JPH05169121A - 外径制御方法 - Google Patents

外径制御方法

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JPH05169121A
JPH05169121A JP3353493A JP35349391A JPH05169121A JP H05169121 A JPH05169121 A JP H05169121A JP 3353493 A JP3353493 A JP 3353493A JP 35349391 A JP35349391 A JP 35349391A JP H05169121 A JPH05169121 A JP H05169121A
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JP
Japan
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outer diameter
outside diameter
hot
rolling
thermal expansion
Prior art date
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Pending
Application number
JP3353493A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kawabata
英夫 川端
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼種毎に正確な熱膨張率を求め、また計算機
内のテーブルメンテナンスを行う煩わしさを解消する。 【構成】 各一対のカリバーロールを設けた複数の圧延
スタンドを備えるサイザーにて、管外径を制御する際の
熱間目標外径を、自動圧延に先立って、各圧延スタンド
のロールギャップを夫々所定値に固定した状態で素管P
1 を圧延し、サイザー出側の外径測定器3にて熱間実績
外径DHSを、また出側温度計2にて管温度TOUT を夫々
検出し、これらと冷間外径DC ,熱膨張率αとに基づ
き、冷間外径誤差ΔDM を算出し、この冷間外径誤差Δ
M に指数平滑処理を施して、補正パラメータΔDP
求め、この補正パラメータΔDP ,冷間外径DC ,熱膨
張率α及び入側温度計1の検出温度から求めた出側予測
温度THOに基づいて目標熱間外径DHOを熱間実績外径D
HSに近づける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサイザーを用いて継目無
管等の金属管の外径を所定の目標値に仕上げる外径制御
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】継目無管は、通常丸鋼片を所定温度に加
熱した後、ピアサにて穿孔圧延し、エロンゲータ,プラ
グミル,リーラにて延伸圧延,拡径圧延を施して素管を
得、この素管をサイザーに通してカリバーロールを有す
る各圧延スタンドを経る過程で所定の外径をもつ継目無
管に仕上げられる。
【0003】図1は素管をサイザーに通してサイジング
を行っている状態を示す模式図であり、図中#1〜#3
はいずれもサイザーの第n−1,第n及び最終スタンド
である第n+1の圧延スタンドを示している。各圧延ス
タンドは夫々一対のカリバーロール1,2を、相隣する
スタンドのロール軸が交互に直交する向きとなるように
して配設してある。
【0004】このようなサイザーによる外径制御は最終
の2スタンド第n,第n+1を除く各スタンドで素管の
外径を最終の2スタンド第n,第n+1における制御範
囲内の径となるよう縮径を行ない、最終の2スタンド第
n,第n+1にてロールギャップを調節して目標熱間外
径が得られるよう外径制御を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来方法では、最終の2スタンドのロールギャップ値を算
出する場合、サイザー入側で検出した素管の温度、別途
求めてある素管の熱膨張率に基づき算出するが、現在の
如く鋼種が多岐にわたり、しかも小ロット多品種の継目
無管を得る場合、熱膨張率の学習が追い付かず、計算機
内のテーブルメンテナンスも難しいという問題があっ
た。
【0006】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは鋼種夫々対応した正確
な熱膨張率が検出されていない場合においても、近似し
た鋼種の熱膨張率を用いて正確な熱間目標外径が得ら
れ、外径制御精度の向上が図れるようにした外径制御方
法を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る外径制御方
法は、カリバーロール対を夫々備えた複数のスタンドか
らなるサイザにより、管外径を制御する方法において、
管外径制御圧延に先立って各スタンドのロールギャップ
を固定して管の熱間圧延を行ってサイザー出側に設けた
外径測定器により熱間実績外径を検出すると共に、該熱
間実績外径,熱膨張率及び管温度に基づいて目標冷間外
径に対する冷間誤差を算出し、この冷間誤差に基づいて
補正パラメータを求め、該補正パラメータ,熱膨張率及
び管温度に基づいて目標熱間外径を求める過程を反復し
て目標熱間外径を修正する試験圧延過程を行うことを特
徴とする。
【0008】
【作用】本発明方法にあっては、目標熱間外径の算出に
用いる熱膨張率に若干の誤差が存在する場合にも、この
誤差を管径の誤差を加工して得た補正パラメータに吸収
させ、この補正パラメータを用いることで熱膨張率の誤
差を見込んだ正確な目標熱間外径を設定し得ることとな
る。
【0009】
【実施例】以下本発明を図面に基づき具体的に説明す
る。図2は本発明方法を実施するためのサイザーの模式
図であり、図中#1,#2〜#6,#7は第1,第2〜
第6,第7の圧延スタンド、P1 は継目無鋼管用の素管
を示している。
【0010】各圧延スタンド#1〜#7は夫々各一対の
カリバーロールを備えており、そのロール軸は図面上で
はいずれも同方向とした場合を示しているが、実際には
図1に示す従来方法を実施するための装置におけるのと
同様に、交互にその軸方向を90°変えて配設されてい
る。
【0011】素管P1 はサイザーの入側で入側温度計に
て入側温度を検出された後、サイザーに送り込まれ、各
第1〜第7の圧延スタンド#1〜#7を経る過程で縮径
されて所定の目標外径に仕上げられる。サイザーを出た
継目無管P2 は出側温度計2により、出側温度を検出さ
れた後、外径測定器3を経る過程で互いに直交する2方
向の外径を所定ピッチで検出される。
【0012】5は演算制御装置であり、本発明方法を実
施する際には試験圧延過程,自動圧延過程夫々において
入側温度計1,出側温度計2,外径測定器3,ロードセ
ル6,7から必要なデータを取り込み、これらに基づい
て必要な演算を行い、また各圧延スタンドに対しロール
ギャップの設定、並びに所定の圧延スタンドに対しては
ロールギャップの制御を行うようになっている。
【0013】次に本発明方法の手順について具体的に説
明する。本発明方法においては先ず、AGC による自動圧
延過程に先立って、試験圧延を実施する。
【0014】(試験圧延)この圧延過程においては、圧
延対象である素管の鋼種に応じてそれに近似した鋼種の
熱膨張率αを選定し、予め定めた目標冷間外径を得べく
目標熱間外径を定め、これを実現すべくサイザーの各ス
タンド#1〜#7夫々のロールギャップを設定し、ロー
ルギャップをその値に固定する。所定寸法諸元の素管P
1 をサイザーに通し、サイザー出側の出側温度計2によ
って出側温度TOUT を、また外径測定器3を用いて軸方
向各部において直交する2方向の熱間外径DR ,DL
検出する。この熱間外径DR ,DL の平均値(DR +D
L )・1/2 を求めると共に、これに基づいて軸方向全長
の熱間外径平均値を求め、これを熱間実績外径DHSM
する。
【0015】次に、これらに基づいて冷間外径誤差ΔD
M を求めるが、先ず目標熱間外径DHOと、冷間時におけ
るその外径、即ち冷間外径DC との関係を下記(1) 式の
如くに定式化しておく。 DHO=DC {1+α(THO−TO )} …(1) 但し、α:熱膨張率(素管の材質,出側温度の区分によ
り分類されたテーブル値) THO:入側温度計の温度検出値に基づき得た出側予測温
度 TO :室温
【0016】これから最終的には目標冷間外径DCOが冷
間外径DC と一致するよう目標熱間外径DHOが定められ
ればよいこととなる。ただ、この目標熱間外径DHOを正
確に求めるには熱膨張率αが正確に求められていること
が前提となる。ところが熱膨張率には素管の材質,サイ
ザー出側の温度区分により分類されたテーブル値を用い
るため、その真値に対して各種条件によってゆらぎが存
在している。例えば採用した熱膨張率αがその真値に対
して5%の誤差があったとすると、目標熱間外径DHO
管を冷却したときの外径は、目標冷間外径16″に対して
0.3mm 程度の誤差が生じてしまう。
【0017】そこで本発明方法においては熱膨張率αと
真値との差がもたらす冷間外径誤差ΔDM を定め、これ
を学習することで目標熱間外径の誤差を吸収させる。即
ち上述した如くロールギャップを一定にしたサイザーに
より1又は複数本の素管P1 を圧延して得た継目無管P
2 の熱間実績外径DHSM と目標冷間外径DC , 冷間外径
誤差ΔDM との間には(1) 式に対応させた下記(2) 式が
成立する。 DHSM =(DC +ΔDM ){1+α(TOUT −TO )} …(2) 但し、TOUT :出側温度計2の実測値である出側温度実
績値
【0018】(2) 式から冷間外径誤差ΔDM は下記(3)
式で求められる。 ΔDM =〔DHSM /{1+α(TOUT −TO )}〕−DC …(3)
【0019】一方各素管P1 に対する圧延を行う毎に
(3) 式から得た冷間外径誤差ΔDM に指数平滑処理を施
した値、即ち補正パラメータΔDP を(1) 式に適用する
と、下記(4) 式が成立する。 DHO=(DC +ΔDP ){1+α(THO−TO )} …(4) 但し、THO:入側温度計1による検出温度に基づく出側
予測温度
【0020】そこで(3) 式により求めた冷間外径誤差Δ
M に指数平滑処理を施した後、(4) 式に適用して目標
熱間外径DHOを求め、この目標熱間外径を(2) 式で得た
熱間実績外径DHSM と比較し、両者に差が存在する場合
には目標熱間外径値DHOをDHSM に修正する。素管P1
をサイザーに通す都度(3)式から冷間外径誤差ΔDM
検出されるから、その都度これに指数平滑処理を施して
補正パラメータΔDP を求め、これを(4) 式に適用して
目標熱間外径DHOの修正を繰り返して学習することで最
終的には冷間外径誤差ΔDM が所定値に収束し、これと
補正パラメータΔDP とが一致し、このとき目標熱間外
径DHOと熱間実績外径DHSM とが一致することとなる。
【0021】ただ現実には冷間外径誤差ΔDM と補正パ
ラメータΔDP とが一致しないため、補正パラメータΔ
P が一応収束したと見做せる状態になると、補正パラ
メータΔDP を固定値として自動圧延を開始する。
【0022】(自動圧延)上記した如き試験圧延により
求めた補正パラメータΔDP を固定値として用いて目標
熱間外径DHOを算出し、これを実現すべく、所謂AGC に
よる自動圧延を行う。この自動圧延においては図2に示
した如く、#1〜#7スタンドのうち、#1〜#5スタ
ンドに対してはそのロール開度を固定し、#6,#7ス
タンドのロール開度を制御することにより行う。この自
動圧延の手順を図4に示すフローチャートと共に説明す
る。
【0023】サイザーの入側において入側温度計1によ
り素管P1 の軸方向各部の温度を検出し (ステップS1)
、前記(4) 式に従って目標熱間外径DHOを算出し (ス
テップS2) 、#6,#7スタンドのロールギャップを算
出し (ステップS3) 、ロードセル6,7で検出される圧
延荷重に基づき、このロールギャップを実現すべく圧下
装置を動作させるAGC 圧延を実行する (ステップS4) 。
サイザーの出側温度計2により継目無管P2 の温度を測
定し、また外径測定器3にて外径の測定を行う (ステッ
プS5) 。測定した外径はそのまま、または冷間外径誤差
ΔDM として次の圧延のためのフィードバックデータ用
として演算制御装置5に記憶しておく。
【0024】次に本発明方法と従来方法との比較試験結
果を示す。図5は本発明方法による結果を、また図6は
従来方法による結果を示している。図5,図6はいずれ
も横軸にテスト素管本数を、また縦軸に熱間外径(mm)
をとって示してある。なおグラフ中、実線は目標熱間外
径DHO、破線は熱間実績外径DHSM である。熱間実績外
径DHSM は管軸心線の周りに90°ずらした2方向におけ
る直径DR ,DL の平均値(=(DR +DL )/2)を
管の軸長方向の全長にわたって平均した値である。
【0025】このグラフから明らかな如く、従来方法に
よった場合には外径制御オフの状態では、目標熱間外径
HOと熱間実績外径DHSM との差が0.84mm程度で変わら
ず、制御オンの状態でテスト素管本数30本程度圧延した
時点で熱間実績外径DHSM が目標熱間外径DHOに一致す
るのに対し、本発明方法では制御オフの状態下で試験圧
延をテスト素管本数4〜5本行うことで目標熱間外径が
収束し、制御オン(自動圧延)の状態で更に圧延を行う
ことで全体としてテスト素管本数30本を圧延した時点で
熱間実績外径DHSM とが一致しており、実質的に従来方
法と変わらぬ制御精度が得られることが解る。
【0026】
【発明の効果】以上の如く本発明方法にあっては、試験
圧延により得た補正パラメータを用いることで、熱膨張
率の誤差に伴って生じる冷間外径誤差を吸収した目標熱
間外径を定めることが出来て各鋼種毎に正確な熱膨張率
を求める必要がなく、近似した熱膨張率をもつ鋼種の熱
膨張率を用いて圧延することが可能となり、テーブルメ
ンテナンスも簡略化され、しかも従来と変わらぬ外径精
度が得られる等、本発明は優れた効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】サイザーによる一般的な外径制御圧延の態様を
示す模式図である。
【図2】本発明方法を実施する装置の模式図である。
【図3】本発明方法による自動圧延の手順を示すフロー
チャートである。
【図4】本発明方法の試験結果を示すグラフである。
【図5】従来方法の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
#1〜#7 スタンド 1 入側温度計 2 出側温度計 3 外径測定器 5 演算制御装置 6,7 ロードセル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カリバーロール対を夫々備えた複数のス
    タンドからなるサイザーにより、管外径を制御する方法
    において、 管外径制御圧延に先立って各スタンドのロールギャップ
    を固定して管の熱間圧延を行ってサイザー出側に設けた
    外径測定器により熱間実績外径を検出すると共に、該熱
    間実績外径,熱膨張率及び管温度に基づいて目標冷間外
    径に対する冷間誤差を算出し、この冷間誤差に基づいて
    補正パラメータを求め、該補正パラメータ,熱膨張率及
    び管温度に基づいて目標熱間外径を求める過程を反復し
    て目標熱間外径を修正する試験圧延過程を行うことを特
    徴とする外径制御方法。
JP3353493A 1991-12-16 1991-12-16 外径制御方法 Pending JPH05169121A (ja)

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