Brevet FR2571281A1 — publié le 19860411

Procédé et installation poux diviser et ébouter sans chutes résiduelles des matières à laminer tubulaires ou en barres.- L'invention concerne d'abord un procédé pour diviser et ébouter, sans produire de chutes résiduelles inutilisables, des matières à laminer tubulaires ou en forme de barres, après un ou plusieurs-trains de laminoirs montés à la suite les uns des autres, au moyen d'un dispo- sitif de séparation réglable pour des coupes de longueurs variables. Les trains de laminoirs sont aussi des blocs de laminoirs comportant plusieurs cages de laminoirs dispo- sées étroitement à la suite les unes des autres. Quand une matière à laminer tubulaire ou en forme de barres est laminée, la matière mise en oeuvre se présente, en général, avec des longueurs et des poids différents, de sorte qu'après laminage, les pièces finies présentent des longueurs très variées.- Pour tenir compte des désirs des utilisateurs, des normes afférentes et aussi des conditions de travail ultérieur, on tend à diviser les matières laminées en longueurs autant que possible égales, ce qui, toutefois, a pour effet, en raison des différences des longueurs totales des différentes pièces laminées qu'il est obtenu des bouts résiduels de différentes longueurs. Ces bouts résiduels provoquent des difficultés dans les ateliers de finissage montés à la suite et au cours des transformations ultérieures, de sorte qu'il faut les trier. Comme ils sont difficilement vendables, ou même pas du tout, ces bouts résiduels représentent une perte économique. On connaSt, en conséquence, différents procédés et installations avec lesquels-on divise les pièces lami- nées finies de façon qu'il ne reste aucun bout résiduel. Cela est possible, dans les procédés et dispositifs connus, si l'on connatt, en temps voulu, la longueur totale de chacune des pièces laminées finies, c'est-à-dire avant que la première coupe soit opérée par le dispositif de coupe. Ce dernier peut alors être réglé à une longueur de coupe qui est un multiple exact de la longueur totale de la pièce laminée dont il s'agit, de sorte qu'il ne reste aucune chute résiduelle. Les longueurs de coupe sont alors différentes pour les différentes pièces laminées, mais rentrent cepen- dant dans le champ des tolérances de longueurs que pres- crivent les normes, de sorte qu'il n'est rencontré aucune difficulté dans le travail ultérieur, ni lors de la vente. Un problème essentiel, dans ces types connus de division sans chutes résiduelles de pièces laminées, réside en ce que la longueur totale ne peut être mesurée que si la pièce est finie et que son extrémité a quitté la dernière cage de laminage. Dans ce procédé, on ne peut donc commencer la première coupe de division que si l'on a mesuré, après la dernière cage de laminage, la pièce laminée dont la longueur dépasse fréquemment 100 m. Dans la pratique, cela est cause de ce que le dispositif de coupe soit éloigné de la dernière cage de laminage du dernier train de laminage dkne distance suffisamment grande dont on ne dispose toutefois pas toujours. Il a été en consé- quence, mis au point un procédé avec lequel il est possible de déterminer la longueur totale de chaque pièce laminée finie avant même que le laminage soit réellement achevé. On peut alors notamment placer le dispositif de coupe peu après le dernier train de laminoirs et cependant ajuster la coupe à une longueur telle qu'il ne reste aucun bout résiduel. Dans un procédé connu pour diviser sans chutes inutilisables des matières laminées tubulaires ou en forme de barres (brevet DE 1 144 083), chacune des pièces de matières que l'on met en oeuvre est pesée avant d'être introduite dans le ou les trains de laminage, et ce poids est transmis à une unité de calcul, à laquelle il est indiqué, en outre, la surface en coupe transversale, dési- rée et par suite connue de la pièce quand son laminage sera terminé, ainsi que la densité connue également, de la ma- tière. D'après ces chiffres, il est possible déjà de calculer la longueur totale de chacune des pièces quand elle sera laminée, avant que ce laminage soit réalisé. Pour obtenir la longueur de coupe pour laquelle le dispositif de coupe doit être réglé, on divise la longueur totale attendue par un nombre de pièces choisi d'avance, d'après quoi on obtient une longueur de coupe provisoire. On examine ensuite cette dernière pour savoir si elle se trouve entre une longueur minimum sélectionnée et une longueur maximum également sélec- tionnée. Si ce n'est pas le cas, on modifie le nombre de pièces choisi, et divise la longueur totale précédemment déterminée, mais cette fois par le nouveau nombre de pièces de sorte que l'on obtient une nouvelle longueur de coupe que l'on examine à nouveau le point de savoir si elle se trouve entre la longueur minimum et la longueur maximum choisies. Aussitôt arrivé à un tel résultat, on règle le dispositif de coupe à la longueur de coupe définitive. La pièce dont le laminage est terminé est alors coupée à la longueur déter- minée, après la dernière cage du train de laminage, a plusieurs reprises. Une cellule photo-électrique signale im- médiatement après la dernière cage, le commencement de la pièce laminée et par suite le début de l'opération de coupe, pendant qu'il est tenu compte de la distance entre la cellule photo-électrique et le dispositif de coupe au moyen d'un montage de délai. L'inconvénient de ce procédé connu est qu'il demande une dépense relativement grande en appareils et installations, en particulier une bascule pour peser exac- tement la matière mise en oeuvre. Comme celle-ci présente déjà une longueur qui n'est pas négligeable, la bascule doit présenter aussi cette longueur, ce qui augmente l'en- combrement de l'ensemble de l'installation. D'autre part, ce procédé connu est relativement imprécis, car avec des bascules convenant pour le fonctionnement brutal des trains de laminage et la longueur et le poids de la matière mise en oeuvre, le poids ne peut pas être déterminé avec suffisam- ment de précision. En outre, on ne tient pas compte dans le procédé connu, du poids de l'amorce qui tombe de la matière laminée dans le ou les trains de laminage. De plus, à chaque modification de la section transversale de la matière lamie et du poids spécifique, il faut faire à la main une nouvelle introduction ce qui est peu pratique. Enfin, dans le procédé connu, on n'obtient aucune longueur fixe exac- tement choisie de la matière laminée, mais seulement des longueurs de coupe qui varient d'une pièce laminée à l'autre en fonction de la matière mise en oeuvre. On ne tient pas compte, dans cette solution connue, de la coupe des bouts inutilisables désignés aussi comme chutes. En conséquence, l'invention a pour objet, de réaliser un procédé et une installation avec lesquels il soit possible d'exécuter automatiquement, avec un inves- tissement en appareillage particulièrement faible, avec une grande précision et un faible encombrement, une division ne donnant aucun bout résiduel et un éboutage précis, même de sections assez longues. A cet effet, l'invention propose que la section avant de la longueur de chaque pièce de matière lami- née dont le laminage est terminé est divisée, et éventuelle- ment éboutée, à des longueurs fixes voulues ou à des multiples de ces longueurs et que seule la section arrière de la longueur est divisée, et éventuellement éboutée, en longueurs seulement analogues aux précédentes, d'une façon connue, sans formation de chutes inutilisables, la longueur de la section arrière étant déterminée d'après la vitesse de la matière laminée, que l'on mesure et que l'on multi- plie par le temps écoulé entre le passage, à un premier point de contrôle avant le ou les trains de laminage et à un second point de contrôle après ce ou ces trains, du début de la pièce laminée, la division sans formation de chutes, de la section arrière de la longueur commençant lors du franchissement du premier point de contrôle par le bout d'extrémité de la matière laminée. Par ce moyen on arrive d'abord à ce qu'il soit produit un nombre relativement important de longueurs fixes désirées et de multiples entiers, qui forment le produit recherché et qui sont particulièrement avantageux aussi bien pour les travaux ultérieurs que pour la vente. Seule la section arrière de la longueur qui peut être sensiblement plus courte que la section avant, mais pas nécessairement, est divisée de façon à ne donner aucune chute par un des procédés connus, de sorte que, en général il est obtenu seulement un nombre réduit de longueurs séparées qui s'écartent des longueurs fixes souhaitées ou de leurs multiples entiers. La longueur de la section longue arrière et, par suite, le nombre de longueurs sépa- rées qui se forment par une division ne donnant pas de chutes, dépend essentiellement de l'écartement entre le premier et le second point de contrôle. Comme un tel point de contrôle formé par exemple par l'utilisation d'une cellule photo-électrique ne prend que peu de place, il peut être placé aux endroits les plus différents, de sorte que l'on dispose, dans une large mesure, des moyens de décider la grandeur des sections longitudinales avant et arrière de la pièce laminée. Avec la suppression de la bascule et l'utilisation de simples cellules photo-élec- triques qui peuvent même être remplacées par des commutateurs, ou des émetteurs d'impulsions de différents types, l'inves- tissement en appareiIage reste faible. En outre, il n'est pas nécessaire pour la réalisation du procédé de l'inven- tion, de plus de place qu'il ne serait de toute façon nécessaire pour le dispositif de coupe monté à la suite des trais de laminage dans leur exécution la plus simple, c'es à dire sans division supprimant les chutes inutilisables, En même temps, il est obtenu une grande précision dans la détermination de la longueur totale de la pièce laminée, car au lieu du poids qui ne sera déterminé que d'une façon imprécise, il est assuré aux points de contr8le, suivant l'invention, une mesure du temps exact, liée à la distance connue exactement qui sépare les deux points de contr8le, qui a été fixée normalement au moment de la construction de l'installation et qui est, en général, maintenue. La mesure de la vitesse et du temps qui doit se faire suivant l'invention est relativement simple à exécuter et est précise. Il est exclu que les résultats soient faussés par la chute d'une aborce. Le procédé suivant l'invention fonctionne en outre automatiquement et ne requiert surtout, même si l'on change de programme, pas de réglage ni d'ajus- tement. Même la mise en place ou le démontage de cages de laminage isolées à partir du ou des trains de laminage ne demande aucun changement. On supprime l'indication du poids spécifique ou de la section. Un autre avantage essentiel réside en ce que, avec le procédé suivant l'invention, il est possible d'affranchir les bouts de la pièce laminée à une longueur Quelconque. La longueur d'éboutage est fixée empiriquement suivant le type de matière laminée et le train de laminage. Comme dans le procédé suivant l'invention, on connaît déjà la longueur de la section arrière avant qu'elle soit laminée et que la longueur d'éboutage est choisie d'une façon fixe, on connait aussi le point de coupe pour la coupe d'affranchissement. Celle-ci limite vers l'arrière la partie de la section arrière qui doit être coupée sans provoquer la formation de chutes. L'invention concerne, en outre, une instal- lation pour l'exécution du procédé décrit ci-dessus qui possède un ou plusieurs trains de laminage montés les uns à la suite des autres, et au moins un dispositif de coupe pouvant assurer des longueurs de coupe variables. Dans un tel dispositif, avant la première cage, éventuellement même à une plus grande distance du premier ou de chacun des trains de laminoirs, il est disposé, comme premier point de contrôle, une cellule photo-électrique, et après la dernière cage du dernier, ou de chacun des trains de lami- noirs, il est disposé, conmme second point de contr8le, une autre cellule photo-électrique, pendant qu'il est prévu, dans la zone de chaque second point de contr8le, supplémentaire- ment, un tachymètre pour la matière laminée qui se déplace, et que les cellules phot-électriques et les tachymètres sont reliés à un groupe de calcul et de commande, pour déterminer la longueur de la section arrière de la longueur de la matière lamine et la longueur de coupe voulue pour qu'elle puisse être coupée sans chute inutilisable, ainsi qu'à son début. Les appareils eux-mames sont connus de sorte que seuls font l'objet de l'invention leur -utilisation que l'on propose, ici, ainsi que le type de leur disposition. Il a été constaté qu'il y a avantage à disposer, avant la première cage du premier ou de chacun des trains de laminage, un appareil de mesure de la vitesse. Avec ces appareils places à ces endroits,les modifications de la vitesse des cylindres qui se produiraient éventuellement pendant la période de mesure sont aussit8t observées et elles sont envoyées, par une émission automatique vers l'unité de calcul, pour la correction des résultats. Sous le terme de période de mesure, il faut comprendre ici l'espace de temps qui s'écoule entre le passage du commencement de la pièce laminée au premier et au second point de contr8le. S'il se produit, pendant cette courte durée des modifications de la vitesse, celles-ci pourraient entraîner, s'il n'en était pas tenu compte, des erreurs de résultats, dans le calcul de la longueur de la section arrière de la longueur, ce qui est ainsi évité. L'invention et son mode d'action sont exposés en détail avec l'aide du dessin annexé. Venant suivant la direction de la flèche x, la matière à laminer tubulaire ou en forme de barre arrive, comme matière mise en oeuvre, dans un premier bloc de laminage 1 dont les cages sont entraînées par un ensemble 2 qui est constitué habituellement d'un moteur et d'un changement de vitesse. A la suite du premier bloc 1, se trouve un second bloc de laminage 3 avec son entraînement 4 qui est suivi ensuite d'un dispositif de coupe 5 qui peut être réalisé aussi bien sous la forme d'une cisaille que d'une scie, ou de disques de coupe et qui est représenté seulement sous la forme d'un symbole. En- tre le second bloc de laminage 3 et la cisaille 5 sont disposés une cellule photo-électrique 6 ainsi qu'un tachy- mètre 7, la succession de la cellule photo-électrique 6 et du tachymètre 7 pouvant aussi être inversée. La même dis- position, savoir une cellule photo-électrique 8, un tachy- mètre 9 et une cisaille 10 se trouve entre les blocs de laminage 1 et 3. Ici aussi, l'ordre de succession de la cellule photo-électrique -8 et du tachymètre 9 peut être inversé. Une autre cellule photo-électrique 11 est placée avant la première cage du bloc de laminage 1, la distance pouvant aussi être beaucoup plus grande. Pour rendre plus nette cette dernière disposition, la cellule photo-électri- que 11 est représentée encore une fois loin vers la gauche par des lignes en traits-points. La matière mise en oeuvre est d'abord envoyée, en venant suivant la direction de la flèche X, dans le bloc 1 de laminage. Le début de la matière à laminer est d'abord enregistré par la cellule photoélectrique 11 et peu de temps après, l'est de même par la cellule photo- électrique 6, quand elle a quitté la dernière cage de laminoir du bloc 3. Il est enregistré, par le groupe de calcul et de commande qui n'est pas représenté, le temps utilisé par le début de la matière laminée pour arriver de la cellule 11 à la cellule 6. En outre, l'ensemble de calcul et de commande reçoit à peu près en méme temps, du tachymètre 7, la vitesse de la pièce dont le laminage est terminé. Sa section de longueur avant est divisée par le dispositif de coupe 5, aux longueurs fixes voulues ou un multiple entier de ces longueurs, correspondant à un ajus- tément de la longueur de coupe du dispositif de coupe 6 qui a été indiqué auparavant et peut être choisi à peu près librement. L'état de fonctionnement décrit ci-dessus se modifie seulement au moment o l'extrémité de la matière mise en oeuvre a atteint la cellule photoélectrique 11 avant le premier bloc 1 de laminage. La matière en cours de laminage qui se trouve encore dans l'installation entre la cellule photoélectrique 6 et la cellule 11, forme la section arrière de la matière lamirnée, qui toutefois n'est alors pas encore entièrement laminée, et donc n'a pas encore sa longueur finale. Le groupe de calcul et de commande connaît toutefois déjà par la multiplication qu'elle a déjà effectuée au cours de l'introduction de la matière à lami- ner, de la vitesse par le temps t1, qui est celui qui est nécessaire pour que le début de la pièce à laminer arrive de la cellule photo-électrique 1! à la cellule photo-élec- trique 6, exactement la longueur réelle laminée finie de la section de longueur arrière que l'on attend encore à la cellule photoélectrique 6 au moment de l'annonce du bout de la pièce laminée par la cellule photoélectrique 11. La distance qui sépare les deux cellules photo-électriques 6 et 11 n'est ainsi pas égale à la longueur de la section arrière de longueur de la pièce laminée finie, mais au contraire correspond seulement à celle-ci parce que la matière laminée se trouve encore dans les blocs 1 et 3 de laminage, y subit une diminution de section et y prend en conséquence une extension correspondante, de sorte qu'à létat complètement laminée, elle est, après le bloc de laminage sensiblement plus longue que la distance a qui sépare les deux cellules photo- électriques 6 et 11. Le résultat de la multiplication de la vitesse V1 et du temps t1 donne toutefois exactement la longueur L1 de la section de longueur arrière de la pièce laminée quand son laminage sera termine. En déplaçant la cellule photoélectrique 11, on peut modifier la longueur L de la section de longueur arrière si cela est avantageux au point de vue de la division supprimant les chutes inu - tilisables. La longueur L1 de la section de longueur arrière dont le laminage est terminé, qui se forme à partir de la matière à laminer dont le laminage n'est pas terminé et qui reste entre les cellules photoélectriques 6 et 11 ne représente, dans la pratique, pas encore la longueur totale de la section arrière de la longueur de la matière laminée quand elle sera complètement laminée et qui doit être divisée sans former de chute. Il doit encore s'y ajouter notamment la longueur L2 qui se trouve entre la dernière coupe du dispositif de coupe5 et la cellule photo-électrique 6 et ce même au moment o la cellule photo- électrique 11 est atteinte par le bout de la matière mise en oeuvre. Cette longueur L2 qui peut être purement par hasard égale à la distance qui sépare la cellule photo-électrique 6 du dispositif de coupe 5, mais qui présente toutefois au moins cette longueur est également nnue, car dans les disposi- tifs de coupe 5 connus, o la-longueur de coupe variable est réglable, la distance de la dernière coupe est toujours enregistrée. De cette distance momentanée de la dernière coupe par rapport au dispositif de coupe et de la distance entre ce dispositif de coupe 5 et la cellule photo-électrique 6 qui est connue et constante, on déduit la longueur. qui forme, en commun avec la longueur L1, la longueur réelle totale de la section de longueur arrière de la pièce laminée finie qui doit alors être divisée sans former de chutes. Le dispositif de coupe reçoit, à cet effet, d'une façon connue et d'un dispositif d'optimisation connu, de nouvelles longueurs de coupe à réalier et coupe à ces longueurs jusqu'à ce que le bout de la pièce ait atteint la cisaille, Avec l'introduction d'un nouveau bloc de matière à mettre en oeuvre, par exemple lors du passage devant la cellule photo-électrique 11 d'un nouveai début depièce de matière, le dispositif de coupe 5 est à nouveau réglé à la longueur fixe désirée et mémorisée, ou à un multiple entier de celle-ci, afin de couper à longueur la section avant de la longueur. Dans l'exemple ci-dessus, les blocs de laminage 1 et 3 doivent être considérés comme un train de laminage, auprès duquel la ceiule photoélectrique 8, le tachymètre 9 et le dispositif de séparation 10 exercent aucune fonction. Suivant le programme de laminage et la matière mise en oeuvre, il arrive cependant que le bloc de laminage 1, ou le bloc de laminage 3 n'est pas néces- saire, par ce quepour obtenir la section finale voulue, on n'a pas besoin d'une aussi importante diminution de la section. Celle-ci peut être alors obtenue avec l'un seule- ment des blocs 1 ou 3. Pour ce cas, ce qui a été exposé ci- dessus est en principe valable. Si l'on utilise, par exemple, le bloc de laminage 1,1la cellule photo-électrique 8 assure la fonction de la cellule 6, le tachymètre 9 celle du tachymètre 7 et le dispositif de oupe 10 celle du dispo- sitif de coupe 5. La distance a1 correspond alors à la dis- tance a de l'exemple précédent. En outre, au moyen de la disposition de la cellule photo-électrique 8, du tachymètre 9 et du disposi- tif de coupe 10, on a la possibilité d'exécuter le procédé suivant l'invention pour chacun des blocs de laminage 1 et 3 séparément, c'est-àdire qu'ils se suivent deux fois directement à la suite l'un de l'autre. La cellule photo- électrique 8 assure alors une double fonction, notamment celle du deuxième point de contr8le du bloc 1 de laminage et celle du premier point de contr8le du bloc 2. La distance a2 correspond à la distance a, toutefois seulement pour le bloc 3. Une telle exécution doublée du procédé suivant l'invention est surtout judicieuxe quand on veut effectuer un contr8le de plausibilité pour pouvoir constater mieux et plus vite, un défaut éventuel de l'installation. Devant le premier bloc 1 de laminage, il est prévu un autre tachymètre 12 qui peut être disposé non seule- ment avant, comme il est représenté, mais aussi après la cellule photoélectrique 11. Avec lui et avec le tachymètre 9 qui est avant le second bloc de laminage 3, il est possible de constater des modifications de la vitesse et ce, surtout celles qui se produiraient pendant la période de meure, c'est-à-dire pendant l'espace de temps pendant lequel le début de la pièce à laminer se trouve entre la cellule pho- to-électrique 11 ét la cellule photo-électrique 8 ou 6, suivant celle de ces deux dernières qui est utilisée comme secondpoint de contrôle. Ces mndifications de la vitesse restent inaperçues et ne sont pas corrigées, si l'on mesure seulement avec le tachymètre 7 la vitesse d'avancement après le bloc 3 de laminage. Dans de nombreux cas, il est nécessaire de couper le bout arrière de la matière à laminer, donc de l'ébouter parce qu'il serait inutilisable et/ou pourrait provoquer des perturbations. Sa longueur sera déterminée d'après des chiffres empiriques ou après essai. Si par exemple, l'éboutage doit être fait entre les blocs de laminage 1 et 3 avec le dispositif de coupe 10, cela est possible suivant l'invention, même si la longueur d'ébou- tage est plus grande que la distance qui sépare le disposi- tif de coupe 10 de la cellule photo-électrique 8 qui annonce habituellement l'arrivée du bout de la matière à laminer A cet effet, il est nécessaire comme dans la division sans formation de chutes de la section arrière de la longueur, de connaître la longueur réelle avant même le laminage, ce qui est possible par le procédé suivant l'invention. De cette longueur, on soustrait la longueur d'éboutage et con' natt ainsi le point o doit se faire la coupe d'éboutage. Le tachymètre 9 sert en même temps d'instrument de mesure de la longueur, car il mesure la longueur parcourure par la matière laminée par unité de temps. Aussit8t que la longueur calculée de matière laminée a dépasse l'appareil 9, l'im- pulsion pour la coupe d'éboutage se produit. Il va de soi que les distances constantes connues qui séparent les points de mesure et les dispositifs de coupe sont indiquées au groupe de calcul, et qu'il en est tenu compte. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour diviser sans formation de chutes inutilisables et ébouter une matière laminée tubu- laire ou en forme de barres après un ou plusieurs trains de laminage disposés- à la suite l'un de l'autre, au moyen d'un dispositif de coupe qui peut être réglé pour des longueurs de coupe variables, procédé caractérisé en ce que la section avant de la longueur de chaque pièce de matière laminée dont le laminage est terminé est divisée, et éventuellement éboutée, à des longueurs fixes voulues ou & des multiples de ces longueurs et que seule la section arrière de la longueur est divisée et éventuellement éboutée, en longueurs seulement analogues aux précédentes d'une façon connue, sans formation de chutes inutilisables, la longueur de la sec- tion arrière étant déterminée d'après la vitesse de la matière laminée que l'on mesure et que l'on multiple par le temps écoulé entre le passage, à un premier point de controle avant le ou les trains de laminage et à un second point de contr8le après ce ou ces trains, du début de la pièce laminée, la division sans formation de chutes, de la section arrière de la longueur commençant lors du franchis- sement du premier point de contr8le par le bout d'extrémité de la matière laminée. 2 ) Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendication 1, comportant un ou plusieurs trains de laminoirs disposés à la suite les uns des autres et au moins un dispositif de coupe monté à la suite des précédents et dont la longueur de coupe est variable, dispositif caractérisé en ce que avant la première cage, éventuellement même à une plus grande distance du premier ou de chacun des trains de laminoirs (1, 3) il est disposé comme premier point de contrôle, une cellule photo-élec- trique (11, 8) et après la dernière cage du dernier ou; de chacun des trains de laminoirs (1, 3) il est disposé, comme second point de contrôle, une autre cellule photo- électrique (6, 8) pendant qu'il est prévu dans la zone de chaque second point de contr8le, supplémentairement, un tachymètre (7, 9) pour la matière laminée qui se déplace, et que les cellules photo-électriques (6, 8, 11) et les tachymètres (7, 9) sont reliés à un groupe de calcul et de commande pour déterminer la longueur de la section arrière de la longueur de la matière laminée et la longueur de coupe voulue pour qu'elle puisse être coupée sans chute inutilisable ainsi qu'à son début. 30) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est disposé, avant la première cage du premier ou de chacun des trains de laminoirs (1, 3) un tachymètre (12, 9).