BR102020003540A2

BR102020003540A2 - Método e aparelho de produção de produtos planos de metal

Info

Publication number: BR102020003540A2
Application number: BR102020003540-1A
Authority: BR
Inventors: Stefano Martinis; Paolo Bobig
Original assignee: Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-07-27
Also published as: KR20210091020A; CO2020002991A1; CL2020000622A1; KR102313670B1; WO2021140531A1; CN113102504A; HRP20240382T1; EP4087692A1; US12064799B2; JP2023509217A; SA120410501B1; MY199281A; ES2975561T3; PL4087692T3; CN113102504B; EP4087692B1; EP4087692C0; PE20211922A1; CA3073246C; AR119699A1

Abstract

método e aparelho de produção de produtos planos de metal. método para a produção de produtos planos de metal, em particular bobinas de fita, no modo sem fim e/ou quase sem fim, em que um produto de metal é alimentado de maneira contínua a um laminador consistindo no geral de pelo menos 4 suportes, em que os suportes de rolamento são, em sequência, suportes de desbaste (18a, 18b, 18c), e suportes de acabamento (21a, 21b, 21c, 21d, 21e), em que é provido para realizar uma mudança de bitola de voo, isto é uma mudança de espessura sem interromper o processo de rolamento, do produto de metal que sai a partir do laminador. pelo menos a velocidade de rotação dos rolos do primeiro suporte (18a) do laminador e a sua lacuna não são modificados durante a mudança de bitola de voo da fita. a transição a partir da espessura atual para a espessura subsequente ocorre através da aplicação de uma nova configuração de parâmetros, por exemplo, lacuna entre os rolos, velocidade dos rolos e tensão inter-suporte, para todos os suportes de rolamento envolvidos na mudança de bitola de voo. o número de suportes envolvidos na mudança de bitola de voo, começando a partir do último suporte (21e) dos suportes de acabamento, é obtido levando em conta a distribuição da força de rolamento de cada suporte, de forma que a nova distribuição de forças devido à mudança da espessura não faz com que o valor da força de rolamento de qualquer suporte que seja saia de uma faixa de tolerância aceitável.

Description

MÉTODO E APARELHO DE PRODUÇÃO DE PRODUTOS PLANOS DE METAL

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um método e um aparelho para a produção de produtos planos de metal, em particular para obter bobinas de fita.

[0002] Em particular, a presente invenção se refere aos modos para alterar a espessura final da fita de metal produzida, vantajosamente, mas não apenas assim, no modo sem fim e/ou quase sem fim.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0003] Aparelhos são conhecidos para a produção a quente de tiras partindo da moldagem contínua de chapas finas. Um aparelho para a produção de tira pode operar em um número de modos, separadamente ou também simultaneamente, o que significa dizer no modo sem fim, quase sem fim e bobina a bobina.

[0004] Nós vamos sumarizar agora, para fins de clareza, as características dos três modos como ditos acima.

[0005] Sem fim: o processo ocorre de uma maneira contínua entre a máquina de moldagem e o laminador. A chapa fundida alimenta o laminador diretamente e sem interrupção. O material, quando o aparelho está completamente operacional, é engatado simultaneamente em todas as máquinas, a partir da saída do molde a montante tão longe quanto o(s) carretel (carretéis) de enrolar a jusante. Portanto, as bobinas são produzidas sem solução de continuidade. As bobinas individuais são formadas através do corte do cisalhamento de alta velocidade na frente dos carretéis de enrolar. Existe apenas uma entrada para o laminador no início do processo.

[0006] Quase sem fim: o processo ocorre de uma maneira descontínua entre a máquina de moldagem e o laminador. Uma super chapa, equivalente a "n" (por exemplo, de 2 a 5) chapas normais, onde por normal nós queremos dizer a quantidade de produto necessária para formar uma única bobina, é formado na saída a partir da fundição através do corte do cisalhamento de pêndulo. A partir da correspondente super chapa "n" bobinas são produzidas em um momento durante a laminação. As bobinas individuais são formadas através do corte do cisalhamento de alta velocidade na frente dos carretéis de enrolar. Para cada sequência de "n" bobinas produzidas, existe uma entrada para o laminador.

[0007] Bobina a bobina: o processo ocorre de uma maneira descontínua entre a máquina de moldagem e o laminador. A chapa individual é formada na saída a partir da máquina de moldagem pelo corte do cisalhamento de pêndulo. Uma bobina em um momento é produzida durante a laminação a partir da correspondente chapa de partida. Para cada bobina produzida, existe uma entrada para o laminador.

[0008] O laminador usado pode ter um número de suportes normalmente variando de 4 a 12. Em uma posição intermediária ao longo do moinho é conhecido, por exemplo, a partir de EP 2569104, a provisão de um sistema de aquecimento rápido o qual, pelo menos no modo sem fim, determina uma restauração da temperatura do produto sendo laminado, antes dos últimos passes de laminação serem realizados.

[0009] A posição do sistema de aquecimento rápido pode determinar, por convenção, a subdivisão do laminador em suportes de desbaste, a montante do sistema de aquecimento, e em suportes de acabamento, a jusante dos mesmos.

[00010] O laminador, portanto, pode ser representado na sua subdivisão, por exemplo, 2 + 4, 2 + 5, 3 + 5, em relação aos suportes de desbaste que são os primeiros suportes do laminador e realizar a primeira redução de espessura do produto na entrada, e para os suportes de acabamento, que completam a redução de espessura até o valor final.

[00011] É conhecido que durante a execução de um processo de laminação pode ser necessário modificar a espessura da tira final produzida como uma função do plano de produção. Esta alteração de espessura, pelo menos nos modos sem fim e/ou quase sem fim, pode ser realizada sem interromper o processo de laminação, ou seja, enquanto o material está passando através dos suportes de laminação, e é conhecido como Alteração de bitola de Voo (aqui a seguir FGC para abreviar). A mudança de bitola de voo pode ocorrer através da modificação da lacuna entre os rolos de trabalho dos suportes de uma maneira progressiva, por exemplo, a partir de a montante para a jusante, até todos os suportes trem sido adaptados nos seus parâmetros de funcionamento para a produção na nova espessura final. Em relação à modificação da lacuna, a variação coordenada da velocidade de rotação dos rolos de cada suporte, ou de parte dos suportes, e da posição dos tensionadores, ou loopers, localizados entre os suportes também podem ser providos.

[00012] Com base na diferença entre a espessura final e a espessura inicial, a variação de espessura pode afetar todos os suportes ou apenas uma parte dos mesmos.

[00013] O estado da técnica propõe EP 1.010.478, o qual descreve um método para a mudança de bitola de voo em um laminador a frio em tandem usando medições da espessura do produto na saída de um suporte (suporte "i") de maneira a ajustar a lacuna no suporte subsequente "i + 1", e ajustando a velocidade de laminação no suporte "i" em si de maneira a manter o fluxo de massa (espessura x velocidade) do produto sendo laminado constante a partir da porção de cabeça do material para a entrada do suporte "i + 1".

[00014] Adicionalmente, EP 2.346.625 é conhecido em que, de maneira a realizar a mudança de bitola de voo (FGC) em um laminador contínuo no modo sem fim, é provido que a transição a partir da primeira espessura de saída para a segunda espessura de saída ocorre em uma velocidade de alimentação do produto de metal no primeiro suporte do laminador que é ajustado como uma função da velocidade de saída do produto de metal a partir da máquina de moldagem disposta a montante do laminador na direção do escoamento.

[00015] Com a evolução dos processos de laminação sem fim, foi verificado que os processos de alteração de bitola de voo (FGC) durante a laminação podem ser melhorados em termos da confiabilidade e qualidade do produto.

[00016] Em particular, o gerenciamento das variações de fluxo de massa a jusante (como definido em EP 2.346.625) requer que a sincronização entre o processo de fundição e o processo de laminação seja gerenciada pela velocidade de laminação como uma função da velocidade de fundição; consequentemente, cada variação de fluxo de massa mínima do processo de fundição tem repercussões no processo de laminação, gerando uma perturbação de velocidade que sobrepõe àquela devido à mudança de bitola de voo (FGC). A presença de um forno de aquecimento possível entre a máquina de moldagem e o laminador introduz outro elemento de perturbação potencial na sincronização entre a máquina de moldagem e o laminador, devido aos transientes de temperatura na chapa dentro do forno e para a elasticidade da chapa em si.

[00017] Portanto, um propósito da invenção é prover um método, e o aparelho correspondente, para produzir produtos planos de metal que compõem a mudança de bitola de voo (FGC) da fita produzida de maneira mais eficiente em termos de confiabilidade, estabilidade do processo, gerenciamento mais fácil dos suportes, menos desgaste, melhor qualidade da tira final obtida, e mais.

[00018] O Depositante concebeu, testou e incorporou a presente invenção para superar as desvantagens do estado da técnica e para obter estes e outros propósitos e vantagens.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00019] A presente invenção é definida e caracterizada nas reivindicações independentes. As reivindicações dependentes descrevem outras características da invenção ou variantes da ideia inventiva principal.

[00020] De acordo com a presente invenção, é provida a alimentação, em um aparelho para produzir produtos planos de metal, de um produto de metal para um laminador consistindo de pelo menos 4 suportes, vantajosamente 8 ou mais.

[00021] Em particular, o aparelho provê a moldagem de chapas finas com espessuras compreendidas entre 60 e 140 mm, e é intencionado para a produção de espessuras de fita final a partir de 0,7 mm a 20 mm, em um dos seguintes três modos de operação:

a) sem fim, para espessuras finais da fita a partir de 0,7 mm até 6,0 mm;
b) "quase sem fim", para espessuras finais da fita a partir de 0,7 mm até 6,0 mm;
c) "bobina a bobina", para espessuras finais da fita a partir de 1,2 mm até 20 mm.

[00022] Vantajosamente, o sistema de controle do aparelho permite passar automaticamente a partir de um modo para o outro usando o mais conveniente em cada ocasião.

[00023] A escolha de operar de acordo com um dos três modos indicados acima é feita:

- em relação à qualidade do aço a ser produzido (por exemplo, Aço com baixo teor de Carbono, Aço com médio teor de Carbono, HSLA, fase dupla, Graus API);
- para obter diferentes classes de espessuras finais da fita, otimizando o processo de produção;
- para otimizar a velocidade, temperaturas de laminação e correspondente consumo de energia;
- para adaptar as velocidades de fundição à produção disponível de aço líquido de forma a não interromper as sequências de fundição.

[00024] Portanto, é possivel selecionar o modo de operação mais apropriado em cada ocasião, otimizando a economia de energia, o rendimento e o fator de uso da planta para cada modo.

[00025] O aparelho, portanto, explora todas as prerrogativas de um modo sem fim (a possibilidade de produzir espessuras ultrafinas, e economias de energia) mantendo as suas vantagens enquanto ao mesmo tempo supera as suas limitações, assim sendo capaz de ser definido como "modo sem fim universal".

[00026] Vantajosamente, o modo sem fim é usado para todas as qualidade de aço que podem ser moldados em altas velocidades, em geral maiores do que 4,5 m/min.

[00027] Para obter o dito acima, o aparelho essencialmente compreende cinco elementos principais, dispostos um com relação ao outro na sequência indicada abaixo:

- máquina de moldagem contínua;
- forno em túnel para possivel aquecimento e manutenção/equalização;
- moinho de desbaste, compreendendo de 1 a 4 suportes de laminação;
- unidade de aquecimento rápido com elementos capazes de ser seletivamente ativados e removidos a partir da linha;
- moinho de acabamento compreendendo de 3 a 7 suportes;
- loopers, ou tensionadores, instalados em todos os suportes internos, a partir do primeiro suporte de desbaste até o último suporte de acabamento, vantajosamente acionado por atuadores hidráulicos para manter constante a tensão entre dois suportes sucessivos, e para controlar o fluxo de massa.

[00028] De acordo com um aspecto característico do aparelho, o forno em túnel para possível aquecimento e manutenção, localizado entre a máquina de moldagem contínua e o moinho de desbaste, possui um comprimento tal que contém um comprimento múltiplo de chapa para realizar a laminação quase sem fim a partir do qual é possível para obter de 2 a 5 bobinas.

[00029] Graças aos tamanhos do forno em túnel, o aparelho pode ser convertido facilmente a partir do modo "sem fim" para o modo "quase sem fim" ou "bobina a bobina", em particular, quando for necessário para produzir as qualidades do aço que não pode ser produzido no modo sem fim já que eles precisam ser moldados em baixas velocidades de moldagem.

[00030] Portanto, o forno em túnel permite desengatar a máquina de moldagem a partir do laminador quando a qualidade do aço moldado obriga a reduzir a velocidade de fundição para valores que tornam o processo sem fim impraticável.

[00031] Adicionalmente, o potencial do forno em túnel para acomodar chapas de múltiplos comprimentos até 5 bobinas permite garantir um armazenamento de acúmulo com o qual possíveis paradas no processo de laminação podem ser gerenciadas no modo de bobina a bobina, sem repercussões particulares no processo de fundição, que assim pode continuar a funcionar por um certo tempo. Deste modo, a produtividade do derretimento que alimenta a máquina de moldagem contínua é otimizada.

[00032] A temperatura da chapa que sai do forno em túnel é compreendida entre cerca de 1050 °C e cerca de 1150 °C nos modos de bobina a bobina e quase sem fim, e entre cerca de 1150 °C e 1180 °C no modo sem fim, como uma função da qualidade do aço e a espessura final da fita.

[00033] Como mencionado acima, o comprimento do forno em túnel também determina o tempo de atraso que pode ser obtido no modo de bobina a bobina durante a alteração de rolo programada e/ou durante as paradas imprevistas do laminador devido aos remendos ou pequenos incidentes.

[00034] O tempo de atraso permite aumentar o fator de uso da planta e permite aprimorar o rendimento da planta, já que o número de reinícios de moldagem é eliminado, ou pelo menos reduzido, com uma consequente economia de sucatas no início e no fim do processo de fundição, e evita se desfazer do aço que, no momento do incidente, está no funil no início do laminador, bem como aquele remanescente na concha a qual geralmente não pode ser recuperada.

[00035] A parte terminal do forno em túnel provê um módulo (o último ou o penúltimo) que é móvel de maneira transversal de modo a descarregar as chapas lateralmente em emergência. Este módulo, ou transporte, também permite conectar uma possível segunda linha de moldagem, paralela com a primeira.

[00036] A unidade de aquecimento rápido consiste em um indutor com elementos conformados em C modulares os quais podem ser extraídos individualmente (automaticamente ou manualmente) a partir da linha de laminação quando o seu uso não é necessário.

[00037] A unidade de aquecimento rápido sempre é usada no modo sem fim e também pode ser usada no modo quase sem fim.

[00038] A unidade é configurada nos seus parâmetros de aquecimento e dimensionamento de forma que a fita, no modo sem fim e/ou no modo quase sem fim, sai do último suporte de laminação do moinho de acabamento com uma temperatura não inferior a 830 a 850 °C.

[00039] A energia de aquecimento distribuída pela unidade indutora é controlada automaticamente por uma unidade de controle em que um programa de cálculo leva em conta as temperaturas detectadas ao longo do laminador, as velocidades de laminação providas, a espessura do perfil acabado e portanto das perdas de temperatura esperadas.

[00040] Deste modo, o aquecimento é otimizado e uma laminação é obtida com uma temperatura homogênea logo a partir da primeira bobina.

[00041] A invenção provê adicionalmente que é possível realizar uma mudança de bitola de voo (FGC) do produto de metal que sai a partir do laminador durante o processo de laminação.

[00042] Em particular, o FGC é usado durante a laminação sem fim e/ou quase sem fim para alterar a espessura da bobina subsequente àquela que já foi completada, ou até na mesma bobina. De acordo com a diferença de espessura necessária, a mudança da espessura pode afetar os suportes de acabamento, ou apenas parte dos mesmos.

[00043] Os suportes de desbaste são afetados pela mudança da espessura apenas quando é necessário a mudança da espessura do produto na saída a partir dos suportes de desbaste (barra de transferência) e que é alimentada para os suportes de acabamento.

[00044] De acordo com a invenção, o primeiro suporte do laminador, ou seja, aquele em que o material sendo alimentado, por exemplo, a partir da moldagem contínua, encontra primeiro, atua como o suporte principal e não é afetado em qualquer um dos parâmetros que seja pelo processo de alteração de espessura da fita. Em particular, a velocidade de rotação dos rolos do primeiro suporte e a sua lacuna não são modificados.

[00045] As vantagens que derivam de não modificar os parâmetros de trabalho do primeiro suporte de laminação são como na sequência.

[00046] A energia do primeiro suporte de laminação é muito maior do que a soma de energias dos motores dos rolos da máquina de extrator localizada a jusante da máquina de moldagem; isto torna mais vantajoso, em termos da efetividade do ajuste na sincronização entre velocidade de moldagem e velocidade do laminador no modo sem fim, para usar o primeiro suporte de laminação no modo mestre (velocidade definida) e usar a máquina de extrator de moldagem no modo escravo (velocidade ajustada).

[00047] Por esta razão, a invenção provê o uso do primeiro suporte de laminação como o atuador principal que dita a velocidade de toda a linha de moldagem e laminação.

[00048] A velocidade do material que entra em um suporte de laminação é definida pela velocidade de rotação dos rolos de laminação e pela posição do assim chamado ângulo neutro na pega do moinho. Enquanto a primeira quantidade (velocidade dos rolos) pode ser controlada independentemente do processo de laminação no progresso (sem fim e/ou quase sem fim), a segunda quantidade (posição de ângulo neutro) depende do tipo de processo de laminação em progresso (força/redução).

[00049] No caso de processo de laminação sem fim de acordo com a presente invenção, uma variação na espessura (diferença entre espessura de entrada e espessura na saída do suporte de laminação) produz uma variação na velocidade na entrada para o suporte que se propaga para a máquina de moldagem.

[00050] De maneira a evitar a geração de uma perturbação no processo de fundição, com consequências negativas na qualidade do produto, a invenção provê uma redução fixa, e portanto não modificável mesmo durante o processo de FGC, no primeiro suporte de laminação.

[00051] Portanto, através da combinação do uso do primeiro suporte de laminação como mestre de velocidade durante a laminação sem fim com a prática operativa de manter a redução no dito primeiro suporte de laminação constante, uma separação das perturbações de fluxo de massa devido à sincronização de moldagem - laminador é obtida vantajosamente. Estas perturbações podem ser compensadas a montante com relação às perturbações de fluxo de massa devido à mudança de bitola de voo, que de outra forma são compensadas a jusante.

[00052] Com relação ao cálculo da força de laminações/torques, dos cones de velocidade dos suportes, da tensão inter-suporte da deflexão do suporte e das estratégias para definir o conjunto correto de atuadores de nivelamento e de perfil, nós nos referimos ao que já é conhecido na literatura, por exemplo, no livro "Steel Rolling Technology, theory and practice" de Vladimir B. Ginzburg.

[00053] De acordo com um aspecto da invenção, os atuadores principais usados durante a mudança de bitola de voo são os atuadores de compressão hidráulica e os motores dos suportes de laminação, os loopers de inter-suporte e os atuadores para controlar o perfil e o nivelamento da fita, ou seja, os atuadores de deslocamento e os atuadores de dobramento (ou contra dobramento).

[00054] Os parâmetros de trabalho de cada suporte de laminação individual, aqui a seguir referidos como configurações para resumir, são definidos com estes atuadores, os quais incluem: velocidade de rotação dos rolos ou rolos de laminação do suporte (ou simplesmente velocidade de suporte), distância entre os rolos de laminação (ou lacuna) que define a espessura da fita na saída a partir do suporte, força de laminação ou compressão, força de dobramento (ou contra dobramento) aplicada aos rolos de laminação e o seu deslocamento para controlar o nivelamento e o perfil da fita, a tensão da fita entre dois suportes contíguos.

[00055] Para os propósitos da mudança de bitola de voo (FGC), os parâmetros de trabalho principais que precisam ser definidos são essencialmente os três seguintes: velocidade (dos rolos) do suporte, lacuna entre os rolos de laminação/rolos, tensão inter-suporte.

[00056] O número de suportes envolvidos na mudança de bitola de voo (FGC) é definido com base na diferença no valor absoluto entre espessura corrente e nova espessura final de acordo com as capacidades dos suportes de laminação (energia, velocidade, torques) e dos parâmetros de processo (temperatura de laminação, perfil/nivelamento e propriedades mecânicas da fita).

[00057] De maneira a garantir um bom perfil/nivelamento é mantido mesmo na seção da fita envolvida na mudança de bitola de voo (FGC), a distribuição das forças da configuração corrente e da nova configuração precisam respeitar uma distribuição de referência com uma margem de tolerância.

[00058] Vamos assumir que a espessura final da fita é variada por meio da mudança de bitola de voo (FGC), e em particular que uma redução da mesma é realizada.

[00059] Mantendo constante a espessura da barra (barra de transferência) na saída a partir dos suportes de desbaste, ou seja, entrando o primeiro suporte de laminação do moinho de acabamento, a força de laminação global (ou seja, a soma das forças de laminação individuais em todos os suportes de acabamento) precisa ser aumentada.

[00060] Se este aumento na força pode ser tomado apenas pelos últimos suportes de acabamento, por exemplo, os dois últimos, que permanecem dentro de uma tolerância aceitável, então a mudança de bitola de voo (FGC) pode ser aplicada apenas nestes dois suportes.

[00061] Se este aumento na força não pode ser tomado apenas pelos dois últimos suportes, já que em pelo menos um deles a força pode cair fora da tolerância aceitável, então a mudança de bitola de voo (FGC) precisará ser aplicada em um maior número de stands, potencialmente em todo o moinho de acabamento, e possivelmente, se for necessário, nos últimos suportes do moinho de desbaste.

[00062] Neste caso, a nova distribuição de forças vai seguir uma tendência similar àquela de referência, mas com um valor da força levemente maior em cada suporte de laminação se comparado com o cartão de laminação anterior.

[00063] Deve ser adicionalmente notado que para cada espessura final existe uma faixa correspondente associada de espessura da barra de transferência, ou seja, do produto que sai do último suporte de desbaste.

[00064] As espessuras da barra de transferência são um número finito calculado de forma que um conjunto de espessuras finais com as seguintes características corresponde com cada barra de transferência:

- todas as espessuras finais precisam ser capazes de serem laminadas com o mesmo número de suportes de acabamento;
- a espessura da barra de transferência precisa ser obtida a partir da espessura da chapa de acordo com as capacidades dos suportes de desbaste e as restrições do processo (temperatura de laminação, perfil/nivelamento da barra de transferência, propriedades mecânicas da barra de transferência).

[00065] Em algumas soluções da invenção, a mudança de bitola de voo (FGC) pode ocorrer em dois modos.

[00066] Uma primeira modalidade, de acordo com a presente invenção, para realizar alteração de bitola de voo (FGC) provê para realizar a alteração de espessura final em duas etapas. Este modo de duas etapas possui a vantagem de minimizar a saída do segmento de espessura da fita, e é principalmente usado quando mais do que dois suportes são usados para a mudança de bitola de voo (FGC).

[00067] Em particular, a aplicação da nova configuração da lacuna entre os rolos, a velocidade do suporte e a tensão inter-suporte para os suportes de laminação envolvidos na mudança da espessura ocorre da seguinte maneira:

- uma primeira etapa em que a nova espessura alvo e também o novo cone de velocidade, ou seja, a referência de velocidade de rotação para os rolos de trabalho dos suportes de laminação, são aplicados, e
- uma segunda etapa em que uma nova tensão inter-suporte é aplicada por meio de loopers ou tensionadores.

[00068] Em maior detalhe, quando a seção da fita afetada pela mudança da espessura alcança um suporte específico (nésimo suporte), a lacuna daquele suporte é modificada a partir da lacuna corrente para uma nova lacuna calculada para produzir a espessura subsequente com a tensão inter-suporte corrente. A velocidade de rotação dos rolos de laminação é simultaneamente aumentada, ou diminuída, como uma função da nova espessura de maneira a manter o fluxo de massa (espessura x velocidade) constante.

[00069] Os suportes a montante e a fundição não são envolvidos em qualquer alteração de configuração.

[00070] A tensão inter-suporte, entre o suporte (nésimo) e o suporte (nésimo + 1) é modificada apenas quando a seção da fita envolvida na mudança da espessura alcança o subsequente suporte (nésimo + 1).

[00071] Simultaneamente com a alteração da tensão inter-suporte, a lacuna e a velocidade do nésimo suporte são adicionalmente ajustados como uma função do novo valor de tensão inter-suporte que completa a transição para a nova configuração para o nésimo suporte.

[00072] Com relação à nova configuração que se refere ao nivelamento e ao perfil da fita (com atuadores de dobramento e deslocamento), esta é aplicada no momento que a seção de fita envolvida na mudança da espessura alcança o nésimo suporte.

[00073] Este modo de FGC de duas etapas então é aplicado para todos os suportes subsequentes desde que a seção da fita envolvida na mudança da espessura alcance cada um dos ditos suportes.

[00074] O sistema de controle de laminador provê uma função de rastreamento que é encarregada com a atualização em tempo real da posição exata da seção/das seções de fita envolvidas na mudança da espessura ao longo de todo o laminador.

[00075] Todas as variações da configuração corrente para a nova configuração são em rampa, a inclinação da rampa é calculada com relação aos desempenhos dinâmicos dos atuadores usados: o atuador mais lento define a dinâmica da mudança.

[00076] Uma segunda modalidade de acordo com a presente invenção, de maneira a realizar a mudança de bitola de voo (FGC), provê para realizar a alteração de espessura final com os suportes simultaneamente. Este modo simultâneo possui a vantagem de fazer o ajuste dos suportes de laminação mais facilmente, e consequentemente é vantajoso em termos de confiabilidade.

[00077] Este modo é vantajosamente aplicado quando até dois suportes são envolvidos na mudança de bitola de voo (FGC).

[00078] A transição a partir da espessura corrente até a espessura subsequente ocorre através da aplicação da nova configuração simultaneamente com todos os suportes envolvidos na mudança da espessura.

[00079] Se os suportes envolvidos na mudança de bitola de voo (FGC) são mais do que dois, a variação da configuração pode ser aplicada vantajosamente em sequência no primeiro suportes e simultaneamente nos últimos dois ou mais suportes. Isto ocorre de maneira a reduzir o comprimento do segmento de transição da fita a partir da espessura corrente para a nova espessura, e ao mesmo tempo manter uma boa estabilidade do processo de laminação.

[00080] Em detalhe, considerando a nova configuração, os seguintes parâmetros são aplicados simultaneamente com todos os suportes envolvidos: velocidade de rotação, lacuna, tensão inter-suporte, nivelamento e perfil.

[00081] No modo simultâneo, os ajustadores de tensão inter-suporte (loopers ou tensionadores) realizam a função de manter o fluxo de massa correto durante a fase de transição a partir da espessura corrente para a nova espessura. Os ajustadores de tensão inter-suporte atuam na velocidade do suporte a jusante. Adicionalmente, a velocidade do primeiro suporte envolvido na mudança de bitola de voo (FGC) é ajustada através do ajuste do ajustador da tensão inter-suporte do suporte a montante.

[00082] O ajustador da lacuna entre os rolos do primeiro suporte envolvido na mudança de bitola de voo (FGC) no modo simultâneo é mantido no controle da posição. O ajustador da lacuna entre os rolos de todos os outros suportes a jusante envolvidos na mudança de bitola de voo é comutado a partir do controle de posição para controlar a força antes de aplicar a nova configuração.

[00083] No modo simultâneo, o propósito de comutar para o controle de força é para permitir que a nova configuração de redução seja aplicada para cada suporte que parte a partir da força esperada para a nova espessura de saída sem conhecer precisamente a espessura na entrada.

[00084] Assim que o fim do segmento de transição da fita alcança a lacuna entre os rolos de um suporte, o ajustador da lacuna entre rolos é comutada para controlar a posição de maneira a garantir a espessura correta da fita na saída a partir de cada suporte.

[00085] A aplicação da nova configuração de parâmetros é coordenada por uma função de rastreamento específica.

[00086] No modo simultâneo, todas as variações a partir da configuração corrente para a nova configuração são em rampa, a inclinação da rampa é calculada com relação ao desempenho da dinâmica dos atuadores usados, o atuador mais lento define a dinâmica da alteração.

[00087] Como mencionado, em algumas situações em que apenas o uso dos suportes de acabamento para a mudança da espessura não é suficiente, alguns dos suportes de desbaste também podem ser envolvidos, em particular um ou mais dos suportes a jusante do primeiro suporte de desbaste.

[00088] Também neste caso, de acordo com a invenção, a velocidade do primeiro suporte de desbaste não é modificada. De maneira a decidir como muitos suportes de desbaste, começando pelo último, precisam ser envolvidos na mudança de bitola de voo, o mesmo critério descrito acima para os suportes de acabamento pode ser usado, ou seja, avaliar quantos suportes de desbaste precisam ser tomados pela mudança da espessura, com base na força de compressão aceitável máxima.

[00089] Como mencionado, a velocidade em que o material é alimentado, neste caso a velocidade de fundição, permanece constante, como é o caso para todos os parâmetros de trabalho do primeiro suporte de desbaste.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00090] Estas e outras características da presente invenção serão aparentes a partir da seguinte descrição de algumas modalidades, dada como um exemplo não restritivo com referência aos desenhos anexos em que:

- fig. 1 mostra de maneira esquemática um exemplo de um aparelho para produzir produtos planos de metal de acordo com algumas características da presente invenção;
- figs. 2 a 6 representam de maneira esquemática gráficos de modalidades do método da mudança de bitola de voo aplicável no método para produzir produtos planos de metal de acordo com algumas características da presente invenção;
- fig. 7 mostra uma tabela que se refere a um exemplo de alterações de parâmetro na passagem de uma espessura para outra;
- figs. 8 a 11 mostram gráficos de exemplo dos critérios para identificar os suportes envolvidos na mudança da espessura.

[00091] Para facilitar a compreensão, os mesmos números de referência foram usados, onde for possível, para identificar elementos comuns idênticos nos desenhos. É entendido que elementos e características de uma modalidade podem ser incorporados de maneira conveniente em outras modalidades sem esclarecimentos adicionais.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS MODALIDADES

[00092] A seguir nós vamos nos referir às várias modalidades da presente invenção, das quais um ou mais exemplos são mostrados nos desenhos anexos. Cada exemplo é fornecido por meio de ilustração da invenção e não deve ser entendido como uma limitação da mesma. Por exemplo, as características mostradas ou descritas até aqui como são parte de uma modalidade podem ser adotadas em, ou em associação com, outras modalidades para produzir outra modalidade. É entendido que a presente invenção deve incluir todas tais modificações e variantes.

[00093] A Fig . 1 mostra, como um todo, e esquematicamente, um exemplo de um aparelho 10 para a produção de produtos planos de metal em que o método da mudança de bitola de voo descrito aqui a seguir em detalhe pode ser aplicado. É entendido que a representação da FIG. 1 é apenas um exemplo para facilitar o entendimento da invenção, que é completamente não ligante para a aplicação dos conceitos apresentados abaixo.

[00094] Também deve ser entendido que nem todos os componentes mostrados são necessários e essenciais para o funcionamento correto do aparelho.

[00095] Por exemplo, o aparelho 10 compreende um sistema de controle adequado para receber as instruções que se referem aos cartões relacionados a um determinado processo de moldagem, bem como em referência a determinada alteração de bitola de voo do produto final a ser feita, e para ajustar os parâmetros de trabalho de todos os suportes de laminação como um resultado da mudança de bitola de voo como dito acima.

[00096] Em geral, o aparelho 10 compreende, como elementos constituintes:

- uma máquina de moldagem contínua 11 tendo um molde de lingote 12;
- um possível primeiro dispositivo de retirada de rebarbas 13;
- um cisalhamento de pêndulo 14;
- um forno em túnel 15, que pode ter pelo menos um módulo final lateralmente móvel 115a - 115b;
- um dispositivo de corte de oxiacetileno 16;
- um possível segundo dispositivo de retirada de rebarbas 113;
- um possível suporte aparador de borda ou vertical 17;
- um terceiro dispositivo de retirada de rebarbas 213;
- três suportes de laminação de desbaste 18a, 18b, 18c;
- um cisalhamento de corte 19 para cortar as extremidades de cabeça e cauda das barras de maneira a facilitar a sua entrada no primeiro suporte do moinho de acabamento; também pode ser usado no evento de um cisalhamento de emergência no evento de bloqueios no moinho de acabamento no modo sem fim;
- um dispositivo de aquecimento rápido por indução modular 20;
- um sistema de refrigeração intensivo (não mostrado) localizado a jusante do dispositivo de aquecimento rápido a ser usado no caso existe uma necessidade em realizar um processo de laminação termomecânica ou um processo de laminação de campo ferrítico no moinho de acabamento;
- um quarto dispositivo de retirada de rebarbas 313;
- um laminador de acabamento, compreendendo neste caso cinco suportes, respectivamente 21a, 21b, 21c, 21d e 21e;
- chuveiros de refrigeração laminar 22;
- um cisalhamento de voo de alta velocidade 23 para cisalhar a fita no tamanho, para dividir a fita em bobinas do peso desejado, quando está diretamente engatado com os carretéis de enrolar; e
- um par de carretéis de enrolar, respectivamente primeiro 24a e segundo 24b.

[00097] O processo de laminação e fundição realizado pelo aparelho 10 pode ocorrer nos modos sem fim, quase sem fim e de bobina a bobina.

[00098] As Figs. 2 a 6 representam gráficos que representam, através da variação dos parâmetros específicos indicados, modos para a alteração em voo da espessura final da fita do tipo aplicável no aparelho 10 descrito acima, em particular no modo sem fim e/ou no modo quase sem fim indicado acima.

[00099] Em uma primeira modalidade, mostrada na fig. 2, apenas os suportes de acabamento 21a-21e, indicados como F1-F5, são envolvidos na mudança da espessura que ocorre no modo em duas etapas.

[000100] Como pode ser observado a partir dos gráficos, observando as linhas traçadas a partir do topo para o fundo, quando é necessário modificar rapidamente a espessura final de uma fita sendo laminada, um ponto de ajuste da nova espessura é identificado no primeiro suporte de acabamento F1. Neste caso, a nova espessura é menor do que a espessura anterior (redução de espessura).

[000101] Na primeira etapa, a nova lacuna entre os rolos de laminação, correspondendo com a nova espessura, do primeiro suporte de acabamento F1 é definida, e a velocidade dos rolos do mesmo suporte F1 é aumentada simultaneamente até alcançar o novo ponto de ajuste.

[000102] A segunda etapa provê a aplicação do novo conjunto de tensão inter-suporte, neste caso a tensão da fita é aumentada.

[000103] Todos os sucessivos suportes F2-F5 ajustam progressivamente a sua velocidade tanto em relação a cada alteração do suporte anterior, quanto também em relação ao momento em que a extremidade final do segmento de transição alcança o suporte em si.

[000104] Como foi observado na tendência da última linha, a velocidade em que o material é alimentado, neste caso a velocidade de fundição, permanece constante, bem como a velocidade de todos os suportes a montante do suporte F1, ou seja, de todos os suportes de desbaste.

[000105] Em uma segunda modalidade, mostrada na fig. 3, apenas os suportes de acabamento 21a-21e, indicados como F1-F5, são envolvidos na mudança da espessura que ocorre, no entanto, contrário ao que é observado anteriormente, no modo simultâneo.

[000106] Como pode ser observado, o ajuste da velocidade de todos os suportes F1-F5 ocorre no mesmo instante, enquanto a espessura se adapta sequencialmente, suporte por suporte, a partir do valor precedente para o valor alvo final.

[000107] A velocidade em que o material é alimentado, neste caso a velocidade de fundição, permanece constante, bem como a velocidade de todos os suportes a montante do suporte F1, ou seja, de todos os suportes de desbaste.

[000108] Em outra modalidade, mostrada na fig. 4, alguns dos suportes de desbaste também estão envolvidos, neste caso os suportes 18b, 18c a jusante do primeiro suporte 18a. Os suportes de desbaste 18a-18c são indicados nos gráficos como H0-H2.

[000109] De acordo com a invenção, como pode ser observado, a velocidade do primeiro suporte H0 não é modificada, como é o caso para os outros parâmetros de trabalho do mesmo suporte H0. O primeiro suporte envolvido na mudança da espessura é o (segundo) suporte H1 e a velocidade de rotação dos rolos de laminação é ajustada em duas etapas. O mesmo se aplica ao (terceiro) suporte H2.

[000110] A velocidade em que o material é alimentado, neste caso a velocidade de fundição, permanece constante, como faz a velocidade do primeiro suporte de desbaste H0.

[000111] A Fig. 5 mostra, em maior detalhe, a primeira modalidade da alteração de espessura de duas etapas para o único suporte (nésimo); em particular, é possível observar quando as novas configurações de tensão inter-suporte e as novas configurações de perfil e nivelamento são atuadas.

[000112] A Fig. 6 mostra, em maior detalhe, a segunda modalidade da alteração de espessura simultânea para o único suporte (nésimo); em particular, é possível observar como todas as configurações são atuadas simultaneamente: a aplicação da nova configuração de força (neste caso um aumento da compressão/redução, a penúltima linha do gráfico) engloba a aplicação simultânea da nova configuração de lacuna (ou seja, da redução de espessura); simultaneamente, as configurações para a tensão inter-suporte e para o perfil e atuadores de nivelamento também são modificadas.

[000113] A nova configuração de velocidade é calculada partindo da configuração anterior com o objetivo de manter o fluxo de massa inalterado.

[000114] Em particular, a fórmula para calcular a nova configuração assim pode ser expressa:
subsequente velocidade de rolo = (velocidade de rolo corrente) * (espessura no suporte (nésimo) -subsequente)/(espessura no suporte (nésimo) - corrente).

[000115] A Fig. 7 (Tabela 1) mostra, por meio de exemplo apenas, um exemplo de uma variação da configuração de parâmetros a partir de uma configuração corrente até uma subsequente configuração, no evento de uma alteração a partir de uma espessura final da fita de cerca de 3 mm até uma espessura final da fita de cerca de 2,3 mm.

[000116] Como pode ser observado, neste caso apenas os suportes de acabamento F1-F5 são afetados pela alteração da configuração de parâmetros. A redução na espessura final da fita é acompanhada por um aumento na velocidade dos rolos dos suportes, bem como um aumento na força de compressão. A tensão inter-suporte também aumenta em relação a uma redução de espessura a ser obtida.

[000117] As Figs. 8 a 11 descrevem os modos em que outra modalidade da invenção provê o cálculo do número de suportes envolvidos na mudança de bitola de voo (FGC). Em particular, por exemplo, nós tomamos o caso onde não é necessário alterar a espessura da barra de transferência e o moinho de acabamento compreende 5 suportes de acabamento, com referência ao desenho da FIG. 1.

[000118] Uma distribuição típica da força de laminação dos vários suportes é mostrada na fig. 8.

[000119] A linha contínua central representa a distribuição de forças de referência, enquanto as duas linhas pontilhadas acima e abaixo indicam a faixa de tolerância superior e inferior, em que a força de laminação pode variar sem comprometer a qualidade do produto acabado. Vamos assumir que a espessura final da fita é alterada usando FGC, e em particular que uma redução da mesma é atuada.

[000120] Mantendo constante a espessura da barra (barra de transferência) que entra no primeiro suporte de laminação do moinho de acabamento, a força de laminação global (ou seja, a soma das forças de laminação individuais dos 5 suportes) vai precisar aumentar. Como pode ser observado na fig. 9, a força de rolagem efetiva nos dois últimos suportes aumenta, mas permanece dentro da faixa de tolerância superior aceitável. Consequentemente, a mudança da espessura pode ser tomada pelos dois últimos suportes do moinho de acabamento, sem envolver outros suportes a montante.

[000121] Se, por outro lado, a nova distribuição de forças faz com que a força de laminação mesmo que em apenas um dos suportes saia da tolerância aceitável, como mostrado na fig. 10, então FGC não pode ser tomado nos dois últimos suportes sozinho, mas pelo menos um suporte adicional a montante precisa ser envolvido.

[000122] A Fig. 11 mostra como a nova distribuição de forças no moinho de acabamento leva a uma tendência similar a aquela inicial da FIG. 8, mas com um maior valor de força em todos os suportes, ou seja, a curva das forças em todos os 5 suportes de acabamento possui a mesma tendência mas com um valor aumentado se comparado com o início.

[000123] Está claro que modificações e/ou adições de partes podem ser feitas ao aparelho 10 e método para a produção de tira como descrito até aqui, sem fugir do campo e escopo da presente invenção.

Claims

Método para a produção de produtos planos de metal, em particular bobinas de fita, no modo sem fim e/ou quase sem fim, em que um produto de metal é alimentado de maneira contínua a um laminador consistindo no geral de pelo menos 4 suportes, em que os suportes de laminação são, em sequência, suportes de desbaste (18a, 18b, 18c), e suportes de acabamento (21a, 21b, 21c, 21d, 21e), em que é provido para realizar uma mudança de bitola de voo, isto é uma mudança de espessura sem interromper o processo de laminação, do produto de metal que sai a partir do laminador, caracterizado pelo fato de que pelo menos a velocidade de rotação dos rolos do primeiro suporte (18a) do laminador e a sua lacuna não são modificados durante a mudança de bitola de voo da fita, em que a transição a partir da espessura atual para a espessura subsequente ocorre através da aplicação de um novo conjunto de parâmetros, por exemplo, lacuna entre os rolos, velocidade dos rolos e tensão inter-suporte, para todos os suportes de laminação envolvidos na mudança de bitola de voo, e em que o número de suportes envolvidos na mudança de bitola de voo, começando a partir do último suporte (21e) dos suportes de acabamento, é obtido levando em conta a distribuição da força de laminação de cada suporte, de forma que a nova distribuição de forças devido à mudança da espessura não faz com que o valor da força de laminação de qualquer suporte que seja saia de uma faixa de tolerância aceitável.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mudança de bitola de voo é aplicada sem modificar a velocidade do material alimentado ao laminador.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a aplicação da nova configuração de lacuna entre os rolos, velocidade dos rolos e tensão inter-suporte para os suportes envolvidos na mudança de bitola de voo ocorre da seguinte maneira:
- - uma primeira etapa em que a nova espessura alvo e um novo cone de velocidade, isto é, a referência de velocidade de rotação para os rolos de trabalho dos suportes de laminação, são aplicados, e
- - uma segunda etapa em que uma nova tensão inter-suporte é aplicada por meio de loopers ou tensionadores.
Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que quando a seção da fita afetada pela mudança da espessura alcança um suporte específico (nésimo suporte), a lacuna daquele suporte é modificada a partir da lacuna corrente para uma nova lacuna calculada para produzir a subsequente espessura com a tensão inter-suporte corrente, e a velocidade do suporte é aumentada, ou diminuída, como uma função da nova espessura de maneira a manter o fluxo de massa (espessura x velocidade) constante.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a tensão inter-suporte é modificada apenas quando a seção envolvida na mudança da espessura alcança o subsequente suporte (nésimo + 1) e simultaneamente com a alteração da tensão inter-suporte da lacuna e a velocidade do nésimo suporte são ajustados completando a transição para a nova configuração para o nésimo suporte.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a transição a partir da espessura atual para a espessura subsequente ocorre através da aplicação de uma nova configuração para os suportes de laminação envolvidos, e a aplicação da nova configuração ocorre simultaneamente para todos os suportes envolvidos.
Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que se os suportes envolvidos na mudança de bitola de voo são mais do que dois, a variação da configuração é aplicada em sequência nos primeiros suportes e simultaneamente nos últimos dois ou mais suportes.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que todas as variações a partir da antiga para a nova configuração são conduzidas de uma maneira em rampa.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que no evento da nova distribuição das forças de laminação devido à alteração de voo determina a saída a partir de uma faixa de tolerância aceitável, então pelo menos um novo suporte de laminação localizado a montante daqueles já providos será envolvido no processo da mudança da espessura.
Aparelho para a produção contínua de produtos planos de metal caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma máquina de moldagem contínua (11) tendo um molde (12), um laminador compreendendo suportes de laminação de desbaste (18a, 18b, 18c) e suportes de laminação de acabamento, (21a, 21b, 21c, 21d e 21e), um cisalhamento de voo de alta velocidade (23) para cortar a fita no tamanho, para ser usada em laminação sem fim e/ou quase sem fim de maneira a dividir a fita, engatado com os carretéis de enrolar, em bobinas do peso desejado; e um par de carretéis de enrolar, (24a, 24b), em que existe um sistema de controle adequado para aplicar o método para alteração de bitola de voo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.