JPH04722B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH04722B2 JPH04722B2 JP18178889A JP18178889A JPH04722B2 JP H04722 B2 JPH04722 B2 JP H04722B2 JP 18178889 A JP18178889 A JP 18178889A JP 18178889 A JP18178889 A JP 18178889A JP H04722 B2 JPH04722 B2 JP H04722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mandrel
- rolling
- tension
- stand
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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、素管の中にマンドレルを通したまゝ
溝付ロールにより素管の肉厚を減少させる管材圧
延機のマンドレルの取替時期を決定るす方法に関
する。
溝付ロールにより素管の肉厚を減少させる管材圧
延機のマンドレルの取替時期を決定るす方法に関
する。
従来、圧延による製管法は、ピアサー等で穿孔
された素管をマンドレルミル、またはプラグミル
等により所定の外径、肉厚に圧延するものであ
り、各種の圧延方式がある。
された素管をマンドレルミル、またはプラグミル
等により所定の外径、肉厚に圧延するものであ
り、各種の圧延方式がある。
近年、圧延能率、歩留上の利点、そして自動化
の難易等生産性の観点から、また管材の内面性状
の良否、肉厚分布を精度そしてきずの発生等品質
の観点からマンドレルミルが採用されるようにな
つてきている。
の難易等生産性の観点から、また管材の内面性状
の良否、肉厚分布を精度そしてきずの発生等品質
の観点からマンドレルミルが採用されるようにな
つてきている。
このマンドレルミルによる圧延方法にもFFM
（Full Float madrel mill）、SFM（Semi−
Restrained Floating mandrel mill）、RRM
（Fully−Restrained＆Retracted mandrel mill）
等の方法が実施されている。上記マンドレルミル
の方法は主としてマンドレルの動作の相違により
分類されているが、マンドレルを通した素管を溝
付ロールとマンドレルの間で圧延することには変
わりない。
（Full Float madrel mill）、SFM（Semi−
Restrained Floating mandrel mill）、RRM
（Fully−Restrained＆Retracted mandrel mill）
等の方法が実施されている。上記マンドレルミル
の方法は主としてマンドレルの動作の相違により
分類されているが、マンドレルを通した素管を溝
付ロールとマンドレルの間で圧延することには変
わりない。
第１図と第２図はマンドレルミル圧延前及び圧
延中の概略図である。同図ではRRMによる構成
を示している。第１図と第２図に於いて１はマン
ドレル推進ブロツクであり、マンドレルバー２が
連結され、このマンドレルバー２に、さらにマン
ドレル３が連結される。
延中の概略図である。同図ではRRMによる構成
を示している。第１図と第２図に於いて１はマン
ドレル推進ブロツクであり、マンドレルバー２が
連結され、このマンドレルバー２に、さらにマン
ドレル３が連結される。
４はマンドレル推進ブロツク１の推進装置であ
り、５は推進装置４の駆動モータである。マンド
レル推進ブロツク１は軌道上を摺動するが、図に
は軌道は示していない。６はマンドレル駆動制御
ビームで第２図に示す如く、圧延中はマンドレル
推進ブロツク１と結合する。
り、５は推進装置４の駆動モータである。マンド
レル推進ブロツク１は軌道上を摺動するが、図に
は軌道は示していない。６はマンドレル駆動制御
ビームで第２図に示す如く、圧延中はマンドレル
推進ブロツク１と結合する。
マンドレル駆動制御ビーム６はマンドレル駆動
制御装置７及び駆動源であるマンドレル駆動モー
タ８により制御される。マンドレル駆動制御装置
７には歯車機構、または油圧機構が一般に使用さ
れる。マンドレル駆動制御装置７により駆動棒９
が駆動制御され、この駆動棒９と連結しているマ
ンドレル駆動制御ビーム６が、従つてマンドレル
駆動制御ビーム６と連結しているマンドレル推進
ブロツク１とこのマンドレル推進ブロツク１と一
体であるマンドレル３が駆動制御されることとな
る。
制御装置７及び駆動源であるマンドレル駆動モー
タ８により制御される。マンドレル駆動制御装置
７には歯車機構、または油圧機構が一般に使用さ
れる。マンドレル駆動制御装置７により駆動棒９
が駆動制御され、この駆動棒９と連結しているマ
ンドレル駆動制御ビーム６が、従つてマンドレル
駆動制御ビーム６と連結しているマンドレル推進
ブロツク１とこのマンドレル推進ブロツク１と一
体であるマンドレル３が駆動制御されることとな
る。
ピアサー等で穿設された素管１０が入側テーブ
ル上にくるとマンドレル推進ブロツク１が前進し
てマンドレル３が素管１０および圧延スタンドに
組み込まれている溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
間〓を貫通し、同時にマンドレル推進ブロツク１
とマンドレル駆動制御ビーム６が連結される。
ル上にくるとマンドレル推進ブロツク１が前進し
てマンドレル３が素管１０および圧延スタンドに
組み込まれている溝付ロールr1，r2…ro-1，roの
間〓を貫通し、同時にマンドレル推進ブロツク１
とマンドレル駆動制御ビーム６が連結される。
素管１０が溝付ロールr1〜roで圧延される間マ
ンドレル３はマンドレル駆動制御装置７により、
移動および速度が制御されることとなる。１４−
（１），１４−（２），…１４−（ｎ−１）、１４−
（ｎ）はそれぞれ溝付ロールr1，r2…ro-1，roの駆
動用モータである。
ンドレル３はマンドレル駆動制御装置７により、
移動および速度が制御されることとなる。１４−
（１），１４−（２），…１４−（ｎ−１）、１４−
（ｎ）はそれぞれ溝付ロールr1，r2…ro-1，roの駆
動用モータである。
第１図および第２図において溝付ロールr1，r2
…ro-1，roは便宜上図に示したごとく一列に描い
てあるが、実際には各スタンドのロール軸を隣接
スタドと互いに90°の交差角で配列しているのが
一般的である。実際作業において各スタンドを通
過して圧延される管材に働く張力または圧縮力を
圧延条件に対応させて適正な値に制御することは
極めて重要なことである。
…ro-1，roは便宜上図に示したごとく一列に描い
てあるが、実際には各スタンドのロール軸を隣接
スタドと互いに90°の交差角で配列しているのが
一般的である。実際作業において各スタンドを通
過して圧延される管材に働く張力または圧縮力を
圧延条件に対応させて適正な値に制御することは
極めて重要なことである。
スタンド間に於いて管材に働く張力、または圧
縮力の不適正は管材の直径、肉厚が変化して圧延
後の製品に不均一な寸法をもたらすのみならず、
かみ出し、きずの発生等重大欠陥を生じるもので
ある。又、マンドレルの取替が適当な時期になさ
れないと、製品である管材の内面柱状が良好なも
のとはならないという問題がある。
縮力の不適正は管材の直径、肉厚が変化して圧延
後の製品に不均一な寸法をもたらすのみならず、
かみ出し、きずの発生等重大欠陥を生じるもので
ある。又、マンドレルの取替が適当な時期になさ
れないと、製品である管材の内面柱状が良好なも
のとはならないという問題がある。
ところが、マンドレルと溝付ロールを備え、こ
のマンドレルと溝付ロールの間で圧延が実施され
るようなマンドレルミルの如き管材圧延機におい
ては、適切な時期にマンドレルの取替が実施され
ていないのが現状である。
のマンドレルと溝付ロールの間で圧延が実施され
るようなマンドレルミルの如き管材圧延機におい
ては、適切な時期にマンドレルの取替が実施され
ていないのが現状である。
本発明は、管材内面とマンドレル等の心金の表
面と摩擦係数も定量的に把握でき、心金の取替え
時期を誤ることなく、管材の内面性状良好な製品
を得ることができるマンドレルの取替時期を決定
する方法を提供するものである。
面と摩擦係数も定量的に把握でき、心金の取替え
時期を誤ることなく、管材の内面性状良好な製品
を得ることができるマンドレルの取替時期を決定
する方法を提供するものである。
先ず、マンドレルと溝付ロールの間で管材が圧
延される場合の基本モデルについて述べる。第３
図は、溝付ロールriとマンドレル３の間で管材１
１が圧延されている模式図である。圧延前の管材
を素管１０と称したが、圧延中は全て管材１１と
称する。
延される場合の基本モデルについて述べる。第３
図は、溝付ロールriとマンドレル３の間で管材１
１が圧延されている模式図である。圧延前の管材
を素管１０と称したが、圧延中は全て管材１１と
称する。
第３図に於ては、マンドレル３には後方張力
TB,iが働いていて、マンンドレルの前方張力TB,i+1
＝０、または管材の後方張力Tn,i、及び管材の前
方張力Tn,i+1はともにTn,i＝Tn,i+1＝０の状態にあ
るとする。上記前後方張力は圧縮力であつてもよ
い。
TB,iが働いていて、マンンドレルの前方張力TB,i+1
＝０、または管材の後方張力Tn,i、及び管材の前
方張力Tn,i+1はともにTn,i＝Tn,i+1＝０の状態にあ
るとする。上記前後方張力は圧縮力であつてもよ
い。
このような状態は前述したマンドレルミルの圧
延方法のうちRRM、またはSFMに相当し、且つ
最初のスタンドかまたは最終スタンドのみ圧延が
なされている場合に相当する。
延方法のうちRRM、またはSFMに相当し、且つ
最初のスタンドかまたは最終スタンドのみ圧延が
なされている場合に相当する。
第３図に於て圧延荷重をPi,0、圧延トルクをGi,0
また、マンドレル３と管材１１の内面の摩擦係数
をμiとする。圧延トルクGi,0は(1)式で表わされる。
また、マンドレル３と管材１１の内面の摩擦係数
をμiとする。圧延トルクGi,0は(1)式で表わされる。
Gi,0＝TB,i・i＋2ai・Pi,0 ……(1)
(1)式に於いて、iは溝付ロールの形状、寸法お
よび管材の圧延前後の寸法、形状とマンドレルの
径により決まる平均ロール半径であり、aiは板材
または条鋼等の圧延に於いて、一般に2ai＝Gi,0／
Pi,0と表わされる物理量に対応するものである。
よび管材の圧延前後の寸法、形状とマンドレルの
径により決まる平均ロール半径であり、aiは板材
または条鋼等の圧延に於いて、一般に2ai＝Gi,0／
Pi,0と表わされる物理量に対応するものである。
マンドレル３と管材１１は常に相対速度がある
のでμiは運動摩擦係数であり、次の(2)式の関係が
ある。
のでμiは運動摩擦係数であり、次の(2)式の関係が
ある。
TB,i＝μi・Pi,0 ……(2)
(1)式と(2)から次式を得る。
Gi,0＝（μi i＋2ai）Pi,0 ……(3)
即ち、(3)式がマンドレルを用いた管材圧延の無
張力時に於ける圧延荷重と圧延トルクの関係式で
ある。しかしながら連続圧延機に於いては、スタ
ンドの前後面の被圧延材には張力、または圧縮力
が働くものである。
張力時に於ける圧延荷重と圧延トルクの関係式で
ある。しかしながら連続圧延機に於いては、スタ
ンドの前後面の被圧延材には張力、または圧縮力
が働くものである。
第４図は３スタンド連続圧延中の模式図であ
る。前述したように、隣接スタンドではロール軸
を互いに90°の交差角で配列しているのであるが、
便宜上図のように示してある。第４図に於いて、
ｉスタンドの圧延トルクGiは次の(4)式で表わされ
る。
る。前述したように、隣接スタンドではロール軸
を互いに90°の交差角で配列しているのであるが、
便宜上図のように示してある。第４図に於いて、
ｉスタンドの圧延トルクGiは次の(4)式で表わされ
る。
Gi＝TB,i・i−TB,i+1・i+1
＋2aiPi＋ΔGi,b−ΔGi,f ……(4)
ここで、圧延方向の力の平衡より次の(5)式の関
係がある。
係がある。
TB,i＝μi・Pi
TB,i+1＝μi+1・Pi+1 ……(5)
従つて(4)式は次式となる。
Gi＝（μi・i・Pi−μi+1・i+1・Pi+1）
＋2ai・Pi＋ΔGi,b−ΔGi,f ……(6)
(4)式、また(6)式に於いてΔGi,bは管材１１にｉ
スタンドよりみて後方張力Tn,iが発生したことに
よる無張力時からのトルク変化分（以後後方トル
クと呼ぶ）であり、ΔGi,fは管材１１に前方張力
Tn,i+1が発生したことによる無張力時からのトル
ク変化分（以後前方トルクと呼ぶ）である。(6)式
よりΔGi,fは(7)式となる。
スタンドよりみて後方張力Tn,iが発生したことに
よる無張力時からのトルク変化分（以後後方トル
クと呼ぶ）であり、ΔGi,fは管材１１に前方張力
Tn,i+1が発生したことによる無張力時からのトル
ク変化分（以後前方トルクと呼ぶ）である。(6)式
よりΔGi,fは(7)式となる。
ΔGi,f＝（μi・i・Pi−μi+1・i+1・Pi+1）＋2aiP
i−Gi＋ΔGi,b……(7) ｉスタンドの前方張力を零にする為には、ｉス
タンドのロール回転速度の補正量は前方張力トル
クにｉスタンドの比例積分制御ゲインgiをかけて
次式で与えられる。
i−Gi＋ΔGi,b……(7) ｉスタンドの前方張力を零にする為には、ｉス
タンドのロール回転速度の補正量は前方張力トル
クにｉスタンドの比例積分制御ゲインgiをかけて
次式で与えられる。
ΔNi＝gi・ΔGi,f ……(8)
Niはｉスタンドのモータ回転数を示す。また
ｉスタンドの前方管材にかかる張力をTn,i+1に制
御する場合にはΔNiは次式となる。
ｉスタンドの前方管材にかかる張力をTn,i+1に制
御する場合にはΔNiは次式となる。
ΔNi＝gi（ΔGi,f−ΔGi,T） ……(9)
(9)式に於いて、ΔGi,Tは目標張力Tn,i+1に対応す
る前方目標張力トルクであり、次の(10)式で表わさ
れる。
る前方目標張力トルクであり、次の(10)式で表わさ
れる。
ΔGi,T＝１／ηi・i・Tn,i+1・（１＋fi） ……(10)
ηiは、ｉスタンドの減速比（ギア比）、fiはｉス
タンドの先進率である。このときｉ＋１スタンド
に働く後方張力トルクΔGi+1,bは同一管材の圧延
に要する圧延力は一定とみなせるから次式とな
る。
タンドの先進率である。このときｉ＋１スタンド
に働く後方張力トルクΔGi+1,bは同一管材の圧延
に要する圧延力は一定とみなせるから次式とな
る。
ΔGi+1,b＝−Ni／Ni+1ΔGi,f ……（11）
上記(1)式〜（11）式がマンドレルと溝付ロール
により管材を連続圧延する際、張力制御するため
の基本モデルであり、マンドレルに働く張力、マ
ンドレルと管材の間の摩擦係数を導入し、管材自
体にかかる張力および管材圧延のトルクアームを
考慮した解析モデルである。
により管材を連続圧延する際、張力制御するため
の基本モデルであり、マンドレルに働く張力、マ
ンドレルと管材の間の摩擦係数を導入し、管材自
体にかかる張力および管材圧延のトルクアームを
考慮した解析モデルである。
第５図はマンドレルに働く張力TBを知るため
に、例えば荷重検出器１２を設置した概念図を示
す。第５図のａ，ｂはマンドレルと連結したマン
ドレルバー２にかかる張力TBを検出すべくマン
ドレル推進ブロツク１に荷重検出器１２を設置し
た例を示す。
に、例えば荷重検出器１２を設置した概念図を示
す。第５図のａ，ｂはマンドレルと連結したマン
ドレルバー２にかかる張力TBを検出すべくマン
ドレル推進ブロツク１に荷重検出器１２を設置し
た例を示す。
また、同図ｃはマンドレル駆動制御ビーム６と
駆動棒９を、荷重検出器１２を介して連結してお
くことにより、マンドレルバー２にかかる張力
TBを検出するものである。
駆動棒９を、荷重検出器１２を介して連結してお
くことにより、マンドレルバー２にかかる張力
TBを検出するものである。
既設のマンドレルミルを改造して、マンドレル
の張力を検出する荷重検出器を設置することも容
易である。
の張力を検出する荷重検出器を設置することも容
易である。
あるいは第１図および第２図に示したマンドレ
ル駆動モータ８のマンドレル駆動トルクGBを知
れば、マンドレル３にかかる張力TBを次の（12）
式により求めることもできる。
ル駆動モータ８のマンドレル駆動トルクGBを知
れば、マンドレル３にかかる張力TBを次の（12）
式により求めることもできる。
GBωB＝TBVB＋αB ……（12）
ωBはマンドレル駆動モータ８の角速度であり、
VBはマンドレルの運動速度、αBはマンドレル駆
動制御装置７の使用によつて決まる定数である。
マンドレル運動速度VBはマンドレルが塑性変形
しない剛体であり、ωBとマンドレル駆動制御装
置の減速比により容易に求められる。
VBはマンドレルの運動速度、αBはマンドレル駆
動制御装置７の使用によつて決まる定数である。
マンドレル運動速度VBはマンドレルが塑性変形
しない剛体であり、ωBとマンドレル駆動制御装
置の減速比により容易に求められる。
圧延荷重Piは圧延機に設置してあるロードセル
により検出可能であり、圧延トルクGiは一般にト
ルク変換器が設置されていない場合に、次の
（14）式で計算される。
により検出可能であり、圧延トルクGiは一般にト
ルク変換器が設置されていない場合に、次の
（14）式で計算される。
Gi＝βＶ−Ｉ・Ｒ／NiＩ−γdNi／dt−δ ……（14）
（14）式のＶはモータ電圧、Ｉはモータ電流、
Ｒは電気子抵抗、Niはモータ回転数、β、γ、
δは定数であり、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。
Ｒは電気子抵抗、Niはモータ回転数、β、γ、
δは定数であり、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。
かくして、マンドレルに圧延中働らく張力、圧
延荷重、圧延トルクを知れば、圧延中の管材内面
とマンドレルとの摩擦係数が求められ、この求め
られた摩擦係数の経時変化に基づいてマンドレル
の取替時期を決定することが可能である。
延荷重、圧延トルクを知れば、圧延中の管材内面
とマンドレルとの摩擦係数が求められ、この求め
られた摩擦係数の経時変化に基づいてマンドレル
の取替時期を決定することが可能である。
以下、具体的に、管材圧延の無張力制御（管材
に働く張力零）の場合を例にして述べる。第６図
はｎスタンドマンドレルミルに於いて、第１スタ
ンドでのみ圧延されている状態を示す概念図であ
り、マンドレル３はｎスタンドに渡つて貫通し、
かつ運動方向は後方（上流）である。これは前述
したRRMに相当する。
に働く張力零）の場合を例にして述べる。第６図
はｎスタンドマンドレルミルに於いて、第１スタ
ンドでのみ圧延されている状態を示す概念図であ
り、マンドレル３はｎスタンドに渡つて貫通し、
かつ運動方向は後方（上流）である。これは前述
したRRMに相当する。
管材１１には張力（圧縮力）が働いていない状
態であり、圧延荷重をP1,0、圧延トルクをG1,0、
マンドレルの張力をTB,1とする。圧延荷重、圧延
トルクのサイフイツクス１は第１のスタンドであ
ることを意味し、０は無張力状態であることを意
味する。
態であり、圧延荷重をP1,0、圧延トルクをG1,0、
マンドレルの張力をTB,1とする。圧延荷重、圧延
トルクのサイフイツクス１は第１のスタンドであ
ることを意味し、０は無張力状態であることを意
味する。
張力の存在する場合はP1,1、G1,1のごとく示す。
また、マンドレルの張力TB,1のサイフイツクス１
は第１のスタンドのみで圧延されることを示す。
TB,iとした場合は第１スタンドから第ｉスタンド
に渡つて圧延されている場合のマンドレル張力で
あることを示す。以下記号のサイフイツクスにつ
いて同様である。
また、マンドレルの張力TB,1のサイフイツクス１
は第１のスタンドのみで圧延されることを示す。
TB,iとした場合は第１スタンドから第ｉスタンド
に渡つて圧延されている場合のマンドレル張力で
あることを示す。以下記号のサイフイツクスにつ
いて同様である。
第６図に於いて、（15）、（16）の関係がある。
G1,0＝μ1・P1,0・1＋2a1・P1,0 ……（15）
TB,1＝μ1・P1,0 ……（16）
（15）式と（16）式からμ1とa1が計算される。
次に第７図は、管材１１が第１スタンドと第２ス
タンドで圧延されている概念図であり、第１スタ
ンドと第２スタンドの間の管材には張力Tn,1が発
生している。第１スタンドの圧延トルクG1は G1＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1P1−ΔGi,f 故に ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1＋2a1P1−G1
……（17） また、 TB,2＝μ1・P1＋μ2・P2 ……（18） （18）式からμ2が計算され、（17）式よりΔG1,f
が計算される。
次に第７図は、管材１１が第１スタンドと第２ス
タンドで圧延されている概念図であり、第１スタ
ンドと第２スタンドの間の管材には張力Tn,1が発
生している。第１スタンドの圧延トルクG1は G1＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1P1−ΔGi,f 故に ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1＋2a1P1−G1
……（17） また、 TB,2＝μ1・P1＋μ2・P2 ……（18） （18）式からμ2が計算され、（17）式よりΔG1,f
が計算される。
第１スタンドの速度補正量は
ΔN1＝g1・ΔG1,f ……（19）
このとき第２スタンドの後方張力トルクΔG2,b
は ΔG2,b＝−N1／N2ΔG1,f 故に、 G2,0＝G2＋ΔG2,b ……（20） 管材１１が第３スタンドにかみ込む前に制御が
完了していれば、第２スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延荷重P2と圧延トルクG2
は、当然（21）式の関係である。
は ΔG2,b＝−N1／N2ΔG1,f 故に、 G2,0＝G2＋ΔG2,b ……（20） 管材１１が第３スタンドにかみ込む前に制御が
完了していれば、第２スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延荷重P2と圧延トルクG2
は、当然（21）式の関係である。
P2,0＝P2、G2,0＝G2 ……（21）
このとき、次の（22）式の関係にあるので、
（22）式により、a2を計算しておく。
（22）式により、a2を計算しておく。
G2,0＝μ2P2 2＋2a2P2,0 ……（22）
第８図は管材１１が第３スタンドまでかみ込ま
れた場合の概念図を示す。第３スタンドでの圧延
が開始されたことで、第１スタンドと第２スタン
ド、および第２スタンドと第３スタンドの間に在
る管材１１に何がしかの張力Tn,1、Tn,2が発生
し、これに対応する張力トルクが発生する。第１
スタンドの前方張力トルクΔG1,fは ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1・P1−G1 ……（23） 第２スタンドの後方張力トルクΔG2,bは、 ΔG2,b＝−N1／N2・ΔG1,f ……（24） 従つて、第２スタンドの前方張力トルクΔG2,f
は、 ΔG2,f＝（μ2・P2−μ3・P3）2 ＋2a2P2−G2＋ΔG2,b ……（25） （25）式中のμ3は次式により計算する。
れた場合の概念図を示す。第３スタンドでの圧延
が開始されたことで、第１スタンドと第２スタン
ド、および第２スタンドと第３スタンドの間に在
る管材１１に何がしかの張力Tn,1、Tn,2が発生
し、これに対応する張力トルクが発生する。第１
スタンドの前方張力トルクΔG1,fは ΔG1,f＝（μ1・P1−μ2・P2）1 ＋2a1・P1−G1 ……（23） 第２スタンドの後方張力トルクΔG2,bは、 ΔG2,b＝−N1／N2・ΔG1,f ……（24） 従つて、第２スタンドの前方張力トルクΔG2,f
は、 ΔG2,f＝（μ2・P2−μ3・P3）2 ＋2a2P2−G2＋ΔG2,b ……（25） （25）式中のμ3は次式により計算する。
TB,3＝μ1・P1＋μ2・P2＋μ3・P3 ……（26）
（25）式で表わされるΔG2,fは計算でき、従つ
て第２スタンドの速度補正量ΔN2は、 ΔN2＝g2・ΔG2,f ……（27） このときの第１スタンドの速度補正量ΔN1は、 ΔN1＝g1ΔG1,f＋ΔN2／N2N1 ……（28） となる。第３スタンドの後方張力トルクΔG3,bは、 ΔG3,b＝−N2／N3ΔG2,f ……（29） 従つて、第３スタンドの無張力トルクG3,0は、 G3,0＝G3＋ΔG3,b ……（30） 管材１１が第４スタンドにかみ込む前に制御が
完了していれば、第３スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延加重をP3、圧延トルク
をG3とすれば、 P3,0＝P3、G3,0＝G3 ……（31） G3,0＝μ3P3,0 3＋2a3P3,0 ……（32） である。（32）式によりa3を計算しておく。
て第２スタンドの速度補正量ΔN2は、 ΔN2＝g2・ΔG2,f ……（27） このときの第１スタンドの速度補正量ΔN1は、 ΔN1＝g1ΔG1,f＋ΔN2／N2N1 ……（28） となる。第３スタンドの後方張力トルクΔG3,bは、 ΔG3,b＝−N2／N3ΔG2,f ……（29） 従つて、第３スタンドの無張力トルクG3,0は、 G3,0＝G3＋ΔG3,b ……（30） 管材１１が第４スタンドにかみ込む前に制御が
完了していれば、第３スタンドも無張力状態であ
り、このときの検出圧延加重をP3、圧延トルク
をG3とすれば、 P3,0＝P3、G3,0＝G3 ……（31） G3,0＝μ3P3,0 3＋2a3P3,0 ……（32） である。（32）式によりa3を計算しておく。
以下同様に計算を実施して全スタンドに渡つて
摩擦係数μiを求めることが可能である。マンドレ
ルと溝付ロールの間で圧延される管材が一定張力
制御されている場合には、(9)式をベースにした基
本モデルにより同様にして摩擦係数μiを求めるこ
とができる。
摩擦係数μiを求めることが可能である。マンドレ
ルと溝付ロールの間で圧延される管材が一定張力
制御されている場合には、(9)式をベースにした基
本モデルにより同様にして摩擦係数μiを求めるこ
とができる。
本発明によると、マンドレルの張力値、および
圧延荷重と圧延トルクからマンドレル表面と管材
内面の摩擦係数μiが直接計算により求めることが
できるようになる。マンドレルは過酷な圧延条件
のもとで損耗し、表面粗さも増加する。このマン
ドレルの表面の損耗、ないし表面粗さの増加が限
度を越すと管材の内面性状に多大な悪影響を及ぼ
すこととなる。従つて、マンドレルは一定の時
期、例えば素管の圧延本数、または圧延トン数を
目安として経験的に取替えが実施されている。
圧延荷重と圧延トルクからマンドレル表面と管材
内面の摩擦係数μiが直接計算により求めることが
できるようになる。マンドレルは過酷な圧延条件
のもとで損耗し、表面粗さも増加する。このマン
ドレルの表面の損耗、ないし表面粗さの増加が限
度を越すと管材の内面性状に多大な悪影響を及ぼ
すこととなる。従つて、マンドレルは一定の時
期、例えば素管の圧延本数、または圧延トン数を
目安として経験的に取替えが実施されている。
本発明によりマンドレルと管材内面の摩擦係数
の経時変化が定量的に把握できることとなり、例
えば第９図に示した如く、マンドレルの取画え時
期を摩擦係数μiの上限を設定することにより知り
得るようになる。第９図に於いて、横軸は時間、
縦軸は摩擦係数であり、斜線で示した領域がマン
ドレルの取替え時期を示す摩擦係数μiの上限範囲
である。摩擦係数の経時変化を定量的に知ること
により、マンドレル潤滑方式および潤滑剤の改善
も具体的に進められるようになる。
の経時変化が定量的に把握できることとなり、例
えば第９図に示した如く、マンドレルの取画え時
期を摩擦係数μiの上限を設定することにより知り
得るようになる。第９図に於いて、横軸は時間、
縦軸は摩擦係数であり、斜線で示した領域がマン
ドレルの取替え時期を示す摩擦係数μiの上限範囲
である。摩擦係数の経時変化を定量的に知ること
により、マンドレル潤滑方式および潤滑剤の改善
も具体的に進められるようになる。
以上述べた如く、本発明によれば管剤内面とマ
ンドレル等の心金の表面との摩擦係数を定量的に
把握でき、心金の取替え時期を誤ることなく、管
材の内面性状良好な製品を得ることができる。
ンドレル等の心金の表面との摩擦係数を定量的に
把握でき、心金の取替え時期を誤ることなく、管
材の内面性状良好な製品を得ることができる。
第１図、第２図はマンドレルミルの概略を示す
構成図、第３図、第４図は張力制御の基本モデル
を説明するための構成図、第５図はマンドレルに
圧延中働く張力を検出する荷重検出器の設置例を
示す構成図、第６図ないし第８図は第１スタンド
かみ込みからはじまる圧延過程にそつて具体的に
張力制御を実施する方法についての説明図、第９
図はマンドレル表面と管材内容の摩擦係数の経時
変化とマンドレルの取替えタイミングを説明する
ための線図である。
構成図、第３図、第４図は張力制御の基本モデル
を説明するための構成図、第５図はマンドレルに
圧延中働く張力を検出する荷重検出器の設置例を
示す構成図、第６図ないし第８図は第１スタンド
かみ込みからはじまる圧延過程にそつて具体的に
張力制御を実施する方法についての説明図、第９
図はマンドレル表面と管材内容の摩擦係数の経時
変化とマンドレルの取替えタイミングを説明する
ための線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マンドレルと、一対の溝付ロールを複数個有
し、前記マンドレルが貫通した被圧延管材が挿入
される圧延スタンドとを有し、前記溝付ロールと
前記マンドレルにより管材を圧延する管材圧延機
において、 前記マンドレルにかかる張力と、圧延荷重と、
圧延トルクとから圧延中の管材内面とマンドレル
表面との摩擦係数を所定の演算式を用いて求め、
この摩擦係数の経時変化に基づいてマンドレルの
取替時期を決定する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18178889A JPH0252108A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | マンドレルの取替時期を決定する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18178889A JPH0252108A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | マンドレルの取替時期を決定する方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55152682A Division JPS5775209A (en) | 1980-10-30 | 1980-10-30 | Pipe piercing mill and its tension controlling method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252108A JPH0252108A (ja) | 1990-02-21 |
| JPH04722B2 true JPH04722B2 (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=16106885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18178889A Granted JPH0252108A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | マンドレルの取替時期を決定する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0252108A (ja) |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18178889A patent/JPH0252108A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252108A (ja) | 1990-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101890434B (zh) | 周期变厚度带材轧制速度的控制方法 | |
| JPS6226841B2 (ja) | ||
| CA1140237A (en) | Roller-dies-processing method and apparatus | |
| CN114074121B (zh) | 一种变厚度板带材等速度轧制的速度补偿方法 | |
| US4289011A (en) | Continuous pipe rolling process | |
| US3911713A (en) | Method of rolling metal sheet articles | |
| JPH029881B2 (ja) | ||
| JPH04722B2 (ja) | ||
| CN101722198B (zh) | 一种限动芯棒连轧机组中芯棒限动速度的处理方法 | |
| US3552170A (en) | Method of treating hollow blooms in rolling mills | |
| JPH0219723B2 (ja) | ||
| JPS5913281B2 (ja) | 金属鋳片の熱間圧延方法 | |
| US2147301A (en) | Method and apparatus for rolling metal | |
| JPH0153127B2 (ja) | ||
| US1957916A (en) | Apparatus for and method of producing metal tubes | |
| JPH0242003B2 (ja) | ||
| JPH0242562B2 (ja) | ||
| JPH0116564B2 (ja) | ||
| JPH06170417A (ja) | マンドレルバー張力制御装置 | |
| SU831463A1 (ru) | Способ подготовки кромок изделийпРЕиМущЕСТВЕННО ТРуб пОд СВАРКу | |
| JPH0716693B2 (ja) | 板圧延における形状制御方法 | |
| RU2288056C2 (ru) | Способ поперечно-винтовой прошивки | |
| JPS6111689B2 (ja) | ||
| JPS60162519A (ja) | 製品の対抗引抜方法および引抜ミル | |
| JPS5961507A (ja) | マンドレルバ−張力制御方法 |