ES2938132B2 - Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder using high-speed thermal spraying - Google Patents

Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder using high-speed thermal spraying Download PDF

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Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidadMethod for optimizing the roughness of a rolling cylinder using high-speed thermal spraying

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR

La presente invención se refiere a un método especialmente concebido para crear y optimizar la rugosidad sobre los cilindros de trabajo recubiertos mediante la tecnología de proyección térmica a alta velocidad.The present invention relates to a specially designed method for creating and optimizing roughness on coated work rolls using high-speed thermal spray technology.

Estos cilindros de trabajo pueden usarse para la producción de chapa o bobinas en los trenes de laminación en frío o caliente.These work rolls can be used for the production of sheet metal or coils in hot or cold rolling mills.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

En la planta de laminación en frío y caliente, la mejora de la vida en servicio, de los cilindros de trabajo, es uno de los principales caminos para reducir los costes de operación de los fabricantes de acero.In the hot and cold rolling plant, improving the service life of the working rolls is one of the main ways to reduce operating costs for steel manufacturers.

Para aumentar la vida en servicio de los cilindros de trabajo, en comparación con una solución tradicional como el cromado, es necesario aumentar la dureza del recubrimiento. Esto se puede hacer gracias al recubrimiento que incluye partículas de carburos dentro de una matriz metálica.To increase the service life of the working cylinders, compared to a traditional solution such as chrome plating, it is necessary to increase the hardness of the coating. This can be done thanks to the coating that includes carbide particles within a metal matrix.

Estos recubrimientos se depositan sobre la superficie de los cilindros de trabajo mediante proyección térmica a alta velocidad. El tipo de partículas duras proyectadas y el espesor del recubrimiento afectan en gran medida a la vida útil del cilindro de trabajo en servicio.These coatings are deposited on the surface of the working cylinders by high-speed thermal spraying. The type of hard particles projected and the thickness of the coating greatly affect the life of the working cylinder in service.

Según los cilindros de trabajo estándar, debido a las limitaciones del proceso y para evitar defectos en la banda, la rugosidad de los cilindros debe ser uniforme a lo largo del cilindro y debe cumplir con los requisitos en términos de rugosidad media y desviación estándar.According to standard working cylinders, due to process limitations and to avoid web defects, the roughness of the cylinders must be uniform along the length of the cylinder and must meet the requirements in terms of mean roughness and standard deviation.

Debido a que la tecnología de proyección térmica de alta velocidad no se ha desarrollado para gestionar la rugosidad, es un desafío gestionar de forma fiable tanto:Because high-speed thermal spray technology has not been developed for managing roughness, it is a challenge to reliably manage both:

• el espesor del recubrimiento para asegurar la vida en servicio de los cilindros de trabajo• the thickness of the coating to ensure the service life of the working cylinders

• como la rugosidad objetivo.• as the target roughness.

En cuanto a la importancia de la rugosidad en la superficie del cilindro, cabe destacar lo siguiente:Regarding the importance of roughness on the cylinder surface, the following should be highlighted:

• La rugosidad del cilindro afecta al coeficiente de fricción entre la banda y los cilindros durante la laminación. El coeficiente de fricción aumenta a medida que aumenta la rugosidad y a igual rugosidad el coeficiente de fricción aumenta al aumentar el número de picos [1]• Roll roughness affects the coefficient of friction between the strip and rolls during rolling. The friction coefficient increases as the roughness increases and at the same roughness the friction coefficient increases as the number of peaks increases [1]

• Si el coeficiente de fricción es demasiado bajo, puede aparecer un deslizamiento/patinazo de la banda sobre el cilindro y crear defectos o limitar la reducción de espesor en la laminación [2]. Por el contrario, si el coeficiente de fricción es demasiado alto, aumenta la abrasión del cilindro sobre la banda y aumenta la contaminación de la banda con finos de hierro [1].• If the coefficient of friction is too low, slipping/skidding of the belt on the cylinder may occur and create defects or limit the thickness reduction in the lamination [2]. On the contrary, if the coefficient of friction is too high, the abrasion of the cylinder on the belt increases and contamination of the belt with iron fines increases [1].

• Es el caso de las grietas en los bordes de la banda, que se ven normalmente en los trenes de reducción reversible. En ese caso, es bien sabido que las grietas en los bordes son sensibles al coeficiente de fricción: el defecto aumenta cuando aumenta la fricción [3].• This is the case of cracks on the edges of the belt, which are normally seen in reversible reduction trains. In that case, it is well known that edge cracks are sensitive to the friction coefficient: the defect increases when the friction increases [3].

• La rugosidad de la banda afecta las propiedades, la calidad y el rendimiento de la propia banda. Como en el caso de los trenes Skin-pass, para asegurar un buen comportamiento durante el estampado, la rugosidad de la banda debe ser lo suficientemente alta para evitar grietas en el material.• Belt roughness affects the properties, quality and performance of the belt itself. As in the case of Skin-pass mills, to ensure good behavior during stamping, the roughness of the belt must be high enough to avoid cracks in the material.

• La rugosidad de la banda se transfiere de la rugosidad del cilindro de trabajo. Cuanto mayor es la rugosidad de los cilindros, mayor es la rugosidad de la banda laminada. La fuerza de laminación y la tensión de la banda afectan a la forma en que se transfiere la rugosidad. Así, conociendo la rugosidad solicitada en la banda, se define la rugosidad de los cilindros de trabajo. • The roughness of the belt is transferred from the roughness of the working cylinder. The higher the roughness of the cylinders, the higher the roughness of the laminated strip. Rolling force and belt tension affect how roughness is transferred. Thus, knowing the roughness requested on the band, the roughness of the working cylinders is defined.

• Según las condiciones del proceso de laminación y la rugosidad objetivo de la banda, los fabricantes de acero definen la rugosidad de los cilindros.• Depending on the conditions of the rolling process and the target roughness of the strip, steel manufacturers define the roughness of the rolls.

Esta patente presenta soluciones y metodología para obtener una rugosidad uniforme que responde a los requisitos del cliente.This patent presents solutions and methodology to obtain uniform roughness that responds to customer requirements.

En tal sentido se procede a introducir la nomenclatura utilizada en la presente invención.In this sense, the nomenclature used in the present invention is introduced.

Se define como Ra la desviación media aritmética del perfil de rugosidad. El cálculo se hace de acuerdo con la norma estándar ISO 4287 con un cut-off de 0.8 mm.Ra is defined as the arithmetic mean deviation of the roughness profile. The calculation is made in accordance with the ISO 4287 standard with a cut-off of 0.8 mm.

Se define como RPC el número de picos por unidad de longitud en centímetros. El cálculo se hace de acuerdo con la norma estándar ISO 4287 con una anchura de banda de 1 micrómetro.RPC is defined as the number of peaks per unit of length in centimeters. The calculation is made according to the ISO 4287 standard with a bandwidth of 1 micrometer.

En cuanto a los cilindros usados en el proceso de laminación en frío cabe destacar que los cilindros de trabajo usados en los trenes de laminación en frío presentan diferentes tipos de acabado superficial.Regarding the cylinders used in the cold rolling process, it should be noted that the work cylinders used in cold rolling mills have different types of surface finish.

En la Tabla-1 se muestran los valores típicos de la textura de los cilindros de trabajo.Typical values of the texture of working cylinders are shown in Table-1.

Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0001

Tabla-1Table 1

En cuanto a la evolución de la Rugosidad durante la laminación, cabe destacar lo siguiente:Regarding the evolution of Roughness during lamination, the following is worth highlighting:

• Durante la campaña de laminación, la rugosidad de los cilindros de trabajo disminuye debido al desgaste producida por la fricción entre la banda y el cilindro. El uso de recubrimientos, como el cromado, retrasa este fenómeno. Ver Fig.2 • During the rolling campaign, the roughness of the working cylinders decreases due to the wear produced by the friction between the band and the cylinder. The use of coatings, such as chrome plating, delays this phenomenon. See Fig.2

• La disminución de la rugosidad, también, depende del tipo de textura usada en los cilindros. Ver Fig.3• The decrease in roughness also depends on the type of texture used in the cylinders. See Fig.3

• Como la rugosidad inicial de los cilindros es mal alta que la rugosidad del final de la campaña de laminación, los fabricantes de acero controlan regularmente la rugosidad de los cilindros para evitar que se desvíe del rango necesario para asegurar la calidad en la superficie de la banda. Los cilindros se cambian cuando la rugosidad es demasiado baja.• As the initial roughness of the rolls is slightly higher than the roughness at the end of the rolling campaign, steel manufacturers regularly control the roughness of the rolls to prevent it from deviating from the range necessary to ensure quality on the surface of the roll. band. The cylinders are changed when the roughness is too low.

Por su parte, y en lo que se refiere a las tecnologías de texturado, cabe destacar lo siguiente:For its part, and with regard to texturing technologies, the following should be highlighted:

Actualmente existen varias tecnologías de texturado para crear una rugosidad sobre la superficie de los cilindros de trabajo.Currently, there are several texturing technologies to create roughness on the surface of work cylinders.

i. Granallado (SBT):Yo. Shot Blasting (SBT):

Una granalla de acero o fundición, con una granulometría específica, es proyectada sobre la superficie del cilindro de trabajo. La energía cinética de las partículas es suficiente para producir una deformación plástica de la superficie. La rugosidad obtenida es función de la masa y tamaño de la granalla, de la velocidad de la granalla, de la dureza del material base del cilindro, del número de pasadas a lo largo del cilindro y de la velocidad de rotación del cilindro.A steel or cast iron shot, with a specific granulometry, is projected onto the surface of the working cylinder. The kinetic energy of the particles is sufficient to produce plastic deformation of the surface. The roughness obtained is a function of the mass and size of the shot, the speed of the shot, the hardness of the base material of the cylinder, the number of passes along the cylinder and the rotation speed of the cylinder.

ii. Texturado mediante descarga eléctrica (EDT):ii. Electrical discharge texturing (EDT):

El voltaje aplicado entre el cilindro (cátodo) y el electrodo de cobre (ánodo), separados por un medio dieléctrico, produce una descarga eléctrica capaz de crear cráteres en la superficie del cilindro. La rugosidad es función de la frecuencia, del voltaje aplicado entre los electrodos y del nivel de capacitancia en la electrónica. Esta tecnología es poco usada en la laminación en frío con alto índice de reducción ya que es muy sensible al desgaste del cilindro. Actualmente esta textura es la referencia para los trenes Skin-pass y Temper.The voltage applied between the cylinder (cathode) and the copper electrode (anode), separated by a dielectric medium, produces an electrical discharge capable of creating craters on the surface of the cylinder. Roughness is a function of frequency, the voltage applied between the electrodes and the level of capacitance in the electronics. This technology is rarely used in cold rolling with a high reduction index since it is very sensitive to cylinder wear. Currently this texture is the reference for the Skin-pass and Temper trains.

iii. Texturado con Laser (LT): iii. Laser Texturing (LT):

Un rayo láser golpea la superficie del cilindro fundiendo el material y expulsando el material fuera del cráter creado mediante la asistencia de un gas (O2, CO2 o Ar). La textura final del cilindro se corresponde con una distribución uniforme de cráteres a lo largo de un paso helicoidal sobre la circunferencia del cilindro de trabajo. La distancia axial de los cráteres es controlada por la velocidad del movimiento longitudinal del cilindro. En la dirección tangencial, la distancia de los cráteres es determinada, tanto por la velocidad del cilindro como por la velocidad del obturador mecánico. La profundidad del cráter viene determinada por la potencia del láser. Esta tecnología no es muy comúnmente usada actualmente.A laser beam hits the surface of the cylinder, melting the material and expelling the material out of the crater created through the assistance of a gas (O 2 , CO 2 or Ar). The final texture of the cylinder corresponds to a uniform distribution of craters along a helical pitch over the circumference of the working cylinder. The axial distance of the craters is controlled by the speed of the longitudinal movement of the cylinder. In the tangential direction, the distance of the craters is determined by both the speed of the cylinder and the speed of the mechanical shutter. The depth of the crater is determined by the power of the laser. This technology is not very commonly used today.

iv. Texturado por haz de electrones (EBT):iv. Electron Beam Texturing (EBT):

Esta tecnología consiste en bombardear un haz de electrones sobre la superficie del cilindro. Durante un solo disparo, las lentes enfocan el rayo para precalentar el material del cilindro, luego bombardean la superficie con un primer disparo para crear un cráter y después calienta el borde que rodea el cráter. Este ciclo se puede realizar dos o tres veces en el mismo lugar para crear un cráter más profundo. Durante el ciclo de disparo, el haz se desvía para compensar el movimiento continuo de la superficie del cilindro (desplazamiento y rotación). Esta tecnología solo se usa, ocasionalmente, para los trenes Skin-Pass, pero no es muy comúnmente usada actualmente.This technology consists of bombarding a beam of electrons on the surface of the cylinder. During a single shot, the lenses focus the beam to preheat the cylinder material, then bombard the surface with a first shot to create a crater, and then heat the rim surrounding the crater. This cycle can be done two or three times in the same location to create a deeper crater. During the firing cycle, the beam is deflected to compensate for the continuous movement of the cylinder surface (displacement and rotation). This technology is only occasionally used for Skin-Pass trains, but is not very commonly used today.

En la Fig.1 se describen estas diferentes tecnologías.These different technologies are described in Fig.1.

En cuanto a los recubrimientos mediante proyección térmica a alta velocidad, cabe destacar lo siguiente:Regarding coatings using high-speed thermal projection, the following should be highlighted:

• Las técnicas de proyección térmica son procesos de recubrimiento en los que los materiales fundidos se proyectan sobre una superficie. Una mezcla de gases se quema en una cámara de combustión, calentando y acelerando un polvo para depositarlo sobre un sustrato. Si el gas comburente es oxígeno, la proyección térmica se llama HVOF. Si el comburente es aire, la proyección térmica se llama HVAF.• Thermal spraying techniques are coating processes in which molten materials are projected onto a surface. A mixture of gases burns in a combustion chamber, heating and accelerating a powder to deposit it on a substrate. If the oxidizing gas is oxygen, the thermal projection is called HVOF. If the oxidizer is air, the thermal spray is called HVAF.

• Para aumentar la vida útil, se produce un cilindro de laminación con un revestimiento de aleaciones de carburo de tungsteno donde el revestimiento suele ser de una sola capa, con un espesor comprendido entre 0,003 mm y 0,020 mm, afectando al 100% de la superficie de trabajo. La aleación se selecciona preferiblemente de: WC-CoCr, WC-NiCr, WC-Co, WC-Ni o WC-CrC-Ni. Preferiblemente, la permeabilidad del revestimiento está en un rango entre 0% y 0,1%.• To increase the service life, a rolling cylinder is produced with a liner of tungsten carbide alloys where the liner is usually a single layer, with a thickness between 0.003 mm and 0.020 mm, affecting 100% of the work surface. The alloy is preferably selected from: WC-CoCr, WC-NiCr, WC-Co, WC-Ni or WC-CrC-Ni. Preferably, the permeability of the coating is in a range between 0% and 0.1%.

• La capa de recubrimiento tiene una dureza final, comprendida entre 1000 Hv y 1600 Hv.• The coating layer has a final hardness between 1000 Hv and 1600 Hv.

• La patente WO2021148690 describe, en el caso de la tecnología HVAF, el uso de recubrimientos de carburo de tungsteno para cilindros de laminación en frío.• Patent WO2021148690 describes, in the case of HVAF technology, the use of tungsten carbide coatings for cold rolling rolls.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

El método que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta.The method that the invention proposes solves the previously mentioned problem in a fully satisfactory manner.

Para ello, y de forma más concreta, el método de la invención consiste en un método de recubrimiento de un cilindro mediante proyección térmica de un polvo por medio de una columna de proyección para formar una rugosidad isotrópica (Ra) en la superficie de dicho cilindro, en el que el cilindro gira a una velocidad (Vr) alrededor de su eje longitudinal y la columna de proyección se mueve en traslación a una velocidad (Vt), paralela al eje del cilindro para depositar el material de acuerdo con una figura helicoidal, de modo que en dicho método se establecen las siguientes fases operativas:To this end, and more specifically, the method of the invention consists of a method of coating a cylinder by thermal spraying of a powder by means of a spray column to form an isotropic roughness (Ra) on the surface of said cylinder. , in which the cylinder rotates at a speed (Vr) around its longitudinal axis and the projection column moves in translation at a speed (Vt), parallel to the axis of the cylinder to deposit the material according to a helical figure, so that in said method the following operational phases are established:

a) establecer una granulometría (G) de polvo a proyectar,a) establish a granulometry (G) of the dust to be projected,

b) establecer una rugosidad objetivo (Ra) y un espesor objetivo (t) del recubrimiento,b) establish a target roughness (Ra) and a target thickness (t) of the coating,

c) encontrar el flujo de alimentación correspondiente (Fr) del polvo en una tabla empírica que presente la rugosidad objetivo (Ra) en función del flujo de alimentación (Fr) y la granulometría (G) según la fórmula:c) find the corresponding feed flow (Fr) of the powder in an empirical table that presents the target roughness (Ra) as a function of the feed flow (Fr) and the granulometry (G) according to the formula:

Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001

donde n es la eficiencia del proceso que depende del tipo de equipo a utilizar y A (G) y B (G) son funciones de la granulometría del polvo (G),where n is the efficiency of the process that depends on the type of equipment to be used and A (G) and B (G) are functions of the granulometry of the powder (G),

d) definir la velocidad de rotación (Vr) y la velocidad de traslación (Vt) a partir de una ecuación que relaciona el espesor de recubrimiento objetivo (t) como una función del flujo de alimentación definido (Fr), la velocidad de traslación (Vt) y la velocidad de rotación (Vr), de acuerdo con la fórmula:d) define the rotation speed (Vr) and the translation speed (Vt) from an equation that relates the target coating thickness (t) as a function of the defined feed flow (Fr), the translation speed ( Vt) and the rotation speed (Vr), according to the formula:

Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001

donde N son las revoluciones por minuto del cilindro y p es la densidad del polvo de proyección, mientras que la relación entre el ancho del cono de proyección (d) y el paso por vuelta (p) de la hélice es mayor que uno.where N is the revolutions per minute of the cylinder and p is the density of the spray powder, while the ratio between the width of the spray cone (d) and the pitch per revolution (p) of the propeller is greater than one.

El método de proyección térmica podrá ser proyección HVOF o HVAF.The thermal projection method may be HVOF or HVAF projection.

Por su parte, el polvo de proyección contendrá partículas duras de dimensiones inferiores a 1 ^m y en el que la rugosidad final objetivo (Ra) depende de la granulometría media del polvo (G).For its part, the spray powder will contain hard particles with dimensions less than 1 ^m and in which the final objective roughness (Ra) depends on the average granulometry of the powder (G).

Paralelamente, el número de picos (RPc) de la superficie del recubrimiento no debe superar un valor relacionado con la rugosidad (Ra).In parallel, the number of peaks (RPc) of the coating surface must not exceed a value related to the roughness (Ra).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that will be made below and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical implementation, a set of figures is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

La figura 1.- Muestra un esquema de las diferentes tecnologías de texturado existentes en la actualidad, en donde: Figure 1.- Shows a diagram of the different texturing technologies that currently exist, where:

(1)= Texturado mediante granallado (SBT). Recubrimiento estocástico.(1)= Textured by shot blasting (SBT). Stochastic overlay.

(2-2’)= Texturado mediante descarga eléctrica (EDT). Recubrimiento estocástico.(2-2')= Electrical discharge texturing (EDT). Stochastic overlay.

(3) = Texturado con Laser (LT). Recubrimiento determinístico.(3) = Laser Texturing (LT). Deterministic coating.

(4) = Texturado por haz de electrones (EBT). Recubrimiento determinístico.(4) = Electron beam texturing (EBT). Deterministic coating.

(5) = Texturado mediante deposición de cromo (TST). Recubrimiento Nodular.(5) = Texturing by chrome deposition (TST). Nodular coating.

(6) = Recubrimiento mediante proyección térmica HVAF. Recubrimiento estocástico.(6) = HVAF thermal spray coating. Stochastic overlay.

La figura 2.- Muestra una gráfica relativa a la evolución de la rugosidad durante el proceso de laminación y como el uso de recubrimientos como el cromado retrasa el desgaste producido por la fricción entre la banda y el cilindro, en donde el eje de ordenadas representa la rugosidad de la superficie en micras, y el eje de abscisas la longitud de banda en kilómetros, y en donde la curva inferior representa el comportamiento de un cilindro de acero forjado con 5% de cromo (cilindro sin recubrimiento), mientras que la curva superior representa el comportamiento de un cilindro con un recubrimiento electrolítico de cromo o de cromo plateado.Figure 2.- Shows a graph relating to the evolution of roughness during the lamination process and how the use of coatings such as chrome plating delays the wear produced by friction between the band and the cylinder, where the ordinate axis represents the surface roughness in microns, and the x-axis the strip length in kilometers, and where the lower curve represents the behavior of a forged steel cylinder with 5% chromium (uncoated cylinder), while the curve The top represents the behavior of a cylinder with a chrome or chrome plated electroplating.

La figura 3.- Muestra una gráfica en la que se representa la disminución de la rugosidad en función de las toneladas laminadas de chapa de acero, dependiendo del tipo de textura utilizada en los cilindros, concretamente para cuatro texturas diferentes.Figure 3.- Shows a graph that represents the decrease in roughness as a function of the rolled tons of steel sheet, depending on the type of texture used in the cylinders, specifically for four different textures.

La figura 4.- Muestra una representación esquemática del procedimiento de la invención, en el que el cilindro (7) gira a una velocidad controlada alrededor de su eje longitudinal (8) y el cono de proyección se mueve en traslación, paralela al eje del cilindro para depositar el material de acuerdo con una figura helicoidal (10).Figure 4.- Shows a schematic representation of the method of the invention, in which the cylinder (7) rotates at a controlled speed around its longitudinal axis (8) and the projection cone moves in translation, parallel to the axis of the cylinder to deposit the material according to a helical figure (10).

La figura 5.- Muestra una gráfica en la que se representa la evolución de la desviación media aritmética del perfil de rugosidad en función del número de picos por unidad de longitud en centímetros, en donde la curva superior corresponde a la relación máxima de picos y la curva inferior a la relación mínima de picos.Figure 5.- Shows a graph that represents the evolution of the arithmetic mean deviation of the roughness profile as a function of the number of peaks per unit of length in centimeters, where the upper curve corresponds to the maximum ratio of peaks and the curve lower than the minimum peak ratio.

La figura 6.- Muestra una gráfica similar a la de la figura 5, pero correspondiente a una comparativa entre las curvas en un proceso sin tratamiento adicional y la curva correspondiente al tratamiento adicional para reducir los picos en las rugosidades inferiores a 2 micras. Figure 6.- Shows a graph similar to that of Figure 5, but corresponding to a comparison between the curves in a process without additional treatment and the curve corresponding to the additional treatment to reduce the peaks in roughness less than 2 microns.

Las figuras 6.1 y 6.2.- Muestran un corte en perfil del recubrimiento para medir el número de picos y el relieve de los mismos realizado mediante una herramienta exprofeso para ello. El eje de ordenadas refleja el tamaño de los picos en micras (considerándose como picos tanto las crestas como los valles) mientras que el eje de abscisas representa la longitud en micras del perfil. La figura 6.1 muestra el perfil sin tratamiento adicional y la figura 6.2 un caso extremo donde se han eliminado todas las crestas de los picos por encima de 0.25 micras del espesor de recubrimiento perseguido para un caso concreto.Figures 6.1 and 6.2.- Show a profile cut of the coating to measure the number of peaks and their relief made using a tool specifically for this purpose. The ordinate axis reflects the size of the peaks in microns (both crests and valleys being considered peaks) while the abscissa axis represents the length in microns of the profile. Figure 6.1 shows the profile without additional treatment and figure 6.2 an extreme case where all the crests of the peaks above 0.25 microns of the coating thickness pursued for a specific case have been removed.

REALIZACIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED EMBODIMENT OF THE INVENTION

De acuerdo con el método de la invención, para la gestión de la rugosidad se ha previsto lo siguiente:According to the method of the invention, the following has been provided for roughness management:

- Para el Recubrimiento por Proyección Térmica el espesor (t) está estrechamente relacionado con el flujo de alimentación del polvo (Fr), así como con la velocidad tangencial de la pieza (Vr) y la velocidad transversal de la pistola (Vt) de acuerdo con la siguiente fórmula:- For Thermal Spray Coating, the thickness (t) is closely related to the powder feed flow (Fr), as well as to the tangential speed of the piece (Vr) and the transverse speed of the gun (Vt) according to with the following formula:

Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001

Siendo: t= espesor del recubrimientoBeing: t= thickness of the coating

N= revoluciones por minuto del cilindroN= cylinder revolutions per minute

p= Eficiencia del proceso según el tipo de equipo de proyección p= Efficiency of the process according to the type of projection equipment

Fr= Flujo de alimentación de polvoFr= Powder feed flow

Vt= Velocidad transversal de la pistolaVt= Gun transverse speed

p= Densidad del polvo p= Dust density

Vr= Velocidad tangencial del cilindro Vr= tangential velocity of the cylinder

- Para asegurar la uniformidad de la rugosidad isotrópica y del espesor del recubrimiento, es necesario optimizar el solape del cono de proyección entre dos vueltas de rotación del cilindro. Para conseguir esto, la relación entre la anchura del cono de proyección (d) y la longitud del paso (p) entre dos vueltas de rotación, debe ser mayor de 1 (ver Fig.4).- To ensure the uniformity of the isotropic roughness and the thickness of the coating, it is necessary to optimize the overlap of the projection cone between two turns of rotation of the cylinder. To achieve this, the ratio between the width of the projection cone (d) and the length of the step (p) between two turns of rotation must be greater than 1 (see Fig.4).

- La rugosidad depende del flujo de alimentación y granulometría del polvo de proyección, de acuerdo con la fórmula empírica simplificada descrita a continuación:- The roughness depends on the feed flow and granulometry of the spray powder, according to the simplified empirical formula described below:

Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001

Siendo: ^ = Eficiencia del procesoBeing: ^ = Process efficiency

Fr= Flujo de alimentación de polvoFr= Powder feed flow

A(G) y B(G) son funciones de la granulometría del polvo (G) A(G) and B(G) are functions of the powder granulometry (G)

Es más conveniente el uso de la Tablas descritas a continuación:It is more convenient to use the Tables described below:

Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001

Tabla-2: Ra (^m) como función del Flujo de alimentación y Granulometría del polvo-procesoTable-2: Ra (^m) as a function of the Feed Flow and Granulometry of the powder-process

HVAF.HVAF.

Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0002

Tabla-3: Ra (^m) como función del Flujo de alimentación y Granulometría del polvo-procesoTable-3: Ra (^m) as a function of the Feed Flow and Granulometry of the powder-process

HVOF.HVOF.

Como aclaración, el polvo contiene partículas finas y duras (como WC) y un ligante (generalmente un metal más blando). Esto significa que la granulometría de polvo es mayor que los tamaños de partículas duras. Un grano de polvo puede contener más de una partícula dura.As a clarification, powder contains fine, hard particles (like WC) and a binder (usually a softer metal). This means that the granulometry of powder is larger than the sizes of hard particles. A grain of dust may contain more than one hard particle.

En cuanto a las etapas para gestionar la rugosidad, estas son las siguientes:Regarding the stages to manage roughness, these are the following:

a) Definir la Granulometría del polvo. a) Define the Granulometry of the powder.

b) Conociendo la granulometría del polvo y la rugosidad objetivo, el flujo de alimentación de polvo se define según la Tabla-2 o Tabla-3.b) Knowing the granulometry of the powder and the target roughness, the powder feed flow is defined according to Table-2 or Table-3.

c) Conociendo el flujo de alimentación de polvo y el espesor objetivo, los valores de Vr y Vt se definen teniendo en cuenta la Ecuación-1 y respetando d/p >1.c) Knowing the powder feed flow and the target thickness, the values of Vr and Vt are defined taking into account Equation-1 and respecting d/p >1.

La Tabla-4 describe la proyección térmica de acuerdo con nuestra invención comparada con la rugosidad estándar.Table-4 describes the thermal projection according to our invention compared to the standard roughness.

Figure imgf000013_0002
Figure imgf000013_0002

Tabla-4: Comparación entre la rugosidad por proyección térmica y la estocástica estándar.Table-4: Comparison between thermal projection roughness and standard stochastic roughness.

En lo que respecta a la gestión de la granulometría del polvo y el tamaño de sus partículas duras:Regarding the management of the granulometry of the dust and the size of its hard particles:

- Anteriormente se explicaron los pasos necesarios para gestionar la rugosidad para un tamaño fijo del polvo de proyección.- Previously, the steps necessary to manage roughness for a fixed size of the spray powder were explained.

- Para acceder a todos los niveles de rugosidad solicitados, el tamaño del polvo debe adaptarse, de acuerdo con la Tabla-5 para abordar diferentes rangos de rugosidad.- To access all requested roughness levels, the powder size must be adapted, according to Table-5 to address different roughness ranges.

Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001

Tabla-5: Granulometría del polvo requerida Table-5: Required powder granulometry

- Se sabe que el tamaño de las partículas duras puede afectar a la rugosidad final del recubrimiento por proyección de alta velocidad. Como, por ejemplo, la patente JP09300008 aconseja adaptar el tamaño de partícula dura entre 1 y 20 ^m para que la rugosidad obtenida esté comprendida entre 0,3 y 3 ^m. Por ejemplo, el tamaño de partículas duras entre 1 y 5 ^m para obtener una rugosidad de alrededor de 0,3 ^m.- It is known that the size of the hard particles can affect the final roughness of the high-speed spray coating. As, for example, patent JP09300008 advises adapting the size of the hard particle between 1 and 20 ^m so that the roughness obtained is between 0.3 and 3 ^m. For example, hard particle size between 1 and 5^m to obtain a roughness of about 0.3^m.

- A medida que aumenta la vida útil de los cilindros, aumenta la duración de la campaña de laminación. Si el tamaño de las partículas duras es demasiado grande, la rugosidad del cilindro vuelve a aumentar a medida que transcurre la laminación y esto es debido al "desgaste" del ligante metálico. Para evitar este fenómeno, el tamaño de las partículas duras debe ser inferior a 1 ^m.- As the useful life of the cylinders increases, the duration of the rolling campaign increases. If the size of the hard particles is too large, the roughness of the cylinder increases again as the rolling progresses and this is due to the "wear" of the metallic binder. To avoid this phenomenon, the size of hard particles should be less than 1 ^m.

Por su parte, y en lo que respecta a la gestión del número de picos de la rugosidad, cabe destacar lo siguiente:For its part, and with regard to managing the number of roughness peaks, the following should be highlighted:

- Para cilindros sin recubrir, o cilindros cromados, usados en trenes de laminación tándem o reversibles, como se mencionó anteriormente, los fabricantes de acero solían fijar la rugosidad para garantizar la calidad de la banda (sin contaminación, grietas en los bordes, etc....) pero no se realiza ninguna solicitud específica para el número de picos.- For uncoated cylinders, or chrome plated cylinders, used in tandem or reversible rolling mills, as mentioned above, steel manufacturers used to set the roughness to ensure the quality of the strip (no contamination, edge cracks, etc. ...) but no specific request is made for the number of spikes.

- El recubrimiento HVAF o HVOF que contiene partículas duras, aumenta considerablemente la vida en servicio de los cilindros. Esto significa un gran aumento de la duración de la campaña de laminación. Para la duración estándar de la campaña de laminación (cilindros no recubiertos o cilindros cromados), la gestión de la rugosidad es suficiente para evitar defectos en la banda laminada. En caso de recubrimientos con dureza superior a 1000 Hv, los ensayos señalaron que es importante limitar el nivel del número de picos además de la rugosidad. Según el [2]% del área plana afecta la fricción. Una forma de aumentar la superficie de contacto es disminuir el número de picos y/o redondear los picos.- The HVAF or HVOF coating that contains hard particles considerably increases the service life of the cylinders. This means a large increase in the duration of the rolling campaign. For the standard duration of the rolling campaign (uncoated cylinders or chrome-plated cylinders), roughness management is sufficient to avoid defects in the rolled strip. In case of coatings with hardness greater than 1000 Hv, the tests indicated that it is important to limit the level of the number of peaks in addition to the roughness. According to [2]% of the flat area affects friction. One way to increase the contact surface is to decrease the number of spikes and/or round the spikes.

- Para poder aumentar la vida en servicio de la campaña de laminación en 1,5 veces en comparación con los cilindros cromados o 2 veces en comparación con los cilindros no recubiertos sin ningún problema de calidad (grietas en los bordes, contaminación, etc....), el número máximo de picos (RPc) debe seguir la fórmula:- In order to increase the service life of the rolling campaign by 1.5 times compared to chrome cylinders or 2 times compared to cylinders uncoated without any quality problem (edge cracks, contamination, etc...), the maximum number of peaks (RPc) must follow the formula:

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Figure imgf000015_0001

- En el caso de los recubrimientos mediante proyección térmica a alta velocidad, el número de picos evoluciona con la rugosidad como se muestra en la Fig-5. Esta evolución es típica de la rugosidad creada mediante proyección térmica de alta velocidad y para granulometrías del polvo de proyección inferior a 50 μm.- In the case of coatings using high-speed thermal spraying, the number of peaks evolves with roughness as shown in Fig-5. This evolution is typical of the roughness created by high-speed thermal spraying and for spray powder particle sizes less than 50 μm.

- La Fig.6. Muestra que los recubrimientos de proyección térmica a alta velocidad cumplen la Ecuación-3. Para rugosidades superiores a 1,5-2 μm. Para una rugosidad más baja es necesario añadir una operación posterior de tratamiento de la superficie recubierta.- Fig.6. It shows that high-speed thermal spray coatings satisfy Equation-3. For roughness greater than 1.5-2 μm. For a lower roughness it is necessary to add a subsequent treatment operation of the coated surface.

Este tratamiento superficial puede ser mecánico (granallado, p u lid o .), químico, electroquímico o térmico ( lá s e r.). Mediante estos tratamientos se van erosionando los picos de la rugosidad. Al mismo tiempo, se reduce la rugosidad y el número de picos total (consulte la Fig. 6, Fig. 6.1 y Fig.6.2). La forma en que disminuyen los picos y la rugosidad depende del tipo de tratamiento final a realizar.This surface treatment can be mechanical (shot blasting, polishing), chemical, electrochemical or thermal (laser). Through these treatments, the roughness peaks are eroded. At the same time, the roughness and the total number of peaks are reduced (see Fig. 6, Fig. 6.1 and Fig.6.2). The way in which the peaks and roughness decrease depends on the type of final treatment to be performed.

Paralelamente, para rugosidades superiores a 5 μm es preciso llevar a cabo un tratamiento previo del cilindro mediante granallado.At the same time, for roughness greater than 5 μm it is necessary to pre-treat the cylinder by shot peening.

Las referencias utilizadas en la presente solicitud son las siguientes:The references used in this application are the following:

[1] WORK ROLL ROUGHNESS TOPOGRAPHY AND STRIP CLEANLINESS DURING COLD ROLLING AUTOMOTIVE SHEET - Claude Gaspard, Daniel Cavalier, Stefan Wahlund - Technical contribution to the 11th International Rolling Conference, part of the ABM Week 2019, October 1st-3rd, 2019, Sao Paulo, SP, Brazil.[1] WORK ROLL ROUGHNESS TOPOGRAPHY AND STRIP CLEANLINESS DURING COLD ROLLING AUTOMOTIVE SHEET - Claude Gaspard, Daniel Cavalier, Stefan Wahlund - Technical contribution to the 11th International Rolling Conference, part of the ABM Week 2019, October 1st-3rd, 2019, Sao Paulo , SP, Brazil.

[2] RELATIONS BETWEEN FRICTION COEFFICIENT AND ROLL SURFACE PROFILES, ROLLED SHEET CHARACTERISTICS IN COLD ROLLING OF STEEL SHEETS - Hiroyasu YAMAMOTO, Mansaku SASAKI and Takahiro [2] RELATIONS BETWEEN FRICTION COEFFICIENT AND ROLL SURFACE PROFILES, ROLLED SHEET CHARACTERISTICS IN COLD ROLLING OF STEEL SHEETS - Hiroyasu YAMAMOTO, Mansaku SASAKI and Takahiro

KITAMURA - Tetsu-to-Hagané Vol. 95 (2009) No. 5.KITAMURA - Tetsu-to-Hagané Vol. 95 (2009) No. 5.

[3] THE RESEARCH ON EDGE CARCK OF COLD ROLLED THIN STRIP - Haibo Xie -2011 - Thesis of university of Wollongong.[3] THE RESEARCH ON EDGE CARCK OF COLD ROLLED THIN STRIP - Haibo Xie -2011 - Thesis of university of Wollongong.

[4] TEXTURING METHODS FOR COLD MILL WORK ROLLS - Bilal QOLAK*, Fatih BA§OGLU+, Naci KURGAN - UDCS'19 Fourth International Iron and Steel Symposium, 4-6 April, Karabuk.[4] TEXTURING METHODS FOR COLD MILL WORK ROLLS - Bilal QOLAK*, Fatih BA§OGLU+, Naci KURGAN - UDCS'19 Fourth International Iron and Steel Symposium, 4-6 April, Karabuk.

[5] EFFECT OF WORK ROLL TECHNOLOGY ON COLD MATERIALS ROLLING AND PROGRESS OF MANUFACTURING FUTURE DEVELOPMENTS IN JAPAN -Mitsuo HASHIMOTO, Taku TANAKA, Tsuyoshi INOUE,1) Masayuki YAMASHITA,2) Ryurou KURAHASHI3) and Ryozi TERAKADO4) - ISIJ International, Vol. 42 (2002), No. 9, pp. 982-989.[5] EFFECT OF WORK ROLL TECHNOLOGY ON COLD MATERIALS ROLLING AND PROGRESS OF MANUFACTURING FUTURE DEVELOPMENTS IN JAPAN -Mitsuo HASHIMOTO, Taku TANAKA, Tsuyoshi INOUE,1) Masayuki YAMASHITA,2) Ryurou KURAHASHI3) and Ryozi TERAKADO 4 ) - ISIJ International, Vol 42 (2002), No. 9, pp. 982-989.

[6] Patent WO 2021148690.[6] Patent WO 2021148690.

[7] Patent JP 09300008. [7] Patent JP 09300008.

Claims (6)

REIVINDICACIONES 1a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, más concretamente proyección térmica de un polvo por medio de una columna de proyección para formar una rugosidad isotrópica (Ra) en la superficie de dicho cilindro, en el que el cilindro gira a una velocidad (Vr) alrededor de su eje longitudinal y la columna de proyección se mueve en traslación a una velocidad (Vt), paralela al eje del cilindro para depositar el material de acuerdo con una figura helicoidal, en donde en el mismo se establecen las siguientes fases operativas:1a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, more specifically thermal spraying of a powder by means of a spraying column to form an isotropic roughness (Ra) on the surface of said cylinder, in which the cylinder rotates at a speed (Vr) around its longitudinal axis and the projection column moves in translation at a speed (Vt), parallel to the axis of the cylinder to deposit the material according to a helical figure, in where the following operational phases are established: a) establecer una granulometría (G) de polvo a proyectar,a) establish a granulometry (G) of the dust to be projected, b) establecer una rugosidad objetivo (Ra) y un espesor objetivo (t) del recubrimiento,b) establish a target roughness (Ra) and a target thickness (t) of the coating, c) encontrar el flujo de alimentación correspondiente (Fr) del polvo en una tabla empírica que presente la rugosidad objetivo (Ra) en función del flujo de alimentación (Fr) y la granulometría (G) según la fórmula:c) find the corresponding feed flow (Fr) of the powder in an empirical table that presents the target roughness (Ra) as a function of the feed flow (Fr) and the granulometry (G) according to the formula:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
donde n es la eficiencia del proceso que depende del tipo de equipo a utilizar y A (G) y B (G) son funciones de la granulometría del polvo (G),where n is the efficiency of the process that depends on the type of equipment to be used and A (G) and B (G) are functions of the granulometry of the powder (G), d) definir la velocidad de rotación (Vr) y la velocidad de traslación (Vt) a partir de una ecuación que relaciona el espesor de recubrimiento objetivo (t) como una función del flujo de alimentación definido (Fr), la velocidad de traslación (Vt) y la velocidad de rotación (Vr), de acuerdo con la fórmula:d) define the rotation speed (Vr) and the translation speed (Vt) from an equation that relates the target coating thickness (t) as a function of the defined feed flow (Fr), the translation speed ( Vt) and the rotation speed (Vr), according to the formula:
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0002
donde N son las revoluciones por minuto del cilindro y p es la densidad del polvo de proyección, mientras que la relación entre el ancho del cono de proyección (d) y el paso por vuelta (p) de la hélice es mayor que uno. where N is the revolutions per minute of the cylinder and p is the density of the spray powder, while the ratio between the width of the spray cone (d) and the pitch per revolution (p) of the propeller is greater than one.
2a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, según reivindicación 1a, caracterizado por que se utiliza un método de proyección térmica HVAF, siendo la tabla empírica del cálculo de la rugosidad deseada (Ra) en función a la granulometría de polvo (G) y el flujo de alimentación del polvo (Fr):2a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, according to claim 1a, characterized in that an HVAF thermal spraying method is used, being the empirical table for calculating the desired roughness (Ra) depending on the powder granulometry (G) and the powder feed flow (Fr):
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
3a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, según reivindicación 1a, caracterizado por que se utiliza un método de proyección térmica HVOF, siendo la tabla empírica del cálculo de la rugosidad deseada (Ra) en función a la granulometría de polvo (G) y el flujo de alimentación del polvo (Fr): 3a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, according to claim 1a, characterized in that an HVOF thermal spraying method is used, being the empirical table for calculating the desired roughness (Ra) depending on the powder granulometry (G) and the powder feed flow (Fr):
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000019_0002
4a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, según reivindicación 1a, caracterizado por que el polvo de proyección contiene partículas duras de dimensiones inferiores a 1 ^m y en el que la rugosidad final objetivo (Ra) depende de la granulometría media del polvo (G) según la regla siguiente:4a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, according to claim 1a, characterized in that the spraying powder contains hard particles with dimensions less than 1 ^m and in which the final objective roughness ( Ra) depends on the average granulometry of the powder (G) according to the following rule:
Figure imgf000019_0003
Figure imgf000019_0003
5a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, según reivindicación 1a, caracterizado por que el número de picos (RPc) de la superficie del recubrimiento no supera un valor relacionado con la rugosidad (Ra) según la fórmula siguiente:5a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, according to claim 1a, characterized in that the number of peaks (RPc) of the coating surface does not exceed a value related to the roughness (Ra ) according to the following formula:
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
6a.- Método de optimización de la rugosidad de un cilindro de laminación mediante proyección térmica a alta velocidad, según las reivindicaciones ia y 3a, caracterizado porque el número de picos (RPc) se obtiene mediante una etapa de tratamiento superficial adicional que consiste en reducir la altura y el número de picos mediante ablación/eliminación mecánica, térmica, química, o electroquímica, para rugosidades inferiores a 2 ^m. 6a.- Method for optimizing the roughness of a rolling cylinder by means of high-speed thermal spraying, according to claims ia and 3a, characterized in that the number of peaks (RPc) is obtained through an additional surface treatment step that consists of reducing the height and number of peaks by mechanical, thermal, chemical, or electrochemical ablation/removal, for roughnesses less than 2 ^m.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09300008A (en) * 1996-05-10 1997-11-25 Fujikoo:Kk Roll for skin pass rolling of plate
SE528132C2 (en) * 2004-04-30 2006-09-12 Sandvik Intellectual Property Method of joining dispersion-curing alloy
JP4639317B2 (en) * 2005-09-22 2011-02-23 株式会社フジコー Roll manufacturing method
WO2017056519A1 (en) * 2015-09-28 2017-04-06 三島光産株式会社 Roll and production method therefor
ES2843747B2 (en) 2020-01-20 2023-05-24 Mecanizacion Ind Astillero S A ROLLS FOR ROLLING WITH A COATING OF TUNGSTEN CARBIDE ALLOYS AND PROCEDURE FOR OBTAINING THE SAME

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