Brevet FR2252142A1 — publié le 19750620

La présente invention se rapporte à un dispositif de calibrage automatique de bande laminée. La bande peut etre dtépais- seur quelconque et laine à chaud ou a froid. Les laminoirs à bande sont à présent équinés de moyens de commande de calibrage automatique, afin de s1 assurer que la bande laminée est conforme à des tolérances d'épaisseur prédéterminées qui, dans le cas de bande laminée à froid, sont souvent de l'ordre de quelques centièmes de millimètre seulement. Dans une forme de rdalisation connue de calibrage automatique pour bande laminée, l'épaisseur de la bande est mesurée en continu à l'un de ses deux bords ou en son centre à ltextérieur du laminoir, ou 11 ouverture de laminage est mesurée des deux cotés du laminoir. Dans ce dernier cas, on utilise souvent des transducteurs de position qui répondent aux mouvements des chaises de paliers de rouleaux résultant des déplacements d'un rouleau de laminage provoqués par les variations de l'épaisseur de la bande. Ce système de calibrage permet d'obtenir des bandes qui ont l'épaisseur finale désirée à leurs deux bords, à condition que la section transversale initiale de la bande soit un rectangle La section transversale de la bande finie est alors également un rectangle. On rencontre des difficultés dans l'utilisation de ce type de calibrage automatique de bande, lorsque la section transversale initiale diffère d'un rectangle et présente un biseau, ou autrement dit lorsque la face supérieure de la pièce de départ n1 est pas parallèle à sa face inférieure mais forme un angle avec cette dernière, c'est-à-dire que la section transversale de départ est trapézoidale. Du fait de cette épaisseur irrégulière, la pression de. laminage des deux cotés du laminoir est également différente, la pression étant plus élevée du côté où le bord de la bande est plus épais.La différence d'épaisseur entre les deux bords de la bande laminée peut devenir suffisamment importante pour que cette dernière sorte du laminoir avec une courbure en forme de banane, la bande étant déviée de sa trajectoire rectiligne désirée, d'une quantité qui augmente avec la longueur de la bande et peut par conséquent être considérable même pour une différence d'épaisseur relativement petite. Les bandes qui sont arquées lorsqu'elles sortent du laminoir sont difficiles à manipuler. Elles ne peuvent pas etre enroulées facilement, car les spires de 11 enroulement risquent de se télescoper, la bande n'étant pas introduite dans l'enrouleur perpendiculairement à l'axe de ce dernier. Une bande arquée risque également de frotter contre les protections latérales prévues àla sortie du laminoir. En outre, des bandes arquées de calibre mince risquent de présenter des ondulations dans le sens de leur largeur, ce qui est au détriment de leur qualité. La présente invention a pour objet un équipement de calibrage automatique, utilisahle dans un laminoir à bande, qui permet d'obtenir une bande de profil transversal acceptable et de tolérances d'épaisseur acceptables, sans que la bande sortante soit arquée ou prenne une forme courbe, même si l'épaisseur initiale de la bande varie sur sa largeur. Suivant l'invention, le dispositif de calibrage automatique pour laminoir à bande comporte des moyens de mesure de 1' épaisseur de la bande sur un de ses bords, des moyens de réglage de l'ouverture ou écartement du laminoir près du bord mesuré, des moyens de mesure de la pression appliquée aux rouleaux de laminage du c8té du laminoir où l'épaisseur de la bande est mesurée, et des moyens de 'commande de la pression appliquée aux rouleaux de laminage de l'autre côté du laminoir par la pression sur le premier c- té du laminoir. Ces moyens de commande de la pression permettent de faire fonctionner un laminoir, équipé d'un dispositif de calibrage automatique conforme à l'invention, constamment avec une pression sensiblement égale des deux côtés du laminoir, et, par conséquent, également sur les deux bords de la bande. L'égalité ou la quasiégalité de ces pressions fait que la bande sort du laminoir sensiblement rectiligne, ce qui permet d'éviter les conséquences indésirables, décrites plus haut, et consistant en bandes qui sortent du laminoir avec une courbure. La bande laminée dans un laminoir équipé du dispositif de calibrage conforme à la présente invention et dont l'épaisseur initiale varie suivant la largeur conserve une certaine différence d'épaisseur à l'état fini, mais cette différence est considérablement réduite,le pourcentage de réduction decette différence étant le même que celui de l'épaisseur totale de la bande. En pratique, la différence d'épaisseur résiduelle à l'état fini est suffisamment faible pour être acceptable, particulièrement si on tient compte de l'avantage important dû à ce que la bande sort rectiligne du laminoir. Dans les laminoirs modernes dans lesquels la bande est laminée avec des tolérances serrées, le réglage de l'ouverture de laminage est généralement effectué au moyen de vérins ou groupes hydrauliques à cylindre et piston disposés des deux côtés des laminoirs, la pression étant appliquée aux rouleaux de laminage paru' intermédiaire des chaises de paliers des rouleaux. Par augmentation ou diminution de la pression hydraulique dans ces groupes, les rouleaux de travail du laminoir peuvent être rapprochés ou éloignés respectivement, ce qui permet de régler la hauteur effective de 1' ouverture entre ces rouleaux à une valeur désirée.Dans les dispositifs actuels, le réglage de la pression hydraulique dans les vérins pendant le laminage est en général effectué en réponse à des signaux représentatifs de variations dans le calibre de la bande laminée sortante, ces variations étant accompagnées par des changementsde position des rouleaux de travail et de leurs chaises de paliers, les signaux étant utilisés par exemple pour corriger des variations de calibre au-delà de limites prédéterminées. Gela peut être obtenu par exemple par la commande de servo-distributeurs dans le circuit hydraulique des vérins, au moyen des dits signaux. On peut utiliser un système semblable, en combinaison avec le système de calibrage automatique suivant la présente invention. Dans ce cas, les cylindres hydrauliques de chaque côté du laminoir sont équipés de moyens de mesure de pression, par exemple des transducteurs de pression. Des moyens de commande sont d' autre part prévus pour rendre la pression hydraulique du vérin d'un c3té du laminoir constamment égale ou presque égale à la pression hydraulique du vérin de l'autre c8té du laminoir. Un côté du laminoir, appelé dans ce qui suit c8té pilote, comporte en outre des moyens -de mesure de la position du rouleau ou cylindre de laminage, par exemple un transducteur de position. L'autre côté, appelé dans ce qui suit côté conduit, ne nécessite pas de moyens de mesure de la position du rouleau. Les moyens de commande de pression, décrits ci-dessus, permettent d'obtenir une pression dans le vérin du côté conduit, qui suit sans aucun retard appréciable les variations de la pression dans le vérin du côté pilote. Ainsi, pour toutes les applications pratiques, le laminage de la bande est effectué constamment avec la mSme pression des deux côtés du laminoir. Bien qu'en pratique les pressions agissant sur les deux côtés du laminoir, et par suite sur les deux bords de la bande qui traverse ce laminoir, soient généralement égales ou presque égales, il peut être souhaitable dans certains CaS de commander la pression du côté conduit du laminoir de façon à ce qu'elle ne soit pas égale à la pression du côté pilote mais seulement dans un certain rapport avec celle-ci. C'est, par exemple, le cas lorsque la différence d' épaisseur sur la largeur de la bande peut être corrigée par application de pressions différentes des deux côtés du laminoir sans qu'il en résulte une courbure excessive de la bande. Le rapport des pressions appliquées aux deux côtés d'un laminoir équipé du dispositif de calibrage automatique suivant l'invention peut être rendu réglable. Bien qu'il ne soit pas nécessaire, comme indiqué plus haut, d'équiper le c8t conduit du laminoir avec des moyens de mesure de position du rouleau, il peut néanmoins être avantageux de prévoir de tels moyens de mesure du coté conduit. Ces moyens peuvent alors de préférence être sélectivement mis en service ou hors service. Cette disposition permet d'utiliser le laminoir avec un contrôle de position des deux côtés, dans les cas où on peut s'attendre à ce que 1'épaisseur initiale de la bande soit sensiblement uniforme sur toute sa largeur. Dans ce cas, les moyens de commande prévus entre les moyens de mesure de pression des deux côtés sont rendus inopérants. La mise en place de moyens de mesure de position du rouleau des deux côtés du laminoir permet également de choisir les côtés du laminoir qui doivent être respectivement le côté pilote et le côté conduit. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description ci-aprèSO La figure unique de dessin annexé représente un laminoir à bande conforme à unè forme d'exécution, non limitative, de l'invention. Le laminoir 10 est du type à quatre rouleaux en hauteur, comportant des cylindres ou rouleaux de travail 12 montés dans des chaises de paliers, non représentées, et des rouleaux d'appui 14 qui sont montés dans des chaises de paliers 16 disposées dans des fenêtres 18 des cages 20. Seuls, les rouleaux, les chaises de paliers et la cage du côté pilote du laminoir sont représentés en entier et il est entendu que l'arrangement du côté conduit est exactement le même. Un vérin ou groupe à pression hydraulique 22, comprenant un cylindre et un piston, est disposé entre chacune des chaises de paliers supérieures 16 et les cages respectives 20. Le vérin 22 sert à exercer une pression, par l'intermédiaire des chaises supérieures 16, sur les rouleaux 14 et 12, cette pression pouvant Inclure une force de précontrainte. Dans l'exemple représenté, il est prévu un groupe 22 seulement de chaque côté, mais on peut prévoir une plura- lité de tels groupes.Le réglage de on la presslon dans ce vérins permet de modifier les distances entre les chaises ue caliers 16 et les axes ces rouleaux 14 et les axes des rouleaux 12, de façon trociier d'une valeur prédéterminée l'intervalle entre les rouleaux 12 et par conséquent l'épaisseur de ia bande laflin-Qe. La pression amans les vérins 22 est erure car un transducteur de pression 24 qui fait partie du dispositif de calibrage automatique suivant l'invention. Ce disnositif comprend en outre un transducteur de position 26, au moins du côté pilote du laminoir, de façon à mesurer et transformer en un signal electrique la distance entre les deux rouleaux de travail 12. Les signaux émis par le transducteur de position 26 sont envoyés, par l'intermédiaire d'un démodulateur 28 dans lequel le signal en courant alternatif à haute fréquence produit dans le transducteur est transformé en un signal en courant continu, à un servo-amplificateur 30.Un signal correspondant au réglage désiré des rouleaux de travail est introduit dans cet amplificateur, par l'intermodialre d'une résistance variable 32 ou d'un potentiomètre qui peut etre réglé en fonction de l'ouverture de laminage désirée. Le signal de sortie de l'amplificateur 30 est envoyé, par l'intermédiaire d'un amplificateur 34, à un solénolde 36 d'une servo-vanne 38. Cette dernière est alimentée, Dar une conduite 40, en fluide hydraulique provenant d'une source non représentée et elle est reliée, par une conduite 42, à l'espace intérieur du cylindre du vérin hydraulique 22, du côté pilote du laminoir.De cette façon, le réglage d'une chaise de palier 16 sur le côté hilote est commandé automatiquement en réponse aux signaux reçus du transducteur de position 26 situé de ce côté, de sorte que la chaise de palier se trouve toujours dans la position déterminée par le réglage de la résistance 32. Le dispositif de commande décrit ci-dessus est bien connu, ainsi que ses composants et son fonctionnement. Le transducteur de pression 24 du vérin 22 du côté pilote est relié, à travers un inverseur 44, à un deuxième servo-amplificateur 46 qui est également relié au transducteur de pression 24 du vérin 22 sitùé du côté conduit du laminoir. L'inverseur 44 a pour effet de changer la polarité du signal reçu du transducteur de pression 24 du côté pilote, de sorte qu'un signal représentant la différence entre les signaux émis par les deux transducteurs de pression 24 est reu dans le servo-amplificateur 46. La sortie de cet amplificateur est pr conséquent égale à cette différence et elle est envoyée, car l'intermédiaire d'un autre amplificateur 48, un Lin solénoïde 50 d'une deuxième servo-vanne 52.GetL dernière est est alimentée en fluide sous session provenant de préférence de la même source quffi ali-nente la première servo-vanne 38. La vanne o2 est relie, par une conduite 54, à l'espace intérieur du cylindre du vérin 22 situé du côt conduit du laminoir. Le système de coL mande ci-dessus permet d'obtenir une pression dans le vérin 22 du côté conduit qui est toujours exactement la mêe que la pression dans le cylindre du vérin du côté pilote, toute différence entre les deux pressions étant annulée dès qu'elle apparaît. Le dispositif de commande automatique suivant l'lnvention, déc-rit ci-dessus, permet d'être sûr que les bandes', près du côté pilote de la cage, ont toujours l'épaisseur désirée déterminée par le réglage du rouleau de travail en réponse au transducteur de position 26 situé du côté pilote. Dans les cas où la pression des deux côtés du laminoir est la meme ou sensiblement la mê- me, l'équipement de commande automatique décrit ci-dessus permet d'assurer un pourcentage de réduction d'épaisseur qui est le même ou sensiblement le même sur les deux bords de la bande, cette dernière sortant par conséquent du laminoir à l'état rectiligne, indépendamment du nombre de passes de la bande à travers le laminoir. Le pourcentage de réduction de la différence d'épaisseur entre les deux bords de la bande est alors égal au pourcentage de réduction de l'épaisseur totale de la bande. Ainsi, pour une bande qui a par exemple une épaisseur initiale de 1,000 mm sur le bord proche du côté pilote du laminoir et de 1,01 mm sur le bord proche du côté conduit, et si on suppose que la bande est réduite à une épaisseur finale de 0,200 mm sur le bord proche du côté pilote, ltépaisseur de la bande sur le bord proche du côté conduit sera de 0,202 mm. La différence d'épaisseur sur la largeur de la bande est donc de 2 microns seulement et elle est par conséquent largement à l'intérieur des limites de tolérance qui sont généralement acceptées. Des conditions semblables se retrouvent bien entendu dans les cas où l'épaisseur de la bande sur le côté conduit du laminoir est inférieure à celle du côté pilote. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, un transducteur de position 26 est également prévu sur le côté conduit du laminoir. Cela permet d'échanger éventuellement la fonction des deux côtés du laminoir, le côté pilote devenant côté conduit et inversement. La mise en glace d'un deuxième transducteur de position permet en outre d'utiliser le dispositif de commande de la fa çon connue suivant laquelle une commande d'épaisseur indéoendante est prévue de chaque côté de la bande laminée, ce qui rend inutile l'emploi des transducteurs de pression. Des conmutateurs de choix peuvent être prévus pour mettre en service ou hors service à volonté les transducteurs de position ou les transducteurs de pression. Le disDositif de commande automatique suivant l'invention peut être utilisé pour que la pression des deux côtés du laminoir reste la même ou sensiblement la même pendant la réduction d'une longueur de bande à son épaisseur finie dans un laminoir, indépen damment du pourcentage des différences d'épaisseur à travers la bande qui peut être constant ou varier dans sa direction longitu dinale. Par suite, la bande sort du laminoir sur toute sa longueur à l'état rectiligne ou sensiblement rectiligne, même si le pourcen tage de différence d'épaisseur de la bande varie le long de la bande. Il est parfois souhaitable de réduire, pendant le lamina ge, le pourcentage de différence d'épaisseur à travers la bande tout en conservant en même temps la courbure de la bande à l'inté- rieur des limites admissibles. C'est, par exemple, le cas lorsque cette différence est notablement plus grande, le long d'une partie de la bande dans sa direction longitudinale, qu'en n'importe quel autre point de la bande, particulièrement lorsque ladite partie est relativement courte.Cette caractéristique peut être obtenue, avec le dispositif suivant l'invention, par des moyens de réglage de la pression sur le côté conduit du laminoir de façon à ce que la pres son sur ce côté, au lieu d'entre égale à la pression sur le côté pilote, soit dans un rapport prédéterminé avec cette dernière, le rapport étant déterminé-par la réduction désirée du pourcentage de différence d'épaisseur. L'inégalité résultante de pression des deux côtés du laminoir est ensuite maintenue assez petite pour que toute courbure de la bande reste dans les limites admissibles. La comman de décalée du transducteur de pression sur le côté conduit par le transducteur de pression sur le côté pilote est maintenue. La réduc tion désirée et la variation voulue de la pression sur le côté con duit peuvent etre obtenues au moyen d'une résistance variable, pré vue entre l'inverseur 44 et le servo-amplificateur 46 ou/et entre le servo-amplificateur 46 et le transducteur de pression 24 sur le côté conduit. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être aonortées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. ReVfi 3ICATIVl lo i. Disositif de calibrage automatique nour laminoir à bande, ca ractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de mesure de lté- paisseur de la bande sur un de ses bords ; des moyens de réglage de ltouverture de laminage nrès du dit bord mesuré ; des moyens de mesure de la pression appliquée aux rouleaux de laminage du côté du laminoir où l'épaisseur de labande est mesurée ; et des moyens de commande de la pression, appliquée aux rouleaux de laminage de l'autre côté du laminoir, par la pression appliquée sur le premier côté du laminoir. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage des rouleaux de laminage est effectué par des groupes hydrauliques à cylindre et piston, prévus des deux côtés du la minoir pour exercer une pression sur les rouleaux de laminage par l'intermédiaire de leurs chaises de paliers, la pression hy draulique dans les dits groupes étant réglable en réponse aux signaux représentatifs de variations de calibre dans la bande laminée sortante, les dits groupes hydrauliques étant équipés de moyens de mesure de pression. 3. Disoositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les dits moyens de mesure de pression sont des transducteurs de pres sion, des moyens de commande étant prévus pour rendre la pression hydraulique du groupe situé d'un côté conduit du laminoir égale ou presque égale à la pression hydraulique d groupe situé de l'autre côté du laminoir, ou côté pilote, ce dernier comportant en outre des moyens de mesure de la position du rouleau. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le côté conduit du laminoir est équipé de moyens de mesure de la position du rouleau. 5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé encre que les dits moyens de mesure de la position du rouleau sont des transducteurs de position.