JP2778387B2

JP2778387B2 - 冷間加工用素管の切断方法

Info

Publication number: JP2778387B2
Application number: JP28054092A
Authority: JP
Inventors: 繁俊兵藤; 義一滝本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JPH06106412A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コールドピルガーミル
による冷間管圧延等に使用する冷間加工用素管の切断方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コールドピルガーミルによる冷間管圧延
には、その素管として熱間押出し法により製造された所
謂押出し管が用いられる。この押出し管は、能率等の点
から素管長さより長い長尺管として製造され、冷間管圧
延に供する前に圧延に好都合な長さの短尺管に切断され
る。

【０００３】この切断で重要な点は、切断位置を長さで
はなく重量で管理する必要のあることである。即ち、冷
間管圧延に供する長尺素管、即ち押出し管は、偏肉等の
ために、管軸方向の単重分布が一定でない。そのため、
長さで切断位置を管理した場合は、冷間管圧延に供する
短尺素管の重量に過不足が生じる。重量不足は製品長の
不足を招き、過大な重量は、必要以上に圧延を実施する
ことによる圧延能率の低下や、圧延後に不要部分を除去
することによる歩留りの低下を招く。

【０００４】冷間管圧延に供する長尺素管の切断位置の
重量で管理する技術としては、切断ライン中の切断位置
前後に測重計を設け、２つの測重計で素管を秤量してそ
の重量等分位置を求める方法が特開昭５８−１７１２１
５号公報に提示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、長尺素管を２分割しかできない。最近は、効率
的な素管採取を目指して５分割、６分割、７分割といっ
た複雑な多本取りが採用されており、２分割しかできな
い方法は実用に供することができない。

【０００６】また、ライン内で素管重量を実測すること
は、能率面や設備面での制約が大きく、この面からも実
用的とは言えない。

【０００７】本発明の目的は、長尺素管を任意の数に等
重分割でき、なおかつ実施が容易な冷間加工用素管の切
断方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】冷間管圧延に供する長尺
素管の切断位置を重量で管理するために、長尺素管の外
径および肉厚を測定することが考えられる。即ち、長尺
素管の外径および肉厚を測定することによりその断面積
が求まり、これを管軸方向位置に対応させることによ
り、長尺素管の管軸方向における単重分布が求まる。し
かし、長尺素管の外径はレーザ等により正確に測定でき
ても、肉厚の正確な測定は困難であるので、その断面積
を管全長にわたって正確に測定することはできない。

【０００９】本発明者らは、長尺素管の外径だけならば
比較的に容易に且つ精度よく測定できることに着目し、
その外径と単重の関係を調査したところ、外径の２乗値
と単重との間に高い相関関係が成立し、外径の２乗値に
基づいて長尺素管の切断を行えば、任意数の等重分割素
管は勿論のこと、所望重量の短尺素管が簡単に得られる
ことを知見した。

【００１０】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
で、冷間加工用として製造された長尺素管を冷間加工に
適した重量の短尺素管に切断するに際し、前記長尺素管
の外径を管軸方向位置に対応して連続的または間欠的に
測定し、その測定値の２乗値を単重相当値と見做して、
該単重相当値と長尺素管の管軸方向位置とから、所望重
量の短尺素管が得られる切断位置を求めて、その位置で
長尺素管を切断することを特徴とする冷間加工用素管の
切断方法を要旨とする。

【００１１】

【作用】冷間加工に供される長尺素管、代表的には熱間
押出し管は、内外面がダイスおよびマンドレルで規定さ
れるためにほぼ真円であり、両者の芯ずれに起因した偏
肉を主に生じる。そして、加工中の工具熱による寸法変
化や材料の加工熱変化による収縮量の変化等により管軸
方向に寸法変動が生じる。しかし、その寸法変動では、
肉厚変動に比べ外径変動が単重への影響が大きい。

【００１２】今、切断すべき長尺素管の外径Ｄ、肉厚を
ｔとすれば、管断面積ＳはＳ＝π・（Ｄ／２）²−π（Ｄ／２−ｔ）² ＝π（Ｄ・ｔ−ｔ²）で表わされる。ここで、ｔ／Ｄを１０％とすると、ｔ²
の項は影響が小さく、管断面積ＳはＳ≒π・Ｄ・ｔで近似される。また、ｔ＝Ｄ・ｔ／Ｄであり、ｔ／Ｄは
内外径がダイスおよびマンドレルの寸法で決定されるた
めに一定と見做せるので、結局、管断面積Ｓは、Ｓ≒π（一定）・Ｄ・Ｄ・ｔ／Ｄ（一定）Ｓ∝Ｄ² となる。即ち、外径の２乗値から単重が求まる。

【００１３】ここで今１つ考慮しなければならない点
は、測定精度である。管の寸法測定では、外径はレーザ
等により高精度に直接測定できるが、肉厚測定は超音波
等を使用した間接測定となるため、測定誤差が大きい。
そのため、肉厚を測定して理論的に正しい単重を求めて
も、実際の精度は低く、むしろ外径の２乗値から近似し
た単重の方が実際の精度は高い（図５参照）。

【００１４】本発明の冷間加工用素管の切断方法では、
外径の２乗値に基づいて切断位置を決めるので、重量に
基づく簡単で高精度な切断位置管理が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】本発明の切断方法では、切断位置の決定が
重要なプロセスとなる。本実施例ではこれがデータ取り
込み、演算、補正の３プロセスからなる。

【００１７】図１はデータ取り込みに使用する装置の構
成図、図２はデータ取り込みの手順を示すフローチャー
ト、図３は演算の手順を示すフローチャート、図４は補
正の手順を示すフローチャートである。

【００１８】データ取り込みに使用する装置（図１）
は、長尺素管１の外径を測定する測定部２を有する。測
定部２は、レーザ等により長尺素管１の外径を直交する
２方向について測定する。測定データは、ＯＤ計３にて
２方向の外径の平均値を２乗した平均外径２乗値ＯＤと
される。そして、これがパルスジェネレータ４で測定さ
れた長尺素管１の管軸方向のピッチデータと共に演算部
５に入力される。演算部５は入力データを用いてデータ
取り込み、演算および補正の各プロセスを実行する。

【００１９】データ取り込み（図２）では、初期設定
（Ｓ１）のあと、材料の有無が判断される（Ｓ２）。材
料ありの場合は、１ピッチ毎の平均外径２乗値ＯＤ_nが
取り込まれ、ＯＤ_nと測定pitch との積（単重相当値）
およびその全積算値が計算される（Ｓ３〜Ｓ８）。材料
がなくなれば、直前のｎを用いて材料の全長Ｌ_Zを計算
する（Ｓ９）。

【００２０】演算（図３）では、データ取り組みで記憶
したＯＤ_nとpitch との積（単重相当値Ｗ_n) 、Ｗ_nの
全積算値（ＯＤ_total）、更に目標管重量Ｗ_p（＝ＯＤ
_total/N) が用いられる。

【００２１】手順としては、初期設定（Ｓ１０）のあと
１ピッチ毎に単重相当値Ｗ_nを積算し、その積算値Ｗを
目標管重量Ｗ_pと比較する（Ｓ１１〜Ｓ１３）。Ｗ＝Ｗ
_pとなればそのピッチ数の位置を切断位置とし、次の切
断位置の演算に移行する（Ｓ１４〜Ｓ１７）。

【００２２】積算値Ｗが目標管重量Ｗ_pを超えると、ま
ず、超えた部分のＷ_nに対する割合（Ｗ_p−Ｗ）／Ｗ_n
を求め、これにpitch を掛けることにより、超えた部分
の長さΔｌ′を求める。更にpitch からこの長さΔｌ′
を減算することにより、ｎピッチ目における切断位置ま
での比例配分長さΔｌを求める。そして、ｎ−１ピッチ
までの累積長さにΔｌを加算して切断位置ＬＱを求める
（Ｓ１８）。また、超えた部分の長さΔｌ′を次の切断
位置の演算に上積みするべく初期設定値Ｗｓを（Ｗ_p−
Ｗ）に変更する（Ｓ１９）。

【００２３】これを繰り返してＮ本についての切断位置
ＬＱ（＝Ｎ−１）を求める。また、最後の１本分の長さ
を演算する（Ｓ２０）。

【００２４】補正（図４）では、まず、長尺素管の全長
を他の手段で実測する。次いで、データ取り込みで得た
長尺素管の全長Ｌ_zを用いて、Ｌ_zに対する実測全長Ｌ
measの比率αを求める（Ｓ２１，Ｓ２２）。そして、前
記演算で求めた切断位置ＬＱにαを補正係数として乗
じ、この補正を全ての切断位置ＬＱについて行い、補正
後の各切断位置ＬＱ′を出力する（Ｓ２３〜Ｓ２６）。

【００２５】図５は公称寸法が外径６0.５ｍｍ、肉厚5.
５ｍｍ、全長１３４２０ｍｍの熱間押出し管において、
材料重量に与える外径と断面積の各影響度を示すグラフ
である。外径はレーザによる実測値、断面積はレーザに
よる外径実測値と超音波による肉厚実測値とから求めた
ものである。

【００２６】重量と外径との間には強い相関関係が成立
しているが、重量と断面積との間には、強い関連性がな
い。これは、材料の単重を外径の実測値のみから充分な
精度で求めることができること、肉厚測定値を使用する
と単重算出精度が逆に低下することを示している。

【００２７】なお、上記実施例では、長尺素管を等重量
位置で切断しているが、長尺素管から任意重量の短尺素
管を採取できる。例えば、材料全体を重量比で３：２に
切断する場合、上記実施例での切断本数を５として先端
から３本分を切断位置とすることによって、この切断が
可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の冷間加工用素管の切断方法は、素管の単重を用いて切
断位置を決めるので、任意本数の等重分割ができ、更に
は任意重量の管採取もできる。しかも、その単重を外径
のみから推定するので、実施がすこぶる容易であり、な
おかつ精度も高い。従って、重量に基づく簡単で高精度
な切断が可能になり、冷間加工における能率向上、歩留
り改善等に大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】データ取り込みに使用する装置の構成図であ
る。

【図２】データ取り込みの手順を示すフローチャートで
ある。

【図３】演算の手順を示すフローチャートである。

【図４】補正の手順を示すフローチャートである。

【図５】材料重量に与える外径と断面積の各影響度を示
す図表である。

【符号の説明】

１切断対象である長尺素管２外径測定部４パルスジェネレータ５演算部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷間加工用として製造された長尺素管を
冷間加工に適した重量の短尺素管に切断するに際し、前
記長尺素管の外径を管軸方向位置に対応して連続的また
は間欠的に測定し、その測定値の２乗値を単重相当値と
見做して、該単重相当値と長尺素管の管軸方向位置とか
ら、所望重量の短尺素管が得られる切断位置を求めて、
その位置で長尺素管を切断することを特徴とする冷間加
工用素管の切断方法。