ES2238061T3 - Procedimiento para reacondicionamiento de cilindros. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el reacondicionamiento de cilindros de una caja de laminación en caliente para materiales de aluminio para la fabricación de productos laminados, en el que el cilindro se reacondiciona después o durante el uso mediante el mecanizado de la superficie del cilindro, caracterizado porque la superficie del cilindro se mecaniza mediante un chorro de líquido y la presión del líquido durante la generación del chorro de líquido se ajusta aproximadamente a 50 a 250 MPa, preferentemente 70 a 150 MPa.

Description

Procedimiento para reacondicionamiento de cilindros.

La invención se refiere a un procedimiento para el reacondicionamiento de cilindros de una caja de laminación en caliente para materiales de aluminio para la fabricación de productos laminados, en el que el cilindro se reacondiciona después o durante su uso mediante el mecanizado de la superficie del cilindro (véase, por ejemplo, el documento DE-A-19848174).

Se conoce del estado de la técnica que los cilindros para la fabricación de productos laminados presentan una superficie adaptada a la correspondiente finalidad de uso. Por ejemplo, los cilindros de trabajo para laminación en caliente o en frío de cinta metálica presentan una superficie de cilindro con una rugosidad definida para garantizar un agarre seguro del material laminado por parte del cilindro y la creación de una superficie definida del material laminado. Otros tipos de cilindros como, por ejemplo, cilindros de apoyo, cilindros tensores frontales u otros similares, presentan una superficie definida que asegura el funcionamiento óptimo de estos cilindros.

Debido a las presiones elevadas que existen durante la laminación de productos laminados como, por ejemplo, cintas, chapas, etc., se forman regularmente incrustaciones que provocan después de cierto tiempo de uso de los cilindros que el proceso de laminado ya no se pueda realizar óptimamente o que el resultado de la laminación ya no sea satisfactorio.

Especialmente en la laminación en caliente de cintas de aluminio se producen incrustaciones especialmente persistentes. Los cilindros de trabajo, usados en la laminación en caliente, presentan en su superficie una estructura esmerilada que, por una parte, garantiza la creación de las características de superficie deseadas del material laminado y, por otra parte, contribuye a un agarre seguro del material laminado por parte de los cilindros, lo que evita un deslizamiento en la abertura entre cilindros. En las depresiones de esta estructura esmerilada se depositan, durante el uso de los cilindros, partículas de óxido de aluminio o partículas de aluminio o, en dependencia de la aleación laminada, partículas de óxido de magnesio o partículas de magnesio. Estas partículas se comprimen tanto en las depresiones debido a la elevada fuerza de presión de laminación que las depresiones de la estructura esmerilada se llenan de forma compacta y resistente. Esto provoca que la estructura esmerilada de la superficie del cilindro ya no sea efectiva durante la laminación después de un cierto tiempo de uso del cilindro. Las incrustaciones creadas sobre la superficie del cilindro, se denominan también camisa de laminado.

El llenado de la estructura esmerilada de la superficie del cilindro provoca distintos efectos. Por una parte, ya no se garantiza un agarre seguro del material laminado por parte de los cilindros y los cilindros comienzan a resbalar. Las partículas, mencionadas antes, también se acumulan en algunos lugares de la superficie de los cilindros de trabajo y provocan impresiones no deseadas sobre la superficie laminada de la cinta. Las partículas acumuladas y compactadas también se desprenden en grandes unidades y quedan sobre la superficie de las cintas como el llamado pickup.

Los efectos mencionados aparecen con distinta intensidad durante la laminación en caliente de diferentes productos laminados de distintas aleaciones de aluminio.

Dado que en el caso de los cilindros se trata de productos que se fabrican con costos elevados, estos no se cambian por completo, como se conoce del estado de la técnica, después que se ha formado una camisa de laminado o algo similar, sino que se desmontan y se reacondicionan mediante el mecanizado de la superficie de los cilindros. Después del reacondicionamiento los cilindros presentan de nuevo las características deseadas en su superficie y se pueden continuar usando. Se conoce del estado de la técnica el reacondicionamiento de cilindros mediante el mecanizado de la superficie del cilindro con procedimientos de abrasión mecánica como, por ejemplo, el rectificado. En este procedimiento se retiran de la superficie del cilindro de forma definida las impurezas depositadas e, incluso, material del cilindro para crear una superficie de cilindro no usada. Las superficies de los cilindros se someten en parte a un nuevo recubrimiento o endurecimiento después del tratamiento de abrasión mecánica.

Dado que el diámetro de los cilindros se reduce continuamente en el repetido reacondicionamiento debido a la eliminación de material de los cilindros, los cilindros se consumen definitivamente después de una cantidad determinada de reacondicionamientos, es decir, tampoco se pueden volver a usar tras el reacondicionamiento. Esto está condicionado, por una parte, por el cambio de las características geométricas y, por otra parte, al alcanzarse capas del material de los cilindros que ya no son adecuadas para un reacondicionamiento ulterior debido a la falta de resistencia o aspectos similares.

Estos procedimientos para el reacondicionamiento de cilindros, conocidos del estado de la técnica, presentan distintos problemas. Por una parte, hay que desmontar los cilindros para el reacondicionamiento y reponerlos por cilindros nuevos o reacondicionados. Esto provoca tiempos de parada con costos considerables de los trenes de laminación. No es posible, además, un reacondicionamiento de cilindros in situ en toda regla de manera que hay que transportar a grandes distancias los cilindros que se deben reacondicionar. Finalmente, el mecanizado de los cilindros mediante procedimientos de abrasión mecánica provoca un desgaste relativamente rápido de los costosos cilindros. En este sentido se debe tener en cuenta especialmente que, por ejemplo, los cilindros de trabajo se deben reacondicionar en cajas de laminación en caliente se deben reacondicionar varias veces por semana debido a los efectos mencionados.

Se sabe además que para prolongar la vida útil de los cilindros en una caja de laminación en caliente para materiales de aluminio la previsión de cepillos de limpieza, con los que se cepilla la superficie de los cilindros en estado montado, preferentemente de forma continua. De este modo se reduce, al menos, la formación de una camisa de laminado en la superficie de los cilindros. En el caso de los cepillos mencionados se trata de cepillos de acero o plástico, cuyo uso provoca a la larga una modificación de la superficie de los cilindros, similar a un pulido, lo que disminuye la capacidad de los cilindros para un agarre seguro del material laminado.

Partiendo del estado de la técnica descrito antes y de los problemas vinculados a ello, el objetivo de la presente invención se basa en dar a conocer un procedimiento para el reacondicionamiento de cilindros para la fabricación de productos laminados, que garantice un reacondicionamiento sencillo, rápido y económico de los cilindros.

El objetivo indicado se alcanza según la invención, al mecanizarse la superficie de los cilindros mediante un chorro de líquido y ajustándose la presión de generación del chorro de líquido aproximadamente a 50 a 250 MPa, preferentemente 70 a 150 MPa.

Se ha demostrado sorprendentemente que las partículas e incrustaciones altamente compactas, acumuladas sobre la superficie de los cilindros, se pueden eliminar, casi sin que queden residuos, mediante un chorro de líquido. El mecanizado de la superficie de los cilindros mediante un chorro de líquido resulta ventajoso especialmente en el sentido de que apenas se modifica la superficie original de los cilindros de modo que, por ejemplo, no se reduce el diámetro de los cilindros durante el reacondicionamiento. Debido a que la verdadera superficie de los cilindros casi no se modifica durante el mecanizado mediante un chorro de líquido, se mantienen igual las dimensiones del rodillo incluso después del reacondicionamiento. Las exigencias planteadas al mecanizado mediante un chorro de líquido son mucho menos numerosas, en comparación con los procedimientos de abrasión mecánica, en los que hay que garantizar la exactitud de las medidas. Finalmente, el mecanizado de la superficie de los cilindros mediante un chorro de líquido se puede realizar con mucha más rapidez que el mecanizado de la superficie de los rodillos mediante procedimientos de abrasión mecánica como el rectificado. El procedimiento según la invención se puede combinar, no obstante, con procedimientos de abrasión mecánica conocidos del estado de la técnica.

Debido a que la presión del líquido durante la generación del chorro de líquido se ajusta, según la invención, aproximadamente a 50 a 250 MPa (10^{6} Pa), preferentemente 70 a 150 MPa, se garantiza un desprendimiento seguro de los residuos y la suciedad de los cilindros. Para generar presiones de este tipo se usan en la mayoría de los casos bombas de émbolo (bombas de émbolo buzo) accionadas mecánicamente, en parte junto con multiplicadores de presión hidráulicos adicionales.

Una primera configuración ventajosa del procedimiento según la invención prevé que la superficie del cilindro se mecanice sólo mediante un chorro de líquido para su reacondicionamiento. Se ha demostrado que el mecanizado de la superficie de los cilindros mediante un chorro de líquido para el reacondicionamiento de éste es tan minucioso que resulta innecesario un mecanizado ulterior de la superficie de los cilindros, especialmente mediante cepillos. Por regla general también se conservan en el mecanizado mediante chorro de líquido, especialmente, los recubrimientos de la superficie de los cilindros aplicados, por ejemplo, para elevar la resistencia de la superficie de los cilindros.

Las características, recién descritas, del procedimiento según la invención permiten un desarrollo ulterior óptimo respecto a los tiempos de parada y el desenvolvimiento del trabajo debido a que la superficie del cilindro se mecaniza mediante un chorro de líquido en estado montado del cilindro. Con este reacondicionamiento del cilindro en estado montado a la alta velocidad, ya mencionada, de mecanizado de la superficie del cilindro mediante un chorro de líquido se pueden reducir drásticamente los tiempos de parada de un tren de laminación, condicionados por el reacondicionamiento.

Debido a que el mecanizado se realiza de forma continua o con interrupciones durante la laminación, se evitan por completo tiempos de parada para el reacondicionamiento de cilindros.

Alternativamente a la configuración descrita antes, se continúa desarrollando ventajosamente la instrucción, según la invención, al realizarse el mecanizado durante pausas de laminación. En el proceso de laminación se realizan regularmente pausas de laminación que están condicionadas por el sistema, por ejemplo, cuando se transporta un nuevo lingote a la caja de laminación o en situaciones similares. Estas pausas de laminación se pueden aprovechar sin más para reacondicionar los cilindros según la invención.

Ambas medidas posibilitan que se pueda eliminar un reacondicionamiento, como se conoce del estado de la técnica, mediante cepillos de acero o plástico que cepillan los cilindros durante la laminación. De esa manera se sigue mejorando la vida útil de los cilindros, ya que los cepillos de acero no "pulen" la superficie del cilindro.

Debido a que se usa agua como líquido, se sigue optimizando el procedimiento según la invención respecto a su compatibilidad con el medio ambiente, la seguridad laboral y los costos vinculados al procedimiento. Usando agua se garantiza el cumplimiento sin problemas de las regulaciones de seguridad contra explosiones. Además, el agua producida durante el reacondicionamiento, se puede tratar fácilmente en el marco de las medidas usuales de eliminación de desechos o puede permanecer en un circuito de agua, por ejemplo, el circuito de agua de emulsión de un laminador en caliente. Sin embargo, es posible básicamente usar, en función de la aplicación, líquidos alternativos para la generación del chorro que se usará para el mecanizado. La calidad del agua usada se debe adaptar a la aplicación respectiva. Para determinadas aplicaciones se puede pensar también en la adición de partículas en una dosificación adaptada para elevar la fuerza de limpieza o para mecanizar la superficie del cilindro cambiando su forma.

Existe una multiplicidad de posibilidades de configuración y variantes del procedimiento según la invención para el reacondicionamiento de cilindros para la fabricación de productos laminados. En este sentido se remite, por ejemplo, por una parte, a las reivindicaciones subordinadas a la reivindicación 1 y, por otra parte, a la descripción de un ejemplo de realización en relación con el dibujo. En el dibujo muestran:

Fig. 1 vista esquemática de un corte muy ampliado a través de la superficie de un cilindro de trabajo y

Fig. 2 una vista en perspectiva del cilindro durante el reacondicionamiento mediante el procedimiento según la invención.

El corte, representado esquemáticamente muy ampliado en la figura 1, muestra el perfil de un cilindro de trabajo de una caja de laminación en caliente para aleaciones de aluminio.

En el corte, representado en la figura 1, se muestra con rayas el material 1 en sí del cilindro. En el presente caso se trata de un cilindro de acero. Para otras aplicaciones también se usan, por ejemplo, cilindros de hierro fundido. Se puede ver claramente que la superficie del cilindro está trazada en sus contornos a la escala representada y que presenta una multiplicidad de elevaciones 2 y depresiones 3. Estas elevaciones 2 y depresiones 3, previstas en el material 1 del cilindro, se denominan generalmente rugosidad y garantizan cuando se usa el cilindro de trabajo representado, como ya se ha dicho, entre otras cosas, un agarre seguro del material laminado por parte de los cilindros, así como un diseño deseado de la superficie del material laminado. Esto se garantiza mediante arrastre por fricción que se produce entre las elevaciones 2 y las depresiones 3 y la cinta laminada de aluminio.

En la figura 1 también se representa que se ha producido un cromado 4 en la superficie del cilindro. Este cromado 4 en toda la superficie sirve para elevar la dureza de la superficie del cilindro y, con ello, la resistencia de las elevaciones 2.

La superficie del cilindro, representada en la figura 1, pertenece a un cilindro que ya ha sido usado ampliamente. En el marco de este uso durante la laminación en caliente de cintas de aluminio se han acumulado partículas de óxido de aluminio y de aluminio en las depresiones 3, que se han comprimido formando incrustaciones 5 debido a la elevada presión de laminación. Como se puede ver claramente, las incrustaciones 5, representadas en la figura 1, ya cubren una parte de las elevaciones 2, lo que reduce el agarre entre la superficie del cilindro y el material laminado. Por esta razón aumentan los efectos tales como el resbalamiento de los cilindros, el desprendimiento de incrustaciones 5, que permanecen sobre la superficie del material laminado, y acumulaciones puntualmente mayores de incrustaciones 5 que dejan impresiones en la superficie del material laminado.

La superficie de cilindro, representada en la figura 1, se debe reacondicionar para poder seguir produciendo material laminado óptimo. De acuerdo con el procedimiento según la invención, el reacondicionamiento se realiza al mecanizar la superficie del cilindro mediante un chorro de líquido, como se muestra en la figura 2. En un cilindro de trabajo de una caja de laminación en caliente para aluminio se usa preferentemente agua como líquido, pues en la misma laminación en caliente ya se usa una emulsión de agua y aceite, es decir, que el agua no es una sustancia ajena al proceso.

Un cilindro 6, representado en la figura 2, presenta después de cierto uso una camisa 7 de laminado compuesta por incrustaciones 5, mostradas en la figura 1, que hay que eliminar con el reacondicionamiento.

De acuerdo con el procedimiento según la invención, el reacondicionamiento se realiza al mecanizarse la superficie 8 de cilindro mediante un chorro 9 de líquido que sale de una lanza 10 de chorro. La camisa de laminado ya se ha eliminado en la zona 11 de superficie ya mecanizada mediante el chorro 9 de líquido.

El reacondicionamiento según la invención, representado en la figura 2, se puede realizar tanto en estado montado como en estado desmontado del cilindro 6. La lanza 10 de chorro se puede guiar manual o automáticamente. Resulta conveniente disponer dentro de la caja de laminación un dispositivo que guíe de forma definida automáticamente la lanza 10 de chorro por la superficie 8 del cilindro durante el reacondicionamiento del cilindro 6 para eliminar la camisa de laminado si es necesario. Esto también es posible durante el proceso de laminación.

En el reacondicionamiento según la invención de un cilindro de trabajo de una caja de laminación en caliente para aleaciones de aluminio se pude observar lo siguiente: la rugosidad de un cilindro, reacondicionado mediante rectificado en un procedimiento conocido del estado de la técnica, se redujo aproximadamente al 55% durante el uso, antes de que aparecieran los efectos no deseados descritos como resbalamientos o efectos similares. Un mecanizado, según la invención, de la superficie del cilindro mediante un chorro de agua produjo un incremento de la rugosidad aproximadamente al 95% del valor original. De esta manera se pudo lograr seguir usando óptimamente el cilindro reacondicionado.

Durante el reacondicionamiento descrito se usó para el mecanizado un chorro de agua a una presión de aproximadamente 200 MPa, sin partículas añadidas.

En el ejemplo de realización descrito, o sea, en un cilindro de trabajo para la laminación en caliente de aluminio, se ha comprobado que el cilindro después de repetidos reacondicionamientos mediante el procedimiento según la invención se debería reacondicionar de la manera convencional, es decir, mediante procedimientos de abrasión mecánica como el rectificado y el siguiente cromado, para reacondicionar a fondo la superficie del cilindro. Este reacondicionamiento convencional es necesario en el ejemplo de realización descrito, después de varios reacondicionamientos según la invención.

Claims (6)

1. Procedimiento para el reacondicionamiento de cilindros de una caja de laminación en caliente para materiales de aluminio para la fabricación de productos laminados, en el que el cilindro se reacondiciona después o durante el uso mediante el mecanizado de la superficie del cilindro, caracterizado porque la superficie del cilindro se mecaniza mediante un chorro de líquido y la presión del líquido durante la generación del chorro de líquido se ajusta aproximadamente a 50 a 250 MPa, preferentemente 70 a 150
MPa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie del cilindro se mecaniza para el reacondicionamiento sólo mediante un chorro de líquido.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la superficie del cilindro se mecaniza en estado montado del cilindro mediante un chorro de líquido.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el mecanizado se realiza de forma continua o con interrupciones durante la laminación.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el mecanizado se realiza durante pausas de laminación.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se usa agua como líquido.