Brevet FR2593094A1 — publié le 19870724

Trains de laminoirs pour l'étirage et réduction de tubes. Dans les trains de laminoirs destinés à ltétirage et la réduction de tubes, on détermine, par l'étalonnage des cylindres des cages de laminoirs disposées en ligne directement l'une derrière l'autre, une réduction définie du diamètre du produit laminé. De plus, on atteint une action désirée sur l'étirage et la modification de épaisseur de paroi du tube par des échelonnements correspondants des vitesses de rotation des cylindres dans les cages, par le fait qu'on induit dans le produit laminé des contraintes axiales supplémentaires. La répartition des vitesses de rotation d'une cage à llautreS qui est déterminante pour la déformation axiale et tangentielle du tube, est fixée par ce qu'on appelle la eourbe des vitesses de rotation.On désigne ci-dessous par rapport de vitesses de rotation le rapport de la vitesse de rotation des cylindres dtune cage à la vitesse de rotation de la cage la plus proche danslesenslnserseddsens(b1 laminage. Une forte pente de la courbe de vitesse de rotation ou un grand rapport des vitesses de rotation signifie un grand étirage et, liée à cet étirage, une faible croissance de ltépaisseur de paroi ou une grande réduction de l'épaisseur de paroi du produit laminé. Pour l'organisation du processus d'étirage et de réduction, d'une part, les possibilités dont on dispose dans le choix des valeurs de réglage statiques des vitesses de rotation sont déterminantes pour lsétat de fonctionnement stationnaire et, d'autre part, la flexibilité dont on dispose dans les réglages dynamiques des vitesses de rotation des cylindres pour les phases non stationnaires du laminage (entrée du tube et sortie du tube) sont particulièrement importantes lorsque, pour l'amélioration du résultat, on doit procéder à une action sur les extrémités des tubes. Les possibilités de réglage ou de la variation de la vitesse de rotation sont très différentes dans les systèmes d'entraînement connus, mis en oeuvre dans les trains de laminoirs étireurs-réducteurs. Elles sont relativement grandes dans le cas de l'entraînement individuel des cages de laminage avec possibilité de réglage individuel des vitesses de rotation des cylindres dans chaque cage, elles sont relativement réduites dans le cas d'entral- nement commun et de réglage commun des vitesses de rotation de cages assemblées en groupes. Toutefois, un tel groupage apporte l'avantage d'une plus faible dépense en organes d'entraînement et de réglage. On connait déjà des trains de laminoirs étireursréducteurs entraînés et réglables par groupes de cages, par exemple, du fait du document DE-A-30 28 210. Dans le train de laminoirs décrit dans ce document, un moteur dit de base entraîne toutes les cages de laminoirs par l'intermédiaire d'un arbre commun tandis que chaque gron- pe de cages est entraîné en supplément par un moteur dit additionnel, au moyen de mécanismes additionneurs. Au moyen du mécanisme additionneur, la vitesse de rotation du moteur de base (vitesse de base) et la vitesse de rotation des moteurs additionnels (vitesses additionnelles) sont combinées.Tous ces trains de laminoirs connus, entraînés par groupes et possédant des rapports de vitesse de rotation variables, possèdent en commun la caractéristique de la liaison mécanique fixe de toutes les cages de laminoirs par au moins un arbre d'entraînement commun, qui transmet le couple de rotation et la vitesse de rotation du moteur de base à toutes les cages du train de laminoirs par l'intermédiaire d'étages de mécanisme. Un inconvénient de ce mode d'entralnement réside dans leur propriété consistant en ce que, en cas de variation de la vitesse du moteur de base, les vitesses de rotation des cylindres sont modifiées simultanément dans toutes les cages du train de laminoirs et que, par conséquent, on ne peut utiliser que les entraînements additionnels pour modifier partiellement les rapports de vitesse de rotation dans le train de laminoirs.La modification des vitesses de rotation des cylindres obtenue uniquement par la modification de la vitesse de rotation des moteurs additionnels est malheureusement insuffisante dans les cas où, en dehors d'une modification des rapports de vitesses, qui influs sur l'étirage du produit laminé, on doit remplir en même temps certaines conditions de vitesse comme, par exemple, une vitesse d'entrée et/ou de sortie constante du produit laminé. Dans le train de laminoirs étireur-réducteur selon le document DE-A30 28 210, il n'est donc pas posssible de modifier partiellement (par groupes) les rapports de vitesses de rotation et de remplir en même temps certaines conditions de vitesse qui sont fixées, par exemple, par des machines situées en amont et/ou en aval. L'invention se donne pour but de créer un train de laminoirs pour l'étirage et la réduction de tubes qui, d'une part, n'exige qu'une faible dépense en appareils d'entraînement et de régulation, grâce à l'utilisation d'entraPements par groupes et qui,d'autre part, offre la flexibilité nécessaire pour permettre en même temps de faire varier partiellement les rapports de vitesses de rotation et les vitesses des cylindres dans le train de laminoirs. Selon l'invention, pour résoudre ce problème, il est proposé de rassembler les cages du train de laminoirs e en groupes mécaniquement indépendants les uns des autres, composés chacun de plusieurs cages adjacentes, chaque groupe étant entraîné par deux moteurs dont les vitesses de rotation sont combinées au moyen de mécanismes additionneurs, pour donner des vitesses de rotation de cylindres qui présentent des rapports de vitesses de rotation variables. Ici, les différents groupes de cages sont mécaniquement indépendants les uns des autres dans le dispositif d'entraînement. La liaison et la coordination des groupes de cages, par exemple, pour obtenir des courbes de vitesses de rotation constantesmeme dans le cas de charge dynamique de certains groupes- peuvent être obtenues par simple couplage électrique et électronique des moteurs d'entraînement. Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit uniquement à titre d'exemple en regard du dessin annexé, comportant les figures 1, 2 et 3. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un train de laminoirs selon l'invention. L'exemple qui est représenté ici montre un train de laminoirs dont les cages sont réunies en deux groupes. Un groupe de cages 1 disposé sur le côté d'entrée est entraîné par l'intermédiaire de l'entraînement additionneur 2, par deux moteurs 3 et 4 réglables en vitesse de rotation. Un groupe de cages 1' agencé sur le côté de sortie est entraîné par l'intermédiaire du mécanisme additionneur 2' par deux moteurs 3' et 4' qui sont eux aussi réglables en vitesse de rotation. Les mécanismes 2 et 2' ne possèdent aucune liaison mécanique, en particulier, ils ne comportent pas d'arbre de transmission commun. La coordination des vitesses de rotation des moteurs 3, 4, 3' et 4' pour la production et la variation de courbes de vitesse de rotation constantes pour l'état de fonctionnement stationnaire, ainsi que pour la compensation de variation de la charge dynamique pendant les phases non stationnaires du laminage, sont assurées par le couplage électrique des moteurs et à l'aide de dispositifs de commande et de régulation connus. Le couplage des groupes de cages peut donc être supprimé d'une façon simple et rapide lorsque les rapports des vitesses de rotation et la vitesse du produit laminé doivent être influencés partiellement par une modification des vitesses de rotation des deux moteurs d'un groupe de cages. Cet état de fait est exposé dans la suite en regard des figures 2 et 3. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement les possibilités de réglage et de variation des vitesses de rotation à propos de courbes de vitesses de rotation pour une forme avantageuse de réalisation d'un train de laminoirs étireur-réducteur selon l'invention. Dans cet exemple, on a choisi les rapports de transmission des mécanismes de telle manière que, dans les groupes additionneurs des deux groupes de cages, il se combine des vitesses de rotation de même signe.Contrairement à l'état antérieur de la technique, il n'est pas nécessaire de prévoir pour ce mode d'entrainement une inversion du sens de rotation d'un moteur. Le réglage et la variation des rapports de vitesses de rotation pour obtenir un étirage donné du produit laminé sont exécutés en faisant varier l'une en sens inverse de l'autre les vitesses de rotation des moteurs additionnels 4 et 4i selon la la figure 1. C'est ainsi que, par exemple, pour accroître les rapports de vitesses de rotation et pour accroître de cette façon l'étirage du produit laminé dans ltétat de fonctionnement stationnaire, on diminue la vitesse de rotation du moteur additionnel du groupe de cages situé sur le côté entrée tandis qu'on augmente la vitesse de rotation du moteur additionnel du groupe de cages côté sortie. La nécessité du découplage total des groupes de cages sera illustrée à propos de la figure 3, représentant un exemple d'une variation de la vitesse de rotation destinée à influencer les extrémités épaissies. Comme conditions de vitesses, on a pris pour base de l'exemple représenté le fait que la vitesse de rotation des cylindres dans la première cage de laminoir côté entrée et celle de la dernière cage de laminoir, côté sortie, doivent être constantes pendant toute l'opération de laminage. Dans l'exemple de réalisation de la cage de laminoir selon l'invention qui est avantageuse pour permettre d'agir sur les extrémités épaissies, l'extrémité avant du tube est laminée dans le groupe de cages côté entrée et l'extré- mité arrière du tube dans les deux groupes de cages, avec des rapports de vitesses de rotation qui sont augmentés comparativement aux conditions stationnaires de déformation. Pour modifier les rapports de vitesses de rotation, on modifie les vitesses de rotation des deux moteurs d'un groupe de cages. Pour cela, on peut faire commencer la variation de vitesse de rotation pour agir sur l'extrémité avant du tube qui entre dans le laminoir à l'instant où l'extrémité arrière du tube précédent se trouve encore dans le train de laminoirs et a quitté seulement le groupe côté entrée.L'opération d'entrée du tube suivant peut débuter dès que les vitesses de rotation des moteurs d'entraînement du groupe de cages côté entrée correspondent à leurs valeurs de consigne pour la déformation de l'extrémité avant du tube. Ce n'est qu'au moment de l'entrée de l'extrémité avant du tube dans le groupe de cages côté sortie que les vitesses de rotation des moteurs d'entralnement de ce groupe doivent avoir atteint leurs valeurs de consigne pour l'état de fonctionnement stationnaire. Dans l'entraînement de base commun de toutes les cages, la variation de la vitesse de rotation réalisée pour influer sur ltextrémité avant entrante du tube peut au contraire ne se produire qu'au moment où l'extrémité arrière du tube précédent quitte le train de laminoirs et où la vitesse de rotation du moteur de base correspond de nouveau à sa valeur de consigne de vitesse de rotation pour l'entrée du tube. Dans ce cas, l'intervalle de temps entre deux tubes qui se suivent doit donc être beaucoup plus grand et la capacité de production doit en conséquence titre plus faible que dans exemple selon l'invention décrit en premier. Ainsi qu'on peut le voir à l'examen des exemples représentés, la période de la cadence peut être d'autant plus raccourcie que le nombre des groupes de cages indépendants les uns des autres en lequel le train de laminoirs est divisé est plus grand. Toutefois, en pratique, il suffit en général de diviser le train de laminoirs en deux groupes de cages pour permettre, avec une puissance de laminage suffisamment grande une influence effective sur les extrémités épaissies. REVENDICATIONS 1.- Train de laminoirs pour ltétirage et réduction de tubes, comprenant plusieurs cages de laminoirs qui se succèdent étroitement et dont chacune est entraînée par au moins deux moteurs par l'intermédiaire d'un mécanisme additionneur et qui sont regroupées en au moins deux groupes de-cages voisines (1, 1l),caractérisé en ce que tous les groupes de cages (1 1') sont entraînés mécaniquement entièrement séparément les uns des autres et que la coordination des vitesses de rotation des cylindres entre les groupes (1, 7') est obtenue par la commande des moteurs d'entrainement (3, 4, 31, 4'). 2.- Train de laminoirs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rapports de vitesses de rotation dans le ou les groupe(s) de cages côté entrée (1) sont réduits par élévation des vitesses de rotation additionnelles et que les rapports de vitesses de rotation dans le ou les groupe(s) de cages coté sortie (1') sont modifiés par élévation des vitesses de rotation addi tionnelies. 3.- Train de laminoirs selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les rapports de vitesses de rotation sont augmentés (ou réduits) dans certains groupes de cages ou dans tous les groupes de cages (1, li) lorsque certains segments de produits laminés possédant une épaisseur de paroi qui est supérieure (ou inférieure respectivement) à la valeur de consigne, franchissent ces groupes de cages de sorte que l'on produit à chaque fois une épaisseur de paroi du produit laminé qui est aussi proche que possible de la valeur de consigne.