ITUD970226A1 - Procedimento di controllo del tiro del laminato - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"PROCEDIMENTO DI CONTROLLO DEL TIRO DEL LAMINATO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento di controllo del tiro del laminato come espresso nella rivendicazione principale.

Il trovato si applica in una linea di laminazione per controllare e regolare il tiro impartito al laminato allo scopo di garantire il rispetto delle tolleranze dimensionali del prodotto finale e l'ottenimento di elevate caratteristiche qualitative, quanto meno in termini di rigoroso rispetto dei parametri dimensionali stabiliti.

Il trovato permette inoltre di evitare la formazione di punti critici o deformazioni di sezione longitudinalmente al laminato stesso come derivanti da un tiro eccessivo, non uniforme o non costante.

STATO DELLA TECNICA

E' noto che uno dei più rilevanti problemi che si riscontrano nelle linee di laminazione a caldo, in special modo nelle linee per prodotti lunghi in barra, è relativo all'esigenza di mantenere costantemente controllato il tiro del laminato tra una gabbia a monte ed una gabbia a valle, ovvero tra una gabbia ed un trascinatore ovvero ancora in una stessa gabbia ove siano presenti due o più moduli o blocchi di laminazione abbinati.

Tale esigenza viene amplificata nel caso in cui, in un tratto intergabbia, siano presenti sistemi di trattamento o condizionamento termico che possono modificare le caratteristiche strutturali del materiale, a monte ed a valle di detti sistemi, in termini di resistenza al tiro e rendono quindi difficoltoso il controllo e la regolarità del tiro in detto tratto intergabbia.

Un tiro irregolare e/o non costante nel tempo determina scadimenti qualitativi ed irregolarità dimensionali non accettabili che provocano cali di produzione, fermate della linea, necessità di frequenti regolazioni ed altri problemi che incidono sulla operatività e sulla produttività della linea. Inoltre, un controllo impreciso e non costante del tiro non permette di eseguire quelle regolazioni sulla linea che consentono di mantenere il prodotto, in modo rigoroso, automatizzato e ripetibile qualsiasi siano le condizioni a monte, entro ristrette tolleranze dimensionali, senza ricorrere a complesse e macchinose regolazioni sul gap dei cilindri; dette regolazioni provocano fermate della linea, sono per lo più affidate all'esperienza ed alle capacità degli operatori e determinano transitori operativi che incidono sulla produttività della linea stessa.

Nella tecnica nota sono stati proposti vari tentativi di soluzione per una rigorosa misura del tiro e per il controllo in retroazione degli organi di trascinamento allo scopo di mantenere condizioni di tiro controllate e costanti nel tempo.

Sono stati previsti, ad esempio, misuratori di diametro posti subito in uscita alla gabbia di laminazione, od in entrata ed in uscita alla detta gabbia, ed asserventi in retroazione i motori dei cilindri nel caso si verifichi uno scostamento rispetto alla dimensione nominale prevista.

Sono inoltre stati previsti misuratori che rilevano la tensione del laminato nel tratto intergabbia per determinarne pulsazioni dimensionali di sezione e stabilire le relative condizioni di tiro.

Queste ed altre soluzioni note non hanno fornito tuttavia una risposta completa e soddisfacente alle esigenze tecnologiche ed operative di garantire un controllo affidabile, semplice, economico, di grande praticità e di estrema precisione.

La proponente, con la domanda di brevetto europea EP-A-0756906 , ha proposto una soluzione innovativa per il controllo del tiro del laminato, basata sulla presenza di almeno due rilevatori dimensionali in un tratto intergabbia, un primo rilevatore subito in uscita dalla gabbia a monte ed un secondo rilevatore subito in entrata della gabbia a valle. Nel caso in cui sia eseguito un trattamento termico nel tratto intergabbia è presente un rilevatore dimensionale anche à monte di detto trattamento.

Tale soluzione permette effettivamente di avere una informazione precisa sulla regolarità del tiro del laminato in quanto permette di individuare deformazioni dimensionali o riduzioni di sezione inammissibili derivate da un tiro irregolare e non costante in detto tratto intergabbia.

Tale soluzione, di per sè positiva, non permette tuttavia di determinare eventuali irregolarità di laminazione o di tiro che si generano all’interno della gabbia stessa, ovvero tra blocchi di laminazione abbinati in una stessa gabbia, e di individuare con precisione i motivi generatori di dette irregolarità, sì da poter intervenire con un comando in retroazione per ripristinare le corrette condizioni di laminazione e tiro.

Per risolvere questi problemi con un procedimento globale che assicuri il costante controllo dimensionale del laminato con una soluzione semplice, economica, affidabile e funzionale la proponente ha ideato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente >trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Il trovato si applica in una linea di laminazione ed in particolare, anche se non limitatamente, nel tratto di semifinitura/finitura di prodotti laminati lunghi in barra. Per tratto di semifinitura/finitura sì intende il tratto di linea costituito da un blocco veloce a passi di riduzione multipli, ad esempio da 6 a 12, seguito da un blocco di finitura o post-finitura ad uno o due passi di riduzione.

Il trovato permette di concretizzare un controllo dimensionale del laminato affidabile, economico e funzionale, basato sulla regolazione del tiro.

Il trovato può essere utilizzato sia per evitare deformazioni o riduzioni inammissibili del materiale, che soprattutto per eseguire regolazioni e correzioni dimensionali rigorose del laminato agendo sui parametri di tiro, riuscendo così anche a compensare, entro certi limiti, la deriva dimensionale determinata dall'usura dei cilindri di laminazione o da altri fenomeni perturbatori.

In altre parole, in base a misure dimensionali eseguite in più punti di un tratto intergabbia, ovvero anche a monte ed a valle delle gabbie stesse, il trovato permette di verificare il mantenimento delle tolleranze dimensionali imposte dalla tabella di riduzione e, se tali tolleranze non vengono soddisfatte, prevede di agire in retroazione sui parametri di tiro per ripristinare i corretti valori dimensionali del laminato.

Tale correzione basata sui parametri di tiro viene eseguita all'interno di una gamma di valori di tiro ammissibili, gamma che è funzione della posizione in cui viene eseguita la misurazione, della posizione reciproca e della configurazione dei gruppi di tiro, del tipo di materiale laminato, della sua temperatura e di altro ancora.

Se le misure sul laminato evidenziano scostamenti dimensionali superiori alla gamma ammissibile e quindi non compensabili con variazioni del tiro, il trovato prevede di intervenire direttamente sui gruppi di riduzione a monte, ovvero di segnalare la condizione di errore come indicazione della necessita di un intervento, ad esempio di una modifica del gap fra i cilindri, di sostituzione degli stessi o di altre azioni a monte.

Il trovato si basa sulla constatazione, verificata nella maggior parte dei casi pratici di applicazione, che il rapporto di riduzione di sezione di una barra tra l'ingresso di un blocco veloce e 1'uscita di detto blocco veloce rimane sostanzialmente costante, a parità di materiale laminato e di temperatura, al variare della sezione di ingresso e può quindi essere considerato sostanzialmente indipendente da detto valore di ingresso, se non si considera la deriva determinata dall'usura dei cilindri. Data per nota la sezione nominale di ingresso al blocco veloce, la sezione di uscita assume quindi sostanzialmente un valore noto funzione del valore della sezione di ingresso.

Ponendo un sensore dimensionale in uscita al blocco veloce è quindi immediato verificare se vi sono scostamenti dal valore atteso e, in tal caso, intervenire in retroazione sui sistemi di trascinamento e/o di riduzione a monte per ripristinare le corrette condizioni di tiro del laminato.

Secondo una variante, la sezione all'ingresso del blocco veloce viene rilevata da un apposito sensore dimensionale e confrontata con la sezione all'uscita per verificare la correttezza del valore del parametro di riduzione atteso, ciò consentendo un controllo continuo dell'andamento dell'usura dei cilindri di detto blocco veloce.

Secondo il trovato, ed in base all’insegnamento dell 'EP-A-0756906, nel tratto intergabbia tra il blocco veloce ed il blocco di finitura ad uno o due passi vengono previsti almeno due rilevatori dimensionali, uno in uscita dal blocco veloce e l'altro in entrata al finitore, sì che il controllo del tiro intergabbia viene ottenuto mediante confronto fra le misure di sezione rilevate da detti due rilevatori.

In presenza di un sistema di trattamento termico posto in detto tratto intergabbia, i rilevatori possono essere tre o più e collaborare al confronto eseguito sulla misura di sezione del laminato.

Secondo il trovato, a valle del blocco finitore ad uno o due passi è presente un ulteriore rilevatore dimensionale.

Detto rilevatore dimensionale a valle coopera con il rilevatore dimensionale posto a monte per eseguire un confronto fra la misura del laminato presa in ingresso al finitore e la misura presa in uscita. Nel caso di finitore a due passi, in cui ogni coppia di cilindri è azionata da un proprio motore, i rilevatori asservono in retroazione detti motori in modo da consentire la correzione dei parametri di tiro del laminato, assicurando il mantenimento costante della regolarità del tiro tra di essi.

Con il trovato, il tiro del laminato viene in questo modo sempre controllato, sia nei tratti intergabbia che all'interno del finitore stesso; ciò assicura la regolarità e la costanza nel tempo di detto tiro, nonché il rispetto delle tolleranze dimensionali e qualitative richieste.

Tale controllo permette inoltre di intervenire sui parametri di tiro per eseguire regolazioni dimensionali fini sulla sezione del laminato all'interno di una gamma di valori di tiro ammissibili in base al materiale ed alla sua temperatura.

Secondo il trovato, i rilevatori dimensionali presenti sulla linea sono collegati ad un gruppo di controllo che, in base a valori tabellari predefiniti, verifica gli scostamenti dei valori misurati dai valori attesi in base alla tabella di riduzione e determina 1'intervento in retroazione sui parametri di tiro per ripristinare le corrette condizioni e mantenere il rispetto delle tolleranze dimensionali del laminato.

ILLUSTRAZIONE DEL DISEGNO

La figura allegata, fornita a titolo di esempio non limitativo, illustra parzialmente un tratto di linea di laminazione in cui si applica il trovato.

DESCRIZIONE DEL DISEGNO

II tratto di semifinitura/finitura 10 di una linea di laminazione per prodotti lunghi in barra è schematizzato in figura. Detto tratto 10 comprende un blocco di semifinitura 11, quale un BGV a passi di riduzione multipli, nel caso di specie a sei passi, seguito da un blocco di finitura o post-finitura 12 a due passi di riduzione. Il blocco di finitura 12 è seguito da mezzi noti di trascinamento, raffreddamento e raccolta non illustrati in dettaglio.

Nel caso di specie non sono illustrati sistemi di trattamento termico intermedi tra i due blocchi 11 e 12, ma il trovato si applica allo stesso modo anche in presenza di detti sistemi.

il blocco di semifinitura (BGV) 11 è alimentato da un motore 14, mentre ogni coppia di cilindri del blocco di finitura 12 è alimentata da un proprio motore, rispettivamente 15a e 15b. In una variante, il blocco di semifinitura 11 è diviso in due o più blocchi ciascuno alimentato da un motore 14.

Subito in uscita al blocco di semifinitura 11 è presente un primo rilevatore dimensionale 16a idoneo a rilevare la misura più significativa, ad esempio il diametro o l'area di sezione, del laminato 17 transitante in continuo.

Subito a monte del blocco di finitura 12 è presente un secondo rilevatore dimensionale 16b, mentre subito a valle di blocco di finitura 12 è presente un terzo rilevatore dimensionale 16c.

Nel caso di specie, è presente un quarto rilevatore dimensionale 16d, posto a monte del blocco di semi-finitura 11, il quale verifica la correttezza del valore dimensionale del laminato 17 in ingresso al blocco di semifinitura 11.

I detti rilevatori dimensionali 16a, 16b, 16c e 16d sono collegati ad un gruppo di controllo 18, all'interno del quale sono memorizzati, in apposite tabelle 13, i valori relativi alla dimensione attesa del laminato 17 in tutti i punti della linea in cui viene eseguita la misura, in funzione del tipo di materiale laminato, della tabella di riduzioni programmata, degli eventuali processi di trattamento termico intermedi, eco.

Secondo una variante, il gruppo di controllo 18 riceve anche segnali della velocità effettiva dei motori 14, 15a, 15b affinchè essi rimangano, in qualsiasi condizione, entro una gamma di valori ammissibili e memorizzati in dette tabelle 13.

Secondo un'ulteriore variante, nella definizione del procedimento di controllo interviene anche la misurazione della durata di funzionamento dei cilindri per verificare se eventuali scostamenti possono derivare da un'usura dovuta al ripetersi dei passaggi di laminazione.

Secondo il trovato, il procedimento di controllo e regolazione del tiro del laminato 17 prevede di eseguire un primo controllo sulla base della misura dimensionale eseguita dal primo rilevatore 16a a valle del blocco di semifinitura 11.

Detta rilevazione dimensionale tiene conto della misura di sezione del laminato 17 all'ingresso del blocco di semifinitura 11, nota o fornita dal quarto rilevatore dimensionale 16d, e del rapporto di riduzione sostanzialmente costante che interviene tra sezione a monte e sezione a valle del blocco 11.

In base a tali valori noti, il primo rilevatore 16a, nel caso di scostamenti dimensionali tra misura attesa e misura rilevata come determinati dal gruppo di controllo 18, evidenzia eventuali irregolarità nella dimensione del laminato 17 all'uscita del blocco di semifinitura 11 e determina l'intervento, da parte dello stesso gruppo di controllo 18, sugli organi di trascinamento a monte di detto blocco 11 e/o sul motore 14 che aziona detto blocco 11. Se i motori 14 sono due o più il gruppo di controllo 18 modifica il rapporto delle velocità dei motori 14.

Il controllo del tiro intergabbia, ossia del tiro fra blocco di semifinitura 11 e blocco di finitura 12 viene eseguito, secondo il trovato, mediante confronto fra le misure eseguite dal primo rilevatore 16a e dal secondo rilevatore 16b, in base all'insegnamento del summenzionato EP'906.

Dette misure permettono di verificare, in base alle tabelle 19 memorizzate nel gruppo di controllo 18 e/o a parametri rilevati in linea, se il tiro in detto tratto intergabbia è all'interno di una gamma di valori ammissibili e di determinarne l'entità. Se si verificano scostamenti che portano la dimensione del laminato 17 all'ingresso del finitore 12 ad un valore non corrispondente al valore atteso, il gruppo di controllo 18 interviene in retroazione sui motori 14, 15a, 15b delle gabbie e/o sugli eventuali organi di trascinamento quali pinch-roll e simili per ripristinare le corrette condizioni di tiro.

Ciò anche allo scopo di eseguire una correzione fine del valore dimensionale del laminato 17 se tale scostamento è all'interno da una gamma di valori correggibili intervenendo esclusivamente sul tiro. Infine, il trovato prevede un confronto dimensionale fra la misura fornita dal terzo rilevatore 16c a valle del blocco di finitura 12 e quella fornita dal secondo rilevatore 16b a monte di detto blocco di finitura 12.

In particolare, il confronto dimensionale permette di evidenziare, noto il rapporto di riduzione nominale tra sezione a monte e sezione a valle di detto blocco 12, eventuali irregolarità di laminazione e/o scostamenti dimensionali rispetto al valore atteso dovute ad un non corretto ed incostante tiro da parte dei cilindri azionati dai motori 15a e 15b o ad un'usura dei cilindri stessi.

In base a tale rilevazione, il gruppo di controllo 18 verifica la coerenza di tali misure e/o il rispetto delle tolleranze dimensionali ed interviene in retroazione sulle velocità dei motori 15a e 15b per ripristinare le corrette e regolari condizioni di tiro sul laminato 17. Il gruppo di controllo 18 può anche modificare le condizioni di tiro nel caso in cui si vogliano correggere scostamenti dimensionali, in una gamma definita e ammissibile, rispetto al valore atteso.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di controllo del tiro del laminato in un tratto di linea di laminazione comprendente almeno un blocco di semifinitura (11) a passi di riduzione multipli con uno o più motori (14) ed un blocco di finitura o post-finitura (12) ad uno o due passi di riduzione con propri motori (15a, 15b), in cui almeno una misura di una dimensione significativa del laminato transitante (17) viene eseguita da un primo rilevatore (16a) posto all'uscita del blocco di semifinitura (11) ed almeno una misura viene eseguita da un secondo rilevatore (16b) posto all'entrata del blocco di finitura (12), caratterizzato dal fatto che prevede di eseguire almeno una misura della dimensione significativa del laminato (17) con un terzo rilevatore (16c) in uscita del blocco di finitura (12), il controllo e la regolazione del tiro venendo eseguiti da un gruppo di controllo (18) mediante confronto fra le misure all'uscita del blocco di semifinitura (11), all'entrata al blocco di finitura (12) ed all'uscita dallo stesso rispetto ai corrispondenti valori memorizzati in tabelle (19) nel gruppo di controllo (18), eventuali scostamenti compresi in una gamma di correzione ammissibile rispetto ai valori attesi venendo corretti dal gruppo di controllo (18) agendo in re troazione almeno sugli organi di tiro (14, 15a, 15b) del laminato (17) in detto tratto di linea per riportare il valore dimensionale del laminato (17) nell'intorno di detto valore atteso. 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che se lo scostamento della misura dimensionale del laminato (17) rilevata in una qualunque posizione del detto tratto di linea è fuori dalla gamma di correzione ammissibile, il gruppo di controllo (18) esegue un intervento sui parametri di riduzione a monte e/o emette un segnale di errore indicativo di uno scostamento non correggibile. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 2, in cui è presente un blocco di finitura (12) a due passi di riduzione, cadauna coppia di cilindri del blocco di finitura (12) essendo azionata da un rispettivo motore (15a, 15b), caratterizzato dal fatto che la correzione di una irregolarità del tiro determinata mediante confronto dimensionale fra la misura eseguita in entrata e la misura eseguita in uscita al blocco di finitura (12) viene corretta mediante intervento del gruppo di controllo (18) sul rapporto di velocità dei due motori (15a, 15b). 4 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la misura dimensionale ottenuta all’uscita del blocco di semifinitura (11) dal primo rilevatore (16a) viene confrontata con il valore dimensionale del laminato (17) come atteso in base al valore dimensionale del laminato (17) all’ingresso del detto blocco di semifinitura (11) misurato dal quarto rilevatore (16d) ed al rapporto sostanzialmente fisso di riduzione determinato da detto blocco di semifinitura (11), un eventuale scostamento rispetto a detto valore atteso essendo interpretato dal gruppo di controllo (18) come ìndice di usura dei cilindri di detto blocco di semifinitura (11). 5 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la misura del tiro nel tratto intergabbia viene eseguita confrontando la misura ottenuta dal rilevatore (16a) in uscita dal blocco di semifinitura (11) con quella ottenuta dal rilevatore (16b) in entrata al blocco di finitura (12). 6 - Procedimento come alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione ed ai disegni,