BR0311551B1

BR0311551B1 - processo para otimização da tecnologia de produção de produtos laminados.

Info

Publication number: BR0311551B1
Application number: BRPI0311551-8A
Authority: BR
Inventors: Viktor Filippovich Rashnikov; Andrei Andreevich Morozov; Rafkat Spartakovich Takhautdinov; Gennady Sergeevich Senichev; Vladimir Nikolaevich Urtsev; Felix Vilenovich Kaptsan; Anatoly Vilenovich Kaptsan; Sergei Anatolievich Murikov; Dim Maratovich Khabibulin; Sergei Iosifovich Platov; Sergei Nikolaevich Anikeev
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2011-06-28
Also published as: RU2207204C1; KR20050016380A; CN1649681A; WO2003103870A1; UA74980C2; US7354492B2; KR100818151B1; PL372113A1; AU2003242002A8; WO2003103870A8; CZ20041031A3; BR0311551A; AU2003242002A1; US20050178481A1; CN100522406C; RO122342B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA OTIMIZAÇÃO DA TECNOLOGIA DE PRODUÇÃO DE PRODUTOSLAMINADOS".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se à formação de metal por pressão,em particular, à produção de produtos laminados, mais particularmente, refe-re-se ao controle de Iaminadores e manuseio dos artigos produzidos duranteo tratamento deles, isto é, refere-se a dispositivos de monitoramento e ajustede laminadores, que são operáveis para responder a diferentes variáveis dasfolhas laminadas. Até certo ponto, a invenção refere-se a operações auxilia-res para tratamento do metal durante a sua laminação.

A invenção é particularmente intencionada para otimizar o pro-cesso de laminação a quente e/ou a frio de tiras.Antecedentes da Invenção

Um processo para ajuste do processo de laminação é conheci-do, compreendendo as etapas de medir a espessura de uma tira laminada ea de conduzir as ações corretivas, como para atuadores de acionadores decilindros, quando uma espessura de tira laminada se desvia de valores pre-determinados (patente RU 2.125.495, cedida à SMS Schloemann-SiemagAG, IPC B 21 B 37/00, 1999). Este processo proporciona a medida de ape-nas um parâmetro e não proporciona a consideração de uma variação navelocidade de uma tira laminada.

É conhecido um processo para ajuste do processo de lamina-ção, compreendendo as etapas de medir os parâmetros processuais de Ia-minação de tiras, por instrumentos de medida em vários pontos ao longo deum laminador, e a de gerar ações corretivas adequadas como para os atua-dores (patente RU 2.078.626, cedida à Siemens AG, IPC B 21 B 37/00,1997). O dito processo não inclui a etapa de rastrear a relação entre os pa-râmetros processuais monitorados e os valores de comprimento particularesde uma tira laminada.

Também é conhecido um processo de ajuste do processo delaminação, compreendendo as etapas de: medir separadamente os parâme-tros processuais de laminação de tiras monitorados em vários pontos aolongo de um laminador; medir as velocidades angulares dos cilindros de tra-balho da base de laminação e nos cilindros da mesa, com base nestas me-didas determina-se uma velocidade linear da tira; definir, de acordo com osdados obtidos, um determinado número de seções das tiras de iguais tama-nhos para cálculo subseqüente da média de pelo menos três valores dasvariáveis em cada uma das seções admitidas; e determinar as ações correti-vas necessárias, como para os atuadores, com base nos valores médios dosparâmetros monitorados para uma determinada seção (patente RU N02.177.847, cl. B 21 B 37/00, 2002). Na opinião da requerente, este processorepresenta a técnica mais pertinente à invenção reivindicada.

Sumário da Invenção

A invenção é baseada no conceito de medida contínua, maisexatamente: de uma medida quase contínua de tais parâmetros processuaiscomo, por exemplo, dimensões geométricas, por exemplo, espessura deuma peça em bruto, temperatura final de laminação (Trt)1 temperatura debobinagem (Tco), a temperatura da tira a jusante da base de desbaste final (asexta base, Τβ), ou a combinação dos mesmos, e propriedades finais deuma tira laminada ao longo do seu comprimento durante a laminação. Essaspropriedades podem ser as seguintes variáveis: limite de resistência à ruptu-ra (aus), limite convencional de elasticidade (ay) e/ou alongamento (δ) deuma tira laminada, etc.

De acordo com a invenção: os parâmetros monitorados são me-didos quando uma tira se movimenta sob um sensor apropriado e/ou umadisposição de medida apropriada, ainda mais, para eliminar a possibilidadede que os resultados das medidas sejam afetados por quaisquer flutuaçõesocasionais das quantidades medidas, que são inevitáveis sob condições dealtas temperaturas e grandes massas de um metal em movimentação, pelomenos três valores obtidos em pontos de medida adjacentes são utilizadospara cálculo de uma média, os valores médios obtidos dos parâmetros pro-cessuais de um artigo laminado são comparados com os valores normais, equando as ditas quantidades não coincidem, as ações corretivas são exe-cutadas nas seções relevantes de um laminador. Estas ações podem con-sistir na modificação do afastamento entre os cilindros, ou em uma ação deresfriamento.

Mais particularmente, de acordo com a invenção, é implementa-do um processo para otimizar o processo de laminação por meio da deter-minação de ajustes para um laminador, provisão de sensores e disposiçõesde medida em um laminador, para determinar os parâmetros de uma tiralaminada, enquanto uma tira está em movimentação, para ler e processarautomaticamente as indicações dos sensores, e para desenvolver as açõescontroladoras a serem executadas no processo de laminação. Além disso,os parâmetros processuais, que devem ser monitorados de acordo com aespecificação de produção de uma determinada batelada de produtos lami-nados, são pré-ajustados. A invenção também proporciona a medida siste-mática das quantidades dos parâmetros pré-ajustados durante o movimentode uma tira laminada em um laminador. Neste contexto, o termo "sistemáti-co" significa medidas freqüentes de parâmetros, como permitem os instru-mentos usados em tal freqüência, ou como necessário pelas condições demonitoramento. Depois, várias seções ou comprimentos delas de uma tiralaminada são definidos; para cada uma das seções, os valores das quanti-dades medidas dos parâmetros de laminação devem ser obtidos separada-mente. Sob as condições dos exemplos descritos abaixo, o número de se-ções da tira de 800 metros (na saída) foi de 50 seções, de modo que, con-seqüentemente, uma seção foi de um comprimento de 16 m. Após isso, asquantidades medidas relativas a uma determinada seção de uma tira Iami-nada são transformadas em médias, as quantidades das médias dos parâ-metros medidos são comparadas com as quantidades definidas de acordocom as especificações de produção de uma determinada batelada de artigoslaminados. Quando as quantidades comparadas não coincidem com umponto além de determinadas tolerâncias, então os ajustes do laminador sãocorrigidos para laminação de uma tira seguinte, em relação aos quais essasetapas são repetidas para a tira seguinte. Quando o resultado da compara-ção é positivo, os ajustes existentes persistem para a laminação da tira se-guinte.

Mais especificamente, a invenção compreende ainda as etapas de: medida separada dos parâmetros processuais de laminação de tiras, medida das velocidades angulares dos cilindros de trabalho da base de laminação e nos cilindros das mesas, determinação das velocidades lineares das tiras; definição de um determinado número de seções da tira de tamanhos iguais para cálculo subseqüente da média de pelo menos três valores dos parâmetros processuais medidos em cada uma das determinadas seções, ajuste de uma porção avaliada do comprimento da tira subdividido em seções; para uma determinada gama de produtos laminados, definir ainda as propriedades finais em cada uma das seções das tiras laminadas, dependendo dos valores médios de cada um dos parâmetros processuais medidos das seções em cada uma das seções, ajustar uma porção avaliada do comprimento da tira subdividida em seções; para uma dada gama de produtos laminados, definir ainda - pelos processos diretos, e/ou computacionais, e/ou indiretos - as propriedades finais em cada uma das seções de tira laminada dependendo dos valores médios dos parâmetros processuais medidos em cada seção; comparar as propriedades finais com os limites pré-ajustados das propriedades finais; definir uma porção de comprimento da tira no qual as propriedades finais estão dentro dos limites pré-ajustados, e estabelecer esses parâmetros processuais como o padrão básico para laminação das tiras da mesma ou de uma gama de produtos próxima - quando essa porção de comprimento da tira definida não for inferior àquela da porção avaliada, ou corrigir os parâmetros processuais em uma nova tira -25 quando a dita porção de comprimento da tira definida for inferior àquela avaliada.

Descrição Detalhada da Invenção Exemplo 1

O processo foi conduzido em um Iaminador de tiras largas contí-30 nuo a quente. Tiras de 800 m de comprimento, feitas de aço 08I1C (aço semi-acalmado ou semi-desoxidado), de espessura de 4 mm, foram laminados. A composição química ao aço laminado foi indicada no registro de cor-rida emitido pela unidade produtora do aço, Tabela 1.

Tabela 1

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Os parâmetros processuais monitorados foram: temperatura datira a jusante da base de desbaste final (a sexta base, T6), a temperatura final de laminação (Trt) e a temperatura de bobinagem (Tco)- Para medida da temperatura final de laminação da tira, um pirômetro posicionado na saída da última base de acabamento, no início da mesa de saída, foi usado, e a temperatura de bobinagem foi medida por um pirômetro posicionado a montante da bobinadeira. A temperatura da tira a jusante da base de desbaste final foi medida por um pirômetro posicionado no início do vão entre os grupos de desbaste e acabamento dos laminadores. A espessura da tira foi medida por um medidor de espessura por raio X, na saída do grupo de acabamento de laminação; os parâmetros da tira foram medidos separadamente 10 vezes/s por pirômetros e medidor de espessura. As velocidades angulares dos cilindros de trabalho da base de acabamento final, da base de desbaste final, da mesa de saída e os cilindros das mesas intermediários foram medidas por tacômetros montados nos respectivos acionamentos. Com base nas medidas das velocidades angulares, considerando os diâmetros dos cilindros das bases e das mesas, a velocidade linear da tira foi medida, cuja velocidade apresentou os seguintes valores: 2 m/s dentro do vão entre os grupos de desbaste e acabamento e 6,5 - 11,2 m/s a jusante do grupo de acabamento das bases. Para cada uma das 50 seções de 16 m de comprimento, com base em um valor da velocidade linear da tira: um conjunto dos valores medidos relativos ao tempo, quando cada uma das ditas seções da tira tiver passado sob um sensor relevante, foi determinado. O número de seções selecionado nesse caso foi determinado, por um lado, pela velocidade de resposta dos sistemas de medida e atuadores usados e, por outro lado, pela precisão de ajuste necessária. Os valores distintos medidos das indicações dos instrumentos foram transformados em médias para cada seção. Como os valores médios estavam dentro das tolerâncias da gama deprodutos laminados, as tiras seguintes foram laminadas sob os mesmosajustes.

Exemplo 2

Sob as mesmas condições iniciais que foram usadas no Exemplo 1, à parte dos parâmetros processuais mencionados no dito exemplo, isto é, T6, Trt e Tco: valores de σ (limite de resistência à ruptura) e δ (alongamento) também foram determinados para cada uma das seções da tira usando as dependências estatísticas preliminarmente computadas que co-nectam T6, Trt a σ e δ - para a finalidade de checar se satisfaziam os requisitos dos padrões aplicáveis (os padrões gerais e aqueles demandados por um cliente).

Os dados obtidos estão resumidos na Tabela 2.

Tabela 2

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Resulta da Tabela 2 que a porção do comprimento da tira, naqual os valores finais das propriedades estão dentro dos limites pré-ajustados excede a porção avaliada do comprimento da tira tendo os valores das propriedades finais dentro dos limites pré-ajustados (cada gama de pro dutos laminados é classificada pelas especificações de engenharia, com base em investigações prévias), isto é, para uma determinada composição química do aço, a temperatura de laminação final de 886°C e aquela de bo-binagem de 680°C proporcionaram as propriedades mecânicas da tira requeridas pelo padrão aplicável. Esses valores foram usados subseqüente mente como o padrão básico para laminação da tira da mesma ou de uma faixa próxima dos produtos laminados (tendo composição e espessura do metal próximas). Para laminação subseqüente das tiras da mesma ou de uma gama de produtos próxima, o padrão básico estabelecido foi usado para ajustar os valores de processo Trt e Tro.

Exemplo 3

Sob as condições iniciais do Exemplo 2, as tiras selecionadas de um grupo, tendo uma composição química ligeiramente diferente, foram laminadas. Os dados para as mesmas medidas para essa tira estão resumidos na Tabela 3.Tabela 3

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A Tabela 3 mostra que os valores de aus (limite de resistência à ruptura) excedem os valores normais em 32% do comprimento da tira, en-quanto que o valor excessivo permitido é de 8%. Por essa razão, para Iami-nação da tira seguinte desse grupo, a ação corretiva a ser feita nas suas seções relevantes foi modificada, e o dito procedimento de medida foi repetido inteiramente, de modo que a aptidão necessária da porção avaliada da tira foi proporcionada; depois, o modo definido foi mantido durante a Iamina-ção de outras peças em bruto homogêneas. Aplicabilidade Industrial

A invenção pode ser usada, adequadamente, primeiro de tudo, para laminação de materiais brutos homogêneos, e podem ser usados tam-10 bém para laminação de materiais brutos únicos, particularmente, nos casos quando o uso subseqüente de porções separadas de uma folha laminada para fins diferentes ou diferentes processos subseqüentes é antecipado.

Claims

1. Processo para otimização da tecnologia de produção de produtos laminados, o dito efeito de otimização sendo executado por determinação dos ajustes operacionais de um laminador, compreendendo as etapas de: no laminador, posicionar sensores e/ou disposições de medida,para determinar as variáveis de uma tira laminada, quando a dita tira se movimenta;ler e processar com ajuda de computador as indicações dos ditos sensores e disposições de medida; eemitir ações de controle às quais o processo de laminação vaiser submetido,o dito processo sendo caracterizado pelo fato de que inclui ainda as seguintes etapas:- pré-ajustar os parâmetros processuais de laminação que ne-cessitam ser monitorados, de acordo com as especificações de produçãopara uma determinada batelada de produtos laminados;- medir sistematicamente os valores dos parâmetros pré-ajustados e outros medidos, quando uma tira laminada se movimenta ao longo do laminador;- pré-ajustar um número e/ou comprimento das seções das tiraslaminadas, em que para cada uma dessas seções os valores das quantidades medidas dos parâmetros de laminação devem ser obtidos separadamente;- determinar a média das quantidades medidas que se referem a uma determinada seção da tira laminada;- comparar as quantidades médias dos parâmetros medidos comas quantidades determinadas pelas especificações de produção para uma determinada batelada de produtos laminados;- considerando uma seção física particular da tira, corrigir os ajustes do laminador para laminação da tira seguinte - quando as quantida-des médias dos parâmetros medidos não coincidem com as quantidades defini- das pelas especificações de produção para uma determinada batelada de produtos laminados, e manter os ditos valores para laminação da tiraseguinte, quando as ditas quantidades coincidem.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os parâmetros monitorados são: dimensões geométricas, por exemplo, espessura de uma peça em bruto, a temperatura final de Iamina-ção (Trt), a temperatura de bobinagem (Tco), a temperatura da tira existente a jusante da base de desbaste final (T6), ou uma combinação delas.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que inclui ainda as seguintes etapas:medir discretamente os parâmetros processuais de laminação datira;medir as velocidades angulares dos cilindros de trabalho das bases de laminação e dos cilindros das mesas;determinar a velocidade linear do movimento da tira; determinar um certo número de seções da tira de comprimentos iguais, para cálculo subseqüente da média de pelo menos três valores dos parâmetros processuais medidos em cada uma das seções;estabelecer ainda uma porção avaliada do comprimento da tira, subdividida em seções, para uma gama particular de produtos laminados;por processos diretos ou (e) computacionais, ou (e) indiretos, determinar ainda as propriedades finais em cada seção de tira laminada, dependente dos valores médios dos parâmetros processuais medidos de cada laminação de seção;comparar as propriedades finais determinadas com os limites pré-ajustados das propriedades finais; determinar uma porção de um comprimento da tira, na qual osvalores das propriedades finais estão dentro dos limites pré-ajustados; eestabelecer esses parâmetros processuais como o padrão básico de laminação de tira para a mesma ou a gama de produtos próxima -quando a dita porção de comprimento de tira determinada não for inferior à 30 porção avaliada, ou corrigir os parâmetros processuais em uma nova tira -quando a dita porção de comprimento de tira determinada for inferior àquela avaliada.