JPH0221324B2 - - Google Patents

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JPH0221324B2
JPH0221324B2 JP57076517A JP7651782A JPH0221324B2 JP H0221324 B2 JPH0221324 B2 JP H0221324B2 JP 57076517 A JP57076517 A JP 57076517A JP 7651782 A JP7651782 A JP 7651782A JP H0221324 B2 JPH0221324 B2 JP H0221324B2
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JP
Japan
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stand
bulge width
roll
noj
δnj
Prior art date
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Application number
JP57076517A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58196110A (en
Inventor
Toshio Imae
Kyoshi Okumura
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS58196110A publication Critical patent/JPS58196110A/en
Publication of JPH0221324B2 publication Critical patent/JPH0221324B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/78Control of tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
    • B21B17/04Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、鋼管の延伸圧延方法に係り、特に、
マンドレルバーが挿入された中空素管をマンドレ
ルミルによつて延伸圧延するに好適な鋼管の延伸
圧延方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for elongating and rolling steel pipes, and in particular,
The present invention relates to a method for elongating and rolling a steel pipe, which is suitable for elongating and rolling a hollow tube into which a mandrel bar is inserted using a mandrel mill.

[従来の技術] 一般に、継目無鋼管の製造工程は、素材丸棒に
孔をあける穿孔工程と、穿孔された中空素管を減
肉延伸する延伸圧延工程と、延伸圧延された仕上
圧延機素管を所要の外径にまで絞る仕上圧延工程
の3工程からなる。すなわち、第1図に示すよう
に、素材丸棒11は回転炉床加熱炉12にて所要
の温度にまで加熱された後、マンネスマンピアサ
13により穿孔圧延されて中空素管14となる。
この中空素管14は厚肉でかつ短尺であることか
ら、延伸圧延機としてのマンドレルミル15によ
つて減肉延伸される。マンドレルミル15は、中
空素管14にマンドレルバー16を挿入した状態
で延伸圧延する圧延機であり、通常7基ないし8
基のロールスタンドから構成されている。各ロー
ルスタンドは2組の孔形ロール17を備え、隣接
するロールスタンド間ではこの孔形ロール17の
回転軸を圧延軸に垂直な面内で相互に90゜ずらし
て配置している。これらの孔形ロール17は、ロ
ールスタンドごとに独立に駆動されるとともに、
その圧下位置を調整可能とされている。中空素管
14は、マンドレルミル15で2倍ないし4倍の
長さに延伸され、仕上圧延機素管18となる。仕
上圧延機素管18は、必要に応じて再加熱炉19
において再加熱された後、仕上圧延機としてのス
トレツチレデユーサ20において仕上圧延され
る。ストレツチレデユーサ20は、通常3ロール
式孔形連続圧延機が使用され、8基ないし28基の
ロールスタンドを相互に60°ずつ位相を変えて連
続的に配置している。このストレツチレデユーサ
20を構成するロールは各ロールスタンドごとに
独立駆動され、ロール回転数配分を適当に設定す
ることにより、圧延中の管材長手方向に張力をか
けて肉厚を制御している。ストレツチレデユーサ
20により、管材外径は最大で75%も絞られ、管
材外表面はストレツチレデユーサ20の最終側数
スタンドの真円孔形ロールによつて定形され比較
的優れた外形寸法精度の仕上がり管21が得られ
る。
[Prior Art] Generally, the manufacturing process of seamless steel pipes includes a drilling process in which a hole is made in a round bar, a stretching process in which the hollow tube with the hole is stretched to reduce its thickness, and a finishing rolling machine after the stretching process. It consists of three steps: a finish rolling step to reduce the tube to the required outer diameter. That is, as shown in FIG. 1, a raw material round bar 11 is heated to a required temperature in a rotary hearth heating furnace 12, and then punch-rolled by a Mannesmann piercer 13 to form a hollow shell 14.
Since the hollow tube 14 is thick and short, it is stretched to reduce its thickness by a mandrel mill 15 serving as a stretching and rolling mill. The mandrel mill 15 is a rolling mill that performs elongation rolling with a mandrel bar 16 inserted into the hollow tube 14, and usually has 7 to 8 units.
It consists of a base roll stand. Each roll stand is provided with two sets of grooved rolls 17, and the rotational axes of the grooved rolls 17 between adjacent roll stands are offset from each other by 90° in a plane perpendicular to the rolling axis. These hole-shaped rolls 17 are driven independently for each roll stand, and
The lowering position can be adjusted. The hollow raw tube 14 is stretched to double to four times the length by a mandrel mill 15, and becomes a finish rolling mill raw tube 18. The finish rolling mill raw tube 18 is transferred to a reheating furnace 19 as necessary.
After being reheated at , finish rolling is performed at a stretch reducer 20 serving as a finishing mill. As the stretch reducer 20, a three-roll continuous rolling mill is usually used, and 8 to 28 roll stands are successively arranged with their phases shifted by 60 degrees. The rolls constituting this stretch reducer 20 are driven independently for each roll stand, and by appropriately setting the roll rotation speed distribution, tension is applied in the longitudinal direction of the pipe material being rolled to control the wall thickness. . The outer diameter of the tube material is reduced by up to 75% by the stretch reducer 20, and the outer surface of the tube material is defined by the perfect circular hole roll of the last stand of the stretch reducer 20, resulting in relatively excellent external dimensions. A finished tube 21 with high precision can be obtained.

ところが、仕上圧延機素管18の外径および肉
厚寸法精度が悪い場合には、仕上がり管21の肉
厚寸法精度が悪くなる。すなわち、ストレツチレ
デユーサ20の入側素管外径および肉厚が長手方
向に均一でない場合には、その出側仕上がり管の
長手方向肉厚分布が不均一となるのであり、その
理由は、入側素管の太径部分は実質的外径絞り量
が大きくなつて仕上がり管21のその部分が厚肉
となり、入側素管の細径部分は実質的外径絞り量
が小さくなつて仕上がり管21のその部分が薄肉
となるからである。したがつて、長手方向に肉厚
の均一な仕上がり管21を得るためには、その前
工程であるマンドレルミル15において長手方向
に均一な外径および肉厚を有する仕上圧延機素管
18を製造する必要がある。
However, if the outer diameter and wall thickness dimensions of the finish rolling mill blank tube 18 are poor, the wall thickness dimensions of the finished tube 21 will be poor. In other words, if the outer diameter and wall thickness of the inlet raw pipe of the stretch reducer 20 are not uniform in the longitudinal direction, the longitudinal wall thickness distribution of the finished outlet pipe will be non-uniform, and the reason for this is: The large diameter portion of the entry side blank pipe has a large amount of actual outside diameter reduction, making that portion of the finished tube 21 thick, and the small diameter portion of the entry side stock tube has a small amount of actual outside diameter reduction, resulting in a finished product. This is because that portion of the tube 21 becomes thin. Therefore, in order to obtain a finished tube 21 with a uniform wall thickness in the longitudinal direction, a finishing mill tube 18 having a uniform outer diameter and wall thickness in the longitudinal direction is manufactured in the mandrel mill 15, which is a pre-process. There is a need to.

ところで、マンドレルミル15においては、各
スタンドの孔形ロール17が圧延中の管材の断面
積に逆比例して、上流側スタンド程遅く、下流側
スタンド程速く回転されている。各スタンドで単
位時間に圧延される材料体積が等しい場合には、
各スタンドの出側材料断面形状は一定となる。し
かしながら、一般的に実際の圧延で観測される圧
延途中の管材の任意スタンド出側断面形状は、材
料先端の噛込み時点から尻抜け時点までの間に複
雑に変化しており、その原因としては、マンドレ
ルバー16と中空素管14との間の潤滑状態の経
時的変化、潤滑材の付着量の不均一分布に起因す
るマンドレルバー16と中空素管14との間の摩
擦係数の変化、スタンド間の材料に働く張力の変
化、マンドレルバー16の速度変化にともなう各
スタンドのロール中立点の変化等が考えられる。
By the way, in the mandrel mill 15, the slotted rolls 17 of each stand are rotated more slowly in the upstream stand and faster in the downstream stand in inverse proportion to the cross-sectional area of the tube being rolled. If the volume of material rolled per unit time by each stand is equal,
The cross-sectional shape of the material on the outlet side of each stand is constant. However, the cross-sectional shape of a pipe material exiting a given stand during rolling, which is generally observed during actual rolling, changes in a complex manner from the time when the material tip is bitten to the time when the material bottoms out. , Changes in the lubrication state between the mandrel bar 16 and the hollow tube 14 over time, Changes in the coefficient of friction between the mandrel bar 16 and the hollow tube 14 due to uneven distribution of the amount of lubricant deposited, Stand Possible causes include changes in the tension acting on the material between the stands and changes in the roll neutral point of each stand due to changes in the speed of the mandrel bar 16.

そこで従来、マンドレルミルにおいて、長手方
向に均一な外径および肉厚の管材を圧延可能とす
べく、例えば、マンドレルミルの各ロール回転速
度を圧延中に強制的に変化させてスタンド間の材
料に働く張力を調整し、不均一な外径および肉厚
分布を打消し可能とする形状制御技術が提案され
ている。
Conventionally, in order to make it possible to roll tubes with a uniform outer diameter and wall thickness in the longitudinal direction, mandrel mills have forcibly changed the rotational speed of each roll of the mandrel mill during rolling. A shape control technology has been proposed that adjusts the applied tension and makes it possible to cancel out uneven outer diameter and wall thickness distribution.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、マンドレルミルにおける上記従
来の形状制御技術においては、同一ロツト内の圧
延において前回圧延材の圧延結果に基づいて次回
圧延材におけるロール回転速度配分を決定すると
いうようなピース間でのフイードバツク制御は可
能であるものの、同一管材における長手方向の外
径分布をその圧延中に制御するというようなピー
ス内動的制御を行なうことができない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional shape control technology for mandrel mills, the roll rotational speed distribution for the next rolled material is determined based on the rolling results of the previously rolled material in rolling in the same lot. Although such feedback control between pieces is possible, intra-piece dynamic control such as controlling the longitudinal outer diameter distribution of the same tube material during rolling cannot be performed.

本発明は、マンドレルミルにおいて、同一管材
長手方向の外径を圧延中に調整し、マンドレミル
出側の管材の外径を高精度に制御可能とする鋼管
の延伸圧延方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for elongating steel pipes in which the outer diameter of the same pipe material in the longitudinal direction is adjusted during rolling in a mandrel mill, and the outer diameter of the pipe material on the exit side of the mandrel mill can be controlled with high precision. do.

[課題を解決するための手段] 本発明は、n基の各個駆動式ロールスタンドを
連続配置してなるマンドレルミルによつて、マン
ドレルバーが挿入された中空素管を延伸圧延する
鋼管の延伸圧延方法において、第jスタンドにお
けるロール回転速度Njの基準回転速度Nojに対す
る加減速率 (ΔNj)={(Nj)−(Noj)}/(Noj) … が第jスタンド出側の管材バルジ幅Bjの基準バ
ルジ幅Bojに対する変化率 (ΔBj)={(Bj)−(Boj)}/(Boj) … に及ぼす影響係数Ajを (Aj)=(ΔNj)/(ΔBj) … として予め算出、記憶しておき、 第jスタンドより上流側の第iスタンド出側の
管材バルジ幅Biを測定し、該測定値Biの基準バ
ルジ幅Boiに対する変化率 (ΔBi)={(Bi)−(Boi)}/(Boi) … を求め、前記第jスタンドの影響係数Ajに基づ
いて、調整加減速率 (ΔNj′)=(Aj)・(ΔBi) … を算出し、同時に、少なくとも第jスタンドにお
けるロール回転速度Njが上記調整加減速率
ΔNj′で (Nj′)=(ΔNj′)・(Noj)+(Noj) … として算出されるロール回転速度Nj′となるよう
に、第i+1スタンド以降のロール回転速度を調
整するとともに、 上記第iスタンド出側で管材バルジ幅Biの測
定された部分の、第jスタンド出側における管材
バルジ幅Bj′を測定し、該測定値Bj′の基準バルジ
幅Bojに対する実変化率 (ΔBj′)={(Bj′)−(Boj)}/(Boj) … を零とすべく前記影響係数Ajを修正するように
したものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for elongation rolling of steel pipes in which a hollow shell into which a mandrel bar is inserted is elongated by a mandrel mill having n individually driven roll stands arranged in series. In the method, the acceleration/deceleration rate (ΔNj) of the roll rotational speed Nj at the j-th stand with respect to the reference rotational speed Noj = {(Nj) - (Noj)}/(Noj) is the standard for the pipe material bulge width Bj at the exit side of the j-th stand The influence coefficient Aj on the rate of change (ΔBj) with respect to the bulge width Boj = {(Bj) − (Boj)} / (Boj) ... is calculated and stored in advance as (Aj) = (ΔNj) / (ΔBj) ... , Measure the pipe material bulge width Bi at the outlet side of the i-th stand upstream from the j-th stand, and calculate the rate of change of the measured value Bi with respect to the reference bulge width Boi (ΔBi) = {(Bi) - (Boi)}/(Boi )..., and based on the influence coefficient Aj of the j-th stand, calculate the adjusted acceleration/deceleration rate (ΔNj')=(Aj)・(ΔBi)..., and at the same time, at least the roll rotation speed Nj in the j-th stand is At the adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj', the roll rotational speed from the i+1st stand onward is adjusted so that the roll rotational speed Nj' is calculated as (Nj') = (ΔNj')・(Noj) + (Noj)... , Measure the pipe material bulge width Bj' at the outlet side of the j-th stand of the part where the pipe material bulge width Bi was measured at the outlet side of the i-th stand, and calculate the actual rate of change (ΔBj) of the measured value Bj' with respect to the reference bulge width Boj. ′)={(Bj′)−(Boj)}/(Boj)… The above-mentioned influence coefficient Aj is modified to make it zero.

[作用] マンドレルミル圧延における被圧延材の外径制
御においては、各スタンド出側の被圧延材の断面
積を知ることはもとより、被圧延材の外周長を知
ることが重要となる。何故ならば、同じ断面積の
管材間で、それらの外周長が互いに異なる場合が
あり得るからである。そして、管材外周長がある
一定値以上を超えると、ロールギヤツプより被圧
延材が噛み出し、管材外径部に圧延欠陥が発生す
るため、圧延中における被圧延材の外周長を制御
することが重要となる。
[Function] In controlling the outer diameter of the material to be rolled in mandrel mill rolling, it is important to know not only the cross-sectional area of the material to be rolled at the exit side of each stand, but also the outer circumference length of the material to be rolled. This is because tubes having the same cross-sectional area may have different outer circumferential lengths. If the outer circumference of the tube material exceeds a certain value, the material to be rolled will bite out of the roll gap, causing rolling defects on the outer diameter of the tube material, so it is important to control the outer circumference length of the material to be rolled during rolling. becomes.

一方、マンドレルミル圧延において、管材の外
周長と、バルジ幅との間に一定の比例関係がある
ことは幾何学的に明らかである。したがつて、管
材の外周長を制御することの代わりとして、バル
ジ幅を制御することは現実的であり、かつ有意義
である。すなわち、本発明は、管材の外径制御の
ために管材を代表する形状としてバルジ幅を採用
するものであるから、管材の外径制御を高精度で
実現することを現実化でき、きわめて実用であ
る。
On the other hand, in mandrel mill rolling, it is geometrically clear that there is a certain proportional relationship between the outer circumferential length of the tube material and the bulge width. Therefore, it is practical and meaningful to control the bulge width as an alternative to controlling the outer circumferential length of the tube. In other words, since the present invention employs the bulge width as a representative shape of the pipe material to control the outer diameter of the pipe material, it is possible to realize highly accurate control of the outer diameter of the pipe material, and it is extremely practical. be.

すなわち、本発明においては、制御因子である
ロール回転速度の加減速率が出側の管材形状であ
るバルジ幅に及ぼす影響係数が常に検定されて修
正されるとともに、圧延初期段階で発生した外径
不均一を上流スタンドにおいて検出し、その検出
結果を下流スタンドにフイードフオワードし、圧
延終了までの間に上流で発生した外径不均一を上
流スタンドにおいて検出し、その検出結果を下流
スタンドにフイードフオワードし、圧延終了まで
の間に上流で発生した外径不均一を下流で修正す
ることにより、同一管材長手方向の外径を圧延中
に修正することが可能となる。これにより、同一
管材長手方向の外径を圧延中に修正し、マンドレ
ルミル出側の管材の外径を高精度で制御すること
が可能となるのである。
That is, in the present invention, the influence coefficient of the acceleration/deceleration rate of the roll rotation speed, which is a control factor, on the bulge width, which is the shape of the tube material on the exit side, is constantly verified and corrected, and the outer diameter irregularity that occurs in the initial stage of rolling is Uniformity is detected in the upstream stand, and the detection result is fed forward to the downstream stand. Ununiformity in outer diameter that occurs upstream until the end of rolling is detected in the upstream stand, and the detection result is fed forward to the downstream stand. By eid forwarding and correcting in the downstream the non-uniformity of the outer diameter that has occurred upstream until the end of rolling, it becomes possible to correct the outer diameter of the same tube material in the longitudinal direction during rolling. This makes it possible to correct the outer diameter of the same tube material in the longitudinal direction during rolling, and to control the outer diameter of the tube material on the exit side of the mandrel mill with high precision.

[実施例] 以下、本発明をより具体的に説明する。[Example] The present invention will be explained in more detail below.

第2図は本発明が適用されるマンドレルミルを
示す制御系統図、第3図は同マンドレルミルによ
る圧延状態を示すモデル図、第4図は第3図の
−線に沿う断面図、第5図は第3図の−線
に沿う断面図である。
Fig. 2 is a control system diagram showing a mandrel mill to which the present invention is applied, Fig. 3 is a model diagram showing the rolling state by the mandrel mill, Fig. 4 is a sectional view taken along the - line in Fig. 3, and Fig. 5 The figure is a sectional view taken along the - line in FIG. 3.

第2図に示すように、マンドレルバー16が挿
入された中空素管14は、第3図に示すようにマ
ンドレルミル15の各スタンドに設けられている
ロール17によつて順次圧下された後、仕上圧延
機素管18となる。ここで、各スタンドにおい
て、ロール17は図示されないロールチヨツクに
支持され、主電動機31によつてそれぞれ独立に
駆動可能とされている。各主電動機31は、主電
動機制御装置32によつてその回転速度を制御可
能とされている。他方、マンドレルミル15の第
iスタンド33iの出側にはバルジ幅センサ34
が配置され、第iスタンドより下流側の第jスタ
ンド33jの出側にはバルジ幅センサ35が配置
されている。各バルジ幅センサ34,35の検出
信号は、バルジ幅測定装置36において解析さ
れ、それぞれ第4図および第5図に示すバルジ幅
BiおよびBjを測定可能としている。一般に、ロ
ール17により圧延される被圧延材にあつては、
ロールカリバー底と接触する部分を溝底部、ロー
ルカリバーと接触しない部分をフランジ部と称す
る。バルジ幅は、両フランジ部の間隔である。し
たがつて、バルジ幅は、ロール圧下方向と直角方
向の管材外径であり、バルジ幅の測定はロール軸
方向の被圧延材の幅を測定するものとなる。な
お、第2図において、スタンド33jの出側に設
置されているバルジ幅センサ35は、ロール軸直
角方向の被圧延材の幅を測定しているように記載
されているが、これは第2図が系統図であるた
め、センサ35をスタンド33jの出側に設置す
る点だけを示そうとしたものであり、センサ35
もロール軸方向の被圧延材の幅を測定する。本発
明者の知見によれば、圧延材料の幅方向における
拡縮はこのバルジ幅の増減によく対応することが
認められている。上記各バルジ幅測定値は、主演
算装置37に伝達される。
As shown in FIG. 2, the hollow tube 14 into which the mandrel bar 16 has been inserted is sequentially rolled down by rolls 17 provided on each stand of the mandrel mill 15, as shown in FIG. This becomes the finish rolling mill blank tube 18. Here, in each stand, the rolls 17 are supported by a roll chock (not shown) and can be driven independently by a main motor 31. The rotational speed of each main motor 31 can be controlled by a main motor control device 32. On the other hand, a bulge width sensor 34 is installed on the exit side of the i-th stand 33i of the mandrel mill 15.
is arranged, and a bulge width sensor 35 is arranged on the exit side of the j-th stand 33j downstream from the i-th stand. The detection signals of each bulge width sensor 34, 35 are analyzed in a bulge width measuring device 36, and the bulge width shown in FIG. 4 and FIG. 5, respectively.
Bi and Bj can be measured. Generally, for the rolled material rolled by the rolls 17,
The part that contacts the bottom of the roll caliber is called the groove bottom, and the part that does not come into contact with the roll caliber is called the flange part. The bulge width is the distance between both flanges. Therefore, the bulge width is the outer diameter of the pipe material in the direction perpendicular to the roll rolling direction, and the measurement of the bulge width is the width of the rolled material in the roll axis direction. In addition, in FIG. 2, the bulge width sensor 35 installed on the exit side of the stand 33j is described as measuring the width of the rolled material in the direction perpendicular to the roll axis; Since the figure is a system diagram, it is intended to only show that the sensor 35 is installed on the exit side of the stand 33j.
Also measures the width of the rolled material in the roll axis direction. According to the findings of the present inventors, it has been recognized that the expansion and contraction of the rolled material in the width direction corresponds well to the increase and decrease in the bulge width. Each of the above bulge width measurement values is transmitted to the main processing unit 37.

なお、バルジ幅が管材の外周長変化(圧延材料
の幅方向における拡縮)とよく対応することは上
述のとおりよく認められており、したがつて、ど
の方向から圧下したかに係らずその圧下後のバル
ジ幅を測定すれば外周長の拡縮を評価できる。こ
のことは、バルジ幅を測定する直前のスタンドに
おけるロール軸の方向は限定されないことを意味
する。したがつて、第2図では、バルジ幅を測定
する直前のスタンド33iと33jとがそれらの
ロール軸を互いに90度ずらしたものとされている
が、このようにロール軸方向を異ならせることは
本発明の必須の構成要件ではない。
As mentioned above, it is well accepted that the bulge width corresponds well to the change in the outer circumferential length of the pipe material (expansion/contraction in the width direction of the rolled material). By measuring the bulge width, the expansion and contraction of the outer circumference can be evaluated. This means that the direction of the roll axis on the stand immediately before measuring the bulge width is not limited. Therefore, in FIG. 2, the roll axes of the stands 33i and 33j immediately before measuring the bulge width are shifted by 90 degrees from each other, but it is not possible to make the roll axes directions different in this way. It is not an essential component of the present invention.

すなわち、主演算装置37は、第6図に示すよ
うに、第jスタンドにおけるロール回転速度Nj
の基準回転速度Nojに対する加減速率 (ΔNj)={(Nj)−(Noj)}/(Noj) … が第jスタンド出側の管材バルジ幅Bjの基準バ
ルジ幅Bojに対する変化率 (ΔBj)={(Bj)−(Boj)}/(Boj) … に及ぼす影響係数Ajを (Aj)=(ΔNj)/(ΔBj) … として予め算出、記憶している。そこで、主演算
装置37は、第jスタンドより上流側の第iスタ
ンド出側の管材バルジ幅Biを測定し、該測定値
Biの基準バルジ幅Boiに対する変化率 (ΔBi)={(Bi)−(Boi)}/(Boi) … を求め、前記第jスタンドの影響係数Ajに基づ
いて、調整加減速率 (ΔNj′)=(Aj)・(ΔBi) … を算出する。主演算装置37は、同時に、少なく
とも第jスタンドにおけるロール回転速度Njが
上記調整加減速率ΔNj′で (Nj′)=(ΔNj′)・(Noj)+(Noj) … として算出されるロール回転速度Nj′となるよう
に、主電動機制御装置32を介して、第i+1ス
タンド以降の主電動機31を駆動制御し、各ロー
ル回転速度を調整する。
That is, the main processing unit 37 calculates the roll rotation speed Nj at the j-th stand as shown in FIG.
Acceleration/deceleration rate (ΔNj) with respect to the reference rotational speed Noj = {(Nj) − (Noj)}/(Noj) ... is the rate of change of the pipe material bulge width Bj on the exit side of the j-th stand with respect to the reference bulge width Boj (ΔBj) = { (Bj)−(Boj)}/(Boj)... is calculated and stored in advance as (Aj)=(ΔNj)/(ΔBj).... Therefore, the main processing unit 37 measures the pipe material bulge width Bi on the exit side of the i-th stand upstream from the j-th stand, and uses the measured value.
The rate of change of Bi with respect to the standard bulge width Boi (ΔBi) = {(Bi) - (Boi)}/(Boi)... is calculated, and based on the influence coefficient Aj of the j-th stand, the adjusted acceleration/deceleration rate (ΔNj') = Calculate (Aj)・(ΔBi)... At the same time, the main processing unit 37 calculates the roll rotation speed Nj at least at the j-th stand at the adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj′ calculated as (Nj′)=(ΔNj′)·(Noj)+(Noj)… The main motors 31 from the (i+1)th stand onwards are drive-controlled via the main motor control device 32 so that the rotational speed of each roll is adjusted so that the rotational speed of each roll becomes Nj'.

すなわち、主演算装置37は、第7図に示すよ
うに、第iスタンドにおけるバルジ幅Biが基準
バルジ幅Boiより小なる場合には、管材のその部
分に相対的に圧縮力が働くように、上記バルジ幅
Biの測定と同時に、少なくとも第jスタンドに
おけるロール回転速度Njが前記演算された調整
加減速率ΔNj′に基づく変化を達成するように、
第i+1スタンド以後のロール回転速度を、後段
スタンドほど基準回転速度より低減させる。逆
に、第iスタンドで測定されたバルジ幅Biが基
準バルジ幅Bojより大なる場合には、管材のその
部分に相対的に引張り力が働くように、上記バル
ジ幅Biの測定と同時に、少なくとも第jスタン
ドにおけるロール回転速度Njが前記調整加減速
率ΔNj′に基づく変化を達成するように、第i+
1スタンド以後のロール回転速度を後段スタンド
ほど基準回転速度より増加させる。
That is, as shown in FIG. 7, when the bulge width Bi at the i-th stand is smaller than the reference bulge width Boi, the main processing unit 37 operates so that a compressive force is applied relatively to that part of the pipe material. Above bulge width
Simultaneously with the measurement of Bi, at least the roll rotational speed Nj in the j-th stand achieves a change based on the calculated adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj′,
The roll rotational speed after the i+1th stand is reduced from the reference rotational speed as the later stages of the stand progress. Conversely, if the bulge width Bi measured at the i-th stand is larger than the standard bulge width Boj, at least one The i+th
The roll rotational speed after the first stand is increased from the reference rotational speed for later stands.

なお、上記第i+1スタンド以後のロール回転
速度の調整は、実質的に、第jスタンドにおける
ロール回転速度Njが前記演算された調整加減速
率ΔNj′に基づく変化を達成し、かつ上記バルジ
幅Biの測定部分に相対的に圧縮力または引張り
力を作用させるものであればよく、したがつて、
主電動機制御系の応答性がよい場合には、上記バ
ルジ幅Biの測定と同時に、第8図にパターンP1
で示すように、第i+1スタンド以後のロール回
転速度Ni+1を上記調整加減速率ΔNj′で変化させ
てもよく、第8図にパターンP2で示すように、
第i+2スタンド以後のロール回転速度Ni+2
前記調整加減速率ΔNj′で変化させるものであつ
てもよい。
Note that the adjustment of the roll rotational speed after the i+1th stand is substantially such that the roll rotational speed Nj at the jth stand achieves a change based on the adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj′ calculated above, and the bulge width Bi Any device that applies compressive force or tensile force relatively to the measurement part is sufficient; therefore,
If the traction motor control system has good responsiveness, at the same time as measuring the bulge width Bi, pattern P 1 is shown in Figure 8.
As shown in FIG .
The roll rotational speed Ni +2 after the i+2nd stand may be changed by the adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj'.

ここで、上記各スタンドにおけるロール回転速
度の加減速率がバルジ幅の変化に及ぼす影響係数
を正確に把握しておかない場合には、管材外径の
修正効果が不充分であつたり、逆に過度の修正を
与えすぎて却つて不良品を発生する可能性もあ
る。
Here, if the influence coefficient of the acceleration/deceleration rate of the roll rotation speed in each stand mentioned above on the change in bulge width is not accurately grasped, the effect of modifying the outer diameter of the pipe material may be insufficient or may be excessive. There is a possibility that too many corrections may result in defective products.

そこで、本発明における上記主演算装置37
は、上記第iスタンド出側で管材バルジ幅Biの
測定された部分の、第jスタンド出側における管
材バルジ幅Bj′を測定し、該測定他Bj′の基準バル
ジ幅Bojに対する実変化率 (ΔBj′)={(Bj′)−(Boj)}/(Boj) … を零とすべく前記影響係数Ajを常時検定し、修
正可能としている。
Therefore, the main processing unit 37 in the present invention
Measures the pipe material bulge width Bj' at the outlet side of the j-th stand of the part where the pipe material bulge width Bi is measured at the outlet side of the i-th stand, and calculates the actual change rate ( In order to make ΔBj′)={(Bj′)−(Boj)}/(Boj)... zero, the influence coefficient Aj is constantly tested and can be modified.

次に、本発明の具体的実施結果について説明す
る。この具体的実施結果は、直径127mmのマンド
レルバーを用いたフルフロート式マンドレルミル
により、外径175mm、肉厚18.5mm、長さ5300mmの
入側素管を、外径144mm、肉厚7.0mm、長さ16000
mmの出側管に仕上げる場合について行なわれたも
のであり、ロールスタンド数は8スタンドとさ
れ、各スタンドのロール径は560mm、スタンド軸
間距離は1120mmとされ、バルジ幅センサは第4ス
タンドの出側と第7スタンドとの出側にそれぞれ
配置された。ここで、管材の任意箇所が第iスタ
ンドに到達してから第jスタンドに到達するまで
の時間T秒は、実用上一定値とみなすことが可能
であり、第iスタンド出側の管材速度をvmm/秒
とし、ロール軸間距離をlmmとすれば、下記(1)式
で算出可能である。
Next, concrete implementation results of the present invention will be explained. The specific results of this implementation are that a full float mandrel mill using a mandrel bar with a diameter of 127 mm was used to produce an inlet pipe with an outer diameter of 175 mm, a wall thickness of 18.5 mm, and a length of 5300 mm. length 16000
The number of roll stands was 8, the roll diameter of each stand was 560 mm, the distance between stand axes was 1120 mm, and the bulge width sensor was installed on the fourth stand. They were placed on the exit side and on the exit side of the 7th stand. Here, the time T seconds from when an arbitrary part of the pipe material reaches the i-th stand to when it reaches the j-th stand can be regarded as a constant value in practice, and the speed of the pipe material at the exit side of the i-th stand can be If vmm/sec and the distance between the roll axes is lmm, it can be calculated using the following equation (1).

T=j-1i=i (l/vi)秒 …(1) この具体的実施結果においては、上記時間Tが
0.91秒となる。
T= j-1i=i (l/vi) seconds...(1) In this specific implementation result, the above time T is
It will be 0.91 seconds.

この具体的実施結果によれば、第4スタンド出
側のバルジ幅の変動は第9図に示すとおりとな
る。上記第4スタンドにおけるバルジ幅被測定部
が第7スタンドに達するのは0.91秒後であること
から、その間に、第5スタンドないし第8スタン
ドの各スタンドにおけるロール回転速度を、第7
図に示した加減速率に基づいて制御すれば、最終
スタンドの出側において目標とする管材外径を得
ることが可能となる。代表例として第7スタンド
出側のバルジ幅測定結果を示せば第10図のとお
りとなる。本発明に係る制御が行なわれなかつた
破線で示す場合には、第7スタンド出側のバルジ
幅変動が第4スタンド出側のバルジ幅と類似の傾
向を示すものの、本発明に係る制御が行なわれた
実線で示す場合には、第4スタンド出側でみられ
たバルジ幅の長手方向分布が第7スタンドの出側
においてはほとんど完全に修正されることが認め
られる。すなわち、本発明においては、制御因子
であるロール回転速度の加減速率が出側の管材形
状であるバルジ幅に及ぼす影響係数が常に検定さ
れて修正されるとともに、圧延初期段階で発生し
た外径不均一を上流スタンドにおいて検出し、そ
の検出結果を下流スタンドにフイードフオワード
し、圧延終了までの間に上流で発生した外径不均
一を上流スタンドにおいて検出し、その検出結果
を下流スタンドにフイードフオワードし、圧延終
了までの間に上流で発生した外径不均一を下流で
修正することにより、同一管材長手方向の外径を
圧延中に修正することが可能となる。
According to this specific implementation result, the variation in the bulge width on the exit side of the fourth stand is as shown in FIG. Since it is 0.91 seconds before the bulge width measured part in the fourth stand reaches the seventh stand, during that time, the roll rotation speed in each of the fifth to eighth stands is changed to the seventh stand.
By controlling based on the acceleration/deceleration rate shown in the figure, it is possible to obtain the target outer diameter of the tube material on the exit side of the final stand. As a representative example, the results of measuring the bulge width on the exit side of the seventh stand are shown in FIG. In the case where the control according to the present invention was not performed, as shown by the broken line, the bulge width fluctuation on the exit side of the 7th stand shows a similar tendency to the bulge width on the exit side of the 4th stand, but the control according to the present invention was not performed. In the case shown by the solid line, it is recognized that the longitudinal distribution of the bulge width observed at the exit side of the fourth stand is almost completely corrected at the exit side of the seventh stand. That is, in the present invention, the influence coefficient of the acceleration/deceleration rate of the roll rotation speed, which is a control factor, on the bulge width, which is the shape of the tube material on the exit side, is constantly verified and corrected, and the outer diameter irregularity that occurs in the initial stage of rolling is Uniformity is detected in the upstream stand, and the detection result is fed forward to the downstream stand. Ununiformity in outer diameter that occurs upstream until the end of rolling is detected in the upstream stand, and the detection result is fed forward to the downstream stand. By eid forwarding and correcting in the downstream the non-uniformity of the outer diameter that has occurred upstream until the end of rolling, it becomes possible to correct the outer diameter of the same tube material in the longitudinal direction during rolling.

以上のように、本発明に係る鋼管の延伸圧延方
法によれば、マンドレルミルにおいて、同一管材
長手方向の外径を圧延中に修正し、マンドレルミ
ル出側の管材の外径を高精度で制御することが可
能となる。なお、本発明は、フルフロート式マン
ドレルミル、セミフロート式(リストレイン式)
マンドレルミル、固定式マンドレルミル、マルチ
スタンドパイプミル等に広く適用可能である。
As described above, according to the steel pipe elongation rolling method according to the present invention, the outer diameter of the same pipe material in the longitudinal direction is corrected during rolling in the mandrel mill, and the outer diameter of the pipe material on the exit side of the mandrel mill is controlled with high precision. It becomes possible to do so. The present invention applies to full-float type mandrel mills, semi-float type (restrain type)
Widely applicable to mandrel mills, fixed mandrel mills, multi-stand pipe mills, etc.

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

第1図は一般の鋼管製造工程を示す工程図、第
2図は本発明が適用されるマンドレルミルを示す
制御系統図、第3図は同マンドレルミルにおける
圧延状態を示すモデル図、第4図は第3図の−
線に沿う断面図、第5図は第3図の−線に
沿う断面図、第6図は本発明の実施例における影
響係数を示す線図、第7図は本発明におけるロー
ル回転速度の加減速状態を示す線図、第8図は第
7図と異なる加減速状態を示す線図、第9図は本
発明の実施例における第4スタンド出側のバルジ
幅を示す線図、第10図は本発明の実施例におけ
る第7スタンド出側のバルジ幅を示す線図であ
る。 14…中空素管、15…マンドレルミル、16
…マンドレルバー、17…ロール、31…主電動
機、32…主電動機制御装置、34,35…バル
ジ幅センサ、36…バルジ幅測定装置、37…主
演算装置、Bi,Bj…バルジ幅測定値、Boi,Boj
…基準バルジ幅、ΔBi,ΔBj…変化率。
Fig. 1 is a process diagram showing a general steel pipe manufacturing process, Fig. 2 is a control system diagram showing a mandrel mill to which the present invention is applied, Fig. 3 is a model diagram showing the rolling state in the mandrel mill, and Fig. 4 is − in Figure 3.
5 is a sectional view taken along the - line in FIG. 3, FIG. 6 is a diagram showing the influence coefficient in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the acceleration of the roll rotation speed in the present invention. A diagram showing a deceleration state, FIG. 8 is a diagram showing an acceleration/deceleration state different from that in FIG. 7, FIG. 9 is a diagram showing the bulge width on the exit side of the fourth stand in an embodiment of the present invention, and FIG. 10 FIG. 7 is a diagram showing the bulge width on the exit side of the seventh stand in the embodiment of the present invention. 14...Hollow tube, 15...Mandrel mill, 16
...Mandrel bar, 17...Roll, 31...Main motor, 32...Main motor control device, 34, 35...Bulge width sensor, 36...Bulge width measuring device, 37...Main processing unit, Bi, Bj...Bulge width measurement value, Boi, Boj
...Reference bulge width, ΔBi, ΔBj... Rate of change.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 n基の各個駆動式ロールスタンドを連続配置
してなるマンドレルミルによつて、マンドレルバ
ーが挿入された中空素管を延伸圧延する鋼管の延
伸圧延方法において、第jスタンドにおけるロー
ル回転速度Njの基準回転速度Nojに対する加減速
率 (ΔNj)={(Nj)−(Noj)}/(Noj) … が第jスタンド出側の管材バルジ幅Bjの基準バ
ルジ幅Bojに対する変化率 (ΔBj)={(Bj)−(Boj)}/(Boj) … に及ぼす影響係数Ajを (Aj)=(ΔNj)/(ΔBj) … として予め算出、記憶しておき、 第jスタンドより上流側の第iスタンド出側の
管材バルジ幅Biを測定し、該測定値Biの基準バ
ルジ幅Boiに対する変化率 (ΔBi)={(Bi)−(Boi)}/(Boi) … を求め、前記第jスタンドの影響係数Ajに基づ
いて、調整加減速率 (ΔNj′)=(Aj)・(ΔBi) … を算出し、同時に、少なくとも第jスタンドにお
けるロール回転速度Njが上記調整加減速率
ΔNj′で (Nj′)=(ΔNj′)・(Noj)+(Noj) … として算出されるロール回転速度Nj′となるよう
に、第i+1スタンド以降のロール回転速度を調
整するとともに、 上記第iスタンド出側で管材バルジ幅Biの測
定された部分の、第jスタンド出側における管材
バルジ幅Bj′を測定し、該測定値Bj′の基準バルジ
幅Bojに対する実変化率 (ΔBj′)={(Bj′)−(Boj)}/(Boj) … を零とすべく前記影響係数Ajを修正することを
特徴とする鋼管の延伸圧延方法。
[Scope of Claims] 1. In a method for elongating and rolling a steel pipe, in which a hollow pipe into which a mandrel bar is inserted is elongated by a mandrel mill having n individually driven roll stands arranged in series, the j-th stand Acceleration/deceleration rate (ΔNj) of roll rotational speed Nj with respect to reference rotational speed Noj = {(Nj) − (Noj)}/(Noj) ... is the rate of change of the pipe material bulge width Bj at the exit side of the j-th stand with respect to the reference bulge width Boj (ΔBj) = {(Bj) − (Boj)} / (Boj) ... Calculate and store the influence coefficient Aj in advance as (Aj) = (ΔNj) / (ΔBj) ... upstream from the j-th stand. Measure the pipe material bulge width Bi on the exit side of the i-th stand on the side, and calculate the rate of change of the measured value Bi with respect to the standard bulge width Boi (ΔBi) = {(Bi) - (Boi)}/(Boi)... Based on the influence coefficient Aj of the j-th stand, the adjusted acceleration/deceleration rate (ΔNj')=(Aj)・(ΔBi)... is calculated, and at the same time, the roll rotation speed Nj in at least the j-th stand is at the above-mentioned adjusted acceleration/deceleration rate ΔNj'. (Nj')=(ΔNj')・(Noj)+(Noj)... The roll rotational speed from the i+1st stand onwards is adjusted so that the roll rotational speed Nj' is calculated as (Nj')=(ΔNj')・(Noj)+(Noj)... Measure the pipe material bulge width Bj' at the exit side of the j-th stand of the part where the pipe material bulge width Bi was measured on the side, and calculate the actual rate of change of the measured value Bj' with respect to the reference bulge width Boj (ΔBj') = {(Bj ′)−(Boj)}/(Boj)... A method for elongating and rolling a steel pipe, characterized in that the influence coefficient Aj is corrected to zero.
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