BR112014026380B1

BR112014026380B1 - método para laminação termomecânica reversível de uma placa de alumínio em um processo de laminação com uma pluralidade de passes de laminação

Info

Publication number: BR112014026380B1
Application number: BR112014026380-9A
Authority: BR
Inventors: Schmidt Birger; Kurz Matthias
Original assignee: Primetals Technologies Germany Gmbh; Siemens Ag
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2019-11-19
Also published as: BR112014026380A2; US20150122375A1; CN104245166A; WO2013160162A1; EP2828011A1; BR112014026380A8; US10131979B2; CN104245166B; EP2828011B1; EP2656932A1

Abstract

resumo patente de invenção: "enrolamento termomecânico de uma placa de alumínio". a presente invenção refere-se a um método de enrolamento termomecânico inverso de uma placa de alumínio em um processo de enrolamento envolvendo uma pluralidade de passagens de enrolamento. no método, dados de identificação (4) são determinados para orientar termicamente o processo de enrolamento; um valor da variável de estado (3), de onde uma temperatura da placa de alumínio pode ser deduzida, é continuamente medida, e uma programação de passagem (5) é determinada para o processo de enrolamento com base no valor da variável de estado medida (3) e dos dados de identificação (4). a programação de passagem (5) fornece uma pausa no enrolamento entre pelo menos duas passagens de enrolamento sucessivas, durante as quais o enrolamento da placa de alumínio é interrompido para fins de resfriamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA LAMINAÇÃO TERMOMECÂNICA REVERSÍVEL DE UMA PLACA DE ALUMÍNIO EM UM PROCESSO DE LAMINAÇÃO COM UMA PLURALIDADE DE PASSES DE LAMINAÇÃO.

[0001] A presente invenção refere-se a um método de reversão de laminação termomecânico de uma placa de alumínio em um processo de laminação compreendendo uma pluralidade de passagens de rolamento.

[0002] Vários métodos de inversão de laminação termomecânico são conhecidos. WO 2008/043684, por exemplo, descreve um método de monitoramento do estado físico de uma placa enrolada quente ou tira enrolada quente dentro do escopo de controle de um trem de laminação para inverter o trabalho de uma placa enrolada quente ou tira enrolada quente. No dito método, um estado inicial da placa enrolada quente ou tira enrolada quente, de onde pelo menos um estado físico variável pode ser derivado, é determinado em um modelo em um ponto inicial e o estado é atualizado ciclicamente utilizando o modelo durante o trabalho da placa enrolada quente, um rastreamento da placa enrolada quente ou tira enrolada quente e os parâmetros operacionais que influenciam e/ou refletem o estado sendo levado em consideração.

[0003] EP 2 111 309 B1 descreve um método para a laminação controlado de forma termomecânica de uma batelada de blocos metálicos em placas ou tiras em um enrolador possuindo pelo menos um suporte de enrolador de acordo com um padrão de laminação que compreende pelo menos duas fases de laminação e é aplicada a cada bloco da batelada. Durante a laminação da batelada em pelo menos um suporte de laminação, ocorre frequentemente de uma fase de laminação que é aplicada a um bloco ou placa ou tira ser sucedida por outra fase de laminação que aplicada a outro bloco, placa ou tira no dito suporte de enrolador. Nesse caso, para dois blocos enrolados sucessivamente, o espaço

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2/10 de tempo entre os momentos iniciais de suas fases de laminação é sempre inferior à soma das durações de todas as fases de laminação e todas as fases de resfriamento do padrão de laminação.

[0004] EP 1 958 711 A1 descreve um método de laminação controlado de forma termomecânica de blocos metálicos, onde cada bloco metálico é enrolado durante pelo menos duas fases de laminação que são interrompidas por uma fase de resfriamento e uma pluralidade de blocos metálicos são enrolados simultaneamente.

[0005] EP 2 305 392 A1 descreve um método de laminação de estoque de laminação, onde o processo de laminação inclui uma fase de resfriamento entre duas fases de reformatação de laminação quente. Durante a fase de resfriamento, uma diferença de temperatura entre uma região central e uma região de borda do estoque de laminação é reagida pela aplicação de calor à região de borda.

[0006] O objetivo subjacente da invenção é descrever um método aperfeiçoado para se reverter a laminação termomecânico de uma placa de alumínio.

[0007] O objetivo é alcançado de acordo com a invenção.

[0008] Modalidades vantajosas da invenção são a matéria das concretizações.

[0009] No método inventivo para reversão de laminação termomecânico de uma placa de alumínio em um processo de laminação compreendendo uma pluralidade de passagens de rolamento, dados característicos para o controle térmico do processo de laminação são especificadas e os valores de pelo menos uma variável de estado de onde uma temperatura da placa de alumínio pode ser derivada são determinadas continuamente. Uma programação de passes para o processo de laminação é determinada como uma função dos valores determinados de pelo menos uma variável de estado e dados característicos, fornePetição 870190033640, de 08/04/2019, pág. 9/26

3/10 cendo-se na dita programação de passes uma pausa de laminação entre pelo menos duas passagens de laminação sucessivas, pausa na laminação durante a qual a laminação da placa de alumínio é interrompido para permitir que a placa resfrie. Nese caso, os dados característicos designam uma espessura de espera da placa de alumínio para pelo menos um passe de laminação, e a programação de passes fornece uma pausa de laminação para iniciar tão logo a espessura da placa de alumínio alcance ou se encontre abaixo de sua espessura de espera designada no dito passe de laminação.

[0010] O que é compreendido por uma placa de alumínio nesse pedido é uma placa consistindo de alumínio ou de uma liga de alumínio.

[0011] A variável de estado determinada é preferivelmente uma temperatura média através de uma espessura da placa de alumínio ou uma temperatura de superfície ou um endurecimento residual ou frações de fase ou tamanhos de grãos ou uma entalpia da placa de alumínio.

[0012] No método de acordo com a invenção, uma placa de alumínio é, portanto, enrolada com temperatura controlada. Isso permite que a temperatura da placa de alumínio seja monitorada e controlada durante o processo de laminação. Nesse caso, a temperatura é controlada por meio de pausas na laminação quando a placa de alumínio é resfriada. Isso é vantajoso visto que, como é geralmente sabido, a temperatura de laminação possui uma influência significativa nas propriedades do material das placas de alumínio. Em particular, a temperatura da placa de alumínio pode ser controlada durante o processo de laminação de tal forma que as etapas pós-processamento conhecidas a partir da técnica anterior que sucedem a laminação para fins de geração térmica de propriedades mecânicas específicas do material da placa de alumínio sejam tornadas supérfluas. As etapas de fabricação do dito tipo são, por exemplo, recozimento de solução, endurecimento por resfriamento

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4/10 ou cura do alumínio.

[0013] Adicionalmente, a inserção de pausas na laminação é acoplada à obtenção de espessuras predefinidas da placa de alumínio. Isso permite vantajosamente uma laminação em estágios da placa de alumínio no qual, a fim de permitir que o alumínio resfrie, o processo de laminação é interrompido de forma controlada por meio de pausas na laminação como uma função de temperatura e espessura da placa de alumínio.

[0014] Uma modalidade preferida da invenção fornece que os dados característicos designam uma temperatura de reinicialização da laminação da placa de alumínio para pelo menos uma pausa de laminação, e que a programação de passes fornece a dita pausa na laminação para encerrar tão logo a temperatura da placa de alumínio alcance a temperatura de reinicialização da laminação.

[0015] O que é alcançado dessa forma é que durante uma pausa na laminação a placa de alumínio resfria para uma temperatura definida, especificamente para sua temperatura de reinicialização de laminação designada. O monitoramento e controle da temperatura da placa de alumínio durante o processo de laminação são vantajosamente fornecidos como resultado disso.

[0016] Uma modalidade adicional da invenção fornece que os dados característicos incluam uma temperatura alvo, e que a programação de passes determine uma duração de uma pausa na laminação ou uma temperatura de reinicialização da laminação da placa de alumínio depois de uma pausa na laminação de modo que depois do passe de laminação final a temperatura da placa de alumínio coincida com a temperatura alvo. Dessa forma é possível se alcançar não apenas uma espessura final definida, mas também uma temperatura alvo da placa de alumínio no passe de laminação final. Isso permite propriedades de material vantajosas do alumínio já no final do processo de laminação, sem

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5/10 pós-processamento trabalhoso e caro. Por meio da temperatura alvo é adicionalmente possível, de acordo com uma estratégia de programação de passes adequada, se reagir ao crescimento de grão indesejado na placa de alumínio, que pode ocorrer no caso de métodos convencionais em um estágio de tratamento de calor seguindo o processo de laminação.

[0017] Uma modalidade adicional da invenção fornece que os dados característicos incluam uma temperatura de resfriamento, e que depois do passe de laminação final a placa de alumínio seja suprida para uma unidade de resfriamento e resfriada para a temperatura de resfriamento por meio da unidade de resfriamento. Nesse caso, os dados característicos também incluem preferivelmente uma taxa de resfriamento e depois do passe final de laminação a placa de alumínio é resfriada para a temperatura de resfriamento na taxa de resfriamento por meio da unidade de resfriamento.

[0018] Isso permite vantajosamente que as propriedades de material do alumínio sejam adicionalmente aperfeiçoadas por meio de uma fase de resfriamento controlada depois do processo de laminação.

[0019] Uma modalidade especialmente preferida da invenção fornece que durante pelo menos uma pausa na laminação pelo menos um passe de laminação de outra placa de alumínio seja realizada. Para essa finalidade, um método para laminação de uma pluralidade de placas de alumínio conhecido a partir de EP 2 111 309 B1 é aplicada, por exemplo.

[0020] Como resultado disso as pausas na laminação podem ser vantajosamente utilizadas para o processamento de placas de alumínio adicionais, permitindo, assim, a utilização otimizada da capacidade de um trem de laminação.

[0021] Uma modalidade adicional da invenção fornece que um valor limite de força de laminação seja predefinido como uma função de pelo

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6/10 menos uma variável de estado da placa de alumínio, e que a programação de passes limite a força de laminação durante a operação de laminação para o valor limite de força de laminação respectivo como uma função dos valores da pelo menos uma variável de estado. Alternativamente ou adicionalmente, um valor limite de redução de espessura é predefinido como uma função de pelo menos uma variável de estado da placa de alumínio e a redução de uma espessura da placa de alumínio durante cada passe de laminação é limitada pela programação de passes para o valor limite de redução de espessura respectivo como uma função dos valores de pelo menos uma variável de estado.

[0022] Nesse caso, uma espessura da placa de alumínio é preferivelmente utilizada como uma variável de estado. Alternativamente ou adicionalmente, outras variáveis geométricas, por exemplo, uma curvatura ou um perfil da placa de alumínio, ou variáveis termodinâmicas, por exemplo, uma temperatura da placa de alumínio, são adequadas como variável de estado.

[0023] Assim, as propriedades de material do alumínio podem ser adicionalmente aperfeiçoadas e, em particular, um crescimento de grão indesejado na placa de alumínio pode ser combatido.

[0024] Uma modalidade adicional da invenção fornece que a placa de alumínio seja resfriada por meio de uma unidade de resfriamento durante pelo menos uma pausa na laminação.

[0025] O uso de unidades de resfriamento para resfriar a placa de alumínio é vantajoso visto que as placas de alumínio são geralmente enroladas em temperaturas relativamente baixas e um resfriamento passivo das placas de alumínio, portanto, demoraria muito.

[0026] Uma modalidade adicional da invenção fornece que os valores medidos de pelo menos uma variável de medição associada com uma temperatura da placa de alumínio é adquirida continuamente e os valores de pelo menos uma variável de estado são determinados com

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7/10 base nos valores medidos adquiridos por meio de um modelo de temperatura avaliando os ditos valores medidos. Um método de monitoramento do estado físico da placa de alumínio conhecido a partir de WO 2008/043684 é particularmente adequado para determinar uma temperatura atual da placa de alumínio.

[0027] Métodos desse tipo para determinação de uma temperatura atual da placa de alumínio com base em um modelo de temperatura são vantajosos em particular porque uma medição direta suficientemente precisa de uma temperatura das placas de alumínio é normalmente difícil ou excessivamente complicada e por essa razão poder recorrer a um modelo de determinação de temperatura é útil.

[0028] Uma modalidade adicional da invenção fornece que a programação de passes é constantemente atualizada, por exemplo, depois de cada passe da placa de alumínio através de uma unidade de resfriamento.

[0029] Uma atualização do dito tipo permite vantajosamente intervenções de correção realizadas no caso de desvios dos dados reais ou dados de planejamento e a programação de passes a ser adaptada às condições atuais.

[0030] As características descritas acima, e vantagens dessa invenção, além da forma na qual as mesmas são alcançadas, se tornarão mais claras e mais prontamente compreensíveis com relação à descrição a seguir das modalidades ilustrativas que são explicadas em maiores detalhes com referência a um desenho.

[0031] A figura ilustra um fluxograma de um método para inverter a laminação termomecânico de uma placa de alumínio em uma folha de alumínio em um processo de laminação compreendendo uma pluralidade de passagens de laminação, o dito método sendo realizado por meio de um sistema de automação.

[0032] O método resulta na aquisição de valores medidos 1 de pelo

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8/10 menos uma variável de medição associada com uma temperatura da placa de alumínio. As variáveis de medição do dito tipo são, em particular, as temperaturas em locais diferentes na placa de alumínio e os parâmetros que são característicos da placa de alumínio, tal como microestrutura.

[0033] Uma temperatura atual da placa de alumínio é determinada como a variável de estado 3 da placa de alumínio com base nos valores medidos adquiridos 1 por meio de um modelo de temperatura 2 da placa de alumínio avaliando os ditos valores medidos 1, como sabido a partir de WO 2008/043684.

[0034] Adicionalmente, os dados característicos 4 para o controle térmico do processo de laminação são especificadas e armazenados no sistema de automação. Os ditos dados característicos compreendem em particular espessuras de espera, temperaturas de reinicialização de laminação, temperatura alvo, temperatura de resfriamento, e taxa de resfriamento.

[0035] Uma programação de passes 5 para o processo de laminação é determinada com base na temperatura atual determinada da placa de alumínio e dados característicos 4, que a programação de passes 5 também compreende elementos de controle final 6 necessários para se alcançar os dados característicos 4. Tais elementos de controle final 6 incluem um tempo de resfriamento no caso de resfriamento de ar da placa de alumínio, um número de passagens de laminação, uma taxa de rendimento da placa de alumínio através de um suporte de enrolador, e/ou volumes de água de uma unidade de resfriamento.

[0036] Com base na programação de passes 5, a placa de alumínio é enrolada durante cada passe de laminação até que uma espessura de espera designada para o passe de laminação respectiva seja alcançada. A laminação da placa de alumínio é subsequentemente interrompido por uma pausa na laminação até que a placa tenha resfriado para

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9/10 uma temperatura de reinicialização de laminação designada para a pausa na laminação para inicialização do passe de laminação seguinte. Nesse caso, a placa de alumínio pode ser resfriada passivamente ou ativamente por meio de uma unidade de resfriamento. As espessuras de espera e temperaturas de reinicialização de laminação dependem do material e da geometria alvo da placa de alumínio. Essas variáveis podem, algumas vezes, ser derivadas dos diagramas de fase, no caso de placas de alumínio feitas a partir de ligas de alumínio e cobre ou alumínio e magnésio, por exemplo, mas em geral são determinadas empiricamente.

[0037] A temperatura de reinicialização de laminação do passe de laminação final é determinada com o auxílio do modelo de temperatura 2 de modo que a temperatura da placa de alumínio depois da etapa de laminação final coincida com a temperatura alvo. A temperatura alvo pode ser caracterizada, por exemplo, por uma temperatura média através da espessura da placa de alumínio, por uma temperatura de superfície ou por uma entalpia.

[0038] Depois do passe de laminação final, a placa de alumínio é suprida para uma unidade de resfriamento e resfriada até a temperatura de resfriamento na taxa de resfriamento por meio da unidade de resfriamento.

[0039] Em uma modalidade ilustrativa, a programação de passes também leva em consideração dados característicos adicionais, por exemplo, uma força de laminação máxima agindo na placa de alumínio e/ou uma redução de espessura máxima da placa de alumínio durante as passagens de laminação individuais, em adição aos dados característicos 4 para o controle térmico do processo de laminação.

[0040] Em uma implementação alternativa ou adicional da modalidade ilustrativa, a programação de passes é atualizada ciclicamente, por exemplo, depois de cada passe da placa de alumínio através de

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10/10 uma unidade de resfriamento, com base na temperatura atual determinada, em particular os elementos de controle finais 6 para as fases de resfriamento adicionais também sendo atualizados no processo. Em particular, é possível, dessa forma, no caso de um desvio dos dados reais a partir dos dados planejados se realizar intervenções corretivas repetidas a fim de alcançar as variáveis alvo (em particular, uma espessura alvo e a temperatura alvo da placa de alumínio).

[0041] Em outra modalidade alternativa ou adicional da modalidade ilustrativa, pelo menos uma placa de alumínio adicional é enrolada de forma bruta durante o resfriamento da placa de alumínio em uma pausa na laminação. O método para a laminação enviesado de uma pluralidade de placas de alumínio conhecido a partir de EP 2 111 309 B1 é utilizado para essa finalidade.

[0042] Apesar de a invenção ter sido ilustrada e descrita em maiores detalhes com base em uma modalidade ilustrativa preferida, a invenção não está limitada pelos exemplos descritos e outras variações podem ser derivadas a partir daí pelos versados na técnica sem deixar o escopo de proteção da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para laminação termomecânica reversível de uma placa de alumínio em um processo de laminação com uma pluralidade de passes de laminação, sendo que

- dados característicos (4) para o controle térmico do processo de laminação são especificados;

- uma programação de passes (5) é determinada para o processo de laminação; e

- a programação de passes (5) prevê uma pausa na laminação entre pelo menos dois passes de laminação sucessivos, durante a qual a laminação da placa de alumínio é interrompida para permitir que a placa resfrie, caracterizado pelo fato de

- valores de pelo menos uma variável de estado (3), da qual uma temperatura da placa de alumínio pode ser derivada, serem determinados de forma contínua;

- a programação de passes (5) para o processo de laminação ser determinada na dependência dos valores determinados da pelo menos uma variável de estado (3) e dos dados característicos (4),

- os dados característicos (4) designarem uma espessura de espera da placa de alumínio para pelo menos um passe de laminação,

- a programação de passes (5) prever o início de uma pausa na laminação tão logo a espessura da placa de alumínio alcance ou se encontre abaixo de sua espessura de espera designada no dito passe de laminação,

- os dados característicos (4) designarem uma temperatura de reinicialização de laminação da placa de alumínio para pelo menos uma pausa na laminação e a programação de passes (5) prever o fim da dita pausa na laminação tão logo a temperatura da placa de alumínio alcance a temperatura de reinicialização de laminação.

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2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os dados característicos (4) incluírem uma temperatura alvo, e pelo fato de a programação de passes (5) determinar uma duração de uma pausa de laminação ou uma temperatura de reinicialização de laminação da placa de alumínio depois de uma pausa na laminação, de modo que a temperatura da placa de alumínio depois do passe final de laminação coincida com a temperatura alvo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de como variável de estado (3) ser determinada uma temperatura média ao longo de uma espessura da placa de alumínio ou uma temperatura de superfície ou um endurecimento residual ou frações de fase ou tamanhos de grão ou uma entalpia da placa de alumínio.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de os dados característicos (4) incluírem uma temperatura de resfriamento, e pelo fato de depois do passe final de laminação, a placa de alumínio ser suprida para uma unidade de resfriamento e resfriada para a temperatura de resfriamento por meio da unidade de resfriamento.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os dados característicos (4) incluírem uma taxa de resfriamento, e pelo fato de depois do passe final de laminação, a placa de alumínio ser resfriada para a temperatura de resfriamento na taxa de resfriamento por meio da unidade de resfriamento.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de pelo menos um passe de laminação de outra placa de alumínio ser realizada durante pelo menos uma pausa na laminação.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações

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3/4 anteriores, caracterizado pelo fato de um valor limite de força de laminação ser predefinido como função de pelo menos uma variável de estado (3) da placa de alumínio, e pelo fato de a programação de passes (5) limitar a força de laminação durante a operação de laminação ao valor limite de força de laminação respectivo na dependência dos valores da pelo menos uma variável de estado (3).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de um valor limite de redução de espessura ser predefinido como função de pelo menos uma variável de estado (3) da placa de alumínio, e pelo fato de a programação de passes (5) limitar a redução de uma espessura da placa de alumínio durante cada passe de laminação ao valor de limite de redução de espessura respectivo na dependência dos valores da pelo menos uma variável de estado (3).
9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de uma espessura da placa de alumínio ser utilizada como uma variável de estado (3).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a placa de alumínio ser resfriada por meio de uma unidade de resfriamento durante pelo menos uma pausa de laminação.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de os valores medidos (1) de pelo menos uma variável de medição associada com uma temperatura da placa de alumínio serem adquiridos continuamente e os valores da pelo menos uma variável de estado (3) serem determinados com base nos valores medidos adquiridos (1) por meio de um modelo de temperatura (2) avaliando os ditos valores medidos (1).
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a programação de passes (5) ser

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4/4 constantemente atualizada.