JPS60127014A - 管材絞り圧延機の伸し長さ制御方法 - 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】 本発明は、管材絞り圧延機の伸し長さ制御方法に係り、
特に、継目無鋼管を製造する際に用いるのに好適な、穿
孔・延伸圧延後の母管を絞り圧延して、所定長さの圧延
管とするための管材絞り圧延機の伸し長さ制御方法の改
良に関する。

継目無管、例えば継目無鋼管を製選する方法の一つに、
第１図に示す如く、まず素材としてのビレット１０を、
回転炉床式の加熱炉１２で加熱し、次いで、マンネスマ
ン効果を利用したピアサ１４で穿孔し、更に、穿孔後の
中空素管１６をマンドレルバ−１８と共にマンドレルミ
ル２０に送り込んで延伸圧延し、更に、延伸圧延後の母
管、即ちシェル２２を再加熱炉２４で再加熱した後、絞
り圧延機であるストレッチレデューサ２６により外径圧
下と若干の肉厚圧下を施して、所要の製品寸法を有する
圧延管、即ちチューブ２８とし、その後、定尺採取して
製品とする、いわゆるマンドレル尽ル圧延によるものが
ある。

このようなマンドレルミル圧延における前記ストレッチ
レデューサ２６の制御に際して、従来は、例えば特公昭
５１−４３４６９で提案されている如く、ストレッチレ
デューサ２６の入側及び出側の管の長さのみによって、
一義的にロール回転数パターン制御量を決定し、チュー
ブ２８の長さを制御するようにしていた。従って、絞り
圧延後のチューブ２８の長さを一定に制御することは可
能であるが、シェル２２即ちビレット１０の重量のばら
つきや、種々の操業要因のばらつきによる延伸圧延後の
シェル２２の肉厚や長さのばらつきを無視した制御方法
であったため、チューブ２８の肉厚を一定に制御するこ
とは実際上困難であった。

このような晶題点を解消するものとして、出願人は既に
、素材重量測定値や絞り圧延前後の管の長さの測定値に
基づいて、各ロールスタンドのロール回転数を設定制御
することによって、チューブ２８の肉厚を一定に制御す
ることができる鋼管絞り圧延機の肉厚制御方法を提案す
ると共に、その中で、絞り圧延における目標チューブ長
さＬＴＡをめる方法として、次式に示すような方法を提
案している。

ＬＴＡ＝ＬＴｘ　＜ＷＢＩｖｌ／ＷＢ＞・・・（１）こ
こで、ＬＴは、命令チューブ長さ、ＷＢＭは、実測ビレ
ット重量、ＷＢは、命令ビレット重量である。

この肉厚制御方法による時の、次の（２）式で定義され
るビレット重量比ＲＷＢと、同じく次の（３）式で定義
されるチューブ伸し長さ比ＲＬＡの関係を第２図に示す
。

ＲＷＢ＝　（ＷＢＭ、／’ＷＢ−１）Ｘｌ　００％・・
・（２） ＲＬＡ＝　（’ＬＴＡ／ＬＴ−１ン　Ｘ１００　％・・
・（３） このような、出願人が既に提案した肉厚制御方法によれ
ば、ビレット重量のばらつきにか゛かわらず、絞り圧延
後のチューブ肉厚を一定に制御することが可能になるも
のであるが、通常、ビレット　１重量は、同一ロット内
でもばらつきがあり、実測ビレット重量Ｗ　Ｂ　Ｍが命
令ビレット重量ｗＢよりも小さい、即ち、ビレッ］・重
量比ＲＷＢ＜Ｏの材料も存在する。このような場合、ど
レット重量比ＲＷＢの全範囲について、−律に前出（１
）式により目標チューブ長さＬＴＡをめることとしたの
では、肉厚は一定に制御できても、ビレット重量比ＲＷ
Ｂ＜０の範囲の材料は、実測チューブ長さＬＴＭが命令
チューブ長さＬＴよりも短くなってしまい、定尺長さ切
断時に短尺材が発生してしまう。従って、これを防ぐた
めには余裕代を大きく取る必要があり、歩留りを充分高
め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（なされたも
ので、母管又は素材重量のばらつきにかかわらず、可能
な限り命令圧延管長さを確保することができ、従って、
短尺材の発生を防止すると共に余裕代を小さくして、歩
留りを更に高めることができる管材絞り圧延機の伸し長
さ制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、穿孔・延伸圧延後の母管を絞り圧延して、所
定長さの圧延管とするための管材絞り圧延機の伸し長さ
制御方林において、実測母管又は素材重量が、命令母管
又は素材重量以上である場合は、圧延管の肉厚が一定と
なるように目標圧延管長さを設定し、又、実測母管又は
素材重量が、命令母管又は素材重量未満であり、且つ、
圧延管の肉厚下限値を確保することが可能な設定値以上
である場合は、命令圧延管長さを目標圧延管長さに設定
し、更に、実測母管又は素材重量が、前記設定値未満で
ある場合は、圧延管の肉厚が一定となるように目標圧延
管長さを設定することとして、前記目的を達成したもの
である。

又、本発明の実施態様は、前記実測母管又は素材重量が
前記設定値未満である場合の圧延管肉厚の制御目標値を
、圧延管の肉厚下限値又はこれに近い値として、前記の
ような場合でも、可能な限り長い圧延管が得られるよう
にしたものである。

本発明においては、実測母管又は素材重量に応じて、第
３図に示す如く、実測母管又は素材重量が命令母管又は
素材重量以上（例えばビレット重量比ＲＷＢ≧０〉であ
り、肉厚を通常の目標値としても命令圧延管長さが得ら
れる場合（デユープ伸し長さ比ＲＬ△≧０となる場合）
には、従来と同様に、例えば前出（１）式を用いて、圧
延管の肉厚が一定となるように目標圧延管長さを設定し
て絞り圧延を行う。又、実測母管又は素材重量が、命令
母管又は素材重量未満であり、且つ、圧延管の肉厚下限
値を確保することが可能な設定値以上（例えばＬＳＲＷ
Ｂ＜０）であり、圧延管の肉厚を小さくすれば命令圧延
管長さが確保できる場合（ＲＬＡ＝０となる場合）は、
例えば次式を用いて、命令圧延管長さを目標圧延管長さ
に設定して絞り圧延を行う。

ＬＴＡ＝ＬＴ・・・（４） 更に、実測母管又は素材重量が前記設定値未満（例えば
ＲＷＢ＜Ｌ）であり、圧延管の肉厚を小さくしても命令
圧延管長さを確保できない場合（ＲＬ　Ａ　＜　Ｏとな
る場合）には、例えば前出（１）式を用いて、圧延管の
肉厚が一定となるように目標圧延管長さを設定して絞り
圧延を行う。従って、母管又は素材重量のばらつきにか
かわらず、可能な限り命令圧延管長さを確保することが
でき、短尺材の発生を防止すると共に余裕代を小さくし
て、歩留りを更に高めることができる。

ここで、前記設定値は、圧延管肉厚の下限値を得るため
に必要な最低母管又は素材重量に対応する値よりも、伸
し長さ制御のばらつき、上流工程のスケールロスのばら
つき、ホットクロップ切断量のばらつき、ビレット重量
のばらつき等を考慮して若干高めの値となるよう、各規
格毎に経験的に決めることができ、例えば、最低母管又
は素材重量に対応する値よりも、各ばらつきの標準偏差
の２重和の平方根の３倍だけ高めた値とすることができ
る。

なお、第３図に実線で示した如く、実測母管又は素材重
量が設定値未満である場合の、圧延管肉厚の制御目標値
を、圧延管の肉厚下限値に近い値とした場合には、長さ
が優先され、可能な限り長い圧延管を得ることができて
、歩留りが特に高いものであるが、第３図に破線で示し
た如く、実測母管又は素材重量が設定値未満である場合
の圧延管肉厚の制御目標値を、通常値として肉厚を優先
することも可能である。

以下、図面を参照して、本発明が採用された、ストレッ
チレデューサの伸し長さ制御ｌｌ装置の実施例を詳細に
説明する。

本実施例は、第４図に示す如く、例えば加熱炉（図示省
略）の入側で、ビレット１０の実測重量ＷＢＭを測定す
るためのビレット重量測定１１ｉ３０と、マンドレルミ
ル２０の出側で、シェル２２の実測長さＬ　Ｓ　Ｍを測
定するためのシェル長さ測定機３２と、ストレッチレデ
ューサ２６で絞り圧延されたチューブ２８の実測長さＬ
ＴＭを測定するためのデユープ長さ測定機３４と、前記
ビレット重量測定ｆ！１３０で検出された実測ビレット
重量ＷＢＭ及び外部から設定される命令ビレット重量Ｗ
Ｂからめられるビレット重量比ＲＷＢと基準値Ｏ及び設
定値しどの大小関係に応じて、本発明により前記ストレ
ッチレデューサ２６に必要な制御目標＋ｉｉ　Ｌ　Ｔ　
Ａを与えると共に、前記シェル長さ測定機３２で検出さ
れた実測シェル長さＬＳＭを今回の制御に生かし、更に
、前記チューブ長さ測定機３４出力の実測チューブ長さ
ＬＴＭを次回の制御に生かすようにされた制御用計算機
３６とから構成されている。

以下、実施例の作用を説明する。

前記制御用計算ｌ１３６によるストレッチレデューサ２
６の制御は、具体的には、例えば次のようにして行われ
る。

即ち、まず、前記ビレット重量測定ｔａ３０で検出され
た実測ビレット重量ＷＢＭ及び前記シェル長さ測定１１
３２で検出された実測シェル長さ１８Ｍに基づいて、ス
トレッチレデューサ２６における絞り圧延の必要伸し率
Ｒ１を次式によって算出する。

Ｒ１＝　（ＬＳ＊／ＬＳＭ）′ｒ・（ＬＴＡ／ＬＴ）・
・・（５） ここで、ＬＳ＊は、命令シェル長さＬＳから次の（６）
式によって算出される目標シェル長さ、ｒは、実験圧延
の結果に基づいて各１０ングーシヨン（ストレッチレデ
ューサ２６の入側と出側の管の断面積比）Ｅｏ毎に予め
定められている制御係数である。

ＬＳＩ＝ＬＳ・＜　Ｗ　Ｂ　Ｍ　／　Ｗ　Ｂ　）・・・
（６）前出（５）式で用いられる目標チューブ長さＬＴ
Ａは、本発明により、前出（１）式又は（４）式のいず
れかの値とされている。

次いで、圧延スケジュールから定まるエロンゲーション
Ｅｏと、前出（５ン式で算出された必要伸し率Ｒ１とに
基づいて、当該絞り圧延におけるロール回転数パターン
制御ＤＩＴＰが次式により定められる。

ＴＰ＝　（リ　（Ｒ１）　−〇　（Ｒ＊））／（＋　（
Ｒ＊）×１００％　・・・（７） ここで、Ｒ＊は、実験圧延の結果から予め定められてい
る、次の（８）式のようなエロンゲーションＥｏの関数
で表わされる、ロール回転数パターン制御１１１％当り
の圧延材伸び率である。

Ｒ＊＝ｆ　（Ｅｏ）・・・（８） 、　次いで予め設定された、次式に示すような、各ロー
ルスタンドのロール回転数パターンＨとその制御Ｉ量Ｔ
Ｐとの関係を用いて、各ロールスタンドのロール回転数
パターンＨが決定ぎれ、これにより各ロールスタンドの
ロール回転数パターンＨが自動制御され、チューブ２８
が所定の肉厚、長さに制御される。

Ｈ＝Ｆ　（ＴＰ）・・・（９） 本実施例においては、更に、ストレッチレデューサ２６
によって圧延されたチューブ２８の実測長さＬＴＭ及び
その目標長さＬＴＡに基づいて、次式により実績伸び率
Ｒ２をめている。

Ｒ２＝ＬＴＡ／ＬＴＭ・・・（１０） このようにして、各エロンゲーションＥｏ毎にめた舶記
実測伸び率Ｒ２により、前出（８ン式で表わされる、圧
延材伸び率Ｒ＊とエロンゲーションＥｏの関係を表わし
た開数［の修正を行うことによって、後続シェル２２に
対する一層正確な制御量ＴＰの算出が可能となる。

本実施例、おい、、Ｃ１よ、１．ット重［、応。７、１
肉厚一定制御及び長さ一定制御を使い分けることとして
いるので、母管重量を改めて測定する必要がなく、本発
明を容易に適用できる。なお、例えば、マンドレルミル
２０の出側又は再加熱炉２４の出側でシェル２２の重量
を測定する母管重量測定機を設けることによって、制御
の精喰を更に高めることも可能である。

前記実施例は、本発明をマンドレルミル圧延で用いられ
ているストレッチレデューサに適用したものであるが、
本光明の適用対象はこれに限定されず、プラグミル圧延
で用いられているストレッチレデューサにも同様に適用
できることは明らかである。

以上説明した通り、本発明によれは、母管又は素材重量
のばらつきにかかわらず、可能な限り命令圧延管長さを
確保することができる。従って、短尺材の発生を防止し
て、歩留りを高めることができる。又、ビレット重鐘の
余裕代を従来よりも小さくすることが可能となり、素材
重量を削減することが可能となる等の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マンドレルミル圧延の圧延工程を示す工程図
、第２図は、出願人が既に提案した鋼管絞り圧延機の肉
厚制御方法における、ビレット重量比とチューブ卸し長
さ比の関係を示す線図、第３図は、本発明に係る管材絞
り圧延機の伸し長さ制御方法における、１１７１〜重量
比とチューブ伸し長さ比の関係の例を示す線図、第４図
は、本発明が採用された、ストレッチレデューサの伸し
長さ制御装置の実施例を示すブロック線図である。 １０・・・ビレット、　２０・・・加熱炉、２０・・・
マンドレルミル、　２２・・・シェル、２６・・・スト
レッチレデューサ、２８・・・チューブ、３０・・・ビ
レット重量測定機、３６・・・制御用計算機。 代理人　高　矢　論 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）穿孔・延伸圧延後の母管を絞り圧延して、所定長
   さの圧延管とするための管材絞り圧延機の伸し長さ制御
   方法において、実測母管又は素材重量が、命令母管又は
   素材重量以上である場合は、圧延管の肉厚が一定となる
   ように目標圧延管長さを設定し、又、実測母管又は素材
   重量が、命令母管又は素材重量未満であり、且つ、圧延
   管の肉厚下限値を確保することが可能な設定値以上であ
   る場合は、命令圧延管長さを目標圧延管長さに設定し、
   更に、実測母管又は素材重量が、前記設定値未満である
   場合は、圧延管の肉厚が一定となるように目標圧延管長
   さを設定することを特徴とする管材絞り圧延機の伸し長
   さ制御方法。
2. （２）前記実測母管又は素材重量が前記設定値未満であ
   る場合の圧延管肉厚の制御目標値が、圧延管の肉厚下限
   値又はこれに近い値とされている特許請求の範囲第１項
   記載の管材絞り圧延機の伸し長さ制御方法。