CA1185069A - Procede de controle et de regulation de parametres de marche d'une machine de coulee continue de bandes entre cylindres permettant d'eviter le collage - Google Patents
Procede de controle et de regulation de parametres de marche d'une machine de coulee continue de bandes entre cylindres permettant d'eviter le collageInfo
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- CA1185069A CA1185069A CA000394401A CA394401A CA1185069A CA 1185069 A CA1185069 A CA 1185069A CA 000394401 A CA000394401 A CA 000394401A CA 394401 A CA394401 A CA 394401A CA 1185069 A CA1185069 A CA 1185069A
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Abstract
Un procédé de contrôle et de régulation de paramètres de marche d'une machine de coulée continue de bandes entre cylindres permettant d'éviter le collage. Le procédé consiste à considérer comme paramètres le couple exercé sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande et à comparer en permanence la fréquence des variations de la mesure du couple a une fréquence de référence. Lorsque la fréquence des variations est supérieure à la fréquence de référence, la vitesse de coulée de la machine est réduite et/ou le débit de lubrifiant augmenté jusqu'à ce que la fréquence des variations redevienne inférieure à la fréquence de référence. Puis, la vitesse de la machine de coulée est augmentée tant que la fréquence des variations demeure inférieure à la fréquence de référence. Ce procédé trouve son application dans la coulée continue des métaux entre cylindres dans tous les cas où on veut éviter les collages et optimaliser les conditions de marche de la machine afin d'obtenir une productivité maximum.
Description
La presen-te invention a pour objet un procede de controle et de regulation de paramètres de marche d'une machine de coulee de bandes entre cylindres, permettant d'evi-ter le collage et d'o~tenir une productivite maximum.
L'homme de l'art connal-t les machines de coulee a moule mobile du type a cylindres qui cont utilisees pour Eabriquer directemen-t, a partir d'une masse metallique en fusion, une bande continue ayant une largeur pouvant atteindre quelques metres et une epaisseur voisine du centimètre.
Ces machinessont constituees principalement:
- d'une part, d'un dispositif d'alimentation en metal liquide comprenant successivement dans le sens d'ecoule-ment du metal:
. un four de maintien du metal a l'etat liquide, . une goulotte de circulation equipee d'un systeme reglant le niveau et le debit du metal, . une busette de repartition du metal ayant à son extremi-te de sortie une ouverture de section rectangulaire;
- d'autre part, un dispositif de refroidissement et de laminage comprenant deux cylindres dont les axes sont paralleles et espaces plus ou moins l'un de l'autre suivant l'epaisseur de bande desiree. Ces cylindres sont munis, à
chacune de leurs extremites, de prolongements cylindriques axiaux ou tourillons qui s'engagent par l'intermediaire de coussinets dans des ouver-tures pratiquees dans des traverses support ou empoises, equipees d'un systeme de serrage et solidaires de ceux colonnes verticales qui forment le bâti de la machine; ils sont munis interieurement d'un reseau de canaux le long desquels circule un fluide de refroidisse-ment et sont en relation, par l'intermediaire d'allonges, avecun moteur qui les anime d'un mouvement de rotation en sens inverse. La surface exterieure de ces cyli.ndres est arrosee S~ 3 régulièrement de Lubrifiant au moyen d'un systame de pulvéri-sa-tion convenable.
Ces deux disposi-tifs sont places l'un par rapport à l'autre, de telle manière que la section de sortie de la busette soit parallèle aux axes des cylindres et située à une certaine dis-tance du plan passant par ces axes qu'on appelle plan de sortie.
Lors du fonctionnement de la machine, le métal reparti par la busette, remplit l'espace libre entre les cylindres tout au long d'un arc de cercle compris entre le plan de la section de sortie de la busette et le plan de sortie des cylindres.
Sous l'action des cylindres, le metal se refroidit, commence a se solidifier en un endxoit appelé marais, en raison de la presence d'un melange plus ou moins visqueux de cristaux et de liquide, situe a une distance du plan de la section de sortie de la buset-te dite generalement profondeur de marais.
Puis, le métal se solidifie complétement et est entralne vers le plan de sortie des cylindres dans un espace de plus en plus restreint, ou il subit un effort de laminage qui l'amene progressivement a l'epaisseur voulue au moment QU il s'echappe par l'espace entre cylindres sous forme d'une bande qui est a:lors reprise par un enrouleur.
Cette bande est soumise, par la suite, a diferents traitements mecaniques et/ou thermiques qui conduisent à des produits tels que feuilles minces, par exemple, dont les caracteristiques mecaniques : resistance, limite élastique, allongement, durete, etc...~seront en partie fonction de la qualite de la bande issue de la machine de coulee.
Il est donc important d'essayer de maintenir une bonne qualite du debut à la fin de la coulee de la bande.
Pour cela, il faut faire fonctionner la machine dans les conclitlons les plus :Eavorables a l.'obtentlon d'un tel. resultat, même lorsqu'on l'utilise a sa vitesse maximum.
Une bonne quali-té suppose l'absence cle défauts tels que criques, fissures ou coulure de metal a la sortie des cylindres e-t la demande de ~revet canadien N 384.860 déposee le 31 août 1981 et ayant le même inventeur, enseigne un procéde de contrôle et de regula-tion permettant de répondre a ce besoin, dans lequel on utilise comme parame-tres de marche, les efforts de laminage, le couple to-tal nécessaire à l'entralnement de la bande et la température a la sortie de la bande. Cependant, un tel procédé ne tient pas compte des p~lénomenes de collage qui peuvent se produire entre cylindres et produit coulé et persister au-delà du plan de sortie des cylindres, en provoquant l'apparition de défauts plus ou moins importants sur la bande et la nécessité parfois de la rebuter.
Les causes de ce collage sont a la fois liées a la vitesse de coulée et au débit de lubrifiant pulvérisé
sur les cylindres. En effet, on a constaté qu'au-delà de certaines vitesses, la tendance au collage devenait plus critique. Pour y parer, on peut, certes, augmenter le débit de lubrifiant, mais l'homme de l'art sait qu'une lubrification trop abondante risque de deteriorer l'échange thermique entre le metal coule et la surface des cylindres et de conduire à
la formation de coulures. Aussi, esi-on alors amené a réduire la vitesse de la machine et à diminuer ainsi sa produc-tivité.
D'ou la nécessite de trouver des conditions optimum de debit de lubrifiant et de vitesse de coulée, qui permettent a la machine de travailler à son maximum tout en évitant le collage~
On peut penser fixer ces conditions une fois pour toutes, mais elles ne sont pas stables dans le temps car elles son-t fonction de nombreux facteurs variables tels que homogénéité, température et niveau du métal liquide, température et état de surface des .; - 3 -, ....
5t~
cylindres, facteurs pour lesquels le controle et le réylaye d'ensemble en continll est di.Eficile et, pour certains d'entre eux, impossible.
Aussi, le plus souvent, les machines de coulée son-t u-tilisées à des vitesses nettement inférieures à leur possi-bilité, de façon a éviter l'apparition de collage, quelles que soient les éventuelles variations des facteurs de marche.
C'est pourquoi, la demanderesse a é-tudié et mis au point un procéde de contrôle et de régulation des parametres de marche de la machine de coulée permettant d'éviter le collage tout en maintenant une productivite maximum.
Ce procédé dans lequel on utilise comme paramètres le couple exercé sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande et non le couple total, est caracterisé en ce que l'on compare en permanence la frequence des variations de la mesure du couple a une fréquence de réference; lorsque la fréquence des variations est supérieure a la fréquence de reference, la vitesse de coulée de la machine es-t xéduite et/ou le débit de lubrifiant est auymenté jusqu'a ce que la fréquence des variations redevienne inférieure a la fréquence de référence et se maintienne en cet etat pendant un temps donne, puis la vitesse de coulee est augmentee tant que la frequence des variations demeure inferieure a la fréquence de réference.
Ainsi, le procéde selon l'invention consiste d'abord à ne considerer comme parametre de marche que le couple exerce sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande. L'utilisation de ce parametre vient du fait que l'on a constaté que, lors d'un collage de la bande sur un des cylindres, la quasi totalité du couple est supportée par le cylindre opposé sans affecter sensiblement le couple total, lequel, en l'absence de collage, se répartit de façon a peu pres égale entre les deux cylindres. Il suffit donc de . 4 -3 t~
considerer l'un ou l'autre de ces couples pour detecter la brusque varia-tion correspondant a l'apparition d'un collage.
Toutefois~ il peut sembler, dans ces cond:itions, que le procede se trouve limite a une saisie rapide du phenomene e-t a une in-tervention visant à le suprimer, ce qui n'empecherait pas l'appari-tion d'un defaut sur la bande et conduirait malgre tout à un rebut partiel.
En fait, le procédé vise à prévoir le collage et a donner les moyens de réagir avant meme que le defaut ait pu se manifester.
Ceci a été permis grace à des observations de la demanderesse et montrant que, avant la formation d'un collage préjudiciable à l'état de la bande, il se produit d'abord un micro-collage se limitant a une surface tres petite de part et d'autre d'une generatrice d'un des cylindres et qui ne nuit pas à la qualité de la bande, puis, un décollement immé-diat suivi d'un nouveau micro-collage, et ainsi de suite jusqu'au collage généralisé se produisant en général après une rotation du cylindre de un ou plusieur -tours~ Il fallait donc pouvoir saisir de -tels micro-collages pour en prevenir la généralisation. Ici encore, la demanderesse a mis en évidence le fait qu'en marche normale, la valeur du couple mesurée sur l'un des cylindres fluctuait suivant une période longue de l'ordre de quelques dizaines de secondes alors que, si des micro-collages apparaissent, cette période diminue sensiblement conduisant à des valeurs inférieures à une seconde.
Il suffisait, donc, pour saisir le micro-collage, de dé-tecter cette diminution de période de fluctua-tion, en la comparant à une pér:iode de référence de l'ordre de la seconde, ou encore, puisque la période est l'inverse de la fréquence, de prendre cette dernière comme element de mesure ~s~
e-t de la comparer a une frequence de l'ordre du Hertz.
Ceci a ete fait pratiquement en filtrant en fréquence au moyen de condensateurs, le signal electrique donne par une jauge d'extensometrie placee par exemple sur l'allonge d'un cylindre ou sur l'un des tourillons de la machine. Mais, on pourrait aussi employer les indications d'une frequence-metre ou tout autre moyen convenable. En marche normale, le signal filtre est a peu pres constant et nul puisque la frequence de variation est inferieure au Hertz. Par contre, dès que des micro-collages apparaissen~, le signal filtré s'ecarte de façon sensible de la valeur 0 et oscille avec une certaine fréquence alors qu'une variation de l'intensité du moteur d'entralnement des cylindres, et donc du couple total, n'est pas mesurable.
Etant ainsi prévenu de la formation prochaine du défaut, il faut pouvoir en éviter l'apparition. Pour cela, on agit en diminuant la vitesse de coulée et/ou en augmentant le débit de lubrifiant.
La reduction de vitesse est obtenue, par exemple, en jouant sur la tension continue d'alimentation du moteur d'entraînement des cylindres; le debit de lubrifiant est modifie, par exemple, par un reglage different des vannes d'admission. Cette intervention ne se produit pas immediate-ment après la detection d'un signal indiquant que la frequence des variations du couple depasse la frequence de reference, mais lorsque ce signal s'est maintenu pendant environ cinq secondes, ceci de maniere à ecarter les accroissements fugaces qui peuvent se produire et qui sont dûs a des variations passageres de certains paramètres de marche sans relation avec le phénomène de collage.
Ayant ainsi modifié les conditions de marche de la machine, soit les signes annonciateurs d'un collage persis-tent, g~3 auquel cas on procede a une nouvelle recluction de vitesse et/ou à un nouvel accroissement du debit de lubrifian-t, soi-t, au contraire, ils disparaissent et on peut alors, au bout d'un temps donne de stabili-te de l'ordre de une à quelques minutes, augmenter a nouveau la vitesse et ce, tant que la frequence des variatlons demeure inEerieure a la fréquence de réference.
La reduction ou l'augmentation de la vitesse de la machine peut se faire pro~ressivement ou par paliers de duree détermlnee.
~insi, la vitesse peut etre rëduite pendan-t des périodes de temps inEérieures à cinq minu-tes~ d'une quantité
inférieure à 15% de la valeur qu'elle avait à l'instant immédiatement antérieur.
De meme, elle peut être augmentée pendant des periodes de temps inférieures à cinq minutes d'une quantité
inférieure à 10% de sa valeur à un instant immédiatement antérieur.
En ce qui concerne le lubrifiant, son débit peut etre augmenté de 5 à 15% de la valeur qu'il avait au moment où sont apparus les micro-collages.
Les différentes fonctions : analyse des signaux émis par la jauge d'extensometrie et leur utilisa-tion au niveau de la vitesse de la machine ou des conditions de lubrification, sont exercées au moyen d'un calculateur du type ordinateur, miniordinateur, microprocesseur, ou automate programmable de type classique.
L'invention sera mieux comprise a l'aide de la figure unique représentant un type de machine et sur laquelle on peut voir une busette d'alimentation 1 par laquelle le métal liquide est admis entre les deux cylindres 2 et 2' dont les tourillons 3 et 4 sont maintenus par les empoises 5 et 6 solidaires de la colonne 7. Les deux cylindres ont leur s~
surface l.ubr:LEiee au moyen des rampes de distribution 8 et 8' allmen-tee en librifian-t par les vannes 9 et 9'. Après refroidissement et laminage, le métal sort de la machine sous forme d'une bande 10 qui est enroulee en 11.
Les cylindres sont animes d'un mouvement de rotation en sens inverse au moyen d'un moteur 12.
I On detecte, au moyen de la jauge d'extensometrie ¦ 13 la mesure du couple sur l'un des cylindres. Cette mesure est transmise au calculateur 14 qui commande en 15 la vitesse du moteur en modifiant la tension du courant d'alimentation et en 16 et 16' l'admission de lubrifiant aux rampes par l'intermediaire des vannes 9 et 9'.
L'application de l'invention est illustree par l'exemple suivant: On coule un alliage 1235 dont la composition est decrite dans " S-tandard for Aluminium Mill Products" publie ¦ par ALUMINIUM ASSOCIATION sous forme d'une bande de 8 mm d'epaisseur avec une vitesse de 1,30 m/mn et un debit de luhrifiant de 10 1/heure au moyen d'une machine du type SCAL JUMBO 3C*equipee d'un miniordina-teur PERKIN ELMER 1620.
La vitesse de la machine et les vannes d'admission du lubrifian-t n'etant pas contrôles par l'ordinateur, on mesure en permanence le couple exerce sur le cylindre inferieur au moyen d'une jauge d'extensometrie collee sur le tourillon et envoie le signal sur un dispositif electronique permettant de detecter directement les variations du couple et egalement. de filtrer electroniquement ce signal de maniere a ne retenir que ceux dont la Erequence est superieure a un Hertz. L'enregistrement des signaux avant filtration montre des variations de part et d'autre d'une valeur moyenne du couple de periode de l'ordre de 30 secondesalors que l'indicateur du signal filtré reste au zéro.
Après avoir coule pendant dix minutes, on note un * SCAL JUMBO 3C et PERKIN ELMER 1620 sont des marques de commerce.
~ 8 --5~
accroissement des varlations de la mesure du couple dont la frequence avoisine 3 hertz et l'indicateur de signal fil-tre s'écarte du zero. Ce phenomène dure deux secondes, puis l'indicateur revient au zero indiquant que la machine marche a nouveau dans les conditions normales. Au bout de quelques minutes, le même phenomene se reproduit pendant dix secondes et cesse a nouveau. Apres quatre perturbations de ce genre, la mesure du couple crolt brusquement et un collage generalise se produit.
Apres rebutage de la bande, on se replace dans les mêmes condi-tions de marche que precedemment, c'est-à-dire une vitesse de coulée de 1,3 m/mn et un debit de lubrifiant de 10 l/heure et on asservit au moyen du micro-ordinateur suivant l'invention, la vitesse de la machine et les vannes d'admission du lubrifiant aux indications du signal filtre.
Apres 15 minutes de marche, une frequence de variation de la mesure du couple voisine de 3 hertz, est detectee. Le debit de lubrifiant est alors porte automatiquement a 11 l/heure et la vitesse de coulee réduite de 0,05 m/mn. Au bout de quelques secondes, la frequence des variations est redevenue normale et le signal filtre nul. Apres cinq minutes de marche dans ces conditions, la vitesse est réaugmentée progressivement jusqu'a 1,4 m/mn et la coulée est poursuivie a cette vitesse sans que l'on constate l'apparition de nouveaux microcollages même apres plusieurs heures de coulée.
Le procédé selon l'invention trouve son application dans la coulée continue des métaux entre cylindres dans tous les cas ou on veut éviter le collage de la bande sur les cylindres et maintenir la marche de la machine dans des condi-tions de productivité maximum.
L'homme de l'art connal-t les machines de coulee a moule mobile du type a cylindres qui cont utilisees pour Eabriquer directemen-t, a partir d'une masse metallique en fusion, une bande continue ayant une largeur pouvant atteindre quelques metres et une epaisseur voisine du centimètre.
Ces machinessont constituees principalement:
- d'une part, d'un dispositif d'alimentation en metal liquide comprenant successivement dans le sens d'ecoule-ment du metal:
. un four de maintien du metal a l'etat liquide, . une goulotte de circulation equipee d'un systeme reglant le niveau et le debit du metal, . une busette de repartition du metal ayant à son extremi-te de sortie une ouverture de section rectangulaire;
- d'autre part, un dispositif de refroidissement et de laminage comprenant deux cylindres dont les axes sont paralleles et espaces plus ou moins l'un de l'autre suivant l'epaisseur de bande desiree. Ces cylindres sont munis, à
chacune de leurs extremites, de prolongements cylindriques axiaux ou tourillons qui s'engagent par l'intermediaire de coussinets dans des ouver-tures pratiquees dans des traverses support ou empoises, equipees d'un systeme de serrage et solidaires de ceux colonnes verticales qui forment le bâti de la machine; ils sont munis interieurement d'un reseau de canaux le long desquels circule un fluide de refroidisse-ment et sont en relation, par l'intermediaire d'allonges, avecun moteur qui les anime d'un mouvement de rotation en sens inverse. La surface exterieure de ces cyli.ndres est arrosee S~ 3 régulièrement de Lubrifiant au moyen d'un systame de pulvéri-sa-tion convenable.
Ces deux disposi-tifs sont places l'un par rapport à l'autre, de telle manière que la section de sortie de la busette soit parallèle aux axes des cylindres et située à une certaine dis-tance du plan passant par ces axes qu'on appelle plan de sortie.
Lors du fonctionnement de la machine, le métal reparti par la busette, remplit l'espace libre entre les cylindres tout au long d'un arc de cercle compris entre le plan de la section de sortie de la busette et le plan de sortie des cylindres.
Sous l'action des cylindres, le metal se refroidit, commence a se solidifier en un endxoit appelé marais, en raison de la presence d'un melange plus ou moins visqueux de cristaux et de liquide, situe a une distance du plan de la section de sortie de la buset-te dite generalement profondeur de marais.
Puis, le métal se solidifie complétement et est entralne vers le plan de sortie des cylindres dans un espace de plus en plus restreint, ou il subit un effort de laminage qui l'amene progressivement a l'epaisseur voulue au moment QU il s'echappe par l'espace entre cylindres sous forme d'une bande qui est a:lors reprise par un enrouleur.
Cette bande est soumise, par la suite, a diferents traitements mecaniques et/ou thermiques qui conduisent à des produits tels que feuilles minces, par exemple, dont les caracteristiques mecaniques : resistance, limite élastique, allongement, durete, etc...~seront en partie fonction de la qualite de la bande issue de la machine de coulee.
Il est donc important d'essayer de maintenir une bonne qualite du debut à la fin de la coulee de la bande.
Pour cela, il faut faire fonctionner la machine dans les conclitlons les plus :Eavorables a l.'obtentlon d'un tel. resultat, même lorsqu'on l'utilise a sa vitesse maximum.
Une bonne quali-té suppose l'absence cle défauts tels que criques, fissures ou coulure de metal a la sortie des cylindres e-t la demande de ~revet canadien N 384.860 déposee le 31 août 1981 et ayant le même inventeur, enseigne un procéde de contrôle et de regula-tion permettant de répondre a ce besoin, dans lequel on utilise comme parame-tres de marche, les efforts de laminage, le couple to-tal nécessaire à l'entralnement de la bande et la température a la sortie de la bande. Cependant, un tel procédé ne tient pas compte des p~lénomenes de collage qui peuvent se produire entre cylindres et produit coulé et persister au-delà du plan de sortie des cylindres, en provoquant l'apparition de défauts plus ou moins importants sur la bande et la nécessité parfois de la rebuter.
Les causes de ce collage sont a la fois liées a la vitesse de coulée et au débit de lubrifiant pulvérisé
sur les cylindres. En effet, on a constaté qu'au-delà de certaines vitesses, la tendance au collage devenait plus critique. Pour y parer, on peut, certes, augmenter le débit de lubrifiant, mais l'homme de l'art sait qu'une lubrification trop abondante risque de deteriorer l'échange thermique entre le metal coule et la surface des cylindres et de conduire à
la formation de coulures. Aussi, esi-on alors amené a réduire la vitesse de la machine et à diminuer ainsi sa produc-tivité.
D'ou la nécessite de trouver des conditions optimum de debit de lubrifiant et de vitesse de coulée, qui permettent a la machine de travailler à son maximum tout en évitant le collage~
On peut penser fixer ces conditions une fois pour toutes, mais elles ne sont pas stables dans le temps car elles son-t fonction de nombreux facteurs variables tels que homogénéité, température et niveau du métal liquide, température et état de surface des .; - 3 -, ....
5t~
cylindres, facteurs pour lesquels le controle et le réylaye d'ensemble en continll est di.Eficile et, pour certains d'entre eux, impossible.
Aussi, le plus souvent, les machines de coulée son-t u-tilisées à des vitesses nettement inférieures à leur possi-bilité, de façon a éviter l'apparition de collage, quelles que soient les éventuelles variations des facteurs de marche.
C'est pourquoi, la demanderesse a é-tudié et mis au point un procéde de contrôle et de régulation des parametres de marche de la machine de coulée permettant d'éviter le collage tout en maintenant une productivite maximum.
Ce procédé dans lequel on utilise comme paramètres le couple exercé sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande et non le couple total, est caracterisé en ce que l'on compare en permanence la frequence des variations de la mesure du couple a une fréquence de réference; lorsque la fréquence des variations est supérieure a la fréquence de reference, la vitesse de coulée de la machine es-t xéduite et/ou le débit de lubrifiant est auymenté jusqu'a ce que la fréquence des variations redevienne inférieure a la fréquence de référence et se maintienne en cet etat pendant un temps donne, puis la vitesse de coulee est augmentee tant que la frequence des variations demeure inferieure a la fréquence de réference.
Ainsi, le procéde selon l'invention consiste d'abord à ne considerer comme parametre de marche que le couple exerce sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande. L'utilisation de ce parametre vient du fait que l'on a constaté que, lors d'un collage de la bande sur un des cylindres, la quasi totalité du couple est supportée par le cylindre opposé sans affecter sensiblement le couple total, lequel, en l'absence de collage, se répartit de façon a peu pres égale entre les deux cylindres. Il suffit donc de . 4 -3 t~
considerer l'un ou l'autre de ces couples pour detecter la brusque varia-tion correspondant a l'apparition d'un collage.
Toutefois~ il peut sembler, dans ces cond:itions, que le procede se trouve limite a une saisie rapide du phenomene e-t a une in-tervention visant à le suprimer, ce qui n'empecherait pas l'appari-tion d'un defaut sur la bande et conduirait malgre tout à un rebut partiel.
En fait, le procédé vise à prévoir le collage et a donner les moyens de réagir avant meme que le defaut ait pu se manifester.
Ceci a été permis grace à des observations de la demanderesse et montrant que, avant la formation d'un collage préjudiciable à l'état de la bande, il se produit d'abord un micro-collage se limitant a une surface tres petite de part et d'autre d'une generatrice d'un des cylindres et qui ne nuit pas à la qualité de la bande, puis, un décollement immé-diat suivi d'un nouveau micro-collage, et ainsi de suite jusqu'au collage généralisé se produisant en général après une rotation du cylindre de un ou plusieur -tours~ Il fallait donc pouvoir saisir de -tels micro-collages pour en prevenir la généralisation. Ici encore, la demanderesse a mis en évidence le fait qu'en marche normale, la valeur du couple mesurée sur l'un des cylindres fluctuait suivant une période longue de l'ordre de quelques dizaines de secondes alors que, si des micro-collages apparaissent, cette période diminue sensiblement conduisant à des valeurs inférieures à une seconde.
Il suffisait, donc, pour saisir le micro-collage, de dé-tecter cette diminution de période de fluctua-tion, en la comparant à une pér:iode de référence de l'ordre de la seconde, ou encore, puisque la période est l'inverse de la fréquence, de prendre cette dernière comme element de mesure ~s~
e-t de la comparer a une frequence de l'ordre du Hertz.
Ceci a ete fait pratiquement en filtrant en fréquence au moyen de condensateurs, le signal electrique donne par une jauge d'extensometrie placee par exemple sur l'allonge d'un cylindre ou sur l'un des tourillons de la machine. Mais, on pourrait aussi employer les indications d'une frequence-metre ou tout autre moyen convenable. En marche normale, le signal filtre est a peu pres constant et nul puisque la frequence de variation est inferieure au Hertz. Par contre, dès que des micro-collages apparaissen~, le signal filtré s'ecarte de façon sensible de la valeur 0 et oscille avec une certaine fréquence alors qu'une variation de l'intensité du moteur d'entralnement des cylindres, et donc du couple total, n'est pas mesurable.
Etant ainsi prévenu de la formation prochaine du défaut, il faut pouvoir en éviter l'apparition. Pour cela, on agit en diminuant la vitesse de coulée et/ou en augmentant le débit de lubrifiant.
La reduction de vitesse est obtenue, par exemple, en jouant sur la tension continue d'alimentation du moteur d'entraînement des cylindres; le debit de lubrifiant est modifie, par exemple, par un reglage different des vannes d'admission. Cette intervention ne se produit pas immediate-ment après la detection d'un signal indiquant que la frequence des variations du couple depasse la frequence de reference, mais lorsque ce signal s'est maintenu pendant environ cinq secondes, ceci de maniere à ecarter les accroissements fugaces qui peuvent se produire et qui sont dûs a des variations passageres de certains paramètres de marche sans relation avec le phénomène de collage.
Ayant ainsi modifié les conditions de marche de la machine, soit les signes annonciateurs d'un collage persis-tent, g~3 auquel cas on procede a une nouvelle recluction de vitesse et/ou à un nouvel accroissement du debit de lubrifian-t, soi-t, au contraire, ils disparaissent et on peut alors, au bout d'un temps donne de stabili-te de l'ordre de une à quelques minutes, augmenter a nouveau la vitesse et ce, tant que la frequence des variatlons demeure inEerieure a la fréquence de réference.
La reduction ou l'augmentation de la vitesse de la machine peut se faire pro~ressivement ou par paliers de duree détermlnee.
~insi, la vitesse peut etre rëduite pendan-t des périodes de temps inEérieures à cinq minu-tes~ d'une quantité
inférieure à 15% de la valeur qu'elle avait à l'instant immédiatement antérieur.
De meme, elle peut être augmentée pendant des periodes de temps inférieures à cinq minutes d'une quantité
inférieure à 10% de sa valeur à un instant immédiatement antérieur.
En ce qui concerne le lubrifiant, son débit peut etre augmenté de 5 à 15% de la valeur qu'il avait au moment où sont apparus les micro-collages.
Les différentes fonctions : analyse des signaux émis par la jauge d'extensometrie et leur utilisa-tion au niveau de la vitesse de la machine ou des conditions de lubrification, sont exercées au moyen d'un calculateur du type ordinateur, miniordinateur, microprocesseur, ou automate programmable de type classique.
L'invention sera mieux comprise a l'aide de la figure unique représentant un type de machine et sur laquelle on peut voir une busette d'alimentation 1 par laquelle le métal liquide est admis entre les deux cylindres 2 et 2' dont les tourillons 3 et 4 sont maintenus par les empoises 5 et 6 solidaires de la colonne 7. Les deux cylindres ont leur s~
surface l.ubr:LEiee au moyen des rampes de distribution 8 et 8' allmen-tee en librifian-t par les vannes 9 et 9'. Après refroidissement et laminage, le métal sort de la machine sous forme d'une bande 10 qui est enroulee en 11.
Les cylindres sont animes d'un mouvement de rotation en sens inverse au moyen d'un moteur 12.
I On detecte, au moyen de la jauge d'extensometrie ¦ 13 la mesure du couple sur l'un des cylindres. Cette mesure est transmise au calculateur 14 qui commande en 15 la vitesse du moteur en modifiant la tension du courant d'alimentation et en 16 et 16' l'admission de lubrifiant aux rampes par l'intermediaire des vannes 9 et 9'.
L'application de l'invention est illustree par l'exemple suivant: On coule un alliage 1235 dont la composition est decrite dans " S-tandard for Aluminium Mill Products" publie ¦ par ALUMINIUM ASSOCIATION sous forme d'une bande de 8 mm d'epaisseur avec une vitesse de 1,30 m/mn et un debit de luhrifiant de 10 1/heure au moyen d'une machine du type SCAL JUMBO 3C*equipee d'un miniordina-teur PERKIN ELMER 1620.
La vitesse de la machine et les vannes d'admission du lubrifian-t n'etant pas contrôles par l'ordinateur, on mesure en permanence le couple exerce sur le cylindre inferieur au moyen d'une jauge d'extensometrie collee sur le tourillon et envoie le signal sur un dispositif electronique permettant de detecter directement les variations du couple et egalement. de filtrer electroniquement ce signal de maniere a ne retenir que ceux dont la Erequence est superieure a un Hertz. L'enregistrement des signaux avant filtration montre des variations de part et d'autre d'une valeur moyenne du couple de periode de l'ordre de 30 secondesalors que l'indicateur du signal filtré reste au zéro.
Après avoir coule pendant dix minutes, on note un * SCAL JUMBO 3C et PERKIN ELMER 1620 sont des marques de commerce.
~ 8 --5~
accroissement des varlations de la mesure du couple dont la frequence avoisine 3 hertz et l'indicateur de signal fil-tre s'écarte du zero. Ce phenomène dure deux secondes, puis l'indicateur revient au zero indiquant que la machine marche a nouveau dans les conditions normales. Au bout de quelques minutes, le même phenomene se reproduit pendant dix secondes et cesse a nouveau. Apres quatre perturbations de ce genre, la mesure du couple crolt brusquement et un collage generalise se produit.
Apres rebutage de la bande, on se replace dans les mêmes condi-tions de marche que precedemment, c'est-à-dire une vitesse de coulée de 1,3 m/mn et un debit de lubrifiant de 10 l/heure et on asservit au moyen du micro-ordinateur suivant l'invention, la vitesse de la machine et les vannes d'admission du lubrifiant aux indications du signal filtre.
Apres 15 minutes de marche, une frequence de variation de la mesure du couple voisine de 3 hertz, est detectee. Le debit de lubrifiant est alors porte automatiquement a 11 l/heure et la vitesse de coulee réduite de 0,05 m/mn. Au bout de quelques secondes, la frequence des variations est redevenue normale et le signal filtre nul. Apres cinq minutes de marche dans ces conditions, la vitesse est réaugmentée progressivement jusqu'a 1,4 m/mn et la coulée est poursuivie a cette vitesse sans que l'on constate l'apparition de nouveaux microcollages même apres plusieurs heures de coulée.
Le procédé selon l'invention trouve son application dans la coulée continue des métaux entre cylindres dans tous les cas ou on veut éviter le collage de la bande sur les cylindres et maintenir la marche de la machine dans des condi-tions de productivité maximum.
Claims (11)
1. Procédé de contrôle et de régulation de paramètres de marche d'une machine de coulée continue de bandes entre cylindres permettant d'éviter le collage et d'obtenir une productivité optimum, dans lequel on utilise comme paramètres le couple exercé sur l'un ou l'autre des cylindres pour faire avancer la bande, caractérisé en ce que l'on compare en per-manence la fréquence des variations de la mesure du couple à
une fréquence de référence; lorsque la fréquence des variations est supérieure à la fréquence de référence, la vitesse de coulée de la machine est réduite et/ou le débit de lubrifiant est augmenté jusqu'à ce que la fréquence des variations redevienne inférieure à la fréquence de référence et se main-tienne en cet état pendant un temps donné, puis la vitesse de coulée est augmentée tant que la fréquence des variations demeure inférieure à la fréquence de référence.
une fréquence de référence; lorsque la fréquence des variations est supérieure à la fréquence de référence, la vitesse de coulée de la machine est réduite et/ou le débit de lubrifiant est augmenté jusqu'à ce que la fréquence des variations redevienne inférieure à la fréquence de référence et se main-tienne en cet état pendant un temps donné, puis la vitesse de coulée est augmentée tant que la fréquence des variations demeure inférieure à la fréquence de référence.
2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la réduction de la vitesse et/ou l'augmentation du débit du lubrifiant n'a lieu que lorsque la fréquence des variations est supérieure à la fréquence de référence pendant cinq secondes.
3. Procédé selon revendication 1, caractérisé
en ce que la vitesse de coulée est augmentée lorsque la fré-quence des variations est maintenue inférieure à la fréquence de référence pendant au moins une minute.
en ce que la vitesse de coulée est augmentée lorsque la fré-quence des variations est maintenue inférieure à la fréquence de référence pendant au moins une minute.
4. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de référence est de l'ordre du Hertz.
5. Procédé selon revendication 1, caractérisé
en ce que la vitesse de coulée est réduite par paliers successifs.
en ce que la vitesse de coulée est réduite par paliers successifs.
6. Procédé selon revendication 1, caractérisé
en ce que la vitesse de coulée est réduite à chaque palier d'une quantité inférieure à 15% de la valeur de la vitesse à l'instant immédiatement inférieur.
en ce que la vitesse de coulée est réduite à chaque palier d'une quantité inférieure à 15% de la valeur de la vitesse à l'instant immédiatement inférieur.
7. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que chaque palier de réduction de la vitesse a une durée inférieure à cinq minutes.
8. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse est augmentée par paliers successifs.
9. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de coulée est augmentée à chaque palier d'une quantité inférieure à 10% de la valeur de la vitesse à
un instant immédiatement antérieur.
un instant immédiatement antérieur.
10. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que chaque palier d'augmentation de la vitesse a une durée inférieure à cinq minutes.
11. Procédé selon revendication 1, caractérisé
en ce que le débit moyen de lubrifiant est augmenté de 5 à
15% de sa valeur initiale.
en ce que le débit moyen de lubrifiant est augmenté de 5 à
15% de sa valeur initiale.
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