JPH029881B2 - - Google Patents
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- JPH029881B2 JPH029881B2 JP55152682A JP15268280A JPH029881B2 JP H029881 B2 JPH029881 B2 JP H029881B2 JP 55152682 A JP55152682 A JP 55152682A JP 15268280 A JP15268280 A JP 15268280A JP H029881 B2 JPH029881 B2 JP H029881B2
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- tension
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/78—Control of tube rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/02—Tube-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
- B21B17/04—Tube-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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、素管の中にマンドレルを通したまゝ
溝付ロールにより素管の肉厚を減少させる管材圧
延機の張力制御方法に関する。
溝付ロールにより素管の肉厚を減少させる管材圧
延機の張力制御方法に関する。
従来、圧延による製管法は、ピアサー等で穿孔
された素管をマンドレルミル、またはプラグミル
等により所定の外径、肉厚に圧延するものであ
り、各種の圧延方式がある。
された素管をマンドレルミル、またはプラグミル
等により所定の外径、肉厚に圧延するものであ
り、各種の圧延方式がある。
近年、圧延能率、歩留上の利点、そして自動化
の難易等生産性の観点から、また管材の内面性状
の良否、肉厚分布の精度そしてきずの発生等品質
の観点からマンドレルミルが採用されるようにな
つてきている。
の難易等生産性の観点から、また管材の内面性状
の良否、肉厚分布の精度そしてきずの発生等品質
の観点からマンドレルミルが採用されるようにな
つてきている。
このマンドレルミルによる圧延方法にもFFM
（Full Float mandrel mill）、SFM（Semi−
Restrained Floating mandrel mill）、RRM
（Fully−Restrained ＆ Retracted mandrel
mill）等の方法が実施されている。上記マンドレ
ルミルの方法は主としてマンドレルの動作の相違
により分類されているが、マンドレルを通した素
管を溝付ロールとマンドレルの間で圧延すること
には変わりない。
（Full Float mandrel mill）、SFM（Semi−
Restrained Floating mandrel mill）、RRM
（Fully−Restrained ＆ Retracted mandrel
mill）等の方法が実施されている。上記マンドレ
ルミルの方法は主としてマンドレルの動作の相違
により分類されているが、マンドレルを通した素
管を溝付ロールとマンドレルの間で圧延すること
には変わりない。
第１図と第２図はマンドレルミル圧延前及び圧
延中の概略図である。同図ではRRMによる構成
を示している。第１図と第２図に於いて１はマン
ドレル推進ブロツクであり、マンドレルバー２が
連結され、このマンドレルバー２に、さらにマン
ドレル３が連結される。
延中の概略図である。同図ではRRMによる構成
を示している。第１図と第２図に於いて１はマン
ドレル推進ブロツクであり、マンドレルバー２が
連結され、このマンドレルバー２に、さらにマン
ドレル３が連結される。
４はマンドレル推進ブロツク１の推進装置であ
り、５は推進装置４の駆動モータである。マンド
レル推進ブブロツク１は軌道上を摺動するが、図
には軌道は示していない。６はマンドレル駆動制
御ビームで第２図に示す如く、圧延中はマンドレ
ル推進ブロツク１と結合する。
り、５は推進装置４の駆動モータである。マンド
レル推進ブブロツク１は軌道上を摺動するが、図
には軌道は示していない。６はマンドレル駆動制
御ビームで第２図に示す如く、圧延中はマンドレ
ル推進ブロツク１と結合する。
マンドレル駆動制御ビーム６はマンドレル駆動
制御装置７及び駆動源であるマンドレル駆動モー
タ８により制御される。マンドレル駆動制御装置
７には歯車機構、または油圧機構が一般に使用さ
れる。マンドレル駆動制御装置７により駆動棒９
が駆動制御され、この駆動棒９と連結しているマ
ンドレル駆動制御ビーム６が、従つてマンドレル
駆動制御ビーム６と連結しているマンドレル推進
ブロツク１とこのマンドレル推進ブロツク１と一
体であるマンドレル３が駆動制御されることとな
る。
制御装置７及び駆動源であるマンドレル駆動モー
タ８により制御される。マンドレル駆動制御装置
７には歯車機構、または油圧機構が一般に使用さ
れる。マンドレル駆動制御装置７により駆動棒９
が駆動制御され、この駆動棒９と連結しているマ
ンドレル駆動制御ビーム６が、従つてマンドレル
駆動制御ビーム６と連結しているマンドレル推進
ブロツク１とこのマンドレル推進ブロツク１と一
体であるマンドレル３が駆動制御されることとな
る。
ピアサー等で穿孔された素管１０が入側テーブ
ル上にくるとマンドレル推進ブロツク１が前進し
てマンドレル３や素管１０および圧延スタンドに
組み込まれている溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
間隙を貫通し、同時にマンドレル推進ロツク１と
マンドレル駆動制御ビーム６が連結される。
ル上にくるとマンドレル推進ブロツク１が前進し
てマンドレル３や素管１０および圧延スタンドに
組み込まれている溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
間隙を貫通し、同時にマンドレル推進ロツク１と
マンドレル駆動制御ビーム６が連結される。
素管１０が溝付ロールr1〜roでで圧延される間
マンドレル３はマンドレル駆動制御装置７によ
り、移動および速度が制御されることとなる。１
４−（１），１４−（２），…１４−（ｎ−１），１４
−（ｎ）はそれぞれ溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
駆動用モータである。
マンドレル３はマンドレル駆動制御装置７によ
り、移動および速度が制御されることとなる。１
４−（１），１４−（２），…１４−（ｎ−１），１４
−（ｎ）はそれぞれ溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
駆動用モータである。
第１図および第２図において溝付ロールr1，r2
…ro-1，roは便宜上図に示したごとく一列に描い
てあるが、実際には各スタンドのロール軸を隣接
スタンドと互いに90゜の交差角で配列しているの
が一般的である。実際作業において各スタンドを
通過して圧延される管材に働く張力または圧縮力
を圧延条件に対応させて適正な値に制御すること
は極めて重要なことである。
…ro-1，roは便宜上図に示したごとく一列に描い
てあるが、実際には各スタンドのロール軸を隣接
スタンドと互いに90゜の交差角で配列しているの
が一般的である。実際作業において各スタンドを
通過して圧延される管材に働く張力または圧縮力
を圧延条件に対応させて適正な値に制御すること
は極めて重要なことである。
スタンド間に於いて管材に働く張力、または圧
縮力の不適正は管材の直径、肉厚が変化して圧延
後の製品に不均一な寸法をもたらすのみならず、
かみ出し、きずの発生等重大欠陥を生じるもので
ある。
縮力の不適正は管材の直径、肉厚が変化して圧延
後の製品に不均一な寸法をもたらすのみならず、
かみ出し、きずの発生等重大欠陥を生じるもので
ある。
ところが、マンドレルと溝付ロールを備え、こ
のマンドレルと溝付ロールの間で圧延が実施され
るようなマンドレルミルの如き管材圧延機におい
ては、変形機構の複雑さ及び圧延解析モデルの不
備から、高精度の張力制御が実施されていないの
が現状である。
のマンドレルと溝付ロールの間で圧延が実施され
るようなマンドレルミルの如き管材圧延機におい
ては、変形機構の複雑さ及び圧延解析モデルの不
備から、高精度の張力制御が実施されていないの
が現状である。
本発明は、マンドレル（またはプラグ）と溝付
ロールで構成される圧延機のスタンド間張力、お
よび圧延中スタンド間に存在する管材自体にかか
る張力を圧延条件に対応させて高精度に制御する
制御方法を提供するものである。
ロールで構成される圧延機のスタンド間張力、お
よび圧延中スタンド間に存在する管材自体にかか
る張力を圧延条件に対応させて高精度に制御する
制御方法を提供するものである。
さらに、具体的には管材圧延機の特徴をふまえ
た圧延制御モデルを基本にしてスタンド間張力、
または圧延中管材にかかる張力を高精度に制御す
べく溝付ロール駆動モータの回転数を制御する手
段を提供するものである。
た圧延制御モデルを基本にしてスタンド間張力、
または圧延中管材にかかる張力を高精度に制御す
べく溝付ロール駆動モータの回転数を制御する手
段を提供するものである。
先ず、マンドレルと溝付ロールの間で管材が圧
延される場合の基本モデルについて述べる。第３
図は、溝付ロールriとマンドレル３の間で管材１
１が圧延されている模式図である。圧延前の管材
を素管１０と称したが、圧延中は全て管材１１と
称する。
延される場合の基本モデルについて述べる。第３
図は、溝付ロールriとマンドレル３の間で管材１
１が圧延されている模式図である。圧延前の管材
を素管１０と称したが、圧延中は全て管材１１と
称する。
第３図に於ては、マンドレル３には後方張力
TB,iが働いていて、マンドレルの前方張力TB,i+1＝
０、または管材の後方張力Tn,i、及び管材の前方
張力Tn,i+1はともにTn,i＝Tn,i+1＝０の状態にある
とする。上記前後方張力は圧縮力であつてもよ
い。
TB,iが働いていて、マンドレルの前方張力TB,i+1＝
０、または管材の後方張力Tn,i、及び管材の前方
張力Tn,i+1はともにTn,i＝Tn,i+1＝０の状態にある
とする。上記前後方張力は圧縮力であつてもよ
い。
このような状態は前述したマンドレルミルの圧
延方法のうちRRM、またはSFMに相当し、且つ
最初のスタンドかまたは最終スタンドのみ圧延が
なされている場合に相当する。
延方法のうちRRM、またはSFMに相当し、且つ
最初のスタンドかまたは最終スタンドのみ圧延が
なされている場合に相当する。
第３図に於て圧延荷重をPi,0、圧延トルクをGi,0
また、マンドレル３と管材１１の内面の摩擦係数
をμiとする。圧延トルクGi,0は(1)式で表わされる。
また、マンドレル３と管材１１の内面の摩擦係数
をμiとする。圧延トルクGi,0は(1)式で表わされる。
Gi,0＝TB,i・i＋2ai・Pi,0 …(1)
(1)式に於いて、iは溝付ロールの形状、寸法お
よび管材の圧延前後の寸法、形状とマンドレルの
径により決まる平均ロール半径であり、aiは板材
または条鋼等の圧延に於いて、一般に2ai＝Gi,0／
Pi,0と表わされる物理量に対応するものである。
よび管材の圧延前後の寸法、形状とマンドレルの
径により決まる平均ロール半径であり、aiは板材
または条鋼等の圧延に於いて、一般に2ai＝Gi,0／
Pi,0と表わされる物理量に対応するものである。
マンドレル３と管材１１は常に相対速度がある
のでμiは運動摩擦係数であり、次の(2)式の関係が
ある。
のでμiは運動摩擦係数であり、次の(2)式の関係が
ある。
TB,i＝μi．Pi,0 ……(2)
(1)式と(2)式から次式を得る。
Gi,0＝（μi i＋2ai）Pi,0 ……(3)
即ち、(3)式がマンドレルを用いた管材圧延の無
張力時に於ける圧延荷重と圧延トルクの関係式で
ある。しかしながら連続圧延機に於いては、スタ
ンドの前後面の被圧延材には張力、または圧縮力
が働くものである。
張力時に於ける圧延荷重と圧延トルクの関係式で
ある。しかしながら連続圧延機に於いては、スタ
ンドの前後面の被圧延材には張力、または圧縮力
が働くものである。
第４図は３スタンド連続圧延中の模式図であ
る。前述したように、隣接スタンドではロール軸
を互いに90゜の交差角で配列しているのであるが、
便宜上図のように示してある。第４図に於いて、
ｉスタンドの圧延トルクGiは次の(4)式で表わされ
る。
る。前述したように、隣接スタンドではロール軸
を互いに90゜の交差角で配列しているのであるが、
便宜上図のように示してある。第４図に於いて、
ｉスタンドの圧延トルクGiは次の(4)式で表わされ
る。
Gi＝TB,i・Ri−TB,i+1・Ri+1
＋2aiPi＋ΔGi,b−ΔGi,f …(4)
ここで、圧延方向の力の平衡より次の(5)式の関
係がある。
係がある。
TB,i＝μi・Pi
TB,i+1＝μi+1・Pi+1 …(5)
従つて(4)式は次式となる。
Gi＝（μi・i・Pi
−μi+1・i+1・Pi+1）
＋2ai・Pi＋ΔGi,b−ΔGi,f …(6)
(4)式、また(6)式に於いてΔGi,bは管材１１にｉ
スタンドよりみて後方張力Tn,iが発生したことに
よる無張力時からのトルク変化分（以後後方トル
クと呼ぶ）であり、ΔGi,fは管材１１に前方張力
Tn,i+1が発生したことによる無張力時からのトル
ク変化分（以後前方トルクと呼ぶ）である。(6)式
よりΔGi,fは(7)式となる。
スタンドよりみて後方張力Tn,iが発生したことに
よる無張力時からのトルク変化分（以後後方トル
クと呼ぶ）であり、ΔGi,fは管材１１に前方張力
Tn,i+1が発生したことによる無張力時からのトル
ク変化分（以後前方トルクと呼ぶ）である。(6)式
よりΔGi,fは(7)式となる。
ΔGi,f＝（μi・i・Pi
−μi+1・i+1・Pi+1）
＋2aiPi−Gi＋ΔGi,b …(7)
ｉスタンドの前方張力を零にする為には、ｉス
タンドのロール回転速度の補正量は前方張力トル
クにｉスタンドの比例積分制御ゲインgiをかけて
次式で与えられる。
タンドのロール回転速度の補正量は前方張力トル
クにｉスタンドの比例積分制御ゲインgiをかけて
次式で与えられる。
ΔNi＝gi・ΔGi,f …(8)
Niはｉスタンドのモータ回転数を示す。また
ｉスタンドの前方管材にかかる張力をTn,i+1に制
御する場合にはΔNiは次式となる。
ｉスタンドの前方管材にかかる張力をTn,i+1に制
御する場合にはΔNiは次式となる。
ΔNi＝gi（ΔGi,f−ΔGi,f） …(9)
(9)式に於いて、ΔGi,Tは目標張力Tn,i+1に対応す
る前方目標張力トルクであり、次の(10)式で表わさ
れる。
る前方目標張力トルクであり、次の(10)式で表わさ
れる。
ΔGi,T＝１／ηi・i・Tn,i+1・（１＋fi） …(10)
ηiは、ｉスタンドの減速比（ギア比）、fiはｉス
タンドの先進率である。このときｉ＋１スタンド
に働く後方張力トルクΔGi+1,bは同一管材の圧延
に要する圧延力は一定とみなせるから次式とな
る。
タンドの先進率である。このときｉ＋１スタンド
に働く後方張力トルクΔGi+1,bは同一管材の圧延
に要する圧延力は一定とみなせるから次式とな
る。
ΔGi+1,b＝−Ni／Ni+1ΔGi,f …(11)
上記(1)式〜(11)式がマンドレルと溝付ロールによ
り管材を連続圧延する際、張力制御するための基
本モデルであり、マンドレルに働く張力、マンド
レルと管材の間の摩擦係数を導入し、管材自体に
かかる張力および管材圧延のトルクアームを考慮
した解析モデルである。
り管材を連続圧延する際、張力制御するための基
本モデルであり、マンドレルに働く張力、マンド
レルと管材の間の摩擦係数を導入し、管材自体に
かかる張力および管材圧延のトルクアームを考慮
した解析モデルである。
第５図はマンドレルに働く張力TBを知るため
に、例えば荷重検出器１２を設置した概念図を示
す。第５図のａ，ｂはマンドレルと連結したマン
ドレルバー２にかかる張力TBを検出すべくマン
ドレル推進ブロツク１に荷重検出器１２を設置し
た例を示す。
に、例えば荷重検出器１２を設置した概念図を示
す。第５図のａ，ｂはマンドレルと連結したマン
ドレルバー２にかかる張力TBを検出すべくマン
ドレル推進ブロツク１に荷重検出器１２を設置し
た例を示す。
また、同図ｃはマンドレル駆動制御ビーム６と
駆動棒９を、荷重検出器１２を介して連結してお
くことにより、マンドレルバー２にかかる張力
TBを検出するものである。
駆動棒９を、荷重検出器１２を介して連結してお
くことにより、マンドレルバー２にかかる張力
TBを検出するものである。
既設のマンドレルミルを改造して、マンドレル
の張力を検出する荷重検出器を設置することも容
易である。
の張力を検出する荷重検出器を設置することも容
易である。
あるいは第１図および第２図に示したマンドレ
ル駆動モータ８のマンドレル駆動トルクGBを知
れば、マンドレル３にかかる張力TBを次の(12)式
により求めることもできる。
ル駆動モータ８のマンドレル駆動トルクGBを知
れば、マンドレル３にかかる張力TBを次の(12)式
により求めることもできる。
GBωB＝TBVB＋αB …(12)
ωBはマンドレル駆動モータ８の角速度であり、
VBはマンドレルの運動速度、αBはマンドレル駆
動制御装置７の使用によつて決まる定数である。
マンドレル運動速度VBはマンドレルが塑性変形
しない剛体であり、ωBとマンドレル駆動制御装
置の減速比により容易に求められる。
VBはマンドレルの運動速度、αBはマンドレル駆
動制御装置７の使用によつて決まる定数である。
マンドレル運動速度VBはマンドレルが塑性変形
しない剛体であり、ωBとマンドレル駆動制御装
置の減速比により容易に求められる。
圧延荷重Piは圧延機に設置してあるロードセル
により検出可能であり、圧延トルクGiは一般にト
ルク変換器が設置されていない場合に、次の
（14）式で計算できる。
により検出可能であり、圧延トルクGiは一般にト
ルク変換器が設置されていない場合に、次の
（14）式で計算できる。
Gi＝βＶ−Ｉ・Ｒ／NiＩ−γdNi／dt−δ …(14)
（14）式のＶはモータ電圧、Ｉはモータ電流、
Ｒは電気子抵抗、Niはモータ回転数、β、γ、
δは定数であり、右辺第１項はモータトルク、第
２項は加減速トルク、第３項はロストルクであ
る。
Ｒは電気子抵抗、Niはモータ回転数、β、γ、
δは定数であり、右辺第１項はモータトルク、第
２項は加減速トルク、第３項はロストルクであ
る。
かくして、マンドレルに圧延中働なく張力、圧
延荷重、圧延トルクを知れば、マンドレルを用い
た管材圧延の張力（管材の張力零、または所望の
一定張力）制御は基本モデルにより実施可能であ
る。
延荷重、圧延トルクを知れば、マンドレルを用い
た管材圧延の張力（管材の張力零、または所望の
一定張力）制御は基本モデルにより実施可能であ
る。
以下、具体的に、管材圧延の無張力制御（管材
に働く張力零）を例にして述べる。第６図はｎス
タンドマンドレルミルに於いて、第１スタンドで
のみ圧延されている状態を示す概念図であり、マ
ンドレル３はｎスタンドに渡つて貫通し、かつ運
動方向は後方（上流）である。これは前述した
RRMに相当する。
に働く張力零）を例にして述べる。第６図はｎス
タンドマンドレルミルに於いて、第１スタンドで
のみ圧延されている状態を示す概念図であり、マ
ンドレル３はｎスタンドに渡つて貫通し、かつ運
動方向は後方（上流）である。これは前述した
RRMに相当する。
管材１１には張力（圧縮力）が働いていない状
態であり、圧延荷重をP1,0、圧延トルクをG1,0、
マンドレルの張力をTB,1とする。圧延荷重、圧延
トルクのサフイツクス１は第１のスタンドである
ことを意味し、０は無張力状態であることを意味
する。
態であり、圧延荷重をP1,0、圧延トルクをG1,0、
マンドレルの張力をTB,1とする。圧延荷重、圧延
トルクのサフイツクス１は第１のスタンドである
ことを意味し、０は無張力状態であることを意味
する。
張力の存在する場合はP1,1、G1,1のごとく示す。
また、マンドレルの張力TB,1のサフイツクス１は
第１のスタンドのみで圧延されることを示す。
TB,iとした場合は第１スタンドから第ｉスタンド
に渡つて圧延されている場合のマンドレル張力で
あることを示す。以下記号のサフイツクスについ
て同様である。
また、マンドレルの張力TB,1のサフイツクス１は
第１のスタンドのみで圧延されることを示す。
TB,iとした場合は第１スタンドから第ｉスタンド
に渡つて圧延されている場合のマンドレル張力で
あることを示す。以下記号のサフイツクスについ
て同様である。
第６図に於いて、（15）、（16）の関係がある。
G1,0＝μ1・P1,0・1＋2a1・P1,0 …(15)
TB,1＝μ1.P1,0 …(16)
（15）式と（16）式からμ1とa1を計算してお
く。次に第７図は、管材１１が第１スタンドと第
２スタンドで圧延されている概念図であり、第11
スタンドと第２スタンドの間の管材には張力Tn,1
が発生している。第１スタンドの圧延トルクG1
は G1＝（μ1・P1−μ2・P2）1＋2a1P1−ΔG1,f 故に ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1P1−G1 …(17) また、 TB,2＝μ1・P1＋μ2・P2 …(18) （18）式からμ2が計算され、（17）式よりΔG1,fが
計算される。
く。次に第７図は、管材１１が第１スタンドと第
２スタンドで圧延されている概念図であり、第11
スタンドと第２スタンドの間の管材には張力Tn,1
が発生している。第１スタンドの圧延トルクG1
は G1＝（μ1・P1−μ2・P2）1＋2a1P1−ΔG1,f 故に ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1P1−G1 …(17) また、 TB,2＝μ1・P1＋μ2・P2 …(18) （18）式からμ2が計算され、（17）式よりΔG1,fが
計算される。
第１スタンドの速度補正量は
ΔN1＝g1・ΔG1,f …(19)
このとき第２スタンドの後方張力トルクΔG2,bは
ΔG2,b＝−N1／N2ΔG1,f
故に、G2,0＝G2＋ΔG2,b …(20)
管材１１が第３スタンドにかみ込む前に制御が完
了していれば、第２スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延荷重P2と圧延トルクG2
は、当然（21）式の関係である。
了していれば、第２スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延荷重P2と圧延トルクG2
は、当然（21）式の関係である。
P2,0＝P2、G2,0＝G2 …(21)
このとき、次の（22）式の関係にあるので、
（22）式により、a2を計算しておく。
（22）式により、a2を計算しておく。
G2,0＝μ2P2 2＋2a2P2,0 …(22)
第８図は管材１１が第３スタンドにまでかみ込
まれた場合の概念図を示す。第３スタンドでの圧
延が開始されたことで、第１スタンドと第２スタ
ンド、および第２スタンドと第３スタンドの間に
在る管材１１に何がしかの張力Tn,1，Tn,2が発生
し、これに対応する張力トルクが発生する。第１
スタンドの前方張力トルクΔG1,fは ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・ P2）1＋2a1・P1−G1 …(23) 第２スタンドの後方張力トルクΔG2,bは、 ΔG2,b＝−N1／N2・ΔG1,f …(24) 従つて、第２スタンドの前方張力トルクΔG2,fは、 ΔG2,f＝（μ2・P2−μ3・P3） 2＋2a2P2−G2＋ΔG2,b …(25) （25）式中μ3は次式により計算する。
まれた場合の概念図を示す。第３スタンドでの圧
延が開始されたことで、第１スタンドと第２スタ
ンド、および第２スタンドと第３スタンドの間に
在る管材１１に何がしかの張力Tn,1，Tn,2が発生
し、これに対応する張力トルクが発生する。第１
スタンドの前方張力トルクΔG1,fは ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・ P2）1＋2a1・P1−G1 …(23) 第２スタンドの後方張力トルクΔG2,bは、 ΔG2,b＝−N1／N2・ΔG1,f …(24) 従つて、第２スタンドの前方張力トルクΔG2,fは、 ΔG2,f＝（μ2・P2−μ3・P3） 2＋2a2P2−G2＋ΔG2,b …(25) （25）式中μ3は次式により計算する。
TB,3＝μ1・P1＋μ2・P2＋μ3・P3 …(26)
（25）式で表わされるΔG2,fは計算でき、従つ
て第２スタンドの速度補正量ΔN2は、 ΔN2＝g2・ΔG2,f …(27) このときの第１スタンドの速度補正量ΔN1は、 ΔN1＝g1ΔG1,f＋ΔN2／N2N1 …(28) となる。第３スタンドの後方張力トルクΔG3,bは、 ΔG3,b＝−N2／N3ΔG2,f …(29) 従つて、第３スタンドの無張力トルクG3,0は、 G3,0＝G3＋ΔG3,b …(30) 管材１１が第４スタンドにかみ込む前に制御が完
了していれば、第３スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延加重をP3、圧延トルク
をG3とすれば、 P3,0＝P3、G3,0＝G3 …(31) G3,0＝μ3P3,0 3＋2a3P3,0 …(32) である。（32）式によりa3を計算しておく。
て第２スタンドの速度補正量ΔN2は、 ΔN2＝g2・ΔG2,f …(27) このときの第１スタンドの速度補正量ΔN1は、 ΔN1＝g1ΔG1,f＋ΔN2／N2N1 …(28) となる。第３スタンドの後方張力トルクΔG3,bは、 ΔG3,b＝−N2／N3ΔG2,f …(29) 従つて、第３スタンドの無張力トルクG3,0は、 G3,0＝G3＋ΔG3,b …(30) 管材１１が第４スタンドにかみ込む前に制御が完
了していれば、第３スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延加重をP3、圧延トルク
をG3とすれば、 P3,0＝P3、G3,0＝G3 …(31) G3,0＝μ3P3,0 3＋2a3P3,0 …(32) である。（32）式によりa3を計算しておく。
以下同様に計算を実施して全スタンドに渡つて
無張力制御が可能である。マンドレルと溝付ロー
ルの間で圧延される管材の一定張力制御を実施し
たい場合には、(9)式をベースにした基本モデルに
より同様のモータ回転数の制御を実施すればよ
い。また、圧延後の製品管材の寸法、形状に対す
る張力効果を出すため、上記無張力制御と一定張
力制御を組み合せることも可能である。
無張力制御が可能である。マンドレルと溝付ロー
ルの間で圧延される管材の一定張力制御を実施し
たい場合には、(9)式をベースにした基本モデルに
より同様のモータ回転数の制御を実施すればよ
い。また、圧延後の製品管材の寸法、形状に対す
る張力効果を出すため、上記無張力制御と一定張
力制御を組み合せることも可能である。
第９図は管材圧延の張力制御装置の一例を示す
もので、マンドレル張力検出用の荷重検出器１２
と圧延荷重検出用のロートセル１３からの出力
値、およびモータの電圧、電流そしてモータ回転
速度検出器１５からの出力値を計算機１８で前述
した基本モデルにより演算する。そして張力設定
器１７であらかじめ設定した前後方張力値となる
よう、速度制御装置１６を介してモータ１４の回
転速度制御を実施するものである。
もので、マンドレル張力検出用の荷重検出器１２
と圧延荷重検出用のロートセル１３からの出力
値、およびモータの電圧、電流そしてモータ回転
速度検出器１５からの出力値を計算機１８で前述
した基本モデルにより演算する。そして張力設定
器１７であらかじめ設定した前後方張力値となる
よう、速度制御装置１６を介してモータ１４の回
転速度制御を実施するものである。
以上述べた如く、本発明によればマンドレル等
の心金を用いた溝付ロールによる管材の連続圧延
時に、管材自体にかかる張力、または圧縮力を高
精度に制御可能とし、管材の直径、肉厚および真
円度等、より均一な圧延製品を得ることができる
ようになる。
の心金を用いた溝付ロールによる管材の連続圧延
時に、管材自体にかかる張力、または圧縮力を高
精度に制御可能とし、管材の直径、肉厚および真
円度等、より均一な圧延製品を得ることができる
ようになる。
第１図、第２図はマンドレルミルの概略を示す
構成図、第３図、第４図は張力制御の基本モデル
を説明するための構成図、第５図はマンドレルに
圧延中働く張力を検出する荷重検出器の設置例を
示す構成図、第６図ないし第８図は第１スタンド
かみ込みからはじまる圧延過程にそつて具体的に
張力制御を実施する方法についての説明図、第９
図は管材圧延機の張力制御装置の一例を示す構成
図である。 １…マンドレル推進ブロツク、２…マンドレル
バー、３…マンドレル、６…マンドレル駆動制御
ビーム、８…マンドレル駆動モータ、９…駆動
棒、r1〜ro…溝付ロール、１２…荷重検出器、１
３−（１）〜１３−（ｎ）…ロードセル、１５−
（１）〜１５−（ｎ）…モータ回転速度検出器、１
６−（１）〜１６−（ｎ）…速度制御装置、１８…
計算機。
構成図、第３図、第４図は張力制御の基本モデル
を説明するための構成図、第５図はマンドレルに
圧延中働く張力を検出する荷重検出器の設置例を
示す構成図、第６図ないし第８図は第１スタンド
かみ込みからはじまる圧延過程にそつて具体的に
張力制御を実施する方法についての説明図、第９
図は管材圧延機の張力制御装置の一例を示す構成
図である。 １…マンドレル推進ブロツク、２…マンドレル
バー、３…マンドレル、６…マンドレル駆動制御
ビーム、８…マンドレル駆動モータ、９…駆動
棒、r1〜ro…溝付ロール、１２…荷重検出器、１
３−（１）〜１３−（ｎ）…ロードセル、１５−
（１）〜１５−（ｎ）…モータ回転速度検出器、１
６−（１）〜１６−（ｎ）…速度制御装置、１８…
計算機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マンドレルと、一対の溝付ロールを複数個有
し、前記マンドレルが貫通した被圧延管材が挿入
される圧延スタンドとを有し、前記溝付ロールと
前記マンドレルにより管材を圧延する管材圧延機
において、前記マンドレルにかかる張力、および
前記溝付ロールにかかる圧延荷重ならびに圧延ト
ルクに基づいて所定の演算式を用いて前記管材に
かかる張力が所定値となるように前記溝付ロール
の回転数を制御することを特徴とする管材圧延機
の張力制御方法。 ２ 前記マンドレルにかかる張力を、前記マンド
レル又はマンドレル駆動機構に設けた荷重検出器
により検出することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の管材圧延機の張力制御方法。 ３ 前記マンドレルにかかる張力を、前記マンド
レルの移動速度を制御するマンドレル駆動モータ
のトルク及び回転数より検出することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の管材圧延機の張力
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152682A JPS5775209A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Pipe piercing mill and its tension controlling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152682A JPS5775209A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Pipe piercing mill and its tension controlling method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18178889A Division JPH0252108A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | マンドレルの取替時期を決定する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5775209A JPS5775209A (en) | 1982-05-11 |
| JPH029881B2 true JPH029881B2 (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=15545803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55152682A Granted JPS5775209A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Pipe piercing mill and its tension controlling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5775209A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5961507A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-07 | Toshiba Corp | マンドレルバ−張力制御方法 |
| JPS5976609A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-05-01 | Toshiba Corp | ピアサ−ミルのマンドレルバ−張力制御方法 |
| JPS6114010A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | マンドレルミルの圧延制御方法 |
| JPS61296914A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-27 | Fuji Electric Co Ltd | マンドレルパイプ圧延制御装置 |
| CN101972778B (zh) * | 2010-09-09 | 2012-09-26 | 西北工业大学 | 一种确定环件径轴向轧制稳定成形域的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149858A (en) * | 1977-06-03 | 1978-12-27 | Hitachi Ltd | Controlling method for wall thickness of seamless pipe in rolling mill |
| JPS54126654A (en) * | 1978-03-15 | 1979-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for hot rolling of seamless pipe |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5354931U (ja) * | 1976-10-13 | 1978-05-11 |
-
1980
- 1980-10-30 JP JP55152682A patent/JPS5775209A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149858A (en) * | 1977-06-03 | 1978-12-27 | Hitachi Ltd | Controlling method for wall thickness of seamless pipe in rolling mill |
| JPS54126654A (en) * | 1978-03-15 | 1979-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for hot rolling of seamless pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5775209A (en) | 1982-05-11 |
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