Brevet FR2012582A1 — publié le 19700320

-1- 2012582 La présente invention a pour;*d%yéi^ïWSÉffliinage à chaud ou à froid de tôles et de feuillardset rééoud le problème du réglage dœ profil d-e^ l'épaisseur transversale du produit laminé en présence des modifications de la charge dues au laminage lui-mëmè 'en coûts; d'ê.; fonctionnement. Le profil de l'épaieseuï- transversai que l*on appellera ci-après "profil^ imposée au feuillarcL ou à la tôle au cours d'un laminage'à chaud forme un: paramètre important en raison de l'exigence habituelle relative à la précision des dimensions et de l'uniformité du produit et également pour tenir compte du laminage ultérieur à"froid du feUillard laminé à chaud. • • ' Les modifications de profil sont fréquentes-dans la pratique moderne du laminage à chaud en raison des variations de la forée appliquée, en cours de laminage, dues aux modifications de la température du. produit "brut et de sa composition chimique. Les conséquences de telles modifications des propriétés du produit brut, se transformant en modifications du profil peuvent être exagérées encore par les systèmes de réglage d'épaisseur automatique recourant à un blocage par vis. La présente invention a plus particulièrement pour objet une installation et un procédé de laminage produisant des feuillards à profil uniforme à la sortie des cylindres chauds, quelles que soient les modifications de la charge de laminage apparaissant en cours de fonctionnement. Cette installation et ce procédé simplifient considérablement-le problème du réglage de la forme au cours d'un stade de laminage à froid en supprimant les variations du profil à l'entrée du laminoir à froid. Cette installation et ce procédé peuvent d'ailleurs s'appliquer aussi bien au laminage de.tôles et de feuillards, même lorsqu'il n'y a pas à prévoir de laminage à froid ultérieur. L'installation conforme à l'invention prévoit pour le laminage de tôles et de feuillards un premier dispositif, destiné à déterminer la force totale due au laminage en cours, un deuxième dispositif appliquant aux cylindres une force de cintrage, un troisième dispositif appliquant un couple de cintrage aux cylindres et enfin un dispositif de réglage servant à faire varier zndépendaxumcnt BAD ORIGINAL 69 23289 i 2012582 et simultànémerit la force et ,1e couple appliqués Par ce deuxième et ce troisième dispositif respectivement et cela, proportionnellement aux variations de la force totale de la-miflage de manière à maintenir à peu près constant le profil désiré pour le. feuillard laminé. l'invention couvre également le procédé qui permet d'assurer le laminage des feuillards et consistant à déterminer .la force dç laminage, totale au cours du laminage du produit , è appliquer des forces et des couples de cintrage aux cylindres tout» en faisant varier indépendamment et simultanément les valeurs de ces forces et couples' proportionnellement aux variations de la force totale de lamiriage afin de maintenir. à pe.u près constant le profil désiré pour le feuillard laminé. _ » " On a constaté au cours d'un laminage à plat et à chaud que le profil à la sortie d*un laminoir est défini à peu près par les dimensions du bâti, par le réglage des vis et par le profil des cylindres, par la force de laminage totale appliquée dans l'intervalle entre les cylindres et par les forces ou couples de cintrage appliquées par 1'Extérieur pour incurver les cylindres tout en étant à peu près indépendant du profil même du produit à lairniher pénétrant dans le laminoir. On a constaté de plus, qu'en montant correctement le bâti du laminoir ou en ïë réglant convenablement, par exemple par action différentielle sur les vis de blocage, ces profils laminés sont symétriques par rapport à la ligne s'étendant à mi-largeur et toutes les variations d'épaisseur suivant la largeur de la tôle ou du feuillard, à partir de l'épaisseur au droit de la ligne centrale peuvent être exprimées approximativement comme suit s h.(x) - hc ~ + où : .. h(x) .est . l'épaisseur à la distance x de la ligne centrale x 1a. distance par rapport à cette ligne centrale • de la tôle o.u . du. feuillard hc 1-'épaisseur .au droit de la ligne centrale P une ..constante quet l'on appellera lè paramètre para bolique du profil 69 23289 -3- 2012582 Q une constante que l'on appellera le paramètre quartique du profil. On a constaté qu'en partant d'un état initial au début du fonctionnement, les changements des paramètres du pro-5 fil sont liés linéairement aux variations des forces agissant sur le "bâti du laminoir, autrement dit : P-Pt = ^p-pCP-F*) pM. (M-M*) (2) P-Q* = + o^qj.(J-J*) + o P étant la force de laminage totale 10 J la force de cintrage appliquée extérieurement aux . tourillons des cylindres M les couples de cintrage appliqués extérieurement aux tourillons des cylindres ou à tout autre dispositif de commande du profil des cylindres comme il sera 15 indiqué ci-après. ^Tt °CpM' e^c- étant des constantes mesurant la sensibilité du profil vis-à-vis des changements des caractéristiques du laminage par rapport à l'état initial considéré pour le fonctionnement, ces constantes 20 étant appelées ci-après coefficients de réglage des caractéristiques du laminoir P*, Q* et P*, J*, M* étant les valeurs des paramètres de profil et des forces respectivement qui correspondent à l'état initial au départ lorsque le laminoir est 25 réglé pour assurer le laminage suivant le profil dé siré. En partant de l'équation (2), on peut déterminer un procédé pour maintenir les paramètres de profil P et Q à leurs valeurs P* et Q* au cours du laminage malgré les variations 30 cle la force de laminage P à condition que l'on puisse régler simultanément et indépendamment la valeur J de la force de cintrage à appliquer extérieurement et la valeur M du couple correspondant de cintrage. D'après l'équation (2) on voit que pour avoir 35 P - P* Q = Q* il est nécessaire et suffisant que ^pî,.(P-P*) + ci + „(Qp.(P-P*) + *QJ.(J-J*) + 4qm- (M-M*) = 0 BAD ORIGINAL 69 23289 -4- 2012582 Ceci forme un système de deux équations linéaires reliant les trois variables. 3?, J, M et. on peut donc le résoudre lorsqu'on donne une valeur déterminée à l'une des variables. Si l'on choisit P comme variable indépendante, on obtient en résolvant les équations (4) J-J* = (P* - I). A j . . (5) M-M* . (P* - P") Am (6) en posant : A - ~ **PM ^ QF L' ~ XPJ ^QM~ A oCpj^ QP ~ ^pp ^QJ M M ~ ^PJ^QM PM~ QJ (8) Si J et M sont réglés conformément aux équations (5) et (6), les paramètres de profil P et Q sont maintenus égaux à P*-Q*, quelles que "soient les variations de la force de laminage P. • Ainsi, il est possible de déterminer les paramètres de profil P, Q à la sortie d'un bâti de laminage à chaud en réglant les valeurs de J et de M pour qu'elles soient proportionnelles aux variations de la force totale de laminage P conformément aux équations (5) et (6). Il faut reconnaître que ces équations (5), (6) ne peuvent être utilisées que si le dénonciateur de (7) et de (8) n'est pas égal à zéro, autrement dit : *PJ_ j, (9) QJ La signification de cette inégalité (9) consiste en ce que les deux dispositifs de réglage appliquant les forces et couples J et M doivent être telles qu',il & n'engendrent pas des modifications de profil géométriquement semblables par suite, tout dispositif de réglage du profil des cylindres appliquant le couple M et satisfaisant à cette inégalité peut être utilisé. Par exemple, ce dispositif peut appliquer un couple dans le plan vertical ou un couple dans le plan horizontal ou des couples dans les deux plans,comme décrit dans la demande de brevet britannique de la demanderesse 54970/67.du 4.12.1967 Pour des conditions de laminage intéressantes, les six coefficients de réglage du laminoir ^ pj* PM1 e^° dans les équations (7) et (8) sont calculés théoriquement ou bien mesurés expérimentalement et les valeurs obtenues BAD ORIGINAL 69 23289 2012582 peuvent être utilisées par le dispositif, de réglage au moment voulu comme indiqué ci-après. • le calcul théorique des six coefficients de réglage du laminoir pMr e"^c'Peu^ être effectué à partir d'un 5 modèle théorique du laminoir en simulant de faibles variations des valeurs J, M, P et en calculant les changements correspondants des paramètres de profil P, Q. Le rapport entre les variations correspondantes forme le coefficient de réglage cherché du laminoir. 10 Le calcul expérimental des six coefficients de régla ge du laminoir se-fait en provoquant des changements pour les valeurs J, M, F et en mesurant les changements correspondants des paramètres de profil. Ici encore, le rapport entre les changements correspondants forme le coefficient de réglage du 15 laminoir. On peut provoquer les variations de P en procédant de l'une ou l'autre &es.Jtaaaières suivantes : en effectuant de petites modifications du rapport de réduction, de petits changements dans la ténsion de laminage, etc. On a constaté que tous ces procédés aboutissent pratiquement au même résultat. 20 On va maintenant décrire une forme d'exécution de l'in vention à titre d'exemple seulement, en se référant aux dessins ci-joints sur lesquels : la fig. 1 représente schématiquement un laminoir conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-A de' la 25 fig. 1. Comme on le voit sur les dessins, le laminoir B. comprend un bâti de I>aminoir quarto comprenant le bâti proprement dit, les cylindres lamineurs 2 et les cylindres d'appui 3. Ces derniers sont reliés l'un à l'autre à leurs extrémités par deux 30 cales 4 et par deux .vérins ou deux biellettes 5 servant à . tiansmettre la force. La charge de laminage est appliquée aux cylindres 2 et 3 par l'intermédiaire des-tiges. 7 des dispositifs de blocage par vis, non représentés, placés de part et d'autre du bâti. La charge de laminage totale en cours de 35 fonctionnement est déterminée- par les cellules 8 sensibles aux charges^intercalées entre les tiges 7 et les cales,correspondantes 4. Il est avantageux que chaque paire de.tourillons terminant" les cylindres de laminage 2;dtun.côté déterminé, soit ÔAD ORIGINAL 69 23289 -* - 2012582 - maintenue par l'intermédiaire de quatre cales 10 et de deux paires, de vérins ou de "biellettes 11 et 12 destinées à trans-. mettre la force et disposées à une petite' distance de ces tourillons.- Chaque paire de "biellettes ou de vérins est disposée 5 de manière à présenter l'une des biellettes d'un côté du tourillon «tAta.u.tyr'3e l^autré, ces deux biellettes ou vérins peuvent être commandés ensemble pour permettre l'application effective des forces en deux points écartés l'un de l'autre des tourillons des cylindres correspondants pour régler le 10 cambrage ou le profil des cylindres lamineurs. Les vérins peuvent être commandés de manière à appliquer le couple de cintrage désiré M ybu encore la force résultante des vérins J aux cylindres. Si l'on a besoin uniquement d'un" simple couple de cintrage, les forces .exercées par les vérins 11 ei 12 doivent 15 présenter même valeur et être dirigées tu eenn ©ppoeéa. On peut utiliser en aval du laminoir R un xn&~sruine nu profileur ou détecteur 20 fcel que celui décrit dans la demande de brevet britannique déposée par la demanderesse sotas en date du 25.3.lQfii=n le numéro 14325/68/)de mamere ci Vérifier le profil du feuil- 20 lard S sortant du laminoir au début du laminage, u®t. à.J ! pouvoir obtenir le profil désiré à la sortie par' des réglages appropriés des paramètres de commande connus relatifs au laminoir tels que le réglage des vis, la tension de laminage, les forces de cintrage des cylindres etc. Des signaux 25 représentant P, Q, P, J et M sont .introduits dans un calculateur C où sont déjà emmagasinés les six coefficients de réglage du laminoir. Au moment où on obtient les valeurs P* et Q*, c'est-à-dire lorsqu'on a obtenu le profil désiré, le calculateur est amené à l'état HODD pour emmagasiner à 30 ce moment-même les valeurs de P, J et M qui représentent alors les valeurs P*, J*, et M*. La force de laminage totale P est alors mesurée d'une manière continue et l'oncelcule les réglages des valeurs de J et de M à appliquer aux vérins 11 et 12, ce calcul ae faisant dans le calculateur C conformé-35 ment aux équations (5) et (6) et les signaux correcteurs nécessaires sont alors transmis du calculateur aux vérins. Pour effectuer les calculs nécessaires, le calculateur utilisera lejs valeurs demandées P*, Q* des paramètres de profil en même temps que les valeurs correspondantes P*, J*, M* as-40 sociées aux forces appliquées, ainsi que les valeurs des co- , bad original 69 23289 -7- 2012582 efficients de réglage du laminoir mentionnés ci-dessus. La force de cintrage et le couple de cintrage ont des valeurs J et M respectivement que l'on peut appliquer d'une manière différente de celle décrite ci-dessus et pour connaître 5 un tel processus constituant une vajia|Lt^ y^.^pourra se référer à la demande britannique précitée 54970/67/ par exemple, les vérins 11 et 12 peuvent être intercalés entre les tourillons des cylindres lamineurs et les cylindres d'appui. 8AD OFKGJNAL 69 23289 -8- 2012582 RETEND ICATIOHS 1. Installation pour le laminage des tôles et feuillards comprenant un premier dispositif destiné à déterminer la force totale due au laminage en cours, un deuxième disposi- 5 tif appliquant un couple de cintrage aux cylindres et enfin un dispositif de réglage sèrvant à faire varier indépendamment et simultanément la force et le couple appliqués par cqs deuxième et troisième dispositifs respectivement et cela proportionnellement aux variations de la force totale de lami-10 nage, de manière à maintenir à peu près constant le profil désiré pour le feuillard laminé. 2. Installation suivant la revendication 1, où le dispositif de réglage comporte un calculateur destiné à calculer les valeurs de là force et du couple à partir des deux 15 équations •: J - J* - (P* - P) A 3 M - H* = (P* - P)A M ou J et M sont les valeurs des forces et couples de cin-20 trage respectivement à appliquer aux cylindres pour tenir compte des changements de la force totale de laminage; J* et M* sont les valeurs de ces forces et couples de cintrage qui sont appliquée; aux cylindres 25 lorsque le laminoir est réglé à l'origine pour laminer au profil désiré; P et P* les valeurs de la force totale de laminage déterminée en cours de fonctionnement et de la force totale de laminage apparaissant 30 lorsque le laminoir est réglé à l'origine pour laminer le profil désiré, respectivement. h t ^PP^ QM ~ ^ M Q» J ^PJ "= % ; ^PJ° 35 . . - ^PJ ^QM ~.KÎM °^QJ ^ PP« ^ PJ' ^ PM' QP' ^-QJ' °( QM étant, des constantes. 3. Installation suivant les revendications 1 et 2, comportant un bâti portant des cylindres d'appui et où le BAb ORIGINAL 69 23289 "9" 2012582 deuxième et le troisième dispositif peuvent fonctionnerde manière à appliquer respectivement les forces et les couples de cintrage aux cylindres de laminage ou bien à la fois aux cylindres de laminage et aux cylindres d'appui. 4. Installation suivant la revendication 3» comprenant des vérins transmettant la force et disposés avec un écartement entre eux le long des tourillons des cylindres pour leur appliquer les forces et les couples de cintrage. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes où le premier dispositif eBt constitué par une cellule sensible à la charge. 6. Procédé de laminage deptôles et de feuillards consistant à déterminer la force de laminage totale en cours de laminage, à appliquer aux cylindres les couples et forces de cintrage et à faire varier indépendamment et simultanément les valeurs de ces forces et de ces couples, proportionnellement aux variations de la force totale de tanft de manière à maintenir à peu près constant le profil désiré du produit laminé. 7. procédé suivant la revendication 6, comprenant le calcul par calculateur des forces et des couples à partir des deux équations : J - J = -(ï* - F) & j M - M*= (P - P) A M où J et M*sont les valeurs des forces et couples de cintrage respectivement à appliquer aux cylindres pour tenir compte des changements de la force totale . de laminage ; J* et M* sont les valeurs de ces forces et couples de cintrage qui sont appliquées aux cylindres lorsque le laminoir est réglé à l'origine pour laminer au profil désiré? P et P* les valeurs de la force totale de laminage déterminée en cours de fonctionnement et de la force totale de laminage apparaissant lorsque le laminoir est réglé à l'origine pour laminer le profil désiré, respectivement ; BAD ORIGINAL 69 23289 -10- 2012582 £ P? ""SM ^-Qf J= wCpj ^ QM ~^PM °^rQJ = ^PJ°^QP ~°^PP QJ ^ P J ° csippt( ^QPJ^QJ'^QM' étant des constantes. 8. "procédé suivant la revendication 7 suivant lequel on règle au départ P, J, M jusqu'à ce que l'on obtienne le profilé désiré au départ du laminage, après quoi, l'on conserve dans le calculateur les valeurs de P*, J* et M* et l'on détermine d'une manière continue la valeur de P, de manière à engendrer un signal que l'on introduit dans le calculateur pour lui permettre d'établir les réglages nécessaires des valeurs de J et de M. * BAD ORIGINAL