CA2046803C

CA2046803C - Reversible reduction rolling

Info

Publication number: CA2046803C
Application number: CA 2046803
Authority: CA
Inventors: Michel Morel; Andrzej Farnik
Original assignee: VAI Clecim SA
Current assignee: Clecim SAS
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2011-07-11
Also published as: FR2664510B1; EP0466570A1; CA2046803A1; ES2072568T3; FR2664510A1; DE69109945T2; DE69109945D1; EP0466570B1

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de laminage d'un produit plat (5) par passes successives dans un laminoir réversible, alternativement dans un sens puis dans l'autre. Selon l'invention, le produit (5) ayant une épaisseur brute (e0) sensiblement uniforme, on donne au cylindre (2, 2'), pour la première passe de démarrage (P1), un écartement (e1) inférieur à (e2) déterminant un angle d'attaque (A1) suffisamment réduit pour éviter un refus d'engagement et l'on diminue, au cours de cette première passe (P1), l'écartement des cylindres (2, 2') jusqu'à une valeur (e2) telle que la réduction totale d'épaisseur (e0 - e2) reste compatible avec la puissance et la force maximales du laminoir puis, pour la deuxième passe (P2), on donne aux cylindres de travail (2, 2') un écartement (e3) tel que l'angle d'attaque (A2) soit assez réduit pour éviter un refus d'engagement et l'on diminue l'écartement des cylindres, au cours de cette deuxième passe (P2), jusqu'à une valeur (e4) compatible avec la puissance et la force maximales du laminoir et ainsi de suite. L'invention s'applique spécialement au laminage de tôles métalliques.The invention relates to a method of rolling a flat product (5) by successive passes in a reversible rolling mill, alternately in one direction then in the other. According to the invention, the product (5) having a substantially uniform gross thickness (e0), the cylinder (2, 2 ′) is given, for the first start pass (P1), a spacing (e1) less than (e2 ) determining an angle of attack (A1) sufficiently reduced to avoid a refusal of engagement and the spacing of the cylinders (2, 2 ') is reduced during this first pass (P1) to a value (e2) such that the total reduction in thickness (e0 - e2) remains compatible with the maximum power and force of the rolling mill, then, for the second pass (P2), the working rolls (2, 2 ') are given a spacing (e3) such that the angle of attack (A2) is reduced enough to avoid a refusal of engagement and the spacing of the cylinders is reduced, during this second pass (P2), up to a value (e4) compatible with the maximum power and force of the rolling mill and so on. The invention applies especially to the rolling of metal sheets.

Description

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L'invention a pour objet un procédé de laminage d'un produit plat dans un laminoir réversible. L'invention s'applique en particulier au laminage à chaud de l'aluminium mais est utilisable également pour les autres métaux non ferreux et, même, dans certaines conditions, pour des métaux ferreux tels que l'acier.
On sait que le laminage à chaud peut s'effectuer avantageusement de façon réversible dans un laminoir comprenant une cage unique associée à des moyens de commande du passage du produit à laminer; alternativement dans un sens puis dans l'autre.
D'une façon générale, le laminoir comprend, dans un montage quarto, deux cylindres de travail associés à deux cylindres d'appui. Des cyclindres intermédiaires peuvent être interposés également entre les cylindres d'appui et les cylindres de travail dans un montage dit en sexto. L'ensemble des cylindres est placé entre les deux montants d'une cage rigide. Chaque cylindre est porté par deux empoises montées coulissantes dans des fenêtres ménagées sur les deux montants de la cage et l'on applique entre les deux cylindres d'appui un effort de serrage qui détermine le laminage du produit, par exemple au moyen de deux vérins montés sur la cage et prenant appui, respectivement, sur les deux empoises d'un cylindre d'appui, l'autre étant bloqué.
Les moyens de commande du passage du produit entre les cylindres de travail, alternativement dans un sens puis dans l'autre, peuvent être constitués, par exemple, de deux tables à rouleaux placées de part et d'autre de la cage. Avant le laminage, le produit est réchauffé dans un four placé à
côté de la cage.
De tels laminoirs réversibles peuvent être utilisés, par exemple, comme dégrossisseurs dans un train à bande ou bien dans des tôleries d'aluminium ou d'acier.
Le laminage s'effectue à partir d'une pièce brute telle qu'un bloom ou une brame ayant une épaisseur importante.

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The subject of the invention is a method of rolling a flat product in a reversible rolling mill. The invention applies in particular to the hot rolling of aluminum but can also be used for other metals not ferrous and even, under certain conditions, for metals ferrous such as steel.
We know that hot rolling can be done advantageously reversibly in a rolling mill comprising a single cage associated with control means the passage of the product to be laminated; alternately in one direction then in the other.
In general, the rolling mill comprises, in a quarto mounting, two working cylinders associated with two support cylinders. Intermediate cyclinders can be also interposed between the support cylinders and the working cylinders in an assembly known as in sexto. All cylinders is placed between the two uprights of a cage rigid. Each cylinder is carried by two mounted chocks sliding in windows on the two uprights of the cage and apply between the two support cylinders a clamping force which determines the rolling of the product, by example by means of two jacks mounted on the cage and taking support, respectively, on the two chocks of a cylinder support, the other being blocked.
The means for controlling the passage of the product between the working rolls, alternately in one direction then in the other, may consist, for example, of two roller tables placed on either side of the cage. Before rolling, the product is reheated in an oven placed side of the cage.
Such reversible rolling mills can be used, for example, as planers in a band train or well in aluminum or steel sheet metal.
Laminating is carried out from a blank such as a bloom or a slab having a significant thickness.

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2 Celle-ci peut, par exemple, être de 600 mm dans le cas de l'aluminium et de 250 mm dans le cas de l'acier.
Dans ce type de laminoir, le laminage s'effectue par passes successives dans un sens puis dans l'autre en effectuant, à chaque passe, une réduction d'épaisseur dont l'importance relative dépend des caractéristiques du produit telles que la matière du métal, sa température et son épaisseur.
D'une façon générale, dans un processus de laminage, le produit possède, à l'entrée de la cage, une épaisseur supérieure à l'écartement des cylindres de travail qui tendent donc à l'écraser en produisant une certaine réduction d'épaisseur. Le métal est ainsi appliqué sur un secteur circulaire de chaque cylindre compris entre deux plans horizontaux correspondant à la face extérieure du produit respectivement à l'entrée et à la sortie du laminoir. Le pincement du produit entre les deux cylindres détermine son avancement, l'un au moins des cylindres étant entraîné en rotation. Un certain pincement du produit est nécessaire pour permettre son entraînement.
On peut définir, à l'entrée du laminoir,, un angle d'attaque A correspondant au dièdre limité par la face extérieure du produit et le plan tangent au cylindre du niveau où ce dernier vient en contact avec le produit. La valeur de l'angle d'attaque est donc fonction du diamètre du cylindre et de la réduction d'épaisseur produite, c'est-à-dire de la différence entre l'épaisseur du produit avant son entrëe dans le laminoir et la largeur de l'entrefer existant entre les deux cylindres de travail.
En cours de laminage, grâce aux frottements qui s'exercent entre les cylindres de travail et le produit sur la surface des deux secteurs cylindriques, l'entraînement s'effectue sans difficulté dans la mesure où la réduction d'épaisseur est compatible avec le couple et l'effort que l'on peut exercer sur les cylindres. En revanche, au moment de i~~r~~ ~~~ 2 This can, for example, be 600 mm in the case of aluminum and 250 mm in the case of steel.
In this type of rolling mill, rolling takes place by successive passes in one direction then in the other in performing a thickness reduction with each pass, the relative importance depends on the characteristics of the product such as the material of the metal, its temperature and its thickness.
Generally speaking, in a rolling process, the product has, at the entrance of the cage, a thickness greater than the spacing of the working cylinders which tend therefore to crush it by producing a certain reduction thick. The metal is thus applied to a sector circular of each cylinder between two planes horizontal corresponding to the outside of the product respectively at the entrance and exit of the rolling mill. The pinching of the product between the two cylinders determines its advancement, at least one of the cylinders being driven in rotation. A certain pinching of the product is necessary to allow his training.
We can define, at the entrance to the rolling mill, an angle attack A corresponding to the dihedral limited by the face outside of the product and the plane tangent to the cylinder of the level where the latter comes into contact with the product. The value of the angle of attack is therefore a function of the diameter of the cylinder and thickness reduction produced, i.e.
difference between the thickness of the product before it enters the rolling mill and the width of the air gap between the two working cylinders.
During rolling, thanks to the friction which between the working rolls and the product on the surface of the two cylindrical sectors, the drive is carried out without difficulty insofar as the reduction thickness is compatible with the torque and the effort can exercise on the cylinders. However, when i ~~ r ~~ ~~~

3 l'engagement du produit, les frottements s'exercent uniquement sur les deux bords latéraux qui viennent en contact respectivement avec les deux cylindres et l'on conçoit que l'engagement ne peut pas se produire si l'angle d'attaque A
est trop important.
Compte tenu des conditions de lubrification, du diamètre des cylindres de travail qui doit rester assez réduit et de leur état de surface, on est donc obligé de limiter la réduction d'épaisseur produite à chaque passe pour éviter un "refus â'engagement". Généralement, la réduction d'épaisseur ainsi limitée pour des raisons géométriques est inférieure à
celle que l'on aurait pu théoriquement réaliser compte tenu de la puissance de laminage disponible et il en résulte une augmentation du nombre de passes nécessaires et, par conséquent, une diminution de la productivité du laminoir.
Par ailleurs, pour éviter des chocs, la vitesse de rotation des cylindres est diminuée au moment de l'introduction du produit puis accélérée, après l'engagement, pour venir à la vitesse de laminage normale. I1 en résulte une augmentation brutale des charges dynamiques et du couple qui peut entraîner des échauffements et même des ruptures de mécanisme en raison des inerties.
L'invention a pour objet de remédier autant que possible à l'ensemble de ces inconvénients grâce à un nouveau procédé qui permet, à chaque passe, de réaliser la réduction d'épaisseur optimale, tout en évitant les chocs et les refus d'engagement.
Conformément à l'invention, le produit ayant une épaisseur brute eo sensiblement uniforme, on donne au cylindre de travail, pour la première passe de démarrage P1, un écartement e1 inférieur à e2 déterminant un angle d'attaque A1 suffisamment réduit pour éviter un refus d'engagement et, après l'engagement, on diminue l'écartement des cylindres jusqu'à une valeur e~ telle que la réduction totale d'épaisseur e~ - e~ reste compatible avec la puissance et la 3 product engagement, friction is exerted only on the two side edges that come into contact respectively with the two cylinders and we can see that engagement cannot occur if angle of attack A
is too important.
Taking into account the lubrication conditions, the diameter of the working cylinders which must remain fairly reduced and their surface condition, we are therefore obliged to limit the thickness reduction produced with each pass to avoid "refusal of engagement". Generally the reduction in thickness well limited for geometric reasons is less than the one that could theoretically have been achieved given available rolling power and this results in increase in the number of passes required and, by Consequently, a decrease in the productivity of the rolling mill.
In addition, to avoid shocks, the speed of cylinder rotation is reduced when the introduction of the product then accelerated, after the commitment, to come at normal rolling speed. I1 results in a sudden increase in dynamic loads and torque which can cause overheating and even breakage of mechanism due to inertias.
The object of the invention is to remedy as much as possible to all of these drawbacks thanks to a new process which allows, at each pass, to achieve the reduction optimal thickness, while avoiding shocks and rejections of engagement.
According to the invention, the product having a gross thickness eo substantially uniform, we give the cylinder of work, for the first start pass P1, a spacing e1 less than e2 determining an angle of attack A1 sufficiently reduced to avoid a refusal of engagement and, after engagement, the spacing of the cylinders is reduced up to a value e ~ such that the total reduction of thickness e ~ - e ~ remains compatible with the power and the

4 force maximale du laminoir puis, pour la deuxième passe Pte, on donne aux cylindres de travail un écartement e3 tel que la différence e~ - e3 détermine un angle d'attaque A~ assez réduit pour éviter un refus d'engagement et, après l'engagement du produit, on diminue l'écartement des cylindres jusqu'à une valeur e4 déterminée de façon que la réduction totale d'épaisseur el - e4 soit aussi grande que possible tout en restant compatible avec la puissance et la force maximales du laminoir et ainsi de suite, l'écartement des cylindres de travail étant d'abord réglé, au début de chaque passe Pn, à
une valeur eZn-~ déterminant un angle d'attaque An suffisamment réduit pour éviter un refus d'engagement, puis diminué, après l'engagement du produit, jusqu'à une valeur e2n déterminant une réduction totale d'épaisseur e2r_3 - e2z optimale et restant compatible avec la puissance et la force maximales du laminoir.
On poursuit ainsi la réduction d'épaisseur en deux étapes pour chaque passe, tant que l'épaisseur à la fin d'une passe risque de déterminer un refus d'engagement pour une diminution de l'écartement des cylindres de travail à la passe suivante compatible avec la puissance de laminage et l'on termine ensuite le laminage de façon normale.
Le réglage à chaque passe de l'écartement des cylindres sera effectué automatiquement au moyen d'un système de régulation automatique de l'effort de serrage associé à un modèle mathématique programmé de façon à calculer, à chaque passe, la réduction d'épaisseur à effectuer en deux étapes, en fonction du couple disponible, compte tenu des caractéristiques mécaniques et dimensionnelles du laminoir et du produit et de la nature du métal laminé.
A cet effet, le modèle mathématique est programmé de façon à calculer, en fonction de l'état prévisible du produit à chaque passe, compte tenu de l'épaisseur atteinte à la passe précédente et du nombre de passes précédemment effectuées, la réduction maximale d'épaisseur possible et le resserrement des 4 maximum rolling mill force then, for the second pass Pte, we gives the working cylinders a spacing e3 such that the difference e ~ - e3 determines an angle of attack A ~ enough reduced to avoid a refusal of engagement and, after product engagement, the spacing of the cylinders is reduced up to a value e4 determined so that the reduction total thickness el - e4 is as large as possible while remaining compatible with maximum power and force of the rolling mill and so on, the spacing of the rolls of work being first set, at the start of each Pn pass, to a value eZn- ~ determining an angle of attack An sufficiently reduced to avoid a refusal of engagement, then decreased, after product commitment, to an e2n value determining a total thickness reduction e2r_3 - e2z optimal and remaining compatible with power and strength of the rolling mill.
The thickness reduction is therefore continued in two steps for each pass, as long as the thickness at the end of a pass risks determining a refusal of engagement for a reduction of the working cylinder spacing following compatible with the rolling power and the then finishes rolling in the normal way.
The adjustment at each pass of the spacing of the cylinders will be performed automatically by means of a system automatic regulation of the clamping force associated with a mathematical model programmed to calculate, at each pass, the thickness reduction to be carried out in two stages, depending on the available torque, taking into account mechanical and dimensional characteristics of the rolling mill and of the product and the nature of the rolled metal.
To this end, the mathematical model is programmed to way to calculate, based on the expected condition of the product on each pass, taking into account the thickness reached on the pass and the number of passes previously made, the maximum possible thickness reduction and tightening of

5 cylindres nécessaire à l'entrainement sans risque de refus d'engagement et que, à chaque passe Pn, le produit à laminer ayant, sur la plus grande partie de sa longueur, une épaisseur e2n_~ et, sur sa queue, une épaisseur e~n_3 correspondant à
l'engagement dans la passe précédente Pn_1, le modèle mathématique détermine, tout d'abord, en tenant compte des caractéristiques physiques et dimensionnelles prévisibles du produit lors de ladite passe Pn et des capacités du laminoir, l'épaisseur de laminage e2n au cours de ladite passe Pn permettant d'obtenir une réduction d'épaisseur maximale ezn_3 - e~n restant compatible avec la puissance disponible et l'effort possible, et l'écartement ezn_1 des cylindres permettant l'introduction de la tête de la bande sans refus d'engagement, et le système de régulation commande l'introduction de la bande en réglant l'écartement des cylindres à la valeur d'engagement e2n_1 et, après l'engagement de la tête de la bande, commande le resserrement des cylindres à l'écartement eZn calculé et le passage à la vitesse de laminage, l'écartement e~n des rouleaux étant maintenu jusqu'à la fin de ladite passe Pn.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés.
La Figure 1 montre schématiquement, en élévation, un laminoir quarto.
La Figure 2 montre le processus de laminage au cours de la première passe, en deux schémas successifs 2a, 2b.
La Figure 3 montre le processus de laminage au cours de la deuxième passe, en deux schémas successifs 3a, 3b.
La Figure 4 montre le processus au cours d'une passe P r, .
La Figure 5 est un organigramme du processus de régulation.
Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement un laminoir classique de type quarto comprenant une cage 1 5 cylinders necessary for training without risk of refusal commitment and that, at each Pn pass, the product to be laminated having, over most of its length, a thickness e2n_ ~ and, on its tail, a thickness e ~ n_3 corresponding to the commitment in the previous pass Pn_1, the model mathematics determines, first of all, taking into account predictable physical and dimensional characteristics of the produced during said pass Pn and rolling mill capacities, the rolling thickness e2n during said pass Pn allowing maximum thickness reduction ezn_3 - e ~ n remaining compatible with the available power and the possible effort, and the spacing ezn_1 of the cylinders allowing the introduction of the head of the tape without refusal of engagement, and the control regulation system the introduction of the strip by adjusting the spacing of the cylinders at engagement value e2n_1 and after tape head engagement, controls tightening cylinders at the calculated eZn spacing and switching to the rolling speed, the spacing e ~ n of the rollers being maintained until the end of said pass Pn.
The invention will be better understood from the description following of a particular embodiment given as example, with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 shows schematically, in elevation, a quarto rolling mill.
Figure 2 shows the rolling process during of the first pass, in two successive diagrams 2a, 2b.
Figure 3 shows the rolling process during of the second pass, in two successive diagrams 3a, 3b.
Figure 4 shows the process during a pass P r,.
Figure 5 is a flow diagram of the regulation.
In Figure 1, there is shown schematically a classic quarto type rolling mill comprising a cage 1

6 constituée de deux montants écartés 11 munis de fenêtres 13 et entre lesquels sont placés quatre cylindres, respectivement deux cylindres de travail 2 et 2' et deux cylindres d'appui 3 et 3'. Chaque cylindre est porté à ses extrémités par des paliers montés dans des empoises, respectivement 21, 21', 31, 31', qui coulissent le long de f aces de guidage verticales 12 ménagées le long des fenêtres 13. De façon bien connue, les empoises 21, 21', des cylindres de travail 2, 2', sont guidées le long des faces latérales de deux blocs hydrauliques 14, 14', fixés sur les faces 12, 12', de chaque fenêtre 13 et dans lesquelles sont logés des vérins permettant d'exercer sur les empoises 21, 22', des efforts de cintrage des cylindres de travail 2, 2'.
La cage est munie, d'autre part, de moyens de serrage des cylindres capables de serrer en charge, par exemple des vérins hydrauliques 4, qui prennent appui de chaque côté sur les empoises 31 du cylindre d'appui 3, les empoises 31' de l'autre cylindre d'appui 3' s'appuyant sur des butées fixes. Les vérins 4 exercent ainsi, dans le plan vertical P passant par les axes des cylindres,un effort de serrage qui détermine un rapprochement des deux cylindres de travail 2, 2'.
La technique du laminage, qui est utilisée depuis les débuts de la sidérurgie, a été continuellement perfectionnée, mais particulièrement au cours de ces dernières années. Bien entendu, cette technique est adaptée aux différentes conditions âe travail, notamment la nature du métal et les dimensions du produit à laminer, en particulier l'épaisseur que l'on souhaite obtenir. Mais la disposition que l'on vient de décrire se retrouve dans la plupart des laminoirs qui peuvent différer par le nombre et les dimensions des cylindres ainsi que par les divers dispositifs annexes.
Par exemple, pour assurer une bonne planéité du produit laminé en évitant des défauts qui résultent de la déformation des cylindres et d'une répartition non homogène ~ c~ ~b ~a3 des contraintes, on peut utiliser diverses dispositions telles que le cintrage des cylindres, déjà mentionné, ou le réglage du profil des cylindres d'appui.
Comme on l'a indiqué, l'invention s'applique spécialement à un laminoir à chaud du type réversible utilisé, par exemple, pour l'opération dite "dégrossissage". Dans un tel laminoir, le produit 5 défile entre les cylindres de travail 2, 2', alternativement dans un sens puis dans l'autre, c'est-à-dire en se référant à la Figure 1, de gauche â droite puis de droite à gauche et ainsi de suite, la réduction d'épaisseur s'effectuant progressivement par passes successives. A cet effet, la cage 1 peut être placée entre deux tables à rouleaux de type classique et qui n'ont donc pas été représentées sur le dessin.
D'une façon générale, le fonctionnement de l'ensemble du laminoir et des dispositifs connexes est commandé et contrôlé par un système de régulation 6 associé à
un calculateur 60, qui effectue un réglage automatique d'épaisseur du produit en cours de laminage en tenant compte de toutes les caractéristiques mécaniques et dimensionnelles du laminoir.
Le système de régulation 6 utilise des moyens connus et qui n'ont pas lieu d'être décrits en détail. C'est pourquoi la Figure 1 montre seulement, à titre d'exemple, une installation de ce type équipée d'un système de régulation 6, 60, permettant de régler le débit hydraulique d'alimentation du vérin à son entrée 41 en fonction des indications données par un dispositif 61 de mesure de la position de l'axe du cylindre d'appui 3 et, par conséquent, de l'écartement des cylindres de travail, en tenant compte des déformations de la cage. Le système de régulation 6 reçoit un signal émis par le dispositif de mesure 61 et représentatif de la position de l'empoise 31 et l'ensemble constitue ainsi une boucle numérique de régulation de position du serrage en fonction d'un écartement des cylindres affiché sur l'entrée 62 du système de régulation 6.
Dans le cas présent, le système 6 de régulation automatique est associé, en outre, à un modèle mathématique 63 programmé de façon à régler l'effort de serrage appliqué sur les cylindres d'appui en fonction des dimensions du produit, ainsi que de la nature et de l'état du métal, pour effectuer une réduction d'épaisseur optimale correspondant aux possibilités du laminoir.
La Figure 2 illustre schématiquement le processus de laminage au cours de la première passe P, dite de démarrage.
Bien entendu, les réductions d'épaisseur sont exagérées pour faciliter la compréhension du dessin.
Sur le schéma 2a, â gauche de la Figure 2, on a représenté l'extrémité 50 du produit 5 qui arrive au contact des cylindres de travail 2, 2'. Le produit 5 a une épaisseur brute eo et l'entrefer, limité par les génératrices 20, 20', des cylindres 2, 2', se trouvant dans le plan de serrage, a une largeur e1. On a représenté également l'angle d'attaque A1 2.0 qui correspond au dièdre compris entre chaque face latérale 51 du produit 5 et le plan tangent T au point de contact de l'aréte 52 avec le cylindre 2. On voit que la valeur de l'angle d'attaque Az est fonction du rapport entre le diamètre d du cylindre et la flèche a qui est égale à la moitié de la réduction d'épaisseur r1 = eo - e1.
Le modèle mathématique 63 associé au système de régulation 6 est programmé de façon à calculer, à chaque passe, la réduction d'épaisseur maximale possible compatible avec la puissance disponible et l'effort possible, en tenant compte, d'une part, des caractéristiques du laminoir qui déterminent sa capacité de travail et ses déformations éventuelles et, d'autre part, des caractéristiques physiques et dimensionnelles du produit.
En effet, l'effort à exercer pour déterminer une certaine réduction d'épaisseur dépend de la nature du métal et 9 ~b'~6 663 de son épaisseur, mais aussi de sa température qui s'élève au cours du laminage. Grâce à son auto-adaptation, le modèle mathématique 63 pourra prévoir, pour chaque passe et en fonction des opérations déjà effectuées, l'état du métal et la réduction maximale d'épaisseur possible sans risque de sollicitation excessive du laminoir.
En outre, le risque de refus d'engagement dépend de l'épaisseur du métal, de son état et des conditions de lubrification. Le modèle 63 pourra donc aussi prévoir, selon les passes, l'écartement des cylindres déterminant un pincement suffisant pour l'entraînement du produit sans risque de refus d'engagement.
Pour effectuer automatiquement le réglage de l'écartement des cylindres et de l'effort de serrage au cours de chaque passe, le modèle mathématique 63 affiche sur l'entrée 62 du régulateur 6, tout d'abord, la première consigne de position de serrage permettant de garantir un bon engagement de la bande, compte tenu du diamètre des cylindres et, ensuite, au cours de la passe, la consigne d'épaisseur permettant d'obtenir la réduction optimale calculée précédemment.
Sur la Figure 5, on a représenté schématiquement un organigramme du processus de régulation.
Le modèle mathématique 63 est associé au calculateur 60 qui possède en mémoire toutes les caractéristiques du laminoir 1 dont il faut tenir compte pour déterminer la réduction d'épaisseur.
Avant de commencer le laminage d'un produit déterminé, dans une étape d'initialisation 1, on affiche sur une entrée 64 du modèle mathématique 63, tous les paramètres spécifiques du produit à laminer, et correspondant, notamment, à la nature du métal, les dimensions de départ, les dimensions visées et la température mesurée avant l'opération.
Le produit est alors introduit dans le laminoir.
Dans une étape 2, le modèle mathématique 63 détermine, d'une part, la réduction d'épaisseur maximale possible permettant, à
partir de l'épaisseur brute eo, d'obtenir une épaisseur optimale e2 et, d'autre part, l'écartement el des cylindres qui garantit un bon engagement du produit 5, compte tenu de l'épaisseur brute eo et des diamètres d des cylindres 2, ainsi que des conditions de lubrification.
Cet engagement est effectué à vitesse réduite avec pincement du produit 5 dont l'épaisseur est réduite à el entre les cylindres 2, 2'.
Dès que le produit est engagé, le dispositif de régulation 6 commande le resserrement des cylindres jusqu'à
l'écartement e2 calculé précédemment puis le passage à la vitesse de laminage.
Le laminage se poursuit de façon normale, l'épaisseur e2 étant régulée par le système 6. A sa sortie du laminoir, le produit présente donc, sur la plus grande partie de sa longueur et jusqu'à son extrémité aval 54, une épaisseur e2, à l'exclusion de la tête 50 qui présente une épaisseur plus grande e~.
La première passe de démarrage P1 qui, comme indiqué
par une flèche sur la Figure 2, s'est effectuée de gauche droite, est alors achevée, le produit 5 se trouvant à droite des cylindres 2 et 2'.
On procède alors à la deuxième passe de laminage P2 selon le processus indiqué sur la Figure 3, c'est-à-dire de droite à Gauche.
La partie du produit 5 qui vient maintenant au contact des cylindres 2, 2', est alors son extrémité 54 d'épaisseur e2.
Comme précédemment, le modèle mathématique 63 détermine tout d'abord, dans une étape 3, l'épaisseur optimale e4 que l'on peut obtenir, qui correspond à la réduction maximale d'épaisseur possible compatible avec les capacités du laminoir, en tenant compte du fait que, la queue du produit étant plus épaisse, la réduction â effectuer est égale à e1 -e4. Ensuite, dans une étape 4, le modèle mathématique détermine l'écartement e3 qu'il y a lieu de donner aux cylindres pour permettre l'introduction du produit sans refus d'engagement, compte tenu de l'épaisseur du produit.
Le produit 5 s'engage alors entre les cylindres 2 et 2' en prenant l'épaisseur e3. Dès que l'engagement est assuré, le système de régulation 6 commande le resserrement des cylindres à l'écartement e4 et le passage à la vitesse de laminage.
Le produit laminé à la fin de cette deuxième passe Pa présente donc une épaisseur e4 sur la plus grande partie 56 de sa longueur et une tête 55 d'épaisseur e3.
On effectue ainsi, à chaque passe Pn, une réduction d'épaisseur en deux étapes.
Comme on l'a indiqué, on peut déterminer, par expérience, l'état prévisible du produit, notamment sa température, après un certain nombre de passes et ainsi programmer le modèle mathématique 63 pour qu'il détermine, à
chaque passe Pn et en fonction de l'épaisseur ezn_Z atteinte à
2p la passe précédente Pn_1, la réduction maximale d'épaisseur e2n-3 - ezn qu'il pourra effectuer sans dépasser la capacité
du laminoir et l'écartement ezn-1 qu'il faudra donner aux cylindres pour éviter un refus d'engagement.
Le processus décrit précédemment pour la deuxième Passe PZ pourra donc se reproduire à chaque passe jusqu'à ce que le rapport entre le diamètre d des cylindres de travail qui reste sensiblement fixe et l'épaisseur du produit qui diminue à chaque passe soit tel que, en réalisant immédiatement la réduction d'épaisseur maximale compatible avec la puissance de laminage, on ne risque pas un refus d'engagement.
L'épaisseur visée étant (e), on peut définir à
l'avance l'épaisseur e+x à partir de laquelle le refus d'engagement n'est plus à craindre. Ainsi, à la fin de chaque a .._ 12 passe Pn, dans une étape 6 du processus, l'épaisseur atteinte e2n est comparée au paramètre e+x et, dès qu'elle devient inférieure à ce paramètre, le processus décrit précédemment est arrêté et le laminage se poursuit normalement, dans une étape 7, jusqu'à obtention de l'épaisseur visée (e).
On constate que, à chaque passe Pn, la réduction totale d'épaisseur e2n_3 - e2n est supérieure à celle que l'on devait respecter auparavant pour éviter un refus d.'engagement.
Le nombre total de passes sera ainsi sensiblement diminué.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre de simple exemple et qui pourrait donner lieu à des variantes.
En particulier, on a décrit le système dans le cadre d'un laminoir quarto, mais il est applicable de la même façon à un duo ou à un sexto ou à tout autre type de laminoir.
De méme, d'autres systèmes de régulation pourraient être imaginés pour déterminer le nombre minimal de passes de laminage compatible avec la puissance du laminoir.
Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. 6 consisting of two spaced apart uprights 11 provided with windows 13 and between which four cylinders are placed, respectively two working cylinders 2 and 2 'and two support cylinders 3 and 3 '. Each cylinder is carried at its ends by bearings mounted in chocks, respectively 21, 21 ', 31, 31 ', which slide along vertical guide plates 12 formed along the windows 13. As is well known, the chocks 21, 21 ', working cylinders 2, 2', are guided along the lateral faces of two hydraulic blocks 14, 14 ', fixed on the faces 12, 12', of each window 13 and in which are housed cylinders allowing to exercise on the chocks 21, 22 ', bending forces of the cylinders of work 2, 2 '.
The cage is also provided with means of clamping of cylinders capable of clamping under load, by example of hydraulic cylinders 4, which are supported by each side on the chocks 31 of the support cylinder 3, the chocks 31 'of the other support cylinder 3' supported by fixed stops. The jacks 4 thus exercise, in the plane vertical P passing through the axes of the cylinders, an effort of tightening which determines a bringing together of the two cylinders of work 2, 2 '.
The rolling technique, which has been used since the beginnings of the steel industry, was continuously improved, but particularly during these years. Of course, this technique is suitable for different working conditions, including the nature of the metal and the dimensions of the product to be laminated, in particular the thickness that one wishes to obtain. But the arrangement that we just described is found in most rolling mills which may differ in number and dimensions cylinders as well as by the various ancillary devices.
For example, to ensure good flatness of the rolled product avoiding defects which result from cylinder deformation and uneven distribution ~ c ~ ~ b ~ a3 constraints, we can use various provisions such that the bending of the cylinders, already mentioned, or the adjustment of the profile of the support cylinders.
As indicated, the invention applies especially to a hot rolling mill of the reversible type used, for example, for the operation called "roughing". In one like rolling mill, product 5 passes between the rolls of work 2, 2 ', alternately in one direction then in the other, that is, referring to Figure 1, from left to right then from right to left and so on, reducing thick gradually done by passes successive. For this purpose, the cage 1 can be placed between two classic roller tables which therefore do not have been shown in the drawing.
In general, the functioning of the whole rolling mill and related devices is controlled and controlled by a regulation system 6 associated with a computer 60, which performs an automatic adjustment thickness of the product being rolled taking into account of all mechanical and dimensional characteristics of the rolling mill.
The regulation system 6 uses known means and which need not be described in detail. It is why Figure 1 only shows, by way of example, a installation of this type equipped with a regulation system 6, 60, used to adjust the hydraulic supply flow of the jack at its input 41 according to the indications given by a device 61 for measuring the position of the axis of the support cylinder 3 and, consequently, the spacing of the working cylinders, taking into account the deformations of the cage. The regulation system 6 receives a signal emitted by the measuring device 61 and representative of the position of the chock 31 and the assembly thus constitutes a loop digital clamping position regulation as a function a spacing of the cylinders displayed on entry 62 of the regulation system 6.
In this case, the regulation system 6 automatic is associated, in addition, with a mathematical model 63 programmed to adjust the clamping force applied to the support cylinders according to the dimensions of the product, as well as the nature and condition of the metal, to perform an optimal thickness reduction corresponding to possibilities of the rolling mill.
Figure 2 schematically illustrates the process of rolling during the first pass P, called the start pass.
Of course, the thickness reductions are exaggerated to facilitate understanding of the drawing.
In diagram 2a, to the left of Figure 2, we have represented the end 50 of product 5 which comes into contact working cylinders 2, 2 '. Product 5 has a thickness gross eo and the air gap, limited by the generators 20, 20 ', cylinders 2, 2 ', located in the clamping plane, a a width e1. The angle of attack A1 is also shown.
2.0 which corresponds to the dihedral between each side face 51 of product 5 and the tangent plane T at the point of contact of edge 52 with cylinder 2. We see that the value of the angle of attack Az is a function of the ratio between the diameter d of the cylinder and arrow a which is equal to half the thickness reduction r1 = eo - e1.
The mathematical model 63 associated with the system of regulation 6 is programmed so as to calculate, each time pass, the maximum possible thickness reduction compatible with the available power and the possible effort, taking takes into account, on the one hand, the characteristics of the rolling mill which determine its working capacity and its deformations and, on the other hand, physical characteristics and dimensional dimensions of the product.
Indeed, the effort to exert to determine a some reduction in thickness depends on the nature of the metal and 9 ~ b '~ 6,663 of its thickness, but also of its temperature which rises to during rolling. Thanks to its self-adaptation, the model mathematical 63 can predict, for each pass and in depending on the operations already carried out, the condition of the metal and the maximum thickness reduction possible without risk of excessive stress on the rolling mill.
In addition, the risk of refusal of engagement depends on the thickness of the metal, its condition and the conditions of lubrication. Model 63 can therefore also provide, depending on the passes, the spacing of the cylinders determining a sufficient nip to safely carry the product of refusal of engagement.
To automatically adjust the the spacing of the cylinders and the clamping force during of each pass, the mathematical model 63 displays on input 62 of regulator 6, first of all, the first clamping position setpoint to ensure good band engagement, taking into account the diameter of the cylinders and then, during the pass, the thickness setpoint to obtain the optimal reduction calculated previously.
In Figure 5, there is shown schematically a flowchart of the regulatory process.
The mathematical model 63 is associated with the calculator 60 which has in memory all the characteristics of the rolling mill 1 which must be taken into account when determining the thickness reduction.
Before you start rolling a product determined, in an initialization step 1, we display on an input 64 of the mathematical model 63, all the parameters specific to the product to be laminated, and corresponding, in particular, to the nature of the metal, the starting dimensions, the dimensions targets and the temperature measured before the operation.
The product is then introduced into the rolling mill.
In a step 2, the mathematical model 63 determines, from a part, the maximum possible thickness reduction allowing, at starting from the gross thickness eo, to obtain a thickness optimal e2 and, on the other hand, the spacing el of the cylinders which guarantees a good commitment of the product 5, taking into account the gross thickness eo and the diameters d of the cylinders 2, thus only lubrication conditions.
This engagement is carried out at reduced speed with pinching of product 5, the thickness of which is reduced to between the cylinders 2, 2 '.
As soon as the product is engaged, the regulation 6 controls the tightening of the cylinders up to the distance e2 calculated previously then the transition to the rolling speed.
The rolling continues as normal, the thickness e2 being regulated by the system 6. On leaving the rolling mill, the product therefore, on most of the of its length and up to its downstream end 54, a thickness e2, excluding the head 50 which has a thickness greater e ~.
The first P1 start pass which, as shown by an arrow in Figure 2, was done from the left right, is then completed, product 5 being on the right cylinders 2 and 2 '.
We then proceed to the second rolling pass P2 according to the process shown in Figure 3, i.e.
right to left.
The part of product 5 which now comes to contact of cylinders 2, 2 ', is then its end 54 of thickness e2.
As before, the mathematical model 63 first determines, in a step 3, the optimal thickness e4 that we can obtain, which corresponds to the reduction maximum thickness possible compatible with the capacities of the rolling mill, taking into account that, the tail of the product being thicker, the reduction to be carried out is equal to e1 -e4. Then, in step 4, the mathematical model determines the distance e3 that should be given to cylinders to allow the introduction of the product without refusal commitment, taking into account the thickness of the product.
The product 5 then engages between the cylinders 2 and 2 'taking the thickness e3. As soon as the engagement is assured, the regulation system 6 controls the tightening of the cylinders at spacing e4 and shifting to the speed of rolling.
The rolled product at the end of this second pass Pa therefore has a thickness e4 over the major part 56 of its length and a head 55 of thickness e3.
Thus, with each pass Pn, a reduction is made thick in two stages.
As indicated, we can determine, by experience, the foreseeable state of the product, in particular its temperature, after a certain number of passes and so program the mathematical model 63 so that it determines, at each pass Pn and depending on the thickness ezn_Z reached at 2p the previous pass Pn_1, the maximum thickness reduction e2n-3 - ezn that it can perform without exceeding the capacity of the rolling mill and the ezn-1 spacing that must be given to cylinders to avoid a refusal of engagement.
The process described above for the second PZ pass will be able to reproduce with each pass until that the ratio between the diameter d of the working cylinders which remains substantially fixed and the thickness of the product which decreases with each pass is such that, by realizing immediately the maximum compatible thickness reduction with rolling power, there is no risk of rejection of engagement.
The target thickness being (e), we can define advance the thickness e + x from which the refusal commitment is no longer to be feared. So at the end of each at .._ 12 pass Pn, in a step 6 of the process, the thickness reached e2n is compared to the parameter e + x and, as soon as it becomes lower than this parameter, the process described above is stopped and rolling continues normally, in a step 7, until the target thickness is obtained.
It can be seen that, with each pass Pn, the reduction total thickness e2n_3 - e2n is greater than that had to respect before to avoid a refusal of engagement.
The total number of passes will thus be significantly reduced.
Of course, the invention is not limited to details of the embodiment which has just been described under of simple example and which could give rise to variants.
In particular, the system has been described in the context of a quarto rolling mill, but it is equally applicable to a duo or a sext or any other type of rolling mill.
Similarly, other regulatory systems could be imagined to determine the minimum number of passes of rolling compatible with the power of the rolling mill.
The reference signs, inserted after the technical characteristics mentioned in the claims are intended only to facilitate the understanding of them and in no way limit their scope.

Claims

1. Method of rolling a flat product in a reversible rolling mill comprising at least two rolls working, with parallel axes superimposed on a clamping plane P inside a cage, means of control of the passage of the product between the cylinders, one way then the other, and so on alternately, by successive passes and means automatic adjustment of the cylinder clamping position during the rolling of the product, characterized by the fact that the product having a substantially uniform gross thickness (eo), we give to the working cylinder, for the first start pass (P1), a spacing (e2) less than (e2) determining a angle of attack (A1) sufficiently small to avoid refusal of engagement and, after engagement, the spacing is reduced cylinders up to a value (e2) such as reduction total thickness (eo - e2) remains compatible with the power and maximum force of the rolling mill then, for the second pass (P2), the working cylinders are given a spacing (e3) such that the difference (e2 - e3) determines a angle of attack (A2) small enough to avoid refusal of commitment and, after the commitment of the product, we decrease the spacing of the cylinders up to a determined value (e4) so that the total reduction in thickness (e1 - e4) is as large as possible while remaining compatible with the power and maximum strength of the rolling mill and so on, the spacing of the working rollers being first adjusted, at start of each pass (P n), at a determining value (e2n-1) a sufficiently small angle of attack (A n) to avoid a refusal of engagement, then, after the engagement of the product decreased to a value (e2n) determining a reduction total thickness (e2n-3 - e2n) optimal and remaining compatible with the maximum power and force of the rolling mill.

2. The rolling method according to claim 1, characterized by the fact that the reduction is thus continued thick two-stage plow passes until the thickness (e zn) reached at the end of a pass (P n) does not risk more to determine a refusal of engagement for a decrease from the working roll spacing to the next pass (P n + 1) compatible with the maximum power and force of the rolling mill and then finish the rolling so normal.

3. Laminating method according to one of Claims 1 and 2 characterized in that one adjusts to each pass the spacing of the cylinders by means of a automatic effort regulation system tightening associated with a programmed mathematical model of so as to calculate the thickness reduction at each pass perform in two stages, depending on the effort and the possible rolling power and taking into account mechanical and dimensional characteristics of the rolling mill and of the product and the nature of the rolled metal.

4. The rolling method according to claim 3, characterized by the fact that the mathematical model is programmed to calculate, depending on the state predictable product at each pass, taking into account thicknesses reached in the previous pass and the number of previously performed passes, maximum reduction possible thickness and tightening of the cylinders necessary for training without risk of refusal of engagement and that, at each pass (P n), the product to be laminated having, on most of its length, thickness (e2n-2) and, on its tail, a thickness (e2n-3) corresponding to the engagement in the previous pass (P n-1), the model mathematics first determines, taking into account predictable physical and dimensional characteristics of the produced during said pass (P n) and the capacities of the rolling mill, the rolling thickness (e2n) during said pass (P n) to obtain a reduction in thickness maximum (e2n-3 - e2n) compatible with the available power and the possible effort, and the spacing (e2n-1) of the cylinders allowing the introduction of the head of the tape without refusal of engagement, then the regulation system controls the introduction of the strip by adjusting the spacing of the cylinders at the engagement value (e2n-1) and after tape head engagement, controls tightening cylinders at the calculated spacing (e2n) and switching to the rolling speed, the thickness (e2n) of the strip being maintained until the end of the pass (P n).