ES2314709T3 - Rodillo convexo para influir sobre el perfil y la planeidad de una banda laminada. - Google Patents

Abstract

Caja de laminación para la fabricación de una banda laminada (1), que comprende rodillos de trabajo (10, 11, 15, 16) que, eventualmente, se apoyan en rodillos de apoyo (30, 31), o rodillos intermedios (20, 21) y rodillos de apoyo (30, 31), asimismo, los rodillos de trabajo (10, 11, 15, 16) y/o los rodillos de apoyo (30, 31) y/o los rodillos intermedios (20, 21) son desplazables axialmente entre sí, asimismo, la longitud de la tabla del rodillo L de cada rodillo de trabajo (15, 16), en una caja cuarto de laminación, está compuesta por un segmento cilíndrico de tabla de rodillo Z y un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), caracterizada porque, la longitud de la tabla del rodillo L de cada rodillo intermedio (20, 21), en una caja sexto de laminación formada por un segmento cilíndrico de tabla de rodillo Z, y un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), en el cual el punto de transición A del segmento cilíndrico al segmento curvado de tabla de rodillo, calculado a partir del extremo de la tabla del rodillo, se puede elegir en el área L/2 < = x < L, y el contorno curvado que se extiende en ambos rodillos (15, 16, 20, 21), en cada caso, hacia lados opuestos, a través de una parte del material a laminar en dirección al extremo de la tabla, es descrito por un polinomio matemático R (x) = a0 + ... anx n con n >_ 5.

Description

Rodillo convexo para influir sobre el perfil y la planeidad de una banda laminada.

La presente invención comprende una caja de laminación para la fabricación de una banda laminada que comprende rodillos de trabajo que, eventualmente, se apoyan en rodillos de apoyo o rodillos intermedios y rodillos de apoyo, asimismo, los rodillos de trabajo y/o los rodillos de apoyo y/o los rodillos intermedios son desplazables axialmente entre sí.

Una caja de laminación de ese tipo se conoce, por ejemplo, por la memoria DE 691 15 746 T.

Se conocen laminadores con pares de rodillo desplazables, en los cuales cada rodillo está provisto de, al menos, uno de estos pares de rodillos con un contorno curvado que discurre en dirección a un extremo de la tabla, que se extienden en ambos rodillos respectivamente hacia lados opuestos, a través de una parte del material a laminar, asimismo, el contorno curvado discurre a lo largo de toda la longitud de la tabla del rodillo, de ambos rodillos, y posee una forma en la cual ambos contornos de la tabla se complementan en una determinada posición axial relativa.

En la memoria DE-C-36 24 241 se describe un laminador en el cual los rodillos de trabajo presentan un contorno curvado que, en dirección a un extremo del rodillo, se reduce, y hacia el otro extremo de la tabla, se ensancha, y los rodillos están dispuestos de modo desplazable en dirección axial, en sentido contrario, de tal modo que cada uno de los extremos que se reducen, del rodillo de trabajo o del rodillo intermedio, está orientado y se mantiene entre una arista del material por laminar y el extremo del rodillos de apoyo asignado, preferentemente, en cada arista del material por laminar.

Además, por la memoria EP 0 249 801 B1 se conoce un laminador para la fabricación de bandas laminadas, en el cual los rodillos están provistos de un contorno curvado que se extiende por toda la longitud de la tabla del rodillo. En el estado inicial, es decir, en el estado sin carga, todos los contornos de todos los rodillos están configurados de modo tal que el recorrido axial de la suma de los diámetros efectivos de las tablas de rodillo, en cada posición axial relativamente modificada de los rodillos entre sí, adopta un recorrido que se aleja del recorrido constante y sigue una función matemática simétrica respecto del centro del rodillo.

Usualmente, el contorno curvado de los rodillos discurre, desde el punto de vista matemático, acorde a un polinomio de tercer orden. A partir de los valores de desplazamiento utilizados en la práctica, y de los valores reales de flexión en los rodillos, se obtiene, por regla general, un margen de ajuste positivo y un margen de ajuste negativo para los rodillos de CVC (CVC = Continuously Variable Crown o corona variable continua). El rectificado habitual de CVC es adecuado si también se requieren valores negativos de CRA (CRA = corona equivalente a un bombeado normal de un rodillo).

En el pasado se han obtenido experiencias negativas en la aplicación práctica, en lo tocante al desgaste de los rodillos con el rectificado x^{3} de los rodillos de CVC en cajas de laminación del modo de construcción tipo sexto. La gran diferencia de diámetros de los rodillos intermedios provocó un desgaste elevado y superficies ásperas en los rodillos de apoyo, asimismo, la imagen de daño en los rodillos de apoyo tras un tiempo de uso prolongado correspondía a la forma del rectificado de CVC. También en el caso de cajas de tipo cuarto, la amplitud del rectificado en principio era notablemente mayor que lo requerido para un programa laminado, de modo que también en este caso se presentaba una imagen inadecuada de desgaste en los rodillos de apoyo.

Dado que, a partir de los valores de desplazamiento utilizados en la práctica y los valores reales de flexión, en el pasado no siempre era necesario el margen de ajuste negativo del rectificado de CVC, y teniendo en cuenta la flexión negativa sólo se exigían efectos positivos de CVC, el objeto de la invención es indicar una forma de rectificado de rodillos en el área netamente positiva, con el cual también se evitan las desventajas mencionadas anteriormente del rectificado x^{3} de los rodillos CVC.

Este objetivo se alcanza con las características de la reivindicación 1, dado que la longitud de la tabla del rodillo L de cada rodillo intermedio, en una caja sexto de laminación, o de cada rodillo de trabajo en una caja cuarto de laminación, está formada por un segmento cilíndrico de tabla de rodillo Z y un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), en donde el punto de transición A del segmento cilíndrico al segmento curvado de tabla de rodillo, calculado a partir del extremo de la tabla del rodillo, se puede elegir en el área L/2 < = x < L, y el contorno curvado que se extiende en ambos rodillos, en cada caso, hacia lados opuestos, a través de una parte del material a laminar en dirección al extremo de la tabla, es descrito por un polinomio matemático R (x) = a_{0} + ... a_{n}x^{n} con n \geq 5.

La utilización de tal rodillo convexo con un contorno parcialmente convexo de la tabla de rodillo que, en última instancia, es un subconjunto de CVCplus, tiene como consecuencia una distribución regular de las tensiones de contacto entre los rodillos colocados uno sobre otro. Esto es problemático, por ejemplo, especialmente en el caso de rodillos con un rectificado en forma de S (CVC), dado que, en este caso, se pueden producir picos locales de tensión, en el área de la tabla, que generan un desgaste incrementado de rodillos y sólo pueden ser impedidos mediante correspondientes rectificados compensadores de los rodillos que se encuentran por encima.

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Acorde a la invención, los rodillos provistos de un segmento curvado convexo de tabla de rodillo están configurados con un diámetro de rodillo tan grande que las fuerzas de flexión actúan de modo esencialmente parabólico (x^{2}) sobre el perfil de luz entre rodillos.

Los rodillos con rectificados x^{3} de CVC también provocan un efecto predominantemente parabólico, de modo que, consecuentemente, casi no se obtiene un regulador con el cual se pueden regular errores de planeidad de orden mayor. Esto vale, especialmente, también para las denominadas cajas Z-high que, debido al reducido diámetro de los rodillos de trabajo, por motivos constructivos están equipados sin flexión de rodillos de trabajo. Gracias a la aplicación acorde a la invención de rodillos intermedios o rodillos de trabajo con un rectificado de orden mayor x^{5} + x^{6} + x^{7}... se puede impedir esta desventaja.

Gracias a la característica acorde a la invención, es decir, que se puede regular de modo variable el punto de transición A, del segmento cilíndrico al segmento curvado de tabla de rodillo, en el área L/2 < = x < L, se pueden alcanzar diferentes objetivos de ajustes de perfil. Si el punto de transición A se encuentra, por ejemplo, en x = L/2, se combaten, sobre todo, errores de planeidad predominantemente parabólicos (x^{2}), para un punto de transición A de
x = > L/2 se pueden regular más y más errores de un orden mayor (x^{4} y mayores).

Para que los rodillos configurados de modo acorde a la invención, puedan desplegar todo su efecto, los demás rodillos de la caja de laminación están conformados con una tabla de rodillo cilíndrica pasante.

Otros detalles y ventajas de la invención se detallan a partir de ejemplos de ejecución representados en figuras esquemáticas en los dibujos.

Se muestran:

Figura 1 los rodillos de una caja de tipo sexto con rodillos intermedios configurados acorde a la invención,

Figura 2 los rodillos de una caja de tipo cuarto con rodillos intermedios configurados acorde a la invención,

Figura 3 Perfiles ajustables de luz entre rodillos para una caja sexto de laminación,

Figura 4 Campos de ajuste en base a la caja sexto de laminación de la figura 3,

Figura 5 Un perfil de luz entre rodillos para la caja sexto de laminación de la figura 3, con rodillos de trabajo configurados acorde a la invención,

Figura 6 Un perfil de luz entre rodillos para la caja sexto de laminación de la figura 3, con rodillos de trabajo clásicos CVC,

Figura 7 La distribución de prensado entre el rodillo intermedio y el rodillo de apoyo para el perfil de luz entre rodillos de la figura 5,

Figura 8 La distribución de prensado entre el rodillo intermedio y el rodillo de apoyo para el perfil de luz entre rodillos de la figura 6,

En la figura 1 está representada una caja tipo sexto para la fabricación de una banda laminada 1 con rodillos de trabajo 10, 11, rodillos intermedios 20, 21 y rodillos de apoyo 30, 31. Los rodillos de trabajo 10, 11 y los rodillos de apoyo 30, 31 están configurados de manera cilíndrica en toda su longitud de la tabla del rodillo y, en el ejemplo de ejecución representado, no desplazables axialmente, mientras que los rodillos intermedios 20, 21, acorde a la invención, están dispuestos de manera que son desplazables en la dirección de la flecha 22 y con un segmento parcialmente curvado convexo de tabla de rodillo R(x). El punto de transición A entre el segmento curvado de tabla de rodillo R(x) y el segmento restante cilíndrico de tabla de rodillo Z, en los rodillos intermedios aquí representados, 20, 21 se encuentra exactamente en el centro de la longitud de la tabla de rodillo L, es decir, en el caso de x = L/2 (x se calcula siempre a partir del extremo cilíndrico de la tabla), por lo cual los rodillos intermedios 20, 21 se adecuan sobre todo al combate de errores de planeidad parabólicos (x^{2}).

En la figura 2 está representada la aplicación alternativa de la invención en rodillos de trabajo 15, 16, configurados acorde a la invención en una caja cuarto, para la fabricación de una banda laminada 1 con rodillos de trabajo 15, 16 y rodillos de apoyo 30, 31. Mientras que los rodillos de apoyo cilíndricos 30, 31 tampoco están dispuestos aquí de modo desplazable, los rodillos de trabajo 15, 16 configurados como rodillos convexos que se pueden desplazar axialmente en la dirección de la flecha 12.

A diferencia de la configuración de los rodillos de trabajo 10, 11 de la caja tipo sexto de la figura 1 se puede reconocer claramente que la configuración de los rodillos de trabajo 15, 16 en forma de rodillos convexos provoca rodillos esencialmente más gruesos.

En la figura 3 están esbozados, en un sistema de coordenadas, los posibles perfiles de luz entre rodillos para una caja sexto de laminación, con rodillos de trabajo reducidos para dos rodillos intermedios diferentes, con un segmento curvado convexo de tabla de rodillo y un rodillo intermedio CVC clásico para toda el área de desplazamiento, pero valor constante de flexión de rodillo intermedio. El diagrama contiene, a su vez, en una división vertical, la influencia cuadrática de la luz entre rodillos, indicada mediante los símbolos 25 para modificaciones positivas y 25' para modificaciones negativas. Las modificaciones no cuadráticas están identificadas, en una división horizontal, mediante los símbolos 26 para modificaciones positivas y 26' para modificaciones negativas. Para mayor claridad del efecto que se puede obtener, la escala horizontal está representada de manera notablemente más ampliada, en comparación con la vertical.

Como se desprende del sistema de coordenadas, en un rodillo intermedio 20 con un punto de transición del segmento cilíndrico al segmento curvado de tabla de rodillo de A = L/2, en su desplazamiento entre la posición máxima de desplazamiento 29 y la posición mínima de desplazamiento 29' se puede reconocer una influencia en el perfil predominantemente cuadrática. En el caso de un rodillo intermedio 20' con un punto de transición de A > L/2, se puede ver la influencia en el perfil, en el área de x^{4} en su correspondiente desplazamiento entre ambas posiciones de desplazamiento posibles 29 y 29'. La influencia en el perfil para un rodillo intermedio de CVC clásico 20'', representada a los fines de su comparación, también muestra nuevamente un efecto predominantemente cuadrático en su desplazamiento dentro de los límites posibles 29 y 29'.

En la figura 4, en un sistema de coordenadas correspondiente a la figura 3, están ingresados los posibles perfiles de luz entre rodillos, para el rodillo intermedio 20 acorde a la invención y para el rodillo intermedio CVC clásico 20'', que se obtienen cuando, adicionalmente al desplazamiento de los rodillos intermedios, ahora también la flexión de los rodillos intermedios es variable. En base a la caja sexto de laminación de la figura 3 se obtiene ahora el campo de ajuste 23 para el rodillo intermedio acorde a la invención 20 y el campo de ajuste 24 para el rodillo intermedio CVC 20''. El campo de ajuste 24 del rodillo intermedio CVC 20'' muestra que siempre se presenta un error residual x^{4} en el punto cero del sistema de coordenadas (perfil rectangular).

En la figura 5 se representa, a modo de ejemplo, un perfil de luz entre rodillos 3 que se puede obtener para la caja sexto de laminación de la figura 3, con rodillos intermedios configurados acorde a la invención, cuando está ajustado el valor óptimo para la flexión de los rodillos intermedios y para el desplazamiento de los rodillos intermedios. Se representa la curva del perfil de luz entre rodillos 3 a lo largo de toda la longitud de la tabla de rodillo L así como la posición del ancho de banda 2. A través de esta representación se puede reconocer claramente que solamente en el área de las artistas de banda 5 se desvía el perfil de luz entre rodillos 3 de una curva lineal horizontal.

Como se desprende de la figura 6, y ya se muestra en la figura 4, en el perfil de luz entre rodillos queda un error residual x^{4} que se desvía de la curva lineal horizontal, al utilizar los rodillos intermedios CVC configurados de manera clásica, en base a la misma caja sexto de laminación de la figura 3.

Junto a los buenos resultados de los rodillos convexos con la curva horizontal del perfil de luz entre rodillos 3, de la figura 5, también se obtiene la distribución del prensado 4, más adecuada en cuanto al desgaste, entre el rodillo intermedio y el rodillo de apoyo, representado en la figura 7.

De la comparación con los rodillos CVC que, junto con el perfil de luz entre rodillos 3, de la figura 6, arrojan como resultado la distribución de prensado 4 entre el rodillo intermedio y el rodillo de apoyo, acorde a la figura 8, se desprende que, al utilizar rodillos convexos, se obtiene una curva de tensión de forma más pareja o regular y por ello se incrementa, correspondientemente, la vida útil del rodillo para rodillos convexos.

Referencias

1

Banda laminada

2

Ancho de banda laminada

3

Perfil de luz entre rodillos

4

Distribución de prensado

5

Aristas de banda

10, 11

Rodillo de trabajo cilíndrico

12

Dirección de desplazamiento del rodillo de trabajo

15, 16

Rodillo de trabajo acorde a la invención

20, 20', 21

Rodillo intermedio

20''

Rodillo intermedio CVC

22

Dirección de desplazamiento del rodillo intermedio

23, 24

Campo de ajuste

25, 25'

Proporción cuadrática

26, 26'

Proporción no cuadrática

27

Desplazamiento del rodillo intermedio

28

Flexión de los rodillos intermedios

29

Posición máxima de desplazamiento

29'

Posición mínima de desplazamiento

30,31

Rodillo de apoyo

A

Punto de transición entre el segmento curvado y el segmento cilíndrico de tabla de rodillo

L

Longitud de tabla de rodillo

R(x)

Segmento convexo de tabla de rodillo

x

Dirección de avance para determinar la posición del punto de transición A, a partir del extremo cilíndrico de tabla de rodillo

Z

Segmento cilíndrico de tabla de rodillo

Claims (5)

1. Caja de laminación para la fabricación de una banda laminada (1), que comprende rodillos de trabajo (10, 11, 15, 16) que, eventualmente, se apoyan en rodillos de apoyo (30, 31), o rodillos intermedios (20, 21) y rodillos de apoyo (30, 31), asimismo, los rodillos de trabajo (10, 11, 15, 16) y/o los rodillos de apoyo (30, 31) y/o los rodillos intermedios (20, 21) son desplazables axialmente entre sí, asimismo, la longitud de la tabla del rodillo L de cada rodillo de trabajo (15, 16), en una caja cuarto de laminación, está compuesta por un segmento cilíndrico de tabla de rodillo Z y un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), caracterizada porque, la longitud de la tabla del rodillo L de cada rodillo intermedio (20, 21), en una caja sexto de laminación formada por un segmento cilíndrico de tabla de rodillo Z, y un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), en el cual el punto de transición A del segmento cilíndrico al segmento curvado de tabla de rodillo, calculado a partir del extremo de la tabla del rodillo, se puede elegir en el área L/2 < = x < L, y el contorno curvado que se extiende en ambos rodillos (15, 16, 20, 21), en cada caso, hacia lados opuestos, a través de una parte del material a laminar en dirección al extremo de la tabla, es descrito por un polinomio matemático R (x) = a_{0} + ... a_{n}x^{n} con n \geq 5.

2. Caja de laminación acorde a la reivindicación 1, caracterizada porque los rodillos (15, 16, 20, 21) provistos de un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), denominados rodillos convexos, están configurados con un diámetro de rodillo de tal magnitud que las fuerzas de flexión actúan esencialmente de modo parabólico (x2) sobre el perfil de luz entre rodillos (3).

3. Caja de laminación acorde a la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada porque para regular e impedir errores de planeidad, predominantemente parabólicos (x^{2}), el punto de transición A está fijado en un valor x = L/2.

4. Caja de laminación acorde a la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada porque para regular e impedir errores predominantes de orden mayor, de x^{4} y mayores, el punto de transición A está fijado en un valor x = L/2.

5. Caja de laminación acorde a una o múltiples de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque fuera de los rodillos (15, 16, 20, 21) provistos de un segmento curvado convexo de tabla de rodillo R(x), los demás rodillos de la caja de laminación están conformados con una tabla de rodillo Z cilíndrica pasante.