JPH0212641B2 - - Google Patents
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- JPH0212641B2 JPH0212641B2 JP56052451A JP5245181A JPH0212641B2 JP H0212641 B2 JPH0212641 B2 JP H0212641B2 JP 56052451 A JP56052451 A JP 56052451A JP 5245181 A JP5245181 A JP 5245181A JP H0212641 B2 JPH0212641 B2 JP H0212641B2
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- stand
- rolling
- mandrel
- tension
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
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
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/02—Tube-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
- B21B17/04—Tube-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張力制御装置および
その方法に関するものである。
その方法に関するものである。
マンドレルミルは、ピアサ等で穿孔されたシエ
ル（素管）にマンドレルを通したまま一対の溝付
ロールを備えた複数の圧延スタンドで圧延し、シ
エル弁の肉厚、長さを所定寸法に仕上げるもので
あり、第１図ａ，ｂに示すようにマンドレルの操
作方法によつて大きく２つの方法が分けられる。
ル（素管）にマンドレルを通したまま一対の溝付
ロールを備えた複数の圧延スタンドで圧延し、シ
エル弁の肉厚、長さを所定寸法に仕上げるもので
あり、第１図ａ，ｂに示すようにマンドレルの操
作方法によつて大きく２つの方法が分けられる。
その１つは第１図ａに示すようにマンドレル１
１はシエル１２が溝付ロール１−１〜１−ｎを備
えた各圧延スタンドで圧延される間、何ら拘束さ
れることなくシエル１２の圧延終了と共にマンド
レルミルの最終スタンドの出側に到り、その後シ
エルより抜き取られてマンドレルミル最初の圧延
スタンドの入側に搬送されて、再度使用される。
この方法は通常フルフロートマンドレルミルと呼
ばれている。
１はシエル１２が溝付ロール１−１〜１−ｎを備
えた各圧延スタンドで圧延される間、何ら拘束さ
れることなくシエル１２の圧延終了と共にマンド
レルミルの最終スタンドの出側に到り、その後シ
エルより抜き取られてマンドレルミル最初の圧延
スタンドの入側に搬送されて、再度使用される。
この方法は通常フルフロートマンドレルミルと呼
ばれている。
他の１つは第１図ｂに示すようにマンドレル１
１はマンドレル駆動装置１３によつて一端を拘束
され、圧延中に圧延方向への移動速度を制御され
る方法である。この方式はMPMとも呼ばれてお
り、圧延終了直後にはマンドレル１１は被圧延材
であるシエル２を抜けていて、パスライン上を入
側まで引きもどされる。
１はマンドレル駆動装置１３によつて一端を拘束
され、圧延中に圧延方向への移動速度を制御され
る方法である。この方式はMPMとも呼ばれてお
り、圧延終了直後にはマンドレル１１は被圧延材
であるシエル２を抜けていて、パスライン上を入
側まで引きもどされる。
フルフロートマンドレルミルの場合はシエルの
噛み込み時と尻抜け時にマンドレルの速度が変化
しシエルとの相対速度がその都度変化するので安
定した圧延が難しく、シエルの先端部と後端部に
肉厚、及び形状の不良が発生しやすい。
噛み込み時と尻抜け時にマンドレルの速度が変化
しシエルとの相対速度がその都度変化するので安
定した圧延が難しく、シエルの先端部と後端部に
肉厚、及び形状の不良が発生しやすい。
MPMはマンドレル１１の速度を一定にしてお
くことでフルフロートマンドレルミルの欠点を補
なうものであるが、さらにMPMはフルフロート
マンドレルと比較して圧延機出側でシエル１２か
らマンドレル１１を抜き取る工程を省略でき、ま
たマンドレルバーが短かくてすみ、圧延終了と同
時にマンドレルを入側へ引き戻すことができるの
で生産性の向上も期待できる。
くことでフルフロートマンドレルミルの欠点を補
なうものであるが、さらにMPMはフルフロート
マンドレルと比較して圧延機出側でシエル１２か
らマンドレル１１を抜き取る工程を省略でき、ま
たマンドレルバーが短かくてすみ、圧延終了と同
時にマンドレルを入側へ引き戻すことができるの
で生産性の向上も期待できる。
マンドレルミルにおいては、マンドレルとシエ
ルの内面における潤滑が重要な問題となつている
が、この潤滑が悪く摩擦係数が高いとマンドレル
の軸応力、および圧延機スタンドにかかる圧延方
向の力が過大なものとなる。またマンドレルと高
温のシエルとのわずかなすきまで良好な潤滑状態
を保つことのみでも難しい問題である上にマンド
レルの操作による油切れ、潤滑性能の圧延条件に
よる変化、経時変化およびマンドレル１の摩耗な
どを考慮すると安定した圧延状態を保持すること
は極めて難しく、スタンド間張力変動、及び摩擦
に起因する圧延荷重、圧延トルク等圧延負荷特性
の変動を生じ、肉厚、寸法、形状の優れた高品質
の製品が得られ難い。
ルの内面における潤滑が重要な問題となつている
が、この潤滑が悪く摩擦係数が高いとマンドレル
の軸応力、および圧延機スタンドにかかる圧延方
向の力が過大なものとなる。またマンドレルと高
温のシエルとのわずかなすきまで良好な潤滑状態
を保つことのみでも難しい問題である上にマンド
レルの操作による油切れ、潤滑性能の圧延条件に
よる変化、経時変化およびマンドレル１の摩耗な
どを考慮すると安定した圧延状態を保持すること
は極めて難しく、スタンド間張力変動、及び摩擦
に起因する圧延荷重、圧延トルク等圧延負荷特性
の変動を生じ、肉厚、寸法、形状の優れた高品質
の製品が得られ難い。
特に潤滑による摩擦係数の把握は圧延における
重要な課題でありながら、実際の生産設備におい
て摩擦係数を定量的に検出しながら操業すること
は困難である。この摩擦の問題はマンドレルミル
において他の圧延に比べ特に大きな位置を占めて
おり、マンドレルの速度制御とも関連させた圧延
制御を実施しない限り高品質の製品は得られな
い。
重要な課題でありながら、実際の生産設備におい
て摩擦係数を定量的に検出しながら操業すること
は困難である。この摩擦の問題はマンドレルミル
において他の圧延に比べ特に大きな位置を占めて
おり、マンドレルの速度制御とも関連させた圧延
制御を実施しない限り高品質の製品は得られな
い。
本発明は圧延中マンドレルと圧延機にかかる圧
延方向の力を検出し、圧延荷重、圧延トルク、圧
延速度等の圧延特性値を使用してマンドレルとシ
エル間の内面摩擦係数および圧延後のマンドレル
とシエル間の接触摩擦力を定量的に把握し、シエ
ル自体にかかる張力を所定の値に高精度に制御し
ながら圧延するマンドレルミルの張力制御装置お
よびその方法を提供するものである。
延方向の力を検出し、圧延荷重、圧延トルク、圧
延速度等の圧延特性値を使用してマンドレルとシ
エル間の内面摩擦係数および圧延後のマンドレル
とシエル間の接触摩擦力を定量的に把握し、シエ
ル自体にかかる張力を所定の値に高精度に制御し
ながら圧延するマンドレルミルの張力制御装置お
よびその方法を提供するものである。
先ずマンドレルミル圧延の一般的な原理につい
て説明する。第２図は第１スタンドと第２スタン
ドで圧延が実施されている模式図である。
て説明する。第２図は第１スタンドと第２スタン
ドで圧延が実施されている模式図である。
マンドレル１１にかかる張力をBL0、第１スタ
ンドの圧延荷重をP1、圧延トルクをG1、ロール
回転数をN1、スタンドにかかる圧延方向の張力
（以下、スタンド張力という）S1、そしてシエル
１２とマンドレル１１のロールバイト内の摩擦係
数をμ1とする。同様に第２スタンドの圧延荷重、
圧延トルク、ロール回転数、スタンド張力、ロー
ルバイト内のシエル、マンドレル間の摩擦係数を
それぞれP2、G2、N2、S2、μ2とする。
ンドの圧延荷重をP1、圧延トルクをG1、ロール
回転数をN1、スタンドにかかる圧延方向の張力
（以下、スタンド張力という）S1、そしてシエル
１２とマンドレル１１のロールバイト内の摩擦係
数をμ1とする。同様に第２スタンドの圧延荷重、
圧延トルク、ロール回転数、スタンド張力、ロー
ルバイト内のシエル、マンドレル間の摩擦係数を
それぞれP2、G2、N2、S2、μ2とする。
またL1は第１、第２スタンド間距離、l2は第２
スタンド出側のシエル長さ、p1e、p2eはそれぞれ
第１、第２スタンド間、及び第２スタンド出側の
シエルとマンドレル間の単位長さ当りの接触荷
重、μ1e、μ2eは第１、第２スタンド間および第２
スタンド出側のシエルとマンドレル間の摩擦係
数、Tn1、Tn2はシエルに発生するスタンド間ご
との張力である。
スタンド出側のシエル長さ、p1e、p2eはそれぞれ
第１、第２スタンド間、及び第２スタンド出側の
シエルとマンドレル間の単位長さ当りの接触荷
重、μ1e、μ2eは第１、第２スタンド間および第２
スタンド出側のシエルとマンドレル間の摩擦係
数、Tn1、Tn2はシエルに発生するスタンド間ご
との張力である。
上記の関係からマンドレル１１の張力BL0は
BL0＝2μ1P1＋2μ1ep1eL1＋2μ2P2
＋2μ2ep2el2 …(1)
第１スタンドにかかるスタンド張力S1は
S1＝−BL0＋2μ1ep1eL1＋2μ2P2
＋2μ2ep2el2＋Tn1 …(2)
となる。なおマンドレルミルは各スタンドごとに
一対の溝付ロールを有し、各スタンドのロール軸
は交互に圧延軸に垂直な平面内で90°回転してい
る。
一対の溝付ロールを有し、各スタンドのロール軸
は交互に圧延軸に垂直な平面内で90°回転してい
る。
(1)式および(2)式はスタンドごとのロール直下の
マンドレルとシエルの内面の摩擦係数及び圧延後
スタンド間にあるシエルとマンドレルの弾性的接
触を考慮したシエルとマンドレルの接触応力、及
び摩擦係数を含む式を構成している。
マンドレルとシエルの内面の摩擦係数及び圧延後
スタンド間にあるシエルとマンドレルの弾性的接
触を考慮したシエルとマンドレルの接触応力、及
び摩擦係数を含む式を構成している。
また被圧延材であるシエルにかかる張力Tm1
は(2)式から求められ、マンドレルミルの場合に
は、他のマンドレルを含まない板材、棒材等の圧
延機におけるようにスタンド間張力がそのまま被
圧延材にかかる張力に置換されるものでないこと
を示している。
は(2)式から求められ、マンドレルミルの場合に
は、他のマンドレルを含まない板材、棒材等の圧
延機におけるようにスタンド間張力がそのまま被
圧延材にかかる張力に置換されるものでないこと
を示している。
なお、(1)式、(2)式においてマンドレルとシエル
の内面の摩擦係数（μ1、μ1e、μ2、μ2e…）及び圧
延後の接触荷重（p1e、p2e…）を考慮しているの
は摩擦係数、接触荷重とも圧延中の位置的変化、
時間的変化を含む圧延条件の変化により変化する
からである。
の内面の摩擦係数（μ1、μ1e、μ2、μ2e…）及び圧
延後の接触荷重（p1e、p2e…）を考慮しているの
は摩擦係数、接触荷重とも圧延中の位置的変化、
時間的変化を含む圧延条件の変化により変化する
からである。
他の圧延においても摩擦係数の問題はあるがマ
ンドレルミルのように圧延要素としてマンドレル
が入つてくる場合は、被圧延材であるシエル自身
にかかる張力制御を特に高精度に実施するために
摩擦係数を充分に考慮する必要がある。
ンドレルミルのように圧延要素としてマンドレル
が入つてくる場合は、被圧延材であるシエル自身
にかかる張力制御を特に高精度に実施するために
摩擦係数を充分に考慮する必要がある。
第３図は本発明による張力制御装置の一例を示
すブロツク図である。
すブロツク図である。
第３図においてマンドレルの第１スタンド入側
の張力（BL0）はマンドレル１１とマンドレル駆
動装置１３との間に設置されたマンドレル張力検
出器１４によつて検出され、スタンドにかかる圧
延方向のスタンド張力（S1、S2、S3…）はスタン
ドに設置されたスタンド張力検出器１５−１〜１
５−ｎによつて検出される。
の張力（BL0）はマンドレル１１とマンドレル駆
動装置１３との間に設置されたマンドレル張力検
出器１４によつて検出され、スタンドにかかる圧
延方向のスタンド張力（S1、S2、S3…）はスタン
ドに設置されたスタンド張力検出器１５−１〜１
５−ｎによつて検出される。
また圧延荷重は荷重検出用ロードセル１０−１
〜１０−ｎで検出され、圧延トルクは各モータ１
９−１〜１９−ｎの電圧、電流および回転速度検
出器１６−１〜１６−ｎの出力値から計算機１７
により演算される。速度制御装置１８−１〜１８
−ｎは目標とするシエルの寸法・形状に対応して
シエルの張力が張力設定器２０であらかじめ設定
された目標張力値となるようにモータ１９−１〜
１９−ｎの回転数を制御する。
〜１０−ｎで検出され、圧延トルクは各モータ１
９−１〜１９−ｎの電圧、電流および回転速度検
出器１６−１〜１６−ｎの出力値から計算機１７
により演算される。速度制御装置１８−１〜１８
−ｎは目標とするシエルの寸法・形状に対応して
シエルの張力が張力設定器２０であらかじめ設定
された目標張力値となるようにモータ１９−１〜
１９−ｎの回転数を制御する。
このため第３図に示すようにマンドレルの張力
を検出するマンドレル張力検出器１４、およびス
タンドの圧延方向張力を検出するスタンド張力検
出器１５−１〜１５−ｎを設置している。
を検出するマンドレル張力検出器１４、およびス
タンドの圧延方向張力を検出するスタンド張力検
出器１５−１〜１５−ｎを設置している。
スタンド張力検出器１５−１〜１５−ｎでスタ
ンド張力を検出するためには圧延機スタンドが圧
延方向に容易にスライドする必要があり、このた
め第４図に示すように圧延機ハウジング２１の下
と左右にベアリングを設け、ハウジング２１の下
にスライド用ベアリング２２、及びハウジング２
１の左右にスライド用で且つ横振れ防止用のベア
リング２３を設置している。第４図ａは側面図、
第４図ｂは正面図を示し、ハウジング２１はスタ
ンド張力検出器１５により剛体２４と連結されて
いる。この機構はより圧延中にスタンド張力が精
度良く検出できる。
ンド張力を検出するためには圧延機スタンドが圧
延方向に容易にスライドする必要があり、このた
め第４図に示すように圧延機ハウジング２１の下
と左右にベアリングを設け、ハウジング２１の下
にスライド用ベアリング２２、及びハウジング２
１の左右にスライド用で且つ横振れ防止用のベア
リング２３を設置している。第４図ａは側面図、
第４図ｂは正面図を示し、ハウジング２１はスタ
ンド張力検出器１５により剛体２４と連結されて
いる。この機構はより圧延中にスタンド張力が精
度良く検出できる。
第３図のマンドレルミルで張力制御を実施する
方法を以下具体的に述べる。
方法を以下具体的に述べる。
第５図はシエルが第１スタンドでのみ圧延され
ている状態であり、マンドレルにかかる張力BL0
は BL0＝2μ1P10＋2μ1ep1el1 …(3) となり、第１スタンドのスタンド張力S1は S1＝−2μ1P10−2μ1ep1el1 …(4) となる。この場合は第１スタンドのみの圧延であ
るがシエルとマンドレルには相対速度があり、圧
延後のシエルとマンドレルの接触応力の存在によ
りシエルとマンドレルに摩擦力が発生し第１スタ
ンド出側のシエルには下式に示す張力 Tm10＝−2μ1ep1e・l1 …(5) が発生する。
ている状態であり、マンドレルにかかる張力BL0
は BL0＝2μ1P10＋2μ1ep1el1 …(3) となり、第１スタンドのスタンド張力S1は S1＝−2μ1P10−2μ1ep1el1 …(4) となる。この場合は第１スタンドのみの圧延であ
るがシエルとマンドレルには相対速度があり、圧
延後のシエルとマンドレルの接触応力の存在によ
りシエルとマンドレルに摩擦力が発生し第１スタ
ンド出側のシエルには下式に示す張力 Tm10＝−2μ1ep1e・l1 …(5) が発生する。
(3)式または(4)式において、BL0、P10、S1は第
３図のマンドレル張力検出器１４、ロードセル１
０−１、スタンド張力検出器１５−１により検出
される値である。(3)式、(4)式および(5)式におい
て、μ1ep1eが無視出来る程小さい値であれば、(3)
式、(4)式および(5)式は次式となる。
３図のマンドレル張力検出器１４、ロードセル１
０−１、スタンド張力検出器１５−１により検出
される値である。(3)式、(4)式および(5)式におい
て、μ1ep1eが無視出来る程小さい値であれば、(3)
式、(4)式および(5)式は次式となる。
BL0＝2μ1P10
S1＝−2μ1P10
Tm1＝０…(6)
(6)式の場合には、第１スタンド噛み込み後１回
の検出値によつてμ1の計算が可能である。しかし
厳密には(3)式、(4)式及び(5)式となり、この場合、
未知数はμ1、μ1ep1eである。(3)式、(4)式中のl1は
ロールバイト出側からシエル先端までの距離であ
り、シエルの出側速度υ1により下記(7)式で決ま
る。
の検出値によつてμ1の計算が可能である。しかし
厳密には(3)式、(4)式及び(5)式となり、この場合、
未知数はμ1、μ1ep1eである。(3)式、(4)式中のl1は
ロールバイト出側からシエル先端までの距離であ
り、シエルの出側速度υ1により下記(7)式で決ま
る。
l1＝υ1t1 …(7)
ここにt1は時間である。(3)式または(4)式により
μ1、μ1ep1eを決めることは、時間t1、t2のタイミ
ングでBL0、P10またはS1、P10を２度検出するこ
とにより可能である。
μ1、μ1ep1eを決めることは、時間t1、t2のタイミ
ングでBL0、P10またはS1、P10を２度検出するこ
とにより可能である。
第６図は第１、及び第２スタンドでシエルが連
続圧延されている状態を示している。この第６図
の動作は第２図の場合と同様である。すなわちマ
ンドレル張力BL0と第１スタンド張力S1は BL0＝2μ1P1＋2μ1ep1eL1＋2μ2P2 ＋2μ2ep2el2 …(1)′ S1＝−BL0＋21ep1eL1＋2μ2P2 ＋2μ2ep2el2＋Tm1 …(2)′ である。
続圧延されている状態を示している。この第６図
の動作は第２図の場合と同様である。すなわちマ
ンドレル張力BL0と第１スタンド張力S1は BL0＝2μ1P1＋2μ1ep1eL1＋2μ2P2 ＋2μ2ep2el2 …(1)′ S1＝−BL0＋21ep1eL1＋2μ2P2 ＋2μ2ep2el2＋Tm1 …(2)′ である。
(1)′式における未知数はμ2とμ2ep2eであるが、
第５図で説明した方法と全く同様にしてμ2、μ2e
p2eを決めることが出来る。このとき Tm20＝−2μ2ep2e・l2 …(8) である。(1)′式、(2)′式から第１スタンドと第２ス
タンド間のシエルにかかる張力Tm1は Tm1＝S1＋2μ1P1 …(9) となる。このTm1は第２スタンドでの圧延が開
始されたために発生したものであり、 Tm1＝△T1−2μ1ep1eL1 …(10) である。(9)式、(10)式から △T1＝Tm1＋2μ1ep1e L1 ＝S1＋2μ1P1＋2μ1ep1eL1 …（11） この（11）式中の△T1がシエルに自身にかか
る張力Tm1を所定の値にするために制御すべき
値である。△T1による第１スタンドの圧延トル
クの変化分を△G1とすれば △G1＝△T1・υ1／ω1 …（12） となる。ω1は第１スタンドの溝付ロールの角速
度でありN1により決まる。Tm1を所定の値に制
御するために第１スタンドの回転数N1の制御量
△N1は次式であらえられる。
第５図で説明した方法と全く同様にしてμ2、μ2e
p2eを決めることが出来る。このとき Tm20＝−2μ2ep2e・l2 …(8) である。(1)′式、(2)′式から第１スタンドと第２ス
タンド間のシエルにかかる張力Tm1は Tm1＝S1＋2μ1P1 …(9) となる。このTm1は第２スタンドでの圧延が開
始されたために発生したものであり、 Tm1＝△T1−2μ1ep1eL1 …(10) である。(9)式、(10)式から △T1＝Tm1＋2μ1ep1e L1 ＝S1＋2μ1P1＋2μ1ep1eL1 …（11） この（11）式中の△T1がシエルに自身にかか
る張力Tm1を所定の値にするために制御すべき
値である。△T1による第１スタンドの圧延トル
クの変化分を△G1とすれば △G1＝△T1・υ1／ω1 …（12） となる。ω1は第１スタンドの溝付ロールの角速
度でありN1により決まる。Tm1を所定の値に制
御するために第１スタンドの回転数N1の制御量
△N1は次式であらえられる。
△N1＝g1・△G1 …（13）
ここにg1は比例積分制御ゲインである。次に、
第７図は圧延が進行して第１スタンド、第２スタ
ンド、第３スタンドで連続圧延されている状態を
示す。第６図の第１スタンドに△N2の制御量を
与えるために第１スタンド、及び第２スタンドの
圧延荷重と圧延トルクはP′1、G′1及びP′2、G′2と
なる。
第７図は圧延が進行して第１スタンド、第２スタ
ンド、第３スタンドで連続圧延されている状態を
示す。第６図の第１スタンドに△N2の制御量を
与えるために第１スタンド、及び第２スタンドの
圧延荷重と圧延トルクはP′1、G′1及びP′2、G′2と
なる。
マンドレル張力BL0は
BL0＝2μ1P′1＋2μ1ep1eL1＋2μ2P′2
＋2μ2ep2eL2
＋2μ3P3＋2μ3ep3el3 …（14）
第３スタンド張力S3は
S3＝−2μ3P3−Tm2＋Tm30 …（15）
（15）式のTm30は第３スタンド出側において
シエルとマンドレル間の接触応力による摩擦力に
起因するものであり、 Tm30＝−2μ3ep3e・l3 …（16） である。（14）式において未知数はμ3、μ3ep3eで
あるが第５図で説明した方法と全く同様にして決
定される。このとき第２スタンドと第３スタンド
間のシエルに発生する張力Tm2は第３スタンド
での圧延が開始されたために発生した張力であり
下式であたえられる。
シエルとマンドレル間の接触応力による摩擦力に
起因するものであり、 Tm30＝−2μ3ep3e・l3 …（16） である。（14）式において未知数はμ3、μ3ep3eで
あるが第５図で説明した方法と全く同様にして決
定される。このとき第２スタンドと第３スタンド
間のシエルに発生する張力Tm2は第３スタンド
での圧延が開始されたために発生した張力であり
下式であたえられる。
Tm2＝△T2−2μ2ep2eL2 …（17）
（15）、（16）、（17）式より
△T2＝Tm2＋2μ2ep2eL2
＝−2μ3P3−S3−2μ3el3＋2μ2ep2eL2 …（18）
である。この△T2がシエル自身にかかる張力
Tm2を所定の値にするために制御すべき値であ
る。△T2による第２スタンドの圧延トルクの変
化分を△G2とすれば △Ｇ＝△T2・υ2／ω2 …（19） となる。ω2は第２スタンドの溝付ロールの角速
度であり、υ2は第６図に示した第２スタンド出側
のシエルの速度である。
Tm2を所定の値にするために制御すべき値であ
る。△T2による第２スタンドの圧延トルクの変
化分を△G2とすれば △Ｇ＝△T2・υ2／ω2 …（19） となる。ω2は第２スタンドの溝付ロールの角速
度であり、υ2は第６図に示した第２スタンド出側
のシエルの速度である。
Tm2を所定の値に制御するためには第２スタ
ンドの回転数N2の制御量△N2は次式で与えられ
る。
ンドの回転数N2の制御量△N2は次式で与えられ
る。
△N2＝g2△G2 …（20）
このときの＃１スタンドの速度補正量△N1′は
△N1′＝△N2／N2（N1＋△N1） …（21）
である。以下同様に計算を実施して全スタンドに
ついてスタンド間に存在するシエル自身にかかる
張力制御が可能である。
ついてスタンド間に存在するシエル自身にかかる
張力制御が可能である。
なお、第２スタンドを第３スタンド間にあるシ
エルの張力Tm2を所定の値に制御する△T2の決
定に当たつては（18）式に示したように第３スタ
ンド張力S3を使用している。このことは必ずしも
全スタンド張力検出器を設置する必要はなく、１
スタンドおきに設置してもよいことを意味する。
エルの張力Tm2を所定の値に制御する△T2の決
定に当たつては（18）式に示したように第３スタ
ンド張力S3を使用している。このことは必ずしも
全スタンド張力検出器を設置する必要はなく、１
スタンドおきに設置してもよいことを意味する。
上計(1)式から(2)式までの計算は、第３図に示し
たように圧延荷重は荷重検出用のロードセル１０
−１〜１０−ｎにより、また圧延トルクはモータ
の電流、電圧、回転数を使つて次式で計算され
る。
たように圧延荷重は荷重検出用のロードセル１０
−１〜１０−ｎにより、また圧延トルクはモータ
の電流、電圧、回転数を使つて次式で計算され
る。
Ｇ＝αＶ−IR／ＮＩ−βdN／dt−γ …（22）
Ｇが圧延トルク、Ｖはモータ電圧、Ｉはモータ
電流、Ｒは電機子抵抗、Ｎはモータ回転数、α、
β、γは定数であり（22）式右辺第１項はモータ
トルク、第２項は加減速トルク、第３項はロスト
ルクである。
電流、Ｒは電機子抵抗、Ｎはモータ回転数、α、
β、γは定数であり（22）式右辺第１項はモータ
トルク、第２項は加減速トルク、第３項はロスト
ルクである。
またマンドレル張力BL0はマンドレル張力検出
器１４により、スタンド張力はスタンド張力検出
器１５−１〜１５−ｎにより検出される。これら
検出値を使つて計算機１７で摩擦係数μ1〜μo及
び、μ1ep1eを計算・記憶しながらスタンド間シエ
ルの張力Tm1〜Tm（ｎ−１）を所定の値にする
ように速度制御装置１８−１〜１８−ｎを介して
モータ１９−１〜１９−ｎを制御する。
器１４により、スタンド張力はスタンド張力検出
器１５−１〜１５−ｎにより検出される。これら
検出値を使つて計算機１７で摩擦係数μ1〜μo及
び、μ1ep1eを計算・記憶しながらスタンド間シエ
ルの張力Tm1〜Tm（ｎ−１）を所定の値にする
ように速度制御装置１８−１〜１８−ｎを介して
モータ１９−１〜１９−ｎを制御する。
以上述べたように、本発明によれば、マンドレ
ルにかかる張力、及びスタンドにかかる張力を検
出するよう構成したマンドレルミルにより、圧延
中の摩擦係数、及び圧延後のマンドレルとシエル
の接触力を定量的に把握しながらスタンド間にあ
るシエル自身にかかる張力を高精度に制御する方
法が得られ、これらによつて従来より高品質の製
品を得ることが出来る。
ルにかかる張力、及びスタンドにかかる張力を検
出するよう構成したマンドレルミルにより、圧延
中の摩擦係数、及び圧延後のマンドレルとシエル
の接触力を定量的に把握しながらスタンド間にあ
るシエル自身にかかる張力を高精度に制御する方
法が得られ、これらによつて従来より高品質の製
品を得ることが出来る。
第１図はマンドレルミルの圧延方式の概略を示
す図、第２図はマンドレルミルの張力制御を実施
するための基本原理を説明するための図、第３図
は本発明の一実施例を示すマンドレルミルの概略
構成図、第４図ａ，ｂはスタンド張力を高精度に
検出するためのスタンドのスライド機構を示す
図、第５図〜第７図は張力制御の具体的方法を説
明するための図である。 １……圧延スタンド、１０……圧延荷重検出
器、１１……マンドレル、１２……シエル、１３
……マンドレル駆動装置、１４……マンドレル張
力検出器、１５……スタンド張力検出器、１６…
…ロール速度検出器、１７……計算機、１８……
速度制御装置、１９……圧延モータ、２０……張
力設定器、２１……ハウジング、２２，２３……
スライド用ベアリング。
す図、第２図はマンドレルミルの張力制御を実施
するための基本原理を説明するための図、第３図
は本発明の一実施例を示すマンドレルミルの概略
構成図、第４図ａ，ｂはスタンド張力を高精度に
検出するためのスタンドのスライド機構を示す
図、第５図〜第７図は張力制御の具体的方法を説
明するための図である。 １……圧延スタンド、１０……圧延荷重検出
器、１１……マンドレル、１２……シエル、１３
……マンドレル駆動装置、１４……マンドレル張
力検出器、１５……スタンド張力検出器、１６…
…ロール速度検出器、１７……計算機、１８……
速度制御装置、１９……圧延モータ、２０……張
力設定器、２１……ハウジング、２２，２３……
スライド用ベアリング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 管材の中にマンドレルを貫通させ複数の溝付
ロール圧延スタンドを通して管材を圧延するマン
ドレルミルにおいて、マンドレル張力検出器と、
各スタンドごとの圧延荷重検出器、スタンド張力
検出器、圧延トルク検出器と、上記検出値から各
スタンド間の管材にかかる張力を演算する計算機
と、上記管材の張力を所定値に保つように各圧延
ロールの速度を制御する速度制御装置を備えたこ
とを特徴とするマンドレルミルの張力制御装置。 ２ 圧延スタンドをスライド可能に構成し、固定
した剛体との間に挿入したロードセルをスタンド
張力検出器として用いた特許請求の範囲第１項記
載のマンドレルミルの張力制御装置。 ３ 管材の中にマンドレルを貫通させ複数の溝付
ロール圧延スタンドを通して管材を圧延するママ
ンドレルミルにおいて、マンドレル張力、各スタ
ンドごとの圧延荷重、スタンド張力、圧延トルク
から各スタンド間の管材にかかる張力を演算し、
この管材張力を所定値に保つように各圧延ロール
の速度を制御することを特徴とするマンドレルミ
ルの張力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56052451A JPS57168715A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Method and device for tension controller of mandrel mill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56052451A JPS57168715A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Method and device for tension controller of mandrel mill |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57168715A JPS57168715A (en) | 1982-10-18 |
| JPH0212641B2 true JPH0212641B2 (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=12915083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56052451A Granted JPS57168715A (en) | 1981-04-09 | 1981-04-09 | Method and device for tension controller of mandrel mill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57168715A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256721A (ja) * | 1991-02-27 | 1993-10-05 | Mito Kogyo Kk | 油圧回路チェック装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147707A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-24 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | マンドレルミルの張力制御方法 |
| JP2560412B2 (ja) * | 1988-05-11 | 1996-12-04 | 日本鋼管株式会社 | 継目無鋼管の製造方法 |
-
1981
- 1981-04-09 JP JP56052451A patent/JPS57168715A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05256721A (ja) * | 1991-02-27 | 1993-10-05 | Mito Kogyo Kk | 油圧回路チェック装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57168715A (en) | 1982-10-18 |
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