ITUD950152A1 - Procedimento di controllo intergabbia del tiro del laminato e relativo dispositivo - Google Patents

Procedimento di controllo intergabbia del tiro del laminato e relativo dispositivo Download PDF

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ITUD950152A1
ITUD950152A1 IT000152A ITUD950152A ITUD950152A1 IT UD950152 A1 ITUD950152 A1 IT UD950152A1 IT 000152 A IT000152 A IT 000152A IT UD950152 A ITUD950152 A IT UD950152A IT UD950152 A1 ITUD950152 A1 IT UD950152A1
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Lorenzo Ciani
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Ceda Spa Costruzioni Elettromeccaniche E Dispositi
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"PROCEDIMENTO DI CONTROLLO INTERGABBIA DEL TIRO DEL LAMINATO E RELATIVO DISPOSITIVO"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Formano oggetto del presente trovato un procedimento di controllo intergabbia del tiro del laminato ed il dispositivo che realizza detto procedimento come espressi nelle relative rivendicazioni principali.
Il trovato è applicabile sostanzialmente ad ogni tipo di processo di laminazione e/o finitura allo scopo di controllare e regolare il tiro impartito al laminato per evitare la formazione di punti critici e/o deformazioni longitudinalmente al laminato stesso come derivanti da un tiro eccessivo e/o non uniforme e/o non costante nel tempo.
In particolare, il trovato permette di evitare deformazioni e strizioni del materiale che possono inficiare la tolleranza finale sul prodotto e portare all'ottenimento di un prodotto finale dalle caratteristiche qualitative insufficienti.
STATO DELLA TECNICA
Uno dei grossi problemi riscontrati nei processi di laminazione a caldo, in particolare nella produzione di prodotti lunghi, è collegato all'esigenza di mantenere un tiro intergabbia sostanzialmente costante in modo da evitare la formazione sul laminato di punti critici distribuiti derivanti da deformazioni e strizioni sul materiale. Dette deformazioni e strizioni si propagano lungo il laminato e vanno ad interessare in maniera disuniforme il tratto di materiale posto tra le due gabbie e/o tra una gabbia ed il gruppo di trascinamento ad essa associato.
Ciò può provocare uno scadimento qualitativo non accettabile nel materiale e, talvolta, la necessità di scartare una elevata quantità di prodotto che non soddisfa gli standard qualitativi richiesti dal mercato.
Questo problema è particolarmente rilevante negli impianti di laminazione che prevedono treni finitori in cui, almeno a monte dell'ultima unità di laminazione veloce, è presente una linea di raffreddamento rapido ed eventuale equalizzazione. Detta linea di raffreddamento serve per realizzare un trattamento di tipo termomeccanico sul laminato a monte dell'ultimo passaggio di finitura in modo che l’ultima unità di laminazione veloce possa agire su materiale più freddo, ottenendo vantaggi tecnologici e qualitativi di trattamento.
Questo tipo di processo accentua i problemi summenzionati derivanti da un tiro irregolare e non uniforme in quanto, nel tratto intergabbia, ovvero tra una gabbia ed il relativo trascinatore, il laminato presenta tratti a temperature anche fortemente differenziate.
In particolare, esso presenta il tratto a monte dell'unità di raffreddamento che, essendo più caldo, è maggiormente soggetto alle conseguenze di questo tipo di sollecitazioni meccaniche provocate da un tiro non costante e non uniforme.
Nella tecnica nota, il tiro intergabbia o non viene controllato o viene controllato utilizzando metodi empirici che si basano unicamente sulle capacità e sull’esperienza degli operatori.
Per risolvere questi inconvenienti della tecnica nota, nonché per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.
Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.
Lo scopo del trovato è quello di realizzare un procedimento, ed il relativo dispositivo, per il controllo intergabbia del tiro esercitato sul laminato in una linea di laminazione.
Il presente trovato può essere applicato in una posizione intermedia tra due gabbie di laminazione convenzionali, tra due gabbie tra le quali è interposto un trascinatore, tra una gabbia ed il relativo trascinatore, tra una gabbia ed un'unità di laminazione veloce, tra due unità di laminazione veloce con trattamento intermedio, ed in ogni altra situazione proponibile in cui vi è un laminato tirato fra due o più unità di lavoro.
Il trovato è particolarmente indicato nel caso di due blocchi di laminazione veloce, rispettivamente un blocco veloce di semifinitura ed uno di finitura, in un treno finitore che presenta un ciclo intermedio di trattamento termomeccanico.
Il trovato prevede di agire sui parametri di funzionamento delle unità di lavoro che esercitano il tiro sul laminato se si riscontra che il tiro stesso eccede i limiti desiderati e/o induce sul . laminato deformazioni longitudinali che superano
valori limite predefiniti.
Il trovato comprende almeno un dispositivo di
misura atto a rilevare, in modo diretto od
indiretto, l'entità del tiro esercitato sul
laminato.
Detto dispositivo di misura è associato ad
un'unità di controllo che agisce in controreazione
sui parametri di funzionamento delle unità di lavoro
a valle e/o a monte allo scopo di mantenere detto
tiro entro limiti predefiniti.
Secondo una variante, sono presenti due o più di
detti dispositivi di misura nel tratto intergabbia
allo scopo di migliorare la precisione dei risultati
ottenuti.
Secondo una prima soluzione del trovato, il
dispositivo di misura è costituito da un gruppo di
controllo del diametro, o di altra dimensione
significativa, del laminato transitante.
Detta misura dimensionale, presa in uno o più
specifici punti del tratto intergabbia, viene
confrontata con il relativo valore nominale,
ricavando da ciò le volute informazioni sul valore
di deformazione indotto da un tiro non corretto e non costante e quindi sulle eventuali correzioni da operare per mantenere dette deformazioni all'interno di una voluta gamma accettabile.
Secondo un'altra soluzione del trovato, il dispositivo di misura comprende un gruppo formatore d'ansa associato a mezzi atti a misurare la tensione ed il carico esercitato dal laminato sul detto gruppo formatore d'ansa.
Nel caso in cui detta tensione o carico superino valori predefiniti, corrispondenti a valori di tiro e quindi di deformazione non accettabili, i parametri operativi di funzionamento delle unità a valle vengono corretti per riportare il tiro esercitato sul laminato a valori tali da ridurre dette deformazioni riportandole all'interno di una voluta specifica tolleranza.
Secondo un'altra soluzione del trovato, sul laminato transitante viene indotta un'azione di tipo impulsivo che ne determina una vibrazione e/o oscillazione secondo specifici parametri di frequenza ed ampiezza.
Detti parametri di frequenza ed ampiezza vengono misurati da opportuni mezzi rilevatori che li correlano al valore di tensione del laminato, con conseguente determinazione del valore di tiro.
In questo caso,a valle e vantaggiosamente in una posizione prossima ai detti mezzi rilevatori, è presente un gruppo trascinatore atto a definire una precisa determinazione della lunghezza del laminato su cui viene indotta detta vibrazione e ad evitare interferenze del laminato stesso con mezzi di guida od altri elementi che circondano il transito del laminato.
Ciò permette l'ottenimento di una misura precisa e non falsata da fattori esterni indesiderati.
In una soluzione del trovato, detta azione impulsiva è di tipo elettromagnetico e viene concretizzata da un generatore di campo impulsivo associato perifericamente al laminato.
Secondo una variante, detta azione impulsiva è di tipo meccanico e viene realizzata applicando un urto direttamente sul laminato transitante.
Secondo un'altra variante, l'urto che determina la vibrazione del laminato viene applicato sulla o sulle gabbie di laminazione, ovvero sul o sui trascinatori cooperanti con il transito del laminato.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.
Nelle tavole abbiamo che:
- la fig. 1 illustra una prima soluzione del procedimento di controllo del tiro del laminato secondo il trovato;
- la fig. 2 illustra una variante di fig. 1;
- la fig. 3 illustra un' altra variante di fig. 1 ;
- la fig . 4 illustra l ' applicazione del trovato nel caso di trattamento termomeccanico intermedio tra due blocchi di laminazione veloce ;
- la fig. 5 illustra una variante di fig. 4;
- la fig. 6 illustra un ' altra variante di fig. 4.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Nelle figure allegate, il numero 10 indica un tratto di una linea di laminazione comprendente almeno una gabbia di laminazione normale 23a ovvero almeno un blocco di laminazione veloce Ila.
Nel caso di fig. 1, sono presenti due gabbie di laminazione convenzionali, rispettivamente 23a e 23b, che cooperano a valle con una cesoia di taglio a misura 20 ed un trascinatore di uscita 13.
A monte della prima gabbia 23a è presente un trascinatore di entrata 12.
Nel caso di specie, tra la prima 23a e la seconda 23b gabbie di laminazione è presente un dispositivo di misura 16 atto a rilevare, in maniera diretta od indiretta, l'entità del tiro esercitato sul laminato 14 dalle unità poste a valle, nel caso di specie dalla gabbia di laminazione 23b.
Detto dispositivo di misura 16 è associato ad un'unità comando e controllo 18, la quale interviene in retroazione sui parametri di funzionamento della detta gabbia 23b, e più in particolare sui motori di azionamento dei cilindri, se il tiro rilevato non corrisponde ai valori predefiniti affinchè non vengano indotte sul laminato 14 deformazioni e strizioni eccessive ed al di fuori di limiti preordinati e/o assume caratteristiche non uniformi e non costanti nel tempo.
Nel caso illustrato in fig. 1, il dispositivo di misura 16 comprende un gruppo 17 di rilevazione del diametro effettivo del laminato 14 come transitante, o di altra dimensione significativa di detto 14.
Detto gruppo 17, in particolare, rileva le variazioni anche minime di diametro del laminato 14 come derivanti dalle deformazioni e dalle strizioni provocate dal tiro esercitato dai cilindri della gabbia di laminazione 23b.
Secondo la variante illustrata in fig. 2, il dispositivo di misura 16 è costituito da un gruppo generatore di impulsi elettromagnetici 24 e da un gruppo rilevatore 25 dei parametri di frequenza ed ampiezza delle vibrazioni indotte sul laminato 14 transitante.
In particolare, il gruppo generatore di impulsi elettromagnetici 24 emette un campo impulsivo che provoca sul laminato 14 transitante una vibrazione che si caratterizza per definiti parametri di frequenza ed ampiezza, i quali sono strettamente correlati al valore di tensione, e quindi di tiro, del laminato 14 stesso.
In questo caso, a valle del dispositivo di misura 16 è vantaggiosamente presente un trascinatore 19 che serve per la definizione di una precisa lunghezza del tratto di laminato 14 sotto osservazione, detto parametro di lunghezza condizionando il valore di frequenza ed ampiezza del laminato vibrante e quindi essendo necessario per il calcolo preciso del valore di tensione e/o tiro.
Detto trascinatore 19 inoltre impedisce, o quanto meno limita fortemente, la possibilità che il tratto di laminato 14 in osservazione interferisca con elementi di guida e/o con altri elementi disposti attorno al suo cammino di transito, i quali potrebbero falsare la precisione e l'accuratezza della determinazione dei parametri di vibrazione. Detto gruppo rilevatore 25 è associato all'unità di comando e controllo 18, la quale in questo caso interviene sui parametri di funzionamento del trascinatore 19 e della gabbia 23b in modo da regolare il tiro secondo i valore predefiniti.
Nella variante illustrata in fig. 3, che si riferisce al caso di cooperazione fra una gabbia 23a ed un blocco veloce Ila, con interposto un trascinatore 19, la generazione della vibrazione del laminato 14 viene indotta con un'azione meccanica, ossia mediante un urto ripetuto con parametri di intensità e frequenza definibili a priori.
Anche in questo caso, il gruppo rilevatore 25 rileva i parametri di frequenza ed ampiezza della vibrazione indotta sul laminato 14 transitante e li trasmette all'unità di comando e controllo 18, la quale calcola il valore di tensione e tiro del laminato 14 ed eventualmente interviene in retroazione sui parametri di funzionamento del blocco veloce Ila e/o del trascinatore 19.
In una soluzione del trovato, l'urto viene inferto alla gabbia a monte 23a mediante opportuni mezzi indicati con 26, nel caso di specie costituiti da un martinetto associato all'ultima coppia dicilindri. Secondo una variante, l'urto viene inferto al trascinatore 19 mediante mezzi indicati con 126.
Secondo un'altra variante, l'urto viene inferto direttamente al laminato 14 mediante mezzi indicati con 226.
Possono essere previste anche azioni simultanee fra dettimezzi 26,126,226.
Nelle soluzioni illustrate nelle figg. 4-6, il tratto di linea 10 è costituito da un treno finitore che comprende un blocco di semifinitura Ila ed un blocco di finitura 11b.
Tra il blocco veloce di semifinitura 11a e quello di finitura 11b è presente un dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15 che realizza sul laminato 14 un voluto trattamento termomeccanico. Il dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15 è strutturato in due blocchi tra i quali è interposto un dispositivo di trascinamento 19.
Nel caso di specie, il dispositivo di misura 16 è interposto almeno tra il blocco veloce di semifinitura 11a ed il dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15.
Detto dispositivo di misura 16 coopera con il tratto "caldo" del laminato 14 e quindi più soggetto alle deformazioni derivanti dal tiro esercitato valle.
Nel caso di fig. 4, sono presenti due gruppi di misura dimensionale del laminato 14, rispettivamente un primo gruppo 117a posto subito in uscita al blocco veloce di semifinitura 11a ed un secondo gruppo 117b posto subito in entrata al dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15.
Il primo gruppo 117a serve ad ottenere una misura del diametro del laminato 14 che più si avvicina al valore nominale in quanto lo stato di tensione, appena applicato, non ha ancora provocato deformazioni sensibili.
Il secondo gruppo 117b viene posto in entrata al dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15, nella posizione più prossima allo stesso compatibilmente con i vincoli operativi presenti, allo scopo di ottenere la misura nel tratto di laminato 14 che più risente delle deformazioni indotte per essere rimasto un tempo maggiore in stato di tensione.
Le due misure così ottenute vengono confrontate per ottenere l'effettivo valore generato dalle deformazioni indotte dal tiro, e non da scostamenti e tolleranze del diametro reale rispetto a quello nominale .
Secondo una variante, è presente, od anche presente, uno o più gruppi rilevatori di diametro 217 posto tra il dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15 ed il blocco veloce di finitura 11b.
Secondo la variante illustrata in fig, 5, il dispositivo di misura 16 comprende almeno un rullo formatore d’ansa 21 disposto tra il blocco veloce di semifinitura 11a ed il dispositivo di raffreddamento a getti d’acqua 15.
Secondo un'altra variante, è presente, od anche presente, almeno un rullo formatore d'ansa 121 tra il dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15 ed il blocco veloce di finitura llb.
Detti rulli formatori d'ansa 21,121 sono associati a rispettive celle di carico 22 atte a rilevare la tensione ed il carico determinato dal passaggio del laminato 14 sul relativo rullo 21,121, e quindi a rilevare l'entità del tiro esercitato dal trascinatore 19 e/o dai cilindri del blocco veloce di finitura llb.
Come negli altri casi descritti, se detto valore di tiro corrisponde ad un valore di deformazione troppo elevato ed al di fuori di una tolleranza accettabile, l'unità di comando e controllo 18 a cui dette celle di carico 22 sono associate regola i parametri operativi di funzionamento allo scopo di riportare il tiro entro un valore accettabile e quindi ristabilire corrette condizioni di funzionamento.
La fig. 6 illustra infine il caso in cui in un tratto di linea 10 del tipo di cui alle figg. 4 e 5, comprendente un blocco veloce di semifinitura Ila ed un blocco veloce di finitura 11b, è presente un dispositivo di misura 16 del tipo comprendente un generatore di impulsi 24 ed un rilevatore di vibrazioni 25.
In questo caso, vantaggiosamente, è presente un trascinatore 19a anche a monte del dispositivo di raffreddamento a getti d'acqua 15 per le ragioni summenzionate.
Nell'ambito del trovato, rientrano tutte le possibili combinazioni fra le varie tipologie di dispositivi di misura 16 come descritte ed i differenti casi di applicazione a gabbie e/o blocchi veloci di laminazione.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di controllo intergabbia del tiro del laminato (14) in un tratto (10) di una linea di laminazione, detto tratto (10) potendo comprendere due gabbie convenzionali (23a, 23b) con o senza trascinatore (19) interposto, una gabbia (23a) ed un trascinatore (19), una gabbia (23a) ed un blocco veloce (Ila), due blocchi veloci (11a, 11b) con trattamento termomeccanico intermedio, od altro tipo di combinazione fra unità di laminazione, essendo presente un eventuale trascinatore di entrata (12) ed un eventuale trascinatore di uscita (13) associato ad una cesoia (20), caratterizzato dal fatto che prevede il controllo del tiro indotto sul laminato (14) nel tratto intergabbia compreso tra due unità di laminazione (23a, 23b, 11a, 11b) e/o tra un'unità di laminazione ed il relativo trascinatore (19), con consequenziale eventuale correzione in retroazione dei parametri di funzionamento del trascinatore (19) e/o dell'unità di laminazione a valle (23b, 11b) per mantenere detto tiro ad un valore voluto e costante nel tempo. 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prevede il controllo del tiro impartito al laminato (14) in un'unica zona nel tratto intergabbia. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prevede il controllo del tiro impartito al laminato (14) in più zone nel tratto intergabbia. 4 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il controllo del tiro impartito al laminato (14) viene attuato mediante misure di almeno una dimensione significativa del laminato (14) come transitante. 5 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzato dal fatto che il controllo del tiro impartito al laminato (14) viene attuato mediante la misura del valore di tensione e carico esercitato dal laminato (14) come transitante su almeno un elemento ausiliario formatore d’ansa (21,121). 6 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzato dal fatto che il controllo del tiro impartito al laminato (14) viene attuato mediante la misura dei parametri di frequenza e/o ampiezza della vibrazione del laminato (14) nel tratto intergabbia, detta vibrazione essendo indotta da un'azione di tipo impulsivo eseguita sul laminato (14) stesso. 7 - Procedimento come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che l'azione di tipo impulsivo è generata dall’applicazione di un campo magnetico impulsivo con effetto vibrante sul laminato (14). 8 - Procedimento come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che l'azione di tipo impulsivo è generata dall'applicazione di un urto meccanico con effetto vibrante sul laminato (14). 9 - Procedimento come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'urto meccanico viene applicato direttamente sul laminato (14) transitante. 10 - Procedimento come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'urto meccanico viene applicato su una delle unità di laminazione e/o su uno dei trascinatori (19) associati al laminato (14) transitante. 11 - Dispositivo di controllo intergabbia del tiro del laminato (14) in un tratto (10) di una linea di laminazione, detto tratto (10) potendo comprendere due gabbie convenzionali (23a, 23b) con o senza trascinatore (19) interposto, una gabbia (23a) ed un trascinatore (19), una gabbia (23a) ed un blocco veloce (Ila), due blocchi veloci (11a, 11b) con trattamento termomeccanico intermedio, od altro tipo di combinazione fra unità di laminazione, essendo presente un eventuale trascinatore di entrata (12) ed un eventuale trascinatore di uscita (13) associato ad una cesoia (20) , essendo presente un'unità di comando e controllo (18) , caratterizzato dal fatto che almeno tra l’unità di laminazione a monte (23a, 11a) e l'unità di laminazione a valle (23b, 11b) e/o il trascinatore (19) è presente un dispositivo di misura (16) , diretta od indiretta, del tiro impartito al laminato (14) nel tratto intergabbia, detto dispositivo di misura (16) essendo associato all’unità di comando e controllo (18) per la determinazione del valore di tiro e per l'eventuale correzione in retroazione dei parametri di funzionamento delle unità a valle (19, 23b, 11b) funzionalmente al mantenimento di un valore di tiro voluto e costante nel tempo. 12 - Dispositivo come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che nel tratto intergabbia (10) in osservazione è presente un singolo dispositivo di misura (16) . 13 - Dispositivo come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che nel tratto intergabbia (10) in osservazione sono presenti più dispositivi di misura (16) con conseguente correlazione fra le differenti misure di tiro rilevate. 14 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 11 in poi, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di misura (16) comprende almeno un gruppo di misura (17, 117a, 117b, 217) della reale dimensione più significativa del laminato (14) come transitante. 15 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 11 a 13, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di misura (16) comprende almeno un elemento formatore d'ansa (21,121) associato a mezzi (22) atti a misurare la tensione ed il carico esercitato dal laminato (14) transitante su detto elemento formatore d'ansa (21,121). 16 - Dispositivo come ad una o l ' altra delle rivendicazioni precedenti da 11 a 13 , caratterizzato dal fatto che il dispositivo di misura (16 ) comprende almeno un gruppo generatore di una vibrazione del laminato ( 14 ) associato ad un gruppo rilevatore (25 ) dei parametri almeno di frequenza ed ampiezza di detta vibrazione. 17 - Dispositivo come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il gruppo generatore di una vibrazione del laminato (14) comprende un gruppo generatore di un campo magnetico impulsivo (24). 18 - Dispositivo come alla rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il gruppo generatore di una vibrazione del laminato (14) comprende un gruppo generatore di un urto meccanico interessante il laminato (14) stesso. 19 - Dispositivo come alla rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che l'urto meccanico viene impartito direttamente sul laminato (14) mediante mezzi (226). 20 - Dispositivo come alla rivendicazione 18 o 19, caratterizzato dal fatto che l'urto meccanico viene impartito ad un'unità di laminazione e/o al trascinatore (19) in prossimità del laminato (14). 21 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni da 16 in poi, caratterizzato dal fatto che il gruppo rilevatore (25) dei parametri di frequenza e/o ampiezza della vibrazione del laminato (14) coopera a valle con un trascinatore (19, 19a) per la determinazione di un preciso valore di lunghezza del tratto di laminato (14) in osservazione e per impedire interferenze del laminato (14) con elementi circostanti,
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