ES2199504T5 - Procedimiento para generar una banda metalica que se puede arrollar para formar una bobina, e instalacion de fundicion de banda horizontal para realizar el procedimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir una banda de metal enrollable, e instalación de colada para horizontal para bandas para la realización del procedimiento. L banda de metal (4) de una instalación de colada de banda horizontal (1) se extrae por los rodillos de la unidad de extracción (6) en un ciclo con un paso hacia delante y un aso hacia atrás. Se alimenta a través de una unidad de cizallas (10) hacia una sección de arrollamiento (19) y se enrolla en una bobina (21). Al menos un rodillo de arrollamiento (19) de sección de arrollamiento (16) y al menos un rodillo de extracción (7) de la unidad (6) son accionados en sincronía. La invención también se refiere a una instalación para realizar dicho procedimiento que incorpora un sistema de control programable (9) que controla el accionamiento de los rodillos de extracción y de arrollamiento (7, 19).
Description
Procedimiento para generar una banda metálica
que se puede arrollar para formar una bobina, e instalación de
fundición de banda horizontal para realizar el procedimiento.
La invención se refiere, por una parte, a un
procedimiento para la generación de una banda metálica que se puede
arrollar para formar una bobina en una instalación de fundición de
banda horizontal y, por otra parte, a una instalación de fundición
de banda horizontal para la realización del procedimiento.
Una instalación de fundición de banda horizontal
convencional para la generación de una banda metálica que se puede
arrollar para formar una bobina comprende en primer lugar un horno
(horno de mantenimiento en caliente o Hottop), en cuya salida está
fijada con bridas una coquilla refrigerada, que determina la sección
transversal de la banda metálica, ver, por ejemplo, el documento
GB-A-2 004 783,
A distancia de la coquilla está dispuesta una
unidad de extracción con varios rodillos de extracción. La banda
metálica es conducida entre varios rodillos de extracción que se
extienden horizontalmente en dirección horizontal a través de la
unidad de extracción. Al menos uno de los rodillos de extracción
está accionado, No obstante, en general, varios rodillos de
extracción están accionados.
En caso necesario, entre la coquilla y la unidad
de extracción puede estar integrada todavía una unidad de fresa
para la mecanización de la superficie de la banda metálica.
La banda metálica es conducida desde la unidad
de extracción en plano horizontal adicionalmente hasta una unidad
de arrollamiento. La unidad de arrollamiento está provista con
varios rodillos de arrollamiento, que doblan la banda metálica, de
manera que después de la salida desde la unidad de arrollamiento se
deposita para formar una bobina. La bobina está colocada sobre
rodillos de apoyo que se extienden horizontalmente y que están
previstos en la unidad de arrollamiento fuera de los rodillos de
arrollamiento.
La unidad de arrollamiento propiamente dicha
está montada sobre rodillos y es desplazable a través de la banda
metálica con relación a una bancada de máquina fijada
localmente.
Entre la unidad de extracción y la unidad de
arrollamiento se encuentra, al menos en la proximidad de la unidad
de extracción, una unidad de separación de la banda, que es
desplazable, apoyada por rodillos, en la dirección longitudinal de
la banda metálica y separa la banda metálica cuando una bobina ha
alcanzado su diámetro predeterminado.
Los accionamientos para los rodillos de
extracción, la unidad de separación de la banda y los rodillos de
arrollamiento están acoplados entre sí por medio de un control
programable en memoria.
La generación de la banda metálica, que se puede
arrollar para formar una bobina, se realiza en un ciclo del tipo de
paso de peregrino, que está constituido por una carrera de avance de
aproximadamente 15 mm y una carrera de retroceso de aproximadamente
5 mm, siendo insertada entre las carreras individuales,
respectivamente, una pausa de aproximadamente 2 segundos. La
aceleración relativa de la banda metálica se eleva en este caso
aproximadamente a 4,5 cm/s^{2}. Puesto que durante toda la
generación de la banda metálica sobre la bobina la unidad de
arrollamiento está conectada con la bobina que se encuentra encima y
que va creciendo constantemente en el diámetro, deben dominarse con
la unidad de extracción fuerzas de aceleración de masas de hasta
aproximadamente 25 t (unidad de arrollamiento con aproximadamente 4
t a 6 t, la bobina que crece en el diámetro con aproximadamente 4 t
a 16 t y en el caso de la separación de la banda también la unidad
de separación de la banda con aproximadamente 2 t). Por lo tanto,
si se tiene en cuenta adicionalmente la fuerza de extracción de la
banda de aproximadamente 2,5 t, debe acelerarse y frenarse una
fuerza de masa de 250 kN al ritmo de los ciclos.
La unidad de arrollamiento es desplazada desde
la unidad de extracción sobre la banda metálica entre dos
posiciones. Un conmutador de fin de carrera provoca que se conecte
el accionamiento de arrollamiento y se mueva la unidad de
arrollamiento a lo largo de la banda metálica de retorno a la
posición de partida. Una vez alcanzada este posición de partida, se
activa otro conmutador de fin de carrera y se desconecta de nuevo
el accionamiento de arrollamiento. El trayecto de desplazamiento de
la unidad de arrollamiento es aproximadamente 500 mm. En este tipo
de procedimiento, las masas accionadas anteriormente son aceleradas
así como frenadas en vaivén a veces de forma intermitente hasta
treinta veces por minuto. A medida que aumenta el diámetro de la
bobina y, por lo tanto, se incrementa también el peso, las fuerzas
opuestas son cada vez mayores y provocan de esta manera
solicitaciones considerables de los cojinetes de los rodillos de
arrollamiento, pero también de otros cojinetes, que deben ser
mantenidos constantemente y substituidos con frecuencia por este
motivo. Además, se falsifican los parámetros de extracción
predeterminados, de manera que no es posible una reproducción de
los ciclos, Se excluye un tipo de funcionamiento con un número de
ciclos elevado por minuto.
Partiendo del estado de la técnica, la invención
tiene el cometido de crear un procedimiento para la generación de
una banda metálica arrollada para formar una bobina así como una
instalación de fundición de banda horizontal para la realización
del procedimiento, que evitan fuerzas de aceleración de masas altas
y hacen que cada ciclo individual sea reproducible.
Por lo que se refiere a la solución de la parte
de este cometido relacionada con el procedimiento, ésta se ve en
las características de la reivindicación 1.
El punto esencial de la invención está formado
por la medida de accionar de forma sincronizada al menos un rodillo
de arrollamiento de la unidad de arrollamiento y al menos un rodillo
de extracción de la unidad de extracción en el ciclo de la carrera
de avance y de la carrera de retroceso de la banda metálica, es
decir, configurar la unidad de extracción y la unidad de
arrollamiento con accionamientos sincronizados. También se
incorpora aquí la unidad de separación de la banda cuando entre en
acción. De esta manera, el ciclo del tipo del peregrino, que consta
de una carrera de avance y de una carrera de retroceso más corta,
sin embargo, en la longitud, solamente tiene lugar todavía en la
banda metálica, siendo compensados los impactos pequeños
inevitables en las fases finales de los ciclos en el lazo de la
bobina, que se configura detrás de los últimos rodillos de
arrollamiento de la unidad de arrollamiento y de la bobina. De
acuerdo con ello, la unidad de arrollamiento arrolla de forma
sincronizada con la unidad de extracción y, en principio, no tiene
que moverse ya. Solamente está previsto un trayecto de
desplazamiento reducido de aproximadamente 50 mm, que está pensado
para la corrección de la posición de la unidad de arrollamiento.
Pero el movimiento de la unidad de arrollamiento sobre este
trayecto de aproximadamente 50 mm se completa en un periodo de
tiempo de aproximadamente diez horas, de manera que es movimiento
relativo es insignificante.
En principio, en el marco de la invención sólo
hay que tener en cuenta todavía la fuerza de extracción de la banda
de aproximadamente 2,5 t y durante corto espacio de tiempo, durante
el instante de la separación de la banda metálica, también todavía
el peso de la unidad de separación de la banda de aproximadamente 2
t. Es decir, que como máximo resulta un peso de sólo todavía 4,5 t,
pero 2,5 t constantes delante y detrás de la separación de una
banda metálica. Por lo tanto, el peso de la bobina sobre la unidad
de arrollamiento carece de interés. No obstante, en el marco de la
invención es importante que ahora a través del procedimiento según
la invención, todos los cojinetes son tratados con cuidado debido a
la ausencia de impactos de masas durante la aceleración y el
frenado, de manera que se eleva claramente el tiempo de actividad.
El peso de la bobina solamente está limitado por la capacidad de
soporte de la unidad de arrollamiento y su bancada de máquina.
La marcha sincronizada se puede realizar con
cualquier unidad de accionamiento discrecional. Son concebibles
accionamientos puramente eléctricos
(servo-accionamientos de corriente trifásica), pero
también servo-accionamientos hidráulicos o
puramente mecánicos.
Como continuación de la idea básica según la
invención, de acuerdo con la reivindicación 2, los accionamientos
de cada rodillo de extracción accionado de la unidad de extracción y
de cada rodillo de arrollamiento accionado de la unidad de
arrollamiento están acoplados entre sí por medio de un control
programable en memoria. Es evidente que en el caso de varios
rodillos de extracción y rodillos de arrollamiento accionados, todos
los rodillos de extracción y todos los rodillos de arrollamiento
están por sí bajo la influencia de un accionamiento, que está
sincronizado entonces, respectivamente, con el otro accionamiento a
través del control programable en memoria.
Evidentemente, también el desplazamiento
longitudinal de la unidad de separación de la banda así como el
mecanismo de corte están bajo la influencia del control programable
en memoria, para separar la banda metálica en el instante previsto,
respectivamente, para que se pueda recibir a continuación la bobina
arrollada acabada desde la unidad de arrollamiento y se pueda
arrollar una bobina nueva.
Por último, el control programable en memoria de
acuerdo con las características de la reivindicación 3 permite de
una manera ventajosa que en el caso de desviaciones del ciclo de
movimiento sincrónico, la unidad afectada en cada caso sea
impulsada sobre un factor de corrección con un incremento positivo o
negativo y de esta manera se mantenga en una posición media o se
conduzca de retorno paso a paso en un periodo de tiempo definido.
Con esta medida se asegura todavía más claramente la capacidad de
reproducción de los ciclos individuales desde el principio hasta el
final del arrollamiento de una bobina.
La presente solución del cometido en el que se
basa la invención se descubre en las características de la
reivindicación 4.
De acuerdo con ello, una instalación de
fundición de banda horizontal de este tipo presenta en disposición
consecutiva una unidad de extracción fijada localmente, a distancia
de una coquilla asociada a un horno (horno de mantenimiento
caliente o Hottop), los rodillos de extracción se encuentran con
preferencia superpuestos por parejas y agarran entre sí la banda
metálica. Además, la instalación de fundición de banda horizontal
comprende una unidad de separación de la banda, que es desplazable
en la dirección longitudinal de la banda metálica extraída por la
unidad de extracción desde la coquilla sincrónicamente con esta
banda metálica. Esta unidad de separación de la banda se emplea
cuando una bobina ha alcanzado el diámetro previsto o bien el peso
previsto. Entonces se mueve a la velocidad de la banda metálica
durante el periodo de tiempo del proceso de separación. Por último,
la instalación de fundición de banda horizontal presenta una unidad
de arrollamiento desplazable igualmente en la dirección
longitudinal de la banda metálica con varios rodillos de
arrollamiento.
Los rodillos de arrollamiento sincronizados
sobre sus accionamientos con los rodillos de extracción están
dispuestos por encima y por debajo de la banda metálica de tal forma
que agarran la banda de metal, la transportan adicionalmente y
finalmente la doblan de tal forma que se arrolla sin más para formar
la bobina. Por lo tanto, la unidad de arrollamiento no es
desplazada ya a través de la banda metálica. A través del avance de
la banda metálica exclusivamente a través de la unidad de
extracción se convierte la fuerza de avance de la banda metálica en
un movimiento giratorio de la bobina. Esta bobina descasa sobre
rodillos de apoyo en la unidad de arrollamiento. Durante un avance
de aproximadamente 15 mm, la fuerza de avance es introducida en el
movimiento giratorio de la bobina y de esta manera se eleva en su
movimiento lineal. La carrera de retroceso es compensada debido al
trayecto mínimo de aproximadamente 5 mm en el lazo, que se configura
entre la última pareja de rodillos de arrollamiento y la
bobina.
Por lo tanto, el acoplamiento del accionamiento
de los rodillos de arrollamiento con el accionamiento de los
rodillos de extracción bajo la inclusión de la separación de la
banda conduce a que se eviten fuerzas de inercia negativas de
manera que se pueden conseguir, en general, 40 o más ciclos por
minuto, sin que deben emplearse accionamientos, que sean mayores
que los que serían necesarios en realidad.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de un ejemplo de realización ilustrado en los
dibujos.
La figura 1 muestra en esquema una instalación
de fundición de banda horizontal en la sección longitudinal
vertical y
La figura 2 muestra en representación ampliada,
igualmente en esquema, una unidad de arrollamiento de la instalación
de fundición de banda horizontal en la sección longitudinal
vertical.
La instalación de fundición de banda horizontal
1 ilustrada en la figura 1 comprende en primer lugar un horno de
mantenimiento caliente 2, en el que está fijado con bridas una
coquilla 3 refrigerada.
Desde la coquilla 3 sale una banda metálica 4,
en el ejemplo de realización una banda metálica de sección
transversal plana rectangular, que está constituida por una aleación
de cobre. La banda metálica 4 es conducida entonces, según la
flecha PF, sobre rodillos de soporte 5 en un plano horizontal de
una unidad de extracción 6 fijada localmente con varios rodillos de
extracción 7 dispuestos asociados por parejas entre sí. Los rodillos
de extracción 7 están accionados, estando acoplado el accionamiento
no ilustrado en detalle, a través de una línea de control 8, con un
control 9 programable en memoria.
Los rodillos de extracción 7 son girados, según
un ciclo determinado, una vez en un sentido y otra vez en otro
sentido, con lo que se generan a modo de un paso de peregrino,
respectivamente, una carrera de avance y una carrera de retroceso.
A través de este ciclo, la banda metálica 4 en la coquilla 3 obtiene
la calidad deseada.
En el ejemplo de realización, cada carrera de
avance tiene 15 mm y cada carrera de retroceso tiene 5 mm. Entre
las carreras está prevista una pausa de 2 segundos. La fuerza de la
extracción de a banda es aproximadamente 2,5 t. La aceleración
relativa de la banda metálica 4 a través de los rodillos de
extracción 7 se eleva a 4,5 cm/s^{2}.
En la dirección del movimiento de la banda
metálica 4, detrás de la unidad de extracción 6 está prevista una
unidad de separación 10 de la banda con unas tijeras 13. El peso de
las tijeras 13 que se pueden mover a través de la banda metálica 4
en el caso de un proceso de separación según la doble flecha PF1
sobre rodillos 11 en una bancada de rodillos 12 fijada localmente
es aproximadamente 2 t.
También el accionamiento de las tijeras no
representado en detalle está acoplado, a través de una línea de
control 14, con el control 9 programable en memoria.
La banda metálica 4 es conducida adicionalmente
detrás de la unidad de separación 10 de la banda en la horizontal
y, después de pasar sobre otro rodillo de soporte 15, es conducida a
una unidad de arrollamiento 16, como se deduce en particular de la
figura 2.
La unidad de arrollamiento 16 es desplazable en
vaivén, según la doble flecha PF2, por medio de rodillos 17 sobre
una bancada de máquina 18 fijada localmente sobre un trayecto X de
aproximadamente 50 mm. En la unidad de arrollamiento 16 se
encuentran varios rodillos de arrollamiento 19 asociados por parejas
entre sí. Los rodillos de arrollamiento 19 están bajo la influencia
de un accionamiento no ilustrado en detalle, que está acoplado a
través de una línea de control 20 igualmente con el control 9
programable en memoria. Con la ayuda de este control 9 están
sincronizados los accionamientos de la unidad de extracción 6 y de
la unidad de arrollamiento 16, de tal manera que los rodillos de
arrollamiento 19 presentan exactamente el mismo número de
revoluciones que los rodillos de extracción 7.
Por lo tanto, durante la carrera de avance sobre
una longitud de 15 mm, también los rodillos de arrollamiento 19
mueven la banda metálica 4 adicionalmente en la unidad de
arrollamiento 16 y la deforman al mismo tiempo de manera que
después de la salida de la unidad de arrollamiento 16 es arrollada
para formar una bobina 21, que descasa sobre rodillos de apoyo 22
montados igualmente en la unidad de arrollamiento 16. El lazo 23 de
la banda metálica 4 entre los rodillos de arrollamiento 19 del lado
de salida y la bobina 21 sirve para compensar la carrera de
retroceso de 5 mm. A tal fin, es suficiente el trayecto de
compensación X de aproximadamente 50 mm. La corrección de la
posición de la unidad de arrollamiento 16 se lleva a cabo en un
periodo de tiempo de aproximadamente 10 horas, lo que significa un
movimiento relativo de 0,001388 mm/s.
Con las flechas PF3 se designa la dirección de
arrollamiento de la banda metálica 4 para formar la bobina 21.
- 1
\;
- - Instalación de fundición de banda horizontal
- 2
\;
- - Horno de mantenimiento caliente
- 3
\;
- - Coquilla
- 4
\;
- - Banda metálica
- 5
\;
- - Rodillos de soporte
- 6
\;
- - Unidad de extracción
- 7
\;
- - Rodillos de extracción
- 8
\;
- - Línea de control
- 9
\;
- - Control
- 10
\;
- - Unidad de separación de la banda
- 11
\;
- - Rodillos de 12
- 12
\;
- - Bancada de rodillos
- 13
\;
- - Tijeras
- 14
\;
- - Línea de control
- 15
\;
- - Rodillo de soporte
- 16
\;
- - Unidad de arrollamiento
- 17
\;
- - Rodillos
- 18
\;
- - Bancada de máquina
- 19
\;
- - Rodillos de arrollamiento
- 20
\;
- - Línea de control
- 21
\;
- - Bobina
- 22
\;
- - Rodillos de apoyo
- 23
\;
- - Lazo
- PF
\;
- - Flecha
- PF1
\;
- - Doble flecha
- PF2
\;
- - Doble flecha
- PF3
\;
- - Fecha
- X
\;
- - Trayecto
Claims (4)
1. Procedimiento para la generación de una banda
metálica (4) que se puede arrollar para formar una bobina (21) en
una instalación de fundición de banda horizontal (1), en el que la
banda metálica (4) es extraída por medio de una unidad de
extracción (6), que presenta rodillos de extracción (7), en un ciclo
del tipo de paso de peregrino, que consta de una carrera de avance
y de una carrera de retroceso más corta con respecto a la anterior
en la longitud, desde una coquilla (3) asociada a un horno (2) y es
alimentada sobre una unidad de separación de la banda (10) a una
unidad de arrollamiento (16) desplazable en la dirección
longitudinal de la banda metálica (4), en cuya unidad de
arrollamiento se arrolla la banda metálica (4), apoyada en rodillos,
para formar la bobina (21), en donde al menos un rodillo de
arrollamiento (19) de la unidad de arrollamiento (16) y al menos un
rodillo de extracción (7) de la unidad de extracción (6) son
accionados de forma sincronizada en el ciclo de la carrera de
avance y de la carrera de retroceso de la banda metálica (4), en
donde el rodillo de arrollamiento accionado es desplazado con la
unidad de arrollamiento (16).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que los accionamientos de cada rodillo de extracción (7)
accionado de la unidad de extracción (6) y de cada rodillo de
arrollamiento (19) accionado de la unidad de arrollamiento (16)
están acoplados entre sí por medio de un control (9) programable en
memoria.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que en el caso de desviaciones del ciclo de movimiento
sincrónico, la unidad (6, 16) afectada, respectivamente, es
impulsada sobre un factor de corrección en el ciclo con un
incremento positivo o negativo y de esta manera es mantenida en una
posición media o es retornada paso a paso en un periodo de tiempo
definido.
4. Instalación de fundición de banda horizontal
para la realización del procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, que presenta en disposición consecutiva una
unidad de extracción (6) fijada localmente, a distancia de una
coquilla (3) asociada a un horno (2), con varios rodillos de
extracción (7), una unidad de separación (10) de la banda, que es
desplazable en la dirección longitudinal de la banda metálica (4)
extraída por la unidad de extracción (6) desde la coquilla (3) así
como una unidad de arrollamiento (16), que puede ser desplazada
igualmente en esta dirección longitudinal, con rodillos de
arrollamiento (19), en donde al menos un rodillo de extracción (7)
y un rodillo de arrollamiento (19) están accionados sincrónicamente
así como los accionamientos de los rodillos de extracción y de
arrollamiento (7, 19) y la unidad de separación (10) de la banda,
respectivamente, están acoplados entre sí por medio de un control
(9) programable en memoria, de modo que con ayuda de este medio de
control (9), en un ciclo a modo de paso de peregrino, los
accionamientos de la unidad de extracción (6) y de la unidad de
arrollamiento (16) están sincronizados de manera que los rodillos de
arrollamiento (19) presentan el mismo número de revoluciones que
los rodillos de extracción (7).
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