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WO1982000108A1 - Method and apparatus for controlling the press of a reeling mill - Google Patents

Method and apparatus for controlling the press of a reeling mill Download PDF

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WO1982000108A1
WO1982000108A1 PCT/JP1981/000150 JP8100150W WO8200108A1 WO 1982000108 A1 WO1982000108 A1 WO 1982000108A1 JP 8100150 W JP8100150 W JP 8100150W WO 8200108 A1 WO8200108 A1 WO 8200108A1
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WO
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rolling
mill
tube
outer diameter
reduction
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Ceased
Application number
PCT/JP1981/000150
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steel Co Ltd Kawasaki
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to DE8181901790T priority Critical patent/DE3176480D1/de
Publication of WO1982000108A1 publication Critical patent/WO1982000108A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/78—Control of tube rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
    • B21B19/10—Finishing, e.g. smoothing, sizing, reeling

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically reducing a rolling mill and an automatic reduction control device for implementing the method, and more specifically, to a method for manufacturing a man-made plug mill.
  • the present invention relates to an automatic rolling control method and an automatic rolling control device for a rolling roll in a reeling mill in a rolling process in manufacturing a seamless steel pipe.
  • Reeling mills are located between plug mills and sizing mills in the seamless steel pipe manufacturing process.
  • the purpose is to remove the plug flaws generated by the lag mill and to secure an appropriate expansion amount for the sizing mill in the post-process. Then, the pipe is cleaned by reducing the wall thickness of the pipe.
  • the thickness reduction that is, most of the reduced wall thickness changes to the outer diameter expansion allowance, it is a characteristic of the milling mill, so if the wall loss for the polishing pipe varies, As a result, the outer diameter changes after reel rolling (reel mill rolling) in the longitudinal direction of the tube, and the following inconveniences occur. In other words, if the wall thickness reduction during rolling is small, the outer diameter expansion rate during reel rolling is reduced.
  • the outside diameter is rolled to be small, and when the wall thickness is reduced, the outside diameter is expanded and the outside diameter is rolled to be large. If the outer diameter after rolling is smaller than the specified value, unrolled parts will be formed in the subsequent sizing mill, which will have a significant adverse effect on the outer diameter of the product. If the rear outside diameter is too large, a sizing mill will generate flaws such as “roll edge flaws” during rolling at the sizing mill, which will also significantly degrade the product quality. As described above, the rolling process using a reeling mill has a large effect on the dimensional accuracy of the final product and, consequently, the yield of the product. It is necessary to roll the outer diameter as desired.
  • the conventional control method for the reeling mill is as follows: (a) As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-37568, the outer diameter of the outlet pipe is made constant.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 53-3-8 describes a method of controlling the rolling power so that the rolling power is always constant through each lot and throughout the length of each rolling element tube.
  • each lot and each rod are determined based on the pipe section area information and temperature information on the inlet pipe.
  • the pattern of the rolling power value is set for each pipe so that the cross-sectional area of the pipe at the exit side is constant throughout the entire length of the pipe, and the rolling power is varied according to this pattern.
  • Such a control method has been proposed. Of these conventional methods, the former control method ignores the temperature change in each rolling element tube and the temperature change in the longitudinal direction of the rolling element tube, so that the rolling power constant control is performed. If you do, the cold part of the tube
  • the pipe since the deformation resistance is large, the wall thickness loss is small, and therefore, the pipe cannot be expanded until the discharge outside diameter reaches a predetermined value, so that the discharge outside diameter is not constant.
  • the outer diameter of the pipe at the entrance of the reeling mill changes in the longitudinal direction depending on the roll gap setting and rolling load during rolling of the plug mill.
  • the rolling power constant control method during rolling the outer diameter of the raw tube at the outlet of the reeling mill further varies.
  • the target power is controlled by changing the target power to a predetermined pattern in consideration of the temperature change in the longitudinal direction of the raw tube.
  • the target power is set so that the cross-sectional area of the pipe at the outlet of the reeling mill is kept constant, ignoring the change in the pipe outer diameter in the longitudinal direction of the pipe.
  • the outer diameter of the pipe after the ring mill will vary both in the longitudinal direction of the pipe and in the average outer diameter of each pipe in the lot.
  • the temperature distribution in the longitudinal direction of the plug mill entry side pipe tends to increase in the rear end direction.
  • the tube shape after plug mill rolling tends to be thinner toward the rear end.
  • the cross-sectional area pattern of the reeling mill inlet side pipe generally has a pattern such that the cross-sectional area decreases toward the rear end.
  • the present invention seeks a target wall thickness reduction in the longitudinal direction of the raw pipe during rolling so that the outer diameter of the raw pipe on the outlet side of the ring mill is always constant, and determines the torque of the rolling motor.
  • the above-mentioned drawbacks are solved by calculating the actual thinning amount from the temperature and the inlet tube temperature and controlling the actual thinning amount to match the target thinning amount. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the rolling reduction in a ring mill.
  • Another object of the present invention is to quantitatively adjust the roll interval in the above-described method for controlling the rolling of a rolling mill, whereby the outlet pipe of the ring mill is adjusted.
  • An object of the present invention is to provide a rolling reduction method capable of making the outer diameter uniform in the longitudinal direction.
  • Still another object of the present invention is to provide an automatic rolling-reducing mill rolling mill control device useful for implementing the rolling control method according to the present invention.
  • the present invention provides an outer diameter, an average wall thickness, and a smaller diameter of the pipe at the inlet of the reeling mill so that the outer diameter of the pipe at the outlet of the reeling mill is always constant. Rolling from the target outer diameter force
  • the target wall thickness reduction is determined in the longitudinal direction of the pipe, and the pipe wall temperature on the entrance side of the reeling mill and the actual wall loss during rolling from the rolling torque of the rolling motor are measured in the pipe longitudinal direction. Is calculated, and the rolling reduction of the rolling roll is controlled such that the actual thinning amount becomes equal to the target thinning amount.
  • the present invention provides a wall thickness / outer diameter calculating device for calculating an average pipe wall thickness and an outer diameter of an inlet pipe at an inlet side of the ring mill; Side average wall thickness, inlet tube outer diameter and reeling mill Inlet tube temperature, rolling motor armature voltage, current, rolling motor rotation speed and reel Input the target outer diameter of the mill exit side, calculate the target thickness reduction and the actual thickness reduction during rolling, and output a deviation signal between the target thickness reduction and the actual thickness reduction
  • the AGC device means a so-called automatic roll interval control device, which outputs a deviation signal between a target thinning amount and an actual thinning amount to a reduction motor control device that drives a reduction motor. Equipment.
  • the reduction control method and the reduction control device since motor torque during rolling is detected from the tube reduction at each time, whether the actual thickness reduction is the target thickness reduction is considered.
  • the required correction amount of the rolling roll interval in the case of deviation is determined uniquely, the control is very stable, and the hunting phenomenon and the control delay phenomenon do not occur.
  • the control since the control is performed in consideration of the temperature change in the longitudinal direction of the raw tube on the inlet side of the ring mill, the outer diameter of the tube on the outlet side of the reeling mill is uniform in the longitudinal direction. In particular, the outer diameter at the front and rear ends can be controlled to the target value.
  • FIG. 1 is a diagram showing the control system of the present invention in a rolling mill
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a rolling state of the rolling mill
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a rolling state in a bragg mill in a pre-releasing mill process.
  • Fig. 1 is a view showing the control system gun of the present invention in a reeling mill, as viewed from above the reeling mill.
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the rolling state of the ring mill.
  • the rolling element tube 3 is composed of a pair of drum-type rolling rollers 6, 6 whose axes are inclined in opposite directions to each other, and a rolling plug 7 inserted into the element tube.
  • the wall thickness is reduced by rolling while rotating in the direction of the arrow, thereby eliminating uneven wall thickness of the pipe and plug flaws generated by the plug mill in the previous process. It is being done.
  • Reference numeral 1 denotes a guideway for regulating the vertical position of the pipe 3
  • 8 denotes a plug bar of a rolling plug 7
  • 9 is attached to a shaft of the rolling rolls 6 and 6.
  • Roll reduction to adjust roll spacing A screw is used
  • 10 is a reduction motor for operating the reduction screw 9
  • 12 is a rolling motor for rotatingly driving the rolling rolls 6,6.
  • most of the thickness reduction acts as expansion of the outer diameter, so it is necessary to control the thickness reduction in order to control the outside diameter of the outlet side.
  • the inventors analyzed the relationship between the amount of wall thinning and the amount of tube expansion based on a large amount of data obtained from actual reel rolling, and found that the target wall thickness reduction t was obtained by equation (1). Was found to be required.
  • Equation (2) can be easily derived from Fig. 3.
  • reference numeral 4 denotes a plug mill rolling plug.
  • M is the mill steel of the plug mill
  • ⁇ Is the bottom radius of the force river, r 2 is the force, radius of the river flange,
  • 0 2 is the expected angle of the arc of radius r 2 .
  • Rolling load P and roll gear & gear must not only change for each tube, but also change in the longitudinal direction during rolling in the same tube.
  • the outer diameter of the pipe changes in the longitudinal direction.
  • the rolling load at the temperature drop of the plug tube on the plug end side at the front and rear ends of the pipe is significantly larger than that at the center, so the outer diameter near the front and rear ends and the outer diameter at the center of the pipe The diameter difference changes to a degree that cannot be ignored.
  • C or To determine the outer diameter after plug mill rolling do not use equation (2), but instead use the plug mill exit side or reeling.
  • the outer diameter of the mill inlet side pipe may be continuously measured in the longitudinal direction directly using an outer diameter measuring device, and may be obtained.
  • Dp The average value of the outer diameter of the tube after the plug mill rolling described later: Dp is obtained by averaging the outer diameter of each point in the longitudinal direction obtained in this way.
  • the outer diameter Dp of the raw tube after the plug mill rolling is input to the AGC device 15 in FIG. 1 as the outer diameter of the milling mill entrance side.
  • tp of the tube after plug mill rolling To determine the average wall thickness tp of the tube after plug mill rolling, weigh the material set before charging the heating furnace, determine its weight, and scale it in a heating furnace. After subtracting the loss amount, the weight W of the steel material in the plug mill was determined, and the length of the raw tube was measured after the final pass rolling of the steel material in the plug mill. determining t P Te cowpea and a base pipe average outer diameter P after flop lag mil to (3) below.
  • the steel material density depends on the steel material temperature of the plug mill rolled tube.
  • This average wall thickness t P is input to the device 15 as raw tube wall thickness information on the side of the reeling mill.
  • rolling motor power and entry side base pipe temperature or found in rie Li in g mil taking into consideration the deformation resistance determining an actual thinning amount t A during rolling.
  • the inventors have found expression (4) as a relational expression between the rolling torque of the rolling motor and the wall thickness reduction.
  • the rolling motor uses a DC motor as an example.
  • Deformation resistance is determined from the rolling temperature ⁇ of the raw tube and the carbon content of other steel materials. Many calculation formulas have been proposed for the calculation, and an appropriate one will be used.
  • the rolling temperature ⁇ of the raw pipe is obtained by directly measuring the temperature of the raw pipe at the entrance of the reeling mill in the longitudinal direction with a thermometer 13.
  • Kf changes during rolling due to the temperature pattern in the longitudinal direction of the tube.
  • the actual electric ⁇ current E & and armature voltage v a the actual rotational speed of the rolling motor From the N M and the steel material temperature T during rolling, the actual wall thickness reduction At A of the hollow shell during rolling can be obtained.
  • the deviation between the actual thinning amount thus obtained and the target thinning amount is obtained, and the rolling position of the rolling roll is adjusted in accordance with the deviation.
  • Lumpur interval E is reduction motor controller 1 1 (FIG. 1) to thus E - to - ( ⁇ ⁇ ⁇ 0) 2 .
  • a method for adjusting the roll interval quantitatively is clearly evident. This is also one of the features of this method that has not become a conventional method.
  • the present invention is useful for manufacturing a seamless steel pipe by a mannes manuscript mill pipe manufacturing method.
  • the outer diameter of the delivery side could not be made uniform in the longitudinal direction because the rolling mill was adjusted to reduce the rolling without considering the temperature change in the longitudinal direction of the pipe.
  • the outer diameter at the front and rear ends cannot be controlled to the target value, but is possible with the method of the present invention.
  • the product outer diameter of a seamless steel pipe product is always rolled as intended, and the mouth of the post-process sizing minole can be obtained. There are no flaws, etc., and a remarkably good effect can be obtained on product quality.

Landscapes

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

Description

明 細 リ 一 リ ン グ ミ ルの 圧下制御方法およ び制御装置 技術分野 ·
こ の発明は、 リ — リ ン グ ミ ル の 自 動圧下制御方法およ びこ の方法を実施するため の 自動圧下制御装置、 具体的 にはマ ンネ スマ ンプラ グ ミ ル製管法によ リ継目無鋼管を 製造するに際して圧延工程における リ ー リ ング ミ ルでの圧延口 ールの自動圧下制御方法およ び 自動圧下制御装置に関する。
背景技術
. リ ー リ ン グ ミ ル （ リ ー ラ ） は、 継目無鋼管の製造工程 にお いて プ ラ グ ミ ル と サ イ ジ ン グ ミ ルの 中間に位置し、 ピ ア サ 、 ェ ロ ン ゲ — タ 、 プ ラ グ ミ ル ま で の各圧延機で発 生して リ 一 リ ン グ ミ ル に到達する までに矯正されずに残 つて いる素管偏肉を矯正する こ と 、 プ ラ グ ミ ル で発生す るプ ラ グす り 疵を除去する こ と、 およ び後工程の サ イ ジ ング ミ ルに対して適正な拡管量を確保する こ と な どを 目 的と し、 素管肉厚を減肉せしめる こ と に よ って磨管を行 な う。 こ こ で肉厚圧下即ち減肉分の大半が外径拡管代に 変化する のカ リ 一 リ ン グ ミ ル の特徴であ るため、 磨管の ための減肉量がばらつ く と 、 その影響で素管長手方向に リ ー ラ圧延 （ リ — リ ン グ ミ ル圧延 ） 後外径が変化する こ . と にな り 、 以下の よ う な不都合が生 じる。 即ち、 圧延時 減肉量が小さ い と リ 一 ラ圧延時の外径拡管率が小さ く し
OMPI たがって外径が小さ く 圧延され、 減肉量が大きいと外径 拡管率が大き く 外径が大き く 圧延される。 また リ ー ラ圧 延後外径が所定値よ り 小さ い と 、 後続のサイ ジ ング ミ ル にて未圧延部分が発生して製品外径に著しい悪影響を与 え、 逆に リ ー ラ圧延後外径が所定値よ り大きす ぎる と 、 サ イ ジ ング ミ ル にて圧延中〖二 ロ ー ルエッ ジ疵'な どの疵カ 発生して これも製品品質を著し く 悪化せしめる。 こ のよ う に リ ― リ ン グ ミ ルによ る圧延工程は最終製品の寸法精 度ひいては製品の歩留 り に大き い影響を及ぼすので、 リ — リ ン グ ミ ルの工程で素管外径を 目標通り に圧延する こ とが必要であ る。
リ ー リ ン グ ミ ル に対する従来の制御方法と し て は 、 （ィ） 日本特開昭 5 3 - 3 7 5 6 8 号のよ う に、 出側の管外径 を一定にする こ と を 目的と して 、 各ロ ッ ト を通 じ、 また 各圧延素管の全長を通 じて常に圧延電力が一定になる よ う に制御する方法、 （口） 日本特開昭 5 3 - 8 6 6 6 3 号の よ う に、 出側の管肉厚を一定にする こ と を 目的と して、 入側素管に関する素管断面積情報及び温度情報に基いて 各ロ ッ ト 及び各素管の全長を通 じて、 出側の素管断面積 が一定と なる よ う に圧延電力値のパタ ー ンを素管毎に設 定し、 こ のパタ ー ン に従って圧延電力を変化せしめる よ う に制御する方法、 な どが提案されて いる。 こ れ ら の従 来方法の う ち、 前者の制御方法は、 圧延素管 1 本毎の温 度変化、 圧延素管の長手方向の温度変化が無視されて い る ので 、 圧延電力一定制御を行な う と 、 素管の低温部分―
OMPI では変形抵抗が大きいの で減肉量が小さ く 、 したがつて 出側外径が所定値ま で拡管で きないこ と にな り 出側外径 は一定にな らない。 そればか り か、 リ ー リ ン グ ミ ル入側 の素管外径は、 プ ラ グ ミ ル の圧延中の ロ ー ル ギ ャ ッ プ設 定値と圧延荷重によって長手方向に変化する の で 、 圧延 中の圧延電力一定制御方式では一層 リ ― リ ン.グ ミ ル出側 素管外径のばらつ きが発生する こ と になる。 後者 (口）の方 法は、 素管の長手方向の温度変化を考慮して 目標電力を 所定のパタ ー ン に変化さ せて制御して いるが、 前者 Wの 場合と 同様に入側素管外径の素管長手方向の外径変化を 無視して、 ただ単に、 リ ー リ ン グ ミ ル出側の素管断面積 一定と なる様な 目 標電力の設定を行なって い る ので 、 リ 一 リ ング ミ ル後の管外径は管長手方向において も 、 また ロ ッ ト 内各素管の平均外径において も ばらつ く こ と にな
o
更に（口）の方式の欠点を付け加える な らぱ、 一般に、 プ ラグ ミ ル に於ては、 プ ラ グ ミ ル入側素管の長手方向温度 分布は後端方向に温度上昇の傾向にあるため、 プ ラ グ ミ ル圧延後の素管形状と して 、 後端方向に管厚が薄 く な る 傾向があ る。 即ち リ ー リ ン グ ミ ル入側素管の断面積パタ ー ンは一般に、 後端方向に断面積が小さ く なる よ う なパ タ ー ンを有して いる のであ る。
こ の よ うな断面積パタ ー ンを有する入側素管を リ ー ラ 圧延後において 、 その断面積が長手方向に均一にな る よ う に圧延する た め には 、 後端部方向に、 リ ー リ ン グ ミ ル
( _ OMPI での減肉量を小さ く して ゆかねばならず、 後端部方向に 外径の小さ く なる様な出側外径を有する素管が出来上り、 最終製品の外径品質に好ま し く ない影響を与える。
また（ィ）、 （口）の方式では、 圧延電力が制御されて も圧延 中の圧延モータ の速度が変化する場合には圧延 ト ルク が 変化して しま うため に、 所定の外径が得られ.ない欠点が め る o
したがって本発明は、 リ — リ ン グ ミ ル出側の素管外径 が常に一定になる よ う に、 圧延中の素管長手方向の 目標 減肉量を求め、 圧延モ ー タ の ト ル ク およ び入側素管温度 から実減肉量を算出し、 この実滅肉量が前記目 標減肉量 に一致する よ う に制御する こ と によ り 、 上述の欠点を解 決した リ 一 リ ン グ ミ ルにおける圧下制御方法を提供する こ と を 目 的とする。
本発明の他の 目 的は、 上述した リ 一 リ ン グ ミ ル の 圧下 制御方法において 、 定量的にロ ー ル間隔の調整を行ない、 これによつて リ — リ ング ミ ル の出側管外径を長手方向に 均一になし得る圧下制御方法を提供する こ とにあ る。
本発明の さ ら に他の 目 的は、 本発明に係る圧下制御方 法を実施する のに使用して有用な リ 一 リ ング ミ ル の 自動 圧下制御装置を提供する こ と にあ る。
発明の開示
即ち本発明は、 リ ー リ ン グ ミ ル出側の素管外径が常に 一定になる よ う に リ ー リ ング ミ ル入側の素管外径、 平均 肉厚およ び リ 一 リ ン グ ミ ル出側の 目標外径力 ら圧延中の
Ο ΡΙ 目標減肉量を素管長手方向について求め、 リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管温度およ び圧延モータ の圧延 ト ル ク か ら圧 延中の実減肉量を素管長手方向について 算出し 、 こ の実 減肉量が前記目標減肉量に等 し く なる よ う に圧延 ロ ー ル の圧下量を制御する も のである。
また、 本発明は、 リ — リ ン グ ミ ル入側の素.管平均肉厚、 入側素管外径を算出する 肉厚 · 外径演算装置と 、 前記リ — リ ン グ ミ ル入側の平均肉厚、 入側素管外径およ び リ ー リ ング ミ ル 入側の素管温度、 圧延モータ の電機子の電圧、 電流、 圧延モー タ 回転速度およ び リ ー リ ン グ ミ ル出側の 目標外径を入力 し 目標減肉量およ び圧延中の実減肉量を 算出 して該目標減肉量と実減肉量と の偏差信号を出力す る A 0" C 装置と 、 前記偏差信号によって圧下モ ー タ に圧 下信号を出力する圧下モ ータ 制御装置と を有す る こ と を 特徵とする リ ― リ ン グ ミ ルの 圧下制御装置を提供する も のである。
こ こ で前記 A G C 装置と は、 いわゆる 自動ロ ー ル間隔 制御装置を意味し.、 圧下モータ を駆動する圧下モータ 制 御装置に目 標減肉量と実減肉量と の偏差信号を出力する 装 であ る。
こ の圧下制御方法およ び圧下制御装置によれば、 圧延 時のモー タ ト ル ク カゝ らその時々 の素管減肉量を検出する ので、 実減肉量が 目 標減肉量か らずれた場合の圧延ロ ー ル間隔の必要修正量が一義的に決ま り 、 制御が非常に安 定し、 ハ ン チ ン グ現象、 制御遅れ現象が発生しな い。 た本発明の方法では リ 一 リ ング ミ ル入側素管の長手方向 温度変化を考慮して制御を行なっている ので、 リ ー リ ン グ ミ ル出側の管外径が長手方向に均一とな り 、 特に先後 端の外径が 目標値通 り に制御で きる。
図面の簡単な説明
第 1 図は リ 一 リ ン グ ミ ルにおける本発明の制御系統を 示した図であ り 、 第 2 図は リ 一 リ ング ミ ルの圧延状況を 模型的に示した橫断面図であ り 、 また第 3 図は リ ー リ ン グ ミ ル前工程のブラ グ ミ ルにおける圧延状況を示した横 断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明をよ り 詳細に説明するために、 以下添付図面に 従って これを説明する。 . 第 1 図は リ ― リ ン グ ミ ル における本発明の制御系銃を 示した図であ り 、 リ ー リ ング ミ ルを上方カ らみた も ので ある。 また第 2 図は リ 一 リ ン グ ミ ル の圧延状況を横断面 で模型的に示した図である。 これ らの図に示すよ う に、 圧延素管 3 は、 互いに逆方向に軸線が傾斜した一対の太 鼓型圧延ロ ール 6 ， 6 と 、 素管内に揷入された圧延ブラ グ 7 と によって、 互いに矢印方向に回転しなカ ら圧延に よって減肉され、 これによつて素管の偏肉およ び前工程 のプラ グ ミ ル で生 じたプ ラ グす り 疵等が消失されてい く。 1 は素管 3 の上下方向の位置を規制する ガイ ド ン ユ ー、 8 は圧延プ ラ グ 7 のプ ラ グバ 一 、 9 は圧延ロ ー ル 6 , 6 の軸部に取付けられて該ロ ー ル の間隔を調整する圧下ス ク リ ユ ー 、 1 0 は圧下ス ク リ ュ一 9 を作動さ せる圧下モ ータ 、 1 2 は圧延 ロ ー ル 6 , 6 を回転駆動する圧延モ ー タであ る。 こ の リ 一 リ ング ミ ル の圧延では減肉量の大半 が外径拡管と して作用するため、 出側外径を制御する に は減肉量を制御する必要がある。
発明者らは、 減肉量と拡管量と の関係を実際の リ ー ラ 圧延か ら得た多 のデータ を基に、 解析した結果、 （1)式 によって 目標減肉ム t。 が求め られる こ とを見出 した。
D Ώ
= ½一 +
2 ( R ) 2 - Λ ( D
2 P一 t . ) t P (1)
At o 目 標減肉量、
D R リーラ圧延後目標外径（長手方向一定）、
D P プラグミル圧延後実外径（長手方向パタ一ン）、 t P プラグミル圧延後平均肉厚、
な の値は各素管寸法、 鋼種毎に決め ら れる数値であ る c
(1)式によつて、 入側外径 Dp が素管長手方向に変化する場 合であって も 目標出側外径！ ½ を得るため に必要な リ ― リ ング ミ ルでの最適な圧下量を決定で き る。
以下、 プ ラ グ ミ ル圧延後の素管外径 D p， 平均肉厚 t p の求め方につ いて説明する。
プ ラ グ ミ ル圧延後素管外径 Dp の求め方 ；
プ ラ グ ミ ル圧延後の素管の長手方向各点の外径を計算 で求め る には、 第 3 図に示すプ ラ グ ミ ル圧延ロ ー ル の 力 リ パ形状及び上下 口 一 ノレ 2 ， 5 の ロ ー ノレ ギャ ッ プ & 、 プ ラグ ミ ル圧延中の圧延荷重 P か ら（2)式に従って求める。 (2)式は第 3 図から容易に導び く こ とが可能であ る。 図中 4 はプ ラ グ ミ ル の圧延プラ グである。
P
2r x (9 1 + 4 r 2 5 2 +2 ( & - G0 +
M )
(2)
7Γ こ こ で、 。 は、 基準口 一 ル ギャ ッ プ、 Mは、 プ ラ グ ミ ルの ミ ル鋼性、
^ は、 力 リ バ一底部半径， r 2 は 、 力，リ バ 一 フ ラ ンジ部半径 ，
は、 半径 の円弧の見込み角度 ，
0 2 は、 半径 r 2 の 円弧の見込み角度，
圧延荷重 P と 口 ー ル ギヤ'ッ プ &は素管 1 本毎に変化する ばか り でな く 、 同一素管内の圧延中長手方向にも変化.し 得る ので、 これら の影響によってプラ グ ミ ル圧延後の素 管外径は長手方向に変化する こ と になる。 特に素管先後 端部分のプラ グ ミ ル入側素管の温度低下部分での圧延荷 重は中央部よ り もかな り大き いの で、 先後端付近の外径 と素管中央部分の外径差は無視できないほ どに変化する c ある いはプラ グ ミ ル圧延後の外径を求めるの に、 （2)式 によ らないで、 プラ グ ミ ル出側ないしは リ ー リ ン グ ミ ル 入側素管の外径を直接外径測定装置を用いて長手方向に 連続測定して 、 求めて も 良い。
後述するプ ラ グ ミ ル圧延後の素管外径の平均値： Dp は、 こ の よ う に し て求まった長手方向各点の外径の平均処理 によって求める。
OMPI 。 こ のプ ラ グ ミ ル圧延後の素管外径 Dp は第 1 図の A G C装 置 1 5 に リ 一 リ ング ミ ル入側外径情報と し て入力さ れる 。
プ ラ グ ミ ル圧延後素管平均肉厚 tp の求め方 ；
プ ラ グ ミ ル圧延後素管の平均肉厚 tp を求めるには、 加 熱炉装入前の素材ビ レ ツ ト を秤量してその重量を求め、 加熱炉内等でのス ケ ー ル ロ ス量を引 き去つたのち、 プラ グ ミ ル に於ける鋼材重量 Wを求めた のち当該鋼材がブラ グ ミ ルにて最終パ ス圧延後にその素管長さ を実測長し、 既述のプ ラ グ ミ ル後の素管平均外径 P とから（3)式によつ て tP を決定する。
Figure imgf000011_0001
こ こ で はプラグミ ル圧延素管の鋼材温度に依存する鋼 材密度であ る。
この平均肉厚 t P はリ ー リ ング ミ ル入側の素管肉厚情報 と して 装置 1 5 に入力 される。
以上（1)， （2) , (3)式力 ^ ら リ 一 リ ング ミ ルにおいて 出側 目 標外径 DR を得るための、 各素管毎及び各素管長手方向に 減肉すべき最適減肉量 （ 目標減肉量 ） ΐ 0 を決定する こ とが可能と なる。
ある いは上述 した素管外径の直接測定と 同様に素管肉 厚測定装置に よ っ て直接平均肉厚 tP を求めても よ い。 即 ち、 プラ グ ミ ル出側に公知の熱間肉厚計を設置し、 連続 的にブラ グ ミ ル圧延後の肉厚を測定 してその平均値を求 めこ れを t p と して も よ い。
OMPI 一方、 リ ー リ ン グ ミ ル における圧延モータ 電力および 入側素管温度か ら、 変形抵抗を考慮して圧延中の実減肉 量 t A を求める。 発明者らは圧延モー タ の圧延 ト ルク と 減肉量の関係式と して、 （4)式を見出した。 圧延モータは 直流モータ 使用の場合を例と して ある。
T
(4)
Kf · · ¾ + 7* )
ェ a
T r q. 二 〔 トノレク ）
M
V a 圧延モータ電機子電圧、
■a 圧延モータ電機子 ¾流、
モータ回転スピー.ド、 変形抵抗、 DR ； リ リングミル目標外径， β , T ；定数、
変形抵抗 は素管の圧延時温度 Τ 、 その他鋼材炭素含有 量な どか ら求める。 その求め方は従来多 く の計算式が提 案されている ので、 それ らの中で適当なも のを用いる こ と にする。 素管の圧延温度 τ は リ ー リ ング ミ ル入側素管 温度を温度計 1 3 によって長手方向に直接測定する こ と によって得る。
当然の こ となが ら Kf は素管長手方向の温度パタ ー ン によって圧延中に変化する こ と になる。 これら の情報を 第 1 図の A G C 装置 1 5 に入力し、 （4)式に従って、 実電 檨子電流 ェ& 及び電機子電圧 va 、 圧延モー タ の実回転速度 NM 、 圧延中の鋼材温度 T な どか ら 、 圧延中の中空素管の 実減肉量 AtA を求め る こ とがで き る。 こ の よ う にして求 まった実減肉量 と 目標と する減肉量 と の偏差を 求めて、 偏差の大き さ に従って、 圧延 ロ ー ル の圧下位置 調整を行な う。
ロ ー ル間隔 E は圧下モータ 制御装置 1 1 ( 第 1 図 ） に よって E — 2 ( Δΐ 0 - ΔΐΑ ) にする。 即ち、 t A < t 0 の場合は、 At A を大き く する よ う にロ ー ル間隔を締め、 t A 〉 ^t 0 の場合は tA を小さ く する よ う に ロ ー ル間隔 を開 く 。 - こ の よ う に、 本発明によれば、 定量的に ロ ー ル間隔の 調整方法が明 ら力 ^に.さ れる。 これも従来方法にはなかつ た本方式の特徴の 1 つである。
産業上の利用可能性
本発明はマ ン ネ ス マ ンプ ラ グ ミ ル製管法によ る継目無 鋼管の製造に用いて有用であるが、 こ の場合従来技術で は、 リ ー リ ン グ ミ ル入側素管の長手方向温度変化を考慮 しないで、 リ ー リ ン グ ミ ル の圧下調整を行なっていたた め出側外径が長手方向に均一化で きなかった。 特に先後 端の外径が 目標値通 り に制御で きなかつたが、 本発明の 方法では可能であ る。
従来技術の中には リ 一 ラ圧延後素管肉厚を一定に し ょ う とするがために、 圧延後素管外径が長手方向に変動し て し ま う欠点があつたが、 本発明の方法では長手方向に 均一な外径が得 られる。 従来技術では圧下調整を行な う 際に圧下修正量を定量的に決定できないため、 圧延サイ ズによっては、 制御性が悪く なつて 、 制御にハ ン チ ン グ 現象や、 遅れが発生したが、 本方法では圧延時のモータ ト ル クカゝ らその時々 の素管減肉量を検出する方法を用い て い るた め、 実減肉量が目 標減肉量か らずれた場合の圧 延ロ — ル間隔の必要修正量が一義的に決ま るので 、 制御 が非常に安定し、 ハ ン チ ン グ現象や遅れ現象が発生する こ と は全く ない。
この よ う に本発明の制御方法およ び制御装置を用いれ ば、 継 目無鋼管の製品において製品外径が常に 目標通り に圧延され、 後工程のサイ ジ ング ミ ノレで の 口 一 ノレ エ ッ ジ 疵な ど も全く 発生せず、 '製品品質に著し く 良い効果が得 られる。
OMPI

Claims

請求の範囲
1. リ ー リ ン グ ミ ル出側の素管外径が常に一定にな る よ う に圧延中の素管長手方向の 目標減肉量を求め、 圧延モ 一夕 の ト ル ク およ び入側素管温度か ら圧延中の実減肉量 を算出 し、 こ の実減肉量が前記目標減肉量に一致する よ う に圧延口 — ル の圧下量を制御する こ と を特徵と する リ - リ ン グ ミ ル の 圧下制御方法。
2. リ 一 リ ン グ ミ ル出側の素管外径が常に一定にな る よ う に リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管外径、 平均肉厚およ び リ — リ ン グ ミ ル出側の 目標外径か ら圧延中の 目標減肉量を 素管長手方向について求め、 リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管 温度お よび圧延モータ の'圧延 ト ル ク か ら圧延中の実減肉 量を素管長手方向について算出し、 こ の実減肉量が前記 目標減肉量に等し く な る よ う に圧延ロ ー ル の圧下量を制 御する こ と を特徵とする リ 一 リ ン グ ミ ルの圧下制御方法。
3. 前記目標減肉量は 、 リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管外径、 平均肉厚を直接連続測定して求める こ と を特徵と する特 許請求の範囲第 2 項に記載した リ ― リ ン グ ミ ル の圧下制 御方法。
4. プ ラ グ ミ ル圧延後実外径 1½ を
Dp =
π か ら求め、 プラ グ ミ ル圧延後平均肉厚 tP を ΐ ρ =
~2 ~ π · ， から求め、 こ の Dp , tp を用いて前記目標減肉量ム t0 を \ 0 = t P
2 + R
) 2 一 a (Dp - tp ) t p
2 から求める こ と を特徵とする特許請求の範囲第 2 項に記 載した リ ー リ ン グ _ミ ルの圧下制御方法。 - ただし DR リ ー リ ングミル圧延後目標外径、
a 各素管寸法、 鋼種毎に決められる数値、
a o 基準口一ルギャップ、
M プラグミ ルの ミ ル I j性、
r 力 リ バー底部半径、 ' r , カ リ バーフ ランジ部半径、
θ. 半径 ri の円弧の見込み角度、
θ 半径 r2 の円弧の見込み角度、
Ρ プラグミル後の素管平均外径、
£ 素管長さ、
¥ 鋼材直直、
Ρ 鋼材密度。
5. 前記圧延中の実減肉量 ΐΑ は
Τ
ΐΑ =
¾·0·3½ + r)
か ら求める こ と を特徴とする特許請求の範囲苐 2 項に記 載した リ ― リ ング ミ ル の圧下制御方法。
ただし、 Tr¾ ； 圧延ト ルク 、
Kf ；変形抵抗、
O PI
曹0 r ； 定 数。
6. リ ー リ ン グ ミ ル の ロ ー ル間隔の必要修正量を 2 (^t 0 -
ΔΪΑ ) とし、 AtA < t o の場合はム tA を大き く する よ う に前 記ロ ー ル間隔を締め、 〉 の場合は tA を小さ く す る よ う に前記ロ ー ル間隔を開 く こ と を特徴とする特許請 求の範囲第 2 項、 第 4 項、 または第 5 項に記載した リ — リ ン グ ミ ル の圧下制御方法。
7. リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管平均肉厚、 入側素管外径 を算出する 肉厚 · 外径演算装置と 、 前記 リ ー リ ン グ ミ ル 入側の平均肉厚、 入側素管外径およ び リ ー リ ン グ ミ ル入 側の素管温度、 圧延モータ の電機子の電圧、 電流、 圧延 モータ 回転速度およ び リ'— リ ン グ ミ ル出側の 目 標外径を 入力 し 目標減肉量およ び圧延中の実減肉量を算出して該 目標減肉量と実減肉量と の偏差信号を出力する A ひ c 装 置と 、 前記偏差信号によ っ て圧下モ ー タ に圧下信号を出 力する圧下モータ 制御装置と を有する こ と を特徵と する リ ― リ ン グ ミ ル の圧下制御装置。
8. 前記肉厚 · 外径演算装置はプ ラ グ ミ ル における圧延 口 一ル の圧下位置、 プラ グ ミ ル出側の素管長さ およ び圧 延荷重を入力 し リ ー リ ン グ ミ ル入側の素管平均肉厚、 入 側素管外径を算'出する演算装置であ る こ とを特徴とする 特許請求の範囲第 7 項に記載した リ ー リ ング ミ ル の圧下 制御装置。
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