MX2011005506A - Metodo para la preparacion de al menos un rodillo de trabajo para laminar un material de laminado. - Google Patents

Metodo para la preparacion de al menos un rodillo de trabajo para laminar un material de laminado.

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Abstract

La presente invención comprende un método para la preparación de, al menos, un rodillo de trabajo (1,2) para laminar un material de laminado (3) en forma de cinta, en donde el rodillo de trabajo (1, 2) está dispuesto para interactuar con un segundo rodillo (4,5), especialmente, con un rodillo intermedio o de apoyo por el cual es sostenido por el segundo rodillo, en donde el segundo rodillo (4,5) presenta un rectificado (6) en sus extremos axiales. Para incrementar la calidad de una cinta laminada, el método de acuerdo con invención proporciona los siguientes pasos: a) calcular el perfil de luz entre rodillos resultante entre dos rodillos de trabajo de acción conjunta (1,2), en donde se parte de un ancho definido (3) del material de laminado (3), que se extiende, al menos parcialmente, en el sector del rectificado (6) del segundo rodillo (4, 5); b) definir un contorno deseado del material de laminado, a obtenerse a través del proceso de laminado al pasar por los rodillos de trabajo (1, 2); c) calcular un rectificado de compensación para el rodillo de trabajo (1,2) mediante la sustracción del contorno del material de laminado, definido en el paso b), al perfil de luz entre rodillos acorde al paso a) y la multiplicación de la diferencia calculada con un factor de atenuación (K); y aplicar, al menos parcialmente, el rectificado de compensación calculado acorde al paso c) en, al menos, un rodillo de trabajo (1,2).

Description

MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE AL MENOS UN RODILLO DE TRABAJO PARA LAMINAR UN MATERIAL DE LAMINADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un método para la preparación de, al menos, un rodillo de trabajo para laminar un material de laminado en forma de cinta, en donde el rodillo de trabajo está dispuesto para interactuar con un segundo rodillo, especialmente, con un rodillo intermedio o de apoyo por el cual es sostenido, en donde el segundo rodillo presenta un rectificado en sus extremos axiales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Especialmente en el caso del laminado de chapas muy anchas (por ejemplo, más de 3,000 mm de ancho) en ocasiones, se presentan formas indeseadas de perfiles en la cinta, a saber, perfiles en forma de W y formación de rebordes en las proximidades de las aristas, asi como defectos de planaridad (cuartos de onda) en el producto final.
Esto puede deberse, entre otros, a que durante el laminado de cintas o chapas anchas ocurre que las áreas exteriores del material laminado se encuentran en el sector del rectificado de los rodillos de apoyo o de los rodillos intermedios o, en el caso de los rodillos de trabajo prolongados, incluso fuera de las aristas de las tablas de los rodillos de apoyo o de rodillos intermedios. El rodillo de trabajo se curva en estas áreas, de modo que en la luz entre rodillos se puede producir por ello una forma de perfil no parabólica, a saber, por ejemplo, la mencionada formación de rebordes. Las fuerzas elevadas de laminado y las fuerzas de flexión de los rodillos de trabajo pueden aumentar aún más dicho efecto.
En general son indeseados los perfiles del material de laminado, es decir, la distribución del grosor del material de laminado en su ancho, que se alejan mucho de la forma parabólica, ya que pueden provocar irregularidades en la planaridad durante el proceso de laminado o en los procesos subsecuentes. Además, de este modo se puede desmejorar la precisión dimensional del producto.
Ya se conoce la aplicación de rectificaciones en los rodillos de trabajo para influir de manera adecuada en el perfil de luz entre rodillos. Se remite por ejemplo, a la patente Europea EP 0 294 544 Bl en la que se prevé que al rodillo de trabajo se le dote con un perfil descrito con un polinomio. En la patente Europea EP 1 307 302 Bl se propone una solución similar, en donde se describe un denominado perfil CVC. Otras soluciones, o soluciones similares, han sido publicadas en las solicitudes EP 1 703 999 Bl, EP 0 937 515 Bl, JP 3032412 A, JP 9253726 A, DE 39 19 285 Al, JP 8332509 A, JP 6015322 A y JP 2179308 A. En los perfiles aplicados a los rodillos de trabajo se trata entonces de contornos parabólicos o de contornos descritos con polinomios. En este último caso, se aplican sobre el rodillo los contornos en forma de S, descritos con los polinomios mencionados (rectificado CVC) si se cuenta con un dispositivo de desplazamiento axial y se aprovecha el desplazamiento como elemento de ajuste del perfil.
También se conoce la aplicación de contornos especiales para reducir el grado de afilamiento de los cantos o para reducir la formación de rebordes. El objetivo es en este caso influir en el contorno del perfil del material de laminado en el área directa de los bordes, para compensar los efectos del aplanamiento de los rodillos de trabajo en la luz entre rodillos o la expansión térmica del rodillo de trabajo en el perfil de luz entre rodillos.
Sin embargo, no existen en el estado actual de la técnica indicaciones concretas de que a pesar del equipamiento con rodillos de apoyo o intermedios con un rectificado se obtenga un buen resultado de laminado. Es justamente por ello que se producen los problemas mencionados anteriormente en el caso de cintas muy anchas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por ello, el objeto de la presente invención es presentar un método para la preparación de un rodillo de trabajo acorde al tipo mencionado al comienzo, con el cual sea posible obtener, incluso con un correspondiente rectificado del rodillo de apoyo o el rodillo intermedio, una laminado óptimo, es decir, laminar una cinta que se caracterice por su elevada calidad y la forma deseada. Acorde a ello, se deben compensar ampliamente los efectos indeseados, no parabólicos, del rectificado de los rodillos de apoyo o los rodillos intermedios sobre la forma del perfil de luz entre rodillos. La dotación de los rodillos de trabajo de un rectificado especial (por ejemplo, el rectificado CVC) no debe ser perjudicado .
La solución a esta tarea a través de la presente invención se caracteriza porque el método para la preparación de, al menos, un rodillo de trabajo para laminar un material de laminado en forma de cinta presenta los siguientes pasos: a) cálculo del perfil de luz entre rodillos resultante entre dos rodillos de trabajo de acción conjunta, en donde se parte de un ancho definido del material de laminado, que se extiende, al menos parcialmente, en el sector del rectificado del segundo rodillo; b) definición de un contorno deseado del material de laminado, a obtenerse a través del proceso de laminado al pasar por los rodillos de trabajo; c) cálculo de un rectificado de compensación para el rodillo de trabajo mediante la sustracción del contorno del material de laminado, definido en el paso b) , al perfil de luz entre rodillos acorde al paso a) y la multiplicación de la diferencia calculada con un factor de atenuación; d) aplicación, al menos parcial, del rectificado de compensación calculada acorde al paso c) en, al menos, un rodillo de trabajo.
El rectificado de compensación acorde al paso c) puede ser superpuesto a otro perfilado del rodillo de trabajo. Dicho otro perfilado del rodillo de trabajo es, preferentemente, un perfilado parabólico o un perfilado en forma de S (el denominado perfilado CVC) .
El factor de atenuación para el cálculo acorde al paso c) se halla, preferentemente, entre 0.3 y 0.9, preferentemente, entre 0.4 y 0.8. Ha demostrado ser especialmente adecuado un valor de 0.6. El factor se selecciona de modo tal que para cintas o productos más anchos ya no se obtengan formas de perfiles con rebordes o los rebordes se reducen de manera considerable y en el caso de dimensiones más estrechas de cintas no se presentan efectos perturbadores o sólo se presentan pocos.
En el cálculo acorde al paso a) , en un modo de realización preferido, se parte del máximo ancho previsto del material de laminado que debe ser laminado con los rodillos de trabajo.
En el cálculo acorde al paso a) se parte, preferentemente, de una fuerza de laminado definida y de una fuerza de flexión de los rodillos de trabajo definida. En la definición acorde al paso b) se parte, preferentemente, de los mismos parámetros que en el paso a) .
En el paso b) se parte, ventajosamente, de un perfil de luz entre rodillos calculado fuera de linea. En este caso, se puede prever que para el perfil de luz entre rodillos calculado fuera de linea sea tomada como base una tabla de los rodillos de apoyo prolongada, de modo que las aristas del material de laminado no se encuentren en el área del rectificado del segundo rodillo.
Acorde a ello, en el método propuesto se presenta un rectificado de los rodillos de trabajo para la compensación del comportamiento de flexión del rodillo de trabajo en el área del rectificado del rodillo de apoyo. Un rectificado especial eventualmente deseado (por ejemplo, un rectificado CVC) es superpuesto al rectificado de compensación previsto acorde a la invención.
Una característica fundamental del rectificado propuesto es que el efecto de la compensación gracias al rectificado es prácticamente independiente de la posición de desplazamiento axial de los rodillos de trabajo entre sí y, en el caso de que exista la posibilidad de desplazamiento de los rodillos de trabajo, actúa en toda el área de desplazamiento.
El rectificado de compensación puede ser aplicado tanto en los rodillos de trabajo desplazables axialmente como así también en los rodillos de trabajo no desplazables.
Puede ser aplicado tanto sólo en un rodillo de trabajo o proporcionalmente, en el rodillo de trabajo superior e inferior .
El rectificado de compensación puede ser combinado con cualquier tipo de rectificado de rodillos, es decir, ser superpuesto a él. La altura del rectificado puede variar dependiendo del diámetro del rodillo de trabajo utilizado. La altura también puede ser adaptada a la altura del rodillo de apoyo utilizado o al contorno del rodillo intermedio (en lo que atañe al desgaste) .
El rectificado puede ser descrito, por ejemplo, a través de una secuencia de puntos o mediante una función matemática (por ejemplo, a través de una función de polinomios).
En las Figuras se muestra un ejemplo de ejecución de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra un esquema de los rodillos de trabajo y de apoyo de un laminador de cuatro rodillos para el laminado de un material de laminado en forma de cinta, visto en la dirección de laminado.
La Figura 2 muestra el desarrollo de la luz entre rodillos; es decir, la altura de la luz entre rodillos en todo el ancho restando la altura en el centro, entre dos rodillos de trabajo, en todo el ancho del material de laminado durante el laminado del mismo, sin implementar el método acorde a la invención.
La Figura 3 muestra el desarrollo de la luz entre rodillos; es decir, entre dos rodillos de trabajo a lo largo del ancho del material de laminado como contorno objeto (forma de perfil ideal) .
La Figura 4 muestra el desarrollo de la luz entre rodillos; es decir, entre los rodillos de trabajo en todo el ancho del material de laminado como contorno de diferencia entre el contorno objeto acorde a la figura 3 y el desarrollo acorde a la figura 2.
La Figura 5 muestra el desarrollo de un rectificado de compensación para rodillos de trabajo en todo el ancho del material de laminado, La Figura 6 muestra el efecto del rectificado de compensación (rectificado adicional) en el ancho total del material de laminado en diferentes posiciones de desplazamiento axial en la luz entre rodillos sin carga y La Figura 7 muestra el desarrollo de la luz entre rodillos entre dos rodillos de trabajo en todo el ancho del material de laminado aplicando el rectificado de compensación acorde a la Figura 5.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la figura 1 se pueden observar dos rodillos de trabajo 1 y 2, que forman parte de un laminador de cuatro rodillos (no mostrado) . Los rodillos de trabajo 1, 2 se apoyan en rodillos de apoyo 4 y 5 de manera conocida. Entre los rodillos de trabajo 1, 2 se encuentra el material a laminar 3, en el presente caso, una cinta con un ancho B de 3,100 mm.
En las áreas laterales, es decir, en los extremos axiales, los rodillos de apoyo 4, 5 presentan un rectificado 6, es decir, el perfil está retrotraído en comparación con el rodillo puro. Esto está representado en la figura 1 de manera exagerada.
Acorde a ello, en el ejemplo de ejecución se produce lo siguiente: El apoyo completo de los rodillos de trabajo 1, 2 a través de los rodillos de apoyo 4, 5 sólo se encuentre en el área central en una extensión de 2, 050 mm, ya que en el área lateral se extiende, respectivamente, 500 mm el rectificado 6. Los rodillos de trabajo, con una longitud de 3,450 mm, sobresalen el ancho B del material de laminado 3 de 3,100 mm.
Sobre los rodillos de trabajo 1, 2 también actúan, además de las fuerzas de apoyo de los rodillos de apoyo 4, 5, las fuerzas de flexión de los rodillos de trabajo FB y las fuerzas de laminado mismas, de modo que se produce una curvatura de los rodillos de trabajo, indicada con las flechas 7.
Es decir que la curvatura de los rodillos de trabajo depende, en el área del rectificado de los rodillos de apoyo 6, del ancho laminado del material de laminado 3, de la fuerza de laminado aplicada y de la fuerza de flexión de los rodillos de trabajo FB regulada. Por ello, es ventajosa para una conformación del rectificado la selección de un ancho del material de laminado que efectivamente es laminado con mayor frecuencia y una fuerza de laminado media usual para las últimas pasadas de un plan de pasadas, asi como una fuerza de flexión (fuerza de balanceo) de un nivel bajo. Se puede partir primero de un diámetro de rodillo medio. El bombeo se selecciona, en cada caso, de modo que los perfiles de luz entre rodillos calculados se encuentren en el área usual (aprox. 0.000 a 0.200 mm) .
En un primer paso de la configuración o la disposición de los rodillos, para el laminador se tiene en cuenta y en las condiciones generales se calcula el perfil de luz entre rodillos esperable para el máximo ancho a laminar. El resultado de este cálculo está representado a modo de ejemplo en la figura 2. En este caso, se puede observar la forma del perfil de la luz entre rodillos para un ancho de material a laminar de 3,100 mm sin la compensación del efecto de curvatura. Se puede reconocer claramente que en el área lateral de la cinta se produce un desarrollo indeseado del perfil debido a la curvatura del rodillo de trabajo.
Tras determinar dicho perfil, se define un contorno ideal de rodillo para el mismo caso. Puede ser, por ejemplo, un perfil de luz entre rodillos calculado fuera de linea, suponiendo que se cuenta con una tabla de rodillo de apoyo prolongada, de modo que los bordes del material de laminado no se encuentren en el área del rectificado de los rodillos de apoyo 6. Esta forma ideal de perfil como contorno objeto está indicada en la figura 3, a modo de ejemplo, para la cinta con un ancho de 3,100 mm.
En el siguiente paso se determina la proporción indeseada del perfil, provocada por el efecto de curvatura, mediante la sustracción del contorno objeto (acorde a la figura 3) a la forma de la luz entre rodillos sin rectificado de compensación (acorde a la figura 2) . Esto está representado en la figura 4. Es decir que en este caso se representa nuevamente para una cinta de un ancho de 3, 100 mm, el contorno de diferencia entre el contorno objeto y la forma de la luz entre rodillos sin la compensación. La curva trazada con una linea continua es, a su vez, la forma de la luz entre rodillos sin el rectificado de compensación, la curva trazada con linea de puntos indica el contorno objeto. Acorde a ello, la curva de linea de puntos indica el contorno de diferencia necesario para compensar el efecto de curvatura .
El rectificado de compensación para el rodillo de trabajo se obtiene a través del contorno de diferencia acorde a la figura 4, en donde la diferencia determinada se multiplica por un factor de atenuación K de, por ejemplo, 0.7. El factor se selecciona de modo tal que para las cintas anchas no se obtienen formas de perfiles con rebordes y por otro lado, en el caso de dimensiones más estrechas de cintas no se presentan efectos perturbadores o sólo se presentan pocos.
El rectificado de compensación para la utilización en ambos rodillos de trabajo 1, 2 está representado en la figura 5. Se puede observar una desviación del radio (Ar) en la longitud de la tabla del rodillo.
Si el rectificado de compensación sebe ser aplicado sólo sobre un rodillo de trabajo, se duplica correspondientemente la altura.
En el área junto al material de laminado en dirección hacia los bordes de la tabla, el contorno debe terminar armónicamente, como se indica en la figura 5 con la referencia 8.
El efecto del rectificado adicional en la luz entre rodillos sin carga está representado en la figura 6 para en diferentes posiciones de desplazamiento axial. Con una linea continua se ha trazado el desarrollo de la curva que se encuentra en el caso de rodillos de trabajo no desplazados axialmente 1, 2. La linea de puntos, por el contrario, muestra el desarrollo de la curva que se obtiene cuando los rodillos de trabajo superior e inferior se desplazan 150 mm entre si. La figura d indica entonces la influencia sobre la luz entre rodillos sin carga dependiendo de la posición de desplazamiento axial. Se puede observar que también en el caso de un desplazamiento axial relativamente mayor de los rodillos el efecto deseado se mantiene bastante constante.
Finalmente, en la figura 7 se puede observar la luz entre rodillos resultante si se aplica el rectificado de compensación. La mejora lograda de la forma de perfil se observa en la comparación de dicho contorno con el contorno inicial sin el rectificado de compensación acorde a la figura 2.
Si se utiliza un laminador de seis rodillos en lugar de un laminador de cuatro rige lo análogo, en dicho caso, se debe reemplazar el rodillo de apoyo por el rodillo intermedio .
Lista de referencias: 1 rodillo de trabajo 2 rodillo de trabajo 3 material de laminado 4 segundo rodillo (rodillo intermedio, rodillo de apoyo) 5 segundo rodillo (rodillo intermedio, rodillo de apoyo) 6 rectificado 7 dirección de flexión (curvatura de los rodillos de trabajo) 8 terminación armónica B ancho del material de laminado K factor de atenuación FB curvatura de los rodillos de trabajo

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Un método para la preparación de al menos un rodillo de trabajo (1,2) para laminar un material de laminado (3), en donde el rodillo de trabajo (1,2) está dispuesto para interactuar con un segundo rodillo (4,5), especialmente, con un rodillo intermedio o de apoyo por el cual es sostenido, en donde el segundo rodillo (4,5) presenta un rectificado (6) en sus extremos axiales, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: a) calcular el perfil de luz entre rodillos resultante entre dos rodillos de trabajo de acción conjunta (1, 2), en donde se parte de un ancho definido (B) del material de laminado (3) , que se extiende, al menos parcialmente, en el sector del rectificado (6) del segundo rodillo (4, 5) ; b) definir un contorno deseado del material de laminado, a obtenerse a través del proceso de laminado al pasar por los rodillos de trabajo (1, 2); c) calcular de un rectificado de compensación para el rodillo de trabajo (1,2) mediante la sustracción del contorno del material de laminado, definido en el paso b) , al perfil de luz entre rodillos acorde al paso a) y la multiplicación de la diferencia calculada con un factor de atenuación (K) ; y d) aplicar, al menos parcialmente, el rectificado de compensación calculado acorde al paso c) en, al menos, un rodillo de trabajo (1,2) .
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el rectificado de compensación acorde al paso c) es superpuesto a otro perfilado del rodillo de trabajo (1,2) .
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el otro perfilado del rodillo de trabajo (1,2) es un perfilado parabólico o un perfilado en forma de S, tal como un perfilado CVC.
4. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el factor de atenuación (K) para el cálculo acorde al paso c) , se encuentra entre 0.3 y 0.9, preferentemente, entre 0.4 y 0.8.
5. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el cálculo del paso a) se parte del máximo ancho previsto (B) del material de laminado (3) que debe ser laminado con los rodillos de trabajo (1,2) .
6. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el cálculo del paso a) se parte de una fuerza de laminado definida.
7. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el cálculo del paso a) se parte de una fuerza de flexión de los rodillos de trabajo (FB) definida.
8. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la definición del paso b) se parte de los mismos parámetros que en el paso a) .
9. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la definición del paso b) se parte de un perfil de luz entre rodillos calculado fuera de linea.
10. El método de acuerdo con reivindicación 9, caracterizado porque para el perfil de luz entre rodillos calculado fuera de linea se toma como base una tabla de los rodillos de apoyo prolongada, de modo que las aristas del material de laminado no se encuentren en el área del rectificado (6) del segundo rodillo (4,5) .
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