En la producción moderna de laminación de acero, la precisión dimensional, la calidad de la forma de la banda y la estabilidad de la laminación dependen fundamentalmente de los sistemas de control del laminador. Entre ellos, el dispositivo de ajuste de rodillos es uno de los subsistemas mecánicos más críticos. Regula la posición de los rodillos dentro del soporte del laminador para lograr un control preciso de la reducción, ajustes estables de la separación entre rodillos y una alineación uniforme de la línea de laminación.
Este artículo proporciona una descripción general estructurada de los dispositivos de ajuste de rodillos en los laminadores, incluida la clasificación, las funciones, los sistemas de atornillado eléctrico, la tecnología de atornillado hidráulico y los problemas operativos comunes como el “asentamiento” de los rodillos.
1. ¿Qué es un dispositivo de ajuste de balanceo?
Un dispositivo de ajuste de rodillos es un sistema mecánico o hidráulico instalado en un soporte de laminación para regular la posición relativa de los rodillos. Sus principales objetivos son:
- Conseguir la reducción requerida (borrador)
- Control de apertura del espacio entre rodillos
- Garantizar la precisión de las dimensiones y la forma del producto
- Mantenimiento de la altura de la línea de laminación
- Garantizar condiciones de rodadura estables y seguras
Ya sea en trenes de perfiles, trenes de barras, trenes de bandas o trenes de laminación continua, los sistemas de ajuste de rodillos son esenciales para el control del proceso y la calidad del producto en el laminado de acero.
2. Clasificación de los dispositivos de ajuste de balanceo
Los dispositivos de ajuste de rodillos se pueden clasificar desde dos perspectivas principales: dirección de movimiento y configuración del molino/requisito del proceso.
2.1 Clasificación por dirección de ajuste
(1) Dispositivos de ajuste axial
Los sistemas de ajuste axial regulan la posición del rodillo a lo largo del eje del rodillo y proporcionan fijación axial.
Las funciones principales incluyen:
Alineación de ranuras en fresadoras de tipo ranurador, como fresadoras desbastadoras y fresadoras de perfiles, para garantizar una geometría de pasada correcta
Apoyo al control de la forma de la banda en trenes de laminación de bandas (por ejemplo, configuraciones HC o CVC)
Aseguramiento del posicionamiento axial de los rodillos en varios tipos de molinos
El ajuste axial es especialmente importante en el laminado de ranuras, donde la alineación de las pasadas influye directamente en la precisión del perfil.
(2) Dispositivos de ajuste radial
Los sistemas de ajuste radial controlan la distancia entre los ejes de los rodillos de trabajo, es decir, la separación entre rodillos. Este es el mecanismo principal para el control de la reducción en los trenes de laminación.
Las funciones clave incluyen:
- Ajuste de la separación entre rodillos para lograr el tiro requerido
- Garantizar las dimensiones transversales objetivo
- Control del paralelismo de los rodillos
- Ajuste de la altura de la línea de laminación durante los cambios de rollo
- Mantener una alineación constante de la línea de laminación entre los soportes en los laminadores continuos
El ajuste radial afecta directamente el control del espesor y la precisión dimensional en el laminado de acero.
2.2 Clasificación por tipo de molino y requisito de proceso
(1) Dispositivo de ajuste del rodillo superior (atornillado)
El dispositivo de ajuste del rodillo superior, comúnmente conocido como sistema de ajuste de tornillo, es el tipo de ajuste de rodillo más utilizado. Se instala en molinos de dos, tres, cuatro y varios rodillos.
Su función es ajustar la posición del rodillo superior para controlar la reducción y la separación del rodillo.
Dependiendo del mecanismo de accionamiento los sistemas de atornillado pueden ser:
- Manual
- Eléctrico
- Hidráulico
El diseño estructural depende de la velocidad de ajuste requerida, la longitud de la carrera y la frecuencia de operación.
(2) Dispositivo de ajuste del rodillo central
Se utiliza principalmente en trenes de laminación de tres alturas.
- En los trenes de laminación en los que el rodillo central es fijo (como ciertos trenes de laminación de perfiles), a menudo se emplean mecanismos de cuña para compensar el desgaste de los cojinetes y mantener la holgura adecuada.
- En los molinos en los que el rodillo inferior es fijo (por ejemplo, los molinos tipo Lauter de tres alturas), el rodillo del medio presiona alternativamente contra el rodillo superior o inferior para permitir pasadas de laminación alternadas.
Los métodos de accionamiento pueden incluir mecanismos de elevación eléctricos, hidráulicos o coordinados.
(3) Dispositivo de ajuste del rodillo inferior
El dispositivo de ajuste del rodillo inferior alinea el rodillo inferior con la línea de laminación.
En molinos de tres alturas con rodillos intermedios fijos, se ajusta la distancia entre los rodillos intermedios e inferiores.
En molinos de dos o cuatro alturas con línea de laminación fija, garantiza que la línea de laminación permanezca nivelada y estable.
Los sistemas de accionamiento pueden ser manuales, eléctricos o hidráulicos.
(4) Dispositivo de ajuste del rollo vertical
Instalado en ambos lados de los rodillos verticales, este sistema ajusta la distancia entre los rodillos verticales para controlar las dimensiones de ancho en el laminado de secciones y barras.
Generalmente se acciona eléctricamente y es estructuralmente similar a los sistemas de atornillado eléctrico.
3. Sistema de atornillado eléctrico en trenes de laminación
El dispositivo de ajuste de tornillo eléctrico es el sistema de ajuste de rodillos superiores más tradicional y ampliamente aplicado en los trenes de laminación de acero.
Un sistema típico de atornillado eléctrico incluye:
- Motor eléctrico
- Reductor de engranajes
- Freno
- Tornillo y tuerca atornillados
- Almohadilla de cojinete esférica
- Indicador de posición
- Componentes de medición de carga
En función de la velocidad de ajuste, los sistemas de atornillado eléctrico se dividen generalmente en:
- Sistemas de atornillado rápido
- Sistemas de atornillado lento (comúnmente utilizados en trenes de laminación de bandas)
En diseños de atornillado rápido, se puede incorporar un mecanismo de liberación de tornillo para abordar condiciones de funcionamiento anormales.
El fenómeno del “asiento giratorio”
Durante la producción, los sistemas de atornillado eléctrico rápido pueden encontrarse con:
- Atasco de tornillo (bloqueo)
- Aflojamiento automático del tornillo durante el laminado
El asentamiento de rodillos se produce cuando los rodillos se presionan rápidamente entre sí, entran en contacto y sufren una deformación elástica. La fuerza de rebote elástica puede provocar el bloqueo mecánico del tornillo y la tuerca. Una vez que el motor alcanza el par de parada, la rotación se detiene, lo que provoca una interrupción del funcionamiento.
Las causas típicas incluyen:
- Bloqueo de material enrollado
- Elevación excesiva del rodillo superior hacia arriba
- Efectos de deformación elástica combinada
Este fenómeno afecta la estabilidad del rodamiento y la continuidad de la producción.
4. Sistema de atornillado hidráulico: control de alta precisión de la separación entre rodillos para la laminación de acero moderna
Los mecanismos de atornillado eléctrico presentan limitaciones inherentes debido a la gran inercia rotacional y a una velocidad de respuesta relativamente lenta. A medida que aumenta la velocidad de laminación de flejes y las tolerancias dimensionales se vuelven más estrictas, especialmente con la adopción de sistemas de Control Automático de Calibre (AGC), es posible que los sistemas de atornillado eléctrico ya no cumplan con los requisitos avanzados del proceso.
Los sistemas de atornillado hidráulico reemplazan los tornillos y tuercas tradicionales con cilindros hidráulicos para ajustar la separación entre los rodillos.
En comparación con los sistemas de atornillado eléctrico, el atornillado hidráulico ofrece:
- Respuesta más rápida y mayor precisión de ajuste.
- Rigidez equivalente del molino ajustable, lo que permite la transición del control de «distancia entre rodillos constante» a «fuerza de laminación constante».
- Protección contra sobrecargas sencilla y fiable
- Componentes hidráulicos estandarizados y estructuras mecánicas simplificadas
- Mayor eficiencia de transmisión
Sin embargo, los sistemas hidráulicos requieren:
- Alta precisión en la fabricación de componentes
- Fuerte capacidad de mantenimiento
- Sistemas de automatización confiables
Por lo tanto, los sistemas de atornillado hidráulico se adoptan ampliamente en trenes de laminación y trenes de laminación de alta velocidad que requieren un estricto control del espesor.
