JPS61209707A - 傾斜圧延機の運転制御装置 - 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、継目無鋼管等の継目無管の製造に用いられる
傾斜圧延機に関する。

［従来の技術］ 一般に、継目無鋼管の穿孔工程には、入側面角と出側面
角を有する２個の圧延ロールを一定の進み角で傾斜配置
するとともに、圧延ロール間に固定シュー、ローラーシ
ュー等のガイドシューを配置してなる傾斜圧延機が使用
されている。

第６図は、傾斜圧延機における圧延ロール・ｌ、プラグ
２、素管３、固定シュー４を示す正面図である。素管３
は、圧延ロール１の周速度によってその接線方向に引張
られ、固定シュー４に衝突してすべることから、固定シ
ュー４の表面に摩耗部を生ずる。また、固定シュー４の
表面には、熱応力に基づくものと考えられる微細なりラ
ックが生ずる。これら固定シュー４の表面に生ずる摩耗
部、クラックは、素管３と固定シュー４との間にシュー
焼付を生じ易く、結果として素管３の表面にシュー疵と
呼ばれる外面引掻き疵を生じ、素管３の品質性状を劣化
させる。また、圧延機を停止し、固定シュー４の焼付部
の手入れ、あるいは固定シューの交換を必要とし、これ
らのメインテナンスは圧延ラインの生産性を低下し、生
産コストを高める要因となっている。

第７図は、上記固定シュー４の使用による不都合を解消
するため、実開昭５８−１１０５０９に提案されている
傾斜圧延機を示す正面図である。この傾斜圧延機は素管
３との間に大なるすべりを生じさせることなく素管３を
ガイド可能とするローラーシュー１０を用いたものであ
る。しかしながら。

このローラーシューｌＯは、アイドルローラーであり、
自転はするが、強制駆動されていない、したが□って、
この場合には、ローラーシューｌＯがアイドルローラー
であることから、素管３が圧延ロール１とローラーシュ
ーｌＯとの間隙に逃げ込むと、ローラーシューｌＯが素
管３を引張り出すことなく、圧延が停止してスティッ力
現象を生ずる恐れがある。上記スティッ力現象の発生を
防止すべく、圧延ロール１とローラーシュー１０との間
にガイド板１１を挿入することも考えられるが、その場
合には固定シューにおけると同様の不都合を生じ、ロー
ラーシューｌＯを用いることによる効果を得ることがで
きない、また、ローラーシュー１０の長さを固定シュー
におけると同程度とする場合には、ローラーシュー１０
に作用するスラスト力に対する軸強度不足を生じ、バッ
クアップロール１２が必要となる。

［発明が解決しようとする問題点］ すなわち、従来の傾斜圧延機にあっては、コンパクトな
構造によって圧延中の被圧延材を安定的にガイドし１円
滑な圧延を行なうことができない。

そこで、本出願人は、上記従来の不都合を解消可能とす
るため、特願昭５８−１７５２１１に係る傾斜圧延機を
提案している。この傾斜圧延機は、圧延ロールが形成す
る圧延領域の側方に、強制駆動されるドライブローラー
シューを傾斜配置することによって構成されている。こ
の傾斜圧延機によれば、ドライブローラーシューが被圧
延材に回転力　　くを付与し、このため被圧延材はドラ
イブローラーシューにガイドされながら隣接する圧延ロ
ールの側へ持って行かれることとなり、コンパクトな構
造によって円滑な圧延を行なうことが可能となる。

ところで、近時、継目無鋼管の製造ラインにおける生産
性向上の要求は著しく、上記傾斜圧延機においては、そ
の穿孔速度の増速化が望まれる。

本発明は、上記ドライブローラーシューを有してなる傾
斜圧延機を適切に運転制御し、被圧延材の品質性状、シ
ュー寿命を損なうことなく、穿孔速度の増速化を図るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、１組をなす圧延ロールのそれぞれを一定の進
み角で傾斜配置するとともに、各圧延ロールが形成する
圧延債域の側方に、強制駆動されるドライブローラーシ
ューを一定の進み角で傾斜配置してなる傾斜圧延機の運
転制御方法であって、ドライブローラーシューと被圧延
材の両者の周速度の偏差が許容偏差の範囲内に収まるこ
とを条件として、被圧延材の実穿孔速度が予め定めた目
標穿孔速度に達していない時、ドライブローラーシュー
の被圧延材に対する仕事量を増加し、上記実穿孔速度を
増速制御するようにしたものである。

［作　用］ 本発明によれば、ドライブローラーシューの仕事により
、被圧延材の穿孔速度を目標穿孔速度以上に増速制御す
ることとなる。この時、ドライブローラシューは、被圧
延材との間に生ずるすべりを許容範囲内に抑制される状
態で駆動されており、被圧延材を確実に安定支持可能と
している。

すなわち、本発明によれば、被圧延材の品質性状、シュ
ー寿命を損なうことなく、穿孔速度の増速化を図ること
が可能となる。

［実施例］ 第４図は本発明が適用される傾斜圧延機の一例を示す側
面図、第５図は同傾斜圧延機による圧延状態を示す正面
図である。

この傾斜圧延機においては、１組をなす２個の圧延ロー
ル２１が左右に配置され、両圧延ロール２１の間に、プ
ラグパー２２に支持されるプラグ２３が配置されている
。圧延ロール２１は、入側面角と出側面角を有するとと
もに１例えば１０度ないし１２度の進み角で傾斜配置さ
れ、トラフ２４上の丸鋼片ｚ５を周方向に回転する状態
で軸方向に前進可能としている。なお、トラフ２３上の
丸鋼片２５は、キャノン２６上に案内される状態で、ブ
ツシャ２７によって押し込まれ、両圧延ロール２１に噛
込可能とされている。

上記圧延ロール２１は、減速機２８を介して、直流電動
機２９によって駆動可能とされている。

３０は回転発電機であり、圧延ロール２１の回転速度Ｎ
ｍを検出可能としている。この検出結果は、後述する演
算制御装置４７に伝達される。

上記両圧延ロール２１の間の上下２位置には、１組をな
すドライブローラーシュー３１が配置されている。ドラ
イブローラーシュー３１は、その軸方向の中央部から、
入側端に向けて外径を縮径する入側面角を有するととも
に、その軸方向の中央部から出側端に向けて外径を縮径
する出側面角を有している。

また、ドライブローラーシュー３１は、その中心軸を素
管３２の軸方向に対して、一定例えば３度ないし４度の
進み角で傾斜配置し、その周面に素管３２の前進方向に
沿う速度成分を得ることを可能としている。

ドライブローラーシュー３１の軸３３は軸受３４、支持
台３５によって固定され、支持台３５のベース３６は取
外し容易になるようにクサビ３７をポルト３８によって
固定している。油圧モータ３９によりねじ軸４０を回転
しテーパ台４１を移動させて下部フレーム４２を昇降さ
せることにより、ドライブローラーシュー３１の上面位
置を微調整可能としている。また、調整後のロックは油
圧シリンダ４３により行なう。

また、ドライブローラーシュー３１は、自在継手４４を
介して、直流電動機４５によって駆動可能とされている
。４６は回転発電機であり、ドライブローラーシュー３
１の回転速度Ｎｓを検出筒　　′能としている。なお、
ドライブローラーシュー３１は速度制御可能な油圧モー
タによって駆動可能とされるものであってもよい。

上記傾斜圧延機は、第１図に示すような制御回路を備え
ている。４７は演算制御装置である。

４８は穿孔速度検出器であり、圧延機の出側において相
互に一定距離だけ離隔配置されている熱塊検出器４８Ａ
、４８Ｂの検出結果により、素管３２の実穿孔速度Ｖｏ
を検出可能としている。

４９は素管３２の外径Ｄｏの設定器、５０は圧延ロール
２１の外径Ｄｍの設定器、５１はトライブローラージ、
−３１１７）外径Ｄｓの設定器、５２は速度制御装置、
５３はサイリスタ電源装置である。

以下、第２図を参照して、上記演算制御装置４７による
制御手順について説明する。

まず、演算制御装置４７は、左右のドライブローラーシ
ュー３１に付与すべき各回転速度Ｎ５（Ｎ　ｓ　Ｌ、　
Ｎ　ｓ　Ｒ）を下記（１）式または（２）式によって設
定する。

Ｎ５＝（Ｎｏ・Ｄｏ）／Ｄｓ　　・・・（１）Ｎ　ｓ　
＝　（Ｎｍ　・Ｄｍ）　／Ｄ　ｓ　　・・・（２）すな
わち、演算制御装置４７は、素管３２の回転速度ＮＯ１
外径Ｄｏ、　　ドライブローラーシュー３１の外径Ｄｓ
に基づき、もしくは素管３２の回転速度Ｎｏ相関してい
る圧延ロール２１の回転速度Ｎｍ、圧延ロール２１の外
径Ｄｍ、ドライブローラーシュー３１の外径Ｄｓに基づ
き、ドライブローラーシュー３１の回転速度Ｎｓを設定
する。

次に、演算制御装置４７は、上記のように設定したドラ
イブローラーシュー３１の各回転速度ＮｓＬ、ＮｓＲを
左右の各ドライブローラーシュー３１に対応する速度制
御装置５２に伝達し、各サイリスタ電源装置５３を介し
てドライブローラーシュー３１の直流電動機４５を駆動
制御する。この状態下で、丸鋼片２５の噛込を開始し、
素管３２を祷ることを可能とする。第３図は、上記圧延
ロール２１の回転速度Ｎｍのパターンと、ドライブロー
ラーシュー３１の回転速度Ｎｓのパターンを示す線図で
ある。すなわち、ドライブローラーシュー３１の回転速
度Ｎｓは、素管３２の全長にわたり、圧延ロール２１の
回転速度Ｎｍに対して同調制御される。これにより、ド
ライブローラーシュー３１は、丸鋼片２５、素管３２の
周速度に一致する周速度状態で回転し、それら丸鋼片２
５、素管３２との間にすべりを生ずることなく、それら
丸鋼片２５．素管３２を安定支持可能とする。

ここで、丸鋼片２５、素管３２の先端および後端におい
ては、圧延ロール２１に対する丸鋼片２５、素管３２の
噛込性を考慮して、圧延ロール２１の回転速度を通常よ
りも２０〜３０％低下する、ズーミング制御が施されて
いる。この実施例において、ドライブローラーシュー３
１は、上記圧延ロール２１のズーミング制御に対しても
、第３図に示すように追従して制御されることとなって
いる。

なお、上記ドライブローラーシュー３１の直流電動機４
５の実回転速度Ｎｓは速度制御装置５２にフィードバッ
クされ、直流電動機４５の駆動状態をフィードバック制
御可能としている。

ところで、上記ドライブローラーシュー３１の回転速度
制御を行なうためには、左右の直流電動機４５の各仕事
量を一定の許容負荷範囲内に維持する必要がある。上記
各直流電動機４５の内の一方の仕ｌＮ１ｃが他方に対し
て過大となる場合には、上記一方の直流電動機４５によ
る速度制御が不能となるためである。ここで、上記直流
電動機４５の仕事量は、左右のドライブローラーシュー
３１の各回転速度ＮｓＬ、ＮｓＲと、第５図に示すよう
な左右のドライブローラーシュー３１の距離Ｌ１、Ｌ２
が主たる要因となって定まり、その大きさは各直流電動
機４５の電流値ＩＬ、ＩＲとして把握される。そこで、
この実施例においては、素管３２の圧延中、各直流電動
機４５の電流値ＩＬ、ＩＲを検出し、その検出結果を演
算制御装置４７に伝達する。演算制御装置４７は、上記
電流値の差［Ｉ　Ｌ−Ｉ　Ｒ１を演算し、その演算結果
が一定値を越えた時（例えば一方の過大な電流値が定格
値の１０２を越える時）、電流値の過大な直　　１流電
動機４５に対応するドライブローラーシュー３１の回転
速度をΔＮだけ低下させ、両ドライブローラーシュー３
１の回転速度ＮｓＬ、ＮｓＲを調整する。なお、上記演
算結果が一定値を越えた時、左右のドライブローラーシ
ュー３１の距離Ｌ１、Ｌ２を調整するものとしてもよい
、これにより、左右の直流電動９４５の仕事量がバラン
スし、それら直流電動機４５によるドライブローラーシ
ュー３１の速度制御を安定化することが可能となる。

また、演算制御装置４７は、上記電流値の平均値［（Ｉ
　Ｌ＋Ｉ　Ｒ）／２］を、各素管３２毎に演算し、素管
３２の同一ロットにおける両直流電壷機４５の平均電流
値として学習制御する。この平均電流値は、同一ロット
の素管３２に対する直流電動機４５の最適電流値、すな
わちドライブローラーシュー３１の基準回転速度ＮｓＬ
％ＮｓＲに対応して直流電動機４５に与えるべき指令値
として記憶される。

しかして、本発明においては、ドライブローラーシュー
３１の周速度と、丸鋼片２５、素管３２の周速度が完全
に一致しないまでも、それらの偏差が一定の許容偏差の
範囲内に収まるように、ドライブローラーシュー３１の
回転速度Ｎｓを圧延ロール２１の回転速度Ｎｍ、究極的
には素ｖ３２の回転速度Ｎｏに同調制御するものであれ
ばよい、すなわち、上記偏差が許容偏差の範囲内に収ま
るものであれば、ドライブローラーシュー３１は、丸鋼
片２５、素管３２との間に品質上、圧延作業上、不都合
となるすべりを生ずることがないからである。

さらに、本発明においては、上記のようにドライブロー
ラーシュー３１と素管３２の周速度の偏差が許容偏差の
範囲内に収まることを条件として、素管３２の実穿孔速
度Ｖｏが予め定めた目標穿孔速度Ｖａに達していない時
、ドライブローラーシュー３１の素管３２に対する仕事
量を増加し、上記実穿孔速度ｖＯを増速制御する。素管
３２の実穿孔速度Ｖｏは前述のように穿孔速度検出器４
８によって実測される。素管３２の目標穿孔速度Ｖａは
、下記（３）式によって定まる理論穿孔速度Ｖｔの例え
ば９５％に設定される。

Ｖｔ　　＝　　π　ｍ　　Ｎｍ　　−Ｄｍ　　＠　Ｓ　
　ｉ　　　ｎａ／［ｌＯａ　　　ｉ　−・−（３）なお
、αは圧延ロール２１の進み角、ｉは減速機２８の減速
比である。上記理論穿孔速度Ｖｔは、圧延ロール２１に
よる穿孔効率をｔｏｏｘとする値である。ドライブロー
ラーシュー３１の仕事量は。

直流電動機４５によるドライブローラーシュー３１の回
転速度Ｎｓの増速化、両ドライブローラーシュー３１の
距離Ｌｌ、Ｌ２の調整により増速制御可能とされる。こ
れにより、この傾斜圧延機にあっては、素管３２の品質
性状、ドライブローラーシュー３１の寿命を損なうこと
なく、ドライブローラーシュー３１の仕事により、素管
３２の穿孔速度Ｖｏを目標穿孔速度Ｖａ以上に増速制御
し、圧延ラインの生産性を向上することが可能となる。

以上のように、上記実施例によれば、ドライブローラー
シュー３１を圧延ロール２１、究極的には素管３２に対
して同調制御し、ドライブローラーシュー３１と圧延ロ
ール２１との間に生ずるすべりを零ないしは許容範囲内
に収めることが可能となり、丸鋼片２５、素管３２の圧
延作業性。

素管３２の品質性状、ドライブローラーシュー３１の寿
命の向上を図ることが可能となる。また、ドライブロー
ラーシュー３１の仕事により、素管３２の穿孔速度を増
速制御し、圧延ラインの生産性を向上することが可能と
なる。

本発明者の実施結果によれば、本発明により、素管３２
に生ずるシュー疵をＩＯ！低減し、素管３２に生ずるフ
ァーストスティッ力現象を５ｚ減少し、ドライブローラ
ーシュー３１の寿命を１０％延長可能である。また、シ
ュー疵の手直し作業がなくなることによって生産性が２
駕向上し、素管３２の穿孔効率が増速化することによっ
て生産性が３ｚ向上することが認められる。

［発明の効果］ 本発明は、１組をなす圧延ロールのそれぞれを一定の進
み角で傾斜配置するとともに、各圧延ロールが形成する
圧延領域の側方に１強制駆動さ　　　６れるドライブロ
ーラーシューを一定の進み角で傾斜配置してなる傾斜圧
延機の運転制御方法であって、ドライブローラーシュー
と被圧延材の両者の周速度の偏差が許容偏差の範囲内に
収まることを条件として、被圧延材の実穿孔速度が予め
定めた目標穿孔速度に達していない時、ドライブローラ
ーシューの被圧延材に対する仕事量を増加し、上記実穿
孔速度を増速制御するようにしたものである。したがっ
て、ドライブローラーシューを有してなる傾斜圧延機を
適切に運転制御し、被圧延材の品質性状、シュー寿命を
損なうことなく、穿孔速度を増速化を図ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を模式的に示す制御系統図、
第２図は同実施例における制御手順を示す流れ図、第３
図は同実施例における制御状態を示す線図、第４図は本
発明が適用される傾斜圧延機の一例を一部破断して示す
側面図、第５図は第４図の傾斜圧延機による圧延状態を
示す正面図、第６図は従来の固定シューを用いた傾斜圧
延機による圧延状態を示す正面図、第７図は従来のロー
ラーシューを用いた傾斜圧延機の圧延状態を示す正面図
である。 ２１・・・圧延ロール、２５・・・丸鋼片、２９・・・
直流電動機、３０・・・回転発電機、３１・・・ドライ
ブローラーシュー、３２・・・素管、４５・・・直流電
動機、４６・・・回転発電機、４７・・・演算制御装置
、４Ｂ・・・穿孔速度検出器、５２・・・速度制御装置
。 代理人　　弁理士　　塩　川　修　治 第　１　図 第　２　回 第３図 ｗＬ 第　５　図 第　６　口 第７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１組をなす圧延ロールのそれぞれを一定の進み角
   で傾斜配置するとともに、各圧延ロールが形成する圧延
   領域の側方に、強制駆動されるドライブローラーシュー
   を一定の進み角で傾斜配置してなる傾斜圧延機の運転制
   御方法であって、ドライブローラーシューと被圧延材の
   両者の周速度の偏差が許容偏差の範囲内に収まることを
   条件として、被圧延材の実穿孔速度が予め定めた目標穿
   孔速度に達していない時、ドライブローラーシューの被
   圧延材に対する仕事量を増加し、上記実穿孔速度を増速
   制御することを特徴とする傾斜圧延機の運転制御方法。