ES2957911T3 - Trenes de laminación con capacidad de laminar longitudes de miles de metros para líneas de fabricación ESP (Endless Strip Production), (fabricación de bandas sin fin) - Google Patents
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Abstract
Rodillos de laminador capaces de rodar largos kilómetros utilizados para la línea de producción de ESP y un método para rodar largos kilómetros utilizando los rodillos de laminador. Los rodillos del laminador comprenden rodillos (3, 4), una caja de cojinete (2) y un cilindro hidráulico de desplazamiento de rodillos (1), en el que la porción media de la superficie de dicho rodillo se hunde hacia dentro, un extremo de los rodillos tiene forma de tronco de árbol, cada vez más pequeño hacia afuera, de modo que la superficie del rodillo forma una rampa de compensación, y el otro extremo de los rodillos es cilíndrico. El rodillo superior (3) y el rodillo inferior (4) tienen el mismo perfil de rodillo y están colocados en direcciones opuestas. Los rodillos del laminador se caracterizan por un menor descontrol del producto laminado y una vida útil más larga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Trenes de laminación con capacidad de laminar longitudes de miles de metros para líneas de fabricación ESP (Endless Strip Production), (fabricación de bandas sin fin)
Sector técnico
La presente invención se refiere a un tren de laminación, en concreto, a un tren de laminación con capacidad de laminar longitudes de miles de metros, adecuado para ser utilizado en una línea de fabricación ESP, y a un procedimiento para laminar longitudes de kilómetros utilizando un tren de laminación de este tipo.
Estado de la técnica anterior
Las líneas de fabricación de banda sin fin de acero ESP han conseguido una conexión rígida entre la máquina de colada continua y la línea de laminación, eliminando de este modo las pérdidas de acero por la chatarra producida por los frecuentes empalmados y desempalmados en la laminación continua en caliente convencional. Al hacerlo, el proceso de fabricación ESP y las líneas de fabricación ESP consiguen un proceso de laminación estable, especialmente en productos de calibre delgado.
En general, los beneficios económicos de los productos de calibre delgado son mayores que los de los productos de calibre grueso. La mayor ventaja del ESP es su buena capacidad para laminar productos de calibre delgado con un flujo másico elevado. El proceso de laminación ESP se caracteriza por una forma de transición que es “grueso-delgado-grueso”, es decir, después de la puesta en marcha de la línea ESP, el producto laminado final es bastante grueso, a continuación, el calibre del producto laminado final se va haciendo cada vez más y más delgado y, antes del final del proceso ininterrumpido de laminación, el calibre del producto laminado final vuelve a ser más grueso de nuevo. Lo importante de la mejora de la proporción de calibre delgado reside en aumentar los kilómetros laminados, lo que significa el aumento del tonelaje de colada continua de las máquinas de colada y la reducción del desgaste de los rodillos. El tonelaje de la colada continua está limitado por la vida útil de las toberas de colada, y el desgaste de los rodillos está limitado por los requisitos garantizados del producto laminado. Actualmente, la vida útil de las toberas utilizadas en la colada continua de ESP está dentro de un margen soportable, y el contacto del rodillo y las desviaciones del producto laminado debido al desgaste del rodillo son claves para limitar los kilómetros de laminación, lo que se puede solucionar mediante un perfil de rodillo optimizado, según la invención.
Generalmente, el perfil del rodillo de los rodillos de laminación es principalmente coseno cóncavo, lo que representa un mayor desgaste parcial cuando se realiza una laminación de kilómetros de longitud. Debido al desgaste, el contacto (también conocido como orificios de caja o contacto entre rodillos) entre los rodillos, en particular entre los bordes de los rodillos, se puede producir fácilmente, por lo que ya no se pueden garantizar las propiedades geométricas y de un laminado liso del producto laminado. En consecuencia, los kilómetros de laminación de los rodillos de laminación según la técnica anterior son menores o iguales a 80 km.
Un tren de laminación que tiene las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1 es conocido a partir de la Patente JP H06198313 A.
Características de la invención
Un objetivo tecnológico de la presente invención es dar a conocer un tren de laminación con capacidad de laminar longitudes de kilómetros y que puede ser utilizado en una línea de fabricación ESP, con el propósito de superar los inconvenientes mencionados anteriormente, de la tecnología de la técnica anterior.
La invención resuelve este problema técnico mediante un tren de laminación tal como el que se expone en la reivindicación independiente 1.
Ambos extremos de cada rodillo están conectados a una caja de rodamientos para montar de manera giratoria el rodillo respectivo en la caja del tren de laminación. Cada rodillo presenta un primer extremo que tiene forma de tronco de cono, una parte central que tiene forma cóncava y un segundo extremo que tiene forma cilíndrica. El rodillo superior está colocado en una dirección opuesta a la del rodillo inferior, es decir, si el rodillo superior presenta el extremo en forma de tronco de cono en el lado izquierdo, una parte central cóncava y un extremo cilíndrico en el lado derecho, el rodillo inferior dispuesto en el mismo soporte del tren de laminación presenta en consecuencia el extremo cilíndrico en el lado izquierdo, una parte central cóncava y el extremo en forma de tronco de cono en el lado derecho. Por supuesto, también es posible la disposición inversa. Un extremo de cada rodillo está conectado a un cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo para desplazar el rodillo en dirección horizontal. Los cilindros hidráulicos de desplazamiento de rodillos suelen ser cilindros de carrera larga, con una carrera comprendida entre 300 y 600 mm. Desplazando el rodillo superior en dirección horizontal (por ejemplo, de izquierda a derecha) mediante el cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo conectado al rodillo superior, y desplazando el rodillo inferior en la dirección horizontal opuesta (por ejemplo, de derecha a izquierda) mediante el cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo conectado al rodillo inferior, el número máximo de kilómetros que los rodillos pueden ser mantenidos en funcionamiento ininterrumpido aumenta de aproximadamente 80 km a 150 km. De este modo, se reducen los costes de mantenimiento para volver a rectificar los rodillos, se aumenta el rendimiento debido a un menor número de inicios de la secuencia y se aumenta la producción de producto laminado de calibre delgado. La curva del perfil del rodillo de la parte central de dicha superficie del rodillo que se hunde hacia el interior es una curva de coseno o una curva polinómica del perfil del rodillo En particular, la curva polinómica del perfil del rodillo es una curva parabólica.
La pendiente de dicho tronco de cono se define como la relación entre la extensión radial R del tronco de cono y la longitud L del tronco de cono. La pendiente del tronco de cono se corresponde con la relación entre el desgaste Ar del rodillo y el valor s de desplazamiento del rodillo (véase la figura 2 para la definición de pendiente).
La pendiente de dicho tronco de cono preferentemente no es superior a 0,01.
Ventajosamente, las cajas de rodamientos para el rodillo superior, preferentemente tanto las cajas de rodamientos del rodillo superior como las del rodillo inferior, están conectadas a cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo, para ajustar el rodillo en dirección vertical. Como alternativa a los cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo, se pueden utilizar accionamientos eléctricos (por ejemplo, accionamientos de tornillo). De este modo, la distancia entre los rodillos superior e inferior se puede mantener constante a pesar del desgaste de los rodillos.
Según una realización ventajosa de la invención, un calibre de grosor para medir el grosor del producto laminado está conectado a un controlador, de modo que el controlador determina un error e de grosor, es decir, la diferencia entre un valor objetivo del grosor del producto laminado y el valor del grosor medido del producto laminado, y el controlador está conectado a los cilindros hidráulicos de desplazamiento del rodillo para desplazar el rodillo superior y el rodillo inferior en direcciones horizontales opuestas, de acuerdo con el error e del grosor. Durante la fabricación ininterrumpida, la posición vertical del rodillo superior y la del inferior permanece, en general, constante. Por lo tanto, el error e del grosor, que puede ser determinado de manera continua o discontinua durante la laminación corresponde a la suma del desgaste radial de los rodillos superior e inferior. Los rodillos son desplazados en direcciones horizontales opuestas en función del error e del grosor.
Como alternativa, o además de, determinar el error e del grosor, se puede utilizar un monitor de desgaste, para determinar el desgaste Ar del rodillo superior y del rodillo inferior durante la laminación. El monitor de desgaste tiene en cuenta parámetros de laminación tales como fuerza de laminación, velocidad de laminación, tiempo de laminación, material a laminar, etc. El monitor de desgaste está conectado a un controlador, y el controlador está conectado a los cilindros hidráulicos de desplazamiento de los rodillos, para desplazar el rodillo superior y el rodillo inferior en direcciones horizontales opuestas en función del desgaste Ar.
Con el fin de mantener constante el grosor del producto laminado durante la laminación, el controlador está conectado a unos cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo superior, para ajustar el rodillo superior en la dirección vertical según, como mínimo uno del error e del grosor y del desgaste Ar.
Con el fin de mantener constantes tanto el grosor como la línea de paso del producto laminado durante la laminación, el controlador está conectado a los cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo (o a los accionamientos eléctricos) en el caso del rodillo inferior, para ajustar el rodillo inferior en dirección vertical según el error e del grosor y el desgaste Ar. Otro objetivo tecnológico de la invención es dar a conocer un procedimiento ventajoso para laminar longitudes de miles de metros utilizando el tren de laminación según la invención. Al utilizar el procedimiento, no solo se mejora el tiempo que los rodillos pueden ser mantenidos en funcionamiento continuo, sino que también la forma geométrica, especialmente la corona, del producto laminado permanecerá en buenas condiciones durante la laminación de longitudes de miles de metros. Esto se consigue mediante las siguientes etapas del procedimiento: con el fin de compensar el desgaste del rodillo superior y del rodillo inferior, el rodillo superior es desplazado en una primera dirección horizontal una distancia correspondiente al valor de desplazamiento del rodillo, por medio de un cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo conectado con el rodillo superior, y el rodillo inferior es desplazado en una segunda dirección horizontal dicha distancia, por medio de un cilindro hidráulico de desplazamiento conectado con el rodillo inferior, considerando que la primera dirección horizontal es opuesta a la segunda dirección horizontal. Mediante el desplazamiento del rodillo superior y el rodillo inferior en direcciones horizontales opuestas durante la laminación, los rodillos del tren de laminación pueden ser utilizados durante mucho más tiempo en el tren de laminación y los rodillos del tren de laminación pueden rodar muchos más kilómetros. Asimismo, la forma del producto laminado no se deteriora durante la laminación.
Es ventajoso cuando, durante la laminación, la distancia entre el rodillo superior y el rodillo inferior cambia aumentando con el tiempo de manera constante o no constante. En otras palabras, ni el rodillo superior ni el rodillo inferior oscilan en dirección horizontal, puesto que los rodillos se desplazan en dirección horizontal en una sola dirección, de tal manera que la distancia a la que se desplazan los rodillos habitualmente aumenta con el tiempo. El aumento puede ser realizado de manera constante, es decir, sin interrupción, o de manera no constante, es decir, cuando el aumento se detiene temporalmente.
Con el fin de compensar los cambios de grosor debidos al desgaste de los rodillos, es beneficioso hacer descender el rodillo superior en dirección vertical mediante los cilindros hidráulicos de ajuste de los rodillos. En caso de que la posición vertical del rodillo inferior se mantenga constante, es preferente bajar el rodillo superior una distancia que equivale a la suma del desgaste en dirección radial tanto del rodillo superior como del rodillo inferior. De este modo, se puede mantener el grosor del producto laminado a pesar del desgaste de los rodillos.
En caso de que la posición vertical del rodillo superior y del rodillo inferior pueda ser cambiada durante la laminación, es preferente que el rodillo superior baje una distancia que corresponde al desgaste del rodillo superior en la dirección radial, y que el rodillo inferior suba una distancia que corresponde al desgaste del rodillo inferior en la dirección radial. De este modo se mantiene constante la denominada “línea de paso” del producto laminado.
En caso de que el material del rodillo superior sea idéntico al material del rodillo inferior, es preferente que la distancia que desciende el rodillo superior equivalga a la distancia que sube el rodillo inferior.
Durante la laminación, es preferente desplazar el rodillo superior en la primera dirección horizontal una distancia correspondiente al valor del desplazamiento del rodillo mediante el cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo conectado con el rodillo superior, y el rodillo superior es descendido mediante cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo en dirección vertical, y en la que el rodillo inferior es desplazado en la segunda dirección horizontal la misma distancia mediante el cilindro hidráulico de desplazamiento del rodillo conectado con el rodillo inferior, y el rodillo inferior es elevado en la dirección vertical mediante cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo, mientras que la distancia que desciende el rodillo superior corresponde a la distancia que sube el rodillo inferior. De este modo, el grosor y la línea de paso del producto laminado permanecen constantes a pesar del desgaste de los rodillos.
En general, es beneficioso establecer la distancia máxima de desplazamiento del rodillo superior y del rodillo inferior dentro de un margen comprendido entre 300 mm y 600 mm. Una vez que los rodillos se han desplazado hasta la distancia máxima de desplazamiento o incluso antes, se cambiarán los rodillos.
Con el fin de permitir un desplazamiento correcto del rodillo durante la laminación, es ventajoso medir el grosor del producto laminado durante la laminación y calcular el error e del grosor, es decir, la diferencia entre el valor objetivo del grosor del producto laminado y el grosor medido del producto laminado, durante la laminación, y el rodillo superior y el rodillo inferior son desplazados en direcciones horizontales opuestas en función del error e del grosor.
Como una alternativa al cálculo del error del grosor, resulta ventajoso determinar el desgaste Ar del rodillo superior y del rodillo inferior durante la laminación, teniendo en cuenta parámetros de laminación tales como fuerza de laminación, temperatura, por ejemplo de los rodillos, del producto laminado, etc., la velocidad de laminación, el material a laminar y el de los rodillos, etc., y el rodillo superior y el rodillo inferior son desplazados en direcciones horizontales opuestas en función del desgaste Ar.
Es beneficioso desplazar el rodillo superior y el rodillo inferior mediante un valor s de desplazamiento del
rodillo, en que, , en donde L es la longitud del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos, R es la extensión radial del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos, y Ar es el desgaste. En comparación con la tecnología de la técnica anterior, la presente invención tiene los siguientes efectos beneficiosos destacados:
1. Se evita el contacto con los bordes para garantizar una laminación de calibre delgado de longitudes de miles de metros.
2. Se reduce la desviación del producto laminado, lo que garantiza una buena calidad del producto final.
3. Buena forma geométrica del producto laminado.
4. El grosor del producto laminado y la línea de paso se pueden mantener constantes durante el proceso de laminación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que muestra la estructura de los rodillos de laminación según la invención.
La figura 2 es un diagrama que muestra los perfiles de un rodillo superior e inferior según la invención.
La figura 3 es un diagrama que muestra la forma de un rodillo inferior antes y después del desgaste, según la invención.
La figura 4 es un diagrama que muestra las formas de un rodillo superior e inferior después del desgaste, según la invención.
La figura 5 es un diagrama que muestra una estructura alternativa a la figura 1, de los rodillos de laminación según la invención.
La figura 6 muestra las etapas del procedimiento para laminar longitudes de miles de metros con los cilindros de laminación según la invención.
La figura 7 muestra una primera alternativa a las etapas del procedimiento de la figura 6 para laminar longitudes de miles de metros, según la invención.
La figura 8 muestra una segunda alternativa a las etapas del procedimiento de la figura 6 para laminar longitudes de miles de metros, según la invención.
La figura 9 muestra el perfil del extremo en forma de tronco de cono de un rodillo según la invención.
La figura 10 es un diagrama esquemático que muestra la estructura de los rodillos del tren de laminación en una línea ESP según la invención.
La figura 11 es un diagrama esquemático que muestra la función de un monitor de desgaste según la invención.
Descripción de realizaciones
La presente invención se describe con más detalle en combinación con los dibujos y realizaciones adjuntos, tal como se muestra a continuación.
Tal como se muestra en la figura 1, la presente invención comprende los rodillos 3 y 4, las cajas de rodamientos 2 situadas a ambos lados de los rodillos 3 y 4, y dos cilindros hidráulicos 1 de desplazamiento de rodillos, en la que dichos rodillos comprenden un rodillo superior 3 y un rodillo inferior 4. Ambos extremos de dichos rodillos están conectados con la caja de rodamientos 2, respectivamente, y un extremo de dichos rodillos está conectado con el cilindro hidráulico 1 de desplazamiento de los rodillos; bajo la acción del cilindro hidráulico 1, realizando los rodillos 3, 4 un desplazamiento axial de los rodillos en direcciones horizontales opuestas.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, la parte central de la superficie de dichos rodillos 3, 4 se hunde hacia el interior para formar una sección hundida; en un esquema optimizado, la curva del perfil del rodillo de la superficie del rodillo de dicha sección hundida es una curva de coseno o una curva polinómica del perfil del rodillo. Un extremo de los rodillos 3, 4 tiene forma de tronco de cono, cada vez más pequeño hacia el exterior, de modo que la superficie del rodillo forma una rampa de compensación; la pendiente de la rampa del tronco de cono preferentemente no es superior a 0,01; la pendiente del tronco de cono definida por R/L corresponde a la relación entre el desgaste Ar y la distancia s de desplazamiento del rodillo. Según una realización preferente de la invención, R/L ≤ 0,01. El otro extremo del rodillo es cilíndrico, es decir, el diámetro de la sección es idéntico en todas partes.
Dicho rodillo superior 3 y dicho rodillo inferior 4 tienen el mismo perfil de rodillo y están posicionados en dirección opuesta. Este diseño permite compensar el desgaste de los rodillos. El diseño asimétrico con un cilindro en un extremo y un tronco de cono en el otro extremo tiene las siguientes ventajas: cuando el desplazamiento de los rodillos no coincide con el desgaste de los rodillos, la desviación del producto laminado se puede reducir en cierta medida mediante la gravedad y un soporte plano; además, después de que se produzca un desgaste, se puede realizar un torneado secundario o un rectificado de los rodillos en la sección cilíndrica, para prolongar la vida útil y la superficie aplicable de los rodillos.
Tal como se muestra en la figura 2, el desplazamiento del rodillo adopta la forma de un desplazamiento horizontal opuesto; es decir, los rodillos se desplazan en direcciones horizontales opuestas desde el extremo cónico al extremo cilíndrico. La dirección en la que se desplazan los rodillos está indicada mediante flechas. Se toma como ejemplo el rodillo inferior, cuya forma de desgaste se muestra en la figura 3; la línea discontinua a es la posición de la curva antes del desgaste, y la línea continua b es la posición de la curva después del desgaste.
Después de que el rodillo superior 3 y el rodillo inferior 4 sean combinados juntos, su relación se muestra en la figura 4; cuando se produce un desgaste Ar en los rodillos del tren de laminación en dirección radial, los bordes de la banda de acero permanecen en el estado de estar junto a la sección cónica mediante el desplazamiento transversal de los rodillos del tren de laminación, y no hay riesgo de contacto entre los rodillos superior e inferior. La distancia s a la que son desplazados los rodillos viene dada por la relación s = Ar*L/R.
En la figura 5 se representan rodillos de laminación alternativos según la invención. Además de las partes presentes en la figura 1, la posición vertical del rodillo superior 3 puede ser ajustada mediante cilindros hidráulicos de ajuste 5. De este modo, el grosor del producto laminado se puede mantener constante incluso en caso de desgaste de los rodillos superior e inferior 3 y 4. Opcionalmente, también la posición vertical del rodillo inferior 4 puede ser ajustada mediante un par de cilindros hidráulicos de ajuste 5a; los elementos opcionales están representados con líneas discontinuas. Mediante la combinación de los cilindros hidráulicos de ajuste 5 dispuestos encima del rodillo superior 3 y los cilindros hidráulicos de ajuste 5a dispuestos debajo del rodillo inferior 4 no solo se puede mantener constante el grosor del producto laminado sino también la línea de paso del producto laminado durante la laminación.
En la figura 6 se representa esquemáticamente una primera variante del procedimiento para laminar longitudes de miles de metros utilizando los rodillos de laminación según la invención. La imagen de la izquierda muestra la situación inicial, en la que un material a laminar es laminado mediante los rodillos superior e inferior hasta un grosor h0. La imagen central muestra la situación después de algún tiempo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se reduce en Ar debido al desgaste. El desgaste Ar se determina mediante un monitor de desgaste, teniendo en cuenta parámetros de laminación tales como fuerza de laminación, velocidad de laminación, tiempo de laminación y material del material a laminar. Sin cambiar la posición vertical de los rodillos superior e inferior, el grosor aumentaría a h0+ 2*Ar debido al desgaste. Con el fin de continuar la laminación de un producto laminado que tiene una Ar*L
S= ------forma de corona, tanto el rodillo superior como el inferior son desplazados una distanciaR, en que L es la longitud del tronco de cono y R es la extensión radial del tronco de cono, tal como se muestra en la figura 9. El rodillo superior es desplazado horizontalmente de derecha a izquierda; el rodillo inferior es desplazado en la dirección opuesta, es decir, de izquierda a derecha. La imagen de la derecha representa la situación después de un tiempo más largo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se ha reducido en 2*Ar debido al desgaste. Debido a esto, el grosor del producto laminado aumentaría a h0+ 4*Ar. Se determina nuevamente el desgaste Ar y, para continuar la laminación de un producto laminado que tiene forma de corona, tanto el rodillo superior como el rodillo inferior son desplazados una distancia 2s. La ventaja del procedimiento según la figura 6 es su sencillez y, no obstante, la laminación puede continuar durante largas distancias.
En la figura 7 se representa esquemáticamente una segunda variante del procedimiento para laminar longitudes de miles de metros utilizando los rodillos de laminación según la invención. La imagen de la izquierda muestra la situación inicial, tal como se representa en la imagen de la izquierda de la figura 6. La imagen central representa la situación después de un tiempo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se ha reducido en Ar debido al desgaste. El desgaste Ar es determinado nuevamente mediante un monitor de desgaste. Sin cambiar la posición vertical de los rodillos superior e inferior, el grosor aumentaría a h0 2*Ar debido al desgaste. Con el fin de continuar la laminación de un producto laminado que tiene forma de corona, tanto el rodillo superior como el rodillo inferior son desplazados Ar*L
S= ------una distancia,Ry el rodillo superior desciende verticalmente una distancia 2*Ar. Al hacerlo, el grosor del producto laminado sigue siendo h0. La imagen de la derecha representa la situación después de un tiempo más largo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se reduce cada uno en 2*Ar debido al desgaste. Debido a esto y sin ningún cambio en la posición vertical de los rodillos superior e inferior, el grosor habría aumentado a h0+ 2*Ar debido al desgaste. Se determina de nuevo el desgaste Ar y, para continuar la laminación de un producto laminado que tiene forma de corona, tanto el rodillo superior como el rodillo inferior son desplazados una distancia 2s, y el rodillo superior es descendido además en dirección vertical en una cantidad 2*Ar adicional, haciendo que sea 4*Ar contra la posición vertical inicial representada en la imagen de la izquierda. La ventaja del procedimiento según la figura 7 es que la laminación puede continuar durante largas distancias e incluso el grosor del producto laminado puede ser mantenido constante en h0. En la figura 7, la posición vertical del rodillo inferior permanece constante.
En la figura 8 se representa esquemáticamente una tercera variante del procedimiento para laminar longitudes de miles de metros utilizando los rodillos de laminación según la invención. La imagen de la izquierda muestra la situación inicial, tal como se representa en la imagen de la izquierda de la figura 6. La imagen central representa la situación después de algún tiempo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se reduce en Ar debido al desgaste. El desgaste Ar es determinado nuevamente mediante un monitor de desgaste. Para continuar la laminación de un producto laminado que tiene forma de corona, tanto el rodillo superior como el rodillo inferior son desplazados una cierta Ar*L
S —------distancia,Ry el rodillo superior desciende verticalmente una distancia Ar y el rodillo inferior sube verticalmente una distancia Ar. Al hacerlo, el grosor del producto laminado permanece en h0 y la denominada línea de paso del producto laminado permanece constante. La imagen de la derecha representa la situación después de un tiempo más largo de laminación, en la que el radio tanto del rodillo superior como del rodillo inferior se reduce cada uno en 2*Ar debido al desgaste. Se determina nuevamente el desgaste Ar de los rodillos en dirección radial y, para continuar la laminación de un producto laminado que tiene forma de corona, tanto el rodillo superior como el rodillo inferior se desplazan una distancia 2s, el rodillo superior desciende aún más en dirección vertical mediante la distancia adicional Ar, lo que hace que sea de 2*Ar con respecto de la posición vertical representada en la imagen de la izquierda, y el rodillo inferior se eleva más en la dirección vertical en la distancia adicional Ar, lo que hace que sea de 2*Ar respecto de la posición vertical representada en la imagen de la izquierda. La ventaja del procedimiento según la figura 8 es que la laminación puede continuar durante largas distancias, el grosor del producto laminado puede ser mantenido constante en h0 e incluso la línea de paso del producto laminado permanece constante.
En las figuras 6 a 8, el perfil de los rodillos sin desgaste, sin desplazamiento horizontal de los rodillos y sin ajuste vertical de los rodillos se representa mediante líneas discontinuas.
En la figura 9 se representa la forma geométrica de un extremo en forma de tronco de cono de un rodillo, incluyendo la longitud L del tronco de cono en dirección axial, la extensión radial del tronco de cono y el ángulo a, mientras que
La figura 10 muestra el diseño de un tren de acabado de una línea ESP con cinco cajas de laminación 9. Después del tren de acabado, se instala una sección de enfriamiento con cabezales de refrigeración 8 para el enfriamiento laminar de los productos laminados. Entre la salida de la última caja de laminación 9 del tren de acabado y el primer cabezal de refrigeración 8 de la línea de enfriamiento está instalado un dispositivo de medición de grosor 6 para medir el grosor del producto laminado. Una señal de medición 10 correspondiente al grosor es transmitida al controlador 7. El controlador 7 calcula el error e de grosor, es decir, la diferencia entre un grosor objetivo 11 del producto laminado y un grosor del producto laminado medido por medio del dispositivo de medición de grosor. El controlador 7 transmite una señal correspondiente al error e del grosor a la caja de laminación 9, y tanto el rodillo superior como el rodillo inferior de la caja de laminación son desplazados en direcciones horizontales opuestas dependiendo del error e del grosor. La realización de la figura 10 muestra el funcionamiento del procedimiento según la invención en una sola caja de laminación. Sin embargo, la invención no está limitada a una sola caja de laminación y también puede ser aplicada a múltiples cajas de laminación, por ejemplo, a las tres últimas cajas de laminación antes de la sección de refrigeración.
La figura 11 muestra la función de un monitor de desgaste 12 en combinación con cilindros hidráulicos de desplazamiento para desplazar el rodillo superior y el rodillo inferior. La fuerza de laminación F, la velocidad de rotación rev de los rodillos superior e inferior o el número de rotaciones 4 rev®dtde los rodillos son alimentados de manera continua a un monitor de desgaste 12. Utilizando estas señales de entrada, el monitor de desgaste 12 calcula de manera continua el desgaste Ar del rodillo superior e inferior. Dependiendo del desgaste Ar, el controlador 7 envía una señal al cilindro hidráulico de desplazamiento conectado al rodillo superior y al cilindro hidráulico de desplazamiento conectado al rodillo inferior. Según estas señales, ambos rodillos son desplazados la misma distancia en direcciones horizontales opuestas.
La presente invención puede compensar el desgaste de los rodillos de laminación, prolongando de este modo los kilómetros de laminación de los rodillos, con el fin de realizar más de 150 km de laminación garantizando al mismo tiempo una forma geométrica correcta del producto laminado y el perfil de grosor en la dirección del ancho de la banda de acero.
Cabe señalar que se han descrito en detalle realizaciones específicas de la presente invención; en cuanto a los técnicos o ingenieros en el sector, diversos cambios aparentes realizados sin apartarse del alcance de la presente invención estarán comprendidos dentro del alcance de protección de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Lista de señales de referencia
1 Cilindro hidráulico de desplazamiento de los rodillos
2 Caja de rodamientos
3 Rodillo superior
4 Rodillo inferior
5 Cilindro de ajuste del rodillo para el rodillo superior
5a Cilindro de ajuste del rodillo para el rodillo inferior
6 Calibre de grosor
7 Controlador
8 Cabezal de enfriamiento
9 Caja de laminación
10 Valor medido
11 Valor objetivo
12 Monitor de desgaste
a Ángulo de pendiente del tronco de cono
e Error de grosor
L Longitud del tronco de cono
R Extensión radial del tronco de cono
Ar Desgaste en la dirección radial
s Valor del desplazamiento del rodillo
Claims (15)
1. Tren de laminación capaz de laminar longitudes de miles de metros, utilizado para una línea de fabricación ESP, comprendiendo el tren de laminación cajas de rodamientos (2), un rodillo superior (3) y un rodillo inferior (4),
en el que dicho rodillo superior (3) y dicho rodillo inferior (4) tienen el mismo perfil de rodillo y están posicionados en direcciones opuestas;
en el que un extremo de los rodillos (3, 4) tiene forma de tronco de cono, cada vez más pequeño hacia el exterior, mientras que el otro extremo de los rodillos (3, 4) es cilíndrico; y
en el que la parte central de la superficie de dichos rodillos (3, 4) está hundida hacia el interior;
caracterizado por quecomprende, además,
- cilindros hidráulicos de desplazamiento de los rodillos (1), en los que ambos extremos de cada uno de los rodillos (3, 4) están conectados con las cajas de rodamientos (2), respectivamente, y un extremo de cada uno de los rodillos (3, 4) está conectado con el cilindro respectivo de los cilindros hidráulicos de desplazamiento de rodillos (1);
- un monitor de desgaste (12), configurado para calcular de manera continua el desgaste (Ar) de los rodillos (3, 4) en base a la fuerza de laminación (F), la velocidad de rotación de los rodillos (3, 4) o el número de rotaciones de los rodillos (3, 4), y
- un controlador (7), configurado para enviar una señal a los cilindros de desplazamiento (1) de los rodillos, dependiendo del desgaste (Ar) de los rodillos (3, 4), para desplazar los rodillos (3, 4) la misma distancia (s) en direcciones horizontales opuestas.
2. Tren de laminación, según la reivindicación 1, en el que la curva del perfil del rodillo de la parte central de dicha superficie del rodillo que se hunde hacia el interior es una curva de coseno o una curva polinómica.
3. Tren de laminación, según la reivindicación 2, en el que dicha curva polinómica es una curva parabólica.
4. Tren de laminación, según la reivindicación 1, en el que dicha o dichas distancias son iguales a Ar*L/R, en que L es la longitud del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos (3, 4), R es la extensión radial del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos (3, 4) y Ar es el desgaste.
5. Tren de laminación, según la reivindicación 4, en el que la pendiente de dicho extremo en forma de tronco de cono de los rodillos (3, 4) no es superior a 0,01.
6. Tren de laminación, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que las cajas de rodamientos (2) para el rodillo superior (3), preferentemente las cajas de rodamientos (2) del rodillo superior (3) y del rodillo inferior (4), están conectadas a cilíndricos hidráulicos (5, 5a) de ajuste del rodillo, para ajustar el rodillo (3, 4) en dirección vertical.
7. Procedimiento para laminar longitudes de miles de metros utilizando un tren de laminación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que para compensar el desgaste (Ar) del rodillo superior (3) y del rodillo inferior (4), se desplaza el rodillo superior (3) en un primera dirección horizontal una distancia correspondiente al valor (s) de desplazamiento del rodillo mediante el cilindro hidráulico (1) de desplazamiento del rodillo, conectado con el rodillo superior (3), y el rodillo inferior (4) se desplaza en una segunda dirección horizontal a la misma distancia mediante el cilindro hidráulico (1) de desplazamiento del rodillo conectado con el rodillo inferior (4), en el que la primera dirección horizontal es opuesta a la segunda dirección horizontal.
8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el que durante la laminación la distancia en la que son desplazados el rodillo superior (3) y el rodillo inferior (4) aumenta con el tiempo de manera constante o no constante.
9. Procedimiento, según la reivindicación 7 u 8, en el que el rodillo superior (3) desciende en dirección vertical mediante los cilindros hidráulicos (5) de ajuste del rodillo.
10. Procedimiento, según la reivindicación 9, en el que la posición vertical del rodillo inferior (4) se mantiene constante y el rodillo superior (3) desciende una distancia que corresponde a la suma del desgaste (Ar) en dirección radial de ambos rodillos superior (3) e inferior (4).
11. Procedimiento, según la reivindicación 9, en el que el rodillo superior (3) desciende una distancia que corresponde al desgaste (Ar) del rodillo superior (3) en la dirección radial, y el rodillo inferior (4) sube una distancia que corresponde al desgaste (Ar) del rodillo inferior (4) en la dirección radial.
12. Procedimiento, según la reivindicación 11, en el que la distancia que desciende el rodillo superior (3) corresponde a la distancia que sube el rodillo inferior (4).
13. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que el rodillo superior (3) se desplaza en la primera dirección horizontal una distancia correspondiente al valor o valores de desplazamiento del rodillo por medio del cilindro hidráulico (1) de desplazamiento del rodillo conectado con el rodillo superior (3) y el rodillo superior (3) desciende mediante cilindros hidráulicos (5) de ajuste de los rodillos en dirección vertical, y en el que el rodillo inferior (4) se desplaza en la segunda dirección horizontal la misma distancia mediante el cilindro hidráulico (1) de desplazamiento de rodillos conectado con el rodillo inferior (4), y el rodillo inferior (4) se eleva en dirección vertical mediante cilindros hidráulicos de ajuste del rodillo (5a), mientras que la distancia que desciende el rodillo superior (3) corresponde a la distancia que sube el rodillo inferior (4).
14. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que la distancia máxima de desplazamiento del rodillo superior (3) y del rodillo inferior (4) está comprendida entre 300 mm y 600 mm.
15. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, en el que el valor (s) de desplazamiento del rodillo superior (3) y el rodillo inferior (4) son s = Ar*L/R, en que L es la longitud del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos (3, 4), R es la extensión radial del extremo en forma de tronco de cono de los rodillos (3, 4), y Ar es el desgaste.
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