Brevet FR2565134A1 — publié le 19851206

Procédé pour régler un écartement de finition des bords dans un laminoir La présente invention concerne un procédé pour régler la largeur d'une plaque ou d'une tôle lors d'un laminage de plaques ou de tôles. Ces dernières années, dans le domaine des procédés de fabrication de plaques ou de dalles dans des installations de laminage à chaud de plaques minces, on est passé rapidement du laminage en lingots de l'art antérieur à un laminage continu, en raison d'un besoin d'accroissement de productivité et d'économie d'énergie. Cependant, par rapport au procédé de laminage en lingots qui est d'une mise en oeuvre relativement aisée du fait qu'il peut fournir des plaques possédant n'importe quelle taille pour une largeur de consigne finale donnée, le procédé de laminage en continu, ne peut fournir que par paliers des plaques possédant des tailles différentes. C'est pourquoi il est nécessaire d'avoir un procédé de laminage à échelle industrielle pour déterminer une largeur de plaque laminée dans un procédé de laminage grossier, par rapport aux cas de l'art antérieur. Cependant lorsque l'on met en oeuvre un tel laminage à l'échelle industrielle ou bien un laminage horizontal, on sait que l'on obtient des parties comportant des déformations irrégulières notables, comme par exemple des queues de poisson, au niveau du bord avant ou bord entrant et du bord arrière ou bord sortant de la plaque, et de telles parties déformées empêchent un accroissement du rendement. En outre on obtient une variation ou un écart de la largeur de la plaque par rapport à une largeur de con- signe, au niveau de parties à déformation régulière, en raison des traces des glissières, et l'amplitude de cette variation ou de cet écart ne peut pas être négligée. Jusqu'à présent, afin d'empêcher que ne se forment des parties à déformation irrégulière au niveau du bord avant et du bord arrière de la plaque, il était proposé de régler à l'avance l'écartement ou l'ouverture de refoulement ou de finition des bords, an utilisant une équation obtenue préalablement à partir de données expérimentales (voir par exemple la demande de brevet japonaise publiée sous le n 69 556/79). La valeur du réglage est selon la méthode traditionnelle, déterminée préalablement à l'aide du programme de passe standard et de cette façon on peut réaliser un réglage grossier; Cependant un inconvénient réside dans le fait que la variation de la largeur due à une perturbation extérieure pendant le fonctionnement ne peut pas être contrôlée et que les variations dispersées pour les plaques individuelles peut faire seulement l'objet d'un réglage moyen. La présente invention a été conçue en tenant compte des inconvé- nients mentionnés précédemment et un but de la présente invention est de fournir un procédé pour régler un écartement de finition des bords, selon lequel, même s'il existe une perturbation extérieure et une dispersion des variations pour les plaques individuelles, on peut obtenir un réglage précis correspondant à la variation et l'on peut produire une forme désirée de plaque laminée ne présentant pas de déformation. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce à un pro- cedé de réglage d'un écartement de finition des bords dans un laminoir, qui se caractérise en ce qu'il inclut les phases opératoires consistant à mesurer une distribution de la largeur d'une plaque devant être laminée au niveau de l'entrée des cylindres de finition des bords dans le laminoir, à calculer une distribution optimale de la variation de l'écartement de finition des bords à l'aide d'un programme de passe prédéterminé, une dis- tribution de consigne de l'écart en largeur de la plaque laminée, qui est requise au niveau de la sortie du laminoir, et la distribution de la lar- geur de la plaque devant être laminée à l'entrée des cylindres de finition des bords, et à envoyer la distribution optimale de la variation de l'écarte- ment de finition des bords à une unité de réglage de l'écartement de fini- tion des bords pour réaliser une commande à action directe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après, sans aucun carac- tère limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma-bloc montrant une forme de réalisation préférée de l'appareil de réglage de l'écartement de finition des bords, qui met en oeuvre le procédé de réglage de l'écartement de finition des bords dans le laminoir conforme à la présente invention; - les figures 2(A), (B) et (C) sont des vues en coupe transversale de matériaux devant être laminés, représentés avant l'opération de laminage, après leur passage entre les cylindres de finition des bords et après leur passage entre les cylindres horizontaux; et - la figure 3 est une vue en plan représentant schématiquement la variation de la forme du matériau laminé lors du processus de laminage. Sur la figure 1, la référence 1 désigne des cylindres de finition des bords et la référence 2 des cylindres horizontaux. Une plaque 3 devant être laminée passe tout d'abord entre les cylindres 1 de finition des bords et ensuite entre les cylindres horizontaux 2, pour que cette plaque 3 soit laminée de manière à prendre une forme désirée, ladite plaque étant soumise ensuite, en vue de sa finition, au processus de laminage suivant (non représenté). Un dispositif 4 de mesure de largeur est prévu au niveau de l'entrée des cylindres 1 de finition des bords et au voisinage de ces der- niers, si bien que la largeur de la plaque 3 est mesurée avant sa pénétra- tion entre les cylindres 1 de finition des bords et que l'on obtient la distribution Wo(x) de la largeur de la plaque 3 (x étant la distance à partir du bord avant de la plaque). Une distributionAWo(x) de l'écart de largeur, qui est la différence entre la distribution Wo(x) de la largeur et une valeur de consigne Wo de la largeur de la plaque au niveau de l'en- trée, est mémorisée dans une mémoire 5 des écarts en largeur et est ensuite envoyée à un ordinateur 7 après un retard intrcduit par un dispositif de retardement 6. Le retard est utilisé pour commander la synchromisation de manière qu'un point, pour lequel la donnée de largeur a été mémorisée dans la mémoire 5 d'écarts en largeur, soit obtenu lors du passage entre les cylindres 1 de finition des bords. D'autre part, un ordinateur de classement supérieur (non repré- senté) ou analogue détermine préalablement une valeur 8 du programme de passe, à savoir la valeur de consigne Wo de la largeur de la plaque au niveau de l'entrée, la valeur W1 de réglage de l'écartement de finition des bords, une largeur W2 de la plaque concernant l'hypothèse o seuls des contours en forme d'os pour chiens (formant des renflements au niveau des extrémités de la plaque), produits lors du processus de laminage de finition des bords, sont laminés horizontalement, et une largeur W3 de la plaque après le laminage horizontal, ces valeurs étant envoyées à l'ordi- nateur 7. En outre l'ordinateur 7 reçoit une distribution (A W3(x)) 9 de consigne de l'écart en largeur, requise au niveau de la sortie du laminoir. L'ordinateur 7 calcule une distribution optimale AWl(x) de l'am- plitude de la variation de l'écartement de finition des bords en utilisant la distribution A Wo(x) de variation de la largeur sur la base d'une équa- tion prédéterminée, pour obtenir la distribution de consigne AW3 de la variation de la largeur, après le laminage horizontal. A cet instant, la distribution (équations (1)-(4)) de l'amplitude de la déformation irrégu- lière dans la direction de déplacement de la plaque produite au cours du processus de laminage horizontal, la longueur correspondante de la plaque suivant la direction de déplacement- (équations (5)-(8))et la distribution i (x) de la valeur de réglage de la largeur de la plaque suivant la direc- tion de déplacement au niveau de la partie à déformation irrégulière (équations (9) et (10)) sont calculées et la distribution optimaleAWl(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bors (équa- tion (11)) est calculée à l'aide des valeurs calculées ci-dessus. La dis- tribution optimaleA Wl(x) de l'amplitude de variation de l'écartement de finition des bords est envoyée à l'unité 10 de réglage de l'écartement de finition des bords pour réaliser la commande à action directe servant à régler cet écartement. La partie à déformation irrégulière au niveau du bord avant, la partie à déformation régulière et la partie à déformation irrégulière au niveau du bord arrière sont désignées respectivement par les lettres de référence a, b et c sur la figure 1. La lettre de référence w sur la figure 1 désigne une courbe de sortie du dispositif 4 de mesure de largeur. On va maintenant indiquer les équations calculées par l'ordinateur 7. Ciaprès, les suffixes T et B sont associés respectivement au bord avant et au bord arrière de la plaque, et les suffixes V et H sont associés res- pectivement au laminage de finition des bords et au laminage horizontal. Lorsque le laminage de finition des bords et le laminage du con- tour en os pour chien sont mis en oeuvre, l'écart en largeurj WT,V obtenu au niveau du bord avant de la plaque, et l'écart en largeur WB,V obtenu au niveau du bord arrière de la plaque, sont fournis par les équations respectives suivantes: CT LT*+BE 3 t- t 3 ÀW, y= Kr 2 ÀB a1B XW8,Y = KB2 S (WC -M) 3+ te --......* 12X Lorsque le laminage horizontal est mis en oeuvre, la distribution AWTH(x) de l'écart en largeur, obtenue au niveau du bord avant, et la distribution AWBH(X) de l'écart en largeur, obtenue au niveau du bord arrière, sont fournies par les équations respectives suivantes; JWT,î (x) = KT4 ( I- -) g (r)...... 13) LT JWB,H (X) K 4 1 -- g (ra) (4) dans lesquelles: KT2,2,KT4,K4: constantes déterminées par le matériau de la plaque CTV B: constantes Wo: largeur de la plaque à l'entrée, avant le laminage W1: valeur de réglage de l'écartement de finition des bords. t0: épaisseur de la plaque to LTLB: longueur de la partie à réduction de largeur L BE: valeur de rétablissement de la largeur au niveau de la E valeur de rétablissement de la largeur au niveau de la partie à déformation régulière au moyen du laminage du contour en os pour chien (se référer à la figure 2) x:distance à partir du bord avant de la plaque T' B:longueur de la partie de largeur croissante :constante rH:rapport de laminage horizontal g (rH):fonction possédant une variable du rapport de laminage horizontal rH. Les longueurs LT, LB de la partie présentant une réduction de T largeur, et les longueurs T' B de la partie à largeur croissante au niveau de la partie à déformation irrégulière sont calculées à l'aide des équations suivantes: 1i5 LT=KT1 O IaT- aT 2 a WtZ *Wz (W,-W,).-*-d5) LB =KmI * zB1 nz (WW *k. tO* x 1 + elr * W (6) .*--. )---(G #T = KT3 * WOPT LB K33 * WO'lB....- --(8) X) + eT' o Wo Z?- KT$ À Wo pT......... 7 8 B8 dans lesquelles: KTl, KB1, KT3, KB3: constantes déterminées par le matériau de la plaque aT1' T2' aBl' aB2' eT','k, '&T' / B:constantes Ad: longueur de la projection du contact des cylindres ( Wo - W) td DE DE: diamètre du rouleau de finition des bords La distribution > T(X) de la valeur du réglage de la largeur de la plaque, au niveau du bord avant de cette dernière, et la distribution B(X) de la valeur du réglage de la largeur de 1L plaque au niveau du bord arrière de cette dernière, sont calculées à partir deAWTV et de WBV à l'aide des équations suivantes: "WTV JT (X);70 + f Àv...... (91 (WO - W) G B(1 = ( + BWBV... *.- (10) ( Wo -W1) dans lesquelles f(x): courbe de distribution de la réduction de la largeur lors du laminage de finition des bords, et du laminage du contour en forme d'os pour chien : valeur du réglage de la largeur de la plaque dans la partie à dé- formations régulières. La distribution optimale AW1(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bords est calculée à partir des distributions T(x) et IB(X) de la valeur du réglage de la largeur de la plaque respecti- vement au niveau du bord avant et du bord arrière, à l'aide de l'équation suivante: OW1t=Ko- 1 o o 1n () À ( o-W0() ( d Wo (-- ÀW2C) t + '1* ( Wo (x- 7-J cii>...... dans laquelle tW2(x): distribution de consigne de l'écart en largeur après le lami- nage du contour en forme d'os pour chien Ko, K1: constantes tA W1(x) au niveau du bord avant de la plaque est obtenu en remplaçant (x) par 4 T(X), etAW1(x) au niveau du bord arrière de la plaque est obtenu en remplaçant / (x) par B(X). En outre, les relations suivantes entreAW2(x), AW3(x), tWT H(X) etA WB H(X) sont satisfaites. WCi) pour 0 x.4 AW2(x) = AW3Cx) - tWTHCx) (ii) pour 2T Conformément aux séries d'équations indiquées ci-dessus, la défor- mation irrégulière au niveau du bord avant et du bord arrière de la plaque sous l'effet de la mise en oeuvre du laminage est subdivisée en une défor- mation avec réduction de largeur sous l'effet du laminage de finition des bords et en une déformation en forme de plectre sous l'effet du laminage go horizontal, pour permettre de calculer préalablement l'amplitude et la longueur de ces déformations. La valeur optimale de réglage de l'écartement de finition des bords pour les plaques individuelles peut être calculée à l'aide de la valeur calculée ci-dessus. C'est pourquoi on peut réaliser le caleul précis tout en satisfaisant étroitement la condition de laminage. Le procédé de réglage de l'écartement de finition des bords con- forme à la présente invention inclut la mesure de la largeur de la plaque laminée, la-détermination de la valeur de réglage de l'écartement de fini- tion des bords moyennant l'utilisation d'une équation de calcul prédéter- minée sur la base de la valeur mesurée, et l'envoi de la valeur de réglage à l'unité de réglage de l'écartement de finition des bords, pour la com- mande par action directe. C'est pourquoi le réglage de l'écartement de finition des bords peut être réalisé avec une précision supérieure, tout en supprimant l'effet des perturbations extérieures ou des variations de la forme de la plaque par suite des dispersions de température lors de l'extraction d'un four et de la valeur de réglage du laminage. En outre, bien que la forme de la plaque requise à la sortie du laminoir ne soit pas limitée à un carré, lorsque l'on prend en compte la variation de la largeur lors du processus ultérieur de laminage pour la finition, on peut également réaliser le laminage d'une plaque possédant une forme plane désirée autre qu'un carré, étant donné que la distribution de l'amplitude de variation de l'écartement de finition des bords est caleu- lée à partir de la distribution de consigne de l'écart en largeur de la plaque laminée au niveau de la sortie du laminoir et à partir de la dis- tribution mesurée de l'écart en largeur. Etant donné que la variation de la largeur au niveau de la partie à déformation régulière peut être également prise en compte, on peut sup- primer la distribution de l'écart en largeur au niveau de la partie à dé- formation régulière. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage d'un écartement de finition des bords dans un laminoir incluant des cylindres (1) de finition des bords, caractérisé en ce qu'il consiste à: (i) mesurer une distribution de largeur (Wo(x)) d'un matériau devant être laminé au niveau de l'entrée des cylindres (1) de finition des bords; (il) calculer une distribution optimale AW1(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bords, à partir d'un programme de passe prédéterminé, une distribution de consigneLW3(x) de l'écart en largeur du matériau laminé, requise à la sortie du laminoir et la distribu- tion de largeur Wo(x) du matériau laminé à l'entrée des cylindres de fini- tion des bords; et - (iii) envoyer la distribution optimale de l'amplitude de la varia- tion de l'écartement de finition des bords à une unité de réglage de l'é- cartement de finition des bords pour réaliser la commande à action directe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit laminoir comporte des cylindres horizentaux (2). 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit programme de passe pour le calcul de la distribution optimale A Wl(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bords inceht une valeur de consigne Wo de la largeur de la plaque à l'entrée, une valeur W1 de réglage de l'écartement de finition des bords, une largeur W2 de la plaque dans l'hypothèse o uniquement des contours en forme d'os pour chiens (renflements aux extrémités de la plaque), produits lors du processus de laminage de finition des bords, sont laminés horizontalement, et une largeur de plaque (W3) après le laminage horizontal. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite phase opératoire de calcul de ladite distribution optimale AW3(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bords, inclut les phases opératoires consistant à: (i) calculer une distribution de l'écart en largeur suivant la direction de déplacement de la plaque au niveau d'une partie à déformation irrégulière produite lors du processus de laminage et une longueur corres- pondante de la plaque suivant la direction de déplacement; (ii) calculer une valeur de réglage de la largeur de la plaque à l'aide des valeurs calculées de-la distribution de l'écart en largeur et de la longueur de la plaque suivant la direction de déplacement; et (iii) calculer une distribution optimale de la variation de l'écartement de finition des bords, en utilisant la valeur de réglage de la largeur de la plaque. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite phase opératoire de calcul de la distribution de l'écart en largeur suivant la direction de déplacement de la plaque au niveau de la partie à déformation irrégulière produite lors du processus de laminage inclut les calculs sui- vants: - lorsque l'on effectue le laminage de finition des bords et le laminage du contouren forme d'os pour chien, un écart en largeur AWTV obtenu au niveau du bord avant de la plaque et un écart en largeurA WBV obtenu au niveau du bord arrière de la plaque sont fournis par: WT,v - K?2 ( L+ B} 3S+_ C B t La+ A B-E ±. 4W3,y. K- * Il+ t (2) - lorsque le laminage horizontal est mis en oeuvre, une distribu- tion i WTH(X) de l'écart en largeur, obtenue au niveau du bord avant de la plaque et une distribution WBH(X) de l'ecart en largeur obtenue au niveau du bord arrière de la plaque sont fournis par: WT, (X)_ KT4 * (1 - g (r)...... (3) WB, (X) = KB4 * (ru) L_B dans lesquelles KT2, KB2' KT4, K4: constantes déterminées par le matériau de la plaque CT, B: constantes Wo: largeur de la plaque à l'entrée avant le laminage W1: valeur de réglage de l'écartement de finition des bords t: épaisseur de la plaque o LT, LB: longueur de la partie dans laquelle il se produit une réduction de largeur /. BE: valeur de rétablissement de la largeur de la partie à déformation régulière au moyen du laminage du con- tour en forme d'os pour chiens x: distance à partir du bord avant de la plaque 4T' B: longueur de la partie de largeur croissante c: onstante rH:rapport de laminage horizontal grH) g(-rH):fonction incluant une Variable du rapport de laminage horizontal rH. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite phase opératoire de calcul de la longueur suivant la direction de déplace- ment de la plaque au niveau de la partie-à déformation irrégulière, obtenue lors du processus de laminage, inclut les calculs suivants: - on calcule des longueurs LT et LB de la partie, dans laquelle la largeur diminue, et des longueurs T etB de la partie de largeur crois- sante, au niveau de la partie à déformation irrégulière, conformément aux équations suivantes: r(WO-W)Lr LT-=KTI aT1-'aT2 * a (Wo-Wx))I 5 X + eT wo S (. (W.-?!1)S LB=KaB À a3-a12 À * t, Â5 I + eT (Wo- W))---(6) i Wo 3 úT = KT3 - WOT.......... 7) = 3 Wo........ ( dans lesquelles: KTl' KBl, KT3, KB3: constantes déterminées par le matériau de la plaque aT1', aT2' aB1, aB2 eT, Y, k,, dT B : constantes i: longueur de la projection du contact des cylindres d d =/ DE: ( W -W) DE diamètre du cylindre de finition des bords. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite phase opératoire de calcul de la valeur de réglage de la largeur de la plaque sur la base des valeurs calculées de la distribution de l'écart en largeur et de la longueur suivant la direction de déplacement de la plaque inclut les caleuls suivants: - on calcule les distributions PTT(X) et i (x) de la valeur de réglage de la largeur de la plaque au niveau respectivement du bord avant et du bord arrière de la plaque, à l'aide des équations suivantes à partir de AWTV et de /\WBV A W T,v 71 T + f r v (WO -W1) X dWB,V Ws, ( WO -W,) dans lesquelles f(x) est une courbe de distribution de la réduction de largeur lors du laminage de finition des bords et lors du laminage du con- tour en forme d'os pour chiens, et %est la valeur de réglage de la largeur de la plaque au niveau de la partie à déformation régulière. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite phase opératoire de calcul de la distribution optimale de la variation de l'écartement de finition des bords, à l'aide de la valeur de réglage de la largeur de la plaque, inclut le calcul suivant: - on calcule la distribution optimale Wl(x) de l'amplitude de la variation de l'écartement de finition des bords à partir des distribu- tions IT(X) et d B(X) de la valeur de réglage de la largeur de la plaque au niveau du bord avant et du bord arrière de cette dernière, en utilisant l'équation suivante: AWL) e,=E( 1 - #I.) ( W0-W=) +K1 * ÀV.Wo(x- - j dans laquelle L W2(x): distribution de consigne de l'écart en largeur après le laminage du contour en forme d'os pour chiens ko, K1: constantes, - on obtientA Wl(x) au niveau du bord avant de la plaque en remplaçant (x) parlT(x) et on obtientLW1(x) au niveau du bord arrière de la plaque en remplaçant (x) par B(X), - les relations suivantes entretW2(x), W3(x), WTH(X) etWB, H(x) étant satisfaites; (i) pour 0 L\W2(x) = \W3(x) - LWB,H(X).