JPH01237016A - 管圧延機のロール圧下方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマンドレルミル、プラグミル、サイザー等の管
圧延機の圧下方法に関する。

（従来の技術〕 例えば、シームレス管の製造では、マンドレルバ−を内
挿した素管をマンドレルミルで圧延する。

マンドレルミルは、上下一対の溝型ロールを備えたスタ
ンドを、交互に９０”位相をずらせて複数段直列に配置
したものであり、このスタンド列に通される上記素管は
各スタンドを通過する度毎に溝型ロールとマンドレルバ
−との間で圧延され、所定の外径と肉厚に形成されてゆ
く。こうして得られる圧延管の外径精度および肉厚精度
は、各スタンドにおける圧下ｌ対のロールの溝底間距離
に対応するロールフランジ間距離、すなわちロール開度
の設定精度によりほぼ決定される。

このロール開度の設定は、従来一般に次のようにして行
われている。

まず、下記０式を用いて無負荷時のロール開度Ｓを算出
する６次いで、基準位置（ロールフランジが相互に接触
した状態すなわちロール開度Ｏの状態）にある上下１対
のロールを、圧下装置を駆動して等距離ずつ離反させて
ゆき、圧下装置に取付けであるセルシンの値が上記算出
値Ｓと一致するように設定するのである。

５−２ｔ＋Ｄ−Ｌ−Ｐ／Ｍ　　・・・■ｔ：管の肉厚、
Ｄ：マンドレルバー外径Ｌ：基準位置におけるロール溝
底間距離Ｐ：圧延荷重、Ｍ：ミル剛性係数 ２ｔ＋Ｄ：圧延時のロール溝底間距離 なお■式において、Ｐ／Ｍを減じているのは、ロールに
圧延荷重Ｐが加わると、これに相当する分（Ｐ／Ｍ）だ
け反動でロールが開くからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記■式に基づくロール開度の設定では
、常に精度の高い管外径（２ｔ　＋Ｄ）及び肉厚（１）
が得られるとは限らない。

すなわち、■式に用いられている圧延荷重Ｐは各ロール
スケジュール毎に予め設定された値（過去の実測（ｉ）
であるため、実圧延時の荷重とは異なっており、またミ
ル剛性係数Ｍも設定値もしくは過去の実測値であるため
、ロールスタンド使用時間の増加に伴い変化するからで
ある。

この対策として従来は、実圧延中に、反駆動側のロール
フランジ間で銅等の金属板を圧延し、圧延された金属板
の厚みの実測値と■式に基づく設定値とを比較して、双
方の数値が一致しておれば圧延を続行し、不一致の場合
は圧下装置を駆動して■式の設定値を実測値に調整する
ことが行われてきた。

しかし、上記対策にも次の■、■、■に示すような問題
があり、ロール開度を正確に調整するのは困難とされて
いた。

■　金属板の圧延は人手によるものであり、危険がとも
ない、かつ時間がかかるため、１シフトに１回程度しか
測定できない。

■　ハウジングの構造により、駆動側と反駆動側でミル
剛性が異なる場合があり、駆動側ロールフランジ間隙と
反駆動側のロールフランジ間隙が同じとは限らない、し
たがって、反駆動側のロールフランジ間隙のみの測定で
は、実際のロール開度が正確に測定されているとは言い
難い。

■　ロール開度は衝撃の加わる素管の噛み込みおよび灰
抜は時と定常圧延時とで０．１　ｗａ以上異なるため、
金属板を圧延するタイミングによって誤差を生じ易い。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、実圧延時のロール開度を正確に制御でき、常に寸法
精度の高い圧延管が得られる管圧延機のロール圧下制ｊ
′Ｂ方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

以下、本発明を実施例に対応する第１図を用いて説明す
る。

図に示すように、本発明の方法は、上下一対のロール５
．６の駆動側チョック１．３問および反駆動側チョック
２．４間にそれぞれ取付けたチョック間隙測定装置７．
８の測定値Ｘｗ、Ｘ１１と、上ロール圧下装ｚｉｏ、ｉ
ｏに取付けたロール薄型測定装置９．９の測定（！！’
ｔ　、とを下記０式に代入して演算器１４によりロール
開度Ｓを算出し、該ロール開度Ｓと予め設定した目標ロ
ール開度との差を上下ロール圧下装置（１０，１０，）
（１１，１１）で調整することを特徴とする。

Ｘ％１＋Ｘ１１ Ｓ”　　　　　　　　　＋　　（Ｙｐ　　　Ｐｏ　）／
Ｋｓ　　・・・■ま ただし、Ｐｏ　：零調整荷重、Ｋ、：ロール軸たわみ剛
性係数 は、後述する方法で零点調整したチョック間隙測定装置
を用い実圧延時における駆動側と反駆動側双方のチョッ
ク間隙実測値の平均値を示している。

ロール開度をチョック間隙より測定することとしたのは
、その測定値がロールの摩耗やガタつき等の影響を受け
ず、常に正確な実圧延中のロール開度を示しているから
である。

０式の第２項（ＹアーＰ　ｏ　）　／　Ｋ　ｓは、実圧
延中の圧延荷重Ｙ、によりロールが押し広げられる量を
示しており、上記チョック間隙の測定値には示されない
ものである。この量については圧延中のロール荷重に応
じて補正を加える必要がある。

この補正量の大きさはに、の大きさに依存する。

補正量の算出にに、を用いＭ（ミル剛性係数）を用いな
かったのは、Ｋ、の値がＭの値よりも数倍大きいからで
あり、実際に算出した一例ではＭ−２６０ｔ／ｍに対し
てＫｓ　＝６４３　ｔ／ｍと約２゜５倍の大きさとなる
。したがって、この場合ではに、を用いて算出した圧延
荷重による補正量は、Ｍを用いて算出した補正量に比べ
て約１／２．５となり、それだけロール開度の精度が向
上するのである。

なお、Ｋ、は後述する方法でチョック間隙測定装置を零
点調整しておき、ロール溝底間に荷重を加えた時のロー
ルフランジ間距離とチョック間隙測定装置による測定値
との差を前記荷重毎に求めてこれを直線近値することに
より算出される。

また、Φ式第２項中にＰ。を設定したのは、次の理由に
よる。すなわち、零点調整（圧下装置を駆動してロール
をキスタッチさせ、ロール荷重がＰｏとなると、チョッ
ク間隙測定装置の値を０にする）を行った際、ロール軸
は実際には荷重Ｐ０に対応したたわみを生じており、ロ
ール開度は０であるが、チッソク間隙は本来０とすべき
位置より（Ｐａ／Ｋｓ）分だけ小さくなっている。した
がって、この零調整時のオフセット量を補正する必要が
あるからである。

〔作　　用〕

上記構成のように、実圧延時のロール開度を直接ロール
チョック間隙の変化量で測定する場合には、ロール開度
をロール圧下装置の移動量で測定していた従来のように
、ロール圧下装置自体のガタつき等による測定誤差を生
じることがない、また、圧延荷重とミル剛性による補正
量も小さくなる。したがって、実圧延中のロール開度の
変化を常時正確に測定することができ、この測定値に基
づいてロール開度を所定値に正確に調整することができ
る。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図はマンドレルミルに実施した本発明の一例を示す
模式図で、５は上ロール、６は下ロール、１．３は駆動
側の上下ロールチョック、２．４は反駆動側の上下ロー
ルチョックを示している。

上下に対向するロールチョック１．３および２．４の間
隙は、それぞれチョック間隙測定装置７．８により測定
される。これらのチョック間隙測定装置７．８は、対向
するロールチョック（１゜３）、　　（２，４）の間隙
を、その変化に応じて電気的に計測するものである。図
示例で使用しているチョック間隙測定装置７．８は、第
２図に示すようにシリンダー１６の内部にバネ１７を備
えた内部空洞のロッド１８を設け、該ロッド１８の内部
に同軸形直線スケール１９を組込んでチッソク間隙を測
定する仕組になっている。すなわち、ロッド１８は、球
体２０を嵌め込んだ頂部１８’に圧力を加えるとバネ１
７の縮退でシリンダ−１６内部へ引込み、圧力を開放す
ると付勢されたバネの伸長でシリンダ−１６外部へ突出
する。このときロッド１８は複数本のガイドバー２１．
２１に沿って直線的な上下移動を行う、ガイドバー２１
．２１はシリンダ−１６底面に立設した棒体で、その先
端部がロッド１８底部の貫通孔１８“、１８″に挿通さ
れている。ロッド１Ｂ内部に組込まれた同軸形直線スケ
ール１９は、シールドケース２３で保護された検出へラ
ド１９ｂが上記ガイドバー２１．２１の先端部に固定さ
れ、検出ヘッド１９ｂ中心を貫通するマグネスケール１
９ａがロッド１８の軸心に固定されている。

上記構成の装置は、対向するロールチョックの一方（図
示例では３と２）の外面にシリンダー１６を固定する。

このとき、ロッド１８の軸心とチッフクのベアリングセ
ンターとが一致するように配置し、かつロッド１８の頂
部球体２０が他方のロールチョック１．４外面にバネ１
７カで圧着するように、スペーサー２２を調節しておく
、すると対向するロールチョックの間隙変化にロッド１
８の動きが連軸することとなり、検出へラド１９ｂで測
定されるロッド１８とシリンダー１６との相対移動量か
ら実圧延中の正確なロールチョック間隙を知ることがで
きるのである。

なお、ロッド１８内に組込んだ同軸形直線スケール１９
は、図示例では直線スケール１９ａにマグネスケールを
用い、検出へラド１９ｂに磁束応答形ヘッドを用いてい
るがこれに限るものではなく、直線スケール１９ａに鉄
芯を用い、検出へラド１９ｂにコイルを用いた差動変圧
器型としてもよい。

駆動側および反駆動側のチョック間隙測定装置７．８か
らの出力信号は、いずれも増幅器１２を介して演算器１
４に入力されている。

一方、演算器１４には、上ロール５の圧下装置１０．１
０に取付けた荷重計（ロードセル）９゜９からの出力信
号も増幅器１３を介して入力されている。

演算器１４では、チョック間隙測定装置７，８および荷
重計９．９からの入力信号があると、■式の演算回路が
働き、直にロール開度Ｓが算出される。さらに、演算器
１４では基準のロール開度を記憶させた比較演算回路が
設けてあり、上記演算値Ｓと基準値とを比較してその偏
差が演算される。

上記の演算値は、制御器１５に出力されている。

制御器１５では、演算値に偏差が生じると、これを修正
する制御Ｂ信号を、上ロール５および下ロール６の各圧
下装置（１０，１０）、　　（１１，１１）に対して出
力する。各圧下装置（１０，１０）、　　（１１，１１
）は上記の修正信号を受けて作動し、上下１対のロール
５，６間の開度が基準のロール開度と一致するように圧
下を調節する。

〔発明の効果〕

以上に説明したとおり、本発明によれば管の実圧延中の
ロール開度を正確に測定することができ、この測定値に
基づいて正確な圧下制御を行うことができる。したがっ
て、外径精度および肉厚精度の高い高品質の圧延管を常
時製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はマンドレルミルに実施した本発明の一例を示す
模式図、第２図は本発明に係るチョック間隙測定装置の
一例を示す縦断側面図である。 図中、ｌ：駆動側上ロールチヨック、２：反駆動側上ロ
ールチヨック、３：駆動側下ロールチョック、４：反駆
動側下ロールチヨック、５：上ロール、６：下ロール、
７．８：チョック間隙測定装置、９：荷重計、ｌＯ：上
ロール側圧下装置、１１：下ロール側圧下装置、１２，
１３：増幅器、１４：演算器、１５゛：制御器。 第２図 第　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下一対のロール（５）、（６）の駆動側チョック
   （１）、（３）間および反駆動側チョック（２）、（４
   ）間にそれぞれ取付けたチョック間隙測定装置（７）、
   （８）の測定値（Ｘ＿Ｗ）、（Ｘ＿Ｄ）と、上ロール圧
   下装置（１０）、（１０）に取付けたロール荷重測定装
   置（９）、（９）の測定値（Ｙ＿Ｐ）とを下記（１）式
   に代入してロール開度（Ｓ）を算出し、該ロール開度Ｓ
   と予め設定した目標ロール開度との差を上下ロール圧下
   装置（１０）（１０）、（１１）（１１）で調整するこ
   とを特徴とする管圧延機のロール圧下方法。 Ｓ＝（Ｘ＿Ｗ＋Ｘ＿Ｄ）／２＋（Ｙ＿Ｐ−Ｐ＿０）／Ｋ
   ＿Ｓ・・・（１）ただし、Ｐ＿０：零調整荷重、Ｋ＿Ｓ
   ：ロール軸たわみ剛性係数。