JPH0371916A - 鍛接鋼管自動肉厚制御方法 - 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】 〔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。

〔従来の技術〕

鍛接鋼管は、スケルプと呼ばれる銅帯を加熱し加熱炉出
側で成形後、端部を圧着して製造されるや第４図は、鍛
接鋼管の製造図を示す。素材である熱延コイルの切板は
、アンコイラ−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でコイルの前後を切断し
た後、フラッシュバラトウエルダー４によってコイル先
端と後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−８に貯えられ、造管機であるミ
ルスタンド５０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。加熱されたスケルプは、ミルスタンド５０の第１
段目である成形ロールＩ７によって成形され、第２段目
である鍛接ロール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、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
に滅厚、外径圧下が加えられ、ミルスタンド５０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。

以上のような鍛接鋼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ξ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。

その例として、特開昭６４−４０１１１号に公開されて
いる発明がある。ここに開示されている発明によると制
御圧延スタンドの最終スタンドの目標回転速度を第１ス
タンドを基準としたマスフロー式で演算し、中間スタン
ドの回転速度は基準回転速度を基準として、速度変化率
が後段スタンドに行くに従って等整数列的（直線的）に
増加するように制御することにより、製品肉厚猜度の向
上を図るとしている。

しかるに、本発明では第１スタンドと最終スタンドの回
転速度から中間スタンドの回転速度を推定しており、中
間スタンドにおけるスタンド間でのマスフローについて
は一切考慮しておらず、入り側と出側の情報のみから中
間スタンドのロール回転数を係数配分しているにとどま
っている。これによると、例えば、入り側における肉厚
変動ピッチＰｓが、全制御している肉厚部分が出側まで
到達する時間ｔｏより短い場合は制御不可能である。何
故ならば、制御中に出側目標速度の値が変更されるから
であり、中間スタンドの配分係数が決定困難となるから
である。

一方、他の例として、特公昭５４−２４３９４号に開示
されている発明は、スケルプの厚みを加熱炉前面で測定
し、測定された厚み信号を制御圧延スタンド迄トラッキ
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開示
している。しかるに、本発明では、制御ゲイン等の各係
数を正確に決定することが極めて困難であり、かつ作業
者の労力が大となる欠点を有している。

〔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威されたもので
あり、造管中に直接圧延トルクを観測することにより、
上流スタンドからダイナミックに各スタンドのロール回
転数を制御する鍛接鋼管の自動肉厚制御方法を提供する
ことにある。更に詳しくいえば、スケルプの厚み変動に
より造管時の当該スタンドのモータ電流の変動を捕らえ
圧延トルクとして検出し、これによりスタンド出側の張
力を推定した後、当該スタンドの先進率を演算して、ロ
ール回転数を制御する方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を遠戚するために、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Ｘ線厚み計により鍛
接鋼管の素材であるスケルプ（熱延鋼板切板）の長手方
向の厚み偏差を連続して測定し、該厚み偏差信号を、加
熱炉後面に配置された造管ライン迄トラッキング遅延処
理し、該厚み偏差により発生する造管後の鋼管の肉厚変
動を防止することを目的とした、鍛接鋼管の自動肉厚制
御方法において、 ■予め設定したサイズ、鋼種別の目標ストレッチパター
ンに基ずいて設定した連続多段配置された、各造管スタ
ンドのロール回転数を、トラッキング遅延されたスケル
プ厚み変動に起因する肉厚変動を抑制するために、当該
鋼管の造管時においてダイナミックに制御する方法に関
して、スケルプ厚み変動をキャンセルすべく、ピボット
スタンド下流第１段目のスタンドのロール回転数を変更
し次スタンド以降のロール回転数は各スタンド毎に圧延
トルクを検出し、該圧延トルクからスタンド間（ｉ、ｉ
＋１）の張力を演算することにより、当該スタンドでの
鋼管の先進率を演算して、該先進率を初期設定したスタ
ンド間での目標ストレッチパターンに漸近させるべく、
各スタンドのロール回転数を制ｊＴｊするダイナミック
な鍛接鋼管自動肉厚制御方法。

■特許請求範囲■において、造管条件に応じて自動的に
制御スタンドをグルーピングしたことを特徴とした鍛接
鋼管自動肉厚制御方法。

〔作用〕

本発明においては、入り側スケルプ厚み変動分をピボッ
トスタンド下流第１段目のスタンドロール回転数を制御
することにより吸収し、次スタンド以降の下流スタンド
においては、直接モータ電流の変化を観測して厚み変動
を圧延トルクの変動として捕らえることにより、該圧延
トルクから張力を演算し、該スタンド出側の先進率を演
算することにより、求められた先進率を予め設定したサ
イズ、鋼種別の目標ストレッチパターンに漸近させるべ
くスタンドロール回転数を制御することにより、各スタ
ンド毎にダイナミックに厚み制御を実施しているので、
より精度の高い鋼管の厚み制御が可能となる。

〔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。第１図において、Ｘ線厚み計１０が予熱炉１２の前
面に設置されスケルプ５の長平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ＰＬＧ
３１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５０迄トラツキング遅延される。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５０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ツ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５０に導かれ、
第１段目の底形ロール１７により底形され、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４０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。以下、本発明の制御フロー図を第３図で説
明する。

先ず、今から造管するサイズ、鋼種に基ずいて、予め第
２図に示すような目標ストレッチパターンを各ロール毎
に、第１図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平方向の厚み変動
がトラッキング遅延されると、そのタイミングと同期し
てピボットスタンド下流の絞りロール２１のロール回転
数を厚み変動分に追従するように次式で決定する。

ΔＮ＋３＝ｆ（Δ１．／１工）　　　　　　　・・・・
・・（１）ここで、関数ｆは、マスフロー一定によりサ
イズ毎に決定される。

絞りロール２２以降の下流スタンドにおいては、初期設
定されたストレッチパターンによって駆動されているロ
ール回転数に対して、各入り側厚みの変動に伴いロール
駆動用電動機（２２−ａ〜３Ｏ−ａ）の電流値が変動す
る。各スタンドのロール駆動用電動機の電流、電圧、回
転数は、それぞれ各スタンドロール駆動主幹盤３３、及
び、回転検出器３２から制御用計算機３４に取り込まれ
る。

制御用計算機内では、これらの各信号により次式にて各
スタンドの圧延トルク、張力、先進率の演算を実施する
。

■圧延トルク計算（Ｔ、１） Ｔ４＝＝（Ｋｔ”Φ（ｌｉｔ−１ａｉｌｏｓｓ）−ＧＤ
ｔ”／３７５＊ΔＮｉ／ｄｔ）／ＧＲ＋・・・・・・（
２） Φ＝（Ｖｉｉ　　Ｉａｉ　＊Ｒｉｉ　　Ｌａｉ　＊　（
ΔＩａｉ／ｄｔ））／Ｋｃ＊Ｎ＋・・・・・・（３） ■張力計算（σ、） σ＋＝　（Ｔｑｔ　　Ｋ６＊　Ｎｉ）　／　Ａ■先進率
計算（Ｆ、） Ｆ、＝σｔ／Ｋｒｉ ここで、 ■１．；電動機電機子電流 ｖｏ；電動機電機子電圧 Ｎ、；電動機回転数 Ｉ　ａｔ　１ｏｓｓ　；無負荷時電動機電機子電流ＧＤ
４”ｉ電動機軸換算全ＣＤ” ＧＲ，；減速比 Ｒａｔ；電動機電機子抵抗 ・・・・・・（４） ・・・・・・（５） Ｌ、ｆｆｉ；電動機電機子インダクタンスＫｆｉｉ管変
形抵抗 に２、Ｋ６、Ｋｏ、Ａ；制御係数 （２）、（３）、（４）より得られる先進率（５）は、
各スタンドの入り側肉厚、外径の変動によりそれぞれ、
造管初期に設定した目標ストレッチパターンから変動し
ている。従って、（５）式で求められた先進率を、各ス
タンドにおけるそれぞれの目標ストレッチパターンに漸
近させるように、制御用計算機３４から各スタンドロー
ル駆動主幹盤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可
能となる。又、ミルスタンド入り側のスケルプ厚み変動
のピッチ量によって、上記（２）〜（５）の制御フロー
に基ずき制御スタンドのグルーピング（制御スタンドの
区分分け）を実施することにより目標の肉厚、外径を有
する鋼管を精度良く造管可能とすることができる。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明により入り側スケルプの長手
方向厚み変動に伴う、鋼管製品の長手方向肉厚変動を、
各スタンドの回転数を制御するために圧延トルクの直接
計測に基ずいて、各スタンドの先進率をダイナ〔ツタに
演算することにより精度良く制御することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム構成を示す説明図、第２図は
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、 第３図は制御フロー図、 第４図は鍛接鋼管のミルスタンド迄の製造ラインを示す
説明図である。 ｌ：アンコイラ−２ニレベラ−３：シャー４：フラッシ
ュバラトウエルダー　５；スケルプ６：ピンチロール　
７：マグネツトロール８：ループフロア−１０：Ｘ線厚
み計 ｌｌ：ビンチロール　１２二予熱炉 １３：リターンドラム　１４：ターンアラウンド１５：
加熱炉　１６：プリフオームロール１７：底形ロール　
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
　：　ｆｆ１作盤４０：鋼管　５０：ミルスタンド 出　願　人　新日本製鐵株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鍛接鋼管製造工程において、加熱炉前面に設置した
   Ｘ線厚み計により鍛接鋼管の素材であるスケルプ（熱延
   鋼板切板）の長手方向の厚み偏差を連続して測定し、該
   厚み偏差信号を加熱炉後面に配置された造管ライン迄ト
   ラッキング遅延処理し、 予め設定したサイズ、鋼種別の目標ストレッチパターン
   に基ずいて設定した連続多段配置された各造管スタンド
   ではスケルプ厚み変動をキャンセルすべくピボットスタ
   ンド下流第１段目のスタンドのロール回転数を変更し、
   次スタンド以降のロール回転数は各スタンド毎に圧延ト
   ルクを検出し、該圧延トルクからスタンド間（ｉ、ｉ＋
   １）の張力を演算することにより当該スタンドでの鋼管
   の先進率を演算し、該先進率を初期設定したスタンド間
   での目標ストレッチパターンに漸近させるべく各スタン
   ドのロール回転数を制御する事を特徴とする鍛接鋼管自
   動肉厚制御方法。