JPS6134887B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6134887B2
JPS6134887B2 JP56017896A JP1789681A JPS6134887B2 JP S6134887 B2 JPS6134887 B2 JP S6134887B2 JP 56017896 A JP56017896 A JP 56017896A JP 1789681 A JP1789681 A JP 1789681A JP S6134887 B2 JPS6134887 B2 JP S6134887B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
roll
mandrel
stand
mandrel bar
Prior art date
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Expired
Application number
JP56017896A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57134203A (en
Inventor
Toshio Imae
Akio Ejima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP56017896A priority Critical patent/JPS57134203A/ja
Publication of JPS57134203A publication Critical patent/JPS57134203A/ja
Publication of JPS6134887B2 publication Critical patent/JPS6134887B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
    • B21B17/04Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マンドレルミルのロール回転数制御
方法に係り、特に、マンドレルバーが装入された
中空素管を延伸圧延するための、各個駆動式ロー
ルスタンドを有するマンドレルミルのロール回転
数制御方法の改良に関する。
一般に、穿孔圧延工程、延伸圧延工程、及び絞
り圧延工程を経て製造される管、例えば、継目無
鋼管は、第1図に示す如く、丸鋼10を、例えば
回転炉床式の加熱炉12中で加熱した後、マンネ
スマンピアサ14の如き穿孔圧延機で穿孔して中
空素管16とし、次に、マンドレルミル18の如
き延伸圧延機でマンドレルバー20を装入した状
態で肉厚を減じ、その長さを伸ばして、レデユー
サ素管22とし、更に、例えばウオーキングビー
ム式の再加熱炉24により再び加熱した後、スト
レツチレデユーサ26の如き絞り圧延機により外
径を求め、或いは外径を絞つて小径とすることに
よつて製造されている。
前記のような製管工程で延伸圧延機として用い
られているマンドレルミル18は、マンネスマン
ピアサ14で穿孔された中空素管16にマンドレ
ルバー20を装入したまま延伸圧延する圧延機で
あり、通常8基のスタンドから構成され、各スタ
ンドは水平に対して45度傾斜し、交互に90ずつ配
列を変えたXミルとされているのが一般的であ
る。又、各スタンドのロール21は直流電動機に
より独立に駆動されており、上流2スタンドで縮
管減肉延伸された素管は、第3、第4スタンドで
更に減肉延伸され、第5、第6スタンドで肉厚が
精度良く仕上げられる。第7スタンドでは圧下を
かけることも出来るが、通常、第7、第8スタン
ドは真円にするためのサイジングスタンドとして
使われている。
このマンドレルミル18において、従来は、そ
のロール回転数が、一般の熱間連続圧延機におけ
るロール回転数の制御方法と同様に制御されてい
た。一般に、熱間連続圧延機における第iスタン
ドのロール回転数Niは次のようにして決定され
ている。即ち、まず第iスタンドのロール周速V
Riと先進率fiから、各スタンドの出側材料速度V
Miを次式により算出する。
Mi=VRi(1+fi) ………(1) 次に、該スタンドの出側材料断面積Siと出側
材料速度VMiから、次式を用いて出側材料体積速
度Viを算出する。
i=SiMi ………(2) 一方、体積速度一定の法則から、全スタンドに
おいて、次式の関係が成立する。
i=VO ………(3) ここで、VOは定数である。
又、ロール周速VRiは、ロール有効径DRiとロ
ール回転数Niから、次式により算出される。
Ri=π・DRi・Ni ………(4) (1)、(2)、(3)、(4)式から、第iスタンドのロール
回転数Niは、結局、次式で決定される。
i=VO/{SiπDRi(1+fi)} ………(5) 以上が一般の熱間連続圧延機における各スタン
ドのロール回転数決定方法である。マンドレルミ
ルにおいても、従来は、基本的に上記の方法と同
様にして各スタンドのロール回転数を決定してい
た。しかし、マンドレルミルにおいては、中空素
管16にマンドレルバー20を装入したままで圧
延を行なうため、出側材料速度VMがマンドレル
バー速度VBの影響を大きく受けて、圧延中に各
スタンドを通過する材料の体積速度Viが不均一
となり、マンドレルミル出側の管材断面積が長手
方向で不均一になることがあるという欠点を有し
ていた。
なお、マンドレルミルのロール回転数制御方法
としては、既に、特公昭50−12388号、特公昭50
−12389号、或いは特公昭50−15230号に示される
ような方法も提案されているが、いずれも、マン
ドレルバー速度の影響を考慮しておらず、マンド
レルバー速度が変化した場合には制御がうまく行
なわれないことがあるという問題点を有した。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、マンドレルバー速度の変化に拘わら
ず、圧延中の各スタンド出側材料速度を一定とす
ることが出来、従つて、管の横断面積の長手方向
分布を均一化することが出来るマンドレルミルの
ロール回転数制御方法を提供することを目的とす
る。
本発明は、マンドレルバーが装入された中空素
管を延伸圧延するための、各個駆動式ロールスタ
ンドを有するマンドレルミルのロール回転数制御
方法において、マンドレルバー速度と、ロール孔
形溝底中央での周長から決定されたロール周速か
ら、溝底中央部における出側材料速度を求め、圧
延中の各スタンド出側材料速度が一定となるよう
に各スタンドのロール回転数を制御するようにし
て、前記目的を達成したものである。
本発明は、本発明者らが、マンドレル圧延にお
けるロール周速VRと、マンドレルバー速度VB
出側材料速度VMに及ぼす影響について、詳細な
実験を繰り返した結果、マンドレルバー速度V
B、ロール周速VR、出側材料速度VMの間に定量
的な関係が成立すること見出してなされたもので
ある。
まず、本発明の原理を詳細に説明する。
第2図に、ロール周速VR(回転数)を一定
(1.5m/秒)に保持したままでマンドレルバー速
度VBを強制的に連続変化させた時の出側材料速
度VMの実測例を示す。なお、本発明者らは、ロ
ール孔形溝底中央のロール径をもつてロール有効
径DRとし、前出(4)式に従つてロール周速VRを定
義している。第2図から明らかな如く、マンドレ
ルバー速度VBがロール周速VRに比べて速ければ
速いほど、出側材料速度VMも大きくなるが、マ
ンドレルバー速度VBがある上限を超えるとマン
ドレルバーと材料は完全にスリツプするため、出
側材料速度VMは上限で一定となる。又、逆にマ
ンドレルバー速度VBがロール周速VRに比べて遅
ければ遅いほど出側材料速度VMも小さくなる
が、マンドレルバー速度VBがある下限以下にな
ると、マンドレルバーと材料が完全にスリツプ状
態となるため、出側材料速度VMは下限で一定と
なる。
本発明者らは、多数の水準にロール周速VR
固定して、上記と同様の実験を繰り返した結果、
ロール周速VR、マンドレルバー速度VB、出側材
料速度VMの間に、第3図に示したような関係を
見出した。第3図中の各実線は、出側材料の等速
度曲線である。この第3図から、マンドレルバー
速度VBが変化した場合に、ロール周速VRをどの
ように変化させれば出側材料速度VMを一定に保
つことが出来るか知ることが出来る。例えば、ロ
ール周速VRがB1で、マンドレルバー速度VB
A1の時、出側材料速度VM=Cが得られる。この
状態で、マンドレルバー速度VBがA1→A2→A3
変化した場合、出側材料速度VMを一定値Cに保
持するためには、第3図中のVM=Cなる等速度
曲線に従つて、ロール周速VRをB1→B2→B3と変
化させれば良いことがわかる。
次に、本発明によるマンドレルミルのロール回
転数制御方法を実機の適用する上での具体的方法
について詳細に説明する。
マンドレルミルにおいては、各スタンド毎にロ
ール孔形形状が異なる上に、圧下率、減面率がパ
ススケジユールによつて異なるので、前出(1)式に
おける先進率fiを予めスタンド毎に求めておく
だけでなく、数水準の肉厚に対しても実測してお
いた方が良い。一方、出側材料断面積Siは該ス
タンドのロール孔形形状、使用マンドレルバー
径、前段スタンドの出側断面形状(第1スタンド
の場合は素管断面形状)及びロール溝底間隔から
幾何学的関数式によつて正確に求めることができ
る。又、(3)式における被圧延材の体積速度VO
は、マンドレルミルの能力に対応した値を採用す
る。更に、ロール有効径DRiについては、ロール
孔形溝底中央部のロール外径から求める。以上の
諸変数を前出(5)式に代入して各スタンドのロール
回転数Niを決定し、これを基準回転数とする。
次に、全スタンドに材料がかみ込んだ状態での
各スタンドのロール回転数の制御方法について説
明する。全スタンドに材料がかみ込んだ状態で
は、マンドレルバー速度VBは全かみ込みロール
スタンドのロール周速VRの中間的な値をとる
が、正確には圧延中にマンドレルバー速度VB
実測すれば良い。なお、マンドレルバー速度VB
が実測できない場合には、かみ込み全スタンドの
ロール周速を圧延荷重で重みづけした平均値を実
測値のかわりに用いることも可能である。このよ
うにして、実測により、あるいは推定によりマン
ドレルバー速度VBが求まれば、前出第3図で説
明した手法に基づいて、各スタンドのロール周速
R(回転数)を修正することが出来る。このよ
うにして、全スタンドに材料がかみ込んだ定常状
態における各スタンドのロール回転数を適切に制
御することが出来る。
又、これとは別に、材料先端が順次後段スタン
ドにかみ込んでいく先端非定常部分と、材料後端
が順次前段スタンドから尻抜けていく後端非定常
部分についても、マンドレルバー速度VBの変化
に伴つて各スタンド毎に前出第3図で説明した手
法に基づいて、各スタンドのロール回転数の適正
な変更量を決定することができる。
このようにロール回転数を制御することによつ
て、マンドレルミルで発生する管材断面積の長手
方向不均一分布を解消することができる。
次に、第4図を参照して、本発明の係るマンド
レルミルのロール回転数制御方法の実施例が採用
されたマンドレルミルの制御装置の具体例につい
て詳細に説明する。第4図において、30a〜3
0hは、減速機32a〜32hを介して各スタン
ドのロールを個別に駆動するための主電動機、3
4は、該主電動機30a〜30hの回転数を制御
するための主電動機回転数制御装置、36は、マ
ンドレルバー20の速度を測定するためのマンド
レルバー速度測定装置、38は、主演算装置、4
0は上位計算機である。
このような制御装置において、まず上位計算機
40からの指令によりマンドレルミル各スタンド
のロール回転数Niが定められる。圧延が開始さ
れると、マンドレルバー速度測定装置36から、
時々刻々のマンドレルバー速度VBが主演算装置
38に送信される。主演算装置38では、各スタ
ンド毎に第3図の代表例に示したような、出側材
料速度VMiを、ロール周速VRiとマンドレルバー
速度VBiの関数として表わした、次式のような数
式モデルを保有しておく。
Mi=fi(VRi、VB) ………(6) 制御の目的は出側材料速度VMiを一定に保持す
ることであるから、この出側材料速度VMiを定数
とすれば、(6)式は次式で置き換えられる。
Ri=gi(VB) ………(7) 今、マンドレルバー速度VBがVB′に変化した
とすれば、出側材料速度VMiを一定に保持するた
めには、ロール回転数VRiを次式で示すVRi′に変
更する必要がある。
Ri′=gi(V′B) ………(8) 従つて、変更後のロール回転数Ni′は次式で表
わされる。
i′=NiRi′/VRi ………(9) 主演算装置38では、マンドレルバー速度測定
装置36から時々刻々送信されてくるマンドレル
バー速度VB′に対して、前出(8)、(9)式による演算
を行ない、主電動機回転制御装置34に目標回転
数Ni′を送信し、主電動機30a〜30hの回転
数を修正する。この制御は、圧延終了まで継続さ
れる。なお、マンドレルバー速度測定装置36が
マンドレルバー20の速度変化を検知してから、
それに基づいて主演算装置38で適正ロール回転
数Ni′が演算され、主電動機回転数制御装置34
が働いてロール21の回転数が修正されるまでの
時間は、通常2ミリ秒以下であり、実用上全く問
題ない。
以上説明した通り、本発明によれば、マンドレ
ルバー速度の変化に拘わらず、圧延中の各スタン
ド出側材料速度を一定に保持することができ、従
つて、管の横断面積の長手方向分布を均一にでき
るという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、継目無鋼管の製造工程の一例を示す
斜視図、第2図は、本発明の原理である、ロール
周速を一定とした場合のマンドレルバー速度と出
側材料速度の関係の一例を示す線図、第3図は、
同じく本発明の原理である。マンドレルバー速
度、ロール周速及び出側材料速度の関係の一例を
示す線図、第4図は、本発明に係るマンドレルミ
ルのロール回転数制御方法の実施例が採用された
マンドレルミルの制御装置を示すブロツク線図で
ある。 16……中空素管、18……マンドレルミル、
20……マンドレルバー、21……ロール、22
……レデユーサー素管、30h……主電動機、3
4……主電動機回転制御装置、36……マンドレ
ルバー速度測定装置、38……主演算装置、40
……上位計算機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マンドレルバーが装入された中空素管を延伸
    圧延するための、各個駆動式ロールスタンドを有
    するマンドレルミルのロール回転数制御方法にお
    いて、マンドレルバー速度と、ロール孔形溝底中
    央での周長から決定されたロール周速から、溝底
    中央部における出側材料速度を求め、圧延中の各
    スタンド出側材料速度が一定となるように各スタ
    ンドのロール回転数を制御するようにしたことを
    特徴とするマンドレルミルのロール回転数制御方
    法。
JP56017896A 1981-02-09 1981-02-09 Method for controlling rotational frequency of roll for mandrel mill Granted JPS57134203A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56017896A JPS57134203A (en) 1981-02-09 1981-02-09 Method for controlling rotational frequency of roll for mandrel mill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56017896A JPS57134203A (en) 1981-02-09 1981-02-09 Method for controlling rotational frequency of roll for mandrel mill

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57134203A JPS57134203A (en) 1982-08-19
JPS6134887B2 true JPS6134887B2 (ja) 1986-08-09

Family

ID=11956482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56017896A Granted JPS57134203A (en) 1981-02-09 1981-02-09 Method for controlling rotational frequency of roll for mandrel mill

Country Status (1)

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JP (1) JPS57134203A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0542238U (ja) * 1991-11-06 1993-06-08 住友シチツクス株式会社 粉体貯蔵輸送装置

Also Published As

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JPS57134203A (en) 1982-08-19

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