JPS5814487B2 - 圧延材の均熱制御方法 - Google Patents
圧延材の均熱制御方法Info
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- JPS5814487B2 JPS5814487B2 JP52024830A JP2483077A JPS5814487B2 JP S5814487 B2 JPS5814487 B2 JP S5814487B2 JP 52024830 A JP52024830 A JP 52024830A JP 2483077 A JP2483077 A JP 2483077A JP S5814487 B2 JPS5814487 B2 JP S5814487B2
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- furnace
- temperature
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/08—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel having one or more protrusions, i.e. only the mandrel plugs contact the rolled tube; Press-piercing mills
- B21B17/12—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel having one or more protrusions, i.e. only the mandrel plugs contact the rolled tube; Press-piercing mills in a discontinuous process, e.g. plug-rolling mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/78—Control of tube rolling
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、棒状の圧延材の均熱制御方法に係り、特に製
管プロセスにおいて利用されるに好適な制御方法に関す
る。
管プロセスにおいて利用されるに好適な制御方法に関す
る。
近年における圧延技術の進歩は、計算機の導入とあいま
って目をみはるべきものがある。
って目をみはるべきものがある。
そして、板圧延においては、厚み変更圧延や、完全連続
圧延等の導入が現実化し、ほぼ完全な自動化が実現され
る傾向にある。
圧延等の導入が現実化し、ほぼ完全な自動化が実現され
る傾向にある。
しかしながら、圧延において板圧延と同様に重要な位置
を占める管圧延においては、まだまだ自動化が実現され
ず、いまだに熟練者の経験と勘に頼って生産が続けられ
ているのが現状のようである。
を占める管圧延においては、まだまだ自動化が実現され
ず、いまだに熟練者の経験と勘に頼って生産が続けられ
ているのが現状のようである。
鋼管等の圧延において、自動化が実現゛しない原因は、
鋼板に比べて圧延が複雑であり、そのため理論的にもま
だ十分に解析されていない部分が多いためと考えられる
。
鋼板に比べて圧延が複雑であり、そのため理論的にもま
だ十分に解析されていない部分が多いためと考えられる
。
最近になって、製管プロセスにおいても、計算機による
自動化が考えられ始め、圧延機のセットアップ計算など
がごく一部において実現されたが、そあ他の複雑な操作
は依然として熟練者に頼るものである。
自動化が考えられ始め、圧延機のセットアップ計算など
がごく一部において実現されたが、そあ他の複雑な操作
は依然として熟練者に頼るものである。
この製管プロセスにおいて、熟練者の経験と勘が最大限
に必要なのは、材料を管に刺貫く、いわゆる穿孔の工程
であるといわれている。
に必要なのは、材料を管に刺貫く、いわゆる穿孔の工程
であるといわれている。
この穿孔において、問題となるのは材料の温度分布が一
様でないことによる材料各部の変形抵抗のばらつきであ
る。
様でないことによる材料各部の変形抵抗のばらつきであ
る。
変形抵抗が材料の各部で土様でないと、穿孔の際に、管
の肉厚が一様でないいわゆる偏肉パイプができることに
なる。
の肉厚が一様でないいわゆる偏肉パイプができることに
なる。
穿孔の段階で発生したこの偏肉は次工程以降に悪い影響
を与え、その修正による生産性の低下、および品質の低
下をまねくことになる。
を与え、その修正による生産性の低下、および品質の低
下をまねくことになる。
従って、穿孔の作業において、適当な工具の選択、圧延
速度(穿孔速度)、ロール開度等の経験的ノウハウが重
要視されるゆえんである。
速度(穿孔速度)、ロール開度等の経験的ノウハウが重
要視されるゆえんである。
しかし、ここで重要なのは、偏肉パイプのできる原因が
、材料の温度分布のばらつきにあるという点である。
、材料の温度分布のばらつきにあるという点である。
いくら、高度な技術を持った熟練者であっても、その原
因となる材料の温度のばらつきがあったのでは、その技
量も充分に発揮し得ず、偏肉パイプの発生を防止するに
もおのずと限界がある。
因となる材料の温度のばらつきがあったのでは、その技
量も充分に発揮し得ず、偏肉パイプの発生を防止するに
もおのずと限界がある。
このため従来においては、偏肉パイプが発生すると、ま
ず穿孔のための圧延機のロール開度の再調整とか、ある
いは穿孔のためのピアサを取りかえる等の作業を行ない
、然る後、次の圧延材料の穿孔を行なう。
ず穿孔のための圧延機のロール開度の再調整とか、ある
いは穿孔のためのピアサを取りかえる等の作業を行ない
、然る後、次の圧延材料の穿孔を行なう。
そして、それでもなお偏肉パイプが発生する場合には、
今度は圧延材を供給している炉の制御設定値を変更して
均熱時間を調節する等の作業を繰り返していた。
今度は圧延材を供給している炉の制御設定値を変更して
均熱時間を調節する等の作業を繰り返していた。
この従来技術における問題点は、偏肉パイプの発生とい
う現象が発生して初めて圧延機のロール開度、圧延速度
を再調整する等のことを行なっていること(これでは偏
肉パイプの発生を予防するということはできない)、更
には、それらの調整が偏肉パイプの発生する真の原因を
無視して行なわれるため、本質的な解決にならず自ずと
限界があることである。
う現象が発生して初めて圧延機のロール開度、圧延速度
を再調整する等のことを行なっていること(これでは偏
肉パイプの発生を予防するということはできない)、更
には、それらの調整が偏肉パイプの発生する真の原因を
無視して行なわれるため、本質的な解決にならず自ずと
限界があることである。
また、偏肉パイプの度重なる発生により、炉における圧
延材の均熱時間等を調整しているが、これは今後の偏肉
パイプの発生に対する予防的効果はある程度認められる
ものの、現実には偏肉発生の最犬の原因である圧延材の
温度のばらつきを測定していないため、適切な均熱時間
を与えることができない。
延材の均熱時間等を調整しているが、これは今後の偏肉
パイプの発生に対する予防的効果はある程度認められる
ものの、現実には偏肉発生の最犬の原因である圧延材の
温度のばらつきを測定していないため、適切な均熱時間
を与えることができない。
その結果として、果たして偏肉パイプの発生しないのか
どうかは、最初の偏肉パイプの発生によって炉の均熱時
間が調整され、その均熱時間で均熱された炉内の圧延材
が圧延機に供給され、穿孔された結果をみなければ判ら
ないという問題を生じる。
どうかは、最初の偏肉パイプの発生によって炉の均熱時
間が調整され、その均熱時間で均熱された炉内の圧延材
が圧延機に供給され、穿孔された結果をみなければ判ら
ないという問題を生じる。
そして、再び偏肉パイプが発生した場合には、均熱時間
を再設定し様子をみるので、その間に炉から抽出された
圧延材はすべて偏肉パイプに穿孔される可能性を有して
いる。
を再設定し様子をみるので、その間に炉から抽出された
圧延材はすべて偏肉パイプに穿孔される可能性を有して
いる。
本発明では、偏肉パイプ発生の要因である変形抵抗のば
らつきが、ほとんどの場合、圧延材各部の温度のばらつ
きが原因であるという認識にたち、この温度のばらつき
、すなわち圧延材の均熱状態に着目する。
らつきが、ほとんどの場合、圧延材各部の温度のばらつ
きが原因であるという認識にたち、この温度のばらつき
、すなわち圧延材の均熱状態に着目する。
この均熱状態を把握することにより、製管プロセスにお
ける偏肉パイプの発生がほぼ完全に予知できるだけでな
く、その均熱状態を用いて圧延材の均熱制御が実現でき
る。
ける偏肉パイプの発生がほぼ完全に予知できるだけでな
く、その均熱状態を用いて圧延材の均熱制御が実現でき
る。
従って、本発明の目的は、圧延材の均熱状態を検出し、
制御する均熱制御方法を提供することである。
制御する均熱制御方法を提供することである。
本発明は、圧延材の周方向に複数の点でその温度を測定
し、その測定値を用いて均熱状態を検出し、その均熱状
態の測定値を用いて炉その他の均熱調整手段を制御する
点に特徴がある。
し、その測定値を用いて均熱状態を検出し、その均熱状
態の測定値を用いて炉その他の均熱調整手段を制御する
点に特徴がある。
本発明に関するその他の目的および特徴は、以下の説明
で明らかとなろう。
で明らかとなろう。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の原理について説明する。
圧延材は、炉に装入され、加熱過程、均熱過程を経て炉
外へ抽出され、例えば第1図に示す如き穿孔用の圧延機
に供給される。
外へ抽出され、例えば第1図に示す如き穿孔用の圧延機
に供給される。
第1図において、1はピアサロール、2はピアサ、3は
圧延材である。
圧延材である。
炉(図示せず)から抽出された圧延材は、ピアサロール
1によって回転を加えられながらロール出側へ進行し、
ピアサ2によって穿孔される。
1によって回転を加えられながらロール出側へ進行し、
ピアサ2によって穿孔される。
このような穿孔過程において偏肉パイプが発生するとい
うのは上述した通りである。
うのは上述した通りである。
この偏肉パイプ発生の原因は、圧延材の均熱状態が密接
に関連している。
に関連している。
もう少し詳しく説明すれば、偏肉パイプ発生の原因は、
圧延材各部の変形抵抗のばらつきによるものと思われる
が、この変形抵抗は金属の性質から明らかなように、圧
延材の温度に最も影響を受けるのである。
圧延材各部の変形抵抗のばらつきによるものと思われる
が、この変形抵抗は金属の性質から明らかなように、圧
延材の温度に最も影響を受けるのである。
本発明では、この点に注目し、圧延材の各部の温度分布
、すなわち均熱状態を偏肉パイプ発生の原因パラメータ
として利用する。
、すなわち均熱状態を偏肉パイプ発生の原因パラメータ
として利用する。
均熱状態は、圧延材の各部について温度を測定し、その
ばらつきの度合により認識することができる。
ばらつきの度合により認識することができる。
これは、具体的には、各部の温度測定値のうち最高値と
最低値との差温度ΔTM(℃)が予め何段階かに区分さ
れた枠の中で、どの枠の中に入っているかということで
認識することもできようし、その差温度ΔTMをそのま
ま均熱の度合として利用することもできる。
最低値との差温度ΔTM(℃)が予め何段階かに区分さ
れた枠の中で、どの枠の中に入っているかということで
認識することもできようし、その差温度ΔTMをそのま
ま均熱の度合として利用することもできる。
あるいは、全測定値を平均し、その平均値と各測定値と
の差を利用するとか、その差のばらつき度合として認識
することもできる。
の差を利用するとか、その差のばらつき度合として認識
することもできる。
要するに、温度の圧延材の複数点で検出し、それらを何
等かの形で比較することにより均熱状態を認識できる。
等かの形で比較することにより均熱状態を認識できる。
しかしながら、ここで重要なのは、温度測定を単に圧延
材の複数の点で行なえば良いというのではないというこ
とである。
材の複数の点で行なえば良いというのではないというこ
とである。
偏肉パイプは穿孔する圧延材の断面において、均一な温
度でないときに多く発生するという事実に注目しなけれ
ばならない。
度でないときに多く発生するという事実に注目しなけれ
ばならない。
圧延材の長手方向の均熟度が悪くても、周方向の均熱状
態が良好であれば、偏肉パイプはほとんど発生しないの
である。
態が良好であれば、偏肉パイプはほとんど発生しないの
である。
従って、圧延材の長手方向について均熱状態を検出して
も、偏肉の発生が正確には予知できない。
も、偏肉の発生が正確には予知できない。
そのため、本発明では、圧延材における長さ方向につい
てでなく、周方向について補数の点で温度を測定し、こ
の測定値を利用して均熱状態を検出する。
てでなく、周方向について補数の点で温度を測定し、こ
の測定値を利用して均熱状態を検出する。
もちろん、圧延材の周方向における複数の位置での温度
測定を圧延材の長手方向に複数回繰り返して測定するの
であれば、偏肉パイプ発生を予知するに有用な均熱状態
を検出できることは言うまでもない。
測定を圧延材の長手方向に複数回繰り返して測定するの
であれば、偏肉パイプ発生を予知するに有用な均熱状態
を検出できることは言うまでもない。
なぜなら、一般に圧延材の周方向にも長手方向にも温度
のばらつきがあり、長手方向におけるある部分について
周方向の均熱状態を検出した場合と、その他の部分につ
いて周方向の均熱状態を検出した場合とでは異なってい
ることの方が多いからである。
のばらつきがあり、長手方向におけるある部分について
周方向の均熱状態を検出した場合と、その他の部分につ
いて周方向の均熱状態を検出した場合とでは異なってい
ることの方が多いからである。
従って、むしろ周方向についての均熱状態検出を圧延材
の長さ方向において何回か繰り返し、総合的に判断した
方が良い。
の長さ方向において何回か繰り返し、総合的に判断した
方が良い。
次に、具体的に均熱状態の検出方法について説明する。
第2図は均熱状態検出の一具体例を示す図面である。
図において、41〜47は圧延材3を移送するためのロ
ーラーである。
ーラーである。
5L52,53,54.55・・・・・・5n(図示せ
ず)は、圧延材3の周方向の複数個所での温度を検出す
る温度検出器を示す。
ず)は、圧延材3の周方向の複数個所での温度を検出す
る温度検出器を示す。
6は計算機を示し、61はプワセス量(この場合は圧延
材の周方向各部の温度T1〜Tn )を取込んだり、プ
ロセスに対し制御データを出力するプロセス入出力装置
、62はプロセス入出力装置61からのプロセス量等を
用いて例等かの演算(この場合均熱状態の検出)を行な
う中央演算装置、63はプログラムやプロセス量あるい
は演算結果等を記憶する記憶装置を内蔵している。
材の周方向各部の温度T1〜Tn )を取込んだり、プ
ロセスに対し制御データを出力するプロセス入出力装置
、62はプロセス入出力装置61からのプロセス量等を
用いて例等かの演算(この場合均熱状態の検出)を行な
う中央演算装置、63はプログラムやプロセス量あるい
は演算結果等を記憶する記憶装置を内蔵している。
7は計算機6に予め必要なプログラムやデータ等を与え
るためのデータ入力部である。
るためのデータ入力部である。
8は計算機6で演算された演算結果(この場合均熱状態
)をオペレータに認識させるディスプレイ装置等の表示
部を示す。
)をオペレータに認識させるディスプレイ装置等の表示
部を示す。
係る構成において、炉から抽出された圧延材3が温度検
出器51〜5nの設置位置に達すると、各温度検出器の
出力は急上昇する。
出器51〜5nの設置位置に達すると、各温度検出器の
出力は急上昇する。
この急上昇の変化を監視すれば、計算機6は圧延材3が
温度検出器の設置位置に達したことを検知できる。
温度検出器の設置位置に達したことを検知できる。
なお、この検知は、温度検出器の設置位置付近に適当な
検知手段、例えばホットメタルデイテクタやリミットス
イッチ等を設けても可能である。
検知手段、例えばホットメタルデイテクタやリミットス
イッチ等を設けても可能である。
圧延材3の検知により、計算機6内の中央処理装置62
は入出力装置61を介して温度検出器5−1,5−nの
夫々の出力であるT1〜Tnを一担記憶装置63に記憶
する。
は入出力装置61を介して温度検出器5−1,5−nの
夫々の出力であるT1〜Tnを一担記憶装置63に記憶
する。
そして、中央処理装置62は、予めデータ入力部7から
取込まれ、記憶装置63内に記憶されているプログラム
に従って、記憶しているT1〜Tnを用いて均熱状態を
演算する。
取込まれ、記憶装置63内に記憶されているプログラム
に従って、記憶しているT1〜Tnを用いて均熱状態を
演算する。
この演算結果は、表示部8に出力すると共に、記憶装置
63内の定められたエリアに記憶する。
63内の定められたエリアに記憶する。
1本の圧延材3についての均熱状態の検出は、圧延材3
の長さ方向について複数回行なえば、より正確な均熱状
態を認識できるので、例えば圧延材の先端部と中央部と
後端部で均熱状態を検出し、それらを夫々表示手段8に
表示するとか、その中の最も悪い均熱状態のみをすると
か、あるいはそれらの平均的な均熱状態を表示する。
の長さ方向について複数回行なえば、より正確な均熱状
態を認識できるので、例えば圧延材の先端部と中央部と
後端部で均熱状態を検出し、それらを夫々表示手段8に
表示するとか、その中の最も悪い均熱状態のみをすると
か、あるいはそれらの平均的な均熱状態を表示する。
これらの表示は、その状況、用途により自由に選ぶこと
が可能である。
が可能である。
第2図に示す均熱状態の検出について、その具体的な均
熱状態検出のフローチャートを第3図に示す。
熱状態検出のフローチャートを第3図に示す。
このようなフローチャートに従ったプログラムを計算器
6が、その記憶装置63内に保有することにより均熱状
態の検出を可能とする。
6が、その記憶装置63内に保有することにより均熱状
態の検出を可能とする。
第3図においては、そのフローから明らかな様に、圧延
材の周方向の温度T1〜Tnを取込み(ステップFO〜
F2までのステップ)、その中から最高値TMAXと最
低置丁MINを選び(F3〜F9までのステップ)、そ
れらの差ΔTMをもとに均熱状態を検出(F10〜F1
2までのステップ)シている。
材の周方向の温度T1〜Tnを取込み(ステップFO〜
F2までのステップ)、その中から最高値TMAXと最
低置丁MINを選び(F3〜F9までのステップ)、そ
れらの差ΔTMをもとに均熱状態を検出(F10〜F1
2までのステップ)シている。
ここでステップFllでは、具体的には、例えば第1表
に示す如きテーブルを記憶装置63内に用意しておき、
このテーブルを参照して均熱状態を演算する。
に示す如きテーブルを記憶装置63内に用意しておき、
このテーブルを参照して均熱状態を演算する。
なお、この均熱状態を用いて、プロセス量(例えば炉の
在炉時間等)を制御するにはΔTMをそのまま用いた方
が精度よく制御できるという結果を得ている。
在炉時間等)を制御するにはΔTMをそのまま用いた方
が精度よく制御できるという結果を得ている。
ΔTMの演算結果を用いて、ステップF11では、この
ΔTMがどのレベル(指数、状態、制御の要否)に入っ
ているかを選択する。
ΔTMがどのレベル(指数、状態、制御の要否)に入っ
ているかを選択する。
そして、その結果はステップ12に示すように、表示部
8に出力する。
8に出力する。
従って、オペレータは、現在どのような均熱状態になっ
ているかを確認でき、適切な運転が実現できる。
ているかを確認でき、適切な運転が実現できる。
均熱状態の検出は、第3図の方法に限ることなく、対象
とするプロセスの種類、特徴に応じて夫々に最適の検出
方法を採用すべきである。
とするプロセスの種類、特徴に応じて夫々に最適の検出
方法を採用すべきである。
次に、他の均熱状態検出方法について説明する,第4図
は、他の一具体例を示す図面である。
は、他の一具体例を示す図面である。
図において、第2図と同一番号は同一物を示す。
5は圧延機近傍に設けられた温度計である。
この圧延機はマンネスマンタイプの穿孔機であるが、こ
の種圧延機は穿孔に際し、ロール1によって圧延材3に
回転を加えながら穿孔を行なう。
の種圧延機は穿孔に際し、ロール1によって圧延材3に
回転を加えながら穿孔を行なう。
従って、圧延材3の周方向に複数の温度検出器(例えば
第2図の5−1〜5−n)を設けなくても、1個の温度
検出器5を設ければ圧延材3の周方向の温度分布を認識
できる。
第2図の5−1〜5−n)を設けなくても、1個の温度
検出器5を設ければ圧延材3の周方向の温度分布を認識
できる。
この認識は、圧延材3が回転しながら前進するので、ス
パイラル状に温度検出を行なうので、完全な圧延材3の
周方向とは言えないが、実用上差し支えない程度の圧延
材周方向における均熱状態が検出できる。
パイラル状に温度検出を行なうので、完全な圧延材3の
周方向とは言えないが、実用上差し支えない程度の圧延
材周方向における均熱状態が検出できる。
すなわち、第5図に示す如く、王延材3の八方向の回転
に対し、温度検出器5は圧延材3の×印の部分の温度を
測定する。
に対し、温度検出器5は圧延材3の×印の部分の温度を
測定する。
このような圧延材の周方向についての温度測定は、1本
の圧延材について1回の測定よりも、図a,bに示すよ
うに複数回の測定を行ない、これらについて均熱状態を
検出した方が有用な結果をもたらすことは、先の例と同
様である。
の圧延材について1回の測定よりも、図a,bに示すよ
うに複数回の測定を行ない、これらについて均熱状態を
検出した方が有用な結果をもたらすことは、先の例と同
様である。
第4図の実施例についてその具体的検出方法を説明する
と次の通りである。
と次の通りである。
この実施例では、第5図に示す如く、圧延材の周方向の
温度測定を行なうが、その温度測定点を等間隔にするた
め、口−ル1の回転数(圧延材の進入速度ULに比例す
るものと考える)Npを速度計9により検出している。
温度測定を行なうが、その温度測定点を等間隔にするた
め、口−ル1の回転数(圧延材の進入速度ULに比例す
るものと考える)Npを速度計9により検出している。
この関係を示したのが第6図である。第6図において、
Uは材料3の回転速度、ULは進入速度、URは垂直方
向成分の速度を示す。
Uは材料3の回転速度、ULは進入速度、URは垂直方
向成分の速度を示す。
Dは圧延材3の外径である。
ここで、UとUR zULとの関係は、図から明らかな
ように、Ua=Usinθ −
(1)UL = TJ COSθ
・・・(2)である。
ように、Ua=Usinθ −
(1)UL = TJ COSθ
・・・(2)である。
ここで、ロール1の径をD p z ロールと材料と
の間の後進率をψとすると、 U=k’Np・π・Dr ( 1−ψ) ・・
・(3)k:定数 となる。
の間の後進率をψとすると、 U=k’Np・π・Dr ( 1−ψ) ・・
・(3)k:定数 となる。
従って、材料が1回転するに要する時間fgは、
ここで、材料が1回転する間に温度Tlを測定する回数
をnとすると、サンプリング時間tsはt S = t
B, / n −・−(
5)で表わされる。
をnとすると、サンプリング時間tsはt S = t
B, / n −・−(
5)で表わされる。
従って、計算機6では、まず、入力手段6より設定され
、内部の記憶装置に記憶しているDP,ψl D lθ
,n等と、速度計9の出力NPとを用いて、サンプリン
グ周期tsを決定する。
、内部の記憶装置に記憶しているDP,ψl D lθ
,n等と、速度計9の出力NPとを用いて、サンプリン
グ周期tsを決定する。
圧延材3が温度検出器5の設置位置に達したこと(例え
ば圧延機にかみ込まれた後の適当な時点)により、先に
求めておいた時間t3周期毎に温度検出器5の出力T1
を取込む。
ば圧延機にかみ込まれた後の適当な時点)により、先に
求めておいた時間t3周期毎に温度検出器5の出力T1
を取込む。
この取込回数がn回に達した時点で一担取込を終了する
。
。
そして、先きの実施例と同様に、n個の温度測定値T1
〜Tnを用いて均熱状態を検出する。
〜Tnを用いて均熱状態を検出する。
そして、その検出結果は、表示千段8に出力する。
圧延材3の圧延機への進入がある程度進んだ段階で、再
びtsの周期で温度検出器5の出力T1を取込み、同様
に均熱状態を検出する。
びtsの周期で温度検出器5の出力T1を取込み、同様
に均熱状態を検出する。
つまり圧延材の周方向についての均熱状態を、圧延材の
長さ方向に複数回繰り返して検出するのである。
長さ方向に複数回繰り返して検出するのである。
このようにすれば、圧延材についての正確な均熱状態が
判るのみならず、この均熱状態を用いて炉あるいは圧延
機等を制御する場合の有用なパラメータとなる。
判るのみならず、この均熱状態を用いて炉あるいは圧延
機等を制御する場合の有用なパラメータとなる。
なお、第4図の例では、圧延機において圧延材を回転さ
せているので、それを利用したが、圧延材の回転を行な
わない圧延機では、そのままでは1個の温度検出器によ
る均熱状態は検出できないこの場合には、圧延材が炉か
ら抽出され圧延機に運ばれる間の適当な場所において、
温度検出器を設け、かつ圧延材に回転を加える設備を設
ければ同様に実現できる。
せているので、それを利用したが、圧延材の回転を行な
わない圧延機では、そのままでは1個の温度検出器によ
る均熱状態は検出できないこの場合には、圧延材が炉か
ら抽出され圧延機に運ばれる間の適当な場所において、
温度検出器を設け、かつ圧延材に回転を加える設備を設
ければ同様に実現できる。
また、圧延材を回転させなくとも、圧延材の周方向に温
度検出器を移動させ、その時々の温度検出値を利用して
もよい。
度検出器を移動させ、その時々の温度検出値を利用して
もよい。
そしてこれら温度検出器は1個であっても圧延材周方向
の均熱状態の検出を可能とするということであって、2
個以上の温度検出器によっても実現できることは、以上
の説明から明らかであろう。
の均熱状態の検出を可能とするということであって、2
個以上の温度検出器によっても実現できることは、以上
の説明から明らかであろう。
このようにして検出された均熱状態は、オペレータにと
って有益なデータを提供し、安定な運転を実現するが、
この均熱状態を用いれば、その均熱の度合、すなわち圧
延材の均熟度の改善をはかることができる。
って有益なデータを提供し、安定な運転を実現するが、
この均熱状態を用いれば、その均熱の度合、すなわち圧
延材の均熟度の改善をはかることができる。
次に、均熱状態を用いて均熟度を制御する本発明の具体
的な方法について説明する。
的な方法について説明する。
第7図は、その方法を示す本発明の一実施例である。
図において、第2図と同一番号のものは同一物を示す。
50は温度検出器を示し、第2図の51〜5nに相当す
る。
る。
10は炉を示し、その詳細は、例えば第8図に示す如き
ものである。
ものである。
第8図において、100は炉本体、101は燃料供給管
、102〜106はバーナー、112〜116は各バー
ナーに供給する燃料を調節する調節弁を示す。
、102〜106はバーナー、112〜116は各バー
ナーに供給する燃料を調節する調節弁を示す。
120は装入された圧延材を移送するためのコンベアを
示し、予熱帯と加熱帯を分担している。
示し、予熱帯と加熱帯を分担している。
130は均熱帯に達した圧延材を炉から外部へ抽出する
ためのコンベアである。
ためのコンベアである。
121と122はコンベア120を駆動するモーター、
131と132はコンベア130を駆動するモーターで
ある。
131と132はコンベア130を駆動するモーターで
ある。
第7図および第8図に示される140は、計算機6から
出力される信号に応じて調節弁112〜116およびモ
ーター121,122,131,132を制御する炉制
御装置である。
出力される信号に応じて調節弁112〜116およびモ
ーター121,122,131,132を制御する炉制
御装置である。
係る第7図の構成において、予熱、加熱、均熱された圧
延材3は、炉10から抽出される。
延材3は、炉10から抽出される。
抽出完了された圧延材3は、1本1本温度検出器50に
よってその周方向の温度を検出される。
よってその周方向の温度を検出される。
この検出値Tl−Tnは計算機6に取込まれ、ここでそ
の圧延材に関する均熱状態を検出する。
の圧延材に関する均熱状態を検出する。
この具体的な方法は、種々考えられるが、この例の場合
には、検出値の最大値TMAXと最小値TMINとの差
ΔTMによって均熱状態を認識するものとする。
には、検出値の最大値TMAXと最小値TMINとの差
ΔTMによって均熱状態を認識するものとする。
ΔTMによって均熱状態を認識する具体的な方法につい
ては、第2図と第3図およびそれらの上述した説明に明
らかであるので、ここでは省略する。
ては、第2図と第3図およびそれらの上述した説明に明
らかであるので、ここでは省略する。
次に、計算機6は、演算後記憶装置63に記憶している
均熱状態ΔTMを用いて、その均熱が予め設定されてい
る基準ΔToよりも悪い場合には、炉10の均熱帯域で
の速度を調整する。
均熱状態ΔTMを用いて、その均熱が予め設定されてい
る基準ΔToよりも悪い場合には、炉10の均熱帯域で
の速度を調整する。
すなわち、ΔTMにある係数Gを乗じ、プロセス入出力
装置61を介して炉制御装置140へ速度設定修正量Δ
SKを出力する。
装置61を介して炉制御装置140へ速度設定修正量Δ
SKを出力する。
ΔSK=G・ΔTM ・・・(6
)ただし、Gは係数であり、この値はその炉プロセスに
よって決まるものである。
)ただし、Gは係数であり、この値はその炉プロセスに
よって決まるものである。
ある場合にシンセシス法によって試行錯誤を繰り返しな
がら求めてもよい。
がら求めてもよい。
ΔSKを組込んだ炉制御装置140は、この修正量に見
合った速度修正をモーター131 ,132について行
なう。
合った速度修正をモーター131 ,132について行
なう。
もちろん、モーター131,132の速度修正に伴なっ
て、予熱帯、加熱帯もその影響を受けるので、ΔSKが
ある値よりも大きいときにはモーター1 21 , 1
22もΔSKに応じた速度修正を行なう方が好ましい
。
て、予熱帯、加熱帯もその影響を受けるので、ΔSKが
ある値よりも大きいときにはモーター1 21 , 1
22もΔSKに応じた速度修正を行なう方が好ましい
。
モーター121,122の速度修正量は、計算機6から
ΔSKとは別個に出力しても良いし、炉制御装置140
においてΔSKをもとに計算して、それに基づいて調整
することも可能である。
ΔSKとは別個に出力しても良いし、炉制御装置140
においてΔSKをもとに計算して、それに基づいて調整
することも可能である。
このように、均熱状態ΔTMに基づいて、均熱帯のモー
ター速度を修正すれば、圧延材の在炉時間を調節できる
ので、均熱状態を良好にすることができる。
ター速度を修正すれば、圧延材の在炉時間を調節できる
ので、均熱状態を良好にすることができる。
均熱状態の調整はモーターの速度調整によれば簡単に実
現できるが、これのみに限るものではなく、燃料量の調
節や、バーナーの噴射角度の調節、バーナーフレームの
長さ調節等による炉内の熱エネルギー分布を調節するこ
とによっても実現できる。
現できるが、これのみに限るものではなく、燃料量の調
節や、バーナーの噴射角度の調節、バーナーフレームの
長さ調節等による炉内の熱エネルギー分布を調節するこ
とによっても実現できる。
このような熱エネルギー分布の調節は、圧延材の周方向
の均熱状態検出を圧延材の長さ方向に複数回繰り返し、
それらの値を用いることにより精度よく実現することが
できる。
の均熱状態検出を圧延材の長さ方向に複数回繰り返し、
それらの値を用いることにより精度よく実現することが
できる。
また、上述の例では圧延材1本毎の均熱状態検出により
炉10を調節したが、実用上は過去m本(mは2本以上
の任意の自然数)分の均熱状態を記憶しておいて、それ
らの値を用いて炉10の調節を行なう方が安定した制御
を実現できるので好ましい。
炉10を調節したが、実用上は過去m本(mは2本以上
の任意の自然数)分の均熱状態を記憶しておいて、それ
らの値を用いて炉10の調節を行なう方が安定した制御
を実現できるので好ましい。
この場合過去m本分の均熱状態の平均値を用いてもよい
が、時間と共に炉プロセスの状態は変化していることを
考えれば、m本分の均熱状態を同等に制御にアプライす
るのは好ましいと言えない。
が、時間と共に炉プロセスの状態は変化していることを
考えれば、m本分の均熱状態を同等に制御にアプライす
るのは好ましいと言えない。
そこで、過去m本分について夫々あるいは最新のものと
、それ以外のものに異なった影響係数を乗じた値を利用
する。
、それ以外のものに異なった影響係数を乗じた値を利用
する。
第7図の実施例の説明で用いたΔTMを均熱状態として
利用する場合には、次のような関係となる。
利用する場合には、次のような関係となる。
ΔSKj=G1・ΔTM1+G2・ΔTM2+・・・−
+Gm ・ΔTMm ・・・(7) ただし、ΔSKjはj番目の圧延材抽出時点における炉
10の制御量、G1−Gmは各影響係数、ΔTMt〜Δ
TMmは過去m本分の均熱状態を示す。
+Gm ・ΔTMm ・・・(7) ただし、ΔSKjはj番目の圧延材抽出時点における炉
10の制御量、G1−Gmは各影響係数、ΔTMt〜Δ
TMmは過去m本分の均熱状態を示す。
あるいは、
ΔSKj=G1・ΔTM1+Gj−1.ΔsKj−、・
・・(8) ただし、G1は最新の均熱状態ΔTMIに乗ずるための
影響係数、ΔSKj−1はj − 1番目の圧延材抽出
時点における炉10の制御量、Gj−1はΔsK−
1に乗ずるための影響係数を示す。
・・(8) ただし、G1は最新の均熱状態ΔTMIに乗ずるための
影響係数、ΔSKj−1はj − 1番目の圧延材抽出
時点における炉10の制御量、Gj−1はΔsK−
1に乗ずるための影響係数を示す。
影響係数を均熱状態に乗じて最新の均熱状態ほど重要視
(重みづけ)した制御は、上記(7) , (8)式に
限られるものではない。
(重みづけ)した制御は、上記(7) , (8)式に
限られるものではない。
上述の第7図の実施例では、圧延材3が炉から抽出され
ると直ちに均熱状態を検出し、その値に基づいて炉を制
御したが、−上記の第4図の如き均熱状態検出方法を用
いた検出値に基づいて炉の制御を行なっても差し支えな
い。
ると直ちに均熱状態を検出し、その値に基づいて炉を制
御したが、−上記の第4図の如き均熱状態検出方法を用
いた検出値に基づいて炉の制御を行なっても差し支えな
い。
この場合、圧延材が炉出側から圧延機まで移送される間
の温度に関する外乱を受けており、ある場合には、その
補償(例えば平滑の手法を用いる)を行なう方が好まし
い。
の温度に関する外乱を受けており、ある場合には、その
補償(例えば平滑の手法を用いる)を行なう方が好まし
い。
逆に、その温度に関する外乱が時間の関数としてあまり
変化しないということが実験上確かめられたプロセスに
おいては、第4図に示した様な均熱状態検出値をそのま
ま利用するのが好ましい。
変化しないということが実験上確かめられたプロセスに
おいては、第4図に示した様な均熱状態検出値をそのま
ま利用するのが好ましい。
これらの場合についても、過去m本分のデータに基つい
て炉の制御を行なう方が好ましいのは当然である。
て炉の制御を行なう方が好ましいのは当然である。
次に、均熱状態の検出値を用いて圧延材の均熱制御を行
なう他の実施例を説明する。
なう他の実施例を説明する。
第9図は本発明の他の実施例を示す。
図において、第7図と同一番号は同一物を示す。
20は圧延材3の均熱状態を調節する設備を示し、具体
的には圧延材の周方向に電極を設置し、電流を各電極で
調整してジュール熱の発生を周方向で制御する加熱装置
とか、あるいは圧延材の周方向に冷却水のノズルを設置
し、その流量や圧力を調整して圧延材周方向の温度分布
を制御する冷却装置等である。
的には圧延材の周方向に電極を設置し、電流を各電極で
調整してジュール熱の発生を周方向で制御する加熱装置
とか、あるいは圧延材の周方向に冷却水のノズルを設置
し、その流量や圧力を調整して圧延材周方向の温度分布
を制御する冷却装置等である。
200は均熱状態を調節する設備20を制御する均熱制
御装置を示す。
御装置を示す。
破線で示した300は圧延機の回転速度、開度等を制御
する圧延機制御装置を示す。
する圧延機制御装置を示す。
係る構成において、炉10から抽出された圧延材3は、
その周方向の温度を温度検出器50によって検出される
。
その周方向の温度を温度検出器50によって検出される
。
この検出値T1〜Tnは、計算機6において上述と同様
の手法によって、均熱状態が検出される。
の手法によって、均熱状態が検出される。
検出された均熱状態がある基準の値よりも悪いという判
断がなされた場合には、炉10が第7図の場合と同様の
考え方にて制御される。
断がなされた場合には、炉10が第7図の場合と同様の
考え方にて制御される。
しかし、ここにおいて注意しなければならないのは、炉
から抽出された圧延材3について均熱状態を検出し、そ
の結果に基いて炉10をどのように制御しようとも、そ
の抽出された圧延材3の均熱状態を良好にすることは不
可能であるということである。
から抽出された圧延材3について均熱状態を検出し、そ
の結果に基いて炉10をどのように制御しようとも、そ
の抽出された圧延材3の均熱状態を良好にすることは不
可能であるということである。
そこで、均熱状態を検出された圧延材3をフイードフォ
ワード制御によって良好な均熱状態にしようとするのが
この第9図に示す実施例である。
ワード制御によって良好な均熱状態にしようとするのが
この第9図に示す実施例である。
いま、ある圧延材3について均熱状態を検出したところ
、あまり良い結果が得られなかったものとする。
、あまり良い結果が得られなかったものとする。
計算機6は、記憶している均熱状態に応じて均熱制御量
を均熱制御装置200に出力する。
を均熱制御装置200に出力する。
ここでもうひとつ注意しなければならないのは、温度検
出器50の検出位置と検出値を計算機6が記憶しておく
ことの必要性である。
出器50の検出位置と検出値を計算機6が記憶しておく
ことの必要性である。
ある温度検出器によって検出された圧延材3の位置と、
例えば冷却ノズルの位置が一致しなければ意味をなさな
いからである。
例えば冷却ノズルの位置が一致しなければ意味をなさな
いからである。
そこで計算機6は単に均熱状態に比例した信号を制御装
置200に出力するのではなく、均熱状態に各温度検出
器の出力T1に応じた係数を乗じ、その検出器の設置位
置に対応した冷却ノズルの制御量を出力する。
置200に出力するのではなく、均熱状態に各温度検出
器の出力T1に応じた係数を乗じ、その検出器の設置位
置に対応した冷却ノズルの制御量を出力する。
このような制御量を受取った均熱制御装置200は、当
該圧延材3が到達したことを示す鋼片検知器201の出
力によって、その制御量に見合った調節を各冷却ノズル
に対して行なう。
該圧延材3が到達したことを示す鋼片検知器201の出
力によって、その制御量に見合った調節を各冷却ノズル
に対して行なう。
このような制御を行なうことにより、炉から抽出された
圧延材についても均熱状態を良好にせしめることを可能
とする。
圧延材についても均熱状態を良好にせしめることを可能
とする。
なお、計算機6は圧延機制御装置300に対しても出力
している(図の破線部参照)が、これは均熱状態の良否
を圧延機制御側に認識させることももちろんであるが、
均熱状態の検出結果を用いて圧延機側の各設定値を再設
定することを示すものである。
している(図の破線部参照)が、これは均熱状態の良否
を圧延機制御側に認識させることももちろんであるが、
均熱状態の検出結果を用いて圧延機側の各設定値を再設
定することを示すものである。
この破線部の制御は、均熱制御ということと直接には関
係しないが、良質の製品を得るためには必要な制御とな
る。
係しないが、良質の製品を得るためには必要な制御とな
る。
以上詳細に説明したように本発明によれば、製管プロセ
ス等で問題となる偏肉パイプ発生の重要なポイントとな
る均熱状態を検出できる。
ス等で問題となる偏肉パイプ発生の重要なポイントとな
る均熱状態を検出できる。
また、検出された均熱状態を用いて炉その他の均熱状態
を制御できるので、安定した運転を実現できる。
を制御できるので、安定した運転を実現できる。
第1図は穿孔用の圧延機例を示す図面、第2図は均熱状
態検出の一具体例を示す図面、第3図は均熱状態検出の
具体的な方法を示すフローチャート図面、第4図は均熱
状態検出の他の一具体例を示す図面、第5図および第6
図は第4図に示す実施例を説明するための図面、第7図
は本発明による均熱状態制御の一実施例を示す図面、第
8図は炉の一例を示す図面、第9図は本発明による均熱
状態制御の他の実施例を示す図面である。 5,50,51〜55……温度検出器、6……計算機、
7……データ入力部、8……表示部、9……速度計、1
0……炉、140……炉制御装置、20……均熱調整の
ための設備、200……均熱制御装置300……圧延機
制御装置。
態検出の一具体例を示す図面、第3図は均熱状態検出の
具体的な方法を示すフローチャート図面、第4図は均熱
状態検出の他の一具体例を示す図面、第5図および第6
図は第4図に示す実施例を説明するための図面、第7図
は本発明による均熱状態制御の一実施例を示す図面、第
8図は炉の一例を示す図面、第9図は本発明による均熱
状態制御の他の実施例を示す図面である。 5,50,51〜55……温度検出器、6……計算機、
7……データ入力部、8……表示部、9……速度計、1
0……炉、140……炉制御装置、20……均熱調整の
ための設備、200……均熱制御装置300……圧延機
制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 炉から抽出された圧延材の周方向について複数の点
で温度を測定し、該測定値に基づいて均熱状態を検出し
、該検出された均熱状態に応じて前記炉における圧延材
の在炉時間あるいは/および箭記炉内の温度を調整する
ことを特徴とする圧延材の均熱制御方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の均熱制御方法において
、測定された複数の前記温度測定値のうち最大値と最小
値との差の値を前記均熱状態の指数とし、該指数を用い
て前記炉における圧延材の在炉時間あるいは/および前
艷炉内の温度を調整することを特徴とする圧延材の均熱
制御方法人3 前記特許請求の範囲第1項記載の均熱制
御方法において、前記圧延材を回転させ、かつ前記圧延
材の進入地点に設けやれた1個または複数の温度検出器
の出力を回転速度に同期した時間間隔で取込み、該取込
んだ値を前記測定値として均熱状態を検出し、該検出さ
れた均熱状態に応じて前記炉における圧延材の在炉時間
あるいは/および前記炉内の温度を調整することを特徴
とする圧延材の均熱制御方法。 4 炉から抽出された直後の棒状の圧延材の周方向につ
いて複数の点で温度を測定し、該測定値に基づいて均熱
状態を検出し、該均熱状態に応じて前記炉と圧延機の間
に設けられた均熱調整手段を制御することを特徴とする
圧延材の均熱制御方法。 5 特許請求の範囲第4項記載の均熱制御方法において
、前記均熱状態を用いて前記炉の均熱調整部をフィード
バック制御することを特徴とする圧延材の均熱制御方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52024830A JPS5814487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 圧延材の均熱制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52024830A JPS5814487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 圧延材の均熱制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53109854A JPS53109854A (en) | 1978-09-26 |
| JPS5814487B2 true JPS5814487B2 (ja) | 1983-03-19 |
Family
ID=12149101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52024830A Expired JPS5814487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 圧延材の均熱制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814487B2 (ja) |
-
1977
- 1977-03-09 JP JP52024830A patent/JPS5814487B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53109854A (en) | 1978-09-26 |
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