JPH07106368B2 - Manufacturing method of seamless pipe - Google Patents

Manufacturing method of seamless pipe

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JPH07106368B2
JPH07106368B2 JP19028586A JP19028586A JPH07106368B2 JP H07106368 B2 JPH07106368 B2 JP H07106368B2 JP 19028586 A JP19028586 A JP 19028586A JP 19028586 A JP19028586 A JP 19028586A JP H07106368 B2 JPH07106368 B2 JP H07106368B2
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roll
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plug
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富夫 山川
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、継目無管の製造方法、特に、継目無管の代表
的製造方法であるマンネスマン製管法等において広く採
用されている穿孔機(ピアサー)、延伸圧延機(エロン
ゲータ)等、いわゆる傾斜ロールを用いた圧延機による
穿孔圧延方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a perforator widely used in a method for producing a seamless pipe, in particular, a Mannesmann pipe manufacturing method which is a typical production method for a seamless pipe. The present invention relates to a piercing / rolling method using a rolling machine using so-called inclined rolls such as a (piercer) and a stretching rolling machine (elongator).

(従来の技術) 一般に、マンネスマン製管法による継目無管は、先ず加
熱した丸鋼片をピアサーに通し、その中心部にプラグを
押し当て貫入せしめて穿孔して中空素管を得、これを直
接或いは必要があればさらにエロンゲータに通して拡
径、延伸圧延を施した後、例えばプラグミルにて更に延
伸圧延し、リーラ、サイザにて磨管、形状修正、サイジ
ングを行い、精整工程を経て製造されている。
(Prior Art) Generally, in a seamless pipe manufactured by the Mannesmann pipe manufacturing method, a heated round steel piece is first passed through a piercer, a plug is pressed into the center of the piercer, and the hollow shell is pierced to obtain a hollow shell. Directly or, if necessary, further passed through an elongator for diameter expansion and stretching rolling, then further stretching rolling with, for example, a plug mill, polishing with a reeler and sizer, shape correction, sizing, and through a refining process. Being manufactured.

ところで、上記したピアサー、エロンゲータにおいては
丸鋼片、中空素管のパスセンタにたいして軸心線を傾斜
させた例えば樽形の圧延ロール(以下、傾斜ロールとい
う)とプラグとを組合せたいわゆる傾斜圧延機が用いら
れる。
By the way, in the above-mentioned piercer and elongator, there is a so-called inclined rolling machine that combines, for example, a round billet or a barrel-shaped rolling roll (hereinafter referred to as an inclined roll) having a tilted axis with respect to the path center of the hollow shell and a plug. Used.

例えば、ピアサーについてみると第1図に示す如く、こ
れは、軸長方向の中間に直径が最大となるゴージ部21、
およびこのゴージ部21の両側にそれぞれ各端末側に向か
うに従って直径が漸減された円錐台状をなす入口面22、
出口面23を備えた一対の作業ロールである傾斜ロール1
、1rと、全体として弾頭形をなし、先端側から略円錐
体状をなす圧延部24、これに続く略円錐台状をなすリー
リング部25および基体端末に向かうに従って縮径された
逃げ部26を具備するプラグ2とを組み合せて構成され
る。両傾斜ロール1、1rは丸鋼片30のパスセンタX−
Yの両側に、それぞれ平面視で軸心線がパスセンタと平
行に、また側面視で一方の傾斜ロール1は入口面22の
先端が上方を向くように、他方の傾斜ロール1rは入口面
22の先端が下方を向くように傾斜角β(図示せず)だけ
パスセンタに対して傾斜させて配設され、更にプラグ2
はその軸心線をパスセンタX−Yに一致せしめて配設さ
れている。
For example, referring to the piercer, as shown in FIG. 1, this is the gorge portion 21, which has the maximum diameter in the middle of the axial direction,
And on both sides of this gorge portion 21, the entrance surface 22 in the form of a truncated cone whose diameter is gradually reduced toward each terminal side,
Inclined roll 1 which is a pair of work rolls with an exit face 23
, 1r, which is a warhead shape as a whole and which has a substantially conical shape from the tip side, a rolling section 25 which has a substantially truncated cone shape following the rolling section 24, and a relief section 26 whose diameter is reduced toward the base end. And a plug 2 having Both inclined rolls 1 and 1r are round steel slabs 30 pass center X-
On both sides of Y, the axial center line is parallel to the path center in plan view, and the one inclined roll 1 has the tip of the inlet face 22 facing upward in side view, and the other inclined roll 1r has the inlet face.
The tip of 22 is arranged so as to be inclined downward with respect to the path center by an inclination angle β (not shown).
Is arranged with its axis aligned with the path center XY.

そして加熱された丸鋼片30が白抜矢符で示す如く軸長方
向に移送されると、両傾斜ロール1、1rの入口面22、
22間に噛み込まれ、丸鋼片30は両傾斜ロール1、1rに
より軸心線回りに回転されつつその中心部にプラグ2が
貫入せしめられ、傾斜ロール1、1rとプラグ2とによ
って穿孔圧延されるようになっている。
Then, when the heated round steel piece 30 is transferred in the axial direction as indicated by the hollow arrow, the inlet surfaces 22 of the both inclined rolls 1 and 1r,
The round steel slab 30 is bitten between the two, and the round steel piece 30 is rotated around the axis by the inclined rolls 1 and 1r, and the plug 2 is inserted into the center thereof, and the inclined rolls 1 and 1r and the plug 2 pierce and roll. It is supposed to be done.

従来にあっても、このようなピアサーにおいては、圧延
可能条件および管に疵等を発せしめない適性圧延条件の
各範囲を予め設定しておき、その範囲内でロール間隔、
プラグ先進量(プラグリード)、ガイドシュウ間隔のデ
ータを1本の丸鋼片の圧延毎に算出して圧延結果を予測
し、順次の圧延に際し、その算出結果と実際の圧延結果
との比較によるフィードバック制御を行うようにした圧
延制御方法(特開昭57-115907号公報)が開発されてい
る。
Even in the conventional case, in such a piercer, each range of the rollable condition and the suitable rolling condition that does not cause a flaw or the like on the pipe is set in advance, and the roll interval is within the range.
Data of the advanced plug amount (plug lead) and the guide shroud is calculated for each rolling of one round billet to predict the rolling result, and in the successive rolling, the calculated result is compared with the actual rolling result. A rolling control method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-115907) has been developed in which feedback control is performed.

上記圧延可能適性圧延条件の各範囲の相関図から、かみ
込み不良、尻抜け不良が発生する限界条件のあることが
判明するが、このかみ込み、尻抜けの限界条件は傾斜ロ
ールり摩擦係数によって変化するので、ロールの摩擦係
数の大きさによってあらかじめ準備しておいた適性条件
は適用できない場合が生じる。
From the correlation diagram of each range of the above rollability aptitude rolling conditions, it is found that there is a limit condition that biting failure, bottom slipping out failure occurs, but this biting, bottoming out limit condition depends on the inclined roll friction coefficient. Since it changes, the suitability conditions prepared in advance may not be applicable depending on the magnitude of the friction coefficient of the roll.

また、圧延材のかみ込み、尻抜け限界条件は上記の傾斜
ロールの摩擦係数、プラグリード、ロール間隔、ガイド
シュウ間隔、ロール直径、材料直径、穿孔比、プラグ形
状、ロール形状、ガイドシュウ形状、ロール材質、ガイ
ドシュウ材質等によって変化するのでかみ込み、尻抜け
限界条件を精度良く予知することは非常に困難である。
In addition, the rolling material biting, bottom slipping limit conditions are the friction coefficient of the above-mentioned inclined roll, plug lead, roll interval, guide shoe interval, roll diameter, material diameter, perforation ratio, plug shape, roll shape, guide shoe shape, Since it changes depending on the material of the roll, the material of the guide shoe, etc., it is very difficult to accurately predict the limit conditions for biting and the trailing edge.

(発明が解決しようとする問題点) 傾斜ロールを使用したピアサーを用いて、ビレットより
中空素管を製造する場合、ロール傾斜角を小さく設定し
たり、プラグ先端ドラフト率(ビレット半径r0に対する
プラグ先端におけパスセンタからロール周面までの最短
距離r1との圧下率で(1)式で定義される)を大きくす
ると、プラグの前方にマンネスマン破壊により第1図に
示す如く穿孔中の材料の中心部に孔(もみ割れ)が発生
し、このもみ割れによって穿孔された中空素管内面に疵
が生じることがある。
(Problems to be solved by the invention) When manufacturing a hollow shell from a billet using a piercer that uses an inclined roll, set the roll inclination angle to a small value, or adjust the draft ratio of the plug tip (plug to billet radius r 0) . When the reduction ratio of the shortest distance r 1 from the path center to the roll peripheral surface at the tip and the reduction ratio (defined by equation (1)) is increased, Mannesmann fracture in front of the plug causes the material being perforated as shown in FIG. Holes (fractures) may occur at the center, and the fracturing may cause flaws on the inner surface of the hollow shell.

プラグ先端ドラフト率= (r0−r1)/r0×100(%) …(1) 上述のようにマンネスマン破壊によって発生したもみ割
れに及ぼすロール傾斜角βおよびプラグ先端ドラフト率
の影響を第2図に示す。ただし、試験材としては快削鋼
(AISI規格12L14)を用い、その他の条件として加熱温
度=1150℃、穿孔比2.8、拡管率3%、プラグ直径48m
m、穿孔材の直径60mm、ロールのゴージ部直径350mmであ
る。
Draft rate of plug tip = (r 0 −r 1 ) / r 0 × 100 (%) (1) As described above, the influence of roll inclination angle β and draft rate of plug tip on the cracking caused by Mannesmann fracture is Shown in Figure 2. However, free-cutting steel (AISI standard 12L14) was used as the test material, and other conditions were heating temperature = 1150 ° C, drilling ratio 2.8, pipe expansion ratio 3%, plug diameter 48m.
m, diameter of perforated material is 60 mm, diameter of roll gorge is 350 mm.

また、中空素管の内面疵は、穿孔圧延中に生じる円周方
向の剪断歪が大きくなると多発する傾向にある。第3図
に内面疵発生率(疵発生本数/穿孔圧延本数)と円周方
向剪断歪との関係を示す。円周方向剪断歪はビレット半
径方向に第4図(a)の如くピンを入れておき、同図
(b)に示すように穿孔圧延後のピンのねじれ角度を測
定し(2)式で求めた。
Further, the inner surface flaw of the hollow shell tends to occur frequently when the circumferential shear strain generated during piercing and rolling increases. FIG. 3 shows the relationship between the rate of occurrence of internal defects (the number of defects generated / the number of piercing and rolling) and the circumferential shear strain. The circumferential shear strain is determined by the formula (2) by inserting the pin in the billet radial direction as shown in Fig. 4 (a) and measuring the twist angle of the pin after piercing and rolling as shown in Fig. 4 (b). It was

ただし、r2:穿孔後の中空素管の外半径 θ:穿孔後の中空素管における円周方向のねじ
れ角度 t :穿孔後の中空素管における肉厚 さらに、ロール傾斜角が大きくなれば円周方向剪断歪は
小さくなる。第5図にロール傾斜角と円周方向剪断歪と
の関係を示す。
However, r 2 : Outer radius of the hollow shell after drilling θ: Twist angle in the circumferential direction of the hollow shell after drilling t: Wall thickness of the hollow shell after drilling Further, if the roll inclination angle is large, it is a circle The circumferential shear strain is small. FIG. 5 shows the relationship between the roll inclination angle and the circumferential shear strain.

第5図より明らかなように、内面疵の発生を抑制するに
はロール傾斜角を大きくすればよい。
As is clear from FIG. 5, the roll inclination angle may be increased in order to suppress the occurrence of inner surface defects.

したがって、以上の説明の結論として、圧延材の内面疵
を防止するにはロール傾斜角をできるだけ大きく、また
プラグ先端ドラフト率はできるだけ小さくすれば良いこ
とになる。
Therefore, as a conclusion of the above explanation, in order to prevent the inner surface flaw of the rolled material, the roll inclination angle should be as large as possible and the plug tip draft ratio should be as small as possible.

ところで、傾斜角βを大きくしていくとプラグに作用す
る圧延方向のスラスト力が大きくなる。換言すれば穿孔
材料の前進を妨げる力が大きくなるので、穿孔材料を回
転させ、かつ前進させるには十分なロールからの推進力
を穿孔材料に与える必要がある。
By the way, as the inclination angle β increases, the thrust force in the rolling direction acting on the plug increases. In other words, the force impeding the advancement of the perforated material is large, and it is necessary to provide the perforated material with sufficient propulsive force from the roll to rotate and advance the perforated material.

さらに、非定常圧延となるかみ込み時並びに尻抜け時に
はロールと材料との接触面積減少のために材料を前進さ
せる推力が不足し、材料トップに対してかみ込み不良、
材料ボトムに対して尻抜け(かみ離し)不良が発生し、
圧延停止に至ることがある。
In addition, when the unsteady rolling is carried out and when slipping out, the thrust for advancing the material is insufficient due to the reduction of the contact area between the roll and the material, resulting in poor biting into the material top.
Defects in the bottom of the material (braking) occur,
Rolling may be stopped.

更に上述のような推力が不足している状態下で傾斜角β
を大きくしすぎると穿孔材料の半回転毎の圧下量が大き
くなり、ロールと材料とのスリップが大きくなって穿孔
圧延が停止してしまう。
Furthermore, when the thrust as described above is insufficient, the inclination angle β
If the value is too large, the amount of reduction of the perforated material per half rotation increases, the slip between the roll and the material increases, and piercing and rolling stop.

また、プラグ先端ドラフト率を小さくしすぎると非定常
圧延状態では穿孔圧延材が傾斜ロールに接触してプラグ
先端に到達するまでの接触面積が減少し、推進力がさら
に小さくなり、かみ込み不良で圧延が停止してしまう。
Further, if the draft ratio of the plug tip is too small, the contact area of the pierced rolled material contacting the inclined roll and reaching the tip of the plug in the unsteady rolling state is reduced, and the propulsive force is further reduced, resulting in poor biting. Rolling stops.

したがって、本発明の目的は、上述のかみ込み不良、尻
抜け不良をなくし、しかも内面疵を発生することなく穿
孔圧延できる継目無管の製造方法を提供することであ
る。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for producing a seamless pipe which eliminates the above-mentioned bite defect and bottom defect, and which can be pierced and rolled without generating inner surface defects.

さらに、本発明の目的は、圧延能率、圧延歩留を向上さ
せると共に、内面疵の発生を抑制して管品質の向上を図
った継目無管の傾斜ロール圧延方向を提供することであ
る。
Further, it is an object of the present invention to provide a seamless pipe inclined roll rolling direction in which the rolling efficiency and rolling yield are improved and the occurrence of inner surface defects is suppressed to improve the tube quality.

(問題点を解決するための手段) 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
要旨とするところは、傾斜ロール圧延機による穿孔圧延
に際し、被圧延材のかみ込み時間および尻抜け時間を計
測し、得られた各計測値に基いて、かみ込み時のスリッ
プ率および尻抜け時の被圧延材のスリップ率を求め、両
スリップ率と予め求めておいた基準スリップ率とを比較
して両スリップ率が基準値未満であればかみ込み時のス
リップ率と基準スリップ率との差が可及的にゼロとなる
ように、また両方もしくは片方のスリップ率が基準値超
であれば高い方のスリップ率と基準値との差が可及的に
ゼロとなるように、次の圧延開始前にプラグリード、ロ
ール傾斜角、ロール交叉角、ロール開度のうち一以上を
調節して圧延することを特徴とする継目無管の製造方法
である。
(Means for Solving Problems) The present invention has been made in view of such circumstances, and its gist is to include the biting time and the tail of a material to be rolled during piercing and rolling by an inclined roll mill. The slip-out time was measured, and based on each of the obtained measured values, the slip ratio at the time of biting and the slip ratio of the rolled material at the slip-out were obtained, and both slip ratios and the reference slip ratio obtained in advance were calculated. If both slip ratios are below the reference value, the difference between the slip ratio at the time of biting and the reference slip ratio should be as zero as possible, and both or one of the slip ratios should be above the reference value. Adjust one or more of the plug lead, roll inclination angle, roll crossing angle, and roll opening before the start of the next rolling so that the difference between the higher slip ratio and the reference value is as zero as possible. Seams characterized by rolling by rolling It is a pipeless manufacturing method.

本発明は、その具体的態様にあっては、傾斜ロールを用
いて被圧延材をその軸長方向に螺進移動させつつ前記軸
長方向に沿ってプラグを貫入せしめ、被圧延材を穿孔圧
延する傾斜ロール圧延に際して、傾斜ロールに作用する
圧延荷重あるいは圧延トルクを計測し、その計測値にも
とづいて、かみ込み時間、尻抜け時間を演算し、さらに
この演算値にもとづいてかみ込み時、尻抜け時の被圧延
材の各スリップ率を算出し、基準スリップ率との比較を
行い、その差を可及的にゼロにすべく、該圧延材の圧延
終了後、次材の圧延前にプラグリード、ロール傾斜角、
ロール交叉角、およびロール開度のうち1以上を調節し
て可能な限り高傾斜角、低ドラフト率で圧延することを
特徴とする継目無管の製造方法である。
In a specific embodiment thereof, the present invention uses a slant roll to cause a plug to penetrate along the axial direction while screwing the rolled material in the axial direction, and piercing-rolls the rolled material. When rolling the inclined rolls, the rolling load or rolling torque acting on the inclined rolls is measured, and the biting time and the trailing edge removal time are calculated based on the measured values. Calculate each slip ratio of the rolled material at the time of pulling out, compare it with the reference slip ratio, and in order to reduce the difference as much as possible, plug after the rolling of the rolled material and before the rolling of the next material. Lead, roll tilt angle,
A method for producing a seamless pipe is characterized in that at least one of a roll crossing angle and a roll opening is adjusted to perform rolling with a high inclination angle and a low draft rate as much as possible.

ここに基準スリップ率とは、穿孔圧延ができるスリップ
率以上の範囲内のスリップ率であって、操業に当たって
かみ込み性、尻抜け性等を考慮して予め設定した値を言
い、好適態様では、穿孔圧延ができる限界スリップ率を
もって基準スリップとするのがよい。したがって、本発
明は、穿孔できる限界条件のスリップ率に近いスリップ
率で可能な限り傾斜角を大きく、また可能な限り低ドラ
フト率(換言すればプラグリードを大きくすること)に
することを特徴とするものである。穿孔圧延は、同じ寸
法、同じ材質の被圧延材であっても圧延のチャンスによ
りスリップ率が変化する。例えば、圧延作業開始時と数
時間後の圧延時とではロールの温度が異なったり、また
ロールのナーリング(表面粗さ)も異なってくるためで
ある。
Here, the reference slip ratio is a slip ratio within the range of the slip ratio or more that can be piercing-rolled, and refers to a value preset in consideration of the biting property, the slip-out property, etc. in the operation, in a preferred embodiment, It is preferable to set the reference slip as the limit slip rate at which piercing and rolling can be performed. Therefore, the present invention is characterized by making the inclination angle as large as possible with a slip ratio close to the slip ratio of the limit condition for perforation, and making the draft ratio as low as possible (in other words, making the plug lead large). To do. In piercing and rolling, even if the material to be rolled has the same size and the same material, the slip ratio changes depending on the chance of rolling. This is because, for example, the temperature of the roll is different at the time of starting the rolling operation and at the time of rolling after several hours, and the knurling (surface roughness) of the roll is also different.

上記スリップ率の算出は前材の圧延荷重、圧延トルク実
績値の学習値を用いて行う。
The slip ratio is calculated using the learning values of the rolling load and rolling torque actual value of the previous material.

なお、第6図は、傾斜ロールの配置構造の部位名称を説
明するための模式図である。
Note that FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the part names of the arrangement structure of the inclined rolls.

(作用) 以下、本発明を、その実施例を示す図面に基づいて説明
する。
(Operation) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing an embodiment thereof.

第7図は、本発明方法の実施に使用する傾斜圧延機の模
式的ブロック図である。第7図(a)は圧延機側面の模
式図で1、1rはその軸線をパスラインに対してそれぞ
れ相異なる方向へ傾斜させた傾斜ロールであり、各傾斜
ロールは自動位置決め装置40によりその傾斜角βを変更
される。
FIG. 7 is a schematic block diagram of an inclined rolling mill used for carrying out the method of the present invention. FIG. 7 (a) is a schematic view of the side surface of the rolling mill, and 1 and 1r are inclined rolls whose axis lines are inclined in different directions with respect to the pass line, and each inclined roll is inclined by the automatic positioning device 40. The angle β is changed.

第7図(b)は圧延機を上面から見た模式図で、傾斜ロ
ール1、1rは自動位置決め装置41によってパスライン
に対して図中の点線の矢印方向に交叉させることが可能
となっている。またこの自動位置決め装置40、41によっ
て傾斜ロール1、1rが動きロール開度も変更される。
FIG. 7 (b) is a schematic view of the rolling mill as seen from the top, and the inclined rolls 1 and 1r can be made to intersect with the pass line in the direction of the dotted arrow in the figure by the automatic positioning device 41. There is. Further, the automatic positioning devices 40 and 41 move the inclined rolls 1 and 1r to change the roll opening.

プラグリードは自動位置決め装置42によって変更され
る。
The plug lead is changed by the automatic positioning device 42.

なお、一方の傾斜ロール1rの入側および出側には、該傾
斜ロール1rに作用する圧延荷重を検出するロードセル4
3、43がそれぞれ設けられ、マンドレルバー44後方のス
ラストブロック45には、プラグに作用するスラスト力を
検出するロードセル46が設けられている。
Incidentally, the load cell 4 for detecting the rolling load acting on the inclined roll 1r is provided on the inlet side and the outlet side of the one inclined roll 1r.
The thrust block 45 behind the mandrel bar 44 is provided with a load cell 46 for detecting the thrust force acting on the plug.

傾斜ロール1を駆動する駆動モータ47には負荷電流を
検出する電流検出器48が設けられている。
A drive motor 47 that drives the tilt roll 1 is provided with a current detector 48 that detects a load current.

なお、スリップ率基準設定器50には、非定常圧延時にお
ける穿孔圧延可能なかみ込み、尻抜け時のスリップ率が
与えらている。
Note that the slip ratio reference setting unit 50 is given the slip ratio at the time of unsteady rolling that allows piercing and rolling and when slippage occurs.

かみ込み時間および尻抜け時間を計測するのに必要な傾
斜ロール1rあるいは傾斜ロール1のロードセル43、4
3、ロードセル46、および電流検出器48の各出力値なら
びに圧延荷重レベル設定器51の出力、プラグ荷重レベル
設定器52の出力、およびモータ電流レベル設定器53の出
力がそれぞれ演算記憶装置54に与えられる。さらにこの
演算記憶装置54の演算値は演算制御装置55に与えられ、
その演算結果が自動位置決め装置40、41、42に与えられ
る。
Tilt roll 1r or load cell 43, 4 of tilt roll 1 required to measure biting time and slip-out time
3, the output values of the load cell 46 and the current detector 48, the output of the rolling load level setter 51, the output of the plug load level setter 52, and the output of the motor current level setter 53 are given to the arithmetic storage unit 54, respectively. To be Further, the calculation value of the calculation storage device 54 is given to the calculation control device 55,
The calculation result is given to the automatic positioning devices 40, 41, 42.

本発明は上記ロードセル43、43あるいは、ロードセル4
6、あるいは電流検出器48の出力のいずれかによってか
み込み時間および尻抜け時間を計測し、その計測値にも
とづいてスリップ率を計算し、その計算値によって次材
のロール設定値を変更するものである。
The present invention is the above load cell 43, 43 or load cell 4
6, or the output of the current detector 48 is used to measure the biting time and trailing edge time, calculate the slip ratio based on the measured values, and change the roll set value for the next material according to the calculated values. Is.

次に、傾斜ロールに作用する圧延荷重値を用いて制御す
る方法について第7図ないし第9図を用いて具体的に説
明する。
Next, a method of controlling using the rolling load value acting on the inclined roll will be specifically described with reference to FIGS. 7 to 9.

まず丸鋼片30が傾斜ロール1r、1で圧延される前に標
準設定器58でセットされたロール設定値が演算制御装置
55を介して自動位置決め装置40、41、42に入力され、傾
斜ロール1r、1は標準値にセットされる。このロール
条件のもとで穿孔圧延を開始する。その際穿孔途中(定
常圧延時)においてロードセル43、43の出力和を演算記
憶装置54でも時間毎にサンプリングしてその平均値Pmを
同装置に記憶しておく。この穿孔圧延の際のかみ込み不
良、尻抜け不良が全く問題ない場合の荷重チャートは第
8図(a)の如くとなり、スリップが大きくなってくる
と第8図(b)の如くとなり、非定常圧延時の圧延時間
が長くなる。このスリップ率が大きくなる現象は傾斜角
βを大きくしたり、またはプラグ先端ドラフト率を小さ
くすると、つまりロール開度を大きく、プラグリードを
大きくするとあらわれてくる。
First, the roll set value set by the standard setter 58 before the round billet 30 is rolled by the inclined rolls 1r, 1 is the arithmetic and control unit.
It is input to the automatic positioning devices 40, 41, 42 via 55, and the inclined rolls 1r, 1 are set to standard values. Piercing and rolling is started under these roll conditions. At that time, the output sum of the load cells 43, 43 is sampled at each time in the arithmetic storage device 54 during the perforation (during steady rolling), and the average value Pm is stored in the same device. The load chart when there is no problem with the biting failure and the slip-out failure at the time of piercing and rolling becomes as shown in FIG. 8 (a), and as the slip increases, it becomes as shown in FIG. 8 (b). Rolling time during steady rolling becomes longer. The phenomenon that the slip ratio becomes large appears when the inclination angle β is increased or the draft ratio of the plug tip is decreased, that is, the roll opening is increased and the plug lead is increased.

本発明は上記非定常圧延時のスリップ率を圧延材1本毎
に注目し、常に監視をしながら傾斜角βを大きくあるい
はプラグ先端ドラフト率を可能な限り小さくしようとす
るのが目的である。
An object of the present invention is to pay attention to the slip ratio during the unsteady rolling for each rolled material and to constantly increase the inclination angle β or the draft ratio of the plug tip as small as possible while monitoring it.

次に、第9図に示したかみ込み時間t1、尻抜け時間t2
計測は演算記憶装置54で実施するが、その演算内容につ
いて第9図により説明する。
Next, the measurement of the biting time t 1 and the trailing edge time t 2 shown in FIG. 9 is carried out by the arithmetic storage device 54, and the contents of the calculation will be described with reference to FIG.

まず、かみ込み時間t1の計測はロードセル43、43の信号
の立上りと同時に演算記憶装置54に内蔵されたタイマを
作動させ、圧延荷重レベルに設定器51でセットされたか
み込み時の荷重値に達したときにタイマを停止させるよ
う演算記憶装置54で行い、このタイマの作動時間をかみ
込み時間t1として同装置54に記憶し、タイマはリセット
しておく。
First, the biting time t 1 is measured by activating the timer built in the arithmetic storage device 54 at the same time when the signals of the load cells 43, 43 rise, and set the rolling load level to the load value at the time of biting set by the setter 51. When it reaches, the arithmetic storage unit 54 is made to stop the timer, the operating time of this timer is stored in the unit 54 as the biting time t 1 , and the timer is reset.

上記圧延荷重レベル設定器51でセットされる荷重値はす
でに演算記憶装置54で記憶してある前材の定常圧延時の
圧延荷重の平均値Pmにもとづいて書き換えても良い。前
材がない場合は従来の実績値でも良い。ただし、その場
合、セットする荷重値はタイマの誤動作を防ぐための実
績値の90%以下としておく方が良い。次に尻抜け時間t2
の計測は、尻抜け時には圧延荷重は低下してくるのでか
み込み時と逆に圧延荷重レベル設定器51でセットされた
尻抜け時の荷重値にロードセル出力が達したときに演算
記憶装置54のタイマを作動させ、圧延材がロールを離れ
た時点でタイマを停止させる。このタイマの作動時間が
尻抜け時間t2として同装置54に記憶され、タイマはリセ
ットする。
The load value set by the rolling load level setter 51 may be rewritten based on the average value Pm of the rolling load during steady rolling of the previous material which is already stored in the calculation storage device 54. If there is no front material, the conventional actual value may be used. However, in that case, it is better to set the load value to 90% or less of the actual value to prevent malfunction of the timer. Next time t 2
In the measurement of, the rolling load is reduced when the tail is slipping out, so the load of the calculation storage device 54 is reached when the load cell output reaches the load value when the tail is slipping, which is set by the rolling load level setting device 51, contrary to the time of biting. The timer is activated, and when the rolled material leaves the roll, the timer is stopped. The operating time of this timer is stored in the device 54 as the trailing edge time t 2 , and the timer is reset.

以上のようにして、演算記憶装置54での記憶されたかみ
込み時間t1と尻抜け時間t2は演算制御装置55に与えら
れ、同装置55でかみ込み時、尻抜け時のスリップ率が演
算される。以下に演算内容について説明する。
As described above, the biting time t 1 and the tail slip-out time t 2 stored in the arithmetic storage device 54 are given to the arithmetic and control unit 55, and the slip ratio at the time of biting and slip-out is calculated by the device 55. To be done. The details of the calculation will be described below.

時間t1、t2を用いて(3)式〜(7)式にもとづいてス
リップ率S1、S2を計算する。
The slip rates S 1 and S 2 are calculated based on the equations (3) to (7) using the times t 1 and t 2 .

かみ込み時の材料速度V1尻抜け時の材料速度V2ただし、Δt1、Δt2は補正量で、タイマ値と実際の非定
常圧延時間とに差がある際に用いる。
The material velocity V 1 during biting is The material speed V 2 when slipping out is However, Δt 1 and Δt 2 are correction amounts and are used when there is a difference between the timer value and the actual unsteady rolling time.

l1は圧延材が傾斜ロールに接触した点からロー
ルを離れる点までの距離。
l 1 is the distance from the point where the rolled material contacts the inclined roll to the point where it leaves the roll.

ここで、傾斜ロールの前進方向の速度成分Vfを(5)式
で決まるものとすると、かみ込み時のスリップ率S1、尻
抜け時のスリップ率S2は(6)、(7)式となる。
Here, assuming that the velocity component V f in the forward direction of the inclined roll is determined by the equation (5), the slip rate S 1 at the time of biting and the slip rate S 2 at the time of slipping out of the tail are equations (6) and (7). Becomes

Vf=π・D・N・Sinβ …(5) N:ロール回転数(rps) D:ロールゴージ部直径(mm) β:傾斜角(deg) (6)、(7)式のS1、S2の値が正の方向に大きくなる
ことは、かみ込み不良、尻抜け不良が起きやすくなるこ
とである。
V f = π ・ D ・ N ・ Sinβ (5) N: Roll rotation speed (rps) D: Roll gorge diameter (mm) β: Inclination angle (deg) The values of S 1 and S 2 in equations (6) and (7) increase in the positive direction. The problem is that it is easy for jamming defects and slip-out defects to occur.

以上のようにして求めたスリップ率S1、S2を鋼種、穿孔
比別にスリップ率基準設定器50でセットされた穿孔可能
なスリップ率S01、S02とを比較してスリップ率の差分Δ
S1、ΔS2を求める。
The slip ratios S 1 and S 2 obtained as described above are compared with the slip ratios S 01 and S 02 which are set by the slip ratio reference setter 50 for each steel type and perforation ratio, and the difference Δ in the slip ratios.
Find S 1 and ΔS 2 .

ΔS1=S01−S1 …(8) ΔS2=S02−S2 …(9) 上記S1、S2の値が両方共、あるいは片方のみが基準値よ
り大きい場合、上記スリップ率の大きい方のΔS1あるい
はΔS2にもとづき、S1、S2共に基準スリップ率より小さ
い場合はΔS1にもとづいて次材のロール設定値を変更す
る。
ΔS 1 = S 01 −S 1 (8) ΔS 2 = S 02 −S 2 (9) If both of the values of S 1 and S 2 above or only one of them is larger than the reference value, If both S 1 and S 2 are smaller than the reference slip ratio based on the larger ΔS 1 or ΔS 2 , the roll set value for the next material is changed based on ΔS 1 .

まず傾斜角を変更したい場合の修正量Δβは、(10)、
(11)式となる。
First, if you want to change the tilt angle, the correction amount Δβ is (10),
Equation (11) is obtained.

S1、S2の値が両方共あるいは片方のみが基準値より大き
い場合(10)、(11)式となりS1、S2の両方が基準値よ
り小さい場合(12)式となる。
If the values of S 1 and S 2 are both greater than or equal to the reference value (10), then Eq. (11) is established, and if both S 1 and S 2 are less than the reference value, Eq. (12) is established.

ΔS1<ΔS2のとき Δβ=ΔS1×K1 …(10) ΔS1>ΔS2のとき Δβ=ΔS2×K1 …(11) Δβ=ΔS1×K1 …(12) ただし、K1はスリップ率に及ぼす傾斜角βの影響係数で
この値は実績値にもとづいて決定しておく。
When ΔS 1 <ΔS 2 Δβ = ΔS 1 × K 1 … (10) ΔS 1 > ΔS 2 Δβ = ΔS 2 × K 1 … (11) Δβ = ΔS 1 × K 1 … (12) However, K 1 is the coefficient of influence of the inclination angle β on the slip ratio, and this value is determined based on the actual value.

傾斜角修正量Δβにより演算制御装置55で次材料の傾斜
角を演算し、その演算値が自動位置決め装置41に入力さ
れ、傾斜角が設定される。Δβが正のときはロール傾斜
角を大きくする。
The calculation controller 55 calculates the tilt angle of the next material based on the tilt angle correction amount Δβ, and the calculated value is input to the automatic positioning device 41 to set the tilt angle. When Δβ is positive, the roll inclination angle is increased.

S1がS01より小さく尻抜け性に問題ない場合ΔS1にもと
づいてプラグ先端ドラフト率を可及的に小さくするに必
要なプラグリード、ロール開度の修正量の計算は以下の
ようにする。
If S 1 is smaller than S 01 and there is no problem with slip-out, calculate the correction amount of the plug lead and roll opening necessary to reduce the draft ratio of the plug tip based on ΔS 1 as follows. .

プラグ先端ドラフト率の修正量ΔDfは(12)式とする。The correction amount ΔD f of the draft ratio of the plug tip is given by equation (12).

ΔDf=K2×ΔS1 …(13) K2はかみ込み性とプラグ先端ドラフト率との関係から決
まる係数。
ΔD f = K 2 × ΔS 1 (13) K 2 is a coefficient determined by the relationship between the biteability and the draft rate of the plug tip.

プラグ先端ドラフト率はすでに説明したように(1)式
であらわされ、(1)式でビレット半径r0は変えること
はできないが、第9図に示すようにr1はロール開度、プ
ラグリード、交叉角(ロールの八の字調整)を単独かも
しくはそれぞれ組合せて調整することによって変えるこ
とができる。
The draft ratio of the plug tip is expressed by the equation (1) as already explained, and the billet radius r 0 cannot be changed by the equation (1), but as shown in FIG. 9, r 1 is the roll opening and the plug lead. , The crossing angle (adjusting the figure of the roll) can be changed individually or in combination.

ここでは、ロール開度とプラグリードの組合せてプラグ
先端ドラフト率を修正する場合について説明する。
Here, a case where the plug tip draft ratio is corrected by combining the roll opening and the plug lead will be described.

(13)式で求めたΔDfにより(14)、(15)式に示す如
くプラグリード修正量ΔLd、ロール開度修正量ΔRgを計
算する。
The plug lead correction amount ΔL d and the roll opening correction amount ΔR g are calculated as shown in formulas (14) and (15) from ΔD f obtained by the formula (13).

プラグ ΔLd=K3×ΔDf …(14) 開度 ΔRg=K4×ΔDf …(15) K3、K4は幾何学的に決まる係数で穿孔圧延後の材料肉厚
が変わらないよう決定する。
Plug ΔL d = K 3 × ΔD f … (14) Opening ΔR g = K 4 × ΔD f … (15) K 3 and K 4 are geometrically determined coefficients and the material thickness after piercing and rolling does not change. To decide.

プラグリード修正量ΔLdとロール開度修正量ΔRgにより
演算制御装置55で次材のロール開度とプラグリードの設
定値を演算し、その演算値が自動位置決め装置40、42に
入力されロール設定が行われる。
The controller 55 calculates the roll opening of the next material and the set value of the plug lead by the plug lead correction amount ΔL d and the roll opening correction amount ΔR g , and the calculated values are input to the automatic positioning devices 40, 42. Settings are made.

(10)、(11)、(12)式および(14)、(15)で求め
た修正量により次材の設定値を決める訳であるが、この
場合(10)、(11)、(12)、(14)、(15)式の修正
量が大きすぎて次材でかみ込み不良や尻抜け不良が起き
る心配がある時はそれぞれの係数K1、K3、K4を小さめに
しておき圧延材1本毎にスリップ状況を確認しながら徐
々に目標値になるようにしても良い。また傾斜角の変更
とプラグ先端ドラフト率の変更をそれぞれ別個に実施し
ても、また同時に実施しても良い。
The set values for the next material are determined by the correction amounts obtained in (10), (11), (12) and (14), (15). In this case, (10), (11), (12) ), (14) and (15) are too large to be corrected and there is a risk of defective biting or slipping out of the next material, set the respective coefficients K 1 , K 3 and K 4 to small values. The target value may be gradually increased while confirming the slip condition for each rolled material. Further, the change of the inclination angle and the change of the draft ratio of the plug tip may be carried out separately or simultaneously.

本例は傾斜ロールに配設したロードセル43、43の信号に
もとづいて実施した場合であるが、このロードセル信号
のかわりにプラグにかかるスラスト力を検出するロード
セル46の信号を用いても良い。またロードセルが配設さ
れていない場合は駆動モータ47の電流検出器48の出力を
用いても良い。それぞれの場合、プラグ荷重レベル設定
器およびモータ電流レベル設定器に荷重値および電流値
をそれぞれセットしておけばよい。その他の操作につい
てはすでに述べたところと同様である。ロードセル46の
信号も電流検出器45の出力もロードセル43、43の出力と
同じパターンとなる。
In this example, the operation is performed based on the signals of the load cells 43, 43 arranged on the inclined roll, but the signal of the load cell 46 for detecting the thrust force applied to the plug may be used instead of the signal of the load cell. If the load cell is not provided, the output of the current detector 48 of the drive motor 47 may be used. In each case, the load value and the current value may be set in the plug load level setter and the motor current level setter, respectively. Other operations are similar to those already described. The signal of the load cell 46 and the output of the current detector 45 have the same pattern as the output of the load cells 43, 43.

本発明は、ロール個数3個以上の場合でも適用でき、ロ
ール形状はコーン型、バレル型いずれでもよく、さらに
また2ロール型ではガイドシュウが板、ディスクのいず
れであっても良い。
The present invention can be applied to a case where the number of rolls is 3 or more, and the roll shape may be either a cone type or a barrel type, and the guide roll may be either a plate or a disc in the 2-roll type.

上述の実施例においてはマンネスマン破壊によるもみ割
れ発生および円周方向剪断歪が問題となる第1ピアサー
については詳述したが、円周方向剪断歪の発生だけが問
題の第2ピアサー(エロンゲータ)にも本発明は適用可
能である。
Although the first piercer, in which the occurrence of chaffing due to Mannesmann fracture and the shear strain in the circumferential direction are problems in the above-described embodiment, is described in detail, but in the second piercer (elongator) in which only the occurrence of shear strain in the circumferential direction is a problem. The present invention is also applicable.

(発明の効果) 以上説明したように実施すれば現在穿孔圧延を行なおう
としているロール条件のもとでかみ込み、尻抜け状態が
圧延材1本毎に判別でき、しかもかみ込み不良、尻抜け
不良等にミスロールを起こすことなく可能な限り傾斜角
を高く、可能な限りプラグ先端ドラフト率を小さくでき
るので、第2図ないし第4図に示したようにもみ割れお
よび内面疵が極力抑制できるので高品質な圧延とミスロ
ールが減少することにより高能率、高歩留の穿孔圧延が
実施できる。
(Effects of the Invention) If carried out as described above, it is possible to determine the state of biting and the trailing edge slippage for each rolled material under the roll conditions that are currently undergoing piercing and rolling. Since the inclination angle can be made as high as possible and the draft ratio of the plug tip can be made as small as possible without causing misrolling due to defective pulling out, it is possible to suppress cracks and inner surface defects as much as possible as shown in FIGS. 2 to 4. Therefore, high quality rolling and reduction of miss rolls enable high efficiency and high yield piercing and rolling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、傾斜ロールによる穿孔圧延の様子を示す模式
図; 第2図、第3図および第5図は、穿孔圧延時の疵あるい
は欠陥発生と圧延条件との関係を示すグラフ; 第4図(a)および(b)は、円周方向剪断歪の説明
図; 第6図は、本発明にかかる方法の制御系を示すブロック
図; 第7図は、傾斜ロールの配置と各部署の名称とを示す説
明図; 第8図ならびに第9図は、本発明にみられる各圧延荷重
チャートの説明図である。 30:丸鋼片、1r、1:傾斜ロール、40、41、42:自動位
置決め装置、43、46:ロードセル、48:電流検出器、44:
マンドレルバー
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state of piercing and rolling with an inclined roll; FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 5 are graphs showing the relationship between flaws or defects occurring during piercing and rolling and rolling conditions; (A) and (b) are explanatory views of circumferential shear strain; FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the method according to the present invention; FIG. 7 is an arrangement of inclined rolls and respective departments. FIG. 8 and FIG. 9 are explanatory views of respective rolling load charts found in the present invention. 30: Round billet, 1r, 1: Inclined roll, 40, 41, 42: Automatic positioning device, 43, 46: Load cell, 48: Current detector, 44:
Mandrel bar

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】傾斜ロール圧延機による穿孔圧延に際し、
被圧延材のかみ込み時間および尻抜け時間を計測し、得
られた各計測値に基いて、かみ込み時のスリップ率およ
び尻抜け時の被圧延材のスリップ率を求め、両スリップ
率と予め求めておいた基準スリップ率とを比較して両ス
リップ率が基準値未満であればかみ込み時のスリップ率
と基準スリップ率との差が可及的にゼロとなるように、
また両方もしくは片方のスリップ率が基準値超であれば
高い方のスリップ率と基準値との差が可及的にゼロとな
るように、次の圧延開始前にプラグリード、ロール傾斜
角、ロール交叉角、ロール開度のうち一以上を調節して
圧延することを特徴とする継目無管の製造方法。
1. When piercing and rolling with an inclined roll mill,
Measure the biting time and slip-out time of the material to be rolled, and based on each measurement value obtained, determine the slip ratio at the time of biting and the slip ratio of the material to be rolled at the time of slipping out, and both slip rates and the slip ratio in advance. Compare the calculated reference slip ratio, if both slip ratios are less than the reference value, so that the difference between the slip ratio at the time of biting and the reference slip ratio becomes zero as much as possible,
If both or one of the slip ratios exceeds the reference value, the plug lead, roll inclination angle, and roll should be adjusted before starting the next rolling so that the difference between the higher slip ratio and the reference value becomes zero as much as possible. A method for producing a seamless pipe, which comprises rolling by adjusting at least one of a crossing angle and a roll opening.
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