Brevet FR2564757A1 — publié le 19851129

Dispositif pour détecter et régler la planéité d'un produit laminé en forme de feuillard, notamment de feuil- lards fins, pour des laminoirs à froid L'invention concerne un dispositif pour détecter et régler la planéité d'un produit laminé en forme de feuillard, notamment des feuillards fins, pour des lami- noirs à froid, comportant un système de mesure de la planéité qui est constitué par différents organes de mesure, pour la détermination de la tension de tirage du feuillard et de l'allongement relatif pouvant en être dérivé, sur la largeur du feuillard en tant que paramètre caractéristique de la planéité de ce dernier, ainsi que pour régler la tension de tirage du feuillard sur la largeur de ce dernier à l'aide de dispositifs servant à refroidir et/ou à lubrifier et/ou à fléchir et/ou à basculer les cylindres (Tiré à part de BBC Nach- richten, Volume 11/1980). Les exigences concernant la précision des cotes et de la forme d'un feuillard fin laminé à froid ont pris une importance croissante au cours du développe- ment de la technique de laminage et du traitement ul- térieur. Un feuillard à froid idéal doit non seulement posséder une épaisseur uniforme sur sa longueur et sur sa largeur, mais il doit être également totalement plat. Il faut alors conserver la planéité même lorsque le feuillard est subdivisé lors du traitement ultérieur. Cependant ces exigences visant a un respect des cotes et de la planéité d'un feuillard fin ne peuvent pas être satisfaites. Si l'on essaie par exemple de laminer à froid un feuillard à chaud, qui est légère- ment plus mince au niveau de ses bords qu'en son centre, de manière à l'amener a avoir une épaisseur totalement uniforme sur sa largeur, ceci requiert, dans la par- tie centrale du feuillard, une réduction plus importan- te d'épaisseur et par conséquent un étirage plus impor- tant, qui conduisent à la formation d'ondulations cen- trales. Si l'on s'efforce au contraire d'obtenir la meilleure planéité possible, il faut s'accomoder du fait que la forme du profil du feuillard à chaud soit transférée au feuillard à froid. Des défauts de planéité peuvent apparaître après le laminage ou bien seulement lors du traitement ulté- rieur. Lors du laminage, l'apparition de défauts de planéité est essentiellement une conséquence d'un étira- ge différent sur la largeur du feuillard, en raison d'une déformation non uniforme du feuillard sur sa lar- geur dans la fente de laminage. Lors du traitement ulté- rieur, par exemple lors de la subdivision de feuillard, des défauts de planéité sont souvent provoqués par le déclenchement de contraintes internes apparaissant lors du laminage. On distingue les défauts de planéité pouvant être éliminés par étirage et les défauts de planéité ne pou- vant pas être étirés par étirage.On désigne sous le nom de défaut pouvant être éliminés par étirage,des dé- fauts pour lesquels l'écart de planéité du feuillard est invariable suivant la direction de sa largeur.Il appa- rait alors,au niveau de la face supérieure et de la face inférieure du feuillard,des contraintes internes di- rigées en des sens mutuellement opposés et qui sont constantes sur toute la largeur. Des inégalités de sur- face ne pouvant pas être éliminées par étirage sont caractérisées par le fait qu'elles sont limitées se- lon une forme rectiligne suivant une direction, par exemple suivant la direction longitudinale ou trans- versale. Des défauts de planéité variables sur la largeur et sur la longueur du feuillard sont caractérisés par des limites courbes et ne peuvent pas être éliminés par étirage au moyen d'une simple opération de flexion. Ici, on est en présence de distribution hétérogène des contraintes internes suivant la direction longitudinale et suivant la direction transversale. De tels défauts de planéité apparaissent sous la forme d'une ondulation centrale et d'une ondulation marginale dans le feuil- lard laminé à froid. Lors du laminage à froid de feuillards en acier ou en aluminium, les différences de longueurs ou l'éti- rage variable sur la largeur du feuillard sont compen- sées au moins partiellement par l'allongement élastique en raison du tirage du feuillard, si bien que lors du laminage, il n'existe aucun critère précis relatif à des contraintes élevées inadmissibles présentes dans le feuillard, notamment dans les zones des bords du feuillard et qui conduisent à des fissurations de ce dernier. Cette information manquante peut conduire à ce que la puissance existante de laminage n'est pas utilisée dans de nombreux laminoirs et que par consé- quent un fonctionnement rentable n'est pas garanti. Les exisgences élevées imposées à la qualité d'un feuillard fin laminé ont conduit au développement d'ap- pareils de mesure du type indiqué en tête de la descrip- tion et servant à détecter la planéité pendant le lami- nage à froid et qui permettent de réaliser un circuit fermé de réglage pour la planéité, à l'aide duquel la tension de tirage du feuillard peut être réglée seule- ment d'une manière approximativement constante sur la largeur du feuillard, à la sortie d'un laminoir. Le rouleau de mesure de planéité utilisé dans le dispositif servant & détecter et à régler la planéité d'un feuillard fin, du type mentionné plus haut, pré- sente comme inconvénient le fait que la distribution de la tension de tirage du feuillard est mesurée seule- ment d'une manière très imprécise, en tant que paramè- tre caractéristique de la planéité dans les différentes fibres ou zones du feuillard, dans les zones des bords de ce dernier, de sorte que le réglage de la planéité réalisé à l'aide de ce dispositif connu s'effectue d'une manière très défectueuse. L'invention a pour but d'améliorer le dispositif connu du point de vue de la précision de la mesure et du réglage de la planéité. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif du type indiqué plus haut, grâce à des appareils de mesure servant à mesurer la position des bords du feuillard par rapport au système de mesure et à déterminer le recouvrement, obtenu de ce fait, des organes de mesure du système de mesure, situésau voisinage des bords du feuillard, par ce der- nier en vue de déterminer de façon précise la tension de tirage du feuillard dans les zones des bords de ce dernier. D'autres formes de réalisation avantageuses de l'invention sont indiquées ci-après. Selon une première caractéristique de l'invention, le système de mesure de planéité comporte un rouleau de mesure de planéité, qui est constitué par plusieurs disques de mesure comportant des transmetteurs de force disposés sur leur périphérie. Par ailleurs le dispositif conforme à la présente invention peut comporter des appareils optiques ou des appareils inductifs ou encore des appareils pneumati- ques pour réaliser une mesure de la position des bords du feuillard. Selon une autre caractéristique le dispositif con- forme à l'invention incluant un dispositif de refroi- dissement et/ou de lubrification des cylindres pour feuillards à froid comportant des buses de pulvérisa- tion disposées sur la largeur du feuillard, et servant notamment au réglage de la tension de tirage du feuil- lard sur la largeur de ce dernier grâce à une modifica- tion du diamètre efficace des tables des cylindres et/ ou grâce à une action sur la lubrification des cylin- dres,comportedes barresporte-buses réglables d'une ma- nière indépendante les unes des autres transversalement par rapport à la direction de circulation du feuillard, avec un apport d'huile de laminage ou d'émulsions, ré- glé du point de vue de la pression et/ou de la quanti- té et/ou de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une possibilité de réglage continu de la distance entre les barres portebuses et l'ensemble des cylindres. Selon une autre caractéristique de l'invention il est prévu une possibilité de réglage continu récipro- que des buses situées dans la barre porte-buses trans- versalement par rapport à la direction de déplacement du feuillard. Enfin, selon une autre caractéristique de l'inven- tion, il est prévu un réglage rotatif des buses dans la barre porte-buses. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un dispositif utilisé dans un laminoir quar- to servant à mesurer et à régler la planéité d'un feuil- lard fin laminé, prise en référence aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan du dispositif de mesure et de réglage conforme à l'invention; - la figure 2 est une représentation en perspecti- ve du train de cylindres d'un laminoir quarto, qui est équipé d'un dispositif de refroidissement et de lubri- fication opérant avec un dispositif de réglage con- forme à l'invention; et - la figure 3 représente la vue en plan du dispo- sitif réglable de refroidissement et de lubrification pour un cylindre de travail du laminoir quarto de la figure 2. Le dispositif servant à régler et à détecter la planéité d'un feuillard fin laminé 1 dans un laminoir a froid comporte un rouleau 3 de mesure de la planéi- té, monté au niveau de la sortie du feuillard en aval du train de cylindres 2 d'une cage de laminoir,non re- présentée, et qui est constitué par différents disques de mesure 4 comportant des transmetteurs de force répar- tis sur leur périphérie et qui servent àréaliser la mesure, par zones, de la tension de tirage du feuillard, sur la largeur 5 de ce dernier. A partir des tensions mesurées de tirage du feuillard et à l'aide de la rela- tion 66/E, dans laquelle 6' représente la différence de tension entre deux zones du feuillard ou deux fibres voisines et E représente le module d'élasticité du ma- tériau du feuillard, on calcule l'allongement relatif bL/L sur la largeur 5 du feuillard, en tant que para- mètre caractéristique de la planéité de ce dernier. Des deux côtés de la voie de circulation du feuil- lard et en amont du rouleau 3 de mesure de la planéité suivant la direction a de circulation du feuillard se trouvent installés des appareils de mesure 6 servant à mesurer la position des bords 7, 8 du feuillard par rapport au rouleau 3 de mesure de la planéité et à par- tir de laquelle on obtient le recouvrement réalisé par les disques de mesure 4, placés au voisinage des bords 7, 8 du feuillard, du rouleau de mesure 3. A l'aide des servomoteurs 9, on positionne préa- lablement les appareils de mesure 6 sur la voie centra- le précise de déplacement du feuillard 1, avec une lar- geur de consigne prédéterminée. Lors du fonctionnement les appareils de mesure 6, qui explorent les bords 7, 8 du feuillard 1 en déplacement, délivrent en permanen- ce des signaux qui varient, dans le cas d'un parcours décentré du feuillard 1, proportionnellement à la va- riation de la position des bords du feuillard par rap- port au rouleau de mesure 3. La tension effective de tirage du feuillard, qui est présente dans les zones des bords du feuillard 1, est déterminée par le fait que les tensions de tirage de la bande, mesurées par les deux disques de mesure 4 du rouleau de mesure 3 au niveau des bords 7, 8 du feuillard, sont corrigées en fonction du recouvrement détecté par les signaux de mesure 6, des disques de mesure 4 par le feuillard. Comme appareils de mesure pour réaliser la mesure de la position des bords du feuillard, on peut utiliser des appareils optiques, inductifs ou pneumatiques. La tension de tirage du feuillard, qui est mesurée sur la largeur de ce dernier, fournit une image -de tous les paramètres influant sur la forme de la fente de laminage et par conséquent également sur la réduction de l'épaisseur de la bande dans cette fente. Le réglage a pour objet d'accorder les paramètres les uns aux autres de manière à obtenir une réduction uniforme aux différentes passes dans la fente de lami- nage et par conséquent une répartition constante de la tension de tirage du feuillard sur la largeur de ce dernier, à sa sortie du laminoir. Pour un tel régla- ge, on peut utiliser, comme moyens de réglage, unique- ment des paramètres variables pendant un bref inter- valle de temps et qui ne sont pas déterminés par d'au- tres exigences technologiques. De ce fait les moyens de réglage disponibles se limitent au refroidissement et à la lubrification des cylindres, à une flexion in- verse des cylindres et un positionnement oblique de ces derniers par rapport à leur plan. Le dispositif de refroidissement et de lubrifica- tion conforme aux figures 2 et 3 utilisable pour le réglage de la planéité pour les cylindres de travail , 11 et pour les cylindres de soutien 12, 13 d'un laminoir quarto est constitué par une barre porte- buses 14 respective pour les cylindres d'appui 12, 13 et par trois bords porte-buses respectives 15-17 pour les cy- lindres de travail 10 et 11. Les buses de pulvérisation 18 sont montées dans les barres porte-buses 14-17 en vue d'appliquer une huile de refroidissement et/ou des émulsions aux cylindres 10-13. Les bords portebuses 14-16 sont fixes, tandis que les barres porte-buses 17 peuvent être déplacées au moyen des dispositifs d'en- trainement 19, transversalement par rapport à la direc- tion a de déplacement du feuillard, sur la largeur de ce dernier. En outre la distance entre les barres porte- buses 17 et le jeu de cylindres 2 est réglable. Enfin on peut également prévoir, en outres une possibilité de réglage continu réciproque transversalement par rapport à la direction a de déplacement du feuillard et un ré- glage en rotation des buses 18 des deux barres porte- buses 17. L'amenée respective d'une huile de laminage et/ou d'une émulsion aux barres porte-buses 17 réglables est réglée du point de vue de la pression et/ou de la quan- tité et/ou de la température. Par suite de la possibilité de réglage des barres porte-buses 17 et des buses 18 montées dans ces barres, il est possible de régler la largeur des zones de pul- vérisation des buses sur les cylindres ainsi que la configuration de la pulvérisation effectuée par les buses. Le réglage de la pression, de la température et de la quantité de l'huile de laminage envoyée aux barres porte-buses 17 ou de l'émulsion amenée influe sur le refroidissement des cylindres de travail 10, 11 et par conséquent sur la grandeur et la rapidité de la variation du diamètre efficace des tables des cylindres, ou de la lubrification des cylindres de tra- vail. Les valeurs, mesurées par le rouleau 3 de mesure de la planéité, de la répartition de la tension de ti- rage du feuillard sur la largeur de ce dernier sont traitées dans un calculateur et sont utilisées pour réaliser le réglage du refroidissement et/ou de la lu- brification des cylindres de travail 11, 12 à l'aide des barres porte-buses 17 déplaçables. La possibilité de réglage des barres porte-buses 17 transversalement par rapport à la direction a de déplacement du feuillard et le montage pivotant des buses 18 dans les barres porte-buses 17 permettent, dans le cadre d'un réglage de la planéité, un position- nement précis des barres porte-buses 17 et des buses 18 par rapport aux cylindres de travail 11, 12 et éven- tuellement également par rapport aux cylindres de sou- tien 12, 13 et, de ce fait, la réalisation de zones de refroidissement étroitement limitées sur les.cylin- dres, sur la largeur de ces derniers; les zones de re- froidissement correspondant aux zones du feuillard dé- tectéespar les disques de mesure 4 du rouleau 3 de mesu- re de la planéité. Le mode de fonctionnement prescrit du dispositif de refroidissement du cylindre fournit la possibilité de compenser par réglage, avec une très grande précision, des écarts indésirables dans la ten- sion de tirage du feuillard 1 laminé, par zones, notam- ment dans les zones des bords dudit feuillard. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter et régler la planéité d'un produit laminé en forme de feuillard, notamment des feuillards fins, pour des laminoirs à froid, com- portant un système de mesure de la planéité qui est constitué par différents organes de mesure, pour la détermination de la tension de tirage du feuillard et de l'allongement relatif bL pouvant en être dérivé, sur la largeur du feuillard,en tant que paramètre carac- téristique de la planéité de ce dernier, ainsi que pour régler la tension de tirage du feuillard sur la largeur de ce dernierà l'aide de dispositifs servant à refroidir et/ou à lubrifier et/ou à fléchir et/ou à basculer les cylindres, caractérisé par des appareils de mesure (6) servant à mesurer la position des bords (7, 8) du feuil- lard par rapport au système de mesure et à déterminer le recouvrement, obtenu de ce fait, des organes de me- sure du système de mesure, situésau voisinage des bords (7, 8) du feuillard (1), par ce dernier en vue de déter- miner de façon précise la tension de tirage du feuil- lard (1) dans les zones des bords de ce dernier. 2. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait que le système de mesure de planéité comporte un rouleau (3) de mesure de planéit6, qui est constitué par plusieurs disques de mesure (4) compor- tant des transmetteurs de force disposés sur leur pé- riphérie. 3. Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par des appareils optiques servant à mesurer la position des bords du feuillard. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par des appareils induc-, tifs servant à mesurer la position des bords du feuil- lard. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par des appareils pneuma- tiques servant à mesurer la position des bords du feuil- lard. 6. Dispositif selon la revendication 1, du type incluant un dispositif de refroidissement et/ou delubrifica- tion pour des laminoirs pour feuillards à froid compor- tant des buses de pulvérisation disposées sur la lar- geur du feuillard, et servant notamment au réglage de la tension de tirage du feuillard sur la largeur de ce dernier grâce à une modification du diamètre effi- cace des tables des cylindres et/ou grâce à une action sur la lubrification des cylindres, caractérisé par des barres porte-buses (17) réglables d'une manière indépendante les unes des autres transversalement par rapport à la direction (a) de circulation du feuillard, avec un apport d'huile de laminage ou d'émulsions, ré- glé du point de vue de la pression et/ou de la quanti- té et/ou de la température. 7. Dispositif suivant la revendication 6, carac- térisé par une capacité de réglage continue de la dis- tance entre les barres porte-buses (17) et l'ensemble descylindres (2). 8. Dispositif suivant l'une des revendications 6 et 7 prises dans leur ensemble, caractérisé par une capacité de réglage réciproque continu des buses (18) dans la barre porte-buses (17) transversalement par rapport à la direction (a) de déplacement du feuillard. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 6 a 8, caractérisé par un dispositif de ré- glage rotatif des buses (18), monté dans la barre porte- buses (17).