ES2317569T3 - Procedimiento para la aplicacion superficial de un agente de refrigeracion. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración (8) sobre un producto laminado (1) y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo (3) de una caja de laminador (2), con un intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros, sometiéndose a una laminación al producto laminado (1) con ayuda de la caja de laminador (2), caracterizado porque la cantidad de agente de refrigeración (8), a ser aplicada superficialmente, se determina en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, estando compuesta la potencia efectiva en el intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros (9), por la potencia de un accionamiento, al menos único, de la caja de laminador (2), más la potencia en el paso de salida de la caja de laminador (2), menos la potencia en el paso de entrada de la caja de laminador (2).

Description

Procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración.
La invención se refiere a un procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración sobre un producto laminado y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo de una caja de laminador, que comprende un intersticio, que está comprendido entre los cilindros, sometiéndose a una laminación al producto laminado con ayuda de una caja de laminador. Así mismo, la invención se refiere a una caja de laminador.
El empleo de agentes de refrigeración y lubrificantes durante la laminación de producto laminado se conoce, por ejemplo, por la publicación "Grundlagen des Bandwalzens (Fundamentos de la laminación en banda)", Karlheinz Weber, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1973, páginas 210 hasta 215. En este caso se describe, de manera especial, el empleo de aceites o de emulsiones oleaginosas, que son aplicadas sobre un producto laminado o sobre los cilindros de una caja de laminador de un tren de laminación en frío.
La aplicación superficial de los agentes de refrigeración, que están constituidos, por regla general, por aceite o bien por una emulsión oleaginosa, sirve para la refrigeración del producto laminado y/o de los cilindros de una caja de laminador. Al mismo tiempo, se lubrifica también, por medio del aceite o bien por medio de la emulsión oleaginosa, el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, de la caja de laminador. Así pues, el agente de refrigeración puede servir también o, en el caso extremo puede servir, incluso, de manera exclusiva como agente lubrificante.
Se conoce por la solicitud de patente alemana publicada, no examinada, DE 29 27 769 un procedimiento y una instalación para la laminación plana de material en banda de acero y de metal no férreo. En este caso, son pulverizados con líquido de refrigeración los cilindros de trabajo de las cajas de laminación por medio de una pluralidad de toberas pulverizadoras y, en este caso, se regulan o bien se controlan las zonas de pulverización y/o las cantidades de pulverización.
Se conocen por la solicitud de patente europea EP 0 908 248 A2 un dispositivo y un procedimiento para influenciar las condiciones de rozamiento entre un cilindro superior y un cilindro inferior de una caja de laminador. Sobre el lado de entrada de la caja de laminador se ha dispuesto un dispositivo pulverizador para llevar a cabo la pulverización de una cantidad definida de líquido en el sentido dirigido hacia el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, y un dispositivo de regulación para la determinación cuantitativa y para el suministro de este líquido.
Se conoce por la memoria descriptiva de la patente norteamericana US 3,802,231 un procedimiento para el control localizado del perfil de una banda. Por otra parte D3 divulga toberas pulverizadoras con las cuales se aplica un líquido de refrigeración sobre el cilindro de trabajo superior de una caja de laminador.
Se conoce por la memoria descriptiva de la solicitud de patente japonesa publicada, no examinada, JP 02197309 un procedimiento para el control del perfil de una banda por medio de un agente de refrigeración. Con esta finalidad, se aplica sobre un objetivo un agente de refrigeración por medio de toberas pulverizadoras.
La tarea de la invención consiste en aplicar un agente de refrigeración sobre un producto laminado y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo de una caja de laminador de tal manera, que se garanticen condiciones de refrigeración o bien condiciones de lubrificación, tan constantes y tan estables como sea posible.
Esta tarea se resuelve por medio de un procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración sobre un producto laminado y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo de una caja de laminador con un intersticio, que está comprendido entre los cilindros, efectuándose la laminación del producto laminado con ayuda de la caja de laminador, y estando determinada la cantidad del agente de refrigeración a ser aplicada superficialmente en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, estando constituida la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, a partir de la potencia de, al menos, un accionamiento de la caja de laminador, más la potencia en el paso de salida de la caja de laminador, menos la potencia en el paso de entrada de la caja de laminador. De este modo, se minimizan los efectos perjudiciales sobre el espesor y se evitan elevadas temperaturas de la banda o bien de los cilindros.
De manera preferente, la cantidad del agente de refrigeración, a ser aplicada superficialmente, puede ser determinada proporcionalmente a la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros.
De manera ventajosa puede determinarse la planeidad del producto laminado a través de varias zonas en la dirección de la anchura, aplicándose superficialmente el agente de refrigeración, en función de la distribución de la planeidad determinada, a través de varias zonas, distribuido sobre el producto laminado y/o sobre, al menos, uno de los cilindros de trabajo.
De manera conveniente, puede llevarse a cabo el procedimiento con las etapas siguientes:
i)
la determinación de una cantidad de refrigeración total, a ser aplicada superficialmente, en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros,
ii)
la determinación de las cantidades de refrigeración para varias zonas, que están dispuestas a través de la dirección a lo ancho, en función de una desviación de la regulación de la distribución de la planeidad,
iii)
la determinación de una diferencia de las cantidades de refrigeración mediante la comparación de la suma de las cantidades de refrigeración, de conformidad con la etapa ii), con la cantidad de refrigeración total, de conformidad con la etapa i),
iv)
la determinación de las partes de las cantidades de refrigeración adicionales para las zonas, tomándose como base la diferencia de las cantidades de refrigeración, de conformidad con la etapa iii), teniéndose en consideración el límite superior y el límite inferior de las cantidades de refrigeración para las zonas,
v)
la repetición de las etapas ii) hasta iv), hasta que la diferencia de las cantidades de refrigeración, de conformidad con la etapa iii), descienda por debajo de un valor, que puede ser determinado de antemano.
De manera ventajosa, el agente de refrigeración puede ser aplicado sobre el producto laminado con ayuda de toberas de refrigeración.
La tarea, en la que está basada la invención, se resuelve, así mismo, por medio del objeto de las reivindicaciones 7 a 10.
Otras ventajas y detalles de la invención se explican a continuación, a título de ejemplo, por medio de los dibujos. Se muestra:
en la figura 1 una caja de laminador con sistema para la medición de la planeidad y con calculadora de control,
en la figura 2 un ejemplo para un sistema de refrigeración con varias zonas, que están dispuestas en la dirección a lo ancho,
en la figura 3 un ejemplo de la disposición de las zonas con relación al producto laminado,
en la figura 4 el desarrollo esquemático del procedimiento para la determinación de las cantidades de refrigeración para las zonas individuales.
La figura 1 muestra una caja de laminador 2 con cilindros de trabajo 3 y con cilindros de apoyo 4 para la laminación de un producto laminado 1. El producto laminado 1 tiene, de manera preferente, forma de banda y está configurado como banda metálica, por ejemplo como banda de acero o como banda de metal ligero, por ejemplo de aluminio. En el ejemplo representado, el producto laminado 1 atraviesa la caja de laminador 2 en la dirección longitudinal x. La caja de laminador 2 presenta varios cilindros de trabajo 3, que se extienden en la dirección a lo ancho y, y que están dispuestos esencialmente de manera superpuesta entre sí. Entre los cilindros de trabajo 3 se encuentra el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros, a través del cual pasa el producto laminado 1 durante el proceso de laminación. En la dirección a lo ancho y se han dispuesto toberas de refrigeración 5, que están dirigidas hacia uno o varios de los cilindros de trabajo 3 y/o hacia el producto laminado 1. Las toberas de refrigeración 5 sirven para la aplicación superficial del agente de refrigeración 8 sobre el producto laminado 1 y/o sobre los cilindros de trabajo 3. De manera especial, en el caso de la laminación en frío, los cilindros 3, 4 y el producto laminado 1 pueden ser refrigerados con el denominado aceite para laminación, a título de agente de refrigeración 8. En este caso, el aceite para laminación sirve, así mismo, para la lubrificación del intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros. El agente de refrigeración 8 puede presentar una emulsión oleaginosa. El agente de refrigeración 8 puede estar constituido, al menos en parte, por agua.
Se aporta energía a la caja de laminador 2 y al producto laminado 1, que se encuentra en su interior, por medio de, al menos, un accionamiento, que no ha sido representado con mayor detalle en el dibujo. Una gran parte de esta energía se disipa con el producto laminado 1 en movimiento, calentado, que se encuentra en movimiento, y a través del agente de refrigeración 8, de manera especial a través del aceite para laminación. La distribución de la energía disipada sobre el producto laminado 1 y por medio del agente de refrigeración 8 depende de diversas circunstancias tales como, por ejemplo, el tipo del material que debe ser sometido a la laminación, la dureza del material, la resistencia a la deformación y la velocidad del producto laminado 1.
Las toberas de refrigeración 5 están dispuestas, de manera preferente, sobre una o varias vigas 10 (véase la figura 2, no representadas en la figura 1).
Sobre una caja de laminador 2 se han previsto, de manera preferente, por cada cilindro de trabajo 3, entre una y tres vigas 10 para la refrigeración y, en caso dado, además otra viga 10 para la lubrificación.
Se ha dispuesto un sistema para la medición de la planeidad 6 en la dirección del movimiento del producto laminado 1, en el ejemplo dibujado por lo tanto en la dirección longitudinal x, que está dispuesto aguas debajo de la caja de laminador 2, es decir en el lado de salida de la caja de laminador 2, cuyo sistema para la medición de la planeidad está acoplado con la caja de laminador 2 por medio de una calculadora de control 7.
La figura 2 muestra una viga 10 de un sistema de refrigeración, cuya viga está dispuesta por encima del producto laminado 1, para la refrigeración del producto laminado 1 y/o de los cilindros 3, 4. En el dibujo se ha representado el producto laminado en sección. Sobre la viga 10 se han dispuesto varias toberas de refrigeración 5, que están dirigidas, al menos en parte, sobre el producto laminado 1 y/o sobre el cilindro de trabajo 3, que no ha sido representado con mayor detalle en la figura 2. Ca una de las toberas de refrigeración 5 está asociada, respectivamente, con zonas 11, pudiendo presentar estas zonas 11 anchuras diferentes b_{1} o bien b_{2}. En el ejemplo, mostrada en la figura 2, se han representado zonas de refrigeración pequeñas, con una anchura b_{2} y zonas de refrigeración grandes, con una anchura b_{1}, siendo la anchura b_{1} dos veces mayor que la anchura b_{2}. En el ejemplo, que ha sido representado en la figura 2, se ha previsto sobre una viga 10 de cada zona 11, exactamente una tobera de refrigeración 5. A la inversa, en la disposición mostrada en la figura 2, puede transferirse, sin mayores problemas, un sistema de refrigeración con toberas de refrigeración 5 y con, al menos, una viga 10, estando dispuesto dicho sistema de refrigeración por debajo del producto laminado 1.
La figura 3 muestra la distribución de las zonas 11 con relación al producto laminado 1. En el dibujo se ha representado, en vista en planta desde arriba, el producto laminado 1.
En la realización ejemplificativa de la invención se determina la cantidad de refrigeración total necesaria para la refrigeración en la caja de laminador 2, en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros 9. De manera preferente, puede determinarse la cantidad de refrigeración total necesaria proporcionalmente con respecto a la potencia efectiva en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros. La potencia efectiva en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros, está compuesta por la potencia de, al menos, un accionamiento, de la caja de laminador 2, más la potencia en el paso de salida de la caja de laminador 2, menos la potencia en el paso de entrada de la caja de laminador 2. La potencia resultante en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros, se transforma en trabajo de deformación y, por lo tanto, en calor.
La potencia efectiva en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros, se determina en la regulación del número de revoluciones del accionamiento, que actúa sobre el producto laminado 1, que debe ser sometido a la laminación. Por regla general, sobre el producto laminado 1, que recorre un tren de laminación, actúan los accionamientos de varias cajas de laminador 2.
La cantidad de refrigeración total está limitada, en el caso de bajas velocidades de laminación, de manera preferente a un valor mínimo. De manera ventajosa, se lleva a cabo, análogamente, una limitación de las cantidades de refrigeración totales a un valor máximo en el caso de grandes velocidades de laminación.
Tal como se ha indicado en las figuras 1 y 2, se aplica superficialmente la cantidad de refrigeración necesaria a través de toberas de refrigeración 5 en forma de agente refrigeración 8 sobre los cilindros 3, 4, de manera preferente sobre los cilindros de trabajo 3 y, en caso dado, sobre el producto laminado 1. Cada una de las toberas de refrigeración 5 está asociada, respectivamente, con zonas 11, estando prevista en cada zona 11, al menos una, de manera preferente exactamente una tobera de refrigeración 5.
Para llevar a cabo el ajuste exacto de las cantidades de refrigeración totales, que se determina en función de la potencia efectiva en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros, se superpone un regulador de la cantidad total a la regulación de la refrigeración de zonas múltiples, que se encarga de que se ajuste la cantidad de refrigeración total necesaria por medio del aumento o bien por medio de la disminución de la cantidad de refrigeración en las zonas 11 individuales de la refrigeración. En este caso, se asegura que se mantenga lo más constante posible la cantidad de refrigeración total necesaria bajo condiciones constantes. De este modo, se evita que se calienten de manera excesiva el producto laminado 1 y los cilindros 3, 4, de manera especial los cilindros de trabajo 3. El ajuste de la cantidad de refrigeración para cada una de las zonas 11 individuales de la refrigeración, se lleva a cabo mediante la determinación de las relaciones de tiempo conectado-desconectado de la válvula de refrigeración de las correspondientes toberas de refrigeración 5 o mediante una válvula proporcional.
Tal como se ha representado esquemáticamente en la figura 4, se forma, en primer lugar, a partir de la desviación actual de la regulación RDa, de cada zona 11, una desviación rectificada de la regulación RDg, para cada zona 11, y se multiplica, respectivamente, con una amplificación kRD, que depende de la desviación de la regulación, y con por una amplificación de regulación total kG, que es independiente de las zonas. De tal manera se determina, en base a la desviación actual de la regulación RDa de la distribución de la planeidad, determinada con ayuda del sistema para la medición de la planeidad 6 (véase la figura 1), por medio de la regulación de la refrigeración de zonas múltiples, una distribución correspondiente de las cantidades de refrigeración CZ en las toberas de refrigeración 5 individuales o bien en las zonas 11 individuales. Las magnitudes correspondientes a la desviación actual de la regulación RDa, a la desviación rectificada de la regulación RDg, a la amplificación kRD, que depende de la desviación de la regulación, y a la distribución de las cantidades de refrigeración CZ, constituyen vectores, correspondiendo el número de los elementos de estos vectores, de manera preferente, al número de las zonas 11. De manera preferente, las magnitudes restantes, que han sido mostradas en la figura 4, pueden ser escalares.
El regulador superpuesto de la cantidad total lleva a cabo la comparación entre la cantidad de refrigeración total CS, que se deduce de la medición de la planeidad o bien de la regulación de la planeidad, y la cantidad de refrigeración total VS, determinada de antemano. La cantidad de refrigeración total VS, determinada de antemano, se determina, de manera preferente, tal como se ha descrito más arriba, de manera ejemplificativa, en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros. A partir de la diferencia total entre las cantidades de refrigeración SD, que se deduce de este modo, se calcula una parte adicional de las cantidades de refrigeración Ca para las toberas de refrigeración 5 individuales o bien para las zonas 11 individuales. En este caso, se tiene en consideración que no puede descenderse por debajo de, o bien no puede sobrepasarse por encima de, una cantidad de refrigeración mínima o respectivamente máxima por cada zona 11, y que las diferentes anchuras de las zonas b_{1}, b_{2} (véase la figura 2) condicionan cantidades diferentes de flujo del medio refrigeración. Se distingue entre partes de cantidades de refrigeración ausentes mk, con relación a las zonas 11 de mayor anchura b_{1} y partes de cantidades de refrigeración en exceso mg, con relación a las zonas 11 de mayor anchura b_{1}. Las partes de cantidades de refrigeración en exceso mg, referidas a las zonas 11 de mayor anchura b_{1} se restan de las partes de cantidades de refrigeración totales mz, con relación a las zonas 11 de mayor anchura b_{1} para determinar la parte de cantidades de refrigeración adicional Ca para las toberas de refrigeración 5 individuales. Esta parte de las cantidades de refrigeración adicional Ca no se suma ahora directamente a la distribución de las cantidades de refrigeración CZ, sino que se transforman en una desviación de la regulación r y, de este modo, se suma a la salida del regulador de cada una de las zonas 11. La comparación entre la cantidad de refrigeración total CS y la cantidad de refrigeración total VS, determinada de antemano, y la corrección de la salida del regulador, que se produce de este modo, se repite tantas veces como sea necesario para que la diferencia de la cantidad de refrigeración total CS y la cantidad de refrigeración total VS, determinada de antemano, descienda por debajo de un valor, que puede ser determinado de antemano.
La idea esencial, en la que está basada la invención, puede resumirse de la manera siguiente:
La invención se refiere a un procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración 8 sobre un producto laminado 1 y/o sobre, al menos, un cilindro 3, 4 de una caja de laminador 2 con un intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros. En este caso se determina, en primer lugar, una cantidad de refrigeración total, a ser aplicada superficialmente, en función de la potencia efectiva en el intersticio 9, que está comprendido entre los cilindros. A continuación, se determinan cantidades de refrigeración para varias zonas 11 en función de la desviación de la regulación de la distribución de la planeidad, determinada por medio de un sistema para la medición de la planeidad 6, determinándose una diferencia de las cantidades de refrigeración por medio de la comparación de la suma de las cantidades de refrigeración, determinadas de este modo, con la cantidad de refrigeración total, que ha sido determinada previamente, determinándose, en base a esta diferencia, las partes adicionales de la cantidad de refrigeración para las zonas 11 teniéndose en consideración los límites superiores e inferiores de las cantidades de refrigeración para las zonas 11. Este proceder se repite hasta que la diferencia del agente de refrigeración descienda por debajo de un valor, que puede ser determinado de antemano. De conformidad con la invención, se consiguen condiciones constantes y estables de refrigeración y de lubrificación mediante el mantenimiento de la cantidad de refrigeración VS, determinada de antemano. Se evitan efectos sobre el espesor del producto laminado 1 y temperaturas excesivamente elevadas del producto laminado 1 o bien de los cilindros 3, 4.

Claims (9)

1. Procedimiento para la aplicación superficial de un agente de refrigeración (8) sobre un producto laminado (1) y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo (3) de una caja de laminador (2), con un intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros, sometiéndose a una laminación al producto laminado (1) con ayuda de la caja de laminador (2), caracterizado porque la cantidad de agente de refrigeración (8), a ser aplicada superficialmente, se determina en función de la potencia efectiva en el intersticio, que está comprendido entre los cilindros, estando compuesta la potencia efectiva en el intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros (9), por la potencia de un accionamiento, al menos único, de la caja de laminador (2), más la potencia en el paso de salida de la caja de laminador (2), menos la potencia en el paso de entrada de la caja de laminador (2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad del agente de refrigeración (8), a ser aplicada superficialmente, se determina proporcionalmente a la potencia efectiva en el intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se determina la planeidad del producto laminado (1) a través de varias zonas (11), en la dirección a lo ancho (y) del producto laminado (1), y porque el agente de refrigeración (8) se aplica mediante distribución superficial sobre el producto laminado (1) y/o sobre, al menos, un cilindro de trabajo (3), en función de la distribución determinada de la planeidad a través de varias zonas (11).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, con las etapas siguientes:
i)
la determinación de una cantidad de refrigeración total, a ser aplicada superficialmente, en función de la potencia efectiva en el intersticio (9), que está comprendido entre los cilindros,
ii)
la determinación de las cantidades de refrigeración para las zonas (11), en función de una desviación de la regulación de la distribución de la planeidad,
iii)
la determinación de una diferencia de las cantidades de refrigeración mediante la comparación de la suma de las cantidades de refrigeración, determinadas de conformidad con la etapa ii), con la cantidad de refrigeración total, determinada de conformidad con la etapa i),
iv)
la determinación de partes de cantidades de refrigeración adicionales para las zonas (11), tomándose como base la diferencia de las cantidades de refrigeración, determinada de conformidad con la etapa iii), teniéndose en consideración los límites superiores y los límites inferiores de las cantidades de refrigeración para las zonas (11),
v)
la repetición de las etapas ii) hasta iv) hasta que la diferencia de las cantidades de refrigeración, de conformidad con la etapa iii), descienda por debajo de un valor que puede ser determinado de antemano.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente de refrigeración (8) se aplica superficialmente sobre el producto laminado (1) con ayuda de varias toberas de refrigeración (5), que están asociadas, respectivamente, con una zona (11).
6. Producto de programa informático, que comprende medios de código de programa adecuados para la realización de las etapas de un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, cuando el producto del programa informático sea realizado en una calculadora de control (7).
7. Calculadora de control (7) para, al menos, una caja de laminador (2), caracterizada porque está programada con un producto de programa informático según la reivindicación 6.
8. Caja de laminador (2) con un sistema de refrigeración (5, 10), con un sistema para la medición de la planeidad (6) y con una calculadora de control (7) según la reivindicación 7, estando acoplada la calculadora de control (7) con el sistema para la medición de la planeidad (6) y con el sistema de refrigeración (5,10).
9. Caja de laminador (2) según la reivindicación 8, en la que el sistema de refrigeración (5,10) presenta varias toberas de refrigeración (5), que están dispuestas sobre, al menos, una viga (10).
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