JPS6174719A - マンドレルミルの圧延方法及びその装置 - Google Patents

マンドレルミルの圧延方法及びその装置

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JPS6174719A
JPS6174719A JP59197941A JP19794184A JPS6174719A JP S6174719 A JPS6174719 A JP S6174719A JP 59197941 A JP59197941 A JP 59197941A JP 19794184 A JP19794184 A JP 19794184A JP S6174719 A JPS6174719 A JP S6174719A
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rolling
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roll
load
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JP59197941A
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Hiroaki Kuwano
博明 桑野
Takeshi Seki
剛 関
Yoshio Takahashi
善生 高橋
Toshio Imae
今江 敏夫
Kenichi Yamamoto
健一 山本
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JFE Steel Corp
IHI Corp
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IHI Corp
Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/78Control of tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
    • B21B17/04Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

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1 本発明は、uA管の良f/J向肉厚分布を均一化するた
めに、管端の肉厚を一様に薄肉化することのできるマン
ドレルミルの圧延方法及びその装置に関する乙のC゛あ
る9゜ [従来の技術] 継目無し鋼管の製i?iij、法どじては多数の方法が
開発され実用に供されているが、その製造工程を大別す
れば、中゛や木管を製造する穿孔工程と、素管を減肉し
Ci仲する延伸圧延工程と、外径を所定の寸法に11ヒ
げる絞り工程の3つに大別することかで3!゛る。
斯かる諸工程のうら、較り工程では、ストレッチレゾ1
−ナーで管の外径を絞って仕上り管を製造するが、その
際、管がストレッチレデユーリ“−の全スタンドに噛込
まれている定常状態に比較して噴込み■、1や尻1ルは
時のように管が全スタンドに噛込まれていない過渡状態
では、管に作用する引張ノ〕が減少し、圧延後の管の先
後端は箸しく厚肉化り゛る。而して、最終成品では、こ
の”部分はオフゲージ−となって切捨てられるため、こ
の両端クロップの長さは歩留り低下を眉来−していた。
そこで、斯かる不具合を解浦するため、例えば特公昭5
1−43825号公報等に示されているように、延伸圧
延工程において20一ル式マンドレルミルで両管端を薄
肉に仕上げる油圧圧下制御方法が提案されているが、該
方法ではマンドレルミルのスプリングバックにより両管
端に所定のテーパー吊を得られないという欠点があった
詳述すれば、筒先後端を薄肉化するために、油圧圧下制
御装置の設定値を第5図の曲線工のように初かしても、
実際の管肉厚は曲線■のようにしかならなかった。これ
は、発生する圧延荷重のため、マンドレルミルが撓み、
上下ロール間のギャップが拡大するためである。従って
、予めその分を見込んでギャップを締込む必要があるが
、鋼管の圧延の場合、発生する圧延荷重を精度良く予測
することが難しく、このような方法では′M度の良いテ
ーパー看は得られながった。
第2図はマンドレルミルを概念的に示す斜視図、第3図
及び第4図はその20一ル式スタンドにおけるf+l+
圧シリンダ!)の組込み方を図示し、第3図は第2図の
ロールスタンドMのA矢視図、第4図は第3図の〔1−
ルスタンドNのB矢視図を示したものである。
マンドレルバ−1を挿通した素管2は孔形ロール4から
成る数fil、Iのロールスタンドを通って減肉され、
マンドレルミル出側素材3となって次工程へ送られる。
油圧シリンダ5はベアリング6を介して孔形ロール4に
適切な圧下刃を加えるもので、20−ル式スタンドで管
材の肉厚を減じる場合には、ロール軸の傾きが互に90
度をなす2組のロールスタンドM及びNを使用して管材
周方向に互に90度をなす方向の肉厚を夫夫減肉する。
上述の圧延を行う場合には、油圧シリンダ5の変位検出
器7により検出されたピストン5aの変位量は比較満引
Iで圧下設定値9と比較され、偏差がある場合にはサー
ボ弁10へ指令信号が出力され、圧油がサーボ弁10を
通って油圧シリンダ5内へ送られ、ギャップが制御され
る。
なお制御装置は各油圧シリンダ5が各々に合訓4台設け
られるか、第3図における左右(すなわら、ドライブサ
イド、ワークサイド)、或いは第4図におGJる上下(
すなわち、ワークサイド、ドライブナイト)をベアとし
で合計2台設置される。
斯かる制御において、マンドレルバ−1と上下の孔形ロ
ール4間のギャップをSo、実際に得られる鋼管の肉厚
をh、圧延荷重をP、マンドレルミルのミル定数<m械
のバネ常数)をKとすると、 h= So十P          ・・・■に となる。■式で、右辺第2丁口が発生する圧延荷重によ
って生ずるミルの伸び(スプリングバック)による肉厚
増加分で、このままでは第5図の曲線■に示すような肉
厚となり、筒先後端の減肉化による歩留まり向上の効果
は十分に僻られない。なお、■−ル1ニドツブを直接開
度良く検出・Yる方法tit熱間圧延の高温で酸化スケ
ールの飛散する厳しい1;境下では実用化は困難である
[発明が解決しようとマiる問題点] 本発明は、マンドレルミルの圧延荷重による沖び分を補
正することにより、延伸工程で筒先後端に目標通りのテ
ーパー吊を得、その結果、絞り工程でのストレッチレデ
ューサ−で圧延された成品が、先端から後端まで均一な
肉厚の鋼管になるようにし、以て上述の問題点を解決す
べくなしたちのである。
[問題点を解決づるための手段] 本発明は、一対の孔形ロールと該孔形ロールを管に対し
て近接、離反させるようにした油圧圧下シリンダと該油
圧圧Fシリンダに圧油を送るサーボ弁と、圧延荷車を検
出すると荷重検出器と、該荷重検出器で検出した結果か
らミルの伸び吊を演悼する′4A胃と、ロールギャップ
の圧下設定値を前記伸び吊を塁に補正し前記サーボ弁へ
指令を与える演算器とを設けている。
[乍    用コ 従って、本発明では、圧延荷重がマンドレルミルのミル
定数で割られてマンドレルミルの伸び申が求められ、該
伸び吊を基に、孔形ロールのロールギャップが変更され
て圧延が(1われる。
[実 施 例1 以下、本発明の実施例を添イ」図面を参照しつつ説明す
る。
第1図は本発明の一実施例で、ハウジング12内に上下
一対の孔形ロール4を図示してない駆φ力装首により駆
動し得るよう配設し、該孔形ロール4の@部をロールチ
ョック11に内蔵せしめたベアリング6により支持ぽし
め、上方の孔形ロール4を昇降させる油圧シリンダ5の
ピストン5a下端を直接上方の孔形ロール4を支持する
ロールチョック11に当接往しめ、下方の孔形ロール4
を冒降させる浦斤シリンダ5のビス1〜ン5a、11喘
をロードセル等の荷重検出器13を介してF方の孔形E
」−ル4を支持するロールチョック11に当接せしめる
。油月シリンダ5にはピストン5aの移動量を検出する
変位検出器7が取り付けられている。
前記荷TrX検出器13で検出した圧延荷重信号を係数
器14を介しC演算器15に送り得るようにし。
演Ω器15ぐ圧下設定ll″i9と係数器14からの信
号を加算し得るようにし、比較演算器16で演算器15
の出力信号と変位検出器7の出力信号を比較演算し、そ
の結果に基づいてサーボ弁10を駆動し、孔形[]−ル
4を胃6Tさせる油圧シリンダ5への圧油の間を調節し
1!するようにする。図中1はマンドレル、3はマンド
レルミル出側管材である。父上述の演搾制御装置は上布
側(ワークサイド)の油圧シリンダだけでなく残りの3
つの油圧シリング各々に設ける場合もあるし、ワークサ
イド、ドライプリイドをベアとして、上下ロール各々に
1台ずつ設ける場合もある。
ところで、圧延荷重Pによるマンドレルミルの伸びを考
慮すると、1りられる管の肉厚りはh=SoI−に−ハ
P     ・・・■で表わされる。■式の右辺第3項
中Cはゲインであり、ミル定数にと共に係数器14に設
定されている。而して)1伸圧延時には、マンドレルバ
−1と−L下の花形ロール4間のギャップS。を圧下設
定値9として演Q器15に与え、圧延を行う。
圧延荷重Pは荷重検出器13で検出されて係数器14に
送られ、ここで■式の第3頂により圧延荷重Pがミル定
7Q kで割られてミルの伸び7バが求められると共に
この甲にゲインCが[赴けられ、圧下;り定1ii9[
+−東y シ(n −/L/ f v 71G 締込む
噂が求められ、その信号は?寅算器15に送られる。演
r5器15からの指令13号は比較演0器16で変位検
出器7の出力信号と比較演舜され、そのに号に応じてリ
ーボ弁10が駆動され、ナーボ弁10からは圧油が上方
の?111圧シリンダ5に送給されてビス1−ン5aが
移動し、ロールギせツブが制御される。変位検出器7で
検出されたピストン5aの変位は比較演’:> )nl
 16にフィードバックさ机、比較演算器16で演篩さ
れた隔差が零になればt7−−ボ弁10は閉11−する
1、このようにマンドレルミルのワークサイド、ドライ
ブサイドの両側に配設した荷重検出7!A13により検
出した荷重をミル定数で割って(ll+び削を求め、そ
れを圧下5Q定値に上乗せしてロールギャップを締め込
むことにより、スプリングバック聞を相殺しているため
、第5図の曲線rに示すような目標通りのテーパー吊を
17ることがCき、従って、絞り工程においてス1〜し
・プチレデュ=サーで圧延された成品は先端から後端ま
で肉厚の均一な鋼管になる。このため、Iij IL’
成品の両端はオフゲージにならず、歩留りの向上が図れ
る。
ところで、上述の■式庖整理して h= 30+ 1=fflp       ・・・■1
く を得る。この0式から、制■によってミル定数は 上− Ke″″1−C”’■ となることが分る。この考え方は一般に平板の圧延別に
おいてミル定数可変副面として既に公知のものであるが
、マンドレルミルに適用した場合には以下に述べる点で
甲板の圧IIL:iQの場合とは本質的に胃なる乙ので
ある。
(D 平板圧延機におりるミル定数可変制御は板厚の外
乱を除去して圧延材長手り向の板厚精度を出すことを主
目的にしでいるが、本発明では鋼管肉厚の絶対圃を所定
の値にすることを目的としCいる。このため、マンドレ
ルミルのミル定数の伸び分を補正することを第1の目的
としている。
(■)9cに述べたように、鋼管の圧延は三次元変形を
rllうため、発生する圧延荷重を精度良く予測するこ
とが難しい。従って、平板圧延の場合のように、予めミ
ルの伸びψを予測してa−ルギャップを伏目に設定して
おき、蘭市の変動分に対してミル定数可変制御を11)
【ノるという方法では、先後端のテーパー圧延部の肉厚
精度が前述のように厚くなる。従って、本発明ではC=
1(ミル定vl無限大)として全荷重変化に対してミル
定数可変制御を掛けることを第一義としている。
(Ill)  平板圧延ではi+lI 1ill+の1
〆定性のために、通常Cく1と設定せざるを(qなかっ
たが、発明者は多くの実機レベルの実験を通してC20
と設定できることを見出した。このため、本発明の効果
は絶大なものと’cKっている。
[発明の効果] 本発明のマンドレルミルの圧延方法及びその配置によれ
ば、延伸圧延[程で筒先後端に目標通りのテーパー吊を
111ることができるため、絞り工程でストレッチレゾ
−1−サーにより圧延された成品は先端から後端まで肉
厚の均一な鋼管になってオフゲージ部がなくなり、従っ
て成品の歩留りが向上ツるという優れた効果を奏し得る
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のマンドレルミルの圧延方法及びその¥
eβの説明図、第2図はマンドレルミル配置例の説明図
、第3図は第2図のA矢視図、第4図は第2図のB矢視
図、第5図は本発明装置及び従来装置で限伸pr jl
Eを行った場合の鋼管長手方向の肉厚分(5の説明図で
ある。 図中1はマンドレルバ−12は素管、3は素材、4Cよ
孔形【J−ル、5は油圧シリンダ、5aはピストン、T
は変位検出器、9は圧下設定1σ、10はサーボ弁、1
3は荷重検出器、14は係数器、15は演σ器、16は
比較病ti 3を示す。 特  許  出  願  人 白川島播+ff!T!工業株式会社 特  許  出  願  人 川崎製鉄株式会社 Cワ 皺 \才 皺 涜聯f呻

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)圧延荷重をミル定数で割ってミルの伸び量を求め、
    該伸び量を圧下設定値に上乗せしてロールギャップを締
    込むことにより前記ミルの伸び量を相殺し、管を圧延す
    ることを特徴とするマンドレルミルの圧延方法。 2)一対の孔形ロールと該孔形ロールを管に対して近接
    、離反させるようにした油圧圧下シリンダと該油圧圧下
    シリンダに圧油を送るサーボ弁とを備えたマンドレルミ
    ルの圧延装置において、圧延荷重を検出する荷重検出器
    と、該荷重検出器で検出した結果からミルの伸び量を演
    算する装置と、ロールギャップの圧下設定値を前記伸び
    量を基に補正し前記サーボ弁へ指令を与える演算器とを
    設けたことを特徴とするマンドレルミルの圧延装置。
JP59197941A 1984-09-21 1984-09-21 マンドレルミルの圧延方法及びその装置 Granted JPS6174719A (ja)

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JPH0471608B2 JPH0471608B2 (ja) 1992-11-16

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1479457A1 (en) * 2002-01-28 2004-11-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of manufacturing seamless steel pipe

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US7028518B2 (en) 2002-01-28 2006-04-18 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of producing seamless steel tubes

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