Trem de laminação a frio

Trem de laminação a frio

As soluções de trens de laminação a frio da Primetals Technologies significam altos rendimentos de produto combinados com produção flexível, baixos custos operacionais e manutenção simplificada.

Dependendo do mix de produtos, a capacidade de produção dos trens de laminação da Primetals Technologies pode ultrapassar 1,2 milhão de toneladas ao ano. O objetivo é fornecer soluções que ofereçam o máximo valor agregado aos clientes. Atuadores avançados na cadeira de laminação contribuem para um maior rendimento, operação amigável da planta e tiras de alta qualidade dentro das tolerâncias especificadas. Laminadores quádruo e laminadores planetários de seis cilindros, com suas características e benefícios específicos, são fornecidos em consonância com análises detalhadas dos requisitos do produto e das necessidades do cliente. 

 

Benefícios

Ao soldar bobinas antes da entrada no laminador, um trem de laminação a frio contínuo proporciona benefícios adicionais, tais como:

  • Máxima produção
  • Rendimento otimizado
  • Redução no consumo de cilindros
  • Produção flexível
  • Tolerâncias rigorosas de espessura e formato de tira e elevada qualidade superficial
  • Baixos custos de operação e manutenção e o mínimo de paradas
  • Menor número de operadores
  • Redução do material fora de especificação
  • Eliminação de problemas de inserção das tiras

Recursos

O trem de laminação consiste de três a seis cadeiras de laminação dispostas em série para reduzir progressivamente a espessura da tira em um único passe. Um trem de laminação contínua é equipado com uma máquina de soldagem e um rolo tensor acumulador na entrada do laminador para unir bobinas  sucessivas de material laminado a quente decapado. Isso resulta em um laminador de grande escala, que pode ser totalmente automatizado para produzir os mais avançados níveis de qualidade sob condições operacionais estáveis. Ele proporciona alta eficiência de produção e é usado na produção de uma vasta gama de tipos de aço, desde materiais de construção em geral até materiais de alta qualidade para painéis de veículos e outras aplicações.
No caso de aços automotivos, exigem-se cada vez mais aços de elevada resistência à tração e menor espessura, visando reduzir o peso do veículo e o consumo de combustível. Como resultado, é necessário um maior desempenho dos trens de laminação, o que tornou padrão o uso de um trem de laminação contínuo de 5 cadeiras diretamente conectado à linha de decapagem. Todas as cadeiras de laminação consistem de um laminador UCM  (Laminador Universal de Controle de Abaulamento) planetário de seis cilindros. Principais características do laminador UCM :

  • Flexão do cilindro de trabalho
  • Flexão do cilindro intermediário
  • Deslocamento do cilindro intermediário
  • Alta taxa de redução 
  • Excelente controle da forma da tira
  • Operação estável
  • Redução do estoque de cilindros
  • Alto rendimento (através da redução dos defeitos de borda)

Para lidar com a alta velocidade de saída da tira laminada, uma bobinadeira tensora bobina a tira ao sair do laminador. A bobinadeira é equipada com dois mandris que permitem que a tira seja cortada no completar uma bobina e que o segundo mandril aceite a próxima tira sem necessidade de parar o laminador. 
 

Controle total do processo em todos os níveis

Controles tecnológicos e modelos de processo formam o núcleo de qualquer solução sofisticada de automação que vise maximizar a utilização de elementos mecânicos, hidráulicos e de posicionamento. O valor da solução da Primetals Technologies para laminadores a frio é evidenciado na tira laminada: tolerância de espessura consideravelmente melhorada, menos material com espessura fora de especificação e perfeita planicidade. Nossas soluções para automação de laminação a frio abrangem a gama completa de requisitos, desde laminadores a frio de cadeira simples customizados até trens de laminação a frio e linha de decapagem combinados. Os mais altos níveis de desempenho são obtidos aliando-se o extenso conhecimento do processo ao uso das mais avançadas soluções de automação baseadas em inteligência artificial com redes neurais, programação otimizada para minimizar os custos e controle autoadaptativo de múltiplas variáveis. O controle automático de espessura e tensão da Primetals Technologies atende as mais desafiadoras exigências, como as alterações de espessura com o laminador em operação. O sistema de controle de planicidade baseado em modelos, que incorpora funções de múltiplas variáveis, permite assegurar as mais rigorosas tolerâncias de planicidade. O design modular permite utilizar todos os atuadores de perfil de abertura entre cilindros disponíveis.

Sistema de medição de planicidade sem contato - Olhe mas não toque

A maioria dos sistemas ainda determina a planicidade através de medições da força radial baseada em contato. Essa técnica apresenta várias desvantagens. Como alternativa, a medição de planicidade sem contato se baseia na excitação periódica da tira e medição da amplitude da excitação em toda a largura da tira. A força de excitação é aplicada criando-se uma baixa pressão entre a tira e a placa sensora abaixo da linha de passe da cadeira do laminador. A excitação resultante é medida através dos sensores de corrente parasita sem contato e convertida em distribuição de planicidade.

Sistema de Otimização de Velocidade

A otimização da velocidade proporciona uma operação suave, caracterizada por uma boa taxa de produção com alto nível de qualidade, evitando quaisquer paradas dos equipamentos individuais da linha. Do mesmo modo que um conjunto de músicos de grande talento precisa de um bom maestro, todos os equipamentos individuais de um trem de laminação a frio e linha de decapagem (PLTCM) têm ser coordenados entre si a fim de obter o máximo benefício. A finalidade do sistema de otimização de velocidade consiste em operar cada parte da planta o mais rapidamente possível para aumentar a produção, mas somente até o ponto necessário para manter a velocidade tão constante quanto possível por razões de qualidade. O resultado é uma operação mais homogênea e produtos de qualidade superior, bem como a maximização da produção da linha. 

Programa de Laminação Dinâmica

A laminação dinâmica permite uma produção suave e segura durante as transições, controlando dinamicamente as alterações da espessura especificada (na mesma tira ou na solda entre tiras). A laminação a frio em trens de laminação contínua utiliza métodos para otimizar a produção e minimizar as perdas de rendimento na transição entre tiras individuais. Como uma vantagem adicional, é possível manter o máximo de flexibilidade do programa de laminação. A operação suave reduz o risco de danos à superfície do cilindro e de ruptura da tira. O Programa de Laminação Dinâmica permite que o laminador contínuo faça automaticamente as transições em qualquer ponto, tais como: transições entre tiras, transições dentro da mesma tira para efeitos de redistribuição da carga ou alteração da espessura-alvo em caso de transições extremas.

Pacote do Sistema de Acionamento

A Primetals Technologies oferece um pacote de modernização e atualização para o sistema de acionamento de laminadores a frio, incluindo todos os componentes elétricos e de automação de todo o sistema de acionamento para as cadeiras do laminador e bobinadeiras. Este pacote consiste de alimentação de média tensão e filtros harmônicos, transformador do acionamento, sistema de acionamento e contatores, motores síncronos e assíncronos, sensores e freios, redutores ou pinhão diferencial, acoplamentos, eixos e limitadores de torque (por exemplo, pinos de ruptura). 

Sistema de Segurança - Máxima redução de risco em suas linhas 

Os requisitos de segurança estão cada vez mais rigorosos para proteger o pessoal contra acidentes ocupacionais. O nosso sistema de segurança é projetado de acordo com normas europeias ou internacionais para garantir o que há de mais avançado em termos de redução de risco. Tendo como base as medidas de redução de risco definidas pela avaliação de risco e a automação à prova de falhas, o sistema de segurança inclui as seguintes funções: parada de emergência, parada segura para acesso a uma área da laminação, controle e monitoramento de acesso às áreas de segurança, operação ou, se necessário, parada de movimentações dentro de uma área de segurança, monitoramento de velocidade de segurança reduzida. O sistema de segurança também inclui soluções de parada de segurança para acionamentos e equipamentos hidráulicos.

Compensação de Excentricidade de Cilindro (REC)

O Compensador de Excentricidade do Cilindro (REC) melhora a qualidade da tira ao eliminar variações de espessura causadas por excentricidades do cilindro. Obter espessura da tira dentro de tolerâncias rígidas é particularmente importante para assegurar uma boa qualidade de tira. As variações de espessura na saída do laminador resultam não somente de variações da espessura da tira alimentada na entrada do laminador ou do efeito de deslizamento para frente devido a mudanças na tensão da tira, mas também da excentricidade dos cilindros. Por diversos motivos, tais como a dilatação térmica não uniforme dos cilindros, imprecisão de retífica ou ajuste assimétrico das carcaças dos mancais através das chaves de acionamento, cada cilindro gera oscilações com uma frequência de excentricidade que têm de ser compensadas para produzir uma tira com espessura uniforme. Com base em sua longa experiência em tecnologia de laminação, a Primetals Technologies aperfeiçoou o seu sistema REC utilizando a espessura de saída medida, o torque dos cilindros ou do desvio de tensão de entrada do laminador, dependendo das condições de laminação, para avaliar a excentricidade.

Analisador de Desempenho de Equipamento

O Analisador de Desempenho de Equipamento foi projetado para monitorar e melhorar a eficácia do processo de laminação e dos equipamentos metalúrgicos (laminadores, linha de processamento, …). A questão chave hoje em dia, consiste em identificar as medidas de melhoria corretas, uma vez que os orçamentos de investimento são muito limitados. O objetivo deste pacote é otimizar a operação e, em outras palavras, produzir mais e melhor sem necessidade de investimentos adicionais na produção. A maior parte das indústrias já monitora o que seus equipamentos metalúrgicos produzem. O pacote do Analisador de Desempenho de Equipamento avança ainda mais e monitora o que foi realmente produzido em relação à especificação do produto. Em resumo, ele oferece excelentes dispositivos de medição para determinar onde ocorrem as perdas e como se pode melhorar a situação de acordo com os seguintes três eixos de melhoria: produção ininterrupta, velocidade máxima de produção, produção com defeito zero.

Off-Gauge Optimizer - Produtividade otimizada devido a uma redução significativa do material fora de especificação.

Os requisitos de qualidade e produtividade estão cada vez mais rigorosos em termos de precisão dimensional, espessura, planicidade, propriedades mecânicas, qualidade superficial e rendimento. A sucata gerada por material fora de especificação resulta em custos adicionais de processamento que diminuem o rendimento global. A Primetals Technologies propõe uma solução envolvendo baixos custos de investimento e retorno rápido do investimento de capital (normalmente 1 ano) derivada dos chamados "potenciais ocultos" do seu laminador. Com base na combinação perfeita de tecnologia, controle de processos e instrumentação, o Off-Gauge Optimizer permite a implementação inteligente do algoritmo de controle de um trem de laminação a frio baseado no princípio do fluxo de massa.

SIAS - Sistema Automatizado de Inspeção de Superfície. 

O Sistema Automatizado de Inspeção de Superfície (SIAS) é uma solução para a inspeção automática de superfície projetada pela Primetals Technologies para monitoramento de qualidade superficial de tarugos e laminados planos. Composto por um sensor on-line (fonte de luz e câmeras) acoplado a um hardware e software de processamento de imagens, o sistema substitui a inspeção superficial parcial e aleatória por uma inspeção constante, repetível e sistemática de 100 % da produção. O método de classificação patenteado "Coulomb Hyperspheres", uma exclusividade do SIAS, permite que o sistema detecte e classifique o defeito mais crítico geralmente após duas semanas de operação. Totalmente integrado ao sistema, o aplicativo de classificação de bobina é uma funcionalidade adicional que auxilia na tomada de decisão ao calcular automaticamente um nível global de qualidade com base no requisito de qualidade superficial do cliente final e na avaliação da superfície do produto através do SIAS.
 

Plantas e soluções integradas para trens de laminação a frio - Experiência que faz a diferença

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Referências

Trem de laminação a frio para espessuras finas e laminação de alta velocidade

Cliente: 
Posco-Vietnam PL-TCM (Seção TCM) / Phu My, Vietnã

Especificação principal:
Material: Aço baixo carbono, aço de alta resistência
Espessura da tira: 1,8 a 5,0 mm na entrada; 0,15 a 1,6 mm na saída (para construção)
Largura da tira: 700 a 1.570 mm
Peso da bobina: Máx. 35.000 kg
Velocidade de laminação: Máx. 1.700 m/min
Tipo do laminador: Laminador UCM planetário de seis cilindros (cadeiras nº 1 a 5)