JPH0494806A - マンドレルバーの速度制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は継ぎ目なし鋼管の製造設備であるマンドレルミ
ルの一部分をなすマンドレルバ−の速度制御装置、より
詳細には、走行装置に保持されたマンドレルバ−の自由
端をシェル内に挿入し、走行装置を速度基準に従って走
行させシェルをマンドレルミルに通して圧延するマンド
レルミルにおけるマンドレルバ−の速度制御装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に継ぎ目なし鋼管はピアサ−ミルで穿孔された素管
（以下、「シェル」という）にマンドレルバ−を挿入し
た形でマンドレルミルを通して圧延することにより、所
定の内径、長さおよび真円度を有する管に成形する。マ
ンドレルミルにおいては、一対の溝付きロールが複数組
直列に配列され、さらにその手前に被圧延祠である素管
の内径を決めるマンドレルバ−が配置される。マンドレ
ルミルには、マンドレルバ−をフリーにしてマンドレル
ミルに搬送させるフロート式のものと、マンドレルバ−
を走行装置上の保持装置に固定し、圧延中のマンドレル
バ−速度を走行装置により強制的に決めて走行させる拘
束式のものとがある。

拘束式マンドレルミルにおいては第３図（ａ）に示すよ
うに、マンドレルバ−はシェルがマンドレルミルに噛み
込むまでは走行装置により任意の速度ｖ　ヤ走行するが
、シェルがマンドレルミルに噛み込むときはその直前に
マンドレルミルよりも少し遅い速度Ｖ、に減速して噛み
込ませる。

（発明が解決しようとする課題） 拘束式のマンドレルミルにおいて、シェルがマンドレル
ミルに噛み込まれ、シェルが圧延されてマンドレルバ−
に接触すると、マンドレルミルに引きずられてマンドレ
ルバ−に過渡的な速度上昇（以下、これを「インパクト
速度変動」という）を生ずる。第３図（ａ）において、
破線位置に示されているパルス状突出部Ｐがそれである
。そのため、シェル先端部の肉厚や真円度などの形状が
変化してしまい、製品としての歩留まりが低下する。し
かしながら、従来は、そのような問題を抱えているにも
かかわらず、マンドレルバ−拘束式圧延が比較的新しい
技術であることも与かって何ら有効な対策が講じられて
いなかった。

本発明は、シェルがマンドレルミルに噛み込んだ瞬間に
生ずるインパクト速度変動を防止し、シェル先端部の形
状変化を可及的に防止し、製品の歩留まりを向上させう
るマンドレルバ−の速度制御装置を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によるマンドレルバ−
の５速度制御装置は、シェルがマンドレルミルに噛み込
むタイミングを検出する噛み込みタイミング検出手段と
、マンドレルミルの外径、ギャップおよび回転速度、マ
ンドレルバ−の外径および走行速度、さらにシェルの材
質などの圧延スケジュールを用いて求められた、シェル
がマンドレルミルに噛み込んだときのマンドレルバ−の
過渡的な速度変動量を与える手段と、噛み込み検出手段
によって検出されたタイミングで速度変動量を補償する
ように速度基準を補正する手段とを設けたことを特徴と
する。

（作　用） このように構成されたマンドレルバ−の速度制御装置に
おいては、シェルがマンドレルミルに噛み込むときの過
渡的な速度変動量つまりインパクト速度変動の量がマン
ドレルミルの回転速度、マンドレルバ−の走行速度、シ
ェルの材質、マンドレルバ−、シェルおよび走行装置の
合計の慣性、および走行装置の速度応答などの圧延スケ
ジュールに甚づいて得られ、ここで得られたインパクト
速度変動量を補償するようにマンドレルバ−の走行速度
に関する速度基準をシェルがマンドレルミルに噛み込む
タイミングで補正する。

こうすることにより、マンドレルバ−のインパクト速度
変動を最小限に抑え、シェル先端の形状を正しく維持し
、製品の歩留まりを向上させることができる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。

このマンドレルバ−の速度制御装置は、マンドレルバ−
走行装置１１の上に設けられた保持装置１２により走行
装置１１に固定されたマンドレルバ−３およびそのマン
ドレルバ−３の自由端が挿入されたシェル２は、マンド
レルバ−走行装置１１によってマンドレルミルの一構成
要素である一対の溝付きロール１に噛み込まされ、所定
の肉厚、長さ、真円度のものに圧延される。マンドレル
バ−走行装置１１は、速度設定器２０によって設定され
た速度基準に従って加算器１７および速度制御装置１８
を介し駆動電動機１３によって速度制御される。速度制
御装置１８には駆動電動機１３に付設された速度検出器
１９から実際速度かフィードバックされる。

マンドレルバ−３とシェル２の間の位置は固定関係にあ
るので、マンドレルバ−走行装置１１の位置を監視する
ことにより、シェル２がマンドレルミルに噛み込むタイ
ミングを知ることができる。

そこで、マンドレルバ−３すなわちマンドレルバ−走行
装置１１を駆動するための駆動電動機１３に対して、マ
ンドレルバ−３の位置を検出するための位置検出器１６
が、マンドレルバ−走行装置１１の走行速度を検出する
速度検出器１９のほかに付設されている。また、マンド
レルミルには、ロール１の回転速度を検出する速度検出
器４と、ロール１のギャップを検出するロールギャップ
検出器５とが設けられている。

さて、インパクト速度変動量の演算であるが、インパク
ト時の速度変動は速度制御装置がフィードバック制御に
なっているため、マンドレルバ−３がマンドレルミルに
引きずられて速度が変動し、その変動が速度制御装置に
フィードバックされて初めて元の速度に戻そうとする。

その応答の遅れか速度変動を引き起こすことになる。こ
こで、インパクト速度変動量へＶは次式によって求めら
れる。

ΔＶ＝Ｋ　（Ｖ　　−Ｖ　　）　／　（ＧＤ”・ω　）
ｍｂ　　　　　　　　　　　　ｃ ・・・　（１） ただし、Ｋ　、　シェルの硬さに関する係数２゜ ＣＤ　　、　　マンドレルバ−３、シェル２、走行装置
１１の１・−クルの 慣性 ω。　：　走行装置１１の応答速度 ここで、■　は速度検出器４で検出したマントレルミル
の回転速度をロール１の外径を用いて周速に換算した速
度値であり、ｖｂは速度検出器１９を介して検出した走
行装置１１すなわちマンドレルバ−３の走行速度である
。

（１）式に従って定義されるインパクト速度変動量ΔＶ
が、マンドレルバ−の径やロール１の径、速度検出器４
の出力、さらにはロールギャップ検出器５の出力に基づ
いて、インパクト変動量演算器１５によって求められる
。

他方、位置検出器１Ｇの出力に基づいてシェル３がマン
ドレルミルに噛み込むときのタイミングが噛み込みタイ
ミング検出器１４により監視され、噛み込みタイミング
が到達したとき接点６を閉じて、速度設定器２０によっ
て設定された速度基準に、インパクト変動量演算器１５
によって求められたインパクト変動量Δ■に相当する補
償量を、第３図（ａ）のパルス状突出部Ｐを相殺するよ
うに加算器１７を介して加算することにより、速度基準
の補正を行う。すなわち、振幅がインパクト速度変動量
ΔＶと等しく、極性の異なる補償量を速度基準に加える
ことにより、第３図（ｂ）に示すように、パルス状凹陥
部Ｑを有する補正速度基準を作り、この補正速度基準に
従って駆動電動機１３すなわちマンドレルバ−３を走行
させる。こうすることにより、シェル２がマンドレルミ
ルに噛み込んだときに引きずられた速度変動が速度フィ
ードバックに現れないうちからその速度変動を打ち消す
ように速度制御装置１８か作用するので、第３図（Ｃ）
に示すように、シェル２がマンドレルミルに噛み込んだ
ときに生じるインパクト速度変動を最小限に抑えること
かできる。

以上の説明においては、インパクト速度変動をインパク
ト変動量演算器１５により演算によって求めているが、
第２図の変形実施例に示すように、スケジュールに合わ
せてインパクト速度変動量テーブル２１から選択する方
式でも実用上は差支えない。

これまでの説明では多スタンドミルであるマンドレルミ
ルの、どのスタンドに噛み込んだタイミングであるかを
明確にしていないが、本発明は特定のスタンドに限られ
ることなく、すべてのスタンドに対して同様に適用する
ことができ、任意のスタンドの噛み込みタイミングでイ
ンパクト速度変動量補償を同様に行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シェルがマンドレルミルに噛み込むと
きに生じるインパクト速度変動を補償してこれを最小限
に抑え、シェル先端部における肉厚、真円度などの変化
による製品の歩留まり低下を防止腰製品品質の向」二を
達成することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマンドレルバ−の速度制御装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は本発明の他の実施
例を示すブロック図、第３図は噛み込みタイミングと速
度変動および速度補償を加えた後のマンドレルバ−走行
装置の速度基準とその時の速度フィードバックの関係を
示すタイムチャートである。 １・・・溝付きロール、２・・・シェル、３・・・マン
ドレルバ−１４・・・マンドレルミル速度検出器、５・
・・ロールギャップ検出器、６・・・マンドレルバ−走
行装置、１２・・・マンドレルバ−保持装置、１３・・
・走行装置駆動電動機、１４・・・噛み込みタイミング
検出器、１５・・・インパクト速度変動量演算器、１Ｇ
・・・走行装置位置検出器、１７・・・加算器、１８・
・・走行装置速度制御装置、１９・・・走行装置速度検
出器、２０・・・走行装置速度設定器、２１・・・イン
パクト速度変動量テーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 走行装置に保持されたマンドレルバーの自由端をシェル
   内に挿入し、前記走行装置を速度基準に従って走行させ
   前記シェルを前記マンドレルミルに通して圧延するマン
   ドレルミルにおけるマンドレルバーの速度制御装置にお
   いて、 前記シェルが前記マンドレルミルに噛み込むタイミング
   を検出する噛み込みタイミング検出手段と、 前記マンドレルミルの外径、ギャップおよび回転速度、
   前記マンドレルバーの外径および走行速度、さらに前記
   シェルの材質などの圧延スケジュールを用いて求められ
   た、前記シェルが前記マンドレルミルに噛み込んだとき
   の前記マンドレルバーの過渡的な速度変動量を与える手
   段と、 前記噛み込み検出手段によって検出されたタイミングで
   速度変動量を補償するように前記速度基準を補正する手
   段と を設けたことを特徴とするマンドレルバーの速度制御装
   置。