FEM 3D Analysis of Roll Deflection During Plate Rolling

Análisis FEM 3D de la desviación del rodillo durante el laminado de placas

En el artículo se presenta una simulación numérica de la desviación de los rodillos durante la laminación en caliente. Para la simulación se tomaron las condiciones reales del Tren de Laminación de Chapas de la Acería de Częstochowa. Se ha analizado el efecto de la anchura de la banda laminada en la deformación de los rodillos de trabajo y de apoyo. La investigación realizada ha permitido determinar la forma de los rodillos durante el proceso de laminación.

INTRODUCCIÓN

Los productos laminados deben caracterizarse por una buena calidad y tolerancias dimensionales estrictas. Debido a la automatización que se implementa comúnmente en los trenes de laminación de productos planos, estos productos deben cumplir con los requisitos de tolerancias estrictas, en particular las de espesor y ancho de banda, y presentar la mayor planitud posible. Para obtener la forma correcta de la tira al salir de la región de deformación, se deben considerar todos los factores que influyen en la forma de la región de deformación al determinar la altura del espacio entre rodillos.

La forma espacial y las dimensiones del espacio entre cilindros están influenciadas por la deformación elástica de todas las partes del equipo de la caja de laminación afectadas por la fuerza de presión. La magnitud de las deformaciones elásticas depende del tipo de ensamblaje de rodillos, los materiales utilizados y las dimensiones de los nodos particulares [1].

El laminado de productos planos se realiza en laminador de dos alturas, laminador de tres alturas (Lautha), laminador de cuatro alturas, laminador de seis alturas y multirodillo, como conjuntos planetarios, de doce y veinte rodillos. Si asumimos que la flexibilidad total de la caja de trabajo de cuatro alturas es igual al 100 %, entonces el 60 % está formado por las deformaciones de los rodillos y el 40 % por las deformaciones de las partes restantes de la caja de laminación.

El proceso de deformación se produce en un espacio entre rodillos de dos rodillos. Las fuerzas que actúan dentro del espacio entre cilindros, causadas por la resistencia de la deformación del metal, dan como resultado la deformación elástica del cilindro, lo que cambia las dimensiones del cilindro. Como resultado de esta deformación, se obtiene una tira con un contorno de sección transversal incorrecto y diversas desviaciones dimensionales.

Si la fuerza de presión no varía durante la pasada, se obtendrá una tira de espesor variable tanto en longitud como en anchura. Dependiendo del tipo de conjunto de rodillos y del diseño de la caja de laminación, se observan diferentes deformaciones del entrehierro con los mismos anchos y reducciones de laminación. Dependen tanto de la construcción como del material de los rodillos (y, además, del diseño de las cajas de laminación en funcionamiento), así como de la precisión del posicionamiento del espacio de rodadura entre los rodillos descargados.