JPS60221107A - Method for detecting and controlling tension in rolling of pipe material - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect exact tension on a pipe material by calculating the thrust coefft. of the pipe material and mandrel bar from the rolling load of a caliber roll pair and the current, voltage and rotating speed of motors for driving the caliber rolls and retainer. CONSTITUTION:The rolling torque G of the caliber rolls 3 and the holding power TBO of a retainer 5 are preliminarily calculated from the current I, voltage V and number of revolution omega of the motors 6, 7 for driving the retainer 5 and the rolls 3 in the stage of traveling the mandrel bar 2 inserted into the pipe material 1 to the caliber rolls 3 by the retainer. The initial thrust coefft. is calculated when the material 1 is bitten into the No. 1 stand and the thrust coefft. during rolling operation is determined by a correction equation. The tension on the pipe material in each stand is then calculated. The error from the target tension of the material 1 is compensated by proportional integration and the correction quantity for the peripheral speed of the rolls 3 is calculated by the prescribed equation. The roll peripheral speed of the No.i+1 stand is corrected by said correction quantity and the backward slip of the No.i+1 stand is changed, by which the tension on the pipe material is so controlled as to approach to the target tension.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は管材圧延機に関し、特にセミフロート式マンド
レルミルと呼ばれる管材圧延機に於ける管材の張力検出
法及び張力制御法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a tube rolling mill, and particularly to a method for detecting and controlling tension in a tube in a tube rolling mill called a semi-float mandrel mill.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般の管材の圧延機に於ける圧延作業状態の正面図を第
１図に示す。管材１の内面にはマンドレルバ−２が挿入
され、管材１の外面からは対になって回転するカリバロ
ール３が管材１を圧延している。カリバロール３は対に
なって配置され、大地に対し４５度傾斜している。この
カリバロール対は複数のスタンドに設けられておシ管材
を連続して圧延するようになっている。そしてカリパロ
ール対は隣接するスタンド間では互いに９０度交差して
配置さ、れている。そしてカリバロール３はロードセル
４によって管材１に圧延荷重をかけ、図示しない駆動電
動機によって回転するものでおる。FIG. 1 shows a front view of the rolling operation in a general tube rolling mill. A mandrel bar 2 is inserted into the inner surface of the tube material 1, and a pair of rotating rolls 3 roll the tube material 1 from the outer surface of the tube material 1. The Calibarols 3 are arranged in pairs and are tilted at 45 degrees with respect to the ground. These pairs of rolls are provided on a plurality of stands to continuously roll the pipe material. The pairs of caliper rolls are arranged to cross each other at 90 degrees between adjacent stands. The Caliba roll 3 applies a rolling load to the tube material 1 using a load cell 4, and is rotated by a drive motor (not shown).

そして管材１の連続圧舛機には、フルフロート式マンド
レルミルとセミフロート式マンドレルミルと呼ばれる２
種類のものがある。前者は圧延作業中にマンドレルバー
２を拘束するものではなく、マンドレルバ−２の挿入さ
れた管材１はフリーの状態で、回転するカリバロール３
に送シ込まれるものである。後者は圧延作業中にリテー
ナ５という保持装置によりマンドレルバ−２を拘束し、
このリテーナ５を駆動電動機によって一定速度で移動さ
せることにより、マンドレルバ−２を一定速度でカリパ
ロール３に送り込み各スタンド間を走行させるものであ
る。このセミフロート式マンドレルミルは管材１がカリ
パロール３に咬み込まれる通管時、あるいは管材１がカ
リバロール３から抜は出る管尻抜時におけるマンドレル
バ−の速度変化に起因する圧延状態の過渡的変化がなく
、またマンドレルバ−２の長さが短くて済む等の利点が
あるため最近実用化されたものである。There are two types of continuous pressure extrusion machines for pipe material 1: a full-float mandrel mill and a semi-float mandrel mill.
There are different types. The former does not restrain the mandrel bar 2 during the rolling operation, and the tube material 1 into which the mandrel bar 2 is inserted is in a free state, and the rolling roll 3 is rotated.
This is what will be sent to. The latter restrains the mandrel bar 2 by a holding device called a retainer 5 during the rolling operation,
By moving this retainer 5 at a constant speed by a drive motor, the mandrel bar 2 is fed to the caliper roll 3 at a constant speed and is caused to travel between each stand. This semi-float type mandrel mill is designed to prevent transient changes in the rolling condition caused by changes in the speed of the mandrel bar when the tube material 1 is passed through the caliper roll 3, or when the tube material 1 is pulled out from the caliper roll 3. It has been put into practical use recently because it has the advantage that the length of the mandrel bar 2 can be shortened.

この事情を第２図〜第５図において示す。フルフロート
式は第２図に示すようにマンドレルバ−２を拘束しない
ため第３図に示すように管材１およびマンドレルバ−２
の速度が、圧延作業の進行によって圧延作業を行うスタ
ンドの数が増えるに従い、増加するものでφる。この増
加する理由は、管材１を咬み込んで回転するを行うカリ
バ四−ル３の数が増えるためと、圧延作業の進行に従い
管材１の肉厚が変化し従ってカリバロール３０回転速度
を速くし管材１を速いスピードで送らなければならない
ためである。セミ７日−ド式は第４図に示すようにマン
ドレルバ−２をリテーナ５により拘束しマンドレルバ−
２の走行する速度を強制的に一定としている。このため
管材１とマンドレルバー２の速度変化は第５図のように
なる。なお、セミフロート式マンドレルミルにおいては
マンドレルバ−ｔ”拘束しているため、マンドレルバ−
２の張力が測定でき従って管材１の張力を制御し易いと
いう利点も有する。This situation is illustrated in FIGS. 2-5. In the full-float type, as shown in Fig. 2, the mandrel bar 2 is not restrained, so the pipe material 1 and the mandrel bar 2 are fixed as shown in Fig. 3.
The speed of φ increases as the number of rolling stands increases as the rolling operation progresses. This increase is due to an increase in the number of caliber rolls 3 that engage and rotate the tube material 1, and also because the wall thickness of the tube material 1 changes as the rolling process progresses. This is because 1 must be sent at a high speed. In the semi-7 day type, the mandrel bar 2 is restrained by a retainer 5 as shown in Fig. 4.
2's running speed is forced to be constant. Therefore, the velocity changes of the tube material 1 and the mandrel bar 2 are as shown in FIG. In addition, in a semi-float type mandrel mill, the mandrel bar is restrained by t'', so the mandrel bar is
It also has the advantage that the tension of the tube material 1 can be measured and therefore the tension of the tube material 1 can be easily controlled.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

管材張力は変化する圧延状態に対応して適正な値に保っ
ておくことが望ましい。この適正な値とは零又はやや正
の値をいう。すなわち、管材張力が負になると管材が波
打ち所望の均一な肉厚を得ることができないからでワシ
、管材張力が大きな正の値になると管材１の肉厚が所望
の肉厚よりも薄いものとなってしまうからである。また
、管材張力をこの適正な値に保っておくことは圧延後の
管材の外形、肉厚を一様にするためだけではなく、通管
時の咬み止り、疵の発生を防止する点からもぜひとも必
要なことである。It is desirable to maintain the tube material tension at an appropriate value in response to changing rolling conditions. This appropriate value is zero or a slightly positive value. In other words, if the tube material tension becomes negative, the tube material becomes corrugated and the desired uniform wall thickness cannot be obtained, whereas if the tube material tension becomes a large positive value, the wall thickness of the tube material 1 becomes thinner than the desired wall thickness. This is because it becomes In addition, keeping the tube material tension at this appropriate value is not only necessary to make the outer shape and wall thickness of the tube material uniform after rolling, but also to prevent jamming and flaws during pipe passing. This is absolutely necessary.

ところが、従来の管材圧延機においては、圧延作業がカ
リバロールとマンドレルバーとの間で行われ変形機構が
極めて複雑なこと、潤滑材の影響が無視できないこと、
解析モデルの不正確さ等のために十分に正確な管材張力
検出法及び管材張力制御法が実用化されるに到っていな
いのが現状である。However, in conventional tube rolling mills, the rolling work is performed between a caliber roll and a mandrel bar, and the deformation mechanism is extremely complex, and the influence of lubricants cannot be ignored.
At present, sufficiently accurate pipe material tension detection methods and pipe material tension control methods have not been put into practical use due to the inaccuracy of analytical models.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は従来よシも更に正確な管材張力の検出法
及び管材張力制御法を提供することを目的とするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for detecting and controlling the tension of a tube material that is more accurate than those of the prior art.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本来、各スタンド間における管材の張力は、各スタンド
間における管材とマンドレルバ−とのスラスト係数、マ
ンドレルバ−の張力、各カリパロール対の圧延荷重およ
びロール圧延トルクを用いて演算されるものである。Originally, the tension of the tube material between each stand is calculated using the thrust coefficient of the tube material and the mandrel bar between each stand, the tension of the mandrel bar, the rolling load of each pair of caliper rolls, and the roll rolling torque.

しかし従来はこのうちのスラスト係数の値に一定値を採
用し圧延状態の変化に従ってスラスト係数も変化するこ
とを考慮していなかった。本発明はこの点に着目するも
のであシ、管材とマンドレルバ−との間のスラスト係数
を圧延作業中の圧延状態の変化から補正し、これによっ
て管材張力を精度よく検出するものであシ、またこの高
精度の管材張力検出法を利用して管材張力（肩精度に制
御しようとするものである。However, in the past, a constant value was adopted as the value of the thrust coefficient, and no consideration was given to the fact that the thrust coefficient also changes as the rolling state changes. The present invention focuses on this point, and corrects the thrust coefficient between the pipe material and the mandrel bar based on changes in the rolling state during rolling operation, thereby detecting the pipe material tension with high accuracy. Furthermore, this highly accurate tube material tension detection method is used to control the tube material tension (shoulder accuracy).

すなわち本発明の要旨は以下のようになる。まず各スタ
ンドに設けた圧延荷重検出器によって各カリバロール対
の圧延荷重を検出し、また、各カリバロールを回転させ
る駆７］’！動機およびリテーナの駆動電動機の電流電
圧および回転速度を検出する。そして、管材が各カリバ
ロールに咬み込まれた直後における前記圧延荷重、電流
、電圧および回転速度によって演算したマンドレルバ−
の各スタンドにおける張力を用いて各スタンド間におけ
る管材とマンドレルバ−との初期スラスト係数を演算す
る。次に、管材が各カリバロールに咬み込まれた後の圧
延中においては、相隣り合うスタンド間の管材の張力差
には時間的変動がないことに着目することにより、前記
圧延荷重、電流、電圧および回転速度の変化から前記初
期スラスト係数を補正して圧延中の現実に近いスラスト
係数をめる。そしてこの補正したスラスト係数を用いて
従来と同様に圧延中の管材の張力を演算するものである
。That is, the gist of the present invention is as follows. First, the rolling load of each Caliba roll pair is detected by the rolling load detector provided on each stand, and the drive 7]'! rotates each Caliba roll. Detects the current voltage and rotational speed of the drive motor of the motive and retainer. Then, the mandrel bar calculated from the rolling load, current, voltage, and rotation speed immediately after the pipe material is bitten by each caliber roll.
The initial thrust coefficient between the tube material and the mandrel bar between each stand is calculated using the tension at each stand. Next, by focusing on the fact that there is no temporal variation in the tension difference in the pipe material between adjacent stands during rolling after the pipe material is bitten by each Caliba roll, we can calculate the rolling load, current, and voltage. Then, the initial thrust coefficient is corrected based on the change in rotational speed to obtain a thrust coefficient that is close to the reality during rolling. Then, using this corrected thrust coefficient, the tension of the tube material during rolling is calculated as in the conventional method.

〔発明の理論〕[Theory of invention]

管材の圧延はカリバロール対とマンドレルバ−との間で
行われるものであシ前述した第１図に示すように３次元
現象であるが、現象を明確に把握するため第６図に示す
ように２次元的に取り扱うものとする。この第６図よシ
明らかなように１番目のスタンド（以下ム１スタンドと
呼ぶ）とｉ＋１番目のスタンド（以下＆ｉ＋１スタンド
という）向における張力には、管材張力Ｔｓ１とマンド
レルバ−張力Ｔｕｔとがある。ここでこれらの張力は圧
縮力である場合もあシ、その場合にはこの張力の値は負
となるものである。マンドレルバ−張力Ｔ　ｍ　＋　ハ
管材１とマンドレルバ−２の間のスラスト力（摩擦力）
によって発生するカであり、第７図に示すように、Ｉ６
１スタンドとＡｉ＋１スタンドの間におけるスラスト係
数（摩擦係数）をμｌとすればマンドレルバーは、各ス
タンドからＰ１μ鳳なる力を各々受ける。よって各スタ
ンド間のマンドレルバ−張力Ｔｍ＋は と表わされる。今、スタンド間の釣合を考えると、但し
　ＧＩ　；ロール圧延トルク ＰＩ　：圧延荷重 ｔＩ　：トルクアーム Ｒｉ：カリバロール形式、圧下率（カリバロール対の隙
間が、圧延方向に 進むに従って、減少する率をいう）、 マンドレルバ−径により決まる平 均ロール半径 Ｔａｓ　ニジエルの張力 Ｔ［１，：ｌマンドレルバ−の張力 である。上記（２）式に（１）式を代入し、更に相隣シ
合うスタンド間で差分をと、ｐ、Ｔｇｉについて整理す
ると ・・・・・・・・・（３） となる。さて、上記（３）式の右辺のうちＰＫは各スタ
ンドの荷重検出器により検出でき、甲はロール駆動電動
機の電流工、電圧■、回転数ωよシ但し　Ｊ　：ロール
電動機系の慣性モーメント Ｇｔ、ｏｓｓ　：摩擦損失 と表わせ演算が可能でおる。更にｔ鳳は前方張力が零の
ときのトルクアームとして前記（２）式よりとして演算
できる。The rolling of pipe material is carried out between a pair of caliber rolls and a mandrel bar, and is a three-dimensional phenomenon as shown in Fig. 1 mentioned above, but in order to clearly understand the phenomenon, it is a two-dimensional phenomenon as shown in Fig. 6. It shall be treated dimensionally. As is clear from Fig. 6, the tension in the direction of the 1st stand (hereinafter referred to as Mu1 stand) and the i+1st stand (hereinafter referred to as &i+1 stand) includes the tube material tension Ts1 and the mandrel bar tension Tut. . Here, these tensions may be compressive forces, in which case the value of this tension will be negative. Mandrel bar tension T m + thrust force (frictional force) between pipe material 1 and mandrel bar 2
This is the force generated by I6, as shown in Figure 7.
If the thrust coefficient (friction coefficient) between stand 1 and stand Ai+1 is μl, the mandrel bar receives a force of P1μ from each stand. Therefore, the mandrel bar tension Tm+ between each stand is expressed as follows. Now, considering the balance between the stands, GI: Roll rolling torque PI: Rolling load tI: Torque arm Ri: Caliba roll type, rolling reduction rate (the rate at which the gap between a pair of Caliba rolls decreases as it progresses in the rolling direction) ), average roll radius Tas determined by the mandrel bar diameter, Nizier tension T[1,:l is the mandrel bar tension. Substituting equation (1) into equation (2) above, calculating the difference between adjacent stands, and rearranging p and Tgi yields (3). Now, on the right side of equation (3) above, PK can be detected by the load detector of each stand, and A is the current, voltage, and rotational speed ω of the roll drive motor. However, J: Moment of inertia of the roll motor system Gt , oss: can be expressed as friction loss and calculated. Further, t can be calculated as the torque arm when the front tension is zero from the above equation (2).

次に、管材１とマンドレルバ−２との間の初期スラスト
係数μ烏０は、各スタンド咬み込み直前と直後のリテー
ナ位置におけるマンドレルバ−２の張力の変化とスタン
ドの圧延荷重Ｐ＋からとしてめることができる。Next, the initial thrust coefficient μ0 between the tube material 1 and the mandrel bar 2 can be determined from the change in tension of the mandrel bar 2 at the retainer position immediately before and after each stand bites, and the rolling load P+ of the stand. Can be done.

次に管材１が各カリパロール３に咬み込まれた後の圧延
中におけるスラスト係数μｍは潤滑状態の変化等により
圧延作業中に変動する量でおる。Next, the thrust coefficient μm during rolling after the tube material 1 is bitten by each caliper roll 3 is an amount that fluctuates during the rolling operation due to changes in the lubrication state and the like.

ところが前記（２）式より相隣シ合うスタンド間の張力
差Ｔｓ＋”Ｔｓｔ−ｓが時間に対して略一定に保たれる
と仮定すれば、変動量Δμｍは以下の式により与えられ
る。However, from equation (2) above, assuming that the tension difference Ts+''Tst-s between adjacent stands is kept substantially constant over time, the amount of variation Δμm is given by the following equation.

但し、Δμｍ、ΔＱｓ、ΔＰ１はμＩＱを演算した時点
からの各々の変動分を表わす。However, Δμm, ΔQs, and ΔP1 represent respective fluctuations from the time when μIQ was calculated.

前記の過程は、温度変動等の外乱は相隣シ合うスタンド
における管材１およびマンドレルバ−２に対し同方向の
変動を与えることから、＼成立するものと考えられる。The above process is considered to be established because disturbances such as temperature fluctuations cause fluctuations in the same direction to the tube material 1 and mandrel bar 2 in adjacent stands.

特にこの出願の第２発明によって張力の制御が実行され
れば十分にこの過程は成立する。In particular, if tension control is performed according to the second invention of this application, this process will be fully realized.

よって（７）式から圧延作業中のスラスト係数μ亀は結
局 μ愼＝μｍ０＋Δμ魚　・旧・°・・・（８）として検
出できる。Therefore, from equation (7), the thrust coefficient μ during rolling operation can be detected as μ = μm0 + Δμ (8).

以上から（３）式の右辺は全て検出若しくは演算できる
から、各スタンド間の管材張力Ｔｓ＋は全て演算できる
ことになる。更に（３）式は相隣シ合うスタンド間の差
の形で演算されているため、相隣り合うスタンドに共通
して発生する外乱、例えば熱せられた管材１の温度低下
であるサーマルランダウンによる誤差、気象条件等によ
って発生するセンサーの温度ドリフトによる誤差等を相
殺しており、実際の制御に用いる演算式として極めて高
い精度を持つ有用な式となっている。このようにして圧
延作業中のスラスト係数μｉは高精度で検出できるもの
である。From the above, since all the right-hand sides of equation (3) can be detected or calculated, all the pipe material tensions Ts+ between the stands can be calculated. Furthermore, since Equation (3) is calculated in the form of the difference between adjacent stands, errors due to disturbances that commonly occur in adjacent stands, such as thermal rundown, which is a drop in the temperature of the heated pipe material 1, are calculated. This cancels out errors caused by sensor temperature drift caused by weather conditions, etc., making it a useful formula with extremely high accuracy as an arithmetic formula used in actual control. In this way, the thrust coefficient μi during the rolling operation can be detected with high accuracy.

次に、このようにして演算した管材張力Ｔｇ＋を目標張
力Ｔｇ＋ｏに近づけるように制御を行う。この目標張力
Ｔｓ＋ｏは前述したように通常零若しくは小さな正の値
とする。この制御はまず、各カリバロールのロール周速
Ｎ　Ｉ＋　１の補正量ΔＮ＋＊ｘを以下の式によってめ
ることにより行う。Next, control is performed so that the tube material tension Tg+ calculated in this manner approaches the target tension Tg+o. As described above, this target tension Ts+o is normally set to zero or a small positive value. This control is first performed by calculating the correction amount ΔN+*x of the roll circumferential speed N I+ 1 of each Caliber roll using the following formula.

ΔＮ＋◆ｔ　＝　ｇ　ｔ　（Ｔｇｔｏ　−Ｔｇｔ）’　
………（９）ｇ鳳　：比例積分ゲイン ΔＮ１４１　：ムｉ＋１スタンドのロール周速補正量 このようにＡ１スタンドとムｉ　＋１スタンドとの間に
おける管材張力Ｔ１１１に対し、ム１＋１スタンドのロ
ール周速の補正を行えば、いわゆる後進率を変えて管材
張力Ｔｓ１を目標張力Ｔｓ＊ｏに制御できるものである
。なお、管材１の外径は後進率の変動に特に影響を受け
るものでおるから、後進率を補正することによシ管材張
力制御を行うことは、制御系への感度を上げる上で望ま
しい制御方法である。ΔN+◆t = g t (Tgto −Tgt)'
......(9) G-Otori: Proportional integral gain ΔN141: Roll circumferential speed correction amount of Mui+1 stand In this way, for the tube material tension T111 between A1 stand and Mui+1 stand, the roll circumferential speed of Mu1+1 stand By performing this correction, it is possible to control the tube material tension Ts1 to the target tension Ts*o by changing the so-called reverse movement rate. Note that the outer diameter of the tube 1 is particularly affected by changes in the backward movement rate, so controlling the tube tension by correcting the backward movement rate is a desirable control in order to increase the sensitivity of the control system. It's a method.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例を第８図及び第９図において説明する
。第８図は制御ブロック図であり第９図はフローチャー
トでおる。リテーナの駆動電動機６、カリハロールの駆
動電動機７のそれぞれの電流工、電圧■、回転数ωよシ
各カリバロール３の圧延トルクＧｓ１　リテーナ保持力
Ｔｍ◎を常に演算しておく。トラッキング信号は主とし
て各スタンドの圧延荷重Ｐ＋を基に、各スタンドのロー
ドオンオフタイミング、すなわち咬み込みおよび管尻抜
はタイミングを発信するものである。このトラッキング
信号により各スタンドはＯＮ、ＯＦＦされる。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a control block diagram and FIG. 9 is a flow chart. The rolling torque Gs1 of each Caliba roll 3 and the retainer holding force Tm◎ are always calculated based on the electric current, voltage (■), and rotational speed ω of each of the retainer drive motor 6 and the Calihara roll drive motor 7. The tracking signal is mainly based on the rolling load P+ of each stand, and transmits the load on/off timing of each stand, that is, the timing of biting and tube bottom removal. Each stand is turned on and off by this tracking signal.

管材１がＡｉスタンドに咬み込むと、まず前述の（６）
式によりトルクアームｔ１が演算され、次いで（６）式
により初期スラスト係数帽０が演算されて層スー座鉦作
置由バズ９スに瓜勃ｐｒ１に＋崩ナプ謔正され（８）式
でめられる。そしてこの補正されたスラスト係数μ鳳を
用いて（３）式より各スタンドの管材張力Ｔｌ１１を演
算する。これにより管材張力Ｔｓ＋は検出されたことに
なる。When the pipe material 1 is bitten into the Ai stand, the above-mentioned (6) first occurs.
The torque arm t1 is calculated by the equation (6), and then the initial thrust coefficient 0 is calculated by the equation (6). I can't stand it. Then, using this corrected thrust coefficient μ, the tube material tension Tl11 of each stand is calculated from equation (3). This means that the tube material tension Ts+ has been detected.

次に管材１の目標張力との誤差を比例積分補償して（９
）式にてカリバロール３のロール周速の補正量を演算す
る。この補正量によってＡｔ＋ｉスタンドのロール周速
を補正すれば、ムｉ＋１スタンドの後進率を変化させる
ことができ、管材張力を目標張力に近づけるように制御
することができる。Next, the error with the target tension of pipe material 1 is compensated by proportional integral compensation (9
) is used to calculate the correction amount of the roll circumferential speed of the Caliba roll 3. By correcting the roll circumferential speed of the At+i stand using this correction amount, the backward movement rate of the Mui+1 stand can be changed, and the tube material tension can be controlled so as to approach the target tension.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によればセミフロート式マンドレ
ルミルにおいて管材に働らく張力を、管材とマンドレル
バーとの間のスラスト係数を圧延作業中常時補正するこ
とにより精度良く検出することができる。As described above, according to the present invention, the tension acting on the tube material in a semi-float mandrel mill can be detected with high accuracy by constantly correcting the thrust coefficient between the tube material and the mandrel bar during the rolling operation.

更にこの検出した高精度の管材張力を目標張力に近づけ
るべく後進率を制御するので、管材の外径、肉厚および
温度等の変動、更に管材とマンドレルバ−との間の潤滑
状態の変動、カリバロールの悪化率やロール周速設定の
不適正、検出器の誤差等による管材張力の変動を高い精
度で補正することができる。したがって、製品としての
管材の外径、肉厚を精度よく一様にすることができる。Furthermore, since the backward movement rate is controlled to bring this detected high-precision pipe material tension closer to the target tension, fluctuations in the outer diameter, wall thickness, temperature, etc. of the pipe material, as well as changes in the lubrication state between the pipe material and the mandrel bar, and caliber rolls are controlled. Fluctuations in tube material tension due to deterioration rate, improper roll circumferential speed setting, detector error, etc. can be corrected with high accuracy. Therefore, the outer diameter and wall thickness of the tube material as a product can be made uniform with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は一般的な管材圧延機における作業状態正面図、
第２図はフルフロート式マンドレルミルにおける圧延作
業状態縦断面側面図、第３図は第２図における管材およ
びマンドレルバ−の速度変化を表わすグラフ、第４図は
セミフロート式マンドレルミルにおける圧延作業状態縦
断面側面図、第５阻は第４図における管材およびマンド
レルバ−の速度変化を表わすグラフ、第６図は第４図に
おいて圧延作業中に働らく力を示した側面図、第７図は
第６図におけるマンドレルバー２Ｋｍら＜力を示す側面
図、第８図は本発明の一実施例を説明するだめのブロッ
ク図、第９図は第８図における７０−チャートである。 １・・・Ｖ材、２・・・マンドレルバ−１３・・・カリ
パロール、４・・・ロードセル、５・・・リテーナ、６
・・・リテ−す駆動用電動機、７・・・ロール駆動用電
動機、８・・・スピードレギュレータ（速度制御装置）
、９・・・荷重検出器、１０・・・主幹制御装置、１１
・・・速度指令、１２・・・バー張力（リテーナ保持力
）演算器、１３・・・圧延トルク演算器、１４・・・ス
ラスト係数演算器、１５・・・シェル張力演算器、１６
・・・比例積分（ＰＩ）補償器。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 千６図 弔雪図 翳８図 ΔＮ　へト　ΔＮ 第１頁の続き ＠発明者新蔵　克彦 ＠発明者柴垣　環部 北九州市へ幡東区枝光１−１−１　新日本製鐵株式会社
人日立市大みそか町５丁目２番１号　株式会社日立製作
所大みか工場内Figure 1 is a front view of the working state of a general tube rolling mill.
Figure 2 is a longitudinal cross-sectional side view of the rolling operation in a full-float mandrel mill, Figure 3 is a graph showing the speed changes of the tube material and mandrel bar in Figure 2, and Figure 4 is the rolling operation in a semi-float mandrel mill. A vertical cross-sectional side view, No. 5 is a graph showing the speed change of the tube material and mandrel bar in FIG. 4, FIG. 6 is a side view showing the force acting during the rolling operation in FIG. 4, and FIG. FIG. 6 is a side view showing the force of the mandrel bar 2Km, FIG. 8 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a 70-chart in FIG. 1... V material, 2... Mandrel bar 13... Caliper roll, 4... Load cell, 5... Retainer, 6
...Retain drive motor, 7.Roll drive motor, 8.Speed regulator (speed control device)
, 9... Load detector, 10... Main control device, 11
... Speed command, 12... Bar tension (retainer holding force) calculator, 13... Rolling torque calculator, 14... Thrust coefficient calculator, 15... Shell tension calculator, 16
...Proportional-integral (PI) compensator. Agent Patent attorney Tatsuyuki Unuma 6 figures, 8 figures of funeral snow figures ΔN Heto ΔN Continued from page 1 @ Inventor Shinzo Katsuhiko @ Inventor Shibagaki Kanbu To Kitakyushu City 1-1-1 Edamitsu, Hatto-ku Made by Shin Nippon Hitachi Co., Ltd. 5-2-1 Omisoka-cho, Hitachi City, Hitachi, Ltd. Omika Factory

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、管材の内面にマンドレルバ−を挿入し管材の外面か
ら対になって回転するカリバロールによって圧延し、こ
のカリバロール対は複数のスタンドに設け、前記マンド
レルバ−の後端はリテーナによって保持しリテーナを駆
動電動機によって一定速度で移動させ、′ることにより
、マンドレルバ−を一定速度で全スタンド間を走行させ
る管材圧延機にあって、各スタンド間における管材とマ
ンドレルバ−とのスラスト係数、マンドレルハーノ張力
、各カリパロール対の圧延荷重及びロール圧延トルクを
用いて各スタンド間における管材の張力を演算する管材
張力検出法において、 前記各スタンドに設けた圧延荷重伏出器によって各カリ
バロール対の圧延荷重を検出し、また、前記各カリパロ
ールを回転させる駆動電動機及びリテーナの駆動電動機
の電流、電圧及び回転速度を検出し、 管材が各カリバロールに咬み込まれた直後における前記
圧延荷重、電流、電圧及び回転速度によって演算したマ
ンドレルバ−の各スタンド間における張力を用いて、各
スタンド間における管材とマンドレルバ−との初期スラ
スト係数を演算し、管材が各カリバロールに咬み込まれ
た後の圧延中においては、相隣シ合うスタンド間の管材
の張力差には時間的変動がないことに着目することによ
り、前記圧延荷重、を流、電圧及び回転速度の変化から
前記初期スラスト係数を補正して圧延中の現実に近いス
ラスト係数をめ、この補正したスラスト係数を用いて圧
延中の管材の張力を演算することを特徴とする管材圧延
に於ける張力検出法二 ２、管材の内面にマンドレルバ−を挿入し管材の外面か
ら対になって回転するカリバロールによって圧延し、こ
のカリバロール対は複数のスタンドに設け、前記マンド
レルバ−の後端はリテーナによって保持しリテーナを駆
動電動機によって一定速度で移動させることにより、マ
ンドレルバーを一定速度で全スタンド間を走行させる管
材圧延機にあって、各スタンド間における管材とマンド
レルバ−とのスラスト係数、マンドレルバ−の張力、各
カリバロー〃対の圧延荷重及びロール圧延トルクを用い
て各スタンド間における管材の張力を演算し、張力が所
望の値になるようにカリバロールの後進率を制御する管
材圧延に於ける張力制御法において、 前記各スタンドに設けた圧延荷重検出器によって各カリ
バロール対の圧延荷重を検出し、また、前記各カリバロ
ールを回転させる駆動電動機及びリテーナの駆動電動機
の電流、電圧及び回転速度を検出し、 管材が各カリバロールに咬み込まれた直後における前記
圧延荷重、電流、電圧及び回転速度によって演算したマ
ンドレルバ−の各スタンド間における張力を用いて、各
スタンド間にお壮る管材とマンドレルバ−との初期スラ
スト係数を演算し、管材が各カリバロールに咬み込まれ
た後の圧延中においては、相隣９合うスタンド間の管材
の張力差には時間的変動がないことに着目することによ
シ、前記圧延荷重、電流、電圧及び回転速度の変化から
前記初期スラスト係数を補正して圧延中のの現災に近い
スラスト係数をめ、この補正したススラスト係数を用い
て圧延中の管材の張力を演算し、 この張力が負であればカリパロールの後進率を大きくシ
、大きな正であれば後進率を小さくすることにより、こ
の張力を零か又は小さな正に維持することを特徴とする
管材圧延に於ける張力制御法。[Scope of Claims] 1. A mandrel bar is inserted into the inner surface of the tube material and rolled from the outer surface of the tube material by rotating pairs of caliber rolls, and the pairs of caliber rolls are provided on a plurality of stands, and the rear end of the mandrel bar is attached to a retainer. In a tube rolling mill in which the mandrel bar is moved between all stands at a constant speed by moving the retainer at a constant speed by a drive motor, the thrust coefficient between the tube and mandrel bar between each stand is , in a pipe material tension detection method that calculates the tension of the pipe material between each stand using the mandrel Herno tension, the rolling load of each pair of caliper rolls, and the rolling torque of each pair of caliper rolls. Detect the rolling load, and also detect the current, voltage, and rotational speed of the drive motor that rotates each caliper roll and the drive motor of the retainer, and detect the rolling load, current, and voltage immediately after the pipe material is bitten by each caliper roll. The initial thrust coefficient between the tube material and the mandrel bar between each stand is calculated using the tension between each stand of the mandrel bar calculated based on the rotation speed and the rotation speed. By focusing on the fact that there is no temporal variation in the tension difference between the pipe materials between adjacent stands, the rolling load can be adjusted during rolling by correcting the initial thrust coefficient from changes in current, voltage, and rotational speed. A method for detecting tension in pipe material rolling, which is characterized by determining a thrust coefficient that is close to reality, and calculating the tension in the pipe material during rolling using this corrected thrust coefficient. 2. Inserting a mandrel bar into the inner surface of the pipe material. The mandrel bar is rolled from the outer surface of the tube by rotating pairs of caliber rolls, the pairs of caliber rolls are provided on a plurality of stands, the rear end of the mandrel bar is held by a retainer, and the retainer is moved at a constant speed by a drive motor. In a tube rolling mill in which a mandrel bar runs between all stands at a constant speed, the thrust coefficient of the tube and mandrel bar between each stand, the tension of the mandrel bar, the rolling load and roll rolling torque of each pair of caliber bars are used. In the tension control method in pipe material rolling, in which the tension of the pipe material between each stand is calculated and the backward movement rate of the caliber roll is controlled so that the tension becomes a desired value, each Detecting the rolling load of the pair of Caliba rolls, and also detecting the current, voltage, and rotational speed of the drive motor for rotating each Caliba roll and the drive motor of the retainer, and detecting the rolling load immediately after the pipe material is bitten by each Caliba roll, Using the tension between each stand of the mandrel bar calculated based on the current, voltage, and rotational speed, the initial thrust coefficient between the pipe material and the mandrel bar that extends between each stand is calculated, and the pipe material is bitten by each caliber roll. During subsequent rolling, by focusing on the fact that there is no temporal variation in the tension difference in the pipe material between nine adjacent stands, it is possible to determine the initial thrust from changes in the rolling load, current, voltage, and rotational speed. The coefficient is corrected to find a thrust coefficient that is close to the actual accident during rolling, and the corrected thrust coefficient is used to calculate the tension of the pipe material during rolling. If this tension is negative, the reverse rate of the caliper roll is increased. , if the tension is large and positive, the tension is maintained at zero or at a small positive value by reducing the backward rate.