JPH05138212A - 傾斜式穿孔機のオンライン制御方法 - Google Patents
傾斜式穿孔機のオンライン制御方法Info
- Publication number
- JPH05138212A JPH05138212A JP3303601A JP30360191A JPH05138212A JP H05138212 A JPH05138212 A JP H05138212A JP 3303601 A JP3303601 A JP 3303601A JP 30360191 A JP30360191 A JP 30360191A JP H05138212 A JPH05138212 A JP H05138212A
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- Japan
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- rolling
- shoe
- disk
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 傾斜式穿孔機のオンライン制御方法を提供す
る。 【構成】 一対の圧延ロール１，１が形成する圧延領域
の両側に一対のディスクシュー４，４を配置してなる傾
斜式穿孔機によって被圧延材を穿孔する際に、オンライ
ン制御装置10に圧延ロール駆動モータ６のモータパワー
ＰM ，回転数検出器11の検出信号Ｎとディスクシュー駆
動モータ５の回転数検出器12の検出信号とを入力し、ま
た手動設定器11を介してディスクシュー径ＤD と被圧延
材の径Ｄ0、圧延後の中空素管の径Ｄ1 と肉厚ｔ1 の目
標値、被圧延材の鋼種ｋをそれぞれ入力して被圧延材の
前進速度ｖH を演算し、ついでディスクシューの回転数
ＮD を求めてディスクシュー駆動モータ５に指令をする
ことにより、ディスクシューの周速を被圧延材の前進速
度に同期させるように制御することができる。
る。 【構成】 一対の圧延ロール１，１が形成する圧延領域
の両側に一対のディスクシュー４，４を配置してなる傾
斜式穿孔機によって被圧延材を穿孔する際に、オンライ
ン制御装置10に圧延ロール駆動モータ６のモータパワー
ＰM ，回転数検出器11の検出信号Ｎとディスクシュー駆
動モータ５の回転数検出器12の検出信号とを入力し、ま
た手動設定器11を介してディスクシュー径ＤD と被圧延
材の径Ｄ0、圧延後の中空素管の径Ｄ1 と肉厚ｔ1 の目
標値、被圧延材の鋼種ｋをそれぞれ入力して被圧延材の
前進速度ｖH を演算し、ついでディスクシューの回転数
ＮD を求めてディスクシュー駆動モータ５に指令をする
ことにより、ディスクシューの周速を被圧延材の前進速
度に同期させるように制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、傾斜式穿孔機のオンラ
イン制御方法に係り、とくにディスクシューを使用した
傾斜式穿孔機のオンライン制御方法に関する。
イン制御方法に係り、とくにディスクシューを使用した
傾斜式穿孔機のオンライン制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、継目無鋼管の製造工程において
素材の穿孔に用いられる穿孔機の一つに傾斜式穿孔機が
ある。この傾斜式穿孔機は圧延ロールを上下に配置しガ
イドシューを左右に配置したものであるが、小型サイズ
の場合はガイドシューに代わってディスクシューを用い
る場合がある。
素材の穿孔に用いられる穿孔機の一つに傾斜式穿孔機が
ある。この傾斜式穿孔機は圧延ロールを上下に配置しガ
イドシューを左右に配置したものであるが、小型サイズ
の場合はガイドシューに代わってディスクシューを用い
る場合がある。
【０００３】図２はその一例を示したもので、上下圧延
ロール１，１の間でプラグ２によって穿孔される被圧延
材３の左右にディスクシュー４，４がほぼ水平に配置さ
れ、被圧延材３の外周面に接触しながらガイドするので
ある。なお、このディスクシュー４，４を駆動モータ
５，５によって積極的に駆動することによって穿孔機の
前進効率を向上させることが可能である（第３版鉄鋼便
覧III(2), 日本鉄鋼協会編, 昭和55年発行, P.939 参
照) 。
ロール１，１の間でプラグ２によって穿孔される被圧延
材３の左右にディスクシュー４，４がほぼ水平に配置さ
れ、被圧延材３の外周面に接触しながらガイドするので
ある。なお、このディスクシュー４，４を駆動モータ
５，５によって積極的に駆動することによって穿孔機の
前進効率を向上させることが可能である（第３版鉄鋼便
覧III(2), 日本鉄鋼協会編, 昭和55年発行, P.939 参
照) 。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したデ
ィスクシューの焼付や摩耗の発生を防止するため、さら
には被圧延材の外面疵の発生を抑制するために、通常、
被圧延材の前進速度とディスクシューの周速とを同期さ
せようとの試みがなされているが、現状のところオペレ
ータに依存しているため、目標レベルに到達せずに品質
・歩留りの低下を来しているという問題がある。
ィスクシューの焼付や摩耗の発生を防止するため、さら
には被圧延材の外面疵の発生を抑制するために、通常、
被圧延材の前進速度とディスクシューの周速とを同期さ
せようとの試みがなされているが、現状のところオペレ
ータに依存しているため、目標レベルに到達せずに品質
・歩留りの低下を来しているという問題がある。
【０００５】すなわち、オペレータは与えられた作業標
準に従って、下記(1) 式を用いて被圧延材の前進速度ｖ
H (cm/s)を求めて、ディスクシューの周速の調整を行う
のが一般的であった。なお、ここで、ＤRは圧延ロール
径（cm) ，ＮR は圧延ロール回転数 (rpm)，αはロール
傾斜角( °) ，ηは前進効率 (％）である。 ｖH ＝（１／60) πＤR ・ＮR sin α・η …(1) しかし、このような調整はオペレータの手動操作に依存
することになるため、穿孔機の前進効率ηが被圧延材の
鋼種やその他の圧延条件によって大きくばらつくため、
両者をタイミングよく同期させるのが困難である。ま
た、前進効率ηは通常、実績圧延時間と理論圧延時間と
の比から求められるが、圧延の１本目に対しては求める
ことができず、さらにそれがばらつくという悪循環を起
こすことになる。
準に従って、下記(1) 式を用いて被圧延材の前進速度ｖ
H (cm/s)を求めて、ディスクシューの周速の調整を行う
のが一般的であった。なお、ここで、ＤRは圧延ロール
径（cm) ，ＮR は圧延ロール回転数 (rpm)，αはロール
傾斜角( °) ，ηは前進効率 (％）である。 ｖH ＝（１／60) πＤR ・ＮR sin α・η …(1) しかし、このような調整はオペレータの手動操作に依存
することになるため、穿孔機の前進効率ηが被圧延材の
鋼種やその他の圧延条件によって大きくばらつくため、
両者をタイミングよく同期させるのが困難である。ま
た、前進効率ηは通常、実績圧延時間と理論圧延時間と
の比から求められるが、圧延の１本目に対しては求める
ことができず、さらにそれがばらつくという悪循環を起
こすことになる。
【０００６】本発明は、上記したような従来技術の課題
を解決すべくしてなされたものであって、オンラインで
ディスクシューの周速を被圧延材の前進速度に同期可能
とした傾斜式穿孔機のオンライン制御方法を提供するこ
とを目的とする。
を解決すべくしてなされたものであって、オンラインで
ディスクシューの周速を被圧延材の前進速度に同期可能
とした傾斜式穿孔機のオンライン制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の圧延ロ
ールが形成する圧延領域の両側に一対のディスクシュー
を配置してなる傾斜式穿孔機によって被圧延材を穿孔す
るに際し、被圧延材の前進速度を算出し、この前進速度
に同期させるように前記ディスクシューの周速を制御す
ることを特徴とする傾斜式穿孔機のオンライン制御方法
である。
ールが形成する圧延領域の両側に一対のディスクシュー
を配置してなる傾斜式穿孔機によって被圧延材を穿孔す
るに際し、被圧延材の前進速度を算出し、この前進速度
に同期させるように前記ディスクシューの周速を制御す
ることを特徴とする傾斜式穿孔機のオンライン制御方法
である。
【０００８】
【作 用】本発明者は、ディスクシューの周速を被圧延
材の前進速度にオンラインで同期させるべく鋭意検討を
行った結果、従来、穿孔所要動力を算出する理論式とし
て多く用いられているマックローレン（Mclaren)の方法
を応用することによりオンライン化を図ることが可能で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成さ
せるに至った。
材の前進速度にオンラインで同期させるべく鋭意検討を
行った結果、従来、穿孔所要動力を算出する理論式とし
て多く用いられているマックローレン（Mclaren)の方法
を応用することによりオンライン化を図ることが可能で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成さ
せるに至った。
【０００９】いま、マックローレン（Mclaren)の方法に
よれば、穿孔所要動力Ｐ（kW）は被圧延材の単位時間当
たりの排除体積をＶ*(cm3/s) とし、単位体積当たり変
形に要する動力をｗ（kW・s/cm3)とすると、下記(2) 式
に基づいて求められる。 Ｐ＝ｗＶ* …(2) ここで、排除体積をＶ(cm3）とし圧延所要時間をＴ
（ｓ）とすると、Ｖ* はＶ／Ｔとして置き換えることが
できるから、上記(2) 式は(2) ′式として表すことがで
きる。
よれば、穿孔所要動力Ｐ（kW）は被圧延材の単位時間当
たりの排除体積をＶ*(cm3/s) とし、単位体積当たり変
形に要する動力をｗ（kW・s/cm3)とすると、下記(2) 式
に基づいて求められる。 Ｐ＝ｗＶ* …(2) ここで、排除体積をＶ(cm3）とし圧延所要時間をＴ
（ｓ）とすると、Ｖ* はＶ／Ｔとして置き換えることが
できるから、上記(2) 式は(2) ′式として表すことがで
きる。
【００１０】 Ｐ＝ｗＶ／Ｔ …(2) ′ また、圧延後の中空素管長さをｌとし前進速度をｖH と
すると、圧延所要時間Ｔはｌ／ｖH として表すことがで
きるから、(2) ′式は下記(2) ″式として書き直すこと
ができる。 Ｐ＝ｗ・Ｖ・（ｖH ／ｌ） …(2) ″ それ故、被圧延材の前進速度ｖH は下記(3) 式で表され
ることになる。
すると、圧延所要時間Ｔはｌ／ｖH として表すことがで
きるから、(2) ′式は下記(2) ″式として書き直すこと
ができる。 Ｐ＝ｗ・Ｖ・（ｖH ／ｌ） …(2) ″ それ故、被圧延材の前進速度ｖH は下記(3) 式で表され
ることになる。
【００１１】 ｖH ＝（Ｐ・ｌ）／（ｗ・Ｖ） …(3) ここで、外径Ｄ0 ，長さＬの被圧延材を外径Ｄ1 ，肉厚
ｔ1 の中空素管に穿孔するときの排除体積Ｖは下記(4)
で求めることができる。 Ｖ＝πＬ｛（Ｄ0 2/4) −（Ｄ1 −ｔ1 ）ｔ1 ｝ …(4) また、中空素管長さｌについては、排除体積Ｖは穿孔前
後で変化しないことから、πＬ・Ｄ0 2/4 ＝π（Ｄ1 −
ｔ1 ）ｔ1 ・ｌが成立し、したがって(5) 式として求め
ることができる。
ｔ1 の中空素管に穿孔するときの排除体積Ｖは下記(4)
で求めることができる。 Ｖ＝πＬ｛（Ｄ0 2/4) −（Ｄ1 −ｔ1 ）ｔ1 ｝ …(4) また、中空素管長さｌについては、排除体積Ｖは穿孔前
後で変化しないことから、πＬ・Ｄ0 2/4 ＝π（Ｄ1 −
ｔ1 ）ｔ1 ・ｌが成立し、したがって(5) 式として求め
ることができる。
【００１２】 ｌ＝Ｌ・Ｄ0 2／｛４（Ｄ1 −ｔ1 ）ｔ1 ｝ …(5) さらに、単位体積当たり変形に要する動力ｗは、中空素
管外径, 肉厚,鋼種によって圧延実績からテーブル化す
ることができる。一方、Ｐは正味の圧延動力であり、モ
ータパワーＰM から加減速パワーＰA および無負荷ロス
ＰF を差し引いたものとして、下記(6) 式で表される。
管外径, 肉厚,鋼種によって圧延実績からテーブル化す
ることができる。一方、Ｐは正味の圧延動力であり、モ
ータパワーＰM から加減速パワーＰA および無負荷ロス
ＰF を差し引いたものとして、下記(6) 式で表される。
【００１３】 Ｐ＝ＰM −ＰA −ＰF …(6) ここで、無負荷ロスＰF は実際には無視できるほど小さ
い値であるから、(6)式は下記(6) ′式で近似すること
ができる。 Ｐ≒ＰM −ＰA …(6) ′ このモータパワーＰM はオンラインで計測することがで
き、また加減速パワーＰA はモータ回転数をＮ（rpm)、
モータ軸換算のトータル慣性モーメントをＪ（kgm2) と
すると、その角速度ωは２πＮ／60(rad/s) であるから
下記(6) ″式として表すことができるから、正味の圧延
動力Ｐは演算で求めることができる。
い値であるから、(6)式は下記(6) ′式で近似すること
ができる。 Ｐ≒ＰM −ＰA …(6) ′ このモータパワーＰM はオンラインで計測することがで
き、また加減速パワーＰA はモータ回転数をＮ（rpm)、
モータ軸換算のトータル慣性モーメントをＪ（kgm2) と
すると、その角速度ωは２πＮ／60(rad/s) であるから
下記(6) ″式として表すことができるから、正味の圧延
動力Ｐは演算で求めることができる。
【００１４】 ＰA ＝Ｊ・ω（ｄω／ｄｔ） ＝（２π／60）2 ・Ｊ・Ｎ（ｄＮ／ｄｔ）（kW) …(6) ″ したがって、前出の(3) 式の被圧延材の前進速度ｖH は
下記(7) 式で表されることになり、いずれもオンライン
で計測可能な値であるから、ｖH をオンラインで求める
ことができる。
下記(7) 式で表されることになり、いずれもオンライン
で計測可能な値であるから、ｖH をオンラインで求める
ことができる。
【００１５】 ｖH ＝｛（ＰM −ＰA ）・Ｄ0 2｝／［ｗ・π｛Ｄ0 2− ４（Ｄ1 −ｔ1 ）ｔ1 ｝・（Ｄ1 −ｔ1 ）ｔ1 ］ …(7) 一方、ディスクシューの径をＤD とすると、ディスクシ
ューの回転数ＮD は上記の被圧延材の前進速度ｖH を用
いることにより、下記(8) 式で求められる。 ＮD ＝60ｖH ／（πＤD ） …(8) このようにして、ディスクシューの周速を被圧延材の前
進速度に同期させることができる。
ューの回転数ＮD は上記の被圧延材の前進速度ｖH を用
いることにより、下記(8) 式で求められる。 ＮD ＝60ｖH ／（πＤD ） …(8) このようにして、ディスクシューの周速を被圧延材の前
進速度に同期させることができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明方法に係るオンライン制御
装置の構成を示す概要図であり、従来例と同一の要素は
同一符号を付している。図１において、10はオンライン
制御装置であり、11は手動設定器、12は圧延ロール回転
数検出器、13はディスクシュー回転数検出器、14はモー
タ電力計である。
て説明する。図１は、本発明方法に係るオンライン制御
装置の構成を示す概要図であり、従来例と同一の要素は
同一符号を付している。図１において、10はオンライン
制御装置であり、11は手動設定器、12は圧延ロール回転
数検出器、13はディスクシュー回転数検出器、14はモー
タ電力計である。
【００１７】図に示すように、本発明に用いるオンライ
ン制御装置10には、圧延ロール駆動モータ６の回転数検
出器11による検出信号Ｎとディスクシュー駆動モータ５
の回転数検出器12の検出信号とモータ電力計14の測定信
号ＰM とが入力される。一方、手動設定器11を介して圧
延ロール径ＤR ，ディスクシュー径ＤD , 被圧延材の径
Ｄ0 および圧延後の中空素管の径Ｄ1 （目標値）とその
肉厚ｔ1 （目標値）、さらに被圧延材の鋼種ｋが入力さ
れる。なお、単位体積当たり変形に要する動力ｗは、予
めテーブル化されたものがオンライン制御装置10に登録
されている。
ン制御装置10には、圧延ロール駆動モータ６の回転数検
出器11による検出信号Ｎとディスクシュー駆動モータ５
の回転数検出器12の検出信号とモータ電力計14の測定信
号ＰM とが入力される。一方、手動設定器11を介して圧
延ロール径ＤR ，ディスクシュー径ＤD , 被圧延材の径
Ｄ0 および圧延後の中空素管の径Ｄ1 （目標値）とその
肉厚ｔ1 （目標値）、さらに被圧延材の鋼種ｋが入力さ
れる。なお、単位体積当たり変形に要する動力ｗは、予
めテーブル化されたものがオンライン制御装置10に登録
されている。
【００１８】そこで、オンライン制御装置10において、
まず前出(7)式を用いて被圧延材の前進速度ｖH を演算
し、ついで(8) 式を用いてディスクシューの回転数ＮD
を求め、ディスクシュー駆動モータ５に回転数の指令を
する。このときのディスクシュー駆動モータ５の実際の
回転数は、回転数検出器13を介してオンライン制御装置
10にフィードバックされて、回転数指令値と回転数実測
値との差がなくなるように制御されることになる。
まず前出(7)式を用いて被圧延材の前進速度ｖH を演算
し、ついで(8) 式を用いてディスクシューの回転数ＮD
を求め、ディスクシュー駆動モータ５に回転数の指令を
する。このときのディスクシュー駆動モータ５の実際の
回転数は、回転数検出器13を介してオンライン制御装置
10にフィードバックされて、回転数指令値と回転数実測
値との差がなくなるように制御されることになる。
【００１９】圧延ロール径110 cm, ディスクシュー径24
0 cm, ロール回転数を87rpm , 傾斜角を９°に設定し
て、材質が13Crで外径が20.7cm，丸ビレットを外径22.2
cm，肉厚2.0cm の中空素管に圧延する際に本発明法を適
用した。圧延実績から単位体積当たり変形に要する動力
ｗは1.6kW ・s/cm3 、オンラインで計測した穿孔所要動
力Ｐは6000kWであった。
0 cm, ロール回転数を87rpm , 傾斜角を９°に設定し
て、材質が13Crで外径が20.7cm，丸ビレットを外径22.2
cm，肉厚2.0cm の中空素管に圧延する際に本発明法を適
用した。圧延実績から単位体積当たり変形に要する動力
ｗは1.6kW ・s/cm3 、オンラインで計測した穿孔所要動
力Ｐは6000kWであった。
【００２０】よって、被圧延材の前進速度ｖH を演算し
たところ47.4cm/sであり、この前進速度ｖH に同期すべ
きディスクシューの回転数ＮD は3.77rpm であったか
ら、オンライン制御装置10からディスクシュー駆動モー
タ５の回転数を制御したところ、ディスクシューの焼付
や摩耗の発生がなく、また外面疵のない被圧延材を圧延
することができた。
たところ47.4cm/sであり、この前進速度ｖH に同期すべ
きディスクシューの回転数ＮD は3.77rpm であったか
ら、オンライン制御装置10からディスクシュー駆動モー
タ５の回転数を制御したところ、ディスクシューの焼付
や摩耗の発生がなく、また外面疵のない被圧延材を圧延
することができた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ンラインで被圧延材の前進速度にディスクシューの周速
を同期させることができるから、ディスクシューの焼付
や摩耗の発生を防止して寿命の延長を図ることが可能で
あるとともに、被圧延材の品質・歩留りの向上に寄与す
ることが可能である。
ンラインで被圧延材の前進速度にディスクシューの周速
を同期させることができるから、ディスクシューの焼付
や摩耗の発生を防止して寿命の延長を図ることが可能で
あるとともに、被圧延材の品質・歩留りの向上に寄与す
ることが可能である。
【図１】本発明方法の実施に用いるオンライン制御装置
の構成を示す概要図である。
の構成を示す概要図である。
【図２】ディスクシューを有する傾斜式穿孔機の従来例
の構成を示す概要図である。
の構成を示す概要図である。
１ 圧延ロール ４ ディスクシュー ５ ディスクシュー駆動モータ ６ 圧延ロール駆動モータ 10 オンライン制御装置 11 手動設定器 12 圧延ロール回転数検出器 13 ディスクシュー回転数検出器 14 モータ電力計
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の圧延ロールが形成する圧延領域
の両側に一対のディスクシューを配置してなる傾斜式穿
孔機によって被圧延材を穿孔するに際し、被圧延材の前
進速度を算出し、この前進速度に同期させるように前記
ディスクシューの周速を制御することを特徴とする傾斜
式穿孔機のオンライン制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303601A JPH05138212A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 傾斜式穿孔機のオンライン制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303601A JPH05138212A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 傾斜式穿孔機のオンライン制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138212A true JPH05138212A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17922967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303601A Pending JPH05138212A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 傾斜式穿孔機のオンライン制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05138212A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578157B2 (en) * | 2007-05-21 | 2009-08-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Piercing-rolling method and piercing-rolling apparatus for seamless tubes |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3303601A patent/JPH05138212A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578157B2 (en) * | 2007-05-21 | 2009-08-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Piercing-rolling method and piercing-rolling apparatus for seamless tubes |
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