Laminado de metales y apertura entre cilindros

Medición de la apertura entre cilindros y optimización del espesor en los laminadores

Control superior de la apertura entre cilindros gracias a la precisión láser

En los laminadores de acero, el espesor de la bobina acabada es un parámetro de calidad esencial: el control de la apertura entre cilindros desempeña un papel crucial a la hora de alcanzar la tolerancia de espesor especificada a lo largo de toda la bobina. Los sensores ópticos sin contacto, que miden con precisión la velocidad del material a la entrada y a la salida del tren de rodillos, permiten un ajuste preciso de la apertura entre cilindros para la optimización dinámica del proceso.

PolytecLos sensores basados en el efecto Doppler láser, como el ProSpeed® LSV (Laser Surface Velocimeter), ayudan a mejorar el control del espesor y la calidad del producto al permitir un mejor control de la apertura entre cilindros, especialmente durante los periodos de aceleración y desaceleración.

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Definición de la apertura entre cilindros y su control en el laminador

La apertura entre cilindros en los laminadores en frío y en caliente se refiere al espacio entre los cilindros de un bastidor de laminación, en el que tiene lugar el conformado del material laminado en función de la fuerza de apertura entre cilindros. El ajuste de esta apertura es crucial para la fuerza de apertura entre cilindros, ya que determina el espesor del metal laminado (por ejemplo, chapas de acero laminadas, barras planas laminadas o tubos de acero laminados). El control de la altura de la apertura entre cilindros, a menudo respaldado por un sistema de metrología de precisiónque utiliza tecnología láser, permite controlar directamente el espesor del material y la velocidad.

Un control eficaz de la apertura entre cilindros requiere una combinación de mediciones precisas del espesor y la velocidad en la entrada y la salida del tren de laminación. El control automático del espesor (AGC) es una técnica consolidada para el control preciso de la apertura entre cilindros en laminadores en tándem, reversibles y de otros tipos. Esta técnica ha permitido un mejor control del espesor a lo largo de toda la bobina, una mayor precisión de repetición de la calidad de una bobina a otra y una mayor eficiencia del proceso.

Control de la apertura entre cilindros mediante sensores ópticos según el principio de regulación de flujo másico (AGC) en laminadores
Medición de la velocidad a la salida de un laminador en frío de aluminio para el ajuste fino de la apertura entre cilindros mediante sensores LSV de ProSpeed de Polytec
Regulación de flujo másico mediante sensores láser en el laminado en frío (laminador CD de Wälzholz)

Medición de la apertura entre cilindros y del espesor de la banda

La medición del espesor de la banda se realiza mediante bastidores en C, mientras que la velocidad se mide delante y detrás del bastidor de rodillos utilizando un sistema de medición de velocidad lineal ( Laser Surface Velocimeter, LSV). Gracias al diseño compacto de su sensor, el LSV simplifica la integración en el bastidor en C, lo que ahorra trabajo adicional de instalación. Dado que la medición de la velocidad es de gran precisión, esta combinación de medición del espesor de la banda y el LSV permite predecir con mayor exactitud la fuerza de laminación necesaria y cumplir mejor con las especificaciones de espesor del producto final. Esto mejora la calidad y, por lo tanto, aumenta la productividad.

Control de la apertura entre cilindros mediante sensores ópticos según el principio de regulación de flujo másico (AGC) en laminadores
Medición combinada de la tolerancia de espesor según el principio del flujo másico, bastidor en C de IMS
Regulación de flujo másico mediante sensores láser en el laminado en frío (laminador CD de Wälzholz)

Control de la anchura de la apertura entre cilindros mediante sensores láser

El control de la apertura entre cilindros se beneficia considerablemente del uso de los sensores LSV Laser Surface Velocimeterde Polytec. Los sensores LSV miden la velocidad de la banda con gran precisión y fiabilidad en numerosas superficies, desde brillantes hasta mates, basándose en la Velocimetría de láser Doppler. Incluso en superficies sucias o aceitosas, el LSV proporciona una señal de medición estable para el Control de proceso. A diferencia de otros métodos de medición, el LSV no sufre deslizamientos ni desgaste, lo que permite ajustar con precisión la apertura entre cilindros sin que el material influya en el resultado.

Control de la apertura entre cilindros mediante el paso de acabado y el grado de estiramiento

El control de la apertura entre cilindros durante el laminado en frío depende en gran medida de la medición y el control precisos de la velocidad de la banda en la entrada y la salida del tren de rodillos. Para este fin se suelen utilizar tacómetros mecánicos de contacto. Sin embargo, los métodos de medición de la velocidad de la banda basados en el contacto son susceptibles al deslizamiento y al desgaste, lo que da lugar a errores de medición —especialmente evidentes durante la aceleración y la desaceleración—.

Estas mediciones precisas constituyen la base para un control minucioso de la apertura entre cilindros, lo que ejerce una influencia significativa en la regulación de flujo másico. Mediante el uso de esta tecnología de medición óptica, los principales fabricantes de acero inoxidable de todo el mundo han demostrado mejorar significativamente la precisión del control de la apertura entre cilindros, logrando reducir la incertidumbre de medición del grado de laminado de acabado hasta ± 0,02 %!

Laminador de 4 rodillos equipado con un sistema LSV de « Polytec » Laser Surface Velocimeter

Control automático del manómetro para la regulación de flujo másico

La elongación se consigue mediante el laminador de templado/paso de acabado. A diferencia de los laminadores en tándem, diseñados para una reducción importante, los laminadores de templado/paso de acabado están diseñados para alcanzar las especificaciones deseadas en cuanto a planicidad, acabado de superficies y calidad de las superficies, así como las propiedades mecánicas finales de la banda. El control de la elongación puede oscilar entre aproximadamente el 0,25 % y el 4 %, dependiendo de las especificaciones, y se controla, de forma similar, midiendo y comparando la velocidad de entrada y la velocidad de salida del laminador.

La ventaja de utilizar LSV es la mejora en la medición de la velocidad de la banda para los cálculos de caudal másico y las mediciones de elongación. El siguiente gráfico muestra una comparación entre la velocidad medida por un LSV « Polytec » y la medida por el Encoder del rodillo deflector.

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Datos de medición que muestran la velocidad y la elongación a la entrada y a la salida del laminador. Ópticamente, con el LSV en rojo y el rodillo deflector en azul.
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