JPH0380566B2 - - Google Patents
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- JPH0380566B2 JPH0380566B2 JP60047700A JP4770085A JPH0380566B2 JP H0380566 B2 JPH0380566 B2 JP H0380566B2 JP 60047700 A JP60047700 A JP 60047700A JP 4770085 A JP4770085 A JP 4770085A JP H0380566 B2 JPH0380566 B2 JP H0380566B2
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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
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/10—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll-gap, e.g. pass indicators
- B21B38/105—Calibrating or presetting roll-gap
-
- 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
- B21B17/08—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 having one or more protrusions, i.e. only the mandrel plugs contact the rolled tube; Press-piercing mills
- B21B17/10—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 having one or more protrusions, i.e. only the mandrel plugs contact the rolled tube; Press-piercing mills in a continuous process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は、マンドレルミルの圧延制御方法に係
り、特に、継目無鋼管の熱間圧延ラインに用いる
のに好適な、孔形ロールを有する複数のスタンド
とマンドレルバーによつて管の外径及び肉厚を漸
減圧延するマンドレルミルの圧延制御方法の改良
に関する。
り、特に、継目無鋼管の熱間圧延ラインに用いる
のに好適な、孔形ロールを有する複数のスタンド
とマンドレルバーによつて管の外径及び肉厚を漸
減圧延するマンドレルミルの圧延制御方法の改良
に関する。
継目無鋼管の熱間圧延ライン用連続圧延機とし
て広く使用されているマンドレルミルは、回転加
熱炉で加熱後の丸鋼片（ビレツト）にビアサによ
り穿孔して形成した中肉厚肉の素管（被圧延材）
１０を、第８図に示す如く、その内部にマンドレ
ルバー１２を挿入し、複数組の圧延ロール（カリ
バーロール）１４対間に通して圧延し、全長に亘
り目標とする均一な肉厚及び外径を有する仕上管
を形成しようとするものであり、この仕上管は、
更に、ストレツチレデユーサ等に送られ、完成品
に形成される。 このようなマンドレルミルにおいて、圧延後の
管の平均肉厚が目標値になるように制御すること
は、平均肉厚のみならず円周方向の肉厚を均一に
するためにも必要である。何故なら、通常、奇
数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドのロール
孔形状は、平均肉厚が目標値通りになる時に円周
方向の肉厚が最も均一になるように設定されてい
るからである。 又、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンド
のロール溝底部の管の肉厚が等しくなるように制
御することも、円周方向の肉厚を均一にするため
に必要である。 ところで、圧延後の管の平均肉厚に影響を与え
る主要因としては、マンドレルバー及びロールの
摩耗や、素管の寸法及び圧延荷重の変動等が考え
られる。 そこで、従来、マンドレルバーの摩耗に対して
は、例えば特開昭54−102270に、圧延後の管の平
均肉厚と管噛み込み中のロールギヤツプに基づい
て、摩耗したマンドレルバーの径を求めて、圧下
位置を制御する方法が提案されている。この制御
方法によれば、プラグやマンドレルバーの繰返し
使用にも拘わらず、毎回肉厚の等しい鋼管を得る
ことができる。 又、素管の寸法変動に対しては、例えば特開昭
54−121266に、素管の長さに基づいてロール周速
比、換言すれば張力（圧縮力を含む）を変化させ
る方法が示されている。 又、管の圧延長さ又は平均的肉厚のばらつきを
できるだけなくすよう、特公昭59−16847に、管
外面とロールとの摩擦係数及び管内面とマンドレ
ルバーとの摩擦係数に基づいてロール周速比を変
化させる方法が提案されている。
て広く使用されているマンドレルミルは、回転加
熱炉で加熱後の丸鋼片（ビレツト）にビアサによ
り穿孔して形成した中肉厚肉の素管（被圧延材）
１０を、第８図に示す如く、その内部にマンドレ
ルバー１２を挿入し、複数組の圧延ロール（カリ
バーロール）１４対間に通して圧延し、全長に亘
り目標とする均一な肉厚及び外径を有する仕上管
を形成しようとするものであり、この仕上管は、
更に、ストレツチレデユーサ等に送られ、完成品
に形成される。 このようなマンドレルミルにおいて、圧延後の
管の平均肉厚が目標値になるように制御すること
は、平均肉厚のみならず円周方向の肉厚を均一に
するためにも必要である。何故なら、通常、奇
数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドのロール
孔形状は、平均肉厚が目標値通りになる時に円周
方向の肉厚が最も均一になるように設定されてい
るからである。 又、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンド
のロール溝底部の管の肉厚が等しくなるように制
御することも、円周方向の肉厚を均一にするため
に必要である。 ところで、圧延後の管の平均肉厚に影響を与え
る主要因としては、マンドレルバー及びロールの
摩耗や、素管の寸法及び圧延荷重の変動等が考え
られる。 そこで、従来、マンドレルバーの摩耗に対して
は、例えば特開昭54−102270に、圧延後の管の平
均肉厚と管噛み込み中のロールギヤツプに基づい
て、摩耗したマンドレルバーの径を求めて、圧下
位置を制御する方法が提案されている。この制御
方法によれば、プラグやマンドレルバーの繰返し
使用にも拘わらず、毎回肉厚の等しい鋼管を得る
ことができる。 又、素管の寸法変動に対しては、例えば特開昭
54−121266に、素管の長さに基づいてロール周速
比、換言すれば張力（圧縮力を含む）を変化させ
る方法が示されている。 又、管の圧延長さ又は平均的肉厚のばらつきを
できるだけなくすよう、特公昭59−16847に、管
外面とロールとの摩擦係数及び管内面とマンドレ
ルバーとの摩擦係数に基づいてロール周速比を変
化させる方法が提案されている。
しかしながら、前記特開昭54−102270等で提案
された、摩耗したマンドレルバーの径を求めて圧
下位置を制御する方法では、管噛み込み中のロー
ルギヤツプを精度良く求めることが重要である
が、従来、マンドレルミルの圧下位置の零調整は
圧下力をかけない状態で実施されていたため、第
９図に示す如く、機械系（ハウジング）のがたに
よるミル剛性のばらつきやミル剛性の非線形部分
（低荷重部）の影響によつて充分な精度が得られ
ないという問題点を有する。 又、前記特開昭54−121266等で提案された、素
管の長さに基づいてロール周速比を変化させる制
御方法では、張力をかける圧延では、管の先端及
び後端には所定の張力がかからず、又、管が各ス
タンドに噛み込む又は各スタンドから抜け出る毎
に張力が変動するため、圧延後の管の長手方向の
肉厚、外径が変動するという問題点を有する。 又、前記特公昭59−16847で提案された、管外
面とロールとの摩擦係数及び管内面とマンドレル
バーとの摩擦係数に基づいてロール周速比を変化
させる制御方法では、前記特開昭54−121266と同
様に、圧延後の管の長手方向の肉厚、外径が変動
するという問題点を有する。 更に、圧延荷重は、管内外面の摩擦特性の他に
管の変形抵抗や減肉率によつても変動するが、従
来はこれらを適切に考慮した制御方法は提案され
ておらず、又、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終
スタンドのロール溝底部の管の肉厚を等しくする
適切な制御方法も提案されておらず、従つて、圧
延後の管の肉厚や外径の変動を充分に抑制するこ
とができないという問題点を有していた。
された、摩耗したマンドレルバーの径を求めて圧
下位置を制御する方法では、管噛み込み中のロー
ルギヤツプを精度良く求めることが重要である
が、従来、マンドレルミルの圧下位置の零調整は
圧下力をかけない状態で実施されていたため、第
９図に示す如く、機械系（ハウジング）のがたに
よるミル剛性のばらつきやミル剛性の非線形部分
（低荷重部）の影響によつて充分な精度が得られ
ないという問題点を有する。 又、前記特開昭54−121266等で提案された、素
管の長さに基づいてロール周速比を変化させる制
御方法では、張力をかける圧延では、管の先端及
び後端には所定の張力がかからず、又、管が各ス
タンドに噛み込む又は各スタンドから抜け出る毎
に張力が変動するため、圧延後の管の長手方向の
肉厚、外径が変動するという問題点を有する。 又、前記特公昭59−16847で提案された、管外
面とロールとの摩擦係数及び管内面とマンドレル
バーとの摩擦係数に基づいてロール周速比を変化
させる制御方法では、前記特開昭54−121266と同
様に、圧延後の管の長手方向の肉厚、外径が変動
するという問題点を有する。 更に、圧延荷重は、管内外面の摩擦特性の他に
管の変形抵抗や減肉率によつても変動するが、従
来はこれらを適切に考慮した制御方法は提案され
ておらず、又、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終
スタンドのロール溝底部の管の肉厚を等しくする
適切な制御方法も提案されておらず、従つて、圧
延後の管の肉厚や外径の変動を充分に抑制するこ
とができないという問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、圧延後の管の平均肉厚が目標値
に、且つ円周方向の肉厚が均一になるように、圧
下位置及びロール回転数を制御することができる
マンドレルミルの圧延制御方法を提供することを
目的とする。
されたもので、圧延後の管の平均肉厚が目標値
に、且つ円周方向の肉厚が均一になるように、圧
下位置及びロール回転数を制御することができる
マンドレルミルの圧延制御方法を提供することを
目的とする。
本発明は、孔形ロールを有する複数のスタンド
とマンドレルバーによつて管の外径及び肉厚を漸
減圧延するマンドレルミルの圧延制御方法におい
て、第１図にその要旨を示す如く、孔形ロールを
有する複数のスタンドとマンドレルバーによつて
管の外径及び肉厚を漸減圧延するマンドレルミル
の圧延制御方法において、 ホローの素材重量、ホロー長さ、ホロー平均外
径の各実測値Wb、Lh、Dh及び加熱炉でのスケ
ールロス率μr、ホローの密度ρhに基づき、式 th＝(Dh/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、ホローの実績肉厚thを求め、 ホローの素材重量、シエルの長さ、該シエルの
実測外径から求めた実績外径Ds、及び加熱炉の
スケールロス率μr、シエルの密度ρsに基づき、式 ts＝(Ds/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、シエルの実績肉厚tsを求め、 ホロー噛み込み前の各ｉスタンドのロールギヤ
ツプGo（ｉ）、圧延荷重Ｐ（ｉ）、ミルばね定数Ｋ
に基づき、式 Ｇ(i)＝Go(i)＋Ｐ(i)／Ｋ から、ホロー噛み込み時の各ｉスタンドの実績ロ
ールギヤツプＧ（ｉ）を求め、 求められたホローの噛み込み時の各スタンドの
ロールギヤツプＧ（ｉ）及びマンドレルバー径Db
に基づき、式 ｔ(i)＝（Ｇ(i)−Db）／２ から、各ｉスタンドの実績肉厚ｔ（ｉ）を求め、 算出された実績肉厚のうち、奇数及び偶数各々
の肉厚仕上げ最終スタンドの実績肉厚ｔ（odd）
及びｔ（even）と、シエルの実績肉厚tsとを比較
して、ロール及びマンドレルバーの摩耗に相当す
るゲージメータ偏差ΔGを求め、 前記実績肉厚ｔ（ｉ）とゲージメータ偏差ΔG
とに基づき、式 tc(i)＝ｔ(i)＋ΔG／２ から、各ｉスタンドの補正した肉厚tc（ｉ）を求
め、 前記ホローの実績肉厚thと、前記補正肉厚tc
（ｉ）に基づき、式 Ro(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（odd）） Re(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（even）） から、奇数及び偶数の各ｉスタンドの実績減肉配
分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）を求め、 奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの
補正肉厚tc（odd）及びtc（even）と、ホローの実
績肉厚thとに基づいて、次回に圧延するホローの
奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの補
正肉厚が等しくなるように、式 Bo＝{th-(tc(odd)＋tc （even））／２｝／（th−tc（odd）） Be＝{th-(tc(odd)＋tc （even））／２｝／（th−tc（even）） から、次回の奇数及び偶数の各ｉスタンドに設定
する設定奇偶減肉配分比Bo及びBeを求め、 次回に圧延するホローの実績肉厚thとシエルに
設定される肉厚tssと、前記奇数、偶数スタンド
の実績減肉配分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）と、設定
奇偶減肉配分比Bo及びBeとに基づき、式 Δta(i)＝(th-tss)×Ro(i)×Bo Δta(i)＝(th-tss)×Re(i)×Be から、シエルの肉厚が設定肉厚となるように、各
ｉスタンドの設定減肉量Δta（ｉ）を求め、 求められた設定減肉量Δta（ｉ）に基づき、式 ta(i)＝ta(i-2)−Δta(i) から、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）を求め、 ホロー及び前記マンドレルバーの温度θh、及
びθb、設定減肉率｛１−（ta（ｉ）／ta（ｉ−２））
｝
を考慮して、予測圧延荷重Ｐ（ｉ）を求め、 求められた予測圧延荷重Ｐ（ｉ）、前記ゲージメ
ータ偏差ΔG、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）、
マンドレルバー径Db、ロール孔形の深さDK（ｉ）
に基づき、式 Ss(i)＝2ta(i)＋Db−ΔG −（P^(i)／Ｋ）−2DK(i) から、各ホロー毎に各ｉスタンドの設定圧下位置
Ss（ｉ）を求め、 前記各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）に基づき、
基準肉厚をt0（ｉ）、係数をKa（ｉ）として、式 Ca(i)＝Ka(i)×（ta(i)／t0(i)） から、断面積補正比Ca（ｉ）を求めて、求めた断
面積補正比Ca（ｉ）に基づき、基準肉厚時の設定
回転数をN0（ｉ）として、式 Ns(i)＝N0(i)／Ca(i) から、各ｉスタンドの設定回転数Ns（ｉ）を求
め、 求められた各ｉスタンドの設定圧下位置Ss
（ｉ）及び設定回転数Ns（ｉ）をマンドレルミル
の制御装置に出力し、各ｉスタンドの圧下位置及
び回転数を制御するようにして、前記目的を達成
したものである。 又、本発明の実施態様は、前記各ｉスタンドの
実績肉厚ｔ（ｉ）を算出する際に、各ｉスタンド
の上下各々のロールを接触させたまま、プリロー
ド荷重Pprをかけた状態で圧下位置の零調整を行
つて、ホロー噛み込み時のロールギヤツプを、式 Ｇ(i)＝Go(i)＋（Ｐ(i)−Ppr）／Ｋ から求めて、この求めたロールギヤツプＧ（ｉ）
に基づき、前記実績肉厚ｔ（ｉ）を求めるように
したものである。
とマンドレルバーによつて管の外径及び肉厚を漸
減圧延するマンドレルミルの圧延制御方法におい
て、第１図にその要旨を示す如く、孔形ロールを
有する複数のスタンドとマンドレルバーによつて
管の外径及び肉厚を漸減圧延するマンドレルミル
の圧延制御方法において、 ホローの素材重量、ホロー長さ、ホロー平均外
径の各実測値Wb、Lh、Dh及び加熱炉でのスケ
ールロス率μr、ホローの密度ρhに基づき、式 th＝(Dh/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、ホローの実績肉厚thを求め、 ホローの素材重量、シエルの長さ、該シエルの
実測外径から求めた実績外径Ds、及び加熱炉の
スケールロス率μr、シエルの密度ρsに基づき、式 ts＝(Ds/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、シエルの実績肉厚tsを求め、 ホロー噛み込み前の各ｉスタンドのロールギヤ
ツプGo（ｉ）、圧延荷重Ｐ（ｉ）、ミルばね定数Ｋ
に基づき、式 Ｇ(i)＝Go(i)＋Ｐ(i)／Ｋ から、ホロー噛み込み時の各ｉスタンドの実績ロ
ールギヤツプＧ（ｉ）を求め、 求められたホローの噛み込み時の各スタンドの
ロールギヤツプＧ（ｉ）及びマンドレルバー径Db
に基づき、式 ｔ(i)＝（Ｇ(i)−Db）／２ から、各ｉスタンドの実績肉厚ｔ（ｉ）を求め、 算出された実績肉厚のうち、奇数及び偶数各々
の肉厚仕上げ最終スタンドの実績肉厚ｔ（odd）
及びｔ（even）と、シエルの実績肉厚tsとを比較
して、ロール及びマンドレルバーの摩耗に相当す
るゲージメータ偏差ΔGを求め、 前記実績肉厚ｔ（ｉ）とゲージメータ偏差ΔG
とに基づき、式 tc(i)＝ｔ(i)＋ΔG／２ から、各ｉスタンドの補正した肉厚tc（ｉ）を求
め、 前記ホローの実績肉厚thと、前記補正肉厚tc
（ｉ）に基づき、式 Ro(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（odd）） Re(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（even）） から、奇数及び偶数の各ｉスタンドの実績減肉配
分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）を求め、 奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの
補正肉厚tc（odd）及びtc（even）と、ホローの実
績肉厚thとに基づいて、次回に圧延するホローの
奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの補
正肉厚が等しくなるように、式 Bo＝{th-(tc(odd)＋tc （even））／２｝／（th−tc（odd）） Be＝{th-(tc(odd)＋tc （even））／２｝／（th−tc（even）） から、次回の奇数及び偶数の各ｉスタンドに設定
する設定奇偶減肉配分比Bo及びBeを求め、 次回に圧延するホローの実績肉厚thとシエルに
設定される肉厚tssと、前記奇数、偶数スタンド
の実績減肉配分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）と、設定
奇偶減肉配分比Bo及びBeとに基づき、式 Δta(i)＝(th-tss)×Ro(i)×Bo Δta(i)＝(th-tss)×Re(i)×Be から、シエルの肉厚が設定肉厚となるように、各
ｉスタンドの設定減肉量Δta（ｉ）を求め、 求められた設定減肉量Δta（ｉ）に基づき、式 ta(i)＝ta(i-2)−Δta(i) から、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）を求め、 ホロー及び前記マンドレルバーの温度θh、及
びθb、設定減肉率｛１−（ta（ｉ）／ta（ｉ−２））
｝
を考慮して、予測圧延荷重Ｐ（ｉ）を求め、 求められた予測圧延荷重Ｐ（ｉ）、前記ゲージメ
ータ偏差ΔG、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）、
マンドレルバー径Db、ロール孔形の深さDK（ｉ）
に基づき、式 Ss(i)＝2ta(i)＋Db−ΔG −（P^(i)／Ｋ）−2DK(i) から、各ホロー毎に各ｉスタンドの設定圧下位置
Ss（ｉ）を求め、 前記各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）に基づき、
基準肉厚をt0（ｉ）、係数をKa（ｉ）として、式 Ca(i)＝Ka(i)×（ta(i)／t0(i)） から、断面積補正比Ca（ｉ）を求めて、求めた断
面積補正比Ca（ｉ）に基づき、基準肉厚時の設定
回転数をN0（ｉ）として、式 Ns(i)＝N0(i)／Ca(i) から、各ｉスタンドの設定回転数Ns（ｉ）を求
め、 求められた各ｉスタンドの設定圧下位置Ss
（ｉ）及び設定回転数Ns（ｉ）をマンドレルミル
の制御装置に出力し、各ｉスタンドの圧下位置及
び回転数を制御するようにして、前記目的を達成
したものである。 又、本発明の実施態様は、前記各ｉスタンドの
実績肉厚ｔ（ｉ）を算出する際に、各ｉスタンド
の上下各々のロールを接触させたまま、プリロー
ド荷重Pprをかけた状態で圧下位置の零調整を行
つて、ホロー噛み込み時のロールギヤツプを、式 Ｇ(i)＝Go(i)＋（Ｐ(i)−Ppr）／Ｋ から求めて、この求めたロールギヤツプＧ（ｉ）
に基づき、前記実績肉厚ｔ（ｉ）を求めるように
したものである。
まず、管噛み込み中のロールギヤツプを精度良
く求めるためには、機械系のがたやミル剛性の非
線形部分（低荷重部）の影響を取除くことが必要
である。そのため、第２図乃至第４図に示す如
く、ロール組込み時に、上下各々のロールを接触
させたまま所定の圧下力（以下、プリロード荷重
と称する）をかけた状態で圧下位置の零調整（以
下、プリロード零調と称する）を行う。即ち、第
２図に示す状態でバランズ調整を行い、第３図に
示す状態でプリロード零調を行い、第４図に示す
状態で基準ギヤツプへ設定する。 従つて、管噛み込み時のロールギヤツプＧは、
次式により精度良く求められる。 Ｇ＝Go＋（Ｐ−Ppr）／Ｋ ……(1) ここで、Goは管噛み込み前のロールギヤツプ、
Ｐは圧延荷重、Pprはプリロード荷重、Ｋはミル
ばね定数である。 次に、素管毎に、各ロールスタンドの圧下位置
及びロール回転数を制御する方法を第６図を参照
しながら説明する。 なお、本発明の説明では、素管をホロー、圧延
後の管をシエルと呼ぶことにする。 まず、ホローの素材重量、ホロー長さ、ホロー
平均外径の各実測値Wb、Lh、Dh及び加熱炉で
のスケールロス率μr、ホローの密度ρhに基づき、
後出(3)式から、ホローの実績肉厚thを算出し、ホ
ローの素材重量、シエルの長さ、該シエルの実績
外径から求めた実績外径Ds、及び加熱炉のスケ
ールロス率μr、シエルの密度ρsに基づき、後出(5)
式から、シエルの実績肉厚tsを算出する。 又、前記(1)式に基づいて各スタンドの実績（管
噛み込み時の）ロールギヤツプＧを求め、その値
とマンドレルバー径（予め実測した値でも設定し
た値でもよい）Dbによつて後出(6)式から各スタ
ンド出側の実績（ロール溝底部）肉厚ｔ（ｉ）（ｉ
はスタンド番号）を求める。 又、奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタン
ドの実績肉厚ｔ（odd）及びｔ（even）と実績シエ
ル肉厚tsとを比較して、ロール及びマンドレルバ
ーの摩耗に相当する量ΔG（以下、ゲージメータ
偏差と称する）を求め、この値を、次にこのマン
ドレルバーを使用する時に用いる。 又、ゲージメータ偏差ΔGと実績肉厚ｔ（ｉ）
に基づいて各スタンド、後出(10)式からの補正肉厚
tc(i)を求める。次に、この値と実績ホロー肉厚th
に基づいて、奇数及び偶数各々について後出
（11）、（12）式から各スタンドの実績減肉配分比
Rp(i)、Re(i)を求める。 更に、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタン
ドの補正肉厚tc(i)に基づいて、次に圧延する管の
奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの補正
肉厚が等しくなるように、後出（13）、（14）式か
ら設定奇偶減肉配分比Bp及びBeを求める。 次に、実績シエル肉厚tsと次に圧延するホロー
の実績肉厚thに基づいて、次に圧延する管のシエ
ル肉厚が目標値になるように、後出（19）、（20）
式から各スタンド合計の設定減肉量Δtaを求め
る。この設定減肉量Δta(i)に基づき、後出（21）
式から各（ｉ）スタンドの設定肉厚ta(i)を算出す
る。 以上により求めた各スタンドの実績減肉配分比
Rp(i)、Re(i)、設定奇偶減肉配分比Bp、Be及び設定
減肉量Δtaに基づいて、各スタンドの設定肉厚ta(i)
及び設定減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）を求める。 次に、マンドレルバー及びホローの実測温度
θb、θhと、設定減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）と、実
績
減肉率及び実績圧延荷重P(i)とに基づいて、後出
（22）式から各スタンドの予測圧延荷重P(i)を求め
る。更に、該予測圧延荷重Ｐ（ｉ）と使用するマ
ンドレルバーのゲージメータ偏差ΔGに基づいて
後出（23）式から設定圧下位置Ss(i)を求めて、こ
の値に圧下位置を調整する。 一方、ロール回転数の制御は、各スタンドの設
定肉厚ta(i)に基づいて求めた断面積補正比Ca(i)に
よつて、後出（25）式からマスフロー一定則に基
づいて無張力圧延となるような設定回転数Ns(i)を
求めて、この値に調整することで行う。 従つて、管の変形抵抗や減肉率を考慮したマン
ドレルミルの圧延制御を行うことができ、しか
も、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの
ロール溝底部の管の肉厚を等しくするよう制御す
ることができるようになる。
く求めるためには、機械系のがたやミル剛性の非
線形部分（低荷重部）の影響を取除くことが必要
である。そのため、第２図乃至第４図に示す如
く、ロール組込み時に、上下各々のロールを接触
させたまま所定の圧下力（以下、プリロード荷重
と称する）をかけた状態で圧下位置の零調整（以
下、プリロード零調と称する）を行う。即ち、第
２図に示す状態でバランズ調整を行い、第３図に
示す状態でプリロード零調を行い、第４図に示す
状態で基準ギヤツプへ設定する。 従つて、管噛み込み時のロールギヤツプＧは、
次式により精度良く求められる。 Ｇ＝Go＋（Ｐ−Ppr）／Ｋ ……(1) ここで、Goは管噛み込み前のロールギヤツプ、
Ｐは圧延荷重、Pprはプリロード荷重、Ｋはミル
ばね定数である。 次に、素管毎に、各ロールスタンドの圧下位置
及びロール回転数を制御する方法を第６図を参照
しながら説明する。 なお、本発明の説明では、素管をホロー、圧延
後の管をシエルと呼ぶことにする。 まず、ホローの素材重量、ホロー長さ、ホロー
平均外径の各実測値Wb、Lh、Dh及び加熱炉で
のスケールロス率μr、ホローの密度ρhに基づき、
後出(3)式から、ホローの実績肉厚thを算出し、ホ
ローの素材重量、シエルの長さ、該シエルの実績
外径から求めた実績外径Ds、及び加熱炉のスケ
ールロス率μr、シエルの密度ρsに基づき、後出(5)
式から、シエルの実績肉厚tsを算出する。 又、前記(1)式に基づいて各スタンドの実績（管
噛み込み時の）ロールギヤツプＧを求め、その値
とマンドレルバー径（予め実測した値でも設定し
た値でもよい）Dbによつて後出(6)式から各スタ
ンド出側の実績（ロール溝底部）肉厚ｔ（ｉ）（ｉ
はスタンド番号）を求める。 又、奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタン
ドの実績肉厚ｔ（odd）及びｔ（even）と実績シエ
ル肉厚tsとを比較して、ロール及びマンドレルバ
ーの摩耗に相当する量ΔG（以下、ゲージメータ
偏差と称する）を求め、この値を、次にこのマン
ドレルバーを使用する時に用いる。 又、ゲージメータ偏差ΔGと実績肉厚ｔ（ｉ）
に基づいて各スタンド、後出(10)式からの補正肉厚
tc(i)を求める。次に、この値と実績ホロー肉厚th
に基づいて、奇数及び偶数各々について後出
（11）、（12）式から各スタンドの実績減肉配分比
Rp(i)、Re(i)を求める。 更に、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタン
ドの補正肉厚tc(i)に基づいて、次に圧延する管の
奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの補正
肉厚が等しくなるように、後出（13）、（14）式か
ら設定奇偶減肉配分比Bp及びBeを求める。 次に、実績シエル肉厚tsと次に圧延するホロー
の実績肉厚thに基づいて、次に圧延する管のシエ
ル肉厚が目標値になるように、後出（19）、（20）
式から各スタンド合計の設定減肉量Δtaを求め
る。この設定減肉量Δta(i)に基づき、後出（21）
式から各（ｉ）スタンドの設定肉厚ta(i)を算出す
る。 以上により求めた各スタンドの実績減肉配分比
Rp(i)、Re(i)、設定奇偶減肉配分比Bp、Be及び設定
減肉量Δtaに基づいて、各スタンドの設定肉厚ta(i)
及び設定減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）を求める。 次に、マンドレルバー及びホローの実測温度
θb、θhと、設定減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）と、実
績
減肉率及び実績圧延荷重P(i)とに基づいて、後出
（22）式から各スタンドの予測圧延荷重P(i)を求め
る。更に、該予測圧延荷重Ｐ（ｉ）と使用するマ
ンドレルバーのゲージメータ偏差ΔGに基づいて
後出（23）式から設定圧下位置Ss(i)を求めて、こ
の値に圧下位置を調整する。 一方、ロール回転数の制御は、各スタンドの設
定肉厚ta(i)に基づいて求めた断面積補正比Ca(i)に
よつて、後出（25）式からマスフロー一定則に基
づいて無張力圧延となるような設定回転数Ns(i)を
求めて、この値に調整することで行う。 従つて、管の変形抵抗や減肉率を考慮したマン
ドレルミルの圧延制御を行うことができ、しか
も、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの
ロール溝底部の管の肉厚を等しくするよう制御す
ることができるようになる。
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明が採用されたマ
ンドレルミルの圧延制御装置の実施例を詳細に説
明する。 本実施例は、第６図に示す如く、内部に挿入さ
れたマンドレルバー１２により内径が規制された
管状のホロー１０を順次圧延するための、連続的
に配置された複数組のロール１４を含むマンドレ
ルミルに本発明を適用したもので、圧延荷重P^(i)
を検出するためのロードセル２０、当該第ｉスタ
ンドのロール１４iの回転数を検出するためのパ
ルス ジエネレータ等を含む各種センサと、該セ
ンサ出力に基づいて、実績ホロー肉厚th、実績シ
エル肉厚tsから圧延後の管の平均肉厚が目標値に
なるように各スタンド合計の設定減肉量Δtaを求
め、更に、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタ
ンド（本実施例においては第５、第６スタンド）
出側の管の実績肉厚t5、t6に基づいて圧延後の管
の円周方向の肉厚が均一になるように設定奇偶減
肉配分比Bp、Beを求め、前記設定減肉量Δtaと設
定奇偶減肉配分比Bp、Beと各スタンドの実績減
肉配分比Rp(i)、Re(i)とに基づいて各スタンドの出
側の管の設定肉厚ta(i)を求め、ホロー及び前記マ
ンドレルバーの温度θh、θbと、各スタンドの設定
減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）と、各スタンドの実績
減肉率１−（tc(i)／tc(i-2)）と、実績圧延荷重P(i)と
に基づいて各スタンドの予測圧延荷重P(i)を求め、
前記各スタンドの出側の管の設定肉厚ta（ｉ）と
各スタンドの予測圧延荷重P^（ｉ）とに基づいて
各ホロー毎に圧下位置及びロール回転数を設定
し、ロール回転数及び圧下位置の制御量を制御装
置（図示省略）に出力する演算装置２４と、から
構成されている。 以下、前出第５図を参照しながら前記演算装置
２４の作用を説明する。 まず、管噛み込み中のロールギヤツプＧ（ｉ）
を精度良く求めるためにプリロード零調を行う。
このプリロード零調は、本実施例ではロールシヨ
ツプにおいて第２図乃至第４図に示すように行つ
ている。即ち、第２図に示す如く、中実円筒状の
栓ゲージ１６をロールバイトに挿入して圧下力を
かけ、左右上下のバランス調整をする。次に、第
３図に示す如く、ロールフランジ部１５を接触さ
せてプリロード荷重（本実施例では両側合計で
40ton）まで圧下した状態で圧下位置の零調を行
う。その後、第４図に示す如く、所定の圧下位置
に設定する。なお、第３図乃至第５図中の符号１
７はカツプリング、１８はモータ、１９はセルシ
ンを示す。 従つて、本実施例における零調時のロールギヤ
ツプと圧下力の関係は、第７図に示す如くとな
る。 次いで、前記演算装置２４は、まず、ビレツト
重量、ホロー長さ、ホロー平均外径の各実測値
Wb、Lh、Dh及び回転式加熱炉でのスケールロス
率μr、ホローの密度ρhから、次式の関係を用い
て、実績ホロー肉厚（平均値）thを算出する。 ρhLhπth（Dh−th）＝Wb（１−μr） ……(2) th＝（Dh／２）×［１−√１−｛b（１−r）｝
｛h h（h２）2｝］……(3) 次いで、実績シエル外径Dsを算出する。シエ
ルの外径形状は通常楕円状のため、長辺、短辺に
相当するシエル外径の実測値Dsl、Dssに基づいて
次の楕円の周長の近似式から算出する。 Ds＝(2/π)×｛0.9827Dsl＋0.311Dss ＋0.2867（Dss）2／Dsl｝ ……(4) 次に実績シエル肉厚tsを算出する。実績シエル
肉厚tsは前記実績ホロー肉厚thと同様に、前記(2)
式を変形した次式の関係を用いて算出する。 ts＝（Ds／２）×［１−√１−｛b１−r）｝／｛
ρsLsπ（Ds２）2｝］……(5) ただしρsはシエルの密度である。 次に、各スタンドの実績肉厚t(i)を算出する。各
スタンドの実績肉厚t(i)は、管噛み込み中ロール
（溝底部の）ギヤツプG(i)及びマンドレルレバーの
径Db（実測値又は設定値）から、次式の関係を用
いて算出する。 t(i)＝（G(i)−Db）／２ ……(6) なお、管噛み込み中のロールギヤツプG(i)は、
次式の関係を用いて算出する。 G(i)＝S(i)＋2DK(i) ＋（P(i)−Ppr）／Ｋ ……(7) ここで、S(i)は圧下位置（管噛み込み前のロー
ルフランジ部のギヤツプ）、DKはロール孔形の
深さ、P(i)は圧延荷重、Pprはプリロード荷重、Ｋ
はミルばね定数である。 次に、ゲージメータ偏差ΔGを算出する。この
ゲージメータ偏差ΔGは、奇数、偶数各々の肉厚
仕上げ最終スタンド（実施例では第５、第６スタ
ンド）の実績肉厚t(5)、t(6)と実績シエル肉厚tsと
に基づいて、次式の関係から算出する。 ΔG＝αg×ΔGl-1＋（１−αg）×２ ×｛ts−（t(5)＋t(6)）／２｝ ……(8) ここで、αgは平滑化のための係数、ΔGl-1はマ
ンドレルバー１循前、つまり前回圧延時のゲージ
メータ偏差を示す。なお、ゲージメータ偏差ΔG
の初期値は、次式により算出する。 ΔG＝a1＋b1・Nr＋c1・Nb ……(9) ここで、Nrはロール圧延回数、Nbはマンドレ
ルバー圧延回数、a1、b1、c1は予め解析して求め
た係数である。 次に、各スタンドの補正肉厚tc(i)を算出する。
この補正肉厚tc(i)は、前記実績肉厚t(i)とゲージメ
ータ偏差ΔGとに基づいて、次式の関係から算出
する。 tc(i)＝t(i)＋ΔG／２ ……(10) 次に、各スタンドの実績減肉配分比Rp(i)、Re(i)
を算出する。ここで、Rp(i)は奇数スタンド側の実
績減肉配分比を示し、Re(i)は、偶数スタンド側の
実績減肉配分比を示す。これら各スタンドの実績
減肉配分比Rp(i)、Re(i)は、実績ホロー肉厚thと補
正肉厚tc(i)とに基づいて、次式の関係により算出
する。 Rp(i)＝（tc(i-2)−tc(i)） ／（th−tc(5)） ……（11） Re(i)＝（tc(i-2)−tc(i)） ／（th−tc(6)） ……（12） 上式において、tc(-1)とtc(0)は実績ホロー肉厚th
と等しいと置く。 次に、設定奇偶減肉配分比Bp、Beを算出する。
この設定奇偶減肉配分比Bp、Beは、次回に圧延
する管の第５、第６スタンドの補正肉厚tc(5)、
tc(6)が等しくなるようにするためのものである。
なお、Bpは奇数側スタンドの設定減肉配分比を
示し、Beは偶数側スタンドの設定減肉配分比を
示す。この設定奇偶減肉配分比Bp、Beは、各ス
タンドの補正肉厚tc(i)と、実績ホロー肉厚thとに
基づいて、次式の関係から算出する。 Bp＝｛th−（tc(5)＋tc(6)） ／２｝／（th−tc(5)） ……（13） Be＝｛th−（tc(5)＋tc(6)） ／２｝／（th−tc(6)） ……（14） 次に、各スタンドの圧延荷重学習係数Cp(i)を算
出する。この各スタンドの圧延荷重学習係数Cp(i)
は、後述する各スタンドの予測圧延荷重P(i)を算
出する際に用いる係数である。この圧延荷重学習
係数Cp(i)は、平滑化のための係数αp、マンドレル
バー温度影響係数Cb、ホロー温度影響係数Ch等
に基づいて、次式の関係から算出する。 Cp(i)＝αp・Cp(i) n-1＋（１−αp） ×〔P(i)／［a2(i)＋b2(i) ×｛１−（tc(i)／tc(i-2)）｝ ×Cb×Ch ……（15） ここで、a2(i)、b2(i)は、予め鋼種別に解析して
求めた係数、Cp(i) n-1は、管−本前の圧延荷重学習
係数を示す。なお、初期値は、Cp(i)＝１である。 次に、シエル肉厚偏差Δtfを算出する。このシ
エル肉厚偏差Δtfは次式の関係から算出すること
ができる。 Δtf＝αt×Δtf n-1＋（１−αt） ×（tps−ts ……（16） ここで、αtは平滑化のための係数、tpsは目標シ
エル肉厚を示す。なお、初期値はΔtf＝０である。 次に、設定シエル肉厚tssを算出する。設定シ
エル肉厚tssは、次式の関係から算出する。 tss＝tss n-1＋Δtf ……（17） なお、初期値はtss＝tps、即ち目標シエル肉厚
である。 以上のようにして算出した実績値を用いて、次
に、圧延するホローに対する各種設定量の算出を
以下のように行う。 まず、設定減肉量Δtaは、実績ホロー肉厚thか
ら設定シエル肉厚tssを差引いたものである。即
ち、次式の関係により各スタンド合計の設定減肉
量Δtaを算出する。 Δta＝th−tss ……（18） 次に、各スタンドの設定減肉量Δta(i)を算出す
る。奇数スタンドの設定減肉量Δta(i)は次式の関
係により算出する。 Δta(i)＝（th−tss）×Rp(i)×Bp ……（19） 一方、偶数スタンドの設定減肉量Δta(i)は次式
の関係により算出する。 Δta(i)＝（th−tss）×Re(i)×Be ……（20） ここで、実績減肉配分比Rp(i)、Re(i)の初期値は
予め求めた値、設定奇偶減肉配分比Bp、Beの初
期値は１である。 次に、各スタンドの設定肉厚ta(i)を算出する。
この設定肉厚ta(i)は、各奇数スタンド間、各偶数
スタンド間における求めるスタンドよりも１段前
のスタンドの設定肉厚ta(i-2)から前記各スタンド
の設定減肉量Δta(i)を引くことで求められる。即
ち、次式の関係より各スタンドの設定肉厚ta(i)を
算出する。 ta(i)＝ta(i-2)−Δta(i) ……（21） なお、ta(-1)＝ta(0)＝thとする。 次に、各スタンドの予測圧延荷重P^(i)を、次式
の関係により算出する。 P^(i)＝［a2(i)＋b2(i) ×｛１−（ta(i)／ta(i-2)）｝］ ×Cp(i)×Cb×Ch ……（22） ただし、Cb＝kb・（θ0b／θb）、Ch＝kh・（θ0h／
θh）である。 ここで、kb、khは実験的に求めた係数、θ0bは
基準マンドレルバー温度、θbは実測マンドレルバ
ー温度、θ0hは基準ホロー温度、θhは実測ホロー
温度を示す。 なお、マンドレルバー温度によるマンドレルバ
ー径の熱膨張は無視できるが、マンドレルバー温
度によつてマンドレルバー表面の潤滑剤の塗布状
態が異なり、これによつて、管内面とマンドレル
バーの摩擦特性が変わるため、圧延荷重が変動す
る。従つて、このマンドレルバー温度の影響を考
慮したのが前述したマンドレルバー温度影響係数
Cbであり、このマンドレルバー温度影響係数Cb
を用いることによつて、管内面とマンドレルバー
の摩擦特性が変わることに起因する圧延荷重の変
動を補正するものである。 又、同一鋼種でもホローの温度が異なると変形
抵抗が異なるため、これを考慮したものが、前述
したホロー温度影響係数Chであり、このホロー
温度影響係数Chにより、ホローの温度に起因す
る変形抵抗の変動を補正するものである。 又、この他に管外面とロールの摩擦特性の影響
等推定が困難なものは、前述した学習係数Cp(i)で
補正している。 次に、各スタンドの設定圧下位置Ss(i)は、設定
肉厚ta(i)、マンドレルバー径Db，ゲージメータ偏
差ΔG、予測圧延荷重P^(i)、ロール孔形の深さ
DK(i)に基づいて、次式の関係により算出する。 Ss(i)＝2ta(i)＋Db−ΔG −（P^(i)−Ppr）／Ｋ−2DK(i) ……（23） 次に、各スタンドの断面積補正比Ca(i)を、前記
設定肉厚ta(i)に基づいて、次式の関係により、算
出する。 Ca(i)＝ka(i)×（ta(i)／tp(i)） ……（24） ここで、kaは予め解析して求めた係数、tpは基
準肉厚を示す。 次に、各スタンドの設定回転数Ns(i)を、前記断
面積補正比Ca(i)に基づいて、次式の関係により算
出する。 Ns(i)＝（Np(i)／Ca(i)） ……（25） ここで、Npは基準肉厚時の時の設定回転数を
示す。 このようにして得られた設定圧下位置Ss(i)、設
定回転数Ns(i)をマンドレルミルの制御装置に出力
して、各スタンドのロールを駆動する駆動モータ
を制御すると共に、ロール圧下装置を作動させ
る。 従つて、本実施例においては、予測圧延荷重
P(i)の算出を、管内面とマンドレルバーの摩擦特
性の変動、ホローの温度変化に伴う変形抵抗の変
動、更には、管外面とロールの摩擦特性の影響を
考慮して算出することにより、圧延後の管の円周
方向の肉厚が均一になるように圧下位置を制御す
ることができる。これにより、圧延後の管の平均
肉厚が目標値になるように制御することができ
る。 又、各スタンドの設定肉厚ta(i)を、補正肉厚tc(i)
と実績ホロー肉厚thとに基づいて算出される設定
奇偶減肉配分比Bp、Beと実績減肉配分比Rp(i)、
Re(i)と設定減肉量Δtaとにより、算出することに
より、この設定肉厚ta(i)に基づいて設定減肉率
｛１−（ta(i)／ta(i-2)）｝を計算し、予測圧延荷重P^
(i)
を算出するから、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最
終スタンドのロール溝底部の管の肉厚が等しくな
るように制御することができる。従つて、圧延後
の管の円周方向の肉厚を均一にすることができ
る。 又、前記設定肉厚ta(i)と実績ホロー肉厚thとに
より断面積補正比Ca(i)を算出し、この断面積補正
比Ca(i)により設定回転数Ns(i)を算出することによ
り、無張力圧延をすることが可能となり圧延後の
管の長手方向の肉厚・外径変動を防ぐことができ
る。 特に、本実施例においては、プリロード零調を
行うことにより、管噛み込み中のロールギヤツプ
を精度良く求めることができ、従つて、圧下位置
の制御を精度良く行うことができる。即ち、従
来、マンドレルミルの圧下位置の零調は、圧下力
をかけない状態で実施されていたため、ハウジン
グのがた等によるミル剛性のばらつきによつて、
圧延時のギヤツプは、第９図に示す如く、ある一
定幅内で誤差を有するものとなつていた。これに
対し、本実施例においては、第７図に示す如く、
プリロード零調によつて、ミル剛性のばらつきに
よる影響をなくし、圧延時のロールギヤツプを精
度良く求めることができる。これは、プリロード
荷重Pprをかけることによつて、ロールギヤツプ
の原点を第７図中右方向へ移動し、ミル剛性の非
線形部分の影響をなくすことができるからであ
る。
ンドレルミルの圧延制御装置の実施例を詳細に説
明する。 本実施例は、第６図に示す如く、内部に挿入さ
れたマンドレルバー１２により内径が規制された
管状のホロー１０を順次圧延するための、連続的
に配置された複数組のロール１４を含むマンドレ
ルミルに本発明を適用したもので、圧延荷重P^(i)
を検出するためのロードセル２０、当該第ｉスタ
ンドのロール１４iの回転数を検出するためのパ
ルス ジエネレータ等を含む各種センサと、該セ
ンサ出力に基づいて、実績ホロー肉厚th、実績シ
エル肉厚tsから圧延後の管の平均肉厚が目標値に
なるように各スタンド合計の設定減肉量Δtaを求
め、更に、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最終スタ
ンド（本実施例においては第５、第６スタンド）
出側の管の実績肉厚t5、t6に基づいて圧延後の管
の円周方向の肉厚が均一になるように設定奇偶減
肉配分比Bp、Beを求め、前記設定減肉量Δtaと設
定奇偶減肉配分比Bp、Beと各スタンドの実績減
肉配分比Rp(i)、Re(i)とに基づいて各スタンドの出
側の管の設定肉厚ta(i)を求め、ホロー及び前記マ
ンドレルバーの温度θh、θbと、各スタンドの設定
減肉率１−（ta(i)／ta(i-2)）と、各スタンドの実績
減肉率１−（tc(i)／tc(i-2)）と、実績圧延荷重P(i)と
に基づいて各スタンドの予測圧延荷重P(i)を求め、
前記各スタンドの出側の管の設定肉厚ta（ｉ）と
各スタンドの予測圧延荷重P^（ｉ）とに基づいて
各ホロー毎に圧下位置及びロール回転数を設定
し、ロール回転数及び圧下位置の制御量を制御装
置（図示省略）に出力する演算装置２４と、から
構成されている。 以下、前出第５図を参照しながら前記演算装置
２４の作用を説明する。 まず、管噛み込み中のロールギヤツプＧ（ｉ）
を精度良く求めるためにプリロード零調を行う。
このプリロード零調は、本実施例ではロールシヨ
ツプにおいて第２図乃至第４図に示すように行つ
ている。即ち、第２図に示す如く、中実円筒状の
栓ゲージ１６をロールバイトに挿入して圧下力を
かけ、左右上下のバランス調整をする。次に、第
３図に示す如く、ロールフランジ部１５を接触さ
せてプリロード荷重（本実施例では両側合計で
40ton）まで圧下した状態で圧下位置の零調を行
う。その後、第４図に示す如く、所定の圧下位置
に設定する。なお、第３図乃至第５図中の符号１
７はカツプリング、１８はモータ、１９はセルシ
ンを示す。 従つて、本実施例における零調時のロールギヤ
ツプと圧下力の関係は、第７図に示す如くとな
る。 次いで、前記演算装置２４は、まず、ビレツト
重量、ホロー長さ、ホロー平均外径の各実測値
Wb、Lh、Dh及び回転式加熱炉でのスケールロス
率μr、ホローの密度ρhから、次式の関係を用い
て、実績ホロー肉厚（平均値）thを算出する。 ρhLhπth（Dh−th）＝Wb（１−μr） ……(2) th＝（Dh／２）×［１−√１−｛b（１−r）｝
｛h h（h２）2｝］……(3) 次いで、実績シエル外径Dsを算出する。シエ
ルの外径形状は通常楕円状のため、長辺、短辺に
相当するシエル外径の実測値Dsl、Dssに基づいて
次の楕円の周長の近似式から算出する。 Ds＝(2/π)×｛0.9827Dsl＋0.311Dss ＋0.2867（Dss）2／Dsl｝ ……(4) 次に実績シエル肉厚tsを算出する。実績シエル
肉厚tsは前記実績ホロー肉厚thと同様に、前記(2)
式を変形した次式の関係を用いて算出する。 ts＝（Ds／２）×［１−√１−｛b１−r）｝／｛
ρsLsπ（Ds２）2｝］……(5) ただしρsはシエルの密度である。 次に、各スタンドの実績肉厚t(i)を算出する。各
スタンドの実績肉厚t(i)は、管噛み込み中ロール
（溝底部の）ギヤツプG(i)及びマンドレルレバーの
径Db（実測値又は設定値）から、次式の関係を用
いて算出する。 t(i)＝（G(i)−Db）／２ ……(6) なお、管噛み込み中のロールギヤツプG(i)は、
次式の関係を用いて算出する。 G(i)＝S(i)＋2DK(i) ＋（P(i)−Ppr）／Ｋ ……(7) ここで、S(i)は圧下位置（管噛み込み前のロー
ルフランジ部のギヤツプ）、DKはロール孔形の
深さ、P(i)は圧延荷重、Pprはプリロード荷重、Ｋ
はミルばね定数である。 次に、ゲージメータ偏差ΔGを算出する。この
ゲージメータ偏差ΔGは、奇数、偶数各々の肉厚
仕上げ最終スタンド（実施例では第５、第６スタ
ンド）の実績肉厚t(5)、t(6)と実績シエル肉厚tsと
に基づいて、次式の関係から算出する。 ΔG＝αg×ΔGl-1＋（１−αg）×２ ×｛ts−（t(5)＋t(6)）／２｝ ……(8) ここで、αgは平滑化のための係数、ΔGl-1はマ
ンドレルバー１循前、つまり前回圧延時のゲージ
メータ偏差を示す。なお、ゲージメータ偏差ΔG
の初期値は、次式により算出する。 ΔG＝a1＋b1・Nr＋c1・Nb ……(9) ここで、Nrはロール圧延回数、Nbはマンドレ
ルバー圧延回数、a1、b1、c1は予め解析して求め
た係数である。 次に、各スタンドの補正肉厚tc(i)を算出する。
この補正肉厚tc(i)は、前記実績肉厚t(i)とゲージメ
ータ偏差ΔGとに基づいて、次式の関係から算出
する。 tc(i)＝t(i)＋ΔG／２ ……(10) 次に、各スタンドの実績減肉配分比Rp(i)、Re(i)
を算出する。ここで、Rp(i)は奇数スタンド側の実
績減肉配分比を示し、Re(i)は、偶数スタンド側の
実績減肉配分比を示す。これら各スタンドの実績
減肉配分比Rp(i)、Re(i)は、実績ホロー肉厚thと補
正肉厚tc(i)とに基づいて、次式の関係により算出
する。 Rp(i)＝（tc(i-2)−tc(i)） ／（th−tc(5)） ……（11） Re(i)＝（tc(i-2)−tc(i)） ／（th−tc(6)） ……（12） 上式において、tc(-1)とtc(0)は実績ホロー肉厚th
と等しいと置く。 次に、設定奇偶減肉配分比Bp、Beを算出する。
この設定奇偶減肉配分比Bp、Beは、次回に圧延
する管の第５、第６スタンドの補正肉厚tc(5)、
tc(6)が等しくなるようにするためのものである。
なお、Bpは奇数側スタンドの設定減肉配分比を
示し、Beは偶数側スタンドの設定減肉配分比を
示す。この設定奇偶減肉配分比Bp、Beは、各ス
タンドの補正肉厚tc(i)と、実績ホロー肉厚thとに
基づいて、次式の関係から算出する。 Bp＝｛th−（tc(5)＋tc(6)） ／２｝／（th−tc(5)） ……（13） Be＝｛th−（tc(5)＋tc(6)） ／２｝／（th−tc(6)） ……（14） 次に、各スタンドの圧延荷重学習係数Cp(i)を算
出する。この各スタンドの圧延荷重学習係数Cp(i)
は、後述する各スタンドの予測圧延荷重P(i)を算
出する際に用いる係数である。この圧延荷重学習
係数Cp(i)は、平滑化のための係数αp、マンドレル
バー温度影響係数Cb、ホロー温度影響係数Ch等
に基づいて、次式の関係から算出する。 Cp(i)＝αp・Cp(i) n-1＋（１−αp） ×〔P(i)／［a2(i)＋b2(i) ×｛１−（tc(i)／tc(i-2)）｝ ×Cb×Ch ……（15） ここで、a2(i)、b2(i)は、予め鋼種別に解析して
求めた係数、Cp(i) n-1は、管−本前の圧延荷重学習
係数を示す。なお、初期値は、Cp(i)＝１である。 次に、シエル肉厚偏差Δtfを算出する。このシ
エル肉厚偏差Δtfは次式の関係から算出すること
ができる。 Δtf＝αt×Δtf n-1＋（１−αt） ×（tps−ts ……（16） ここで、αtは平滑化のための係数、tpsは目標シ
エル肉厚を示す。なお、初期値はΔtf＝０である。 次に、設定シエル肉厚tssを算出する。設定シ
エル肉厚tssは、次式の関係から算出する。 tss＝tss n-1＋Δtf ……（17） なお、初期値はtss＝tps、即ち目標シエル肉厚
である。 以上のようにして算出した実績値を用いて、次
に、圧延するホローに対する各種設定量の算出を
以下のように行う。 まず、設定減肉量Δtaは、実績ホロー肉厚thか
ら設定シエル肉厚tssを差引いたものである。即
ち、次式の関係により各スタンド合計の設定減肉
量Δtaを算出する。 Δta＝th−tss ……（18） 次に、各スタンドの設定減肉量Δta(i)を算出す
る。奇数スタンドの設定減肉量Δta(i)は次式の関
係により算出する。 Δta(i)＝（th−tss）×Rp(i)×Bp ……（19） 一方、偶数スタンドの設定減肉量Δta(i)は次式
の関係により算出する。 Δta(i)＝（th−tss）×Re(i)×Be ……（20） ここで、実績減肉配分比Rp(i)、Re(i)の初期値は
予め求めた値、設定奇偶減肉配分比Bp、Beの初
期値は１である。 次に、各スタンドの設定肉厚ta(i)を算出する。
この設定肉厚ta(i)は、各奇数スタンド間、各偶数
スタンド間における求めるスタンドよりも１段前
のスタンドの設定肉厚ta(i-2)から前記各スタンド
の設定減肉量Δta(i)を引くことで求められる。即
ち、次式の関係より各スタンドの設定肉厚ta(i)を
算出する。 ta(i)＝ta(i-2)−Δta(i) ……（21） なお、ta(-1)＝ta(0)＝thとする。 次に、各スタンドの予測圧延荷重P^(i)を、次式
の関係により算出する。 P^(i)＝［a2(i)＋b2(i) ×｛１−（ta(i)／ta(i-2)）｝］ ×Cp(i)×Cb×Ch ……（22） ただし、Cb＝kb・（θ0b／θb）、Ch＝kh・（θ0h／
θh）である。 ここで、kb、khは実験的に求めた係数、θ0bは
基準マンドレルバー温度、θbは実測マンドレルバ
ー温度、θ0hは基準ホロー温度、θhは実測ホロー
温度を示す。 なお、マンドレルバー温度によるマンドレルバ
ー径の熱膨張は無視できるが、マンドレルバー温
度によつてマンドレルバー表面の潤滑剤の塗布状
態が異なり、これによつて、管内面とマンドレル
バーの摩擦特性が変わるため、圧延荷重が変動す
る。従つて、このマンドレルバー温度の影響を考
慮したのが前述したマンドレルバー温度影響係数
Cbであり、このマンドレルバー温度影響係数Cb
を用いることによつて、管内面とマンドレルバー
の摩擦特性が変わることに起因する圧延荷重の変
動を補正するものである。 又、同一鋼種でもホローの温度が異なると変形
抵抗が異なるため、これを考慮したものが、前述
したホロー温度影響係数Chであり、このホロー
温度影響係数Chにより、ホローの温度に起因す
る変形抵抗の変動を補正するものである。 又、この他に管外面とロールの摩擦特性の影響
等推定が困難なものは、前述した学習係数Cp(i)で
補正している。 次に、各スタンドの設定圧下位置Ss(i)は、設定
肉厚ta(i)、マンドレルバー径Db，ゲージメータ偏
差ΔG、予測圧延荷重P^(i)、ロール孔形の深さ
DK(i)に基づいて、次式の関係により算出する。 Ss(i)＝2ta(i)＋Db−ΔG −（P^(i)−Ppr）／Ｋ−2DK(i) ……（23） 次に、各スタンドの断面積補正比Ca(i)を、前記
設定肉厚ta(i)に基づいて、次式の関係により、算
出する。 Ca(i)＝ka(i)×（ta(i)／tp(i)） ……（24） ここで、kaは予め解析して求めた係数、tpは基
準肉厚を示す。 次に、各スタンドの設定回転数Ns(i)を、前記断
面積補正比Ca(i)に基づいて、次式の関係により算
出する。 Ns(i)＝（Np(i)／Ca(i)） ……（25） ここで、Npは基準肉厚時の時の設定回転数を
示す。 このようにして得られた設定圧下位置Ss(i)、設
定回転数Ns(i)をマンドレルミルの制御装置に出力
して、各スタンドのロールを駆動する駆動モータ
を制御すると共に、ロール圧下装置を作動させ
る。 従つて、本実施例においては、予測圧延荷重
P(i)の算出を、管内面とマンドレルバーの摩擦特
性の変動、ホローの温度変化に伴う変形抵抗の変
動、更には、管外面とロールの摩擦特性の影響を
考慮して算出することにより、圧延後の管の円周
方向の肉厚が均一になるように圧下位置を制御す
ることができる。これにより、圧延後の管の平均
肉厚が目標値になるように制御することができ
る。 又、各スタンドの設定肉厚ta(i)を、補正肉厚tc(i)
と実績ホロー肉厚thとに基づいて算出される設定
奇偶減肉配分比Bp、Beと実績減肉配分比Rp(i)、
Re(i)と設定減肉量Δtaとにより、算出することに
より、この設定肉厚ta(i)に基づいて設定減肉率
｛１−（ta(i)／ta(i-2)）｝を計算し、予測圧延荷重P^
(i)
を算出するから、奇数、偶数各々の肉厚仕上げ最
終スタンドのロール溝底部の管の肉厚が等しくな
るように制御することができる。従つて、圧延後
の管の円周方向の肉厚を均一にすることができ
る。 又、前記設定肉厚ta(i)と実績ホロー肉厚thとに
より断面積補正比Ca(i)を算出し、この断面積補正
比Ca(i)により設定回転数Ns(i)を算出することによ
り、無張力圧延をすることが可能となり圧延後の
管の長手方向の肉厚・外径変動を防ぐことができ
る。 特に、本実施例においては、プリロード零調を
行うことにより、管噛み込み中のロールギヤツプ
を精度良く求めることができ、従つて、圧下位置
の制御を精度良く行うことができる。即ち、従
来、マンドレルミルの圧下位置の零調は、圧下力
をかけない状態で実施されていたため、ハウジン
グのがた等によるミル剛性のばらつきによつて、
圧延時のギヤツプは、第９図に示す如く、ある一
定幅内で誤差を有するものとなつていた。これに
対し、本実施例においては、第７図に示す如く、
プリロード零調によつて、ミル剛性のばらつきに
よる影響をなくし、圧延時のロールギヤツプを精
度良く求めることができる。これは、プリロード
荷重Pprをかけることによつて、ロールギヤツプ
の原点を第７図中右方向へ移動し、ミル剛性の非
線形部分の影響をなくすことができるからであ
る。
以上説明した通り、本発明によれば、奇数、偶
数各々の肉厚仕上げ最終スタンドのロール溝底部
の管の肉厚が等しくなるように制御することがで
き、従つて、圧延後の管の円周方向の肉厚を均一
にすることができると共に、圧延後の管の平均肉
厚が目標値になるように制御することができると
いう優れた効果を有する。
数各々の肉厚仕上げ最終スタンドのロール溝底部
の管の肉厚が等しくなるように制御することがで
き、従つて、圧延後の管の円周方向の肉厚を均一
にすることができると共に、圧延後の管の平均肉
厚が目標値になるように制御することができると
いう優れた効果を有する。
第１図は、本発明に係るマンドレルミルの圧延
制御方法の要旨を示す流れ図、第２図は、圧延ロ
ールのバランス調整している状態を示す正面図、
第３図は、圧延ロールのプリロード零調している
状態を示す正面図、第４図は、圧延ロールの基準
ギヤツプへの設定をしている状態を示す正面図、
第５図は、本発明が採用されたマンドレルミルの
圧延制御装置の実施例で用いられている演算装置
の構成を示すブロツク線図、第６図は、本発明が
採用されたマンドレルミルの圧延制御装置の実施
例の構成及び管の変形状況を示す、ブロツク線図
及び側面図を含む拡大縦断面図、第７図は、本発
明方法によるロールギヤツプと圧延荷重又は圧下
力との関係を示す線図、第８図は、従来のマンド
レルミルの概略を示す側面部、第９図は、従来方
法によるロールギヤツプと圧延荷重又は圧下力と
の関係を示す線図である。 １０……ホロー、１２……マンドレルバー、１
４……ロール、２４……演算装置。
制御方法の要旨を示す流れ図、第２図は、圧延ロ
ールのバランス調整している状態を示す正面図、
第３図は、圧延ロールのプリロード零調している
状態を示す正面図、第４図は、圧延ロールの基準
ギヤツプへの設定をしている状態を示す正面図、
第５図は、本発明が採用されたマンドレルミルの
圧延制御装置の実施例で用いられている演算装置
の構成を示すブロツク線図、第６図は、本発明が
採用されたマンドレルミルの圧延制御装置の実施
例の構成及び管の変形状況を示す、ブロツク線図
及び側面図を含む拡大縦断面図、第７図は、本発
明方法によるロールギヤツプと圧延荷重又は圧下
力との関係を示す線図、第８図は、従来のマンド
レルミルの概略を示す側面部、第９図は、従来方
法によるロールギヤツプと圧延荷重又は圧下力と
の関係を示す線図である。 １０……ホロー、１２……マンドレルバー、１
４……ロール、２４……演算装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 孔形ロールを有する複数のスタンドとマンド
レルバーによつて管の外径及び肉厚を漸減圧延す
るマンドレルミルの圧延制御方法において、 ホローの素材重量、ホロー長さ、ホロー平均外
径の各実測値Wb、Lh、Dh及び加熱炉でのスケ
ールロス率μr、ホローの密度ρhに基づき、式 th＝(Dh/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、ホローの実績肉厚thを求め、 ホローの素材重量、シエルの長さ、該シエルの
実測外径から求めた実績外径Ds、及び加熱炉の
スケールロス率μr、シエルの密度ρsに基づき、式 ts＝(Ds/2)×［１−√１−｛（１−）｝｛
（２）2｝］ から、シエルの実績肉厚tsを求め、 ホロー噛み込み前の各ｉスタンドのロールギヤ
ツプGo（ｉ）、圧延荷重Ｐ（ｉ）、ミルばね定数Ｋ
に基づき、式 Ｇ（ｉ）＝Go（ｉ）＋Ｐ（ｉ）／Ｋ から、ホロー噛み込み時の各ｉスタンドの実績ロ
ールギヤツプＧ（ｉ）を求め、 求められたホローの噛み込み時の各スタンドの
ロールギヤツプＧ（ｉ）及びマンドレルバー径Db
に基づき、式 ｔ(i)＝（Ｇ(i)−Db）／２ から、各ｉスタンドの実績肉厚ｔ（ｉ）を求め、 算出された実績肉厚のうち、奇数及び偶数各々
の肉厚仕上げ最終スタンドの実績肉厚ｔ（odd）
及びｔ（even）と、シエルの実績肉厚tsとを比較
して、ロール及びマンドレルバーの摩耗に相当す
るゲージメータ偏差ΔGを求め、 前記実績肉厚ｔ（ｉ）とゲージメータ偏差ΔG
とに基づき、式 tc(i)＝ｔ(i)＋ΔG／２ から、各ｉスタンドの補正した肉厚tc（ｉ）を求
め、 前記ホローの実績肉厚thと、前記補正肉厚tc
（ｉ）に基づき、式 Ro(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（odd）） Re(i)＝（tc（ｉ−２）−tc(i)） ／（th−tc（even）） から、奇数及び偶数の各ｉスタンドの実績減肉配
分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）を求め、 奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの
補正肉厚tc（odd）及びtc（even）と、ホローの実
績肉厚thとに基づいて、次回に圧延するホローの
奇数及び偶数各々の肉厚仕上げ最終スタンドの補
正肉厚が等しくなるように、式 Bo＝{th-(tc(odd)＋tc (even))/2}/（th−tc（odd）） Be＝{th-(tc(odd)＋tc (even))/2}/（th−tc（even）） から、次回の奇数及び偶数の各ｉスタンドに設定
する設定奇偶減肉配分比Bo及びBeを求め、 次回に圧延するホローの実績肉厚thとシエルに
設定される肉厚tssと、前記奇数、偶数スタンド
の実績減肉配分比Ro（ｉ）及びRe（ｉ）と、設定
奇偶減肉配分比Bo及びBeとに基づき、式 Δta(i)＝(th-tss)×Ro(i)×Bo Δta(i)＝(th-tss)×Re(i)×Be から、シエルの肉厚が設定肉厚となるように、各
ｉスタンドの設定減肉量Δta（ｉ）を求め、 求められた設定減肉量Δta（ｉ）に基づき、式 ta(i)＝ta（ｉ−２）−Δta(i) から、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）を求め、 ホロー及び前記マンドレルバーの温度θh、及
びθb、設定減肉率｛１−（ta（ｉ）／ta（ｉ−２））
｝
を考慮して、予測圧延荷重Ｐ（ｉ）を求め、 求められた予測圧延荷重Ｐ（ｉ）、前記ゲージメ
ータ偏差ΔG、各ｉスタンドの設定肉厚ta（ｉ）、
マンドレルバー径Db、ロール孔形の深さDK（ｉ）
に基づき、式 Ss(i)＝2ta(i)＋Db−ΔG −（Ｐ(i)／Ｋ）−2DK（ｉ） から、各ホロー毎にｉ各スタンドの設定圧下位置
Ss（ｉ）を求め、 前記各ｉスタンド設定肉厚ta（ｉ）に基づき、
基準肉厚をt0（ｉ）、係数をKa（ｉ）として、式 Ca(i)＝Ka(i)×（ta(i)／t0(i)） から、断面積補正比Ca（ｉ）を求めて、求めた断
面積補正比Ca（ｉ）に基づき、基準肉厚時の設定
回転数をN0（ｉ）として、式 Ns(i)＝N0(i)／Ca(i) から、各ｉスタンドの設定回転数Ns（ｉ）を求
め、 求められた各ｉスタンドの設定圧下位置Ss
（ｉ）及び設定回転数Ns（ｉ）をマンドレルミル
の制御装置に出力し、各ｉスタンドの圧下位置及
び回転数を制御することを特徴とするマンドレル
ミルの圧延制御方法。 ２ 前記各ｉスタンドの実績肉厚ｔ（ｉ）を算出
する際に、各ｉスタンドの上下各々のロールを接
触させたまま、プリロード荷重Pprをかけた状態
で圧下位置の零調整を行つて、ホロー噛み込み時
のロールギヤツプを、式 Ｇ(i)＝Go(i)＋（Ｐ(i)−Ppr）／Ｋ から求めて、この求めたロールギヤツプＧ（ｉ）
に基づき、前記実績肉厚ｔ（ｉ）を求めるように
した特許請求の範囲第１項記載のマンドレルミル
の圧延制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047700A JPS61206514A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | マンドレルミルの圧延制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047700A JPS61206514A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | マンドレルミルの圧延制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61206514A JPS61206514A (ja) | 1986-09-12 |
| JPH0380566B2 true JPH0380566B2 (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=12782568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60047700A Granted JPS61206514A (ja) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | マンドレルミルの圧延制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61206514A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8914011D0 (en) * | 1989-06-19 | 1989-08-09 | Davy Mckee Sheffield | A rolling of metalwork pieces |
| WO1992010316A1 (de) * | 1990-12-12 | 1992-06-25 | Mannesmann Ag | Verfahren zur steuerung von rohrkontiwalzwerken |
| JP5041304B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-10-03 | 住友金属工業株式会社 | 継目無管の製造方法 |
| DE102018217378B3 (de) * | 2018-10-11 | 2020-03-26 | Sms Group Gmbh | Wanddickenkontrolle beim Streckreduzieren von Rohren |
| JP7294228B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2023-06-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 圧延支援モデルの生成方法、圧延支援方法、継目無鋼管の製造方法、機械学習装置、及び圧延支援装置 |
-
1985
- 1985-03-11 JP JP60047700A patent/JPS61206514A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61206514A (ja) | 1986-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |