Brevet FR2436633A1 — publié le 19800418

L'invention concerne un procédé de réglage de la tension de bobinage, mis en application dans des trains de laminoirs où la tension mécanique dans la bande doit varier pendant le bobinage Lors du bobinage de tôles , de papier ou d'autres matières , on a maintenu la tension mécanique de la matière laminée a entre la cage de finition et le dispositif de bobinage2 constante du début à la fin de l'opération de bobinage Avec le temps,' on a constaté que ce maintien de la tension mécanique dans certaines bobines entraînait des résultats non satisfaisants Pour une même tension TOe au début de l'opération, il n'y avait pas de problemer mais à la fin du bobinage on avait des caractéristiques d'excès de tension avec collage pouvant entraîner une déchirure et le cas échéant a un dédoublement Si la tôle est bobinée avec une tension plus faible entre la dernière cage et le dispositif de bobinage on obtient une bobine dite lâche lors du passage dans le laminoir durcisseur où sont améliorées les propriétés mécaniques du produit I1 faut tenir compte du fait que les caractéristiques mécaniques de la tale sont modifiées par le recuit.Par exemple la limite de fluage est plus faible La bobine lâche risque de glisser et d'être rayée pendant le durcissement Pour obtenir un produit en état d'être traité au cours des opérations suivantes a on a utilisé un procédé faisant appela au commencement du bobinage a à une tension TO cette tension diminuant linéairement d'une certaine valeur à partir dun diamètre critique jusqu'à la fin du bobinage Ce procédé n'appas donné non plus de bons résultats parce qu'on na pas réussi à trouver un point intermédiaire de tension pour lequel la bobine ne devienne pas lache en raison de la faiblesse de la tension initiale a ou subisse un collage dans ses spires extérieures par suite d'un excès de tension La théorie utilisée Jusqu'à maintenant pour le processus de bobinage montre que pour une force constante F, il se forme un couple Fx D/2a D étant le diamètre de la bobine En égalant ce couple résistant au couple fourni par le moteur c'est à-dire en faisant en sorte que Fx D/2 = K Ia. on obtient une formule permettant de montrer comment doit varier la vitesse de rotation n pour maintenir ou faire-varier la force F quir divisée par la section transversale de la banden donne la contrainte mécanique de tension dans cette bande Le facteur K du second membre de l'équation Fx D/2 = K Ia est une constante du moteur dépendant du nombre des conducteurs de l'induit On désigne par le flux du champ magnétique du moteur et Ia est le courant qui passe dans ce moteur Le facteur K est donné par K = 1/60 x Z x P/A x 108, formule dans laquelle Z est le nombre des conducteurs de l induits P est le nombre des po'les A est le nombre des chemins de courant D'après la formuler F = 2K la D Etant donné que 2K Ia a une valeur constante . la force ne varie qu'en fonction du diamètre D, dont la variation dépend uniquement de la vitesse de rotation n donnée par h = Va ; Ra Ia/K#, formule dans laquelle Va est le potentiel appliqué RaIa est la chute de tension dans le moteur K est la constante du moteur est le flux du champ magnétique. Au moyen de ces formules on est arrivé à maîtriser partiellement les problemes se présentant dans le bobinage au cours des phases initiales et finales du processus0 principalement au cours des phases finales du bobinage Conformément à l'état de la technique, on connaître un grand nombre de tentatives de mise en application L'un des systèmes de contrôle les plus utilisés permet d'adopter au début du bobinage une tension nominale To quir à partir d'un diamètre critique, commence à diminuer d'approximativement 20 % quand on arrive à la fin du bobinage Comme il résulte des comptes rendus de fonctionnement ce système ne donne pas de bons résultats parce qu'il ne permet pas de prédéterminer ou de contrôler la tension mécanique de la bande pour les diamètres intermédiaires de la bobine L'invention a pour but déviter ces inconvénients et concerne å cet effet un procédé du type ci-dessus caractérisé en ce qu'on donne à la tension une allure de variation permettant d'améliorer le bobinage dans la phase initiale. cette allure de variation de la tension se présentant pendant l'intervalle de temps considéré sous forme d'une tension nominale To multipliée par un coefficient &alpha;; r dont la valeur reste approximativement constante depuis le début du bobinage jusqu'à un diamètre D1 de la bobiner à partir duquel a lieu une diminution progressive du coefficient jusqu'à ce que ia tension soitO pour le diamètre D2 de la bobine égale a' la tension nominale To ou voisine de cette tension Ce procédé de réglage de tension de bobinage permet de contrôler automatiquement la tension mécanique de bobinage au cours de chacune des phases qui pose des problèmes tels que bobine lâche ou glissement dus à des valeurs non appropriées de la tension De façon classique, le bobinage est effectué avec une tension. constante, comme le montre la figure 1 Tenant compte des problèmes ainsi posés, on a constaté qu'à partir d'un diamètre D3, on obtient un meilleur contrôle de la phase finale du bobinage si la tension initiale To est multipliée par un coefficient ss. comme représenté sur la figure 2 Le procédé de réglage de tension de bobinage est mis en évidence sur le schéma par blocs d'évolution de la figure 3.A partir de ce diagramme, on peut notamment déduire simultanément la courbe et la formule mathématique correspondantes Les étapes de passage sont réparties comme indiqué ci-après (1) référence de tension To G8 gain = (11) ; (1) x G8 = To x D = diamètre de base G9 gain = D-D1/D2-D1 avec D1 # D # D2 (12) : (11) x G9 = To x&alpha;x D-D1/D2-D1 F3 = fonction de blocage du signal négatif (13) : = 0 (zéro) dans le cas D # D1 &alpha; = To x &alpha; x D-D1/D2-D1 dans le cas D > D1 GlO : gain = -1 (14) 13 x G10 = O (zéro) dans le cas D # D1 = To x &alpha; x D-D1/D2-D1 x (-1) = To x &alpha; x D-D1/D2-D1 dans le cas D > D1 F4 : fonction de sommation des signaux (15) : (11) + (15) = To x &alpha; dans le cas D # D1 = To x &alpha; + (-Tox &alpha; x D-D1/D2-D1) = To x &alpha; (1 - D-D1/D2-D1) dans le cas D > D1 F5 : fonction de blocage du signal négatif (15) : = 0 (zéro) dans le cas 1 # (D-D1/D2-D1 T = To x &alpha; (1 = D-D1/D2-D1) dans le cas 1 > D-D1/D2-D1 (A) - régulateur automatique de tension Le schéma par blocs de la figure 4 représente le système final permettant d t arriver â une fonction mathématique contrôlant la tension (T) pendant le bobinage de la bande.Dans ce schéma (1) : référence de tension To F6 : fonction de sommation des signaux (17) : (2) + (10) + (16) = To + # ss + = To + (-To x ss x D-D3/Dmax-D3 + to #&alpha; [1 - D-D1/D2-D1 (A) : régulateur automatique de tension Avec le système finals on obtient l'équation suivante tension = To + T &alpha; + = To + To x &alpha; (1 - D-D1/D2-D1) + (-To x ss x D-D3/Dmax-D3) = To { 1+&alpha; (1 - D-D1/D2-D1) - ss x (D-D3/Dmax-D3)} D1, D2, D3 sont des paramètres et peuvent être réglés pour une "allure de tension' quelconque c'est-à-dire qu'on peut faire en sorte.que la courbe de variation de la tension en fonction du diamètre ait une allure convenant le mieux possible à un bobinage optimal L'allure de variation de la tension la plus probable pour avoir un bobinage sans problèmes correspond à la forme représentée sur la figure 5 sur laquelle on voit que To demeure constante entre D2 et D3. De D3 au diamètre maximal, on voit la chute de tension To x ss, mentionnée précédemment, et qui, intervient pour éliminer les défauts de la fin du bobinage. Au début du bobinage la différence de tension entre le diamètre D1 et le diamètre D2 est T1 -To = To x &alpha; r ce qui veut dire que le bobinage doit commencer avec une tension initiale T1 supérieure à TOr comme le montre la figure 5. Les figures 6 et 7 représentent les variations de l'indice de refus des bobines et des tôles pour des raisons de rayures. On remarquera les différences entre les courbes AVEC CONTROLE" et !SANS CONTROLE". Les figures 8 et 9 représentent les variations des indices de refus des bobines et des tales par collage. On voit également un abaissement marqué des indices de refus à partir de Septembre 1976 dans lCusine Intendente Câmara de la Société USIMINAS Le procédé de réglage de tension de bobinage donne des résultats qui peuvent être analysés sous deux aspects a) Automatisation de la détermination des points critiques de la courbe 2) Contrôle rigoureux de la tension mécanique pendant tout le processus de bobinage En ce qui concerne le premier pointa on a établi des graphiques montrant un fonctionnement parfait avec r cependant la nécessité d'un long travail pour déterminer les points optimum de la courbe Cela tient compte du nombre des paramètres ainsi que des types dè matières à traiter R E V E N D I C A T I O N S 10) Procédé de réglage de la tension de bobinage: mis en application dans des trains de laminoirs où la tension mécanique dans la bande doit varier pendant le bobinage . procédé caractérisé en ce qu'on donne a la tension une allure de variation permettant d'améliorer le bobinage dans la phase initiale cette allure de variation de la tension se présentant pendant l'tinter valle de temps considéré sous forme d'une tension nominale (To) multipliée par un coefficient (@@). dont la valeur reste approxima tivement constante depuis le début du bobinage jusqu'à un diamètre (D1) de la bobine: à partir duquel a lieu une diminution progressive du coefficient jusqu a ce que la tension soit pour le diamètre (D2) de la bobine égale à la tension nominale (To) ou voisine de cette tension 20) Procédé de réglage de tension de bobinage selon la revendication 1D caractérisé en ce que l'allure de variation de la tension est définie par l'équation : T = To { 1 + &alpha; (1 - D-D1/D2-D1) - ss x dans laquelle (D1, D2, D3) sont des paramètres pouvant être ajustés pour modifier l'allure de variation de la tension ce qui permet d'établir les courbes tension-diamètre les plus appropriées à un bobinage optimal