BR112012027654B1

BR112012027654B1 - Laminador a frio para laminar uma tira de aço, sistemas de laminação em tandem e de laminação inversor, e, métodos de modificação de um sistema de laminação e operacional de um laminador a frio

Info

Publication number: BR112012027654B1
Application number: BR112012027654-9A
Authority: BR
Inventors: Yasunari Shinichi; Shimaya Fumihisa
Original assignee: Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery, Inc.
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2018-03-13
Also published as: JP4928653B1; JPWO2013042204A1; WO2013042204A1; KR20130054965A; KR101424375B1; EP2572808A1; EP2572808B1; CN103118813A; CN103118813B; BR112012027654A2

Abstract

laminador a frio para laminar uma tira de aço, sistemas de laminação em tandem e de laminação inversor, e, métodos de modificação de um sistema de laminação e operacional de uma laminador a frio. reduzindo-se o diâmetro do rolo de trabalho, a laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas, enquanto evitando-se a diminuição de produtividade devida ao uso de um tal laminador de rolo de trabalho de pequeno diâmetro como no laminador do tipo cluster. um laminador a frio 51 para laminar uma tira metálica 1 de largura mínima não menor do que 600 mm e largura máxima não menor do que 1500 mm, porém não maior do que 1900 mm, compreende um par de rolos intermediários superior e inferior 2 para laminar a tira de aço 1 a ser laminada; um par de rolos intermediários superior e inferior 3 suportando os rolos de trabalho 2, respectivamente; um par de rolos de apoio superior e inferior 4, suportando os rolos intermediários 3, respectivamente; um dispositivo de deslocamento de rolo de direção axial 23 para cada um dos rolos intermediários 3; e dispositivos de desvio 10,11 para cada um dos rolos de trabalho 2 e rolos intermediários 3. cada um dos rolos de trabalho 2 tem um diâmetro não menor do que 300 mm, porém não maior do que 400 mm e cada rolo intermediário 3 tem um diâmetro não menor do que 560 mm, porém não maior do que 690 mm.

Description

(54) Título: LAMINADOR A FRIO PARA LAMINAR UMA TIRA DE AÇO, SISTEMAS DE LAMINAÇÃO EM TANDEM E DE LAMINAÇÃO INVERSOR, E, MÉTODOS DE MODIFICAÇÃO DE UM SISTEMA DE LAMINAÇÃO E OPERACIONAL DE UM LAMINADOR A FRIO (73) Titular: MITSUBISHI-HITACHI METALS MACHINERY, INC., Companhia Japonesa. Endereço: 34-6, Shiba5Chome, Minato-Ku, Tóquio 108-0014, JAPÃO(JP) (72) Inventor: SHINICHI YASUNARI; FUMIHISA SHIMAYA

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 20/09/2011, observadas as condições legais

Expedida em: 13/03/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente “LAMINADOR A FRIO PARA LAMINAR UMA TIRA DE AÇO, SISTEMAS DE LAMINAÇÃO EM TANDEM E DE LAMINAÇÃO INVERSOR, E, MÉTODOS DE MODIFICAÇÃO DE UM SISTEMA DE LAMINAÇÃO E OPERACIONAL DE UM LAMINADOR A FRIO”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um laminador a frio, um sistema de laminação em tandem, sistema de laminação inversor, um método de modificação para um sistema de laminação e um método operacional para um laminador a frio.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Para os sistemas de laminação que variam quase 1500 - 1900 mm na largura de tira máxima das especificações do sistema, de acordo com os resultados reais, as tiras de aço doce e/ou tiras de aço de alta resistência são produzidas em grandes quantidades pelos sistemas de laminação em tandem de laminadores de altura-quatro ou altura-seis com diâmetros de rolo de trabalho quase de 420 - 630 mm. Este fato pode ser verificado pelas especificações do sistema mostradas no Documento de Não-Patente 1, por exemplo.

Por outro lado, para satisfazer as necessidades para laminar tiras de aço mais duro e para laminar em mais elevadas relações de redução, é eficaz reduzir o diâmetro do rolo de trabalho do laminador. Tal laminador tipo grupo, como descrito no Documento de Patente 1, existe como um exemplo típico de laminadores cujos diâmetros de rolo de trabalho variam até quase 200 mm. Estes laminadores são vantajosos para produzir tiras de aço muito duro, tais como tiras de aço inoxidável e tiras de aço eletromagnético. Documentos da Técnica Anterior

Documentos de Patente

Documento de Patente 1: JP-3034928

Documentos de Não-Patente

Documento de Não-Patente 1: “Cold Strips Manufacturing Equipment Specifications and Plant Equipment Layout in Japan”, compilado/revisado pelo Iron and Steel Institute of Japan (Collaborative Research Workshop, Working Group on Steel Strips, Sub-Committee on Cold-Rolled Steel Strips)

Documento de Não-Patente 2: Textbook of the 101 st Lecture on Plastic Working, “Basics and Application of Strip Rolling - Crown and Flatness”, pp. 62, Fig. 1.3.2, publicado pela Japan Society for Technology of Plasticity)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Problema a Ser Resolvido pela Invenção

Para os sistemas de laminação que variam quase de 1500 1900 mm na largura máxima de tira das especificações do sistema, as tiras de aço doce e/ou tiras de aço de alta resistência, principalmente usadas para automóveis, são produzidas em grandes quantidades pelos sistemas de laminação em tandem dos laminados de altura-quatro ou altura-seis com os diâmetro do rolo de trabalho quase de 420 - 630 mm. Nos últimos anos, a demanda por estas tiras de aço está se expandindo particularmente em mercados de tira de aço de alta resistência. Há também necessidades crescentes de tiras de aço de elevada resistência mais duras do que antes e de laminar tiras de aço de alta resistência da mesma dureza como antes em mais elevadas relações de redução. Os dois métodos discutidos abaixo são concebíveis para tratar as necessidades de laminar tiras de aço mais duras e de laminar em mais elevadas relações de redução.

Um primeiro método é reduzir o diâmetro do rolo de trabalho do laminador. O laminador tipo grupo discutido anteriormente aqui como um laminador típico tendo um diâmetro de rolo de trabalho de 200 mm ou menos, é um exemplo de um tal laminador.

Entretanto, laminadores que empregam rolos de trabalho de pequeno diâmetro, tais como o laminador tipo grupo, são inadequados para produção em massa e não se pode esperar alta produtividade destes moinhos.

Um segundo método é aumentar o número de cadeiras de laminados em tandem de especificações convencionais. Mesmo se uma cadeira permanecer imutada em capacidades de laminação, aumentando-se o número de cadeiras melhora-se a capacidade de redução de laminação total do laminador em tandem. Em outras palavras, toma-se possível, enquanto mantendo-se um detalhe de alta produtividade do laminador em tandem, laminar tiras de aço mais duras e implementar a laminação em mais elevadas relações de redução. Aumento no número de cadeiras dos laminadores, entretanto, significa aumentar significativamente um investimento inicial em novo trabalho de instalação ou um investimento adicional em trabalho de modificação.

Por estas razões, os sistemas de laminação convencional discutidos acima têm apresentado uma diminuição de produtividade devido ao uso de um laminador de trabalho de pequeno diâmetro, um significativo aumento de custos devido ao aumento de cadeiras, e outros problemas, como no laminador tipo grupo.

Um objetivo da presente invenção é prover um laminador a frio, sistema de laminação em tandem, sistema de laminação inversor, método de modificação de sistema de laminação e método operacional de laminador a frio, em que, reduzindo-se o diâmetro do rolo de trabalho, a laminação de uma tira de aço mais dura do que jamais e a laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução pode ser realizada, enquanto evitando-se a diminuição de produtividade devido ao uso do laminador de trabalho de pequeno diâmetro como usado no laminador tipo grupo.

Outro objetivo da presente invenção é prover um laminador a frio, sistema de laminação em tandem, método de modificação do sistema de laminação e método operacional de laminador a frio, em que alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e, sem aumentar as cadeiras, laminação de uma tira de aço mais dura do que antes e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, podem ser realizadas.

Meios para Resolver os Problemas

Para atingir o objetivo acima, um primeiro aspecto da presente invenção provê um laminador a frio para laminar uma tira de aço de largura mínima não menor do que 600 mm e largura máxima não menor do que 1500 mm, porém não maior do que 1900 mm, o laminador incluindo: um par de rolos de trabalho superior e inferior; um par de rolos intermediários superior e inferior suportando os rolos de trabalho, respectivamente; um par de rolos de apoio superior e inferior suportando os rolos intermediários, respectivamente; um dispositivo de mudança de rolo de direção axial para o rolo intermediário; e dispositivos de dobrar para cada um dos rolos de trabalho e rolos intermediários, em que cada um dos rolos de trabalho tem um diâmetro não menor do que 300 mm, porém não maior do que 400 mm e cada um dos rolos intermediários tem um diâmetro não menor do que 560 mm, porém não maior do que 690 mm.

Os presentes inventores, após estudar as combinações de diâmetros de rolo, que permitem em um laminador a frio de altura-seis um formato de tira a ser apropriadamente mantido e uma pressão de contato entre os rolos a ser mantida dentro de uma faixa permissível (crítica), descobriram uma tal combinação de diâmetros de rolos de trabalho e diâmetros de rolos intermediários como mencionado acima e constataram, assim, ser possível obter-se uma mais elevada relação de redução do que a da técnica anterior. Como resultado, a laminação de uma tira de aço mais dura do que jamais, a ser laminada e a laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas.

Em razão da laminação de altura-seis, é possível também evitar uma diminuição de produtividade devido ao uso de um tal laminador de trabalho de pequeno diâmetro, como no laminador tipo grupo.

Adicionalmente, quando um sistema de laminação em tandem é construído usando-se pelo menos uma cadeira de um laminador a frio de acordo com a presente invenção, utilizando-se rolos de trabalho de diâmetros menores do que os dos convencionais, alta produtividade do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e, sem aumentar as cadeiras, laminação de uma tira de aço mais dura do que antes e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, podem ser conseguidas.

Um segundo aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, no primeiro aspecto da invenção, uma unidade de transmissão de rolo de trabalho, para rotacionalmente acionar os rolos de trabalho, é provida como uma unidade de transmissão para o laminador.

O acionamento do rolo de trabalho não provoca deslizamento potencial entre os rolos, em comparação com acionamento indireto do rolo intermediário ou rolo de apoio.

Além disso, mesmos e rompimento da tira ocorrer e a tira de aço quebrada toma-se emperrada entre os rolos de trabalho superior e inferior ou toma-se enrolada em tomo do rolo de trabalho, fazendo com que o rolo de trabalho abruptamente pare, provendo-se a unidade de transmissão de rolo de trabalho com um dispositivo preventivo de sobrecarga, o dispositivo preventivo de sobrecarga é imediatamente ativado para possibilitar que o laminador seja parado.

Além disso, o laminador é livre de uma força tangencial de acionamento, provavelmente a ser exercida sobre o rolo de trabalho no caso do acionamento do rolo intermediário e isto evita que o rolo de trabalho dobre na direção horizontal e, assim, possibilita que o laminador desenvolva sua capacidade de controle do formato original.

Um terceiro aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, no segundo aspecto da invenção, a unidade de acionamento do rolo de trabalho inclui fusos de engrenagem adaptados para transmitir uma força motriz de um motor elétrico para cada um dos rolos de trabalho.

Com um tal detalhe, mesmo se o diâmetro de fuso for o mesmo, um maior torque de transmissão pode ser obtido, em comparação com uma junta universal.

Um quarto aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, no segundo e terceiro aspectos da invenção, a unidade de transmissão de rolo de trabalho inclui um dispositivo preventivo de sobrecarga, adaptado para evitar avaria aos fusos.

Com um tal detalhe, mesmo se ocorrer ruptura da tira e a tira de aço rompida tomar-se emperrada entre os rolos de trabalho superior e inferior ou tomar-se enrolada em tomo de um rolo de trabalho sobrecarregando o rolo de trabalho, o dispositivo preventivo de sobrecarga é imediatamente ativado para possibilitar que o laminador seja parado sem avariar o fuso.

Um quinto aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, em qualquer um dos primeiro ao quarto aspectos da invenção, o laminador inclui ainda um dispositivo de deslocamento de rolo, adaptado para deslocar um ou outro dos rolos de trabalho e dos rolos intermediários, em relação aos eixos geométricos dos outros rolos, para um lado de entrada ou de saída em uma direção de laminação.

Com um tal detalhe, a deflexão horizontal do rolo de trabalho na direção de laminação pode ser suprimida tão pouco quanto possível, de modo que operação de laminação mais estável possa ser assegurada.

Um sexto aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, no primeiro aspecto da invenção, uma unidade de transmissão de rolo intermediária, para rotacionalmente acionar os rolos intermediários, é provida como uma unidade de transmissão para o laminador.

Com um tal detalhe, uma vez que o rolo intermediário é usualmente projetado a fim de ser de diâmetro maior do que o rolo de trabalho, o fuso motriz pode ser projetado também a fim de permanecer dentro de uma faixa do diâmetro de rolo intermediário. Isto possibilita que o fuso motriz da unidade de transmissão seja manufaturado para suficiente resistência contra um torque necessário.

Um sétimo aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que no sexto aspecto da invenção a unidade de transmissão de rolo intermediária inclui juntas universais adaptadas para transmitir uma força motriz de um motor elétrico para cada um dos rolos intermediários.

Com um tal detalhe, a unidade motriz de rolo pode ser manufaturada em um custo mais baixo do que em um caso em que ela utiliza um fuso de engrenagem.

Um oitavo aspecto da presente invenção provê o laminador a frio em que, no sexto ou sétimo aspecto da invenção, o laminador inclui ainda um dispositivo de deslocamento de rolo, adaptado para deslocar um ou outro dos rolos de trabalho e dos rolos intermediários em relação aos eixos geométricos dos outros rolos para um lado de entrada ou de saída em uma direção de laminação.

Com um tal detalhe, a deflexão horizontal do rolo de trabalho em uma direção de laminação pode ser suprimida tão pouco quanto possível, de modo que operação de laminação mais estável pode ser assegurada.

Um nono aspecto da presente invenção provê um sistema de laminação em tandem que compreende uma fileira de diversas cadeiras de laminadores, em que as diversas cadeiras dos laminadores incluem pelo menos uma cadeira do laminador a frio de acordo com qualquer um dos primeiro ao oitavo aspectos da presente invenção.

Os diversas cadeiras dos laminadores podem ser todas de laminador a frio de acordo com qualquer um dos primeiro ao oitavo aspectos da presente invenção.

Com tais detalhes, alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e, sem aumentar as cadeiras, podem ser realizadas laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução.

Um décimo aspecto da presente invenção provê um sistema de laminação inversor, compreendendo pelo menos um laminador inversor, em que o laminador inversor inclui pelo menos uma laminador a frio de acordo com qualquer um dos primeiro ao oitavo aspectos da presente invenção.

Com um tal detalhe, no sistema de laminação inversor, a laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, pode ser conseguida, enquanto evitando-se diminuição de produtividade devida ao uso do rolo de trabalho de pequeno diâmetro como usado no laminador tipo grupo.

Um décimo-primeiro aspecto da presente invenção provê um método de modificação de um sistema de laminação tendo um ou diversas cadeiras de laminadores, o método compreendendo modificar pelo menos uma cadeira do laminador em laminador a frio de acordo com qualquer um dos primeiro ao oitavo aspectos da presente invenção.

Com um tal detalhe, no sistema de laminação em tandem, alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e, sem aumentar as cadeiras, podem ser realizadas laminação de uma tira de aço mais dura do que antes e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução.

Além disso, no sistema de laminação inversor, utilizando-se o existente sistema, a laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, podem ser obtidas.

Um décimo-segundo aspecto da presente invenção provê um 5 método operacional de um laminador a frio, o método compreendendo laminar a tira de aço em uma mais elevada relação de redução do que 12%, utilizando-se o laminador a frio de acordo com qualquer um dos primeiro ao oitavo aspectos da presente invenção.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, reduzindo-se o diâmetro do rolo de trabalho, a laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e a laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, podem ser conseguidas, enquanto evitando-se a diminuição de produtividade devida ao uso do laminador de rolo de trabalho de pequeno diâmetro, como usado no laminador tipo grupo.

Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e, sem aumentar as cadeiras, laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é uma vista lateral de um laminador de altura-seis.

A Fig. 2 é uma vista externa do laminador de altura-seis, tomada de uma direção da seta A da Fig. 1.

A Fig. 3 é uma vista externa do laminador de altura-seis, tomada de uma direção da seta B da Fig. 1.

A Fig. 4 é um gráfico que representa cargas críticas de laminação, em que um formato de tira apropriado é capaz de ser retido combinando-se vários diâmetros de rolos intermediários para rolos de trabalho, a fim de encontrar uma carga máxima em que o formato de tira apropriado seja retível.

A Fig. 5 é um diagrama que mostra resultados de simulação calculados de cargas de laminação permissíveis, derivadas de pressões de contato entre rolos permitidas de resistência de rolo nas combinações de diâmetros de rolo de trabalho e correspondentes diâmetros de rolo intermediários ótimos da Fig. 4.

A Fig. 6 é um diagrama que mostra as cargas de laminação críticas em que o formato de tira apropriado é capaz de ser mantido nas combinações dos diâmetros de rolo de trabalho e correspondentes diâmetros de rolo intermediários ótimos que foram obtidos na Fig. 4, os dados de carga de laminação sendo adicionalmente mostrados com os resultados de cálculo da Fig. 5.

A Fig. 7 é um diagrama que mostra resultados de simulação calculados das relações de redução que foram obtidas para cada diâmetro de rolo de trabalho sob as cargas de laminação permissíveis, derivadas da Fig. 6, os resultados de cálculo sendo adicionalmente mostrados com os dados de carga da Fig. 6.

A Fig. 8 é um diagrama que mostra resultados dos estudos que, em combinações de diferentes diâmetros de rolos intermediários fixos e vários diâmetros de rolo de trabalho, foram conduzidos de uma maneira similar àquela da Fig. 7.

A Fig. 9 é um diagrama que mostra resultados de estudos que, em combinações de diâmetros de rolo de trabalho e correspondentes diâmetros de rolos intermediários, foram conduzidos com duas diferentes larguras de tira, 600 mm e 1900 mm, de uma maneira similar àquela da Fig. 7.

A Fig. 10 é um diagrama que mostra resultados de estudo comparativo no número de cadeiras requeridas para laminação de tira de aço de alta resistência de 780-MPa com rolos de trabalho com diâmetro de 34011 mm e com rolos com diâmetro de trabalho de 475-mm convencionais.

A Fig. 11 é um diagrama que mostra resultados de estudos comparativos sobre relações de redução nas respectivas cadeiras e relações de redução cumulativas para laminação de tira de aço de alta resistência 780MPa, com rolos de trabalho com diâmetro de 340-mm e com os rolos de trabalho de 475 mm convencionais.

A Fig. 13 é um diagrama que mostra resultados de estudo comparativo sobre relações de redução nas respectivas cadeiras e relações de redução cumulativa para laminação de tira de aço de alta resistência 1180MPa com os rolos de trabalho de 340 mm de diâmetro e com os rolos de trabalho com diâmetro de 475-mm convencionais.

A Fig. 14 é uma vista externa que mostra um sistema de transmissão de um tipo de transmissão de rolo de trabalho, a visão externa tendo sido tirada de um lado do laminador.

A Fig. 15 é uma vista longitudinal esquemática mostrando um fuso de engrenagem em seção.

A Fig. 16A é uma vista longitudinal esquemática, mostrando uma junta universal em seção.

A Fig. 16B é uma vista secional tomada ao longo da linha A-A da Fig. 16A.

A Fig. 17 é um diagrama representando uma relação entre um diâmetro externo de um acoplamento de fuso e um torque transmissível máximo.

A Fig. 18A é uma ilustração que mostra um leiaute geral de partes de acoplamento de fusos emparelhados superior e inferior.

A Fig. 18B é uma ilustração que mostra o leiaute de partes de acoplamento para melhorada resistência de fuso.

A Fig. 19A é uma ilustração que mostra uma unidade de transmissão de rolo de trabalho com um tipo de fuso de limitador de torque hidráulico como um dispositivo preventivo de sobrecarga.

A Fig. 19B é uma ilustração que mostra uma unidade de transmissão de rolo de trabalho provida com um tipo de acoplamento de limitador de torque hidráulico como um dispositivo preventivo de sobrecarga.

A Fig. 19C é uma ilustração mostrando uma configuração em que um acoplamento para conectar um eixo de saída de uma caixa de engrenagem para um motor elétrico é provido com um pino de cisalhamento como um disco preventivo de sobrecarga.

A Fig. 20A é um diagrama mostrando um método de desvio de rolo de trabalho.

A Fig. 20B é um diagrama mostrando um método de desvio de rolo intermediário.

A Fig. 21 é uma vista externa que mostra um sistema de transmissão de um tipo de transmissão de rolo intermediário, a vista externa tendo sido tomada de um lado do laminador.

A Fig. 22 é um diagrama mostrando uma forma de realização de um sistema de laminação em tandem construído usando-se um laminador a frio da presente invenção.

A Fig. 23 é um diagrama mostrando uma forma de realização de um sistema de laminação inversor construído usando-se um laminador a frio da presente invenção.

A Fig. 24 é um diagrama mostrando um exemplo de modificação de um sistema de laminação em tandem empregando um laminador a frio da presente invenção.

A Fig. 25 é um diagrama mostrando outro exemplo de modificação de um sistema de laminação em tandem empregando um laminador a frio da presente invenção.

A Fig. 26 é um diagrama mostrando um apropriado formado de tira.

A Fig. 27 é um diagrama mostrando um formato de tira considerado não ser apropriado.

MODOS PARA REALIZAR A INVENÇÃO

Como discutido anteriormente aqui, as tiras de aço doce e/ou tiras de aço de alta resistência, usadas principalmente para automóveis, são requeridas serem produzidas em massa. Tradicionalmente, portanto, sistemas de laminação de altura-quatro ou altura-seis de um tipo em tandem, com rolos dispostos em uma fileira foram empregados e como anteriormente discutido, os respectivos diâmetros de rolo de trabalho variaram quase de 420 a 530 mm. Entretanto, as necessidades de laminar tiras de aço de mais elevada resistência do que sempre e de laminar tiras de aço de alta resistência da mesma dureza que antes em mais elevadas relações de redução estão aumentando. Além disso, para responder a estas necessidades, os diâmetros dos rolos de trabalho de laminadores em tandem precisam redução abaixo dos diâmetros de rolos convencionais.

Tendências e situações atuais associadas com a redução do diâmetro do rolo de trabalho em laminadores em tandem que subjazem a presente invenção são descritas abaixo.

O fato de que os diâmetros de rolos de trabalho quase de 420 a 530 mm foram tradicionalmente usados é como discutido acima e, por uma perspectiva histórica, os diâmetros de rolos de trabalho estão mudando cada ano e têm uma tendência a serem reduzidos, o que é mostrado no Documento de Não-Patente 2. Esta tendência é julgada implicar em crescentes necessidades de mercado para tiras de aço mais finas e mais duras. Para uso automotivo das tiras de aço doce e/ou de tiras de aço de alta resistência para o qual a presente invenção é objetivada, está sendo exigido sob crescente percepção da importância da conservação ambiental que a redução no peso da carroceria do veículo para uma melhoria da eficiência do combustível e uma melhoria da resistência para mais elevada resistência em colisão ser assegurada ao mesmo tempo, e as necessidades de tiras de aço mais finas e mais duras estão crescendo. É um movimento natural, portanto, que os rolos de trabalho dos laminadores sejam reduzidos em diâmetro para satisfazer aquelas necessidades, porém, de fato, diâmetros de rolo de trabalho reais ainda permanecem na faixa mencionada acima.

Uma de suas causas principais seria que estudos suficientes, tradicionalmente não sendo conduzidos em uma relação entre a redução do diâmetro do rolo de trabalho de laminadores em tandem e capacidades de redução de laminação dos laminadores. Os presentes inventores dedicaram atenção às capacidades de redução de laminação dos laminadores para redução do diâmetro do rolo de trabalho em um laminador em tandem e às influências sinteticamente estudadas dos diâmetros de rolo impostos nas pressões de contato entre rolos e controlabilidade de formato, bem como a relação de redução. Como resultado, os inventores obtiveram um novo conhecimento de uma faixa de diâmetro de rolo de trabalho ótima estando presente para as capacidades de redução de laminação e confirmaram por este conhecimento que os rolos de trabalho podem ser reduzidos de diâmetro em 20 - 25%, em comparação com os dados reais que foram obtidos nos produtos convencionais.

Aqui abaixo, derivação dos diâmetros ótimos de rolo de trabalho, focalizada na redução de diâmetro, será descrita em detalhes.

Primeiro, uma configuração de um laminador a frio de alturaseis de acordo com a presente invenção é descrito abaixo se usando as Figs. 1 a 3. A Fig. 1 é uma vista lateral do laminador de altura-seis e as Figs. 2 e 3 são vistas externas do laminador de altura-seis, tomadas das direções das setas A e B, respectivamente, na Fig. 1.

Como mostrado na Fig. 1, o laminador de altura-seis 51 inclui: um par de rolos de trabalho superior e inferior 2 para laminar um material a ser laminado (tira de aço) 1 que é um material metálico, entrando em contato direto com ele; um par de rolos intermediários superior e inferior 3 suportando os rolos de trabalho 2, respectivamente; e um par de rolos de apoio 4 suportando os rolos intermediários 3, respectivamente. Os caixas de mancais 8 e 9 são montados nas extremidades de cada um dos rolos de trabalho 2 e rolos intermediários 3 e, como mostrado na Fig. 2, os dispositivos de curvatura de rolo de trabalho 10 e dispositivos de curvatura de rolo intermediário 11 são dispostos para dobrar os rolos de trabalho e os rolos intermediários exercendo uma força vertical sobre os caixas de mancais 8 e 9. Os recintos 5 funcionam como uma estrutura de suporte que utiliza caixas de mancais 6 dos rolos de apoio 4.

Em uma região inferior de cada recinto 5 é instalado um dispositivo aparafusador hidráulico 7 como meio de redução de laminação, que move a caixa de mancais 6 de cada rolo de apoio inferior 4 verticalmente, para reduzir a espessura do material 1 a ser laminado.

Os dispositivos de curvatura de rolo de trabalho 10 pode prover os rolos de trabalho com curvatura crescente e curvatura decrescente.

Nos rolos intermediários emparelhados superior e inferior 3, os dispositivos de mudança de rolo 23 (vide Fig. 3) são montados a fim de possibilitar que os rolos intermediários movam-se em uma direção axial dos rolos. Um exemplo de um dispositivo de mudança de rolo 23 é descrito abaixo se usando a Fig. 3. A caixa de mancais 9 de cada rolo intermediário 3 é intercalado entre os dispositivos de deslocamento de rolo intermediário 19 e cada um dos dispositivos de deslocamento de rolo intermediário 19 é encaixado em um bloco de projeto 17 e montado em um bloco de mudança

12, móvel na direção axial do rolo. Aqui, cada um dos dispositivos deslocados do rolo intermediário 19 é colocado para mover o rolo intermediário 3 em uma direção horizontal e mudar uma posição relativa do região operacional 3 com respeito ao rolo de trabalho correspondente 2. Os detalhes do arranjo, finalidade e operação do dispositivo de deslocamento do rolo intermediário 19 serão explicados mais tarde. Em um lado de acionamento, os blocos de mudança 12 são acoplados à caixa de mancais de rolo intermediário 9 via placas retentoras 14, cada uma acionada por um cilindro hidráulico 15, e os blocos de mudança 12 em um lado operacional são acoplados aos blocos de mudança 12 do lado motriz via suportes 18. Estes integram o rolo intermediário 3 e os blocos de mudança 12. Cilindros hidráulicos são instalados sobre as estruturas de deslocamento 24 fixadas nos recintos 5 e são acoplados aos blocos de mudança 12 no lado de acionamento. Com um tal arranjo, acionando-se os cilindros hidráulicos 16, o rolo intermediário 3 e os blocos de mudança 12 podem ser movidos para uma posição desejada na direção axial do rolo. Em particular, uma vez que cada dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 contém um dispositivo de curvatura de rolo intermediário 11, um ponto em que uma força de curvatura atua permanece imutado, mesmo quando o rolo intermediário 3 é deslocado na direção axial do rolo e/ou o rolo intermediário 3 é movido na direção horizontal.

Adicionalmente, na presente forma de realização, como mostrado na Fig. 1, um chanfro afilado 3a quase de 1000 R, é provido na extremidade de cada rolo intermediário 3. ETma distância de um ponto de partida do chanfro 3a e uma extremidade do material 1 a ser laminado é denominada “UCô”. A UCó é expressa com um sinal mais quando o ponto de partida do chanfro 3a é posicionado fora da extremidade da tira e com um sinal menos quando o ponto de partida é posicionado dentro da extremidade da tira.

Os resultados da simulação que é feita utilizando-se o laminador acima mencionado 51 como um modelo são explicados abaixo.

O fraseado “formato de tira apropriado”, que é usado na subsequente descrição, é primeiro definido aqui. Na presente invenção, formatos superiores de tira laminada foram simulados em várias combinações de diâmetros de rolos de trabalho, diâmetros de rolos intermediários e larguras de tiras, e cada uma das cargas de laminação críticas, em que os formatos superiores de tira assim obtidos podem satisfazer as seguintes condições, é expresso como “a carga de laminação crítica possibilitando que um formato de tira seja mantido apropriadamente”, e o formato de tira naquela ocasião é definido como o “formato de tira apropriado”.

Isto é, h(0)>h(x) (0<x<b) ... Expressão 1 e

ôh(x)=0 (0<x<2/3b) ... Expressão 2 em que x: coordenadas em uma direção da largura de tira com uma origem estabelecida em uma parte central da largura de tira., b: metade da largura de tira B, h(x): espessura de tira do lado de saída na posição de “x”, e δ(χ): quantidade de parte superior da tira na posição de “x” (= h(0) - h(x)) (mm).

As Figs. 26 e 27 mostram mais exemplos específicos. O formato de tira apropriado é um tal formato coroa como mostrado na Fig. 26, em que uma parte da tira que não uma parte central, é de mesma espessura que a parte central ou de espessura menor do que a parte central (expressão 1) e em que até a posição de 2/3 da largura de tira de seu centro, a coroa de tira é zero (expressão 2). Contrariamente como mostrado na Fig. 27, um formato em que a parte da tira que não a parte central é maior em espessura do que a parte central ou em que a coroa de tira não é zero de uma posição mais central do que a posição de 2/3 da largura de tira a partir de seu centro (expressão 2), não é considerada ser o formato coroa de tira apropriado.

Em seguida, os resultados da simulação são descritos abaixo. Tiras de aço de alta resistência de 1650 mm de largura de tira foram usadas como materiais de tira. Primeiro, a Fig. 4 é um gráfico que representa as cargas de laminação críticas possibilitando que o formato de tira seja mantido apropriadamente em combinações de vários diâmetros de rolo intermediários para os rolos de trabalho. O eixo geométrico horizontal representa os diâmetros de rolos intermediários e o eixo geométrico vertical representa cargas de laminação (aqui, carga de laminação por largura de tira: tons/mm) Um certo diâmetro de rolo intermediário foi variado para cada um dos diâmetros de rolo de trabalho de 250 mm, 300 mm, 330 mm, 340 mm, 380 mm, 400 mm, 450 mm e 475 mm e as cargas de laminação críticas, possibilitando que o formato de tira seja mantido apropriadamente, foram calculadas. Os dados que foram obtidos empregando-se os rolos de trabalho de 330 mm e 340 mm de diâmetro são mostrados como um conjunto integrado de dados, uma vez que não havia substancialmente nenhuma diferença entre ambos. Isto resulta no seguinte sendo derivado. Os dados em parênteses na Fig. 4 são diâmetros de rolos intermediários ótimos para cada diâmetro do rolo de trabalho.

1. Por exemplo, para o diâmetro do rolo de trabalho de 475 mm, quando o diâmetros de rolo intermediário é aumentado na ordem de 500 mm, um valor máximo da carga de laminação possibilitando o formato de tira ser mantido apropriadamente por até 580 mm, porém, uma vez que 580 mm tenham sido excedidos, o valor máximo da carga de laminação possibilitando o formato de tira ser mantido apropriadamente imutado, mesmo para qualquer diâmetro de rolo intermediário maior do que 580 mm, isto é, o efeito de aumentar o diâmetro do rolo intermediário somente achata.

Neste caso, o menor possível diâmetro de rolo será selecionado considerando-se os custos iniciais de manufatura de rolo e subsequente custos de administração na real operação da planta. Além disso, o aumento do diâmetro do rolo não é preferível em termos de investimento do sistema, uma vez que o aumento no diâmetro do rolo resulta em aumento nas dimensões totais do laminador. Portanto, o diâmetro do rolo intermediário de 580 mm é ótimo para o diâmetro do rolo de trabalho de 475 mm. Os diâmetros ótimos dos rolos intermediários são também derivados para outros diâmetros de rolo de trabalho.

2. Quando o diâmetro do rolo de trabalho é reduzido, o diâmetro de rolo intermediário será maior. Isto ocorre porque um maior diâmetro de rolo intermediário será necessário a fim de compensar por uma diminuição na rigidez dos próprios rolos de trabalho em relação à carga, com a diminuição no diâmetro do rolo de trabalho.

3. A carga de laminação, possibilitando o formato de tira ser mantido apropriadamente, tende a diminuir com decrescente diâmetro do rolo de trabalho. Isto ocorre porque, quando o diâmetro do rolo de trabalho diminui, a eficácia do curvador do rolo de trabalho estender-se-á somente para uma parte em tomo da borda de tira.

Cargas de laminação permissíveis (aqui, cada carga por largura de tira unitária, em tons/mm) nas combinações de diâmetros de rolo de trabalho e correspondentes diâmetros de rolos intermediários ótimos da Fig. 4 foram calculadas por simulação baseada em pressões de contato (tensões Hertz) entre rolos permitidas por resistência de rolo. Os resultados da simulação são mostrados em um gráfico da Fig. 5. O eixo geométrico vertical representa os diâmetros de rolos de trabalho e o eixo geométrico horizontal representa as cargas de laminação (carga por largura de tira: tons/mm). Um aumento nas pressões de contato (tensões em hertz) entre os rolos provoca fadiga de contato de laminação, desse modo resultando na superfície de rolo fragmentar-se e/ou em outros problemas ocorrendo. Durante a simulação, foram conduzidos estudos de um ponto de vista de evitar que estes problemas ocorram.

De acordo com os estudos, há uma tendência de uma carga de laminação permissível aumentar quando o diâmetro do rolo de trabalho diminui. Em geral, uma pressão de contato típica no rolo é profundamente associada com a dureza do rolo e uma pressão de contato permissível aumenta com o aumento da dureza. Uma vez que os rolos de apoio, os rolos intermediários e os rolos de trabalho sejam usualmente manufaturados em mais elevados níveis de dureza nessa ordem, a pressão de contato permissível também aumenta nessa ordem. Contrariamente, as pressões de contato entre os rolos são ditadas (geometricamente) por uma combinação dos diâmetros de rolo, e as pressões de contato entre rolos aumenta com a diminuição do diâmetro. Com referência à Fig. 5, como exposto na Fig. 4, os diâmetros de rolo intermediários ótimos para cada diâmetro do rolo de trabalho aumenta com a diminuição do diâmetro do rolo de trabalho. Isto faz com que a carta permissível aumente com a diminuição do diâmetro do rolo de trabalho, na Fig. 5. Em outras palavras, como resultado do estudo das pressões de contato entre os rolos e a resistência de cada rolo, a resistência do rolo de apoio tomou-se um gargalo e, quando o diâmetro de rolo intermediário aumentava, a pressão de contato entre o rolo intermediário e o rolo de apoio diminuía, por cuja razão a tendência mostrada na Fig. 5 manifestou-se.

As cargas de laminação críticas, possibilitando que o formato de tira seja mantido apropriadamente nas combinações dos diâmetros de rolos de trabalho e diâmetros de rolo intermediário ótimos correspondentes que foram obtidos na Fig. 4, foram calculados e resultados do cálculo foram adicionados ao gráfico da Fig. 5. O resultado é a Fig. 6. Cargas de laminação permissíveis para servir como indicadoras para laminação real são obtidas pela Fig. 6. Isto é, o menor dos dados de dois gráficos da Fig. 6 é a carga de laminação permissível para o diâmetro do rolo de trabalho. Por exemplo, segue-se dos limites da pressão de contato que a carga de laminação permissível para o diâmetro do rolo de trabalho de 475 mm é quase 1,22 tons (1,17 t) /mm e segue-se dos limites do formato de tira que a carga de laminação permissível para o diâmetro do rolo de trabalho de 250 mm é quase de 0,95 ton (0,861) /mm).

As relações de redução de laminação, obtidas para diferentes diâmetros de rolos de trabalho sob as cargas de laminação permissíveis acima obtidas foram calculadas e então adicionadas aos dados da Fig. 6. O resultado é a Fig. 7. O eixo geométrico vertical no lado direito como mostrado representa as relações de redução de laminação (%).

De acordo com a Fig. 7, quando o diâmetro do rolo de trabalho diminui de 475 mm, a relação de redução de laminação obtida aumenta progressivamente, então demasiado em breve, alcançando um máximo perto de 340 mm de diâmetro do rolo de trabalho. Pode também ser visto que mais redução do diâmetro do rolo de trabalho diminui a redução da laminação ao contrário. Pode ser adicionalmente visto que, embora a relação da redução de laminação permaneça substancialmente igual, quase 14,5 - 15,0 %, em uma faixa de diâmetro do rolo de trabalho de 300 - 400 mm, a relação de redução da laminação diminui mais tanto para os diâmetros de rolos de trabalho menores do que 300 mm como para aqueles maiores do que 400 mm. As relações de redução de laminação de cerca de 14,5 - 15,0 %, obtidas na faixa de diâmetro de rolo de trabalho de 300 - 400 mm, são quase de 21 - 25 % tão elevadas quanto àquelas de cerca de 12% obtidas para diâmetros de rolos de trabalho convencionais. Após assim conduzir as recapitulações sintéticas de ambos pontos de vista dos limites da carga de laminação, possibilitando o formato de tira ser mantido apropriadamente, e os limites da carga de laminação restringidos pelas pressões de contato entre os rolos, os presentes inventores constataram que os diâmetros de rolos de trabalho de 300 - 400 mm são apropriados pelo fato de que uma elevada relação de redução de laminação pode ser obtida.

Além disso, se ± 5% do diâmetro do rolo de trabalho de 340 mm, em que a relação de redução de laminação atinge o pico, forem selecionados, os diâmetros de rolos de trabalho variam quase 320 - 360 mm, em cujo caso pode ser visto que elevadas relações de redução de laminação quase de 15 %, substancialmente iguais ao valor de pico da relação de redução de laminação, são obteníveis. Em termos de obter-se uma mais elevada relação de redução de laminação, portanto, os presentes inventores constataram ótimo que o diâmetro do rolo de trabalho seja confinado a uma faixa de 320 - 360 mm (quase 340 ± 5%).

O exposto acima é os resultados de estudo relativos às cargas de laminação críticas para as pressões de contato entre os rolos (Fig. 5), às cargas de laminação críticas para o formato de tira (Fig. 6) e relações de redução de laminação (Fig. 7), em combinações de diâmetros de rolos de trabalho e diâmetros de rolo intermediário ótimos. O diâmetro de rolo intermediário usado, entretanto, nem sempre necessita ser um valor ótimo. Isto é, como descrito acima, a faixa de diâmetro de rolo de trabalho apropriada na presente invenção é de 300 - 400 mm e os fatos de o diâmetro do rolo intermediário ótimo para o diâmetro de rolo de trabalho de 300 mm ser de 630 mm e o diâmetro de rolo intermediário ótimo para o diâmetro do rolo de trabalho de 400 mm ser de 600 mm são como mostrados na Fig. 4. Para o diâmetro do rolo de trabalho de 400 mm, se o diâmetro de rolo intermediário for de pelo menos de 600 mm, podem também ser obtidos efeitos equivalentes àqueles obteníveis para 600 mm. Isto significa que um diâmetro de rolo intermediário mínimo, necessário para obterem-se efeitos máximos para rolos de trabalho de 300 - 400 mm, é de 600 mm ou 630 mm, o que for maior, e que 630 mm, em particular, é mais preferível para melhores resultados. Os rolos, por outro lado, têm suas faixas operacionais, que são geralmente de uns 10%. Segue-se disto que o diâmetro de rolo intermediário de 630 mm x 1,1 vezes é de cerca de 690 mm, pelo que seria justo e honesto dizer que diâmetros de rolos intermediários permissíveis máximos de 630 690 mm para os diâmetros de rolos de trabalho de 300 - 400 mm são ótimos.

A Fig. 8 é um diagrama que mostra resultados de estudos que, em combinações de diferentes diâmetros de rolos intermediários fixos e vários diâmetros de rolos de trabalho, foram conduzidos de uma maneira similar àquela da Fig. 7. Os diâmetros de rolo intermediário são de 530 mm, 550 mm, 560 mm, 630 mm e 690 mm. A Fig. 8 indica que, como descrito acima quanto aos resultados de estudo nas cargas de laminação críticas para as pressões de contato entre rolos, as cargas de laminação críticas para o formato de tira e as relações de redução de laminação permitidas nas combinações de diâmetros de rolo de trabalho e diâmetros de rolo intermediário ótimos, quando o diâmetro de rolo intermediário é variado na faixa de 630 - 690 mm, o valor de pico da relação de redução de laminação pode ser obtido na faixa de diâmetro de rolo de trabalho de 300 - 400 mm. Além disso, para definir um limite inferior do diâmetro de rolo intermediário, o provimento de um critério de determinação, ditando que um diâmetro de rolo intermediário excedendo a relação de redução de laminação de cerca de 12%, obtenível na combinação convencional do diâmetro de rolo de trabalho de 475 mm e do diâmetro de rolo intermediário de 580 mm, deve ser adotado para obter-se um efeito na faixa de diâmetro de rolo de trabalho de 300 - 400mm, o que permite que se veja que 560 mm é o limite inferior do diâmetro de rolo intermediário. Neste caso, é julgado pela Fig. 8 que, perto do diâmetro de rolo de trabalho de 300 mm, uma vez que a relação de redução de laminação obtenível é menor do que 12%, o diâmetro do rolo intermediário de 550 mm é inapropriado.

Segue-se do acima que a faixa de diâmetro de rolo intermediário apropriada para os diâmetros de rolo de trabalho de 300 — 400 mm é de 560 - 690 mm.

As Figs. 4 a 8 aplicam-se a um caso em que o material de tira é uma tira de aço de alta resistência de 1650 mm de largura de tira e a Fig. 9 é um diagrama que mostra os resultados dos estudos que, em combinações de diâmetros de rolo de trabalho e diâmetros de rolo intermediário ótimos correspondentes, foram conduzidos com duas diferentes larguras de tira, 600 mm e 1900 mm, em uma maneira similar àquela da Fig. 7. Como pode ser visto pela Fig. 9, pode ser obtida uma tendência que, mesmo quando a largura de tira é variada em 600 mm - 1900 mm, a relação de redução de laminação em um elevado nível, na faixa de diâmetro de rolo de trabalho de 300 — 400 mm, como no caso da largura de tira de 1650 mm, de acordo com os resultados de estudo sobre as cargas de laminação críticas para as pressões de contato entre rolos, as cargas de laminação críticas para o formato de tira e relações de redução de laminação.

O diâmetro do rolo de apoio que foi usado para a simulação é de 1370 mm, que é adotado nos laminadores convencionais variando quase 1500 - 1900 mm na largura de tira máxima. Entretanto, o diâmetro do rolo de apoio de 1370 mm é apenas um exemplo e qualquer outro diâmetro de rolo de apoio pode ser usado somente se for determinado pelo diâmetro de gargalo de rolo de apoio e tamanho de gargalo a possibilidade de um laminador das larguras de tira acima suportar uma carga de laminação necessária máxima. Neste caso, a tendência de mudar as cargas de laminação críticas e relações de redução de laminação nas combinações de diâmetros de rolo de trabalho e correspondentes diâmetros de rolo intermediário das Figs. 4 a 9 também permanece invariável. Em comparação com o mesmo diâmetro de rolo de apoio, como no caso de utilizar-se o diâmetro de rolo de apoio de 1370 mm, uma mais elevada relação de redução pode ser conseguida na presente invenção do que nas combinações convencionais de diâmetros de rolo de trabalho e diâmetros de rolo intermediário.

Efeitos benéficos da aplicação em um sistema de laminação em tandem o laminador que emprega os rolos de trabalho de 340 mm, em que a relação de redução de laminação quase atinge o pico na faixa de diâmetro do rolo de trabalho de 300 - 400 mm, são a seguir descritos abaixo. O diâmetro de rolo intermediário ótimo neste caso é de 620 mm, de acordo com a Fig. 4. Na técnica anterior a que a presente invenção forma um contraste, por outro lado, o diâmetro de rolo intermediário ótimo, de um sistema de laminação em tandem com rolos de trabalho com diâmetro de 475 mm, é de 580 mm, de acordo igualmente com a Fig. 4.

A Fig. 10 é um diagrama que mostra resultados de estudo comparativo sobre o número de cadeiras requeridas para laminação de tira de aço de elevada resistência de 780-MPa, com rolos de trabalho com diâmetro de 340 mm e com rolos de trabalho com diâmetro de 475 mm da técnica anterior. Olhando os menores valores das cargas de laminação permissíveis, dependendo das pressões de contato entre rolos e da carga de laminação crítica possibilitando o formato de tira ser mantido apropriadamente, pode-se ver que 1,22 tons (1,11 t) / mm são aplicados quando o diâmetro do rolo de trabalho é de 475 mm, enquanto 1,13 tons (1,021) / mm são aplicados quando o diâmetro do rolo de trabalho é de 340 mm. Estes valores são usados como indicadores para limitação quando as cargas de laminação permissíveis para cada diâmetro de rolo de trabalho. Como resultado, pode ser visto que, para o diâmetro do rolo de trabalho de 475 mm, a laminação desejada dentro das cargas de laminação permissíveis é possível utilizando-se cinco cadeiras de laminadores. Para o diâmetro de rolo de trabalho de 340 mm, por outro lado, as cinco cadeiras permitem a laminação desejada com margens relativas às cargas permissíveis e mesmo quatro cadeiras reduzindo-se uma cadeira também possibilita a desejada laminação.

Resultados do estudo sobre relações de redução de laminação nas respectivas cadeiras e relações de redução de laminação cumulativas da Fig. 10 são mostradas na Fig. 11, em comparação entre a presente invenção e a técnica anterior. Os dados mostram um total de quatro cadeiras no caso da presente invenção e um total de cinco cadeiras no caso da técnica anterior. Os gráficos de barra representam relações de redução de laminação nas respectivas cadeiras, que são mostradas por sombreamento ou mascaração no caso da presente invenção e em forma de face de tipo de contorno (não26 sombreado ou não-mascarado) no caso da técnica anterior. Estes gráficos indicam que a presente invenção provê relações de redução de laminação de 4 - 5 % mais elevadas em cada cadeira do que na técnica anterior. Os gráficos de linha, por outro lado, representam as relações de redução de laminação cumulativas, após passagem através de cada cadeira, mostradas com uma linha cheia no caso da presente invenção e com uma linha tracejada no caso da técnica anterior. Por comparação de ambas, na passagem através de três cadeiras, a presente invenção provê relações de redução de laminação cumulativas tão altas quanto cerca de 10%, sobre números da técnica anterior, cujo fato explicitamente indica que o número de cadeiras pode ser reduzido na invenção.

A Fig. 12 mostra resultados de estudo comparativo do número de cadeiras requeridas para laminação de tira de aço de alta resistência de 1180 MPa, com os rolos de trabalho com diâmetro de 340 mm e com os rolos de trabalho de 475 mm de diâmetro da técnica anterior. Primeiramente, no caso dos rolos de trabalho com diâmetro de 475 mm, se a laminação for tentada com cinco cadeiras, quando as cargas de laminação em cada cadeira forem controladas sucessivamente a partir das cadeiras precedentes para permanecer dentro de uma tolerância, a carga na quinta cadeira final inevitavelmente aumentará, o que terminará na desejada laminação sendo inexequível. Se o número de cadeiras for aumentado para seis, as cargas em todas as cadeiras podem ser controladas para permanecer dentro da tolerância, assim tomando a laminação possível. No caso do diâmetro do rolo de trabalho de 340 mm, por outro lado, laminação desejada é possível nas cinco cadeiras, o que produz uma grande vantagem que uma cadeira pode ser economizada em comparação com os rolos de trabalho de 475 mm de diâmetro da técnica anterior. A comparação das relações de redução de laminação nas respectivas cadeiras e relações de redução de laminação cumulativas na Fig. 12, entre a presente invenção e a técnica anterior, é mostrada na Fig. 13 em um formato similar àquele da Fig. 11. Os dados mostram um total de cinco cadeiras no caso da presente invenção e um total de seis cadeiras no caso da técnica anterior. Os gráficos de barra representam relações de redução de laminação nas respectivas cadeiras, que são mostradas por sombreamento ou mascaração no caso da presente invenção, e em forma de face de tipo de contorno (nãosombreado ou não-mascarado) no caso da técnica anterior. Estes gráficos indicam que a presente invenção provê relações de redução de laminação de 1 -3% mais elevadas em cada cadeira do que a técnica anterior. Os gráficos de linha, por outro lado, representam as relações de redução de laminação cumulativas após passagem através de cada cadeira, mostradas com uma linha cheia no caso da presente invenção e com uma linha tracejada no caso da técnica anterior. Por comparação de ambos, ao passar através de quatro cadeiras, a presente invenção provê relações de redução de laminação cumulativas tão altas quanto cerca de 8%, em relação aos números da técnica anterior, cujo fato explicitamente indica que o número de cadeiras pode ser reduzido na invenção.

Como é evidente pelo acima, a presente invenção possibilita a laminação em relações de redução mais elevadas do que aquelas obteníveis na técnica anterior e pode mesmo gozar de uma grande vantagem pelo fato de o número de cadeiras em um sistema de laminação em tandem poder ser reduzido.

Embora o laminador a frio da presente invenção possa adotar transmissão de rolo de trabalho ou transmissão de rolo intermediário como o tipo de transmissão para o laminador, transmissão de rolo de trabalho é preferida pelas seguintes razões.

Uma vez que a transmissão de rolo de trabalho diretamente aciona os rolos de trabalho laminam a tira de aço, este tipo de transmissão não é provável causar deslizamento inter-rolos, em comparação com transmissão indireta dos rolos intermediários ou rolos de apoio. Além disso, a transmissão de rolo de trabalho, como vista de um ponto de vista de operação de sistema de laminação em tandem, é descrita abaixo. Se rompimento da tira ocorrer, a tira de aço rompida pode ficar emperrada entre os rolos de trabalho superior e inferior ou tomar-se enrolada em tomo do rolo de trabalho, assim trazendo o(s) rolo(s) de trabalho para uma parada abrupta. Uma vez este estado tenha surgido, a transmissão de rolo de trabalho imediatamente imporá uma sobrecarga no sistema de transmissão que transmite torque de um motor elétrico para uma caixa de engrenagens (um redutor de velocidade ou uma engrenagem de redução) primeiro e então para os fusos. Os dispositivos preventivos de sobrecarga providos a meio caminho no sistema de transmissão serão então ativados para interromper o torque transmitido para os rolos de trabalho e possibilitar que o laminador seja parado. Estes dispositivos preventivos de sobrecarga podem ser implementados usando, por exemplo, limitadores ou pinos de torque hidráulico, chamados pinos de cisalhamento, que interromperão o torque no caso de sobrecarga. Ainda outra vantagem da transmissão de rolo de trabalho é que, em razão da transmissão de rolo de trabalho direta, o laminador não desenvolve uma força tangencial motriz provavelmente ser exercida sobre o rolo de trabalho durante transmissão de rolo intermediário. Esta característica evita que o rolo de trabalho desvie-se na direção horizontal. Uma vez que o laminador evita o rolo de trabalho desviar-se na direção horizontal, o laminador pode exibir sua capacidade original para controlar o formato, esta característica tomando-se uma grande vantagem no controle da qualidade do produto.

Para transmissão de rolo intermediário, por outro lado, uma vez que os rolos intermediários são usualmente projetados para ter um diâmetro maior do que os rolos de trabalho, os fusos de transmissão podem também ser projetados para ter um diâmetro permanecendo dentro da faixa de diâmetro de rolo intermediário e podem, portanto, ser manufaturados para resistência bastante elevada contra o torque requerido. Ao contrário, entretanto, no evento do rompimento da tira como mencionado acima, mesmo após o rolo de trabalho ter vindo para uma parada abrupta, o rolo intermediário pode continuar a girar enquanto deslizando em contato com o rolo de trabalho, de modo que estes rolos são prováveis sofrerem significativa avaria. Em particular, se o rompimento da tira ocorrer em um laminador em tandem, os efeitos adversos estendem-se para mais do que uma cadeira. Adicionalmente, no caso de transmissão de rolo intermediário, a força tangencial de acionamento atua sobre o rolo de trabalho, fazendo com que o rolo de trabalho desvie-se na direção horizontal. O desvio do rolo de trabalho na direção horizontal resulta no formato de tira deteriorar-se, o que, por sua vez, apresenta um grande problema associado com a qualidade do produto.

A presente forma de realização, portanto, atribui prioridade às vantagens operacionais do sistema e emprega transmissão de rolo de trabalho como o tipo de transmissão para o laminador.

Os fusos usados para a transmissão de rolo de trabalho são em seguida descritos abaixo.

Primeiro, o sistema de transmissão do laminador a frio da presente forma de realização é descrito usando-se as Figs. 14e 15.AFig. 14é uma vista externa que mostra o sistema de transmissão do tipo de transmissão de rolo de trabalho, a vista externa tendo sido tomada de um lado do laminador. A Fig. 15 é uma vista esquemática mostrando um fuso de engrenagem em seção longitudinal.

Com referência à Fig. 14, o laminador a frio 51 tem uma unidade de transmissão de rolo de trabalho como sua transmissão. A unidade de transmissão de rolo de trabalho 21 inclui um par de fusos superior e inferior 20, uma caixa de engrenagem 52, um acoplamento 53 e um motor elétrico 54, e uma força motriz do motor 54 é transmitida para os rolos de trabalho emparelhados superior e inferior 2, enquanto a velocidade de transmissão é diminuída ou aumentada em uma taxa predeterminada ou não mudada na caixa de engrenagem 52 e quaisquer mudanças verticais na posição é absorvida por meio dos fusos emparelhados superior e inferior 20.

Os fusos emparelhados superior e inferior 20 incluem, cada um, como mostrado na Fig. 15, um eixo intermediário 61 e acoplamentos de engrenagem 62, 63 providos em ambas extremidades do eixo intermediário

61. Os acoplamentos de engrenagem 62, 63 incluem respectivas luvas 64, 65 com dentes internos 64a, 65a, respectivamente, formados nelas, e respectivos cubos 66, 67 com dentes externos 66a, 67a, respectivamente, formados neles para engrenar com os dentes internos 64a, 65a das luvas 64, 65. No lado das luvas 64, 65 opostas ao eixo intermediário 61, rebaixos axiais 68, 68 de seção transversal de formato oval são formados e, inserindo-se as respectivas extremidades axiais de um rolo de trabalho 2 e um eixo de saída da caixa de engrenagem 52 dentro dos rebaixos 68, 69, os acoplamentos de engrenagem

62, 63 são conectados ao rolo de trabalho 2 e ao eixo de saída da caixa de engrenagem 52, respectivamente.

As Figs. 16A e 16B mostram uma junta universal para fins de comparação. A Fig. 16A é uma vista esquemática mostrando a junta universal em seção longitudinal e a Fig. 16B é uma sua vista seccional, tomada ao longo da linha A-A da Fig. 16A. A junta universal 20A inclui cruzamentos de junta universal 72, 73, cada um encaixado com uma junta transversal 76 em uma extremidade de um eixo intermediário 71. No lado dos cruzamentos de junta universal 72, 73, oposto ao eixo intermediário 71, rebaixos axiais 74 ou 75 do formato oval em seção transversal são formados e, inserindo-se as respectivas extremidades axiais de um rolo de trabalho 2 e um eixo de saída da caixa de engrenagem 52 dentro dos rebaixos 74, 75, os cruzamentos de junta universal 72, 73 são conectados ao rolo de trabalho 2 e ao eixo de saída da caixa de engrenagem 52.

Uma relação entre um torque transmissível máximo de um fuso de um rolo de trabalho e um diâmetro externo do fuso acoplando em um laminador de tandem de uma direção da técnica anterior é mostrada na Fig.

17. Uma linha cheia indica dados de fuso de engrenagem e uma linha tracejada indica dados de junta universal. Como pode ser visto pela figura, dado o mesmo diâmetro extemo do acoplamento, o fuso de engrenagem tem a capacidade de transmitir cerca de 1,7 vezes o torque que a junta universal tem.

Na presente forma de realização, o diâmetro dos rolos de trabalho é reduzido e a transmissão do rolo de trabalho é empregada e, resultantemente, os diâmetros dos fusos são reduzidos, de modo que o fuso de engrenagem é preferível que possa transmitir torque maior mesmo se o diâmetro do fuso for reduzido.

Em seguida, métodos de obter apropriada resistência de fuso, quando os rolos de trabalho são reduzidos de diâmetro, são descritos abaixo se usando as Figs. 18A e 18B. A Fig. 18A mostra o leiaute geral dos acoplamentos dos fusos emparelhados superior e inferior e a Fig. 18B mostra o leiaute dos acoplamentos que possibilitam a resistência do fuso ser melhorada.Cada uma das linhas pontilhadas simples das figuras indica uma posição central de uma engrenagem de um acoplamento de engrenagem.

Em geral, os acoplamentos de engrenagem dos fusos emparelhados superior e inferior 20, localizados mais próximos do laminador, são construídos de modo que, como mostrado na Fig. 18A, as posições axiais dos acoplamentos de engrenagem superior e inferior 62 são verticalmente emparelhadas, de modo que as posições centrais das engrenagens são verticalmente alinhadas.

Admitamos aqui uma distância de um centro axial do fuso superior para aquele do fuso inferior ser L e admitamos um diâmetro de cada um dos acoplamentos 62 ser Dl.

Ao contrário, os acoplamentos de engrenagem da presente forma de realização são construídos de modo que, como mostrado na Fig.

18Β, as posições dos acoplamentos de engrenagem 62A dos fusos emparelhados superior e inferior 20A são verticalmente desviadas para uma maneira alternada, de modo que as posições centrais das engrenagens são verticalmente desalinhadas.

Admitamos aqui uma distância de um centro axial do fuso superior para aquele do fuso inferior ser L e admitamos um diâmetro de cada um dos acoplamentos 62A ser D2.

Este arranjo evita interferência entre os acoplamentos de engrenagem superior e inferior 62A e possibilita que os acoplamentos de engrenagem 62A sejam feitos de diâmetro maior (D2>D1) do que os da técnica anterior (Fig. 18A), mesmo se a distância axial L entre os fusos superior e inferior for a mesma entre a presente forma de realização e a técnica anterior. Assim, cada acoplamento de engrenagem 62A, uma das seções mais fracas do fuso, pode ser melhorado de resistência.

Isto é muito eficaz para assegurar que a resistência do fuso, sob uma situação em que a distância entre os eixos geométricos dos fusos superior e inferior necessita ser reduzida juntamente com a redução do diâmetro dos rolos de trabalho.

Embora os fusos do fuso de engrenagem tenham sido mostrados e descritos aqui como exemplo na presente forma de realização, substancialmente os mesmos efeitos vantajosos podem também ser obtidos aplicando-se juntas universais.

Em seguida, os dispositivos preventivos de sobrecarga, para evitar que os fusos fiquem avariados, são descritos abaixo se usando as Figs. 19 A, 19B e 19C.

A Fig. 19A mostra uma unidade de transmissão de rolo de trabalho provida com limitadores de torque hidráulico de um tipo de fuso como os dispositivos preventivos de sobrecarga. A unidade de transmissão de rolo de trabalho 21A inclui os limitadores de torque hidráulico 85 entre os acoplamentos de engrenagem 63 dos fusos emparelhados superior e inferior 20 e eixos de saída superior e inferior da caixa de engrenagem 52, os acoplamentos de engrenagem 63 sendo conectados aos eixos de saída superior e inferior da caixa de engrenagem 52 via os limitadores de torque hidráulico 85.

A Fig. 19B mostra uma unidade de transmissão de rolo de trabalho provida com um limitador de torque hidráulico de um tipo de acoplamento como um dispositivo preventivo de sobrecarga. A unidade de transmissão de rolo de trabalho 21B inclui o limitador de torque hidráulico 86 entre um eixo de entrada da caixa de engrenagem 52 e um eixo de saída do motor 54. O eixo de entrada da caixa de engrenagem 52 é conectado ao eixo de saída do motor 54 via o acoplamento 53 e o limitador de torque hidráulico 86.

A Fig. 19C mostra uma configuração em que um acoplamento para conectar um eixo de entrada de uma caixa de engrenagem a um motor elétrico é provido com um pino de cisalhamento como um disco preventivo de sobrecarga. O acoplamento 53 tem semi-corpos de acoplamento 53c, 53d, cada um incluindo uma parte de flange 53a ou 53b, e o pino de cisalhamento 87 é provido na parte de flange 53a, 53b.

Se rompimento de tira ocorrer, a tira de aço rompida pode tomar-se emperrada entre os rolos de trabalho superior e inferior ou tomar-se enrolada em tomo de um rolo de trabalho, fazendo o rolo de trabalho parar abruptamente. Uma vez este estado tenha surgido, a transmissão do rolo de trabalho imediatamente imporá uma sobrecarga ao sistema de transmissão que transmite torque do motor 54 para a caixa de engrenagem 52 e em seguida para os fusos 20. Os dispositivos preventivos de sobrecarga (limitadores de torque hidráulico 85, 86 ou pino de cisalhamento 87), providos a meio caminho no sistema de transmissão, serão então ativados para interromper o torque transmitido para os rolos de trabalho e possibilitar que o laminador seja parado.

Como exposto acima, os dispositivos preventivos de sobrecarga mostrados nas Figs. 19A, 19B, 19C são eficazes para proteger os fusos sob a situação de que a resistência dos próprios fusos tem que ser reduzida juntamente com a redução do diâmetro dos rolos de trabalho.

Embora tenha sido descrito acima que os fusos para os quais os dispositivos preventivos de sobrecarga são colocados são fusos de engrenagem, os dispositivos preventivos de sobrecarga podem, em vez disso, ser aplicados às juntas universais.

Como descrito anteriormente usando-se as Figs. 2 e 3, o laminador da presente forma de realização é provido com os dispositivos de deslocamento de rolo intermediário 19 nos dispositivos de mudança de rolo 23 (vide Fig. 3). Os dispositivos de deslocamento de rolo intermediário 19 são mais uma vez descritos abaixo.

Com referência às Figs. 2 e 3, um dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 é embutido no bloco de mudança 12 de cada dispositivo de mudança de rolo 23. Um cilindro hidráulico, um macaco de rosca, uma placa cuneiforme ou similares seriam utilizáveis para acionar o dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19.

O dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 contém o dispositivo de desvio de rolo intermediário 11, que provê ainda o rolo intermediário com desvio vertical. O rolo intermediário 3, o bloco de mudança 12 e o dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 são construídos para deslocarem-se em uma direção longitudinal do rolo ao mesmo tempo. O dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 é acionado na direção de laminação pelo cilindro hidráulico, o macaco de rosca, a placa cuneiforme ou outros meios e um valor da atuação é detectado por um detector de posição. Os dispositivos de deslocamento de rolo intermediário superior e inferior 19 de cada dispositivo de mudança 23 são controlados independente ou simultaneamente.

O dispositivo de deslocamento da presente invenção é de um leiaute em que, mesmo se o rolo intermediário 3 tomar-se deslocado na direção de laminação, o dispositivo de desvio de rolo vertical 11 é fixado em uma posição para sempre manter uma distância constante “Ll” de uma parte central do rolo intermediário 3. O dispositivo de deslocamento é também um leiaute em que o dispositivo de deslocamento de rolo intermediário 19 e a caixa de mancais 9 têm respectivas partes centrais emparelhadas na direção longitudinal do rolo, desse modo evitando uma carga desbalanceada em um suporte interno da caixa de mancais 9.

O exposto acima descreveu o dispositivo de deslocamento de rolo intermediário, porém este dispositivo de deslocamento pode ser substituído por um dispositivo de deslocamento de rolo de trabalho. Obviamente, este dispositivo de deslocamento de rolo de trabalho, como com o dispositivo de deslocamento de rolo intermediário, contém um dispositivo de desvio de rolo e pode utilizar um cilindro hidráulico, um macaco de rosca, uma placa cuneiforme ou outro meio, como seu atuador. Além disso, o dispositivo de deslocamento de rolo de trabalho tem seu valor de atuação detectado por um detector de posição.

Em seguida, efeitos operacionais do deslocamento do rolo são descritos abaixo.

A presente invenção refere-se a redução de diâmetro dos rolos de trabalho. É geralmente sabido que a redução do diâmetro de um rolo de trabalho faz com que o rolo de trabalho facilmente desvie-se em uma direção horizontal. Como descrito anteriormente aqui, é eficaz de um ponto de vista de operação de sistema estável, tomar quaisquer medidas apropriadas, necessárias para minimizar tal desvio horizontal.

Portanto, por que e como o rolo de trabalho deflete é primeiro descrito abaixo. As forças horizontais sobre o rolo de trabalho podem ser classificadas principalmente nos seguintes quatro tipos e uma sua força resultante determina a direção e magnitude da deflexão na operação atual.

(a) Diferença de tensão entre os lados de entrada e de saída do rolo de trabalho, (b) força tangencial motriz para acionar o rolo intermediário e o rolo de apoio em caso de transmissão de rolo de trabalho, (c) força tangencial motriz recebida do rolo intermediário no caso de transmissão de rolo intermediário, e (d) força componente de uma carga de laminação gerada por um desvio relativo entre eixos geométricos do rolo de trabalho e o rolo intermediário (referida “deslocamento” a seguir).

Dos quatro tipos de forças, as forças (a), (b) e (c) são determinadas pelas condições de laminação usadas na operação real e os valores destas forças podem ser percebidos porém são difíceis de mudar intencionalmente. A força restante (d) é determinada pela carga de laminação e pelo deslocamento e a carga de laminação é difícil de intencionalmente mudar como com as forças (a) a (c), porém a força (d) é o tipo de força horizontal cujo valor pode ser mudado se o deslocamento puder ser mudado.

Desta maneira, como meio para suprimir a deflexão do rolo de trabalho na direção horizontal tão pouco quanto possível, é sabido prover-se o laminador com um dispositivo de deslocamento e tomar operável a força horizontal atuando sobre o rolo de trabalho. Mais especialmente, a força horizontal atuando sobre o rolo de trabalho pode ser tomada nula teoricamente derivando-se o valor da resultante das forças (a), (b), (c) e da carga de laminação antecipadamente e então determinando uma magnitude do deslocamento, de modo que a força (d) e a resultante das forças (a), (b), (c) tomem-se equilibradas entre si. Durante a laminação real, entretanto, uma vez que é difícil derivar valores precisos de forças (a), (b), (c) e cada valor muda com o tempo, é sem esperança tomar a força horizontal completamente nula, de modo que o deslocamento é usualmente estabelecido deixar algum grau de força horizontal, mesmo em termos teóricos.

Causas que provocam a força horizontal no rolo de trabalho e os efeitos benéficos do deslocamento foram descritos. O dispositivo de deslocamento pode utilizar uma de duas espécies principais de métodos de deslocamento. As Figs. 20A e 20B mostram as duas espécies de métodos de deslocamento. Como discutido acima, deslocamento é mudar o centro do rolo de trabalho e aquele do rolo intermediário em forma relativa. Isto pode ser implementado, como mostrado na Fig. 20A, movendo-se o rolo de trabalho na direção horizontal e, assim, provendo-se o deslocamento, ou, como mostrado na Fig. 20B, movendo-se o rolo intermediário na direção horizontal e, assim, provendo-se o deslocamento.

Em seguida, são descritas abaixo comparações entre deslocamento de rolo de trabalho e deslocamento de rolo intermediário.

Ambas são as mesmas na finalidade de reduzir a deflexão horizontal do rolo de trabalho. Na operação real, entretanto, diversas diferenças são concebíveis. Primeira, o deslocamento do rolo de trabalho causaria as seguintes inconveniências, uma vez que ele move o rolo de trabalho.

(1) Estabelecer o deslocamento antes de iniciar o processo de laminação, os rolos de trabalho superior e inferior necessitam ambos ser abertos e, além disso, uma vez que a posição do rolo de trabalho, onde ele aplica a carga de laminação à tira de aço antes do rolo de trabalho ser deslocado, mudará entre antes e após a mudança de posição do rolo e uma endentação produzida na tira de aço pela carga de laminação pode prejudicar uma partida suave de laminação.

(2) Se o deslocamento for mudado durante a laminação, isto poderia afetar a qualidade da laminação, uma vez que o rolo de trabalho será movido na direção horizontal, com a tira de aço sendo laminada.

Oposto a isto, a transmissão do rolo intermediário tem vantagem de não causar tais inconveniências. Isto é:

(1) Para ajustar o deslocamento antes do início do processo de laminação, não há necessidade de abrir o rolo de trabalho superior ou inferior e, além disso, mesmo se a posição do rolo intermediário for mudada, um início suave de laminação pode ser esperado, uma vez que a posição de carga do rolo de trabalho com respeito à tira de aço permanecerá imutada.

(2) Mesmo se o deslocamento for mudado durante a laminação, isto não é provável afetar a qualidade da laminação, uma vez que o rolo intermediário será movido na direção horizontal independentemente do rolo de trabalho que está laminando a tira de aço.

O laminador a frio da presente invenção pode empregar deslocamento de rolo de trabalho ou deslocamento de rolo intermediário, porém em consideração aos resultados de comparação como descrito acima, o deslocamento do rolo intermediário é preferido.

Em seguida, uma forma de realização em que a presente invenção emprega transmissão de rolo intermediário é descrita abaixo se empregando a Fig. 21. A Fig. 21 é uma vista externa que mostra um sistema de transmissão de um tipo de transmissão de rolo intermediário, a vista externa tendo sido tomada de um lado do laminador.

Com referência à Fig. 21, um laminador a frio 51A tem substancialmente a mesma configuração de rolo que aquela da forma de realização mostrada nas Figs. 1 a 3. O laminador a frio 51A da presente forma de realização inclui uma unidade de transmissão de rolo intermediário 22 como uma transmissão para o laminador. A unidade de transmissão de rolo intermediário 22 inclui um par de fusos superior e inferior 90, uma caixa de engrenagem (engrenagem de redução) 94, um acoplamento 95 e um motor elétrico 96, com uma força de transmissão do motor 96 sendo decrementada ou incrementada em uma taxa predeterminada na caixa de engrenagem 94 ou não provocando mudança de velocidade e sendo transmitida para os rolos intermediários emparelhados superior e inferior 3, enquanto absorvendo quaisquer mudanças verticais em posição por meio dos fusos emparelhados superior e inferior 90.

Os fusos emparelhados superior e inferior 90 são, por 5 exemplo, juntas universais descritas nas Figs. 14A e 14B e cada fuso incluindo um eixo intermediário 91 e cruzetas de junta universal 92, 93 provida em ambas as extremidades do eixo intermediário 91. As juntas universais 90 são vantajosas pelo fato de serem menos dispendiosas do que os fusos de engrenagem.

Além disso, o laminador a frio 51A inclui um dispositivo de deslocamento de rolo, adaptado para deslocar um dos rolos de trabalho 2 e dos rolos intermediários 3 relativos aos eixos geométricos dos outros rolos no lado de entrada ou saída em uma direção de laminação. Este dispositivo de deslocamento de rolo é preferivelmente um dispositivo de deslocamento de rolo intermediário, como aquele da forma de realização mostrada nas Figs. 1 a 3. O dispositivo de deslocamento de rolo pode, entretanto, ser um dispositivo de deslocamento de rolo de trabalho.

Outros elementos constituintes do laminador a frio 51A que são localizados no lado da cadeira são substancialmente os mesmos que aqueles da forma de realização mostrada nas Figs. 1 a 3.

O seguinte descreve formas de realização de aplicar um laminador a frio da presente invenção a um sistema de laminação.

A Fig. 22 é um diagrama mostrando uma forma de realização de um sistema de laminação em tandem construído usando-se um laminador a frio da presente invenção. O sistema de laminação em tandem inclui uma fileira de cinco cadeiras de laminadores 100a a lOOe, todos incluindo um dos laminadores a frio acima descritos da presente invenção, por exemplo, o laminador a frio 51 mostrado na Fig. 14. Com um tal detalhe, a alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem convencional pode ser mantida e sem aumentar as cadeiras, laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser conseguidas. Os laminadores 100a - lOOe podem ser de uma configuração incluindo pelo menos uma cadeira de laminador a frio da presente invenção e, mesmo neste caso, o sistema de laminação pode implementar laminação em elevadas relações de redução, em comparação com aquelas de um sistema de laminação cujos laminadores são todos da técnica anterior.

A Fig. 23 é um diagrama mostrando uma forma de realização de um sistema de laminação inversor construído usando-se um laminador a frio da presente invenção. O sistema de laminação inversor inclui uma única cadeira de laminador inversor 110, com dispositivos de enrolar/desenrolar 111, 112 dispostos nos lados de entrada/saída do laminador 110 e com os rolos defletores 113, 114 ainda arranjados entre os dispositivos de enrolar/desenrolar 111, 112. O laminador 110 inclui um dos laminadores a frio acima descritos da presente invenção, por exemplo, o laminador a frio 51 mostrado na Fig. 14. Com um tal detalhe, alta produtividade a partir do sistema de laminação inversor convencional pode ser mantida e sem aumentar o número de passes de laminação inversora, laminação de uma tira de aço mais dura do que nunca e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas. O sistema de laminação inversor pode ter duas cadeiras de laminadores e pelo menos uma das duas cadeiras pode ser um dos laminadores a frio da presente invenção, por exemplo, o laminador a frio 51, por meio do que o sistema de laminação será capaz de implementar laminação em elevadas relações de redução, em comparação com aqueles de um sistema de laminação cujos laminadores são todos da técnica anterior.

A Fig. 24 é um diagrama mostrando um exemplo de modificação de um sistema de laminação em tandem empregando um laminador a frio da presente invenção. O sistema de laminação em tandem não-modificado inclui uma fileira de cinco cadeiras de laminadores da técnica anterior 120a a 120e. No exemplo mostrado de modificação, o laminador 120e de uma cadeira final é mudado para um dos laminadores a frio da presente invenção, por exemplo, o laminador a frio 51. Esta mudança pode ser realizada substituindo-se uma cadeira do laminador ou parcialmente modificando-se uma cadeira do laminador. Com tal detalhe, alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem antes modificado pode ser mantida e sem aumentar o número de cadeiras, laminação de uma tira de aço mais dura do que o sistema antes modificado e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas. O número de laminadores modificados pode ser de duas cadeiras ou mais.

A Fig. 25 é um diagrama mostrando outro exemplo de modificação de um sistema de laminação em tandem empregando um laminador a frio da presente invenção. O sistema de laminação em tandem não-modificado inclui uma fileira de cinco cadeiras de laminadores da técnica anterior 120a a 120e. No exemplo mostrado de modificação, um dos laminadores a frio da presente invenção, por exemplo, o laminador a frio 51, é adicionalmente instalado em um lado de saída da fileira dos laminadores. Com um tal detalhe, alta produtividade a partir do sistema de laminação em tandem antes de modificado pode ser mantida e laminação de uma tira de aço mais dura do que do sistema antes modificado e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes em uma mais elevada relação de redução podem ser realizadas. A posição em que a laminação da presente invenção é adicionalmente instalada pode em vez de isso ser um lado de entrada ou ambos os lados do sistema de laminador.

Embora esta modificação não seja mostrada, mesmo o sistema de laminação inversor mostrado na Fig. 23 pode ser modificado similarmente a um sistema de laminação em tandem, mudando-se o laminador a frio inversor 110 para um dos laminadores a frio da presente invenção. Com tal detalhe, utilizando-se o existente sistema, laminação de uma tira de aço mais dura do que sempre e laminação de uma tira de aço da mesma dureza que antes, em uma mais elevada relação de redução, podem ser realizadas. Descrição dos Números de Referência

1. Material a ser laminado (tira de aço)

Rolo de trabalho

Rolo intermediário a Chanfro

Rolo de apoio

Recinto

6, 8, 9 Caixas de mancais

Dispositivo de desvio rolo de trabalho

Dispositivo de desvio de rolo intermediário

Bloco de mudança

Placa retentora

Cilindro hidráulico

Bloco de projeto

Suporte

Dispositivo de deslocamento de rolo intermediário

Fuso de engrenagem 20A Junta universal

21,21 A, 12B Unidades de transmissão de rolo de trabalho

Unidade de transmissão de rolo intermediário

Dispositivo de mudança de rolo

51, 51A Laminadores a frio

Caixa de engrenagem (engrenagem de redução)

Acoplamento a, 53b Partes de flange

53c, 53d Semi-corpos de acoplamento

Motor

Eixo intermediário

62, 63 Acoplamentos de engrenagem 62A Acoplamento de engrenagem

64, 65 Luvas

64a, 65a Dentes internos

66, 67 Cubos

66a, 67a Dentes externos

68, 69 Rebaixos

Eixo intermediário

72,73 Cruzetas juntas universais 74, 75 Rebaixos 76 Cruzeta

85, 86 Limitadores de torque hidráulico 87 Pino de cisalhamento

Fuso

Eixo intermediário

92, 93 Cruzetas juntas universais

Caixa de engrenagens

Acoplamento

Motor

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Laminador a frio para laminar uma tira de aço de largura mínima não menor do que 600 mm e largura máxima não menor do que 1500 mm, porém não maior do que 1900 mm, dito laminador caracterizado pelo fato de compreender:

um par de rolos de trabalho superior e inferior (2, 2);

um par de rolos intermediários superior e inferior (3, 3) suportando os rolos de trabalho, respectivamente;

um par de rolos de apoio superior e inferior (4, 4) suportando os rolos intermediários, respectivamente;

um dispositivo de mudança de rolo de direção axial (23) para cada um dos rolos intermediários; e dispositivos de curvatura (10, 11) para cada um dos rolos de trabalho e rolos intermediários;

em que cada um dos rolos de trabalho tem um diâmetro não menor do que 300 mm, porém não maior do que 400 mm e cada um dos rolos intermediários tem um diâmetro menor do que 560 mm, porém não maior do que 690 mm.
2. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de:

uma unidade de transmissão de rolo de trabalho (21) para rotacionalmente acionar os rolos de trabalho (2, 2) ser provida como uma unidade de transmissão para o laminador.
3. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de:

a unidade de transmissão de rolo de trabalho (21) incluir fusos de engrenagem (20, 20), adaptados para transmitir uma força motriz de um motor elétrico (54) para cada um dos rolos de trabalho (22).
4. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de:

a unidade de transmissão de rolo de trabalho (21 A; 21B) incluir um disco preventivo de sobrecarga (85; 86; 87), adaptado para evitar avaria aos fusos (20, 20).
5. Laminador a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um dispositivo de deslocamento de rolo (19), adaptado para deslocar um dos rolos de trabalho (2, 2) e os rolos intermediários (3, 3) em relação aos eixos geométricos dos outros rolos para um lado de entrada ou de saída na direção de laminação.
6. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de:

uma unidade de transmissão de rolo intermediário (22), para rotacionalmente acionar os rolos intermediários (3, 3), ser provida como uma unidade de transmissão para o laminador.
7. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de:

a unidade de transmissão de rolo intermediário (22) incluir juntas universais (90, 90) adaptadas para transmitir uma força motriz de um motor elétrico (96) para cada um dos rolos intermediários (3, 3).
8. Laminador a frio de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda:

um dispositivo de deslocamento de rolo (19), adaptado para deslocar um ou outro dos rolos de trabalho (2, 2) e dos rolos intermediários (3, 3) em relação aos eixos geométricos dos outros rolos para um lado de entrada ou de saída na direção de laminação.
9. Sistema de laminação em tandem, caracterizado pelo fato de compreender uma linha de laminação tendo diversas cadeiras de laminadores (100a a lOOe), em que:

as diversas cadeiras de laminadores incluem pelo menos uma cadeira do laminador a frio (51) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. Sistema de laminação inversor, caracterizado pelo fato de 5 compreender pelo menos um laminador inversor (110), em que:

o laminador inversor inclui pelo menos um laminador a frio (51) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
11. Método de modificação de um sistema de laminação tendo uma ou diversas cadeiras de laminadores (110; 120a a 120e), dito método

10 caracterizado pelo fato de compreender:

modificar pelo menos uma cadeira do laminador no laminador a frio (51), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
12. Método operacional de um laminador a frio, dito método caracterizado pelo fato de compreender:
15 laminar a tira de aço (1) em uma relação de redução mais elevada do que 12%, utilizando-se o laminador a frio como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

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