JPS5841926B2 - 圧延長さ測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧延伸び長さを計測する圧延長さ測定方法
に関し、特に継目無鋼管の圧延製造に用いられる圧延長
さ測定方法に関する。

継目無鋼管の製造工程で、鋼管肉厚を所定の範囲に納め
ることは、所定品質の確保、材料歩留および製品歩留の
向上などの理由から極めて重要である。

継目無鋼管の肉厚を計測する従来の方法は、放射透過方
式、測定ローラを使用した接触方式或は鋼管全長の平均
肉厚を計算により求める方法などあるが、継目無管の圧
延工程中における被測定材は約１０００〜１３００℃の
高温を有しており、また管内部にプラグ等が存在し、し
かもスパイラル運動または直進運動をしているため上記
の方法では被測定材の肉厚を、その製造工程中に連続的
に且つ正確に計測することは非常な困難を伴ない、実用
的技術として採用し難いものであった。

そこで継目無鋼管の製造工程における鋼管の肉厚を制御
する一般的な方法は、圧延される鋼管の圧延伸び長さを
正確に計測することにより鋼管の肉厚管理をしている。

この圧延工程中における鋼管の圧延伸び長さ測定に関す
る従来技術としては、圧延機の速度に比例する速度で駆
動されるタコメータの出力を集積する２つの装置を持ち
、圧延製品の先端及び後端の信号で制御するもの（特公
昭３９−６８８号）、移動物体の移動単位長さ毎に信号
を発生させ通過検出器の制御で計数を行なうもの（特公
昭３９−２１８４号）、圧延ロールの回転数をパルス変
換し、規定パルス計数器を用いてロール径を補正して別
の計数器で長さを求めるもの（特公昭３９−２１０１３
号）、走行物体に回転数検出器を接触させてタイミング
の制御を行なうもの（実公昭４２−４０６０号）、速度
演算カウンタを用い中立点補正を含めて計算するパルス
計数長さ計（特公昭４５−３２５０６．３２５０７）単
位長さ相当のパルス数を演算するもの（特開昭４８−７
６７６４号）、或は一方の端部を検出する狭視界形位置
検出器と、検出器の最大設置間隔以上の検出視界をもっ
て他方の端部を検出する回動視界走査形位置検出器等を
もって測長するもの（特公昭５０−４７６４７号）など
がみられる。

これら従来技術の問題点を要約すると、例えば管移動速
度を直接測定する光学的手段も見い出されるが、応答速
度が遅く且つ圧延鋼管表面の温度が不均一等により、安
定した測定が困難である。

また、測定装置が設置される現場条件が悪いため、例え
ば接触ロールを用いた計測手段では、滑り率の変動等を
起し、正確な測定は困難である。

さらに、圧延の際に生ずる圧延鋼管の先進率は、鋼管長
手方向に元々存在する管肉厚、外径差、長手方向の温度
分布、プラグの膨張による加工度の変化、ロールの温度
膨長、プラグと管内面およびロールと管外面との摩擦係
数の変化等、多様な圧延条件により変るため予め計測す
ることは不可能であり、この正確な先進率の変化の計測
が不完全であるため測定誤差となっている。

特に最近の圧延機は、圧延できる鋼管の最小径と最小径
との比が大きくなり、圧延伸び長さの正確な測定を一層
困難にしている。

なお、先進率＝圧延鋼管の移動速度／ロール速度で表わ
され、ロール速度は＝定に制御されるから、圧延鋼管の
移動速度の変化はそのまま先進率の変化となって現われ
る。

本発明は従来の圧延伸び長さ測定技術における幾多の問
題点に鑑みて成されたもので、継目無鋼管の製造工程に
おいて実時間処理をもって実際に生ずる圧延鋼管の移動
速度の変化を用いた補正演算で、鋼管が圧延ロールを抜
けた時点で測定を完了させる圧延長さ測定方法を提供す
るもので、以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する
。

図は動作中における本発明の方法を実施するための測定
装置の全体構成を示す説明図である。

継目無鋼管製造用圧延器において、穿孔されたビレット
１は圧延ロール２，２′により挾み込まれ、マンドレル
バ−３の先端のプラグ４により内径を決められ、矢印５
の方向に圧延される。

このような継目無鋼管製造用圧延機に設置される上記測
定装置は、先ず圧延ロール２，２′の出側に圧延中の鋼
管の先端を検知して作動される複数の先端検出器６，７
，８．９を設置する。

各先端検出器の設置位置は、圧延ロール２，２′の鋼管
灰抜は点１０からの距離（Ｌｏ）、（Ｌｉ−２）、（Ｌ
ｉ−１）、（Ｌｉ）となる予じめ定められた長さ基準点
に設置されるものである。

一方圧延ロール２′には、圧延加重の変化を検知するロ
ードセル等の加重検出器１１が設置され、ビレット１が
圧延されて圧延ロール２，２′を尻抜けする時点の荷重
変化を検知して灰抜信号を与える。

この荷重検出器１１の代わりに、圧延ロール駆動モータ
１２の電流変化に応動して灰抜信号を与える電流リレー
１３を用いることもでき、加重検出器１１と電流リレー
１３を併用してもよい。

各先端検出器６，７，８，９、加重検出器１１及び電流
リレー１３の各検出信号は計数回路１４に入力されてい
る。

計数回路１４は、カウントパルス発振器１５よりのカウ
ントパルスを計数し、このパルスカウント数を演算回路
１６に与えるもので、その計数内容は、 ａ、先端検出器６が先端を検知したときから、加重検出
器１１で灰抜信号が与えられるまでのパルスカウント数
（Ｎｉ）、 ｂ、先端検出器７が作動してから先端検出器６が作動す
るまでのパルスカウント数（Ｎｉ−１）、Ｃ０先端検出
器８が作動してから先端検出器７が作動するまでのパル
スカウント数（Ｎｉ−２）、を計数回路１４でカウント
するものである。

演算回路１６は計数回路１４で得られた各カウントパル
ス数（Ｎｉ）１．（Ｎｉ−１）、（Ｎｉ２）を用いて、
鋼管の圧延伸び長さく１）を演算する。

演算回路１６には、各先端検出器の設置された長さ基準
点までの距離（Ｌｉ ） （Ｌｉ−１） （Ｌｉ −２
）が予め設定されている。

先ず先端検出器Ｔと８との間のパルスカウント数（Ｎｉ
２）、先端検出器６と７との間のパルスカウント数（Ｎ
ｉ、）から、各区間における鋼管移動速度（ａｉ、）、
（ａｉ、）を次式で演算する。

この第（ＩＸ２）式の鋼管移動速度（ａｉ−１）（ａｉ
−２）を用いてパルスカラン）（Ｎｉ）が与られるとき
の鋼管移動速度（ａｉ）を次式で演算する。

この式は次のようにして求められる。

すなわち第２図に示すように、検出器６と７との間のパ
ルス数はＮｉ１、その区間の平均速度はａｉ １、検
出器７と８との間のパルス数はＮｉ、、そノ区間の平均
速度はａｉ、、であるから、この場合速度変化が直線的
に変化するものとすると、同図において三角形△ＡＢＣ
を作ることができ、未知数ａｉハ直直線波技法より求め
ることができる。

△ＡＤＥと△ＤＢＦとは相似形であるから、となる。

この第（３）式の圧延速度演算は、２つの区間の間で移
動速度の変化があった場合、その変化の割合は、他の区
間においても同様であると推定して、すなわち移動速度
は直線的に変化することを条件にに、最終先端検出器６
の直前２区間の鋼管移動速度を求めて、該区間以後の鋼
管移動速度を計算するものである。

従って、最終的な圧延伸び長さく１）は、但し、Ｃ＝修
正長さ、 をもって、演算される。

これら第（ＩＸ２Ｘ３Ｘ４）式の演算は、加重検出器１
１からの灰抜信号が計数回路１４に与えられパルスカウ
ント数（Ｎｉ）が得られたときに実行され、直ちに表示
盤１７に与えられ、鋼管の圧延伸び長さく１）を実時間
処理で表示させる。

以上の実施例は、先進率の変化が直線的な場合の計測で
あったが、鋼管の移動速度が非直線的に変化するときに
は、計数回路１４は更に先端検出器８と９との間のパル
スカウント数（Ｎｉ−３）を与えるものとし、演算回路
は、 の演算を行なって先端検出器８と９との間の平均速度ａ
ｉ ３を求め、前記第（３）式に替え、先端検出器６
の直前３区間の鋼管移動速度（ａｉ −、）、（ａｉ−
２）、（ａｉ −ｓ ）より２次曲線近似法等によりパ
ルスカウント数（Ｎｉ）が与えられるときの鋼管移動速
度（ａｉ）を求め、前記第（４）式より圧延伸び長さく
１）を演算出力するものである。

以上説明した様に本発明の圧延長さ測定方法は、予じめ
距離の定められた複数区間における実際の鋼管移動速度
に基づいて残りの区間における鋼管移動速度を求め、灰
抜信号が得られた時点で距離計算を実行して出力するも
のであるから、各ビレット毎に変化する先進率に応じ精
度の高い圧延伸び長さの計測を実現できるものである。

このように本発明の測定方法で鋼管の正確な圧延伸び長
さが計測されることにより、次の効果を有する。

即ち、圧延時の鋼管伸び長さを測定することにより、ビ
レット重量は事前に秤量機で計量されているから、圧延
鋼管の肉厚が計算でき、不良鋼管の製造を防ぐことがで
き、また圧延機における各パス毎の圧延加工量実績が把
握でき鋼管の偏肉を防止できる。

また、圧延時の鋼管伸び長さを測定することで平均肉厚
が測定できるから、これを圧延機にフィードバックする
ことで自動鋼管肉厚制御を行なうことができる。

さらに本発明の方法を実施するための測定装置の機器構
成は簡素である故、特に圧延機出側に先端検出器を設置
するだけで済むから機器の取付が容易である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の圧延長さ測定方法を実施するための装置の
構成及び各部の寸法を示す説明図、第２図は鋼管移動速
度ａｉを求めるための説明図である。 １・・・・・・ビレット、２．ｚ・・・・・・圧延ロー
ル、３・・・−・・マンドレルバ−４・・・・・・プラ
グ、５・・・・・・圧延方向を示す矢印、６，７，８，
９・・・・・・先端検出器、１０・・・・・・灰抜は点
、１１・・・・・・加重検出器、１２・・・・・・圧延
ロール駆動用モータ、１３・・・・・・電流継電器、１
４・・・・・・計数回路、１５・・・・・・カウントパ
ルス発振器、１６・・・・・・演算回路、１７・・・・
・・表示盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 継目無鋼管圧延機で製造される圧延鋼管の圧延伸び
   長さを計測する圧延長さ測定方法において、圧延機出側
   に少なくとも３点以上の長さ基準点を定めると共に該基
   準点の各々に設けられ圧延鋼管の通過を検知する先端検
   出器、 圧延機の圧延ローラの荷重変化もしくは駆動モータの電
   流変化から圧延鋼管端部の尻抜けを検知する尻抜検出器
   、及び 前記各先端検出器の検出信号により各基準点間の圧延鋼
   管通過時間に対応するパルスカウント数を与えると共に
   、最終端の先端検出器の作動から前記尻抜検出器の作動
   までの圧延鋼管通過時間に対応するパルスカウント数（
   Ｎｉ）を与える計数回路を有し、 該計数回路で得られた各パルスカウント数及び前記検出
   器の設置で予じめ設定された基準点長さを演算パラメー
   タとして、基準点間の鋼管移動速度の平均値を少なくと
   も２個以上について求め、次にこれらの平均移動速度及
   び前記各パルスカウント数に基づいて、パルスカウント
   数（Ｎｉ）が与えられるときの鋼管移動速度の平均値（
   ａｉ）を予測し、圧延伸び長さｌを次式 Ｌｉ ；圧延ロールの鋼管尻抜は点から最終端の先端検
   出器の基準点までの距離 Ｃ：修正長さ により求めることを特徴とした圧延長さ測定方法。