Brevet FR2567427A1 — publié le 19860117

"Procédé de commande d'un équipement d'égalisation de tension destiné à la correction d'une déformation sur un produit laminé en bande" L'invention concerne un procédé de commande d'un équipement d'égalisation de tension; et plus précisé- ment un procédé perfectionné de commande d'un égaliseur de tension destiné à la correction d'une déformation restant dans un produit laminé en bande, tel qu'une bande d'acier laminée à froid ou autre... (qu'on appellera ci-après "produit en bande"). Il est généralement bien connu qu'un produit laminé en bande souffre de défauts ou déformations constitués par un allongement partiel, un bombement partiel ou un gauchissement partiel ou autres, provoqués par une irrégu- larité de répartition des températures dans le processus de fabrication de la bande, une perte ou une réduction de précision, et/ou une perte du réglage convenable des machines équipant le laminoir à bande. Il est naturellement inévitable que ces défauts ou déformations dégradent non seulement l'aspect des produits en feuilles, en dégradant ainsi leur valeur commerciale, mais perturbent également le rendement de l'alimentation pendant toutes les opérations de laminage du produit en bande, en faisant éventuellement obstacle à l'opération d'automatisation de l'ensemble du train de production de la bande. De plus, ces défauts peut être à leur tour une cause de déformations supplémentaires dans les processus d'usinage secondaires ultérieurs. Compte tenu de ces difficultés, on a proposé un procédé de commande d'un égaliseur de tension destiné à corriger ces défauts ou déformations se présentent dans la production du produit en bande. En se référant tout d'abord à la figure 1, celle-ci représente la disposition générale d'une série de cylindres et de mécanismes d'entraînement utilisés dans un équipement d'égalisation de tension typique, de construction classique. Comme indiqué sur cette figure 1, une unité de guidage d'entrée 3 et une unité de bridage de sortie 4 sont montés respectivement à l'entrée et à la sortie d'un laminoir d'égalisation 2, une longueur de bande 1 étant amenée dans ces unités 3 et 4 de manière à circuler sous tension dans le sens indiqué par les flèches. Grâce à un certain nombre de cylindres de laminage 5, 6, 7 disposés en zigzag au-dessus et au-dessous de la longueur de bande 1, suivant la direction longitudinale d'un ensemble du train laminoir d'égalisation 2 de type non entraîné, la bande 1 est soumise séquentiellement à des opérations répétées de courbure sur toute la longueur du train de laminoir d'éga- lisation 2. Cette séquence d'opérations permet de donner à la bande 1 un allongement permanent nécessaire pour diminuer ses déformations de manière à obtenir la correction voulue des déformations de cette bande 1. On peut également cons- tater qu'on utilise entre unités de bridage d'entrée et de sortie 3 et 4 un mécanisme d'entraînement qu'on fait fonctionner avec une différence convenable des vitesses d'alimentation des vitesses d'alimentation réglées de manière à être identiques sur une longueur prédéterminée requise de la bande 1. Pour obtenir le rythme d'allongement voulu de la-longueur de bande 1, il faut faire-tourner les deux unités de bridage d'entrée et de sortie 3 et 4 à des vitesses différentes données, correspondant à un rythme d'allongement prédéterminé. Plus précisément, on relie mécaniquement les deux unités de bridage d'entrée et de sortie 3 et 4 à un moteur principal unique 8, tandis que la différence de vitesses de rotation voulue, c'est-à-dire le rythme d'allon- gement prédéterminé du produit en bande, est obtenu au moyen d'un moteur de tension 9. Dans une telle construction typique, il est classique de prendre pour vitesse de rotation de référence, celle d'un groupe de cylindres choisis dans l'un pu l'autre des deux unités de bridage 3 et 4, tels que par exemple les cylindres 4a, 4b, 4c, 4d de l'unité de bridage de sortie 4, tandis qu'on donne aux cylindres 3a, 3b, 3c, 3d de l'unité de bridage d'entrée 3 une vitesse de rotation inférieure égale à un rythme d'allongement prédéterminé du produit en bande 1. Dans cette consctruction illustrée ici, on peut voir que l'unité de bridage de référence 4 est entraîné directement par le moteur principal 8 par l'intermédiaire d'un ensemble d'engrenages coniques 10b et du groupe de pignons lib. D'autre part, l'unité de bridage latéral opposé 3 est relié en fonctionnement à l'arbre de révolution solai- re 14 d'un engrenage planétaire 13 d'une unité d'engrenage planétaire 12 par l'intermédiaire d'un groupe de pignons lla et d'un ensemble d'engrenages coniques O10a. On constate également qu'un engrenage annulaire 15 est monté de manière à être entrainé par le moteur principal 8 par l'intermédiaire d'un pignon 16, tandis qu'un engrenage solaire 17 est entraîné par un moteur de tension 9 constitué par exemple par un moteur à courant continu. Ce moteur de tension 9 est. équipé d'une commande de vitesse de révolution par un système de calculateur numériquedirect, non représenté. Grâce à cette construction, la différence de vitesses périphériques requise (c'est-à-dire le rythme d'allongement prédéterminé) entre l'unité de bridage de référence 4 et l'unité de bri- dage correspondant 3, peut être commandé avec précision par le moteur de tension 9. D'autre part, chaque cylindre du groupe de cylindres appartenant aux deux unités de bridage 3-et 4, est relié mécaniquement à chaque autre cylindre respectif de manière à tourner au même nombre de tours. Cependant, sur la partie du produit en bande 1, il se produit un glissement entre les groupes de cylin- dres, à partir d'un allongement produit sous l'effet de la tension appliquée au passage par ces cylindres, ce glisse- ment pouvant éventuellement produire des dommages, tels que des fentes ou autres éraflures sur la surface du produit en bande 1. Pour tenter d'empêcher l'apparition de ces dommages, on utilise dans chacunes des unités de bridage 3, 4 une série d'embrayagesglissants constitués par exemple par des embrayages de type à poudre ou autres P1, P2, P3, P4 P5, P6 entre les groupes de cylindres 3a, 3b, 3c et 4a, 4b, 4c et les groupes de pignons l1a, llb, comme indiqué schématiquement sur la figure 1, de manière à obtenir un effet d'amortissement ou de réduction convenables de ces problèmes de glissement. De plus, on utilise un mesureur de tension convenable TM3 dans une position appropriée, par exemple en série avec le train de laminoir de bande, entre la sortie du laminoir d'égalisation 2 et l'unité de bridage de sortie 4 pour mesurer la tension T6 du produit en bande 1. Le résultat de mesure ainsi obtenu est ensuite transformé en un signal de mesure correspondant t3, puis appliqué à un bloc traitement arithmétique 18 de manière à être traité pour donner des signaux de sortie tpl à tp6, permettant de commander corrélativement le couple de chacun des embrayages glissants pour annuler éventuellement le glissement entre le produit en bande 1 et chacun des groupes de cylindres. Selon cette disposition particulière, on remar- quera que la relation physique entre le couple de chaque embrayage et la tension du produit en bande 1 qui le traverse, peut s'exprimer par les équations (1) à (3) et (6) à (8) suivantes: Tqpl = (T2 - T1).D/2 K (1) Tqp2 = (T3 - T2).D/2.K (2) 3 22 Tqp3 = (T4 - T3).D/2.K (3) Tql = (T5 - T4) D/2.K (4) Tq2 = (T6 - T7).D/2.K (5) Tqp4 = (T7 - T8).D/2.K (6) Tqp5 = (T8 - T9).D/2.K (7) Tqp6 = (T9 - T10).D/2.K (8) dans lesquelles T1 X T10 représente une valeur de tension appliquée au produit en bande; TM3 représente un mesureur de tension; Tqpl - Tqp6 représente une valeur de couple de l'embrayage à poudre; Tql et Tq2 représentent les couples des cylindres de bridage de référence 3d et 4a des unités de bridage d'entrée et de sortie; D représente le diamètre le diamètre de chaque cylindre; et K représente le rapport des engrenages de réduction. Ces dernières années cependant, les impératifs d'amélioration de qualité du produit en bande sont devenus de plus en plus sévères, de sorte qu'un procédé consistant à éliminer les défauts et les rayures du produit en bande par simple utilisation d'embrayages glissants entre le pro- duit en bande et le mécanisme du train de laminoir, ne permet plus de répondre à ces impératifs de plus en plus sévères. En se référant plus particulièrement au procédé typique classique d'élimination des défauts du produit en bande 1 indiqué ci-dessus, on remarquera, comme décrit plus en détail ci-dessus, que le couple de chacun des embrayages glissants est commandé en fonction du signal de mesure t3 fourni par le mesureur de tension TM3, en supposant que la tension courante appliquée à la bande avant et après le laminoir d'égalisation 2, est T5 = T6. Cependant, on remar- quera que la valeur courante de la tension d'entrée T1 à l'unité de bridage d'entrée 3, et la valeur courante de la tension de sortie Tî0 à l'endroit de l'unité de bridage de sortie 4, se trouvent hors de la plage de commande de la partie d'équipement d'égalisation de tension, et également que la valeur courante de la tension est T6 = T + a du 6 5 fait d'une perte de courbure (comprenant la perte de frotte- ment) dans le produit en bande 1, lorsqu'il traverse l'ensem- ble du laminoir d'égalisation 2, ce qui signifie immédiate- ment que T5 É T6. Par suite, il n'est absolument pas possible en pratique, comme les équations (1) à (6) ci-dessus le font apparaître clairement, d'obtenir une commande de couple positive prenant complètement en compte les fluctuations de tension réelles du produit en bande 1. Compte tenu de ces inconvénients ci-dessus affectant le procédé selon l'art antérieur pour empêcher le glissement dans le laminoir d'égalisation, il serait souhai- table de pouvoir disposer d'une solution efficace pour remé- dier à ces problèmes, inévitablement liés aux constructions de l'art antérieur. L'invention est essentiellement destinée à résoudre convenablement les problèmes et les difficultés pratiques rencontrées dans un train de laminoir d'égalisation classique tel que décrit ci-dessus, ce train de laminoir étant destiné à égaliser un produit en bande n'ayant pas subi de mesures de correction convenables. Par suite, l'invention a pour but de créer un procédé perfectionné permettant d'empêcher efficacement tout mouvement de glissement entre les rouleaux de bridage et le produit en bande, lorsque ce dernier passe dans un équipement d'égalisation destiné à corriger les déformations existant dans ce produit en bande, de manière à obtenir une améliora- tion importante de la forme et de la qualité de surface du produit en bande. A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande d'un équipement d'égalisation de tension destiné à corriger les déformations résiduelles d'une longueur de bande, comprenant une série de moyens de cylindres d'unités de bridage d'entrée et de sortie, permettant d'appliquer une tension sur cette longueur de bande comprise entre les côtés d'entrée et de-sortie d'un train de laminoir d'égalisation destiné à supprimer les déformations, et des moyens d'em- brayage glissants reliant les moyens de cylindres des unités de bridage aux moyens d'entraînement de manière à permettre un mouvement de glissement entre les deux, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mesurer la tension TM1, TM2, TM3, TM4 courante appliquée à la longueur de bande 1' des deux côtés d'entrée et de sortie de l'un ou l'autre des moyens de cylindres des unités de 3, 4 de bridage d'entrée et de sortie, et à commander les couples d'engagement en prise des embrayages glissants de façon qu'un mouvement de glissement courant produit entre la longueur de bande 1 et les moyens de cylindres des unités de bridage 3, 4, puisse être annulé ou supprimé suivant les résultats des mesures de tension. L'utilisation de cette construction avantageuse décrite ci-dessus permet, selon l'invention, d'obtenir les résultats très intéressants indiqués ciaprès: En effet, lorsqu'on met en oeuvre le procédé perfectionné de commande de l'équipement d'égalisation de tension selon l'invention, on peut effectivement supprimer tous les défauts de surface du produit en bande provoqués par les mouvements de glissement produits au passage à travers l'égaliseur de tension, ce qui permet ainsi d'amé- liorer considérablement l'état de surface et la qualité du produit en bande. L'invention sera décrite en détail en se réfé- rant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique générale représentant la construction générale d'un équipement typique d'égalisation de tension selon l'art antérieur; et - la figure 2 est une vue schématique analogue représentant en particulier une forme préférée de réalisation de la construction générale d'un dispositif de commande d'égalisation de tension selon l'invention. L'invention sera maintenant décrite en termes concrets sur une forme préférée de réalisation de celle-ci destinée en pratique à commander un équipement d'égalisation de tension servant à supprimer les déformations du produit en bande qui le traverse. En se référant maintenant à la figure 2, celle-ci représente la construction générale d'un dispositif de commande d'un égaliseur de tension mettant en oeuvre le procédé perfectionné de l'invention pour suppri- mer tous les mouvements de glissement éventuels entre les unités de bridage et le produit en bande. Les mêmes parties sont repérées par les mêmes références sur les figures 1 et 2, et la description détaillée de ces mêmes parties qui se recoupent a été supprimée dans un souci de plus grande clarté. Bien que le système d'entraînement soit supprimé sur la figure 2, la construction de celui-ci peut par exem- ple être la même que celle de la figure 1. Comme indiqué sur la figure 2, des mesureurs de tension TM1 et TM2 sont destinés respectivement à mesurer la tension courante du produit en bande 1, soit du côté de l'entrée soit du côté de la sortie de l'unité de bridage-3, et de la même façon, des mesureurs de tension TM3 et TM4 sont destinés respectivement à mesurer la tension courante du produit en bande, soit du côté de l'entrée soit du côté de la sortie de l'unité de bridage de sortie 4. L'organisa- tion est telle que les résultats des mesures effectuées par ces mesureurs de tension TM1 et TM2, sont transformés en signaux électriques correspondants tl et t2, puis appli- qués à un calculateur arithmétique 19 en circuit, tandis que les mêmes signaux de mesure t3 et t4 des mesureurs de tension TM3 et TM4 sont appliqués à un autre calculateur arithmétique 20, de façon que le traitement de ces signaux puisse être effectué suivant les équations respectives correspondantes qui seront décrites ci-après. Ensuite, les couplesTqpl à Tqp6 des embrayages à poudre P1, P2,*P3 et P4, P5, P6 qui constituent des embrayages glissants utilisés dans les unités de bridage d'entrée et de sortie 3 et 4, sont commandés à partir des signaux de sortie t'pl à t'p6 issus des calculateurs de traitement arithmétique 19, 20, suivant les fluctuations de tension courantes du produit.en bande, de manière à annuler en permanence ou à supprimer complètement tout glissement courant entre les deus unités de bridage de sortie 3, 4 et le produit en bande 1. Plus précisément, en supposant que les facteurs de distribution de couple des groupes de cylindres apparte- nant aux unités de bridage d'entrée et de sortie 3 et 4 sont: A = (T5/T1) 1/4(A>l); B = (T6/T10)11/4 (B >1), on obtient les relations suivantes: T4 = T5 + a (a étant le couple correspondant à une perte de courbure et à une perte de frottement sur tout le train de laminoir d'égalisation 2); et T7 = T6/B; T8 = T6/B2;9 T = T6/B3;Tlo= T6/B4. Si l'on transforme maintenant les équations (1) à (3) et (4) à (6) cidessus en substituant les facteurs de distribution A et B, l'équation (1) devient: Tqpl = (T2 - T1).D/2.K = D/2.K.Ti(T2/T1 -1) = D/2.K. T5/A. (A-l) = C.T5. 1/A4. (A-l) (1)' avec D/2. K = C = constance, D représente le diamètre de chaque cylindre et K représente le rapport des engrenages de réduction. De la même façon, les autres équations se trans- forment en: Tqp2 = C.T5 1/A3. (A-l) (2)' Tqp3 = C.T5. 1/A2 (A-l) (3)' Tqp4 = C.T6. 1/8 2 (B-1) (4)' Tqp5 = C.T6. 1/B. (B-l) (5)' Tqp6 = C.T6 1/B. (B-1) (6)' Par suite, il est maintenant possible en pratique de commander efficacement chacun des embrayages glissants Pi à P6, suivant les tensions réelles apparais- sant en cours de fonctionnement, à partir de la mesure des valeurs correspondantes de T1, T5, T6, Tlo. Bien que l'invention ait été décrite en détail sur une forme préférée de réalisation de celle-ci s'appli- quant à un train de laminoir d'égalisation de tension uti- lisant une disposition de cylindres typique, il est évident que l'invention ne se limite pas aux détails de construction spécifiques de cette forme de réalisation, mais peut au contraire très bien s'adapter à des égaliseurs de tension utilisant d'autres dispositions de cylindres. il R E V E N D I CA T 0 N S 1 ) Procédé de commande d'un équipement d'égalisation de tension destiné à corriger les déformations résiduelles d'une longueur de bande, comprenant une série de moyens de cylindres d'unités de bridage d'entrée et de sortie, permettant d'appliquer une tension sur cette lon- gueur de bande comprise entre les côtés d'entrée et de sortie d'un train de laminoir d'égalisation destiné à supprimer les déformations, et des moyens d'embrayage glis- sants reliant les moyens de cylindcresdes unités de bridage aux moyens d'entraînement de manière à permettre un mouvement de glissement entre les deux, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à mesurer la tension (TM1, TM2, TM3, TM4# courante appliquée à la longueur de bande (1) des deux côtés d'entrée et de sortie de l'un ou l'autre des moyens de cylindres des unités de bri- dage (3, 4) d'entrée et de sortie, et à commander les couples dengagement en prise des embrayages glissants de façon qu'un mouvement de glissement courant produit entre la longueur de bande (1) et les moyens de cylindres des unités de bridage (3, 4), puisse être annulé ou supprimé suivant les résultats des mesures de tension. 2 ) Procédé de commande d'un équipement d'égalisation de tension selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les couples d'engagement en prise des embrayages glissants peuvent se commander en mesurant les valeurs des tensions(T1, T, T6 et Tlo)appliquées à la longueur de bande, suivant la relation existant entre un couple d'engagement courant de chacun des embrayages et une tension courante mesurée sur la bande, cette relation étant donnée- par les équations suivantes: 4Tqpl = C.T5. /A. (A-) Tqp2 = C.T5. 1/A. (A- l) Tqp2 = C.T l/A. (A-1) Tqp3 = C.T5 1/A. (A-1) Tqp4 = C.T 6. /B.(B-l) Tqp5 = C.T6. 1/B3. (B-1) Tqp6 = C.T6 1/B4. (B-l) et avec les relations suivantes: A = (T5/T1) 1/4 (A > 1) B = (T6/T10) (B >1) dans lesquelles Tqpl % Tqp6 représente une valeur de couple d'un embrayage à poudre; T1, T5, T6, T10 représentent une valeur de mesure de chaque tension de glissement; C (cons- tante) = D/2.K; D représente le diamètre de chaque cylindre; et K représente le rapport des engrenages de réduction.