Brevet FR2493192A1 — publié le 19820507

L'invention concerne les lignes de laminage de fils à postes multiples, destinées à transformer des fils métalliques, ferreux ou non-ferreux, d'une section donnée, souvent circulaire, en fils d'une section de dimensions et/ou de formes différentes, par exemple rectangulaire ou tout autre. Une telle ligne de laminage comporte, entre un dérouleur et un enrouleur de fil, un certain nombre de cages de laminage, par exemple trois, cinq, sept ou même davantage, à savoir : une première cage, ou cage pilote, suivie d'une cage de calibrage, puis, d'autres cages, de laminage et de calibrage, selon les cas; des cages de laminage vertical pouvant être insérées entre des cages de laminage horizontal en fonction-de la forme du profil de fil à-réaliser. Bien entendu, tous ces postes fonctionnent ensemble et doivent autre synchronisés pour que la tension du fil entre les cages soit constante, à une valeur compatible avec la section du produit et sa limite élastique, et aussi pour qu'on puisse faire varier la vitesse de l'ensemble de la ligne de laminage, l'arrêter ou la remettre en marche, sans nuire à la synchronisation de ses différentes cages. A cet effet, on utilise différents procédés L'un d'eux consiste à mesurer la tension du fil entre deux cages et à agir sur la vitesse de la cage aval, c'est-à.- dire qu'on la réduit si la tension du fil est trop grande ou bien, au contraire, qu'on l'augmente si la tension est trop faible. Pour mesurer la tension du fil, on utilise, le plus souvent, ce qu'on appelle un trio de galets, c'est-à-dire qu'an fait passer le fil, en boucle, entre deux premiers galets, le sommet de la boucle passant sur un troisième galet danseur dont l'axe est relié à une Jauge de contrainte qui permet de mesurer l'effort auquel est soumis ledit galet; étant donné que cet effort est fonction de la tension du fil, on peut dE- terminer ladite tension.Toutefois, ce procédé présente des inconvénients; en effet, il nécessite une déformation inutile du produit et les efforts qui produisent cette déformation troublent la mesure dans une certaine proportion qui est très variable avec la grandeur de la section du produit et Sa forcie, De plus, l'enfilage du produit entre les galets, présente des difficultés. Un autre procédé connu consiste à mesurer le couple d'en- trasnement des cylindres d'une cage et à la comparer à une valeur d'affichage préalablement déterminée pour la fabrication d'un produit donné; du résultat de cette comparaison, on déduit le sens dans lequel il convient de faire éventuellement varier la vitesse de la cage correspondante. Mais ce procédé présente l'inconvénient d'un certain manque de précision étant donné que, dans le couple nécessaire à llentrateement d'un cylindre de lamanoir, n'intervient pas seulement l'effort de traction du produit, mais encore d'autres facteurs, tels que la force d'écrasement du produit et les frottements. De plus, les procédés connus nécessitent une certaine babi- leté de la part du conducteur de la ligne de laminage. Le but de l'invention est de fournir un procédé et une installation qui permettent d'éviter les inconvénients précités des procédés et installations csnnuss Ce but est atteint gracie à un nouveau moyen de mesure de la tension à laquelle est sou- mis un produit en cours de laminage. Le procédé suivant l'invention co te à déXermxner ta valeur du rapport entre la vitesse vitesse du produltZet la vitesse périphérique des cylindres de laminage d'une cage. Toute variation de la tension du produit se traduit, en effet, par une variation correspondante, en sens su en grandeur, de la valeur de ce rapport.La vitesse d'entrée du produit entre les deux cylindres d'une cage est plus faible que sa vitesse de sortie et la vitesse périphérique des cylindres présente une valeur intermédiaire comprise entre les deux valeurs précitées de la vitesse du produit; toute variation de tension du produit provoque une variation de la vitesse dudit produit et, par oonséquent, du rapport précité, ainsi qu'on le comprendra mieux dans la description qui va suivre. L'invention vise aussi une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une telle installation comporte un organe de mesure de la vitesse linéaire du produit, un organe de mesure de la vitesse périphérique d'un cylindre de laminage, et un étage de matérialisation du rapport de ces deux vitesses. Enfin, l'invention vise encore une application du procédé et de l'installation précités de mesure de la tension d'un produit en cours de laminage, à la synchronisation des cages d'une ligne de laminage à postes multiples. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement, à titre d'exemple, une installation de synchronisation des cages d'une partie d'une ligne de laminage à postes multiples en tirant parti de la mesure du rapport entre la vitesse linéaire du produit en cours de laminage et la vitesse périphérique des cylindres de laminage. IJa parti1 d'une ligne de laminage à postes multiples repré setée sur le dessin comporte essentiellement une cage de laminage amont 1, et une cage de laminage aval 2. Dans l'exemple, le produit. 3 en cours de laminage est de section rectangulaire dont on désire réduire simplement l'épaisseur. L'installation complète de laminage comporterait évidemment un certain nombre d'organes supplémentaires qui n'ont pas été représentés sur le dessin, et bien connus de l'homme de l'art, à savoir : à l'en- trée, un dérouleur de produit, à la sortie un enrouleur de produit, puis un certain nombre de cages intermédiaires de laminage et de calibrage, avec éventuellement des cages de laminage dans les deux sens de la section du produit. La cage de laminage amont 1 comporte deux cylindres 4, 5 entraSnés en rotation à partir d'un moteur électrique à courant continu à vitesse variable 6, par l'intermédiaire d'une botte de vitesses mécaniques réductrice et de répartition?. Semblablement, la cage de laminage aval 2 comporte deux cylindres 11, 12 entratné en rotation à partir d'un moteur électrique à courant continu à vitesse variable 13 par l'intermédiaire d'une boite de vitesses mécanique réductrice et de répartition 14. Le produit 3 en cours de laminage est, par exemple, un feuillard dont l'épaisseur, à l'entrée de la cage 1, est de "eue" et, à la sortie de cette cage, "es". La vitesse linéaire du feuillard, en amont de la cage 1 et jusqu'à l'entrée de celle-ci, est de "Ve", tandis que sa vitesse à la sortie de cette cage est de "Vs" plus grande que tue", puisque l'épaisseur du feuillard subit une réduction par l'opération de laminage dans la cage 1. Le rayon des cylindres de laminage 4, 5 a pour valeur "R", de sorte que leur vitesse périphérique est "wR" si l'on appelle "w" la vitesse angulaire desdits cylindres. Cette vitesse périphérique des cylindres est comprise entre les valeurs des vitesses d'entrée wVen et de sortie "Vs" du feuillard. Le cylindre 4 attaque le feuillard le long de la génératrice d'entrée "Ne" et le quitte le long de la génératrice de sortie "Ns" ; il y a un glissement du cylindre contre le feuillard aux emplacements de ces deux génératrices, puisque la vitesse périphérique du cylindre est plus grande que la vitesse d'entrée Ve" du feuillard et plus petite que la vitesse de sortie "Vs" de ce dernier.Entre les deux génératrices "Ne" et "Ns", se trouve une génératrice "N où il n'y a pas de glissement entre la surface du cylindre et le feuillard, le cylindre possède une vitesse périphérique de même valeur que la vitesse du feuillard a cet endroit. Si la tension "Ts" du feuillard à la sortie de la cage l augmente, sa vitesse de sortie "VsZ augmente et le rapport "Vs/wR" augmente. On peut donc apprécier la valeur de la tension du feuillard par la mesure du rapport entre sa vitesse linéaire "Vs" et la vitesse périphérique "WR" du cylindre de laminage. C'est précisément le principe de la présente invention. On peut utiliser ce principe pour effectuer la régulation de vitesse d'une ligne de laminage à postes multiples, en ajustant la vitesse de chaque cage en fonction de la tension de la partie du produit immédiatement en amont de cette cage, appréciée d'après la valeur du rapport de la vitesse linéaire de ladite partie du produit à la vitesse périphérique des cylindres de la cage immédiat-ent en amont. Si l'on reprend l'exemple envisagé plus hauts on a vu que la valeur de la tension de la partie de feuil lard comprise entre les deux cages 1 et 2 est donnée par le rapport VsXwR. La valeur de la vitesse linéaire "Vs" est obtenue au moyen d'une dynamo tachymétrique 21 entraînée par une roue 22 en contact nonglissant avec le feuillard 3. La dynamo tachymétrique 21 four- nit une tension électrique kvs proportionnelle à la vitesse linéaire Vs du feuillard.La vitesse périphérique des cylindres 4, 5 de la cage 1 est obtenue au moyen d'une autre dynamo tachy- métrique 25 entrainée en synchronisme avec lesdits- cylindres et fournissant une tension électrique kwR proportionnelle à la vitesse angulaire w desdits cylindres et, par conséquent à leur vitesse tangentielle wRX Les deux tensions kVs et kwR sont conduites à un circuit électronique 26 qui comporte un étage apte à faire le rapport kW8 / kwR = kT c'est-à-dire un facteur proportionnel à la tension mécanique T de la partie considérée du feuillard. La tension élec trique kT est conduite à un étage 28 de comparaison de cette ten sion avec une tension figurative d'une vitésse de consigne pour le travail de laminage considéré.Le résultat de cette comparaison est une tension électrique de commande Tc , positive ou négative, qui est envoyée dans un variateur électronique 29 de con traie de la tension d'alimentation, à partir de la ligne électrique L du moteur électrique à courant continu 13 d'entrainement d cylindres Il, 12 de la cage 2. Le fonctionnement est le suivant En régime stable, la tension mécanique T de la partie de fe lard 3 comprise entre les deux cages de laminage 1 et 2 ne varie pas, il en est de même de la valeur du rapport kVs!?niR n k! et d la tension de sortie Tc de l'étage de comparaison 28 du circuit électronique 26. La vitesse du moteur électrique 13 d'entrainement des cylindres de la cage 2 n'est donc pas modifiée. Si la tension mécanique T du feuillard augmente anormalement, la tension Tc de sortie de l'étage de comparaison 28 prend une valeur, en signe et en intensité, propre à provoquer une réduction de la vitesse du moteur électrique 13 d'entratnement des cylindres de la cage 2, ce qui a pour résultat de ramener la tension mécanique du feuillard à la valeur de consigne * Ude diminution de la tension du feuillard aurait, au contraire, conduit à une augmentation de la vitesse du moteur. La régulation de vitesse des autres cages de la ligne de laminage s'effectuerait de la même manière. Ainsi, il ne se produit pas de boucle du produit entre dew cages par suite d'une insuffisance de la vitesse de la cage aval ni de casse du produit par un excès de vitesse de ladite cage aval. REVENDICATIONS 1.- Procédé de mesure de la tension d'un produit en cours de laminage, caractérisé en ce qu'il consiste à téte B5 er la en sor le e aminoir valeur du rapport entre la vitesse linéaire du produit/et la vitesse périphérique des cylindres de laminage. 2.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, pour la mesure de la tension d'un produit en cours de laminage, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe (21, 22) de mesure de la vitesse (Vs) du produit (3), un organe (25) de mesure de la vitesse périphérique (wR) d'un cylindre de laminage (5), et un étage (27) de matérialisation du rapport (Vs/wli) de ces deux vitesses. 3.- Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe (21) de mesure de la vitesse linéaire Vs du produit en cours de laminage est d'un type propre à fournir une tension électrique.(kVs) proportionnelle à la vitesse linéaire (Vs) du produit, en ce que l'organe (25) de mesure de la vitesse périphérique (wR) d'un cylindre de laminage (5) est d'un type propre à fournir une tension électrique (kwR) proportionnelle à ladite vitesse, et en ce que l'étage (27) de matérialissation du rapport de ces deux vitesses est d'uuk tYpe propre à fournir une tension électrique de sortie (kT) proportionnelle au rapport des deux tensions électriques de mesure précitées qu'on y fait entrer. 4.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'organe de mesure de la vitesse linéaire Vs du produit (3) en cours de laminage est une dynamo tachymétrique (21) entraînée par une roue (22) en contact non glissant avec ledit produit, en ce que l'organe de mesure de la vitesse périphérique (wR) d'un cylindre de laminage (5) est une dynamo tachymé- trique (25) entraînée en synchronisme avec ledit cylindre, et en ce que l'étage (27) de matérialisation du rapport de ces deux vitesses est un circuit électronique approprie dans lequel .on fait entrer les tensions (kVs et kwR) fournies par les deux dynamos tachymétriques (21, 25). 5.- Application du procédé suivant la revendication 1, de mesure de la tension d'un produit en cours de laminage, à la synchronisation des cages d'une ligne de laminage à postes multiples, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier la vitesse des cylindres d'une cage (2) en fonction des variations de tension du produit appréciées immédiatement en amont de ladite cage par la mesure du rapport entre la vitesse linéaire (Vs) du produit et la vitesse périphérique (wR) des cylindres de la cage amont voisine (1). 6.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 5, c'est-à-dire application de l'installation suivant la revendication 2 pour la mesure de la tension d'un produit en cours de laminage, à la synchronisation des cages d'une ligne de laminage à postes multiples comportant un moteur individuel à vitesse variable pour l'entrainement en rotation des cylindres de laminage de chaque cage et un variateur de vitesse associé à chacun desdits moteurs pour ajuster leurs vitesses, caractérisée en ce qu'elle comporte : un organe (21, 22) de mesure de la vitesse linéaire (Vs) du produit (3) immédiatement en amont de chaque cage considérée (2) dont il convient d'aJuster la vitesse, un organe (25) de mesure de la vitesse périphérique (wR) des cylindres de la cage amont voisine (1), un étage (27) de matérialisation du rapport (kit) de ces deux vitesse, et un dispositif (28) propre à commander le variateur (29) de contrssle de vitesse du moteur (13) d'entratnement des cylindres de la cage considérée (2) en fonction de la valeur dudit rapport de vitesses (ka). 7.- Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe de mesure de la vitesse linéaire du produit en cours de laminage (3) est d'un type propre à fournir une tension électrique (kVs) proportionnelle à la vitesse linéaire (Vs) du produit, en ce que l'organe (25) de mesure de la vitesse périphérique (wR) des cylindres de la cage amont voisine précitée (1) est d'un type propre à fournir une tension électrique (kwR) proportionnelle à ladite vitesse, et en ce que l'étage de matérialisation du rapport de ces deux vitesses est d'un type propre à fournir une tension électrique (kT) proportionnelle au rapport des deux tensions électriques de mesure précitées (kVs et kwR) qu'on y fait entrer. 8.- Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de mesure de la vitesse linéaire (Vs) du produit en cours de laminage (3) est une dynamo tachymétrique (21) entraînée par une roue (22) en contact non glissant avec ledit produit, en ce que l'organe de mesure de la vitesse-péri- phérique des cylindres de laminage (4, 5) de la cage amont wSske précitée (1) est une dynamo tachymétrique (25) reliée mécaniquement audit cylindre, et en ce que l'étage de matérialisation du rapport des tensions (kVs/kwR) fournies par ces deux dynamos tacnymétriques, est un circuit électronique approprié (27) dans lequel on fait entrer ces deux tensions et qui comporte un étage (27) pour effectuer le rapport (kit) desdites tensions, suivi d'un étage (28) de comparaison de la tension (kT) représentative du rapport des vitesses précitées à une tension rsprésentative d'une consigne de vitesse des cylindres de la cage considérée, le résultat de la comparaison étant une tension (c) injectée dans le variateur (29) de contrôle de vitesse du moteur électrique correspondant (13), équipé d'un système de commande électro nique adéquat.