ES2278288T3 - Procedimiento y dispositivo de regulacion del espesor de un producto laminado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de regulación del espesor final de un producto laminado (B) a la salida de una instalación de laminador que comprende al menos dos jaulas de laminación (1-5) que funcionan en tándem y que determinan cada una de ellas una parte de la reducción global de espesor a realizar, mediante el paso del producto entre dos cilindros de trabajo (T, T''), estando cada jaula asociada a unos medios (11-51) de aplicación de un esfuerzo regulable de apriete entre los cilindros de trabajo y a unos medios motores (12-52) de aplicación, sobre los cilindros de trabajo, de un par de arrastre en rotación a una velocidad regulable, estando la instalación asociada a un sistema general de control de las velocidades de las diferentes jaulas que determina un aumento progresivo de la velocidad de rotación de los cilindros en función de la variación progresiva de espesor de una jaula a la siguiente, y a un dispositivo de regulación de la reducción de espesor y de la tensión del producto (B) en cada espacio (10, 20, 30, 40) entre dos jaulas sucesivas, caracterizado porque el dispositivo de regulación realiza en tiempo real un equilibrado dinámico, entre las diferentes jaulas (1-5), de los pares aplicados en cada jaula sobre los cilindros de trabajo (T, T''), sin perturbación sustancial del espesor final h5 del producto (B) a la salida de la instalación.
Description
Procedimiento y dispositivo de regulación del
espesor de un producto laminado.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento de regulación del espesor final de un producto
laminado, a la salida de una instalación de laminación en tándem,
permitiendo en particular optimizar la productividad de dicha
instalación al equilibrar las corrientes de los motores de
accionamiento de las diferentes jaulas, a fin de permitir un
incremento de la velocidad general de laminación sin riesgo de
sobrecarga de uno u otro de los motores. La invención se refiere
asimismo a un dispositivo de regulación que permite la aplicación
de dicho procedimiento.
La invención está prevista especialmente para la
laminación en frío de bandas metálicas, por ejemplo de acero, pero
puede aplicarse de forma general a cualquier instalación que
comprenda varias jaulas de laminación que funcionan en tándem para
la reducción progresiva del espesor de un producto que se desliza
sucesivamente entre los cilindros de trabajo de dichas jaulas.
Se sabe que un laminador comprende de forma
general al menos dos cilindros de trabajo montados en el interior
de una jaula de soporte y que definen un entrehierro de paso del
producto a laminar, llevando la jaula unos medios de aplicación de
un esfuerzo de apriete regulable entre los cilindros. El número de
cilindros puede variar según el tipo de laminador, por ejemplo dúo,
cuarto, sexto u otro.
Para determinar el avance del producto entre los
cilindros, estos últimos son arrastrados en rotación alrededor de
su eje por unos medios motores que aplican un par de accionamiento,
sea directamente sobre los cilindros de trabajo, sea indirectamente
sobre los cilindros de apoyo en un montaje cuarto o sobre unos
cilindros intermedios en un montaje sexto.
Se conocen desde hace mucho tiempo unas
instalaciones de laminación denominadas "en tándem" que
comprenden al menos dos jaulas sucesivas que realizan cada una de
ellas una parte de la reducción del espesor. Por tanto, a partir de
un espesor bruto, el producto se somete en la primera jaula a una
primera reducción de espesor y sale de ella a una velocidad
determinada por la velocidad de rotación de los cilindros de
trabajo. En la segunda jaula, se somete a una segunda reducción de
espesor y sale a una velocidad superior para respetar la ley de
conservación de las masas. Por tanto, los cilindros de trabajo de la
segunda jaula deben ser arrastrados en rotación a una velocidad
superior a la de los cilindros de la primera jaula, estando estas
velocidades en relación inversa a las reducciones efectuadas en
cada jaula.
Por otra parte, los pares de rotación aplicados
sobre los cilindros de trabajo son regulados de forma que cada
jaula intermedia ejerza un esfuerzo de tracción sobre la banda que
sale de la jaula precedente.
Es necesario asegurar una regulación, por una
parte, de la reducción de espesor efectuada en cada una de las
jaulas a fin de obtener a la salida de la instalación un producto de
un espesor constante con cierto grado de precisión y, por otra
parte, mantener la banda perfectamente tensada en cada espacio
denominado "interjaulas" entre dos jaulas sucesivas a fin de
evitar que se alcancen unos niveles de tracción que correrían el
riesgo de provocar una rotura de la banda.
Habitualmente, el control del espesor de la
banda en el curso de su paso por las jaulas sucesivas de un
laminador en tándem es asegurado por el control del flujo de masa,
denominado también "mass flow".
En un procedimiento de regulación conocido,
utilizado habitualmente para obtener, a la salida de la instalación,
una banda que tiene un espesor dado, se mantiene a un valor
constante, por una parte, el espesor de la banda a la salida de la
primera jaula y, por otra parte, la relación de velocidades entre la
primera jaula y la última.
Las velocidades de las jaulas intermedias pueden
deducirse de estas condiciones, ya que vienen impuestas por la ley
de conservación de las masas de metal que atraviesan las jaulas del
laminador y éstas están en relación inversa a las reducciones que
se atribuyen a cada jaula de laminación.
La regulación del espesor a la salida de la
primera jaula es asegurada generalmente en un laminador moderno,
por unos medios de apriete que son controlados por un calibrador de
espesor situado aguas abajo de esta jaula. Ciertos sistemas más
perfeccionados comprenden también un calibrador de espesor aguas
arriba de esta jaula. Dicho sistema de regulación del laminador en
tándem, corrientemente denominado "automatic gage control" o
AGC, se describe, por ejemplo, en el artículo "Dynamic Control of
Tension, Thickness and Flatness for a Tandem Cold Mill" de
Tirlochan S. Bilkhu, aparecido en la revista AISE Steel Technology,
volumen 78, nº 10, Octubre de 2001, páginas
49-54.
Por otra parte, para asegurar la regulación de
los esfuerzos de tracción en los espacios interjaulas, se actúa
generalmente sobre los medios de apriete de las jaulas, ya que no es
posible modificar la relación de las velocidades entre las jaulas
sucesivas sin afectar al espesor de salida. Para esto se instala en
cada espacio interjaulas, un dispositivo de medición de tracción,
tal como un rodillo tensiómetro que actúa en regulación sobre el
apriete de la jaula situada aguas abajo. Un calibrador de espesor,
situado a la salida de la instalación de laminado controla el
espesor final actuando sobre la velocidad de la última de las dos
últimas jaulas del laminador en tándem. Dicho sistema de control de
las tracciones interjaulas, denominado también "automatic tension
control" (control de tensión automático) o ATC, se describe
asimismo en el artículo de la revista AISE Steel Technology citado
más arriba.
En cada jaula es necesario que la fuerza y el
par de laminación aplicados, respectivamente, para una cierta
reducción de espesor, por los medios de apriete y por los medios de
accionamiento de los cilindros de trabajo, se adapten a las
características del producto a laminar. Por tanto, para cada tipo de
producto, es necesario elaborar un "esquema de laminación" que
determine las reducciones sucesivas de espesor asignadas a cada
jaula en función de las características geométricas y metalúrgicas
del producto.
Sin embargo, no es posible solicitar a los
operadores que establezcan de manera óptima y en cada instante, un
esquema de laminación para cada producto que entra en la producción
anual del laminador.
De forma conocida, para obtener un resultado de
este tipo de manera automática, se puede utilizar un sistema de
prerregulación de cálculo de los esquemas de laminación, que tenga
en cuenta todas las características de la instalación tales como
las potencias de los motores de accionamiento, las intensidades y
las velocidades máximas de los motores, las fuerzas máximas
posibles sobre las jaulas de laminación, etc. Este sistema de
prerregulación debe tener en cuenta también las características
geométricas y metalúrgicas del producto a laminar y la interfaz
producto/laminador para establecer unos parámetros de laminación
adaptados a cada formato y naturaleza de la banda que compone la
producción anual del laminador. Estos parámetros son, en particular,
el espesor de entrada y el espesor de salida, eventualmente la
temperatura, la dureza o incluso la tensión de circulación y la
variación de esta tensión a medida que se reduce el espesor, así
como el coeficiente de rozamiento de la interfaz
chapa/cilindro.
Este sistema de prerregulación puede presentarse
en forma de tablas de entradas múltiples que proporcionen las
regulaciones a presentar para cada jaula en función de los
parámetros de entrada. En ciertos sistemas conocidos, los
operadores introducen por adelantado las características de las
bandas a laminar según el programa de producción previsto y basta
entonces con validar estos datos a la llegada de la cabeza de la
banda del producto considerado en la instalación de laminación.
Sin embargo, pueden utilizarse también unos
sistemas de prerregulación más perfeccionados que comprenden un
modelo matemático que calcula un esquema de reducción para cada
banda que entra en el laminador en tándem. Dicho modelo establece
entonces unos valores de reducción posibles para las jaulas y puede
realizar ciertas optimizaciones a fin de escoger el esquema de
laminación correspondiente a la mejor distribución de la potencia.
Los modelos más perfeccionados tienen también la posibilidad de
reajustarse registrando frecuentemente los valores reales de los
parámetros de laminación, tales como las fuerzas de laminación, los
pares aplicados por los motores y sus velocidades.
Por otra parte, es necesario tener la
posibilidad de hacer que varíe la velocidad general de instalación
de laminación a fin de acelerar o ralentizar el producto a la
salida de la instalación. Ahora bien, la ley de conservación de
masas únicamente permite regular las velocidades una con respecto a
otra en valor relativo. Por tanto, en un procedimiento conocido se
actúa sobre la velocidad de una de las jaulas, denominada jaula
pivote, y la velocidad de las otras jaulas es administrada por un
sistema de control a fin de conservar las relaciones de velocidad
correspondientes a la distribución de la tasa de reducción entre las
diferentes jaulas.
En la práctica, los medios de accionamiento en
rotación de los cilindros son unos motores eléctricos que tienen
una velocidad de base a la cual proporcionan su par nominal. Por
tanto, en la concepción del tren de laminador se tiene en cuenta
una reducción del espesor medio para cada jaula. Dado que, en
general, los motores están construidos para tener la misma
velocidad de base, se instalan muy frecuentemente entre el motor y
la jaula un reductor de velocidad cuya relación de reducción es
diferente para cada jaula a fin de obtener la misma velocidad sobre
el árbol de gran velocidad del reductor.
Esta concepción general del laminador en tándem
con un escalonamiento de las velocidades sobre el árbol de gran
velocidad, que determina la velocidad de rotación de los cilindros
de laminación, de la primera jaula a la última, se denomina
corrientemente "cono de velocidad".
No obstante, en la realidad de la producción, la
tasa de reducción exacta a aplicar a cada jaula para obtener sobre
el producto la reducción de espesor deseada, no coincide exactamente
con el escalonamiento de las velocidades de los motores. Resulta de
ello que todos los motores no se encuentran sobre el mismo punto de
funcionamiento. Por tanto, si se quiere aumentar la velocidad
general de laminación, ciertos motores alcanzarán su límite de
intensidad antes que otros e impedirán así que se produzca a la
velocidad óptima de la instalación.
Por consiguiente, en numerosos casos, no puede
alcanzarse la velocidad máxima posible y la productividad de la
instalación de laminación no corresponde a su capacidad teórica.
Los sistemas de prerregulación utilizados
actualmente no permiten resolver este problema. En efecto, ciertos
parámetros de laminación importantes, tales como el coeficiente de
rozamiento entre la banda y los cilindros de laminación, que
depende de los estados de la superficie y de la lubricación,
únicamente son accesibles a los modelos de regulación por un
cálculo muy indirecto a partir de las medidas de intensidad, de
fuerza y de velocidad. Cuando se procede a un cambio de los
cilindros de trabajo, cambiarán el diámetro y el estado de la
superficie de los cilindros, así como el equilibrio térmico del
laminador. Aunque se utilice un modelo matemático, éste no podrá
encontrar muy rápidamente la buena regulación de las reducciones por
jaula que permitan obtener la velocidad máxima de la instalación y,
por tanto, el óptimo de su productividad.
La invención tiene por objeto resolver dicho
problema y, en particular, optimizar la productividad de la
instalación gracias a un procedimiento que permite mejorar la
eficacia del dispositivo de regulación sin complicación excesiva de
éste. En efecto, el procedimiento según la invención puede ponerse
en práctica con unos medios simples y relativamente poco onerosos
que se agregan simplemente a los medios de regulación utilizados
habitualmente.
Por tanto, la invención se refiere de una forma
general a un procedimiento de regulación del espesor final de un
producto laminado a la salida de una instalación de laminación en
tándem asociada a un sistema general de control de las diferentes
jaulas que determina un aumento progresivo de la velocidad de
rotación de los cilindros en función de la variación progresiva de
espesor de una jaula a la siguiente, y a un sistema de regulación
de la reducción del espesor y de la tensión del producto dentro de
cada espacio entre dos jaulas sucesivas.
De acuerdo con la invención, el sistema de
regulación realiza, en tiempo real, un equilibrado dinámico, entre
las diferentes jaulas, de los pares aplicados en cada jaula sobre
los cilindros de trabajo sin perturbación sustancial del espesor
final del producto a la salida de la instalación.
De forma particularmente ventajosa, el sistema
de regulación ordena una variación de la velocidad de laminación en
al menos una de las jaulas y, en consecuencia, modifica la
distribución de la reducción de espesor y el escalonamiento de las
velocidades entre las diferentes jaulas a fin de distribuir, de
forma sustancialmente igual sobre el conjunto de los medios
motores, el esfuerzo a aplicar para el arrastre del producto a una
velocidad dada a la salida de la instalación, manteniendo el
espesor final en un valor determinado.
Como es habitual, la reducción global del
espesor a efectuar entre la entrada y la salida de la instalación
es distribuida según un esquema de laminación por un sistema de
prerregulación.
Según otra característica preferida, se detecta
en cada instante la carga impuesta, en cada jaula, a los medios de
accionamiento en rotación de los cilindros de trabajo para obtener
la velocidad fijada por el esquema de laminación y se disminuye la
reducción del espesor asignada a la jaula más cargada a fin de
realizar un equilibrado dinámico de las cargas aplicadas sobre las
diferentes jaulas.
En un primer modo de realización, para disminuir
la reducción de espesor asignada a la jaula más cargada, se
disminuye la velocidad de rotación de los cilindros de dicha jaula
con respecto a la velocidad fijada por el esquema de
laminación.
Sin embargo, dicha disminución de la velocidad
de la jaula más cargada determina una disminución automática de la
velocidad de la jaula siguiente que puede engendrar un defecto de
espesor a la salida de la instalación durante un periodo
transitorio de avance del producto en el espacio interjaulas. Según
otra característica particularmente ventajosa, este defecto de
espesor potencial se compensa por anticipado ordenando una variación
en sentido inverso de la velocidad de todas las jaulas situadas
aguas arriba de dicha jaula más cargada, susceptible de disminuir
la reducción de espesor efectuada en dichas jaulas aguas arriba, a
fin de realizar una transferencia de carga sobre las jaulas
situadas aguas abajo de dicha jaula más cargada.
En otro modo de realización, para disminuir la
reducción de espesor a realizar en la jaula más cargada, se aumenta
la velocidad de laminación en la jaula precedente situada
inmediatamente aguas arriba, a fin de disminuir el espesor del
producto antes de su llegada a la jaula más cargada. Dicho aumento
de velocidad en la jaula precedente determina un aumento
correspondiente de velocidad en la jaula más cargada que podría
engendrar un defecto de espesor a la salida de la instalación
durante un periodo transitorio. Según la invención, este defecto de
espesor potencial se compensa por anticipado ordenando un aumento de
la velocidad de laminado en las jaulas situadas todavía aguas
arriba de dicha jaula precedente, a fin de realizar una
transferencia de cargas sobre el conjunto de las jaulas situadas
aguas arriba de la jaula más cargada, aumentando la reducción de
espesor efectuada en cada una de éstas.
Según otra característica particularmente
ventajosa de la invención, se realiza un seguimiento permanente de
la variación de espesor del producto en el curso de su avance de la
primera a la última jaula de la instalación, a fin de ordenar una
variación de la velocidad de ciertas jaulas susceptibles de
compensar un defecto de espesor potencial durante un periodo
transitorio correspondiente al tiempo necesario para el avance,
entre dos jaulas sucesivas, de la variación de espesor resultante
de una variación de la velocidad de la jaula aguas arriba, a fin de
mantener constante en cada instante el espesor del producto a la
salida de la última jaula de la instalación.
Por otra parte, es posible combinar variaciones
de velocidad sobre los dos conjuntos de jaulas situados,
respectivamente, aguas arriba y aguas abajo de la jaula más
cargada, produciendo una transferencia de carga hacia ciertas jaulas
de dichos conjuntos aguas arriba y aguas abajo según la carga
detectada, a fin de que se equilibren todas las jaulas de la
instalación, manteniendo a la vez constante el espesor final del
producto a la salida de ésta.
Dicho procedimiento, después de la realización
del equilibrado dinámico de las cargas aplicadas sobre todas las
jaulas, permite aumentar la velocidad de laminación en una de las
jaulas que sirve de jaula pivote, haciendo entonces el sistema de
regulación que varíen en consecuencia las velocidades de las otras
jaulas, a fin de que aumente la velocidad del producto a la salida
de la instalación sin perturbación del espesor final y manteniendo
el equilibrado dinámico entre todas las jaulas.
En la práctica, dicho aumento de la velocidad
general de la instalación representa una ganancia que puede
alcanzar hasta el 15% de la velocidad máxima obtenida sin
equilibrado dinámico de los pares aplicados.
Como se ha indicado anteriormente, los medios de
accionamiento de los cilindros son generalmente unos motores
eléctricos. En este caso, el sistema de regulación según la
invención permite realizar un equilibrado dinámico de las
corrientes sin sobrepasar la intensidad nominal en cada motor.
La invención se refiere asimismo a un
dispositivo de regulación perfeccionado para la puesta en práctica
del procedimiento y que comprende, a este efecto, un circuito en
bucle cerrado de equilibrado dinámico, entre las diferentes jaulas,
de los pares aplicados por los medios motores de cada jaula para la
obtención del espesor final deseado y el mantenimiento de éste en
un valor sustancialmente constante.
Al estar asociado el dispositivo de regulación
de forma clásica a un sistema de prerregulación de la reducción de
espesor asignada a cada jaula y de la velocidad de laminación
correspondiente, el circuito de equilibrado dinámico según la
invención comprende unos medios de corrección, en cada jaula, de la
consigna de velocidad determinada por el sistema de prerregulación,
a fin de que se modifique la distribución de la reducción de
espesor entre las diferentes jaulas.
En un modo de realización preferido, el circuito
de equilibrado dinámico comprende un módulo de control de los
transitorios que actúan en bucle cerrado sobre los medios de
accionamiento de los cilindros, a fin de que se proporcione por
anticipado una corrección suplementaria a la consigna de velocidad
durante un periodo transitorio de avance del producto entre una
jaula cuya consigna de velocidad ha sido corregida y la jaula
siguiente.
Preferentemente, este módulo de control de los
transitorios está asociado a un dispositivo de seguimiento
permanente de la variación de espesor del producto en el curso de su
deslizamiento entre la entrada y la salida de la instalación, que
determina los instantes del principio y del fin del periodo
transitorio durante el cual se aporta una corrección suplementaria
a la consigna de velocidad de al menos una de las jaulas.
Otras características ventajosas se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente de un
modo de realización particular de la invención, dado a título de
ejemplo y representado en los dibujos adjuntos.
La figura 1 representa esquemáticamente una
instalación de laminación en tándem equipada con un sistema de
regulación de espesor y de tracción según la técnica anterior.
La figura 2 representa esquemáticamente una
instalación de laminación en tándem equipada con un sistema de
regulación de espesor y de tracción según la invención.
La figura 3 ilustra esquemáticamente la
distribución de las corrientes de los motores de una instalación de
laminación en tándem según la técnica anterior.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente el conjunto de una instalación de laminación en
tándem que comprende cinco jaulas de laminador referenciadas de 1 a
5. Dicha instalación prevista, por ejemplo para la laminación en
frío de chapas, funciona en continuo y está asociada a un
dispositivo de tracción de entrada.
Cada jaula de laminador, por ejemplo de tipo
cuarto, comprende dos cilindros de trabajo T, T' que definen un
entrehierro de paso del producto a laminar B y que se apoyan sobre
dos cilindros de mantenimiento S, S' entre los cuales se aplica un
esfuerzo de laminación mediante unos medios de apriete, tales como
unos gatos hidráulicos 11, 21, 31, 41, 51.
Un medio de accionamiento en rotación, tal como
un motor eléctrico 12, 22, 32, 42, 52 aplica directa o
indirectamente un par de laminación sobre al menos uno de los
cilindros de trabajo T, T'. La fuerza y el par de laminación son
funciones de la naturaleza del producto a laminar, así como de la
reducción de espesor a realizar en cada jaula.
Habitualmente, como se ha indicado, el espesor
del producto se mantiene constante a la salida de la jaula 1. A
este efecto, por ejemplo, se puede instalar a la salida de esta
jaula un calibrador de espesor 13 que asegurará esta función
actuando sobre el órgano de apriete hidráulico 11. Se puede mejorar
también esta regulación midiendo el espesor bruto h_{0} de la
banda B a la entrada de la instalación con ayuda de otro calibrador
de espesor 13' instalado a la entrada de la jaula 1 y que actúa
asimismo sobre el órgano de apriete hidráulico 11 de ésta.
De forma conocida, un esquema de laminación
establecido de antemano permite distribuir, en función de las
características del producto a laminar y de las posibilidades de la
instalación, la reducción del espesor entre las diferentes jaulas y
el escalonamiento de las velocidades resultante de ello a fin de
respetar la ley de conservación de masas.
Si se denomina h_{i} el espesor de la banda a
la salida de una jaula de rango i y V_{i} la velocidad de salida
del producto, que corresponde a la velocidad de accionamiento de los
cilindros de la misma jaula, esta ley se escribe, en régimen
permanente de la forma siguiente:
(1)h_{1}V_{1}=
h_{2}V_{2}; h_{2}V_{2}= h_{3}V_{3}; h_{3}V_{3}= h_{4}V_{4};
h_{4}V_{4}=
h_{5}V_{5}
en la que h_{1} es el espesor a
la salida de la jaula 1, V_{1}, la velocidad del motor 12 de la
misma jaula, y así sucesivamente hasta la jaula
5.
Por otra parte, un sistema de regulación
permite, a partir de las indicaciones dadas por unos tensiómetros
15, 25, 35, 45 instalados a la salida respectivamente de las jaulas
1, 2, 3, 4, actuar sobre los medios de apriete hidráulico,
respectivamente 21, 31, 41, 51, de las jaulas siguientes 2, 3, 4, 5
a fin de corregir la reducción de espesor y, por consiguiente, el
par aplicado para que se mantenga una tracción constante en cada
espacio 10, 20, 30, 40 entre dos jaulas sucesivas, sin modificar la
relación entre las velocidades de accionamiento de los cilindros
respectivos.
Así, en el modo de regulación más corriente de
un laminador en tándem, el tensiómetro 15 instalado a la salida de
la jaula 1 actúa sobre el órgano de apriete hidráulico 21 de la
jaula 2, el tensiómetro 25 instalado a la salida de la jaula 2
actúa sobre el órgano de apriete hidráulico 31 de la jaula 3, y así
sucesivamente. Por tanto, se asegura que en cada instante la
velocidad de la banda a la entrada de una jaula sea igual a la
velocidad de la banda a la salida de la jaula precedente.
Para asegurar el flujo de metal, el sistema de
prerregulación determina según el esquema de laminación la
reducción de espesor a efectuar en cada jaula y la velocidad del
motor correspondiente que permiten satisfacer la ecuación (1).
Si se denomina h*_{i} la consigna de espesor a
la salida de la jaula de rango i y V*_{i} la velocidad del motor,
que depende de la velocidad general de laminación y de la relación
de velocidades a respetar, resulta:
- h_{1}\text{*}V_{1}\text{*}=h_{2}\text{*}V_{2}\text{*}; h_{2}\text{*}V_{2}\text{*}= h_{3}\text{*}V_{3}\text{*}; h_{3}\text{*}V_{3}\text{*}= h_{4}\text{*}V_{4}\text{*}; h_{4}\text{*}V_{4}*= h_{5}\text{*}V_{5}\text{*}
- (2)
Dado que el espesor de salida de la jaula 1 se
mantiene constante, se puede escribir:
h_{5}\text{*}=h_{4}\text{*}V_{4}\text{*}/V_{5}\text{*}
= h_{3}\text{*}V_{4}\text{*}/V_{5}\text{*}.
V_{3}\text{*}/V_{4}\text{*} \ etc. =
h_{1}\text{*}V_{1}\text{*}/V_{5}\text{*}, \ o \
\text{sea:}
- h_{5}\text{*}=h_{1}\text{*}V_{1}\text{*}/V_{5}\text{*}
- (3)
Así, en el modo de regulación más corriente de
un laminador en tándem, el tensiómetro 15 instalado en el espacio
interjaulas 10 a la salida de la jaula 1 actúa sobre el órgano de
apriete hidráulico 21 de la jaula 2, el tensiómetro 25 instalado en
el espacio 20 a la salida de la jaula 2 actúa sobre el órgano de
apriete hidráulico 31 de la jaula 3, y así sucesivamente. Gracias a
esta regulación de tracción, la velocidad de la banda a la entrada
de una jaula se mantiene en cada instante igual a la velocidad de la
banda a la salida de la jaula precedente.
Por consiguiente, como muestra la figura 1, si
el espesor h_{1} a la salida de la jaula 1 y la velocidad V_{1}
del motor 11 se mantienen constantes, la regulación del espesor
puede asegurarse de forma clásica por medio de un calibrador de
espesor 53 situado a la salida 50 de la última jaula 5 y actuando
sobre la velocidad V_{5} del motor 52 o, a veces, del motor 42 de
la jaula 4.
Como se ha indicado más arriba, todas las
reducciones intermedias son fijadas por un sistema de prerregulación
que determina las consignas de espesores intermedios h_{i}* de
cada jaula de las que depende el par de rotación a aplicar por cada
uno de los medios motores 12, 22, 32, 42, 52.
Dicho sistema de prerregulación, no representado
en la figura, puede estar constituido simplemente por tablas de
prerregulación que indican los espesores intermedios para cada
jaula, pero puede utilizar también un modelo matemático capaz de
calcular los espesores intermedios h_{i}* en función de las
características del producto a laminar, a partir de bases de datos
actualizadas periódicamente por medidas efectuadas en el
laminador.
Es necesario también que se pueda variar y
regular el ritmo general de la instalación de laminación a fin de
que se acelere o se ralentice el conjunto del tándem. No obstante,
la ecuación (2) únicamente permite regular las velocidades en valor
relativo una con respecto a otra. De forma conocida, el sistema de
prerregulación determina todas las consignas de espesores h_{i}*
en función de las características del producto a laminar y de la
potencia disponible en las jaulas de laminador con un cierto grado
de optimización que depende de las prestaciones del modelo
matemático utilizado.
Sin embargo, la referencia de velocidad de una
jaula del laminador, denominada asimismo jaula pivote, se deja
libre y accesible al operador, que la puede modificar a fin de
controlar la velocidad del conjunto de las jaulas para acelerar o
ralentizar el conjunto de la instalación.
La parte del sistema de control de un laminador
en tándem que gestiona el conjunto de las velocidades alrededor de
la de una jaula tomada como pivote y permite controlar las rampas de
aceleración y de ralentización es denominada corrientemente
"velocidad principal".
En un laminador de 5 jaulas se puede utilizar la
jaula 3 como jaula pivote. Las velocidades de las otras jaulas se
calculan entonces según las ecuaciones (2) y, suponiendo V_{3}
disponible para la regulación general de velocidad, resulta:
- V_{4}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{4}\text{*}V_{3}\text{*}; V_{5}\text{*}=h_{4}\text{*}/h_{5}\text{*}.V_{4}\text{*}=h_{4}\text{*}/h_{5}\text{*}.h_{3}\text{*}/h_{4}\text{*}.V_{3}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{5}\text{*}.V_{3}\text{*}
- (4)
Y asimismo:
- \quad
- V_{2}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{2}\text{*}.V_{3}\text{*} \ y V_{1}\text{*}=h_{2}\text{*}/h_{1}\text{*}.V_{2}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{2}\text{*}h_{2}\text{*}/h_{1}\text{*}.V_{3}\text{*}
o
sea:
- V_{2}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{2}\text{*}.V_{3}\text{*} y V_{1}\text{*}=h_{3}\text{*}/h_{1}\text{*}.V_{3}\text{*}
- (5)
Así, todas las velocidades de las jaulas se
determinan en función de la de la jaula pivote, proporcionando las
ecuaciones (4) las velocidades de las situadas aguas abajo de la
jaula pivote y proporcionando las ecuaciones (5) las velocidades de
las situadas aguas arriba de la jaula pivote, en el sentido del
deslizamiento del producto.
Un control final del espesor es asegurado por el
calibrador 53 instalado a la salida de la jaula 5, a fin de
corregir los errores residuales modificando la velocidad de la
última jaula de la instalación de laminación o las de las dos
últimas jaulas.
Dichas prácticas son bien conocidas y
proporcionan excelentes resultados en términos de calidad y de
regularidad sobre la tolerancia del espesor obtenido, pero no
resuelven el problema del equilibrado de las corrientes de los
motores de las jaulas debido a la imprecisión sobre el conocimiento
exacto de los puntos de funcionamiento de los motores y de los
valores reales de los parámetros que definen el rozamiento
chapa/cilindro.
Es así como se encuentra frecuentemente la
situación ilustrada por la figura 3.
Si se mide la carga impuesta, en cada jaula, a
los medios motores 11, 21, …. 51, por ejemplo la intensidad de la
corriente en el caso de motores eléctricos, aparece que una de las
jaulas, por ejemplo la jaula 3, está saturada de corriente,
mientras que existe una reserva de potencia en las jaulas situadas
aguas arriba y aguas abajo. Sin embargo, no es posible acelerar la
instalación de laminación, ya que esto exigiría todavía más
corriente para el motor de la jaula 3. Por tanto, no es posible
utilizar toda la potencia disponible y la productividad de toda la
instalación está así limitada.
La invención permite resolver este problema
realizando en cada instante un equilibrado dinámico, entre todas
las jaulas, de los pares a aplicar por los motores.
Por convenio, en lo sucesivo, se denominará
h_{i}* el espesor de la banda a la salida de la jaula i
correspondiente al valor de consigna de la tasa de reducción
asignada a la jaula i por el sistema de prerregulación y h_{i} el
valor del espesor real de salida de la jaula i.
La idea de la invención es disminuir en tiempo
real la tasa de reducción de la jaula demasiado cargada modificando
las velocidades de las jaulas a fin de que se cambien todos los
valores h_{i}* con un dispositivo que actúa en bucle cerrado, sin
perturbar el mantenimiento en un valor constante del espesor de
salida h_{5}. Si se considera el ejemplo dado por la figura 3, es
posible disminuir la reducción de la jaula 3, aumentando el espesor
de salida h_{3}*. Por tanto, para mantener constante el espesor
final h_{5} a la salida 50 de la instalación, es necesario
solicitar más reducción a la jaula 4, pero precisamente ésta tiene
la potencia disponible. Por tanto, resulta de ello un equilibrado
de las corrientes por una transferencia de potencia en las jaulas
situadas aguas abajo de la jaula sobrecargada.
Para conseguir este objetivo, las ecuaciones de
la regulación de "mass flow" muestran que es necesario
disminuir V_{3}.
En efecto, como se ha indicado más arriba, el
espesor h_{1} se mantiene constante actuando sobre los medios de
apriete 11 de la jaula. Si las consignas de velocidad V_{1}* y
V_{2}* se mantienen constantes, o en una relación constante, dado
que:
h_{1} \text{*}
V_{1} \text{*} =h_{2} \text{*} V_{2}
\text{*}
h_{2} es también un espesor
constante.
Por otro lado, dado que
h_{2}*V_{2}*=h_{3}*V_{3}*, si se disminuye V_{3}*,
aumentará el espesor h_{3} a la salida de la jaula 3, puesto que
el producto de los dos es constante.
Por tanto, una disminución de la consigna de
velocidad de la jaula 3 provoca un aumento del espesor de salida
h_{3} y, por consiguiente, una disminución del par a aplicar por
el motor 13, lo que permite conseguir el efecto buscado.
Esto es verdad en régimen permanente, es decir,
después del tiempo de transferencia necesario para el nuevo espesor
que sale de la jaula 3 para alcanzar la jaula 4. Pero en el
intervalo de tiempo, si la acción sobre las velocidades se limita a
lo que se ha descrito, se generará un defecto transitorio del
espesor. En efecto, en cuanto cambia la velocidad de la jaula 3, la
regulación de tracción entre las jaulas 3 y 4 actuará para mantener
la igualdad de las velocidades en el espacio interjaulas 13. Como el
espesor en la entrada de la jaula 4 no ha cambiado todavía, debido
a la distancia necesaria de transferencia, la ley de "mass
flow" cambiará el espesor h_{0} de salida de la jaula 4 y, por
consiguiente, el espesor h_{5} a la salida de la jaula 5.
Ahora bien, no sería aceptable que el sistema de
equilibrado de las corrientes genere unas longitudes fuera de la
tolerancia de espesor correspondiente a las distancias entre jaulas,
cada vez que sea necesario cambiar las velocidades de las jaulas
para el equilibrado de las corrientes, es decir, permanentemente,
puesto que se trata de un sistema de regulación en tiempo real que
actúa en bucle cerrado.
Según otra característica particularmente
ventajosa de la invención, este defecto potencial de espesor puede
compensarse por anticipado creándolo de antemano mediante un cambio
de velocidad simultáneo de las jaulas 1 y 2 en el ejemplo
elegido.
En efecto, si se aumentan simultáneamente las
velocidades de las jaulas 1 y 2, manteniéndose constante h_{1}
por la regulación de la jaula 1, h_{2} será también constante.
Como la velocidad de la jaula 3 no ha cambiado todavía, aumentará
el espesor de salida h_{3}, lo que es el objetivo buscado. Durante
un periodo transitorio, con la ayuda de un dispositivo de
seguimiento en tiempo real del avance del producto en la
instalación, se espera que el sobreespesor h_{3} alcance la jaula
4 para bajar la velocidad de la jaula 3 y, simultáneamente, reponer
a sus velocidades iniciales las jaulas 1 y 2 con ayuda de
dispositivos que actúan en bucle cerrado.
Así, en cuanto cambia simultáneamente la
velocidad de las jaulas 1 y 2, el espesor h_{3} ha aumentado y,
cuando se baja simultáneamente la velocidad de la jaula 3 reponiendo
a su valor inicial las velocidades de las jaulas 1 y 2, se conserva
el valor aumentado de h_{3} y el flujo h_{3}V_{3} es constante
a la entrada de la jaula 4. Por tanto, el espesor h_{4} y el
espesor de salida h_{5} se mantienen constantes.
Es posible así evitar una sobrecarga de la jaula
3 modificando su tasa de reducción por una disminución de su
velocidad y transfiriendo la potencia a las jaulas situadas aguas
abajo. Además, el defecto potencial de espesor resultante de esta
variación instantánea de la velocidad puede compensarse por
anticipado a fin de que el espesor de salida h_{5} se mantenga
constante gracias al procedimiento de la invención, que permite
ordenar en tiempo real y durante el intervalo transitorio unas
variaciones instantáneas del espesor por medio de una modificación
temporal en sentido inverso de las velocidades de las jaulas
situadas aguas arriba de la jaula sobrecargada.
No obstante, en una variante de la invención y
siempre en el caso ilustrado por la figura 3, se puede también
disminuir la tasa de reducción de la jaula 3 disminuyendo el espesor
de entrada en esta jaula, es decir, el espesor de salida h_{2} de
la jaula 2.
Las ecuaciones (2) muestran que puede obtenerse
este resultado aumentando la velocidad de la jaula 2. En efecto,
dado que el espesor h_{1} a la salida de la jaula 1 se mantiene
constante por la regulación de la jaula 1, un aumento de la
velocidad de la jaula 2 se traducirá en una disminución del espesor
h_{2}, lo que es el objetivo buscado. Este aumento de la tasa de
reducción de espesor en la jaula 2 conlleva un aumento de la
potencia consumida por el motor 12. Por tanto, se produce una
transferencia de potencia a las jaulas situadas aguas arriba de la
jaula más cargada.
Pero de la misma forma que anteriormente, parece
que esta acción sobre la jaula 2 tiene el riesgo de engendrar un
defecto potencial de espesor durante el periodo transitorio. En
efecto, el cambio de velocidad de la jaula 2, antes de que el nuevo
espesor llegue a la jaula 3, se traducirá en un cambio del espesor
en la salida de la jaula 3, debido a la regulación de la tracción
en el espacio interjaulas 20. Esto seguirá repercutiendo hasta el
espesor de salida mediante las regulaciones de tracción en los
espacios interjaulas. No son aceptables dichas perturbaciones, ya
que conducirían a degradar las prestaciones globales de la
regulación del espesor en el conjunto de la instalación.
Por tanto, es necesario compensar la acción
realizada sobre la jaula 2 en el periodo transitorio. Según la
invención, este defecto potencial se compensará por anticipado,
durante el periodo transitorio, ordenando una variación de la
velocidad de la jaula 1. En efecto, el espesor h_{1} es constante
gracias a la regulación de la jaula 1 y, por otro lado, la
regulación de "mass flow" da:
(2)h_{1}
\text{*} V_{1} \text{*} =h_{2} \text{*} V_{2}
\text{*}
Por tanto, una disminución de la consigna de
velocidad V_{1}* inducirá una disminución del espesor h_{2}, lo
que es el objetivo buscado. A continuación, cuando el espesor
disminuido h_{2} alcanza la jaula 3, el dispositivo de
seguimiento del espesor, que trabaja en tiempo real y en bucle
cerrado, permite aumentar al mismo tiempo las velocidades de las
jaulas 1 y 2 para obtener el efecto buscado sin provocar una
variación del espesor h_{5} a la salida de la instalación de
laminación.
Por tanto, de forma general, en esta variante de
la invención, se evita una sobrecarga en una jaula aumentando la
velocidad de la jaula precedente y, para compensar el defecto
potencial de espesor así engendrado, se ordena un aumento de la
velocidad de la jaula o las jaulas situadas todavía aguas
arriba.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
La invención permite así realizar una
transferencia de potencia de la jaula sobrecargada al conjunto de
las jaulas situadas aguas arriba, manteniendo a la vez constante el
espesor de salida.
No obstante, en la práctica, no sería fácil
aislar un caso particular como el de la figura 3 y distinguir dos
formas diferentes de disminuir una sobrecarga detectada en una
jaula. El procedimiento de la invención, que funciona en tiempo
real y se aplica a una instalación conocida en bucle cerrado,
permite reequilibrar en cada instante las corrientes de los motores
de accionamiento de las jaulas combinando los efectos de un
equilibrado sobre las jaulas aguas arriba con los de un equilibrado
sobre las jaulas aguas abajo, y esto para todas las jaulas
simultáneamente. Así, se tendrán permanentemente unas corrientes
equilibradas en todos los motores de accionamiento de las jaulas
del laminador y, durante la laminación de un producto determinado,
según el esquema de laminación determinado por el sistema de
prerregulación, si queda la potencia disponible en los motores, se
podrá aumentar la velocidad general de la instalación y aumentar en
el mismo valor su productividad.
La invención se refiere asimismo a un
dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento
representado a título de ejemplo en la figura 2. Esta
representación es puramente esquemática, ya que dicha instalación
puede recurrir no sólo a las tecnologías clásicas de los circuitos
electrónicos que utilizan los circuitos elementales de
comparadores, amplificadores, controlados que comprenden a su vez
unos reglajes de ganancias de acción proporcional, integral y
diferencial, sino también a las tecnologías más recientes de control
numérico a base de ordenadores y microprocesadores, puesto que
permiten actuar en bucle cerrado con unos tiempos de respuesta
suficientemente cortos para ejecutar una
acción en tiempo real, en comparación con otros tiempos de respuesta de otras partes de la instalación de laminación.
acción en tiempo real, en comparación con otros tiempos de respuesta de otras partes de la instalación de laminación.
En una instalación según la invención se
encuentra un nivel 6 de equilibrado dinámico de las corrientes en
bucle cerrado y un nivel 7 de control de los transitorios que se
puede denominar "tramo de espesor".
El nivel 6 de equilibrado dinámico comprende una
medida de las corrientes consumadas por los motores de las jaulas
con ayuda de transformadores de intensidad 16, 26, 36, 46, 56.
El sistema de equilibrado dinámico 6 contiene
también unos circuitos de comparación capaces de seleccionar en
cada instante la jaula más cargada, así como la función de
transferencia y las ganancias necesarias para la conversión de las
diferencias de carga en una variación de las consignas de espesor,
que serán las nuevas referencias de espesor h_{i}* de las jaulas
que conducen, en régimen permanente, al equilibrio de las
corrientes.
El circuito 6 generará las variaciones
necesarias para el control de los espesores interjaulas, con ayuda
de controladores de regulación de ganancia proporcional, integral y
diferencial, a fin de que se reduzca la tasa de reducción de las
jaulas más cargadas de la manera descrita en el procedimiento de la
invención.
El tramo de espesor 7 comprende los circuitos
necesarios para la transformación de las variaciones de los
espesores interjaulas en consignas de velocidad de los motores de
accionamiento, así como los de la gestión de los transitorios y, en
particular, el sistema de seguimiento del avance de la banda B en la
instalación de laminación.
Teniendo en cuenta el seguimiento del producto y
las variaciones de las consignas elaboradas por el circuito de
equilibrado dinámico 6, el control de los transitorios 7 elaborará
las variaciones transitorias y anticipativas de velocidad de las
jaulas que permitirán realizar el equilibrado de las corrientes sin
provocar una variación, incluso transitoria, del espesor de salida.
El conjunto de estos circuitos actúa en tiempo real, en regulación
y en bucle cerrado entre la medida de las diferencias de las
corrientes de los motores, tomadas de alguna manera como señal de
error a la entrada del bucle, y las variaciones de consignas de las
velocidades de los motores de accionamiento, que constituyen sus
señales de salida.
Dicho dispositivo, según la invención, de
equilibrado de las corrientes de los motores de accionamiento, que
funcionan en tiempo real y en bucle cerrado, puede adaptarse a
cualquier dispositivo de regulación del espesor de salida y forma
parte integrante de éste.
Evidentemente, la invención no está limitada al
modo de realización que acaba de ser descrito a título de simple
ejemplo y puede aplicarse a cualquier conjunto de jaulas de
laminación que funcionen en tándem y que comprendan al menos dos
jaulas sucesivas.
Por otra parte, la invención no se limita a la
laminación en frío y puede aplicarse también a un laminador en
tándem en caliente como por ejemplo el tren acabador de un tren de
bandas en caliente.
El sistema de regulación AGC que se ha descrito
sucintamente puede ser de cualquier tipo que permita un control del
espesor final del producto laminado. En efecto, debido a que la
invención se basa en el respeto de la ley de "mass flow",
sería posible imaginar variantes en el funcionamiento de la
regulación del espesor.
Asimismo, la puesta en práctica puede realizarse
de diferentes formas sin apartares por ello del marco de la
invención, en particular según un modo de tratamiento digital y
vectorial bastante reciente, habitualmente denominado "regulación
multivariable".
Los signos de referencia insertados después de
las características técnicas mencionadas en las reivindicaciones,
tienen por único objetivo facilitar la comprensión de estas últimas
y no limitan en modo alguno su alcance.
Claims (19)
1. Procedimiento de regulación del espesor final
de un producto laminado (B) a la salida de una instalación de
laminador que comprende al menos dos jaulas de laminación
(1-5) que funcionan en tándem y que determinan cada
una de ellas una parte de la reducción global de espesor a realizar,
mediante el paso del producto entre dos cilindros de trabajo (T,
T'), estando cada jaula asociada a unos medios
(11-51) de aplicación de un esfuerzo regulable de
apriete entre los cilindros de trabajo y a unos medios motores
(12-52) de aplicación, sobre los cilindros de
trabajo, de un par de arrastre en rotación a una velocidad
regulable, estando la instalación asociada a un sistema general de
control de las velocidades de las diferentes jaulas que determina un
aumento progresivo de la velocidad de rotación de los cilindros en
función de la variación progresiva de espesor de una jaula a la
siguiente, y a un dispositivo de regulación de la reducción de
espesor y de la tensión del producto (B) en cada espacio (10, 20,
30, 40) entre dos jaulas sucesivas, caracterizado porque el
dispositivo de regulación realiza en tiempo real un equilibrado
dinámico, entre las diferentes jaulas (1-5), de los
pares aplicados en cada jaula sobre los cilindros de trabajo (T,
T'), sin perturbación sustancial del espesor final h_{5} del
producto (B) a la salida de la instalación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de regulación ordena una
variación de la velocidad de laminación en al menos una de las
jaulas (3) y modifica en consecuencia la distribución de la
reducción de espesor y el escalonamiento de las velocidades entre
las diferentes jaulas (1-5) a fin de distribuir de
forma sustancialmente igual sobre el conjunto de los medios motores
(12-52) el esfuerzo a aplicar para el arrastre del
producto (3) a una velocidad dada a la salida de la instalación con
mantenimiento del espesor final h_{5} en un valor
determinado.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 2, en el que la reducción global de espesor
(h_{0}-h_{5}) a efectuar entre la entrada y la
salida de la instalación es distribuida, según un esquema de
laminación, por un sistema de prerregulación que determina la
reducción del espesor a efectuar por cada jaula
(1-5) y el escalonamiento correlativo de las
velocidades (V1-V5) de rotación de los cilindros de
trabajo, caracterizado porque se detecta en cada instante la
carga impuesta, en cada jaula (1-5), a los medios
(12-52) de accionamiento en rotación de los
cilindros de trabajo para la obtención de la velocidad fijada por el
esquema de laminación y porque se disminuye la reducción de espesor
asignada a la jaula más cargada (3) a fin de realizar un equilibrado
dinámico de las cargas aplicadas sobre las diferentes jaulas.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, para disminuir la reducción de espesor
asignada a la jaula más cargada, se disminuye la velocidad de
rotación de los cilindros de dicha jaula con respecto a la
velocidad fijada por el esquema de laminado.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en
el que la disminución de la velocidad de la jaula (3) más cargada
determina una disminución automática de la velocidad de la jaula
siguiente (4) que puede engendrar un defecto de espesor a la salida
de la instalación durante un período transitorio de avance del
producto en el espacio interjaulas, caracterizado porque
este defecto de espesor potencial es compensado por anticipado
ordenando una variación en sentido inverso de la velocidad de todas
las jaulas (1, 2) situadas aguas arriba de dicha jaula más cargada
(3), susceptible de disminuir la reducción de espesor efectuada en
dichas jaulas aguas arriba (1, 2), a fin de realizar una
transferencia de la carga a las jaulas (4, 5) situadas aguas abajo
de dicha jaula (3) más cargada.
6. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, para disminuir la reducción de espesor
a realizar por la jaula más cargada (3), se aumenta la velocidad de
laminación en la jaula precedente (2) situada inmediatamente aguas
arriba, a fin de disminuir el espesor del producto (B) antes de su
llegada a la jaula más cargada (3).
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el que el aumento de la velocidad en la jaula precedente (2)
determina un aumento automático de velocidad en la jaula más cargada
(3) que puede engendrar un defecto de espesor a la salida de la
instalación durante un período transitorio de avance del producto de
la jaula precedente (2) a la jaula más cargada (3),
caracterizado porque este defecto de espesor potencial es
compensado por anticipado ordenando un aumento de la velocidad de
laminación en al menos una jaula (1) situada aún aguas arriba de
dicha jaula precedente (2) a fin de que se realice una transferencia
de carga al conjunto de las jaulas (1, 2) situadas aguas arriba de
la jaula más cargada (3), aumentando la reducción de espesor
efectuada en cada una de éstas.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 5 y 7, caracterizado porque se realiza un
seguimiento permanente de la variación de espesor del producto en
el curso de su avance de la primera (1) a la última jaula (5) de la
instalación, a fin de ordenar una variación de velocidad de ciertas
jaulas susceptible de compensar un defecto de espesor potencial
durante un período transitorio correspondiente al tiempo necesario
para el avance entre dos jaulas sucesivas, respectivamente aguas
arriba y aguas abajo de la variación de espesor resultante de una
variación de velocidad de la jaula aguas arriba, a fin de que se
mantenga constante en cada instante el espesor (h_{5}) del
producto a la salida de la última jaula (5) de la instalación.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque, después de la detección de la jaula (3)
más cargada, se combinan variaciones de velocidad sobre los dos
conjuntos de jaulas situadas respectivamente aguas arriba (1, 2) y
aguas abajo (4, 5) de la jaula más cargada (3) produciendo una
transferencia de carga hacia ciertas jaulas de dichos conjuntos
aguas arriba (1, 2) y aguas abajo (4, 5) según la carga detectada,
a fin de que se equilibren las cargas sobre todas las jaulas
(1-5) de la instalación, manteniendo a la vez
constante el espesor final (h_{5}) del producto (B) a la salida de
ésta.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, después de
la realización del equilibrado dinámico de las cargas aplicadas
sobre todas las jaulas (1-5), se aumenta la
velocidad de laminación en una de las jaulas y el sistema de
regulación hace variar en consecuencia las velocidades de las otras
jaulas a fin de que se aumente la velocidad del producto (B) a la
salida de la instalación sin perturbación del espesor final y
manteniendo el equilibrado dinámico entre todas las jaulas.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque el aumento de la velocidad general de
la instalación representa una ganancia que puede alcanzar hasta el
15% de la velocidad máxima obtenida sin el equilibrado dinámico de
los pares aplicados.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que los medios de accionamiento
de los cilindros son motores eléctricos (12, 22, 32, 42, 52),
caracterizado porque el sistema de regulación realiza un
equilibrado dinámico de las corrientes sin sobrepasar una intensidad
nominal en cada motor.
13. Dispositivo de regulación del espesor final
(h_{5}) de un producto laminado (B) en una instalación de
laminación en tándem que comprende al menos dos jaulas de laminación
(1, 5) separadas una de otra y que determinan cada una de ellas una
parte de la reducción de espesor, comprendiendo cada jaula al menos
dos cilindros de trabajo (T, T') que definen un entrehierro de paso
del producto (B), unos medios (11-51) de aplicación
de un esfuerzo regulable de apriete entre dichos cilindros de
trabajo y unos medios motores (12-52) de arrastre
en rotación de dichos cilindros a una velocidad regulable, estando
la instalación asociada a un sistema general de control de las
velocidades de las diferentes jaulas que determina un aumento
progresivo de la velocidad de rotación de los cilindros en función
de la variación progresiva de espesor de una jaula (i) a la
siguiente (i+1), y a un dispositivo de regulación de la reducción
de espesor y de la tensión del producto en cada espacio
(10-50) entre dos jaulas sucesivas
(1-5),
caracterizado porque el dispositivo de
regulación comprende un circuito (6, 7) en bucle cerrado de
equilibrado dinámico, entre las diferentes jaulas
(1-5), unos pares aplicados por los medios motores
(12-52) de cada jaula para la obtención del espesor
final deseado (h_{5}) y el mantenimiento de éste en un valor
sustancialmente constante.
14. Dispositivo según la reivindicación 13, de
regulación del espesor final (h_{5}) del producto laminado (B) a
la salida de una instalación de laminación en la cual el sistema
general de control de las velocidades está asociado a un sistema de
prerregulación de la reducción de espesor asignada a cada jaula, que
determina, para cada jaula (1-5), una consigna de
velocidad (V_{1}*-V_{5}*) a aplicar a los medios motores
(12-52) para realizar un aumento progresivo de la
velocidad correspondiente a la variación de espesor de una jaula a
la siguiente, caracterizado porque el circuito (6, 7) de
equilibrado dinámico comprende unos medios de corrección, en cada
jaula, de la consigna de velocidad (V_{1}*-V_{5}*) determinada
por el sistema de prerregulación a fin de que se modifique la
distribución de la reducción de espesor entre las diferentes jaulas
(1-5).
15. Dispositivo de regulación según la
reivindicación 14, caracterizado porque el circuito de
equilibrado dinámico comprende un módulo (7) de control de los
transitorios que actúa en bucle cerrado sobre los medios
(12-52) de arrastre de los cilindros a fin de que se
aporte por anticipado una corrección suplementaria a la consigna de
velocidad (V_{i}*) durante un periodo transitorio de avance del
producto (B) entre una jaula (i) cuya consigna de velocidad
(V_{3}*) ha sido corregida y la jaula siguiente (i+1).
16. Dispositivo de regulación según la
reivindicación 15, caracterizado porque el módulo (7) de
control de los transitorios está asociado a unos medios de
seguimiento permanente de la variación de espesor del producto (B)
en el curso de su deslizamiento entre la entrada y la salida de la
instalación, que determinan los instantes del inicio y del fin del
periodo transitorio durante el cual se aporta una corrección
suplementaria a la consigna de velocidad (V_{i}*) de al menos una
de las jaulas (i).
17. Dispositivo de regulación según la
reivindicación 16, caracterizado porque el circuito (6) de
equilibrado dinámico de las corrientes de los motores y el módulo
(7) de control de los transitorios están concebidos con una etapa
final de salida para el control de las variaciones de las
velocidades que comprende un regulador de control proporcional,
integral y diferencial.
18. Instalación de laminación que comprende al
menos dos jaulas (1-5) que funcionan en tándem,
equipadas con unos medios de apriete regulables
(11-51) de los cilindros de laminado y unos medios
eléctricos (12-52) de arrastre en rotación de
dichos cilindros de laminación, y que comprende unos medios de
regulación del espesor de salida del producto (B) y de las
tracciones entre las jaulas, un sistema de prerregulación de la tasa
de reducción de espesor de cada jaula y un sistema general de
control de las velocidades del conjunto de las jaulas
(1-5) de laminación, caracterizada porque
comprende un dispositivo (6, 7), según una de las reivindicaciones
13 a 17, de regulación del espesor final del producto laminado por
el equilibrado de las corrientes de los motores de accionamiento de
las jaulas.
19. Instalación de laminación según la
reivindicación 18, caracterizada porque el dispositivo de
regulación del espesor final (6, 7) comprende unos medios de
corrección de la consigna de velocidad (V_{1}*-V_{5}*) de al
menos uno de los motores de accionamiento (12-52)
establecida por el sistema de prerregulación.
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