JPS6216812A - 管圧延制御方法 - Google Patents

管圧延制御方法

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Publication number
JPS6216812A
JPS6216812A JP60154460A JP15446085A JPS6216812A JP S6216812 A JPS6216812 A JP S6216812A JP 60154460 A JP60154460 A JP 60154460A JP 15446085 A JP15446085 A JP 15446085A JP S6216812 A JPS6216812 A JP S6216812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rolling
roll
wall thickness
tube
stands
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60154460A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Moribe
森部 憲二
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP60154460A priority Critical patent/JPS6216812A/ja
Publication of JPS6216812A publication Critical patent/JPS6216812A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管軸長方向全長に亘り肉厚、外径を目標値に一
致せしめ得る管圧延制御方法に関し、更に詳述すると芯
金棒を使用して複数スタンドにて素管を圧延して管軸長
方向全長に亘り目標の肉厚。
外径寸法の仕上管を製造する管圧延制御方法に関する。
(従来技術〕 小径継目無鋼管は第7図に示すような製造ラインにて製
造されている。即ち素材であるビレットを加熱炉にて所
定温度にまで加熱して穿孔機にて穿孔した後、延伸圧延
機にて肉厚加工をh&iLで仕上管に成形し、これを再
加熱したのち絞り圧延機にて所定の外径、肉厚に加工し
て小径継目無鋼管は製造されている。
上記製造ライン中の延伸圧延機としてはマンドレルミル
が一般に使用されており、このマンドレルミルは第8図
に示すように穿孔機(図示せず)にて既に穿孔された素
管1にそれよりも長尺の円柱状の芯金棒2を挿入し、複
数のスタンド31.32゜・・・、38の夫々が所定の
ロール回転数、ロールギャップに設定された圧延ロール
対31a、 32a、・・・、388間をその状態で通
して素管1を圧延し、目標の肉厚、外径を有する仕上管
に仕上げる延伸圧延機である。
このマンドレルミルには、現在実用されているものとし
て芯金棒2の圧延方向の動きを拘束しない状F、で圧延
するフルフロートマンドレルミルと、芯金棒2の圧延方
向の動きを制御すべく拘束した状態で圧延するセミフロ
ートマンドレルミルの2種類がある。そのうちの例えば
フルフロートマンドレルミルにより各スタンドでのロー
ル回転数。
ロールギャップを各スタンド別に一定に維持して圧延し
た仕上管は、その肉厚を軸長方向全長に亘って測定する
と第9図に示すように、目標肉厚(破線)に対して薄い
管先端、後端の薄肉部c、d及びその直ぐ中央側の厚肉
部、所謂先端側のフロントスタマックa、f&端側のテ
ールスタマンクbが形成され、軸長方向で肉厚寸法が変
化している。
この肉厚変化が生じる要因としては、圧延前の素管の温
度分布、芯金棒の外径分4及び複数スタンドでの噛込み
、尻抜けの過渡状態等が知られている。
これら要因の肉厚変化へ及ぼず影響について詳述する。
まず、マンドレルミルに到達した穿孔後の素管に軸長方
向に温度変化が存在すると、圧延中に圧延荷重の変動と
なって表われるために圧延中にロールギャップが変動し
て仕上管に肉厚変化が生じる。
また、素管に挿入する芯金棒の圧延に直接寄与する部分
は使用により、一般に外径変動が存在しており、芯金棒
の外径変動パターンは延伸圧延によりその軸長方向に拡
大された状態で仕上管に転写されるため、仕上管は肉厚
変化が生ぜしめられる。
更に、フルフロートマンドレルミルの場合には芯金棒の
動きを拘束しないため、複数スタンドでの素管の噛込み
、仕上管の尻抜けの際に芯金棒が圧延機の機構上、加速
され、これにより仕上管には前述のa、b、c、d等の
肉厚変動部が形成される。またセミフロートマンドレル
ミルの場合においても各スタンドにおける管の噛込み、
尻抜けによりスタンド間で応力状態が変化し、肉厚変動
部が形成される。
このため従来より管肉厚を均一に圧延する技術が種々提
案されている。これらの方法は上述の複数の要因の全て
に対してではなく、そのうちの1つの要因をパラメータ
として使用して肉厚制御を行っている。例えば特開昭5
7−22813号の管圧延制御方法では芯金棒の外径変
動のみを対象としており、具体的には既に圧延された仕
上管の全長に亘っての肉厚の変動パターンを求め、この
変動パターンに基づいて相補的な変動パターンを決定し
、この変動パターンを制御パターンとして記憶装置に入
力しておき、この制御パターンを、圧延に使用する芯金
棒の外径変化に基づいて決定された制御パターンに重畳
して特定の圧延スタンドのロール回転数、ロールギャッ
プのfJ!tl整を圧延中に行うようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、素管の温度分布は加熱条件により異なる
のが一般的であり、また芯金棒の摩耗は制御対象より1
つ前の素管の圧延中にも生じて、これにより肉厚変化へ
影響が及ぶようになっており、更に上記2要囚にて複数
のスタンド間の夫々についての素管、仕上管に生じる張
力が一定とならずに変化するため、1つの要因に基づい
て肉厚寸法を制御することには限界があった。
従って今一層の肉厚寸法精度の向上が望まれていた。
〔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、複数
の肉厚変動の要因に対してこれをパラメータとして使用
し、個々の影響による肉厚変動を防止することにより、
肉厚、外径の精度を更に向上し得る管圧延制御方法を提
供することを目的とする。
本発明に斯かる管圧延制御方法は、芯金棒が挿入された
素管をカリバーロールからなる複数のスタンドを備えた
延伸圧延機にて目標肉厚、外径の仕上管に圧延制御する
方法において、611記スタンドのうち少なくとも仕上
用の最終2スタンドでのロール溝底と芯金棒との間隔の
素管長手6向のパターンを、先行素管圧延の際の該当ス
タンドでの圧延荷重実測値、ロールギャップ実測値及び
ロールの寸法仕様並びに前記先行素管の次に圧延すべき
後行素管の圧延に使用する芯金棒の外径寸法によって求
め、求めた間隔のパターンに基づいて該当スタンドにお
けるAi+記間隔が一定となるようにロールギヤツブの
制御パターン及びロール回転数の制御パターンを決定し
、その両制御パターンにて前記後行素管を圧延すること
を特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明に係る管圧延制御方法を適用したマンド
レルミル及びその制御系を示す模式図であって、上工程
から送られてきた素管1はその内部に芯金棒2を挿入さ
れた状態で各ロールスタンド31〜38の圧延ロール(
カリバーロール) 31a 〜38aによりこの順に(
白抜矢符方向に)圧延される。
その最終の20−ルスタンド即ち仕上ロールスタンド3
7.38はロートセルフ、8が取付けられており、圧延
荷重に関する信号は演算制御装置4へ与えられる。また
同一の仕」−ロールスタンド37゜38はセルシン17
.18が取付けられてあってロールギヤツブを検出する
ようになっており、セルシン17、18にて検出された
ロールギャップに関する信号は同様に演算制御装置4へ
与えられる。
演算制御装置4には仕上ロールスタンド37.38につ
いての孔型寸法及び芯金棒2の軸長方向全長に亘っての
外径実測値が入力されるようになっており、孔型寸法は
ロール切削時の値を用い、また芯金棒2の外径分布は穿
孔素管に続き圧延される後行素管に使用する芯金棒につ
いての使用直前の寸法実測値を使用する。
演算制御装置4は上述の圧延荷重実測値(P(i、j)
、iはロールスタンド番号、」は管軸長男向の測定位置
)、ロールギャップ実測値(GP (i、 j) )、
芯金棒の外径実I!1IIJ値fDB (i、 j) 
l 、仕上スタンドのロール孔型寸法及び予めこれに入
力設定されているロール孔型と芯金棒2との間隔(T(
i、j))つまり肉厚に関する下記(1)式に基づき先
行素管圧延の際の仕上スタンドでの芯金棒2とロール孔
型との間隔のパターンを算出する。なおこの分布の算出
に際して、フルフロートマンドレルミルにおいては芯金
棒の実測個所とスタンド部分との位置関係は芯金棒速度
と圧延材速度を追跡することにより予測可能であり、こ
のためその位置関係を予測により正確に対応させている
。 また、セミフロートマンドレルミルにおいては、芯
金棒とロールスタンドとの間隔は、芯金棒移動速度制御
用キャリッジの位置を検出してその検出イ直にて恩、金
棒の外径実測値とロールスタンドとの相対位置関係を把
握する。
T (i、 j) =RI(It−5r(It −GD
(+1/ 2+ (GP(i、j)+DS(i、j)−
DB(j、j) ) /2・・・(1) 但し、l1l(i):孔型半径 5l(i):孔型オフセット量 GO(i):設計ロールギャップ KM(i):ミル剛性係数 OS (i、 j)  :ミルスプリング量(=P (
i、 j) /KM(i)1 上記R1(i)は第2図に示す如く圧延ロール対31a
等の孔型中心0よりも一圧延ロール側へ5r(i)だけ
偏心した位置0′を中心とした孔型の半径であり、GD
(i)は圧延ロール対の設計上のロールギャップである
また、演算制御装置4には下記(2)式に示すロールギ
ャップパターンの計算式及び下記(3)式に示すロール
回転数パターンの計算式が設定されており、上記の仕上
スタンドでの芯金棒とロール孔型との間隔の分布等に基
づきロールギヤツブ(GPT (i、j))パターン及
びロール回転数(RPT (i、 j) lパターンを
求め、そのTM (i) 、  RPT (i、 j)
となるように圧延ロール対31a等のロールギャップ及
び回転数を制御する。
GPT(i、j)=GI’5T(i、j)−KG(i)
・ (T(i、j)−TM(i)1−r’D(i、j)
/KM(i)+ (DB(i、j)−DBM(i)) 
 ・・・(2)但し、TM(i):各ロールスタンドの
軸長方向の平均肉厚寸法 GPS丁(i、 j)  :ロールギャップパターンの
学習値 KG(i)ニゲイン r’D (i、 j)  :ロールギャップの変化によ
る圧延荷重の変化の予測値 DBM(i1次圧延に使用する芯金棒の軸長方向の平均
外径 RPT  (i、 j) = R(11・ (1+DA
(i、j)/^(i))・・・(3)但し、RPT (
i、 j)  :ロール回転数パターンR(i):基準
ロール回転数 DA (i、 j)  :ロールギャップを制御した場
合の圧延材の断面積 変化量 A(i):基準ロールギャップでの 圧延材の断面積 このように構成された装置により本発明の管圧延制御方
法についてその内容を示すフローチャート(第3図)に
基づいて説明する。まず、後行素管を圧延するに先立ち
、ロードセル7.8及びセルシン17.18から入力し
た先行楽管圧延時の圧延荷重、ロールギャップに関する
信号に基づき仕上a−ルスタンド37.38について圧
延荷重分布、ロールギャップ分布を求める。然る後、次
に使用する芯金棒2の外径寸法を軸長方向全長に亘って
実測し、その実測値on (t、 j)及び仕上ロール
スタンド37.38のロール孔型寸法藺I (i) 、
 Sl (i) 。
GO(i) 、 KM (i) 、 O3(i、 j)
等を演算制御装置4へ入力する。
演算制御値Wt4は前記(1)式及び上記入力信号に基
づきロール孔型と芯金棒2との間隔の分布を計算にて求
め、次いで前記憶)式、(司式に基づき仕上ロールスタ
ンド37.38について夫々ロールギャップパターン、
ロール回転数パターンを計算により求める。然る後後行
素管の圧延が開始されると、演算制御装置4は仕上ロー
ルスタンド37.38についてのロールギャップ、ロー
ル回転数を上述の求めた夫々のパターンとなるように制
御する。
第4図は横軸に管先端からの距離(m)をとり、縦軸に
ロール開度(龍)をとって、上記制御の際に管先端から
の距離に応じて変化させたロール開度を示している。こ
のようにロール開度を制御することにより、横軸に管先
端からの距離(m)をとり、縦軸に肉厚(u)をとって
いる第5図に示す如く肉厚が略一定の仕上管を製造でき
た。
第6図は第5図と同様に横軸に管先端からの距離(m)
をとり、縦軸に肉厚(n)をとって、本発明による肉厚
制御精度と従来技術(特開昭57−22813号)によ
るそれとを対比して示すグラフである。この図より理解
される如く本発明は肉厚制御、外径制御を更に精度よ〈
実施できた。
なお、上記実施例では仕上ロールスタンド37゜38に
ついてのみ通用しているが、本発明はこれに限らずこの
仕上ロールスタンド37.38を含み他のロールスタン
ドにも適用させても同様に実施できるのは勿論である。
また、本発明はマンドレルミルに限らず他の方式の延伸
圧延機にも適用できるのは勿論である。
〔効果〕
以上詳述した如く本発明は先行楽管圧延時の圧延荷重分
布、ロールギャップ分布、先行素管の圧延に使用した芯
金棒の外径分布に基づいて芯金棒とロール孔型との間隔
の分布を算出してこの算出値に基づきロールギャップパ
ターンとロール回転数パターンとを決定し、この決定し
たパターンにて後行楽管を圧延するので、従来よりも肉
厚、外径をより高精度に目標値に一致させることができ
る優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施状態を示す模式図、第2図はロー
ルスタンドでの断面図、第3図は本発明の管圧延制御内
容を示すフローチャート、第4図は本発明によりロール
ギャップを制御した場合のロール開度例を示すグラフ、
第5図はそのときの肉厚変化を示すグラフ、第6図は本
発明と従来技術との肉厚制御精度を対比して示すグラフ
、第7図は仕上管の製造ラインの説明図、第8図は従来
技術の説明に使用する図、第9図は従来技術の内容説明
図である。 ■・・・素管 2−・−芯金棒 4・・・演算制御装置
7.8・・・ロードセル 17.18・−・セルシン3
1、−・−、38・−ロールスタンド3 L a 、 
−−−−−−−、38a・・・圧延ロール対峙 許 出
願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理士  河 
 野  登  夫0   4    B    +2 
  16   20   24   211場Lt軸−
1・ら/I正簾 (−) 算 4 図 畳見堵I噌弓Elll(ffl) X、5’@

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芯金棒が挿入された素管をカリバーロールからなる
    複数のスタンドを備えた延伸圧延機にて目標肉厚、外径
    の仕上管に圧延制御する方法において、 前記スタンドのうち少なくとも仕上用の最 終2スタンドでのロール溝底と芯金棒との間隔の素管長
    手方向のパターンを、先行素管圧延の際の該当スタンド
    での圧延荷重実測値、ロールギャップ実測値及びロール
    の寸法仕様並びに前記先行素管の次に圧延すべき後行素
    管の圧延に使用する芯金棒の外径寸法によって求め、 求めた間隔のパターンに基づいて該当スタ ンドにおける前記間隔が一定となるようにロールギャッ
    プの制御パターン及びロール回転数の制御パターンを決
    定し、 その両制御パターンにて前記後行素管を圧 延することを特徴とする管圧延制御方法。
JP60154460A 1985-07-12 1985-07-12 管圧延制御方法 Pending JPS6216812A (ja)

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JP60154460A JPS6216812A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 管圧延制御方法

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ID=15584720

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992010316A1 (de) * 1990-12-12 1992-06-25 Mannesmann Ag Verfahren zur steuerung von rohrkontiwalzwerken

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992010316A1 (de) * 1990-12-12 1992-06-25 Mannesmann Ag Verfahren zur steuerung von rohrkontiwalzwerken

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