Brevet FR2570623A1 — publié le 19860328

Laminoir tandem pour produits plats L'invention concerne un laminoir tandem pour produits plats sous forme de bandes comportant une pluralité de cages disposées l'une à la suite de l'autre et équipées de dispositifs de réglage de la traction de la bande constitués par des moyens de serrage des cylindres de la cage. Les laminoirs tandem à froid comportent une succession de cages disposées l'une à la suite de l'autre sur le trajet de la bande dont elles assurent une réduction progressive de l'épaisseur. La bande est maintenue parfaitement tendue dans l'espace entre deux cages successives ou espace inter-cage. Pour cela, on effectue un réglage de la traction dans la bande, dans chacun des inter-cages, pour maintenir cette traction-entre deux va- leurs prédéterminées qui dépendent du produit en cours de laminage. On main- tient ainsi les conditions de laminage constantes dans chacune des cages et l'on évite ainsi d'atteindre des niveaux de traction qui risqueraient d'en- trainer une rupture de la bande. La régulation du train tandem à froid est assurée de manière à ob- tenir une épaisseur de sortie de la bande parfaitement constante et pour cela on maintient l'épaisseur de la bande en sortie de la première cage par- faitement constante ainsi que les vitesses de la première et de la dernière cage. Les vitesses des cages intermédiaires peuvent être déduites de ces conditions car elles sont imposées par la loi de conservation des masses de métal traversant les cages du laminoir. Il n'est donc pas possible d'agir sur les vitesses de rotation des cylindres des cages pour régler la traction de la bande dans les inter- cages. On utilise donc généralement les dispositifs de serrage des cages pour régler la traction de la bande. Les cages de laminoir comportent en effet des moyens permettant de régler le serrage des cylindres du laminoir entre lesquels passe le produit plat en cours de laminage. Ces dispositifs de serrage permettent en particulier de compenser les déformations de la cage sous l'effort de laminage, pour maintenir l'épaisseur du produit sensi- blement constant en sortie de la cage. Ces dispositifs de serrage sont cons- titués généralement par des vérins hydrauliques disposés à chacune des ex- trémités des cylindres par l'intermédiaire desquels on réalise le serrage. Ces cylindres sont très souvent des cylindres d'appui qui transmettent la poussée des vérins hydrauliques du dispositif de serrage aux cylindres de travail. Pour effectuer le réglage de la traction de la bande dans un inter- 2 2570623 cage, on agit sur le dispositif de serrage hydraulique de la cage qui se trouve immédiatement en aval de cet inter-cage. Pour cela, on mesure la traction de la bande dans l'inter-cage et cette mesure est comparée à deux valeurs limites entre lesquelles on veut maintenir la traction. En cas de dépassement par valeur supérieure ou par valeur inférieure de l'une ou de l'autre des valeurs limites, on agit sur le système de serrage dans un sens ou dans l'autre. Dans le cas o la traction mesurée est trop forte, on aug- mente le serrage, ce qui a pour résultat de diminuer la traction en amont de la cage. Dans le cas contraire, on diminue le serrage hydraulique. Un tel procédé a cependant l'inconvénient d'entraîner des varia- tions de la flexion du cylindre par l'intermédiaire duquel on modifie le serrage et donc une modification de la flexion des cylindres de travail pen- dant le laminage. Il en résulte une diminution d'épaisseur du produit plat; cette épaisseur n'est pas constante dans la direction transversale. Les fibres du produit plat se déforment donc de façon différente suivant la largeur de la tôle; il en résulte des défauts de planéité dans la direc- tion transversale et dans la direction longitudinale de la tôle. Il est donc nécessaire de corriger la flexion des cylindres de travail par des dis- positifs de cambrage de ces cylindres qui agissent en sens inverse de la flexion occasionnée par le dispositif de serrage hydraulique. Cet ensemble est complexe et ne permet pas toujours d'obtenir un produit ayant une parfaite planéité. Le but de l'invention est donc de proposer un laminoir tandem pour produits plats sous forme de bande comportant une pluralité de cages disposées l'une à la suite de l'autre et comportant chacune deux cylindres de travail montés dans un bâti fixe entre lesquels passe le produit plat en cours de laminage et un dispositif de serrage des cylindres de travail ainsi que des dispositifs de mesure de la traction dans le produit plat dis- posés dans chacun des espaces situés entre deux cages successives, ou espa- ces inter-cage, sur le parcours de ce produit plat qui reste parfaitement tendu dans les espaces inter-cage, le dispositif de serrage d'une cage étant commandé par le dispositif de mesure de traction disposé dans l'espa- ce inter-cage situé juste en amont, pour le réglage de la traction du pro- duit plat dans cet espace inter-cage, ce laminoir permettant de régler la traction du produit plat dans les inter-cages sans créer de défauts de pla- néité et sans nécessiter l'utilisation de dispositifs de cambrage des cylin- dres de travail. Dans ce but, l'une au moins des cages du laminoir comporte au moins un dispositif de serrage constitué par un cylindre ayant un support fixe monté dans le bâti de la cage, une enveloppe tubulaire en contact avec l'un des cylindres de travail suivant une de ses génératrices et sur toute sa longueur, montée rotative autour du support fixe et une pluralité de vérins hydrauliques disposés radialement entre le support fixe et l'envelop- pe tubulaire comportant des pistons dont l'extrémité située vers la surface intérieure de l'enveloppe constitue au moins une chambre recevant du fluide sous pression pour former un film d'huile permettant la rotation de l'enve- loppe par glissement sur le film d'huile, l'alimentation des vérins en fluide hydraulique pour le déplacement des pis- tons dans la direction radiale étant commandée par le dispositif de mesure de traction dans l'inter-cage situé juste en amont de la cage considérée. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décri- re à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un laminoir tandem à froid pour produits plats, suivant l'invention, comportant quatre cages quarto. La figure 1 est une vue schématique du laminoir à froid, en coupe par un plan vertical parallèle à la direction de déplacement de la bande. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une des cages du laminoir représenté à la figure 1. Sur la figure 1, on voit un laminoir tandem à froid comportant quatre cages 1, 2, 3 et 4 dans lesquelles la t8le 5 passe successivement pour son laminage. Chacune des cages comporte deux cylindres de travail 6 et 7 un cy- lindre d'appui inférieur 8 constitué par un cylindre plein et un cylindre d'appui supérieur 9 à enveloppe tubulaire déformable. Dans les inter-cages entre les cages 1 et 2, 2 et 3 et 3 et 4, sont disposés successivement sur le trajet de la bande un dispositif de me- sure de planéité 10 et un dispositif de mesure de la traction dans la bande 11. Les éléments relatifs aux cages 1, 2, 3 et 4 respectivement seront affectés des indices a, b, c et d respectivement. De même, les éléments relatifs aux trois inter-cages successifs seront affectés des indices a, b et c. En sortie de la cage 1 est placé un dispositif 12 de mesure de l'épaisseur de la tôle 5. A la sortie de la cage 4, est placé un rouleau de mesure de planéité supplémentaire 10d. Sur la figure 2, on voit une cage du laminoir représenté sur la figure 1 dont le rouleau supérieur d'appui 9 comporte un support fixe 15 monté dans le bâti fixe 14 de la cage par l'intermédiaire de bouts d'arbres a et 15b et de rotules l7a et 17b. Le rouleau 9 comporte également une en- veloppe tubulaire 16 dont le diamètre intérieur est tel qu'un jeu subsiste entre le support fixe 15 du rouleau et la surface interne de l'enveloppe 16. Le support fixe 15 est usiné de façon à constituer cinq chambres 20 de direction radiale verticale qui peuvent être alimentées en fluide hydrauli- que par une canalisation centrale 23 également usinée dans le support 15. Des pistons 21 sont montés glissants et étanches dans les chambres 20 et constituent avec celles-ci des vérins de maintien de l'enveloppe 16 dans la direction radiale. Les pistons 21 comportent à leur extrémité dirigée vers la surface intérieure de l'enveloppe tubulaire 16 des dépressions 24 commu- niquant avec la chambre 20 alimentée en fluide hydraulique. Les pistons 21 permettent donc, lorsque les chambres 20 des vérins sont alimentées en flui- de hydraulique, de maintenir l'enveloppe 16 dans la direction radiale et de créer un film d'huile entre l'extrémité du piston et la surface intérieure de l'enveloppe 16. L'enveloppe 16 peut ainsi tourner autour du support fixe pratiquement sans frottement. L'alimentation en fluide hydraulique sous pression des chambres 20 des vérins est assurée par un circuit 25 comportant des éléments électro- hydrauliques de commande dont l'ouverture ou la fermeture dépend de la va- leur de la traction mesurée par le dispositif de mesure de traction 11 dis- posé immédiatement en amont de la cage considérée. La valeur de la traction mesurée par le dispositif 1I est compa- rée à deux valeurs de consigne entre lesquelles on veut maintenir cette traction. Dans le cas o la traction sort de l'invervalle défini par lesva- leurs de consigne, les pistons 21 des vérins sont déplacés dans un sens ou dans l'autre, de la même quantité, par l'intermédiaire du circuit hydrauli- que 25. L'ensemble des pistons 21 déplace donc l'enveloppe tubulaire 16 dans un sens ou dans l'autre sans modifier la forme de la génératrice de contact entre cette enveloppe 16 et le rouleau supérieur de travail 6. On peut ainsi modifier le serrage de la cage et donc régler la traction de la bande à l'amont de cette cage, sans modifier la forme de génératrice de contact et donc le réglage permettant d'obtenir un produit d'une parfaite planéité. Ceci est obtenu grace à une répartition des vérins de déplacement de l'enveloppe du cylindre d'appui sur toute la longueur de ce cylindre. Les dispositifs de serrage des cages de laminoir suivant l'art antérieur n'agissaient que par l'intermédiaire des extrémités du cylindre par l'inter- 2570623 médiaire duquel on effectuait le réglage. On voit sur la figure 1, que le réglage des différentes cages suc- cessives 1, 2, 3 et 4 n'est pas identique et que seules les cages 2, 3 et 4 comportent un ensemble de réglage de la traction dans l'inter-cage situé en amont, par déplacement de l'enveloppe du cylindre d'appui 9. Ces disposi- tifs permettent de régler la traction de la bande 5 dans les trois inter- cages du train tandem à froid. En revanche, les quatre cages 1, 2, 3 et 4 comportent un ensemble permettant le réglage de planéité et éventuellement le réglage d'épaisseur en utilisant le rouleau d'appui supérieur à enveloppe déformable. Pour cela, les déplacements des cinq vérins disposés suivant la longueur des rou- leaux d'appui 9 sont commandés non plus dans leur ensemble mais séparément par un circuit de commande recevant les indications d'un rouleau de planéi- té 10 et éventuellement dans leur ensemble par un circuit de commande rece- vant les indications d'une jauge de mesure d'épaisseur telle que 12. Une telle méthode de réglage d'épaisseur et de planéité a été dé- crite dans la demande de brevet 83-16331 du 14 Octobre 1983 de la Société CLECIM. Il est à noter que ces déplacements de l'enveloppe des cylindres 9 se superposent au déplacement dû au serrage pour la régulation de traction dans la bande. Ces déplacements des différents vérins pour le réglage de planéité ne sont pas identiques comme dans le cas du réglage de traction. D'autre part, les dispositifs de mesure d'épaisseur et de planéité sont dis- posés en aval de la cage sur laquelle est effectué le réglage de planéité et d'épaisseur. Les moyens de réglage de la traction d'une part et de l'épaisseur et de la planéité d'autre part sont donc bien distincts bien qu'ils fassent appel à un même rouleau d'appui à enveloppe mobile et déformable. On pourrait d'ailleurs concevoir. un train tandem à froid o les rouleaux d'appui à enveloppe mobile grâce à des vérins serviraient unique- ment au réglage de la traction dans la bande. Les principaux avantages du laminoir suivant l'invention sont de permettre un réglage de traction de la bande dans les inter-cages ne créant pas de défaut de planéité et d'éviter ainsi l'utilisation de moyens de cam- brage des rouleaux de travail pour la correction de ces défauts de planéi- té. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été dé- crit elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi qu'il est possible d'imaginer l'utilisation, dans un train tandem à froid, de moyens de réglage de la traction suivant l'inven- tion dans certaines cages seulement, les autres cages étant équipées de moyens de serrage suivant l'art antérieur. L'effet de ces dispositifs ame- nant des variations de profil et de planéité peut en effet s'avérer très faible ou nul dans certaines cages du train à froid mais au contraire très important dans d'autres cages. Les cages équipées de moyens de réglage de la traction suivant l'invention pourront comporter deux cylindres d'appui à enveloppes mobiles et déformables, les enveloppes de ces deux cylindres étant commandées simul- tanément pour leur déplacement conduisant au serrage du laminoir, à partir des indications du dispositif de mesure de traction dans l'inter-cage dispo- sé en amont. Les rouleaux d'appui à enveloppe mobile et déformable peuvent avoir un nombre de chambres variable d'une cage à l'autre. Le laminoir tandem à froid suivant l'invention peut comporter non seulement des cages quarto comme il a été décrit mais encore des cages ayant un plus grand nombre de rouleaux, par exemple des cages sexto compor- tant des cylindres intermédiaires entre les cylindres d'appui et les cylin- dres de travail. Dans le cas o l'on effectue sur les cages de laminoir à la fois un réglage de traction de la bande et un réglage d'épaisseur et de planéi- té, les dispositifs de mesure de la traction et de la planéité disposés dans les inter-cages permettant de commander les moyens de réglage des cages peuvent être non seulement distincts comme dans l'exemple de réalisa- tion qui a été décrit mais également confondus. On peut par exemple utiliser un seul rouleau de mesure de planéi- té disposé dans chacun des inter-cages qui mesure la répartition transversa- le de la traction dans la bande. Les mesures obtenues à partir de ce rou- leau de planéité servent d'une part à commander individuellement les dépla- cements des vérins du rouleau d'appui à enveloppe déformable disposés en amont du rouleau de planéité et d'autre part à commander les déplacements identiques des vérins du rouleau à enveloppe mobile et déformable de la cage disposée en aval du rouleau de planéité. Pour commander les déplace- ments permettant le réglage de traction, par serrage de la cage disposée en aval du rouleau de planéité, on élabore un signal représentatif d'une trac- tion moyenne dans la bande obtenu à partir des indications des différentes parties du rouleau de mesure de planéité. Dans tous les cas cependant, la commande des moyens de réglage de planéité et la commande des moyens de réglage de la traction restent dis- 7 257062 tinctes, même si les moyens de mesure disposés entre les cages et les moyens d'actionnement disposés dans les cages sont communs. Le laminoir tandem suivant l'invention peut être utilisé pour le laminage à froid de tout produit plat sous forme de bande qui passe d'une cage à l'autre en restant parfaitement tendu dans les espaces inter-cages. L'invention s'applique également à tout laminoir tandem à chaud dont le mode de contrôle serait identique à celui d'un laminoir tandem à froid, en ce qui concerne la traction du produit en cours de laminage. 70623 REVENDICATIONS 1.- Laminoir tandem pour produits plats sous forme de bande com- portant une pluralité de cages (1, 2, 3, 4) disposées l'une à la suite de l'autre et comportant chacune deux cylindres de travail (6, 7) montés dans un bâti fixe (14) entre lesquels passe le produit plat (5) en cours de lami- nage et un dispositif de serrage des cylindres de travail (6, 7) ainsi que des dispositifs de mesure de la traction dans le produit plat (11) disposés dans chacun des espaces situés entre deux cages successives ou espaces inter-cages, sur le parcours de ce produit plat (5) qui reste parfaitement tendu dans les espaces inter-cages, le -dispositif de serrage d'une cage étant coandé par le dispositif de mesure de traction disposé dans l'espa- ce inter-cage situé juste en amont pour le réglage de la traction du pro- duit plat (5) dans cet espace inter-cage, caractérisé par le fait que l'une au moins des cages du laminoir (2, 3, 4) comporte au moins un dispositif de serrage (9) constitué par un cylindre ayant un support fixe (15) monté dans le bâti (14) de la cage, une envelop- pe tubulaire (16} en contact avec l'un des cylindres de travail (6, 7) sui- vant une de ses génératrices et sur toute sa longueur, montée rotative autour du support fixe (15) et une pluralité de vérins hydrauliques (20, 21) disposés radialement entre le support fixe (15) et l'enveloppe tubulai- re (16) comportant des pistons (21) dont l'extrémité située vers la surface intérieure de l'enveloppe (16) constitue au moins une chambre (24) recevant de l'huile sous pression pour former un film d'huile permettant la rotation de l'enveloppe (16) par glissement sur le film d'huile, l'alimentation des vérins (20, 21) en huile pour le déplacement des pistons (21) dans la direction radiale étant commandée par le dispostif de mesure de traction (11) dans l'inter-cage situé juste en amont de la cage considé- rée. 2.- Laminoir tandem suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des cages quarto comportant deux cy- lindres de travail (6, 7), un cylindre d'appui monobloc (8) et un cylindre d'appui (9) à enveloppe mobile et déformable maintenue dans la direction ra- diale par des vérins hydrauliques (20, 21) dont les pistons (21) sont com- mandés pour leur déplacement simultané par un circuit hydraulique (25), en fonction des indications du dispositif de mesure de traction (11) disposé dans l'inter-cage immédiatement en amont de la cage sur laquelle on effec- tue le réglage. 9 2570623 3.- Laminoir tandem suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des cages quarto ayant deux cylin- dres de travail (6, 7) et deux cylindres d'appui (9) à enveloppe mobile et déformable en contact avec chacun des rouleaux de travail (6, 7) respective- ment, dont l'enveloppe mobile 16 est maintenue dans la direction radiale par des vérins hydrauliques (20, 21) dont le déplacement des pistons (21) simultanément et d'une même quantité est commandé par un circuit hydrauli- que (25), en fonction des indications d'un dispositif de mesure de traction (11) de la bande (5) dans l'espace inter-cage disposé immédiatement en amont de la cage considérée. 4.- Laminoir tandem suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte, en aval de chacune de ces cages (1, 2, 3, 4) des dispositifs de mesure de planéité (10) et que le cylindre d'ap- pui (9) à enveloppe mobile et déformable dans chacune des cages est utilisé pour les corrections de planéité, les pistons (21) des vérins hydrauliques (20, 21) de maintien de l'enveloppe (16) du cylindre d'appui (9) à envelop- pe mobile et déformable (16) étant commandés individuellement par un cir- cuit hydraulique, en fonction des indications du dispositif de mesure de planéité (10) disposé dans l'inter-cage disposé immédiatement en aval de la cage considérée. 5.- Laminoir tandem suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif de mesure de traction (11) dans l'un au moins des inter-cages est constitué par un rouleau de mesure de pla- néité permettant de déterminer la valeur de la traction dans la bande en différents endroits de sa largeur, le dispositif de serrage de la cage dis- posée immédiatement en aval du rouleau de planéité constitué par le cylin- dre d'appui (9) à enveloppe déformable (16) étant commandé à partir d'une valeur moyenne de la traction obtenue à partir des valeurs de la traction mesurées par le rouleau de planéité. NEUF PAGES CLEGCIM