JPH02280906A - マドレルミル圧延したパイプの耳疵確定方法 - 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圧延したパイプの噛み出しの有
無を検知し、耳疵が発生するか否かを確定することに関
するものである。

［従来の技術］ マンドレルミルによるパイプの圧延は、所定の外径を有
するマンドレルバ−によりパイプ内面を拘束した状態で
、連続するスタンドに組み込まれた孔型ロール列で、順
次、外圧下を加えて肉厚圧下をはかる１バス圧延である
。第７図はマンドレルミルに関連する設備構成の概略を
示す説明図である。穿孔機７によって穿孔されたホロー
ピース８は、マンドレルミル３による圧延の前にインサ
ートライン９において、マンドレルバ−２が管軸方向に
送られて挿入され、マンドレルミル３によって圧延され
てパイプ１となる。該パイプ１は該マンドレルバ−２を
内包したま−ストリップライン１０に搬送される。該ス
トリップライン１゜において、パイプ１はシェルストッ
パー１４によって片端面を押さえられ、マンドレルバ−
２がバーストリッパ−１７によって管軸方向に引き抜か
れる。引き抜かれたマンドレルバ−２はバー冷却ゾーン
１１において冷却後インサートライン９に復帰する。ま
た、マンドレルミル３による圧延後のパイプ１は再熱炉
２１を経て後、次工程のストレッチレデューサ２２で所
要の寸法に圧延される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来よりマンドレルミル圧延においては
下記のような問題点が発生する。すなわち、パイプ１を
マンドレルミル３で圧延する前後にそれぞれ実施するマ
ンドレルバ−２のパイプ１内への挿入と引き抜きのため
に、パイプ１の内径とマンドレルバ−２の外径との間に
は、あらかじめ適性なりリアランスを設定するので、パ
イプ１の内面の拘束は比較的ゆるやがなものとならざる
を得ない、したがってマンドレルミル３での圧延におけ
るパイプ１の変形は特にパイプ１の円周方向のメタルフ
ローが不安定になりやすく、その結果、オーバフィルや
アンダフィルが発生する。いまスタンド内におけるパイ
プ１の変形を、パイプ１の内面拘束の有無、すなわちパ
イプ１の内面がマンドレルバ−２に接触しているか否か
により、溝底側とフランジ側に分けて考える。溝底側の
材料は、ロール１３から外圧を受け、マンドレルバ−３
から内圧を受けながら圧延されるので、軸方向に延伸さ
れると同時に円周方向に幅広がりを生じ、フランジ側の
材料は、溝底側の材料の伸びに引っ張られて、軸方向に
延伸されると同時に円周方向に幅挟まりを生じる。この
場合、溝底側の幅広がりとフランジ側の幅挟まりどの間
に一定の関係が満足されないとオーバフィルやアンダフ
ィルを発生するに至る。そして、オーバフィルが著しけ
ればロール間ギャップに噛み出しが生じる。

しかも、あるスタンドで噛み出しを発生すると次スタン
ドでの圧下量が過大となり再度の噛み出しを発生し、こ
れが連鎖反応的に最終仕上スタンドまで及ぶことがあり
１次工程のストレッチレデューサ２２による圧延で耳疵
が発生することとなる。

このようにオーバフィルが著しくマンドレルミル圧延で
噛み出しが発生し、次工程の圧延で耳疵が発生している
ことをオペレーターが察知したときには、相当量のパイ
プ１が圧延を終了しており、直ちに後続の圧延作業を一
時中断するよう指示したとしても、当該工場に大きな損
害が発生してしまうことになる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
マンドレルミル圧延されたパイプに、次工程の圧延で耳
疵の原因となる噛み出しの有無を判別し、耳疵が発生す
るか否かを確定する技術を提供することをその目的とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記したような並列させた複数スタンドからなるマンド
レルミルは、４５°方向に交互に直交して配設したカリ
バーロールを有する。このようなマンドレルミルで１パ
ス圧延したパイプは、圧延後マンドレルバ−を抜き取り
、次工程の圧延機で所要の寸法に圧延される。

前述のような４５°方向に配置されたロールが交互に直
交して、同様の圧延が奇数番、または偶数番において繰
り返されるマンドレルミル３−は、第４図（ａ）に示す
ように、通常パイプ１がロール１３のフランジ部に噛み
出すことなく圧延している。しかし、オーバフィルが著
しい場合には、第４図（ｂ）に示すように噛み出しが発
生している。そして、ロール１３とマンドレルバ−２と
によって圧延されるＡ〜Ｂ及びＣ−Ｄ間の範囲も自ずか
ら拡大する。従って、ロール１３とマンドレルバ−２と
によって圧延されるＡ〜Ｂ及び０〜０間の部分においは
、同時に冷却されて局部的に温度低下する部分も拡大す
ることとなる。この結果、ブラックストライプと称する
縦縞模様状の明暗として観測される温度変化部Ａ、Ｂの
間隔は、噛み出しが発生していない場合には、第５図（
ａ）に示すように一様になっている０図において黒色部
は温度変化部を示している。

そして、上述したような噛み出しが発生しているパイプ
１を観察すると、その縦縞模様は、第５図（ｂ）に示す
ように、間隔が変化したり、その間隔が一定でない分布
状態を示している。

本発明は上述したようなパイプ１の噛み出しと温度変化
部の分布状態との関係を解析し、これを層別して予め基
準化して設定しておき、この予め設定した基準と、圧延
したパイプ１の温度変化部の分布状態を検出し、この検
出された前記パイプ１の温度変化部の分布状態とを比較
することによって噛み出しの有無を弁別することができ
、噛み出しが存在する場合の耳疵を誘発する確度を判定
すること、即ち、耳疵が発生するか否かを確定すること
ができると云う新たな知見に基づくものである。

第２図、第３図はこのような耳疵確定方法の処理手順を
示すフローチャート図及び制御回路を示すブロック図で
ある。穿孔機７で穿孔されたホローピース８は温度測定
器１２で測温する。この測温は、マンドレルミル３で圧
延可能な温度範囲内にあることを確認するためのもので
あり、圧延可能なホローピース８はインサートライン９
に送り込まれてマンドレルバ−２が挿入される。このマ
ンドレルバ−２が挿入されたホローピース８をマンドレ
ルミル３で圧延してパイプｌとする。圧延されたパイプ
１は、第５図に示したようなブラックストライプと称す
る縦縞模様をした温度変化部の分布状態が、温度変化部
の分布状態検出装置４で検出される。前記の検出結果は
、演算装置１６に入力され、予め設定された判別基準と
照合し、噛み出しの有無又は及び大いさが確定される。

その結果はマンドレルミルの圧延制御にフィードバック
し、又は及び警報器１８を作動するか否か、又は及び跳
出装置１５を作動するか否かを決定する。ストリップラ
イン１０でバーストリッパ−１７によってマンドレルバ
−２が引き抜かれた噛み出しが無い、及び次工程の圧延
で耳疵が発生しないと判定されたパイプ１は次工程に搬
送される。また、パイプ１から引き抜かれたマンドレル
バ−２はパー冷却ゾーン１１で冷却されて後、インサー
トライン９に復帰する。

［作用］ 本発明におけるマドレルミル圧延したパイプの耳疵確定
方法は、マンドレルミルにより圧延したパイプの温度変
化部の分布状態を検出し、該温度変化部の分布状態と予
め設定した判別基準とを比較して、噛み出しとなる特有
の温度変化部の分布状態を弁別して、耳疵を誘発する確
度を判定し、この判定結果によって警報器を作動させて
オペレーターに通報する、又は及び跳出装置を作動させ
て当該パイプをライン外に搬出する、又は及び圧延制御
にフィードバックして耳疵の多発を防止できる。

［実施例コ 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明のマンドレルミル圧延したパイプの耳疵確
定方法の一実施例を示す説明図である。パイプ１は穿孔
機７によって穿孔されたホローピース８を素材としてい
る。このホローピース８はマンドレルミル３のインサー
トライン９に送り込まれ、ここで温度測定器１２で測温
される。温度測定器１２での測温結果は演算装置１６に
投入される。この測温はマンドレルミル３で圧延可能な
温度範囲内にあることを確認するためのものであり、圧
延困難な低温のホローピース８はライン外に排出される
。圧延可能なホローピース８はマンドレルバ−２が挿入
される。この後、マンドレルミル３のロール１３（第４
図参照）で圧延されてパイプ１となる。ここで、パイプ
１に出現する縦縞模様の分布状態として観測される所謂
ブラックストライプと称する温度低下部は、オーバフィ
ルによってパイプ１に噛み出しが発生すると、間隔が変
化しなり、その間隔が一定でない分布状態（第５図（ｂ
）参照）を呈することとなる。

このような温度低下している温度変化部の分布状態は、
マンドレルミル３の出側に配設した温度変化部の分布状
態検出装置４で計測し、該温度変化部の分布状態を演算
装置１６に投入し、予め設定しておいた判別基準と比較
し、噛み出しが発生しているか否かの弁別を演算装置１
６によって実行する。噛み出しが発生しており、その噛
み出しが耳疵を誘発すると判定されたパイプ１のときは
、演算装置１６で警報器１８を作動させ、オペレーター
１９がストリップライン１０で跳出装置１５を作動、又
は警報器１８を作動させると共に跳出装置１５を作動さ
せてライン外への搬出を行ない、圧延作業の中断による
影響が当該工場全体に波及して大きな支障を来すことが
ないようにする。

また、オーバフィルを是正して噛み出しに起因する耳疵
の多発を防止するべく圧延制御にフィードバックする。

二１で、温度変化部の分布状態検出装置４は走査型放射
温度計、またはリニアレイカメラと画像処理装置との組
み合わせたものにする等が適している。

温度変化部の分布状態検出装置４から直接又は副演算装
ｆ６を経由して演算装置１６に送信された縦縞模様の画
像情報は輪郭線処理され、次に輪郭線内の画素数を計量
し、予め設定した基準値と比較演算し、次の圧延工程で
耳疵が発生するが否かを確定する。

前記温度変化部の分布状態検出装置４には、外径測定器
５を並設して、パイプ１及びマンドレルバ−２の外径を
も測定し、検出結果の低温部がパイプ１の低温部である
かマンドレルバ−２であるかの判別を行なうための補助
データを得るようにしてもよい、この場合、温度変化部
の分布状態検出装置４及び外径測定器５の両者から得ら
れたデータは、−旦副演算装置６で処理したものを演算
装置１６に投入するようにしてもよい。

さらに、パイプ１の長さ（Ａｍ）及びパイプ１のマンド
レルミル３の出側速度（Ｖ■／気）とから、パイプ１の
観察時間（Ｔ　ｗ　）をＴ（冠）＝Ａ（ｍ）／Ｖ（騰／
冠）゛ より求め、パイプ１の先端が温度変化部の分布状態検出
装置４に検知され始めてからＴｓｅｃ間がパイプ１とし
て演算処理することによって、外径測定器５に替えるこ
とができる。

そして、前記の第５図（ａ）及び（ｂ）のような状態の
温度変化を検出装置４で測定した結果−例は第６図に示
した。パイプ１の縦縞模様になった低温部Ａ、Ｂの温度
は８４５〜８５５℃でありそれ以外のシェル部分の最高
温度は９３０”Ｃであった。従って、縦縞模様になった
Ａ、Ｂ部の温度低下は６６℃である。このように温度低
下しているＡとＢとの間隔の変化から、噛み出しの有無
を極めて良好な精度で判別することができる。

この結果、圧延直後のパイプ１の温度変化部の分布状態
を目視判定して、噛み出しが有る場合には耳疵となるパ
イプ１を跳ね出し装置１５によってライン外に搬出する
と共に、圧延制御にフィードバックして耳疵の多発を未
然に防止するために、熟練したオペレータを養成して、
圧延ラインに配置すると云った必要がなくなる。また、
従来月間数千回程度の割合で発生した噛み出しによる耳
疵不良を皆無にすることができた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の目的を達成し得る範囲内で任意に設計変更する
ことができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、マンドレル圧延したパイ
プに噛み出しが発生し、その結果耳疵となるものを、予
め判別してライン外に搬出し、圧延制御にフィードバッ
クして耳疵による不良材が多発するのを未然に防止する
ことができる。また、熟練したオペレータを養成して、
圧延ラインに配置する必要もなくなり要因合理化も可能
である等の産業下漬れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマンドレルミル圧延したパイプの耳疵
確定方法の一実施例を示す説明図、第２図乃至第３図は
耳疵確定方法の処理手順を示すフローチャート図及び制
御回路を示すブロック図、第４図（ａ）、（ｂ）はマン
ドレルミルの各スタンドへ４５°方向に配置されたロー
ルとマンドレルバ−とのよって圧延されるパイプの状態
を示す説明図、第５図はマンドレルミルで圧延されたパ
イプの温度変化部の分布状態をを示す説明図、第６図は
パイプの温度変化の実測値を示すグラフ、第７図はマン
ドレルミルの設備構成の概略を示す説明図である。 １・・・パイプ、２・・・マンドレルバ−１３・・・マ
ンドレルミル、４・・・温度変化部の分布状態検出装置
、５・・・外径測定器、６・・・副演算装置、７・・・
穿孔機、８・・・ホローピース、９・・・インサートラ
イン、１０・・・ストリップライン、１１・・・バー冷
却ゾーン、１２・・・温度測定器、１３・・・ロール、
１４・・・シェルストッパー、１５・・・跳出装！、１
６・・・演算装置、１７・・・バーストリッパ−１１８
・・・警報器、１９・・・オペレーター、２０・・・判
別基準、２１・・・再熱炉、２２・・・ストレッチレデ
ューサ、２３・・・冷却床。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マンドレルミル圧延したパイプに存在する縦縞状の温度
   変化部の分布状態を検出し、前記検出された縦縞状の温
   度変化部の分布状態から次工程の圧延で耳疵の原因とな
   る噛み出しの有無を判別し、耳疵が発生するか否かを確
   定することを特徴とするマンドレルミル圧延したパイプ
   の耳疵確定方法。