BRPI0708641A2 - método para controlar geometria de tira em uma usina de fundição de tira, arquitetura de controle para controle a geometria de tira e método para produzir tira fundida fina - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA CONTROLAR GEOMETRIA DE TIRA EM UMA USINA DE FUNDIçAO DE TIRA, ARQUITETURA DE CONTROLE PARA CONTROLAR A GEOMETRIA DE TIRA E MéTODO PARA PRODUZIR TIRA FUNDIDA FINA. Expõe-se um aparelho e método para controlar geometria de tira em uma usina de fundição que é dotada de um laminador. Um perfil de espessura visado é calculado como uma função do perfil de espessura de entrada medida da tira enquanto satisfaz requisitos operacionais de perfil e lisura. Uma realimentação de tensão diferencial proveniente da tensão longitudinal na tira é calculada por um sistema de controle pela comparação do perfil de espessura de saída com o perfil de espessura visado, e um sinal de controle é gerado para controlar um dispositivo capaz de afetar a geometria da tira processada pela usina de laminação. Uma referência de controle de alimentação de avanço e/ou vetor de sensibilidade pode ser também calculado como uma função do perfil de espessura visado, e usada na geração do sinal de controle enviado para o dispositivo de controle. O dispositivo de controle pode ser selecionado a partir de um ou mais do grupo que consiste de um controlador de flexão, controlador de distância intercalar (flexão) e controlador de refrigerante.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR GEOMETRIA DE TIRA EM UMA USINA DEFUNDIÇÃO DE TIRA, ARQUITETURA DE CONTROLE PARA CONTRO-LAR A GEOMETRIA DE TIRA E MÉTODO PARA PRODUZIR TIRA

FUNDIDA FINA

Antecedentes e Sumário da Invenção

Na fundição continua de tira de aço fina, me-tal derretido é fundido pelos cilindros de fundição na tirafina. A forma da tira fundida fina é determinada, entreoutras coisas, pela superfície das superfícies dos cilin-dros de fundição.

Em um fundidor de cilindros gêmeos, metalfundido é introduzido entre um par de cilindros de fun-dição posicionados lateralmente que giram em contra-rotação, os quais são refrigerados internamente, de ma-neira tal que cascas de metal solidificam-se nas super-fícies de cilindro em movimento e são reunidas entre sina beliscadura formada entre eles, de maneira a produ-zirem um produto de tira solidificada fina. O termo"beliscadura" é utilizado neste contexto para fazer re-ferência à região geral na qual os cilindros de fundi-ção estão situados mais próximos um do outro. 0 metalfundido poderá ser vazado a partir de uma panela defundição através de um sistema de distribuição de metalcompreendido de uma panela intermediária móvel e um bo-cal de núcleo localizado acima da beliscadura, paraformar uma poça de fundição de metal fundido suportadanas superfícies de fundição dos cilindros, acima da be-liscadura e que se estende ao longo do comprimento dabeliscadura. Esta poça de fundição fica usualmenteconfinada entre placas ou represas laterais refratá-rias, mantidas em contacto deslizante com as superfí-cies extremas dos cilindros de fundição, de uma maneiratal a represarem as duas extremidades da poça de fundi-ção contra extravasamento.

A tira fundida fina passa descendentemen-te através da beliscadura entre os cilindros de fundi-ção e então em um percurso transitório através da mesa-guia para a cadeira de cilindros puxadores.

Depois de sair da cadeira de cilindros puxa-dores, a tira fundida fina passa para dentro e através deum laminador a quente no qual a geometria (por exemplo,a espessura, perfil, lisura) da tira pode ser modificadade uma maneira controlada.

O perfil de tensão e lisura de tira "medi-dos" quando medidos em um dispositivo a jusante do la-minador a quente são insuficientes para controlarem naprática o laminador a quente porque, diferente dos Ia-minadores a frio (onde o perfil de tensão ou lisura me-dido a jusante da tira lembra muito de perto o perfilde tensão ou lisura produzido fora do laminador), operfil de tensão ou lisura pode diferir devido à ação defluência. Sob temperaturas elevadas, o aço sofre de-formação plástica em resposta a esforço de tensão naentrada e saída do laminador na forma de fluência. Adeformação plástica que ocorre fora do intervalo de ci-lindros nas regiões onde a tira entra e sai do laminadorprovoca alterações nos perfis de esforço de tensão, lisu-ra da tira, bem como no perfil da tira.

A alta temperatura da tira nos laminadoresde aço a quente também dificulta a medição do perfil deesforço de tensão ou lisura da tira por contacto dire-to. Têm sido usados métodos ópticos sem contacto para amedição de lisura. Entretanto, essa medição de lisura semcontacto resulta em medição de lisura parcial, uma vez queem qualquer tempo somente parte da tira exibe defeitos delisura medidos. Além disso, além disso, a fluência natira resulta em a lisura da tira na saida da cadeira de ci-lindros provavelmente ser significativamente pior do que a-quela medida a jusante em locais de bitola de lisura práticos.

Na fundição de tira fina em cilindros gê-meos, a tira fundida é mais fina do que tipicamente encon-trada na tira tradicional nos laminadores a quente. Tipi-camente na fundição em cilindros gêmeos, a tira fina éfundida sob uma espessura de cerca de 1,8 a 1,6 mm e Ia-minada para uma espessura entre 1,4 e 0,8 mm. A tempe-ratura de ingresso da tira para o laminador a quente émais alta do que aquele encontrada na cadeira final do la-minador a quente típico, aproximadamente IlOO0C. Umaconseqüência do processo de fundição e alta temperatura detira fina é que a tensão de entrada da tira é baixa, e,portanto é mais suscetível a ondulação e fluência antesdo ingresso no laminador a quente. Além disso, na fun-dição de tira fina, é desejável produzir tira de umperfil de tira desejado enquanto se mantém uma lisuraaceitável, uma vez que o produto pode ser usado comosubstituto laminado a frio. A geometria da tira é ampla-mente controlada pelo fundidor. As baixas tensões empre-gadas nos laminadores a quente resultam em pequenos errosde intervalo entre cilindros locais e perda de esforço detensão em pontos através da largura da tira, e resultamem ondulações da tira e lisura da tira inferior. Os in-ventores descobriram que o esforço de tensão proporcionauma maneira de controlar a lisura da tira.

Expõe-se um método para controlar a geome-tria da tira em uma usina de fundição de tira que é dota-da de um laminador a quente, o qual compreende as etapasde:

medir um perfil de espessura de entrada deuma tira de metal entrante antes da tira de metal in-gressar no laminador a quente;

calcular um perfil de espessura objetivocomo uma função do perfil de espessura de entrada medida ao mesmo tempo em que se atende aos requisitos operacio-nais de perfil e lisura;

medir um perfil de espessura de saida da tirade metal depois da tira de metal sair do laminador aquente;

calcular uma realimentação de deformação di-ferencial a partir da tensão longitudinal na tira pelacomparação do perfil de espessura de saida com o perfilde espessura objetivo derivado do perfil de espessurade entrada medido; e

controlar um dispositivo capaz de afetar ageometria da tira que sai do laminador a quente em respos-ta pelo menos à realimentação de deformação diferencial.

O método para controlar a geometria em umausina de fundição de tira que é dotada de um laminador aquente pode compreender calcular ainda as etapas de:

calcular um perfil de pressão do intervalo en-tre cilindros a partir do perfil de espessura de entrada edimensões e características do laminador a quente;

calcular uma referência de controle de a-limentação de avanço e/ou vetor de sensibilidade comouma função do perfil de espessura objetivo e do perfilde espessura de intervalo entre cilindros para permitira compensação para flutuações de perfil e lisura na ti-ra fundida; e

controlar ainda o dispositivo capaz de a-fetar a geometria da tira que emerge do laminador aquente em resposta à referência de controle de realimentaçãocalculada e/ou vetor de sensibilidade calculado.

Os requisitos operacionais de perfil e lisurapodem ser selecionados de maneira tal que o perfil de espes-sura objetivo inibe a ondulação da tira.

0 dispositivo capaz de afetar a geometria datira que emerge do laminador a quente pode ser selecionado apartir de um ou mais do grupo que consiste de um controladorde flexão, um controlador de intervalo, um controlador derefrigerante, e outros dispositivos capazes de modificarem ointervalo entre cilindros carregado do laminador a quente.

O método para controlar a geometria de tira emuma usina de fundição de tira que é dotada de um laminador aquente pode compreender ainda a etapa de gerar um vetor deerro de intervalo entre cilindros adaptável a partir do per-fil de espessura de saida medido e utilizar o vetor de errode intervalo entre cilindros adaptável no cálculo de pelomenos um da referência de controle de alimentação de avançoe do vetor de sensibilidade.

0 método para controlar a geometria de tira emuma usina de fundição de tira que é dotada de um laminador aquente pode incluir ainda calcular o perfil de espessura ob-jetivo pela realização de pelo menos uma de filtragem detempo e filtragem de freqüência espacial.

0 método para controlar a geometria de tiraem uma usina de fundição de tira que é dotada de um a la-minador a quente ter também a etapa de controle que incluiexecutar o controle de realimentação simétrica e o contro-le de realimentação assimétrica do controlador de flexãoe controlador de intervalo.

A etapa de controle pode alternativamente,ou adicionalmente, incluir a subtração de erros de me-dição sistemática a partir da realimentação de deforma-ção diferencial quando o laminador é engrenado, sendo oserros de medição sistemática gerados através da comparaçãodos perfis de espessura de entrada e saida quando o lamina-dor é desengrenado.

A etapa de controle também pode incluir arealização de compensação de temperatura e detecção deondulação, ou a realização de pelo menos uma de com-pensação de refrigerante induzido por operador e com-pensação de flexão induzida por operador.

Mais particularmente, o método para controlargeometria de tira em uma usina de fundição de tira que édotada de um laminador a quente pode ser usada em fundi-ção continua por fundidor de cilindros gêmeos que com-preende as seguintes etapas:

(a) montar um fundidor de tira fina que édotado de um par de cilindros de fun-dição que são dotados de uma belisca-dura entre eles;

(b) montar um sistema de distribuição demetal capaz de formar uma poça de fun-dição entre os cilindros de fundiçãoacima da beliscadura com represamentoslaterais adjacentes às extremidades dabeliscadura para confinarem a poça defundição;

(c) montar, adjacente ao fundidor de tirafina, um laminador a quente que é dota-do de cilindros laminadores com super-fícies úteis que formam um intervalode laminação entre eles, através doqual é laminada tira quente entrante,sendo os cilindros laminadores dotadosde superfícies de cilindro operacionaisreferentes a uma forma desejada atravésdos cilindros laminadores;

(d) montar um dispositivo capaz de afetar ageometria da tira que emerge do laminadora quente em resposta a sinais de con-trole;

(e) montar um sistema de controle capaz decalcular uma realimentação de deformaçãodiferencial a partir da tensão longitu-dinal na tira por comparação de um per-fil de espessura de saida com um perfilde espessura objetivo derivado de umperfil de espessura de entrada medido,e gerar sinais de controle em resposta àrealimentação de deformação diferencialcalculada;

(f) conectar o sistema de controle ao dis-positivo capaz de afetar a geometriada tira que emerge do laminador aquente em resposta aos sinais de con-trole gerados provenientes do sistemade controle.

Para realizar o método em um fundidor decilindros gêmeos, aço fundido pode ser introduzido en-tre o par de cilindros de fundição para formar uma poça defundição suportada nas superfícies de fundição dos cilin-dros de fundição confinada por represamentos laterais,e os cilindros de fundição levados a girar em contra-rotação para formarem cascas de metal solidificadas nassuperfícies dos cilindros de fundição e fundir tira de açofina através da beliscadura entre os cilindros de fundiçãoa partir das cascas solidificadas.

0 dispositivo que afeta a geometria da tiraque está sendo processada pelo laminador a quente podeser capaz de fazer variar o intervalo entre cilindrosdos cilindros laminadores, flexão pelos cilindros lamina-dores, e/ou refrigerante proporcionado para os cilindroslaminadores em resposta a pelo menos um dos sinais decontrole, para afetar a geometria da tira quente que saido laminador a quente.

Expõe-se igualmente uma arquitetura decontrole para controlar a geometria da tira em uma usinade fundição de tira que é dotada de um laminador a quenteque compreende:

um aparelho calibrador de entrada capaz de me-dir um perfil de espessura de entrada de uma tira de metalentrante, antes da tira de metal entrar no laminador;

um modelo de perfil de espessura objetivocapaz de calcular um perfil de espessura objetivo como umafunção do perfil de espessura de entrada medido, ao mesmotempo em que satisfaz os requisitos operacionais de perfile lisura;

um aparelho calibrador de saída capaz demedir um perfil de espessura de saída tira de metaldepois de a tira de metal sair do laminador;

um modelo de realimentação de deformação dife-rencial capaz de calcular uma realimentação de deforma-ção diferencial a partir da tensão longitudinal na tirapela comparação do perfil de espessura de saida com operfil de espessura objetivo derivado do perfil de es-pessura de entrada medido; e

um modelo de controle capaz de controlar umdispositivo capaz de afetar a geometria da tira que emergedo laminador a quente em resposta à realimentação de de-formação diferencial.

0 modelo de perfil de espessura objetivo podeinibir a ondulação da tira.

0 modelo de realimentação de deformação di-ferencial também pode incluir capacidade de compensação detemperatura e capacidade de detecção de ondulação.

0 modelo de realimentação de deformação di-ferencial pode incluir ainda uma capacidade de anulação au-tomática capaz de subtrair erros sistemáticos da reali-mentação de deformação diferencial quando o laminador es-tá engranzado, sendo os erros sistemáticos gerados atra-vés de comparação do perfil de espessuras de entrada esaida quando o laminador é desengranzado.

A arquitetura de controle para controlar ageometria de tira em uma usina de fundição de tira que édotada de um laminador a quente pode compreender ainda:

um modelo de intervalo entre cilindros capazde calcular um perfil de pressão do intervalo entre cilin-dros a partir do perfil de espessura de entrada e dimensõese características do laminador a quente, eum modelo de deflexão de pilha de cilindrosde alimentação de avanço capaz de calcular uma referênciade controle de alimentação de avanço e/ou um vetor de sen-sibilidade como uma função do perfil de espessura objetivoe do perfil de pressão do intervalo entre cilindros parapermitir a compensação para flutuações de perfil e lisurana tira fundida.

O modelo de deflexão de pilha de cilindrosadaptável pode ser capaz de gerar um vetor de erro de in-10 tervalo entre cilindros a partir do perfil de espessurade saida medido e utilizando o vetor de erro de intervaloentre cilindros adaptável no cálculo de pelo menos um de areferência de controle de alimentação de avanço e o vetorde sensibilidade.

O modelo de perfil de espessura objetivopoderá incluir ainda pelo menos um de capacidade de fil-tragem de tempo e capacidade de filtragem de freqüênciaespacial como parte do cálculo do perfil de espessuratarget.

O modelo de controle pode incluir uma capa-cidade de realimentação simétrica e uma acapacidade derealimentação assimétrica para controlar o controlador deflexão e o controlador de intervalo.

Novamente, o dispositivo capaz de afetar ageometria da tira que emerge do laminador a quente podeser selecionado a partir de um ou mais do grupo que consistede um controlador de flexão, um controlador de intervalo,e um controlador de refrigerante.A arquitetura de controle pode suportar, tam-bém, pelo menos uma de compensação de refrigerante indu-zida por operador e compensação de flexão induzida poroperador.

A arquitetura de controle pode ser propor-cionada em uma usina de fundição de tira fina para pro-duzir continuamente tira fundida fina para geometria detira controlada, a qual compreende:

(a) um fundidor de tira fina que é dotado de apar de cilindros de fundição que têm umabeliscadura formada entre eles;

(b) um sistema de distribuição de metal capaz deformar uma poça de fundição entre os ci-lindros de fundição acima da beliscaduracom represamentos laterais adjacentes àsextremidades da beliscadura para confina-rem a poça de fundição;

(c) um acionamento capaz de promover a contra-rotação dos cilindros de fundição paraformar cascas de metal solidificadas nassuperfícies dos cilindros de fundição e tirade aço fina fundida através da beliscaduraentre os cilindros de fundição a partirdas cascas solidificadas;

(d) um laminador a quente que é dotado de cilin-dros laminadores com superfícies úteis queformam um intervalo de laminação entre e-Ias, através do qual pode ser laminada tirafundida proveniente do fundidor de tira fi-na;

(e) um dispositivo conectado ao laminador aquente capaz de afetar a geometria da tiraprocessada pelo laminador a quente em res-posta a sinais de controle; e

(f) um sistema de controle capaz de calcularuma realimentação de deformação diferenci-al a partir de tensão longitudinal na ti-ra por comparação de um perfil de espessurade saida com um perfil de espessura objetivoderivado de um perfil de espessura de en-trada medido, capaz de gerar os sinais decontrole em resposta à realimentação dedeformação diferencial, e conectado aodispositivo para fazer com que o afete ageometria da tira processada pelo laminadora quente em resposta aos sinais de con-trole .

Em uma usina de fundição de tira fina paraproduzir tira fundida fina com uma geometria de tiracontrolada por fundição continua, o sistema de controlepode ser ainda capaz de calcular a referência de controlede alimentação de avanço e um vetor de sensibilidade, ecapaz ainda de gerar os sinais de controle da referênciade controle de alimentação de avanço, e o vetor de sen-sibilidade .

A referência de controle de alimentação deavanço e o vetor de sensibilidade são calculados como umafunção de um perfil de espessura objetivo, derivado de umperfil de espessura de entrada medido, e um perfil depressão do intervalo entre cilindros para permitir acompensação das flutuações de perfil e lisura na tirafundida.

Estas e outras vantagens e aspectos novos dapresente invenção, bem como detalhes das suas concretiza-ções ilustradas, serão mais amplamente compreendidas apartir da descrição seguinte e dos desenhos.

Descrição Breve dos Desenhos

A Figura 1 é um desenho esquemático que ilus-tra uma usina de fundição de tira fina que é dotada deum laminador e uma arquitetura de controle.

A Figura 2 é um diagrama de blocos da ar-quitetura de controle da Figura 1 de interface para o La-minador da Figura 1.

A Figura 3 (desmembrada nas Figuras 3A e 3B)é um diagrama de blocos mais detalhado da arquitetura decontrole da Figura 1 e Figura 2 de interface para o lamina-dor da Figura 1 e Figura 2.

A Figura 4 é um fluxograma de uma concreti-zação de um método para controlar a geometria de tira nafundição de tira que é dotada de um laminador a quente.

A Figura 5 é um fluxograma de um método paraproduzir tira fundida fina com uma geometria de tiracontrolada por fundição continua; e

A Figura 6 é um gráfico que ilustra como éobtido um vetor de sensibilidade.Descrição Detalhada

A Figura 1 é um desenho esquemático queilustra uma usina de fundição de tira fina 100 que édotada de um laminador 15 e uma arquitetura de controle200. A instalação de fundição e laminação ilustradacompreende um fundidor de cilindros gêmeos, assinalado deum modo geral por 11, que produz tira de aço fundido fi-na 12 e compreende cilindros de fundição 22 e represa-mentos laterais 26. Durante a operação, os cilindros defundição giram em contra-rotação por meio de um aciona-mento (não ilustrado) . Um sistema de distribuição de me-tal que compreende pelo menos uma panela intermediáriamóvel 23, uma grande panela intermediária 25, e um bocalde núcleo 24 proporciona aço fundido para o fundidor decilindros gêmeos 11. A tira de aço fundido fina 12passa descendentemente através de uma beliscadura 27formada entre os cilindros de fundição 22 e então dentrodo trajeto transitório através de uma mesa-guia 13 parauma cadeira de cilindros puxadores 14. Depois de sair dacadeira de cilindros puxadores 14, a tira fundida fina 12passa para dentro e através do laminador a quente 15 com-preendido dos cilindros de encosto 16 e cilindros Iami-nadores superior e inferior 16A e 16B, onde a geometria(por exemplo, espessura, perfil, e/ou lisura) da tira podeser modificada de uma maneira controlada. A tira 12,ao sair do laminador 15, passa em uma mesa de saida 17,onde ela pode ser refrigerada forçada por jatos de água18, e então através da cadeira de cilindros puxadores 20,que compreende um par de cilindros puxadores 20A e 20B, eentão para uma enroladeira 19, onde a tira 12 é enrolada,por exemplo, em bobinas de 20 toneladas. Uma arquitetura decontrole 200 fica disposta de forma a interfacear com o Ia-minador 15 e, opcionalmente, com um controlador de realimen-tação de fundidor 301 (vide Figura 3) para controlar a geo-metria (por exemplo, espessura, perfil, e/ou lisura da tirade aço 12.

Na presente invenção, é gerado um sinal derealimentação sintetizado (realimentação de deformaçãodiferencial), tal como descrito neste contexto, para me-lhor controle de lisura e perfil de tira no laminador de umsistema de fundição continua de cilindros gêmeos. Osdefeitos de lisura podem ser diferençados em relação aoutros movimentos de translação de corpo e vibração ge-ral da tira. Se não forem diferençados, positivos tí-picos podem resultar que indicarão tipicamente um de-feito assimétrico na tira e poderão introduzir proble-mas de controle de flexão diferencial e problemas decontrole de refrigerante. Da mesma forma, a utilizaçãosomente de medições de lisura como controle de realimentaçãopode permitir defeitos de ondulação na entrada e saída dolaminador de grandeza suficiente para pôr em risco o apertomecânico e rompimento da tira, sem que sejam manifestadosquaisquer problemas de lisura detectáveis na localização decalibragem a jusante.

A Figura 2 é um diagrama de blocos de uma ar-quitetura de controle 200 da Figura 1 de interfaceamento como laminador 15 da Figura 1. A arquitetura de controle 200proporciona medições de perfil de espessura de tira precisosna entrada e saida do laminador 15 em conjunto com mediçõesde lisura na saida e outra instrumentação para formar um es-quema de controle de lisura, tensão, perfil de alimentaçãode avanço e realimentação integrados.

A arquitetura de controle 200 inclui um apare-lho de calibragem de entrada 210 capaz de medir um perfil deespessura de entrada 211 da tira de metal 12 entrante antesda tira de metal 12 entrar no laminador 15. 0 aparelho decalibragem de entrada 210 pode compreender um raio-X, laser,infravermelho, ou outro dispositivo capaz de promover a me-dição de um perfil de espessura de entrada da tira de me-tal de entrada 12. As medições de entrada 211 proveni-entes do aparelho de calibragem de entrada 210 são enviadaspara um modelo de perfil de espessura objetivo 220 da ar-quitetura de controle 200. O modelo de perfil de espes-sura objetivo 220 é capaz de calcular um perfil de es-pessura objetivo 221 como uma função do perfil de espessu-ra de entrada 211 medido de forma tal que a alteração naregometria requerida para se conseguir o perfil de es-pessura 221 objetivo é insuficiente para produzir ondu-lação de titã (descrito adiante em detalhes). A perfilde espessura objetivo 221 satisfaz os requisitos opera-cionais de perfil e lisura.

O modelo de perfil de espessura objetivo220 pode compreender um modelo matemático implementado emsoftware em uma plataforma baseada em processador (por e-xemplo, um PC). Alternativamente, o modelo de perfil deespessura objetivo 220 pode compreender um modelo mate-mático implementado, por exemplo, em suporte lógico i-nalterável em um circuito integrado especifico de apli-cação (ASIC). 0 modelo de perfil de espessura objetivo220 também pode ser implementado de outras maneiras comoé conhecido daqueles versados na técnica. De forma asse-melhada, outros modelos descritos neste contexto são mo-delos matemáticos que podem ser implementados de váriasmaneiras.

O modelo de perfil de espessura objetivo220 também é interfaceado operacionalmente a um modelode intervalo entre cilindros 230 da arquitetura de con-trole 200. A alteração na geometria 211' necessáriapara manter a perfil de espessura objetivo 221, dado operfil de espessura de entrada 211 atual, é enviada para omodelo de intervalo entre cilindros 230 a partir do mode-lo de perfil de espessura objetivo 220. O modelo de in-tervalo entre cilindros 230 é capaz de gerar um perfil depressão do intervalo entre cilindros 231 como uma função depelo menos a alteração na geometria de entrada 211', cor-respondente à pressão de intervalo entre cilindros, entreos cilindros operacionais 16A e 16B do laminador 15. 0modelo de intervalo entre cilindros 230 pode usar tam-bém as dimensões físicas e características do equipamen-to de laminador juntamente com medições das perturbações deforça de cilindro 216, tensões, e perfil de espessura en-trante 211, para gerar o perfil de pressão do intervaloentre cilindros requerido para se conseguir o perfil deespessura objetivo.

O modelo de perfil de espessura objetivo220 e o modelo de intervalo entre cilindros 230 tambéminterfaceiam operacionalmente um modelo de deflexão depilha de cilindros de alimentação de avanço 240. O mo-delo de deflexão de pilha de cilindros de alimentaçãode avanço proporciona controle de lisura de alimentação deavanço e controle de perfil de alimentação de avanço. Omodelo de deflexão de pilha de cilindros de alimentaçãode avanço 240 pode ser capaz de gerar vetores de perfilde acionador e de sensibilidade de controle de alimen-tação de avanço 242 como uma função do pelo menos operfil de espessura objetivo 221 e o perfil de pressãode intervalo entre cilindros 231. Os vetores de perfilde acionador e de sensibilidade de controle de lisura241 e as referências de controle de alimentação de a-vanço 242 são usados para controlar o controlador deflexão 250 e um controlador de intervalo de cilindros255 (ou algum outro dispositivo adequado que influenciao intervalo entre cilindros operacionais carregados dolaminador 15) em resposta a perturbações no perfil deespessura de tira entrante 211 e perturbações de forçade cilindro 216 dentro do laminador 15. A flexão pro-movida pelos cilindros operacionais 16A e/ou 16B é con-trolada por meio do controlador de flexão 250. Um in-tervalo de cilindros entre os cilindros operacionais16Α e 16Β é controlado pelo controlador de intervalosentre cilindros 255.

Um vetor de sensibilidade representa o e-feito no perfil de espessura de tira transversal ou Ii-sura de tira que é criado por uma mudança na ajustagemde acionador. Por exemplo, alteração na flexão enquantoo laminador está em um estado de operação particular farácom que o perfil ou lisura de tira modem de um estado ori-ginal A para outro estado B tal como se encontra ilus-trado no gráfico 600 da Figura 6. O vetor de sensibili-dade é aquele vetor obtido pela diferenciação do estado A edo estado B e dividindo-se o resultado pela alteração na a-justagem de acionador que foi responsável pela alteração doestado A para o estado B.

A referência de controle de alimentação deavanço é uma referência para um acionador de controle,que controla a flexão, requerido para se conseguir al-gum objetivo de controle para uma seção particular datira, tal como lisura ou perfil aperfeiçoado, que écalculado com base na informação que se encontra dispo-nível antes da seção de tira particular entrar no lami-nador. A forma mais comum será o cálculo de uma ajus-tagem de flexão aperfeiçoada, baseada no perfil de en-trada medido, isto é, medido antes de entrar no laminador,dada a força de cilindro efetiva e a geometria da pilha decilindros (dimensões de cilindros, larguras e outras).

Este cálculo é facilitado por meio do modelo matemáticoconhecido neste caso como o modelo de deflexão de pilhade cilindros 240.

A arquitetura de controle 200 também incluium aparelho de aferição de saida 215 capaz de medir os re-cursos de saida 217 da tira de metal 12 depois que atira de metal 12 sai do laminador 15. 0 aparelho deaferição de saida 215 pode compreender um raio-X, la-ser, infravermelho, ou outro dispositivo capaz de medirum perfil de espessura de saida 217A e/ou outros aspectosda tira de metal 12 que está saindo (por exemplo, tempera-tura da tira e lisura da tira) . As medições provenientesdo aparelho de aferição de saida 215 são enviadas paraum modelo de realimentação de deformação diferencial 260da arquitetura de controle 200 que interfaceia operacio-nalmente com o aparelho de aferição de saida 215. 0 mo-delo de realimentação de deformação diferencial 260também o interfaceia operacionalmente com o modelo deperfil de espessura objetivo 220 e é capaz de calcularuma realimentação de deformação diferencial 261 comouma função de pelo menos o perfil de espessura objetivocalculado 221, o perfil de espessura de saida medido 217A,e um perfil de tensão objetivo 360 (vide Figura 3) o qualé discutido de forma mais detalhada adiante com relação àFigura 3.

As medições provenientes do aparelho deaferição de saida 215 são também enviadas para um mode-lo de deflexão de pilha de cilindros adaptável 270 daarquitetura de controle 200, capaz de gerar um vetor deerro de intervalo entre cilindros adaptável 271 em res-posta a pelo menos o perfil de espessura de saída 217Apara proporcionar adaptação do modelo de deflexão de pi-lha de cilindros de alimentação de avanço 240. O modelode deflexão de pilha de cilindros adaptável 270 também re-cebe um parâmetro de força de cilindros 216 a partir dolaminador 15 o qual pode ser usado para gerar o vetor deerro de intervalo entre cilindros adaptável 271.

A arquitetura de controle 200 também podeincluir um modelo de controle 280 interfaceado operacio-nalmente ao modelo de deflexão de pilha de cilindros dealimentação de avanço 240 e ao modelo de realimentação dedeformação diferencial 260. 0 modelo de controle 280 écapaz de gerar sinais de controle 281-283 para controlarpelo menos um dos seguintes: o controlador de flexão250, o controlador de intervalo 255, o controlador derefrigerante 290, e outros dispositivos adequados que in-fluenciam a forma do intervalo entre cilindros de trabalhocarregados do laminador 15, em resposta pelo menos à rea-limentação de deformação diferencial 261 e vetores desensibilidade de controle de perfil e lisura de acionador241. O controlador de refrigerante 290 proporciona refri-gerante para os cilindros laminadores 16A e 16B de umamaneira controlada. 0 controlador de flexão 250, ocontrolador de intervalo 255, e o controlador de refrige-rante 290 proporcionam, cada um, parâmetros de acionamen-to de laminação respectivos 291-293 para o laminador 15para manipulação dos vários aspectos do laminador 15 taiscomo descritos anteriormente neste contexto, para adaptara forma da tira de metal 12.

A Figura 3 é um diagrama de blocos maisdetalhado da arquitetura de controle 200 da Figura 1 eFigura 2, interfaceamento ao laminador 15 da Figura 1 eFigura 2. A Figura 3 também mostra a tira de metal 12saindo dos cilindros de fundidor 22, passando pelo dispo-sitivo de aferição de entrada 210, entrando no laminador15, saindo do laminador 15 e passando pelo dispositivo deaferição de saida 215. Como uma opção, a arquitetura decontrole 200 inclui um controle de geometria de realimenta-ção de fundidor 301, o qual utiliza uma versão processada211" do perfil de espessura de entrada medido 211 para a-daptar a operação dos cilindros de fundidor 22. Esse con-trole de geometria de realimentação de fundidor 301 servepara permitir adaptar o perfil de espessura de entrada211 da tira de metal 12 a um perfil de tira objetivo fun-dida nominal desejado 302.

O perfil de espessura objetivo 221 pode serum objetivo por perfil de espessura unitária, e pode serbaseado em um aperfeiçoamento substancial no perfil deespessura dado o perfil de espessura de entrada entrante211, sem produzir ondulações inaceitáveis na tira 12. Es-te perfil de espessura objetivo 221 é usado em vez de a-penas o perfil de espessura entrante real 211 na compara-ção com o perfil de espessura de saida para produzir oerro de realimentação (realimentação de deformação dife-rencial) , tal como é descrito adiante neste caso. Por-tanto, os controladores de laminador são forçados a a-cionar o perfil de espessura de saída para conjugar operfil de espessura objetivo que respeita as restriçõesde limite estabelecidas pelas características de ondula-ção da tira. Qualquer condição que não exceda as res-trições de limite de ondulação produzirá uma resposta decontrole que proporciona aperfeiçoamentos de perfil elisura.

O perfil de espessura de entrada medido211 é uma entrada para o modelo de perfil de espessuraobjetivo 220 e é processado pelo desempenho de filtragemde tempo e filtragem de freqüência espacial utilizando-secapacidade de filtragem de tempo 222 e capacidade de fil-tragem de freqüência espacial 223 dentro do modelo 220.O modelo de perfil de espessura objetivo 220 pode inclu-ir um modelo de tira 225 que serve para incorporar coi-bições limite de ondulação e/ou coibições limite de al-teração de perfil no perfil de espessura objetivo 221que está sendo gerado pelo modelo 220. Tais limitesconservam a alteração de geometria da tira de metal 12afastada em relação aos parâmetros de abordagem que fazemcom que a tira de metal 12 seja ondulada durante o pro-cessamento através da usina de fundição de tira fina 100.isto é, o perfil de espessura objetivo 221 incorpora oaperfeiçoamento para o perfil de espessura de entrada211 entrante que é compatível com os limites de ondula-ção de tira. Como um resultado, na presença de geometri-as anormais provenientes do fundidor, o perfil de espes-sura objetivo 221 acompanhará automaticamente a varia-ção na geometria fundida.

De acordo com uma concretização da presen-te invenção, o modelo de perfil de espessura objetivo220 implementa o seguinte algoritmo matemático:

H (x) * = HAlaminador (x) + dHhfderrama-nento(x); Perfil de Espessura Objetivo 221

onde H'laminador(x) = LSFF (LPF (H (x)));

perfil de espessura de tira entrante filtrado em bai-xa freqüência espacial e em tempo 211",

e onde LSFF() é o filtro de baixa freqüên-cia espacial 223 pelo melhor ajuste de quadrados míni-mos de polinômios de ordem baixa,

e onde LFP() é o Filtro de Passa baixoscom uma constante de tempo ajustada em torno de 1-10 ro-tações de cilindro de fundidor,

e onde H(x) é o Perfil de Espessura de En-trada 211,

e onde dHhfspill(x) = sHerror(x) - dHer-rorLimited(x); derramamento de alta freqüência para ob-jetivo para evitar ondulação local, e onde

dHerrorLimited(x) = mínimo (dHer-ror(x), Limit dh(x)); Alteração de geometria lo-cal 225 depois de limitação de ondulação, e onde

Limit dh (x) é avaliado a partir de Limitdh(χ) = H* (K*Cs*(H/Wc(x))**2 + correção para tensão to-tal media e tensão aplicada, dando alteração de geome-tria local máxima para evitar ondulação, e ondeH = espessura de entrada média,

Wc(x) = largura de região de compressão

local,

Cs = pi**2*E/ (12 (l-mu**2)) constante e-

lástica, K = fator de escala de coibição.

Conseqüentemente, o modelo de perfilde espessura objetivo 220 é uma função da geometriade entrada, tensão de tira, deformação de lamina-ção total, e seleção das constantes de filtragemde tempo e espacial. O perfil de espessura obje-tivo resultante 221 é enviado ao modelo de defle-xão de pilha de cilindros de alimentação de avanço240 e ao modelo de realimentação de deformação dife-rencial 2 60.

O modelo de intervalo entre cilindros230 também recebe uma versão processada 211' que repre-senta a alteração no perfil de espessura necessária parase conseguir o perfil de espessura objetivo dado o per-fil de espessura de entrada efetivo. O modelo de tira225 e o modelo de intervalo entre cilindros 230 sãoresponsáveis pela fluência, ondulação, alteração de ge-ometria e tensão relacionadas que podem ocorrer fora dointervalo entre cilindros, e para alterações de pressãoque podem ocorrer dentro do intervalo entre cilindros do laminador 15.

Alternativamente, o dispositivo de aferi-ção de entrada 210 da arquitetura de controle 200 podenão estar presente, ou inibido de forma tal que a perfilde espessura objetivo 221 resultante é baseada em infor-mação de perfil de espessura de entrada estimada em vez deinformação perfil de espessura de entrada medida real 211.Consequentemente, o perfil de espessura objetivo 221 éindependente do perfil de espessura de entrada real 211nessas concretizações alternativas.

0 modelo de deflexão de pilha de cilindrosde alimentação de avanço 240 pode ser um modelo de defle-xão de pilha de cilindros de diferença finita completeou, alternativamente, um modelo simplificado que prognos-tica as ajustagens de acionador de perfil requeridas pa-ra aperfeiçoar a forma de intervalo entre cilindros car-regados para adaptação ao perfil de espessura de tiradesejado. As entradas para o modelo incluem a geome-tria do laminador 15, a geometria de tira entrante, operfil de pressão do intervalo entre cilindros 231 entrea tira e os cilindros, e a força de laminação desejadaou efetiva 216. Saidas do modelo são as referências decontrole de acionador otimizadas 242 para controle dealimentação de avanço e os vetores de sensibilidadede perfil e lisura de acionador 241 para o uso no es-quema de controle de realimentação.

0 modelo de realimentação de deformaçãodiferencial 260 aceita medições do perfil de espessurade saida 217A, temperatura de tira 217B, e lisura detira 217C provenientes do dispositivo de aferição desaida 215. As medições de lisura 217C provenientes doaparelho de aferição de saida 215 são encaminhadas atra-vés de um estágio de processamento de sinal 330 dentro domodelo de realimentação de deformação diferencial 260para remover das medições os componentes de movimentode corpo. Conseqüentemente, medições causadas pela ro-tação de tira, instabilidade vertical de tira, vibraçãode tira em torno de um eixo longitudinal podem ser re-movidas. Tal processamento de sinal reduz os falsos po-sitivos de não-lisura. O perfil de espessura de saidaprocessada 217A é comparado, no avaliador de erro de ten-são 305, para o perfil de espessura objetivo 221 paraformar uma estimativa inicial de um perfil de deforma-ção por laminação 310. A estimativa bruta do perfil dedeformação por laminação 310 é ainda processada utilizan-do-se capacidade de nulificação automática 320 por sub-tração de erros de medição sistemáticos do perfil de de-formação por laminação 310 quando o laminador 15 é en-granzado. Os erros de medição automáticos são geradosatravés de comparação dos perfis de espessura de entradae saida quando o laminador é desengranzado. Em condi-ções ideais, nenhum erro de medição sistemática se en-contra presente na usina de fundição de tira 100, e amedição dos perfis de espessura de entrada e saida seráa mesma quando a usina de fundição de tira 100 se encon-tra operando sem que o laminador esteja engranzado. En-tretanto, isto ocorre raras vezes, se é que ocorre.Consequentemente, os erros de medição sistemáticos sãoanulados (retirados da estimativa do perfil de deforma-ção por laminação 310).Também, outra informação de dispositivo deaferição de saida pode ser incorporada na estimativa doperfil de deformação por laminação. Processamento de si-nal 330, para detector seções onduladas, e capacidade decompensação de temperatura 340 (compensação para o efeitode perfil de temperatura transversal) pode ser executadocom base em medições de lisura da tira 217C e tempera-tura de tira 217B e os resultados incorporados na esti-mativa do perfil de deformação por laminação 310. Comoum resultado, um perfil de deformação por laminação delargura plena 350 é formado, o qual é robusto paraqualquer variação baseada em tempo na diferença entreas características de medição de perfil que podem ocor-rer durante a laminação. O perfil de deformação porlaminação 350 é comparado a um perfil de tensão objeti-vo desejado 360 para formar a realimentação de deforma-ção diferencial 261 (erro) que é realimentada ao modelode controle 280.

A realimentação de deformação diferencial261 a partir do modelo de realimentação de deformaçãodiferencial 260 é usada pelo modelo de controle 280,juntamente com os vetores de sensibilidade de controlede perfil e lisura de acionador 241 para gerar um con-junto de sinais de controle 281-283 para o controladorde flexão 250, o controlador de intervalo entre cilin-dros 255, e o controlador de refrigerante de realimen-tação 290. Os vetores de sensibilidade de controle delisura 241 são usados para efetuar a operação de produ-to de pontos matemáticos com a realimentação de defor-mação diferencial 261, cujo resultado compreende os er-ros de acionador escalar para os vários acionadores u-sados no esquema de controle. Quando os vetores desensibilidade de controle de lisura 241 não estão dis-poníveis a partir de cálculo em linha, então eles podemser proporcionados a partir de uma fonte de tempo nãoreal, tal como cálculo fora de linha ou aproximação ma-nual alcançada por meio de observação experimental.Independentemente da fonte dos vetores de sensibilidadede controle de lisura, os erros de acionador escalarresultantes são por sua vez usados pelos controladoresde realimentação 370 e 380 para desempenharem a suafunção. Dentro do modelo de controle 280, a capacidadede controle de realimentação simétrica 370 e a capaci-dade de controle de realimentação assimétrica 380 sãorealizadas para gerarem os sinais de controle 281 e 282para o controlador de flexão 250 e para o controladorde intervalos entre cilindros 255.

O potencial de uma região particular datira nodular está relacionado às condições de esforço edeformação em uma área local da tira, em vez de com re-lação ao estado médio da tira. Portanto, detecção deondulação local 390 também é realizada dentro do modelo decontrole 280 para gerar o sinal de controle 283 para ocontrole de refrigerante de realimentação 290. Os si-nais de controle 281-283 e as referências de controlede alimentação de avanço 242 permitem que vários aspec-tos do laminador 15 sejam controlados automaticamente afim de se conseguir uma geometria de tira desejada (porexemplo, perfil e lisura) da tira de metal fora do lami-nador 15 sem experimentar problemas tais como ondulaçãode tira.

Além disso, o controlador de flexão 250pode ser ainda adaptado manualmente por uma capacidadede compensação de flexão induzida por operador 395, e ocontrolador de refrigerante 290 pode ser ainda adaptadomanualmente por uma capacidade de compensação de pulve-rização induzida por operador 399 suportada pela arqui-tetura de controle 200. De uma maneira geral, controlede realimentação que utiliza alimentadores de pulveri-zação segmentados, flexão de cilindros, inclinação de ci-lindros, e outros acionadores de manipulação de coroa decilindro, conforme disponíveis, pode ser realizado parareduzir ao mínimo o erro no perfil de deformação por Ia-minação observado.

O controlador de flexão 250, controladorde intervalo 255, e controlador de refrigerante 290proporcionam parâmetros de acionador de laminador 291-293 para o laminador em resposta aos sinais de controle281-283, referências de controle de alimentação de avan-ços 242, e entradas de compensação de operador para conse-guir o resultado de geometria de tira desejado. O contro-lador de flexão 250 controla a flexão de cilindro dos ci-lindros laminadores 16A e 16B do laminador 15. 0 contro-lador de intervalo 255 controla um intervalo de cilin-dros entre os cilindros laminadores 16A e 16B. O con-trolador de refrigerante 290 controla a quantidade de re-frigerante que é proporcionada para os cilindros laminadores16A e 16B.

Esta fundição em cilindros gêmeos continuapermite que a usina 100 com os recursos descritos respondaàs perturbações de processo principais e produza uma tiracom um perfil de espessura de saida substancialmenteaperfeiçoado dadas as condições de fundição de tira u-suais, ao mesmo tempo em que evita a ondulação da tirana entrada ou saida da beliscadura de cilindros do Ia-minador a quente. O uso da informação de perfil de es-pessura entrante e do uso correto da diferença entre ainformação de perfil de espessura de entrada e de saidarepresentam uma etapa significativa avançada para atecnologia de controle de perfil e lisura.

A Figura 4 é um fluxograma de uma concre-tização de um método 400 para controlar a geometria detira em uma usina de fundição de tira que é dotada de alaminador a quente 15. Na etapa 410, um perfil de es-pessura de entrada 211 de uma tira de metal entrante12 é medido antes de a tira de metal 12 entrar no lami-nador a quente 15. Na etapa 420, um perfil de espessu-ra objetivo 221 é calculado como uma função do perfilde espessura de entrada medido 211 enquanto satisfaz osrequisitos de operação de perfil e lisura. Na etapa430, um perfil de espessura de saida 217A da tira demetal 12 é medido depois de a tira de metal 12 sair dolaminador a quente 15. Na etapa 440, a realimentaçãode deformação diferencial 261 é calculada a partir datensão longitudinal na tira por comparação do perfil deespessura de saída 217A com o perfil de espessura obje-tivo 221 derivado do perfil de espessura de entrada me-dido. Na etapa 450, um dispositivo capaz de afetar ageometria da tira 12 que emerge do laminador a quente15 é controlado em resposta à realimentação de deforma-ção diferencial 261, estado do laminador 15, e perfilde espessura entrante 211

No método 400 de controlar a geometria detira em uma fundição de tira que é dotada de um lamina-dor a quente 15, o dispositivo capaz de afetar a geome-tria da tira que emerge do laminador a quente pode serqualquer um ou todos de um controlador de flexão 250,um controlador de intervalo 255, e um controlador derefrigerante 293.

O método 400 pode incluir ainda calcular umperfil de pressão do intervalo entre cilindros 231 a partir do perfil de espessura de entrada 211 e dimensõese características do laminador a quente, e calcular umareferência de controle de alimentação de avanço 242e/ou um vetor de sensibilidade 241 como uma função de operfil de espessura objetivo 221 e do perfil de pressão dointervalo entre cilindros 231 para permitir a compensaçãodas flutuações de perfil e lisura na tira fundida 12. 0dispositivo capaz de afetar a geometria da tira que e-merge do laminador a quente 15 pode ser ainda controlado emresposta à referência de controle de alimentação de a-vanço calculada 242 e/ou ao vetor de sensibilidade cal-culado 241. Além disso, um vetor de erro de intervaloentre cilindros adaptável 271 pode ser gerado a partir doperfil de espessura de saida medido e usado para calcularpelo menos um da referência de controle de alimentação deavanço 242 e do vetor de sensibilidade 241.

A Figura 5 é um fluxograma de um método500 da produção de tira fundida fina com uma geometriade tira controlada por fundição continua. Na etapa510, um fundidor de tira fina que é dotado de um par decilindros de fundição é montado dotado de uma beliscadu-ra entre eles. Na etapa 520, um sistema de distribui-ção de metal é montado de forma a ser capaz de formaruma poça de fundição entre os cilindros de fundição a-cima da beliscadura, com represamentos laterais adja-centes às extremidades da beliscadura para confinar a po-ça de fundição. Na etapa 530, adjacente ao fundidor detira fina, está montado um laminador a quente dotado decilindros laminadores com superfícies úteis que formamum intervalo de laminação entre elas, no qual a tiraquente admitida é laminada, sendo os cilindros lamina-dores dotados de superfícies de laminação úteis refe-rentes a uma forma desejada através dos cilindros Iami-nadores. Na etapa 540, é montado um dispositivo capaz deafetar a geometria da tira que sai do laminador a quen-te, em resposta a sinais de controle. Na etapa 550,está montado um sistema de controle capaz de gerar umarealimentação de deformação diferencial, e capaz de ge-rar os sinais de controle em resposta à realimentação dedeformação diferencial, estado do laminador, e perfil deespessura de entrada. Na etapa 560, o sistema de con-trole é conectado operacionalmente ao dispositivo ca-paz de afetar a geometria da tira que emerge do lami-nador a quente. Na etapa 570, aço fundido é introdu-zido entre o par de cilindros de fundição para formaruma poça de fundição suportada nas superfícies de fun-dição dos cilindros de fundição confinada pelos repre-samentos laterais. Na etapa 580, os cilindros de fun-dição são levados a girar em contra-rotação para for-marem cascas de metal solidificadas nas superfíciesdos cilindros de fundição e tira de aço fina fundidaatravés da beliscadura entre os cilindros de fundiçãoa partir das cascas solidificadas. Na etapa 590, atira fundida fina entrante é laminada entre os cilin-dros laminadores do laminador a quente e variação depelo menos um intervalo de cilindros dos cilindros ope-racionais, flexão pelos cilindros operacionais, e umrefrigerante proporcionado para os cilindros operacio-nais em resposta a pelo menos um dos sinais de contro-le, para afetar a geometria da tira quente que emergedo laminador a quente.

No método 500, o dispositivo capaz de afe-tar a geometria da tira que sai do laminador a quente(15?) pode ser um ou mais de um controlador de flexão250, um controlador de intervalo 255, e um controladorde refrigerante 290. O sistema de controle é ainda ca-paz de gerar a referência de controle de alimentação deavanço 242 e um vetor de sensibilidade 241, e ainda ca-paz de gerar os sinais de controle 281-283 em respostaà realimentação de deformação diferencial 261, a refe-rência de controle de alimentação de avanço 242, e ovetor de sensibilidade 241. A realimentação de defor-mação diferencial 261 é calculada a partir da tensãolongitudinal na tira 12 por comparação de um perfil deespessura de saida medido 217A com um perfil de espes-sura objetivo calculado 221 derivado de um perfil deespessura de entrada medido 211. A referência de con-trole de alimentação de avanço 242 e o vetor de sensi-bilidade 241 são calculados como uma função de um per-fil de espessura objetivo 221, derivado de um perfil deespessura de entrada medido 211, e um perfil de pressãodo intervalo entre cilindros 231 para permitir a com-pensação de flutuações do perfil e lisura na tira fun-dida 12.

O controlador de flexão 250, controladorde intervalo 255, controlador de refrigerante 290, eoutro dispositivo adequado que influencie o intervaloentre cilindros de trabalho carregados pode ser consi-derado como sendo parte da arquitetura de controle 200.

Alternativamente, o controlador de flexão 250, contro-lador de intervalo 255, controlador de refrigerante290, e outros dispositivos adequados que possam influ-enciar o intervalo entre cilindros de trabalho carrega-dos podem ser considerados como sendo parte do lamina-dor 15. De uma forma assemelhada, de acordo com deter-minadas concretizações da presente invenção, vários as-pectos da arquitetura de controle 200 podem ser consi-derados como sendo uma parte de um modelo ou de outromodelo da arquitetura de controle 200. Por exemplo, ocontrolador de flexão 250, controlador de intervalo255, e controlador de refrigerante 290 podem ser consi-derados como sendo parte do modelo de controle 280 daarquitetura de controle 200.

Em resumo, expõe-se um método e aparelhopara controlar geometria de tira em um fundidor conti-nuo de cilindros gêmeos que é dotado de um laminador aquente, com uma arquitetura de controle que utiliza a-limentação de avanço e realimentação para controlar ageometria da tira fundida que emerge do laminador aquente ao mesmo tempo em que impede a ondulação da tirafundida.

Muito embora a invenção fosse descrita comreferência a determinadas concretizações, será compre-endido por aqueles versados na técnica que várias alte-rações podem ser realizadas e equivalentes podem sersubstituídos sem com isso escaparem do escopo da inven-ção exposta.

Além disso, muitas modificações podem serrealizadas para se adaptar uma situação ou materialparticular aos ensinamentos da invenção, sem com issoescaparem do seu escopo.Conseqüentemente, pretende-se que a inven-ção não fique limitada à concretizações particularesexpostas, mas que a invenção incluirá todas as concre-tizações que incidirem dentro do escopo das reivindica-ções em anexo.

Claims (36)

1. - Método para controlar geometria de ti-ra em uma usina de fundição de tira que é dotada de umlaminador a quente, caracterizado pelo fato de que o ditométodo compreende:- medir um perfil de espessura de entrada deuma tira de metal entrante antes de a tira de metal entrarno laminador a quente;- calcular um perfil de espessura objetivocomo uma função do perfil de espessura de entrada medido en-quanto satisfaz requisitos operacionais de perfil e lisura;- medir um perfil de espessura de saida da ti-ra de metal, depois de a tira de metal sair do laminador aquente;- calcular uma realimentação de deformaçãodiferencial a partir da tensão longitudinal na tira pelacomparação do perfil de espessura de saida com o perfil deespessura objetivo derivado a partir do perfil de espessu-ra de entrada medido; e- controlar um dispositivo capaz de afetar ageometria da tira que emerge do laminador a quente em res-posta a pelo menos a dita realimentação de deformação di-ferencial.

2. - Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dispositivo capaz de afetara geometria da tira que emerge do laminador a quente ser se-lecionado a partir de um ou mais do grupo que consiste de umcontrolador de flexão, um controlador de intervalo e um con-trolador de refrigerante.

3. - Método, de acordo com a reivindicação 1ou reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda:- calcular um perfil de pressão do intervaloentre cilindros a partir do perfil de espessura de entrada edimensões e características do laminador a quente;- calcular a referência de controle de alimen-tação de avanço e um vetor de sensibilidade como uma funçãodo perfil de espessura objetivo e do perfil de pressão dointervalo entre cilindros para permitir a compensação deflutuações de perfil e lisura na tira fundida; e- controlar ainda o dispositivo capaz deafetar a geometria da tira que emerge do laminador aquente em resposta à dita referência de controle de ali-mentação de avanço calculado e dito vetor de sensibilidadecalculado.

4. - Método, de acordo com a reivindicação 1ou reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda:- calcular a perfil de pressão do intervaloentre cilindros a partir do perfil de espessura de entradae dimensões e características do laminador a quente;- calcular a referência de controle de ali-mentação de avanço como uma função do perfil de espessuraobjetivo e do perfil de pressão do intervalo entre cilin-dros para permitir a compensação de flutuações de perfile lisura na tira fundida; econtrolar ainda o dispositivo capazde afetar a geometria da tira que emerge do lamina-dor a quente em resposta à dita referência de controlede alimentação de avanço calculada.

5. - Método, de acordo com a reivindicação 1ou reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda: - calcular um perfil de pressão do intervaloentre cilindros a partir do perfil de espessura de entradae dimensões e características do laminador a quente;- calcular um vetor de sensibilidade comouma função do perfil de espessura objetivo e o perfilde pressão do intervalo entre cilindros para permitira compensação para flutuações de perfil e lisura natira fundida; e- controlar ainda o dispositivo capaz deafetar a geometria da tira que emerge do laminador aquente em resposta ao dito vetor de sensibilidade calcula-do.

6. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado por compreen-der ainda gerar um vetor de erro de intervalo entre ci-lindros adaptável a partir do perfil de espessura de saí-da medido e utilizar o vetor de erro de intervalo entrecilindros adaptável para calcular pelo menos um da referên-cia de controle de alimentação de avanço e do vetor desensibilidade.

7. - Método, de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado porcalcular o dito perfil de espessura objetivo incluira realização de pelo menos uma de filtragem de tempoe filtragem de freqüência espacial.

8. - Método, de acordo com a reivindicação2, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de con-trole inclui a realização de controle de realimentaçãosimétrica e controle de realimentação assimétrica docontrolador de flexão e do controlador de intervalo.

9. - Método, de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado pelofato de que a dita etapa de controle inclui a subtra-io ção de erros sistemáticos da dita realimentação de de-formação diferencial quando o laminador está engranza-do, sendo os ditos erros sistemáticos gerados atravésde comparação do perfil de espessuras de entrada e saí-da quando o laminador é desengranzado.

10. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de quea dita etapa de controle incluir realizar compensação detemperatura e detecção de ondulação.

11. - Método para controlar a geometria detira na fundição de tira que é dotada de um laminador aquente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a dita etapa de controle inclui reali-zar pelo menos uma de compensação de refrigerante indu-zida por operador e compensação de flexão induzida poroperador.

12. - Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que odito perfil de espessura objetivo inibi a ondulação detira.

13. - Arquitetura de controle para con-trolar a geometria de tira em uma usina de fundição detira que é dotada de um laminador a quente, caracterizadapelo fato de que a dita arquitetura de controle compre-ende :- um aparelho de aferição de entrada capaz demedir um perfil de espessura de entrada de uma tira de me-tal entrante, antes de a dita tira de metal entrar no di-to laminador;- um modelo de perfil de espessura objetivocapaz de calcular um perfil de espessura objetivo como umafunção do dito perfil de espessura de entrada medido, aomesmo tempo em que satisfaz os requisitos operacionais deperfil e lisura;- um aparelho de aferição de saída capazde medir um perfil de espessura de saída na dita tirade metal depois de a dita tira de metal sair do ditolaminador;- um modelo de realimentação de deformaçãodiferencial capaz de calcular uma realimentação de de-formação diferencial a partir da tensão longitudinal natira pela comparação do perfil de espessura de saídacom o perfil de espessura objetivo derivado do perfilde espessura de entrada medido; e- um modelo de controle capaz de controlar umdispositivo capaz de afetar a geometria da tira que emergedo laminador a quente em resposta a pelo menos a ditarealimentação de deformação diferencial.

14. - Arquitetura de controle, de acordo coma reivindicação 13 , caracterizada pelo fato do disposi-tivo capaz de afetar a geometria da tira que emerge dolaminador a quente ser selecionado a partir de um ou maisdo grupo que consiste de um controlador de flexão, umcontrolador de intervalo, e um controlador de refrige-rante.

15. - Arquitetura de controle, de acordo com areivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizada por com-preender ainda:- um modelo de intervalo entre cilindroscapaz de calcular um perfil de pressão de intervalo en-tre cilindros a partir do perfil de espessura de entra-da e dimensões e características do laminador a quente;e- um modelo de deflexão de pilha de cilin-dros de alimentação de avanço capaz de calcular a refe-rência de controle de alimentação de avanço e um vetor desensibilidade como uma função do perfil de espessura ob-jetivo e o perfil de pressão do intervalo entre cilindrospara permitir a compensação de flutuações de perfil e delisura em uma tira fundida.

16. - Arquitetura de controle, de acordo com areivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizada por com-preender ainda:- um modelo de intervalo entre cilindros ca-paz de calcular um perfil de pressão do intervalo entre ci-lindros a partir do perfil de espessura de entrada e dimen-sões e características do laminador a quente; eum modelo de deflexão de pilha de cilindrosde alimentação de avanço capaz de calcular uma referência decontrole de alimentação de avanço como uma função do perfilde espessura objetivo e do perfil de pressão do intervaloentre cilindros para permitir a compensação das flutuaçõesde perfil e lisura na tira fundida.

17. - Arquitetura de controle para controlar ageometria de tira na fundição de tira que é dotada de um la-minador a quente, de acordo com a reivindicação 13 ou rei-vindicação 14, caracterizada por compreender ainda:- um modelo de intervalo entre cilindros ca-paz de calcular a perfil de pressão do intervalo entre ci-lindros a partir do perfil de espessura de entrada e dimen-sões e características do laminador a quente; e- um modelo de deflexão de pilha de cilindrosde alimentação de avanço capaz de calcular a vetor de sensi-bilidade como uma função do perfil de espessura objetivo e doperfil de pressão de intervalo entre cilindros para permitira compensação e3 flutuações de perfil e lisura na tira fundida.

18. - Arquitetura de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizada porcompreender ainda um modelo de deflexão de pilha de cilin-dros adaptável capaz de gerar um vetor de erro de intervaloentre cilindros adaptável a partir do perfil de espessura desaída medido e utilizar o vetor de erro de intervalo entrecilindros adaptável para calcular pelo menos um da referên-cia de controle de alimentação de avanço e do vetor de sen-sibilidade.

19. - Arquitetura de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizada pelofato de que o dito modelo de perfil de espessura objetivoincluir ainda pelo menos um de capacidade de filtragem detempo e capacidade de filtragem de freqüência espacial comoparte do cálculo do dito perfil de espessura objetivo.

20. - Arquitetura de controle, de acordocom a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de queo dito modelo de controle inclui uma capacidade de rea-limentação simétrica e uma capacidade de realimentação as-simétrica para controlar o controlador de flexão e o con-trolador de intervalo.

21. - Arquitetura de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 13 a 20, caracterizada pe-lo fato de que o dito modelo de realimentação de defor-mação diferencial inclui uma capacidade de anulação au-tomática capaz de subtrair erros sistemáticos da ditarealimentação de deformação diferencial quando o Iami-nador é engranzado, sendo os ditos erros sistemáticosgerados através da comparação dos perfis de espessura de en-trada e saida quando o laminador é desengranzado.

22. - Arquitetura de controle, de acordocom qualquer uma das reivindicações 13 a 21, caracteri-zada pelo fato de que o dito modelo de realimentação dedeformação diferencial inclui a capacidade de compensação detemperatura e a capacidade de detecção de ondulação.

23. - Arquitetura de controle, de acordocom qualquer uma das reivindicações 13 a 22, caracteri-zada pelo fato de que a dita arquitetura de controlesuportar pelo menos um de compensação de refrigeranteinduzida por operador e compensação de flexão induzidapor operador.

24. - Arquitetura de controle, de acordo comqualquer uma das reivindicações 13 a 23, caracterizadapelo fato de que o dito modelo de perfil de espessuraobjetivo inibi a dita ondulação de tira.

25. - Método para produzir tira fundida finacom uma geometria de tira controlada por fundição continua,caracterizado pelo fato de que o dito método compreende:(a) montar um fundidor de tira fina que é do-tado de um par de cilindros de fundição que são dotadosde uma beliscadura entre eles;(b) montar um sistema de distribuição de metalcapaz de formar uma poça de fundição entre os cilindrosde fundição acima da beliscadura com represamentos la-terais adjacentes às extremidades da beliscadura paraconfinarem a poça de fundição;(c) montar, adjacente ao fundidor de tira fi-na, um laminador a quente que é dotado de cilindros Iami-nadores com superfícies úteis que formam um intervalode laminação entre eles, através do qual é laminada ti-ra quente entrante, sendo os cilindros laminadores dota-dos de superfícies de cilindro operacionais referentes auma forma desejada através dos cilindros laminadores;(d) montar um dispositivo capaz de afetar a ge-ometria da tira que emerge do laminador a quente em res-posta a sinais de controle;(e) montar um sistema de controle capaz de cal-cular uma realimentação de deformação diferencial a partirda tensão longitudinal na tira por comparação de umperfil de espessura de saída com um perfil de espessuraobjetivo derivado de um perfil de espessura de entradamedido, e gerar sinais de controle em resposta à reali-mentação de deformação diferencial calculada;(f) conectar o sistema de controle ao disposi-tivo capaz de afetar a geometria da tira que emerge dolaminador a quente em resposta aos sinais de controlegerados provenientes do sistema de controle.

26. - Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivocapaz de afetar a geometria da referida tira que emergedo referido laminador a quente ser selecionado a partirde um ou mais do grupo que consiste de um controladorde flexão, um controlador de intervalo, e um controla-dor de refrigerante.

27. - Método, de acordo com a reivindicação 25 ou reivindicação 26, caracterizado pelo fato do ditosistema de controle ser ainda capaz de calcular a refe-rência de controle de alimentação de avanço e um vetorde sensibilidade, e capaz ainda de gerar sinais de con-trole em resposta à dita realimentação de deformaçãodiferencial, dita referência de controle de alimentaçãode avanço, e dito vetor de sensibilidade.

28. - Método, de acordo com a reivindicação-25 e reivindicação 26, caracterizado pelo fato do ditosistema de controle ser ainda capaz de calcular a refe-rência de controle de alimentação de avanço, e capazainda de gerar sinais de controle em resposta à ditarealimentação de deformação diferencial e dita referên-cia de controle de alimentação de avanço.

29. - Método, de acordo com a reivindicação-25 ou reivindicação 2 6, caracterizado pelo fato do ditosistema de controle ser ainda capaz de calcular um ve-tor de sensibilidade, e capaz ainda de gerar sinais decontrole em resposta à dita realimentação de deformaçãodiferencial e dito vetor de sensibilidade.

30. - Método, de acordo com a reivindicação-27, caracterizado pelo fato da dita referência de con-trole de alimentação de avanço e dito vetor de sensibi-lidade serem calculados como uma função um perfil deespessura objetivo, derivada de um perfil de espessurade entrada medido, e um perfil de pressão do intervaloentre cilindros para permitir a compensação para flutu-ações de perfil e lisura na tira fundida.

31. - Usina de fundição de tira fina paraproduzir tira fundida fina com uma geometria de tiracontrolada por fundição continua, caracterizada pelofato de que a dita usina de tira fundida fina compreen-de:(a) um fundidor de tira fina que é dotado deum par de cilindros de fundição que têm uma beliscaduraformada entre eles;(b) um sistema de distribuição de metal capaz deformar uma poça de fundição entre os cilindros de fundi-ção acima da beliscadura com represamentos laterais adja-centes às extremidades da beliscadura para confinarem apoça de fundição;(c) um acionamento capaz de promover a contra-rotação dos cilindros de fundição para formar cascas demetal solidificadas nas superfícies dos cilindros de fun-dição e tira de aço fina fundida através da beliscaduraentre os cilindros de fundição a partir das cascas so-lidificadas;(d) um laminador a quente que é dotado de cilin-dros laminadores com superfícies der trabalho que formamum intervalo de laminação entre elas, através do qual po-de ser laminada tira fundida proveniente do fundidor detira fina;(e) um dispositivo conectado ao laminador aquente capaz de afetar a geometria da tira processadapelo laminador a quente em resposta a sinais de con-trole; e(f) um sistema de controle capaz de calcularuma realimentação de deformação diferencial a partirde tensão longitudinal na tira por comparação de umperfil de espessura de saída com um perfil de espessuraobjetivo derivado de um perfil de espessura de entradamedido, capaz de gerar os sinais de controle em res-posta à realimentação de deformação diferencial, econectado ao dispositivo para fazer com que o afete ageometria da tira processada pelo laminador a quente emresposta aos sinais de controle.

32. - Usina de fundição de tira fina, deacordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo fatodo dito dispositivo capaz de afetar a geometria da ditatira processada pelo laminador a quente ser selecionadoa partir de um ou mais do grupo que consiste de um controla-dor de flexão, um controlador de intervalo e um controladorde refrigerante.

33. - Usina de fundição de tira fina, deacordo com a reivindicação 31 ou reivindicação 32, ca-racterizada pelo fato do dito sistema de controle sercapaz ainda de calcular uma referência de controle dealimentação de avanço e um vetor de sensibilidade, eainda capaz de gerar sinais de controle em resposta àdita referência de controle de alimentação de avanço edito vetor de sensibilidade para fazer com que o ditodispositivo afete a geometria da tira processada pelolaminador a quente em resposta aos ditos sinais de controle.

34. - Usina de fundição de tira fina, de acor-do com qualquer uma das reivindicações 31 a 33, caracteri-zada pelo fato do dito sistema de controle ser ainda ca-paz de calcular a referência de controle de alimentação deavanço, e capaz ainda de gerar sinais de controle emresposta à dita referência de controle de alimentação deavanço para fazer com que o dito dispositivo altere a ge-ometria de tira processada pelo laminador a quente emresposta aos ditos sinais de controle.

35. - Usina de fundição de tira fina, de a-cordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 34, carac-terizada pelo fato do dito sistema de controle ser aindacapaz de calcular um vetor de sensibilidade, e capaz aindade gerar sinais de controle em resposta ao dito vetor desensibilidade para fazer com que o dito dispositivo al-tere a geometria da tira processada pelo laminador aquente em resposta aos ditos sinais de controle.

36. - Usina de fundição de tira fina, deacordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fatoda dita referência de controle de alimentação de avanço edito vetor de sensibilidade serem calculados como uma fun-ção de um perfil de espessura objetivo, derivado de umperfil de espessura de entrada medido, e um perfil depressão do intervalo entre cilindros para permitir compen-sação para flutuações de perfil e lisura na tira fundida.