Brevet FR2607032A1 — publié le 19880527

i L'invention concerne un laminoir, en particulier un laminoir à froid, principalement pour des métaux ou des matériaux métalliques, avant tout pour de l'acier ou des métaux non ferreux lourds, particulièrement avantageux pour laminer ou pré-laminer ou relaminer des bandes ou des tô- les, avec au moins deux, de préférence quatre à dix, cylin- dres disposés de préférence les uns au-dessus des autres, avec agissant directement sur la table extérieure du bombé du cylindre, un moyen hydraulique, en particulier au moins un, de préférence au moins deux éléments de paliers hydros- tatiques et/ou de préférence des vérins hydrauliques agis- sant sur des éléments de palier, de préférence hydrostati- ques, et ceci sur chaque bombé de cylindres. Dans les procédés connus, les cages de laminoir comportent chacunes des colonnes de laminoir latérales pour les services et l'entraînement, destinées à installer les dispositifs de réglage. les jeux de paliers et diverses installations. Par la position des colonnes de laminoir disposées parallèlement aux produits laminés et normalement ou perpendiculairement à l'axe des cylindres de laminoir, des largeurs de construction sont nécessaires, rendant im- possible jusqu'à maintenant une distance courte entre le contrôleur d'épaisseur de bande et l'emprise du laminoir et ainsi se trouvant dans l'encombrement des systèmes de régla- ge de l'ouverture du laminoir destinés à améliorer les tolé- rances d'épaisseur. La présente invention vise à remédier à cet incon- vénient en faisant coincider le plan de symétrie, en parti- culier vertical, de la ou des charpentes porteuses de lami- noir ou du cadre ou des colonnes de laminoir, en particulier leurs charpentes porteuses principales, comportant des ca- dres porteurs disposés de part et d'autre des cylindres de laminoir parallèlement à leurs axes, et prévus avec une fenêtre au moins dans la zone du bombé des cylindres ou de l'ouverture du laminoir, avec le plan de symétrie, en par- ticulier vertical, du système de cylindres ou de la dispo- sition des cylindres, du système de cylindres de laminoir ou de l'ensemble des cylindres, complètement ou au moins essentiellement, tandis que dans ce but les cadres porteurs pourvus d'une fenêtre, disposés de part et d'autre et à proximité du système de cylindres de laminoir et parallèle- ment à leurs axes, sont reliés les uns aux autres, avec la plus grande rigidité à la flexion, au-dessus et/ou au-des- sous des cylindres par des liaisons perpendiculaires aux axes des cylindres. Par cette disposition de la charpente porteuse du laminoir tournée de 900 comparativement aux exécutions antérieures, en particulier par la disposition des colonnes de laminoir reprenant les efforts principaux, la largeur de construction des cages de laminoir peut être considérable- ment réduite, alors que comparativement avec les types de construction connus il n'y a aucune perte de solidité ou de tenue ou de capacité de charge, mais au contraire on abou- tit à des économies de matériaux et de poids. Les avantages de la rotation de 900 de la charpente porteuse des cylindres de laminoir, conformément à l'invention, sont particulière- ment mis en valeur lorsque agit directement sur le bombé des cylindres de laminoir un moyen hydraulique, en particu- lier au moins un et avantageusement au moins deux éléments de paliers hydrostatiques et/ou des vérins hydrauliques agissant sur des éléments de paliers, de préférence hydros- tatiques et spécialement sur chaque bombé de laminoir. Dans le cas de cages de laminoir pour des bandes de largeur mo- yenne, l'effet indiqué ci-dessus devient complètement effi- cace car alors les diamètres des cylindres d'appui corres- pondent, pour le cas des cages quarto habituelles, à envi- ron la largeur du bombé. La largeur de fenêtre des colonnes tournées de 90o peut lui être égalé. De plus cette disposi- tion permet de réduire d'une façon sensible la hauteur de fenêtre des colonnes, par quoi on aboutit, avec des chapeaux de colonnes plus courts, à une réduction de l'élasticité de la cage. L'invention se distingue de l'état connu de la tech- nique principalement par la rotation de 900 des colonnes. Suivant le brevet AT-PS-339 854 par exemple, le plan de symétrie du cadre constitué de supports de paliers et de traverses disposées perpendiculairement par rapport à l'axe des cylindres de laminoir est perpendiculaire au plan de symétrie du système de cylindres de laminoir. On obtient une réalisation pratiquement très favo- rable si la charpente porteuse des cylindres est constituée par des colonnes de laminoir formant cadre disposées laté- ralement par rapport aux tables ou aux bombés des cylindres de laminoir, réalisées avec des brames d'acier laminées à chaud, coupées à la longueur voulue, et découpées pour créer une fenêtre, tandis qu'au moins les travées horizontales supérieures de ces brames d'acier formant cadres sont re- liées par des entretoises avec la rigidité à la flexion la plus grande. Ainsi les dépenses de construction pour la charpente porteuse du laminoir peuvent être réduites d'une façon significative. Cette variante n'est pas non plus ap- prochée par l'état de la technique bien que lebrevet DE-OS5-31 32 339 montre seulement des constructions latérales en forme de C mais pas comme cadre formant colonne de lami- noir. La constitution de la charpente porteuse des cylin- dres de laminoir suivant la présente invention permet que, du côté d'o le produit laminé sort de la charpente porteuse des cylindres, immédiatement contre ou presque immédiate- ment contre, soit disposé un contrôleur d'épaisseur de ban- de, dans la zone de la sortie du laminé, de préférence le plus possible à une distance de 125 à 150% du diamètre des plus gros cylindres de laminage ou à proximité de l'ouver- ture de laminage, le contrôleur d'épaisseur de bande ayant dans ce but un émetteur pour permettre le réglage de la hauteur d'ouverture de laminage, et plus spécialement pour permettre le réglage des éléments de paliers hydrostatiques et/ou les vérins hydrauliques. Le pivotement, suivant la présente invention, des colonnes de laminoir permet ainsi de rapprocher les contrôleurs d'épaisseur de bande de l'ouver- ture du laminoir, ce qui permet une saisie plus rapide des tolérances d'épaisseur et un réglage, plus rapide que jus- qu'à maintenant, des tolérances totales par rapport à la droite O. D'autre part par une réduction du module de la cage, on peut compter sur une amélioration de la tolérance totale d'épaisseur dans le produit laminé. Suivant l'invention on peut obtenir le même rende- ment de laminage avec une cage de laminoir plus petite et plus compacte. On rend ainsi possible l'entraînement par des pignons plus petits et des renvois d'angle plus petits. On peut se contenter également d'un moteur principal plus petit avec moins de dépenses et de frais d'investissement pour l'alimentation électrique ainsi que pour la régulation; la largeur de la cage de laminage conformément à l'inven- tion peut être réduite d'une façon sensible par rapport à la largeur des exécutions antérieures, par exemple de plus d'un tiers, ce qui permet la disposition expliquée ci-dessus du contrôleur d'épaisseur de bande à proximité de l'ouverture du laminoir. Le brevet EP-PS-O 152 810 LBDS-O 52 810 montre bien un contrôleur d'épaisseur, mais il s'agit là d'un autre type de cylindre de laminoir, c'est-à-dire des cylindres de lami- noir à réglage par flexion élastique, pour lesquels des éléments de pression hydrostatiques nde viennent pas agir sur le bandage extérieur du cylindre mais sur le bandage interne. D'autre part la position du contrôleur d'épaisseur ne peut être comparée avec le cas de la cage de laminoir de ce brevet. Cette modification de disposition se distingue fondamentalement de celle publiée par le brevet DE-OS-31 45 526. Il s'agit là en effet de cylindres de laminoir à régla- ge par flexion élastique qui présentent des extrémités de support de cylindres fixes sur lesquels agissent les vérins mais pas les extrémités de tourillons de paliers de cylin- dres en rotation qui sont placés sous l'action de vérins de levage ou de traction. Les autres dispositifs de flexion suivant ce stade de la technique n'agissent en aucun cas sur les cylindres d'appui mais au contraire sur les cylindres de travail. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: Les figures 1 à 4 montrent une cage de laminoir h froid compact à dix rouleaux, suivant l'invention, la figure 1 étant une vue en coupe suivant la ligne CC de la figure 3, la figure 2 une représentation partielle d'une vue en coupe suivant la ligne BB de la figure 1, la figure 3 une vue de face et la figure 4 une vue partielle d'une coupe suivant la ligne AA de la figure 3. Les figures 5 à 8 montrent une cage de laminoir à froid compact quarto, suivant l'invention, avec lesvues en coupe correspondantes, comme pour la cage de laminoir pré- cédente. La figure 9,9a et 10, lo0a ou 11 et 12 montrent des cages de laminoir à froid compact Duo. La figure 13 est un schéma synoptique de l'instal- lation. Le laminoir à dix rouleaux d'après les figures 1 à 4 présente des cylindres de travail 1 et 2, des cylindres d'appui latéraux 3 à 6, des cylindres intermédiaires 7 et 8 ainsi que des cylindres d'appui 9 et 10. Les cylindres d'ap- pui latéraux 3 à 6 sont, de la façon habituelle, dans des paliers hydrostatiques. Les gros cylindres d'appui 9 et 10 sont ici soutenus, dans la zone de leurs tables bombées ,16, par quatre éléments de paliers hydrostatiques 11 à 14. Pour obtenir le film d'huile support hydrostatique de ces éléments de paliers, de même que pour les cylindres de travail 1,2 montés sur des paliers hydrostatiques ou pour leurs boitards, il est avantageux d'utiliser le fluide de refroidissement disponible, c'est-à-dire l'huile de laminage ou l'émulsion de laminage. Sur les éléments de paliers 11,12 agissent les vérins hydrauliques 17,18 commandés par un calculateur, vérins qui sont montés sur une entretoise 19, laquelle relie entre eux, conjointement avec une deuxième entretoise 20 les brames d'acier 21,22 et ainsi forme la charpente principale du laminoir. Les vérins hydrauliques 17,18 qui sont avantageusement commandés par le calculateur, ainsi que les éléments de palier 11,12, sont réglés par des signaux délivrés par des émetteurs intégrés dans un contrô- leur de planéité et dans un contrôleur de l'épaisseur lami- née 24, qui s'appuie ici contre l'ouverture de laminage 23, ou intégrés dans les vérins hydrauliques 17,18. Le calcu- lateur installé pour le réglage mentionné ci-dessus compare les valeurs théoriques qui lui sont données pour l'épaisseur de la bande laminée ou la planéité du laminé souhaitées, avec la valeur réelle des signaux qui lui sont communiqués par les divers émetteurs et il commande ensuite l'alimen- tation en pression ou les composants de réglage pour les divers vérins hydrauliques. Du fait de la disposition des éléments de paliers hydrostatiques 11,12 agissant sur les tables bombées des cy- lindres et de celle des vérins hydrauliques 17,18, les lignes'd'action sont déportées également de la zone, habi- tuelle jusqu'à maintenant, des tourillons des cylindres dans la zone des axes 25,26 des éléments de paliers hydros-- tatiques 11,12 c'est-à-dire des vérins hydrauliques 17,18 ou confondues avec ces axes 25,26. Cette situation, ainsi que la-liaison existante exposée ci-dessus, et en particulier médiane, des vérins hydrauliques commandés par le calcula- teur avec les émetteurs indiqués ci-dessus rend possible un réglage particulièrement avantageux des lignes de flexion élastiques du jeu de cylindres, en particulier du cylindre d'appui 9. Il est visible que le plan de symétrie S, en par- ticulier vertical, de la ou des charpentes porteuses du laminoir, formant cadre, et prévues avec une fenêtre au moins dans la zone du bombé des cylindres ou de l'ouverture de laminage, ou le plan de symétrie de la cage de laminoir ou bien le plan de symétrie des entretoises, en particulier de leur construction principale porteuse 19 à 22, coincide, totalement ou au moins essentiellement, avec le plan de symétrie S, en particulier vertical, du système de cylindres 1 à 10 ou du jeu des cylindres de laminoir. La commande par calculateur exposée ci-dessus est en liaison d'une part avec les émetteurs et d'autre part avec les vérins hydrauliques 17,18, éventuellement avec leurs moyens de commande hydraulique, et également avec les élé- ments de paliers hydrostatiques 11,12. Ici agissent en plus, sur les tourillons ou sur les paliers 27,28 du cylindre d'appui supérieur 9, des vérins hydrauliques de poussée ou de traction 29,30, eux-mêmes actionnés par des signaux provenant du contrôleur de planéi- té pour le réglage des lignes de flexion élastiques du jeu de cylindre, en particulier du cylindre supérieur d'appui 9. Ces vérins hydrauliques 29,30 sont disposés au-dessus des tourillons ou au dessus des paliers, pratiquement de sim- ples paliers de tourillons, avantageusement des roulements à rouleaux articulés 27,28, du ou des cylindres supérieurs, ou les plus hauts, en particulier du cylindre d'appui supé- rieur 9, dans la zone latérale supérieure de la charpente porteuse des cylindres, d'une façon avantageuse sur les deux côtés de l'entretoise supérieure 19 dans l'espace libre entre les brames d'acier 21,22 formant, dans le cas présent, la charpente porteuse principale, le montage étant oscil- lant. Leurs tiges de pistons 33,34 sont solidaires des tou- rillons du ou des cylindres de laminoir supérieurs 9 par l'intermédiaire de pièces de traction 35,36, en particulier à travers une articulation à rotule se trouvant avantageu- sement sur un prolongement dirigé vers le haut 35,36, du carter des paliers de tourillons 27,28, ces tiges de piston 33,34 étant donc solidaires des tourillons de cylindre ou de leur carter. D'autre part il est prévu un dispositif de réglage par cale 31 déjà connu. Ce dispositif à cale de réglage est disposé en dessous des deux éléments de paliers hydrosta- tiques 13,14 du cylindre d'appui inférieur 10 etil a pour but, entre autre, de compenser l'usure du jeu de cylindres inférieurs 2,8,10 ou du cylindre inférieur 10. Sur ce dispositif à cale de réglage agit un vérin d'actionnement hydraulique ou un vérin de montée descente 32 qui peut être actionné en vue du réglage des lignes de flexion élastiques du ou des cylindres inférieurs 2,8,10 par des émetteurs de signaux, en particulier par la commande par calculateur exposée précédemment, ou par des composants de réglage ac- tionnés par lui. Ces derniers sont disposés dans le contrô- leur de planéité mentionné ci-dessus. On peut également combiner avec ce dispositif un réglage des vérins hydrau- liques de levage 29,30. Le dispositif de réglage par cale 31 se présente comme un coin disposé sensiblement dans le sens de la lon- gueur du cylindre de laminage et dont le plan de contact 39,40 forme un angle avec l'horizontale. Le vérin de manoeu- vre indiqué ci-dessus 32 est centré sur ce coin et disposé à la fois en dessous et sur le côté du jeu de cylindres. La tige de piston 41 de ce vérin est reliée à la base 42 du coin mobile 38, en particulier supérieur, en particulier avec une articulation, l'autre coin 37 étant fixé, sans possibilité de glisser, sur l'entretoise inférieure 20, directement ou indirectement, sur la partie située du côté fondation de la charpente porteuse des rouleaux de laminoir, comportant en fait deux brames d'acier 21,22 et des entre- toises 19,20 les reliant. Les figures 5 à 8 montrent un autre exemple d'exé- cution de l'invention, à savoir une cage de laminoir à froid compact quarto, la figure 5 étant une vue en coupe faite suivant la ligne CC de la figure 7, la figure 6 une repré- sentation partielle d'une coupe suivant la ligne BB de la figure 5, la figure 7 une vue de face et la figure 8 une vue partielle d'une coupe d'après la ligne AA de la figure 7. Les quatre cylindres du laminoir portent les numéros de référence 43 à 46, les tables bombées des cylindres d'appui inférieur et supérieur 45 et 46 portent les numéros 47 et 48. Les autres parties de ce laminoir sont conçues de la même manière que dans l'exemple correspondant aux figures 1 à 4. Le fonctionnement est également identique. On peut se reporter à la description des figures 1 à 4. Il en est de même pour les figures 9,9a et lO,lOa qui représentent une cage de laminoir à froid compact duo correspondant à l'invention. La figure 9 est de nouveau une vue en coupe suivant la ligne CC de la figure 10, la figure 9a une représentation partielle d'une coupe suivant la ligne BB de la figure 9, la figure 10 une vue de face de ce lami- noir et la figure lOa une vue partielle d'une coupe suivant la ligne AA de la figure 10. Ce laminoir comprend seulement deux cylindres 49,50 dont les tables sont désignées par 51,52. Pour la description des autres parties, on se re- portera au premier exemple. Le laminoir compact duo suivant les figures 11 et 12 qui sont, pour la figure 11, une vue en coupe suivant la ligne AA de la figure 12 et, pour la figure 12, une vue de face du laminoir, se distingue des exemples précédents en ce que, dans le domaine des tables de cylindres 51,52, on a supprimé les éléments de paliers hydrostatiques agissant directement sur elles ainsi que les vérins hydrauliques corespondants. La construction de la charpente principale, d'une façon analogue au type d'exécution présenté précédem- ment, comporte des brames d'acier 21,22 et des entretoises 19',19",20', 20". Ici aussi la charpente porteuse principale est tournée de 900 par rapport au type d'exécution de la- minoir à froid connu jusqu'à maintenant. La chaise 53 pour un palier combiné radial-axial et la chaise d'encastrement 54 pour un palier radial portent ou contiennent les tou- rillons du cylindre de laminoir 51. Ces pièces sont soli- daires des vérins hydrauliques 55,56, qui eux-mêmes sont pré-positionnés par l'intermédiaire de broches 57,58, donc peuvent être relevés ou abaissés. On agit sur ces broches par des engrenages à vis sans fin 59,60. Par ailleurs on a de plus prévu un vérin hydraulique 61 agissant sur les chaises 53,54 par l'intermédiaire d'une suspension 62 et d'une traverse 63. Le dispositif de réglage par cale 31 fonctionne d'une façon analogue aux exemples précédents. La figure 13 est un schéma synoptique modulaire des asservissements exposés ci-dessus du dispositif hydraulique et des vérins hydrauliques 17,18,29,30,32 agissant en par- ticulier sur les éléments de paliers hydrostatiques 11,12 des cylindres d'appui, principalement dans les zones bom- bées des cylindres. Le calculateur 64 reçoit, à partir d'émetteurs de signaux, les valeurs réelles mesurées dans le contrôleur d'épaisseur 24 et/ou dans le contrôleur de planéité 65 et/ou dans le cylindre hydraulique 17,18. Le calculateur compare ces valeurs réelles avec les valeurs de consigne fournies par le tableau de commande 66 et provoque, aux moyens de signaux appropriés, l'intervention des divers vérins hydrauliques 17,18,29,30 ou 32 par l'intermédiaire de moyens de commande hydrauliques ou de servo-vannes 67. Les autres parties représentées du laminoir sont indiquées avec les mêmes repères que dans les exemples précédents. il REVENDICATIONS 1.- Laminoir, spécialement laminoir à froid, prin- cipalement pour des métaux ou des matériaux métalliques, avant tout de l'acier ou des métaux non ferreux lourds, particulièrement avantageux pour laminer ou pré-laminer ou relaminer des bandes ou des tôles, avec au moins deux, de préférence quatre à dix cylindres disposés de préférence les uns au-dessus des autres, avec, agissant directement sur la table extérieure du bombé du cylindre, un moyen hydrauli- que, en particulier au moins un, de préférence au moins deux éléments de palier hydrostatiques et/ou de préférence des vérins hydrauliques agissant sur des éléments de paliers, de préférence hydrostatiques, et ceci sur chaque bombé de cy- lindre, caractérisé en ce que le plan de symétrie (S), en particulier vertical, de la ou des charpentes porteuses du laminoir, ou de la cage de laminoir ou des colonnes de la- minoir, en particulier de leurs charpentes principales por- teuses (19 à 22), prévues avec une fenêtre au moins dans la zone du bombé des cylindres de laminoir ou de l'ouverture de laminage, constituées de deux cadres porteurs (21,22) dis- posés de part et d'autre des cylindres, parallèlement à leurs axes, coincide avec le plan de symétrie (S), en parti- culier vertical, du système de cylindres de laminoir (1 à 10) ou de l'ensemble des cylindres, complètement ou au moins essentiellement, tandis que dans ce but les cadres porteurs (21,22), pourvus d'une fenêtre, disposés de part et d'autre et à proximité du système de cylindres de laminoir et pa- rallèlement à leurs axes, sont reliés les uns aux autres, avec la plus grande rigidité à la flexion, au-dessus et/ou au-dessous des cylindres par des liaisons (19,20) perpendi- culaires aux axes des cylindres. 2.- Laminoir suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la charpente porteuse des cylindres est consis- tuée par des colonnes de laminoir formant cadrequi sont disposées latéralement par rapport aux tables ou aux bombés (15,16) des cylindres de laminoir et qui sont formés par des brames d'acier (21,22) laminées à chaud, coupées à la longueur voulue, et découpées pour créer une fenêtre, tandis qu'au moins les travées horizontales supérieures de ces brames d'acier formant cadres sont reliées par des entretoi- ses (19,20) avec la rigidité à la flexion la plus grande. 3.- Laminoir suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que, du côté o le produit laminé sort de la charpente porteuse des cylindres, immédia- tement contre ou presque immédiatement contre, est disposé un contrôleur d'épaisseur de bande (24), dans la zone de la sortie du laminé, de préférence le plus possible à une dis- tance de 125 à 150% du diamètre des plus gros cylindres de laminage ou à proximité de l'ouverture de laminage (23), le contrôleur d'épaisseur de bande ayant dans ce but un émet- teur pour permettre le réglage de la hauteur d'ouverture de laminage, et plus spécialement pour permettre le réglage des éléments de paliers hydrostatiques (11,12) et/ou les vérins hydrauliques (17,18). 4.- Laminoir suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, avec, agissant directement sur la table extérieure du bombé des cylindres, un moyen hydraulique, en particulier au moins un, de préférence au moins deux élé- ments de paliers hydrostatiques et/ou de préférence des vé- rins hydrauliques agissant sur des éléments de paliers, de préférence hydrostatiques, et ceci sur chaque bombé de cy- lindre, caractérisé en ce que, dans le but de régler la ou les lignes de flexion élastiques du jeu du cylindres de laminoir, spécialement du ou des cylindres placés au-dessus de l'ouverture de laminage, de préférence du cylindre d'ap- pui supérieur, les lignes d'action des forces de laminage, en particulier des forces de pression et/ou d'appui agissant sur les cylindres, en particulier les cylindres d'appui supérieurs, sont déplacées, en particulier dans leur totali- té, de la zone des paliers des tourillons des cylindres vers la zone du bombé des cylindres, en ce que, au-moyen de para- mètres dépendant de l'état des pièces actives du laminoir sous l'effet du formage du matériau laminé et dépendant de l'état du matériau mis en oeuvre, on règle le moyen hydrau- lique agissant directement sur le manteau externe du bombé du cylindre de laminoir, en ce que, en particulier, sont prévus des émetteurs de signaux agissant sur le ou les vé- rins hydrauliques disposés au-dessus du cylindre d'appui supérieur et de même en dessous du cylindre d'appui infé- rieur dans la zone de leur bombé, et actionnant le ou les éléments de paliers hydrostatiques, chacun agissant sur un ou mieux sur au moins deux éléments de paliers, de préfé- rence hydrostatiques, lesquels émetteurs de signaux sont intégrés dans un contrôleur de planéité et/ou dans un contrôleur d'épaisseur de bande et/ou dans le ou les vérins hydrauliques principalement le ou les vérins supérieurs, en ce qu'avantageusement une commande par calculateur est reliée d'une part aux émetteurs de signaux, le calculateur comparant des valeurs de consigne pour le produit à laminer avec les valeurs réelles qui lui parviennent des émetteurs de signaux ou des signaux eux-mêmes arrivant, et d'autre part aux vérins hydrauliques (17,18), ou à leur alimentation en fluide sous pression, ou aux composants de réglage pour ces vérins et, le cas échéant, en particulier indirecte- ment, aux éléments de paliers hydrostatiques (11,12), et en ce que, de plus, des vérins hydrauliques de traction ou de levage (29,30), qui sont actionnés au moyen de signaux pro- venant du contrôleur de planéité pour permettre le réglage des lignes de flexion élastiques du jeu de cylindres de laminage, en particulier du cylindre d'appui supérieur (9), agissent directement sur les paliers de cylindre de laminage (27,28), ou sur les tourillons de ces cylindres, et au moins du cylindre supérieur, spécialement du cylindre d'appui supérieur (9).