的無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝 置及方法、和應(yīng)用了該制造狀況監(jiān)控裝置的無(wú)縫管制造設(shè)備。為了解決上述問題，本專利技術(shù)人進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，首先，替代Y射線測(cè)厚計(jì)，只要采用根據(jù)超聲波的在管內(nèi)表面、 管外表面上的反射時(shí)間差來(lái)測(cè)量壁厚的超聲波測(cè)厚計(jì)，即使在 管內(nèi)插入有穿孔頂頭的狀態(tài)下也能夠高精度地測(cè)量壁厚。其理 由在于，即使在管內(nèi)插入有穿孔頂頭的狀態(tài)下，空氣層介于穿 孔頂頭外表面與管內(nèi)表面之間，因此超聲波在管內(nèi)表面進(jìn)行反 射。另外，在穿軋機(jī)的輸出側(cè)，管沿周向旋轉(zhuǎn)，因此只需能測(cè) 量管的周向的l處壁厚地配置超聲波測(cè)厚計(jì)，就能測(cè)量管的周 向的壁厚分布。本專利技術(shù)人根據(jù)上述見解想到了只要采用超聲波 測(cè)厚計(jì)，不僅可以測(cè)量以往的Y射線測(cè)厚計(jì)無(wú)法測(cè)量的穿軋機(jī) 的輸出側(cè)上的管的周向壁厚分布，甚至還可以測(cè)量偏芯偏厚。接下來(lái)，本專利技術(shù)人潛心研究了判斷偏心偏厚的產(chǎn)生原因的 方法。首先，本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，在鋼坯產(chǎn)生了周向的偏熱的情況 下，由于在其高溫部變形阻力減小，因此穿孔軋制后的管的對(duì) 應(yīng)部位的壁厚容易變薄。相反，與高溫部相比，^f氐溫部上的變 形阻力變大，因此穿孔軋制后的管的對(duì)應(yīng)部位的壁厚比高溫部 更容易變厚。換言之，本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，在由鋼坯的偏熱導(dǎo)致在 管上產(chǎn)生偏心偏厚的情況下，鋼坯周向的偏熱(乃至與此對(duì)應(yīng) 的穿孔軋制后的管的周向的表面溫度分布)與穿孔軋制后的管 的壁厚分布越發(fā)呈現(xiàn)較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系(是管的表面溫度越高 則管的壁厚越薄、管的表面溫度越低則管的壁厚越厚的關(guān)系)。7另外，本專利技術(shù)人還發(fā)現(xiàn)，在管的周向的表面溫度分布與穿孔軋 制后的管的壁厚分布的相關(guān)關(guān)系不足的情況下，能判斷出產(chǎn)生 由穿孔頂頭的振擺回轉(zhuǎn)導(dǎo)致的偏心偏厚。本專利技術(shù)人根據(jù)上述見 解想到，只要在穿軋機(jī)的輸出側(cè)測(cè)量管的周向的表面溫度分布、 并評(píng)價(jià)該表面溫度分布與管的壁厚分布(或者偏心偏厚)的相 關(guān)關(guān)系，則可以判斷偏心偏厚的產(chǎn)生原因。本專利技術(shù)是根據(jù)如上所述的本專利技術(shù)人的見解而完成的。即、 本專利技術(shù)提供一種無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置，其特征在于，包括超聲波測(cè)厚計(jì)，其被配置在對(duì)鋼坯進(jìn)行穿孔軋制來(lái)制造管 的穿軋機(jī)的輸出側(cè)，用于測(cè)量由上述穿軋機(jī)制造處的管的壁厚； 溫度計(jì)，其被設(shè)置在上述穿軋機(jī)的輸出側(cè)，用于測(cè)量由上述穿 軋機(jī)制造出的管的表面溫度；運(yùn)算顯示部件，其根據(jù)由上述超 聲波測(cè)厚計(jì)測(cè)得的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)縫管的制造狀況監(jiān)控裝置，其特征在于，　包括：　超聲波測(cè)厚計(jì)，其被配置在對(duì)鋼坯進(jìn)行穿孔軋制來(lái)制造管的穿軋機(jī)的輸出側(cè)，用于測(cè)量由上述穿軋機(jī)制造出的管的壁厚；　溫度計(jì)，其被設(shè)置在上述穿軋機(jī)的輸出側(cè)，用于測(cè)量由上述穿軋機(jī)制造 處的管的表面溫度；　運(yùn)算顯示部件，其根據(jù)由上述超聲波測(cè)厚計(jì)測(cè)得的管的壁厚以及由上述溫度計(jì)測(cè)得的管的表面溫度，顯示管的周向的壁厚分布以及管的周向的表面溫度分布。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：巖本宏之，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：住友金屬工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP