Title

DESENVOLVIMENTO DE UMA FERRAMENTA DE ANÁLISE UTILIZANDO O FATOR DE FORMA PARA ADEQUAÇÃO DA ESCALA DE PASSES NA LAMINAÇÃO DE DESBASTE DO LAMINADOR DE TIRA A QUENTE DE IPATINGA

DEVELOPMENT OF A SHAPE FACTOR ANALYSIS TOOL FOR ADEQUACY OF PASS SCHEDULE IN THE ROUGHING ROLLING OF IPATINGA HOT STRIP MILL

Authorship

Giacomin, Cristovao Nery; Cruz, Geraldo Magno; Eugênio, Leonardo de Oliveira

Giacomin, Cristovao Nery

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Cruz, Geraldo Magno

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Eugênio, Leonardo de Oliveira

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DOI

10.5151/2594-5297-39480

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Abstract

A laminação de desbaste (RM) é o estágio inicial de deformação na Laminação de Tiras a Quente (LTQ), responsável por garantir a precisão dimensional, forma e planicidade do esboço. Uma adequada programação de passes de RM, que compreende as condições iniciais de laminação de velocidade de mordida e laminação, gaps de laminação horizontal e vertical dentre outros parâmetros críticos, é vital para a estabilidade do processo, geralmente é definida por um modelo matemático, como é o caso da Usiminas Ipatinga LTQ. No entanto, controlar a curvatura frontal do material durante o estágio RM é um desafio devido às inúmeras influências que afetam a ponta em cada etapa de deformação. Nesse sentido, este estudo demonstra o desenvolvimento de uma ferramenta analítica para a previsão do raio de curvature da ponta, tendo o fator de forma como parâmetro chave para analisar as influências geométricas na formação da curvatura. A ferramenta proposta considera o efeito dos principais parâmetros do processo que causam a curvatura, como o ângulo de entrada do material, a sensibilidade do diferencial das velocidades periféricas dos cilindros de trabalho, as diferenças de atrito entre os cilindros superiores e inferiores e a diferença de temperatura entre as superfícies superior e inferior do material. O estudo apresenta os mecanismos envolvidos no desenvolvimento da ferramenta proposta e os resultados da aplicação dos ajustes no modelo de setup dos laminadores. Os resultados demonstram uma melhora considerável na ocorrência de curvatura da ponta durante a laminação, indicando a eficácia da abordagem proposta, bem como a possibilidade de novas otimizações do processo.

Roughing mill (RM) is the initial stage of deformation on the Hot Strip Mill (HSM), which is responsible for ensuring the transfer bar's dimensional, shape, and flatness accuracy. An adequate RM pass schedule, which comprises the initial rolling conditions of biting and rolling speeds, horizontal and vertical roll gaps, and other critical parameters, is vital for process stability and usually is controlled by a mathematical model, as is the case of Usiminas Ipatinga HSM. However, controlling the material front-end curvature during the RM stage is challenging due to the numerous influences that affect curvature in each deformation step. In this sense, this study demonstrates the development of an analytical tool for predicting curvature radius, with the shape factor as the key parameter for analyzing the geometric influences on curvature formation. The proposed tool considers the effect of the main process parameters that cause curvature, such as the entry angle of the material, the sensitivity of work rolls peripheral speeds, the friction differences between upper and lower rolls, and the temperature differences between the upper and lower material surfaces. The study presents the mechanisms involved in developing the proposed tool and the results of applying the adjustments to the setup model of the rolling mills. The results demonstrate a considerable improvement in the occurrence of front-end curvature during rolling, indicating the effectiveness of the proposed approach, as well as the possibility of further process optimizations.

Keywords

Laminação de desbaste; curvature da ponta; Escala de passes; Fator de forma

Roughing rolling; Front-end curvature; Pass schedule; Shape factor