JP2001239311A - Method for controlling roll rotating number in pipe rolling machine - Google Patents

Method for controlling roll rotating number in pipe rolling machine

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JP2001239311A
JP2001239311A JP2000051598A JP2000051598A JP2001239311A JP 2001239311 A JP2001239311 A JP 2001239311A JP 2000051598 A JP2000051598 A JP 2000051598A JP 2000051598 A JP2000051598 A JP 2000051598A JP 2001239311 A JP2001239311 A JP 2001239311A
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JP
Japan
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roll
stand
pipe
rolling
coefficient
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Application number
JP2000051598A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Okayama
史生 岡山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling roll rotating number to realize a high accurate finishing measurements in rolling a pipe. SOLUTION: When rolling a seamless steel pipe by using a pipe rolling machine having plural stands, thickness in an outlet side of each stand is calculated, based on a condition formula of stress and distortion and the roll rotating number at each stand is calculated, regarding the thickness as the desired thickness. A frictional coefficient between a roll and a pipe at each stand in rolling each pipe is corrected and the roll rotating number at each foregoing stand is calculated, based on the corrected frictional coefficient. These calculations are characterized in this method for controlling the roll rotating number.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タンデム圧延機の
ロール回転数制御方法に関し、更に詳しくは継目無鋼管
製造工程での管圧延機で用いられる、鋼管を精度良く目
標寸法に仕上げ、製管歩留まりを向上させるのに適した
ロール回転数制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the number of revolutions of a roll of a tandem rolling mill, and more particularly to a method of finishing a steel pipe to a target size with high accuracy, which is used in a pipe rolling mill in a seamless steel pipe manufacturing process. The present invention relates to a roll rotation speed control method suitable for improving the yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】継目無鋼管の代表的な製造工程は、所定
の温度に加熱した丸鋼片(ビレット)を、穿孔圧延機
(ピアサー)にて穿孔圧延を施し中空素管とし、後続の
圧延機で主に肉厚を減じた後、必要であれば再度の加熱
を実施し、仕上げ用圧延機で外径および肉厚を所望の寸
法に仕上げる工程である。
2. Description of the Related Art A typical manufacturing process of a seamless steel pipe is to perform piercing and rolling of a round steel slab (a billet) heated to a predetermined temperature with a piercing mill (piercer) to form a hollow shell, followed by rolling. This is a process in which, after the thickness is reduced mainly by a mill, heating is performed again if necessary, and the outer diameter and the thickness are finished to desired dimensions by a finishing rolling mill.

【0003】上記の圧延機として、複数スタンド間で張
力を発生させて素管を延伸圧延するタンデム圧延機があ
る。たとえば、仕上げ用圧延機として利用されるストレ
ッチレデューサは、素管のパスラインに沿って並設され
た複数スタンド(通常8〜26スタンド)で構成され、当
該各スタンドの孔型ロールで素管を製品外径に縮径圧延
すると共に、スタンド間張力を発生させて肉厚加工を行
う。
[0003] As the above rolling mill, there is a tandem rolling mill in which tension is generated between a plurality of stands to elongate and roll a raw tube. For example, a stretch reducer used as a finishing rolling mill is composed of a plurality of stands (usually 8 to 26 stands) arranged side by side along a pass line of the tube, and the tube is rolled by a hole-type roll of each stand. In addition to rolling to the outer diameter of the product, the wall thickness is processed by generating tension between stands.

【0004】ここで、各スタンド間のロール回転数の勾
配と素管肉厚との定性的な関係を図面に基づいて説明す
る。
Here, the qualitative relationship between the gradient of the number of roll rotations between the stands and the wall thickness of the tube will be described with reference to the drawings.

【0005】図2は、ストレッチレデューサの各スタン
ドにおけるロール回転数設定例を示す図である。なお、
図中の横軸は、ストレッチレデューサの入側から数えた
スタンド番号を示し、縦軸は、各スタンドにおけるロー
ル回転数を示す。また、図中のA、BおよびCは、各ス
タンドにおけるロール回転数の設定値の勾配が急なもの
としてAを、勾配が緩やかなものとしてCを、また、勾
配がAとCの中間のものとしてBを示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of setting the number of roll rotations at each stand of the stretch reducer. In addition,
The horizontal axis in the figure indicates the stand number counted from the entrance side of the stretch reducer, and the vertical axis indicates the number of roll rotations at each stand. A, B, and C in the figure represent A as a steep gradient of the set value of the number of roll rotations at each stand, C as a gentle gradient, and a gradient intermediate between A and C. B is shown.

【0006】図2に示すとおり、1番目のスタンドから
最終スタンドに向かって各スタンド間のロール回転数の
設定値の勾配をAの様に大きくすると、各スタンド間の
張力が増加し、圧延後の管肉厚は薄くなり、Cの様に小
さくすると、各スタンド間の張力が減少し、圧延後の管
肉厚は厚くなる。しかしながら、ストレッチレデューサ
一の圧延に際して、素管寸法、素管表面温度、ロール形
状、またはロール表面性状等の圧延条件の変動に拘わら
ず、所期の目標寸法を有する仕上鋼管を得るためには、
適宜、各スタンド間のロール回転数の勾配を修正する必
要がある。
As shown in FIG. 2, when the gradient of the set value of the number of roll rotations between the stands from the first stand to the final stand is increased as indicated by A, the tension between the stands increases, and after rolling, When the tube thickness is reduced as in C, the tension between the stands decreases, and the tube thickness after rolling increases. However, at the time of rolling of the stretch reducer, in order to obtain a finished steel pipe having an intended target size, regardless of a change in rolling conditions such as a raw pipe size, a raw pipe surface temperature, a roll shape, or a roll surface property,
It is necessary to appropriately correct the gradient of the number of roll rotations between the stands.

【0007】上述した問題を解決する手段として、特開
平4−238608号公報には、素管の外径および肉
厚、仕上り管の外径および肉厚、ならびに各スタンドの
縮管率に基づき、各スタンド毎に最大引張係数を求め、
この最大引張係数以内で基準引張係数を各スタンド毎に
設定しておき、次回圧延時の引張係数を再設定しロール
回転数を制御する方法が開示されている。
As means for solving the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-238608 discloses a method based on the outer diameter and thickness of a raw tube, the outer diameter and thickness of a finished tube, and the contraction ratio of each stand. Find the maximum tensile coefficient for each stand,
A method is disclosed in which a reference tensile coefficient is set for each stand within the maximum tensile coefficient, and a tensile coefficient for the next rolling is reset to control the number of roll rotations.

【0008】また、特開平6−106219号公報に
は、ストレッチレデューサの入側と出側の測長計によっ
て計測された管の長さから求めた各スタンドでの最大引
張係数と設定引張係数を用いてロール回転数パターン設
定し、このロール回転数パターンを自動制御する方法が
開示されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-106219, the maximum tensile coefficient and the set tensile coefficient at each stand obtained from the lengths of the pipes measured by the length measuring instruments on the entrance and exit sides of the stretch reducer are used. A method is disclosed in which a roll rotation speed pattern is set by using the above-mentioned method, and the roll rotation speed pattern is automatically controlled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】タンデム圧延機等の各
スタンドにおけるロール回転数を制御するにあたって
は、実際には、ロールの圧延本数の違いによるロール形
状の変化や素管の圧延温度の変化、さらには圧延する鋼
種によるロール表面形状の変化等の操業時に刻々と変わ
るロール自体の変化等の影響で、各スタンドにおけるロ
ールと管との摩擦係数が刻々と変化している。しかしな
がら、上記公報で開示された制御方法では、刻々と変化
する摩擦係数をロール回転数制御に反映できないので、
仕上鋼管の寸法精度が悪化するという問題があった。
In controlling the number of roll rotations at each stand such as a tandem rolling mill, a change in the roll shape or a change in the rolling temperature of the raw tube due to the difference in the number of rolls actually occurs. Further, the coefficient of friction between the roll and the pipe in each stand changes every moment due to the effect of the change of the roll itself which changes every time during operation such as the change of the roll surface shape due to the type of steel to be rolled. However, according to the control method disclosed in the above publication, the constantly changing friction coefficient cannot be reflected on the control of the number of roll rotations.
There was a problem that the dimensional accuracy of the finished steel pipe was deteriorated.

【0010】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、まず、刻々と変わる操業条件の変化が各スタ
ンドのロールと管との摩擦係数を変化させ、管圧延機で
の仕上鋼管の寸法精度を低下させていることに着目し、
操業条件の変化に伴って変化する摩擦係数を圧延実施毎
に算出し、操業条件の変化を制御に反映可能とし、圧延
した最初の鋼管から最後の鋼管まで精度よく目標寸法に
仕上げることができる管圧延機のロール回転数制御方法
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. First, the ever-changing operating conditions change the friction coefficient between the roll and the pipe of each stand, and the finished steel pipe in a pipe rolling mill is manufactured. Focusing on reducing the dimensional accuracy of
A pipe that calculates the coefficient of friction that changes with changes in operating conditions each time rolling is performed, enables changes in operating conditions to be reflected in control, and enables finishing from the first rolled steel pipe to the last rolled steel pipe to target dimensions accurately. An object of the present invention is to provide a method for controlling the number of rotations of a rolling mill.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の(1)、
(2)に示す、管圧延機のロール回転数制御方法を要旨と
している。 (1) 複数のスタンドを有する管圧延機を用いて継目無鋼
管を圧延する際に、応力と歪みの条件式から各スタンド
の出側肉厚を算出し、これを目標肉厚として各スタンド
のロール回転数を演算するロール回転数制御方法であっ
て、管圧延毎にスタンドのロールと管との摩擦係数を修
正して、前記各スタンドのロール回転数を演算すること
を特徴とする管圧延機のロール回転数制御方法である。
The present invention provides the following (1):
The gist is a method of controlling the number of rolls of a tube rolling mill shown in (2). (1) When rolling a seamless steel pipe using a pipe rolling mill having a plurality of stands, calculate the outlet wall thickness of each stand from the conditional expressions of stress and strain, and use this as the target wall thickness for each stand. A roll rotation control method for calculating a roll rotation speed, comprising correcting a coefficient of friction between a roll of a stand and a tube for each tube rolling to calculate a roll rotation speed of each of the stands. This is a method of controlling the number of roll rotations of the machine.

【0012】上記の制御方法においては、前回のロール
回転数制御に用いた摩擦係数を次回の摩擦係数の修正デ
ータとして用いるようにするのが望ましい。 (2) 継目無鋼管を圧延する管圧延機のロール回転数制御
方法であって、予め次回の圧延条件を記憶する製管情報
記憶部と、圧延に用いられる各スタンドにおけるロール
と管との摩擦係数を記憶する摩擦係数記憶部とを備え、
さらに、これらから得られたデータに基づいて各スタン
ドにおけるロールと管との摩擦係数の修正に必要なデー
タを出力するロール情報管理部と、上記ロール情報管理
部から入力されたデータに基づいて各スタンドにおける
ロールと管との摩擦係数を修正する摩擦係数修正部と、
上記摩擦係数修正部によって修正された修正摩擦係数と
設定した目標肉厚に基づいて各スタンドにおけるロール
回転数を演算するロール回転数演算部と、上記ロール回
転数演算部において求められた各スタンドにおけるロー
ル回転数を実現すべく各スタンドにおけるロール回転数
を調整するロール回転数設定部とを備えたことを特徴と
する上記(1)に記載の管圧延機のロール回転数制御方法
である。
In the above control method, it is desirable to use the friction coefficient used for the previous roll rotation speed control as correction data for the next friction coefficient. (2) A method of controlling the number of rolls of a tube rolling mill for rolling a seamless steel pipe, comprising: a pipe making information storage section for storing a rolling condition in advance; and friction between a roll and a pipe in each stand used for rolling. A friction coefficient storage unit that stores a coefficient,
Further, a roll information management unit that outputs data necessary for correcting the friction coefficient between the roll and the pipe in each stand based on the data obtained from them, and a roll information management unit based on the data input from the roll information management unit. A friction coefficient correction unit for correcting the friction coefficient between the roll and the pipe in the stand,
A roll rotation speed calculation unit that calculates a roll rotation speed in each stand based on the corrected friction coefficient corrected by the friction coefficient correction unit and the set target thickness; The roll rotation number control method for a tube rolling mill according to the above (1), further comprising a roll rotation number setting unit that adjusts the roll rotation number in each stand to realize the roll rotation number.

【0013】上記の制御方法においては、摩擦係数記憶
部では、ロールと管との摩擦係数を圧延実施毎に修正し
て得たデータをテーブル化して記憶しておき、各スタン
ドのロール回転数を算出できるようにするのが望まし
い。
In the above control method, in the friction coefficient storage unit, data obtained by correcting the friction coefficient between the roll and the pipe each time rolling is performed is stored in a table, and the number of roll rotations of each stand is stored. It is desirable to be able to calculate.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のロール回転数制御方法の
内容をストレッチレデューサを想定した管圧延機を用い
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The content of the method for controlling the number of rotations of a roll according to the present invention will be described using a tube rolling mill assuming a stretch reducer.

【0015】前述の通り、従来の制御方法においては、
ロールと管との摩擦係数の変動について考慮されておら
ず、摩擦係数は、スタンドの位置やロールの使用回数に
係わらず、固定値が用いられてきた。しかしながら、実
際には管圧延機の構造上、前半部分(管圧延機の入側か
ら数えて5〜20スタンド)のロールは、様々なサイズの
素管の圧延に使用され、後半部分(管圧延機の出側から
数えて3〜5スタンド)のロールは、目標製品サイズに
仕上げるのに使用されるため、各スタンドのロールの圧
延履歴が一様ではなく、各スタンドのロールの性状およ
び形状が異なる。
As described above, in the conventional control method,
The variation in the coefficient of friction between the roll and the tube is not considered, and a fixed value has been used for the coefficient of friction regardless of the position of the stand or the number of times the roll is used. However, in actuality, due to the structure of the tube rolling mill, the rolls in the first half (5 to 20 stands counted from the entrance side of the tube rolling mill) are used for rolling raw tubes of various sizes, Rolls of 3 to 5 stands counted from the exit side of the machine) are used to finish to the target product size, so the rolling history of the rolls of each stand is not uniform, and the properties and shape of the rolls of each stand are different. different.

【0016】また、各スタンド毎に管の外径加工度およ
び肉厚加工度が異なり、それらに付随して各スタンドの
ロールの摩耗度も異なるため、管圧延機の操業において
各スタンド毎に摩擦係数を変更させる必要がある。以
下、本発明のロール回転数制御方法における摩擦係数の
修正方法、目標肉厚の設定方法および目標回転数の設定
方法について説明する。
Further, since the degree of outside diameter processing and the degree of wall thickness processing of the pipe differ for each stand, and the degree of wear of the rolls of each stand also changes accordingly, the friction of each stand in the operation of the tube rolling mill is increased. It is necessary to change the coefficient. Hereinafter, a method of correcting a friction coefficient, a method of setting a target thickness, and a method of setting a target rotation speed in the roll rotation speed control method of the present invention will be described.

【0017】図1は、本発明のロール回転数制御方法を
用いた管圧延機における実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tube rolling mill using the roll rotation speed control method of the present invention.

【0018】ただし、図示していないが、図1中の摩擦
係数記憶部16には、ロールの識別番号毎の摩擦係数の初
期値が記憶されている部分(以下、「初期値記憶部」と
いう)と、各スタンドで現在使用されている摩擦係数を
記憶する部分(以下、「更新値記憶部」という)があ
る。
However, although not shown, the friction coefficient storage unit 16 in FIG. 1 stores the initial value of the friction coefficient for each roll identification number (hereinafter referred to as "initial value storage unit"). ) And a part for storing the friction coefficient currently used in each stand (hereinafter, referred to as an “updated value storage unit”).

【0019】また、製管情報記憶部17では、現在使用さ
れている素管の材質やロール鋼種等に関して入力された
データを記憶しており、ロット変更の際に、上記のデー
タの内、変更されるデータが入力される。
The pipe making information storage section 17 stores data inputted regarding the material of the raw pipe currently used and the type of roll steel, and when the lot is changed, any of the above data is changed. Is input.

【0020】<第1段階>摩擦係数記憶部16では、管圧
延機11の入側から数えてi番目のスタンド(以下、「第
iスタンド」という)のロールが交換される際に、対応
するロールの識別番号kが入力されると自動的に更新値
記憶部に記憶されている摩擦係数を初期値記憶部から得
た摩擦係数μkに更新する。
<First Stage> The friction coefficient storage unit 16 responds when the roll of the i-th stand (hereinafter referred to as “i-th stand”) counted from the entrance side of the tube rolling mill 11 is replaced. When the roll identification number k is input, the friction coefficient stored in the update value storage unit is automatically updated to the friction coefficient μk obtained from the initial value storage unit.

【0021】<第2段階>ロール情報管理部15では、摩
擦係数記憶部16の更新値記憶部および製管情報記憶部17
から現時点での各スタンドでの摩擦係数および、素管の
材質、ロール鋼種等のデータを取り込み、また、管圧延
機11に設置された温度計から現在の圧延温度等のデータ
を取り込む。それらのデータに従って、ロール情報管理
部15では、摩擦係数修正部14へ摩擦係数の修正に必要な
データを出力する。
<Second Stage> In the roll information management unit 15, the updated value storage unit of the friction coefficient storage unit 16 and the pipe production information storage unit 17
From this, data such as the coefficient of friction at each stand, the material of the raw tube, the type of roll steel, and the like are taken in, and the data such as the current rolling temperature are taken in from a thermometer installed in the tube rolling mill 11. According to the data, the roll information management unit 15 outputs data necessary for correcting the friction coefficient to the friction coefficient correction unit 14.

【0022】<第3段階>摩擦係数修正部14では、ロー
ル情報管理部15から入力された新しい第iスタンドの摩
擦係数μkを摩擦係数μiとしてロール回転数演算部13に
出力する。さらに、摩擦係数修正部14では、圧延の実施
毎に下記の(1)式を用いて摩擦係数μiを修正摩擦係数μ
i’とする計算を行う。
[0022] In <Third step> friction coefficient correction unit 14, and outputs a friction coefficient μk of the new i-th stand inputted from the role information management unit 15 to the roll rotation speed calculation unit 13 as the friction coefficient mu i. Further, in the friction coefficient correction unit 14, each time rolling is performed, the friction coefficient μ i is corrected using the following equation (1).
i 'is calculated.

【0023】 μi’=f(μi、T、di、di-1、k0、k1、k2、k3、k4) …(1 ) ここで、Tは圧延温度、diは、第iスタンド出側にお
ける管の平均外径であって、第iスタンドにおけるロー
ル孔型の長半径と短半径との和として求められる。ま
た、k0は圧延毎に変化する摩擦係数変動分を示す定数、
k1は素管の材質毎に保有する補正係数、k2はロール鋼種
毎に保有する補正係数、k3は圧延温度の補正係数、k4
外径加工度[(di-1−di)/di-1]に対応する定数であ
る。
Μ i ′ = f (μ i , T, d i , d i−1 , k 0 , k 1 , k 2 , k 3 , k 4 ) (1) where T is the rolling temperature, d i is the average outer diameter of the pipe at the outlet side of the i-th stand, and is obtained as the sum of the major and minor radii of the roll hole type at the i-th stand. Further, k0 is a constant indicating a friction coefficient variation that changes every rolling,
k 1 is the correction factor to hold each material of the blank tube, k 2 is the correction factor to hold each roll steel species, k 3 is the correction coefficient of the rolling temperature, k 4 is the outer diameter working ratio [(d i-1 -d i ) / d i-1 ].

【0024】さらに、摩擦係数修正部14では、上記の
(1)式で得た第iスタンドにおける修正摩擦係数μi’を
摩擦係数記憶部16に出力する。
Further, the friction coefficient correction unit 14
The corrected friction coefficient μ i ′ at the i-th stand obtained by the equation (1) is output to the friction coefficient storage unit 16.

【0025】<第4段階>摩擦係数記憶部16では、その
更新値記憶部で記憶されている現時点での第iスタンド
の摩擦係数を修正摩擦係数μi’に変更する。
<Fourth Step> The friction coefficient storage unit 16 changes the current friction coefficient of the i-th stand stored in the updated value storage unit to the corrected friction coefficient μ i ′.

【0026】<第5段階>上述の<第2段階>から<第
4段階>までの作業手順を繰り返し、ロール情報管理部
15では、摩擦係数修正部14によって修正された修正摩擦
係数が予め設定したロールと管との摩擦係数の許容限界
値を超えると、ロール交換通知を出力する。この通知に
基づいてロールの交換が行なわれ、新規ロールの識別番
号が入力される。
<Fifth Step> The work procedure from <Second Step> to <Fourth Step> is repeated, and the role information management unit
In 15, when the corrected friction coefficient corrected by the friction coefficient correction unit 14 exceeds a preset allowable limit value of the friction coefficient between the roll and the pipe, a roll change notification is output. The role is exchanged based on this notification, and the identification number of the new role is input.

【0027】<第6段階>ロール回転数演算部13では、
上述の<第3段階>で摩擦係数修正部14から入力された
新しい摩擦係数μi’をもちいて目標ロール回転数を設
定するが、まず、管圧延機11における目標肉厚を計算す
る方法を以下に示す。
<Sixth Step> In the roll rotation speed calculating section 13,
The target roll rotation speed is set using the new friction coefficient μ i ′ input from the friction coefficient correction unit 14 in the above <Third Step>. First, a method of calculating the target wall thickness in the pipe rolling mill 11 will be described. It is shown below.

【0028】管圧延機11の第iスタンドでの圧延中の素
管に生じる軸方向、円周方向および半径方向のそれぞれ
の平均対数歪み、φli、φθiおよびφriは、体積一
定の法則より、下記の(2)、(3)および(4)式から求めら
れる。
The tube axially occurring mother tube during rolling in the i-th stand of the rolling mill 11, each of the mean log distortion in the circumferential direction and the radial direction, φl i, φθ i and [phi] r i are constant volume law Thus, it can be obtained from the following equations (2), (3) and (4).

【0029】 φli=ln[{ti-1(di-1−ti-1)}/{ti(di−ti)}] …(2) φθi=ln{(di−ti)/(di-1−ti-1)} …(3) φri=ln(ti/ti-1) …(4) ここで、上記(2)〜(4)式中のtiは、第iスタンド出側
における管の肉厚を示し、また、diは、第iスタンド
出側における管の平均外径であって、第iスタンドにお
けるロール孔型の長半径と短半径との和として求められ
る。
Φl i = ln [{t i−1 (d i−1 −t i−1 )} / {t i (d i −t i )}] (2) φθ i = ln {(d i −t i ) / (d i−1 −t i−1 )} (3) φ r i = ln (t i / t i−1 ) (4) where the above equations (2) to (4) t i in shows the wall thickness of the tube in the i stand delivery side and, d i is a mean outside diameter of the tube in the i stand delivery side, the long radius of the roll caliber in the i stand And the short radius.

【0030】また、第iスタンドにおける圧延中の素管
に生じる軸方向、円周方向および半径方向のそれぞれの
応力をσli、σθiおよびσriとすると、応力と歪み
の関係から下記の(5)式が、Von Misesの降伏条件から下
記の(6)式がそれぞれ成立する。 (σli−σθi)/(φli−φθi)=(σθi−σri)/(φθi−φri) =(σri−σli)/(φri−φli) …(5) (σli−σθi)2+(σθi−σri)2+(σri−σli)2=2kfi 2 …(6) 但し、上記(6)式中のkfiは、第iスタンドにおける変形
抵抗を示す。さらに、第iスタンドにおける形状変化係
数νi、外径肉厚比ξi、ストレッチ係数Ziは、それぞ
れ下記の(7)〜(9)式から導かれる。
Further, the axial direction occurring mother tube during rolling in the i stand, Shigumaeru respective stress in the circumferential and radial directions i, when the Shigumashita i and .sigma.r i, from the relationship between the stress and strain of the following ( 5) is, (6) below the breakdown condition Von M i ses is satisfied, respectively. (σl i -σθ i) / ( φl i -φθ i) = (σθ i -σr i) / (φθ i -φr i) = (σr i -σl i) / (φr i -φl i) ... (5 ) (σl i -σθ i) 2 + (σθ i -σr i) 2 + (σr i -σl i) 2 = 2kf i 2 ... (6) where, kf i above (6) wherein is the i 3 shows the deformation resistance in the stand. Further, the shape change coefficient v i , the outer diameter thickness ratio ξ i , and the stretch coefficient Z i in the i-th stand are derived from the following equations (7) to (9), respectively.

【0031】 νi=0.5+φθi /φli …(7) ξi=ti/di …(8) Zi=σli/kfi …(9) 上記の(2)〜(9)式から下記の(10)および(11)式が導かれ
る。 di(1−ξi){di 2ξi(1−ξi)}ν i-0.5 =di-1(1−ξi-1){di-1 2ξi-1(1−ξi-1)}ν i-0.5 …(10) νi 2[3Zi 2−{ln(1/(1−2ξi))}2−2ln(1/(1−2ξi))−1] −3νi{1+ln(1/(1−2ξi)}+2.25(Zi 2−1)=0…(11) 上記の(10)および(11)式の連立方程式を解くことによ
り、第iスタンドの出側肉厚tiを求めることができ
る。したがって、本発明の制御方法では、この様にして
求められる各スタンドでの出側肉厚tiを目標肉厚とし
て管圧延機のロール回転数を設定すればよい。
[0031] ν i = 0.5 + φθ i / φl i ... (7) ξ i = t i / d i ... (8) Z i = σl i / kf i ... (9) above (2) to (9) Then, the following equations (10) and (11) are derived. d i (1-ξ i ) {d i 2 ξ i (1- i )} ν i-0.5 = d i-1 (1-ξ i-1 ) {d i-1 2 -1 i-1 (1 -ξ i-1)} ν i -0.5 ... (10) ν i 2 [3Z i 2 - {ln (1 / (1-2ξ i))} 2 -2ln (1 / (1-2ξ i)) - by 1] -3ν i {1 + ln (1 / (1-2ξ i)} + 2.25 (Z i 2 -1) = 0 ... (11) solving the simultaneous equations of the above (10) and (11) , it can be determined exit side thickness t i of the i stand. Thus, the control method of the present invention, the tube mill the exit side thickness t i at each stand is determined in this way as the target thickness May be set.

【0032】ここで、圧延中の管における軸方向の力の
釣り合いを考慮して、第iスタンドのロール回転数を以
下に示す方法で導く。
Here, taking into account the balance of the axial force in the tube being rolled, the roll speed of the i-th stand is derived by the following method.

【0033】一般に、管の圧延状態は、管の軸方向の移
動速度とロールの周速度とが一致する位置(以下、「中
立線」という)の前後で相違する。さらに詳しくは、中
立線より前(出側)でロールと管とが接触している領域
(以下、「前方滑り領域」という)では、ロールの周速
度が管の移動速度よりも遅く、中立線より後(入側)で
ロールと管とが接触している領域(以下、「後方滑り領
域」という)では、ロールの周速度が管の移動速度より
も速い。すなわち、第iスタンドにおける管の軸方向の
力の釣り合い方程式は、下記の(12)式で表される。
In general, the rolling state of a pipe differs before and after a position (hereinafter, referred to as a “neutral line”) at which the axial moving speed of the pipe coincides with the circumferential speed of the roll. More specifically, in an area where the roll and the pipe are in contact with each other before (outward side) the neutral line (hereinafter referred to as “forward sliding area”), the peripheral speed of the roll is lower than the moving speed of the pipe, and In a region (hereinafter, referred to as a “backward sliding region”) where the roll and the tube are in contact later (on the entry side), the peripheral speed of the roll is faster than the moving speed of the tube. That is, the balance equation of the axial force of the pipe in the i-th stand is expressed by the following equation (12).

【0034】 Fbi+Gi=μi│σrbi│・3(Sbi−Sfi)+Ffi …(12) 但し、上記の(12)式中のFbiは中立線より後方の張力、F
fiは中立線より前方の張力である。また、Sbiは後方滑
り領域の面積、Sfiは前方滑り領域の面積であり、ロー
ルと管との接触総面積をStiとすると、Sti=Sbi+Sfi
の関係を有する。また、同(12)式中のμiは第iスタン
ドにおけるロールと管の摩擦係数であり、前述の<第3
段階>で摩擦係数修正部14から入力される。
Fb i + G i = μ i │σrb i │ · 3 (Sb i −Sf i ) + Ff i (12) where Fb i in the above equation (12) is the tension behind the neutral line, F
f i is the tension in front of the neutral line. Further, Sb i is the area of the rear sliding region, the Sf i is the area of the front sliding area and the total contact area between the rolls and pipe and St i, St i = Sb i + Sf i
Has the relationship Further, μ i in the equation (12) is the friction coefficient between the roll and the pipe in the i-th stand, and
In step>, it is input from the friction coefficient correction unit 14.

【0035】さらに、Giは第iスタンドにおける管の
軸方向の圧延圧力、σrbiは管外面に作用する半径方向
の応力であり、それぞれ下記の(13)、(14)式によって表
される。
Furthermore, G i is the radial stress axial rolling pressure tube in the i stands, the Shigumarb i acting outside the tube surface, the following are (13), represented by equation (14) .

【0036】 Gi=│σrbi│π{(di-1/2)2−(di/2)2} …(13) σrbi=2σri=νi/(3νi 2+2.25)1/2・kfi・ln{1/(2−ξi)} …(14 ) 次に、第iスタンドの出側における管の移動速度とロー
ル周速とが一致する無滑り点でのロール半径(有効半
径)Rwiは、下記の(15)式によって表される。
[0036] G i = │σrb i │π {( d i-1/2) 2 - (d i / 2) 2} ... (13) σrb i = 2σr i = ν i / (3ν i 2 +2.25 ) 1/2 · kf i · ln {1 / (2-ξ i )} (14) Next, at the slip-free point where the moving speed of the pipe at the exit side of the i-th stand and the peripheral speed of the roll coincide with each other. roll radius (effective radius) Rw i is represented by the following equation (15).

【0037】 Rwi=ROi+di{1−cos(ψi)}/2 …(15) 上記の(15)式中のROiは第iスタンドの溝底半径であ
り、ψiは、第iスタンドの出側の円周方向断面におけ
る無滑り点と中心軸との距離xiを用いて、sinψi=xi/
(di/2)で表される。
Rw i = RO i + d i {1-cos (ψ i )} / 2 (15) In the above equation (15), RO i is the groove bottom radius of the i-th stand, and ψ i is Using the distance x i between the non-slip point and the central axis in the circumferential section on the exit side of the i-th stand, sinψ i = x i /
(d i / 2).

【0038】さらに、第iスタンドのロール回転数n
iは、上記のロール半径Rwiから、下記の(16)式で表され
る。
Further, the number n of roll rotations of the i-th stand
i from roll radius Rw i above, the formula (16) below.

【0039】 ni=60Vi/(2πRwi) …(16) ここで、Viは第iスタンドの出側における管の移動速度
であり、第iスタンドの入側における管の移動速度をV0
iとするとき、Vi=V0i・exp(Σφli)で表される。
[0039] n i = 60V i / (2πRw i) ... (16) where, V i is the speed of movement of the tube at the exit side of the i-th stand, the speed of movement of the tube in the inlet side of the i-th stand V0
When i is given, it is represented by V i = V 0 i · exp (Σφl i ).

【0040】上記の(12)〜(16)式を解くことによって、
目標肉厚tiを満たす各スタンドのロール回転数niを得る
ことができ、この各スタンドのロール回転数niを目標回
転数として各スタンドのロール回転数設定部12に出力す
る。
By solving the above equations (12) to (16),
It can be obtained roll rotation speed n i of each stand to meet the target thickness t i, and outputs the roll rotation speed n i of each stand as the target rotational speed on the roll rotational speed setting unit 12 of each stand.

【0041】<第7段階>ロール回転数設定部12は、管
圧延機11の現時点での各スタンドにおけるロール回転数
をロール回転数演算部13から入力された各スタンドにお
けるロール回転数の目標値にすべく、各スタンド間にお
いて所定の勾配を持つロール回転数パターンが得られる
よう各スタンドのロール駆動モータを駆動制御する。
<Seventh Step> The roll rotation speed setting unit 12 calculates the current roll rotation speed of each stand of the tube mill 11 from the roll rotation speed calculation unit 13 and sets the target value of the roll rotation speed at each stand. In order to achieve this, the drive of the roll drive motor of each stand is controlled so as to obtain a roll rotation pattern having a predetermined gradient between the stands.

【0042】<第8段階>ロール回転数設定部12によっ
て制御された管圧延機11では、圧延温度等のデータを圧
延実施毎にロール情報管理部15に出力する。
<Eighth Step> The tube rolling mill 11 controlled by the roll rotation number setting unit 12 outputs data such as the rolling temperature to the roll information management unit 15 every time the rolling is performed.

【0043】本発明のロール回転数制御方法では、上述
の<第1段階>から<第8段階>までの作業手順を繰り
返し行うことで、常に最適なロール回転数を確保できる
ため、ロール交換直後から次回ロール交換直前まで管の
目標肉厚および伸ばし長さを実現することができる。ま
た、ロールと管との摩擦係数を圧延実施毎に計算するた
め、ロールと管との摩擦係数低下によるロール滑りが発
生する前にロール交換を行うことができ、管圧延機の圧
延精度の低下を未然に防ぐことができる。
In the method of controlling the number of rotations of the roll according to the present invention, by repeating the above-described work procedure from the first stage to the eighth stage, the optimum number of rotations can always be ensured. From the time immediately before the next roll change, the target wall thickness and length of the pipe can be achieved. In addition, since the coefficient of friction between the roll and the pipe is calculated each time the rolling is performed, the roll can be replaced before the roll slip occurs due to the decrease in the coefficient of friction between the roll and the pipe, and the rolling accuracy of the pipe rolling machine is reduced. Can be prevented beforehand.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明方法の実施例を管圧延機として
ストレッチレデューサを用いた場合について説明する。
本実施例では、チルド鋼のロールを用いて、圧延温度を
800℃として、炭素鋼を以下に示す寸法条件で製管を行
った。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method of the present invention will be described below in which a stretch reducer is used as a tube rolling mill.
In this embodiment, the rolling temperature is set using a roll of chilled steel.
At 800 ° C., carbon steel was produced under the following dimensional conditions.

【0045】条件(1):外径が110mm、肉厚が4.0mm、長
さが27420mmの素管をストレッチレデューサで圧延し、
外径が34mm、肉厚が3.4mm、長さが108639mmの仕上鋼管
を製造する。
Condition (1): A raw tube having an outer diameter of 110 mm, a wall thickness of 4.0 mm, and a length of 27420 mm was rolled by a stretch reducer.
Manufactures finished steel pipes with an outer diameter of 34 mm, a wall thickness of 3.4 mm, and a length of 108639 mm.

【0046】条件(2):外径が151mm、肉厚が5.75mm、長
さが28410mmの素管をストレッチレデューサで圧延し、
外径が63.5mm、肉厚が5.2mm、長さが76647mmの仕上鋼管
を製造する。
Condition (2): A raw tube having an outer diameter of 151 mm, a wall thickness of 5.75 mm, and a length of 28410 mm is rolled by a stretch reducer.
Manufactures finished steel pipes with an outer diameter of 63.5 mm, a wall thickness of 5.2 mm, and a length of 76647 mm.

【0047】本発明例では、上記の条件(1)および(2)で
圧延するに際し、前述の修正摩擦係数の算出式(1)に代
えて、下記の(17)式を用いて、具体的に修正摩擦係数μ
i’を計算し、この値を用いて得たロール回転数でロー
ル駆動モータを制御圧延した。
In the example of the present invention, when rolling under the above conditions (1) and (2), the following formula (17) is used instead of the above formula (1) for calculating the corrected friction coefficient. Modified friction coefficient μ
i ′ was calculated, and the roll drive motor was controlled and rolled at the roll rotation speed obtained using this value.

【0048】 μi’=μi+k0・k1・k2・k3・k4・T・(di-1−di)/di-1 …(17) 前述の通り、ここでは、Tは圧延温度、k0は圧延毎に変
化する摩擦係数変動分を示す定数、k1は素管の材質毎に
保有する補正係数、k2はロール鋼種毎に保有する補正係
数、k3は圧延温度の補正係数、k4は外径加工度[(di-1
−di)/di-1]に対応する定数を示している。
Μ i ′ = μ i + k 0 · k 1 · k 2 · k 3 · k 4 · T · (d i−1 −d i ) / d i−1 (17) As described above, here , T is the rolling temperature, k 0 is a constant that indicates the friction coefficient fluctuation to vary the rolling, the correction coefficient k 1 is held in each material of the blank tube, k 2 is the correction factor to hold each roll steel species, k 3 Is the correction factor for the rolling temperature, and k 4 is the degree of outer diameter reduction [(d i-1
−d i ) / d i-1 ].

【0049】一方、比較例では、上記の条件(1)および
(2)で圧延するに際し、ロールと管との摩擦係数を初期
の固定値μiのままとして、ロール回転数を制御圧延し
た。これらの圧延結果を、表1に示す。
On the other hand, in the comparative example, the above conditions (1) and
Upon rolling (2), the friction coefficient between the rolls and the tube as remains of the initial fixed value mu i, controlled rolling roll speed. Table 1 shows the rolling results.

【0050】[0050]

【表1】 表1中の伸ばし長さ偏差は、仕上がり管の実際の長さと
目標伸ばし長さとの差を目標伸ばし長さで除した数値を
百分率で換算したものである。これらの結果から、比較
例では、伸ばし長さ偏差が0.83%および0.65%であるの
に対し、本発明例では、0.26%および0.30%と半分以下
であり、本発明の制御方法で圧延を行うことで、高精度
で目標寸法を確保できることが分かる。
[Table 1] The extension length deviation in Table 1 is a percentage obtained by dividing the difference between the actual length of the finished pipe and the target extension length by the target extension length. From these results, the elongation length deviation is 0.83% and 0.65% in the comparative example, whereas it is 0.26% and 0.30%, which is less than half in the example of the present invention, and the rolling is performed by the control method of the present invention. This shows that the target dimensions can be secured with high accuracy.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の管圧延機のロール回転数制御方
法によれば、管の圧延において、精度よく、目標の仕上
がり寸法を実現でき、製品の品質および歩留を向上させ
ることができる。
According to the method for controlling the number of rolls of a tube rolling mill of the present invention, a target finished size can be realized with high accuracy in rolling a tube, and the quality and yield of a product can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】管圧延機における本発明のロール回転数制御方
法の実施形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a roll speed control method of the present invention in a tube rolling mill.

【図2】ストレッチレデューサにおける各スタンド間の
ロール回転数の勾配と仕上がり管の肉厚との関係を定性
的に表した図である。
FIG. 2 is a diagram qualitatively illustrating a relationship between a gradient of a roll rotation speed between stands in a stretch reducer and a thickness of a finished pipe.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B21B 37/18 BBS B21B 37/12 115A Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) B21B 37/18 BBS B21B 37/12 115A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のスタンドを有する管圧延機を用いて
継目無鋼管を圧延する際に、応力と歪みの条件式から各
スタンドの出側肉厚を算出し、これを目標肉厚として各
スタンドのロール回転数を演算するロール回転数制御方
法であって、管圧延毎にスタンドのロールと管との摩擦
係数を修正して、前記各スタンドのロール回転数を演算
することを特徴とする管圧延機のロール回転数制御方
法。
When a seamless steel pipe is rolled using a pipe rolling mill having a plurality of stands, an outlet wall thickness of each stand is calculated from a conditional expression of stress and strain, and this is set as a target wall thickness. A roll rotation speed control method for calculating a roll rotation speed of a stand, wherein the roll rotation speed of each stand is calculated by correcting a coefficient of friction between a roll of a stand and a pipe for each tube rolling. A method for controlling the number of rolls of a tube rolling mill.
【請求項2】前回のロール回転数制御に用いた摩擦係数
を次回の摩擦係数の修正データとして用いることを特徴
とする請求項1に記載の管圧延機のロール回転数制御方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the coefficient of friction used in the previous control of the number of rolls is used as correction data for the next coefficient of friction.
【請求項3】継目無鋼管を圧延する管圧延機のロール回
転数制御方法であって、予め圧延条件を記憶する製管情
報記憶部と、圧延に用いられる各スタンドにおけるロー
ルと管との摩擦係数を記憶する摩擦係数記憶部とを備
え、さらに、これらから得られたデータに基づいて各ス
タンドにおけるロールと管との摩擦係数の修正に必要な
データを出力するロール情報管理部と、上記ロール情報
管理部から入力されたデータに基づいて各スタンドにお
けるロールと管との摩擦係数を修正する摩擦係数修正部
と、上記摩擦係数修正部によって修正された修正摩擦係
数と設定した目標肉厚に基づいて各スタンドにおけるロ
ール回転数を演算するロール回転数演算部と、上記ロー
ル回転数演算部において求められた各スタンドにおける
ロール回転数を実現すべく各スタンドにおけるロール回
転数を調整するロール回転数設定部とを備えたことを特
徴とする請求項1または2に記載の管圧延機のロール回
転数制御方法。
3. A method for controlling the number of rolls of a tube rolling mill for rolling a seamless steel pipe, comprising: a pipe making information storage section for storing rolling conditions in advance; and a friction between a roll and a pipe in each stand used for rolling. A friction coefficient storage unit for storing a coefficient, and a roll information management unit for outputting data necessary for correcting a friction coefficient between a roll and a pipe in each stand based on data obtained from the roll information management unit; A friction coefficient correction unit for correcting the friction coefficient between the roll and the pipe in each stand based on the data input from the information management unit, and a correction coefficient of friction corrected by the friction coefficient correction unit and a set target wall thickness. A roll rotation speed calculation unit that calculates the roll rotation speed in each stand by using the roll rotation speed calculation unit that calculates the roll rotation speed in each stand. Roll speed control method of a tube mill according to claim 1 or 2, characterized in that a roll rotational speed setting unit for adjusting the roll speed for each stand order.
【請求項4】上記摩擦係数記憶部では、ロールと管との
摩擦係数を圧延実施毎に修正して得たデータをテーブル
化して記憶しておき、各スタンドのロール回転数を算出
することを特徴とする請求項3に記載の管圧延機のロー
ル回転数制御方法。
4. The friction coefficient storage unit stores data obtained by correcting the friction coefficient between a roll and a pipe each time rolling is performed in a table and stores the data, and calculates the roll rotation speed of each stand. The method for controlling the number of rolls of a tube mill according to claim 3.
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