ES2282334T3 - Instalacion de estirado por traccion para bandas de acero y de metal. - Google Patents
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Abstract
Instalación de estirado por tracción para bandas de acero y de metal, especialmente en el intervalo de espesor de 0, 1 a 4 mm, con un juego de rodillos de frenado (rodillos 1 - 4) que, en combinación con el rodillo accionado (5), forma un primer trayecto de estirado o zona de estirado, y con un juego de rodillos de tracción (rodillos 6 - 9)que forma con el rodillo accionado (5) un segundo trayecto de estirado o zona de estirado, caracterizada porque la longitud de los trayectos o zonas de estirado primero y segundo asciende en cada caso a al menos 0, 5 veces la anchura máxima de la banda.
Description
Instalación de estirado por tracción para bandas
de acero y de metal.
La invención concierne a una instalación de
estirado por tracción para bandas de acero y de metal según el
preámbulo de la reivindicación 1 (véase, por ejemplo, el documento
US-A-6109084).
Se conocen por la práctica instalaciones de
estirado por tracción con dos zonas de estirado (véase la figura
1). Debido a la división en dos zonas de estirado se mejora el
resultado de planicidad en comparación con una zona de estirado,
puesto que en la primera zona de estirado se reduce ya
elásticamente la anchura de la banda y así en la zona de estirado
posterior se logra una distribución de tensiones más uniforme por
toda la anchura de la banda, la cual conduce después a una mejor
situación de plana de la banda enderezada.
Se incrementa aquí en la zona de preestirado la
tensión de tracción de la banda hasta casi el límite de
alargamiento R_{p} _{02}, de modo que, en combinación con la
acción de flexión a consecuencia del diámetro finito de los
tambores de sujeción, tiene lugar ya un ligero preestirado
elastoplástico. Se corrige así en la zona de preestirado una parte
o la totalidad de la falta de planicidad existente en la banda.
Teóricamente, es imaginable también elevar la tensión de tracción
de la banda en la zona de preestirado hasta el valor R_{p}
_{0,2} o más.
Además, se conoce una instalación de estirado
por tracción con un juego de rodillos de frenado y un juego de
rodillos de tracción, así como con un par de rodillos de estirado
por tracción dispuestos entre el juego de rodillos de frenado y el
juego de rodillos de tracción. Se genera aquí entre el juego de
rodillos de frenado y el juego de rodillos de tracción la tracción
de alargamiento que es necesaria para la deformación elástica de la
banda circulante. La deformación plástica de la banda se produce
en el curso del proceso de estirado únicamente en la zona del par
de rodillos de estirado por tracción. Por tanto, la tracción de
alargamiento necesaria para el estirado deseado de la banda se
distribuye, por un lado, sobre el conjunto de rodillos de frenado y
el conjunto de rodillos de tracción para el estirado elástico y,
por otro lado, sobre el par de rodillos de estirado por tracción
para el estirado plástico de la banda correspondiente (véase el
documento DE 39 12 676 C2).
Asimismo, se conoce una instalación de estirado
por tracción con un juego de rodillos de frenado y un juego de
rodillos de tracción, estando materializados un primer trayecto de
estirado entre el juego de rodillos de tracción y un cilindro de
estirado central y un segundo trayecto de estirado entre el
cilindro de estirado central y el juego de rodillos de tracción
(véase el documento DE 196 45 599 A1).
Por último, se conoce un dispositivo de estirado
y curvado con tres rodillos de estirado y curvado sobre los cuales
se conduce alternativamente la respectiva banda de metal y de los
cuales el rodillo de estirado y curvado central está introducido en
la banda metálica durante el proceso de estirado y curvado (véase
el documento DE 36 36 707 C2).
La invención se basa en el problema de crear una
instalación de estirado por tracción con la cual se puedan lograr
de manera sencilla unos buenos resultados de planicidad en las
bandas de acero y de metal que se han de tratar.
Este problema se resuelve en el marco de la
invención por medio de una instalación de estirado por tracción con
las características de la reivindicación 1.
Cálculos teóricos con un modelo de cálculo de
elementos finitos dinámicos han arrojado sorprendentemente el
resultado de que la longitud de las zonas de estirado o los
trayectos de estirado es un criterio esencial para la uniformidad
de la evolución de la tensión residual a lo largo de la anchura de
la banda y, por tanto, para la uniformidad de la situación de plana,
puesto que, cuando son constante las tensiones de tracción
longitudinales después del estirado a lo largo de la anchura de la
banda, las tensiones longitudinales residuales son iguales a 0
después del alivio de tensión y la banda es idealmente plana.
En lo que sigue, se explica la invención
ayudándose de las figuras 1 a 5.
Mientras que la figura 1 muestra una instalación
de estirado por tracción según el estado de la técnica con
rodillos 1' a 10' y con un primer trayecto de estirado o zona de
preestirado R_{1} y un segundo trayecto de estirado o zona de
estirado posterior R_{2}, la figura 2 muestra la solución según
la invención con rodillos 1 a 9, con un primer trayecto de estirado
o zona de preestirado R_{1} y un segundo trayecto de estirado o
zona de estirado posterior R_{2}, así como un puesto M de
medición de curvatura de ballesta en línea.
Asimismo, la figura 4 muestra como ejemplo 1 y
la figura 5 muestra como ejemplo 2 la tensión longitudinal
normalizada en función de la mitad de la anchura de la banda.
En los dos ejemplos se parte siempre de la
consideración de que la banda es idealmente plana antes del
estirado. Como se aprecia, mediante el propio proceso de estirado
se generan tensiones irregulares a lo largo de la anchura de la
banda. En el ejemplo 1 (figura 4) se obtiene una diferencia de
tensión de 8 MPa, correspondiente a una diferencia de 12 unidades J
en la dilatación longitudinal plástica entre el centro de la banda
("center") y el borde ("edge"). La banda tiene una ligera
ondulación central después del estirado. En el ejemplo 1 se ha
estirado la banda en una única zona de estirado de una longitud de
900 mm \cong 0,56 veces la anchura de la banda. En el ejemplo 2
(figura 5) se ha estirado la banda en dos zonas de estirado (primer
trayecto de estirado y segundo trayecto de estirado), cada vez con
una longitud de 2000 mm \cong 1,25 veces la anchura de la banda
(figura 2). La diferencia de tensión después del estirado asciende
aquí solamente a 1 Mpa entre el centro y el borde, lo que
corresponde a aproximadamente una unidad J. Por tanto, la banda es
casi idealmente plana.
Por consiguiente, tiene una repercusión
favorable sobre el resultado de enderezamiento el que se diseñe la
longitud de la zona de estirado > 0,56 x b_{max},
preferiblemente 1 - 1,5 x b_{max} (b_{max} = anchura máxima de
la banda). Es aún mejor adaptar la longitud de la zona de estirado
a la anchura real b de la banda, es decir, preferiblemente 1 - 1,5
x b (figura 3). La figura 3 muestra aquí una versión con longitud
ajustable de la zona de estirado. Un intervalo típico de anchura de
la banda es b = 600 - 1850 mm.
Si se estira la banda solamente en la zona
comprendida entre los rodillos 4 y 5, se conserva en la banda una
curvatura residual longitudinal (coilset) en la dirección de la
acción de curvado del rodillo 5.
Si se estira la banda solamente en la zona
rodillo 5 - rodillo 6, se conserva en la banda un coilset en la
dirección de la acción de curvado del rodillo 6.
Si se efectúa ahora el estirado en ambas zonas,
se puede ajustar el coilset a 0 o a otro valor deseado mediante
una relación correspondiente de los grados de estirado en las dos
zonas, siempre que la acción de curvado del rodillo 5 sea opuesta a
la del rodillo 6. Dado que el coilset en la línea situada por
debajo de la tracción de la banda se representa como una curvatura
transversal (curvatura de ballesta en línea) debido al efecto de
Poisson, el coilset puede ser medido de forma óptica y se puede
construir un circuito de regulación cerrado.
La nueva solución propuesta (figura 2)
significa, en comparación con la solución actual (figura 1), una
simplificación en el coste de la máquina (un rodillo menos) y una
mejora en el resultado de enderezamiento. El ángulo de abrazamiento
en el rodillo 5 necesita ser solamente tan grande que se pueda
transmitir sin resbalamiento un aumento de la tensión de la banda
de 1 - 10%.
Por lo demás, la longitud de una zona de
estirado no deberá resultar tampoco demasiado grande, ya que el
grado de estirado es siempre el valor medio en la zona de estirado.
A causa de fluctuaciones de espesor y de resistencia en la banda a
todo lo largo de la misma, se pueden presentar en la práctica
diferencias locales del grado de alargamiento cuando la zona de
estirado sea demasiado larga.
Claims (12)
1. Instalación de estirado por tracción para
bandas de acero y de metal, especialmente en el intervalo de
espesor de 0,1 a 4 mm, con un juego de rodillos de frenado
(rodillos 1 - 4) que, en combinación con el rodillo accionado (5),
forma un primer trayecto de estirado o zona de estirado, y con un
juego de rodillos de tracción (rodillos 6 - 9) que forma con el
rodillo accionado (5) un segundo trayecto de estirado o zona de
estirado, caracterizada porque la longitud de los trayectos
o zonas de estirado primero y segundo asciende en cada caso a al
menos 0,5 veces la anchura máxima de la banda.
2. Instalación de estirado por tracción según la
reivindicación 1, en la que la longitud de los trayectos o zonas
de estirado primero y/o segundo asciende en cada caso a un máximo
de 10 veces la anchura máxima de la banda.
3. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 y 2, en la que la longitud de los trayectos
o zonas de estirado primero y segundo asciende a 1 - 2 veces la
anchura máxima de la banda.
4. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 3, en la que el diámetro de los rodillos
(4, 5 y 6) corresponde a al menos 1000 veces el espesor máximo de
la banda.
5. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 4, en la que al menos uno de los rodillos
(4, 5 ó 6) se construye como un rodillo con un contorno ajustable
en forma cóncava/convexa.
6. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 5, en la que el contorno del rodillo es
ajustable por zonas a lo largo de la anchura de la banda.
7. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 6, en la que está dispuesta en al menos
un trayecto o zona de estirado una unidad de motor lineal con la
que se puede influir sobre la distribución de la tracción de la
banda a lo largo de la anchura de dicha banda.
8. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 7, en la que la dirección de curvado del
rodillo (5) es opuesta a la del rodillo (6) y la curvatura
longitudinal o transversal que queda en la banda después del
estirado puede ser corregida por ajuste de la relación de los
grados de estirado en los dos trayectos o zonas de estirado.
9. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 8, en la que se mide continuamente la
curvatura transversal en línea y se utiliza el valor de medida como
magnitud de ajuste para un circuito de regulación cerrado destinado
a corregir la curvatura.
10. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 9, en la que antes, en o detrás de los
trayectos o zonas de estirado se mide continuamente la planicidad
de la banda con mediciones de planicidad y se utilizan los valores
de medida para regular la planicidad del proceso de estirado.
11. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 10, en la que el ángulo de abrazamiento de
la banda sobre el rodillo (5) es \leq 180°, preferiblemente
\leq 90°.
12. Instalación de estirado por tracción según
las reivindicaciones 1 a 11, en la que la longitud de los
trayectos o zonas de estirado primero y/o segundo es ajustable en
forma variable para conseguir, para una anchura dada de la banda,
una respectiva longitud óptima de los trayectos o zonas de
estirado.
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