JPS6250011A - マンドレルミルのロ−ル回転数制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マンドレルミル各スタンドのロール回転数を
制御する装置に関するものである。

［従来の技術］ シームレスパイプ製造設備の代表的なミルであるマンド
レルミルにおいては、各スタンドの回転数を適正に保た
ないと圧延上のトラブルを生じたり、得られた製品の精
度、品質が低下するおそれがある。

このため、従来は、マンドレルミル入側から送込まれる
材料の外径及び肉厚とマンドレルミル出側の製品として
要求されるパイプ外径及び肉厚から、各スタンドにおけ
る適正なロール回転数を求め、これによってロール回転
数の設定が行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来手段では、マンドレルミル入側
の材料に肉厚変動があると、各スタンドのロールの速度
バランスが崩れ、このため製品の寸法精度や品質に対す
る要求が高い場合には必ずしも満足すべき製品を得るこ
とができなかった。

本発明は上述の実情に鑑み、マンドレルミル入側の材料
肉厚に変動があった場合に、該変動に対応して圧延ロー
ルを最適な回転数に制御すること目的としてなしたもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はマンドレルミルの各スタンドの圧延荷重を検出
する荷重検出器と、所定のスタンド入側の被圧延材温度
を検出する温度検出器と、荷重検出器で得られた圧延荷
重と温度検出器で得られた被圧延材温度をもとに各スタ
ンドの圧延用ロール適正回転数を求め圧延用ロール駆動
用の原動機に回転数変更の指令を与える演算制御装置を
設けた構成を有している。

［作　　用］ 各スタンドで検出された圧延荷重及び所定位置で検出さ
れた被圧延材温度をもとに各スタンドの圧延用ロール適
正回転数が演算され、この結果をもとに圧延用ロール駆
動用の原動機の回転数が制御される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

先ず、本発明の原理について第２図〜第９図により説明
する。

例えば、成るスタンド入側の材料肉厚が第２図に示すよ
うに変化したとき、そのスタンドの圧延荷重は第２図の
ようになる。これを利用すれば、各スタンドの圧延荷重
の変動によって入側肉厚の変化を推定することができる
。例えば、第１スタンドで圧延荷重が増えた場合は、そ
れだけ入側肉厚が厚くなったことになり、入側材料の送
給速度を一定に保持するには、入側肉厚が厚くなった分
だけ出側材料速度を速くすることが必要である。従って
入側材料肉厚が第２図のように変化し、圧延荷重が第３
図のように変動する場合には、当該スタンドにおけるロ
ール回転数は第４図に示すように変化させなければなら
ない。このとき、第２スタンドのロール回転数も第１ス
タンドのロール回転数の変動に応じて修正することが必
要である。又第２スタンドのロール回転数はこの他に、
第２スタンドの圧延荷重の変動による修正を行う。以下
同様にして後段のスタンドまで順次回転数を修正すれば
良い。

以上の説明では、圧延荷重の変動はスタンド入側の材料
の肉厚変化としてとらえているが、圧延荷重の変動は材
料の温度変化による硬度変化によっても生じる。従って
圧延荷重変動のうち材料温度変化による材料変形抵抗の
変化に対応する分はロール回転数制御の対象から外さな
ければならない。このために、全スタンドの上流側或い
は何台かの部分に設置した温度検出器により材料温度変
化を測定し、測定した温度変化によって材料変形抵抗の
変化を計算し、これによる圧延荷重の変動量を求める。

実測した圧延荷重変動から上述した材料温度変化による
圧延荷重変動量を差し引いたものによってスタンド入側
肉厚の変化を推定し、前述のように肉厚変動に対応させ
てロール回転数を制御すれば良い。これを図で説明する
と、例えば第１スタンドの圧延荷重が第５図のようでお
り、同じく入側材料の温度分布が第６図のような場合、
第６図の温度変化による変形抵抗の変化、すなわち、温
度変化による圧延荷重の変動を第７図のように推定し、
第５図の圧延荷重から第７図の圧延荷重を差し引いたも
のを第８図に示すように、入側材料肉厚変化による荷重
変動とし、これによって入側肉厚変化を推定してロール
回転数を第９図に示すように制御すれば良い。

次に本発明の具体例を第１図により説明する。

第１図中１はマンドレルバ−１２は被圧延材、３−１．
３−２．３−３．３−ａ　、３−５．３−６．３−７．
３−１３は従来公知のマンドレルミルのＮｏ、　１〜Ｎ
０．８スタンド、４−１゜４−２．４−３．４−４、．
４−５．４−８．４−７．４−Ｂは各スタンドの圧延用
ロールを駆動するための電動機、５−１゜５−２．５−
３＋５−４　＋５−５．５−１３，５−７，５−８は各
電動機に接されロールに動力を伝達するための減速機、
６−１．６−２．６−３．６−４．６−５．６−６．６
−７．６−８はＮｏ、　１スタンド〜Ｎ００８スタンド
の夫々の圧延荷重を測定するロードセル等の荷重検出器
、７−１　、７−２　、７−３　。

７−ａ　、　７−５　、７−６　、７−ｙ　、　７−３
はＮｏ、　１スタンド３−１〜Ｎｏ、　８スタンド３−
８人側の被圧延材の温度検出器、８は各荷重検出器６−
１〜６−８及び温度検出器７−１〜７−８による検出信
号及び設定器９て設定された設定信号を基に、各スタン
ド３−１〜３−８の圧延用ロールの回転数の基準値に対
する変化分を演算し、各電動機４−１〜４−８に指令信
号を出力する演算制御装置である。

シームレスパイプ圧延時には、ミル入側に準備されてい
る被圧延材２にマンドレルバ−１を挿入し、マンドレル
バ−１の挿入された被圧延材２を圧延ライン内に供給し
、圧延を開始するが、圧延開始に先立って設定器９によ
り演算制御装置８へ種々の基準圧延条件を設定しておく
。

基準圧延条件としては、Ｎｏ、　ｉスタンドの基準ロー
ル回転数ｎｉ、Ｎｏ、ｉスタンドの基準圧延荷重ｐｉ、
Ｎｏ、ｉスタンド入側の被圧延材の基準温度ｔＨ１Ｎｏ
、ｉスタンド入側の被圧延材の基準肉厚Ｗｉ、ＮＯ，ｉ
スタンド入側の被圧延材の１外径ｄ１等がおる。なお本
実施例ではｉ＝１〜８でおる。

圧延作業時には各荷重検出器６−１〜６−８によってＮ
ｏ、１スタンド３−１〜Ｎｏ、　８スタンド３−８の圧
延荷重がｐｌｉ＝ｉ〜８）が検出されると共に各温度検
出器７−１〜７−８によってＮｏ、　１スタンド３−１
〜Ｎ０１８スタンド３−８人側の被圧延材２の温度Ｔｌ
１＝１〜８）が検出され、検出された圧延荷重ｐ１及び
温度Ｔ１の信号は演算制御装置８へ入力される。

演算制御装置８ではＮｏ、　１スタンド３−１における
被圧延材２の入側肉厚Ｗ１が Ｗ＋＝Ｗ＋＋ｆ＋　　（Ｐ＋、　ｔ＋、　Ｐ＋、Ｔ＋、
Ｗ＋　）・・・（１）により演算され、基準ロール回転
数ｎ１、基準入側肉厚Ｗ１、演算された入側肉厚Ｗ１、
よりＮｏ、１スタンド３−１にあけるロール回転数変化
量Ａ　Ｎ　ｎが、 １ＪＮｏ　＝ＣＩＩ　　（Ｐ＋　、Ｗ＋　、Ｗ＋　）　
・＝（ｆｉ）により演算される。この演算されたロール
回転数変化量ＡＮＩ＋は演算制御装置８から指令信号と
してＮｏ、　１スタンド３−１の電動機４−１に与えら
れ、電動機４−１の回転数が制御されることによりＮｏ
、　１スタンド３−１の圧延用ロールの回転数が適正に
制御される。

Ｎｏ、　１スタンド３−１の圧延用ロールの回転数が変
化した場合には、Ｎｏ、　２スタンド以後のロール回転
数も次の比率弁だ（プ変化させる必要がおる。

すなわち、Ｎｏ、２スタンド３−２におけるＮｏ、１ス
タンド３−１のロール回転数変化量による変化比率は、 となりＮｏ、　３スタンド３−３にあけるＮｏ、　２ス
タンドとなり、Ｎｏ、　４スタンド３−４以後において
も同様に表わされる。

Ｎｏ、　２スタンド３−２における被圧延材２の入側Ｗ
２は Ｗ２＝Ｗ２＋ｊ２（１）２．　ｉ２．　Ｐ２．　Ｔ２．
　Ｗ２　）・＝（ｖ）により演算され、基準ロール回転
数ｎ２、基準入側肉厚Ｗ２、演算された入側板厚Ｗ２、
Ｎｏ、１スタンド３−１のロール回転数変化によるＮｏ
、　２スタンド３−２のロール回転数変化比率ｈ２１（
ｒｌ＋。

Ｗ＋　、　Ｖｌ＋／＋　）よりＮｏ、２スタンド３−２
におけるロール回転数変化量ＡＮ２２は １ＪＮ２２＝ｃＪ２　（ｒ１２　、　Ｗ２　、　Ｗ２　
）十ｈ２＋　（ｎ＋　、　Ｗ＋　、　Ｖｌ＋／＋　）　
・Ｎ２−　　＆Ｄにより求められ、このロール何転数変
化ｍＡＮ２２は演算制御装置８から指令信号としてＮｏ
、　２スタンド３−２の電動＠４−２に与えられ、電動
機４−２の回転数が適正に制御されることによりＮＯ，
２スタンド３−２の圧延用ロールの回転数が制御される
。

Ｎｏ、　２スタンド３−２の圧延用ロールの回転数が変
化した場合には、Ｎｏ、　３スタンド以後のロール回転
数も次の比率弁だけ変化させる必要がおる。

すなわちＮｏ、　３スタンド３−３におけるＮｏ、　２
スタンとなり、Ｎｏ、　４スタンド３−４におけるＮｏ
、　３スタンド３−３によるロール回転数変化量による
変化率は となり、Ｎｏ、　５スタンド３−５以後においても同様
に表わされる。

以下同様にして後段スタンドまで回転数変化量が順次求
められ、各スタンドの電動機延いては圧延用ロールの回
転数の制御が行われる。ただし、最終スタンドから１〜
２スタンドは外径圧延のみの場合が多く、回転数制御は
必らずしも必要ない。

マンドレルミル圧延時の被圧延材の温度変化のうち最大
のものは長手方向シェル先端が高温でシェル後端が低温
であるような温度分布であり、これは同一スケジュール
内ではかなり均一なパターンになる。従って、上述の回
転数制御のうち被圧延材の温度変化に関する部分につい
ては、スケジュールごとに温度パターン又は温度変化に
よる変形抵抗又は圧延荷重の変化パターンを別途与えて
ヤリ、或いは演算制御装置に入力しておき、これを温度
検出器の出力による演算にかえることが可能であり、又
は温度検出器の出力による演算と併用することも可能で
ある。又各スタンドでの被圧延材の温度を炉から出され
たときの温度及び経過時間等により理論的に数値解析し
、この理論値を演算制御装置へ設定し、圧延荷重のみを
検出してロール回転数変化量を求めても良く、或いは各
スタンドでの被圧延材の温度を実際に圧延を行って得ら
れた実データにより決定し、これを演算制御装置へ入力
し、温度の理論値を用いる場合と同様圧延荷重のみを検
出してロール回転数変化量を求めても良く、更に温度検
出器による検出値、理論値、実データを適宜併用しても
良い。

温度検出器は全スタンドの入側に設けず、マンドレルミ
ル入側に１組だけ設けても良く、或いはスタンドのうち
任意の何れかにおいてのみ設けても良い。

ロール回転数制御は電動又は油圧によるミル剛性制御と
組み合わせて使用しても良いし、被圧延材の外径を測定
するようにし、圧延位置修正量を決める演痺部を設け、
電動又は油圧による圧下位置修正機構と合わせてロール
ギャップ、ロール回転数の制御等総合的な制御を行うよ
うにすることも可能となる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得
ることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明のマンドレルミルのロール回転数制御装置によれ
ば、マンドレルミル入側の材料肉厚に変動があった場合
に、該変動に対応して圧延ロールを最適な回転数に制御
できるため、製品の精度品質が良好になるという優れた
効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図〜第９図は
本発明の詳細な説明するためのグラフである。 図中１はマンドレルバ−１２は被圧延材、３−１〜３−
８はスタンド、４−１〜４−８は電動機、５−１〜５−
８は減速機、６−１〜６−８は荷重検出器、７−１〜７
−８は温度検出器、８は演算制御装置、９は設定器を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）マンドレルミルの各スタンドの圧延荷重を検出する
   荷重検出器と、所定のスタンド入側の被圧延材温度を検
   出する温度検出器と、荷重検出器で得られた圧延荷重と
   温度検出器で得られた被圧延材温度をもとに各スタンド
   の圧延用ロール適正回転数を求め圧延用ロール駆動用の
   原動機に回転数変更の指令を与える演算制御装置を設け
   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
   装置。 ２）マンドレルミルの各スタンドの圧延荷重を検出する
   荷重検出器と、荷重検出器で得られた圧延荷重と予め理
   論解析された各スタンド入側の被圧延材温度若しくは予
   め実測された各スタンド入側の被圧延材温度をもとに各
   スタンドの圧延用ロール適正回転数を求め圧延用ロール
   駆動用の原動機に回転数変更の指令を与える演算制御装
   置を設けたことを特徴とするマンドレルミルのロール回
   転数制御装置。 ３）マンドレルミルの各スタンドの圧延荷重を検出する
   荷重検出器と、所定のスタンド入側の被圧延材温度を検
   出する温度検出器と、荷重検出器で得られた圧延荷重と
   温度検出器で得られた被圧延材温度に加え予め理論解析
   された各スタンド入側の被圧延材温度若しくは予め実測
   された各スタンド入側の被圧延材温度のうち両者或いは
   一方を併用して各スタンドの圧延用ロール適正回転数を
   求め圧延用ロール駆動用の原動機に回転数変更の指令を
   与える演算制御装置を設け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装置。