Brevet FR2460727A1 — publié le 19810130

- 1 - La présente invention concerne un procédé et une installation de dressage par laminage de bandes ou feuil- lards en acier ou en métal non ferreux, dans des laminoirs à froid à grande vitesse comportant au moins deux cages de laminoir dont les cylindres de travail sont arrosés par plusieurs buses de fluide refroidisseur, les zones d'arrosage et/ou les débits d'arrosage étant réglés ou commandés par une mesure de la planéité influencée par la bande ou le feuillard. Dans les installations de laminage d'aluminium il est connu d'utiliser des systèmes refroidisseurs au moyen desquels les cylindres de travail sont refroidis par plusieurs buses individuelles dont le réglage et la commande sont assurés en fonction d'une mesure de la pla- néité effectuée en permanence au moyen de galets qui me- surent les contraintes ("stressomètres"). Pour la mise en oeuvre de ce procédé il est fait usage d'une installation dans laquelle des systèmes refroi- disseurs sont affectés aux cylindres de travail de toutes les cages, de telle sorte que seules les buses d'arrosage se trouvent directement au voisinage de la fente de lami- nage tandis que les valves de commande ou de régulation sont disposées en haut sur les cages ou en bas dans le sous-sol de l'installation de laminage. En fonctionnement, on a constaté que l'on ne pouvait assurer une planéité parfaite du produit fini, mais qu'au contraire il fallait toujours accepter des écarts de l'état idéal, dans certaines limites. parce qu'il s'est révélé qu'avec le mode opératoire connu il n'était pas possible de réaliser un réglage plus poussé qui éviterait ces écarts. Cependant, étant donné que dans l'exploitation de laminoirs à froid produisant à grande vitesse des feuil- lards ou des bandes en acier ou en métal non ferreux les exigences en matière de planéité se font toujours plus sévères, le but de l'invention est de réduire les insuf- - 2 - fisances inhérentes au procédé et à l'installation connuse, en perfectionnant ce procédé et cette installation pour optimiser la planéité des feuillards ou des bandes, en agissant sur le laminage dans le but d'obtenir un produit absolument plan. L'invention permet d'atteindre ce but grâce aux dispositions suivantes: a) la mesure de la planéité est effectuée au moins en aval de la dernière cage de laminoir, en travers de la direction de l'avance du feuillard ou de la bande, b) les signaux formés à partir de cette mesure sont comparés à un dispositif fixant la valeur maximale de l'écart, c) tant qu'une valeur d'écart partielle déterminée n'est pas atteinte, seul le refroidissement par arrosage de la dernière cage est commandé, et d) lorsque la dite valeur d'écart partielle est dépassée, le refroidissement par arrosage de la dernière cage est complété par le refroidissement par arrosage, commandé et réglé, d'au moins l'avant-dernière cage. Grâce à ces dispositions on a eu la surprise de constater que la mesure de planéité effectuée en aval de la sortie de la dernière cage rendait superflue toute action sur le refroidissement de toutes les cages de laminoir, une action sur les deux dernières cages, ou tout au plus sur les trois dernières,.étant entièrement suf- fisante. Il s'est en outre révélé avantageux de procéder de façon que jusqu'à une valeur d'écart partielle ne dépassant pas 30% de la valeur d'écart maximale prescrite seul le refroidissement par arrosage de la dernière cage soit influencé par les signaux de mesure, tandis qu'en cas de dépassement de cette valeur partielle ces signaux agi- ssent aussi sur le refroidissement par arrosage de l'avant- dernière cage. D'un point de vue technique il est important que - 3 - dans la dernière cage les cylindres de travail soient refroidis seulement du c8té de l'entrée mais que dans la ou les cages précédentes les cylindres de travail soient refroidis à la fois du c8té de l'entrée et du c8té de la sortie. Mais des résultats particulièrement favorables sont obtenus lorsque,, dans le cadre de l'invention, la flexion et/ou le serrage des cylindres sont ajustées -positivement et/ou négativement- dans toutes les cages, en môme temps que le refroidissement par arrosage des cylindres de travail dans les cages, ou en plus de ce refroidissement. Ainsi, toutes les sortes de défauts de planéité, c'est-à-dire tant les défauts symétriques que les défauts asymétriques, peuvent être éliminés par ces réglages. Etant donné qu'il peut très bien se produire que le feuillard en cours de laminage attei-gne une tempéra- ture qui soit nuisible à la qualité du produit fini, l'invention prévoit aussi d'effectuer entre les cages de laminoir et indépendamment du refroidissement des cylindres, un refroidissement et/ou un huilage directement sur la face supérieure ou inférieure du feuillard. Il est alors avantageux que les grandeurs qui commandent ce refroi- dissement et/ou cet huilage soient constituées par une mesure de température effectuée sur le feuillard c8té sortie, de préférence par plusieurs valeurs de tempéra- ture mesurées en travers de la direction du laminage. Pour que le dressage par laminage soit pleinement automatique, il est prévu que les signaux de mesure et/ou les grandeurs de commande du refroidissement et/ou de l'huilage soient exploités en permanence dans une calcu- latrice (processeur) qui les transforme en signaux de commande. Dans une installation de dressage par laminage de feuillards ou de bandes en acier ou en métal non ferreux, dans laquelle les cages d'un laminoir continu ou tandem - 4 - sont équpées d'un grand nombre de buses d'arrosage super- posées réparties sur toute la largeur du laminage, de préférence sur plusieurs rangées, cette installation com- portant en outre des organes de mesure influençables par le feuillard ou la bande et par l'intermédiaire desquels les buses d'arrosage sont commandées et réglées indivi- duellement, les buses d'arrosage prévues dans les diffé- rentes cages pour agir sur la p.lanéité du laminé sont dirigées exclusivement contre le pourtour des cylindres de travail et sont en liaison de commande et de réglage avec un système de mesure de planéité disposé du c8té de la sortie de la dernière cage. Dans une installation présentant les caractéris- tiques mentionnées ci-dessus, il y a intérft à adopter, séparément ou en toute combinaison possible, les dispo- sitions qui sont essentielles pour l'invention et qui sont décrites ci-après en se référant au dessin schéma- tique annexé; sur ce dernier - la figure 1 est une vue en élévation latérale. simplifiée, d'un laminoir tandem à cinq cages pour le laminage à froid de feuillards ou bandes en acier ou en métal non ferreux, et - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie terminale du laminoir de la fig. 1, partie qui est essentielle pour obtenir un laminage plan optimal. Le feuillard ou la bande à laminer 1 en prove- nance d'une dérouleuse 2 passe dans un train de laminoir tandem à froid: qui se compose par exemple de cinq cages quarts 4 à 8. A la sortie de la dernière cage (cage 8) le feuillard ou la bande est emmagasiné sur une enrou- leuse 9. Chacune des cinq cages 4 à 8 est, de la façon habituelle, équipée d'un dispositif (non représenté) de serrage des cylindres au moyen duquel peuvent être réglées leur emprise et la force de laminage. Mais dans chacune des cages 4 à 8 se trouve aussi un dispositif de flexion - 5 - des cylindres de travail destiné à donner à ceux-ci une flexion (positive et/ou négative) pour influer sur la forme de la section du laminé afin que cette section pré- sente des faces planes aussi parallèles que possible. Ce dispositif de flexion étant bien connu, il n'a pas été représenté, pour simplifier le dessin. Etant donné que durant le laminage il se produit dans le feuillard ainsi qu'aux cylindres de travail et de soutien des cages quarto 4 à 8 des élévations de tempé- rature considérables, des défauts de planéité considé- rables dus à des contraintes thermiques différentes peuvent apparaître dans le laminé fini 1. Pour maintenir la température du laminé 1 et celle des cylindres de travail de chacune des cages quarto dans les limites nécessaires à l'exécution correcte du lami- nage, chacune des cages 4 à 8 comporte son propre système de refroidissement 10 à 14. Chacun de ces systèmes se compose d'un grand nombre de buses d'arrosage disposées en rangées de telle sorte que la plupart de celles-ci agissent contre le pourtour des paires de cylindres de travail, le reste agissant aussi sur le pourtour des cylindres de soutien. Dans les cages quarto 4 à 7 chaque système de refroidissement se subdivise en un grand nombre de rangées de buses 10', ll', 12', 13' disposées du côté de l'entrée et d'un plus petit nombre de rangées de buses 10", 11l", 12" et 13" disposées du c8té de la sortie. Dans l'exemple représenté huit rangées de buses ' à 14' sont prévues du côté de l'entrée, affectées par moitié aux cylindres de travail supérieurs et inférieurs. Du côté de la sortie quatre rangées de buses 10" à 13" sont affectées par moitié à ces mêmes cylindres. Le système de rofroidissement 10, 11, 12 des cages 4, 5 et 6 sont commandés de telle sorte que les paires de cylindres de travail et aussi les paires de cylindres de soutien conservent une température superficiello aussi -6- uniforme et constante que possible, sur toute la largeur du feuillard l, afin que le laminage soit aussi uniforme que possible. Il peut quand même se produire des défauts de planéité dans le feuillard. Ces défauts sont attribuables au fait que le feuillard peut présenter une température défavorable (trop élevée) pour l'exécution correcte du laminage, et/ou au fait que des différences de température peuvent se produire entre les bords et le centre du feuil- lard. Les défauts de planéité qui en découlent dans le feuillard fini 1 à la sortie de la dernière cage quarte 8 doivent eux aussi 9tre évités. C'est pourquoi on effectue sur le feuillard à la sortie de cette cage, conformément à l'invention, une mesure de planéité, par exemple à l'aide d'un galet dit "stressométrique", en un grand nombre de zones très proches les unes des autres dans le sens de la largeur du feuillard. Les signaux qui résultent de cette mesure sont envoyés dans un calculateur comparateur 16 qui peut 9tre l'ordinateur de l'ensemble de l'installation de laminage. Dans ce calculateur comparateur est contenu un dispositif fixant la valeur maximale de l'écart, à laquelle sont sonstammnent comparés les signaux fournis par le galet 15 du stressomètre. Le calculateur compa- rateur 16 est conçu de telle sorte que tant qu'une valeur d'écart partielle déterminée, égale à par exemple 30% de la valeur maximale de l'écart, n'est pas atteinte, seul le système de refroidissement 14' de la dernière cage 8 est commandé, ses buses d'arrosage étant réglées auto- matiquement dans chacune des rangées de buses. Cette commande et/ou ce réglage agit sur chacune des buses pour que le débit de fluide refroidisseur projeté par elles soit proportionnel au signal d'écart formé dans la zone de me- sure considérée. Si la valeur d'écart partielle prescrite, égale à par exemple 30% de la valeur maximale, vient à être dépassée, le calculateur comparatue 16 fait fonctionner en plus la -7 - rangée de buses 13' et/ou 13" du système refroidisseur 13 de l'avant-dernière cage 7. Là encore les buses d'arro- sage sont commandées et réglées pour que le débit de fluide projeté par elles soit proportionnel au signal d'écart formé dans la zone de mesure considérée. Bien qu'en général il suffise d'agir sur les systèmes refroidisseurs 13 et 14 des deux dernières cages quarto 7 et 8, à l'aide du calculateur comparateur 16, pour optimiser la planéité du feuillard, il est tout à fait possible d'inclure en outre les systèmes refroidis- seurs 12, 12' et 12" de la cage 6 dans la régulation et/ou la commande contr8lée par la calculatrice. Il est alors avantageux, dans ce cas, de ne faire intervenir la calcu- latrice 16 sur le système refroidisseur 12 ou 12', 12" de la cage 6 que lorsque pendant la mesure de planéité exécutée par le galet 15 en aval de la dernière cage 8 des signaux sont émis dont la valeur d'écart partielle dépasse environ 65% de la valeur d'écart maximale. Ega- lement dans le système refroidisseur 12 ou 12', 12" de la cage 6 les buses des rangées de buses sont commandées et/ou réglées de telle sorte que le débit de fluide projeté par elles soit proportionnel au signal d'écart formé dans la zone de mesure considérée explorée par le galet 15. Afin que le parallélisme recherché entre les deux faces du feuillard 1 soit obtenu de façon optimale, il est avantageux que, par l'intermédiaire de la calculatrice comparatrice 16 reliée au galet stressométrique 15, la flexion et/ou le serrage soient ajustés positivement ou négativement dans toutes les cages 4 à 8 en fonction des signaux d'écart. On peut ainsi, de manière particulièrement simple, éviter les défauts symétriques de planSité du feuillard 1, tandis que les défauts de planéité asymétriques sont éliminés par la commande et/ou le réglage des buses d'arrosage dans les systèmes refroidisseurs 14 ou 14' et 13 ou 13', 13" des deux dernières cages 7 et 80 En aval de la dernière cage quarto 8 est effectuée sur le feuillard 1, uniformément répartie dans toute sa -8 - largeur, une mesure de température à l'aide d'éléments 17. Les valeurs de température fournies par chacun de ces élér:ents sont elles aussi introduites dans la calculatrice comparatrice 16 o elles sont comparées à une température de référence mise en mémoire dans celle- ci. Si en un endroit quelconque de la largeur du feuillard la valeur- effective dépasse la valeur de référence, un refroidis- sement et/ou un huilage sont déclenchés spécialement par l'intermédiaire de la calculatrice 16. Ce refroidissement du feuillard est constitué par deux rangées de buses d'arrosage 18, 19, 20 disposées à distance en avant de l'entrée des cages 6, 7 et 8 et dirigées vers la face supérieure et vers la face inférieure du feuillard. La disposition est la mrme pour deux rangées de buses de projection d'huile 21, 22, 23. Les rangées de buses d'arrosage 18, 19 et 20 servant à refroidir le feuillard sont commandées et/ou réglées proportionnellement aux valeurs de température déterminées par les éléments de mesure 17 dans chacune des zones de la largeur du feuillard, tandis que les rangées de buses 21, 22, 23 prévues pour huiler le feuillard sont mises en activité lorsqu'il devient nécessaire d'abaisser le niveau de la température dans l'ensemble du feuillard 1. Grace à l'utilisation des dispositions décrites ci-dessus un laminage plan optimal du feuillard 1 est assuré à n'importe quelle vitesse de laminage. Le laminoir tandem à froid 3 peut être entièrement automatiquepcar l'ouvrier qui était jusqu'à présent placé à la sortie de la dernière cage 8 peut maintenant 9tre occupé à un autre poste. Par suite de la surveillanqe de la température du feuillard, la plage de travail optimale du laminoir tandem est respectée et toutes les sortes de défaut de planéité, à savoir les défauts symétriques et les défauts asymétriques, peuvent 8tre évitée. ou éliminées par ré- glage en cours de laminage. REVEIDICAT IO'.TS 1. Phocéd6 de dressage par laminage de bandes ou feuillards en!cier ou en métal non ferreux, dans des laminoirs h froid h grande vitesse comportant au moins deux cages de laminoir dont les cylindres de travail sont arrosés par plusieurs buses de fluide refroidis- seur, les zones d'arrosage et/ou les débits d'arrosage étant régles ou commandés par une mesure de la plané- ité influencée por la bande ou le feuillard, ce procédé étant rem. arquable en ce quel comporte les dispositions suivantes: a) la rmesure (15) de la planéité est effectuée au moins en aval de la dernière.cage de laminoir (8), en travers de la direction de l'avance du feuillard, b) les signaux formés h partir de cette mesure sont comparés.(16) à un dispositif fixant la valeur maximale de l'écart, c) ta'nt qu'une voleur d'écart partielle déterminée n'est pas atteinte, seul le refroidissement par arrosage (14;14') de la dernière cage (8) est commandé, et d) lorsque la dite valeur d'ec.rt partielle est dépassée, le refroidissement par arrosage de la.dernière cage est complété par le refroidi$s.ement (13; 13l',13") par arrosage, commandé et réglé 'au moins l:avant- dernière cage (7). 2. Procède.selon la revendication 1, remarquable en ce que jusqut'à une valetur d'écart pa.rtielle infé- rieure à 30,5 de la valeur d'écart maximale prescrite seul le refroidissement par arrosage (14, l4') de la dernière cage (8) esinfluencé par les signaux de mesure (15), tandis qu'en cas de dépassement de cette valeur partielle ces signaux agissent aussi sur le refroidisseri.nt par arrosage 13; 13',13") de l'avant- dernibre cage (7). - 9 - - 10 - 3. Procédé selon la revendication 2, remarquable en ce que dans la dernière cage (8) les cylindres de travail sont refroidis seulement côt' entrée (14'), tandis que dans la cage précédente (7) ou dans leob cages précéd:ntes (7,6) les cylindres de travail sont refroidiss la fois coté entr6e et c8té sortie (13',13" et 12',12"). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tiorns précédentes, remarquable en ce que la flexion et/ou le serrage-des cylindres sont ajustées - positi- vement et/ou négativement - dans toutes les cages (4 à 8) en mime temps que le refroidissement par arrosage des cylindres de d.rovoil dns les cages (7,8 ou 6,7,8). 5. Prooddé selon l'une quelconque des revendica- tions préc6deu.tes, remarquable en ce qu'entre les cages (5,6; 6,7; 7,8) est effectué, indépendamment du re- froidissement des cylindres, un refroidissement (18, 19,20) et/ou un huilage (21,22,23) directement sur la face supérieure et sur ln face inférieure du feuillard. (17,16). 6. Proceéd selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, remarquable en ce que les grandeurs qui commanudent le refroidissement et/ou l'huilage du feuillard sont constituées par une mesure de tempéra- ture effectuée sur le feuillard cOté sortie. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, remnrquable en ce que les grandeurs qui commandent le refroidissement et/ou l'huilage sont constituées par plusieurs valeurs de température me- surées en travers de la direction du laminage. 8. Proc6dé selon l'une quelconque des revendica- tions précédeo-es, remarquablc en ce que les signaux de mesure et/ou les grandeurs de cor=nlde du refroi- dissement et/ou de l'huilage sont exploités en.per- monence dans tuine calculatrice (processeur 16) qui les transforme en signoux de commonde. - 11 - 9. Installation conçue pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans laquelle les cages d'un laminoir continu ou tandem sont équipées d'un grand nombre de buses d' arrosage superposées réparties sur toute la largeur de laminage, de préférence sur plusieurs rangées, cette installation comportant des organes de mesure qui sont influençables par le feuillard et qui commandent et règlent les buses d'arrosage individuellement et étant remarquable.en ce que les buses d'arrosage (12', 12"; 13',13"; 14') pr6vues dans les différentes cages (6,7, 8) pour agir sur la planéité du feuillard sont dirigées exclusivement contre le pourtour des cylindres de tra- vail et sont en liaison de commande et de réglage (16) avec un système de mesure (15) de la plan6ité disposé du c8té sortie de la dernière cage (8). 10. Installation selon la revendication 9, remar- quable en ce que des buses d'arrosage sont affectées seulement au coté entrée (14') de.la dernière cage (8) mais à la fois au côté entrée (13', 12') et au côté sortie (13";12") des cages précédentes (7 et 6). - 11. Installation selon la revendication 9 ou 10, remarquable en ce que du côté entrée de toutes les cages (4 à 8) quatre rangées de buses superposées (10t',ll',12',13,141') sont disposées en amont de chaque aylindre de travail, tandis que du côté sortio les buses d'a-rrostage (lO",ll",12",13"t) sont disposées en deux rang6ee superposées en aval de chaque cylindre de travail. 12. Installation selon l'une quelconque des re- vendications 9 à 11, remarquable en ce qu'à chaque buse d'arrosage est affectée sa propre valve de com- mande et/ou de rdlage. 13. Installation selon l'une quelconque des re- vendications 9 à 12, remarquable en ce que pour assurer le refroidissement direct et/ou.l'huilage du feuillard (1) des rangées de buses (18,19,20 et 21,22,23) dirigées - 12 - sur la face supérieure et sur la face inférieure de celui- ci sont disposées entre cages successives.(5,6;6,7;7,8). 14. Installation.selon l'une quelconque des revendi- cations 9 à 13, remarquable en ce que les rangées de buses d'arrosage (18, 19,20 et 21,22,23) prévues pour assurer le refroidissement direct et/ou l'huilage du feuillard (1) sont commandées et/ou réglées (16) par des sondes thermométriques (17) disposées c8té sortie de la dernière cage (8) et réparties sur la largeur du feuillard (1). 15.Installation selon l'une quelconque des re- vendicctions 9 à 14, remarquable en ce que le système (15) de mesure de la planéit6 et les sondes thermo- métriques (17) sont reliés à une calculatrice (proces- seur 16) qui forme les signaux de commande et/ou de réglage pour chacune des buses d'arrosnge des diffS- rentes rangées de buses ainsi qu'éventuellement les signaux de manoeuvre des dispositifs de flexion des cylindres et/ou dLs dispositfs de serrage de ces der- niers. 16. Installation selon l'une quelconque des reven- dications 9 a 15, remarquable en ce que le système (15) de mesure de ln planéité est constitué par un gclet de mesure de ln traction et de 1n plnnéité qui présente une pluralité de zones fonctionnelles juxtaposées et qui, par l'intermédiaire de 1? calculatrice (proces- seur 16) est en liaison de commande et/ou de réglage avec les buses d'arrosages situées dans les zones cor- respondantes des rangées de buses (13',13" 12',12" et 13', 13"t ainsi que 14'). 17. Installation selon l'une quelconque des re- vendications 9 à 16, remarquable en ce que les organes de mesure de la température (17) sont composés de sondes juxtaposées dans plusieurs zones fonctionnelles et qui, par lintermédiaire de la caleulatrice (proces- seur 16), sont en liaison de commande et/ou de ré- glage avec les buses d'arrosage situ6es dans les zones correspondantes des rangées de buses (18,19,20 ou 21,22, 23)À