JPS59110414A - 継目無鋼管の圧延制御方法 - 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】 本発明は傾斜ロール圧延機によって穿孔された素管を、
傾斜ロール圧延機に後続するプラクミルによって延伸す
る継目無鋼管の圧延制御方法に関する。

マンネスマンプラグミル方式による継目無鋼管の製造方
法においては、材料の丸ビレットを高温に加熱した後、
通常２台の傾斜ロール圧延機で穿孔および圧延し、次工
程のプラグミルで肉厚を減少させて延伸し、次いで磨管
機で内外面を訝き、最後に定型機で所定の外径に仕上げ
ることを可能さしている。上記２台の傾斜ロール圧延機
は、上工程のピアサ−（穿孔機）、下工程のエロンゲー
タ（延伸機）とからなり、両者の構造ははとんと同様で
、２個の樽形ロールと圧延プラクとからなり、２個のロ
ールは同一方向に同一速度で回転し、ロール軸は水平方
向に対して翰斜しており、この為圧延材料はロールのＮ
撥力で回転するとともに軸方向に前進され、ロールとプ
ラグとの間で圧延を受けて穿孔可能とされている。

このようなマンネスマンプラグミル方式の継目無銅管製
造設備においては、後工程の囲管機、定型機で素管肉厚
の偏肉矯正あるいは素管外径の成型があるものの、製品
の長さ、肉厚はほとんどプラグミルでの圧延によって決
定されている。そこで、このプラグミル方式の継目無鋼
管製造設備にあっては、従来、プラグミルでの肉厚制御
に力を注ぎ、製品の形状寸法精度、品質の向上、材料歩
留りの向上を図っている。

上記従来のプラグミルによる圧延制御方法は以下の通り
である。

まず、従来のある圧延制御方法は、プラクミルでは通常
２パスの圧延によって肉厚を所定寸法に壮上げているこ
とから、プラグミルの各パス圧延後の素管の長さを一本
毎に測定し、あらかじめ測定済みの該素管重量から各圧
延パス毎の素管肉厚の平均値（平均肉厚）を計算によっ
て求め、該素管のプラグミル次圧延パスにおける圧仇ロ
ール位置をセットアツプしている。すなわち、この圧延
制御方法においては、１パス圧延後の素管肉厚を計算に
よって求め、その計算結果に基づいて、２バス目の圧延
ロール位置を決めるというものである。この圧延制御方
法は、圧延中における圧延ロール位置が同定されるもの
であるから、素管の平均肉厚を制御することはできても
、素管の長手方向における断面肉厚を一定状態に制御す
ることができない。

ここで、プラグミルに先行配置されている傾斜ロール圧
延機であるエロンゲータにおいては、ピアサ−による圧
延後の素管温度が管長手方向に、後端側はど加工熱によ
って高温となっている。そこで、エロンゲータ圧延時の
材料変形抵抗は、管先端より管径端方向に向けて小さく
なり、素管の後端部はどその肉厚が薄くなる傾向を生ず
る。このような寸法形状を有する素管が、プラグミルで
圧延されると、上記エロンゲータ佐の素管肉厚パターン
の影響により、プラクミル後の素管肉厚も管径端部はど
薄くなり、最終製品肉厚も管径端部はと薄くなる。それ
故、素管長手方向断面肉厚を一定とすることができない
上記従来の圧延制御方法では、製品銅管の最終端部にお
ける肉厚を保証するために、材料歩留りを良好とするこ
とができない。

また、従来の他の圧延制御方法として、プラグミル圧延
中にロール圧下位置を制御し、最終製品の管長手方向肉
厚変化を均一化する方法が提案されている。この圧延制
御方法は、プラグミル圧延中の圧延荷重からミルスプリ
ングバック量を演算し、プラグミルにおいて圧延ロール
と圧延プラグとによって構成される間隙が、圧延中に一
定となるように圧延ロールの圧下位置を圧延中に制御す
るものである。この圧延制御方法は、それなりの効果を
期待することができるものの、プラグミルの圧延荷重は
特開昭５７−９４４１０でも公知のようＣζ圧延中の素
管の偏肉によって変化するものであり、したがって素管
の各断面平均肉厚が一定である場合にも、プラグミル圧
延荷重の変化によってロール圧下位置を変更し、かえっ
て肉厚精度を悪化する々いう開用を生ずる虞がある。

本発明は、最終製品の管長手方向における肉厚の変化を
均一化することができる継目無銅管の圧延制御方法を提
供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、傾斜ロール圧延
機によって穿孔された素管を、傾斜ロール圧延機に後続
するプラグミルによって延伸する継目無鋼管の圧延制御
方法において、先行材について得られた管先端から管後
端におけるプラグミル圧延荷重の時間的変化を、先行材
と同一圧延条件で穿孔されると一定した場合の後行材に
対するプラグミル圧延荷重の時間的変化として予測し、
後行材に対するプラグミル圧延荷重の上記時間的変化が
零となるように、傾斜ロール圧延機の圧延プラグ位置を
後行材圧延時にＸ＝するようにしたものである。

以下、本発明をより詳細に説明する。

第１図は本発明が適用される傾斜ロール圧延機としての
エロンゲータによる圧延状況を示す配置図である。エロ
ンゲータは互いに対向する１頃斜ロール１１を有し、プ
ラグパー１２の先端に取り付けられた圧延プラグ１３と
傾斜ロール１１の間で、ピアサ−において中空とされた
中空素管１４をさらに圧延し、その肉厚を減肉せしめ、
拡管、延伸を行うことを可能としている。

すなわち、このエロンゲータにおいては、傾斜ロール１
１もしくは圧延プラグ１３の位置を変えることにより、
中空素管１４の肉厚を変えることが可能である。上記圧
延プラグ１３の位置を変えるには、スラストブロック１
５の位置を変えれば良い。このスラストブロック１５の
位置はラッチスタンド１６の位置の変更によって変える
ことが可能である。ラッチスタンド１６は、前面から油
圧シリンダ装置１７によって後方（図中右方向）に一定
圧力で押され、後面からラッチスタンド位−置調整用モ
ータ１８によって所定のラッチスタンド位置になるよう
に支持されている。ラッチスタンド１６とスラストブロ
ック１５は、ラッチ金具１９によって連結されている。

すなわち、圧延中にラッチスタンド位置調整用モータ１
８を制御することにより、圧延プラグ１３の位置を両区
方向に制御することが可能であり、中空素管１４の肉厚
を管長手方向において制御することが可能となる。

そこで、本発明は、エロンゲータにおいて上記圧延プラ
グ１３の位置を圧延中に制御することにより、後続のプ
ラグミルにおいて１バス圧延時の圧延荷重が一定となる
ようにし、最終製品の肉厚を管長手方向において均一化
可能とするものである。

ここで、プラグミルの１バスにおける圧延荷重の変化を
第２図（５）、（Ｂ）に示す。第２図（５）はエロンゲ
ータにおいて圧延プラグの位置を圧延中に変化させ赴い
従来方法による場合のプラグミル１バスにおける圧延荷
重であり、第２図（ＢＩ　Ｃｉ本発明によってエロンゲ
ータの工種プラグ位置を圧延中に変化させた場合のプラ
クミル１バスでの圧延荷重である。

以下、プラグミル１バス圧延荷東が上記第２図（Ｂ）に
示した一定値となるように、エロンゲータの圧延プラグ
移動量を決定する手順を、第３図の制御装置を参照して
説明する。

（１）　　まず、先行材についてプラグミル１バヌ圧延
中における圧延荷重を高速でデータサンプリングし、そ
の圧延荷重を解析して荷重の仙きΔＰを求める。すなわ
ち、先行材のプラグミル圧延時に、プラグミル圧延ロー
ル軸受に加わる圧延荷重をロードセル２１によって検出
し、その検出信号を増幅器２２で増幅し、その増幅信号
を信号解析装置２３に伝達し、信号解析装置２３におい
て荷重信号の高速サンプリングと信号解析を行う。すな
わち、信号解析装置２３は、サンプリングした荷重信号
の回帰計算を行って、第４図に示すような荷重の傾きΔ
Ｐを求める。

（２）次に、先行材について計算した荷重の傾きΔＰを
当該先行材のエロンゲータでの圧延プラク移動量実績Δ
Ｌに基づいて、後行材に対するエロンゲータ圧処中の圧
延プラグ移動速度■を計算する。

すなわち、演算処理装置２４は、下記（１）式により、
後行材圧延時の、エロンゲータでの圧延プラグの移動速
度■を演算する。

ここで、上記ΔＬは第５図に示すように、前記荷重の傾
きΔＰを測定した先行材がエロンゲータによって圧延さ
れた時のエロンゲータでの圧延プラグの移動量を示し、
Ｋはフィードバック係数であり通常０．１〜０．４程度
の値とする。なお、Ｋは圧延サイズに応じて変更しても
良い。また、ｖＲはエロンゲータのロール周速度、αは
エロンゲータのロールフィード角、ηはエロンゲータの
穿孔効率、’ＥＬＭはエロンゲータ圧延後の中空素管の
目標伸し長さである。なお、上記後行材圧延時のエロン
ゲータでの圧延プラグ移動速度Ｖは、後行材圧延時のプ
ラクミル圧延荷重の傾きが零となるように、エロンゲー
タの圧延プラグ位置調整を可能とするものであれば、必
すしも（１）式によって算出されるものでなくても良い
。

（３）　　次に、後行材のエロンゲータ圧延中に、その
圧延プラグ移動速度が前記（１）式で計算した速度■と
なるように前記ラッチスタンド位置調整用モータ１８の
速度制御を行う。すなわち、演算処理装置２４により演
算された前記演算結果はモータ制御装置２５に伝達され
、モータ制御装置２５が前記ラッチスタンド位置調整用
モータ１８の速度制御を行う。５、 なお、プラグミルにおける圧延荷重は通常後端部はど小
さくなることから、前記荷重の傾きΔＰは負の値となり
、したがってラッチスタンド１６は本発明の実施によっ
て後退移動せしめら寸することとなり、前記ΔＬ、Ｖは
負の値となる。

次に、本発明の具体的効果を、第６図（５）、（Ｂ）お
よび第７図囚、（Ｂ）を参照して説明する。第６図（５
）。

（Ｂ）は本発明を適用しない従来方式に基づく圧延結果
であり、エロンゲータ圧延中に圧延プラグを固定した場
合（ΔＬ−０）の実施結果である。第７図（Ａｔ　、　
（Ｅｌ）は本発明を適用した圧延結果であり、エロンゲ
ータ圧延中に圧延プラグを後退した場合（ΔＬ　＝　−
１５ｒｎＭ）の実施結果である。この第６図（５）、（
Ｂ）および第７図（Ａ）　、　（Ｂ）の比較によりは、
本発明の適用により、最終製品の管長手方向肉厚の変化
が著しく改善されることが認められる。なお、この具体
的実施結果は、最終製品の目標寸法を外径１９４．５２
　ｒｕ＋　１肉厚９．５２調、長さ１２４８０胴とする
場合について得られたものである。

なお、本発明は、最終製品の管長手方向における肉厚を
均一にするものであり、上記最終製品の管長手方向にお
ける肉厚を所定の目標肉厚に均一化するためには、本発
明が実施される傾斜ロール圧延機での圧延プラク初期位
置を例えば斬開昭５７−１１５９０７号においてすでに
枠案じている方法によって設定すれは良い。すなわち、
１頃斜圧延後の素管の肉厚、外径、圧延プラグの初期位
置の既設定値に基づき、素管の肉ノ単、外径、圧延プラ
グの初期位置が構成する関係数式モデルの補正項を修正
し、その修正された関係数式モデルにより、後行材の肉
厚、外径を目標値とする圧延プラグの初期位置を算出し
、その算出結果に茫づいて前記圧延プラグの初期位置を
設定し、本発明を夾施すれは良い。

以上のように、本発明に係る継目無鋼管の圧延制御方法
は、先行材について得られた管先端から管後端における
プラグミル圧延荷重の時間的変化を、先行材と同一圧延
条件で穿孔されると仮定した場合の後行材に対するプラ
グミル圧延荷重の時間的変化として予測し、後行材に対
するプラグミル圧延荷重の上記時間的変化が岑とぼるよ
うに、傾斜ロール圧延機の圧延プラグ位置を後行材圧延
時に調整するようにしたので、最終製品の管長手方向に
おける肉厚の変化を均一化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される傾斜ロール圧延機の圧延状
況を示す配置図、第２図（Ａ）および（Ｂ）はプラグミ
ルにおける１パス圧延荷重の変化を示す線図、第３図は
本発明を実施する制御装置を示す構成図、第４図はプラ
グミルにおける１パス圧延荷重の傾きΔＰを示す線図、
第５図はエロンゲータにおける圧延プラクの移動量ΔＬ
を示す線図、第６図（５）および（Ｉ３）は従来方式に
よる圧延荷重および製品肉厚ので変化を示す線図、第７
図四および（Ｂｌは本発明による圧延荷重および製品肉
厚の変化を示す線図である。 １１・・傾斜ロール、１３・圧延プラグ、１５・　スラ
ストブロック、１６・　ラッチスタンド、１７　・油圧
シリンダ装置、 １８・ラッチスタンド位置調整用モータ、２トロードセ
ル、２３　・信号解析装置、２４・演算処理装置、２５
・モータ制御装置。 代理人　弁理士　塩　川　修　治 第１図 １１ 第２図 （Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ） 時間−時間− 第３図 第４図 時間− 第５図 時期− 第６図 時間− 第７図 詩Ｍ□

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）傾斜ロール圧延機によって穿孔された素管を、傾
   斜ロール圧延機に後続するプラグミルによって延伸する
   継目無鋼管の圧延制御方法において、先行材について得
   られた管先端から管後端におけ、るプラグミル圧延荷重
   の時間的変化を、先行材と同一圧延条件で穿孔されると
   仮定した櫂１合の後行材に対するプラグミル圧延荷重の
   時間的変化として予測し、後行材に対するプラグミル圧
   延荷車の上記時間的変化が零となるように、傾斜ロール
   圧延機の圧延プラグ位置を後行材圧延時に調整すること
   を特徴とする継目無鋼管の圧延制御方法。