JP2748852B2

JP2748852B2 - 継目無管の伸し長さ制御方法

Info

Publication number: JP2748852B2
Application number: JP6044905A
Authority: JP
Inventors: 廉平中西
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH07227613A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、継目無管の製造にお
いて、マンドレルミルとサイザーまたストレッチレデュ
ーサをタンデムに配置したミルにおける継目無管の伸し
長さ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】継目無管の製造工程は、丸または角ビレ
ットを加熱したのち穿孔する穿孔工程と、穿孔された中
空素管を延伸圧延する減肉工程と、延伸された母管を所
定仕上げ寸法に絞り圧延する定径圧延工程とからなる。
減肉工程における圧延機としては、プラグミル、マンド
レルミル、アッセルミル、ピルガミル等が知られてい
る。継目無管の製造方法のうちでも生産性に優れたマン
ネスマン−マンドレルミル方式は、図３に示すとおり、
素材の丸ビレット５１を回転炉床式加熱炉５２で１２０
０〜１２６０℃に加熱したのち、穿孔機５３でプラグ５
４とロール５５により穿孔圧延して中空素管５６とす
る。この段階での中空素管５６は、外径が数サイズで、
肉厚も製品に比較して非常に厚肉である。

【０００３】次の減肉工程のマンドレルミル５７は、一
対の孔型ロール５８を組込んだロールスタンドを、互い
に９０°ずつロール配列を変えて４〜８基連続的に配置
し、中空素管５６に挿入したマンドレルバー５９と孔型
ロール５８間で連続的に所定の肉厚まで減肉、延伸圧延
を行う。通常、マンドレルミル５７での減肉量は、内面
の荒さを軽減するためにも、７〜１５ｍｍ程度圧下を行
うのが一般的である。減肉、延伸圧延された母管６０
は、図示しないストリッパによりマンドレルバー５９が
引抜かれる。減肉、延伸圧延までで素管温度が加工度に
比較して低下しすぎた場合は、再加熱炉６１で母管６０
を９００〜１１００℃まで加熱するが、温度低下をきた
さない場合は、直接サイザーもしくはストレッチレデュ
ーサ等の絞り圧延機６２で外径圧下と若干の肉厚調整を
受け所定仕上げ寸法に仕上げられる。一般的に外径１７
７．８ｍｍ以上の継目無管を製造する大径ミルでは、再
加熱炉がなく、外径１７７．８ｍｍ以下の継目無管を専
門に圧延する小径ミルでは、再加熱炉を設置するのが一
般的である。

【０００４】従来、外径１７７．８ｍｍ以上の継目無管
を製造する大径ミルにおいては、２ロールマンドレルミ
ルと２ロールサイザーまたは３ロールサイザーをタンデ
ムに同一軸に配列するのが一般的であった。この場合、
マンドレルバーの引抜きは、ストリッパを設置できない
ので、エキストラクターまたはサイザーにより母管をグ
リップして外径圧下しながらパスライン出口側に送り出
し、母管がマンドレルミルの最終スタンドを尻抜けする
と、リトレーナによりマンドレルバーをパスライン入口
側に引戻すことによって行われている（特開平３−１１
４６０５号公報）。

【０００５】上記マンネスマン−マンドレルミル方式に
おける製品継目無管の外径、肉厚管理は、ストレッチレ
デューサにおける製品の伸し長さを管理することにより
行われるのが一般的である。すなわち、製品継目無管の
外径、肉厚管理は、素材重量に対する伸し長さになるよ
うに制御する必要があるため、加熱炉入口での素材重
量、マンドレルミル出側での母管長さ、およびストレッ
チレデューサ出側での管長さを計測し、フィードフォワ
ード、材料間フィードバック制御を行うと共に、この制
御に必要な情報を伝達するため、材料１本毎のトラッキ
ング処理が行われている。例えば、マンドレルミルで
は、穿孔圧延後の中空素管長さを基に、マンドレルミル
の各スタンドの圧延ギャップを調整し、目標伸し長さに
合わせるべく各スタンドのロール回転数のセッティング
を行ったり、ビレット重量とマンドレルミル出口母管断
面積から伸し予測長さを計算し、目標長さとの差を母管
断面積で補正するためロールギャップを変更している。

【０００６】また、ストレッチレデューサでは、マンド
レルミル圧延後に計測された母管長さを基に、最終外径
絞り後の目標長さに合わせるべく、各スタンドの回転数
を母管１本毎にセットして精度向上を図っている。すな
わち、図４に示すとおり、マンドレルミルでの延伸圧延
後の母管長さが短いときには、回転数比Ｒｎを高くして
良く伸びる段取りを行い、逆にマンドレルミルでの延伸
圧延後の母管長さが長いときには、回転数比Ｒｎを低く
して伸びを抑制する段取りを用いる。なお、回転数比Ｒ
ｎとは、最終圧延スタンドのロール回転数を第１番目の
スタンドのロール回転数で除した数値である。ストレッ
チレデューサにおける伸び率とロール回転数比Ｒｎとの
関係は、図５に示すとおりである。図５中の伸び率と
は、マンドレルミル出口の母管長さとストレッチレデュ
ーサ出口の管長さを温度補正した後の比率である。図５
に示すとおり、ロール回転数比Ｒｎを変更することによ
って伸し長さを制御することが可能である。図６は制御
により伸し長さの的中精度が向上した結果を示す。

【０００７】マンドレルミルにおける管の伸し長さ制御
方法としては、予め実験によって求めておいたマンドレ
ルバーの摩擦特性値と、オンラインで測定または予測し
た素管の重量および温度情報に基づいて、各素管毎にロ
ール周速比を変えることにより、圧延後の仕上げ母管長
さを目標値と一致させる方法（特公昭５９−１６８４７
号公報）が提案されている。また、マンドレルミルで延
伸圧延後の母管の絞り圧延工程における管の伸し長さ制
御方法としては、絞り圧延する圧延最終工程の直前の工
程によって得た母管の実績長さと予定長さを比較し、実
績長さが予定長さより長い場合は、所定の肉厚公差、重
量公差の下で最終圧延を施し、予定長さ以上の圧延製品
とする方法（特開平４−３７１３０７号公報）、絞り圧
延機の入側または出側スタンドのいずれか一方を固定基
準点として回転数制御を行う長さ制御において、長さ制
御モデルにより求めた可変側回転数設定値が設備上限界
値または、操業条件により定められた基準速度を超過し
た場合、超過した設定回転数分を固定側設定回転数に増
減することにより、入側から出側スタンドまでの各スタ
ンド回転数傾斜を保持する方法（特開平５−５０１１７
号公報）等が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、マンドレルミル
出口に一定距離をおいてサイザーもしくはストレッチレ
デューサをタンデムに配列し、再加熱炉を省略したタン
デムミルによる圧延方法が提案されている。このタンデ
ムミルにおいては、管はマンドレルミル圧延中にサイザ
ーもしくはストレッチレデューサで同時に外径絞り加工
を受けるため、マンドレルミル出口で母管の全長を計測
することはできない。このため、前記特公昭５９−１６
８４７号公報、特開平４−３７１３０７号公報および特
開平５−５０１１７号公報に開示の方法は、マンドレル
ミル入口で計測した中空素管と出口で計測した母管長さ
を用いる制御や、マンドレルミル出口で計測した母管長
さとサイザーもしくはストレッチレデューサ出口で計測
した管長さを用いる制御であるため、マンドレルミル出
口に一定距離をおいてサイザーもしくはストレッチレデ
ューサをタンデムに配列したタンデムミルにそのまま採
用することはできない。

【０００９】この発明の目的は、前記マンドレルミル出
口に一定距離をおいてサイザーもしくはストレッチレデ
ューサをタンデムに配列したタンデムミルにおいて、管
の伸し長さの目標長さとの差を最小にできる継目無管の
伸し長さ制御方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、マンド
レルミル出側とサイザーもしくはストレッチレデューサ
出側に速度積分型の伸し長さ計測装置と温度検出器を設
置し、その速度差から管の伸び率を演算して温度補正
し、温度補正した伸び率と目標伸び率との差を求め、マ
ンドレルミルのロールギャップまたはサイザーもしくは
ストレッチレデューサのロール回転数を制御することに
よって、管の伸し長さの目標長さとの差を最小にできる
こと、また、サイザーもしくはストレッチレデューサ出
側に固定式の長さ計測装置を設置して最終圧延製品の全
長を計測し、速度積分型の伸し長さ計測装置による管の
伸し長さの誤差を修正することによって、管の伸し長さ
の目標長さとの差をさらに低減できることを究明し、こ
の発明に到達した。

【００１１】すなわちこの発明は、マンドレルミルとサ
イザーもしくはストレッチレデューサを同一軸を有する
圧延パスラインに延伸圧延された母管の長さより短い距
離でタンデムに配列したミルにおける継目無管の伸し長
さ制御方法において、マンドレルミル出口およびサイザ
ーもしくはストレッチレデューサ出口に速度積分型の長
さ計測装置と温度検出器を設置し、入口と出口との速度
差から母管および管の伸び率を求めて温度補正し、温度
補正した伸び率と予め設定した目標伸び率との差を求
め、該目標伸び率との差に基づき、マンドレルミルのロ
ールギャップまたはサイザーもしくはストレッチレデュ
ーサのロール回転数を制御することを特徴とする継目無
管の伸し長さ制御方法である。

【００１２】またこの発明は、前記継目無管のの伸し長
さ制御方法において、マンドレルミル入口の中空素管速
度を予測速度、またはマンドレルミル入口に設けた速度
積分型の長さ計測装置により計測した管速度を用いるの
である。さらにこの発明は、前記継目無管のの伸し長さ
制御方法において、サイザーもしくはストレッチレデュ
ーサ出側に固定式の長さ計測装置を設置して管の全長を
実測し、速度積分型の長さ計測装置の計測誤差を固定式
の長さ計測装置の実測値に基づき修正するのである。

【００１３】

【作用】タンデムミルにおける管の伸し長さ制御におい
て、マンドレルミル入口の中空素管速度と断面積を
Ｖ₀、Ａ₀とし、マンドレルミルの各スタンドについて
も、それぞれ管速度と断面積をＶｉ、Ａｉとする（ｉは
スタンドＮｏを示す）。熱収縮による体積変化、スケー
ルオフ等が無視できるとすると、通過体積が一定となる
ため、Ｖ₀Ａ₀＝ＶｉＡｉとなり、

【００１４】

【数１】

【００１５】であるから、管速度は断面積の減少比率で
増速することになる。以上は管速度、断面積が変動しな
い場合に成立するが、実際には時間と共に管速度、断面
積とも変動する。各スタンドでの管長さをＬｉとすれ
ば、体積一定の条件よりＡｉＬｉ＝一定（２）式となり、断面積比と伸し長さ比は反比例の関係となる。
（１）式と（２）式から

【００１６】

【数２】

【００１７】となり、速度の計測により伸び率を予測す
ることが可能である。また、Ｌ＝∫ｖｄｔで長さを計測
するのが速度積分型の長さ計測装置である。上記（３）
式は、速度が時間に対して変動する場合は、次式とな
る。

【００１８】

【数３】

【００１９】ｔｐは、管の圧延時間である。圧延前の管
横断面は、圧延後も同一断面を確保していると考えても
実用上は問題がなく、上式は一般化して（４）式とな
る。

【００２０】

【数４】

【００２１】ここで、ｔは各スタンドで管が噛み込んで
からの圧延時間、ｌｉはｔ時間経過までの管圧延長さ、
ｌ₀はマンドレルミル入口で１スタンドで圧延された中
空素管長さである。上記（４）式を微分すると、とな
る。

【００２２】

【数５】

【００２３】となる。いまｖ_iとして最終スタンド出口
の速度を使用すればｖｉ＝ｖｆとなる。

【００２４】

【数６】

【００２５】ただし、Ｌ_fはマンドレルミル出口の母管
目標長さｖ₀、ｖ_fを計測し、その比をＬ_f／Ｌ₀に一致さ
せるべく、ロールギャップを制御することによって、出
口長さを母管目標長さＬ_fに精度よく合致させることが
できる。ｖ₀が変動する場合は、圧延中のｖ₀を計測し、
１スタンド圧延開始からｔ時間後のｖ₀に対し、最終ス
タンド圧延開始からｔ時間後の速度ｖｆの比を、

【００２６】

【数７】

【００２７】次にサイザーまたはストレッチレデューサ
の制御は、サイザーまたはストレッチレデューサの入口
に設置した速度積分型伸し長さ計測装置と出口に設けた
速度積分型伸し長さ計測装置により、以下の制御を行
う。

【００２８】

【数８】

【００２９】ここで、Ｌｓｏはマンドレルミル出口の母
管長さ、ｖｓｏはサイザーまたはストレッチレデューサ
母管入口速度、Ｌｓｆはサイザーまたはストレッチレデ
ューサ出口の管長さ、ｖｓｆはサイザーまたはストレッ
チレデューサ出口の管速度である。マンドレルミルとサ
イザーまたはストレッチレデューサ間での熱収縮や断面
積変動がなく、スケールオフもない場合は、Ｌ_so＝
Ｌ_f、ｖ_so＝ｖ_fとなる。前記（７）式を微分すると

【００３０】

【数９】

【００３１】となる。ｖ_so／ｖ_sf＝Ｌ_so／Ｌ_sfの比率と
すべくロール回転数を制御すれば、精度よく伸し長さを
目標伸し長さに的中させることができる。したがって、
同時に温度を計測して温度補正を加味すれば、

【００３２】

【数１０】

【００３３】ここで、αは線膨張率、θ_so、θ_sfはそれ
ぞれの管計測温度、θ₀は標準温度を示す。

【００３４】さらに、サイザーまたはストレッチレデュ
ーサ出口に最終スタンドロール中心からＬ_M1離して固定
式の長さ計測装置ＯＰ−１を設置し、前記最終スタンド
ロール中心からＬ_M離して設置した速度積分型伸し長さ
計測装置による測定値を修正する。すなわち、出口の固
定式の長さ計測装置ＯＰ−１に管先端が到達した時点
で、積算型伸し長さ計測装置は（Ｌ_M1−Ｌ_M）を計測し
た場合は、伸し長さ計測に誤差がなく、前述の制御を行
えばよいが、積算型伸し長さ計測装置による伸し長さが
Ｌ_Iであり、Ｌｉ−（Ｌ_M1−Ｌ_M）＝Δｌ＞０または＜０の場合、補正が必要となる。Δｌ＞０の場合は、制御目
標ΔＬ長く目標の設定変更を行う必要がある。例えば、
補正せずに圧延した場合の長さは

【００３５】

【数１１】

【００３６】と予測される。この予測値と目標長さの
比、さらには残された圧延部長さ比を考慮して出口速度
を

【００３７】

【数１２】

【００３８】のように目標を変更する。また、Δｌ＜０
の場合は、上記とは逆に

【００３９】

【数１３】

【００４０】とする。サイザーまたはストレッチレデュ
ーサ出口には、固定式の長さ計測装置を数ヵ所設置する
ことにより、さらに伸し長さ精度を高めることができ
る。

【００４１】この発明においては、マンドレルミル出口
およびサイザーもしくはストレッチレデューサ出口に速
度積分型の長さ計測装置と温度検出器を設置し、入口と
出口との速度差から母管および管の伸び率を求めて温度
補正し、温度補正した伸び率と予め設定した目標伸び率
との差を求め、該目標伸び率との差に基づき、マンドレ
ルミルのロールギャップまたはサイザーもしくはストレ
ッチレデューサのロール回転数を制御することによっ
て、マンドレルミルおよびサイザーもしくはストレッチ
レデューサにおける管の伸し長さを、高精度で目標伸し
長さに制御でき、管の伸し長さのバラツキの偏差を大幅
に低減することができる。

【００４２】また、この発明においては、マンドレルミ
ル入口の管速度は、中空素管がチェーンまたはコンベア
で搬送される場合、中空素管搬送速度が予測値と精度よ
く一致する場合は、予測速度で、またはマンドレルミル
入口に速度積分型長さ計測装置を設置し、該速度積分型
長さ計測装置により実測した速度を使用し、マンドレル
ミルにおける伸し長さを制御することによって、マンド
レルミルにおける管の伸し長さを、高精度で目標伸し長
さに制御でき、管の伸し長さのバラツキの偏差を大幅に
低減することができる。さらに、サイザーもしくはスト
レッチレデューサ出側に固定式の長さ計測装置を設置し
て管の全長を実測し、速度積分型長さ計測装置の計測誤
差を固定式の長さ計測装置の実測値に基づき修正するこ
とによって、速度積分型長さ計測装置の測定誤差が補正
され、サイザーもしくはストレッチレデューサにおける
管の伸し長さを、さらに高精度で目標伸し長さに制御で
き、製品継目無管の伸し長さのバラツキの偏差をさらに
大幅に低減することができる。

【００４３】この発明における速度積分型長さ計測装置
としては、レーザドップラ長さ計、メジャリングロール
方式を単独または両者を併用して使用することができ
る。また、この発明における温度検出器としては、放射
温度計、多色温度計等を使用するが、材料温度予測モデ
ルと併用するのが得策である。さらに、サイザーもしく
はストレッチレデューサ出側に設置する固定式の長さ計
測装置としては、フォトスイッチ方式、光学式挟み尺計
等を用いることができる。また、目標伸び率との差に基
づくマンドレルミルのロールギャップの制御は、例え
ば、予備実験を行って最終２スタンドのロールギャップ
絞め込み量と母管の伸び量との関係を求め、その結果に
基づいてマンドレルミルのロールギャップの制御を行う
のが得策である。さらに、サイザーもしくはストレッチ
レデューサのロール回転数の制御は、例えば、中空素
管、母管、製品継目無管の目標寸法に基づき、予備実験
を行ってサイザーもしくはストレッチレデューサの回転
数比Ｒｎと伸び率との関係式を求め、その結果に基づい
てサイザーもしくはストレッチレデューサのロール回転
数の制御を行うのが得策である。

【００４４】

【実施例】

実施例１以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図１ない
し図２に基づいて説明する。図１はこの発明方法を実施
する装置の制御系統図、図２は速度積分型の長さ計測装
置の測定値を補正する計測装置の配置図である。図１に
おいて、１は中空素管２の減肉、延伸圧延を行うマンド
レルミル、３は中空素管２に挿入したマンドレルバー、
４はマンドレルバー３の後端を支持して所定速度でマン
ドレルバー３を前進させると共に、中空素管２の減肉、
延伸圧延が終了して母管５が尻抜けすると、マンドレル
バー３を後退させて母管５から引き抜くリトレーナー、
６はマンドレルミル１と延伸圧延された母管５の長さよ
りも短い距離で同一軸にタンデムに配列したサイザー
で、減肉、延伸圧延された母管５を絞り加工して所定の
外径、肉厚に定形加工し、製品継目無管７とする。

【００４５】１１はマンドレルミル１の入口に設置した
レーザドップラ長さ計、１２は同じくマンドレルミル１
の入口に設置した放射温度計で、共にマンドレルミル１
入口の中空素管２の速度および表面温度を測定し、管長
さ制御部１３に出力する。１４はマンドレルミル１の出
口に設置したレーザドップラ長さ計、１５は同じくマン
ドレルミル１の出口に設置した放射温度計で、共にマン
ドレルミル１出口の母管５の速度および表面温度を測定
し、管長さ制御部１３に出力する。１６はサイザー６の
入口に設置したレーザドップラ長さ計、１７は同じくサ
イザー６の入口に設置した放射温度計で、共にサイザー
６入口の母管５の速度および表面温度を測定し、管長さ
制御部１３に出力する。１８はサイザー６の出口に設置
したレーザドップラ長さ計、１９は同じくサイザー６の
出口に設置した放射温度計で、共にサイザー６出口の製
品継目無管７の速度および表面温度を測定し、管長さ制
御部１３に出力する。

【００４６】管長さ制御部１３には、図示しない上位の
コンピュータから中空素管２の長さと断面積、マンドレ
ルミル１での目標伸び率およびサイザー６での目標伸び
率と肉厚が予め設定入力されている。管長さ制御部１３
は、マンドレルミル１の入口および出口に設置したレー
ザドップラ長さ計１１、１４および放射温度計１２、１
５から入力される中空素管２および母管５の速度と表面
温度に基づき、マンドレルミル１の入口と出口との速度
差から伸び率を演算して温度補正し、温度補正したマン
ドレルミル１での伸び率と目標伸び率を比較し、その差
に基づいてマンドレルミル１での伸び率が目標伸び率と
なるようマンドレルミル制御部２０に指令し、マンドレ
ルミル１のロールギャップを制御するよう構成されてい
る。

【００４７】また、管長さ制御部１３は、サイザー６の
入口および出口に設置したレーザドップラ長さ計１６、
１８および放射温度計１７、１９から入力される母管５
および製品継目無管７の速度と表面温度に基づき、サイ
ザー６の入口および出口速度差から伸び率を演算して温
度補正し、温度補正したサイザー６での伸び率と目標伸
び率を比較し、その差に基づいてサイザー６での伸び率
が目標伸び率となるようサイザー制御部２１に指令し、
サイザー６のロール回転数を制御するよう構成されてい
る。

【００４８】上記のとおり構成したことによって、中空
素管２をマンドレルミル１で減肉、延伸圧延するに際
し、管長さ制御部１３は、マンドレルミル１の入口およ
び出口に設置したレーザドップラ長さ計１１、１４およ
び放射温度計１２、１５から管長さ制御部１３に入力さ
れる中空素管２および母管５の速度と表面温度に基づ
き、管長さ制御部１３がマンドレルミル１の入口と出口
との速度差から伸び率を演算して温度補正し、温度補正
したマンドレルミル１での伸び率と予め設定した目標伸
び率を比較し、その差に基づいてマンドレルミル１での
伸び率が目標伸び率となるようマンドレルミル制御部２
０に指令し、マンドレルミル１のロールギャップを制御
するから、マンドレルミル１における管の伸し長さを高
精度で制御することができる。

【００４９】また、母管５をサイザー６で絞り圧延する
際、管長さ制御部１３は、サイザー６の入口および出口
に設置したレーザドップラ長さ計１６、１８および放射
温度計１７、１９から入力される母管５および製品継目
無管７の速度と表面温度に基づき、サイザー６の入口お
よび出口速度差から伸び率を演算して温度補正し、温度
補正したサイザー６での伸び率と目標伸び率を比較し、
その差に基づいてサイザー６での伸び率が目標伸び率と
なるようサイザー制御部２１に指令し、サイザー６のロ
ール回転数を変更するから、サイザー６における管の伸
し長さを高精度で制御でき、最終製品継目無管７の伸し
目標値との偏差を最小にすることができる。

【００５０】なお、図２に示すとおり、サイザー６の出
側に、例えば、サイザー６の最終スタンド中心から所定
距離Ｌ_M1離れた位置にフォトスイッチからなる固定長さ
計測器３１を、また、サイザー６の最終スタンド中心か
ら所定距離Ｌ_M2離れた位置にフォトスイッチからなる固
定長さ計測器３２を配置し、固定長さ計測器３１、３２
が製品継目無管７の先端を検出すると、その先端検出信
号を前記管長さ制御部１３に出力し、サイザー６の最終
スタンド中心から所定距離Ｌ_M離れた位置に設置した前
記レーザドップラ長さ計１８による前記伸し長さを補正
する。すなわち、管長さ制御部１３は、固定長さ計測器
３１から製品継目無管７先端検出信号が入力された時点
で、レーザドップラ長さ計１８から入力される伸し長さ
が（Ｌ_M1−Ｌ_M）を計測した場合は、レーザドップラ長
さ計１８の伸し長さ計測に誤差はなく、前記の制御を行
えばよい。しかし、固定長さ計測器３１から製品継目無
管７先端検出信号が入力された時点で、レーザドップラ
長さ計１８から入力される伸し長さがＬ_Iであり、Ｌ_I−
（Ｌ_M1−Ｌ_M）＝ΔＬで、ΔＬ＞０またはΔＬ＜０の場
合は、補正が必要となる。同様に管長さ制御部１３は、
固定長さ計測器３２から製品継目無管７先端検出信号が
入力された時点で、レーザドップラ長さ計１８から入力
される伸し長さが（Ｌ_M2−Ｌ_M）を計測した場合は、レ
ーザドップラ長さ計１８の伸し長さ計測に誤差はなく、
前記の制御を行えばよい。しかし、固定長さ計測器３２
から製品継目無管７先端検出信号が入力された時点で、
レーザドップラ長さ計１８から入力される伸し長さがＬ
_Jであり、Ｌ_J−（Ｌ_M2−Ｌ_M）＝ΔＬａで、ΔＬａ＞０
またはΔＬａ＜０の場合は、補正が必要となる。

【００５１】ΔＬ＞０の場合は、制御目標ΔＬ長く目標
の設定変更を行う必要がある。例えば、補正せずに圧延
した場合の長さはＬ_sf−ΔＬ×Ｌ_sf／（Ｌ_M1−Ｌ_M）と予測される。この予測値と目標長さの比、さらには残
された圧延部長さ比を考慮して出口速度を

【００５２】

【数１４】

【００５３】のように目標を変更する。また、ΔＬ＜０
の場合は、上記とは逆に

【００５４】

【数１５】

【００５５】とする。また、ΔＬａ＞０の場合は、制御
目標ΔＬａ長く目標の設定変更を行う必要がある。例え
ば、補正せずに圧延した場合の長さはＬ_sf−ΔＬａ×Ｌ_sf／（Ｌ_M2−Ｌ_M）と予測される。この予測値と目標長さの比、さらには残
された圧延部長さ比を考慮して出口速度を

【００５６】

【数１６】

【００５７】のように目標を変更する。また、ΔＬａ＜
０の場合は、上記とは逆に

【００５８】

【数１７】

【００５９】とする。

【００６０】実施例２Ｎｏ．１〜８スタンドからなる２ロールマンドレルミル
とＮｏ．１〜７スタンドからなるサイザーとを母管の長
さよりも短い距離で同一軸にタンデムに配列した継目無
管製造ラインにおいて、表１に示す寸法の中空素管を、
表１に示す目標寸法の母管、継目無管に圧延すべく本発
明の管の伸し長さ制御を行った場合と、行わなかった場
合（絞り圧延後の継目無管の長さの実測値に基づいて学
習計算を行い次材にフイードバックした場合）につい
て、マンドレルミルおよびサイザーでの目標寸法に対す
る伸し長さのバラツキ偏差を求めた。その結果を表２に
示す。なお、２ロールマンドレルミルにおけるロールギ
ャップの制御は、予備実験を行って最終２スタンドのロ
ールギャップを０．１ｍｍ絞めることにより０．５％伸
びる実験値を用いた。また、サイザーのロール回転数比
Ｒｎと伸び率との関係は、予備実験を行って得た下記関
係式を使用した。Ｌｓｆ／Ｌｓｏ＝０．９３０×Ｒｎ＋０．１８５（ＣＡＳＥ１）Ｌｓｆ／Ｌｓｏ＝０．９２０×Ｒｎ＋０．２０６（ＣＡＳＥ２）

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】表２に示すとおり、本発明の制御を行った
場合には、本発明の制御を行わなかった従来例に比較
し、約半分近くまで低減しており、その効果は明らかで
ある。また、サイザー出側に設置したフォトスイッチか
らなる固定長さ計によりレーザドップラ長さ計の伸し長
さを補正した場合は、サイザーでの目標寸法に対する伸
し長さのバラツキ偏差がＣＡＳＥ１で０．１８％、ＣＡ
ＳＥ２で０．２１％とさらに低減した。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、管の速度差に基づいて伸び率を求め、最終製品の所
定目標伸し長さを制御することによって、高精度で目標
伸し長さに管理でき、製品寸法精度が向上して不良クロ
ップ長さが減少し、その分製品歩留が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法を実施する装置の概略制御系統図
である。

【図２】この発明の速度積分型の長さ計測装置の測定値
を補正する計測装置の配置図である。

【図３】マンネスマン−マンドレルミル製管法の概略系
統図である。

【図４】ストレッチレデューサにおける使用スタンド数
とロール回転数比Ｒｎの説明図である。

【図５】ストレッチレデューサにおけるロール回転数比
Ｒｎと伸び率との関係を示すグラフである。

【図６】母管長さおよび仕上長さの目標長さからの偏差
と頻度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１、５７マンドレルミル２、５６中空素管３、５９マンドレルバー４リトレーナー５、６０母管６サイザー７製品継目無管１１、１４、１６、１８レーザドップラ長さ計１２、１５、１７、１９放射温度計１３管長さ制御部２０マンドレルミル制御部２１サイザー制御部５１丸ビレット５２回転炉床式加熱炉５３穿孔機５４プラグ５５ロール５８孔型ロール６１再加熱炉６２絞り圧延機

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マンドレルミルとサイザーもしくはスト
レッチレデューサを同一軸を有する圧延パスラインに延
伸圧延された母管の長さより短い距離でタンデムに配列
したミルにおける継目無管の伸し長さ制御方法におい
て、マンドレルミル出口およびサイザーもしくはストレ
ッチレデューサ出口に速度積分型長さ計測装置と温度検
出器を設置し、入口と出口との速度差から母管および管
の伸び率を求めて温度補正し、温度補正した伸び率と予
め設定した目標伸び率との差を求め、該目標伸び率との
差に基づき、マンドレルミルのロールギャップまたはサ
イザーもしくはストレッチレデューサのロール回転数を
制御することを特徴とする継目無管の伸し長さ制御方
法。
【請求項２】マンドレルミル入口の中空素管速度を予
測速度、またはマンドレルミル入口に設けた速度積分型
長さ計測装置により計測した管速度を用いることを特徴
とする請求項１記載の継目無管の伸し長さ制御方法。
【請求項３】サイザーもしくはストレッチレデューサ
出側に固定式の長さ計測装置を設置して管の全長を実測
し、速度積分型長さ計測装置の計測誤差を固定式の長さ
計測装置の実測値に基づき修正することを特徴とする請
求項１および２記載の継目無管の伸し長さ制御方法。