Brevet FR2225223A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne un procédé de régulation de la vitesse de laminage dans une installation continue de laminage à froid. Dans une installation moderne continue de laminoir à froid, des bandes de métal se déroulent des bobines supportées par des dévidoirs, et on soude les bandes successives pour former une bande continue. La bande continue est stockée en un poste de stockage. Dans une forme de poste de stockage, on emploie un chariot de boucle("loop car")portant de multiples poulies et on fait passer la bande en continu autour de ses poulies et de poulies fixes. Ainsi, en faisant varier la position du chariot de boucle relativement aux poulies fixes, on peut régler la quantité de bande stockée au poste de stockage. La bande située au poste de stockage est alors amenée en continu à un laminoir en tandem. La bande laminée à froid par le laminoir en tandem est sectionnée par une cisaille volante et le morceau de bande coupé est enroulé sur un bobinoir.Dans une telle installation, la quantité de bande stockée au poste de stockage n'est pas assez grande pour fournir de la bande au laminoir fonctionnant à vitesse normale pendant le soudage et le calibre de la bande laminée change fréquemment. Pour cette raison, la quantité de bande stockée au poste de stockage varie fortement de sorte qu'il est parfois nécessaire d'arrenter l'installation ce qui diminue la cadence de production. En conséquence, l'avantage de prévoir le poste de stockage est réduit ; il est donc très désir-able de prévoir un procédé nouveau de régulation de la vitessetdu laminoir pour profiter pleinement de l'avantage du poste de stockage dans toutes les conditions de fonctionnement de l'installation continue de laminoir à froid pour bandes. L'invention a pour but de fournir un procédé perfectionné de régulation de la vitesse de laminage qui permette de maintenir dans une gamme prédéterminée la quantité de bande stockée. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé de régulation de la vitesse de laminage dans lequel le système de régulation est programmé de manière à fonctionner selon deux modes différents, l'un pour le cas où la quantité de bande stockée est petite et l'autre pour le cas où la quantité de bande stockée est grande, la régulation de position constante du chariot de boucle étant effectuée dans le prenlier cas tandis que dans le deuxième cas, c'est la vitesse de laminage qui est réglée. La technique parfaite de laminage continu à froid ntest encore pratiquée dans aucun pays de sorte que l'idée de l'invention semble entièrement nouvelle. Plus particulièrement, selon un aspect de l'invention, dans une installation de laminoir du type où des bandes de métal se déroulant de bobines montées sur des dévidoirs sont soudées successivement en une bande continue, la bande continue est stockée en un poste de stockage comprenant un chariot de boucle que l'on fait fonctionner de manière à faire varier la quantité de bande stockée au poste de stockage et la bande est retirée du poste de stockage puis amenée à un laminoir, on prévoit un procédé de régulation de la vitesse de laminage caractérisé par le fait que l?on règle les vitesses des dévidoirs et du laminoir, en fonction de la quantité de bande stockée au poste de stockage, à la valeur qui convient le mieux à cette quantité stockée. > Selon un autre aspect de l'invention, dans l'installation de laminoir continu du type décrit ci-dessus, on prévoit ,un procédé de régulation de la vitesse de laminage caractérisé par le fait que l'on règle la vitesse du dévidoir de façon telle que le chariot de boucle soit maintenu dans une zone prédéterminée quand la quantité de bande stockée au poste de stockage dépasse une quantité prédéterminée, que lton règle la vitesse de laminage relativement à la vitesse des dévidoirs lorsque la quantité de bande stockée au poste de stockage est inférieure à la quantité prédéterminée et que lton réduit préférentiellement la vitesse de laminage à une valeur inférieure à.une vitesse normale de laminage lorsque la bande laminée par le laminoir est coupée par une cisaille volante, quand il y a lieu de changer le calibre de la bande laminée et quand on soude les bandes ensemble. D'autres buts et avantages de l'invention seront compris plus complètement grâce à la description détaillée ci-après, considérée parallèlement aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'une installation continue de laminoir à froid comprenant cinq cages de laminoir en tandem, un appareil de soudage et un poste de stockage de bande sous forme de chariot de boucle la figure 2 est un graphique indiquant la relation entre la vitesse du dévidoir, la vitesse du laminoir et la quantité de bande stockée au poste de stockage la figure 3 est un schéma de principe d'un système analogique de régulation de vitesse du dévidoir (système permettant de régler la vitesse du dévidoir de manière à maintenir le chariot de boucle dans une zone définie quand la quantité de bande stockée au poste de stockage se situe dans l'intervalle A indiqué sur la figure 2) la figure 4 est un schéma de principe d'un système analogique de régulation de vitesse de laminage (système servant à régler la vitesse du laminoir relativement à la vitesse du dévidoir quand la quantité de bande stockée au poste de stockage se situe dans l'intervalle B indiqué sur la figure 2). La figure 1 est un schéma dtune installation continue de laminoir à laquelle l'invention est applicable et qui comprend un laminoir à froid en tandem à cinq cages 1 et un appareil ou poste de stockage de bande 2 comprenant un chariot de boucle 3 qui se meut le long de rails. La bande de métal passe autour d'un jeu de poulies fixes et d'un jeu de poulies mobiles portées par le chariot de boucle 3 de sorte que la quantité de bande stockée au poste de stockage 2 augmente ou diminue à mesure que le chariot de boucle 3 se meut vers la gauche ou vers la droite. Ainsi, on peut stocker une quantité suffisante de bande de sorte que même lorsque l'amenée de la bande au poste de stockage est interrompue temporairement, une fourniture continue de bande au laminoir peut être assurée.Du c8té de l'entrée du poste de stockage sont installés deux dévidoirs 4 qui fonctionnent alternativement. L'extrémité postérieure d'une bobine précédente et l'ex- trémité antérieure d'une bobine suivante sont coupées par une cisaille 5 puis sont soudées en une bande continue au moyen d'un appareil de soudage 6. Du côté de sortie du laminoir sont disposés deux bobinoirs 7 qui fonctionnent aussi alternativement de manière à enrouler la bande laminée en continu pour former des bobines d'un diamètre prédéterminé. Quand on change le calibre de la bande laminée, on enroule des bandes de différents calibres sur des bobinoirs différents. Une cisaille volante 8 est placée dans une position appropriée entre le laminoir et les bobinoirs pour tronçonner les bandes laminées à une longueur prédéterminée. Etant donné que la vitesse des laminoirs à froid modernes est extrêmement grande, il est nécessaire de réduire la vitesse de laminage lors du fonctionnement de la cisaille comme dans le cas du soudage. Sur les dessins annexés et dans la description suivante, on emploie les symboles suivants MSP : vitesse de laminage (exprimée par la vitesse d'entrée à la première cage). MSPN : vitesse normale de laminage (comme ci-dessus) MSPH : vitesse réduite de laminage (comme ci-dessus) MSPC : vitesse de laminage pendant le tronçonnage (comme ci dessus) MSPA : vitesse de laminage pendant le changement de calibre (comme ci-dessus) MSPWP: vitesse de laminage quand la soudure passe par la cage de laminoir (comme ci-dessus') PSPW : vitesse de laminage lorsqu'on soude les bandes ensem ble (comme ci-dessus) MSPMIN: limite inférieure de la vitesse de laminage, en des sous de laquelle on obtient des bandes de calibres non conforme (comme ci-dessus) STRG : quantité de bande stockée USP : vitesse de déroulement du dévidoir SL1 : quantité de bande stockée à un moment où l'on commute le mode de fonctionnement du système de régulation de vitesse SLMAX: quantité de bande stockée au moment d'un arrêt d'ur gence du dévidoir SLMIN : quantité de bande stockée, au moment où l'arrêt d'ur- gence doit etre appliqué au laminoir. On décrira d'abord le procédé de régulation de la vitesse du dévidoir à propos de la figure 3. Quand la quantité de bande stockée se situe dans l'intervalle A (figure 2) qui indique un état où la quantité de bande stockée est grande, on effectue une régulation à position constante du chariot de boucle. Plus particulièrement, la vitesse de déroulement USP du dévidoir est commandée de telle sorte que le chariot de boucle prend une position définie tandis que la vitesse de laminoir MSP n'est pas commandée en fonction de la position du chariot de boucle. Quand la quantité de bande montée sur le dévidoir diminue par suite du déroulement jusqu'à ce que l'équation suivante soit réalisée, la décélération du dévidoir commence et il s > arrête ensuite pour le soudage ; on a USP2 -USP2 + L (D2 ~D2 0 2 &alpha; 4h Dans cette équation USP0 est la vitesse du dévidoir à l'achèvement de la décélération > le degré de décélération D le diamètre extérieur de la bobine Do le diamètre intérieur de la bobine h le calibre de la bande Lo la longueur de la bande qui reste après l'achève- ment de la décélération. Quand l'opération de soudage des bandes est terminée, le dévidoir est actionné à grande vitesse jusqu'à ce que la quantité de bande stockée atteigne SL1 (voir étapes 7 à 10 sur la figure 3). Quand le dévidoir est accéléré à une vitesse maximale, cette vitesse se maintient pendant le fonctionnement qui suit. Quand la quantité de bande stockée dépasse SL1, on commute le mode de fonctionnement du système de régulation de manière à commanderla vitesse du dévidoir de façon telle que le chariot de boucle se maintienne dans une zone définie. Le niveau SLo indiqué sur la figure L correspond à la quantité de bande, SLo indiquant le centre de cette zone. Lorsqu'il est nécessaire de diminuer temporairement la vitesse du dévidoir par suite d'un fonctionnement incorrect de l'appareil ou pour inspecter la bobine pendant que la quantité de bande stockée se situe dans l'intervalle A, on décélère temporairement le dévidoir. jvIais quand le fonctionnement normal de l'appareil reprend ou quand l'inspection de la bobine est terminée, le dévidoir est accéléré à la vitesse normale de fonctionnement, de la même façon que le dévidoir est accéléré quand l'opération de soudage est terminée. Dans ces cas, la vitesse du dévidoir n'est parfois pas réduite à zéro. En l'absence d'une instruction visant à diminuer la vitesse du dévidoir, si le chariot de boucle est positionné de telle sorte que la quantité de bande stockée se situe dans l'intervalle B qui indique un état dans lequel la quantité de bande stockée est faible, on augmente la vitesse du dévidoir jusqu'à ce que la quantité de la bande atteigne un niveau SL1. Si la quantité de bande stockée dépasse SLMAX, un arrêt d'urgence est appliquée au dévidoir. On considèrera maintenant la figure 4 qui illustre la commande du laminoir ; le laminoir est généralement commandé de manière à fonctionner à une vitesse comprise entre la vitesse normale de laminage MSPN et une vitesse réduite de laminage MSPH, la première étant déterminée par la grandeur du produit. Généralement, la vitesse de laminage est fixée par un ordinateur. Il est nécessaire de réduire la vitesse de laminage quand on change le mode de fonctionnement, c'est-à-dire quand on effectue le cisaillement, quand la grandeur de la bande varie pendant le fonctionnement ou quand la portion soudée de la bande entre dans la cage de laminoir etc. et cette vitesse réduite de laminage est appelée ici MSPH. En conséquence, la vitesse réduite de laminage MSPH varie en fonction du mode de fonctionnement et est commandée par un signal d'instruction calculé par l'ordinateur. Quand une instruction de changement du mode de fonctionnement est donnée conformément à une instruction de laminage et à une information du contenu de bobine,la vitesse de laminage varie et prend une valeur' qui ..... correspond au contenu de l'instruction. Ainsi par exemple, quand l'instruction est relative au fonctionnement de la cisaille volante, la vitesse de laminage prend la valeur nécessaire à l'e- xécution du tronçonnage, MSPC. La décélération de la vitesse de laminage commence à une distance Lm qui est égale à la distance que parcourt la bande en un laps de temps pendant lequel la vitesse de laminage diminue de MSPN à MSPH.Lorsque deux ou plusieurs instructions de changement de mode sont données à la fois, la vitesse réduite de laminage est amenée à coincider avec la plus petite et lorsque l'une des instructions de changement de mode a été exécutée mais qu'il y a encore lieu de donner suite aux autres, la plus petite des instructions restantes remplace la vitesse réduite de laminage MEPH. Lorsque toutes les instructions de changement de mode ont été exécutées complètement, la vitesse de laminage est accélérée à la vitesse normale MSPN. Au début de cette accélération, la vitesse réduite de laminage MSPH est remplacée par la limite inférieure de la vitesse de laminage MSPMIN.Cela est dû au fait que la limite inférieure de la vitesse de laminage est généralement très inférieure à la vitesse pendant le laminage MSPC, à la vitesse au moment où la soudure passe par la cage, MSPWP et à la vitesse au moment où l'on soude les bandes ensemble, MSPW, de sorte que lorsque MSPH est remplacée par MSPMIN avant l'accélération, selon l'invention lorsque toutes les instructions de changement de mode ont été exécutées, la vitesse de laminage est réduite à la limite inférieure MSPMIN. Selon l'invention, cette commande d'accélération s'effectue selon les schémas suivants, en fonction de la quantité de bande stockée au poste de stockage. (I) Lorsque la quantité de bande stockée se situe dans l'intervalle A, la vitesse de laminage est accrue jusqu'à la vitesse normale MSPN. (II) Lorsque la quantité de bande stockée se situe dans l'intervalle B, si USP (vitesse de déroulement du dévidoir) est plus grande que la vitesse de laminage MSP, la vitesse de laminage MSP est accrue, si USP = MSP, la valeur de HEP se maintient et si USP NSP, la valeur de TJISP est réduite. Mais dans chaque cas, lorsque la condition MSP = MSPN est atteinte, la vitesse normale de laminage MSPN est maintenue de façon que la vitesse n'augment pas au dessus de cette valeur et quand la condition MSP = MSPH est atteinte, la vitesse ne peut pas devenir inférieure à cette valeur. ême dans ces conditions, lorsqu'une instruction de changement de mode est reçue, la vitesse de laminage est commandée de la façon décrite plus haut. Lorsque la quantité de bande stockée diminue en dessous du niveau où l'arrêt d'urgence doit être appliqué, donc SLMIN, l'arrêt d'urgence est appliqué préférentiellement au laminoir. Comme on l'a dit plus haut, selon l'invention, il est possible d'empêcher un arrêt superflu du dévidoir et du laminoir et donc d'améliorer la cadence de production. En outre, étant donné que la vitesse de laminage ne diminue pas en dessous d'une valeur prescrite, la quantité de produit de calibre non conforme peut être diminuée. En outre, le procédé permet un fonctionnement entièrement automatique et diminue donc le nombre d'opérateurs. On peut utiliser tout système de commandepour pratiquer le procédé de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation de la vitesse de laminage dans une installation continue de laminoir du type dans lequel des bandes de métal se déroulant de bobines montées sur des dévidoirs sont soudées successivement en une bande continue, la bande continue est stockée en un poste de stockage comprenant un chariot de boucle mobile que l'on déplace de manière à faire varier la quantité de bande stockée au poste de stockage et la bande est retirée du poste de stockage puis amenée à un laminoir, procédé caractérisé par le fait que l'on règle les vitesses des dévidoirs et du laminoir, en fonction de la position linéaire du chariot correspondant à la quantité de bande stockée, pour les amener à des valeurs optimalement compatibles avec la continuité du laminage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on règle la vitesse des dévidoirs de façon telle que le chariot est maintenu dans un intervalle défini quand la quantité de bande stockée au poste de stockage dépasse une quantité prédéterminée, que l'on règle la vitesse de laminage par rapport à celle des dévidoirs lorsque la quantité de bande stockée au poste de stockage est inférieure à la quantité prédéterminée et que l'on réduit de préférence la vitesse de laminage à une valeur inférieure à la vitesse normale de laminage lorsque la bande laminée par le laminoir est coupée par une cisaille volante, quand il y a lieu de changer le' calibre et quand on soude les bandes ensemble. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on applique un arret d'urgence au dévidoir quand la quantité de bande stockée dépasse un maximum prédéterminé. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on applique un arrêt d'urgence au laminoir quand la quantité de bande stockée devient inférieure à un minimum prédéterminé.