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"Perfectionnements à la réduction d'épaisseur de corps métalliques. "
La présente invention concerne la réduction de l'é- paisseur de corps métalliques et plus particulièrement le pro- blème du calibrage de la réduction. Quoiqu'on la décrive ci- après dans son application au laminage à froid de bandes mé- talliques dans un laminoir réversible, elle s'applique égale- ment à la réduction d'autres corps métalliques, tels que des fils par exemple.
On a proposé un grand nombre de solutions au problème du calibrage de l'épaisseur d'un métal à mesure que celui-ci sort d'un dispositif réducteur, tel qu'un laminoir à froid,
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mais aucune de ces solutions n'a fourni de résultats satis- faisants. Lorsque le métal se déplace rapidement, il est difficile ou impossible d'en mesurer l'épaisseur directement avec exactitude, malgré tous les perfectionnements que puisse comporter l'instrument dont on fait usage. On a éga- lement proposé différents circuits électriques, dont la plu- part comprennent des lampes amplificatrices et sont supposés être sensibles aux variations de l'épaisseur du métal, mais ils n'ont pas donné de bons résultats en pratique.
On a trouvé qu'il est possible de résoudre ce problème de façon très satisfaisante par un procédé de calibrage indi- rect, comprenant la mesure de la vitesse d'allongement. Dans tous les procédés de laminage, sauf peut-être celui de lingots présentant des soufflures à faire disparaître, on considère que le volume de la masse de métal en cours de traitement est constant. Le produit de la section transversal'e par¯la longueur est donc une constante, et si l'on suppose que la largeur reste constante également, l'allongement constitue une mesure de la réduction.
Quoique la largeur du métal augmente dans certains genres de laminage et certains types de laminoirs, cet accrois- sement de largeur n'est pas inévitable. On peut au contraire.. obvier à cet élargissement en utilisant des cylindres lami- neurs de diamètre suffisamment faible, ainsi que c'est expli- qué dans le brevet américain ? 1.744.018.
Suivant la présente invention, on mesure le degré de réduction en fonction de l'allongement du produit laminé.
Ce procédé est particulièrement exact dans le cas d'un laminoir clans lequel il ne se produit pas d'élargissement, mais si même il y a un certain élargissement, le procédé reste
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néanmoins suffisamment exact pour le genre de produits qu'on fabrique dans ces installations.
De préférence, on mesure les vitesses d'entrée et de sortie du métal à l'aide d'organes, tels que des rouleaux ou poulies, entraïmnés par le métal lui-même. L'invention a été appliquée à un laminoir à froid, tel que celui représenté dans le brevet américain ? 1.744.018, dans lequel des bobines tirent le métal alternativement dans un sens et dans l'autre à travers un laminoir composé de cylindres lamineurs de faible diamètre et de contre-cylindres plus gros, à montage anti- friction. En passant d'une bobine à l'autre, le métal passe autour de rouléaux refroidisseurs qui l'alignent exactement dans l'axe du laminoir. On peut avantageusement utiliser ces rouleaux pour réaliser la présente invention.
Il est pré- férable d'actionner des disques ou des roues à l'aide de ces rouleaux, et de les relier à un indicateur de manière qu'un disque tende à déplacer ce dernier dans un sens, et que l'autre disque,,tende à le déplacer en sens inverse. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on utilise deux disques coaxiaux susceptibles de tourner librement, entre lesquels est intercalé un indicateur muni de galets por- tant contre chacun des disques. La transmission de commande d'un des disques, lesquels sont entraînés par le métal entrant et le métal sortant du laminoir, comporte des moyens de compen- ser exactement la différence inévitable entre la vitesse d'en- tr.ée et la vitesse de sortie du métal.
Cette compensation est telle que les disques tournent en sens inverse à une vitesse égale, lorsque la réduction d'épaisseur s'effectue au degré voulu. Si donc le degré de réduction qu'on obtient correspond exactement à c'elui qu'on desire, l'indicateur reste immobile.
Par contre, le moindre écart de ce degré de réduction voulu a
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pour résultat de déplacer l'indicateur. Le dispositif est extrêmement sensible, du fait que toute réduction incorrecte du métal produit un effet cumulatif sur l'indicateur et, le mouvement de celui-ci étant en somme fonction de l'allongement du métal, les indices qu'on obtient ainsi sont beaucoup plus positifs et exacts que lorsqu'on essaie de mesurer l'épais- seur directement, pour le motif que la longueur de la bande est infiniment plus grande que son épaisseur.
Des dispositifs permettent de modifier le degré de réduction de la bande en concordance avec les données que l'indicateur fournit. Ils peuvent éventuellement comporter une transmission automatique, quoiqu'une commande manuelle suffise normalement.
Bien qu'on ait indiqué succinctement ci-dessus le mode d'exécution préféré de l'invention, on peut appliquer les principes essentiels de celle-ci de différentes manières. On peut, par exemple, utiliser un courant électrique dont- le débit varie proportionnellement aux vitesses relatives d'en- trée et de sortie du métal laminé. Cette méthode, tout en convenant bien dans certains cas, n'est pas aussi parfaite que la forme de réalisation indiquée ci-dessus, pour le motif- que le résultat obtenu électriquement peut provenir d'une erreur d'importance donnée lorsque le laminoir débite la bande à 300 mètres par minute, ou d'une erreur environ deux fois plus importante si la bande sort du laminoir à 150 mètres par minute.
Autrement dit, une forme de réalisation de ce genre f'ournit un résultat dont la vitesse absolue de la bande est un des facteurs, ce qui n'est pas le cas pour le mode d'exé- cution préféré. Dans certains cas, on peut également prendre en considération la vitesse de révolution des cylindres, comme.
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indication relative à la vitesse de débit du métal.
Normalement, il est préférable toutefois de soumet- tre le produit laminé à un calibrage direct, à sa sortie du laminoir.
Dans les dessins annexés représentant le mode d'exé- cution préféré de la présente invention:
Fig. 1 est une élévation de côté d'un laminoir com- portant le dispositif de calibrage;
Fig. 2 est une vue en plan schématique, montrant cer- taines parties actives du laminoir représenté sur la Fig.l.
La laminoir représenté sur la figure 1 comprend un bâti 2 portant des bobines 3, 4 actionnées par une source n'énergie commune (non représentée) et destinées à envider et dévider le métal alt ernativement. Un levier 5 commande la transmission du mouvement aux bobines. La bande métallique dévidée par la bobine 3, par exemple, passe autour d'un rouleau refroidisseur 6, contre des frotteurs 7 et un guide 8, et pénètre entre les cylindres lamineurs 9.
Les cylindres lamineurs de faible diamètre et tournant librement sont placés entre des contre-cylindres 10 de diamètre beaucoup plus grand, montés dans des coussinnets anti-friction 11. En sortant du laminoir, le métal passe autour d'un rouleau refroidisseur 12 et ensuite vers la bobine 4. On peut déplacer le contre-cylindre 10 verticalement en vue du réglage. Les coussinets de ce contre-cylindre sont portés, dans des cages 13 coulissant dans le bâti, supportées par un dispositif d'équilibrage à ressort 14. On détermine la largeur de l'in- tervalle entre les cylindres lamineurs 9 à l'aide de coins 15 dont on peut régler la position latérale par des volants à main 16, 17.
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Le rouleau refroidisseur 6 comporte un bout d'arbre 18 auquel est fixée une poulie conique 19, le rouleau refroi- disseur 12 comportant un bout d'arbre 20 analogue, auquel une poulie conique 20 est fixée. Le bout d'arbre 18 porte égale- ment une poulie conique folle 22. Un croisillon 25, intercalé entre les faces opposées 23, 24 des poulies 19, 22 port e des galets 26 venant en prise avec ces faces. Le croisillon 25 porte aussi des aiguilles 27 destinées à coopérer avec une échelle courbe graduée 28, maintenue en position par des sup- ports 29 fixés au bâti 2.
Les poulies 21, .22 reliées l'une à l'autre par une transmission croisée 30 consistant, de préférence en une corde ou un fil mince et solide, tel qu'une ligne de pêche en soie, sont très légères afin d'avoir une inertie minimum. On main- tient la transmission sous tension à l'aide d'un tendeur 31.
Le bout d'arbre 20 porte également une poulie 32, ana- logue à la poulie 22, reliée à la poulie 19 à l'aide d'une transmission croisée 33. Les poulies 21, 32 sont munies d'un croisillon 25 coopérant avec une échelle courbe graduée 28, comme c'est expliqué ci-dessus. On observe l'aiguille située d'un côté du laminoir quand celui-ci marche dans un sens, et l'aiguille située de l'autre côté lorsque le sens de marche est renversé.
On assure le degré de friction convdnable entre les poulies coniques et les galets 26 des croisillons, à l'aide de ressorts de compression 34 prenant appui contre les bagues 55 montées sur les bouts d'arbres 19, 20, ces ressorts agis- sant par l'intermédiaire de paliers de butée anti-friction 36 de manière à presser l'une vers l'autre les poulies fixe et folle.
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En supposant qu'on fasse passer la bande métallique de la bobine 3 sur la bobine 4 et qu'on désire en réduire 1-1,épaisseur-de 10%, par exemple, on dispose les gradins des poulies coniques de manière à pouvoir placer les transmissions dans des gorges différentes de celles-ci, afin que la vitesse de rotation de la poulie 30 dépasse celle de la poulie 19 d'une quantité coreespondant au pourcentage de réduction voulu. Dans le cas envisagé, où il s'agit de réduire l'épais- seur de la bande de 10% (sans modification de sa largeur), il se produit un allongement correspondant, nettement défini.
La vitesse de rotation du rouleau refroidisseur 12 dépasse donc d'un pourcentage déterminé celle du rouleau refroidisseur 6. En conséquence, on place la corde 33 dans celles des gor- ges des poulies 19, 32 dont le rapport convient pour accélé- rer la rotation de cette poulie 32 et lui faire accomplir à laminute un nombre de tours égal à celui de la poulie 21, Les poulies 21 et 32 tournent toutefois en sens inverses, du fait que la corde 33 est croisée. Si la réduction qu'on obtient est exactement celle qu'on désire, la vitesse périphérique des poulies 21, 32 est identique à l'endroit où ces poulies viennent en prise avec les galets 26; ces derniers tournent donc sans entraîner aucun déplacement de l'aiguille 27, et restent immobiles.
Si, toutefois, il se produit un écart dans le taux de réduction, même faible, l'aiguille commence à se déplacer dans l'un ou l'autre sens, suivant que la réduction n'atteint pas, ou dépasse, le taux désiré. Dans ce cas, on règle le laminoir, par exemple à l'aide des vis de serrage.
On surveille la réduction d'épaisseur du métal à l'aide de l'indicateur disposé du côté droit du laminoir pen-
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dant le passage de la bande de la bobine 3 à la bobine 4, sans qu'il soit toutefois nécessaire de mettre hors d'action l'indicateur monté du côté gauche, dont l'aiguille, peut tour- ner sans qu'on s'en préoccupe. Lorsqu'on actionne le laminoir en sens inverse, on place la corde 30 dans celles des gorges des poulies qui correspondent au pourcentage de réduction dé- siré, et on se guide d'après l'indicateur de gauche.
Quoiqu'on ait décrit et représenté à titre d'exemple non limitatif un mode d'exécution préféré de l'invention et qu'on en ait indiqué certaines variantes, il est clair qu'on uourrait en Modifier la forme de réalisation et le fonction- nement de différentes manières, sans sortir de son cadre.
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"Improvements to the reduction of thickness of metal bodies."
The present invention relates to the reduction of the thickness of metallic bodies and more particularly to the problem of sizing the reduction. Although it is described below in its application to the cold rolling of metal strips in a reversible rolling mill, it also applies to the reduction of other metal bodies, such as wires for example.
A large number of solutions have been proposed to the problem of calibrating the thickness of a metal as it leaves a reducing device, such as a cold rolling mill,
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however, none of these solutions provided satisfactory results. When the metal moves rapidly, it is difficult or impossible to measure its thickness directly with exactitude, in spite of all the improvements which the instrument which is used can include. Various electrical circuits have also been proposed, most of which include amplifier tubes and are believed to be sensitive to variations in metal thickness, but they have not given good results in practice.
It has been found that it is possible to solve this problem very satisfactorily by an indirect calibration method, comprising measuring the rate of elongation. In all the rolling processes, except perhaps that of ingots exhibiting blowholes to be removed, the volume of the mass of metal being treated is considered to be constant. The product of the cross section by ¯ the length is therefore a constant, and assuming that the width also remains constant, the elongation is a measure of the reduction.
Although the width of the metal increases in certain types of rolling and certain types of rolling mills, this increase in width is not inevitable. On the contrary, it is possible to obviate this widening by using rollers of sufficiently small diameter, as explained in the US patent? 1,744,018.
According to the present invention, the degree of reduction is measured as a function of the elongation of the rolled product.
This process is particularly accurate in the case of a rolling mill in which no widening occurs, but even if there is some widening the process remains.
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nonetheless, sufficiently accurate for the kind of products that are produced in these facilities.
Preferably, the entry and exit speeds of the metal are measured using members, such as rollers or pulleys, driven by the metal itself. The invention has been applied to a cold rolling mill, such as that shown in US patent? 1,744,018, in which coils pull the metal alternately in one direction and the other through a rolling mill composed of small diameter rolling rolls and larger counter rolls, with anti-friction mounting. As the metal passes from one coil to another, the metal passes around cooling coils which align it exactly with the axis of the rolling mill. These rollers can advantageously be used to carry out the present invention.
It is preferable to actuate discs or wheels with the aid of these rollers, and to connect them to an indicator so that one disc tends to move the latter in one direction, and the other disc, , tends to move it in the opposite direction. In a preferred embodiment of the invention, two coaxial disks capable of rotating freely are used, between which is interposed an indicator provided with rollers bearing against each of the disks. The control transmission of one of the discs, which are driven by the metal entering and the metal exiting the rolling mill, has means to exactly compensate for the inevitable difference between the entry speed and the exit speed. metal.
This compensation is such that the discs rotate in the opposite direction at an equal speed, when the thickness reduction is effected to the desired degree. If therefore the degree of reduction that is obtained corresponds exactly to that which is desired, the indicator remains stationary.
On the other hand, the slightest deviation from this desired degree of reduction has
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as a result of moving the indicator. The device is extremely sensitive, since any incorrect reduction of the metal produces a cumulative effect on the indicator and, the movement of the latter being in short a function of the elongation of the metal, the indices thus obtained are very high. more positive and accurate than when trying to measure the thickness directly, on the grounds that the length of the strip is infinitely greater than its thickness.
Devices make it possible to modify the degree of reduction of the band in accordance with the data which the indicator provides. They may optionally include an automatic transmission, although a manual override is normally sufficient.
Although the preferred embodiment of the invention has been succinctly indicated above, the essential principles thereof can be applied in various ways. For example, an electric current can be used, the flow rate of which varies in proportion to the relative rates of entry and exit of the rolled metal. This method, while being well suited in some cases, is not as perfect as the embodiment indicated above, for the reason that the result obtained electrically may come from an error of given importance when the rolling mill is cutting. the strip at 300 meters per minute, or approximately twice as large an error if the strip leaves the rolling mill at 150 meters per minute.
In other words, such an embodiment provides a result of which the absolute speed of the web is one of the factors, which is not the case with the preferred embodiment. In some cases, the speed of revolution of the cylinders can also be taken into consideration, such as.
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indication of the flow rate of the metal.
Normally, however, it is preferable to subject the rolled product to direct sizing as it leaves the rolling mill.
In the accompanying drawings showing the preferred embodiment of the present invention:
Fig. 1 is a side elevation of a rolling mill incorporating the sizing device;
Fig. 2 is a schematic plan view, showing certain working parts of the rolling mill shown in FIG. 1.
The rolling mill shown in Figure 1 comprises a frame 2 carrying coils 3, 4 actuated by a common energy source (not shown) and intended to envider and unwind the metal alternatively. A lever 5 controls the transmission of movement to the coils. The metal strip unwound by reel 3, for example, passes around a cooling roll 6, against wipers 7 and a guide 8, and penetrates between the rolling rolls 9.
The small diameter and freely rotating rolling rolls are placed between counter rolls 10 of much larger diameter, mounted in anti-friction pads 11. On exiting the rolling mill, the metal passes around a chill roll 12 and then to coil 4. Counter-cylinder 10 can be moved vertically for adjustment. The bearings of this counter-cylinder are carried in cages 13 sliding in the frame, supported by a spring-loaded balancing device 14. The width of the gap between the rolling rolls 9 is determined using wedges 15, the lateral position of which can be adjusted by hand wheels 16, 17.
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The chill roll 6 has a shaft end 18 to which a conical pulley 19 is attached, the chill roller 12 having a similar shaft end 20 to which a conical pulley 20 is attached. The end of the shaft 18 also carries a conical idler pulley 22. A spider 25, interposed between the opposite faces 23, 24 of the pulleys 19, 22, carries rollers 26 which engage these faces. The spider 25 also carries needles 27 intended to cooperate with a graduated curved scale 28, held in position by supports 29 fixed to the frame 2.
The pulleys 21, 22 connected to each other by a cross transmission 30 consisting, preferably of a thin and strong rope or wire, such as a silk fishing line, are very light in order to have minimum inertia. The transmission is kept under tension using a tensioner 31.
The end of the shaft 20 also carries a pulley 32, analogous to the pulley 22, connected to the pulley 19 by means of a cross transmission 33. The pulleys 21, 32 are provided with a spider 25 cooperating with a graduated curved scale 28, as explained above. We observe the needle located on one side of the rolling mill when it is running in one direction, and the needle located on the other side when the direction of travel is reversed.
The degree of friction convdnable between the conical pulleys and the rollers 26 of the cross-pieces is ensured by means of compression springs 34 bearing against the rings 55 mounted on the ends of shafts 19, 20, these springs acting by through anti-friction thrust bearings 36 so as to press the fixed and idle pulleys towards each other.
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Assuming that we pass the metal strip of reel 3 on reel 4 and that we want to reduce 1-1, thickness-of 10%, for example, we arrange the steps of the conical pulleys so as to be able to place the transmissions in different grooves therefrom, so that the rotational speed of pulley 30 exceeds that of pulley 19 by an amount coresponding to the desired reduction percentage. In the case envisaged, where it is a question of reducing the thickness of the strip by 10% (without modifying its width), a corresponding, clearly defined elongation occurs.
The speed of rotation of the chill roller 12 therefore exceeds by a determined percentage that of the chill roller 6. Consequently, the cord 33 is placed in those of the grooves of the pulleys 19, 32, the ratio of which is suitable to accelerate the rotation. of this pulley 32 and make it accomplish at laminute a number of turns equal to that of the pulley 21, the pulleys 21 and 32 however turn in opposite directions, because the rope 33 is crossed. If the reduction which is obtained is exactly that which is desired, the peripheral speed of the pulleys 21, 32 is identical to the place where these pulleys come into engagement with the rollers 26; the latter therefore rotate without causing any movement of the needle 27, and remain stationary.
If, however, there is a deviation in the rate of reduction, however small, the needle begins to move in either direction, depending on whether the reduction does not reach, or exceeds, the desired rate. . In this case, the rolling mill is adjusted, for example using the clamping screws.
The reduction in metal thickness is monitored using the indicator on the right side of the rolling mill.
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during the passage of the tape from reel 3 to reel 4, without however it being necessary to disable the indicator mounted on the left side, including the needle, can turn without having to 'worries about it. When the rolling mill is operated in the reverse direction, the rope 30 is placed in those of the grooves of the pulleys which correspond to the desired reduction percentage, and one guides oneself according to the indicator on the left.
Although a preferred embodiment of the invention has been described and shown by way of non-limiting example and certain variants thereof have been indicated, it is clear that one could modify its embodiment and function. - ment in different ways, without going beyond its framework.