JPH08309419A - 管材用タンデムミルの張力制御方法 - Google Patents
管材用タンデムミルの張力制御方法Info
- Publication number
- JPH08309419A JPH08309419A JP7113450A JP11345095A JPH08309419A JP H08309419 A JPH08309419 A JP H08309419A JP 7113450 A JP7113450 A JP 7113450A JP 11345095 A JP11345095 A JP 11345095A JP H08309419 A JPH08309419 A JP H08309419A
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- Japan
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- tension
- stand
- pipe material
- calculated
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 管材に作用する張力又は圧縮力を精度よく算
出し、管材の前段スタンド抜けが後段のスタンド間張力
に与える影響を低減する。 【構成】 管材を噛み込んでいる状態のスタンド#1−
i,#i,#i+1について、各ロール駆動モータMの
モータ回転数及びモータ電流に基づいて圧延トルクを算
出し、この各圧延トルクと圧延荷重とから、張力成分ト
ルクを算出し、これらに基づいて各スタンド毎に力の釣
合式をたて、管材を噛み込んでいる最上流スタンドの後
方張力及び最下流スタンドの前方張力が夫々零であるこ
とを利用して、これを最小2乗法にて解いてスタンド間
の張力を求め、これを目標値と比較し、その偏差に対応
して各スタンドのロール回転数補正量を求める。
出し、管材の前段スタンド抜けが後段のスタンド間張力
に与える影響を低減する。 【構成】 管材を噛み込んでいる状態のスタンド#1−
i,#i,#i+1について、各ロール駆動モータMの
モータ回転数及びモータ電流に基づいて圧延トルクを算
出し、この各圧延トルクと圧延荷重とから、張力成分ト
ルクを算出し、これらに基づいて各スタンド毎に力の釣
合式をたて、管材を噛み込んでいる最上流スタンドの後
方張力及び最下流スタンドの前方張力が夫々零であるこ
とを利用して、これを最小2乗法にて解いてスタンド間
の張力を求め、これを目標値と比較し、その偏差に対応
して各スタンドのロール回転数補正量を求める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は管材に作用させるべき張
力、又は圧縮力を制御する管材用タンデムミルの張力制
御方法に関する。
力、又は圧縮力を制御する管材用タンデムミルの張力制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】継ぎ目無し管の熱間圧延ラインにおい
て、圧延中の管材に付与すべき張力、又は圧縮力と管材
の肉厚,外径との間には密接な関係があり、不適切な張
力又は圧縮力の付与は管材の破断,穴開き,変形などを
招く他、肉厚,外径のばらつきの原因ともなることか
ら、管材に対する張力、又は圧縮力の適正な付与が重要
な課題となっている。このため従来よりマンドレルミル
等の張力制御方法が種々提案されているが、いずれも圧
延中の管材に加えられる張力、又は圧縮力それ自体の検
出精度が低いため、十分な張力又は圧縮力の制御精度が
得られていないのが現状である。
て、圧延中の管材に付与すべき張力、又は圧縮力と管材
の肉厚,外径との間には密接な関係があり、不適切な張
力又は圧縮力の付与は管材の破断,穴開き,変形などを
招く他、肉厚,外径のばらつきの原因ともなることか
ら、管材に対する張力、又は圧縮力の適正な付与が重要
な課題となっている。このため従来よりマンドレルミル
等の張力制御方法が種々提案されているが、いずれも圧
延中の管材に加えられる張力、又は圧縮力それ自体の検
出精度が低いため、十分な張力又は圧縮力の制御精度が
得られていないのが現状である。
【0003】この対策として、従来次のような方法(特
開昭62−244511号)が提案されている。即ち、
管材のタンデム圧延機の各スタンドi毎に検出又は算出
した圧延荷重P i ,圧延トルクTLi に基づいて下記
(1)式により張力成分トルクTFi を算出し、(2)
式に示すように管材を噛み込んでいるスタンド(#Jス
タンド〜#Kスタンド,J≦K)のうちの最上流スタン
ドの後方張力FJ-1 が零であることを利用して、(3)
式に従って上流スタンドから順次管材に作用する張力を
算出し、この算出した張力を目標張力に一致させるべく
各スタンドのロール回転数を制御する方法である。
開昭62−244511号)が提案されている。即ち、
管材のタンデム圧延機の各スタンドi毎に検出又は算出
した圧延荷重P i ,圧延トルクTLi に基づいて下記
(1)式により張力成分トルクTFi を算出し、(2)
式に示すように管材を噛み込んでいるスタンド(#Jス
タンド〜#Kスタンド,J≦K)のうちの最上流スタン
ドの後方張力FJ-1 が零であることを利用して、(3)
式に従って上流スタンドから順次管材に作用する張力を
算出し、この算出した張力を目標張力に一致させるべく
各スタンドのロール回転数を制御する方法である。
【0004】 TFi =(Fi-1 −Fi )Ri =2(TLi −βi Pi )(なおi=J,…,K) …(1) FJ-1 =0 …(2) Fi =Fi-1 −TFi /Ri (なおi=J,…,K) …(3) 但し、Fi :#iスタンド前方張力,Ri :#iスタン
ド等価ロール径, βi :#iスタンド張力算出用パラメータ, TLi :#iスタンド圧延トルク,Pi :#iスタンド
圧延荷重, TFi :#iスタンド張力成分トルク
ド等価ロール径, βi :#iスタンド張力算出用パラメータ, TLi :#iスタンド圧延トルク,Pi :#iスタンド
圧延荷重, TFi :#iスタンド張力成分トルク
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の制御方法では管材に作用する張力を上流スタンドか
ら下流スタンドに向けて順次的に計算するため、その計
算過程で生じた誤差が蓄積されて下流スタンドでは張力
の算出精度が悪くなること、また管材が前段スタンドを
抜けたことによって生じる管材の張力変動がそのまま後
段スタンド間の管材張力変動としてあらわれるため、こ
れらの検出張力を基に張力制御を行うと、管材の長手方
向における肉厚が不均一となる等の問題があった。
来の制御方法では管材に作用する張力を上流スタンドか
ら下流スタンドに向けて順次的に計算するため、その計
算過程で生じた誤差が蓄積されて下流スタンドでは張力
の算出精度が悪くなること、また管材が前段スタンドを
抜けたことによって生じる管材の張力変動がそのまま後
段スタンド間の管材張力変動としてあらわれるため、こ
れらの検出張力を基に張力制御を行うと、管材の長手方
向における肉厚が不均一となる等の問題があった。
【0006】本発明は斯かる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、タンデムミルにおけ
る管材を噛み込んでいる状態の各スタンドについて、張
力成分トルクに基づく力の釣合式をたて、これら力の釣
合式を最小2乗法を用いて解くことにより、管材に作用
する張力を精度良く算出し、しかも前段スタンド抜けな
どによる後段スタンド間の管材張力変動に対する影響を
軽減可能とした管材用のタンデムミルの張力制御方法を
提供することにある。
あって、その目的とするところは、タンデムミルにおけ
る管材を噛み込んでいる状態の各スタンドについて、張
力成分トルクに基づく力の釣合式をたて、これら力の釣
合式を最小2乗法を用いて解くことにより、管材に作用
する張力を精度良く算出し、しかも前段スタンド抜けな
どによる後段スタンド間の管材張力変動に対する影響を
軽減可能とした管材用のタンデムミルの張力制御方法を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る管材用のタ
ンデムミルの張力制御方法は、複数のスタンド夫々のロ
ールを駆動するモータの回転数を制御することで管材に
対する張力を制御するタンデムミルの張力制御方法にお
いて、管材を噛み込んでいる状態のスタンド夫々につい
て、各スタンド毎に検出又は算出した圧延荷重及び圧延
トルクに基づいて張力成分トルクを求め、この張力成分
トルクに基づき各スタンド毎に管材に作用する力の釣合
式をたて、この力の釣合式を最小2乗法にて解き、管材
に作用する張力を算出し、これを目標値と比較し、その
偏差に対応して各スタンドのロール回転数補正量を求め
る過程を含むことを特徴とする。
ンデムミルの張力制御方法は、複数のスタンド夫々のロ
ールを駆動するモータの回転数を制御することで管材に
対する張力を制御するタンデムミルの張力制御方法にお
いて、管材を噛み込んでいる状態のスタンド夫々につい
て、各スタンド毎に検出又は算出した圧延荷重及び圧延
トルクに基づいて張力成分トルクを求め、この張力成分
トルクに基づき各スタンド毎に管材に作用する力の釣合
式をたて、この力の釣合式を最小2乗法にて解き、管材
に作用する張力を算出し、これを目標値と比較し、その
偏差に対応して各スタンドのロール回転数補正量を求め
る過程を含むことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明にあってはこれによって、管材を噛み込
んでいる状態の各スタンド夫々について力の釣合式をた
て、これを最小2乗法にて解き、各スタンド毎の管材に
作用する張力を算出し、この張力と目標値との偏差に対
応してロール回転数補正量を求めることで正確な張力算
出及びこれに伴う張力補正が可能となる。
んでいる状態の各スタンド夫々について力の釣合式をた
て、これを最小2乗法にて解き、各スタンド毎の管材に
作用する張力を算出し、この張力と目標値との偏差に対
応してロール回転数補正量を求めることで正確な張力算
出及びこれに伴う張力補正が可能となる。
【0009】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明に係るタンデムミル
の張力制御方法を実施するための制御系を示すブロック
図であり、図中#i−1,#i,#i+1は連続する第
i−1スタンド,第iスタンド,第i+1スタンド(i
はスタンド番号)、1は管材、2はマンドレルバーを示
している。管材1はその内側にマンドレルバー2を挿入
した状態でマンドレルミルを構成する各スタンドに矢符
方向から通されて延伸圧延される。
て具体的に説明する。図1は本発明に係るタンデムミル
の張力制御方法を実施するための制御系を示すブロック
図であり、図中#i−1,#i,#i+1は連続する第
i−1スタンド,第iスタンド,第i+1スタンド(i
はスタンド番号)、1は管材、2はマンドレルバーを示
している。管材1はその内側にマンドレルバー2を挿入
した状態でマンドレルミルを構成する各スタンドに矢符
方向から通されて延伸圧延される。
【0010】#i−1,#i,#i+1の各スタンドは
夫々一対のカリバーロール3及びこれを駆動するロール
駆動モータMが設置され、また各スタンド毎にロードセ
ル等で構成された荷重検出器(LC)4が設置されてい
る(図1には#1スタンドについてのみ示してある)。
各ロール駆動モータMには夫々その回転数を検出する回
転数検出器(TG)5、ロール駆動モータMのモータ電
流検出器6、ロール駆動モータMの回転数を調節する回
転数調整器(ASR)7が付設されている。その他図中
8は圧延トルク演算装置、9は演算制御装置を示してあ
る。先ず、圧延トルク演算装置8は回転数検出器5から
取り込んだモータ回転数n i とモータ電流検出器6から
取り込んだモータ電流Iaiとに基づき圧延トルクTLi
を演算し、これを演算制御装置9へ与える。
夫々一対のカリバーロール3及びこれを駆動するロール
駆動モータMが設置され、また各スタンド毎にロードセ
ル等で構成された荷重検出器(LC)4が設置されてい
る(図1には#1スタンドについてのみ示してある)。
各ロール駆動モータMには夫々その回転数を検出する回
転数検出器(TG)5、ロール駆動モータMのモータ電
流検出器6、ロール駆動モータMの回転数を調節する回
転数調整器(ASR)7が付設されている。その他図中
8は圧延トルク演算装置、9は演算制御装置を示してあ
る。先ず、圧延トルク演算装置8は回転数検出器5から
取り込んだモータ回転数n i とモータ電流検出器6から
取り込んだモータ電流Iaiとに基づき圧延トルクTLi
を演算し、これを演算制御装置9へ与える。
【0011】一方演算制御装置9は、管材1を噛み込ん
でいるスタンド(#Jスタンド〜#Kスタンド,J≦
K)のうちの任意の一スタンドを#iとして、この#i
スタンドの圧延トルクTLi と、前記荷重検出器4で検
出されたスタンドiの圧延荷重Pi とに基づき、#iス
タンドに作用する張力成分トルクTFi を下記(4)式
に従って算出する。 TFi =(Fi-1 −Fi )Ri =2(TLi −βi Pi ) (なおi=J,…,K) …(4) FJ-1 =0,FK =0 但し、Fi-1 :#iスタンド後方張力,Fi :#iスタ
ンド前方張力, TLi :#iスタンド圧延トルク,Pi :#iスタンド
圧延荷重, βi :#iスタンド張力算出用パラメータ, Ri :#iスタンド等価ロール径
でいるスタンド(#Jスタンド〜#Kスタンド,J≦
K)のうちの任意の一スタンドを#iとして、この#i
スタンドの圧延トルクTLi と、前記荷重検出器4で検
出されたスタンドiの圧延荷重Pi とに基づき、#iス
タンドに作用する張力成分トルクTFi を下記(4)式
に従って算出する。 TFi =(Fi-1 −Fi )Ri =2(TLi −βi Pi ) (なおi=J,…,K) …(4) FJ-1 =0,FK =0 但し、Fi-1 :#iスタンド後方張力,Fi :#iスタ
ンド前方張力, TLi :#iスタンド圧延トルク,Pi :#iスタンド
圧延荷重, βi :#iスタンド張力算出用パラメータ, Ri :#iスタンド等価ロール径
【0012】ここで、張力算出用パラメータβi は従来
公知の方法(特開平2−217109号の方法)を用い
て算出(又は推定)すれば良い。また、(4)式は管材
を噛み込んでいるスタンドについて成立するから、K−
J+1個の釣合式が立つこととなり、しかもF0 =…=
FJ-1 =0,FK =…=FN =0(N:全スタンド数)
であるから変数はFJ ,…,FK-1 のK−J個となる。
よって(4)式の変数Fi の数に対して、釣合式の数は
常に1つ多くなる。そこで(4)式を最小2乗法に従っ
て解き、#iスタンドの前方張力Fi を算出し、これを
加え合わせ点10にて目標張力と比較し、その偏差にP
Iコントローラ11にてPI演算を施し、これを制御信
号として回転数調整器7へ出力する。回転数調整器7は
制御信号に対応してロール駆動モータMの回転数を調整
し、管材1に対する張力が目標値と一致するように修正
する。
公知の方法(特開平2−217109号の方法)を用い
て算出(又は推定)すれば良い。また、(4)式は管材
を噛み込んでいるスタンドについて成立するから、K−
J+1個の釣合式が立つこととなり、しかもF0 =…=
FJ-1 =0,FK =…=FN =0(N:全スタンド数)
であるから変数はFJ ,…,FK-1 のK−J個となる。
よって(4)式の変数Fi の数に対して、釣合式の数は
常に1つ多くなる。そこで(4)式を最小2乗法に従っ
て解き、#iスタンドの前方張力Fi を算出し、これを
加え合わせ点10にて目標張力と比較し、その偏差にP
Iコントローラ11にてPI演算を施し、これを制御信
号として回転数調整器7へ出力する。回転数調整器7は
制御信号に対応してロール駆動モータMの回転数を調整
し、管材1に対する張力が目標値と一致するように修正
する。
【0013】次に前述した圧延トルク演算装置8及び演
算制御装置9の演算処理過程を図2に示すフローチャー
トに従って説明する。図2は演算制御装置9及び圧延ト
ルク演算装置8での演算過程を示すフローチャートであ
る。いま、管材1を噛み込んである状態のスタンドを、
#iとして、これら各スタンドについて荷重検出器4、
圧延トルク演算装置8により圧延荷重Pi ,圧延トルク
TLi を夫々検出又は算出する (ステップS1)。
算制御装置9の演算処理過程を図2に示すフローチャー
トに従って説明する。図2は演算制御装置9及び圧延ト
ルク演算装置8での演算過程を示すフローチャートであ
る。いま、管材1を噛み込んである状態のスタンドを、
#iとして、これら各スタンドについて荷重検出器4、
圧延トルク演算装置8により圧延荷重Pi ,圧延トルク
TLi を夫々検出又は算出する (ステップS1)。
【0014】次に演算制御装置9にて、圧延荷重Pi 及
び圧延トルクTLi を基に(4)式に従ってスタンド#
iの張力成分トルクTFi を算出する (ステップS
2)。算出したスタンド#iの張力成分トルクTFi と
スタンド#iに作用する張力との関係を表す式(4)式
を、管材1を噛み込んでいる最上流スタンドの後方張力
が零、並びに管材1を噛み込んでいる最下流スタンドの
前方張力が零であることを利用して、最小2乗法を用い
て解くことにより、管材1を噛み込んである状態の全ス
タンド#J〜#Kの前方張力FJ 〜Fk を算出する (ス
テップS3)。最後に、求めた各スタンド間における管
材1に作用する張力を目標値と比較し、これを目標値に
一致させるべくロール回転数補正量を求め、ロール回転
数を補正する (ステップS4)。
び圧延トルクTLi を基に(4)式に従ってスタンド#
iの張力成分トルクTFi を算出する (ステップS
2)。算出したスタンド#iの張力成分トルクTFi と
スタンド#iに作用する張力との関係を表す式(4)式
を、管材1を噛み込んでいる最上流スタンドの後方張力
が零、並びに管材1を噛み込んでいる最下流スタンドの
前方張力が零であることを利用して、最小2乗法を用い
て解くことにより、管材1を噛み込んである状態の全ス
タンド#J〜#Kの前方張力FJ 〜Fk を算出する (ス
テップS3)。最後に、求めた各スタンド間における管
材1に作用する張力を目標値と比較し、これを目標値に
一致させるべくロール回転数補正量を求め、ロール回転
数を補正する (ステップS4)。
【0015】本発明方法と従来方法とを6スタンドのマ
ンドレルミルに適用し、張力制御を行った場合における
スタンド#1〜#2間,スタンド#2〜#3間の管材張
力制御例を図3,図4に示す。図3,図4は夫々横軸に
時間を、また縦軸に張力をとって示してある。本発明方
法では、図3に示す如く管材の前段スタンド抜けなどに
よる後段スタンド間管材張力変動が、図4に示す従来方
法と比較して大幅に低減されており、この検出張力を基
に張力制御を行うことで管材の長手方向の肉厚を均一化
できることが確認出来た。
ンドレルミルに適用し、張力制御を行った場合における
スタンド#1〜#2間,スタンド#2〜#3間の管材張
力制御例を図3,図4に示す。図3,図4は夫々横軸に
時間を、また縦軸に張力をとって示してある。本発明方
法では、図3に示す如く管材の前段スタンド抜けなどに
よる後段スタンド間管材張力変動が、図4に示す従来方
法と比較して大幅に低減されており、この検出張力を基
に張力制御を行うことで管材の長手方向の肉厚を均一化
できることが確認出来た。
【0016】これに対して、従来技術(特開昭62−2
44511号)に依った場合、スタンド#1〜#2,ス
タンド#2〜#3間の管材張力は、図4に示す如く管材
の前段スタンド抜けなどによる前段スタンド#1〜#2
間の管材張力変動(図4A部)がそのまま後段スタンド
#2〜#3間の管材張力変動(図4A′部)として表れ
る。従ってこの検出張力を基に張力制御が行なわれる結
果、管材の長手方向の肉厚の不均一は避けられなかっ
た。
44511号)に依った場合、スタンド#1〜#2,ス
タンド#2〜#3間の管材張力は、図4に示す如く管材
の前段スタンド抜けなどによる前段スタンド#1〜#2
間の管材張力変動(図4A部)がそのまま後段スタンド
#2〜#3間の管材張力変動(図4A′部)として表れ
る。従ってこの検出張力を基に張力制御が行なわれる結
果、管材の長手方向の肉厚の不均一は避けられなかっ
た。
【0017】
【発明の効果】以上の如く本発明方法によれば、管材に
作用する張力を精度良く検出でき、しかも前段スタンド
抜けなどに起因する管材張力変動が後段スタンド間の管
材張力に与える影響を軽減することが可能となり、この
管材張力値に基づいて張力を制御することにより管材の
全長にわたって高精度の張力制御が出来、肉厚の均一化
が図れて、管品質が向上し、歩留まりも高くなるなど、
本発明は優れた効果を奏する。
作用する張力を精度良く検出でき、しかも前段スタンド
抜けなどに起因する管材張力変動が後段スタンド間の管
材張力に与える影響を軽減することが可能となり、この
管材張力値に基づいて張力を制御することにより管材の
全長にわたって高精度の張力制御が出来、肉厚の均一化
が図れて、管品質が向上し、歩留まりも高くなるなど、
本発明は優れた効果を奏する。
【図1】本発明に係るタンデムミルの張力制御方法を実
施するための制御系を示すブロック図である。
施するための制御系を示すブロック図である。
【図2】圧延トルク演算装置、演算制御装置の演算処理
過程を示すフローチャートである。
過程を示すフローチャートである。
【図3】本発明方法による張力(圧縮力)の制御結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図4】従来方法による張力(圧縮力)の制御結果を示
すグラフである。
すグラフである。
1 管材 2 マンドレルバー 4 荷重検出器 5 回転数検出器 6 モータ電流検出器 7 回転数調整器 8 圧延トルク演算装置 9 演算制御装置
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のスタンド夫々のロールを駆動する
モータの回転数を制御することで管材に対する張力を制
御するタンデムミルの張力制御方法において、管材を噛
み込んでいる状態のスタンド夫々について、各スタンド
毎に検出又は算出した圧延荷重及び圧延トルクに基づい
て張力成分トルクを求め、この張力成分トルクに基づき
各スタンド毎に管材に作用する力の釣合式をたて、この
力の釣合式を最小2乗法にて解き、管材に作用する張力
を算出し、これを目標値と比較し、その偏差に対応して
各スタンドのロール回転数補正量を求める過程を含むこ
とを特徴とする管材用タンデムミルの張力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113450A JPH08309419A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 管材用タンデムミルの張力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113450A JPH08309419A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 管材用タンデムミルの張力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08309419A true JPH08309419A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14612546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113450A Pending JPH08309419A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 管材用タンデムミルの張力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08309419A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112222202A (zh) * | 2019-06-30 | 2021-01-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种带钢焊缝过平整设备张力切换的控制方法 |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7113450A patent/JPH08309419A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112222202A (zh) * | 2019-06-30 | 2021-01-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种带钢焊缝过平整设备张力切换的控制方法 |
| CN112222202B (zh) * | 2019-06-30 | 2022-11-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种带钢焊缝过平整设备张力切换的控制方法 |
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