ES2266062T5 - Procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminacion. - Google Patents

Procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminacion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminación, que comprende al menos una pareja de cilindros de trabajo (1, 1'), cilindros de apoyo (2, 2') y dado el caso también cilindros intermedios, en donde para compensar una rendija entre cilindros asimétrica por causas operativas y para mejorar el desarrollo de banda, uno de los cilindros de un juego de cilindros de cilindros de trabajo (1, 1') y/o apoyo (2, 2') se hace bascular una magnitud angular (alfa), de forma correspondiente a una magnitud de basculamiento (S), con relación al contra-cilindro, caracterizado porque la magnitud de basculamiento (S) se establece con los siguientes pasos de trabajo: - medición de la corona térmica y del estado de desgaste en la pareja de cilindros de trabajo (1, 1') para diferentes programas de laminación, - adaptación de los coeficientes de desgaste y valoración de las corrientes térmicas, - cálculo de la corona térmica y del desgaste de cilindros de trabajo para el cilindro de trabajo superior (1) y el inferior (1') bajo requisitos en línea, - cálculo de la rendija entre cilindros para el estado desplazado de los cilindros de trabajo (1, 1') y cálculo de la posición inclinada y/o forma en cuña de la rendija entre cilindros en la región de la anchura de banda, en el caso de presentarse las formas de los dos cilindros de trabajo (1, 1'), - valoración de la forma en cuña de la rendija entre cilindros y su posición inclinada para la región de contacto (LKont) entre cilindros de trabajo y de apoyo, - conversión de las formas en cuña establecidas para las regiones activas linealmente a la distancia de los ajustes o a la distancia de cojinete (LA) y suma de la magnitud correspondiente a la siguiente ecuación: S= KWS . SWS . LA / B + KAS . SAS . LA / LKont En ésta significan: B : anchura de banda KWS : factor de ponderación de la magnitud en la rendija entre cilindros KAS : factor de ponderación del efecto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo LA : distancia de cojineteo distancia de los ajustes LKont : longitud de contacto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo S : magnitud de basculamiento SWS : posición inclinada en la rendija entre cilindros SAS : proporción de posición inclinada entre el cilindro de trabajo y el de apoyo.

Description

Procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminación.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La invención se refiere a un procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminación, que comprende al menos una pareja de cilindros de trabajo, cilindros de apoyo y dado el caso también cilindros intermedios, en donde para compensar una rendija entre cilindros asimétrica por causas operativas y para mejorar el desarrollo de banda, uno de los cilindros de un juego de cilindros de cilindros de trabajo y/o apoyo se hace bascular una magnitud angular, de forma correspondiente a una magnitud de basculamiento, con relación al contra-cilindro.
Durante el proceso de laminación los cilindros de trabajo están sometidos tanto a una carga térmica como a una elevada carga mecánica. Como consecuencia de ello se obtiene una dilatación radial térmica de los cilindros, y adicionalmente se produce un desgaste de los cilindros de trabajo. Como consecuencia de diferentes requisitos del esfuerzo sufrido por el lado superior de banda y el lado inferior de banda, la magnitud de una dilatación radial térmica y del desgaste puede ser diferente en el cilindro superior y en el inferior.
En el caso de usarse diferentes cilindros de trabajo, esto puede conducir a requisitos asimétricos en la caja de laminación. Con ello en una caja de laminación puede presentar, por ejemplo, un cilindro de trabajo superior una corona térmica bastante mayor que el cilindro inferior. A esto hay que añadir que también el desgaste de cilindros de trabajo aislados puede presentar considerables diferencias. En el caso de producirse una variación relativamente grande de la posición de desplazamiento axial se produce, por medio de esto, un desarrollo de rendija diferente entre los cilindros de una pareja de cilindros en el lado derecho y en el izquierdo. Bajo carga se obtiene con esto una rendija entre cilindros asimétrica, es decir, en forma de cuña.
Para reducir una asimetría de este tipo se conoce en el estado de la técnica refrigerar de forma diferente el cilindro de trabajo superior y el inferior, en donde se actúa con diferentes cantidades de refrigerante, por ejemplo agua. En el caso de que la lubricación de la rendija entre cilindros esté activada, también puede usarse la medida de que se ajusten diferentes cantidades de aceite en el cilindro superior y el inferior. Por medio de esto pueden relativizarse, al menos en parte, grandes diferencias en la corona térmica o en el comportamiento de desgaste.
El documento DE 196 18 712 A1 describe un procedimiento regulador para una caja de laminación para laminar una banda, que se compone de una pareja de cilindros de trabajo, una pareja de cilindros de apoyo y una pareja de cilindros intermedios. Para las regulaciones con ello disponibles para fuerza de laminación, fuerza de retroflexión y desplazamiento de cilindros se prefijan valores nominales, que se han establecido en línea en un modelo de caja de laminación con un modelo de flexión de cilindros. Para establecer los valores nominales para fuerza de laminación, fuerza de retroflexión y desplazamiento de cilindros es establecen en el modelo de flexión de cilindros en línea, en puntos de apoyo, relaciones entre la fuerza de laminación, la fuerza de retroflexión y el desplazamiento de cilindros, por un lado, y un desarrollo de rendija entre cilindros correspondiente, por otro lado.
Del documento puede deducirse asimismo que los procedimientos reguladores de este tipo están muy difundidos. Igualmente se conocen en principio ecuaciones diferenciales para calcular los combados y los desarrollos de fuerza en los cilindros, así como soluciones de estas ecuaciones diferenciales.
Del documento JP-A-57-202912 se conoce un procedimiento regulador durante el laminado de una banda en una caja de laminación, en el que para controlar el grosor de banda se detectan las presiones de apriete de los cilindros de trabajo. En el caso de desviaciones del grosor de banda respecto a un valor nominal prefijado a causa de la inclinación de cuña existente de la banda se modifican de tal modo las presiones de apriete ejercidas, mediante un ajuste diferenciado de los cilindros de apriete hidráulicos, de tal modo que se produce una posición inclinada de los cilindros de trabajo, mediante la cual se elimina después la inclinación de cuña.
Asimismo se conoce del documento WO-A-95/19591 un procedimiento para guiar un proceso, en donde como ejemplo de proceso se describe la laminación de material a laminar en una instalación de laminación con cilindros de trabajo, cilindros intermedios y cilindros de apoyo. Como magnitud de partida de este proceso se usa la planeidad del material a laminar, mientras que las magnitudes de ajuste se componen de medios conocidos por sí mismos para bascular, flexionar, desplazar axialmente los cilindros de trabajo y/o los cilindros intermedios y/o la fuerza de laminación.
Partiendo del estado de la técnica antes citado, la invención se ha impuesto la tarea de, evitando una rendija entre cilindros asimétrica, conseguir una mejora del desarrollo de banda, mejorar la forma de banda y ajustar los mismos requisitos en los cilindros superiores y los inferiores.
La tarea impuesta es resuelta mediante las particularidades características de la reivindicación 1, por medio de que el basculamiento llevado a cabo con relación al contra-cilindro, para compensar una rendija entre cilindros asimétrica por causas operativas y para mejorar el desarrollo de banda con uno de los cilindros de un juego de cilindros de cilindros de trabajo y/o apoyo, en una determinada magnitud angular o una magnitud de basculamiento, se establece con los siguientes pasos de trabajo:
-
medición de la corona térmica y del estado de desgaste en la pareja de cilindros de trabajo para diferentes programas de laminación,
\global\parskip1.000000\baselineskip
-
adaptación de los coeficientes de desgaste y valoración de las corrientes térmicas,
-
cálculo de la corona térmica y del desgaste de cilindros de trabajo para los cilindros de trabajo superior e inferior bajo requisitos en línea,
-
cálculo de la rendija entre cilindros para el estado desplazado de los cilindros de trabajo así como cálculo de la posición inclinada y/o forma en cuña de la rendija entre cilindros en la región de la anchura de banda, en el caso de presentarse las formas de los dos cilindros de trabajo,
-
valoración de la forma en cuña de la rendija entre cilindros y su posición inclinada para la región de contacto entre cilindros de trabajo y de apoyo,
-
conversión de las formas en cuña establecidas para las regiones activas correspondientes linealmente a la distancia de los ajustes o a la distancia de cojinete y suma de la magnitud correspondiente a la siguiente ecuación:
S= K_{WS} \cdot S_{WS} \cdot L_{A} / B + K_{AS} \cdot S_{AS} \cdot L_{A} / L_{Kont}
En ésta significan:
B:
anchura de banda
K_{WS}:
factor de ponderación de la magnitud en la rendija entre cilindros
K_{AS}:
factor de ponderación del efecto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
L_{A}:
distancia de cojinete o distancia de los ajustes
L_{Kont}:
longitud de contacto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
S:
magnitud de basculamiento
S_{WS}:
posición inclinada en la rendija entre cilindros
S_{AS}:
proporción de posición inclinada entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
En una configuración de la invención no se calcula la forma de los cilindros de trabajo, sino que se mide en línea y de aquí se determina la magnitud de basculamiento y/o la correspondiente posición de desplazamiento de cilindros con los pasos de trabajo antes citados.
Una configuración ventajosa de la invención está caracterizada porque, en lugar de un basculamiento del juego de cilindros, se materializa la acción análoga mediante la aplicación de diferentes fuerzas de flexión de cilindros de trabajo del lado izquierdo y del derecho.
Según la invención, la magnitud de basculamiento establecida en línea o la fuerza de flexión diferencial se ajusta antes de la pasada de la banda y se modifica, en caso necesario, a lo largo de la banda.
Una configuración del procedimiento prevé que, para compensar condiciones de laminación irregulares en la rendija entre cilindros entre el cilindro superior y el inferior de un juego de cilindros de trabajo, se ajusta una magnitud calculable de un ángulo de basculamiento \alpha en uno de los cilindros, con preferencia en el cilindro superior.
Otra configuración prevé que se lleve a cabo una magnitud de basculamiento de un juego de cilindros, por ejemplo en una caja, cuyos cilindros de trabajo o intermedios están desplazados axialmente.
Otra configuración del procedimiento prevé que se lleve a cabo una magnitud de basculamiento de un juego de cilindros, por ejemplo en una caja, cuyos cilindros de trabajo o intermedios no están desplazados.
El procedimiento regulador según la invención está caracterizado por los pasos de trabajo indicados y aquellos para convertir la forma de cuña establecida de la rendija entre cilindros para las regiones activas correspondientes, linealmente a la distancia de los ajustes o a la distancia de cojinete, y para sumar la magnitud.
Una medida complementaria para minimizar la asimetría consiste en desplazar una distancia diferente el cilindro superior y el inferior, de tal manera que U no sea igual (\neq) a U'. Esto puede realizarse para varias bandas de un programa de laminación o sólo para bandas seleccionadas.
En el caso de un desplazamiento cíclico de los cilindros de trabajo pueden ejecutarse diferentes niveles y pasos de desplazamiento para cilindro superior e inferior, para influir positivamente en la forma (inclinación) del desgaste y de la corona térmica. Con preferencia se sigue desplazando el cilindro, por ejemplo, con mayor desgaste, es decir, se ajusta una mayor amplitud de desplazamiento.
En el caso de preajuste para la banda respectiva es necesario ajustar de tal modo la magnitud de desplazamiento diferencial entre los dos cilindros, en un margen de búsqueda permitido prefijado, que se minimice la asimetría sobre todo en la región de aristas de banda.
El modo de proceder para esta optimización se produce, por ejemplo, según el método descrito en los documentos EP 0 618 020 B1 y EP 0 850 704 A1. La optimización del contorno y de la planeidad cerca del borde se transmite sin embargo a los efectos asimétricos, es decir, se contemplan los dos lados de banda.
El algoritmo regulador tiene también en cuenta el diferente comportamiento elástico en el caso de diferentes magnitudes de desplazamiento en el cilindro superior y el inferior, de tal modo que estas influencias adicionales, por ejemplo mediante diferentes niveles de fuerza de flexión, se compensan en el lado derecho y en el izquierdo o mediante basculamiento.
Se ha previsto combinar entre sí las dos medidas anteriores, en donde influye el basculamiento del juego de cilindros en la región de cuerpo de la banda y el ajuste de diferentes posiciones de desplazamiento más en la arista de banda. Con preferencia se optimiza primero la posición de desplazamiento y en un segundo paso se determina la magnitud de basculamiento.
Se deducen detalles, particularidades y ventajas adicionales de la invención de la siguiente explicación de algunos ejemplos de ejecución representados esquemáticamente en los dibujos.
Aquí muestran:
la figura 1 un estado para una caja sin carga con cilindros de trabajo desplazados y cilindros de apoyo superpuestos,
la figura 2 un estado conforme a la figura 1, pero con cilindros de trabajo desplazados axialmente,
la figura 3 una rendija de estampación asimétrica con una recta de compensación dibujada en la región de la anchura de banda, en el caso de cilindros de trabajo desplazados,
la figura 4 una asimetría en la región de contacto entre cilindros de trabajo y apoyo,
la figura 5 posiciones de desplazamiento ajustadas en el cilindro superior y el inferior, dependiendo del número de bandas laminadas,
la figura 6 posiciones de desplazamiento de cilindros de trabajo y diferencias de rendija entre cilindros en el caso de diferentes estrategias de desplazamiento.
Aquí significan:
B:
anchura de banda
L_{Kont}:
longitud de contacto entre cilindros de trabajo y de apoyo
L_{A}:
distancia de cojinete/distancia del ajuste de los cilindros de apoyo
S:
posición inclinada/importe de basculamiento
U:
desplazamiento de cilindros de trabajo del cilindro superior
U':
desplazamiento de cilindros de trabajo del cilindro inferior (en contrasentido)
n:
número de bandas
\alpha:
ángulo de basculamiento
Los contornos de los cilindros de trabajo 1, 1' en la figura 1 muestran, en el caso de un estado para una caja sin carga con cilindros de trabajo 1, 1' no desplazados, una dilatación térmica casi simétrica. El cilindro de trabajo superior 1 posee sin embargo una corona térmica claramente más marcada que el cilindro de trabajo inferior 1'.
En el caso de usarse diferentes cilindros de trabajo 1, 1' esto puede conducir a requisitos asimétricos en la caja de laminación. Estos requisitos se muestran en la figura 2. También se ha representado una caja de laminación sin carga, cuyo cilindro de trabajo superior 1 presenta por ejemplo una corona térmica bastante superior a la del cilindro inferior 1'. También el desgaste de cilindros de trabajo es diferente. En el caso de que se produzca una variación de posición de desplazamiento relativamente grande de banda a banda (por ejemplo U = 60 mm), se ajusta con esto una rendija de diferente tamaño entre los cilindros 1, 1 ó 1, 2 y 1', 2' en el lado derecho y en el izquierdo. Bajo carga se produce con esto una rendija entre cilindros asimétrica en forma de cuña.
La finalidad de las medidas conforme a la invención es reducir o eliminar los requisitos de una asimetría de este tipo. Si estos no pueden reducirse con los medios conocidos como diferente refrigeración o lubricación de rendija entre cilindros, se propone según la invención un basculamiento automático del juego de cilindros para compensar el efecto indeseado de la asimetría.
Con ello se aumenta en la magnitud "S", conforme al modo de proceder mostrado en el ejemplo de la figura 2, la rendija mayor entre los cilindros de trabajo 1, 1' y los cilindros de trabajo y de apoyo 2, 2' del lado izquierdo, o bien se bascula en la magnitud S/2 a la derecha y a la izquierda del centro del bastidor. Con ello pueden modificarse las magnitudes de basculamiento "S" establecidas o calculadas de forma correspondiente a una variación de la corona térmica a lo largo de la banda, lo que debe tenerse en cuenta de caso en caso.
Si se dispone de las formas del cilindro de trabajo superior 1 y del inferior 1', puede calcularse para el estado de cilindros de trabajo desplazado la rendija entre cilindros en la región de la anchura de banda, como se muestra en la figura 3. Con ello se obtiene por medio de la determinación de una recta de compensación, a través de la diferencia de rendija entre cilindros, la posición inclinada o la inclinación de cuña de la rendija entre cilindros. El ángulo de compensación \alpha_{WS} (alfa) que puede establecerse por medio de esto produce para la región de la anchura de banda B la proporción necesaria de la magnitud de basculamiento "S_{WS}" en la rendija entre cilindros. Esta magnitud puede calcularse provisionalmente mediante una conversión sencilla a la distancia de los ajustes.
Debido a que entre los cilindros de trabajo y de apoyo 1, 1'/2, 2' también actúan las asimetrías, se produce la misma valoración de la inclinación de cuña para la región de contacto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo, como se muestra en la figura 4. La suma de los dos efectos (en la rendija entre cilindros y entre los cilindros de apoyo y de trabajo) conduce a la magnitud de basculamiento "S".
Para poder influir en la forma del desgaste de cilindros de trabajo y de la corona térmica -como se conoce bibliográficamente- se desplazan cíclicamente los cilindros de trabajo. En el caso de diferente desgaste o corona térmica en el lado superior y en el inferior, puede ser positivo ajustar arriba y abajo diferentes magnitudes de desplazamiento (U, U') para cada banda de un programa de laminación, lo que muestra la figura 5. En el caso de ajuste de diferentes amplitudes y pasos de desplazamiento se influye con efectividad, sobre todo, en el efecto del desgaste de cilindros de trabajo en la región de las aristas de banda.
La acción de diferentes posiciones de desplazamiento en la rendija entre cilindros en el caso de un desgaste bastante mayor, por ejemplo del cilindro inferior, queda clara con el ejemplo extremo de la figura 6. Éste muestra los cilindros de trabajo en estado desplazado y debajo las correspondientes diferencias de rendija entre cilindros. Se representan efectos con estrategia de desplazamiento convencional (izquierda) y con posición de desplazamiento optimizada irregular en el cilindro superior y en el inferior (derecha). Mediante el proceso de optimización para la banda respectiva se minimizan las asimetrías en la región de la banda (arista de banda), lo que aclara la figura 6 abajo a la derecha.
La invención resuelve de forma óptima la tarea impuesta al principio.

Claims (12)

1. Procedimiento regulador para laminar una banda en una caja de laminación, que comprende al menos una pareja de cilindros de trabajo (1, 1'), cilindros de apoyo (2, 2') y dado el caso también cilindros intermedios, en donde para compensar una rendija entre cilindros asimétrica por causas operativas y para mejorar el desarrollo de banda, uno de los cilindros de un juego de cilindros de cilindros de trabajo (1, 1') y/o apoyo (2, 2') se hace bascular una magnitud angular (a), de forma correspondiente a una magnitud de basculamiento (S), con relación al contra-cilindro, caracterizado porque la magnitud de basculamiento (S) se establece con los siguientes pasos de trabajo:
-
medición de la corona térmica y del estado de desgaste en la pareja de cilindros de trabajo (1, 1') para diferentes programas de laminación,
-
adaptación de los coeficientes de desgaste y valoración de las corrientes térmicas,
-
cálculo separado de la corona térmica y del desgaste de cilindros de trabajo para el cilindro de trabajo superior (1) y el inferior (1') bajo requisitos en línea, teniendo en cuenta condiciones marco como anchura de banda (B), tiempo de laminación, tiempo de pausa, posiciones de desplazamiento, acción refrigerante sobre los cilindros de trabajo,
-
cálculo de la rendija entre cilindros para el estado desplazado de los cilindros de trabajo (1, 1') así como cálculo de la posición inclinada y/o forma en cuña de la rendija entre cilindros en la región de la anchura de banda, en el caso de presentarse las formas de los dos cilindros de trabajo (1, 1'),
-
valoración de la forma en cuña de la rendija entre cilindros y su posición inclinada para la región de contacto (L_{Kont}) entre cilindros de trabajo y de apoyo,
-
conversión de las formas en cuña establecidas para las regiones activas correspondientes, linealmente a la distancia de los ajustes o a la distancia de cojinete (L_{A}), y suma de la magnitud correspondiente a la siguiente ecuación:
S= K_{WS} \cdot S_{WS} \cdot L_{A} / B + K_{AS} \cdot S_{AS} \cdot L_{A} / L_{Kont}
en donde:
B:
anchura de banda
K_{WS}:
factor de ponderación de la magnitud en la rendija entre cilindros
K_{AS}:
factor de ponderación del efecto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
L_{A}:
distancia de cojinete o distancia de los ajustes
L_{Kont}:
longitud de contacto entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
S:
magnitud de basculamiento
S_{WS}:
posición inclinada en la rendija entre cilindros
S_{AS}:
proporción de posición inclinada entre el cilindro de trabajo y el de apoyo
2. Procedimiento regulador según la reivindicación 1, caracterizado porque no se calcula la forma de los cilindros de trabajo (1, 1'), sino que se mide en línea y de aquí se determina la magnitud de basculamiento (S) y/o la correspondiente posición de desplazamiento de cilindros.
3. Procedimiento regulador según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en lugar de un basculamiento del juego de cilindros, se materializa la acción análoga mediante la aplicación de diferentes fuerzas de flexión de cilindros de trabajo del lado izquierdo y del derecho.
4. Procedimiento regulador según la reivindicación 3, caracterizado porque la magnitud de basculamiento (S) establecida en línea o la fuerza de flexión diferencial se ajusta antes de la pasada de la banda y se modifica, en caso necesario, a lo largo de la banda.
5. Procedimiento regulador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la magnitud calculable del ángulo de basculamiento (\alpha) o la magnitud de basculamiento (S), para compensar condiciones de laminación irregulares en la rendija entre cilindros entre el cilindro superior (1) y el inferior (1') de un juego de cilindros de trabajo (1, 1'), se ajusta en uno de los cilindros, con preferencia en el cilindro superior (1').
6. Procedimiento regulador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque para apoyar la acción del procedimiento se lleva a cabo una magnitud de basculamiento (S) de un juego de cilindros (1, 1') o (2, 2') en una caja, cuyos cilindros de trabajo (1, 1') o intermedios (3, 3') están desplazados axialmente entre sí, una distancia diferente, en una magnitud U o U'.
7. Procedimiento regulador según la reivindicación 6, caracterizado porque están orientados el basculamiento del juego de cilindros hacia la región de cuerpo de la banda y el ajuste de diferentes posiciones de desplazamiento más hacia la arista de banda.
8. Procedimiento regulador según la reivindicación 7, caracterizado porque en el primer paso se optimiza la posición de desplazamiento y en el segundo paso se determina la magnitud de basculamiento.
9. Procedimiento regulador según la reivindicación 6, 7 u 8, caracterizado porque para tener en cuenta el diferente comportamiento elástico de los cilindros de un juego de cilindros, en el caso de diferentes magnitudes de desplazamiento, se ajustan arriba y abajo o a la derecha y a la izquierda diferentes fuerzas de flexión, o bien ser corrige la magnitud de basculamiento (S).
10. Procedimiento regulador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque para varias bandas de un programa de laminación, para influir positivamente en la forma del desgaste, se desplazan cíclicamente una distancia diferente el cilindro de trabajo superior y el inferior.
11. Procedimiento regulador según la reivindicación 10, caracterizado porque con preferencia para el cilindro con mayor desgaste o mayor corona térmica se ajusta una mayor amplitud de desplazamiento.
12. Procedimiento regulador según la reivindicación 11, caracterizado porque se ajusta la magnitud diferencial entre los dos cilindros para diferentes bandas, en un margen de búsqueda permitido prefijado, de tal modo que se minimiza la asimetría sobre todo en la región de aristas de banda.
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