Prefacio
La línea de producción de bobinas decapadas laminadas en caliente de la Planta de Laminación en Frío de Panzhihua New Steel & Vanadium Co., Ltd. se completó y entró en funcionamiento en 2004. De acuerdo con el plan general de Panzhihua Iron and Steel, en 2006 se construyó una unidad de laminación de un solo tren en la sucursal de Chengdu. La bobina de acero como materia prima de esta planta será suministrada por la línea de producción de bobinas decapadas laminadas en caliente de la Planta de Laminación en Frío de Panzhihua Iron and Steel. Se requiere que el producto de esta unidad utilice aceite de laminación para prevenir la oxidación, a fin de ser compatible con la emulsión de laminación del proceso posterior. La unidad cuenta con un engrasador electrostático original y un engrasador de rodillos. Debido a que el engrasador electrostático no es eficaz para aplicar el aceite de laminación, el engrasador de rodillos original proviene de la unidad combinada de laminación ácida de la fábrica. El rendimiento del equipo ocioso desconectado durante el proyecto de renovación no puede satisfacer los requisitos de producción. Por esta razón, se utilizó un rodillo de laminación 3M, un producto de alta tecnología con excelente rendimiento, para transformar la máquina de engrase de rodillos original.
Problemas existentes en el engrasador de rodillos original
El principio de funcionamiento del engrasador de rodillos se muestra en la Figura 1.
Cuando la máquina de engrase se pone en funcionamiento, el conjunto superior de rodillos se presiona hacia abajo y el conjunto inferior de rodillos se eleva, de modo que se forma un determinado ángulo de envoltura entre la banda de acero y el rodillo de engrase. Tanto el rodillo aplicador de aceite como el rodillo sumergido en aceite son rodillos pasivos, accionados por la banda de acero. El dispositivo de pulverización de aceite rocía el aceite del sistema de lubricación sobre el rodillo aplicador; mediante el apriete mutuo, el rodillo aplicador transfiere el aceite al rodillo sumergido; este último luego recubre uniformemente la banda de acero con aceite. El exceso de aceite es recogido por el depósito y fluye hacia el tanque de recuperación.
Tras la transformación de la unidad combinada de laminación en frío y decapado, se han mejorado los requisitos de rendimiento técnico del engrasador. Los parámetros específicos se muestran en la Tabla 1.
Antes de la transformación de la unidad combinada de laminación en frío y decapado, para evitar defectos superficiales en forma de bandas sin película de aceite en la chapa de acero, se modificó el dispositivo de inyección de combustible del engrasador. El líquido puede rociarse de manera más uniforme sobre el rodillo engrasado, resolviendo así el problema de áreas locales sin aceite. Sin embargo, la máquina engrasadora aún presenta los siguientes problemas:
- La anchura del producto es insuficiente: la anchura máxima del producto de la unidad es de 1150 mm; tras su transformación, se requiere que la anchura máxima de la banda de acero acabada sea de 1300 mm.
- La mantenibilidad es difícil: En esta unidad, hay un cortador de disco frente a la máquina de engrase para el recorte de la banda de acero, que se encarga de ajustar la anchura a la longitud. El borde de la banda después del recorte presenta rebabas, lo que dañará el rodillo de engrase. El rodillo de engrase es de fieltro, por lo que es fácilmente cortado por el borde de la banda de acero, lo que provoca pelusa y desprendimiento. Es necesario reemplazarlo con frecuencia y el período de mantenimiento es corto.
- La cantidad de aceite aplicada es difícil de controlar: debido a una aplicación desigual del aceite, se añade más aceite para evitar áreas locales sin aceite, lo que provoca un exceso de película de aceite en otras zonas, afectando el proceso de embalaje y aumentando el consumo de aceite.
- El sistema de lubricación original falla, su sistema de control tiene baja precisión y es difícil adquirir piezas de repuesto para el mantenimiento.
Se puede observar que la máquina engrasadora original no puede satisfacer las necesidades de producción tras la transformación de la línea de producción de bobinas laminadas en caliente decapadas y debe ser renovada.
Modificación
El rodillo de engrase es la pieza clave de la máquina de engrase. Para mejorar la calidad del engrase y prolongar la vida útil del rodillo de engrase, se utiliza un rodillo Millennium de 3M. Además, debido al aumento en el ancho de la banda, es necesario aumentar el ancho del armario de recubrimiento con aceite original, la longitud de los rodillos de recubrimiento con aceite superior e inferior, la longitud del rodillo de inmersión en aceite y la longitud del dispositivo de inyección de aceite; también es necesario reconfigurar la lubricación hidráulica y otras tuberías, y se deben rediseñar y fabricar todos los sistemas de lubricación por recubrimiento con aceite y de control periódico. Los detalles son los siguientes:
Rodillo engrasador superior e inferior
El rodillo de engrase es el foco de esta transformación. Debido a que el rodillo de fieltro original tiene una vida útil corta y la cantidad de aceite no es fácil de controlar, tanto el costo de producción como el costo del equipo son altos, por lo que no es adecuado continuar utilizándolo. Se utiliza especialmente un producto de alta tecnología con excelente rendimiento: el rodillo 3M Millennium.
El rendimiento del producto es el siguiente:
- Está compuesto por fibras de tela no tejida de alta resistencia. Bajo cierta temperatura, humedad y presión, la parte cortada tiene capacidad de autorreparación. Su estructura porosa de tela no tejida tiene cierto grado de absorción de agua y aceite. El aceite puede aplicarse indirectamente sobre la bobina mediante extrusión, y la cantidad de película de aceite necesaria puede controlarse mediante la densidad del rodillo milenario, la presión de sujeción y la velocidad de la bobina. Por lo tanto, el efecto de engrase y absorción de la superficie de la bobina es mejor que el de los rodillos de goma y los rodillos de fieltro tradicionales.
- Es poroso, la suciedad puede penetrar en la estructura de la tela no tejida en pequeñas cantidades, por lo que puede reducir los arañazos y la contaminación causados en la bobina.
- Posee un sistema de fricción elevado que los rodillos de caucho tradicionales, los rodillos de acero y los rodillos de fieltro no pueden igualar. Esta característica puede proporcionar suficiente fricción para evitar eficazmente que el rodillo resbale y evitar arañazos secundarios en la superficie de la bobina.
La Tabla 2 muestra la comparación de rendimiento entre el rodillo 3M Millennium y los rodillos tradicionales de caucho y de fieltro.
Los parámetros técnicos del rodillo 3M Millennium utilizado en esta transformación se muestran en la Tabla 3.
Sistema de lubricación recién fabricado con recubrimiento de aceite
El sistema de lubricación original ha fallado debido al largo tiempo de uso y necesita ser rediseñado y fabricado. El principio de funcionamiento del nuevo sistema se muestra en la Figura 2.
El sistema presenta las siguientes características:
- La válvula controla la carga y descarga de la bomba; el exceso de aceite que retorna desde la cámara de lubricación fluye hacia el depósito de recuperación por acción de la gravedad; el aceite recuperado se filtra y se envía al depósito principal para su reutilización mediante la bomba de suministro de aceite.
- Control de la limpieza: El sistema está equipado con filtro de aspiración, filtro de aceite a presión y filtro de recuperación de aceite. El depósito de combustible principal y el depósito de recuperación de combustible también están equipados con filtros de aire para garantizar la limpieza del aceite y evitar la obstrucción de los inyectores.
- Control del nivel del tanque de combustible principal: detección en tiempo real del nivel del tanque de combustible, salida remota de señal y control interconectado con la bomba de suministro de combustible. Cuando el indicador de nivel 4 alcanza el límite superior, la bomba de suministro de combustible detendrá automáticamente (o manualmente) el suministro de combustible (y mostrará el estado en la caja de operación). Cuando se alcanza el límite inferior, la bomba de suministro de combustible arrancará automáticamente (o manualmente) para reabastecerse; cuando se alcanza el límite inferior, la bomba de inyección de combustible dejará de funcionar y emitirá una alarma.
- Control del nivel del depósito de combustible recuperado: detección en tiempo real del nivel del depósito de combustible, salida de señal remota y control interconectado con la bomba de suministro de combustible. Cuando el indicador de nivel 2 alcanza el límite superior, suministra automáticamente combustible al depósito principal, y cuando se alcanza el límite inferior, se activa una alarma; cuando se llega al límite inferior, la bomba de suministro de combustible detiene automáticamente el suministro y emite una alarma.
- Control de temperatura: El depósito principal de aceite está equipado con un instrumento de detección de la temperatura del aceite con salida de señal remota. El calentador eléctrico del depósito de aceite realiza un control en bucle cerrado. Cuando la temperatura del aceite es inferior a 20℃, el calentador eléctrico se activará automáticamente; cuando sea superior a 40℃, el calentador se detendrá automáticamente. De esta manera, se garantiza que la temperatura del aceite se mantenga estable dentro de un rango determinado.
Modificación del sistema de control eléctrico
El sistema de control de lubricación original necesita ser rediseñado y fabricado debido a la baja precisión de control y a la dificultad para adquirir piezas de repuesto para el mantenimiento. Se utiliza un sistema de control PLC S7-200 independiente para realizar las siguientes funciones:
- Arranque manual del sistema de lubricación: la bomba de inyección de combustible funciona a baja velocidad, la válvula solenoide pierde alimentación y el aceite circula en estado sin carga.
- PLC proporciona una señal analógica de la velocidad de la banda de acero (4-20 mA) y una señal de conmutación de la válvula solenoide (punto pasivo) para formar un circuito cerrado con el regulador de corriente continua. El armario de control de la máquina de engrase es ajustado por el regulador de corriente continua según la señal analógica de la velocidad de la banda. La velocidad del motor controla el caudal de la bomba de inyección de combustible. En el armario de control hay una pantalla digital que muestra la velocidad del motor.
- El armario de control está equipado con funciones de conmutación manual y automática: en el modo de control manual (prioridad manual en el lugar), el operador no depende de la señal analógica de velocidad de la banda proporcionada por el PLC, sino que ajusta manualmente la velocidad del motor para controlar la bomba de inyección de combustible. En el modo de control automático, el suministro de combustible de la bomba de inyección es proporcional a la velocidad de la banda de la unidad; cuando el sistema de trabajo falla, la bomba de reserva se arranca automáticamente. Después de que se inicia el sistema de lubricación o cuando no se recibe la señal de velocidad de la banda proporcionada por el PLC durante 10 minutos durante el funcionamiento, el sistema de lubricación se detiene automáticamente.
- Alarma del sistema, reinicio de fallos; visualización de parámetros principales y ajuste de parámetros.
Otras modificaciones correspondientes del equipo
- Para ahorrar tiempo en la implementación del proyecto, se decidió utilizar la máquina de engrase original para instalar la base. De acuerdo con el tamaño original de los orificios de instalación en la base, se aumentó el ancho en 150 mm y se diseñó el nuevo gabinete de engrase.
- La función del rodillo de aceite es transferir el aceite lubricante desde el dispositivo de inyección de aceite hasta el rodillo de aceite. Solo es necesario aumentar la longitud en 150 mm según la estructura original del rodillo de inmersión en aceite. Rediseñar y fabricar.
- En correspondencia con la transformación de la parte principal del esparcidor de aceite, también se deben modificar y volver a instalar las tuberías hidráulicas, neumáticas y de lubricación del cuerpo de la máquina original.
Prestaciones después de la modificación
La transformación del esparcidor de aceite se completó en junio de 2006 y cumplió con los requisitos de producción una vez puesto en funcionamiento. No se observaron daños aparentes en el rodillo Millennium de 3M, y el resto de la máquina de engrase funcionaba con normalidad.
Debido a las deficiencias inherentes del lubricador de rodillos, otras unidades de la planta de laminación en frío de Panzhihua Iron and Steel las han eliminado básicamente y las han reemplazado por lubricadores electrostáticos. Sin embargo, esta transformación ha logrado buenos resultados gracias al uso de excelentes rodillos milenio, lo que hace que el lubricador de rodillos ocupe un lugar en la línea de laminación en frío. Según el uso real del rodillo milenio, se ha aplicado a la línea de galvanizado.
