Brevet FR2217425A1 — publié le 19740906

La présente invention concerne un procédé et un dispositif assurant la trempe à l'eau d'une t8le métallique en respectant sa planéité. Ce procédé et cette installation sont utilisables pour tremper en sortie de four à rouleaux, des tolets, d'épaisseurs moyennes et fortes, sous forme de plaques ou de bandes. Il existe actuellement des procédés et dispositifs qui assurent la trempe d'une tEle métallique sans la déformer. On connaît ainsi un premier dispositif décrit dans le brevet français 1.415.912 comprenant dlune part des cylindres opposés, mds en rotation, qui srappliquent de part et d'autre de la tale pour réaliser un planage lors de ltavancement de la tale, et dtáutre part des rampes de pulvérisation de fluide de refroidissement sous forte pression, disposées entre les dits cylindres, de part et d'autre de la ligne de passage de la tôle. La t8le est animée entre les rouleaux d'un mouvement continu ou deux mouvement de va et vient favorisant un refroidissement uniforme.Les dispositifs ultérieurs décrits dans les brevets français 1.4710847 et 1.506.919 permettent une application plus uniforme du fluide de trempe en utilisant des rouleaux à bandages. Se dispositif décrit dans le brevet 1.506.919 comporte des rouleaux à bandages opposés, des moyens de pulvérisation de fluide de refroidissement, en entrée, procurant un rideau de fluide qui frappe la tale suivant une inclinaison assurant lt évacuation du fluide le long de la dite tale, en direction de la sortie, entre les bandages des rouleaux0 Ces solutions font appel à de forts jets d'eau qui attaquent la tale entre les rouleaux presque perpendicu clairement. On concoit qu'il faille une grosse pression et des mises au point expérimentales pour être str que chaque point de la t3le soit constamment en présence dteau, sans calefaction, ni stagnation. L'intensité du refroidissement, susceptible de provoquer des déformations est maximum entre les rouleaux, au moment où la tôle est libre. La présente invention a pour but de remédier à ces défauts. Elle permet de tremper des tôles ou des bandes d'épaisseurs moyennes et fortes avec une grande vitesse de refroidissement, de façon continue ou non. La trempe réalisée est homogène et le produit présente une bonne planéité. De cette manière, après la trempe, un seul passage à la planeuse à rouleaux permet d'obtenir la planéité commerciale. Le procédé conforme à ltinvention est essentiellement carac- térisé par le fait qu'il consiste à : - soumettre une portion plane de la ttle à une tension, - faire circuler un fluide de refroidissement au contact des deux faces de la ttle tendue, perpendiculairement à la direction de l'effort de traction. Be dispositif conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens de mise sous tension de la tôle, alignés et espacés l1un de l'autre, - des plateaux disposés de part et d'autre de la ttle entre les moyens de mise sous tension de la tôle, - des moyens d'étanchéité entre les plateaux et les moyens de mise sous tension, - des moyens d'étanchéité de part et d'autre des rives de la tôle, - des moyens d'amenée d'un fluide de refroidissement, situés dtun cEté d'une rive de la tale, - des moyens d'évacuation de ce fluide de refroidissement, situés du c8té de la rive opposée. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemple et représentés sur le dessin annexé. La figure 1 est un mode de réalisation du dispositif selon l'invention destiné à traiter des tolet de longueurs limitées. La figure 2 est un second mode de réalisation destiné à traiter, de façon continue, des bandes métalliques. La figure 3 représente une variante du dispositif précédent. Le dispositif représenté à la figure 1 comporte des mâchoires opposées 1 et 2, des plateaux horizontaux 4 et 5, espacés l'un de l'autre et montés entre les mâchoires, des moyens d'étanchéité tels que 7 entre les deux plateaux 4 et 5, et entre chacun des plateaux et la mâchoire adjacente. La tole à traiter 3 est prise à ses extrémités par les mâchoires opposées 1 et 2. La tension appliquée dans la tOle est calculée pour obtenir un allongement prédéterminé (1 ffi par exemple) et planer ainsi la tSle avant que liteau ne la refroidisse0 L'eau circulant donc perpendiculairement au plan de la figure à grande vitesse n'exerce pas de force sur la tôle, le flot d'eau étant canalisé par les plateaux de fermeture 4 et 5 qui délimitent des veines liquides 6 de part et d'autre de la tôle 3. Une vitesse adaptée(de l'ordre de 3 ms) permet d'obtenir le meilleur échange possible. Par contre la pression à créer pour mettre l'eau en mouvement est très faible vu la section de la veine liquide et dépend plutôt des pompes et des tuyaux d'aménée. Une disposition idéale pourrait entre un bac d'eau disposé sous la mâchoire avec des pompes semi-immergées créant ainsi un circuit très court donc très économique. L'invention supprime aussi les gicleurs des rampes utilisés actuellement et rend le système moins sensible à la pollution de la calamine, elle-mme. énergiquement balayée par la veine liquide. Ce mode de réalisation présente certains inconvénients pour la manutention des tôles. Le dispositif représenté à la figure 2 est spécialement adapté pour traiter, en continu, une bande métallique de longueur faible ou non, à la sortie d'un four à rouleaux. La bande 3 à traiter se déplace dans le sens de la flèche f. Le dispositif comporte à l'entrée des rouleaux pinceurs de retenue 1 et à la sortie des rouleaux pinceurs d'entratnement 2. Il comporte entre les paires de rouleaux 1 et 2, des plateaux horizontaux 4 et 5 délimitant une chambre 6 fermée par des joints d'étan chéité 7 et traversée par la bande sous tension 3. Des moyens d'étan chéité non représentés assurent l'étanchéité latdrnle de part et d'autre des rives de la bande 3. La circulation d'un fluide de refroi dissement (eau) dans la chambre 6, de part et d'autre de la bande, perpendiculairement au sens de défilement de la bande, est assurée par des moyens d'alimentation et d'évacuation non représentés. La trempe est réalisée sur une tôle tendue A cet effet, la vitesse tangeXntielle des rouleaux pinceurs 2 est supérieure à la vitesse tangentielle des rouleaux d'entrée 1, une liaison imposant aux vitesses tangentielles de ces rouleaux d'8tre dans un rapport prédéterminé et règlable. Un contrôle de la tension est assuré par mesure différentielle de couple entre les paires de rouleaux pinceurs. La température de la tOle 3 diminue de la paire de rouleaux pinceurs 1 vers la paire de rouleaux 2. Pour que la paire de rouleaux ne lamine pas la tôle chaude la pression de pincage est contrôlée de façon à créer le couple de retenue nécessaire au planage. La distance entre les paires de rouleaux est réalisée de façon à obtenir le refroidissement complet de la ttle (de 900 à 2000)- compte tenu de son épaisseur et de la vitesse de défilement choisie. Ces paramètres peuvent dépendre de la production à assurer et de l'environnement des extrémités. Le dispositif représenté à la figure 3 permet de réaliser la trempe des extrémités de la tOle avec un défilement continu. Le dispositif comporte un chariot 8 guidé horizontalement et entrainé dans cette direction par un vérin 14, comportant des rouleaux pinceurs de retenue 1 en amont, des rouleaux pinceurs d'entraSnement 2 en aval, des plaques de fermeture horizontales 4 et 5 formant avec les rouleaux une chambre 6 fermée par des moyens d'étanchéité tels que 7. L'eau de refroidissement nécessaire pour la trempe est amenée, latéralement dans la chambre 6, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation non représentée. Pour suivre les mouvements du chariot 8,cette conduite peut par exemple être du type à genouillère articulée, ou de préférence pour limiter les pertes de charge, du type tube télescopique. Le dispositif comporte, en entrée, un paire de rouleaux pinceurs 9 dont la vitesse de rotation définit la vitesse de défilement de la tale. Il comporte en sortie une paire de rouleaux pinceurs 10. Chacune des paires de rouleaux 1, 2, 9, 10 est commandée par une paire d'allonges à cardan couplées par 2 pignons et entrat- nées par un moteur hydraulique dont la vitesse et le couple sont facilement ajustables. Le mécanisme d'entrainement des paires de rouleaux 1 et 2 montées sur le chariot 8, comporte entre le moteur et les pignons de synchronisation un train planétaire dont le troisième arbre est lié à une crémaillère 1 1 fixe par le pignon 12 et une transmission appropriée.De ce fait la translation du chariot ne modifie pas la vitesse relative des rouleaux 1 et 2 par rapport à la tOle 3. Ainsi le chariot 8 peut se déplacer sans qu'il soit nécessaire de modifier la vitesse des moteurs entranant les paires de rouleaux1 et 2. Be fonctionnement va maintenant entre décrit en se référant à la figure 3. Le chariot de trempe est initialement en fin de course gauche contre les rouleaux pinceurs 9. Le vérin 14 lui permet tout déplacement jusqu'à la position extrême droite contre la paire 10, cette course totale tant de 30 % supé- rieure à ltentraxe des paires de rouleaux 1 et 2. Les rouleaux supé- rieurs sont en position haute, le règlage en hauteur des rouleaux inférieurs étant fixe. La tole 3 arrive et tous les rouleaux sont entraînés à la méme vitesse linéaire Le détecteur 13 détecte l'arrivée de la tôle et enclenche la séquence automatique qui par un procédé de comptage des tours de rouleaux va entrainer la suite des opérations. La tOle 3 qui défile dans le sens de la flèche f passe tout d'abord entre les rouleaux pinceurs 9 écartés0 Le rouleau 9 supérieur s'abaisse, la tOle 3 étant pincée entre les deux rouleaux 9. La ttle passe ensuite entre les rouleaux pinceurs 1 écartés. Le rouleau supérieur 1 stabaissef la tole 3 étant alors pincée entre les deux rouleaux. La vitesse d'entraSnement des rouleaux t est supérieure à la vitesse d'entrainement des rouleaux 9. Une tension est créée dans la tole 3. Le chariot 8 est déplacé vers les rouleaux 10 à une vitesse égale à la vitesse de aéfilement de la tôle à laquelle est superposée une légère oscillation de 5 à 10 cm à fréquence lente et réglable. Au début du mouvement du chariot 8, le flot d'eau est déclenché. La trempe de l'extrémité est donc réalisée, alors que la tOle est maintenue sous ténsianpour éviter les déformations. Puis le chariot arrivant à l'extrémité droite est renvoyé brusquement à ltestreme gauche. Le serrage des rouleaux pinceurs 2 est alors commandé. La traction s'exerce entre les paires de rou- leaux 1 et 2, les rouleaux 9 étant alors mis enroue libre. La trempe s'exerce l'en continu dans toute la zone entre 1 et 2, le chariot 8 revenant alors à droite dans un mouvement analogue à la première séquence. Une amélioration de planéité et de vitesse de trempe peut être recherchée en déplaçant lentement pendant tout ce temps le chariot 8, sur sa course totale, à une fréquence règlable (après sa première course vers la droite). Quand 13 détecte la fin de tôle, on arrente le chariot en position extrême gauche. Les rouleaux 9 s'ouvrent, Le chariot réalise une troisième course oscillante vers la droite, et la paire de rouleaux 1 s'ouvre. Le chariot 8 est renvoyé vers la gauche et la paire de rouleaux 2 saisit l'extré- mité amont de la tôle. Une quatrième course vers la droite pour tremper cette extrémité (avec légère-oscillation) termine alors la séquence. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et perfectionnements de détails de même qu'envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Procédez de trempe de tôle métallique consistant à : -sounettre une portion ple de la tôle une tension, - ef2ectu-r simultanément le refroidissement de la tôle; caractrise par le fait qu'-il consiste à réaliser le refroidissement en frisant circuler un fluide de refroidissement, au contact des deux aces de la tôle tendue, perpendiculairement p la direc- tror de l'effort de traction 2.- dispositif de trempe de tôle métallique, caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens de mise sous tension de la tôle, alignés et espacés l'un de l'autre, - des plateaux disposés de part et d'autre de la tôle, entre les moyens de mise sous tension de la tôle, - des moyens d'étanchéité entre les plateaux et les moyens de mise sous tension, - des moyens d'étanchéité de part et d'autre des rives de la tôle, - des moyens d'amené d'un fluide de refroidissement, situés d'un coté d'une rive de la tôle, - des moyens d'évacuation de ce fluide de refroidissement, situés du côté de la rive opposée, - un ensemble de commande des différents moyens. 3.- Dispositif de trempe de tôle métallique selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte - un chariot guidé rectilignement, porteur de deux paires de rouleaux, des plateaux, des moyens d'étanchéité et des moyens de circulation du fluide de refroidissement, - des moyens d'entrainenent des rouleaux, - des accouplements mobiles entre les moyens d'entrainement et les rouleaux du chariot, - deux paires de rouleaux pinceurs s une distance l'une de l'autre supérieure à la distance entre les rouleaux pinceurs portés par le chariot.