(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよびマンドレルロールと、前記リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールと、圧延中の前記リング状素材の直径を計測するための定寸ロールと、前記アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備えたリングローリングミルであって、
前記回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に前記直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおける前記直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおける前記直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、前記第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返して前記アキシャルロールの回転数制御を行い、
前記Δtは、０．０５〜０．１０ｓｅｃの範囲から選ばれる一定の間隔であり、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、
かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａ（ａは所定の許容誤差率）
の場合は、前記第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、
または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａ
の場合には制御回転数をそのまま維持することを特徴とするリングローリングミル。
【請求項２】
リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよびマンドレルロールと、前記リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールと、圧延中の前記リング状素材の直径を計測するための定寸ロールと、前記アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備えたリングローリングミルを用いたリング圧延材の製造方法であって、
前記回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に前記直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおける前記直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおける前記直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、前記第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返して前記アキシャルロールの回転数制御を行い、
前記Δtは、０．０５〜０．１０ｓｅｃの範囲から選ばれる一定の間隔であり、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、
かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａ（ａは所定の許容誤差率）
の場合は、前記第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、
または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａ
の場合には制御回転数をそのまま維持することを特徴とするリング圧延材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状素材に熱間圧延を行い所定形状のリング圧延材を得るためのリングローリングミルおよび該リングローリングミルを用いたリング圧延材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、航空機用エンジンのタービンディスク等のリング状超耐熱合金製品は、リングローリングミルを用いた熱間圧延（リング圧延）で成形されたリング圧延材に機械加工を施して製造される。かかるリングローリングミルは、例えば、リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよび非駆動マンドレルロールと、リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールとを基本的な構成として備える。
【０００３】
上述のリングローリングミルを用いてリング状素材を圧延する場合、径方向の圧下によっても軸方向の圧下によっても、周長つまりリング直径が拡大する。したがって、この直径拡大に応じてアキシャルロールの位置や回転速度を適切に制御することが必要である。
例えば、回転塑性加工装置の操作上の不利、不便の解消等を目的とする特許文献１（特開昭６２−１０１３３３号）には、キングロールおよび上下アキシアルロールの回転速度を検出するセンサーと、上下アキシアルロールからなるアキシアル方向圧延部の位置を検出するセンサーと、円筒状材料の位置を検出するセンサーとを設けた回転塑性加工装置の速度制御装置が開示されている。かかる速度制御装置は、キングロール回転速度信号を用いた演算により上下アキシアルロールの回転速度を指令する演算装置と、円筒状材料の位置信号を用いた演算によりアキシアル方向圧延部の位置を指令する演算装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１０１３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の回転塑性加工装置の速度制御装置等によれば、リング状素材の大きさ等の情報を基にしたアキシャルロールの位置・回転速度制御が可能となる。しかしながら、かかる従来の制御装置では以下の問題点があった。
リング圧延の場合、圧延中のリング状素材は真円であるとは限らず、むしろ楕円形状のように真円度が低くなる可能性の方が高い。この場合、アキシャルロールの回転速度や位置をリング状素材の外周位置情報を基にした演算出力によって制御しようとすると、長軸側と短軸側の差があるため、かかる演算出力による制御は大きくばらつき、不安定なものとなる。そのため、所望の寸法および精度に仕上げるためには、圧延速度等を低下させるなどの手段でばらつきを抑える必要があり、リング圧延に要する時間も長くなってしまうという問題があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、リング圧延における安定した形状制御に好適なリングローリングミルおよびリング圧延材の製法方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のリングローリングミルは、リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよびマンドレルロールと、前記リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールと、圧延中の前記リング状素材の直径を計測するための定寸ロールと、前記アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備えたリングローリングミルであって、
前記回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に前記直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおける前記直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおける前記直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、前記第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返して前記アキシャルロールの回転数制御を行い、
前記Δtは、０．０５〜０．１０ｓｅｃの範囲から選ばれる一定の間隔であり、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、
かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａ（ａは所定の許容誤差率）
の場合は、前記第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、
または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａ
の場合には制御回転数をそのまま維持することを特徴とする。
【００１０】
本発明のリング圧延材の製造方法は、リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよびマンドレルロールと、前記リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールと、圧延中の前記リング状素材の直径を計測するための定寸ロールと、前記アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備えたリングローリングミルを用いたリング圧延材の製造方法であって、
前記回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に前記直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおける前記直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおける前記直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、前記第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返して前記アキシャルロールの回転数制御を行い、
前記Δtは、０．０５〜０．１０ｓｅｃの範囲から選ばれる一定の間隔であり、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、
かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａ（ａは所定の許容誤差率）
の場合は、前記第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、
前記第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、
または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａ
の場合には制御回転数をそのまま維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るリングローリングミルおよびリング圧延材の製造方法によれば、リング圧延における安定した形状制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るリングローリングミルの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すリングローリングミルの断面図である。
【図３】本発明に係るリングローリングミルおよびリング圧延材の製造方法における回転数制御部の制御フローを示す図である。
【図４】回転数制御部において回転数を設定する制御フローの具体例を示す図である。
【図５】回転数制御部において回転数を設定する制御フローの他の具体例を示す図である。
【図６】回転数制御部において回転数を設定する制御フローの他の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るリングローリングミルは、リング状素材を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロールおよびマンドレルロールと、リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロールと、圧延中のリング状素材の直径を計測するための定寸ロールと、アキシャルロールの回転数（回転速度）を制御する回転数制御部を備える。
さらに、回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に上記直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおける直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおける直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返してアキシャルロールの回転数制御を行う。ここで、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔの場合は、第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合は、制御回転数をそのまま維持する。
【００１４】
圧延中のリング状素材の真円度が低下して楕円形状になると、定寸ロールが読み取るリング状素材の直径は周期的に変動することになる。なお、定寸ロールが直接的に読み取るのはリング状素材の外周面位置であるが、対峙する回転駆動主ロールは径方向には変位しないため、かかる外周面位置の読み取りはリング状素材の直径の計測として取り扱う。
この場合、真円状のリング素材であれば直径がリング圧延の進行途中で小さくなることはありえない。それにもかかわらず上述のように周期的に変動するリング素材の直径をそのまま制御回転数の演算に使用すると、真円の場合には現実にはありえない形状変化に基づく演算を行い、その結果を基にアキシャルロールの回転数が設定されることになる。そのため、アキシャルロールの回転数制御は、不安定なものになってしまう。これに対して、本発明は、回転数制御部において、現実にはありえないような形状変化情報に基づく回転数制御を回避することで、回転数制御の安定化を実現したものである。
【００１５】
以下、本発明に係るリングローリングミルおよびリング圧延材の製造方法の実施形態を、図を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各実施形態において説明する構成は、他の実施形態の趣旨を損なわない限りにおいて他の実施形態においても適用することが可能であり、その場合、重複する説明は適宜省略する。
【００１６】
＜リングローリングミルの第一の実施形態＞
図１は本発明に係るリングローリングミルの一実施形態の概略配置を示す斜視図、図２はその断面模式図である。図１に示すリングローリングミル１００は、機械的要素として、リング状素材１を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロール２およびマンドレルロール３と、リング状素材１を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロール４と、圧延中のリング状素材１の直径を計測するための定寸ロール５とを備える。回転駆動主ロール２およびアキシャルロール４はモータで駆動され、マンドレルロール３は自由回転する。マンドレルロールは所定の圧下速度により、主ロール方向に移動し、リング状素材の径方向の圧延が行われる。上記機械的要素の基本構成は従来のリングローリングミルと同様である。
【００１７】
回転駆動主ロール２はリング状素材１の外周側に接してリング状素材を回転させる。非駆動・従動のマンドレルロール３は回転駆動主ロール２に対置され、マンドレルロール３の軸は回転駆動主ロール２の軸と平行である。
円錐状の一対の回転駆動アキシャルロール４は、リング状素材１を挟んで対称的に、かつ頂点がリング状素材の内側になるように配置される。アキシャルロール４の回転数を制御することでリング状素材の形状制御が可能である。定寸ロール５（タッチロール）がリング状素材１の外周面に接してリング状素材の外周面位置を検出することで、水平方向には不動の回転駆動主ロールとの位置関係から、アキシャルロール４の回転数制御に用いるリング状素材１の直径（外径）が計測される。なお、リング状素材１の軸方向の厚さＴは一対の回転駆動アキシャルロール４の位置を検出し、その間隔から計測することができる。
【００１８】
リングローリングミル１００は、さらにアキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備える。かかる回転数制御部で実行される回転数制御のフローチャートの例を図３に示す。回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎にリング状素材の直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返してアキシャルロールの回転数制御を行う。圧延中のリング状素材の寸法情報をアキシャルロールの回転数にフィードバックすることで圧延条件を適正化することができる。
【００１９】
回転数制御部において、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔの場合は、第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合は、制御回転数をそのまま維持する。かかる制御を実現する具体的な制御フローの一例を図４に示す。
リング圧延を開始後、上述の定寸ロールを用いたリング状素材の位置検出によって、時間間隔Δｔ毎にリング状素材の直径を計測する。すなわち、時刻ｔにおけるリング状素材の直径Ｌｔを計測し、時間Δｔ経過後にリング状素材の直径Ｌｔ＋Δｔを計測する。次に、直径Ｌｔ＋Δｔを直径Ｌｔと比較して、Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ以上であれば、アキシャルロール回転数計算に用いる直径パラメータＬとしてＬｔ＋Δｔを格納する。一方、Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ未満であれば、アキシャルロール回転数計算に用いる直径パラメータＬとしてＬｔを格納する。次に、直径パラメータＬを基にアキシャルロールの回転数Ｎａｒをあらかじめ設定した計算式Ｎａｒ＝ｆ(Ｌ)に基づき算出する。かかる計算式は装置の諸元等に基づいて決定すればよい。例えば、以下の式を用いることができる。
Ｎａｒ＝(ｉｓ・Ｎｓｍ・Ｄｓ・（Ｄ−２ｘ）)／（２ｉａ・ｓｉｎ(θａ/２)・(Ｌ−ｘ)・Ｄ）
ｉｓ：主ロール減速比
Ｎｓｍ：主ロールモータ回転数[rpm]
Ｄｓ：主ロール径[mm]
Ｄ：リング状素材直径（外径）[mm]
ｘ(=βＴ)：周速合わせ位置[mm]、β：任意定数、Ｔ：リング状素材の厚さ
ｉａ：アキシャルロール減速比
θａ：アキシャルロール傾き角[rad]
【００２０】
上記計算式で算出されたアキシャルロールの回転数Ｎａｒをモータに出力して、アキシャルロールの回転数（回転速度）が制御される。リング状素材の直径の計測はさらにΔｔ経過毎に行われ、図４に示した制御フローが反復継続される。
ここで、Ｌｔ＋Δｔを計測した際、Ｌｔ＋Δｔを直径パラメータＬとして格納するということは、上記計算式によって新たな制御回転数が算出、設定されることを意味する。一方、Ｌｔ＋Δｔを計測した際、Ｌｔを直径パラメータＬとして格納するということは、計算式で算出される回転数Ｎａｒが不変となり、制御回転数がそのまま維持されることを意味する。上述のように、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合は真円を仮定した場合にはありえない状態である。かかる状態を基にアキシャルロールの回転数が変更されることを回避することで、安定したリング圧延が可能になる。
【００２１】
なお、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合に、制御回転数をそのまま維持するための制御フローは図４に示す実施形態に限らない。図５にはアキシャルロールの回転数の制御フローの他の実施形態を示す。図５に示す実施形態では、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合の処理が図４の実施形態と異なるが、それ以外の制御フローは図４の実施形態と同様である。Ｌｔ＋ΔｔをＬｔと比較した結果、Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ未満の場合には、あらたなアキシャルロール回転数の算出、設定をスキップし、次の直径計測フローに移行する。かかる制御フローでも制御回転数をそのまま維持することができる。
【００２２】
Δｔはリング圧延中、常に一定の間隔である。また、Δｔの大きさはこれを特に限定するものではないが、０．０５〜０．１０ｓｅｃとリングの回転周期に対して１／５０〜１／３０の値が望ましい。
なお、回転数制御は、例えばリング圧延開始後１０秒程度で開始し、直径Ｌｔの初期値は圧延前のリング素材の寸法に基づいた値を入力しておけばよい。
【００２３】
＜リング圧延方法＞
上述のリングローリングミルを用いたリング圧延材の製造方法を図１および２を参照しつつ、以下に説明する。使用するリングローリングミル１００は、上述のようにリング状素材１を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロール２およびマンドレルロール３と、リング状素材を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロール４と、圧延中のリング状素材１の直径を計測するための定寸ロール５と、アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備える。リングローリングミルの構成は上述のとおりであるので説明を省略する。
マンドレルロール３はリング状素材１の内側に、回転駆動主ロール２はリング状素材１の外側に配置される。リング状素材１は回転駆動主ロールと接することで回転する。あらかじめ設定された圧延スケジュールに基づき、マンドレルロールが回転駆動主ロール側に向かって変位し、リング状素材は径方向に圧下される。また、リング状素材の軸方向は、回転駆動する一対のアキシャルロールによって圧下される。
【００２４】
上述のとおり、回転数制御部は、所定の時間間隔Δｔ毎に直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返してアキシャルロール４の回転数制御を行う。第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔの場合は、第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔの場合は、制御回転数をそのまま維持する。かかる回転数制御部における制御フローの詳細は上述のとおりであるので説明を省略する。
【００２５】
なお、前記定寸ロールで測定した圧延中の前記リング状素材の直径の値がＬｔ＋Δｔ＜Ｌｔとなった場合は、アキシャルロールの制御回転数をそのまま維持するとともに、設定された圧延スケジュールを一時中断することができる。その設定された圧延スケジュールを一時中断する場合は、マンドレルロールによる径方向の圧下速度を０ｍｍ／秒とする加圧解除ステップを行うことができる。マンドレルロールによる径方向の圧下速度を０ｍｍ／秒とすると、リング圧延素材の径方向の圧下は中断される。そして、計測値がＬｔ＋Δｔ≧Ｌｔとなったときに圧延スケジュールを再開する。この操作を組合わせることによって、より確実に楕円となるのを防止することができる。
【００２６】
＜リングローリングミルの第二の実施形態＞
次に、回転数制御部の構成が図４の構成と異なる、リングローリングミルの他の実施形態（第二の実施形態）について説明する。リングローリングミルの機械的要素は図１および２に示した第一の実施形態と同様である。すなわち、リング状素材１を径方向から圧下して圧延するための回転駆動主ロール２およびマンドレルロール３と、リング状素材１を軸方向から圧下して圧延するための一対の回転駆動アキシャルロール４と、圧延中のリング状素材１の直径を計測するための定寸ロール５とを備える。かかる機械的要素は第一の実施形態と同様であるので詳細の説明は省略する。
【００２７】
アキシャルロールの回転数を制御する回転数制御部を備える点も上記第一の実施形態と同様である。また、回転数制御部が、所定の時間間隔Δｔ毎にリング状素材の直径を計測する第１のステップと、時刻ｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔと、時刻ｔ＋Δｔにおけるリング状素材の直径の計測値Ｌｔ＋Δｔとの比較を行う第２のステップと、第２のステップの比較結果を基に制御回転数を設定する第３のステップとを繰り返してアキシャルロールの回転数制御を行う点も上記第一の実施形態と同様である。但し、第二の実施形態では、第２のステップの比較結果が、
Ｌｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａ（ａは所定の許容誤差率）の場合は、第３のステップにおいてＬｔ＋Δｔを基に新たな制御回転数を算出、設定し、第２のステップの比較結果が、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａの場合には制御回転数をそのまま維持する。すなわち、第２のステップおいて、Ｌｔ＋ΔｔとＬｔとの比較条件に加えて［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔとａ（ａは所定の許容誤差率）との比較条件が重畳している点が第一の実施形態と異なる点である。
【００２８】
リング圧延においてリング状素材が楕円形状になると、定寸ロールが長径側の寸法も検出する。特に真円度が低い場合に、定寸ロールの計測値を基にアキシャルロールの新たな制御回転数を算出、設定すると、アキシャルロールの回転数制御が不安定なものになる。そこで、リング状素材の直径の計測値の変動許容量を設定しておき、リング状素材の直径の変動がそれを超えた場合も、制御回転数をそのまま維持する制御を行う点が、第一の実施形態と異なる点である。図６は回転数制御部の具体的な制御フローを示す図である。
【００２９】
リング圧延を開始した後、上述の定寸ロールを用いたリング状素材の位置検出によって、時間間隔Δｔ毎にリング状素材の直径を計測する。すなわち、時刻ｔにおけるリング状素材の直径Ｌｔを計測し、時間Δｔ経過後にリング状素材の直径Ｌｔ＋Δｔを計測する。次に、直径Ｌｔ＋Δｔを直径Ｌｔと比較して、Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ以上であれば、次のフローに進む。一方、Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ未満であれば、Ｌｔをアキシャルロール回転数計算に用いる直径パラメータＬとして格納する。Ｌｔ＋ΔｔがＬｔ以上の場合は、さらに［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔをあらかじめ設定された許容誤差率ａと比較し、［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔが許容誤差率ａ以下であれば、Ｌｔ＋Δｔをアキシャルロール回転数計算に用いる直径パラメータＬとして格納する。一方、［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔが許容誤差率ａを超える場合は、Ｌｔを直径パラメータＬとして格納する。次に、直径パラメータＬを基にアキシャルロールの回転数Ｎａｒをあらかじめ設定した計算式Ｎａｒ＝ｆ(Ｌ)に基づき算出する。アキシャルロールの回転数Ｎａｒの算出は第一の実施形態と同様であるので説明は省略する。算出されたアキシャルロールの回転数Ｎａｒをモータに出力して、アキシャルロールの回転数が制御される。リング状素材の直径の計測はさらにΔｔ経過毎に行われ、図６に示した制御フローが反復継続される。なお、許容誤差率aは、適宜設定することができるが０．２以上が好ましい。
【００３０】
なお、Ｌｔ＋ΔｔとＬｔとの比較、［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔとａとの比較のフローは図６に示す構成に限定されるものではない。例えば、比較の順序を逆にして［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔとａとの比較を先に実行してもよいし、図５で示したフローと同様としてもよい。
【００３１】
なお、Ｌｔ＋Δｔ＜Ｌｔ、または［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ＞ａの場合にアキシャルロールの制御回転数をそのまま維持するとともに、マンドレルロールによる径方向の圧下速度を０ｍｍ／秒とする加圧解除ステップを同時に行うことができる。マンドレルロールによる径方向の圧下速度を０ｍｍ／秒とすると、リング圧延素材の径方向の圧下は中断される。そして、計測値がＬｔ＋Δｔ≧Ｌｔ、かつ［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔ≦ａとなったときにマンドレルロールによる圧延スケジュールを再開する。この操作を組合わせることによって、より確実に楕円となるのを防止することができる。
【００３２】
上記第二の実施形態に係るリングローリングミルを用いることで、安定したリング圧延を行う上で好適なリング圧延材の製造方法を実現することができる。回転数制御部における制御フローは上述のとおりであり、それ以外の構成も第一の実施形態を用いたリング圧延材の製造方法と同様であるので、これらの説明は省略する。
【実施例】
【００３３】
図１および２に示す機械的要素を有するリングローリングミルを用い、図６に示す制御フローでリング圧延を行った。圧延に供したリング状素材は７１８合金である。その寸法は外径９００ｍｍ、内径６００ｍｍ、軸方向の厚さ２００ｍｍであった。また、圧延終了時のリング圧延材の目標寸法は外径１１６０ｍｍ、内径９３０ｍｍ、軸方向の厚さ１９０ｍｍであった。Δｔは０．０９ｓｅｃ、許容誤差率ａは０．２６に設定し、１０００℃でリング圧延を行った（本発明１）。
上記と同一条件にて、圧延中の前記リング状素材の直径の値がＬｔ＋Δｔ＜Ｌｔとなったときに設定された圧延スケジュールを一時中断する工程を適用し、マンドレルロールによる径方向の圧下速度を０ｍｍ／秒とする加圧解除ステップを実施した。そして、計測値がＬｔ＋Δｔ≧Ｌｔとなったときに圧延スケジュールを再開したリング圧延を行った（本発明２）。
また、比較のために、Ｌｔ＋ΔｔとＬｔとの比較および［Ｌｔ＋Δｔ−Ｌｔ］／Ｌｔとａとの比較を行わずに、リング状素材の直径の計測値をそのまま使用してアキシャルロールのあらたな制御回転数を算出する制御フローでリング圧延を行った。しかし、リング圧延中に楕円が発生し、変形が大きくなったためリング圧延を途中で中止した。
【００３４】
リング圧延後のリング圧延材の寸法を測定した。寸法測定はパス（測定器）を使用して、９０°毎に２ヶ所、リング圧延材の最外径、最内径、高さを測定した。外径を測定したときの最大径と最小径の差を真円度しとした。
その結果を表１に示す。表１に示すように、本発明の形状制御したリング圧延材はほぼ狙い通りの安定した寸法形状が得られていることがわかる。また、楕円のような形状不良も認められなかった。
【００３５】
【表１】
0006650110.tif 000002
【符号の説明】
【００３６】
１：リング状素材
２：回転駆動主ロール
３：マンドレルロール
４：アキシャルロール
５：定寸ロール
１００：リングローリングミル
【図１】
0006650110.tif 000003
【図２】
0006650110.tif 000004
【図３】
0006650110.tif 000005
【図４】
0006650110.tif 000006
【図５】
0006650110.tif 000007
【図６】
0006650110.tif 000008