Brevet FR2600919A1 — publié le 19880108

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser la retouche, due à l'usure,d'un laminoir, lors des opérations de laminage. On sait que les cylindres de travail d'un laminoir s'usent progressevement au contact du produit à laminer. Afin de laminer des bandes dont la forme et l'état de surface restent dans des tolérances admissibles, on est donc amené à déterminer une succession, dans la mise en fabrication des produits, en commen çant par les plus délicats, qui sont laminés lorsque les cylindres de travail viennent d'être rectifiés en atelier, pour terminer par les produits plus grossiers en fin de campagne, avant d'effectuer le changement des cylindres. Une telle succession est connue des spécialistes sous la dénomination de "cône de laminage" (en anglais : "Cofin-shape"), et la quantité ou le tonnage de produits réalisés entre deux changements de cylindres de travail est appelée "montage". La présente invention se propose d'apporter un dispositif éliminant la contrainte de cette succession, en permettant de laminer des produits de largeur quelconque entre deux changements de cylindres. Le dispositif selon l'invention, monté notamment sur les cages finisseuses des tandems, permet de laminer des largeurs dans l'ordre d'arrivée des coulées continues, notamment en laminage direct, ou à partir de stocks disponibles pour les enfournements chaud ou froid. Selon le procédé objet de cette invention, on enlève la partie non usée des cylindres de travail d'un laminoir au passage d'une bande de largeur donnée, pendant le laminage de la bande suivante, en s insérant dans les cycles de fabrication. Le dispositif selon cette invention est caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cylindre de travail du laminoir, deux ensembles de meulage identiques, symétriques par rapport à l'axe de la cage et opérant respectivement de part et d'autre dudit axe avec une zone centrale commune, afin d'obtenir une position identique de calibrage, chaque ensemble de meulage comportant un chariot, se déplaçant parallèlement au cylindre de travail correspondant, qui est muni d'un coulisseau pouvant se déplacer perpendiculairement audit cylindre de travail, et qui comporte un moyen de meulage à son extrémité en regard dudit cylindre, des ensembles de commande et de contrôle permettant d'amener les moyens de meulage au contact des cylindres à meuler, de contrôler la valeur de l'effort d'application du meulage, la vitesse de déplacement desdits chariots, et la pénétration de la meule. Selon cette invention, chaque chariot est entraîné par un moteur à l'aide d'un système vis-écrou qui déplace le chariot sur des glissières usinées dans un ensemble moulé formant un cadre pour tous les ensembles de meulage de la cage de laminage, ce cadre étant fixé sur les colonnes de la cage, en s'insérant dans les outillages existants. Selon une caractéristique de cette invention, le moyen de meulage est constitué par une meule montée sur une broche tournant sur deux paliers, entraînée par un moteur électrique par l'intermédiaire d'une transmission à courroie, les paliers de la meule étant munis de cellules de mesure des efforts d'application de la meule sur le cylindre de travail. Selon une autre caractéristique de cette invention, le coulisseau portemeule, porté par son chariot, est entraîné par un vérin, contrôlé par une servovalve commandée par le système de contrôle du dispositif, ledit vérin exerçant une force déterminée par l'algorithme de meulage du calculateur et qui est comparée aux valeurs données par lesdites cellules de mesure d'effort d'application de la meule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 est une vue schématique représentant le dispositif selon l'invention, vu en plan - la Figure 2 est une vue en coupe par un plan perpendiculaire aux axes des cylindres de travail, montrant la disposition des ensembles de meulage de ces cylindres - la Figure 3 est une vue en bout de la Figure 2, les cylindres de travail et d'appui ayant été enlevés ; et, - les Figures 4 et 5 sont des vues de détail, à échelle agrandie, montrant la réalisation d'un outil de meulage et de ses détecteurs. En se référant aux dessins, et plus particulièrement à la Figure 1, on voit que le dispositif objet de cette invention, conçu pour meuler la partie non usée due au passage d'une tôle, lors du passage de la tôle suivante, comprend essentiellement, pour chaque cylindre de travail tel que C, deux ensembles de meulage E1, E2 identiques, symétriques par rapport à l'axe de symétrie XX' de la cage de laminage. Ces deux ensembles opèrent de part et d'autre de l'axe XX', avec une zone centrale commune, de manière à avoir une position de calibrage commune. Chaque ensemble de meulage, tel que E1 ou E2, est constitué d'un chariot C1, C2, respectivement, pouvant se déplacer parallèlement au cylindre de travail, tel que C, et qui est muni d'un coulisseau L1, L2, respectivement, pouvant se déplacer perpendiculairement#au cylindre de travail. Chaque coulisseau est muni, sur son extrémité en regard du cylindre C, d'un outil ou moyen de meulage tel que M1 > M2 > respectivement, permettant de meuler la partie non usée du cylindre, lors des opérations de laminage.Comme on le décrira en détail ci-après > le dispositif comporte en outre des ensembles de commande et de contrôle pour amener les moyens de meulage au contact des cylindres à meuler et pour contrôler, notamment, la vitesse de déplacement des chariots munis des coulisseaux porte-meule et la valeur de la force d'application du meulage sur les cylindres de travail. Dans l'exemple de réalisation préféré décrit ici, les moyens de meulage sont constitués par une meule ; cependant, on peut utiliser tout autre système d'enlèvement de la partie non usée des cylindres de travail, tel que, notamment, un système Laser ou d'Electro Erosion ou galetage, dans le cas de cylindres demandant un état de surface particulier. On décrira maintenant en détail la configuration d'un chariot tel que C1 ou C2, étant bien entendu que les paires de chariots, affectées respectivement au cylindre de travail supérieur et au cylindre de travail inférieur (C, C', Figure 2),sont de conception identique. Un chariot C1 porte le guide 10 du coulisseau L1, et il se déplace sous l'effet d'une chaîne cinématique qui comprend un moteur électrique 12, contrôlé par un compteur d'impulsions, qui entraîne un système vis-écrou 14 déplaçant le chariot sur des glissières telles que 16, par l'intermédiaire de galets de guidage 18. L'ensemble des glissières, telles que 16, forme un cadre 20 pour tout le système de chariots, et ce cadre est fixé sur les colonnes 22 de la cage de laminage. Les outillages existants d'un train continu à chaud s'insèrent en s'appuyant sur les glissières 20', dans le cas de cette application. Le coulisseau de chaque chariot est muni du moyen de meulage qui, dans cet exemple de réalisation, est conçu sous la forme d'une meule 24, montée au bout d'une broche 27 tournant sur deux paliers 26, 26', l'entratnement s'effectuant à l'aide d'un moteur à courant continu 28, équipé d'une dynamotachimétrique et d'une transmission à courroies 30, ce type de transmission permettant d'éviter la transmission des vibrations du moteur 28 à la meule 24. La broche 27, portant à son extrémité la meule 24, est logée dans un bâti 29, et des cellules 32, 32' de mesure de l'effort de la meule sur son cylindre de travail C sont interposées entre le bâti de meule 29 et le coulisse#au L1. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, ne prévoir qu'une seule cellule de mesure d'effort, en prévoyant alors un point d'articulation, par exemple à rotule, à la place de la cellule ainsi supprimée. Par ailleurs, le dispositif comporte deux détecteurs de pénétration 31, 31', positionnés de façon à détecter la position en amont et en aval de la meule par rapport au cylindre de travail cor détecteurs respondant. Dans cet exemple de réalisation, les/31, 31' sont supportés par un bras articulé 36, formant capot pour la meule 24. Ce bras articulé peut se déplacer transversalement, grâce à un système vis-crémaillère 42, 44, et en rotation autour de l'axe 46, grâce à un moyen tel que vérin, par exemple (non visible sur le dessin). Grâce à cette disposition, on peut obtenir un démontage rapide de la meule ou un réglage rapide des détecteurs de pénétration 31, 31'. En position de travail, la fixation des bras articulés est rigide. Pour assurer un positionne ment précis des détecteurs de pénétration 31, 31', on peut utiliser un système de réglage commandé à distance, 38 sur la Figure 5. L'ensemble décrit ci-dessus est monté sur un coulisseau tel que L1, dont le rôle est de maintenir le moyen de meulage en contact constant avec le cylindre de travail, avec une force connue et réglable, permettant de moduler la profondeur de la rectification du cylindre de travail. Les déplacements du coulisseau sont obtenus à l'aide d'un vérin 34, qui est contrôlé par une servovalve de précision commandée par le calculateur du dispositif. Le vérin 34 exerce une force H dont la valeur est calculée par l'algorithme de meulage du calculateur, et qui est comparée aux valeurs A1 et A2 délivrées par les cellules de mesure d'efforts 32, 32'. Enfin, il est également prévu un moyen de diamantage de chaque meule, tel que 25, pour régulariser sa forme. Cette opération de diamantage est réalisée en temps masqué, à intervalles réguliers entre deux cycles de changement des cylindres, par exemple, et obligatoirement avant tout réglage initial. Sur les Figures 1 et 5, on a désigné dans son ensemble par la référence 40 la chaîne cinématique de rectification de la meule par taillage au diamant.Cette chaîne, qui comporte une mesure de la position du diamant en fonction de la valeur du diamètre de la meule après sa rectification, par l'intermédiaire d'un transmetteur, tel que 39, comprend en outre a) un système vis-crémaillère, désigné dans son ensemble par la référence 46, pour permettre les déplacements d'approche et de retrait de la pointe de diamantage 25 ; b) un système similaire 48, assurant les déplacements transversaux de la pointe de diamantage 25 le long de la surface à rectifier de la meule, en déplaçant le support 50 dans le bâti 52, solidaire d#u coulisseau L1. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant On commence par effectuer le réglage de calibrage du système en plaçant les coulisseaux L1 et L2 (et les coulisseaux correspondants affectés au cylindre de travail inférieur C') en position de calibrage. Les chariots sont positionnés aux extrémités des cylindres de travail C, C'. Ainsi, le chariot C1 est positionné à droite de l'axe XX', et le chariot C2 est placé à gauche de cet axe-. On effectue éventuellement un diamantage des meules rétractées, et l'on met en mémoire les valeurs des rayons des meules. On approche ensuite les coulisseaux, jusqu'à ce que les meules viennent au contact des cylindres de travail à l'arrêt, et l'on met en mémoire les valeurs données par tous les détecteurs pour l'application d'un effort (Ho) mesuré par les systèmes de contrôle.On enregistre, pendant la levée des cylindres, les couples des valeurs du serrage des cylindres de travail et ceux des détecteurs, ainsi que de la position des coulisseaux. Le fichier de ces valeurs sera gardé en mémoire. Les chariots sont ensuite ramenés en attente du meulage, au centre de la table, de part et d'autre de l'axe XX'. Les cylindres C tournant, la vitesse tangentielle des meules 24 est synchronisée avec celle des cylindres avec lesquels elles sont en contact. Le dispositif est prêt à fonctionner dès qu'intervient le signal de l'effort de serrage de la tôle T par la cage lamineuse. Un algorithme de calcul par ordinateur donne les valeurs de réglage du système et les compare aux valeurs mesurées. Le système de régulation hydraulique corrige la pression de la meule grâce aux vérins, tels que 34. Le cycle du chariot C2 s'enclenche lorsque le chariot C1 a effectué une course lui permettant de se positionner à droite de l'axe XX', de manière que le chariot C1 meule la partie droite du cylindre de travail, et que le chariot C2 meule la partie gauche du cylindre. Pour le cylindre inférieur, la disposition des chariots est identique. Le cycle se termine par la fin du meulage aux extrémités des cylindres les têtes de meulage sont rétractées, et les chariots sont replacés en position de départ vers le centre. Le cycle total de meulage s'effectue dans le temps de laminage d'une bande, afin de profiter de la stabilité des cylindres dans leurs paliers, lors du laminage. Le dispositif objet de cette invention est applicable à toutes les installations dont les cylindres de travail ont une surface de travail qui se modifie en cours de fonctionnement, et, de ce fait, modifie la qualité des produits. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de laminage permettant de laminer des produits quelconques entre deux changements des cylindres de travail, caractérisé en ce qu'il consiste à enlever, notamment par meulage, la partie non usée des cylindres de travail, correspondant au passage d'une bande de largeur déterminée, pendant le laminage de la bande suivante, au cours des cycles de fabrication. 2 - Dispositif pour le meulage des cylindres de travail d'un laminoir, en cours de laminage, pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cylindre de travail du laminoir, deux ensembles de meulage identiques (E1, E2), symétriques par rapport à l'axe de la cage de laminage (X-X') et opérant respectivement de part et d'autre dudit axe, avec une zone centrale commune, afin d'obtenir une position id#entique deca- librage, chaque ensemble de meulage comportant un chariot (C1, C2),se déplaçant parallèlement au cylindre de travail correspondant, qui est muni d'un coulisseau (L1, L2) pouvant se déplacer perpendiculairement audit cylindre de travail et qui est pourvu d'un moyen de meulage (M1, M2), des ensembles de commande et de contrôle permettant d'amener les moyens de meulage au contact des cylindres à meuler, pendant les opérations de laminage, et de réaliser l'enlèvement de métal souhaité, en contrôlant notamment la vitesse de déplacement des chariots et la valeur de la force d'application et de la pénétration de la meule sur les cylindres de travail correspondants. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque chariot est entraîné par un moteur (12), par l'intermédiaire d'un système vis-écrou (14) qui déplace le chariot sur des glissières (16), usinées dans un ensemble moulé formant un cadre (20) pour tous les ensembles de meulage de la cage de laminoir, ce cadre étant fixé sur les colonnes (22) de ladite cage en s'insérant dans les outillages existants. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque moyen de meulage est constitué par une meule (24), montée sur une broche (27) tournant sur deux paliers (26, 26'), cette broche étant entraînée par un moteur électrique (28) à l'aide d'une transmission à courroie (30), les paliers de ladite meule étant munis d'au moins une cellule (32, 32') de mesure des efforts de la meule sur le cylindre de travail et de détecteurs de pénétration (31, 31'). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les détecteurs de pénétration (31, 31') sont- supportés par un bras articulé (36), formant capot, porté par le coulisseau porte-meule (L1), un système manuel, ou éventuellement motorisé, assurant un positionnement précis desdits détecteurs. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque coulisseau porte-meule, supporté par son chariot, est entraîné par un vérin (34), contrôlé par une servo-valve commandée par le système de contrôle du dispositif, ledit vérin exerçant une force déterminée par l'algorithme de meulage du calculateur, et qui est comparée aux valeurs données par lesdites cellules (32, 32') de mesure d'efforts d'application de la meule. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens de meulage sont constitués par un système Laser ou d'Electro-Erosion au galetage, dans le cas de cylindres demandant un état de surface particulier. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un système de rectification des meules (24), pouvant être constitué par un dispositif de diamantage (25), dont la chaîne cinématique (40, 46, 48) comporte une mesure de la position du diamant en fonction de la valeur du diamètre de la meule après sa rectification.