ES2234292T3 - Procedimiento y dispositivo de enrollamiento de cintas de metal. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de enrollamiento de cintas de metal.Info
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Abstract
Un método de enrollar una banda de metal (3), después de un laminado de acabado en caliente, adaptado de tal manera que, antes de que la banda de metal haya terminado de ser enrollada en un mandril (2), múltiples rodillos enrolladores (6) sean empujados contra una cara de enrollamiento exterior de una bobina (5) para frenar la rotación de la bobina (5), parando por lo tanto la rotación de la bobina, caracterizado porque se detecta una posición de una porción de escalón (16) que aparece en una cara de enrollamiento exterior de la bobina (5) debido a un escalón entre una porción de punta de enrollamiento interior (5a) de la bobina y una superficie del mandril (2), y una fuerza de empuje del rodillo enrollador (6) por metro de anchura de la bobina se hace 20 kN/m o más baja o se crea un intervalo entre el rodillo enrollador y la cara de enrollamiento exterior de la bobina, durante un intervalo de tiempo que comienza un tiempo predeterminado antes y que termina un tiempo predeterminado despuésde que la porción de escalón pasa por una posición del rodillo enrollador, al menos mientras la velocidad rotativa de la bobina es más alta que una velocidad predeterminada.
Description
Procedimiento y dispositivo de enrollamiento de
cintas de metal
La presente invención se refiere a un método y un
aparato para enrollar una banda de metal al enrollar en un mandril
la banda de metal laminada a alta velocidad, por ejemplo en laminado
en caliente, y se refiere en particular a un método y un aparato
para enrollar una banda de metal, cada uno de los cuales está
adaptado de manera que rodillos enrolladores sean empujados contra
una cara exterior de enrollamiento de bobina antes de que termine un
enrollamiento para frenar por lo tanto la rotación de la bobina y,
por esto, la rotación de la bobina se para en un tiempo corto cuando
termina el enrollamiento.
En una línea de laminado en caliente, una banda
de metal laminada en caliente es enrollada por una enrolladora
dispuesta en un lado situado hacia abajo de un laminador de acabado,
haciendo por ello una bobina. Hasta ahora, si se lamina a acabado un
material a laminar, el material laminado a laminar es enrollado por
la enrolladora en forma de bobina. Con respecto a una porción
inestable, tal como porción de punta o una porción de cola, del
material a laminar, es difícil el control de forma o el control de
meandro del material a laminar. Además, recientemente, se desea
adelgazar la banda de metal laminada en caliente, pero si el grosor
de la banda de metal laminada se hace fino, resulta más difícil el
control de forma o el control de meandro. Por lo tanto, aumentando
el peso laminado en un rodillo de acabado en un tiempo incrementando
el peso de un material a laminar o conectando un material precedente
a laminar y un material siguiente a laminar en un lado de entrada
del laminador de acabado, se logra reducir la velocidad de la
porción inestable.
En este caso, puesto que hay un límite al peso
capaz de ser enrollado por la enrolladora de una vez, se disponen
múltiples enrolladoras, se dispone una cizalla de banda entre el
laminador de acabado y las enrolladoras, la banda de metal que sale
del laminador de acabado en caliente se corta a una longitud
predeterminada con la cizalla de banda y después es enrollada
alternativamente por los múltiples dispositivos de enrollamiento en
forma de bobina. En esta ocasión, para acortar un tiempo hasta que
se inicia el enrollamiento de la banda de metal por el dispositivo
enrollador siguiente, hay que parar la rotación de la bobina en un
tiempo corto en la medida de lo posible después de haber terminado
el enrollamiento de la banda de metal por el dispositivo enrollador
presente.
Como un aparato para enrollar una banda de metal,
que responde a tal demanda, se conoce el descrito en el Boletín de
la Publicación de Patente japonesa número 154550/1993, por ejemplo.
Este aparato para enrollar una banda de metal, como se representa en
la figura 6, está adaptado de tal manera que múltiples rodillos
enrolladores 6 estén dispuestos de manera que se puedan aproximar o
separar de una cara exterior de enrollamiento de una bobina 5, los
rodillos enrolladores 6 se aproximan hacia la cara exterior de
enrollamiento de la bobina 5 para aplicar por lo tanto una fuerza
predeterminada de empuje a la cara exterior de enrollamiento antes
de acabar el enrollamiento y, por esto, se evita la vibración del
extremo de cola de la bobina 5 y la rotación de la bobina 5 se para
en un tiempo corto al frenarse al terminar el enrollamiento. Además,
al comenzar el enrollamiento, los rodillos enrolladores 6 se
disponen junto a un mandril 2 de un dispositivo de enrollamiento 1
para intercalar por lo tanto una punta de la banda de metal entre
ellos y el mandril 2 y, por esto, también tienen en combinación la
función de realizar con seguridad una operación de inicio de
enrollamiento. Además, está adaptado de tal manera que, después de
haberse iniciado el enrollamiento, los rodillos enrolladores 6 se
dispongan de manera que se separen de la cara exterior de
enrollamiento de la bobina 5 hasta un tiempo predeterminado antes de
que termine el enrollamiento.
Además, por ejemplo, en dicho método de laminado
en caliente en el que el material precedente a laminar y el material
siguiente a laminar están conectados en el lado de entrada del
laminador de acabado, es posible efectuar un laminado de material
fino aplicando una tensión estable en una longitud completa por
medio de laminado continuo en el que se conectan varias decenas de
materias primas de laminado.
Sin embargo, en el caso de que una tira metálica
fina sea enrollada a alta velocidad utilizando dicho aparato
convencional para enrollar una banda de metal, como se representa en
la figura 7, cuando la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5
es empujada por el rodillo enrollador 6, si el rodillo enrollador 6
choca contra una porción situada en un escalón entre una porción de
punta de enrollamiento interior (punta de banda de metal) 5a de la
bobina 5 en una cara exterior de enrollamiento de la bobina 5 y una
superficie del mandril 2 (denominada a continuación porción de
escalón 16), la porción de escalón 16 se enrolla a una presión alta
porque la bobina 5 está girando a alta velocidad. Como resultado,
existe el inconveniente de que una porción de la banda de metal que
se enrolla, situada en la porción de escalón 16, genera un defecto
de forma, de manera que se deteriora la producción. Y se ha
confirmado que este defecto de forma resulta observable en el caso
de que el grosor sea 2,3 mm o menos y la velocidad de enrollamiento
sea 700 mpm o superior. Además, es frecuente que el rodillo
enrollador 6 esté provisto de una corona convexa, de manera que
dicho defecto de forma sea principalmente una deformación
central.
Además, en el Boletín de la Publicación de
Patente japonesa número 126021/1981 y el Boletín de la Publicación
de Patente japonesa número 92118/1984 se describe un método de
amortiguar una fuerza de impacto generada en la porción de escalón
realizando, en una máquina para enrollar una banda de metal, una
operación de subida en una porción de escalón de bobina generada en
una porción de punta de banda de metal antes de que un rodillo
superior pase a una etapa inicial de enrollar la banda de metal en
un mandril para evitar por lo tanto un choque, y de bajada del
rodillo superior después de haber pasado. Sin embargo, puesto que no
se asumen el caso, como se ha mencionado antes, en el que el peso de
un material a laminar es grande y el hecho en el que varias decenas
de materias primas de laminado están conectadas, se lamina
continuamente y enrolla a alta velocidad, no se describe el hecho de
que, al terminar el enrollamiento, se para en un tiempo corto
frenando la rotación de la bobina con los múltiples rodillos
enrolladores. Por consiguiente, en el caso de que se lleva a cabo un
laminado de acabado continuo o en el caso de que se enrolle una
bobina de gran peso unitario, puesto que se lleva a cabo un devanado
a alta velocidad, se da el inconveniente de que, en el caso de que
haya un escalón en una porción exterior de enrollamiento de bobina,
la porción de escalón se enrolla a alta presión, de manera que esta
porción genera el defecto de forma.
La invención se ha realizado para resolver tal
desventaja, y su objeto es proporcionar un método y un aparato para
enrollar una banda de metal, cada uno de los cuales puede suponer
una mejora de la producción de tal manera que el defecto de forma no
se genere al enrollar una tira metálica fina a alta velocidad.
Según un primer aspecto de la invención se
facilita un método de enrollar una banda de metal, después de un
laminado de acabado en caliente, adaptado de tal manera que, antes
de que la banda de metal haya terminado de enrollarse en un mandril,
múltiples rodillos enrolladores sean empujados contra una cara
exterior de enrollamiento de una bobina para frenar la rotación de
la bobina, parando por lo tanto la rotación de la bobina,
caracterizado porque se detecta una posición de
una porción de escalón que aparece en una cara exterior de
enrollamiento de la bobina debido a un escalón entre una porción de
punta de enrollamiento interior de la bobina y una superficie del
mandril, y la fuerza de empuje del rodillo enrollador por metro de
anchura de la bobina es 20 kN/m o más baja o se crea un intervalo
entre el rodillo enrollador y la cara exterior de enrollamiento de
la bobina, durante un intervalo de tiempo que comienza un tiempo
predeterminado antes y que termina un tiempo predeterminado después
de que la porción de escalón ha pasado por una posición del rodillo
enrollador, al menos mientras la velocidad rotativa de la bobina es
más alta que una velocidad predeterminada.
Una realización del primer método se caracteriza
porque el rodillo enrollador está separado de la cara exterior de
enrollamiento de la bobina solamente durante el intervalo de tiempo
que comienza el tiempo predeterminado antes y que termina el tiempo
predeterminado después de que la porción de escalón pasa por la
posición del rodillo enrollador.
Otra realización del método se caracteriza porque
la fuerza de empuje por metro de anchura de la bobina del rodillo
enrollador en la porción de escalón y una porción distinta de la
porción de escalón es 10-20 kN/m.
Otra realización del método se caracteriza porque
antes de que la banda de metal haya terminado de enrollarse en el
mandril, el rodillo enrollador se pasa (hace que se aproxime) de una
posición de espera más próxima al mandril que un límite abierto
hacia la cara exterior de enrollamiento de la bobina, iniciando por
ello el empuje de la cara exterior de enrollamiento.
Según un segundo aspecto de la invención, se
facilita un aparato para enrollar una banda de metal, que tiene un
mandril para enrollar la banda de metal en forma de bobina,
múltiples rodillos enrolladores para empujar una cara exterior de
enrollamiento de una bobina enrollada en el mandril, una pluralidad
de bloques de soporte cada uno de los cuales soporta dicho rodillo
enrollador y de los que al menos uno está dispuesto de manera que
pueda aproximarse o separarse de la cara exterior de enrollamiento
de la bobina, y medios de accionamiento para hacer que el bastidor
de soporte se aproxime o separe de la cara exterior de enrollamiento
de la bobina,
caracterizado por tener medios de control de
corte de tira para transmitir una señal de acabado de enrollamiento
a una cizalla de banda para cortar la banda de metal después de un
laminado de acabado en caliente y a medios de accionamiento para
empujar el rodillo enrollador contra la cara exterior de
enrollamiento de la bobina,
medios detectores de posición de porción de
escalón para detectar una posición de una porción de escalón que
aparece en la cara exterior de enrollamiento de la bobina debido a
un escalón entre una porción de punta de enrollamiento interior de
la bobina y una superficie del mandril, y
medios de control de rodillo enrollador para
controlar, en base a una posición de detección por los medios
detectores de posición de porción de escalón, los medios de
accionamiento de tal manera que se cree un intervalo entre el
rodillo enrollador y la cara exterior de enrollamiento, o se cambie
una fuerza de empuje de la cara exterior de enrollamiento por el
rodillo enrollador.
Una realización del aparato antes definido se
caracteriza porque los medios detectores de posición de porción de
escalón tienen medios para detectar, al empezar a enrollar la banda
de metal, una posición de una punta de la banda de metal enrollada
en el mandril, medios para detectar la posición de punta como un
ángulo de rotación \theta con respecto a una posición
predeterminada del mandril, medios para almacenar el ángulo de
rotación \theta, y medios para controlar, antes de que la banda de
metal termine de ser enrollada, el ángulo de rotación \theta como
la posición de la porción de escalón que aparece en la cara exterior
de enrollamiento de la bobina.
Otra realización del aparato se caracteriza
porque el ángulo de rotación \theta se halla por un sensor para
detectar el hecho de que la punta de banda de metal ha pasado, un
velocímetro de rotación para detectar una velocidad rotativa de la
bobina, y un sensor de detección de velocidad de hoja.
Otra realización del método de la invención se
caracteriza porque, en el caso de que la velocidad rotativa de la
bobina se reduzca a menos de una velocidad predeterminada rotativa,
la fuerza de empuje del rodillo enrollador por metro de anchura de
la bobina se establece de manera que exceda de 20 kN/m.
La figura 1 es una vista esquemática para
explicar un aparato para enrollar una banda de metal, que es un
ejemplo de una primera realización de la invención.
La figura 2 es una vista explicativa de la
primera realización de la invención, que explica una operación
relativa de un rodillo enrollador con respecto a una cara exterior
de enrollamiento de bobina en una etapa de acabado de
enrollamiento.
La figura 3 es una vista explicativa de la
primera realización de la invención, para explicar la operación
relativa del rodillo enrollador con respecto a la cara exterior de
enrollamiento de bobina en un tiempo de inicio de empuje.
La figura 4 es una vista explicativa de una
segunda realización de la invención, que explica la operación
relativa del rodillo enrollador con respecto a la cara exterior de
enrollamiento de bobina en la etapa de acabado de enrollamiento.
La figura 5 es una vista explicativa de una
tercera realización de la invención, que explica la operación
relativa del rodillo enrollador con respecto a la cara exterior de
enrollamiento de bobina en la etapa de acabado de enrollamiento.
La figura 6 es una vista esquemática para
explicar un aparato convencional para enrollar una banda de
metal.
La figura 7 es una vista explicativa para
explicar una porción de escalón que aparece en una cara exterior de
enrollamiento de una bobina debido a un escalón entre una porción de
punta de enrollamiento interior de la bobina y una superficie de
mandril.
A continuación, se explican realizaciones de la
invención con referencia las figuras 1 a 5.
En primer lugar, al explicar una primera
realización de la invención con referencia a las figuras 1 a 3, en
la figura 1, el número de referencia 2 denota un mandril para
enrollar, mediante un rodillo tomador 4, una banda de metal 3
cortada a una longitud predeterminada con una cizalla de banda
(número de referencia 22 en la figura 6) después de pasar por un
laminador de acabado en caliente (número de referencia 21 en la
figura 6) en forma de bobina, y múltiples rodillos enrolladores
(cuatro lugares en la figura 1) 6 están dispuestos en una dirección
periférica con una espaciación predeterminada en un lado de cara
exterior de enrollamiento de una bobina 5 enrollada en el mandril
2.
Cada rodillo enrollador 6 es soportado
respectivamente por un bastidor de soporte (solamente un lugar se
representa en la figura 1) 7 dispuesto para poder girar mediante un
punto de soporte de rotación 7a en una dirección que se aproxima o
se separa de una cara exterior de enrollamiento de la bobina 5, y un
vástago de pistón 8a de un cilindro hidráulico (medios de
accionamiento) 8 está conectado al bastidor de soporte 7. Está
adaptado de tal manera que, extendiendo el vástago de pistón 8a, el
bastidor de soporte 7 se haga girar en la dirección de aproximación
a la cara exterior de enrollamiento de la bobina 5 y así el rodillo
enrollador 6 contacta con la cara exterior de enrollamiento y,
retirándolo, el bastidor de soporte 7 se gira en la dirección que se
separa de la cara exterior de enrollamiento de la bobina 5 y así el
rodillo enrollador 6 se separa de la cara exterior de
enrollamiento.
Además, entre la bobina 5 y el rodillo tomador 4
se ha dispuesto un sensor de láser 9 para detectar el hecho de que
ha pasado una punta de la banda de metal 3, un sensor de detección
10 para detectar una velocidad rotativa y un ángulo de rotación de
la bobina 5 está unido al mandril 2, un sensor de detección de
velocidad de hoja 11 para detectar una velocidad de transporte
(velocidad de hoja) de la banda de metal 3 está unido al rodillo
tomador 4, un sensor de detección de ángulo de rotación 12 para
detectar un ángulo de rotación está unido al bastidor de soporte 7,
y sensores de detección de presión 13a, 13b para detectar una
presión operativa están unidos al cilindro hidráulico 8. Y está
adaptado de tal manera que, en base a una señal de cada sensor, un
controlador 14 controle el cilindro hidráulico 8 mediante un
circuito de accionamiento 15.
El controlador 14 tiene una sección de operación
17 para utilizar, en base a las señales procedentes del sensor de
láser 9, el sensor de velocidad rotativa 10 y el sensor de detección
de velocidad de hoja 11, una porción de punta de enrollamiento
interior 5a de la bobina 5 como un ángulo de rotación \theta desde
una posición predeterminada del mandril; una sección de
almacenamiento de porción de punta de escalón 19 para almacenar
\theta; estando destinada la sección de operación 17 para
utilizar, en base a una señal de una sección de control de corte de
banda 20 antes de acabar el enrollamiento de la banda de metal,
\theta como una posición de una porción de escalón 16 que aparece
en la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 debido a un
escalón entre la bobina y una superficie del mandril 2, y una
sección de control (medios de control) 18 para llevar a cabo un
control de posición y un control de fuerza de empuje del rodillo
enrollador 6 con respecto a la cara de enrollamiento exterior de la
bobina 5 controlando el cilindro hidráulico 8 mediante el circuito
de accionamiento 15. Aquí, en esta realización, los medios
detectores de posición de porción de escalón de la invención están
constituidos por el sensor de láser 9, el sensor de detección de
velocidad de rotación 10, el sensor de detección de velocidad de
hoja 11, la sección de operación 17, la sección de almacenamiento de
porción de punta de escalón 19 y la sección de control de corte de
banda 20, pero pueden estar adaptados de tal manera que la posición
de la porción de escalón 16 sea detectada por otros medios
detectores conocidos o medios de rastreo y análogos.
La sección de control 18 está adaptada para
controlar el cilindro hidráulico 8 en una etapa de inicio de
enrollamiento y una etapa de acabado de enrollamiento. En la etapa
de inicio de enrollamiento, para realizar con seguridad una
operación de inicio de enrollamiento, el vástago de pistón 8a del
cilindro hidráulico 8 se extiende en sincronización con un tiempo de
inicio de enrollamiento de una punta de la banda de metal 3, que se
obtiene en base a la señal del sensor de láser 9 y, por esto, el
bastidor de soporte 7 se gira un ángulo predeterminado en la
dirección de aproximación a una cara externa del mandril 2,
intercalando por lo tanto la punta de la banda de metal 3 entre el
rodillo enrollador 6 y el mandril 2. Además, después de transcurrir
un tiempo predeterminado desde el inicio de enrollamiento, el
bastidor de soporte 7 se gira un ángulo predeterminado en la
dirección de separación de la cara de enrollamiento exterior de la
bobina 5 retirando el vástago de pistón 8a y, por esto, se hace que
el rodillo enrollador 6 espere en una posición predeterminada puesta
en desviación de la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5
hasta un tiempo predeterminado antes de terminar el
enrollamiento.
Además, la cantidad de extensión/retracción del
vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se controla en este
caso de manera que un ángulo de detección obtenido por el sensor de
detección de ángulo de rotación 12 concuerde con un ángulo de
rotación (éste se almacena en una zona de almacenamiento de la
sección de control 18) del bastidor de soporte 7, que se fija
previamente de conformidad con una posición intercalada de la punta
de banda de metal 3 y una posición de desviación en el rodillo
enrollador 6. Además, al tiempo de iniciar el enrollamiento, dicha
porción de escalón 16 aparece en la cara de enrollamiento exterior
de la bobina 5 entre el rodillo enrollador 6 y el mandril 2 de forma
correspondiente al paso entre la porción de punta (punta de banda de
metal) 5a de la banda de metal 3 y la superficie del mandril 2.
Por otra parte, en la etapa de acabado de
enrollamiento, en base a una señal de empuje de rodillo enrollador
de extremo de cola procedente de la unidad de control de corte de
banda 20, en primer lugar, al comenzar el empuje por el rodillo
enrollador 6 contra la cara de enrollamiento exterior de la bobina
5, se determina si la posición \theta de la porción de punta de
banda de metal, operada por la sección de operación 17 en base a las
señales del sensor de láser 9, el sensor de detección de velocidad
de rotación 10 y el sensor de detección de velocidad de hoja 11,
concuerda con una posición de contacto, almacenada en la sección de
almacenamiento 19, del rodillo enrollador 6 con respecto a la cara
de enrollamiento exterior de la bobina 5. En el caso de que no
concuerde, el vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se
extiende en sincronización con un tiempo de inicio de empuje
establecido previamente para frenar la rotación de la bobina 5 para
pararla en un tiempo corto y, por esto, el bastidor de soporte 7 se
gira un ángulo predeterminado en la dirección de aproximación a la
cara de enrollamiento exterior de la bobina 5, poniendo por lo tanto
el rodillo enrollador 6 en contacto con la cara de enrollamiento
exterior de la bobina 5.
En el caso de que una posición de la porción de
escalón 16 concuerde con una posición de contacto de inicio del
rodillo enrollador 6, como se representa en la figura 3, el vástago
de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se retira antes de un tiempo
predeterminado en el que la porción de escalón 16 llega a la
posición de contacto de inicio del rodillo enrollador 6 para evitar
el contacto y, por esto, el bastidor de soporte 7 se gira un ángulo
predeterminado en la dirección de separación de la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5 para poner en desviación por
lo tanto el rodillo enrollador 6 del enrollamiento exterior de la
bobina 5 y, después de transcurrir un tiempo predeterminado desde
cuando la posición de la porción de escalón 16 ha pasado por una
posición de contacto del rodillo enrollador 6, el vástago de pistón
8a del cilindro hidráulico 8 se extiende y, por esto, el bastidor de
soporte 7 se gira un ángulo predeterminado en la dirección de
aproximación a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5,
poniendo por lo tanto el rodillo enrollador 6 en contacto con la
cara de enrollamiento exterior de la bobina 5.
Además, la cantidad de extensión/retracción del
vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se controla en este
caso de tal manera que un ángulo de detección obtenido por el sensor
de detección de ángulo de rotación 12 concuerde con un ángulo de
rotación (éste se almacena en una zona de almacenamiento de la
sección de control 18) del bastidor de soporte 7, que se fija
previamente de conformidad con una posición de contacto y una
posición de desviación con respecto a la cara de enrollamiento
exterior de la bobina 5 en el rodillo enrollador 6.
Después de que el rodillo enrollador 6 ha
contactado con la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5, el
cilindro hidráulico 8 se controla de tal manera que una presión de
detección obtenida de los sensores de detección de presión 13a, 13b
concuerde con una presión operativa establecida previamente para
aplicar una fuerza de empuje predeterminada a la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5. Aquí, una fuerza de empuje
por 1 m de anchura de la bobina del rodillo enrollador 6 con
respecto a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 se fija
en un rango de 10-20 kN/m. Si la fuerza de empuje es
menor que 20 kN/m, no se obtiene una fuerza de frenado necesaria
para una rotación de la bobina y, además es imposible suprimir un
abombamiento de la porción periférica exterior de la bobina debido a
una fuerza centrífuga al tiempo de la rotación a alta velocidad. Por
otra parte, si excede de 20 kN/m, se genera una presión alta cuando
el rodillo enrollador 6 choca contra la porción de escalón 16 de la
bobina 5 que gira a alta velocidad, de manera que se produce una
deformación central en la bobina 5.
A continuación, se explica el accionamiento de la
sección de control 18.
En primer lugar, en la etapa de inicio de
enrollamiento, el vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se
extiende en sincronización con el tiempo de inicio de enrollamiento
de la punta de la banda de metal 3, que se obtiene en base a la
señal del sensor de láser 9, de tal manera que el ángulo de
detección obtenido por el sensor de detección de ángulo de rotación
12 concuerde con un ángulo de rotación, del bastidor de soporte 7,
establecido previamente de conformidad con una posición intercalada
de la punta de la banda de metal 3 en el rodillo enrollador 6,
girando por ello el bastidor de soporte 7 en la dirección de
aproximación a la cara externa del mandril 2 y, por esto, la punta
de la banda de metal 3 está intercalada entre el rodillo enrollador
6 y el mandril 2, realizando por lo tanto con seguridad una
operación de inicio de enrollamiento.
Además, después de transcurrir un tiempo
predeterminado desde el inicio de enrollamiento, el vástago de
pistón 8a se retira de tal manera que el ángulo de detección
obtenido por el sensor de detección de ángulo de rotación 12
concuerde con un ángulo de rotación del bastidor de soporte 7,
puesto previamente de conformidad con una posición de desviación del
rodillo enrollador 6, girando por lo tanto el bastidor de soporte 7
en la dirección de separación de la cara de enrollamiento exterior
de la bobina 5 y, por esto, el rodillo enrollador 6 se pone en
desviación de la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 hasta
un tiempo predeterminado antes de que termine el enrollamiento,
haciéndole por ello esperar en una posición predeterminada. Además,
en cuanto a esta posición de espera, es ventajoso situarla lo más
cerca del mandril que sea posible, más cerca que un límite abierto
del rodillo enrollador, porque se puede realizar rápidamente una
operación de empuje del rodillo enrollador al tiempo de acabar el
enrollamiento.
En la etapa de acabado de enrollamiento, en
primer lugar, cuando comienza el empujando por el rodillo enrollador
6 contra la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5, se
determina si la posición de la porción de escalón 16 concuerda o no
con la posición de contacto del rodillo enrollador 6. En caso de que
no concuerde, el vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se
extiende en sincronización con el tiempo de inicio de empuje
establecido previamente de tal manera que el ángulo de detección
obtenido por el sensor de detección de ángulo de rotación 12
concuerde con un ángulo de rotación del bastidor de soporte 7,
puesto previamente de conformidad con la posición de contacto con
respecto a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 en el
rodillo enrollador 6 para frenar la rotación de la bobina 5 para que
pare en un tiempo corto y, por esto, el bastidor de soporte 7 se
gira en la dirección de aproximación a la cara de enrollamiento
exterior de la bobina 5, poniendo por lo tanto el rodillo enrollador
6 en contacto con la cara de enrollamiento exterior de la bobina
5.
En el caso de que la posición de la porción de
escalón 16 concuerde con la posición de contacto del rodillo
enrollador 6, como se representa en la figura 3, el vástago de
pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se retira antes del tiempo
predeterminado en el que la posición de la porción de escalón 16
llega a la posición de contacto del rodillo enrollador 6 de tal
manera que el ángulo de detección obtenido por el sensor de
detección de ángulo de rotación 12 concuerde con un ángulo de
rotación del bastidor de soporte 7, puesto previamente de
conformidad con la posición de desviación con respecto a la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5 del rodillo enrollador 6 para
evitar el contacto y, por esto, el bastidor de soporte 7 se gira en
la dirección de separación de la cara de enrollamiento exterior de
la bobina 5 para poner en desviación por lo tanto el rodillo
enrollador 6 del enrollamiento exterior de la bobina 5 y, después de
haber transcurrido el tiempo predeterminado desde que la posición de
la porción de escalón 16 pasó por la posición de contacto del
rodillo enrollador 6, el vástago de pistón 8a del cilindro
hidráulico 8 se extiende de tal manera que el ángulo de detección
obtenido por el sensor de detección de ángulo de rotación 12
concuerde con un ángulo de rotación del bastidor de soporte 7,
puesto previamente de conformidad con la posición de contacto con
respecto a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 del
rodillo enrollador 6 y, por esto, el bastidor de soporte 7 se gira
en la dirección de aproximación a la cara de enrollamiento exterior
de la bobina 5, poniendo por lo tanto el rodillo enrollador 6 en
contacto con la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5.
Después de que el rodillo enrollador 6 ha
contactado con la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5, el
cilindro hidráulico 8 se controla de tal manera que la presión de
detección obtenida de los sensores de detección de presión 13a, 13b
pueda obtener una fuerza de frenado establecida previamente
necesaria para la rotación de la bobina 5 y concuerde con una
presión operativa para dar una presión de empuje de
10-20 kW/m por 1 m de anchura de la bobina, bajo la
que no se produce ningún defecto de forma aunque la bobina de
enrollamiento 6 choque contra la porción de escalón 16 de la bobina
5 que gira a alta velocidad, a la cara de enrollamiento exterior de
la bobina 5, la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 sigue
siendo empujada por esta fuerza de empuje hasta que la bobina 5
reduce la velocidad a una velocidad predeterminada rotativa
(velocidad, inferior a 700 mpm, a la que no se produce defecto de
forma en la porción de escalón 16 aunque el rodillo enrollador 6
empujado por la fuerza de empuje superior a 20 kN/m choque contra la
porción de escalón 16 de la bobina rotativa 5), y, después de haber
reducido la velocidad a la velocidad rotativa predeterminada, la
fuerza de empuje se incrementa de modo que sea superior a 20 kN/ m,
incrementando por ello una fuerza de rotación de frenado de la
bobina 5.
Como es evidente por las explicaciones
anteriores, según esta realización, en la etapa de acabado de
enrollamiento, puesto que está adaptada de manera que se obtenga la
fuerza de frenado necesaria para la rotación de la bobina 5 y la
cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 sea empujada por la
fuerza de empuje bajo la que no produce defecto de forma aunque la
bobina de enrollamiento 6 choque contra la porción de escalón 16 de
la bobina 5 que gira a alta velocidad, es posible adaptarla de tal
manera que no se produzca defecto de forma en la banda de metal
existente en una posición de la porción de escalón 16 después de que
una banda metálica fina (2,3 mm o menos) es enrollada a alta
velocidad (700 mpm o superior) en forma de bobina y, como resultado,
es posible lograr una mejora de la producción.
Además, al tiempo de iniciar el empuje de la cara
externa de la bobina 5 por el rodillo enrollador 6, puesto que está
adaptado de tal manera que el rodillo enrollador 6 no contacte con
la porción de escalón 16, el choque entre el rodillo enrollador 6 y
la porción de escalón 16 de la bobina 5 que gira a alta velocidad se
evita al tiempo de iniciar el empuje, de manera que se puede evitar
con seguridad la aparición del defecto de forma.
Además, en dicha realización, como ejemplo se
adopta un caso en el que la invención se aplica al enrollar la banda
de metal 3 cortada a una longitud predeterminada por la cizalla de
banda en forma de bobina, pero no es necesario afirmar que la
invención se puede aplicar a un enrollamiento discontinuo
ordinario.
Además, como se representa en la figura 2, el
rodillo enrollador siempre puede ser empujado por una presión
constante independientemente de si la porción de escalón 16 existe
controlando el cilindro hidráulico 8 de manera que concuerde con una
presión operativa para dar la fuerza de empuje de
10-20 kN/m a la cara de enrollamiento exterior de la
bobina 5. También es posible que la cara de enrollamiento exterior
de la bobina 5 siga siendo empujada por esta fuerza de empuje hasta
que la bobina 5 reduzca la velocidad a la velocidad rotativa
predeterminada como se ha mencionado antes, y, después de reducir la
velocidad a la velocidad rotativa predeterminada (menor que 700
mpm), la fuerza de empuje se incrementa para mejorar una fuerza de
rotación de frenado de la bobina 5.
A continuación, se explica un método de enrollar
una banda de metal, que es una realización de un segundo modo de la
invención, con referencia a la figura 1 y la figura 4. Además, este
método de enrollamiento difiere con respecto a dicho dispositivo de
enrollamiento 1 solamente en un método de control del cilindro
hidráulico 8 por la sección de control 18 del controlador 14 después
de que el rodillo enrollador 6 ha contactado con la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5 en la etapa de acabado de
enrollamiento.
Después de que el rodillo enrollador 6 ha
contactado con la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 en
la etapa de acabado de enrollamiento, la sección de control 18
controla el cilindro hidráulico 8 de tal manera que la presión de
detección obtenida de los sensores de detección de presión 13a, 13b
concuerde con una presión operativa establecida previamente para dar
a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 una fuerza de
empuje que frene la rotación de la bobina 5 hasta un tiempo
predeterminado antes de que la posición de la porción de escalón 16,
operada por la sección de operación 17 en base a las señales del
sensor de láser 9, el sensor de detección de velocidad de rotación
10 y el sensor de detección de velocidad de hoja 11, llegue a una
posición de contacto del rodillo enrollador 6 con respecto a la cara
de enrollamiento exterior de la bobina 5, almacenado previamente en
la zona de almacenamiento (no representado). Es preferible que la
fuerza de empuje en esta ocasión sea un valor grande (superior a 20
kN/m) para obtener una fuerza de frenado para la rotación de la
bobina 5 por el rodillo enrollador 6.
Además, durante un tiempo desde un tiempo
predeterminado en el que la porción de escalón 16 llega a la
posición de contacto del rodillo enrollador 6 a un punto de tiempo
en el que un tiempo predeterminado ha transcurrido después de que la
porción de escalón 16 ha pasado por la posición de contacto del
rodillo enrollador 6, el cilindro hidráulico 8 se controla de tal
manera que la presión de detección obtenida de los sensores de
detección de presión 13a, 13b dé una fuerza débil de empuje (20 kN/m
o más bajo) establecida previamente de tal manera que no se produzca
defecto de forma en la porción de escalón 16 aunque el rodillo
enrollador 6 choque contra la porción de escalón 16 de la bobina 5
que gira a alta velocidad.
Además, el control para debilitar la fuerza de
empuje por el rodillo enrollador 6 se lleva a cabo hasta que la
bobina 5 reduce la velocidad a una velocidad predeterminada rotativa
(velocidad, inferior a 700 mpm, a la que no se produce defecto de
forma en la porción de escalón 16 aunque el rodillo enrollador 6
empujando con una fuerza de empuje fuerte (superior a 20 kN/m)
choque contra la porción de escalón 16 de la bobina rotativa 5), y,
después de reducir la velocidad a la velocidad rotativa
predeterminada, la fuerza de empuje se incrementa para mejorar la
fuerza de rotación de frenado de la bobina 5.
Como es evidente por las explicaciones
anteriores, en esta realización, dado que está adaptada de tal
manera que, en la etapa de acabado de enrollamiento, se obtenga una
fuerza de frenado suficiente para la rotación de la bobina 5 y,
antes y después de que la porción de escalón 16 pase por la posición
de contacto del rodillo enrollador 6, la cara externa de la bobina 5
es empujada por una fuerza de empuje tan débil que no se produzca
defecto de forma en la porción de escalón 16 aunque el rodillo
enrollador 6 choque contra la porción de escalón 16 de la bobina 5
que gira a alta velocidad, es posible, después de enrollar la bobina
5 de la banda de metal fina (2,3 mm o menos) a alta velocidad (700
mpm o superior), evitar que se produzca defecto de forma en la banda
de metal y, como resultado, se puede obtener una mejora de la
producción. Además, puesto que otra acción/efecto son los mismos que
los de la realización del primer modo mencionado anteriormente, se
omite su explicación.
A continuación, se explica un método de enrollar
una banda de metal, que es una realización de un tercer modo de la
invención, con referencia a la figura 1 y la figura 5. Además,
también este método de enrollamiento difiere con respecto a dicho
dispositivo de enrollamiento 1 solamente en un método de control del
cilindro hidráulico 8 por la sección de control del controlador 14
después de que el rodillo enrollador 6 ha contactado con la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5 en la etapa de acabado de
enrollamiento.
Después de que el rodillo enrollador 6 ha
contactado con la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 en
la etapa de acabado de enrollamiento, la sección de control 18
controla el cilindro hidráulico 8 de tal manera que la presión de
detección obtenida de los sensores de detección de presión 13a, 13b
concuerde con la presión operativa establecida previamente para dar
la fuerza de empuje que frena la rotación de la bobina 5 a la cara
de enrollamiento exterior de la bobina 5 hasta el tiempo
predeterminado antes de que la posición de la porción de escalón 16
operada por la sección de operación 17 en base a las señales del
sensor de láser 9, el sensor de detección de velocidad de rotación
10 y el sensor de detección de velocidad de hoja 11 llegue a la
posición de contacto del rodillo enrollador 6 con respecto a la cara
de enrollamiento exterior de la bobina 5, almacenada previamente en
la zona de almacenamiento (no representada).
Además, durante el tiempo desde el tiempo
predeterminado en el que la porción de escalón 16 llega a la
posición de contacto del rodillo enrollador 6 al punto de tiempo en
el que ha transcurrido el tiempo predeterminado después de que la
porción de escalón 16 ha pasado por la posición de contacto del
rodillo enrollador 6, el vástago de pistón 8a del cilindro
hidráulico 8 se retira de tal manera que el ángulo de detección
obtenido por el sensor de detección de ángulo de rotación 12
concuerde con el ángulo de rotación del bastidor de soporte 7,
puesto previamente de conformidad con la posición de desviación del
rodillo enrollador 6 con respecto a la cara de enrollamiento
exterior de la bobina 5 y, por esto, el bastidor de soporte 7 se
gira en la dirección de separación de la cara de enrollamiento
exterior de la bobina 5, controlando por lo tanto la bobina de
enrollamiento 6 para ponerla en desviación de la cara de
enrollamiento exterior de la bobina 5.
Además, después de que ha transcurrido un tiempo
predeterminado desde un punto de tiempo en el que la posición de la
porción de escalón 16 ha pasado por dicha posición de contacto, el
vástago de pistón 8a del cilindro hidráulico 8 se extiende de tal
manera que el ángulo de detección obtenido por el sensor de
detección de ángulo de rotación 12 concuerde con el ángulo de
rotación del bastidor de soporte 7, puesto previamente de
conformidad con la posición de contacto del rodillo enrollador 6 con
respecto a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 y, por
esto, el bastidor de soporte 7 se gira en la dirección de
aproximación a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5,
poniendo por lo tanto el rodillo enrollador 6 en contacto con la
cara de enrollamiento exterior de la bobina 5 y, después, el
cilindro hidráulico 8 es controlado rápidamente de tal manera que la
presión de detección obtenida de los sensores de detección de
presión 13a, 13b concuerde con una presión operativa puesta
previamente para dar una fuerza de empuje que frena la rotación de
la bobina 5 a la cara de enrollamiento exterior de la bobina 5.
Además, el control para poner en desviación el
rodillo enrollador 6 de la porción de escalón 16 se lleva a cabo
hasta que la bobina 5 reduce la velocidad a una velocidad
predeterminada rotativa (velocidad a la que no se produce
deformación central en la bobina 5 aunque el rodillo enrollador 6
choque contra la porción de escalón 16 de la bobina rotativa 5) y,
después de haber reducido la velocidad a la velocidad rotativa
predeterminada (menor que 700 mpm), la fuerza de empuje se
incrementa para mejorar la fuerza de rotación de frenado de la
bobina 5.
Como es evidente por las explicaciones
anteriores, en esta realización puesto que está adaptada de tal
manera que, en la etapa de acabado de enrollamiento, se obtenga un
fuerza de frenado suficiente para la rotación de la bobina 5 y,
antes y después de que la porción de escalón 16 pase por la posición
de contacto del rodillo enrollador 6, el rodillo enrollador 6 no
choca contra la porción de escalón 16 de la bobina 5 que gira a alta
velocidad, es posible, después de enrollar la banda de metal fina
(2,3 mm o menos) a la bobina 5 a alta velocidad (700 mpm o
superior), evitar que se produzca defecto de forma en la banda de
metal y, como resultado, se puede obtener una mejora de la
producción. Además, puesto que las otra acción/efecto son los mismos
que los de la realización del primer modo mencionado anteriormente,
se omite su explicación.
Como es evidente por las explicaciones
anteriores, según la invención, puesto que es posible adaptarla de
tal manera que, después de enrollar la tira metálica fina en la
bobina a alta velocidad, no se produzca defecto de forma en la banda
de metal enrollada, se obtiene el efecto de que se puede obtener una
mejora de la producción.
Además, al empezar a empujar la cara de
enrollamiento exterior de la bobina por el rodillo enrollador,
puesto que se puede evitar el choque entre el rodillo enrollador y
la porción de escalón de la bobina que gira a alta velocidad al
tiempo de iniciar el empuje controlando el rodillo enrollador de
modo que no contacte con la porción de escalón, se obtiene el efecto
de que se puede evitar con seguridad la aparición de defectos de
forma.
Claims (8)
1. Un método de enrollar una banda de metal (3),
después de un laminado de acabado en caliente, adaptado de tal
manera que, antes de que la banda de metal haya terminado de ser
enrollada en un mandril (2), múltiples rodillos enrolladores (6)
sean empujados contra una cara de enrollamiento exterior de una
bobina (5) para frenar la rotación de la bobina (5), parando por lo
tanto la rotación de la bobina,
caracterizado porque se detecta una
posición de una porción de escalón (16) que aparece en una cara de
enrollamiento exterior de la bobina (5) debido a un escalón entre
una porción de punta de enrollamiento interior (5a) de la bobina y
una superficie del mandril (2), y una fuerza de empuje del rodillo
enrollador (6) por metro de anchura de la bobina se hace 20 kN/m o
más baja o se crea un intervalo entre el rodillo enrollador y la
cara de enrollamiento exterior de la bobina, durante un intervalo de
tiempo que comienza un tiempo predeterminado antes y que termina un
tiempo predeterminado después de que la porción de escalón pasa por
una posición del rodillo enrollador, al menos mientras la velocidad
rotativa de la bobina es más alta que una velocidad
predeterminada.
2. Un método de enrollar una banda de metal según
la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo
enrollador (6) está separado de la cara de enrollamiento exterior de
la bobina (5) solamente durante dicho intervalo de tiempo.
3. Un método de enrollar una banda de metal según
la reivindicación 1, caracterizado porque la fuerza de empuje
del rodillo enrollador (6) por metro de anchura de la bobina en la
porción de escalón (16) y una porción distinta de la porción de
escalón es 10-20 kN/m.
4. Un método de enrollar una banda de metal según
cualquiera de las reivindicaciones 1-3,
caracterizado porque, antes de que la banda de metal (3) haya
terminado de enrollarse en el mandril, el rodillo enrollador (6)
pasa de una posición de espera más próxima al mandril (2) que un
límite abierto hacia la cara de enrollamiento exterior de la bobina
(5), iniciando por ello un empuje de la cara de enrollamiento
exterior.
5. Un aparato para enrollar una banda de metal
(3), que tiene un mandril (2) para enrollar la banda de metal en
forma de bobina, múltiples rodillos enrolladores (6) para empujar
una cara de enrollamiento exterior de una bobina (5) enrollada en el
mandril, una pluralidad de bloques de soporte (7) cada uno de los
cuales soporta dicho rodillo enrollador y de los que al menos uno
está dispuesto de manera que se pueda aproximar o separar de la cara
de enrollamiento exterior de la bobina, y medios de accionamiento
(8) para hacer que el bastidor de soporte se aproxime o separe de la
cara de enrollamiento exterior de la bobina,
caracterizado por tener medios de control
de corte de banda (20) para transmitir una señal de acabado de
enrollamiento a una cizalla de banda para cortar la banda de metal
(3) después de un laminado de acabado en caliente y a medios de
accionamiento (8) para empujar el rodillo enrollador (6) contra la
cara de enrollamiento exterior de la bobina (5),
medios detectores de posición de porción de
escalón (9, 10, 11, 17, 19, 20) para detectar una posición de una
porción de escalón (16) que aparece en la cara de enrollamiento
exterior de la bobina (5) debido a un escalón entre una porción de
punta de enrollamiento interior (5a) de la bobina y una superficie
del mandril (2), y
medios de control de rodillo enrollador (15) para
controlar, en base a una posición de detección por los medios
detectores de posición de porción de escalón (9, 10, 11, 17, 19,
20), los medios de accionamiento (8) de tal manera que se cree un
intervalo entre el rodillo enrollador (6) y la cara de enrollamiento
exterior, o se cambie una fuerza de empuje de la cara de
enrollamiento exterior por el rodillo enrollador (6).
6. Un aparato para enrollar una banda de metal
según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios
detectores de posición de porción de escalón (9, 10, 11, 17, 19, 20)
tienen:
medios (9) para detectar, al empezar a devanar la
banda de metal (3), una posición de una punta (5a) de la banda de
metal enrollada en el mandril (2),
medios (17) para utilizar la posición de punta
como un ángulo de rotación (\theta) con respecto a una posición
predeterminada del mandril (2), y medios (19) para almacenar el
ángulo de rotación (\theta), y
medios (20) para controlar, antes de que la banda
de metal haya terminado de ser enrollada, el ángulo de rotación
(\theta) como la posición de la porción de escalón (16) que
aparece en la cara de enrollamiento exterior de la bobina (5).
7. Un aparato para enrollar una banda de metal
según la reivindicación 6, caracterizado porque el ángulo de
rotación (\theta) se halla por:
un sensor (9) para detectar el hecho de que la
punta (5a) de banda de metal ha pasado,
un velocímetro de rotación (10) para detectar una
velocidad rotativa de la bobina (5), y
un sensor detector de velocidad de hoja (11).
8. Un método de enrollar una banda de metal según
la reivindicación 1, caracterizado porque, en el caso de que
una velocidad rotativa de la bobina (5) se reduzca a menos de una
velocidad predeterminada rotativa, la fuerza de empuje del rodillo
enrollador (6) por metro de anchura de la bobina se establece de
manera que exceda de 20 kN/m.
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| CA2351757C (en) | 2005-12-06 |
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