Propuesta de un sistema de ajuste automático de laminadora de palanquillas considerando el efecto del desgaste gradual de rodillos

• Autores: Figueroa Bianchi, Adolfo Aaron, Arribasplata Celis, Jacinto Xavier
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/364
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/364
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Resistencia al desgaste; Acero; Rodillos (Laminadores); Wear resistance; Hot working of metals; Steel; Rolls (Rolling-mills); https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

En la presente investigación se muestra el diseño de un sistema para el ajuste automático del espesor de palanquillas laminadas al rojo vivo, cuya medida tiende a aumentar debido al desgaste gradual de los rodillos de laminación. Actualmente, en la industria siderúrgica peruana este proceso de ajuste se realiza de forma manual y requiere de la extracción de un ejemplar de la línea de producción para verificar su espesor. Dicho acto implica una inevitable pausa en la producción y su manipulación inicial supone el riesgo de quemaduras graves en los operadores. Es por esto que se necesita un sistema que estime y corrija el espesor de las palanquillas de forma continua. Para ello se propone fusionar mediante el filtro de Kalman dos estimaciones del espesor, la primera por medición directa usando sensores de nivel y la segunda basada en el modelo de consumo de corriente del motor que mueve a los rodillos, el cual disminuye mientras los rodillos se desgastan. Con dicha información, se diseña un algoritmo que modifica automáticamente el setpoint del actuador encargado de ajustar la distancia entre los rodillos. Para validarlo, se simula el algoritmo considerando condiciones típicas de un sistema de laminación industrial. Esto involucra la presencia de ruido en los sensados realizados para obtener las estimaciones, por lo que se evalúa el desempeño de varios filtros, siendo el filtro de media móvil de ventana rectangular es el que entrega el filtrado con error cuadrático medio menor. Finalmente, se fabrica un prototipo básico y a escala reducida para validar el concepto del sistema de control y corrección diseñado, considerando únicamente la síntesis cinemática del sistema. A partir de las pruebas realizadas, el algoritmo realiza la corrección del espesor final al superar un umbral de error de 5mm hasta que este disminuya a menos de 1mm. Los resultados de simulación y la implementación del prototipo demuestran que esta propuesta es viable desde el punto de vista de la cinemática del sistema.