JPH06304636A - 鍛接鋼管の自動肉厚制御方法 - Google Patents

鍛接鋼管の自動肉厚制御方法

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JPH06304636A
JPH06304636A JP5094191A JP9419193A JPH06304636A JP H06304636 A JPH06304636 A JP H06304636A JP 5094191 A JP5094191 A JP 5094191A JP 9419193 A JP9419193 A JP 9419193A JP H06304636 A JPH06304636 A JP H06304636A
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skelp
steel pipe
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wall thickness
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、鍛接鋼管自動肉厚制御方法に関す
るもので、特に鍛接鋼管の長手方向の肉厚変動を抑える
事を目的とする。 【構成】 スケルプとスケルプの溶接部が厚さ計を通過
する毎に、中継部を厚さ計で検出し、制御圧延スタンド
のロールのモーター電流値の変化により中継部を検出す
るまでのトラッキング遅延量を計測する事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鍛接鋼管の製造工程に
おいて、素材であるスケルプの長手方向の厚み変動に起
因する鍛接鋼管の長手方向の肉厚変動を防止する技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】鍛接鋼管は、スケルプと呼ばれる鋼帯を
加熱し加熱炉出側で成形後端部を厚着して製造される。
図4は、鍛接鋼管の製造図を示す。素材であるスケルプ
は、アンコイラー1によって巻き戻され、レベラー2に
よって巻きくせを直し、シャー3でスケルプの後部と次
のスケルプの前部とを切断した後、フラッシュバットウ
ェルダー4によって上記スケルプ後端と次のスケルプの
先端とを溶接してエンドレス状のスケルプとなる。スケ
ルプ5は、更にピンチロール6とマグネットロール7を
経てループフロアー8に貯えられ、造管機であるミルス
タンド38の入口と速度同期している加熱炉15の前面
に設けられたピンチロール11を経て加熱炉15に入
る。
【0003】加熱されたスケルプは、ミルスタンド38
の第1段目である成形ロール17によって成形され、第
2段目である鍛接ロール18によりパイプ状に形成され
る。パイプ状に形成されたスケルプは、第3段目以降に
連続多段配置された絞りロール(19〜30)によって
徐々に減厚または増厚され、外径圧下が加えられ、ミル
スタンド38の出側において目的とする肉厚と外径の鋼
管に仕上げられる。外径は最終スタンドのロールカリバ
ーにより決定され、肉厚は各スタンドのロール回転数を
変更することにより制御される。
【0004】以上のような鍛接管製造プロセスにおいて
は、素材であるスケルプの長手方向の厚み変動が、製品
としての鋼管の長手方向肉厚変動に直接影響してくる。
これを放置しておくと、歩留りの悪化のみならず、時と
して不良品の発生につながる恐れがある。このような問
題点を解決する方法として、従来よりスケルプの厚さを
加熱炉入り側に設置した厚み計により連続的に測定し、
測定された厚み信号を、測定点からミルスタンド迄ライ
ンスピードと同期遅延させ、この厚み信号に応じてミル
スタンドのロール回転数を制御することにより、鍛接鋼
管の肉厚制御を実施する方法が提案されている。
【0005】その例として、特公昭54−24394号
公報に開示されている発明がある。ここに開示されてい
る発明は、スケルプの厚みを加熱炉前面で連続して測定
し、測定された厚み信号を制御圧延スタンドまでトラッ
キングしてスケルプの基準厚みとの差に応じて制御圧延
スタンドを制御して管長手方向の肉厚変動の内、スケル
プの肉厚変動に起因するものを制御する方法について示
されている。
【0006】該文献によると、スケルプの厚みを加熱炉
前面で連続して測定し、測定された厚み信号を制御圧延
スタンドまでトラッキングしてスケルプの基準厚みとの
差に応じて制御圧延スタンドを制御することになってい
る。しかしながら、高精度な肉厚制御を行う場合には、
前記トラッキング時のトラッキング誤差が無視できなく
なる。すなわち、スケルプの肉厚変動とスケルプの基準
厚みとの差に応じて制御を行っているので、トラッキン
グ誤差が大きくなるにしたがって、目標の肉厚制御を行
うために、本来制御すべき偏差と異った量を制御してし
まう結果、高精度な肉厚制御ができないという問題があ
った。
【0007】また、他の例として特開昭64−4011
1号公報に開示されている発明がある。該文献による
と、やはり制御圧延スタンドで制御する前に、事前に測
定されたスケルプの肉厚変動をトラッキング遅延させ、
制御することになっている。したがって、トラッキング
誤差が大きくなるにしたがって、目標の肉厚制御を行う
ために本来制御すべき偏差と異った量を制御してしまう
結果、高精度な肉厚制御ができないという問題を有して
いた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決するためになされたものであり、スケルプ1本毎
に、トラッキングすべき量を正確に補正することによ
り、鍛接鋼管の高精度な自動肉厚制御方法を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、鍛接鋼管製造工程において、加熱炉前面に
設置した厚さ計により鍛接鋼管の素材であるスケルプ
(熱延鋼板の鋼帯)の長手方向の厚さを連続して測定
し、前記厚さ計により測定された厚さ信号を加熱炉後面
に連続多段配置された制御圧延スタンドまでラインスピ
ードと同期遅延させ、該遅延された厚み信号と予め設定
された基準厚み信号の差である厚み偏差信号に基づい
て、前記制御圧延スタンドを制御して、管の長手方向の
肉厚変動のうちスケルプの厚さ変動に起因する肉厚変動
を制御する方法において、スケルプとスケルプの溶接部
である中継部が、前記厚さ計を通過する毎に、該中継部
を厚さ計で検出し、前記制御圧延スタンドのロールのモ
ーター電流値の変化により、該中継部を検出するまでの
トラッキング遅延量を計測して、その後のスケルプの厚
み偏差信号のトラッキング演算が正確に行われるように
前記厚さ計から前記制御圧延スタンドまでのトラッキン
グ量を補正し、マスフロー一定の原理に従って、各スタ
ンドの回転数を制御することにより、管の長手方向の肉
厚変動を抑制することを特徴とする鍛接鋼管の自動肉厚
制御方法にある。
【0010】
【作用】本発明においては、制御スタンドで制御する前
に事前に測定されたスケルプの肉厚変動をトラッキング
遅延させ制御する際に、トラッキング誤差が大きくなろ
うとしても、スケルプ毎にトラッキングすべき量が、ト
ラッキング実績によって正確に補正されるために、高精
度に鋼管の厚み制御を行うことが可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1において、X線厚み計10が予熱炉
12の前面に設置されスケルプ5の長手方向の厚みを連
続して測定する。測定された厚み信号は、X線厚み計の
後面に設置したピンチロール11に取り付けられた測長
用のPLG31(パルスジェネレータ)の信号と共に、
制御用計算機34に送られ制御用計算機内で、ライン速
度に同期して造管機であるミルスタンド38迄トラッキ
ング遅延される。スケルプ5は予熱炉12、リターンド
ラム13、ターンアラウンド14、加熱炉15を経由し
てミルスタンド38に導入される。スケルプは、加熱炉
後面に配置されたプリフォームロール16によりスケル
プ両エッジ部を鍛接時の衝合位置に倣わせるように制御
され、ミルスタンド38に導かれ、第1段目の成形ロー
ル17により成形され、鍛接ロール18によってパイプ
状に形成される。パイプ状に形成されたスケルプは、鍛
接ロール18から下流の絞りロール(19〜30)によ
って徐々に減厚、外径圧下が加えられ、最終段の絞りロ
ール30出側において目的とする肉厚と外径の鋼管37
に仕上げられる。本発明の自動肉厚制御は、絞りロール
20をピボットスタンドとして20〜30の各スタンド
を対象として、制御用計算機34で実施される。
【0012】以下、本発明の制御フロー図を図3で説明
する。スケルプとスケルプの溶接部である中継部は、ス
ケルプの該中継部以外の部分と比べて、肉厚変動が大き
く通常数%以上厚くなっている。そのため、中継部は厚
さ計によって容易に検出され、さらに該中継部が、制御
圧延スタンドを通過する際にも、制御圧延スタンド用モ
ーターからも大きな電流変動が表われるため該中継部の
通過が容易に判定できる。したがって、厚さ計での中継
検出より、比較的大きな電流変動が表われる第3段目ま
たは第4段目または第5段目の制御圧延ロールでの該中
継検出まで、パルス発生器(PLG)等よりパルス数a
をカウントし、次式(1)によって、1パルス当りのス
ケルプの進み量d′を算出する。 d′=l/a ・・・・・・・・・・・(1) ここで、lは厚さ計から第3段目または第4段目または
第5段目の制御圧延ロールまでのスケルプ長さに換算し
た距離とする。
【0013】次に、1パルス当りのスケルプの進み量
d′において、たまたま特異な値が検出された時に、ト
ラッキング誤差が大きくならないように、n回(通常5
回程度)分の1パルス当りのスケルプの進み量を中継部
が通過するたびに、次式(2)によって移動平均を行
う。 d=(1回前補正値d′+2回前補正値d′+…+n回前補正値d′)/n ・・・(2) 次に、(2)式によって求めた1パルス当りのスケルプ
の進み量(トラッキング補正値)とPLGのカウント量
によって、次式のように厚さ計より移動した距離として
トラッキング演算を行う。 厚さ計よりのトラッキング距離=d×PLGのカウント量 ・・・(3)
【0014】次に図1を用いて、前記したトラッキング
補正を用いた制御方法を説明する。先ず、今から造管す
るサイズ、鋼種に基づいて、予め図2に示すような目標
ストレッチパターンを各ロール毎に、図1に示す上位の
プロセスコンピュータ35内で演算し、これにより各ロ
ールの回転数を初期設定して造管を行う。次に、前記し
た如くX線厚み計10、及び測長用PLG31によりス
ケルプの長手方向の厚み変動がトラッキング遅延される
と、予め決められた各スタンド毎の減肉率により、各ス
タンドでの減肉量Δtiを制御用計算機34で演算す
る。
【0015】さらに、前記スケルプの長手方向の厚み変
動がトラッキング遅延されたタイミングと同期して、ピ
ボットスタンド下流の各絞りロールでの管速を厚み変動
分に追従するように制御用計算機34で次式にて決定す
る。 ΔVi=h(Δti) ・・・・・・・・(4) ここで、関数hは、マスフロー一定によりサイズ、品種
毎に決定される。
【0016】次にスケルプ厚変動Δtに応じたピッチダ
イヤPDi(Δt)を制御用計算機34内で次式により
演算する。 PDi(Δt)=PDi0 ×I(Δt) ・・・・・・・・・(5) ここで、PDi0 はスケルプ厚変動がない場合の各制御
スタンドでのピッチダイヤで、関数Iはスケルプ厚変動
分とピッチダイヤの変化率の関係を示す関数であり、関
数Iは予め次のようにして決定する。
【0017】図4はピッチダイヤPDiを一定としてマ
スフロー一定の関係から目標減肉代に相当する加減速指
令を制御用モーターに出力したときに実際に減肉された
量を示したものである。なお、負の減肉とは実際には増
肉となる。造管現象が、減肉量が変わってもピッチダイ
ヤが一定であれば、図4中に示した破線Aのようにな
る。しかしながら、実際の造管現象では、減肉量の変化
による制御用ロールの回転数変更によってピッチダイヤ
も変化するため、ピッチダイヤ一定とした場合は目標減
肉代と実績減肉代の関係は図4中に示した実線Bのよう
になる。そこで、実線Bを減肉量Δtの関数f(Δt)
としたときに、スケルプ板厚変動に応じたピッチダイヤ
を演算する式(5)は、次式で示される。 PDi(Δt)=PDi0 ×I(Δt) =PDi0 ×f(Δt)/Δt ・・・・・・(6) 以上のようにして(5)式を予め決定する。
【0018】次に、ピボットスタンド下流のロール回転
数加減速指令を次式により制御用計算機34内で演算す
る。 ΔNi=ΔVi/(π×PDi(Δt)) ・・・・・・(7) 次に、i番目スタンドより下流のスタンドでのサクセシ
ブ分の回転数を各スタンド毎に演算し、前記の式(5)
で演算した回転数にそれぞれ上乗せし制御用計算機34
から各スタンドロール駆動主管盤33に対して各スタン
ドロール回転駆動用電動機の速度指令を与えることによ
り回転数制御を実施して、目標の肉厚、外径を有する鋼
管を精度良く造管する。
【0019】図5に本発明を実施しない場合を、図6に
本発明を実施した場合の結果を示す。図5はトラッキン
グずれが発生しているために、本来制御すべき部分が遅
れて制御圧延スタンドに到着しているために、制御精度
が悪くなっているのに対し、図6は、正確にトラッキン
グされているために、制御精度が極めて良く造管されて
いる。
【0020】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明により、制御
スタンドで制御する前に事前に測定されたスケルプの肉
厚変動をトラッキング遅延させ制御する際に、トラッキ
ング誤差が大きくなろうとしても、スケルプ毎にトラッ
キングすべき量がトラッキング実績によって正確に補正
されるために、高精度に鋼管の厚み制御を行うことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成を示す説明図、
【図2】代表的サイズのスタンド毎の目標ストレッチ係
数及びスタンド毎の目標ロール回転数を示すグラフ、
【図3】本発明に係る制御フロー図、
【図4】代表的なサイズにおけるピッチダイヤを一定と
して、マスフロー一定により制御したときの鍛接鋼管の
目標減肉代と実績減肉代の関係を示した図、
【図5】本発明を実施しない場合の造管結果を示す図、
【図6】本発明を実施したときの造管結果を示す図、
【図7】本発明を実施しない場合の鍛接鋼管の製造結果
を示す図、
【図8】本発明を実施したときの鍛接鋼管の製造結果を
示す図、
【図9】鍛接鋼管のミルスタンド迄の製造ラインを示す
図である。
【符号の説明】
1 アンコイラー 2 レベラー 3 シャー 4 フラッシュバットウェルダー 5 スケルプ 6 ピンチロール 7 マグネットロール 8 ループフロアー 10 X線厚み計 11 ピンチロール 12 予熱炉 13 リターンドラム 14 ターンアラウンド 15 加熱炉 16 プリフォームロール 17 成形ロール 18 鍛接ロール 19〜30 絞りロール 18−a〜30−a ロール駆動用電動機 31 測長用PLG 32 回転検出器 33 ロール駆動主幹盤 34 制御用計算機 35 プロセスコンピュータ 36 操作盤 37 鋼管 38 ミルスタンド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鍛接鋼管製造工程において、加熱炉前面
    に設置した厚さ計により鍛接鋼管の素材であるスケルプ
    (熱延鋼板の鋼帯)の長手方向の厚さを連続して測定
    し、前記厚さ計により測定された厚さ信号を加熱炉後面
    に連続多段配置された制御圧延スタンドまでラインスピ
    ードと同期遅延させ、該遅延された厚み信号と予め設定
    された基準厚み信号の差である厚み偏差信号に基づい
    て、前記制御圧延スタンドを制御して、管の長手方向の
    肉厚変動のうちスケルプの厚さ変動に起因する肉厚変動
    を制御する方法において、スケルプとスケルプの溶接部
    である中継部が、前記厚さ計を通過する毎に、該中継部
    を厚さ計で検出し、前記制御圧延スタンドのロールのモ
    ーター電流値の変化により、該中継部を検出するまでの
    トラッキング遅延量を計測して、その後のスケルプの厚
    み偏差信号のトラッキング演算が正確に行われるように
    前記厚さ計から前記制御圧延スタンドまでのトラッキン
    グ量を補正し、マスフロー一定の原理に従って、各スタ
    ンドの回転数を制御することにより、管の長手方向の肉
    厚変動を制御することを特徴とする鍛接鋼管の自動肉厚
    制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109807186A (zh) * 2018-12-21 2019-05-28 太原重工股份有限公司 连轧管机组控制系统及方法
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