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Inspección y disposición de rodillos de laminación
ES2408248T3
Spain
- Other languages
English - Inventor
Ted Kerr Ron Howard William Hill Ron Webber - Current Assignee
- ArcelorMittal Dofasco Inc
Worldwide applications
Application ES01271535T events
2013-06-19
Application granted
2013-06-19
2021-12-14
Anticipated expiration
Status
Expired - Lifetime
Description
translated from
Inspección y disposición de rodillos de laminación.
Campo técnico
Esta invención se refiere a un procedimiento para inspeccionar, someter a prueba, evaluar y reparar rodillos de laminación utilizados para la producción de una banda metálica laminada en plano con el fin de maximizar el potencial de calidad, producción y rentabilidad de diversos tipos de rodillos utilizados en la laminación de productos de banda planos mediante la detección, diferenciación (clasificación) y aplicación correcta de procedimientos para la eliminación de diversos defectos hallados en los rodillos de laminación.
Antecedentes de la técnica
La producción de bandas laminadas en plano emplea diversos tipos de rodillos de trabajo de acero y hierro fundido y rodillos de apoyo para reducir el grosor de los flejes de acero hasta el grosor y ancho del producto acabado deseado de la banda laminada en plano en forma de bobina. La reducción en el grosor emplea fuerzas elevadas tanto en los laminadores en caliente como en los laminadores en frío para alargar la barra y la banda de acero mientras se proporcionan las propiedades metalúrgicas y físicas deseadas al producto de banda.
La laminación plana emplea procedimientos de laminación tanto continuos como semicontinuos en laminadores en caliente y laminadores en frío. El control de grosor, la forma y la planeidad, y la condición superficial de la banda laminada en plano son de suma importancia. Variaciones en la calidad de estos factores pueden dar como resultado aumentos en el coste de procesamiento, un mantenimiento adicional del equipo, pérdidas en la producción y entregas atrasadas de los productos tanto a clientes internos como clientes externos posteriores.
Se utilizan diversos tipos de rodillos en la laminación en plano, incluyendo hierro fundido, acero fundido, hierro con alto nivel de cromo, acero forjado, acero para herramientas y acero de corte rápido. Los rodillos están disponibles en diversos tamaños dependiendo del diseño del laminador oscilando entre 75 mm de diámetro y 2000 mm de diámetro y con una longitud de cuerpo que oscila entre 1000 mm y 2500 mm. Los rodillos se fabrican comúnmente en una variedad de procedimientos que incluyen: colada estática, colada por centrifugación, colada con refusión por arco eléctrico y colada por vertido y revestimiento continuos.
El rendimiento del rodillo se evalúa comúnmente mediante mediciones que incluyen: total del tonelaje laminado, tonelaje laminado por periodo de trabajo, tonelaje laminado por pulgada o mm de consumo de rodillo, o fuerza de rodillo específica (fuerza por ancho unitario). El rendimiento del rodillo se ve afectado por el funcionamiento del laminador, la planificación de laminación, la condición del equipo de laminación, las prácticas y los procedimientos, el tipo y la química del producto, los procedimientos de inspección de rodillos, procedimientos de mantenimiento de rodillos, las prácticas de utilización del rodillo y el inventario de rodillos.
Los rodillos son altamente propensos a daños por una variedad de modos de fallo, que incluyen: desconchado, ruptura, agrietamiento, fatiga, desgaste, aparición de rugosidades en la superficie, marcas de impresión, abolladura, variación en la dureza o marcas de expresión. La detección de defectos es importante. Sin embargo, los sistemas del estado de la técnica actual no permiten diferenciar diversos tipos de grietas y la aplicación de medidas apropiadas para el tratamiento de estas grietas.
Diversas invenciones acerca de una inspección y prueba automáticos de rodillos de laminación han descrito maneras y medios para la utilización de corrientes de Foucault, sonido ultrasónico y/o electromagnetismo para revisar la superficie y el interior de los rodillos de laminación utilizados normalmente en la producción de bandas de acero laminadas en plano y otros productos metálicos laminados en plano. Tales invenciones se describen en las patentes US nº 5.763.786; US nº 4.495.587 y US nº 3.939.404. Hasta la fecha, los rectificadores de rodillos de laminación y los tornos utilizan programas de control numérico computarizado (CNC) para ejecutar programas convencionales para reparar y dar mantenimiento a los rodillos. Es común que estos programas se suministren por el fabricante de la máquina y en muchos casos, es difícil y requiere mucho tiempo cambiar los programas. Estos programas genéricos consumen tiempo y hacen que el material en exceso tenga que eliminarse del rodillo de laminación. Además, se utiliza una lógica incorrecta para una tecnología de rodillos nueva debido a la falta de conocimiento experto en relación con los rodillos disponible para el fabricante de la máquina. Un procedimiento mejorado para controlar la acción de la máquina dará como resultado ahorros significativos en el consumo de metal, tiempo de la máquina y del operario y resultados en el rendimiento del laminador. Además, un control mejorado permitirá gestionar con más cuidado los niveles de riesgo de fallos. Los programas de rectificado a nivel de CNC deben ser adecuados para muchos diversos tipos de rodillos. El programa debe reaccionar a muchas diversas entradas y adaptarse a los cambios según se requiera por el nivel de calidad del producto que se fabrica.
En el artículo “Eddy Current Inspection of Sendzimir Mill Works and a Computerized Roll Management System” de Wallace J. Klein, publicado en “32nd Mechanical Working And Steel Processing Conference Proceedings”, Cincinnati, U.S.A., 21-24 de octubre de 1990, Klein reconoce que los rodillos de laminación están sujetos a una variedad de defectos que incluyen rajas, grietas delgadas, pliegue longitudinal/abolladuras, que pueden producirse entre otras cosas por choques mecánicos y térmicos en el rodillo. Describe un instrumento que se diseña como instrumento “de pasa/no pasa” para la inspección de la superficie de rodillo. Si se detecta un defecto que debe eliminarse, se alerta a un operario del rectificador de rodillos del defecto detectado en la superficie de rodillo.
Descripción de la invención
La invención proporciona un procedimiento para inspeccionar un rodillo de laminación utilizado para producir una banda metálica laminada en plano y para disponer un rodillo de laminación de un tipo predeterminado y en servicio en una caja de laminación predeterminada en función de cualquier defecto detectado en dicho rodillo de laminación, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
a) aplicar un sistema de inspección no destructivo a un rodillo de laminación giratorio para generar señales de tensión de salida de amplitud variable que corresponden a cambios en las propiedades físicas a lo largo de 15 una dirección de referencia para al menos una parte del rodillo de laminación, correspondiendo cualquiera de
dichos cambios en las propiedades físicas a un defecto de rodillo de laminación;
b) definir, es decir evaluar dichas señales de salida de amplitud variable para obtener un patrón de señal de tensión de salida a partir de dichas señales de tensión de salida de amplitud variable;
c) clasificar dicho defecto de rodillo de laminación según patrones predeterminados de señales de tensión de salida;
d) seleccionar un valor de señal umbral que corresponde a dicho defecto de rodillo de laminación para el tipo de 25 rodillo de laminación que se inspecciona en dicha caja de laminación;
e) calcular una diferencia entre una altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho valor de señal umbral; y
f) definir una acción correctiva para disponer el rodillo de laminación según dicha diferencia calculada; seleccionándose la acción correctiva a partir de lo siguiente:
i. eliminar una profundidad de material del rodillo (1) de laminación, siendo dicha profundidad una función
de dicha diferencia calculada entre la altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho 35 valor de señal umbral;
ii. clasificar de nuevo el rodillo (1) de laminación para continuar el servicio como rodillo de laminación en una caja de laminación diferente; y
iii. desguazar el rodillo (1) de laminación para suspender el servicio.
La invención permite tomar automáticamente una decisión para emplear prácticas de mantenimiento de rodillos con el fin de alcanzar el mayor rendimiento posible, sin correr el riesgo de un fallo del rodillo y sin correr el riesgo de perder tiempo en la operación del laminador o de defectos de calidad cuando se utilizan dichos rodillos de trabajo o
45 rodillos de apoyo.
La invención también proporciona un sistema para inspeccionar rodillos de laminación utilizados en la producción de una banda metálica laminada en plano y para definir una acción correctiva para disponer rodillos de laminación, comprendiendo el sistema:
a) unos medios de entrada de datos para recibir datos que definen un historial de rodillo y un historial de laminador asociados con un rodillo que va a inspeccionarse;
b) una base de datos de valores de señal umbral predeterminados correspondiendo cada uno a una señal de 55 tensión de salida aceptable para un rodillo que presenta un historial de rodillo y un historial de laminador predeterminados y que presenta un tipo predeterminado de defecto de rodillo de laminación;
c) un sistema de inspección no destructivo para generar señales de tensión de salida de amplitud variable que corresponden a cambios en las propiedades físicas asociados con defectos de rodillo de laminación;
d) unos medios de procesamiento de señal para recibir dichas señales de tensión de salida de amplitud variable y definir un patrón de señal de tensión;
e) unos medios de clasificación de señal para clasificar dicho patrón de señal de tensión según patrones 65 predeterminados de señales de tensión de salida asociados con tipos predeterminados de defectos de rodillo de laminación presentando cada uno un valor de señal umbral predeterminado;
f) unos medios de cálculo para calcular una diferencia en una altura de pico máxima de las señales de tensión de salida que caracterizan dicho patrón de señal de tensión y dicho valor de señal umbral predeterminado y para definir una acción correctiva para disponer el rodillo de laminación; y
g) una representación visual acoplada a dichos medios de cálculo para transmitir información acerca de dicha acción correctiva.
Se toman automáticamente diversas mediciones del procedimiento del rectificador de rodillos por un programa de control de CNC del rectificador, que incluye mediciones de calibración del diámetro del rodillo, temperatura del rodillo, forma, descentramiento y excentricidad. Se transfieren automáticamente valores de datos a una base de datos y se almacenan. El sistema de control de CNC también representa visualmente valores en un formato de salida de diagrama en una representación visual de CRT (tubo de rayos catódicos). Un módulo de selección de programas de rectificado automático en el sistema de control por ordenador elige el programa de rectificado de CNC correcto para conseguir el nivel de rectificado objetivo óptimo para el tipo de rodillo especificado, caja de laminación y tipo de planificación de laminación.
La lógica de selección de programa de rectificado se desarrolla fuera de línea y se basa en estrategias de gestión de rendimiento de rodillo desarrolladas en la planta operativa. Las funciones clave incluyen los niveles de rectificado objetivo para cada tipo de rodillo, los niveles de tolerancia y niveles de riesgo permitidos por la operación de laminación y la estrategia de utilización óptima empleada en la operación de laminación.
Además de mediciones del procedimiento del rectificador, se transfieren automáticamente mediciones de equipo de pruebas ultrasónicas y de corriente de Foucault automática a una base de datos y se almacenan. La base de datos también contiene una tabla de valores umbral para cada tipo de rodillo, caja de laminación y planificación de laminación. Un segundo módulo por ordenador compara los valores de salida del procedimiento de rectificado y los valores de salida del equipo de pruebas ultrasónicas y corriente de Foucault con los valores umbral y se toma automáticamente una decisión para volver a un módulo de selección de programa de rectificado o entrar en un módulo de programa de rectificado de acabado.
Un tercer módulo por ordenador evalúa los valores de salida de los sistemas ultrasónicos y de corriente de Foucault y a través de un procedimiento de etapas lógicas clasifica los diversos tipos de defectos que pueden existir dentro de la superficie del rodillo, el revestimiento o núcleo. Estos tipos clasificados, junto con sus índices de gravedad se pasan al módulo de comparación de umbral que luego permite que se produzca la selección del programa de rectificado correcto.
La capacidad para detectar automáticamente defectos dentro de la superficie del rodillo, el revestimiento y núcleo utilizando un equipo de detección automática es información valiosa. La utilización del software de reconocimiento de defectos automático eleva considerablemente el valor de tal información. Un modelo prevé el tipo de defecto basándose en información estadística y valores estándar que se han establecido mediante revisión y estudio de muchos y diversos tipos de rodillos. Los valores estándar se desarrollan por expertos residentes en la tecnología de rodillos, expertos en la prueba y el procedimiento de rodillos fuera de línea.
Los valores umbral se establecen fuera de línea basándose en muchas observaciones de condiciones de rodillo en la planta operativa y se formulan en una tabla útil. La recopilación y organización de estos valores umbral son la clave para que la capacidad del módulo de selección de programa de rectificado funcione para una optimización del rendimiento.
Se proporciona una tabulación gráfica de valores de señal umbral pero no se reivindica como tal, correspondiendo cada uno de los valores de señal umbral a una señal de tensión de salida aceptable para un rodillo que presenta un historial de rodillo y un historial de laminador predeterminados y que presenta un tipo predeterminado de defecto de rodillo de laminación. Los valores de señal umbral se representan de manera preferentemente visual como diagrama de barras con la altura de una barra asociada con un primer eje que corresponde a señales de tensión de salida generadas por un sistema de inspección no destructivo y un segundo eje que corresponde a una profundidad de material que va a eliminarse de un rodillo de laminación.
Según otro aspecto de la invención, se proporciona una pieza de inserción para laminación con rodillos que comprende una placa para montarse en un rodillo de laminación, presentando la placa defectos formados en la misma para generar señales de tensión de salida de amplitud predeterminada para calibrar un sistema de inspección no destructivo. Esta pieza de inserción de laminación con rodillos no se reivindica como tal.
Descripción de los dibujos
La figura 1 es un alzado lateral esquemático que muestra una máquina de rectificado de rodillos para el tratamiento de rodillos de laminación en la industria metalúrgica;
la figura 2 es un diagrama de flujo que muestra diversas entradas a un procedimiento de gestión de defectos de rodillos según la invención y sus beneficios asociados;
la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un sistema para implementar el procedimiento de gestión de defectos de rodillos según la invención;
la figura 4 es una fotomicrografía y representación de tensión de corriente de Foucault asociada que muestra una grieta térmica típica en la superficie del rodillo;
la figura 5(a) es una fotomicrografía que muestra una propagación de grieta térmica al interior de un rodillo;
la figura 5(b) es una fotomicrografía que muestra una propagación de grieta inducida por esfuerzo al interior de un rodillo;
la figura 6 es un mapa de defectos esquemático que muestra un patrón asociado con una grieta térmica típica;
la figura 7 es un mapa de defectos esquemático que muestra un patrón asociado con una grieta por impacto mecánico;
la figura 8 es una fotomicrografía y representación de tensión de corriente de Foucault asociada que muestra un defecto de rectificado típico en la superficie del rodillo;
la figura 9 es un diagrama de barras que muestra valores de señal umbral para rodillos en cajas de laminación M1 a M7, rodillos de apoyo, rodillos de trabajo de desbaste y rodillos canteadores de desbaste; y
la figura 10 es una vista en despiece ordenado esquemática que muestra una pieza de inserción de rodillo de laminación con defectos fabricados y que forma parte de un rodillo de prueba para la calibración de un equipo de prueba no destructivo.
Mejor modo de poner en práctica la invención
Se utilizan rodillos de laminación para su utilización en la industria metalúrgica para producir productos metálicos conformados y laminados en plano. Los rodillos de laminación están disponibles en una variedad de tamaños y formas según el producto que va a fabricarse y son útiles para operaciones continuas para diversas duraciones de tiempo. Periódicamente, se retiran del servicio y se les da mantenimiento utilizando una máquina de rectificado de rodillos indicada generalmente en la figura 1 mediante el número de referencia 10. La máquina de rectificado de rodillos 10 se utiliza para devolver a los rodillos a su condición especificada, y eliminar cualquier defecto de superficie después de inspeccionar los rodillos para detectar daños. La máquina de rectificado de rodillos 10 alberga un rodillo 1, que se acciona por motores en un eje 2 horizontal. La máquina de rectificado 10 se controla normalmente por un sistema manual o automático 3 que impulsa y manipula una muela 4 abrasiva que se utiliza para eliminar material del rodillo. La máquina de rectificado se monta en una base 6 de acero mientras que el rodillo 1 se soporta sobre soportes 7 firmes. Se utiliza un sistema de calibradores y cabezales de prueba (5, 8) para medir el diámetro del rodillo a lo largo de su eje y para someter a prueba la superficie y el interior del rodillo para detectar grietas y otros tipos de defectos hallados comúnmente en los rodillos de laminación. Los resultados de la inspección se representan en general visualmente en una pantalla de ordenador, registrador de diagramas o a través de varias luces indicadoras 9.
Los beneficios de un procedimiento 24 de gestión de defectos de rodillos exhaustivo según la invención se indican en la figura 2. Con diversas entradas proporcionadas por el equipo de prueba de rodillo 21 (incluyendo prueba de corriente de Foucault o prueba ultrasónica), datos de historial de rodillo 22 (de diversos tipos y clases de bases de datos), y datos de historial de laminador 23 (que incluyen sistemas de control de laminador, ordenadores y bases de datos), el procedimiento 24 de gestión de defectos de rodillos proporciona beneficios tal como se indica, que incluyen evaluaciones del rendimiento de rodillo minuciosas y detalladas 25, desarrollo de la tecnología del proveedor cooperativo 26, mejoras en el equipo y el funcionamiento del laminador que dan como resultado operaciones más estables 27, evaluación de diversas iniciativas de compra 28, y lo más importante, la mejora de la calidad del producto acabado 29. Todos estos beneficios conducen a ahorros económicos significativos para el funcionamiento.
Puesto que los rodillos de laminación son la herramienta principal en el funcionamiento de los laminadores, su utilización está sujeta a muchos efectos. Durante su tiempo de servicio (que puede abarcar algunos meses o hasta muchos años), un rodillo de laminación está expuesto a un gran esfuerzo, calor, impactos y otros factores que dañan los rodillos y que producen marcas en las bandas y otros defectos que afectan negativamente a la calidad del producto de banda metálica laminado en plano. Además, una variedad de defectos pueden estar presentes en elrodillo inherentes al procedimiento de fabricación. Éstos pueden no detectarse hasta que el revestimiento útil del rodillo se haya consumido parcialmente. Estos defectos incluyen: grietas, espacios vacíos, indentaciones, variaciones en la microestructura, inclusiones y variaciones en la dureza. Se emplean diversos sistemas de
inspección no destructivos para detectar la presencia de tales defectos, que incluyen procedimientos ultrasónicos y de corriente de Foucault.
Las corrientes de Foucault inducidas en un rodillo reaccionan a cambios en las propiedades físicas tales como cambios en la conductividad eléctrica del material y los parámetros de prueba en el área bajo las sondas. Unos circuitos de filtrado y cero automático reducen las respuestas sin defectos tales como temperatura y varianzas de separación. Las ondas ultrasónicas reaccionan a cambios en la impedancia acústica del material de revestimiento útil de un rodillo y la zona de unión del rodillo de material compuesto.
La figura 3 muestra un sistema mediante el cual se utilizan diversas entradas en el procedimiento 24 de gestión de defectos de rodillos de la figura 2. Los datos de historial de rodillo identificados por el área 22 incluirán información acerca de un rodillo de laminación tal como una etiqueta de identificación y el tamaño del rodillo, forma, descentramiento y excentricidad, el material de construcción, si es hierro o acero de corte rápido, por ejemplo, y el tipo de construcción, por ejemplo si es un rodillo estratificado de material compuesto o uniforme.
Los datos de historial de laminador identificados por el área 23 incluirán información acerca de las operaciones del laminador asociadas con un rodillo que presenta una etiqueta de identificación predefinida tal como la caja de laminación en la que se utilizó el rodillo en periodos de trabajo actuales y anteriores, la temperatura de funcionamiento del laminador, una etiqueta de producto de salida de laminador tal como el material, ancho y un medidor de banda metálica laminada en plano que se produce en el periodo de trabajo actual y periodos de trabajo anteriores, y cualquier otro dato acerca de las operaciones del laminador tales como informes sobre incidentes que indican por ejemplo que la banda se mantuvo estacionaria entre los rodillos provocando posiblemente cierto sobrecalentamiento localizado en el caso de una operación de laminación en caliente. En la medida de que tales otros datos puedan recopilarse mediante inspección manual y visual conducida por operarios y no se automatice, tales entradas se identifican por separado en la figura 3 mediante el área 31. Estas entradas 22, 23, 31 se utilizan para permitir una selección automática de parámetros de máquina de rectificado en un sistema de control automático 34. Estos parámetros incluyen puntos de referencia, velocidades, velocidades de alimentación, acciones, movimientos; en resumen, todos los aspectos del sistema de control de máquina. Esta selección se dirige a la caja de laminación específica, tipo de rodillo y condición de laminación, incluyendo el nivel y/o la especificación de la calidad objetivo. La selección se entrega posteriormente a un sistema de control numérico computarizado (CNC) 36, en el que se inician y controlan las etapas específicas en las actividades de rectificado. Estas etapas incluyen número de pasadas de desbaste, números de pasadas de acabado y pasadas de corona/conicidad/acabado.
El equipo de prueba de rodillo 21 que consiste en una prueba ultrasónica y/o de corriente de Foucault proporciona datos de entrada adicionales a la selección de parámetros de máquina de rectificado en el sistema de control automático 34. Las señales de tensión de salida de amplitud variable generadas por los sistemas de inspección ultrasónicos o de corriente de Foucault se comparan con valores umbral y si las comparaciones 35 proporcionan resultados positivos, el rodillo puede disponerse para su utilización 38. Si las comparaciones proporcionan resultados negativos, el rodillo debe rectificarse de nuevo y se selecciona un nuevo programa de rectificado en el sistema de control automático 34. Son posibles diversos resultados de disposición, incluyendo una alerta de calidad de suministro que puede generarse automáticamente 39 cuando se determina que el rodillo presenta un defecto de fabricación inherente y debe devolverse a un distribuidor.
Antes de que pueda realizarse una comparación con valores umbral, debe clasificarse la naturaleza de un defecto en un rodillo de laminación. En general, los defectos que se producen en un rodillo de laminación pueden atribuirse a calentamiento localizado para operaciones de laminación en caliente o a impactos mecánicos o a una combinación de éstos, además de cualquier defecto del material o de construcción inherente, o defectos provocados por un rectificado inapropiado de los rodillos.
El efecto de calor localizado desde una banda metálica caliente que entra en contacto con un rodillo durante una interrupción no planificada en un laminador generará grietas térmicas en el área de contacto de manera que tales grietas térmicas se identifican mediante el número de referencia 42 en la fotomicrografía de la figura 4. Sobre la superficie del rodillo su apariencia es similar a una red y son paralelas a la línea central. Su propagación a grietas internas es perpendicular a la superficie tal como se indica por el número de referencia 51 en la fotomicrografía de la figura 5(a). La longitud de la red de grietas se determina por el ancho del producto de banda metálica. Las grietas térmicas son normalmente más largas y están más abiertas a la superficie que las grietas por presión. La utilización continuada de rodillos que contienen grietas térmicas puede conducir a desconchados y picaduras.
Las grietas por presión se generan por exceso de esfuerzo local del material del rodillo. Puede provocarse una presión excesiva durante la laminación por pliegues en la banda y chaflanes de rodillo incorrectos. Estas grietas se propagan al interior del rodillo en ángulos de aproximadamente 45 grados tal como se indica por el número de referencia 52 en la fotomicrografía de la figura 5(b). Los impactos también pueden provocar grietas internas debajo de la superficie y la separación de la(s) superficie(s) de contacto en los rodillos de material compuesto. La utilización continuada de rodillos con grietas por presión puede conducir a fallos catastróficos de los rodillos.
Aleatoriamente pueden producirse anomalías metalúrgicas a partir del fabricante por todo el material útil en el rodillo
incluyendo cualquier superficie de contacto. Pueden ser de cualquier tamaño. Una técnica de inspección de superficie no destructiva indicará cambios en la dureza debido a un tratamiento de calor inapropiado o una exposición del revestimiento delgado antes del diámetro para chatarra del rodillo normal. Pueden generarse defectos de rectificado debido a procedimientos inapropiados y fallos de la máquina.
Reconocimiento de patrones
El equipo de prueba de rodillo 21 (figura 2) se lleva normalmente sobre un sistema de transporte de inspección incorporado en un carro de rectificador que forma parte de la máquina de rectificado de rodillo 10 (figura 1) para garantizar una cobertura del 100% de una superficie de rodillo mientras se mantiene una separación de sonda/rodillo constante y una velocidad rotacional del rodillo a medida que el sistema de inspección se mueve a lo largo del eje de rodillo. Los operarios del rectificador con una formación apropiada y experiencia pueden diferenciar las grietas térmicas de las grietas por presión inspeccionando visualmente un patrón de señal de tensión de salida de cualquier ubicación del defecto y comparando el patrón con los patrones de defectos conocidos. Las ubicaciones se refieren a la posición de la chaveta en un gorrón de rodillo.
Un patrón analógico típico de señales de tensión de salida generadas al aplicar una tensión de corriente de Foucault a un rodillo de laminación que presenta un defecto térmico del rodillo se indica por el número de referencia 41 en la figura 4 adyacente a la fotomicrografía correspondiente que muestra la grieta 42 térmica.
Una versión simplificada de un mapa de defectos de grietas térmicas se muestra en la figura 6. Las grietas térmicas (grietas por calor) pueden distinguirse indicando la separación repetitiva entre las salidas analógicas del sistema de detección de la siguiente manera:
La altura de pico promedio Hpa es mayor que el nivel de ruido Tn en un factor de 3-5 (también conocido como relación de señal a ruido).
El ancho de pico Pw puede variar entre 0,04 y 0,10 segundos (dependiendo de la velocidad rotacional del rodillo y la velocidad de desplazamiento del sensor).
La separación de pico Ps es igual a la circunferencia C del rodillo dividida entre la velocidad de rotación Wr del rodillo.
El recuento de picos Pc (número de picos mayores que el umbral de ruido) es mayor que un factor de ancho de producto N que corresponde generalmente al ancho del metal plano que se lamina y la velocidad de desplazamiento del sistema de transporte de inspección.
Definición de grieta térmica:
Hpa > K * Tn (K = umbral de señal a ruido ≈ 3-5)
Pw = entre 0,04 (constante de tiempo predeterminada τ1) y 0,10 segundos (constante de tiempo predeterminada τ2)
Ps = C/Wr (C= circunferencia del rodillo, Wr = velocidad del rodillo).
Pc = z Picos > Tn, > C/Wr
Tal como se observará en la figura 4, una grieta térmica nueva aparece como una serie de líneas separadas por igual en la sección central del registro y define un mapa de defectos de grietas. Las áreas de las representaciones que representan cada extremo del rodillo no se verán afectadas. El grosor de las líneas no debe variar más de un ancho de línea y debe orientarse en paralelo a la línea central. El mapa de defectos de grietas anterior se compara con el mapa de grietas presente para determinar si las grietas son nuevas o antiguas.
En la figura 7 se muestra un patrón de señal de tensión de salida simplificado al aplicar una tensión de corriente de Foucault a un rodillo de laminación que presenta una grieta por impacto mecánico. Las grietas pueden aparecer como una única línea en una representación o pueden cubrir el 100% de la superficie del rodillo. El patrón no es una serie de líneas separadas por igual y no se limita en la sección central del rodillo. El grosor de las líneas puede variar más de un ancho de línea y las líneas no se orientan necesariamente en paralelo a la línea central. Los valores de amplitud o gravedad no disminuirán significativamente con la eliminación de material adicional durante las pasadas de rectificado sucesivas. Señales ultrasónicas de reflectores cerca de la superficie en la misma ubicación confirmarán una determinación de grietas por presión. El mapa de defectos de grietas anterior se compara con el mapa de grietas presente para determinar si las grietas son grietas mecánicas nuevas o grietas térmicas antiguas. La recuperación de las inspecciones de rodillos anteriores mostrarán las áreas de agrietamiento antiguo. Cualquier área “no térmica” nueva se considerará mecánica.
Pueden distinguirse las grietas por impacto mecánico de las grietas térmicas observando la configuración de picos y la separación de pico aleatoria frente a la identificada para las grietas térmicas. El patrón de tensión de salida simplificado de la figura 7 se caracteriza tal como sigue:
La altura de pico promedio Hpa es mayor que el nivel de ruido en un factor de 3-5 (también conocido como relación de señal a ruido).
El ancho de pico Pw es menor que 0,04 o mayor que 0,10 del tiempo máximo para una grieta térmica (El valor real depende del tamaño del defecto, la velocidad rotacional del rodillo y la velocidad de desplazamiento del sensor).
La separación de pico Ps es menor que la circunferencia C del rodillo dividida entre la velocidad de rotación Wr del rodillo.
El recuento de picos Pc (picos mayores que el umbral de ruido) es menor que un factor de ancho de producto N o constante y es generalmente menor que el ancho del producto metálico plano que se lamina.
Definición de grieta por esfuerzo:
Hpa > K * Tn (K≈3-5)
Pw > 0,10 segundos (constante de tiempo predeterminada τ2) o Pw < 0,04 (constante de tiempo predeterminada τ1)
Ps < C/Wr
Pc = L Picos >Tn, < N (N= un número mínimo de picos basados en ancho de producto)
La aparición de defectos no térmicos del rodillo tales como los defectos de rectificado 82 mostrados en la fotomicrografía de la figura 8 puede variar de una única línea al 100% de la superficie del rodillo tal como se muestra en un patrón 81 típico de señales de tensión de salida generadas al aplicar una tensión de corriente de Foucault a un rodillo de laminación e ilustradas por la salida gráfica de la figura 8. El patrón 81 es diferente de una grieta térmica nueva. El mapa de grietas anterior se compara con el mapa de grietas presente para determinar si las grietas son grietas mecánicas nuevas o grietas térmicas antiguas.
En el caso de anomalías metalúrgicas, la aparición de señales analógicas representadas en un gráfico puede variar de una única línea al 100% de la superficie del rodillo. El patrón es similar a una grieta por presión. El mapa de defectos de grietas de inspección de superficie anterior se compara con el mapa de grietas presente para determinar si las grietas son anomalías nuevas o grietas térmicas antiguas. El mapa de inspección interna puede mostrar la profundidad de las anomalías. Un mapa de abolladuras de inspección de superficie puede mostrar si las anomalías están asociadas con cualquier variación de dureza nueva o antigua.
Criterios de aceptación/rechazo
El objetivo de los criterios detallados a continuación es proporcionar rodillos sin defectos que marcarán la banda o provocarán fallos en el rodillo. La gravedad de los defectos del rodillo está correlacionada con informes de inspección de superficie para determinar los umbrales de las grietas térmicas. El análisis (dimensiones y profundidad) de los defectos que inician los fallos del rodillo proporciona los datos para determinar los criterios de inspección interna. La inspección ultrasónica de los rodillos nuevos y los utilizados proporciona los datos para determinar los límites de umbral de gravedad internos.
En un laminador de bandas en caliente, los rodillos que contienen grietas térmicas son aceptables para su utilización en cajas anteriores (normalmente de 1 a 4), mientras que, en los laminadores en frío (laminadores en serie y laminadores de inversión) debe eliminarse todo tipo de grietas y daño superficial. En el laminador en caliente, la gravedad de la grieta en las cajas anteriores a intervalos aceptables no marca una banda. La clasificación de grietas de intensidad aceptable disminuye con un diámetro decreciente del rodillo. Los rodillos con grietas más graves pueden utilizarse en la caja uno. No debe utilizarse ninguna grieta térmica que presente una indicación interna de superficie próxima asociada. Las grietas térmicas antiguas con picaduras mayores de 1 mm de ancho a lo largo de la longitud de la grieta deben repararse para evitar marcas de banda. La gravedad de la grieta térmica disminuye con la pérdida de rectificado. Una pérdida de rectificado de 0,040” (0,10 cm) producirá una disminución aproximada de 1,0 voltios en la intensidad de la señal.
Deben eliminarse todas las grietas por presión. Las grietas por presión se propagarán con la fatiga y darán como resultado un fallo o desconchado del rodillo haciendo que el producto se estropee al seguir utilizando el laminador. Esta gravedad no disminuye a la misma velocidad que la gravedad de la grieta térmica. Este tipo de grieta es más profundo y no cambia fácilmente su patrón en comparación con la grieta térmica.
Deben eliminarse todos los defectos de rectificado. Estos defectos de grietas menores provocan cambios en el desbaste de superficie del rodillo y se transfieren a la superficie de la banda.
Deben eliminarse todas las anomalías metalúrgicas. Las anomalías metalúrgicas tales como porosidad, inclusiones no metálicas y variaciones en la dureza marcan el producto de banda desde un laminador. Estos defectos aparecerán como indicaciones de grietas por presión en la superficie. La mala calidad de la superficie de contacto de revestimiento/núcleo y los defectos conducirán a fallos del rodillo. La inspección ultrasónica detectará las anomalías cerca de la superficie, en la mitad del revestimiento y en la superficie de contacto. No deben utilizarse reflectores internos de 1,5” (3,8 cm) de ancho y la pérdida completa de transmisión de sonido a través del rodillo. El fallo del rodillo resultará de reflectores con alta impedancia acústica. Los rodillos que contienen anomalías metalúrgicas deben someterse a evaluación y deben presentarse posibles quejas al fabricante por una la mala calidad que resulta de defectos creados durante la producción del rodillo.
Aplicabilidad industrial
Valores umbral
Según la invención, se conducen estudios para referirse a cualquier cambio en la superficie y el sistema de inspección interna responde a un cambio en la gravedad del defecto. El estudio produce una relación entre las pérdidas de rectificado y el cambio en la gravedad del defecto. Se desarrollan prácticas de rectificado y criterios de aceptación/rechazo para ayudar a un operario a determinar la disposición del rodillo. Los rodillos que generan grandes pérdidas se dirigen a rectificadores de reparación designados.
El sistema de inspección de superficie de corriente de Foucault utilizado por el solicitante produce un cambio de un voltio para cada cambio de cuarenta milésimas de una pulgada (0,10 cm) en pérdida de rectificado.
Ésta es una relación típica para grietas térmicas y defectos de rectificado. La grieta por presión y la gravedad de la anomalía de superficie no siempre siguen la relación anterior.
Umbrales típicos aplicables a rodillos de laminación para un laminador en caliente (voltios/gravedad) para grieta por caja se muestran en la figura 9. La gravedad de grieta aceptable disminuye a medida que el rodillo se mueve de la caja de laminación en serie uno a cuatro (de M1 a M4). Los rodillos utilizados en la caja cinco a siete (de M5 a M7) deben estar libres de defectos de superficie y se mantiene un umbral de grieta mínimo a una gravedad de 0,25 voltios. Deben detectarse variaciones en la dureza de 5 puntos de Shore “C”. Este cambio en la dureza marcará la banda.
Indicaciones internas
Se calibra un detector de defectos ultrasónico según las normas de orificio inferior plano de 5/64” (0,20 cm). Se requiere una corrección de amplitud de distancia para representar visualmente la misma gravedad para el mismo tamaño del defecto en cualquier profundidad. La amplitud (ejes Y) de la señal desde un orificio inferior plano a la profundidad de inspección de superficie próxima mínima se ajusta a un valor de referencia máximo, es decir el 80% de altura de pantalla a una profundidad de 1,5” (3,8 cm). Las condiciones de prueba son aceptables si la amplitud de la señal desde un orificio inferior plano a la profundidad de inspección máxima (más profunda que la superficie de contacto) produce una señal a una altura de pantalla equivalente al valor de referencia dividido entre la proporción de profundidad máxima/profundidad mínima, es decir el 40% de altura de pantalla a una profundidad de 3,0” (7,6 cm). Esta configuración es para la confirmación de la linealidad vertical. La linealidad horizontal se configura ajustando los controles de detector de defectos para hacer que las indicaciones de profundidad (ejes X) aparezcan a la distancia correcta en la pantalla. En un intervalo de cinco pulgadas (12,7 cm) (10 divisiones en total) la profundidad de 1,5” (3,8 cm) debe aparecer en la tercera división desde la izquierda. La indicación de profundidad desde un orificio de 3,0” (7,6 cm) debe aparecer en la sexta división.
El umbral se establece para la detección de reflectores con un diámetro de 5/128” (1 mm). Ésta es una indicación del 40% de la altura de pantalla máxima posible del 100% si se calibra en un orificio inferior plano de 5/64” (0,20 cm).
El umbral se basa en la gravedad y el tamaño del reflector. Se rechazarán indicaciones que excedan los valores umbral para la profundidad dada y una dimensión mínima de 1,5” (3,8 cm). Esto aparece en el terminal de pantalla de vídeo 9 (figura 1) como matriz de imágenes claras de 3X3 (resolución de 0,5” (1,27 cm)). Se utiliza un umbral variable para ayudar al operario a analizar las indicaciones. Las indicaciones máximas en la superficie próxima, revestimiento y zonas de superficie de contacto deben mostrarse para cada unidad del área superficial resuelta en el VDT, resolución mínima de 0,5” (1,27 cm).
Se han desarrollado prácticas de funcionamiento para talleres con rodillos por el solicitante con el fin de documentar y estandarizar la prueba, interpretación y disposición de rodillos de laminación en el taller de rectificado de rodillos. Pueden aplicarse diversas pruebas al rodillo que incluyen pruebas de corriente de Foucault para grietas de superficie, magnetismo, variaciones en la microestructura o dureza y espacios (también conocidos como defectos de
orificios redondos, desconchados, porosidad, etc.). El tipo de defecto, gravedad, umbral aceptable, reacción y disposición se determinan como resultado de la prueba.
Pueden aplicarse procedimientos estadísticos para caracterizar diversos tipos de grietas incluyendo grietas térmicas (grietas por calor de barras) y grietas mecánicas (grietas por esfuerzo, sobrecarga localizada, impactos). Aunque una caracterización de este tipo se limitó previamente a la profundidad de la grieta, según la invención, ahora es posible distinguir adicionalmente entre tipos de grieta mediante el análisis del patrón de salidas de señal de equipo de detección por ejemplo los patrones caracterizados en la figura 6 y la figura 7. Una vez identificado claramente, puede seleccionarse el procedimiento de rectificado especificado para el tipo de grieta y se elimina una cantidad mínima de material para hacer que el rodillo sea útil para la operación de laminación sin riesgo de fallos catastróficos en el servicio.
Se ha desarrollado una tabla de umbrales de grietas (figura 9) por el solicitante basándose en el conocimiento específico obtenido del estudio de muchos tipos de rodillos diferentes y el análisis de muchos defectos hallados en la superficie del rodillo de laminación a través de diversas técnicas de prueba no destructivas. Para cada caja de laminación (M1, M2, M3...), tipo de rodillo y defecto específico (eje horizontal), puede identificarse el nivel de reparación (eje vertical, metal total que va a eliminarse mediante rectificado o torneado) y ejecutarse automáticamente mediante un sistema de control numérico computarizado (CNC) 36 de máquina (figura 3). El patrón de tensión desde una inspección final de la superficie de rodillo se compara también con la tabla de umbrales (figura 9) y el rodillo puede disponerse para utilizarse como laminador 38, rectificado adicional o ponerse en cuarentena 39 para un análisis adicional.
La tabla de la figura 9 está en forma de diagrama de barras donde se representan visualmente valores de señal umbral que corresponden con la magnitud de las señales de tensión de salida generadas por un sistema de inspección no destructivo que son aceptables para un rodillo que presenta un historial de rodillo y un historial de laminador predeterminados. Tal como se observará a partir de la figura 9, el umbral para una grieta térmica en un rodillo en la caja M1 es de 2,250 voltios para un sistema de prueba de corriente de Foucault y, por tanto, es significativamente mayor que el umbral de 0,250 voltios aceptable para grietas inducidas por esfuerzo mecánico. Por consiguiente, la profundidad de material que es necesario eliminar durante el rectificado de un rodillo y que se muestra en el eje vertical opuesto al que muestra la amplitud de tensión es correspondientemente menor para un rodillo que presenta una característica de patrón de prueba de tensión de salida de una grieta térmica que para un rodillo en el que la característica de patrón de prueba de tensión de salida está asociada con una grieta por esfuerzo mecánico.
Sistema de control automático para la ejecución del programa de rectificado de CNC
El sistema de control automático 34 (figura 3) acepta entradas desde diversos módulos y programas de nivel de automatización y equipo de prueba con el fin de seleccionar un programa de mantenimiento de rodillo de máquina rectificadora que se descarga automáticamente al sistema de CNC de rectificado/torno 36 para un mantenimiento y preparación automáticos de un rodillo de laminación. Esto es diferente de los sistemas actuales diseñados e instalados hasta la fecha, puesto que los programas de máquina rectificadora/torno normalmente residen en el código de CNC de la máquina. Según la invención, el código de CNC acepta el programa de rectificado/torno seleccionado del nivel superior (por ejemplo sistema de nivel 1/2) y ejecuta el programa descargado sin la intervención de ningún operario.
i. Entradas de datos de control: se suministran datos de historial de rodillo 22 y especificaciones desde un sistema de automatización de nivel 2 (también conocido como nivel superior). Los datos de historial de laminador 23 que incluyen daños inducidos por el laminador por desmontajes se suministran desde un sistema de control de procedimiento. Se recibe información de planificación de producción de un sistema de control de nivel 2/3 (dependiendo de la jerarquía del sistema de control) que identifica los requisitos para el siguiente grupo de productos que van a fabricarse. Las especificaciones del rodillo se suministran desde una base de datos de nivel 1/2. Los datos de inspección de rodillo de diversos sistemas de detección 21 se suministran a través de entradas de CNC/nivel 1. El sistema “autodocumentará” un rodillo nuevo procedente de la fábrica (con un registro de defectos y/o condiciones internos “tal como se ha construido”, grosor de revestimiento, resistencia del material), y también se utilizará como criterio de aceptación de pasa/no pasa del rodillo nuevo. El sistema acumulará datos de rectificado/inspección preliminares sobre rodillos nuevos para este fin. En la siguiente tabla 1 se muestran un resumen de entradas de datos de control y un ejemplo representativo de tales entradas.
Tabla 1. ENTRADAS DE DATOS DE CONTROL EN EL MÓDULO ANFITRIÓN
Pueden asignarse diversos niveles y códigos en cada categoría.
- Especificación del rodillo
- Dureza: 850 Ld Con. interior L2 CP Grosor de revestimiento: 80 mm
- Datos de laminador
- Código de laminador: 80 Diámetro máximo: 900 mm Diámetro mínimo: 700 mm
- Datos de rodillo
- Rodillo n.º 232123 Tipo: HSS C2 Forjado
- Especificación del rodillo
- Dureza: 850 Ld Con. interior L2 CP Grosor de revestimiento: 80 mm
- Resultado de funcionamiento
- Daño: E01 Tipo: Reparación Producto: Desconchado elevado
- Planificación de producto
- Planificación n.º 12-123 Tipo: Sp-ligero Superficie n.º 1 requerida
- Especificación de utilización de rodillo
- Caja de laminación: 01 Posición: T Control de cambio: fijo
- Resultado de inspección
- Grieta T: H F/C Grieta S: Claro Otro: Claro
- Especificación de producto
- Corona: +0,01 mm Tolerancia: +0 - 0,005 Superficie: Ra 2,0 μin
- Otro
- Petición futura
ii. Aplicación de módulo de control: las entradas de datos de control tales como las mostradas en la tabla 1 se procesan por el sistema de control automático 34 para seleccionar un módulo de rectificado básico requerido para la preparación de la superficie del rodillo (por ejemplo eliminar un perfil de desgaste, eliminar grietas con
5 respecto a un umbral base). El módulo de rectificado básico se modifica posteriormente basándose en especificaciones con respecto al tipo de rodillo específico y su plan de control de mantenimiento (por ejemplo los rodillos de acero de corte rápido de tipo 1 requieren un rectificado de seguridad adicional para evitar la fatiga inducida por esfuerzo cíclico). Se añaden modificaciones adicionales al módulo de rectificado básico basándose en los requisitos de fabricación del siguiente periodo de trabajo de producción (por ejemplo los siguientes
10 productos requieren un perfil numérico de corona de rodillo especificado). La modificación final con respecto al módulo de rectificado básico incluye preparaciones de superficie de acabado (por ejemplo establecer un desbaste como en los rodillos de laminación para operaciones de cajas de laminación en serie de laminador en frío). El módulo de rectificado completo se transfiere luego al sistema de CNC 36 para su ejecución.
15 iii. Nivel de inspección automática: la inspección de rodillo mediante procedimientos automáticos y manuales requiere tiempo y las inspecciones innecesarias darán como resultado una productividad reducida en el taller de mantenimiento de rodillos. Sin embargo, para tipos de rodillos seleccionados, se requieren inspecciones adicionales e inspecciones especiales para una protección frente a un fallo catastrófico en el servicio, o que provocan defectos relacionados con el rodillo en el producto que va a fabricarse. Tales entradas de datos se
20 identifican en 31 en la figura 3. Determinados tipos de rodillos requieren una inspección mínima, dependiendo de la caja de laminación a la que se dirige. Una función de nivel de inspección automática en el programa anfitrión evaluará el tipo de rodillo, caja de laminación y las características del producto y especificará las funciones de inspección requeridas que van a iniciarse por los controles de CNC en el rectificador/torno, por ejemplo, prueba de desgaste, inspección de defectos (rápida) preliminar, prueba de forma actual, prueba de forma final,
25 inspección de defecto final, inspección de defecto interno y/u otras inspecciones requeridas. El nivel y secuencia de prueba de inspección se añaden al módulo de rectificado y se descargan al sistema de CNC 36 para su ejecución.
iv. Salidas inteligentes: Una salida inteligente incluye todos los elementos típicos y comunes de diversos programas
30 de control de CNC para rectificadores y tornos. En los rectificadores de rodillos, éstos residen comúnmente dentro del sistema de control de CNC 36 y deben seleccionarse por un operario y modificarse para ajustarse al rodillo específico y su siguiente aplicación. Además, deben interpretarse los resultados de las pruebas para los defectos y la forma de los rodillos y luego debe modificarse el programa de CNC. Todas estas acciones se gestionan por el sistema de control automático 34.
v. Ejemplo de programa de rectificado final: un ejemplo de una salida del sistema de control automático 36 incluirá:
Recorrido corto (SS) -10 pasadas por lado (0,20 mm) para eliminar un perfil de desgaste medido
40 Rectificado regular (RG) - 10 - 20 pasadas completas (0,20 mm) para eliminar grietas por calor residuales a un umbral requerido para este rodillo y su siguiente aplicación.
Rectificado de seguridad (SG) - 5 pasadas completas (0,01 mm) para eliminar esfuerzo residual, grietas residuales de periodos de trabajo anteriores y/o margen de seguridad específico del rodillo especificado.
45 Rectificado de control (CG) - pasadas completas según se requiera para cumplir con la especificación del perfil del rodillo.
Rectificado de acabado (FG) -5 pasadas completas a baja corriente para controlar la forma, conicidad y 50 excentricidad para la especificación requerida.
Rectificado final (súper rectificado de acabado/con poca presión, SFG) - pasadas completas según se
requiera para controlar el desbaste, control de marca de rectificado de rodillo.
Lo anterior puede resumirse como en la tabla 2, que puede convertirse por el sistema anfitrión al código de CNC que puede interpretarse por el sistema de CNC 36. (Obsérvese que lo anterior no incluye subrutinas para la inspección que se codifican de una manera similar.)
Tabla 2. EJEMPLO DE SALIDA DE CÓDIGO DE CONTROL DE MÁQUINA ANFITRIÓN
- Módulo de CNC
- Número de pasadas de eliminación de metal total Especificación
- SS
- 10 0,20 0,0
- RG
- 10 0,20 0,0
- SG
- 5 0,01 0,0
- CG
- 0 0 -0,001
- FG
- 5 0 -0,001
- SFG
- 5 0 -0,001
Diseño del rodillo de prueba
Se proporciona un rodillo de prueba 101 (mostrado en la figura 10) para permitir una calibración y prueba de fiabilidad del equipo de prueba de rodillo 21 (por ejemplo corriente de Foucault, ultrasónica, etc.). El rodillo de prueba 101 presenta una cavidad 103 para recibir una pieza 102 de inserción diseñada especialmente del material apropiado que puede instalarse y eliminarse de un rodillo común en su utilización en diversos sitios de fabricación. La pieza 102 de inserción presenta “defectos” 104 fabricados de precisión que comprenden anomalías de línea y espacio mecanizadas en ubicaciones de superficie y subsuperficie. Estos defectos 104 fabricados se calibran en la fábrica y se certifican como normas de prueba. La pieza 102 de inserción contiene diversas grietas de línea, a diversas profundidades y configuraciones. Además, los defectos de orificios redondos se mecanizan a diversas profundidades y en agrupaciones. El rodillo de prueba 101 se utiliza in situ en el rectificador o torno u otro equipo de mantenimiento de rodillo para la calibración rápida y precisa de equipo de medición y de prueba.
Índice de números de referencia
1 Rodillo de laminación
2 Eje horizontal
3 Sistema de control de máquina de rectificado
4 Muela abrasiva
5 Cabezal de prueba de calibrador
6 Base de acero
7 Soportes
8 Cabezal de prueba de calibrador
9 Registrador de diagramas
10 Máquina de rectificado de rodillo
21 Equipo de prueba de rodillo
22 Datos de historial de rodillo
23 Datos de historial de laminador
24 Procedimiento de gestión de defectos de rodillos
25 Evaluación de rendimiento de rodillo
26 Desarrollo de la tecnología del proveedor cooperativo
27 Mejoras de estabilidad de laminador
28 Iniciativas de compra
29 Mejoras de calidad de producto
31 Entradas
34 Sistema de control automático
35 Comparaciones de señales de salida con umbral de control
36 Control numérico computarizado
38 Disposición de rodillo automática
39 Alerta de calidad al distribuidor
41 Señal de tensión de salida
42 Grietas térmicas
51 Propagación a grietas internas
52 Grietas por presión
81 Señal de tensión de salida
82 Defecto de rectificado
101 Rodillo de prueba
102 Pieza de inserción
103 Cavidad
104 Defectos
Claims (11)
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- REIVINDICACIONES1. Procedimiento para inspeccionar un rodillo (1) de laminación utilizado para producir una banda metálica laminada en plano y para disponer un rodillo (1) de laminación de un tipo predeterminado y en servicio en una caja de5 laminación predeterminada en función de cualquier defecto detectado en dicho rodillo de laminación, comprendiendo el procedimiento:a) aplicar un sistema de inspección no destructivo (21) a un rodillo de laminación giratorio para generar señales de tensión de salida de amplitud variable (41, 81) que corresponden a cambios en las propiedades físicas a lo largo de una dirección (2) de referencia para al menos una parte del rodillo (1) de laminación, correspondiendo cualquiera de dichos cambios en las propiedades físicas a un defecto de rodillo de laminación;b) evaluar dichas señales de salida de amplitud variable para obtener un patrón de señal de tensión de salida a 15 partir de dichas señales de tensión de salida de amplitud variable;c) clasificar dicho defecto de rodillo de laminación según patrones predeterminados de señales de tensión de salida;y estando caracterizado porque comprende las siguientes etapas:d) seleccionar un valor de señal umbral que corresponde a dicho defecto de rodillo de laminación clasificado para el tipo de rodillo de laminación que se inspecciona en dicha caja de laminación;25 e) calcular una diferencia entre una altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho valor de señal umbral; yf) definir una acción correctiva para disponer el rodillo de laminación según dicha diferencia calculada, seleccionándose la acción correctiva a partir de lo siguientei. eliminar una profundidad de material del rodillo (1) de laminación, siendo dicha profundidad una función de dicha diferencia calculada entre la altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho valor de señal umbral;35 ii. clasificar de nuevo el rodillo (1) de laminación para continuar el servicio como rodillo de laminación en una caja de laminación diferente; yiii. desguazar el rodillo (1) de laminación para suspender el servicio.
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho patrón de señal de tensión de salida es una representación gráfica (9) de dichas señales de tensión de salida (41, 81) en función de la ubicación en dicho rodillo(1) de laminación en dicha dirección (2) de referencia.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de inspección genera unas señales que45 corresponden a cambios en las propiedades físicas que se seleccionan de entre el grupo que comprende permeabilidad magnética, conductividad eléctrica e impedancia acústica.
-
- 4.
- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho defecto de rodillo de laminación se clasifica como defecto seleccionado de entre el grupo que comprende defectos mecánicos del rodillo y defectos térmicos del rodillo.
-
- 5.
- Procedimiento según la reivindicación 4, en el que un valor de señal umbral para un defecto térmico del rodillo es mayor que un valor de señal umbral para un defecto mecánico del rodillo y se elimina una profundidad menor de material del rodillo de laminación para corregir un defecto térmico del rodillo que para corregir un defecto mecánico del rodillo.
-
- 6.
- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la dirección (2) de referencia es una línea recta paralela a un eje longitudinal del rodillo de laminación.
-
- 7.
- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se repiten las etapas a, e y f, y se elimina una profundidad de material del rodillo de laminación hasta que cualquier señal de tensión de salida (41, 81) generada en la etapa a) sea menor que dicho valor de señal umbral seleccionado en la etapa d).
-
- 8.
- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa a) consiste en:
65 aplicar un sistema de inspección de corriente de Foucault (21) a un rodillo de laminación giratorio para generar señales de tensión de corriente de Foucault de amplitud variable que corresponden a cualquier cambio en la conductividad eléctrica a lo largo de una dirección (2) de referencia para al menos una parte del rodillo de laminación, correspondiendo cualquiera de dichos cambios en la conductividad eléctrica a un defecto de rodillo de laminación.5 9. Sistema (34) para inspeccionar unos rodillos de laminación utilizados en la producción de una banda metálica laminada en plano y para definir una acción correctiva para disponer rodillos de laminación, comprendiendo el sistema:a) unos medios de entrada de datos para recibir datos que definen un historial de rodillo (22) y un historial de 10 laminador asociados con un rodillo que se está inspeccionando;b) una base de datos de valores de señal umbral predeterminados correspondiendo cada uno a una señal de tensión de salida aceptable para un rodillo (1) de laminación que presenta un historial de rodillo y un historial de laminador predeterminados y que presenta un tipo predeterminado de defecto de rodillo de laminación;15 c) un sistema de inspección no destructivo (21) para generar señales de tensión de salida de amplitud variable que corresponden a cambios en las propiedades físicas asociados con defectos del rodillo de laminación;d) unos medios de procesamiento de señal (3) para recibir dichas señales de tensión de salida de amplitud 20 variable y evaluar dichas señales de tensión de salida de amplitud variable para obtener un patrón de señal de tensión a partir de dichas señales de tensión de salida de amplitud variable;e) unos medios de clasificación de señal (3) para clasificar dicho patrón de señal de tensión según patrones predeterminados de señales de tensión de salida asociados con tipos predeterminados de defectos de rodillo 25 de laminación, presentando cada uno un valor de señal umbral predeterminado;f) unos medios de cálculo (3) dispuestos para calcular una diferencia en una altura de pico máxima de las señales de tensión de salida que caracterizan dicho patrón de señal de tensión y dicho valor de señal umbral predeterminado y para definir una acción correctiva para disponer el rodillo de laminación, seleccionándose la30 acción correctiva a partir de lo siguiente:i. eliminar una profundidad de material del rodillo (1) de laminación, siendo dicha profundidad una función de dicha diferencia calculada entre la altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho valor de señal umbral;ii. clasificar de nuevo el rodillo (1) de laminación para continuar el servicio como rodillo de laminación en una caja de laminación diferente; yiii. desguazar el rodillo (1) de laminación para suspender el servicio; y 40g) una representación visual (9) acoplada a dichos medios de cálculo (3) para transmitir información acerca de dicha acción correctiva. - 10. Sistema según la reivindicación 9, en el que el sistema de inspección no destructivo (21) incluye un sensor de 45 sonda de corriente de Foucault.
- 11. Sistema según la reivindicación 9, en el que el sistema de inspección no destructivo (21) incluye un sensor de sonda ultrasónico.50 12. Sistema según la reivindicación 9, en el que los medios de procesamiento de señal incluyen un programa de representación de defecto de rodillo de laminación y unos medios de representación gráfica (9) para representar visualmente dicho patrón de señal de tensión.
- 13. Aparato de rectificado de rodillo de laminación (10) para eliminar una profundidad predeterminada de material de55 un rodillo (1) de laminación que incluye un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, estando dicho sistema acoplado a dicho aparato de rectificado de rodillo de laminación (10), siendo dicha profundidad una función de la diferencia calculada entre la altura de pico máxima de las señales de tensión de salida y dicho valor de señal umbral calculado por dicho sistema.