ES2966067T3 - Procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación y tren de laminación con un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación cuando se lamina un material de laminación (20) a lo largo de una línea de laminación (13) en un laminador (10) que comprende al menos dos cilindros (12) en un rodillo. soporte (II), en el que durante el laminado el material rodante (20) es guiado por o a través de al menos un dispositivo de medición (31), que interactúa con un material rodante variable del material rodante (20), dicho material rodante variable siendo cambiable a lo largo de la longitud (21) del material rodante (20), y emite una señal de medición (40), en donde: (i) la señal de medición (40) se transfiere al espacio de frecuencia, y el parámetro de rodadura se determina a partir de la señal de medición (40) transferida al espacio de frecuencia, y/o (ii) una frecuencia (41) inherente al cambio de la variable del material rodante se determina a partir de la señal de medición (40), y el parámetro de rodadura se determina en el base de la frecuencia determinada (41). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación y tren de laminación con un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación

La invención se refiere a un procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación durante la laminación de un material de laminación laminado en un tren de laminación que comprende al menos dos cilindros en una caja de laminación a lo largo de una línea de laminación, en el que el material de laminación se hace pasar por al menos un dispositivo de medición durante la laminación o se guía a través del mismo, que interactúa con una magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación y emite una señal de medición. La invención también se refiere a un tren de laminación que comprende al menos dos cilindros dispuestos en una caja de laminación para laminar un material de laminación a lo largo de una línea de laminación y con un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación, comprendiendo el dispositivo de determinación al menos un dispositivo de medición, que está dispuesto en la línea de laminación y que puede interactuar con una magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, y puede emitir una señal de medición.

Generalmente, durante la laminación en un tren de laminación, un material de laminación, que puede ser, por ejemplo, una chapa, un planchón, un tocho, un tocho hueco, una lupia, una lupia hueca o una barra, un alambre o un tubo, se hace pasar por al menos una caja de laminación o se guía a través de la misma, soportando ésta al menos dos cilindros y produciendo una conformación correspondiente del material de laminación que ha pasado por la misma o se ha guiado a través de ésta. Es bien sabido que, en función del tren de laminación concreto, este tipo de cajas de laminación también pueden soportar más de dos cilindros, no actuando o no teniendo que actuar obligatoriamente todos produciendo una conformación del material de laminación. Más bien, opcionalmente, los cilindros también pueden interactuar simplemente conduciendo o guiando el material de laminación, siempre que al menos dos cilindros actúen sobre el material de laminación produciendo una conformación correspondiente. Por consiguiente, en particular también pueden estar previstas varias cajas de laminación, estando adaptada opcionalmente cada una de las cajas de laminación a determinadas funcionalidades y pudiendo soportar los cilindros correspondientes.

Generalmente la laminación tiene lugar en condiciones ambientales relativamente adversas, porque el material de laminación sólo puede conformarse en una medida suficiente a temperaturas relativamente altas. En el entorno de un tren de laminación de este tipo también hay altos niveles de cascarilla, polvo, vapor, etc. Esto hace que sea un reto relativamente grande supervisar un proceso de laminación en línea, especialmente porque el material de laminación también suele hacerse pasar a lo largo de la línea de laminación por las cajas de laminación o se guía a través de la misma a velocidades relativamente altas, de modo que los resultados de medición correspondientes deben proporcionarse en un tiempo relativamente corto si deben ser válidos como determinados en línea.

Por ejemplo, por el documento DE 102015 119548 A1 se conoce un dispositivo de medición que por su diseño y un sistema de refrigeración, permite medir la magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, incluso en condiciones ambientales relativamente adversas, como altas temperaturas, cascarilla, vapor y polvo. Se entiende que en el estado de la técnica existen otros enfoques para medir las magnitudes de material de laminación que varían a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación. Así, el documento EP 1889670 A1, que constituye la base del preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4 respectivamente, da a conocer por ejemplo una medición de grosor de pared en una pluralidad de puntos para determinar la sección transversal de un tubo para, a partir de aquí, determinar parámetros de laminación, que se adaptarán posteriormente.

En particular, J. Weidemüller, (“Optimization of Encircling Eddy Current Sensors for Online Monitoring of Hot Rolled Round Steel Bars”, 2014, ISBN 9783844027945), SMS group Unternehmenskommunikation (“Newsletter Das Magazin der SMS group, edición 02/2016”, 2016, Düsseldorf) y M. Radschun, A. Jobst, O. Kanoun, J. Himmel (“Noncontacting Velocity Measurements of Hot Rod and Wire Using Eddy-Current Sensors”, 2019 IEEE Workshop 2019, Mülheim a. d. Ruhr) dan a conocer respectivamente unos sensores de impedancia que pueden utilizarse para medir cambios en el área de la sección transversal del material de laminación a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación. R. Hinkforth (Massivumformung - Bulk forming process, Aachen, Wissenschaftsverlag Mainz, 2003) también da a conocer una medición fuera de línea del avance del material de laminación cuando sale de un calibre de laminación.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación y un tren de laminación con un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación, que de manera relativamente sencilla y fiable puedan proporcionar un parámetro de laminación en línea.

El objetivo de la invención se alcanza mediante un procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación y mediante un tren de laminación con un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación con las características de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripción se encontrarán otras configuraciones ventajosas, opcionalmente también de manera independiente.

Así, un procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación durante la laminación de un material de laminación laminado en un tren de laminación que comprende al menos dos cilindros en una caja de laminación a lo largo de una línea de laminación, en el que el material de laminación se hace pasar por al menos un dispositivo de medición durante la laminación u, opcionalmente, también se guía a través del mismo, que interactúa con una magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, y emite una señal de medición, puede caracterizarse por que la señal de medición se convierte a un dominio de frecuencia y se determina el parámetro de laminación a partir de la señal de medición convertida al dominio de frecuencia, para poder proporcionar el parámetro de laminación en línea de manera relativamente sencilla y fiable.

Cuando el material de laminación pasa con su magnitud de material de laminación que varía a lo largo de su extensión longitudinal por el dispositivo de medición, entonces se obtiene una señal de medición, cuando la magnitud de material de laminación varía de manera correspondiente. La conversión de la señal de medición al dominio de frecuencia permite entonces un análisis de frecuencia sencillo y relativamente fiable de la señal de medición. Entonces, mediante este análisis de frecuencia o mediante la señal de medición convertida al dominio de frecuencia pueden determinarse opcionalmente parámetros de laminación asumiendo que, aunque el material de laminación debería ser idealmente uniforme a lo largo de su extensión longitudinal, pueden determinarse las desviaciones con respecto a esta uniformidad y utilizarse para determinar el parámetro de laminación. Esto se aplica en particular cuando se asume que los cilindros actúan sobre el material de laminación con una regularidad determinada, causada por su rotación o giro. La falta de redondez correspondiente u otras marcas de los cilindros, entre otros, provocan entonces señales de medición que fluctúan de manera correspondiente, pudiendo realizarse en el dominio de frecuencia una asignación de frecuencias individuales a determinados cilindros o a una caja de laminación que soporta estos cilindros. Una asignación de este tipo puede producirse en el dominio de frecuencia de manera relativamente sencilla y fiable, de modo que, de manera correspondiente, después de esta asignación también el parámetro de laminación pueda proporcionarse en línea de manera relativamente sencilla y fiable.

En particular se ha encontrado que los picos de frecuencia significativos de la señal de medición convertida al dominio de frecuencia a menudo se producen por la acción de uno o varios de los cilindros de la caja de laminación dispuesta directamente delante del dispositivo de medición que proporciona la señal de medición. Esto puede producirse, por ejemplo, por la elasticidad intrínseca, por pequeñas faltas de redondez o errores mínimos de los cilindros pero también por las frecuencias naturales de la caja de laminación y otras influencias.

Se entiende que como dominio de frecuencia puede utilizarse cualquier dominio adecuado, con frecuencias como unidades, en el que la señal de medición registrada en cada caso a lo largo del tiempo, es decir, la señal de medición registrada en primer lugar en el dominio de tiempo, puede convertirse con suficiente fiabilidad pero también con suficiente rapidez. En este caso es particularmente adecuada una conversión mediante transformación de Fourier, pudiendo ser útil seleccionar el dominio de frecuencia de modo que sea finito, porque ya no se puede esperar que las frecuencias muy altas y las frecuencias muy bajas proporcionen información relevante. También pueden utilizarse sin más transformaciones rápidas de Fourier o transformaciones similares que permiten una conversión de una señal de medición del dominio de tiempo al dominio de frecuencia.

Para poder proporcionar un parámetro de laminación en línea de manera relativamente sencilla y fiable, un procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación durante la laminación de un material de laminación laminado en un tren de laminación que comprende al menos dos cilindros en una caja de laminación a lo largo de una línea de laminación, en el que el material de laminación se hace pasar por al menos un dispositivo de medición durante la laminación o se guía a través del mismo, que interactúa con una magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, y emite una señal de medición, puede caracterizarse de manera acumulativa o alternativa por que a partir de la señal de medición se determina una frecuencia inherente a la variación de la magnitud y se determina el parámetro de laminación mediante la frecuencia determinada.

Para, a partir de la señal de medición, determinar una frecuencia inherente a la variación de la magnitud, como ya se explicó anteriormente, por ejemplo, puede producirse una conversión al dominio de frecuencia. Ya esto es de realización relativamente sencilla y fiable. Por otro lado, también es concebible que mediante unos filtros adecuados, de manera controlada se busquen frecuencias determinadas, algo que, opcionalmente, todavía puede llevar a determinaciones de frecuencia más rápidas. Por consiguiente, se entiende que para la determinación de frecuencia puede utilizarse cualquier procedimiento adecuado y conocido con el que, a partir de una señal de medición, puedan determinarse las frecuencias significativas en este contexto.

De manera acumulativa o alternativa, de forma relativamente sencilla y fiable puede proporcionarse un parámetro de laminación en línea cuando un tren de laminación, que comprende al menos dos cilindros dispuestos en una caja de laminación para laminar un material de laminación a lo largo de una línea de laminación así como un dispositivo para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación, en el que el dispositivo de determinación comprende al menos un dispositivo de medición, que está dispuesto en la línea de laminación y puede interactuar con una magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, y puede emitir una señal de medición, puede caracterizarse por que el dispositivo de determinación comprende unos medios para un análisis de frecuencia.

Como ya se explicó anteriormente, mediante un análisis de frecuencia y, por consiguiente, también mediante unos medios de análisis de frecuencia, a partir de la señal de medición, puede determinarse una frecuencia inherente a la variación de la magnitud de material de laminación de manera relativamente sencilla y fiable. Esto permite entonces por consiguiente que el parámetro de laminación pueda determinarse mediante la frecuencia determinada de manera relativamente sencilla y fiable. En este sentido, la determinación de frecuencia, como ya se explicó anteriormente, puede producirse en particular mediante filtros u otras medidas adecuadas de los medios de análisis de frecuencia. En particular, por consiguiente, entonces los medios de análisis de frecuencia también pueden prever una conversión de la señal de medición al dominio de frecuencia para, entonces, poder determinar el parámetro de laminación a partir de la señal de medición convertida al dominio de frecuencia.

Para la determinación del parámetro de laminación, adicionalmente puede utilizarse la velocidad circunferencial, la frecuencia de giro y/o la velocidad de rodadura de al menos uno de los cilindros. Esto permite una comparación durante la evaluación de la señal de medición con parámetros de laminación adicionales, a los que puede accederse de manera relativamente precisa para, de este modo, poder determinar en línea el parámetro de laminación que va a determinarse, que de otro modo podría ser de muy difícil acceso. Por consiguiente, se entiende que opcionalmente también pueden utilizarse magnitudes proporcionales a la velocidad circunferencial, la frecuencia de giro y/o la velocidad de rodadura para determinar el parámetro de laminación que debe determinarse. En este caso, se trata en última instancia de las constantes de conversión, que permiten asignar las señales de medición entre sí para determinar el parámetro de laminación respectivo.

En este sentido, la velocidad circunferencial vroll de un cilindro puede convertirse de manera relativamente sencilla según la fórmula:

al dominio de frecuencia y expresarse por la frecuencia de giro froll, y a la inversa. Con respecto a la velocidad de rodadura de un cilindro, esto puede producirse de manera similar, siendo relativamente difícil de detectar directamente en cuanto a la técnica de medición. Sin embargo, se entiende que de manera correspondiente también puede recurrirse a otros parámetros de laminación, como por ejemplo las fuerzas de compresión que actúan sobre los cilindros, los calibres de laminación medidos de algún modo y las posiciones de ajuste de los cilindros, para determinar el parámetro de laminación buscado.

Durante la laminación, cuando el proceso de laminación está diseñado de manera correspondiente, puede desplazarse el material de laminación a lo largo de su extensión longitudinal. Entonces, esto tiene como consecuencia que por regla general el material de laminación se mueve detrás de una caja de laminación, con la que se aplica esta deformación, a velocidades superiores del material de laminación vroll en comparación con la velocidad circunferencial o velocidad de rodadura de los cilindros de la caja de laminación correspondiente. Este efecto denominado “avance Kf” relaciona la velocidad circunferencial vroll del cilindro correspondiente o de los cilindros correspondientes con las velocidades de material de laminación vrad del material de laminación detrás de la caja de laminación asociada

que, teniendo en cuenta que las velocidades de material de laminación vrad del material de laminación son entonces mayores que la velocidad circunferencial vroll del cilindro correspondiente, de modo que entonces el avance Kf sea por regla general por consiguiente positivo, también puede convertirse al dominio de frecuencia

En este sentido, se tendrá en cuenta un factor -1, porque la frecuencia de la variación del área de sección transversal del material de laminación, que se asignará a la velocidad de material de laminación vrod del material de laminación, es entonces menor que la frecuencia froll a la que el cilindro realiza un desenrollamiento, es decir, la velocidad circunferencial vroll es lo que por lo demás, en este contexto, llevaría a un avance Kf negativo. En pocos casos, el avance Kf también puede ser negativo, lo que sin embargo llevaría también al factor (-1), para poder representar correctamente las relaciones en las ecuaciones (2) y (3).

Entonces, al igualar el avance Kf

&rod ~~ (froll f ro ú )*% * &roll ^ frolt ' ^ * ¿rállí 0

* n i -(ZfreU ~~ fmú) * » '¿roU$)

puede determinarse la velocidad de material de laminación vrod del material de laminación detrás de una caja de laminación mediante la frecuencia froll determinada a partir de la señal de medición, o mediante la señal de medición convertida al dominio de frecuencia.

Del mismo modo se entiende que el avance Kf puede determinarse como parámetro de laminación directamente en línea.

Como parámetro de laminación adicional, o como señal de medición adicional, que debe utilizarse para este fin, sólo tiene que determinarse la velocidad circunferencial vroll o la frecuencia de giro froll u opcionalmente la velocidad de rodadura, siendo conocidas estas determinaciones en última instancia en una medida suficiente por el estado de la técnica.

Por consiguiente, de este modo, puede determinarse tanto el avance Kf como la velocidad de material de laminación vrod del material de laminación detrás de una caja de laminación, y cuando se utilizan varias cajas de laminación, también para cada caja de laminación individual. Sin embargo, de este modo, también pueden detectarse variaciones de tracción en línea. También es concebible determinar en línea variaciones del coeficiente de fricción y/o del plano neutro de deslizamiento. Hasta el momento, estas magnitudes sólo estaban disponibles fuera de línea y, por tanto, naturalmente no estaban disponibles precisamente entre las cajas de laminación individuales.

Se entiende que, en particular, mediante la medición de una magnitud de material de laminación que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, en particular cuando se introduce con la periodicidad de uno o varios cilindros en el material de laminación, y la conversión de la señal de medición correspondiente al dominio de frecuencia, un análisis de frecuencia de la señal de medición correspondiente y/o una determinación de una frecuencia inherente a la magnitud de material de laminación a partir de la señal de medición también son posibles otros nuevos aspectos para el diagnóstico en línea o in situ de un proceso de laminación. En particular, este diagnóstico puede realizarse de manera sencilla y fiable y, con una configuración correspondiente, también de manera muy rápida, de modo que los resultados también puedan utilizarse para el control o la regulación del proceso de laminación de manera correspondiente en línea o in situ.

Por el estado de la técnica ya se conoce controlar al menos uno de los cilindros en un tren de laminación a través de un dispositivo de control. Puede tratarse, por ejemplo, de un ajuste de cilindro, mediante el cual pueden ajustarse los cilindros hacia la línea de laminación o alejándose de la misma para, de este modo, influir en el calibre de laminación. Un ajuste correspondiente puede producirse, por ejemplo, mediante la aplicación de determinadas fuerzas o bien mediante un posicionamiento correspondiente de los cilindros. Del mismo modo, el dispositivo de control puede permitir un accionamiento de cilindro y, por tanto, una adaptación de la velocidad circunferencial, de la frecuencia de giro o de la velocidad de rodadura. En el presente contexto, un dispositivo de control comprende en particular todos los medios y dispositivos de un tren de laminación con los que puede variarse el comportamiento de los cilindros con respecto al material de laminación, preferiblemente de manera controlada.

Preferiblemente un dispositivo de control para al menos uno de los cilindros está unido operativamente con el dispositivo de determinación, de modo que el parámetro de laminación determinado y/o la frecuencia determinada puedan utilizarse como parámetros de control para el dispositivo de control. También en este caso se entiende que opcionalmente, de manera adicional, pueden utilizarse la velocidad circunferencial, la frecuencia de giro y/o la velocidad de rodadura o una magnitud proporcional así como parámetros de laminación adicionales al respecto para el control.

En particular resulta ventajoso que el dispositivo de control y el dispositivo de determinación estén unidos operativamente entre sí en un circuito regulador, de modo que el control del cilindro correspondiente pueda producirse de manera regulada a través de un circuito regulador, que utiliza las mediciones del dispositivo de determinación y/o el parámetro de laminación determinado de manera correspondiente para la regulación.

Se entiende que, por consiguiente, opcionalmente también pueden controlarse o regularse varios de los cilindros o todos los cilindros del tren de laminación correspondiente.

Preferiblemente el dispositivo de medición está dispuesto de manera estacionaria con respecto al tren de laminación al menos durante la laminación. Esto permite que el material de laminación se haga pasar de manera relativamente rápida por el dispositivo de medición o se guíe a través del mismo o pueda hacerse pasar o guiarse a través del mismo y, aun así, que puedan registrarse valores de medición relativamente precisos. Además esto proporciona resultados de medición predecibles y fiables, que pueden utilizarse para proporcionar el parámetro de laminación respectivo en línea de una manera correspondientemente sencilla y fiable.

De manera acumulativa o alternativa también resulta ventajoso que el dispositivo de medición realice una medición perpendicularmente a la línea de laminación, integrando y/o promediando sobre la circunferencia del material de laminación. También esto permite una medición relativamente rápida y fiable, aunque esto signifique que se prescinde de una resolución espacial, que de otro modo sería posible alrededor de la circunferencia del material de laminación.

En particular, el análisis de frecuencia explicado anteriormente, la conversión de la señal de medición al dominio de frecuencia o la determinación de frecuencia a partir de la señal de medición hacen que parezca posible determinar la influencia de uno de los dos cilindros o incluso de todos los cilindros de una caja de laminación a partir de dichas mediciones con integración o promediado y, con un análisis más profundo, posiblemente incluso la influencia de los cilindros que están previstos en trenes de laminación anteriores o incluso en trenes de laminación dispuestos aguas arriba, o de otros dispositivos que actúan sobre el material de laminación para, por consiguiente, poder determinar el parámetro de laminación que debe determinarse o incluso determinarlo con mayor precisión.

El dispositivo de medición puede comprender, en particular, un sensor de corrientes parásitas y/o una medición de impedancia, porque este tipo de procedimientos de medición son adecuados en particular para entornos adversos, como los que se encuentran en los trenes de laminación. Se entiende que, en este caso, opcionalmente, de manera alternativa o acumulativa también pueden emplearse otros dispositivos de medición, algo que, por consiguiente, en última instancia puede estar determinado por el parámetro de laminación que debe determinarse, que en última instancia fija la magnitud de material de laminación que se medirá para la determinación de este parámetro de laminación.

En particular ha resultado ventajosa una medición de impedancia porque una medición de este tipo puede implementarse en forma de una bobina que encierra el material de laminación en un plano perpendicular a la extensión longitudinal del material de laminación, lo que conduce directamente a un resultado de medición que realiza una integración y/o un promediado sobre la circunferencia del material de laminación. Además una medición de impedancia de este tipo también puede realizarse muy cerca de los cilindros o entre las cajas de laminación, aunque aquí las condiciones sean muy adversas, como altas temperaturas, mucha cascarilla, mucho polvo o mucho vapor, y el espacio sea muy limitado.

Preferiblemente a lo largo de la línea de laminación están dispuestos al menos dos dispositivos de medición, lo que, por consiguiente, puede permitir un resultado de medición más preciso. En particular es concebible que uno de los dispositivos de medición pueda estar dispuesto delante y uno de los dispositivos de medición detrás de la caja de laminación respectiva, de modo que la magnitud de material de laminación que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación pueda medirse delante de una caja de laminación correspondiente y detrás de esta caja de laminación. Entonces, esto permite una comparación correspondiente, de modo que opcionalmente es posible una determinación aún más precisa del parámetro de laminación correspondiente.

Se entiende que, en función de las necesidades concretas, en cada caso entre las cajas de laminación pueden estar previstos unos dispositivos de medición correspondientes, cuando la línea de laminación presenta varias cajas de laminación. Del mismo modo es concebible que sólo pueda estar previsto un dispositivo de medición al final de la línea de laminación correspondiente, si parece suficiente.

En función de las necesidades concretas, las medidas explicadas anteriormente o, en particular, el análisis de frecuencia explicado anteriormente, la conversión de la señal de medición al dominio de frecuencia explicada anteriormente o la determinación de frecuencia a partir de la señal de medición explicada anteriormente pueden combinarse con otros resultados de determinación como, por ejemplo con las correlaciones descritas por M. Radschun, A. Jobst, O. Kanoon. J. Himmel (“Non-contarting Velocity Measurements of Hot Rod and Wire Using Eddy-Current Sensors”, 2019 IEEE Workshop 2019, Mülheim a. d. Ruhr) de resultados de medición en el dominio de tiempo, o con otros resultados de medición o parámetros de laminación determinados a partir de aquí, para poder dar información adicional sobre el proceso de laminación o para poder determinar otros parámetros de laminación. En este sentido es concebible que estos resultados de determinación o parámetros de laminación adicionales no se obtengan en el dominio de frecuencia y que sólo después se conviertan al dominio de frecuencia. Del mismo modo es concebible que antes de un procesamiento posterior del parámetro o parámetros de laminación determinados a partir de la señal de medición mediante el análisis de frecuencia explicado anteriormente, la conversión de la señal de medición explicada anteriormente al espacio de frecuencia o la determinación de frecuencia explicada anteriormente, éstos se conviertan de nuevo del espacio de frecuencia al espacio de tiempo y sólo entonces se procesen posteriormente.

En particular también es concebible que cuando se utilizan varios dispositivos de medición, por ejemplo, entre las cajas de laminación o delante y detrás de una caja de laminación, las señales de medición respectivas puedan correlacionarse en el dominio de frecuencia o después de un análisis de frecuencia. También es concebible correlacionar este tipo de señales de medición después de la determinación de frecuencia explicada anteriormente o con respecto a su frecuencia determinada de manera correspondiente. También este tipo de correlaciones pueden proporcionar información adicional sobre el proceso de laminación, es decir, servir para determinar uno o varios parámetros de laminación adicionales.

En este caso resulta ventajoso que el material de laminación sea una barra, un alambre o un tubo. Con una selección de este tipo del material de laminación las mediciones con integración y/o promediado sobre la circunferencia del material de laminación pueden implementarse de una manera relativamente sencilla desde el punto de vista constructivo. La forma de sección transversal exacta de la barra, el alambre o el tubo no parece ser esencial en este caso, cuando, por ejemplo debe realizarse una medición de impedancia o mediciones con integración o promediado similares. Además, las barras o los tubos se someten generalmente a procesos de laminación, de modo que la presente invención parece ser aplicable aquí en muchos casos. En particular, en su lugar, opcionalmente también puede realizarse una laminación de un material de laminación más grande o de productos semiacabados más grandes, como por ejemplo planchones, tochos, tochos huecos, lupias, lupias huecas y también pueden medirse de manera correspondiente con respecto a sus magnitudes de material de laminación. Por otro lado se entiende que como material de laminación también puede utilizarse un material plano como chapas o bandas, siempre que se realice una selección adecuada del dispositivo de medición correspondiente.

Preferiblemente el material de laminación es metálico, porque en particular en el caso de un material de laminación metálico los procesos de laminación correspondientes tienen lugar en condiciones ambientales muy adversas, de modo que aquí también pueden determinarse parámetros de laminación correspondientemente difíciles, que en particular pueden utilizarse para un control de los cilindros o de otro modo en un circuito regulador. Sin embargo, precisamente el material de laminación metálico permite una medición de la impedancia o de corrientes parásitas, por ejemplo mediante una bobina que rodea el material de laminación situado en la línea de laminación.

En el presente contexto, en el análisis de frecuencia, en particular en el dominio de frecuencia, y/o en la determinación de la frecuencia cabe considerar que la magnitud medida del material de laminación se introduce preferiblemente en el material de laminación a una frecuencia correspondiente a la rotación de los cilindros, algo que, en comparación con las magnitudes de material de laminación que, por ejemplo, se introducen en la pieza de trabajo por la propia rotación de la pieza de trabajo, lleva a frecuencias considerablemente superiores de las magnitudes de material de laminación correspondientes, pudiendo determinarse opcionalmente también mediante los dispositivos o procedimientos explicados en este caso, no siendo entonces importante la determinación de la propia frecuencia de rotación que, por naturaleza, no puede representar una magnitud de material de laminación que varía por la extensión longitudinal del material de laminación.

Como ya se indicó anteriormente, como magnitud de material de laminación del material de laminación, que varía a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación, puede utilizarse cualquier magnitud de material de laminación correspondiente del material de laminación, siempre que sobre ésta influya el proceso de laminación, en particular por los cilindros, en una medida suficiente. En particular, como magnitudes de material de laminación que varían a lo largo de la extensión longitudinal del material de laminación se consideran aquéllas que provocan cambios periódicos en el material de laminación causados directamente por el proceso de rodadura de los cilindros correspondientes sobre el material de laminación o que se introducen en el material de laminación por la rodadura de al menos uno de los cilindros sobre el material de laminación. Este tipo de cambios periódicos pueden deberse, por ejemplo, a defectos en los cilindros, a faltas de redondez o a frecuencias naturales o a tensiones internas del cilindro respectivo o de la caja de laminación correspondiente.

Se entiende que las características de las soluciones descritas anteriormente o en las reivindicaciones también pueden combinarse, si es necesario, para poder realizar las ventajas correspondientemente de forma acumulativa. Otras ventajas, objetivos y propiedades de la presente invención se explican mediante la siguiente descripción de los ejemplos de realización que, en particular, también se representan en el dibujo adjunto. En el dibujo muestran: la figura 1, un primer tren de laminación en una vista lateral esquemática;

la figura 2, un segundo tren de laminación en una vista lateral esquemática;

la figura 3, un tercer tren de laminación en una vista lateral esquemática; y

la figura 4, a modo de ejemplo, el espectro de frecuencia de un material de laminación en forma de barra, que puede registrarse con un dispositivo de medición de los trenes de laminación según las figuras 1 a 3.

Los trenes de laminación 10 representados en las figuras 1 a 3 presentan en cada caso unas cajas de laminación 11, que soportan unos cilindros 12 y que a lo largo de una línea de laminación 13 pueden laminar un material de laminación 20 en el sentido de laminación 14.

En este sentido, el tren de laminación 10 según la figura 1 presenta sólo una caja de laminación 11 de este tipo, mientras que los trenes de laminación 10 según las figuras 2 y 3 presentan en cada caso cinco cajas de laminación 11 de este tipo. En formas de realización diferentes, en este caso, pueden estar previstas otras cantidades de cajas de laminación 11, pudiendo seleccionarse las distancias de las cajas de laminación 11 así como la cantidad de cilindros 12, que soportan las cajas de laminación 11 respectivas, y su disposición con respecto a la línea de laminación 13 también de manera distinta en función del tren de laminación 10 concreto.

El tren de laminación 10 de los presentes ejemplos de realización comprende en cada caso un soporte 16, en el que se sujetan las cajas de laminación 11. Se entiende que en función del tren de laminación 10 concreto, el soporte 16 puede estar configurado como pieza de construcción, como portador de caja de laminación, como bastidor o similar. En función de la caja de laminación 11, los trenes de laminación 10 presentan un dispositivo de control 15, mediante el cual pueden controlarse los cilindros 12. En el presente ejemplo de realización, los dispositivos de control 15 comprenden en cada caso unos medios de ajuste mediante los cuales es posible ajustar los cilindros 12 en perpendicular a la línea de laminación 13 para adaptarlos a un calibre de laminación determinado o a un material de laminación 20 determinado. Además los dispositivos de control 15 también comprenden un accionamiento para los cilindros 2, de modo que puedan desplazar el material de laminación 20 a través del tren de laminación 10 a lo largo de la línea de laminación 13 en el sentido de laminación 14.

Se entiende que en función de la configuración concreta, el tren de laminación 10 correspondiente también puede presentar dispositivos de control 15 que funcionen de otro modo, por ejemplo para solo algunos de los cilindros 12 puede presentar frenos, sistemas de refrigeración, calentadores o similares que, por consiguiente, pueden influir en el proceso de laminación. En particular, no es necesario que todos los cilindros 12 estén accionados, más bien es concebible que opcionalmente los cilindros 12 puedan simplemente acompañar al movimiento.

Los trenes de laminación 10 están configurados en cada caso para material de laminación 20 que se extiende en una extensión longitudinal 21, que esencialmente está alineada en paralelo a la línea de laminación 13. En el proceso de laminación concreto se intentará alinear la extensión longitudinal 21 del material de laminación 20 con la línea de laminación 13 en la medida de lo posible. Sin embargo, por las tolerancias inevitables y, opcionalmente, por la sección transversal del material de laminación 20 no pueden excluirse pequeñas desviaciones.

Los trenes de laminación 10 pueden utilizarse sin más para material de laminación 20 en forma de chapa o de banda. Sin embargo, en el presente caso, los trenes de laminación 10 están configurados en particular para material de laminación 20 en forma de barra, alambre o tubo.

Los trenes de laminación 10 presentan en cada caso unos dispositivos de determinación 30 para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación.

En este sentido, el dispositivo de determinación 30 comprende en cada caso al menos un dispositivo de medición 31, que está previsto en cada caso detrás de una caja de laminación 11. En el caso del tren de laminación 10 representado en la figura 3, a modo de ejemplo, también un dispositivo de medición 31 está previsto delante de la primera caja de laminación 11 en el sentido de laminación 14.

El dispositivo de medición 31 está configurado para interactuar con una magnitud de material de laminación del material de laminación 20, que varía a lo largo de la extensión longitudinal 21 del material de laminación 20 y emitir una señal de medición 40 correspondiente.

En el presente ejemplo de realización, mediante los dispositivos de medición 31 se produce una medición de impedancia a través de una bobina alineada en perpendicular a la línea de laminación 13, que rodea la línea de laminación 13 y, por tanto, también el material de laminación 20, cuando discurre a lo largo de la línea de laminación 13. De este modo puede realizarse una medición de impedancia, que en última instancia representa directamente una medida para el área de sección transversal respectiva del material de laminación 20, de modo que en este ejemplo de realización, la variación del área de sección transversal del material de laminación 20, al pasar por los dispositivos de medición 31 respectivos o al atravesar los dispositivos de medición 31 respectivos, representa el parámetro de laminación que debe determinarse. En esta variación del área de sección transversal las influencias de los cilindros 12 o también de otras herramientas, que actúan o han actuado sobre el material de laminación 20, se encontrarán de forma variable sobre la extensión longitudinal 21 del material de laminación 20.

Se entiende que con un material de laminación 20 alternativo, opcionalmente también pueden ser relevantes otras magnitudes de material de laminación o pueden utilizarse dispositivos de medición 31 configurados de otro modo. A través de unos medios de análisis de frecuencia 32 del dispositivo de determinación 30, por ejemplo convirtiendo la señal de medición 40 correspondiente, como se representa en la figura 4 a modo de ejemplo, a un dominio de frecuencia, puede determinarse una frecuencia 41 determinada inherente a la variación de la magnitud de material de laminación, es decir, del área de sección transversal. Entonces, esta frecuencia que se aprecia claramente en la figura 4, puede utilizarse para determinar el parámetro de laminación velocidad de material de laminación vrod del material de laminación 20 según la ecuación (8) o también el parámetro de laminación avance Kr según la ecuación (3), concretamente para cada caja de laminación 11 individual, en la medida en que la velocidad circunferencial vroll de los cilindros 12 correspondientes, dispuestos aguas arriba del dispositivo de medición 31 respectivo, o su frecuencia de giro froll se midan de manera correspondiente teniendo en cuenta la ecuación (1). Opcionalmente de manera correspondiente también pueden determinarse en línea variaciones de tracción o variaciones del coeficiente de fricción y del plano neutro de deslizamiento.

Se entiende que en formas de realización diferentes todavía puede realizarse un análisis más preciso de la señal de medición 40 para poder determinar parámetros de laminación adicionales o alternativos. Para ello, opcionalmente pueden preverse dispositivos de medición adicionales o también otros dispositivos de medición.

También es concebible que las señales de medición 40 de los dispositivos de medición 31 se utilicen para otros fines, para los cuales, en el ejemplo de realización de la figura 2, está previsto un bus 34, que conecta unidades de cálculo 33 individuales, en cada una de las cuales están implementados los medios de análisis de frecuencia 32 de las cajas de laminación 11 individuales y una unidad de salida para el dispositivo de control 15. De este modo, las señales de medición 40 de un dispositivo de medición 31 o los parámetros de laminación determinados por una unidad de cálculo 33 también pueden ponerse a disposición de otras unidades de cálculo 33.

En el ejemplo de realización representado en la figura 3, una unidad de cálculo 33 central sirve para emitir señales para el dispositivo de control 15, mientras que un medio de análisis de frecuencia 32 central, configurado separado de la unidad de cálculo 33, analiza todas las señales de medición de los dispositivos de medición 31 de manera correspondiente.

Se entiende que en formas de realización diferentes, puede preverse aquí casi cualquier combinación de bus 34, unidades de cálculo 33 y medios de análisis de frecuencia 32, ya que en última instancia lo único que importa es que los medios de análisis de frecuencia 32 y las unidades de cálculo 33 correspondientes deben estar disponibles para los dispositivos de medición 31 respectivos.

Se entiende que, dependiendo del diseño específico de la unidad de cálculo 33 respectiva, ésta también puede comprender medios de análisis de frecuencia 32. También es concebible que una unidad de cálculo separada incluya los medios de análisis de frecuencia 32. También es concebible que el reenvío de señales de la unidad de cálculo 33 respectiva al dispositivo de control 15 o a los dispositivos de control 15 pueda realizarse por una unidad de cálculo 33 separada o por una unidad de cálculo 33 que se utilice varias veces o además para otros fines.

Lista de números de referencia:

10 tren de laminación

11 caja de laminación

12 cilindro

13 línea de laminación

14 sentido de laminación

15 dispositivo de control

16 soporte del tren de laminación 10

20 material de laminación

21 extensión longitudinal del material de laminación 20

30 dispositivo de determinación

31 dispositivo de medición

32 medios de análisis de frecuencia

33 unidad de cálculo

34 bus

40 señal de medición

41 frecuencia determinada

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación durante la laminación de un material de laminación (20) laminado en un tren de laminación (10) que comprende al menos dos cilindros (12) en una caja de laminación (11) a lo largo de una línea de laminación (13), en el que el material de laminación (20) es una barra o un tubo y en el que el material de laminación (20) se hace pasar por al menos un dispositivo de medición (31) durante la laminación o se guía a través del mismo, que interactúa con una magnitud de material de laminación del material de laminación (20), que varía a lo largo de la extensión longitudinal (21) del material de laminación (20), y emite una señal de medición (40), caracterizado por que el dispositivo de medición (31) realiza una medición perpendicularmente a la línea de laminación (13), integrando y/o promediando sobre la circunferencia del material de laminación (20) y

(i) por que la señal de medición (40) se convierte a un dominio de frecuencia y el parámetro de laminación se determina a partir de la señal de medición (40) convertida al dominio de frecuencia y/o

(ii) por que a partir de la señal de medición (40) se determina una frecuencia (41) inherente a la variación de la magnitud de material de laminación y el parámetro de laminación se determina mediante la frecuencia (41) determinada.

2. Procedimiento de determinación según la reivindicación 1, caracterizado por que para la determinación del parámetro de laminación adicionalmente se utiliza la velocidad circunferencial, la frecuencia de giro y/o la velocidad de rodadura de al menos uno de los cilindros o una magnitud proporcional.

3. Procedimiento de determinación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que al menos uno de los cilindros (12) de la caja de laminación (11) se controla en función de la frecuencia (41) determinada y/o el parámetro de laminación determinado así como, opcionalmente, de la velocidad circunferencial, de la frecuencia de giro y/o de la velocidad de rodadura de al menos uno de los cilindros (12) o de una magnitud proporcional.

4. Tren de laminación (10) que comprende al menos dos cilindros (12) dispuestos en una caja de laminación (11) para laminar un material de laminación (20) a lo largo de una línea de laminación (13) y un dispositivo (30) para la determinación en línea de al menos un parámetro de laminación, comprendiendo el material de laminación (20) una barra o un tubo y comprendiendo el dispositivo de determinación (30) al menos un dispositivo de medición (31), que está dispuesto en la línea de laminación (13) y puede interactuar con una magnitud de material de laminación del material de laminación (20), que varía a lo largo de la extensión longitudinal (21) del material de laminación, y puede emitir una señal de medición (40), caracterizado por que el dispositivo de medición (31) realiza una medición perpendicularmente a la línea de laminación (13), integrando y/o promediando sobre la circunferencia del material de laminación (20) y el dispositivo de determinación (30) comprende unos medios (32) para el análisis de frecuencia, en el que

(i) los medios de análisis de frecuencia (32) prevén una conversión de la señal de medición (40) a un dominio de frecuencia y el parámetro de laminación se determina a partir de la señal de medición (40) convertida al dominio de frecuencia y/o

(ii) a través de los medios de análisis de frecuencia (32), a partir de la señal de medición (40), se determina una frecuencia (41) inherente a la variación de la magnitud de material de laminación y el parámetro de laminación se determina mediante la frecuencia (41) determinada.

5. Tren de laminación (10) según la reivindicación 4, caracterizado por que un dispositivo de control (15) para al menos uno de los cilindros (12) está unido operativamente con el dispositivo de determinación (30).

6. Tren de laminación (10) según la reivindicación (i), caracterizado por que el dispositivo de control (15) y el dispositivo de determinación (30) están unidos entre sí operativamente en un circuito regulador.

7. Procedimiento de determinación según una de las reivindicaciones 1 a 3 o tren de laminación (10) según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el dispositivo de medición (31) está dispuesto de manera estacionaria con respecto al tren de laminación (10) al menos durante la laminación.

8. Procedimiento de determinación según una de las reivindicaciones 1 a 3 o 7 o tren de laminación (10) según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que el dispositivo de medición (31) comprende un sensor de corrientes parásitas y/o una medición de impedancia.

9. Procedimiento de determinación según una de las reivindicaciones 1 a 3, 7 u 8 o tren de laminación (10) según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que a lo largo de la línea de laminación (13) están dispuestos al menos dos dispositivos de medición (13), preferiblemente uno delante y otro detrás de la caja de laminación (11).

10. Procedimiento de determinación según una de las reivindicaciones 1 a 3 o 7 a 9 o tren de laminación (10) según una de las reivindicaciones 4 a 9, en el que el material de laminación (20) es metálico.