JPH0261849B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0261849B2
JPH0261849B2 JP59096247A JP9624784A JPH0261849B2 JP H0261849 B2 JPH0261849 B2 JP H0261849B2 JP 59096247 A JP59096247 A JP 59096247A JP 9624784 A JP9624784 A JP 9624784A JP H0261849 B2 JPH0261849 B2 JP H0261849B2
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JP
Japan
Prior art keywords
stand
pipe material
sectional area
length
cross
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59096247A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60240323A (en
Inventor
Norio Konya
Yutaka Funyu
Kyoshi Okumura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP59096247A priority Critical patent/JPS60240323A/en
Publication of JPS60240323A publication Critical patent/JPS60240323A/en
Publication of JPH0261849B2 publication Critical patent/JPH0261849B2/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】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、マンドレルミルの伸し長さ制御方法
に係り、特に、継目無鋼管の熱間圧延ラインに用
いるのに好適な、素管1本毎に、素管の体積と圧
延機の管材の外径及び肉厚の目標値から、圧延後
の管材の目標長さを求め、該目標長さが得られる
ようにロールギヤツプやロール回転数を設定する
マンドレルミルの伸し長さ制御方法の改良に関す
る。
The present invention relates to a method for controlling the elongation length of a mandrel mill, and in particular, it is suitable for use in a hot rolling line for seamless steel pipes. Relating to an improvement in the elongation length control method of a mandrel mill, in which the target length of the rolled pipe material is determined from the target values of the outer diameter and wall thickness, and the roll gap and roll rotation speed are set so as to obtain the target length. .

【従来の技術】[Conventional technology]

継目無鋼管の熱間圧延ライン用連続圧延機とし
て広く使用されているマンドレルミルは、回転加
熱炉で加熱後の丸鋼片(ビレツト)にピアサによ
り穿孔して形成した中肉厚肉の素管を、その内部
にマンドレルバーを挿入し、複数組の圧延ロール
(カリバーロール)対間に通して圧延し、全長に
亘り目標とする均一な肉厚及び外径を有する仕上
管を形成しようとするものであり、この仕上管
は、更にストレツチレデユーサ等に送られ、完成
品に形成される。 このマンドレルミルにおいては、たとえ素管の
体積が一定であつても、その断面積が変化する
と、圧延機は有限のばね定数を持つため、各スタ
ンドのロールギヤツプが変化し、圧延後の管材の
断面積(いいかえれば長さ)が目標値にならなく
なる。従つて、素管1本毎に、素管の体積と圧延
後の管材の外径及び肉厚の目標値から、圧延後の
管材の目標長さを求め、該目標長さが得られるよ
うにロールギヤツプ又は/及びロール回転数を設
定する、いわゆる伸し長さ制御が行われている。 即ち、従来の伸し長さ制御は、まず、各サイ
ズ、鋼種等毎に、標準的な素管の断面積に対し
て、各スタンドの標準的なロールギヤツプを定
め、これとロールカリバー形状によつて、各スタ
ンド出側の管材の断面積を求め、これと体積速度
一定則に基づいて、各スタンドのロール回転数を
決定している。次に、以上のように設定したロー
ルギヤツプ及びロール回転数に対して、素管の断
面積に応じて、例えば前記の各スタンド出側の標
準的な管材断面積との比率に従つて、ロールギヤ
ツプ及びロール回転数を設定変更している。
A mandrel mill, which is widely used as a continuous rolling mill for hot rolling lines for seamless steel pipes, is a medium-thick-wall raw pipe made by drilling a round billet (billet) after heating it in a rotary heating furnace with a piercer. A mandrel bar is inserted inside the tube, and the tube is rolled between multiple pairs of rolling rolls (caliber rolls) to form a finished tube with a target uniform wall thickness and outer diameter over the entire length. This finished tube is further sent to a stretch reducer or the like to be formed into a finished product. In this mandrel mill, even if the volume of the raw tube is constant, if its cross-sectional area changes, the rolling mill has a finite spring constant, so the roll gap of each stand changes, and the cross-section of the tube after rolling changes. The area (in other words, the length) will no longer meet the target value. Therefore, for each raw pipe, the target length of the rolled pipe material is determined from the volume of the raw pipe and the target values of the outside diameter and wall thickness of the rolled pipe material, and steps are taken to obtain the target length. So-called extension length control is performed to set the roll gap and/or roll rotation speed. In other words, conventional extension length control first determines the standard roll gap of each stand for the cross-sectional area of the standard raw pipe for each size and steel type, and then determines the standard roll gap for each stand based on this and the roll caliber shape. Then, the cross-sectional area of the pipe material at the exit side of each stand is determined, and the roll rotation speed of each stand is determined based on this and the law of constant volume velocity. Next, for the roll gap and roll rotation speed set as above, the roll gap and roll rotation speed are determined according to the cross-sectional area of the raw pipe, for example, according to the ratio with the standard pipe material cross-sectional area on the exit side of each stand. The roll rotation speed setting has been changed.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、各スタンド出側の実際の管材断
面積は、素管やマンドレルバーの温度等の圧延条
件によつて変化し、前記の標準的な断面積とは一
般に異なる。従つて従来の伸し長さ制御方法で
は、圧延機の管材が目標長さにならないことがあ
るという問題点があつた。
However, the actual cross-sectional area of the pipe material at the exit side of each stand changes depending on rolling conditions such as the temperature of the raw pipe and the mandrel bar, and generally differs from the standard cross-sectional area described above. Therefore, with the conventional elongation length control method, there is a problem that the tube material of the rolling mill may not reach the target length.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、各スタンド出側の実際の管材断面
積を精度良く求めた上で、次に圧延する管材につ
いてロールギヤツプやロール回転数を精度良く設
定することができ、従つて、制御精度が向上され
たマンドレルミルの伸し長さ制御方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and after determining the actual cross-sectional area of the pipe material at the exit side of each stand with high precision, the roll gap and roll rotation speed of the pipe material to be rolled next are determined with high precision. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the elongation length of a mandrel mill, which can be set and therefore has improved control accuracy.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明は、素管1本毎に、素管の体積と圧延後
の管材の外径及び肉厚の目標値から、圧延後の管
材の目標長さを求め、該目標長さが得られるよう
にロールギヤツプ又は/及びロール回転数を設定
するマンドレルミルの伸し長さ制御方法におい
て、第1図にその要旨を示す如く、先行する管材
の各スタンドにおける先進率を求め、該先進率と
ロール周速によつて各スタンド出側での管材の速
度を算出して、各スタンド出側での先行する管材
の長さを求め、これらと圧延後の管材の長さ及び
素管の体積から、管を1本圧延する毎に、各スタ
ンド出側での先行管材の実際の平均断面積を算出
し、次に圧延する管材について、その素管の断面
積及び圧延後の目標断面積から、各スタンド出側
での目標断面積を求め、前記先行管材の実際の平
均断面積と、次に圧延する管材の各スタンド出側
での目標断面積に応じて、次の管材を圧延する際
の各スタンドのロールギヤツプやロール回転数を
設定するようにして、前記目的を達成したもので
ある。
The present invention calculates the target length of the rolled pipe material for each raw pipe from the volume of the raw pipe and the target values of the outer diameter and wall thickness of the rolled pipe material, and makes sure that the target length is obtained. In a mandrel mill elongation length control method in which the roll gap and/or roll rotation speed are set at The speed of the pipe material at the exit side of each stand is calculated based on the speed, the length of the preceding pipe material at the exit side of each stand is determined, and from these, the length of the pipe material after rolling, and the volume of the raw pipe, the pipe material is Each time a piece of pipe is rolled, the actual average cross-sectional area of the preceding pipe material at the exit side of each stand is calculated, and for the pipe material to be rolled next, the cross-sectional area of the raw pipe material and the target cross-sectional area after rolling are calculated for each stand. The target cross-sectional area at the exit side is determined, and the target cross-sectional area at each stand when rolling the next pipe material is calculated based on the actual average cross-sectional area of the preceding pipe material and the target cross-sectional area at the exit side of each stand for the pipe material to be rolled next. The above objective is achieved by setting the roll gap and roll rotation speed.

【作用】[Effect]

マンドレルミルにおいて、各スタンド出側の実
際の管材断面積を求めるには、前述の如く、各ス
タンド出側の管材の速度(又は長さ)と、マンド
レルミル入側の素管の速度(又は長さ)及び体積
によつて、体積速度(又は体積)一定則に基づい
て求める方法がある。ここで問題になるのは、各
スタンド出側の管材の速度(又は長さ)であり、
測定装置として、例えばタツチロール式やレーザ
式の速度計を用いて直接測定することが考えられ
るが、設置スペースや雰囲気の問題で実用化され
ていない。 そこで本発明では、例えば、管材の各スタンド
間通過時間から求めた基準先進率を、圧延トルク
の変化分ΔGiで補正する方法によつて、管材の各
スタンドにおける先進率fiを求める。 即ち、マンドレルバーを何ら拘束しない、いわ
ゆるフルフロート方式のマンドレルミルの第1ス
タンドの圧延トルクの一例は、第2図に示す如く
であり、圧延トルクは噛込み時大きく、その後減
少する。これは、噛込み直後では、マンドレルバ
ーの速度が、材料の速度よりも遅く、材料はマン
ドレルバーから圧延方向と逆向きに摩擦力を受け
(この時先進率は一般に小さい)、その後、第2ス
タンド以降に材料が噛込んでゆく過程で、マンド
レルバーの速度が、材料の速度よりも速くなり、
材料はマンドレルバーから圧延方向に向つて摩擦
力を受ける(この時先進率は一般に大きい)よう
になるためである。従つて、先進率fiは、圧延ト
ルクGiにある程度反比例することが分る。そこ
で、次式によつて、先進率fiを求めることができ
る。 fi=f0i{1−(ΔGi/G0i)} ……(1) ΔGi=Gi−G0i …(2) ここで、f0iは、第iスタンド噛込みから第i+
1スタンド噛込みまでの先進率(基準先進率)、
G0iは、同じく第iスタンド噛込みから第i+1
スタンド噛込みまでの平均圧延トルク、iはスタ
ンド番号である。 次いで、求められた各スタンドの先進率fiとロ
ール周速vriによつて、次式を用いて、第iスタ
ンド出側の管材の速度viを求める。 vi=vri(1+fi) ……(3) 又、第iスタンド出側の管材の長さLiは、次式
で求められる。 Li=L0i+∫t2 t1vri(1+fi)dt ……(4) ここで、L0iは、第iスタンド〜第i+1スタ
ンド間の距離、t1は、第i+1スタンドに管材が
噛込んだ時刻、t2は、第iスタンドから管材が尻
抜けた時刻である。 従つて、第iスタンドから管材が尻抜けた時刻
t2における平均管材断面積、即ち第iスタンド出
側の平均管材断面積Aiは、次式で求められる。 Ai=Ai-1Li-1/Li ……(5) i=1、2、…、n ここで、A0は、素管の断面積、L0は素管の長
さ、Lnは圧延後の管材の長さ、nは、マンドレ
ルミル最終スタンド番号である。 以上のようにすれば、管を1本圧延する毎に、
先行する素管の実際の平均管材断面積A0、A1
Anが算出できる。なお、素管の断面積A0は、例
えば後出(22)式を用いて素管の体積V0と長さ
L0から算出することができる。従つて、これか
ら、次式により、各スタンドでの延伸率Eiを求め
る。 Ei=(A0−Ai)/A0 ……(6) 次いで、次に圧延する素管の断面積A0′と圧延
後の管材の目標断面積Asにより、次式を用いて、
次の管材を圧延する際の各スタンドでの目標延伸
率Eaiを決定する。 Eai=(Eao/En)Ei ……(7) Eao=(A0′−As)/A0′ ……(8) 更に、各スタンド出側での目標断面積Aaiは、
次式で求められる。 Aai=Aai-1(1−Eai) ……(9) Aa0=A0′ ……(10) 従つて、次の素管を圧延する際のロールギヤツ
プ設定値Si′及びロール回転数設定値Ni′は、その
各スタンド出側での目標断面積Aaiと先行管材の
実際の断面積Aiの比率に応じて次式で求められ
る。 Si′=Si{1−ks(Aai−Ai)/Ai} ……(11) Ni′=Ni{1+ko(Aai−Ai)/Ai} ……(12) ここで、ks、koは、共に、単に定数とすること
もできるるし、又、例えば制御結果であるe{=
(An−As)/As}を移動平均又は指数平均した
値e〓と、ロールギヤツプ及びロール回転数の配分
係数βを用いて、次式だ決定することもできる。 ks=ks0βe〓 ……(13) ko=ko0(1−β)e〓 ……(14) ここで、ks0、ko0は、いずれも定数である。 このようにして、各スタンドの先進率を用いる
ことによつて、先行する管材について各スタンド
での管材の長さ、従つて、実際の平均断面積を精
度よく求めることができ、次に圧延する管材につ
いて各スタンドのロールギヤツプ又は/及びロー
ル回転数を精度良く設定して、伸し長さ制御の精
度を向上することができる。
In a mandrel mill, in order to find the actual cross-sectional area of the tube material on the outlet side of each stand, as mentioned above, the speed (or length) of the tube material on the outlet side of each stand and the speed (or length) of the raw tube material on the input side of the mandrel mill. There is a method of determining the volume velocity (or volume) based on the law of constant volume velocity (or volume). The issue here is the speed (or length) of the pipe material on the outlet side of each stand.
It is conceivable to directly measure the speed using a Tatsuchiro-type or laser-type speedometer as a measuring device, but this has not been put to practical use due to problems with the installation space and atmosphere. Therefore, in the present invention, the advancement rate f i of the tube material at each stand is determined, for example, by a method of correcting the standard advancement rate determined from the transit time between each stand of the tube material by the change in rolling torque ΔGi. That is, an example of the rolling torque of the first stand of a so-called full-float type mandrel mill in which the mandrel bar is not restrained in any way is as shown in FIG. 2, and the rolling torque is large when the mandrel bar is biting, and then decreases. This is because immediately after biting, the speed of the mandrel bar is slower than the speed of the material, and the material receives frictional force from the mandrel bar in the opposite direction to the rolling direction (at this time, the advance rate is generally small). In the process of material being bitten after the stand, the speed of the mandrel bar becomes faster than the speed of the material.
This is because the material receives frictional force from the mandrel bar in the rolling direction (at this time, the advance rate is generally large). Therefore, it can be seen that the advance rate f i is inversely proportional to the rolling torque Gi to some extent. Therefore, the advanced rate f i can be determined using the following equation. f i = f 0i {1-(ΔGi/G 0i )} ...(1) ΔGi=Gi-G 0i ...(2) Here, f 0i is the distance from the i-th stand engagement to the i-th +
Advancement rate until 1 stand bite (standard advance rate),
G 0i is also from the i-th stand biting to the i+1-th
The average rolling torque until the stand bites, i is the stand number. Next, the velocity v i of the pipe material on the outlet side of the i-th stand is determined using the following equation based on the determined advance rate f i of each stand and roll circumferential speed v ri . v i =v ri (1+f i )...(3) Also, the length Li of the pipe material on the exit side of the i-th stand is determined by the following formula. Li=L 0i +∫ t2 t1 v ri (1+f i ) dt ...(4) Here, L 0i is the distance between the i-th stand and the i+1-th stand, and t 1 is the distance between the i-th stand and the i+1-th stand. The time t2 is the time when the pipe material comes off from the i-th stand. Therefore, the time when the pipe fell out from the i-th stand
The average cross-sectional area of the pipe material at t2 , that is, the average cross-sectional area Ai of the i-th stand exit side, is determined by the following formula. Ai=A i-1 L i-1 /Li...(5) i=1, 2,...,n Here, A0 is the cross-sectional area of the raw pipe, L0 is the length of the raw pipe, and Ln is The length of the tube material after rolling, n, is the final stand number of the mandrel mill. If you do the above, each time you roll one tube,
Actual average cross-sectional area of the preceding blank pipe A 0 , A 1 ...
An can be calculated. In addition, the cross-sectional area A 0 of the raw pipe can be calculated using the formula (22) shown below, for example, by calculating the volume V 0 and length of the raw pipe.
It can be calculated from L 0 . Therefore, from this, the stretching ratio Ei at each stand is determined using the following formula. Ei = (A 0 - Ai) / A 0 ... (6) Then, using the following formula, using the cross-sectional area A 0 ' of the next rolled pipe material and the target cross-sectional area As of the pipe material after rolling,
Determine the target elongation ratio E ai at each stand when rolling the next pipe material. E ai = (E ao / En) Ei ... (7) E ao = (A 0 ′−As) / A 0 ′ ... (8) Furthermore, the target cross-sectional area A ai at the exit side of each stand is:
It is determined by the following formula. A ai = A ai-1 (1-E ai ) ……(9) A a0 = A 0 ′ ……(10) Therefore, the roll gap setting value Si′ and roll rotation speed when rolling the next blank pipe The set value Ni' is determined by the following formula according to the ratio of the target cross-sectional area A ai at the exit side of each stand and the actual cross-sectional area Ai of the preceding pipe material. Si′=Si{1−k s (A ai −Ai)/Ai} ……(11) Ni′=Ni{1+k o (A ai −Ai)/Ai} ……(12) Here, k s , Both k o can be simply constants, or, for example, the control result e{=
(An-As)/As} using the moving average or exponential average value e〓 and the roll gap and roll rotation speed distribution coefficient β, the following equation can be determined. k s =k s0 βe〓 ……(13) ko = ko0 (1−β)e〓 ……(14) Here, both ks0 and ko0 are constants. In this way, by using the advance rate of each stand, the length of the tube at each stand, and therefore the actual average cross-sectional area, can be determined with precision for the preceding tube, and then the length of the tube at each stand can be determined with accuracy. By accurately setting the roll gap and/or roll rotation speed of each stand for the tube material, it is possible to improve the accuracy of stretching length control.

【実施例】【Example】

以下図面を参照して、本発明が採用されたマン
ドレルミルの伸し長さ制御装置の実施例を詳細に
説明する。 本実施例は、第3図に示す如く、内部に挿入さ
れたマンドレルバー12により内径が規制された
管材10を順次圧延するための、連続的に配置さ
れた複数組のロール14i,14i+1を含むマン
ドレルミルに本発明を適用したもので、当該第i
スタンドのロール14iの回転数を検出するため
のパルスジエネレータ20と、当該第iスタンド
のロール14iに管材10が噛込んだことを検出
するためのロードセル22iと、次段第i+1ス
タンドのロール14i+1に管材10が噛込んだこ
とを検出するためのロードセル22i+1と、前記
第iスタンドのロードセル22iの噛込み検出に
よつて計数を開始し、前記第i+1スタンドのロ
ードセル22i+1による噛込み検出によつて計数
を停止し、その間の積算パルス数Cを出力するパ
ルスカウンタ24と、該パルスカウンタ24出力
の積算パルス数Cから算出される基準先進率f0i
を、圧延トルクの変化分ΔGiで補正することによ
つて先行管材圧延時の先進率fiを求め、該先進率
fiに基づいて算出される先行管材の実際の平均断
面積Aiと、次に圧延する管材について、その素
管の断面積A0′及び圧延後の管材の目標断面積As
から求めた各スタンドでの目標断面積Aaiに応じ
て、次の素管を圧延する際の各スタンドのロール
ギヤツプ及びロール回転数の設定値Si′、Ni′を算
出し、これらを各々の制御装置(図示省略)に出
力する演算装置26とから構成されている。 以下、第4図を参照しながら前記演算装置26
の作用を説明する。 前記演算装置26は、まず、前記パルスカウン
タ24出力の積算パルス数C、スタンド間距離
L0i、ロール半径R及び前記パルスジエネレータ
20のパルス発生割合α(パルス/回転)から、
次式の関係を用いて、各スタンドの基準先進率f0i
を算出する。 f0i=L0i/(2πRC/α)−1 ……(15) 次いで、第iスタンド噛込みから第i+1スタ
ンド噛込みまでの間の圧延トルクGiを算出する。
即ち、一般に圧延トルクGiは、モータ出力トル
クGniから加減速トルクGaiを差引いて、機械損失
等の損失分を補正したもものである。ここで、第
iスタンドでのモータ出力トルクGni(J)は、モー
タの端子電圧V(V)、電機子電流Ii(A)、回転数Ni
(rpm)を実測して、次式の関係より求めること
ができる。 Gni=(V−Ii・ri−Vb)Ii/Ni×2π/60)
……(16) ここで、riは、電機子抵抗(Ω)、Vbはブラシ
電圧降下(V)である。 又、第iスタンドでの加減速トルクGai(J)は、
慣性モーメントと実測した加減速率dNi/dtか
ら、次式により求まる。 Gai=(GD2)i/4・dNi/dt・2π/60
……(17) (dNi/dt)o-1=(Ni−Ni o-2)/2τ ……(18) ここで、GD2は、モータ軸換算の慣性モーメン
ト(Kgm2)、τは、サンプリング周期(秒)であ
る。 ここで、モータの端子電圧V、電機子電流Ii、
回転数Niの毎回のサンプリング値をシフトして
いるのは、今回のサンプリングで求められるのが
前記の加減速率であるため、加減速トルクとモー
タ出力トルクの位相を一致させるためである。 次いで、前記モータ出力トルクGni及び加減速
トルクGaiから、次式の関係を用いて、圧延トル
クGi′を算出する。 Gi′=(Rgi/2×9.8)(Gni−Gai)……(19) ここで、Rgiはギヤ比である。 このようにして求められる圧延トルクGi′は、
回転数の微分値である加減速率を含んでいるた
め、回転数の一寸した変動でかなり変動し、不必
要に変動する。従つて、デジタルフイルタを用い
てこれを抑制した機、例えば圧延トルクを実験的
に実測して求めた、次式に示すような回帰式を用
いて、損失トルク補正を行つて、最終的な圧延ト
ルクGiを求める。 Gi=aGi′+b ……(20) ここで、a、bは回帰係数である。 次いで、このようにして求められた圧延トルク
Giの平均値G0iを算出する。 結局、第i+1スタンド噛込み以降の先行管材
の先進率fiは、次式の関係から求められる。 fi=f0i{1+kg(Gi−G0i)/G0i} ……(21) ここで、kgは定数である。 次に、ロール周速vriと先進率fiより、前出(3)式
を用いて。出側の管材の速度viを算出し、これを
第i+1スタンド噛込みから第iスタンド尻抜け
まで積算し、更にスタンド間距離L0iを加えて、
前出(4)式の関係から、先行管材の第iスタンド出
側の管材の長さLiを算出する。 一方、素管の長さL0、圧延後の管材の長さLn
は、従来の長さ計で実測でき、素管の体積V0は、
ビレツトの重量、比重及びスケールロス率によつ
て算出できるので、素管の断面積A0は、次式で
求まる。 A0=V0/L0 ……(22) 従つて、前出(5)式によつて、各スタンド出側で
の先行管材の実際の断面積Aiが求まる。よつて、
以後、前出(6)〜(12)式、又は(6)〜(14)式に従つて
演算すれば、次の素管を圧延する際のロールギヤ
ツプ及びロール回転数の設定値Si′,Ni′が算出で
き、これらの値が、各々の制御装置に出力され
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an elongation length control device for a mandrel mill to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of sets of rolls 14i, 14i+ are continuously arranged to sequentially roll a tube material 10 whose inner diameter is regulated by a mandrel bar 12 inserted therein. The present invention is applied to a mandrel mill containing No. 1 .
A pulse generator 20 for detecting the rotation speed of the roll 14i of the stand, a load cell 22i for detecting that the tube material 10 is caught in the roll 14i of the i-th stand, and a roll 14 of the i+1-th stand in the next stage. Counting is started by the load cell 22 i+1 for detecting that the tube material 10 is caught in the i +1 and the load cell 22 i of the i-th stand, and the load cell 22 i of the i-th stand A pulse counter 24 that stops counting upon detection of biting by +1 and outputs the cumulative number of pulses C during that time, and a reference advance rate f 0i calculated from the cumulative number of pulses C output by the pulse counter 24.
is corrected by the change in rolling torque ΔGi to obtain the advance rate f i at the time of preceding pipe material rolling, and the advance rate
The actual average cross-sectional area Ai of the preceding pipe material calculated based on f i , the cross-sectional area A 0 ' of the pipe material to be rolled next, and the target cross-sectional area As of the pipe material after rolling.
According to the target cross-sectional area A ai of each stand obtained from It is composed of an arithmetic unit 26 that outputs to a device (not shown). Hereinafter, with reference to FIG. 4, the arithmetic unit 26
Explain the effect of The calculation device 26 first calculates the cumulative number of pulses C output from the pulse counter 24 and the distance between the stands.
From L 0i , roll radius R, and pulse generation rate α (pulses/rotation) of the pulse generator 20,
Using the relationship of the following formula, the standard advanced rate f 0i of each stand
Calculate. f 0i =L 0i /(2πRC/α)−1 (15) Next, the rolling torque Gi from the i-th stand engagement to the i+1-th stand engagement is calculated.
That is, in general, the rolling torque Gi is obtained by subtracting the acceleration/deceleration torque G ai from the motor output torque G ni to correct losses such as mechanical loss. Here, the motor output torque G ni (J) at the i-th stand is the motor terminal voltage V (V), armature current Ii (A), rotation speed Ni
(rpm) can be actually measured and obtained from the relationship of the following equation. G ni = (V-Ii・r i −Vb)Ii/Ni×2π/60)
...(16) Here, r i is armature resistance (Ω), and Vb is brush voltage drop (V). Also, the acceleration/deceleration torque G ai (J) at the i-th stand is
It is determined by the following formula from the moment of inertia and the actually measured acceleration/deceleration rate dNi/dt. G ai = (GD 2 )i/4・dNi/dt・2π/60
...(17) (dNi/dt) o-1 = (Ni-N i o-2 )/2τ ...(18) Here, GD 2 is the moment of inertia converted to the motor shaft (Kgm 2 ), and τ is , is the sampling period (seconds). Here, motor terminal voltage V, armature current Ii,
The reason why the sampled value of the rotational speed Ni is shifted each time is to match the phase of the acceleration/deceleration torque and the motor output torque, since what is determined by the current sampling is the acceleration/deceleration rate. Next, the rolling torque Gi' is calculated from the motor output torque G ni and the acceleration/deceleration torque G ai using the relationship of the following equation. Gi′=(R gi /2×9.8)(G ni −G ai )……(19) Here, R gi is the gear ratio. The rolling torque Gi′ obtained in this way is
Since it includes the acceleration/deceleration rate, which is a differential value of the rotation speed, a small change in the rotation speed will cause a considerable fluctuation, resulting in unnecessary fluctuations. Therefore, using a machine that suppresses this using a digital filter, for example, the loss torque is corrected using a regression equation as shown in the following equation, which was determined by experimentally measuring the rolling torque, and the final rolling Find the torque Gi. Gi=aGi'+b...(20) Here, a and b are regression coefficients. Next, the rolling torque obtained in this way
Calculate the average value G 0i of Gi. In the end, the advancement rate f i of the leading pipe material after the i+1st stand is bitten can be determined from the following relationship. f i =f 0i {1+k g (Gi−G 0i )/G 0i } (21) Here, k g is a constant. Next, using the above equation (3) from the roll circumferential speed v ri and the advance rate f i . Calculate the velocity v i of the pipe material on the exit side, integrate this from the i-th stand engagement to the i-th stand end dropout, and further add the inter-stand distance L 0i ,
From the relationship of equation (4) above, calculate the length Li of the pipe material on the exit side of the i-th stand of the preceding pipe material. On the other hand, the length of the raw pipe L 0 and the length of the pipe material after rolling Ln
can be measured using a conventional length meter, and the volume of the raw pipe V 0 is
Since it can be calculated from the weight, specific gravity, and scale loss rate of the billet, the cross-sectional area A 0 of the raw pipe can be found using the following formula. A 0 =V 0 /L 0 (22) Therefore, the actual cross-sectional area Ai of the leading pipe material at the exit side of each stand can be determined by the above equation (5). Afterwards,
Thereafter, by calculating according to equations (6) to (12) or equations (6) to (14) above, the set values Si′, Ni of the roll gap and roll rotation speed when rolling the next blank pipe are obtained. ' can be calculated, and these values are output to each control device.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り、本発明によれば、各スタン
ド出側の実際の管材断面積を基に、次の素管に対
して、圧延後の管材の断面積(換言すれば伸し長
さ)を目標値にするには、各スタンドのロールギ
ヤツプ及び/又はロール回転数をいかにすればよ
いかを正確に求めることができる。従つて、伸し
長さの制御精度を向上することができるという優
れた効果を有する。
As explained above, according to the present invention, the cross-sectional area (in other words, the stretched length) of the pipe material after rolling is calculated for the next blank pipe based on the actual cross-sectional area of the pipe material at the exit side of each stand. It is possible to accurately determine how the roll gap and/or roll rotation speed of each stand should be adjusted to reach the target value. Therefore, it has the excellent effect of improving the control accuracy of the extension length.

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

第1図は、本発明に係るマンドレルミルの伸し
長さ制御方法の要旨を示す流れ図、第2図は、本
発明で用いられている、基準先進率を圧延トルク
の変化分で補正することによつて先進率を求める
方法の原理を説明するための、圧延トルクの変化
状態の一例を示す線図、第3図は、本発明が採用
されたマンドレルミルの伸し長さ制御装置の実施
例の構成を示すブロツク線図、第4図は、前記実
施例で用いられている演算装置の構成を示すブロ
ツク線図である。 fi……先進率、vi……管材の速度、Li……管材
の長さ、Ai……平均管材断面積、Si′……ロール
ギヤツプ設定値、Ni′……ロール回転数設定値、
10……管材、12……マンドレルバー、14
i,14i+1……ロール、26……演算装置。
Fig. 1 is a flowchart showing the outline of the elongation length control method of a mandrel mill according to the present invention, and Fig. 2 is a flow chart showing the gist of the elongation length control method of a mandrel mill according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in rolling torque for explaining the principle of the method of determining the advance rate by . FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the arithmetic unit used in the embodiment. f i ...Advance rate, v i ...Speed of pipe material, Li...Length of pipe material, Ai...Average cross-sectional area of pipe material, Si'...Roll gap setting value, Ni'...Roll rotation speed setting value,
10...Pipe material, 12...Mandrel bar, 14
i, 14 i+1 ...Roll, 26...Arithmetic device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 素管1本毎に、素管の体積と圧延後の管材の
外径及び肉厚の目標値から、圧延後の管材の目標
長さを求め、該目標長さが得られるようにロール
ギヤツプやロール回転数を設定するマンドレルミ
ルの伸し長さ制御方法において、 先行する管材の各スタンドにおける先進率を求
め、 該先進率とロール周速によつて各スタンド出側
での管材の速度を算出して、各スタンド出側での
先行管材の長さを求め、 これらと圧延後の管材の長さ及び素管の体積か
ら、管を1本圧延する毎に、各スタンド出側での
先行管材の実際の平均断面積を算出し、 次に圧延する管材について、その素管の断面積
及び圧延後の目標断面積から、各スタンド出側で
の目標断面積を求め、 前記先行管材の実際の平均断面積と、次に圧延
する管材の各スタンド出側での目標断面積に応じ
て、次の管材を圧延する際の各スタンドのロール
ギヤツプやロール回転数を設定することを特徴と
するマンドレルミルの伸し長さ制御方法。
[Claims] 1. For each raw pipe, the target length of the rolled pipe material is determined from the volume of the raw pipe and the target values of the outer diameter and wall thickness of the rolled pipe material, and the target length is determined. In the mandrel mill elongation length control method, which sets the roll gap and roll rotation speed so as to obtain The length of the preceding pipe material at the exit side of each stand is determined by calculating the speed of the pipe material, and from these, the length of the pipe material after rolling, and the volume of the raw pipe, each stand Calculate the actual average cross-sectional area of the preceding pipe material at the exit side, and then calculate the target cross-sectional area of the pipe material to be rolled at the exit side of each stand from the cross-sectional area of the raw pipe and the target cross-sectional area after rolling. Setting the roll gap and roll rotation speed of each stand when rolling the next pipe material according to the actual average cross-sectional area of the preceding pipe material and the target cross-sectional area at the exit side of each stand of the pipe material to be rolled next. A method for controlling the elongation length of a mandrel mill, which is characterized by:
JP59096247A 1984-05-14 1984-05-14 Method for controlling elongating length of mandrel mill Granted JPS60240323A (en)

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JPS61266112A (en) * 1985-05-21 1986-11-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> Rolling method for blank pipe for seamless pipe by mandrel mill
JPS62248505A (en) * 1986-04-22 1987-10-29 Kawasaki Steel Corp Method for controlling rolling of reducing mill for pipe

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