BR112015029243B1 - Dispositivo de desincrustação ajustável para um laminador a quente e método de operação de um dispositivo de desincrustação ajustável - Google Patents

Abstract

DESINCRUSTADOR AJUSTÁVEL. Um dispositivo de desincrustação ajustável para um laminador por enrolamento (20) para enrolar um produto metálico (10) em uma linha de enrolamento compreende um ou mais desincrustadores (13a, 13b, 14a, 14b), pelo menos um sensor de detecção de incrustação (17, 18); e um processador (19). O sensor é adaptado para detectar um padrão de incrustação em uma superfície do produto metálico (10) depois da desincrustação do produto e o processador é adaptado para ajustar o padrão de impacto da desincrustação de acordo com o padrão de incrustação detectado fornecido pelo sensor.

Description

[001] Essa invenção refere-se a um desincrustador ajustável e a um método de desincrustação de materiais, em particular onde a espessura do material varia ao longo de seu comprimento.

[002] Na laminação a quente de aço e outros metais é muito comum se utilizar jatos de água de alta pressão para remover as incrustações que se formam na superfície do material, em particular na placa e Steckel Mills, ou laminadores de tira quente, mas a desincrustação pode ser necessária em outros tipos de laminador. A maior parte dos sistemas de desincrustação de água de alta pressão utilizam jatos em formato de ventilador plano como ilustrado nas figuras 1a e 1b. A figura 1a ilustra uma vista lateral. Um cabeçote 1 supre água através de um bocal 2 como um jato 6 para uma superfície 3 de uma placa a ser desincrustada, que está movendo na direção da seta 4. Uma ponta de bocal 5 é posicionada a uma distância h2 acima da superfície 3 e possui um ângulo de distância do bocal a partir do plano vertical β. O angulo de distância deve impedir que a água de alta pressão e as incrustações que voltam da superfície da placa interfiram com o jato direto a partir da ponta do bocal. A figura 1b ilustra isso como observado a partir da extremidade. O cabeçote 1 possui múltiplos bocais 2, separados por uma separação E. Através da largura da placa ou material, o jato 6 se estende através de um ângulo de jato α. Jatos adjacentes 6 através da largura se sobrepõem por uma quantidade D. Observado a partir de cima, cada jato é desviado por um ângulo de desvio Y com relação a uma linha através da largura da placa, perpendicular à direção de movimento. O ângulo de desvio deve evitar que jatos vizinhos interfiram um com o outro.

[003] Um dos problemas com a utilização desses jatos em formato de ventilador plano é que a área sobreposta 7 e a distância D entre os jatos adjacentes 6a, 6b produzidos por cada bocal é muito crítica para o desempenho da desincrustação. Isso é ilustrado nas figuras 2 e 3. Se D for muito grande, isso é, houver muita sobreposição entre os jatos, como ilustrado na figura 2, então o fluxo de água 8 na superfície 3 do material que é criado pelo jato dianteiro 6a na região de sobreposição 7 entra no caminho do jato 6b do jato "seguinte" na região de sobreposição e reduz o impacto desse jato seguinte no material na região sobreposta 7 que pode resultar em listras com baixa desincrustação na superfície do material. Esse fenômeno é descrito na figura 6 e no texto associado do artigo "Audits of Existing Hydromechanical Descaling Systems in Hot Rolling Mills as a Method to Enhance Product Quality: Juergen W. Frick, Lechler GmbH". Se a sobreposição D for muito pequena, ou até mesmo negativa, isso é, se houver um espaço entre jatos adjacentes 6a, 6b como ilustrado na figura 3, então o material não é desincrustado adequadamente e isso também produz listras com desincrustação baixa. Esse fenômeno também é descrito no artigo Audits mencionado acima, na figura 9 do artigo Audits, e no texto associado.

[004] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um dispositivo de desincrustação ajustável para um laminador para girar um produto metálico em uma linha de rolamento compreende um ou mais desincrustadores; pelo menos um sensor de detecção de incrustações, e um processador; onde o sensor é adaptado para detectar um padrão de incrustações em uma superfície do produto metálico após a desincrustação do produto; e onde o processo é adaptado para ajustar um padrão de impacto de desincrustação, de acordo com o padrão de incrustações detectado fornecido pelo sensor.

[005] A presente invenção evita os problemas encontrados nos desincrustadores convencionais, pelo ajuste do padrão de impacto do desincrustador para uma desincrustação subsequente com base em um padrão de incrustações detectado de um produto depois que o produto foi desincrustado, otimizando, assim, a interação do jato de jatos adjacentes.

[006] Onde mais de um desincrustador é fornecido, em uso, os mesmos podem, todos, estar a montante do laminador, ou, alternativamente, um desincrustador é posicionado à frente do laminador de rolamento e o outro posicionado depois do laminador de rolamento ao longo da linha de rolamento.

[007] Preferivelmente para cada desincrustado, um sensor correspondente é fornecido.

[008] Preferivelmente, o sensor de detecção de incrustações compreende um pirômetro de digitalização; uma câmara CCD; um dispositivo de raios X; um sensor de espessura de incrustações; ou um sistema de análise espectral.

[009] Preferivelmente, um único sensor é adaptado para detectar as incrustações em superfícies opostas do produto metálico.

[0010] Preferivelmente, o ou cada desincrustador compreende um cabeçote e uma série de bocais configurados em uma distância predeterminada.

[0011] Preferivelmente, o ou cada desincrustador compreende um conjunto de dois módulos de desincrustação, montados de modo que um módulo de desincrustação seja operável para desincrustar uma superfície do produto metálico e o outro módulo de desincrustação seja operável para desincrustar uma superfície oposta do produto metálico.

[0012] Preferivelmente, pelo menos um dos módulos de desincrustação compreende um módulo de desincrustação ajustável de altura.

[0013] O ajuste da altura do módulo de desincrustação altera o padrão de impacto de desincrustação.

[0014] Preferivelmente, pelo menos um dos módulos compreende um mecanismo de controle de pressão de desincrustação.

[0015] O ajuste da pressão de desincrustação altera o padrão de impacto de desincrustação. O mecanismo pelo qual o padrão de impacto da desincrustação é ajustado não está limitado ao ajuste da altura do módulo de desincrustador ou controle da pressão de desincrustação do jato para o material sendo desincrustado, outros parâmetros podem ser ajustados.

[0016] Preferivelmente, os bocais de um desincrustador no dispositivo são configurados em uma distância de bocal diferente para os bocais de outro desincrustador no dispositivo.

[0017] Isso ajuda à correlação a identificar qual cabeçote precisa ser ajustado.

[0018] Preferivelmente, os bocais de um desincrustador no dispositivo possuem um desvio linear diferente ao longo do eixo geométrico do cabeçote para os bocais de outro desincrustador no dispositivo.

[0019] Isso também ajuda a correlação a identificar qual cabeçote precisa ser ajustado.

[0020] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um método de operação de um dispositivo de desincrustação ajustável para um laminador de rolamento para laminação de metal compreende a utilização de um ou mais sensores de detecção de incrustações para determinar uma representação de um padrão de incrustações em uma superfície de um produto metálico sendo laminado; em um processador, comparando o padrão de incrustação determinado com um padrão de correlação armazenado; determinando se o resultado da comparação está fora de uma faixa aceitável de tolerância e, se for esse o caso, ajustando um ou mais desincrustadores do dispositivo de desincrustação de acordo com o resultado da comparação.

[0021] Preferivelmente, o ajuste de um ou mais desincrustadores compreende pelo menos um dentre o ajuste da altura de um ou mais desincrustadores com relação a uma mesa de laminação na qual o produto é apoiado, ou com relação à superfície superior ou inferior do material; ajustando a pressão em um cabeçote de um ou mais desincrustadores.

[0022] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente a utilização de um algoritmo tipo Rosenbrock 1-D para ajustar a altura de um ou mais desincrustadores em resposta à correlação.

[0023] Preferivelmente, o padrão de correlação armazenado compreende uma representação da distância de bocal de um cabeçote do desincrustador.

[0024] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente a compensação para a distribuição de largura durante a laminação, ou para efeitos de laminação de lado largo inicial.

[0025] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente o monitoramento de qual dentre os um ou mais desincrustadores têm estado em operação a fim de gerar um padrão de incrustações e adaptar os resultados da comparação de correlação de acordo.

[0026] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente a filtragem e realização de média dos sinais a partir de um ou mais sensores representando o padrão de incrustações durante um período de tempo antes da realização da comparação.

[0027] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente a calibragem do sistema de correlação pela introdução de um desvio de altura em um estágio de medição de teste.

[0028] Um exemplo de um desincrustador ajustável e método de operação será agora descrito com referência aos desenhos em anexo nos quais:

[0029] As figuras 1a e 1b ilustram uma disposição de pulverização de desincrustador convencional;

[0030] A figura 2 ilustra o padrão de jato para o desincrustador da figura 1a e 1b com muita sobreposição;

[0031] A figura 3 ilustra o padrão de jato para o desincrustador da figura 1a e 1b com muito pouca sobreposição;

[0032] A figura 4 ilustra um exemplo de um desincrustador ajustável de acordo com a presente invenção;

[0033] A figura 5 ilustra padrões de correlação gráfica e sinais de sensores, e

[0034] A figura 6 é um fluxograma de um método de operação do desincrustador da figura 4.

[0035] Como descrito acima com relação às figuras de 1 a 3, pode haver problemas se a sobreposição de jatos adjacentes for muito grande ou muito pequena. Os fabricantes de jato especificam a sobreposição ideal para cada tipo de jato com base em uma "queda de borda" característica para esse tipo de jato em particular, isso é, quão rapidamente a pressão de impacto cai na direção da borda do jato. No entanto, na prática, descobriu-se que diferentes bateladas de bocais podem ter ângulos de pulverização ligeiramente diferentes α e características de queda de borda e que o ângulo de pulverização e queda de borda também variam com a pressão da desincrustação e com o desgaste dos bocais. Se o laminador decidir mudar o fornecedor de bocal (por exemplo, por motivos de custo, ou para um provedor local), então as diferenças nos ângulos de pulverização e características de queda de borda podem ser ainda mais significativas - mesmo se as figuras de "catálogo" para os bocais forem iguais.

[0036] Em desenhos convencionais, o espaçamento de bocal, E na figura 1b, é fixo pelo desenho do cabeçote, de modo que a única coisa que pode ser ajustada a fim de se otimizar a sobreposição é a distância de afastamento h2 na figura 1a. Se a distância de afastamento real for maior do que a figura de desenho então a pressão de impacto dos jatos será reduzida e a desincrustação não será tão eficiente. Se a distância de afastamento real for significativamente menor do que a figura de desenho, então os jatos não se sobreporão mais e a placa terá listras de incrustação ao longo da mesma. A maior parte dos trens de laminação utilizam uma variedade de espessuras de placa e, portanto, os cabeçotes superiores nos desincrustadores primários podem, normalmente, ser ajustados em altura utilizando um macaco, cilindros hidráulicos ou outros acionadores. Um sistema de controle aciona a altura do cabeçote para uma placa em particular antes de a placa entrar no desincrustador, de modo que a distância de afastamento h2 seja aproximadamente igual qualquer que seja a espessura da placa.

[0037] Os desincrustadores são frequentemente descritos como desincrustadores primários ou desincrustadores secundários. O desincrustador primário é o desincrustador que é utilizado para desincrustar a placa quando sai do forno e antes de a laminação começar. O segundo desincrustador é normalmente localizado no laminador propriamente dito no caso de os trens de laminação e laminadores de desbaste, ou apenas na frente do laminador no caso de laminadores de acabamento. É muito comum que desincrustadores primários tenham cabeçotes superiores de altura ajustável, por exemplo, como ilustrado nas figuras 1 e 3 de WO 2010145860 ou em U.S. 6.385.832, visto que precisam desincrustar placas com espessuras diferentes. O ajuste de altura desses cabeçotes superiores é feito em um "circuito aberto", isso é, o sistema de controle para o laminador informa ao sistema de controle do desincrustador qual espessura de placa é e o sistema de controle de desincrustador ajusta a altura do cabeçote superior da espessura de placa mais uma distância de afastamento nominal h2.

[0038] Se o laminador apresentar quaisquer problemas de desincrustação - que são normalmente detectados por observação visual - então, o mesmo pode realizar um teste de impacto de desincrustação tal como o ilustrado na figura 7 do artigo "Audits..." referido acima. Os métodos comuns para esse tipo de teste incluem a utilização da folha de chumbo ou de alumínio fixada a uma placa ou utilizando uma placa pintada. A placa de teste é posicionada sob um desincrustador e a desincrustação é ligada por um curto período de tempo. Depois disso, o padrão de impacto pode ser examinado visualmente. Se o teste indicar que existe uma sobreposição excessiva, ou uma sobreposição insuficiente, então a distância de afastamento nominal h2 para o cabeçote superior pode ser ajustada simplesmente pelo registro do novo parâmetro no sistema de controle.

[0039] Enquanto os cabeçotes superiores nos desincrustadores primários são facilmente ajustados em altura, os cabeçotes de desincrustação inferiores são normalmente fixos. Geralmente, os cabeçotes inferiores não precisam ser movidos visto que a superfície inferior da placa está sempre no mesmo lugar, em cima dos cilindros. Se qualquer ajuste for possível, é apenas pela alteração de calços e embaladores que suportam os cabeçotes inferiores e a estrutura de tubulação.

[0040] Os cabeçotes superiores nos sistemas de desincrustação mais secundários são fixados aos conjuntos guia de entrada ou saída no laminador, de tal forma que à medida que o cilindro de trabalho superior do laminador move para cima e para baixo para acomodar espessuras diferentes de placa e placa, o cabeçote mova para cima e para baixo com o cilindro. Um exemplo disso é ilustrado na figura 1 de DE 102009058115. No entanto, a altura de afastamento do cabeçote a partir da superfície superior do material não é absolutamente constante com esse tipo de desenho. Existem duas razões principais para isso. Primeiro, o cilindro superior muda de diâmetro através de desgaste e laminação e visto que o guia que suporta o cabeçote está localizado no conjunto de escora de cilindro e não no cilindro propriamente dito isso produz mudanças pequenas na distância de afastamento. CN 202028622 descreve um método de se tentar superar esse efeito. A segunda razão é que a superfície superior do material está em uma altura diferente com relação ao cilindro dependendo da proposta de laminação. KR 101014922 descreve um desenho de cabeçote que é ajustável em altura com relação ao conjunto guia de modo que a distância para o topo do material pode ser mantida igual qualquer que seja a proposta. Apesar disso, cabeçotes inferiores nos sistemas de desincrustação mais secundários são configurados em uma altura fixa, KR 101014922 menciona que o ajuste também pode ser aplicado aos cabeçotes inferiores.

[0041] Outros exemplos de sistemas nos quais o problema de manutenção da sobreposição correta entre os jatos foi reconhecido e soluções para a compensação de mudanças na pressão de água, proposta de laminação e espessura foram propostas incluem KR 2003030183, que descreve um sistema no qual a altura do cabeçote de desincrustação é ajustada de acordo com a pressão de desincrustação real a fim de manter a largura de pulverização constante, KR 100779683 que descreve um sistema no qual a altura da desincrustação e pressão de água são ajustadas para fornecer uma desincrustação ideal de acordo com a espessura e temperatura da barra, KR 20040056057 que descreve um sistema no qual a altura do cabeçote de desincrustação pode ser ajustada para extremidades viradas para cima na placa e KR 20040024022 que descreve outro sistema no qual a altura do cabeçote de desincrustação pode ser ajustada.

[0042] Outras patentes ou pedidos de patente descrevem a utilização de medições de padrão de incrustação na superfície da placa para controlar a operação do desincrustador. Essa característica está presente, por exemplo, em JP 07256331, que descreve um sistema de desincrustação no qual existe um sensor de espessura de incrustação que mede a distribuição da incrustação através da superfície da placa. O sinal do sensor de espessura de incrustação é utilizado para controlar os bocais de desincrustação adicionais que podem ser posicionados perto da borda da placa. JP 10282020 descreve um dispositivo de medição de espessura e composição de incrustação por raios X, que utiliza essa informação para determinar as condições ideais de remoção da incrustação. JP 11010204 descreve a utilização de um detector de defeitos de incrustação para controlar a temperatura de laminação e a corrente nos suportes de um laminador de acabamento a fim de influenciar a quantidade e o tipo de incrustação produzida. JP 55040978 descreve um sistema de detecção de defeitos de incrustação e exibição dos mesmos para o operador. KR 100349170 descreve um sistema para detecção de incrustação utilizando câmeras CCD.

[0043] A presente invenção soluciona o problema de como aperfeiçoar a desincrustação. Uma modalidade da invenção ajusta a distância de afastamento para aperfeiçoar a desincrustação. Na presente invenção, a distância de afastamento h2 pode ser ajustada para alguns, ou para todos os cabeçotes de desincrustação no laminador, de forma ideal, para alcançar a desincrustação ideal, mas pelo menos para reduzir a incidência de listras no material. A fim de se alcançar o aperfeiçoamento desejado, o sistema deve poder mudar a altura dos cabeçotes com relação à superfície do material e para detectar quando um resultado de desincrustação aceitável foi alcançado, ou que a desincrustação não alcançou a qualidade necessária e que o ajuste é necessário.

[0044] Um exemplo de um desincrustador ajustável de acordo com a presente invenção é ilustrado na figura 4. Uma placa 10 para desincrustação move ao longo de uma mesa de laminação 11 na direção da seta 12. Os desincrustadores podem ser fornecidos acima e abaixo da mesa de laminação em várias posições ao longo da mesa de laminação. Nesse exemplo, dois conjuntos de desincrustadores 13a, 13b, 14a 14b estão em posições a montante dos cilindros de trabalho 16 no laminador 20. Depois dessa desincrustação inicial, o material passa através do laminador e é laminado e outro conjunto de desincrustadores 15a, 15b pode ser fornecido em uma posição a jusante dos cilindros de trabalho, de modo que a desincrustação também seja realizada depois que o material foi laminado. Por exemplo, os desincrustadores a jusante 15a, 15b podem ser utilizados para desincrustar em uma passagem reversa, isso é, quando o material está percorrendo na outra direção em um laminador reverso. Desincrustadores secundários são normalmente embutidos em guias de entrada de laminador, de modo que estejam bem perto, apesar de em laminadores de tiras, o desincrustador secundário poder ser separado do suporte. O número de desincrustadores pode variar, por exemplo, um único par de desincrustadores, a montante ou a jusante dos cilindros de trabalho podem ser utilizados, ou mais de um conjunto, em alguns casos com pelo menos um conjunto fornecido a montante dos cilindros de trabalho e pelo menos um conjunto a jusante dos cilindros de trabalho.

[0045] A jusante dos desincrustadores, sensores de incrustação superior e inferior 17, 18 são posicionados acima e abaixo da mesa de laminação, respectivamente, a fim de detectar o padrão de desincrustação na superfície da placa 10. Esses sensores são acoplados a um controlador 19 que utiliza informação derivada do padrão de desincrustação percebido para ajustar um parâmetro do dispositivo de desincrustação para alterar o padrão de desincrustação resultante. Em um exemplo, a altura dos cabeçotes de desincrustação é ajustada. Alternativamente, a pressão de cabeçotes de desincrustação pode ser controlada. O controlador possui conexões com cada um dos desincrustadores 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b e pode fazer com que os acionadores, em qualquer um dos desincrustadores que precisem ser movidos, para operar no sentido de reposicionar o desincrustador com relação à mesa de laminação e, dessa forma, a placa. O ajuste de altura pode ser limitado apenas aos desincrustadores em um conjunto, normalmente o desincrustador superior, 13a, 14a, 15a, mas, de forma ideal, ambos os desincrustadores superior e inferior em cada conjunto são ajustáveis em termos de altura.

[0046] Para instalações existentes, o ajuste de altura de ambos um conjunto de desincrustadores pode não ser prático, caso no qual o sistema da presente invenção pode ser utilizado com os cabeçotes que têm altura ajustável. Adicionalmente, um mecanismo de controle de pressão pode ser fornecido e o dispositivo é configurado para ter uma pressão maior ou menor para mudar o jato do cabeçote de bocal e, dessa forma, o padrão de impacto de desincrustação. Geralmente, isso é feito para os cabeçotes que não possuem altura ajustável, em vez de independentemente do ajuste de altura, utilizando a informação do sensor para ajustar a pressão de desincrustação, por exemplo, utilizando bombas de velocidade variável e uma válvula de controle de fluxo, a fim de ajustar a largura do jato de desincrustação. Isso porque a redução da pressão de desincrustação também reduz a eficiência da desincrustação e, inversamente, não pode ser possível se aumentar a pressão de desincrustação. No entanto, a utilização do ajuste de pressão apenas não está excluída.

[0047] Um dentre vários sensores diferentes pode ser utilizado para detectar a incrustação de superfície. O sensor mais simples e mais versátil de se utilizar é um pirômetro de digitalização. Muitos laminadores já possuem um equipamento de pirômetro de digitalização instalado e é bem sabido que listras de incrustação podem ser detectadas por esse tipo de sensor. Um sensor alternativo é um sistema de câmera CCD virado para a superfície e buscando defeitos visíveis. Esses sistemas são amplamente utilizados para detecção de defeitos de superfície durante a laminação e estão prontamente disponíveis. Outras alternativas incluem sensores de espessura de incrustação ou raio X e sistemas do tipo de análise espectral (por exemplo, sistemas FTIR). Desde que o sensor possa detectar listras com baixa desincrustação na superfície do material, o mesmo pode ser utilizado. Alguns sensores podem medir a incrustação em ambas a superfície superior e a superfície inferior. Onde isso não é possível, os sensores separados são utilizados para cada superfície, como ilustrado no exemplo da figura 4. O laminador não está limitado à utilização apenas de um único sensor 17, 18 localizado depois do laminador como ilustrado na figura 4, mas em alguns casos múltiplos sensores, por exemplo, depois do desincrustador primário e cada lado do laminador (não ilustrado) podem ser utilizados.

[0048] O sinal do sensor 17, 18 é analisado pelo controlador 19 para determinar se existe qualquer correlação entre o padrão de incrustação medido através da largura do material e a distância conhecida E dos bocais de desincrustação. Se houver uma correlação entre o padrão de incrustação medido através da largura do material e a distância dos bocais, então isso sugere que a distância de afastamento dos bocais pode não ser ideal. Exemplos desse efeito são ilustrados na figura 5. Um padrão de correlação 30 para as posições de bocal conhecidas 31 é comparado com um sinal de sensor 32. Isso pode ser observado como sendo fortemente correlacionado 34, indicando um padrão de incrustação não ideal e distância de afastamento de bocal h2. Em contraste, outro sinal de sensor 33 ilustra uma correlação muito fraca ou igual a zero 35 com a distância dos bocais, indicando que o padrão de incrustação e distância de afastamento de bocal h2 estão próximos do ideal.

[0049] No caso onde existe apenas um sensor localizado depois do laminador, existe a complicação adicional de variações na eficiência de desincrustação poderem ser decorrentes do desincrustador primário ou do lado de entrada do desincrustador secundário ou do lado de saída do desincrustador secundário. No caso de desincrustadores secundários, idealmente, o lado de saída do desincrustador é desviado por metade de uma distância de bocal (o espaçamento entre os bocais) com relação ao lado de entrada do desincrustador de modo que o sistema possa distinguir com facilidade um do outro. No caso do desincrustador primário, a distância é escolhida para ser diferente da desincrustação secundária, de modo que o padrão decorrente do desincrustador primário poder ser distinguido em comparação com o padrão do desincrustador secundário. O sistema também leva em consideração quais cabeçotes de desincrustação de fato foram utilizados durante a laminação da peça sendo medida; por exemplo, se apenas o desincrustador de lado de entrada tiver sido utilizado, então o sistema não busca por qualquer correlação com o padrão de desincrustação de lado de saída.

[0050] Outra complicação é que nos laminadores de placa a placa é frequentemente laminada no lado amplo para uma ou mais passagens a fim de alcançar a largura de placa necessária. Isso resulta em dois efeitos. Em primeiro lugar, qualquer padrão de desincrustação através da largura que foi criada antes da rotação da placa terminará sendo distribuída para a nova largura. Consequentemente, quando o padrão de desincrustação é medido pelo sensor, o padrão pode ter um espaçamento entre as listras do padrão, a distância do padrão, que está relacionado com o espaçamento real dos bocais, distância de bocal, momentos em que a razão da largura final da placa para a largura quando a placa foi primeiramente desincrustada em sua orientação de lado amplo. Em segundo lugar, qualquer padrão de desincrustação que seja produzido durante a fase de laminação de lado amplo se tornará um padrão longitudinal ao longo do comprimento da peça laminada e a distância longitudinal será a distância de bocal X a razão do comprimento final para a largura de lado amplo. Um ponto relacionado é que a largura da placa geralmente aumenta um pouco durante a laminação o que irá alterar a distância observada pelo sensor. Se o laminador for equipado com um edger, então é possível que a largura de sinal seja mais estreita do que a largura inicia. É relativamente simples pra o sistema compensar essas mudanças na largura com relação à largura na qual a peça foi desincrustada pelo ajuste da distância para análise de correlação.

[0051] Normalmente, a peça sendo laminada é desincrustada muitas vezes durante a sequência de laminação. Se o sensor estiver suficientemente perto do laminador, então é possível se analisar o padrão de incrustação depois de cada passagem para pelo menos parte do comprimento do material laminado nessa passagem. Se o sensor estiver a alguma distância do laminador, então pode ser possível apenas se analisar o padrão de incrustação depois que toda a laminação e a desincrustação tiverem sido completadas. Nesse caso, quaisquer mudanças de largura durante a laminação tenderão a manchar o padrão, mas, na maior parte dos casos, ainda existe alguma correlação com a distância de bocal.

[0052] Tendo analisado o padrão de incrustação e descoberto uma correlação com a distância de um cabeçote de desincrustação em particular, o sistema então precisa determinar se move os cabeçotes de desincrustação para cima ou para baixo. O problema é que tanto a sobreposição excessiva quanto a sobreposição insuficiente resultam em desincrustação ruim e listras na superfície. Como apresentado no artigo "Audits..." referido acima e ilustrado na figura 7, métodos convencionais de determinação de se o desincrustador apresenta sobreposição excessiva, ou sobreposição insuficiente, só podem ser realizados quando o laminado não está rolando.

[0053] Apesar disso, com determinados tipos de sensor, tal como um pirômetro de digitalização, é possível, por exemplo, se distinguir entre uma placa com sobreposição insuficiente que possui listras quentes e uma placa com sobreposição excessiva que não possui listras quentes, esse método é complicado pela capacidade de emissão diferente de uma superfície que não foi adequadamente desincrustada em comparação com a superfície que foi adequadamente desincrustada. A maior parte dos pirômetros detectam a mudança na capacidade de emissão como uma mudança na temperatura e isso confunde a análise do sinal.

[0054] Portanto, um esquema interativo simples com base em um método de otimização Rosenbrock unidimensional é proposto. Se o sistema detectar uma correlação entre a distância da medição de incrustação e a distância de um cabeçote de desincrustação, então o sistema move a altura desse cabeçote por uma distância pequena em uma direção ou na outra. Essa direção inicial pode ser selecionada de forma aleatória, mas é preferível que a escolha da direção provável seja baseada em dados de histórico. Por exemplo, o ângulo de pulverização normalmente aumenta com o desgaste do bocal e, dessa forma, o movimento na direção da listra pode compensar isso. No caso de uma nova instalação que ainda não foi calibrada de forma alguma, o sistema pode iniciar com a altura do cabeçote deliberadamente desviada em uma direção para longe do ideal teórico e com a direção do primeiro movimento na direção da posição teórica. Alternativamente, o sistema pode começar com o cabeçote na posição ideal teórica e com uma direção de movimento inicial predeterminada ou aleatória. Tendo movido o cabeçote, o sistema então espera por outra placa a ser laminada, de forma ideal, uma placa similar com desincrustação similar e compara a correlação. Se a correlação for mais forte, então o movimento foi claramente na direção errada, ao passo que se a correlação for mais fraca, então o movimento foi na direção cerca. Se o movimento parecer ser na direção correta, então o sistema realiza outro movimento nessa direção. Se o movimento parecer estar na direção errada, então o sistema move a altura na direção oposta.

[0055] Se dados só estiverem disponíveis depois que cada placa foi laminada, então, esse esquema interativo simples move o cabeçote para a altura ideal depois de alguns placas terem sido laminadas. Se os dados estiverem disponíveis durante a laminação de uma placa, então o sistema pode otimizar a altura dentro de algumas poucas passagens. Para se evitar que o sistema buque a altura ideal, uma correlação limite pode ser determinada de modo que se a correlação for inferior a esse limite, o sistema mantém o cabeçote na mesma altura. Se desejável, o algoritmo realiza movimentos maiores ou menores, dependendo do nível de correlação, ou o algoritmo pode utilizar um algoritmo de tamanho de escala variável onde o tamanho de escala aumenta gradualmente para cada movimento na mesma direção, mas reduz rapidamente quando a direção do movimento muda. A filtragem e a realização de média dos sinais através de parte ou total a superfície de uma ou mais placas podem ser utilizadas para garantir que o sistema não reaja de forma excessiva a erros nas medições.

[0056] Opcionalmente, o padrão contra o qual as medições são correlacionadas é calibrado pela introdução deliberada de um erro significativo na altura do cabeçote e a realização de uma medição em uma placa de teste.

[0057] A figura 6 é um fluxograma ilustrando um exemplo simplificado de operação de um desincrustador ajustável de acordo com a presente invenção. O produto metálico sendo laminado é passado 40 ao longo da mesa de laminação para o laminador. A desincrustação é aplicada 41, antes ou depois da laminação, ou antes e depois da laminação. O sensor 17, 18 detecta 42 o padrão de incrustação e envia um sinal para o controlador 19. O sinal representando o padrão de incrustação detectado é comparado 43 com um padrão de correlação, tipicamente dados armazenados relacionados com a distância de bocais do desincrustador, para ver se a correlação entre os padrões detectados e armazenados excede 44 um limite predeterminado. Se a correlação exceder 45 o limite, então o ajuste 48 dos desincrustadores é necessário. Se a correlação não exceder 46 o limite, então a laminação continua 47 e se ainda não estiver completada, o padrão de incrustação é novamente detectado 42 com o sensor e o processo repetidos.

[0058] Se a correlação exceder 45 o limite e for determinado que o ajuste 48 é necessário, etapas adicionais (não ilustradas) podem ser necessárias, por exemplo, para se determinar se existem múltiplos desincrustadores, alguns ou todos os quais estão em uso e se cada um desses desincrustadores tem seu próprio sensor associado (caso no qual o padrão pode ser atribuído a cada desincrustador específico) ou se houver apenas um sensor unido para todos os desincrustadores, ou menos sensores do que desincrustadores. Adicionalmente, se a compensação por laminação de lado amplo inicial for necessária, isso é aplicado nesse estágio. O controlador então determina se o desincrustador a ser ajustado pode ter sua altura ajustada 49 e se não 51, então se pode ter sua pressão de cabeçote ajustada 52. Se o ajuste for possível, o ajuste adequado de altura e/ou pressão de cabeçote 50, 54 é então aplicado e a detecção de padrão de incrustação pelo sensor continua, ou a laminação acaba. Se nem a altura nem a pressão 55 puder ser ajustada ainda mais para um desincrustador em particular, nenhum ajuste é feito e a detecção continua, ou a laminação acaba. Nesse exemplo, o ajuste de altura ou pressão são propostos a fim de ajustar o padrão de impacto de desincrustação, mas qualquer parâmetro adequado pode ser ajustado para essa finalidade.

[0059] Apesar, como discutido acima, de a detecção de incrustação ser bem conhecida, visto que está ajustando a altura dos bocais de pulverização, nenhuma técnica anterior faz qualquer sugestão de utilização de medições do padrão de incrustação na superfície da placa como a base para o ajuste de controle da altura ou outras características dos cabeçotes de desincrustação a fim de aperfeiçoar ou otimizar a operação de desincrustação.

[0060] Diferentes distâncias de bocal ou diferentes desvios lineares ao longo do eixo geométrico do cabeçote podem ser configurados em diferentes cabeçotes do desincrustador, para auxiliar na identificação de qual cabeçote precisa de ajuste.

[0061] Em suma, um sensor pode ser utilizado para detectar listras de incrustação na superfície da placa que correlacionam com posições conhecidas de sobreposição entre bocais de desincrustação adjacentes e essa correlação é utilizada para ajustar o sistema de desincrustação para minimizar as listras. O ajuste pode estar na forma de ajuste de altura dos cabeçotes em resposta à correlação de sensor, ou ajuste de pressão de desincrustação (por exemplo, para os cabeçotes que não podem ser ajustados em termos de altura) em resposta à correlação de sensor. O padrão medido pode ser compensado por distribuição de largura e laminação de lado amplo, etc. A informação sobre quais cabeçotes estiveram em operação quando da realização da análise de correlação pode ser utilizada. Os sinais de sensor podem ser filtrados e sua média calculada. O sinal de sensor pode ser utilizado para identificar se o cabeçote está muito alto ou muito baixo. O algoritmo tipo Rosenbrock 1-D pode ser utilizado para ajustar a altura dos cabeçotes em resposta à correlação. Um desvio de altura pode ser deliberadamente introduzido para um teste para calibrar o sistema de correlação.

Claims (19)

1. Dispositivo de desincrustação ajustável para um laminador a quente (20) para laminar a quente um produto metálico (10) em uma linha de laminação, o dispositivo de desincrustação compreendendo um ou mais desincrustadores, os desincrustadores compreendendo jatos de água de alta pressão; pelo menos um sensor de detecção de incrustação (17, 18); e um processador (19); sendo que o sensor (17, 18) é adaptado para detectar um padrão de incrustação através da largura do produto em uma superfície do produto metálico (10) depois da desincrustação do produto, caracterizado pelo fato de que o processador (19) é adaptado para ajustar um padrão de impacto de desincrustação, de acordo com o padrão de incrustação detectado fornecido pelo sensor (17, 18) e uma determinada correlação entre o padrão de incrustação detectado e uma distância E conhecida dos bocais de desincrustação, que sugere que a distância de afastamento dos bocais de desincrustação pode não ser ótima ou sendo que uma correlação muito fraca ou zero entre o padrão de incrustação detectado e a distância E dos bocais de desincrustação é usada para sugerir que o padrão de incrustação e distância de afastamento de bocal são próximas a ótima.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, em uso, um desincrustador é posicionado à frente do laminador a quente (20) e o outro é posicionado depois do laminador a quente (20) ao longo da linha de laminação.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, para cada desincrustador, um sensor (17, 18) correspondente é fornecido.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sensor de detecção de incrustação (17, 18) compreende um dentre um pirômetro de digitalização; um sistema de câmera CCD; um dispositivo de raios X; um sensor de espessura de incrustação; ou um sistema de análise espectral.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um único sensor (17, 18) é adaptado para detectar incrustação em superfícies opostas do produto metálico (10).

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ou cada desincrustador compreende um cabeçote (1) e uma série de bocais (2) configurados em uma distância predeterminada.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ou cada desincrustador compreende um conjunto de dois módulos de desincrustador, montados de modo que um módulo de desincrustador é operável para desincrustar uma superfície do produto metálico (10) e o outro módulo de desincrustador é operável para desincrustar uma superfície oposta do produto metálico (10).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos módulos de desincrustação compreende um módulo de desincrustação ajustável de altura.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos módulos de desincrustação compreende um mecanismo de controle de pressão de desincrustação.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os bocais de um desincrustador no dispositivo são configurados em uma distância de bocal diferente dos bocais de outro desincrustador no dispositivo.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os bocais de um desincrustador no dispositivo possuem um desvio linear diferente ao longo do eixo geométrico do cabeçote (1) para os bocais de outro desincrustador no dispositivo.

12. Método de operação de um dispositivo de desincrustação ajustável, compreendendo um ou mais desincrustadores e bocais de desincrustação, em um laminador a quente (20) para laminar metal a quente; o método compreendendo desincrustar um produto metálico (10) utilizando jatos de água de alta pressão; utilizar um ou mais sensores de detecção de incrustação (17, 18) para determinar uma representação de um padrão de incrustação através da largura do produto metálico (10) em uma superfície do produto metálico (10) sendo laminado, após a desincrustação; caracterizado pelo fato de que em um processador (19), comparar o padrão de incrustação determinado com um padrão de correlação armazenado; determinar se o resultado da comparação está fora de uma faixa aceitável de tolerância e, se for este o caso, ajustar um ou mais desincrustadores do dispositivo de desincrustação de acordo com o resultado da comparação, sendo que uma determinada correlação entre o padrão de incrustação detectado e uma distância conhecida E dos bocais de desincrustação é utilizada para sugerir que a distância de afastamento dos bocais de desincrustação pode não ser ótima ou sendo que uma correlação muito fraca ou zero entre o padrão de incrustação detectado e a distância E dos bocais de desincrustação é usada para sugerir que o padrão de incrustação e distância de afastamento de bocal são próximas a ótima.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ajuste do um ou mais desincrustadores compreende pelo menos um dentre ajuste da altura de um ou mais dos desincrustadores com relação a uma mesa de laminação sobre a qual o produto é apoiado, ou com relação à superfície superior ou inferior do material; ajustar a pressão em um cabeçote (1) do um ou mais desincrustadores.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente a utilização de um algoritmo tipo Rosenbrock 1-D para ajustar a altura do um ou mais desincrustadores em resposta à correlação.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que o padrão de correlação armazenado compreende uma representação da distância de bocal de um cabeçote (1) do desincrustador.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente a compensação para a distribuição de largura durante a laminação, ou para os efeitos de laminação de lado largo inicial.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente o monitoramento de qual dentre o um ou mais desincrustadores estiveram em operação a fim de gerar um padrão de incrustação e a adaptação dos resultados da comparação de correlação adequadamente.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente a filtragem e o cálculo da média de sinais do um ou mais sensores representando o padrão de incrustação através de um período de tempo antes da realização da comparação.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente a calibragem do sistema de correlação mediante introdução de um desvio de altura em um estágio de medição de teste.

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