Способ и устройство для регулирования положений при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке

Способ и устройство для регулирования положений при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, используемой для изготовления бесшовных трубок и труб.

Уровень техники

При изготовлении бесшовных трубок и труб (в дальнейшем упоминаемых только как трубы) способом прошивки на стане Маннесмана для прокатки бесшовных труб на оправке круглую или квадратную заготовку, которые являются исходным материалом, нагревают до температуры в диапазоне от 1200 до 1260°C с помощью нагревательной печи карусельного типа, и затем на прошивном стане прошивают и прокатывают круглую заготовку или квадратную заготовку, чтобы произвести полую трубную заготовку, используя оправку и прокатные валки. Затем в полученное отверстие полой трубной заготовки вставляют стержень оправки путем вкручивания, обычно полую трубную заготовку вытягивают посредством стана для прокатки бесшовных труб на оправке, содержащего от пяти до восьми клетей, в то время как внешняя поверхность полой трубной заготовки находится под действием принудительного движения калиброванных прокатных валков, и поэтому полая трубная заготовка уменьшается до предварительно определенной толщины стенок. Затем после извлечения стержня оправки трубный материал, толщина стенки которого уменьшилась, подвергают процессу калибровки, при помощи чего трубный материал формируют и прокатывают на редукционном стане с предварительно определенным внешним диаметром для получения изделия.

Обычно в качестве стана для прокатки бесшовных труб на оправке используют стан для прокатки бесшовных труб на оправке с двухвалковыми клетями. В стане с двухвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке пара калиброванных прокатных валков, обращенных друг к другу, выполнена в каждой клети, и прокатные валки выполнены так, что направление воздействия у прокатных валков располагается у соседних клетей со сдвигом на 90°. Также иногда применяется стан с четырехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке, в котором четыре калиброванных прокатных валка выполнены в каждой клети так, что угол, образованный направлениями воздействия, составляет 90°. Также известен стан с трехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке. В трехвалковом стане для прокатки бесшовных труб на оправке три калиброванных прокатных валка выполнены в каждой клети так, что угол, образованный направлениями воздействия, составляет 120°, а прокатные валки расположены в положениях прокатки так, что имеется смещение на угол 60° между соседними клетями.

Чтобы обеспечивать точное достижение толщины стенок прокатываемого материала (трубного материала) с целью подавления эксцентриситета толщины стенок, в стане для прокатки бесшовных труб на оправке важно управлять положением при прокатке каждого из прокатных валков, составляющих стан для прокатки бесшовных труб на оправке.

Поэтому в стане с двухвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке используют способ управления положением прокатки, в котором фланцевые участки калиброванных прокатных валков, обращенных друг к другу, приводят в контакт друг с другом одновременно, и на этой стадии положение прокатки каждого прокатного валка устанавливают в нулевую точку (например, см. публикацию заявки на патент Японии №9-174118). Однако в случае стана с трехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке или стана с четырехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке, поскольку имеется множество относительных взаимосвязей среди положений прокатки прокатных валков, нулевую точку невозможно правильно регулировать способом, используемым в стане с двухвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке. Следовательно, имеется проблема, заключающаяся в том, что положением прокатки каждого прокатного валка нельзя управлять надлежащим образом.

Для стана с четырехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке предложен способ, в котором устройство измерения толщины стенок с направленным излучением выполнено на выходной стороне стана для прокатки бесшовных труб на оправке, толщину стенки (суммируемую величину с толщиной стенок на противоположных участках в прокатываемом материале, через который проходит испускаемый луч) прокатываемого материала измеряют устройством измерения толщины стенок, а положение при прокатке прокатного валка регулируют на основании величины измерения (например, см. публикацию заявки на патент Японии №8-71616).

На фиг.1 представлено поясняющее изображение взаимосвязи расположения прокатных валков в трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке. Как показано на фиг.1, в случае трехвалковой клети для прокатки бесшовных труб на оправке, участок прокатываемого материала, противоположный положению, соответствующему участку нижней части калибра каждого прокатного валка, становится положением, соответствующим фланцевому участку другого прокатного валка, и обычно толщина стенки прокатываемого материала имеет тенденцию легко подвергаться воздействию в положении, соответствующем фланцевому участку, в зависимости от условий прокатки. Следовательно, трудно оценить взаимосвязь между толщиной стенки и положением прокатного валка при прокатке.

Поэтому трудно регулировать положение прокатного валка при прокатке, основываясь на величине измерения, даже если суммируемую величину с толщиной стенок на противоположных участках прокатываемого материала, через который проходит испускаемый луч, измеряют радиационным устройством измерения толщины стенок, описанным в публикации заявки на патент Японии №8-71616, а именно, даже если суммируемую величину с толщиной стенок на участках, противоположных друг другу, в прокатываемом материале, через который проходит испускаемый луч (добавочную величину толщины стенки на участке, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, и толщины стенки в положении, соответствующем фланцевому участку другого прокатного валка) измеряют радиационным устройством измерения толщины стенок.

Раскрытие сущности изобретения

Как показано выше, в стане с трехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке, в отличие от стана с двухвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке и стана с четырехвалковыми клетями для прокатки бесшовных труб на оправке, в настоящее время не предложен эффективный способ, в котором обеспечивается точная толщина стенок прокатываемого материала и подавляется эксцентриситет толщины стенок, посредством установки каждого из прокатных валков клетей стана для прокатки бесшовных труб на оправке в надлежащее положение.

Ввиду вышеизложенного задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа и устройства для надлежащего регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковых клетей стана для прокатки бесшовных труб на оправке.

Для решения вышеуказанной задачи, по результатам серьезных исследований, авторами настоящего изобретения предлагается способ регулирования положения каждого прокатного валка при прокатке должным образом для обеспечения точности толщины стенок прокатываемого материала и подавления эксцентриситета толщины стенок при измерении толщины стенок прокатываемого материала в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, в котором можно оценивать взаимосвязь с положением прокатного валка при прокатке, предусматривающий регулирование положения прокатного валка при прокатке на основании величины измерения, отличающийся от известного способа тем, что измеряют добавочную величину толщины стенки на участке, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, и толщину стенки в положении, соответствующем фланцевому участку другого прокатного валка.

То есть настоящее изобретение обеспечивает способ регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковых клетей стана для прокатки бесшовных труб на оправке, отличающийся тем, что предусмотрен первый этап измерения толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, второй этап вычисления отклонения между каждой измеренной толщиной стенки и заданной толщиной стенки и третий этап регулирования положения при прокатке каждого прокатного валка с учетом каждого вычисленного отклонения.

Согласно настоящему изобретению толщину стенки прокатываемого материала измеряют в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, определяют отклонение между каждой измеренной толщиной стенки и заданной толщиной стенки и регулируют положение при прокатке каждого прокатного валка на основании каждого вычисленного отклонения. Отклонение соответствует смещению положения нулевой точки, которое относится к исходной точке регулирования положения каждого прокатного валка, запланированного в режиме прокатки. Следовательно, когда положение валков при прокатке регулируют на основании отклонения так, чтобы отклонение становилось нулевым, положение валков при прокатке можно должным образом отрегулировать для каждого прокатного валка.

Например, для измерения толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, можно применять способ многолучевого радиационного измерения, раскрытый в работе "Iron and Steel (Железо и сталь)" (1970, №9, стр.1139-1145). В способе многолучевого радиационного измерения толщины стенки прокатываемого материала испускаемые лучи располагают так, что они пересекаются друг с другом в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка (в середине толщины стенки в положении, соответствующем участку нижней части калибра).

Фактически, в стане для прокатки бесшовных труб на оправке иногда возникает эксцентричность между центральным положением прокатываемого материала (центром выравнивания прокатываемого материала) и центром тяжести, получаемым в каждом положении (точка пересечения испускаемых лучей в случае, когда применяется многолучевой радиационный способ), при котором измеряют толщину стенки прокатываемого материала.

Фиг.2 представляет изображение, поясняющее наблюдаемую эксцентричность толщины стенки, которая образуется при отклонении прокатываемого материала от центрального положения. Когда возникает отклонение от центрального положения, иногда наблюдается видимое образование эксцентриситета толщины стенки, даже если эксцентриситет толщины стенки фактически не образуется в прокатываемом материале. Хотя фиг.2 показывает толщину стенки всей окружности прокатываемого материала ради удобства, в действительности измеряют только толщину стенки в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка. Такая ошибка измерения толщины стенки иногда приводит к ошибке регулирования положения каждого прокатного валка при прокатке.

Соответственно, способ регулирования положения прокатного валка при прокатке предпочтительно включает в себя этап измерения центрального положения прокатываемого материала, этап вычисления отклонения между измеренным центральным положением и центром тяжести, полученным в каждом положении, в котором измеряют толщину стенки прокатываемого материала на первом этапе, при этом каждую измеренную толщину стенки корректируют на основании вычисленного отклонении, и затем на втором этапе вычисляют отклонение между откорректированной толщиной стенки и заданной толщиной стенки.

Согласно настоящему изобретению измеряют центральное положение прокатываемого материала, вычисляют отклонение между измеренным центральным положением и центром тяжести, полученным в каждом положении, в котором измеряют толщину стенки прокатываемого материала, каждую измеренную толщину стенки корректируют на основании вычисленного отклонения, и вычисляют отклонение между откорректированной толщиной стенки и заданной толщиной стенки. Затем на основании каждой откорректированной толщины стенки регулируют положение валков при прокатке так, чтобы можно было реализовать способ регулирования с более высокой точностью.

Для измерения центрального положения прокатываемого материала, например, измеряют внешний диаметр прокатываемого материала в направлениях, перпендикулярных друг другу и вычисляют координату центрального положения на основании центрального положения внешнего диаметра, измеренного в одном направлении, и центрального положения внешнего диаметра, измеренного в другом направлении (направлении, по существу перпендикулярном первому направлению). Чтобы корректировать каждую измеренную толщину стенки на основании отклонения между измеренным центральным положением и центром тяжести, полученного с каждым положением, в котором измеряют толщину стенки прокатываемого материала, соотношение между отклонением и ошибкой измерения толщины стенки (видимой величиной эксцентриситета толщины стенки) выводят экспериментально или аналогичным образом заранее и на основании этой корреляции корректируют каждую измеренную толщину стенки.

Фиг.3 представляет вид, иллюстрирующий прокатные валки трехвалковых клетей стана для прокатки бесшовных труб на оправке, которые выполнены для регулирования нулевой точки. Как показано на фиг.3, хотя регулирование нулевой точки выполняют в состоянии, когда участки фланцев прокатных валков R1, R2 находятся в соприкосновении друг с другом и в положении, когда участки фланцев прокатных валков R1, R3 находятся в соприкосновении друг с другом в трехвалковой прокатной клети с валками R1, R2, R3 (положение при прокатке каждого прокатного валка смещается только на равное расстояние от положения нулевой точки при прокатке), иногда толщину стенки прокатываемого материала определяют, по существу как такую же величину в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка. Следовательно, положение при прокатки каждого прокатного валка принимают как надлежащее.

Однако, даже если толщину стенки прокатываемого материала измеряют, как по существу такую же величину в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, в случае, показанном на фиг.3, толщина стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку, проходящему к стороне фланцевого участка от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, отличается от толщины стенки в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка. Это отличие в толщине стенки ведет к образованию эксцентриситета толщины стенки в прокатываемом материале.

В результате серьезных исследований способа, обеспечивающего возможность должным образом регулировать положение при прокатке каждого прокатного валка даже в вышеизложенной ситуации, автором настоящего изобретения обнаружено, что положение при прокатке каждого прокатного валка можно должным образом регулировать при обеспечении точной толщины стенки прокатываемого материала и подавлении эксцентриситета в толщине стенки, когда толщину стенок прокатываемого материала измеряют в положениях, которые продолжаются к обеим сторонам фланцевых участков от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, соответственно, и когда положение при прокатке каждого прокатного валка регулируют на основании результатов измерений.

То есть для решения вышеизложенной задачи в настоящем изобретении предлагается способ регулирования положений при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, отличающийся тем, что включает в себя этап измерения толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, наряду с измерением толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка; этап вычисления отклонения между измеренной толщиной стенки в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка, и измеренной толщиной стенки в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка и этап регулирования положения прокатки каждого прокатного валка, основанного на каждом вычисленном отклонении.

Согласно настоящему изобретению толщину стенки прокатываемого материала измеряют в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, наряду с измерением толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка, и положение при прокатке каждого прокатного валка регулируют на основании отклонения между измеренными величинами. Соответственно, даже если положение при прокатке каждого прокатного валка, как рассматривается, представляется надлежащим, поскольку толщину стенки прокатываемого материала измеряют, как по существу такую же величину в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, положение при прокатке можно устанавливать надлежащим.

Величину регулирования положения при прокатке каждого прокатного валка, основанную на отклонении между обеими величинами измерений, можно определять так, что отклонение между обеими величинами измерений становится нулевым на основании геометрического условия положений измерений и величин измерения, и положений нижней части калибра.

Для решения поставленной задачи настоящее изобретение предусматривает устройство, которое регулирует положения прокатки прокатных валков, составляющих трехвалковый стан для прокатки бесшовных труб на оправке, где устройство, отличающееся тем, что оно содержит устройство для измерения толщины стенок, которое обеспечено множеством источников излучения и множеством детекторов, причем множество детекторов выполнены обращенными к источникам излучения через прокатываемый материал, соответственно, устройство измерения толщины стенок измеряет толщину стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, при этом предусмотрено устройство управления положением при прокатки, которое вычисляет отклонение между каждой измеренной толщиной стенки и заданной толщиной стенки, причем устройство управления положением при прокатки на основании каждого вычисленного отклонения управляет каждым устройством приведения в действие прокатного валка.

Предпочтительно устройство, которое регулирует положение при прокатки прокатного валка, включает в себя устройство измерения центрального положения, которое измеряет центральное положение прокатываемого материала, измеряя внешний диаметр прокатываемого материала в направлениях, по существу перпендикулярных друг другу, в котором устройство управления положением вычисляет отклонение между центральным положением, измеренным устройством измерения центрального положения, и центром тяжести, который является точкой пересечения испускаемых лучей от множества источников излучения, составляющих устройство измерения толщины стенок, устройство управления положением при прокатке корректирует каждую измеренную толщину стенки на основании вычисленного отклонения, и затем устройство управления положением при прокатке вычисляет отклонение между каждой откорректированной толщиной стенки и заданной толщиной стенки.

Для решения поставленной задачи настоящее изобретение также обеспечивает аппаратуру, которая регулирует положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, при этом устройство отличается тем, что включает в себя устройство измерения толщины стенок, которое снабжено множеством источников излучения и множеством детекторов, причем множество детекторов выполнены обращенными к источникам излучения через прокатываемый материал, соответственно, устройство измерения толщины стенок, измеряющее толщину стенки прокатываемого материала в каждом положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, наряду с измерением толщины стенки прокатываемого материала в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка и устройство управления положением при прокатке, которое вычисляет отклонение между измеренной толщиной стенки в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка, и измеренной толщиной стенки в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка, устройство управления положением при прокатке на основании каждого вычисленного отклонения, управляющее каждым устройством приведения в действие валков.

Согласно настоящему изобретению толщину стенки прокатываемого материала измеряют в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка, вычисляют отклонение между каждой измеренной толщиной стенки и заданной толщиной стенки, определенной режимом прокатки, и положение прокатки каждого прокатного валка регулируют на основании каждого вычисленного отклонения. Поскольку отклонение соответствует смещению положения нулевой точки, которое становится позицией эталонной настройки, запланированной в режиме прокатки для каждого прокатного валка, когда положение при прокатке регулируют на основании отклонения так, что отклонение становится нулевым, надлежащее положение при прокатке можно установить для каждого прокатного валка при обеспечении точной толщины стенки прокатываемого материала и при подавлении эксцентриситета в толщине стенки у каждого прокатного валка.

Дополнительно, согласно настоящему изобретению толщину стенки прокатываемого материала измеряют в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к одной стороне фланцевого участка от участка нижней части калибра каждого прокатного валка, толщину стенки прокатываемого материала измеряют в положении, соответствующем участку, продолжающемуся к другой стороне фланцевого участка, и положение прокатки каждого прокатного валка регулируют на основании каждого из отклонений обеих измеренных величин.

Следовательно, положение при прокатки можно должным образом регулировать и устанавливать фактически в надлежащее положение, даже если положение при прокатке каждого прокатного валка, как рассматривается, видится надлежащим, поскольку толщину стенки прокатываемого материала измеряют, как по существу такую же величину в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет поясняющее изображение взаимосвязи между прокатными валками в трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке;

фиг.2 представляет поясняющее изображение видимого эксцентриситета толщины стенки, который образуется при отклонении центра прокатываемого материала;

фиг.3 представляет вид, иллюстрирующий прокатные валки трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, которые выполнены с возможностью регулирования нулевой точки;

фиг.4 представляет вид, изображающий схематичную конфигурацию устройства регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 представляет вид, изображающий схематичную конфигурацию устройства для измерения толщины стенки согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 представляет вид, поясняющий точку измерения устройства для измерения толщины стенки согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 представляет поясняющий вид, изображающий взаимосвязь расположения прокатных валков в трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке;

фиг.8 представляет вид, изображающий пример взаимосвязи между величиной отклонения от центрального положения прокатываемого материала и величиной видимого эксцентриситета толщины стенки;

фиг.9 представляет вид, поясняющий точки измерения толщины стенки соответствующим устройством измерения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 представляет вид, изображающий схематичную конфигурацию устройства регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Ниже будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

1. Первый вариант осуществления

На фиг.4 представлен вид, изображающий схематичную конструкцию устройства регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, устройство 100 регулирования положения при прокатке согласно первому варианту осуществления является устройством регулирования положения при прокатке прокатных валков трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке, включающим в себя всего шесть клетей. В трехвалковой клети стана для прокатки бесшовных труб на оправке каждый из трех прокатных валков выполнен в каждой клети так, чтобы обеспечивать вытягивание и прокатку внешней поверхности прокатываемого материала T, в то время как стержень B оправки вставлен в отверстие в прокатываемом материале T.

Более конкретно, устройство 100 регулирования положения прокатки согласно первому варианту осуществления выполнено так, чтобы регулировать положения при прокатке прокатных валков R5 и R6 в последних двух клетях (пятая клеть и шестая клеть) стана для прокатки бесшовных труб на оправке.

Хотя на фиг.4 для удобства показано, что два прокатных валка R5, R6 выполнены в каждой клети соответственно, фактически три прокатных валка R5, R6 выполнены под углом, образованным направлением воздействия каждого прокатного валка и составляющим 120°.

Устройство 100 регулирования положения при прокатке включает в себя устройство 1 измерения толщины стенок и устройство 2 управления положением при прокатке. Устройство 1 измерения толщины стенок выполнено на выходной стороне стана для прокатки бесшовных труб на оправке, и устройство 1 измерения толщины стенок измеряет толщину стенки (в дальнейшем, соответственно, упоминаемую как "толщина стенки нижней части калибра") прокатываемого материала T в положении, соответствующем участку нижней части калибра каждого из прокатных валков R5, R6. Устройство 2 управления положением при прокатке вычисляет отклонение между каждой толщиной стенки в нижней части калибра, измеренной устройством 1 измерения толщины стенок, и заданной толщиной стенки, определенной режимом прокатки в положении, соответствующем участку нижней части калибра, и устройство 2 управляет устройствами P5, P6 приведения в действие прокатных валков R5, R6 на основании вычисленных отклонений.

Хотя на фиг.4 для удобства показано, что каждое из устройств P5, P6 приведения в действия прокатки выполнено в каждой клети, фактически устройство приведения в действие предусмотрено для каждого прокатного валка R5, R6, выполненного в каждой клети.

В предпочтительном способе устройство 100 регулирования положения при прокатке согласно первому варианту осуществления включает в себя устройство 3 измерения центрального положения, которое измеряет центральное положение прокатываемого материала T, измеряя внешний диаметр прокатываемого материала T от направлений, по существу перпендикулярных друг другу.

Фиг.5 представляет вид, изображающий схематичную конфигурацию устройства для измерения толщины стенок согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.5, устройство 1 измерения толщины стенок включает в себя множество источников 11, 12, 13 излучения и множество детекторов 14, 15, 16. Множество детекторов 14, 15, 16 выполнены обращенными к множеству источников 11, 12, 13 излучения через прокатываемый материал T соответственно. Устройство 1 измерения толщины стенок представляет собой так называемое многолучевое радиационное устройство измерения, в котором испускаемые лучи ВЕ1, BE2, BE3, испускаемые из источников 11, 12, 13 излучения, проходят так, что пересекают друг друга в положении (в середине толщины стенки в положении, соответствующем участку нижней части калибра), соответствующем участку нижней части калибра каждого прокатного валка прокатываемого материала T.

Более конкретно, в пятой клети и шестой клети участки нижней части калибра прокатных валков R5, R6 отличаются друга от друга по положению (на фазовый угол 60°) так, что устройство 1 измерения толщины стенок сконструировано, как показано на фиг.5. Дополнительно, устройства, точки пересечения испускаемых лучей которых отличаются друг от друга (на фазовый угол 60°), выполнены в двух ступенях вдоль осевого направления прокатываемого материала T, а толщину стенки нижней части калибра прокатного валка R5 измеряют на одной ступени, а толщину стенки нижней части калибра прокатного валка R6 измеряют на другой ступени.

Фиг.6 представляет вид, показывающий точки измерения толщины стенки соответствующим устройством согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.6, толщину B1-B3 стенок в нижней части калибра валков в пятой клети измеряют на одной ступени, толщину B4-B6 стенок в нижней части калибра валков в шестой клети измеряют на другой ступени, и устройство 1 измерения толщины стенок сконструировано так, чтобы измерять толщину B1-B6 всех стенок в нижних частях калибров валков. Поскольку конкретный способ измерения толщины стенок многолучевым радиационным устройством измерения, принятый в первом варианте осуществления, является общедоступным, подробное описание способа измерения толщины стенок не приводится.

Как показано на фиг.4, устройство 2 управления положением при прокатке вычисляет отклонение между толщиной B1 - B6 каждой стенки в нижней части калибра валка, измеренной устройством 1 измерения толщины стенок, и заданной толщиной стенки, определенной режимом прокатки, в положении, соответствующем участку нижней части калибра валка, а устройство управления положением при прокатке может управлять устройствами P5, P6 приведения в действие прокатных валков R5, R6 на основании измеренных отклонений.

Более конкретно, когда измеренная толщина стенки в нижней части калибра валка меньше, чем заданная толщина стенки, устройством приведения в действие можно управлять так, что оно перемещается по направлению, в котором соответствующий прокатный валок открыт (направление, в котором соответствующий прокатный валок удаляется от центра прокатываемого материала T). Напротив, когда измеренная толщина стенки в нижней части калибра валка больше, чем заданная толщина стенки, устройством приведения в действие прокатки можно управлять так, что оно перемещается по направлению, в котором соответствующий прокатный валок закрыт (направление, в котором соответствующий прокатный валок приводится близко к центру прокатываемого материала T). Что касается величины перемещения каждого из прокатных валков R5, R6 (величины регулирования положения), необходимо корректировать положение так, чтобы отклонение становилось нулевым. Следовательно, величину перемещения каждого из прокатных валков R5, R6 устанавливают на такой же порядок, что и отклонение.

Однако, как описано выше, устройство 2 управления положением при прокатке согласно первому варианту осуществления включает в себя устройство 3 измерения центрального положения, устройство 2 управления положением при прокатке может иметь конфигурацию, в которой измеряемые толщины B1-B6 стенок в нижней части калибров валков корректируют на основании центрального положения прокатываемого материала T, измеряемого устройством 3 измерения центрального положения.

Фиг.7 представляет схематичную конфигурацию устройства измерения центрального положения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.7, устройство 3 измерения центрального положения согласно варианту осуществления включает в себя направленный источник света (например, высокочастотную флуоресцентную лампу) 31, линейный датчик (например, линейный датчик прибора с зарядовой связью (ПЗС)) 32, направленный источник 33 света и линейный датчик 43. Направленный источник 31 света освещает прокатываемый материал T в одном направлении, и линейный датчик 32 выполнен обращенным к направленному источнику 31 света через прокатываемый материал T. Направленный источник 33 света освещает прокатываемый материал T в направлении, по существу перпендикулярном направлению освещения направленного источника 31 света, а линейный датчик 34 выполнен обращенным к направленному источнику 33 света через прокатываемый материал T. Следовательно, устройство 3 измерения центрального положения выполнено для измерения внешнего диаметра прокатываемого материала T (длины тени прокатываемого материала T) в направлениях, по существу перпендикулярных друг другу.

Координату центрального положения прокатываемого материала T вычисляют с помощью центрального положения X внешнего диаметра, измеряемого комбинацией направленного источника 31 света и линейного датчика 32, и центрального положения Y внешнего диаметра, измеряемого комбинацией направленного источника 33 света и линейного датчика 34.

Как описано выше, в случае принятия конфигурации, в которой измеряемую толщину B1-B6 стенок в нижней части калибра валка корректируют на основании центрального положения прокатываемого материала T, измеренного устройством 3 измерения центрального положения, во-первых, устройство 2 управления положением прокатки вычисляет отклонение между центральным положением (X, Y), измеренным устройством 3 измерения центрального положения, и центром тяжести в точке пересечения испускаемых лучей из множества источников 11, 12, 13 излучения, образованных устройством 1 измерения толщины стенок.

На фиг.8 представлен вид, изображающий пример взаимосвязи между величиной отклонения центрального положения прокатываемого материала и величиной видимого эксцентриситета толщины стенки. Здесь корреляция между отклонением и ошибками измерения (величиной видимого эксцентриситета толщины стенки) измеренных толщин B1-B6 стенок в нижней части калибра валка определена экспериментально или другими способами. Например, получена корреляция, показанная на фиг.8. Горизонтальная ось фиг.8 показывает отношение отклонения (величины отклонения центрального положения прокатываемого материала) к радиусу прокатываемого материала, а вертикальная ось показывает компонент видимого эксцентриситета толщины стенки, выраженный следующей формулой (1).

[Формула 1]

где

WTn+1=WT1

θn+1=θ1+2π

n - количество точек измерения,

WTk - измеренная толщина стенки в k-й точке измерения [мм],

θk - измеренное положение в k-й точке измерения (угол полярной системы координат относительно начала координат центра прокатываемого материала) [рад].

Формула (1) показывает общую формулу в случае, когда количество точек измерения толщины стенки равно n. В представленном варианте осуществления n=3, поскольку количество точек измерения на каждой ступени, составляющей устройство 1 измерения то