ES2295981T3 - Procedimiento para lubricar material de laminacion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para laminar material de laminación, especialmente para la laminación de bandas anchas en caliente en un tren de acabado o una instalación de laminación de colada continua, en el que un lubricante se aplica directamente sobre la superficie de los cilindros de trabajo o indirectamente sobre la superficie de los cilindros de apoyo con transferencia sobre la superficie de los cilindros de trabajo, antes de que el material de laminación entre en la abertura entre cilindros de una caja de laminación, formándose una película lubricante muy adherente sobre la superficie de los cilindros de trabajo, que en la abertura entre cilindros como capa intermedia entre cilindro y material de laminación lleva a una reducción de la fricción, caracterizado porque el lubricante se aplica por toda la longitud del material de laminación y por tanto, el efecto de lubricación es activo por toda la longitud de material de laminación.
Description
Procedimiento para lubricar material de
laminación.
La invención se refiere a un procedimiento para
laminar material de laminación, especialmente para la laminación de
bandas anchas en caliente en un tren de acabado o una instalación de
laminación de colada continua, en el que un lubricante se aplica
directamente sobre la superficie de los cilindros de trabajo o
indirectamente sobre la superficie de los cilindros de apoyo con
transferencia sobre la superficie de los cilindros de trabajo,
antes de que el material de laminación entre en la abertura entre
cilindros de una caja de laminación, formándose una película
lubricante muy adherente sobre la superficie de los cilindros de
trabajo, que en la abertura entre cilindros como capa intermedia
entre cilindro y material de laminación lleva a una reducción de la
fricción.
Se conoce el uso de una lubricación de la
abertura entre cilindros en trenes de acabado sometidos a una carga
intensa durante la laminación en caliente. Sin embargo a este
respecto la lubricación se conecta con un retardo en la cabeza de
la banda tras la pasada inicial en la caja correspondiente y vuelve
a desconectarse poco antes de la salida del extremo de banda. Un
modo de proceder de este tipo, en función del efecto de lubricación
tiene consecuencias negativas sobre el proceso de laminación.
Por el documento DE 21 05 975 se conoce un
aparato para la alimentación automática de aceite a una caja de
laminador caliente a través de la que pasa una pieza a mecanizar. El
aparato comprende un dispositivo de pulverización de aceite para la
caja de laminación, medios para alimentar aceite al dispositivo de
pulverización, medios para iniciar el funcionamiento de los medios
de alimentación de aceite poco después de que el extremo anterior
de la pieza a mecanizar llegue a través de la caja de laminación, y
medios para finalizar el funcionamiento de los medios de
alimentación de aceite poco antes de que el extremo posterior de la
pieza a mecanizar alcance la caja de laminación.
En el documento US 6 266 985 B1 se describe un
procedimiento según el cual durante la laminación en caliente a las
esquinas y los extremos del material de laminación que va a
laminarse se les aplica un lubricante.
Por el documento DE 20 22 923 se conoce un
procedimiento y un dispositivo para aplicar un lubricante sobre una
pieza a mecanizar en un laminador de bandas en caliente,
proporcionándose lubricante y aire de atomización en varias
boquillas de pulverización en una caja de cuatro cilindros dotada
con dos cilindros de trabajo y dos cilindros de apoyo. Las
boquillas de pulverización están dispuestas transversalmente por la
anchura de al menos uno de estos cilindros de apoyo. Una vez que la
pieza a mecanizar entra en los cilindros de trabajo el lubricante
se aplica sobre los cilindros de apoyo y desde allí se transmite a
los cilindros de trabajo. La corriente de lubricante y aire de
atomización hacia las boquillas se desconecta una vez que la pieza a
mecanizar abandona los cilindros de trabajo.
El momento de inicio para el transporte de
lubricante es la pasada inicial en la caja considerada. En este
procedimiento o dispositivo es desventajoso el hecho de que primero
deba formarse una película de lubricante cerrada sobre la
superficie de los cilindros de apoyo, que en la abertura cilindro de
apoyo/cilindro de trabajo se transfiere sobre la superficie de los
cilindros de trabajo. Desde aquí el lubricante llega a la abertura
entre cilindros. Hasta que el lubricante llega sobre el material de
laminación, pasa demasiado tiempo (varios segundos) en función de
la velocidad circunferencial de los cilindros y el diámetro de los
cilindros. En un procedimiento de este tipo o en un dispositivo de
este tipo la cabeza de la banda, durante la introducción, no se
suministra con lubricante fresco, lo que a corto plazo lleva a
fuerzas de laminación superiores.
En principio, sin fricción en la abertura entre
cilindros no es posible una laminación, debido a que sólo en caso
de una fricción suficiente se capta el material de laminación y se
pasa a través de la abertura entre cilindros. Siempre debe estar
garantizado, que se cumplan las denominadas condiciones de agarre y
paso.
Con respecto a una fricción necesaria de manera
mínima la condición de agarre, esta describe las proporciones al
principio del material de laminación, es considerablemente más
crítica que la condición de paso. En el caso de la condición de
paso la abertura entre cilindros está completamente ocupada por el
material de laminación.
Cuando no se cumple ninguna o alguna de las dos
condiciones se produce un resbalamiento, esto es, un deslizamiento
entre cilindro y material de laminación.
Adicionalmente al coeficiente de fricción que
describe la propia fricción, el ángulo de agarre y la velocidad de
laminación desempeñan un papel. A medida que aumenta la velocidad de
laminación disminuye el poder de agarre. Para el ángulo de agarre,
que depende del espesor del material de laminación entrante, de la
disminución relativa del espesor durante la laminación y del
diámetro de los cilindros es válido que siempre debe ser menor que
el ángulo de fricción, para permitir una laminación sin
deslizamiento. Con una distribución habitual de la disminución
disminuye el ángulo de agarre en trenes de acabado desde la primera
hasta la última caja. Después se producen los mayores problemas de
agarre, un resbalamiento al principio del material de laminación, en
la primera caja de acabado.
Dado que la condición de agarre al principio del
material de laminación es más difícil de cumplir que la condición
de paso en el material de laminación, la lubricación de la abertura
entre cilindros se utiliza de tal manera, que sólo tras la pasada
en la caja correspondiente se conecta la lubricación y se desconecta
poco tiempo antes de la salida del material de laminación. De este
modo quedan suficientes rodamientos de los cilindros de trabajo
para consumir completamente el lubricante que se encuentra en la
superficie de los cilindros. Con ello se evita comprometer el
agarre al principio del material de laminación siguiente.
A través de la estrategia de lubricación
descrita dentro del material de laminación se producen dos niveles
de carga diferentes, suponiendo que la banda previa o el planchón
delgado entre en el tren de acabado con propiedades homogéneas a lo
largo de la longitud y sin un aumento de la velocidad.
Un nivel de carga elevado al principio y al
final del material de laminación (sin efecto de lubricación) y un
nivel de fuerza de laminación reducido en la zona restante del
material de laminación (lubricación activa).
Mediante la reducción de la fuerza de laminación
en la lubricación activa, que puede ascender a hasta el 50% y más,
se modifica la deformación por flexión de los cilindros de trabajo.
De este modo se modifican simultáneamente el estado de planeidad
(de forma determinante en las cajas posteriores) y el perfil (de
forma determinante en las cajas anteriores) del material de
laminación.
En caso de disponer de una flexión de los
cilindros de trabajo como elemento de ajuste en la caja
correspondiente, en el caso de grandes reducciones de la fuerza de
laminación se alcanzan aún así los límites de ajuste con más
frecuencia. La consecuencia es un recorrido más inestable del
material de laminación, especialmente en el caso de laminaciones de
bandas delgadas.
Es habitual limitar la reducción de la fuerza de
laminación hasta un valor de aproximadamente el 20%.
La invención se basa por tanto en el objetivo de
indicar un procedimiento para aplicar un lubricante sobre una
superficie de cilindro de trabajo o de apoyo que permite una mejora
del proceso de laminación, lleva a una disminución del desgaste de
los cilindros y reduce el consumo de energía del tren de
acabado.
Este objetivo se soluciona según la invención
mediante los rasgos característicos de la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas de la invención se indican en las
reivindicaciones dependientes.
En caso de conectar un sistema de lubricación,
que transporta el lubricante desde un recipiente de almacenamiento
a través de conductos y boquillas hasta los cilindros de trabajo o
de apoyo, ya de 5 a 15 s antes de la entrada del material de
laminación en la caja de laminación, entonces se compensan todos los
tiempos muertos en el sistema de lubricación, de manera que en
cualquier caso ya antes de la pasada inicial se ha formado una
película de lubricación cerrada sobre el cilindro de trabajo.
La ventaja decisiva del procedimiento según la
invención se basa en que por toda la longitud del material de
laminación se obtiene un nivel de fuerza de laminación constante
para la caja correspondiente, porque por toda la longitud del
material de laminación se mantiene una lubricación.
Debido a la constancia de la fuerza de
laminación pueden conseguirse en total reducciones superiores de la
fuerza de laminación, por ejemplo del 40 al 50%, por lo que se
reduce considerablemente la carga del tren de laminación con
respecto al desgaste y consumo de energía. Además mediante la
reducción superior de la fuerza de laminación también se disminuye
el desgaste de los cilindros de trabajo y con ello se prolonga el
periodo de permanencia de los cilindros (periodo de servicio).
Por tanto, las ventajas del procedimiento según
la invención son:
- -
- nivel de fuerza de laminación constante;
- -
- ninguna modificación del estado de planeidad relacionado con la fuerza de laminación;
- -
- ninguna modificación del perfil de banda relacionado con la fuerza de laminación;
- -
- debido a que las fuerzas también se reducen considerablemente al principio y al final del material de laminación, pueden evitarse de una manera aún más efectiva las vibraciones de la caja y los daños en los cilindros;
- -
- por ello se obtiene un mayor margen de maniobra para redistribuciones de la disminución y por tanto se obtienen planificaciones de pasada optimizadas en la laminación de productos críticos;
- -
- debido a que el estado de planeidad no se modifica al final del material de laminación debido a la fuerza de laminación, puede evitarse una laminación incorrecta del principio del material de laminación.
Para la aplicación de la lubricación según la
invención es condición previa garantizar las condiciones de agarre
al principio del material de laminación.
La aplicación según la invención del lubricante
en un tren de acabado o una instalación de laminación de colada
continua es posible de manera ventajosa a partir de la segunda caja
y para todas las cajas siguientes sin limitación.
En la primera caja de acabado, debido al gran
espesor del material de laminación (ángulo de agarre elevado) en
general no se aplica lubricante. Para según la invención aplicar el
lubricante ya en la segunda caja de acabado se consideran las
presentes proporciones de la instalación correspondiente. A esto
pertenecen por ejemplo
- -
- el estado de la superficie de los cilindros tras la rectificación,
- -
- el diámetro de los cilindros de trabajo,
- -
- el material de los cilindros de trabajo,
- -
- el espesor de banda entrante,
- -
- la disminución relativa ajustada,
- -
- el estado de la superficie del material de laminación entrante (cascarilla, temperatura, rugosidad, material, etc.),
- -
- el lubricante utilizado,
- -
- la cantidad de lubricante,
- -
- la velocidad de laminación.
En caso de que el ángulo de agarre se encuentre
en el intervalo crítico, al principio del material de laminación se
limita el efecto de lubricación hacia arriba mediante una cantidad
menor de lubricante o mediante un lubricante modificado, es decir
que presente otras propiedades.
En el caso de aplicar el procedimiento según la
invención para aplicar el lubricante sobre una superficie de
cilindro se recomienda preparar el modelo de planificación de pasada
del tren de acabado para este funcionamiento. A este respecto
debería preverse al menos una duplicación de la matriz de
adaptación, para no perjudicar al funcionamiento no adaptado sin
lubricación de la abertura entre cilindros. En el caso de modelos
físicos es muy ventajoso el requisito de diferentes conjuntos de
coeficientes de fricción, para el estado lubricado y el no
lubricado, para la puesta en marcha así como en la introducción de
productos nuevos y para evitar valores de adaptación elevados.
Cada modificación de la fricción está
relacionada con una modificación del avance, es decir con una
modificación o perturbación del flujo másico. Una perturbación de
este tipo debe regularse a partir de los sistemas reguladores, lo
que en el caso de laminaciones de bandas delgadas críticas puede
llevar a dificultades considerables.
Otra ventaja del procedimiento según la
invención consiste en que en el caso de una lubricación constante
se consigue un avance constante, que a su vez tiene como
consecuencia un flujo másico constante.
En el caso de la laminación de ferrita se
utiliza la laminación de la abertura entre cilindros para influir
positivamente en la textura de corte en la superficie. La aplicación
según la invención del lubricante permite una textura de superficie
homogénea por toda la longitud del material de laminación.
En el sistema de lubricación, para evitar
periodos de retardo al conectar la lubricación, está prevista la
construcción de un conducto circular con recirculación al depósito
de lubricante y una incorporación de una válvula de 3/2 direcciones
que puede conectarse aguas arriba del mezclador para el lubricante
(por ejemplo un Static - Tube Mixer).
Claims (6)
1. Procedimiento para laminar material de
laminación, especialmente para la laminación de bandas anchas en
caliente en un tren de acabado o una instalación de laminación de
colada continua, en el que un lubricante se aplica directamente
sobre la superficie de los cilindros de trabajo o indirectamente
sobre la superficie de los cilindros de apoyo con transferencia
sobre la superficie de los cilindros de trabajo, antes de que el
material de laminación entre en la abertura entre cilindros de una
caja de laminación, formándose una película lubricante muy
adherente sobre la superficie de los cilindros de trabajo, que en la
abertura entre cilindros como capa intermedia entre cilindro y
material de laminación lleva a una reducción de la fricción,
caracterizado porque el lubricante se aplica por toda la
longitud del material de laminación y por tanto, el efecto de
lubricación es activo por toda la longitud de material de
laminación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque un sistema de lubricación, que
transporta el lubricante desde un recipiente de almacenamiento a
través de conductos y boquillas hasta los cilindros de trabajo o de
apoyo, se conecta 5 a 15 s antes de la entrada del material de
laminación en la caja de laminación.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el lubricante se aplica en la segunda y
en cada una de las cajas siguientes.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el lubricante se aplica en la tercera y
en cada una de las cajas siguientes.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el lubricante se aplica en la segunda y
en cualquier de las cajas siguientes.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el lubricante se aplica en la tercera y
en cualquiera de las cajas siguientes.
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