EP1448322B1 - Procede et dispositif de stabilisation du defilement a grande vitesse d'un produit en bande - Google Patents

Procede et dispositif de stabilisation du defilement a grande vitesse d'un produit en bande Download PDF

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EP1448322B1
EP1448322B1 EP02790556A EP02790556A EP1448322B1 EP 1448322 B1 EP1448322 B1 EP 1448322B1 EP 02790556 A EP02790556 A EP 02790556A EP 02790556 A EP02790556 A EP 02790556A EP 1448322 B1 EP1448322 B1 EP 1448322B1
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EP
European Patent Office
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band
face
air
deflecting member
pressure
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02790556A
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German (de)
English (en)
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EP1448322A1 (fr
Inventor
Thierry Malard
Marc Valence
Christian Viel
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Clecim SAS
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies SAS
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Filing date
Publication date
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    • B65H2701/17—Nature of material
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Definitions

  • the subject of the invention is a method and a device for stabilizing and guiding a product traveling at high speed in a longitudinal direction, in particular in a cold rolling plant for metal strips, more particularly thin sheets of foil. aluminum.
  • a cold rolling plant of a strip metal product generally comprises one or more rolling mill stands each comprising two working rolls resting on support rolls and associated with means for controlling the movement of the roll. the band between the working rolls.
  • the web runs from a spool on an upstream side of the cage (s) and coils on a downstream winder.
  • the installation also comprises numerous additional members such as means for introducing the strip into the rolling mill stands, means for adjusting the rotational speeds of the various members and a certain number of deflection rollers that can have a position. adjustable and on which the strip is applied so as to be guided along a determined path.
  • a facility for rolling very thin sheets, in particular of aluminum generally comprises a single roll-to-roll rolling mill between a reel and a rewinder.
  • a roll stand comprises two spaced apart columns between which are mounted a set of rolls, for example, in the case of a quarto cage, two working rolls respectively associated with two support rolls.
  • Each cylinder is rotatably mounted at its ends on bearings carried by chocks slidably mounted between the column posts of the cage and clamping means resting on the chocks of the support cylinders make it possible to achieve the desired thickness reduction on the rolled strip.
  • the thickness range can range from 3 to 300 micrometers.
  • the equipment of the installation must, of course, be adapted to such fine thicknesses, in particular for winding the coil.
  • the figure 1 schematically represents a rolling installation of an aluminum foil comprising a roll stand A placed between a unrolling machine D carrying a reel B 1 and a reel E on which a roll B 2 is formed after passing the product M between the rolls of working of the rolling mill A.
  • the belt M On its path between the unwinder and the winder, the belt M is guided by a certain number of deflection rollers D.
  • a roller D 1 of flatness measurement is placed downstream of the cage A in order to detect any defects to be corrected by acting on means for adjusting the rolling conditions.
  • a feed roller D 2 adjustable level, adjusts the winding angle of the band on the flatness roller D 1 .
  • This roller D 2 can be spread upwards to facilitate the engagement of the strip on the winder E.
  • the installation of the figure 1 is shown only by way of example, other types of installation that can be used.
  • a rolling mill comprising several cages successively placed in the path of the strip in order to achieve a gradual reduction in thickness or alternatively reversible rolling carried out alternately in one direction and in the other, the rolling mill. being associated with two winders that work alternately in unwinding and winding.
  • the rolled strip can undergo a number of treatments, either upstream or downstream of the rolling and, in the most recent installations, it is sought to achieve as much as possible these various treatments in a continuous line.
  • the small thickness of the rolled metal strip causes a particular operation of the installation because the length of a coil can be several tens of thousands of meters and the duration a rolling pass can therefore reach several hours. Under these conditions, it is not a question of reversible rolling.
  • the object of the invention is to remedy such disadvantages by means of a method and a device making it possible to ensure the stability of the scrolling and the winding of the strip, even at very high rolling speeds and, thus, significantly increase the productivity of a plant without any significant change in it.
  • a cushion of air is formed between the sheet and the roll, which, in the case of a deflector roll or anger, may disturb the guiding the band, the latter being slightly raised and can therefore move laterally.
  • the pulling force that can be applied is relatively low and a suction nozzle placed near the The line of contact between the belt and the reel could deflect the belt which, while sticking to the suction element, could be damaged or even torn.
  • the invention therefore relates generally to a method and a device for stabilizing the high-speed movement, in a longitudinal direction of a band coming from a contact line, on at least one angular sector of a rotating surface of revolution about an axis transverse to the running direction, and connecting tangentially to the rotating surface forming, on the upstream side in the direction of travel, a dihedral limited on one side by an outer face of the rotating surface and the other, by an inner face of the strip along which part of the ambient air forms a boundary layer driven with the strip towards the nip, a deflection member being placed in the dihedral so as to modify the conditions of circulation of the air entrained with the band, said deflection member having a first side facing the inner face of the band and a second side facing towards the outer face of the rotating surface.
  • At least the first face of the deflection member is inclined towards the inner face of the strip, in the running direction thereof and is provided with at least one orifice opening into an internal space formed inside the deflection member and connected to an outer zone, said inclined face forming, with the inner face of the strip, a convergent in which the pressure increases with respect to the pressure in the internal space), the difference pressure determining the evacuation, through the orifice of the inclined face and the internal space, a certain air flow and the recess of the remaining part of the air mass constituting the boundary layer driven with the band .
  • the internal space of the deflection member is not connected to a suction fan but simply to an external zone at atmospheric pressure, the circulation of the air thus occurring naturally, without any real suction, at the level of the deflection member.
  • the second face of the deflection member, facing the rotating surface is inclined relative thereto, so as to form a convergent determining a pressure increase of the air entrained with the rotating surface, of which a portion is discharged to the outer zone connected to the internal space through at least one orifice in said second face.
  • Such a stabilizing device according to the invention can be applied either to a baffle roll with a cylindrical profile determining a change of direction of the strip running plane, or to the coil winding of the strip in order to avoid the air entrainment between the superimposed turns.
  • the air deflection member In the case of a coil winding, the air deflection member consists of a hollow section, mounted on an adjustable support means depending on the diameter of the coil, so as to maintain the body of deviation in an optimal position relative to the inner face of the strip, as and when winding thereof in a coil.
  • this support arm of the air deflection member has a variable length and is rotatably mounted about an axis parallel to the axis of the coil, said arm being associated with means for adjusting its sound. orientation and its length depending on the diameter of the coil, for the positioning of the profiled member inside the dihedral upstream.
  • the adjustable support means of the deflection member is mounted on a wrapper associated with the spool to facilitate the beginning of winding of the strip, the support means being folded in the template of the wrapper when it is in winding start position and unfolded after winding a few turns and spacing of the wrapper, so as to place the deflection member near the nip , at the end of the dihedral upstream.
  • the invention also covers the use, in a rolling installation of metal strips, in particular of aluminum, of such a stabilizing device which can be placed upstream of at least one deflection roll, in order to ensure direct application of the strip on the roll without the interposition of a layer of air.
  • This deflector roll may advantageously be a flatness measuring roller, the device thus making it possible to avoid disturbance of the measurement by air entrainment between the strip and the roll.
  • the invention can also be advantageously used for winding the rolled strip on a reel placed at the end of the line, the stabilizing device then being placed upstream of the contact line with the coil already wound in order to avoid the There is no air entrainment between the turns and to ensure the guiding stability of the band during the winding.
  • the figure 1 shows, schematically, the assembly of a rolling plant of an aluminum sheet-which takes place from a coil B 1 and is rewound at the exit of the rolling mill A to form a new coil B 2 .
  • the band M is guided by a plurality of deflection rollers which provide the scroll stability, in particular, a flatness measuring roll D 1 and an embossing roll D 2 .
  • a looper D 3 consists of two fixed rollers flanking an adjustable level central roll, used to regulate the tension-upstream of mill A.
  • the rolling mill A schematically represented on the figure 1 and more in detail on the figure 3 can be, for example, of the quarto type comprising two working rolls 1, 1 'supported respectively on support cylinders 11, 11' and each rotating around a shaft carried at its ends by chocks respectively 12, 12 ', 13, 13' which are slidably mounted along vertical guide faces 14 provided on two fixed columns 10 constituting the roll stand.
  • the strip Downstream of the rolling mill, the strip passes successively on a roll 15 of flatness measurement and on a loading roller 16 which is slidably mounted on the two columns 10 of the cage and whose position can be adjusted by a jack 17 according to the the nature of the metal and the thickness of the strip in order to adjust the angle of application on the flatness roller 15.
  • the winder E on which the rolled coil B 2 is formed comprises, in a conventional manner, an expandable mandrel 2 mounted cantilevered on a frame 21 and driven in rotation about its axis 20.
  • the winder E is associated with a wrapper F mounted on a frame 22 articulated on the columns 10 of the rolling mill about an axis 23 parallel to the running plane of the band M and which can rotate, under the action of a means not shown, between a raised position and a remote position.
  • the wrapper F comprises an open portion 24 which, in the raised position of the frame 22, is engaged on the mandrel 2 of the winder E.
  • the loading roller 16 is raised by the jack 17 in a spaced position 16 'allowing the passage of the head M 1 of the band M- and its engagement on the mandrel 2.
  • Known means provided in the part 24 of the wrapper F and not shown in the figure, support the head of the band for facilitate the beginning of the winding in superimposed turns.
  • the wrapper F is removed by the jack 24 to move to the position shown on the figure 3 .
  • a coil 3 is formed whose diameter increases progressively, as indicated on FIG. figure 3 .
  • the band M thus connects tangentially to the coil 3, along a line of contact 30 parallel to the axis 20 of the mandrel 2, forming a dihedral angle G with the outer face 31 of the coil 3 facing the upstream relative to the direction of scrolling.
  • This boundary layer 43 accompanies the band 4 in its movement and abuts against the coil 3, the outer face 31 facing upstream, that is to say the opposite of the direction of travel, shape, with the inner face 41 of the band 4, a dihedron G which converges towards a line of contact 30 of the band 4 with the last wound coil 32.
  • This blocking, upstream of the contact line 30, of the air entrained along the face 41 of the strip determines a pressure increase which can cause a slight uplift of the strip 4 and the introduction a thin layer of air between the inner face 41 of the strip 4 and the coil 3.
  • the idea of the invention is to achieve aerodynamic conditions of air circulation in the upstream dihedron G for detaching the boundary layer 43 upstream of the nip 30.
  • This recess of the boundary layer 43 is obtained by discharging outwardly a portion of the air flow entrained with the strip, by means of a deflection member 5 placed in the upstream dihedron G and extending between the inner face 41 of the strip and the outer face 31 of the coil, parallel to the contact line 30.
  • This deflection member 5 consists of a hollow section having at least one face 50 facing the inner face 41 of the strip 4 and inclined relative thereto, in the direction of travel, so as to form a convergent C 1 whose section decreases gradually causing an increase in pressure of the air entrained with the band in the boundary layer 43.
  • This inclined face 50 is provided with a plurality of slot-shaped orifices 55 which open into the internal space 51 formed inside the hollow profile 5.
  • the latter is closed at its ends and provided with an orifice connected by a pipe 53 to an external zone 54 located, for example, at atmospheric pressure.
  • the increase, by wedge effect, of the pressure in the convergent C 1 thus determines the passage in the slots 55 of a portion of the air entrained in the boundary layer 43 which escapes via the pipe 53 to the zone at lower pressure 54.
  • the flow of air entrained towards the contact line 30 decreases and the boundary layer 43 is thus detached from the inner face 41 of the band 4 to catch on the inclined face 50 of the deflection 5 forming a laminar flow stream which escapes through the slot 55 and the conduit 53.
  • the pressure of the entrained air only increases to the downstream end of the deflection member 5 and then decreases.
  • the pressure being lower upstream of the contact line 30, the air is not likely to penetrate between the last turn 32 of the coil 3 and the turn 33 being formed.
  • the second face 50 'of the deflection member 5 facing the winding surface 3 is also inclined with respect thereto so as to form a second convergent C 2 which progressively increases the pressure of the air entrained by the rotation of the coil 3.
  • This second inclined face 50 ' is also provided with a slot 55' which opens into the internal space 51 of the hollow section 5.
  • the pressure difference between the two convergent C 1 , C 2 and the outlet 54 of the exhaust pipe 53 determines a natural circulation of the air passing through the slots 55, 55 '.
  • the width of the strip and, therefore, the length of the profile 5 and the length of the exhaust pipe 55 are too great and may result in a high pressure drop, given the dynamic overpressure due at the rotational speed of the coil, it may be preferable to connect the exhaust pipe 53 to a suction device.
  • it is simply intended to compensate the pressure drop in the circuit and not to achieve a real aspiration of air into the dihedral top downstream of the deflection member 5. This avoids the risk deterioration of the band by application thereof on the downstream end 52 of the deflection member 5, even in the case where the band is subjected to a relatively low traction force.
  • the shape of the hollow profile 5, in particular the profile and the inclination of the faces 50, 50 'and their optimal positioning with respect to the band to be wound 4 and the contact line 30 can be determined empirically or by calculation so as to obtain the desired effect, by studying the conditions of air circulation taking into account the speed of travel v of the band 4, and pressure losses in the section 5 and the evacuation circuit.
  • the diameter of the spool and, consequently, the position of the contact line 30 and the orientation of the strip 4 obviously vary, during the winding. It is therefore necessary to maintain permanently the position of the deflection member 5 inside the dihedron G and, for this, it is advantageous to use the device shown in detail on the figure 3 .
  • the rolled strip M passes over two baffle rollers, respectively, a roll 15 of flatness measurement, placed at the gap between the working rolls 1, 1 and an embossing roller 16 which is slidably mounted along guide rails provided on the columns 10 of the rolling mill and whose level can be adjusted by means of a jack 17 according to the thickness and the nature of the strip. laminated, the loading roller 16 being raised in a high position 16 'at the beginning of rolling to facilitate the passage of the head of the band M and its engagement on the mandrel 2 of the winder E.
  • a wrapper F mounted on a frame 22 which can rotate about an axis 23 between a raised position, shown on the figure 1 , for which the wrapper is engaged on the mandrel 2 to facilitate starting the winding and a lowered position, shown on the figure 3 , for which the wrapper is spaced from the mandrel 2 to allow the winding of the strip and the formation of the coil 3.
  • This increases in diameter as the winding and the contact line 30 of the band M with the coil 3 thus deviates from the winding axis 20 following a curve 34 shown in dashed line on the figure 3 .
  • the deflection member 5 must follow the increase in diameter of the coil while remaining in a optimal position inside the dihedron G to allow the evacuation of the entrained air in the boundary layer.
  • the deflection member 5 must follow a curve 34 'similar to the path 34 of the contact line 30 away, however, slightly from it to account for the fact that the dihedron G closes gradually as and when as the winding progresses.
  • the deflection member 5 To allow the progressive displacement of the deflection member 5, it is mounted at the end of a support 6 whose orientation and length may vary depending on the diameter of the coil 3.
  • the support 6 may consist of two spaced arms arranged at both ends of the section 5 constituting the deflection member and rotatable about a shaft 60 articulated at its ends on two sides of the frame 22 of the wrapper F .
  • Each arm 6 carries the body of a jack 61 whose rod 62 is provided, at its end, with a piece 63 for attaching the hollow section 5.
  • the latter is connected by a hose to a pipework attached to the arm support 6 for the evacuation of air sucked by the slots 55, 55 '.
  • the frame 22 of the wrapper F also carries a member 7 for controlling the rotation of the support 6, consisting of at least one lever hinged about an axis 70 and carrying a toothed sector 71 which meshes with a pinion toothed 64 integral in rotation with one of the two arms which constitute the support 6 and are secured in rotation.
  • the other leg of the lever 7 is articulated on the rod of a jack 72 bearing on the frame 22 and which thus controls the rotation of the support 6 between a retracted position 6a, and a spaced position 6b corresponding to the maximum diameter of the coil 3.
  • control member 7 After winding a number of turns sufficient to place the band M under the traction necessary for rolling, the control member 7 rotates the two arms of the support 6 to a position 6c for which the axis of the jack 61 is substantially tangent to the coil at the beginning of winding and the rod of the cylinder is advanced so as to place the deflection member in the desired position 5c near the inner face of the strip 4. The speed of rotation of the mandrel 2 is then increased to the level corresponding to the high speed rolling of the strip 4.
  • the cylinders 72 for controlling the rotation of the arm 6 and 61 for adjusting the radial position of the deflection member 5 are slaved to the variation in the diameter of the spool 3 so as to follow the curve 34 'remaining at the desired distance from the inner face 41 of the strip 4 and as close as possible to the nip 30.
  • the cylinders 61 and 72 are equipped with position sensors and controlled by a suitable circuit so as to adjust accurately the position of the profile 5 as a function of the diameter of the coil which is determined itself from the number of turns of the mandrel 2 taking into account the thickness of the strip 4.
  • the installation is equipped for this purpose with sensors and calculation means that can be programmed to determine the profile of the curve 34 'followed by the deflection member 5.
  • the spool 3 is removed and the rotary support 6 is folded into its position 6a inside the jig of the wrapper F. It can then be raised to engage the mandrel 2, to begin winding a new coil.
  • the invention which has just been described in the case of a reel winder can also be applied to a baffle roll, for example, the flatness measuring roller 15.
  • the band M is then applied under tension on an angular sector of the roll 15 and the deflection member 5 is placed, as previously, in the dihedron G between the band 4 in progress. winding and the part of the surface of the roller 15 placed upstream of the contact line 30.
  • the deflection member 5 Since the baffle roll 15 has a constant diameter, the deflection member 5 remains in the same position relative to the roll and can be placed, for example, at the end of a fixed support arm.
  • the deflection member 5 may be a hollow section opening into a pipe 53 for discharging, outwards, a part of the air entrained in the boundary layer 43 in order to reduce the dynamic pressure at the end of the flow. end of the dihedron G, at the level of the contact line 30. This avoids the formation of an air cushion which, on the one hand, could cause a lateral flutter of the band on the baffle roll and other in the case of a flatness roller, could disturb the measurement.

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Description

  • L'invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de stabiliser et de guider un produit en bande défilant à grande vitesse suivant une direction longitudinale, en particulier dans une installation de laminage à froid de bandes métalliques, plus spécialement des feuilles minces d'aluminium.
  • Une installation de laminage à froid d'un produit métallique en bande comprend, d'une façon générale, une ou plusieurs cages de laminoir comportant chacune deux cylindres de travail prenant appui sur des cylindres de soutien et associés à des moyens de commande du défilement de la bande entre les cylindres de travail. Généralement, la bande se déroule à partir d'une bobine placée sur un côté amont de la ou des cages et s'enroule sur une bobineuse placée du côté aval. L'installation comprend d'autre part de nombreux organes annexes tels que des moyens d'introduction de la bande dans les cages de laminoir, des moyens de réglage des vitesses de rotation des différents organes et un certain nombre de rouleaux déflecteurs pouvant avoir une position réglable et sur lesquels la bande est appliquée de façon à être guidée suivant un trajet déterminé.
  • Compte tenu des critères de productivité, de production et de rentabilité, une installation de laminage de feuilles très minces, en particulier d'aluminium, comporte, en général, une seule cage de laminage fonctionnant de bobine à bobine, entre une dérouleuse et une enrouleuse.
  • De façon classique, une cage de laminoir comprend deux colonnes écartées entre lesquelles sont montés un ensemble de cylindres, par exemple, dans le cas d'une cage quarto, deux cylindres de travail associés respectivement à deux cylindres de soutien. Chaque cylindre est monté rotatif, à ses extrémités, sur des paliers portés par des empoises montées coulissantes entre les montants des colonnes de la cage et des moyens de serrage prenant appui sur les empoises des cylindres de soutien permettent de réaliser la réduction d'épaisseur souhaitée sur la bande laminée.
  • On peut ainsi obtenir une épaisseur très mince et, par exemple, dans le cas des feuilles d'aluminium, la gamme d'épaisseur peut aller de 3 à 300 micromètres. Les équipements de l'installation doivent, évidemment, être adaptés à des épaisseurs aussi fines, en particulier pour l'enroulement de la bobine.
  • A titre d'exemple, la figure 1 représente schématiquement une installation de laminage d'une feuille d'aluminium comportant une cage de laminoir A placée entre une dérouleuse D portant une bobine B1 et une enrouleuse E sur laquelle se forme une bobine B2 après passage du produit M entre les cylindres de travail de la cage de laminage A.
  • Sur son trajet entre la dérouleuse et l'enrouleuse, la bande M est guidée par un certain nombre de rouleaux déflecteurs D. En particulier, un rouleau D1 de mesure de planéité est placé en aval de la cage A afin de détecter les défauts éventuels à corriger en agissant sur des moyens de réglage des conditions de laminage. De plus, un rouleau embarreur D2, de niveau réglable, permet de régler l'angle d'enroulement de la bande sur le rouleau de planéité D1. Ce rouleau D2 peut être écarté vers le haut pour faciliter l'engagement de la bande sur l'enrouleuse E.
  • Bien entendu, l'installation de la figure 1 est représentée seulement à titre d'exemple, d'autres types d'installation pouvant être utilisés. Par exemple, on peut réaliser un laminage en tandem dans un laminoir comportant plusieurs cages placées successivement sur le trajet de la bande pour réaliser une réduction d'épaisseur progressive ou encore un laminage réversible effectué alternativement dans un sens et dans l'autre, le laminoir étant associé à deux bobineuses qui fonctionnent alternativement en dérouleuse et en enrouleuse. D'autre part, la bande laminée peut subir un certain nombre de traitements, soit en amont, soit en aval du laminage et, dans les installations les plus récentes, on cherche à réaliser autant que possible ces divers traitements dans une ligne continue.
  • Cependant, dans le cas du laminage de feuilles minces d'aluminium, la faible épaisseur de la bande métallique laminée entraîne un fonctionnement particulier de l'installation car la longueur d'une bobine peut être de plusieurs dizaines de milliers de mètres et la durée d'une passe de laminage peut donc atteindre plusieurs heures. Dans ces conditions, il n'est pas question de réaliser un laminage réversible.
  • D'autre part, il n'est pas intéressant, comme pour d'autres installations, de réaliser des ensembles continus car le rapport du temps de laminage au temps de remplacement des bobines est très grand.
  • En pratique, le seul paramètre sur lequel on puisse agir efficacement pour augmenter la productivité est la vitesse de laminage et l'on a donc cherché à améliorer les performances des installations. En particulier, pour le laminage des feuilles minces d'aluminium, on peut réaliser maintenant des vitesses de laminage très élevées, par exemple de l'ordre de 2000 mètres par minute, des vitesses de 3000 mètres par minute étant, même, envisagées.
  • Cependant, à des vitesses aussi élevées, il devient très difficile d'assurer la stabilité du guidage de la bande qui a tendance à flotter sur les rouleaux déflecteurs, en particulier le rouleau embarreur, ce qui peut se traduire par des défauts lors de l'enroulement en bobine. Il est donc nécessaire, dans les installations fonctionnant à très grande vitesse, de détecter immédiatement un éventuel défaut de guidage de façon à réduire la vitesse à un niveau permettant de rétablir la stabilité du défilement.
  • Mais d'autres inconvénients apparaissent, pour l'enroulement en bobine, à grande vitesse, d'une bande métallique.
  • On sait, en effet, que, pour être enroulée en spires bien jointives, la bande doit être maintenue sous traction par l'enrouleuse E. Cependant, la traction que l'on peut appliquer sur une feuille d'aluminium est faible et, même avec une traction spécifique habituelle de l'ordre de 3 à 5 kg/mm2 la force de traction qui assure l'application de la bande sur la bobine enroulée ne peut être que de quelques dizaines de kg et ne dépasse pas, en pratique, 200 kg.
  • Or on a observé que, à grande vitesse, une telle traction est trop faible pour assurer une bonne application des spires l'une sur l'autre et il en résulte une augmentation du diamètre global de la bobine.
  • Ce phénomène, appelé foisonnement, fausse les calculs habituels de longueur de bande et de diamètre de bobine.
  • Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé d'équiper la bobineuse d'un rouleau supplémentaire dit rouleau repasseur qui est monté sur un bras articulé et vient s'appuyer, de l'extérieur, sur la bande en cours d'enroulement.
  • Cependant, il n'est pas souhaitable d'augmenter le nombre de rouleaux ou dispositifs en contact avec la bande car il en résulte un risque de marquage du produit.
  • L'invention a pour objet de remédier à de tels inconvénients grâce à un procédé et un dispositif permettant d'assurer la stabilité du défilement et de l'enroulement de la bande, même à de très grandes vitesses de laminage et, ainsi, d'augmenter considérablement la productivité d'une installation sans modification notable de celle-ci.
  • Pour résoudre ce problème, la société déposante a étudié en détail les conditions de défilement d'une bande à grande vitesse, en particulier pour le laminage d'une feuille mince d'aluminium et il est apparu que les difficultés rencontrées pour le guidage de la bande, la mesure de planéité et l'enroulement en bobine après le laminage, pouvaient toutes s'expliquer par le fait qu'à partir d'une certaine vitesse de défilement, une partie de l'air se trouvant au voisinage de la bande, pouvait être entraînée avec celle-ci, en venant buter sur les obstacles placés sur le trajet de la bande tels que les rouleaux de guidage ou les cylindres de travail.
  • Dans le cas des cylindres de travail qui sont entraînés en rotation et dont le serrage détermine la réduction d'épaisseur, cet entraînement d'air n'a pas d'importance.
  • En revanche, dans le cas d'un rouleau déflecteur sur lequel la bande est simplement appliquée sous traction, l'entraînement d'air avec la bande provoque, en amont de la zone d'application, une pression dynamique qui, par effet de coin, est capable de soulever légèrement la bande. Ceci est d'autant plus sensible dans le cas de laminage de feuilles minces d'aluminium car, comme on l'a vu plus haut, l'effort de traction qui détermine l'application de la bande sur le rouleau, est nécessairement limité.
  • Il se forme alors, entre la feuille et le rouleau, un coussin d'air qui, dans le cas d'un rouleau déflecteur ou embarreur, peut perturber le guidage de la bande, celle-ci étant légèrement soulevée et pouvant donc se déplacer latéralement.
  • Un tel phénomène de formation d'un coussin d'air par entraînement d'air entre une bande défilant à grande vitesse et un rouleau déflecteur ou une bobine avait déjà été observé dans l'industrie du papier.
  • Pour éviter cet inconvénient, on a proposé, dans le document DE-A-19839916 , de placer dans le dièdre formé en amont de la ligne de contact, une lame flexible qui pénètre dans l'intervalle entre la face interne de la bande et la bobine et freine le courant d'air, la pression en amont de la ligne de contact étant ainsi diminuée.
  • On a également observé, dans le cas d'un rouleau refroidisseur pour machine à imprimer offset, que la bande de papier peut entraîner une certaine quantité d'air qui risque de pénétrer entre la bande et le rouleau, le coussin d'air ainsi formé constituant une couche isolante qui diminue l'effet de refroidissement.
  • Pour éviter cet inconvénient, il a été proposé, dans le document EP-A-0812695 , de placer dans le dièdre amont entre la bande et le rouleau un dispositif d'aspiration en forme de caisson creux relié à un ventilateur aspirant et ayant une face plane et une face incurvée, respectivement parallèles à la bande et au rouleau, qui convergent jusqu'à une extrémité amincie le long de laquelle est ménagée une fente qui débouche donc entre la bande et le rouleau, à proximité de la ligne de contact. L'air se trouvant dans cette partie est donc aspiré par cette fente et la pression en amont de la ligne de contact est diminuée, la bande étant ainsi maintenue appliquée sur le rouleau, sans risque de soulèvement.
  • Ayant constaté que les divers inconvénients mentionnés plus haut dans le cas du laminage à très grande vitesse de bandes métalliques résultait de l'effet d'entraînement d'air avec la bande, on a eu l'idée que les dispositifs prévus antérieurement, dans l'industrie du papier, pour éviter cet inconvénient, pourraient avantageusement être utilisés pour le laminage à grande vitesse de bande métallique.
  • Il est apparu, cependant, que les dispositifs connus précédemment et réalisant, soit un simple freinage, soit une aspiration de l'air entraîné, seraient insuffisamment efficaces ou, même, néfastes, dans le cas d'une bande métallique, en particulier d'aluminium.
  • En effet, comme on l'a indiqué plus haut, en raison de l'épaisseur très mince des feuilles d'aluminium, la force de traction que l'on peut appliquer est relativement faible et une buse d'aspiration placée à proximité de la ligne de contact entre la bande et la bobine risquerait de dévier la bande qui, en venant se coller sur l'organe d'aspiration, pourrait être détériorée ou même déchirée.
  • On a donc étudié en détail les conditions aérodynamiques de circulation de l'air pour mettre au point un dispositif qui, sans nécessiter une aspiration de l'air risquant de dévier la bande, produit un phénomène laminaire agissant uniquement sur la couche limite d'air entraîné avec la bande.
  • L'invention concerne donc d'une façon générale, un procédé et un dispositif de stabilisation du défilement à grande vitesse, suivant une direction longitudinale d'une bande venant s'appliquer, à partir d'une ligne de contact, sur au moins un secteur angulaire d'une surface tournante de révolution autour d'un axe transversal à la direction de défilement, et se raccordant tangentiellement à la surface tournante en formant, du côté amont dans le sens de défilement, un dièdre limité, d'un côté par une face externe de la surface tournante et de l'autre, par une face interne de la bande le long de laquelle une partie de l'air ambiant forme une couche limite entraînée avec la bande vers la ligne de contact, un organe de déviation étant placé dans le dièdre de façon à modifier les conditions de circulation de l'air entraîné avec la bande, ledit organe de déviation ayant une première face tournée vers la face interne de la bande et une seconde face tournée vers la face externe de la surface tournante.
  • Conformément à l'invention, au moins la première face de l'organe de déviation est inclinée vers la face interne de la bande, dans le sens de défilement de celle-ci et est munie d'au moins un orifice débouchant dans un espace interne ménagé à l'intérieur de l'organe de déviation et relié à une zone externe, ladite face inclinée formant, avec la face interne de la bande, un convergent dans lequel la pression augmente par rapport à la pression dans l'espace interne), la différence de pression déterminant l'évacuation, par l'orifice de la face inclinée et l'espace interne, d'un certain débit d'air et le décrochement de la partie restante de la masse d'air constituant la couche limite entraînée avec la bande.
  • De façon particulièrement avantageuse, l'espace interne de l'organe de déviation n'est pas relié à un ventilateur aspirant mais simplement à une zone externe se trouvant à la pression atmosphérique, la circulation de l'air se faisant ainsi naturellement, sans véritable aspiration, au niveau de l'organe de déviation.
  • De préférence, la seconde face de l'organe de déviation, tournée vers la surface tournante, est inclinée par rapport à celle-ci, de façon à former un convergent déterminant une augmentation de pression de l'air entraîné avec la surface tournante, dont une partie est évacuée vers la zone externe reliée à l'espace interne en passant par au moins un orifice ménagé dans ladite seconde face.
  • Un tel dispositif de stabilisation selon l'invention peut s'appliquer soit à un rouleau déflecteur à profil cylindrique déterminant un changement de direction du plan de défilement de la bande, soit à l'enroulement en bobine de la bande afin d'éviter l'entraînement d'air entre les spires superposées.
  • Dans le cas d'un enroulement en bobine, l'organe de déviation de l'air est constitué d'un profilé creux, monté sur un moyen de support réglable en fonction du diamètre de la bobine, de façon à maintenir l'organe de déviation dans une position optimale par rapport à la face interne de la bande, au fur et à mesure de l'enroulement de celle-ci en bobine.
  • De préférence, ce bras de support de l'organe de déviation de l'air présente une longueur variable et est monté rotatif autour d'un axe parallèle à l'axe de la bobine, ledit bras étant associé à des moyens de réglage de son orientation et de sa longueur en fonction du diamètre de la bobine, pour le positionnement de l'organe profilé à l'intérieur du dièdre amont.
  • Avantageusement, le moyen de support réglable de l'organe de déviation est monté sur une enveloppeur associé à la bobine pour faciliter le début d'enroulement de la bande, le moyen de support étant replié dans le gabarit de l'enveloppeur lorsque celui-ci est en position de début d'enroulement et déplié après enroulement de quelques spires et écartement de l'enveloppeur, de façon à placer l'organe de déviation à proximité de la ligne de contact, à l'extrémité du dièdre amont.
  • L'invention couvre également l'utilisation, dans une installation de laminage de bandes métalliques, en particulier d'aluminium, d'un tel dispositif de stabilisation qui peut être placé en amont d'au moins un rouleau déflecteur, afin d'assurer l'application directe de la bande sur le rouleau sans interposition d'une couche d'air. Ce rouleau déflecteur peut avantageusement être un rouleau mesureur de planéité, le dispositif permettant, alors d'éviter la perturbation de la mesure par entraînement d'air entre la bande et le rouleau.
  • Mais l'invention peut aussi être utilisée avantageusement pour l'enroulement de la bande laminée sur une bobineuse placée en bout de ligne, le dispositif de stabilisation étant alors placé en amont de la ligne de contact avec la bobine déjà enroulée afin d'éviter le foisonnement pas entraînement d'air entre les spires et d'assurer la stabilité de guidage de la bande pendant l'enroulement.
  • D'autres caractéristiques avantageuses sont mentionnées dans les revendications.
  • Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante de certains modes de réalisation donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés.
    • La figure 1 est une vue schématique d'une installation de laminage de feuille mince.
    • La figure 2 est une vue en coupe transversale, à échelle agrandie, d'un organe de déviation de l'air selon l'invention, appliqué à l'enroulement d'une bobine.
    • La figure 3 montre, en élévation, l'ensemble du dispositif équipant une enrouleuse placée à la sortie d'un laminoir.
  • Comme on l'a indiqué plus haut, la figure 1 montre, schématiquement, l'ensemble d'une installation de laminage d'une feuille d'aluminium-qui se déroule à partir d'une bobine B1 et est réenroulée, à la sortie du laminoir A pour former une nouvelle bobine B2. La bande M est guidée par une pluralité de rouleaux déflecteurs qui assurent la stabilité du défilement, en particulier, un rouleau de mesure de planéité D1 et un rouleau embarreur D2.
  • De plus, une boucleuse D3 constituée de deux rouleaux fixes encadrant un rouleau central de niveau réglable, permet de réguler la tension-en amont du laminoir A.
  • Le laminoir A représenté schématiquement sur la figure 1 et plus en détail sur la figure 3, peut être, par exemple, de type quarto comprenant deux cylindres de travail 1, 1' prenant appui, respectivement, sur des cylindres de soutien 11, 11' et tournant chacun autour d'un arbre porté, à ses extrémités, par des empoises, respectivement 12, 12', 13, 13' qui sont montées coulissantes le long de faces de guidage verticales 14 ménagées sur deux colonnes fixes 10 constituant la cage du laminoir.
  • En aval du laminoir, la bande passe successivement sur un rouleau 15 de mesure de planéité et sur un rouleau embarreur 16 qui est monté coulissant sur les deux colonnes 10 de la cage et dont la position peut être réglée par un vérin 17 en fonction de la nature du métal et de l'épaisseur de la bande, afin de régler l'angle d'application sur le rouleau de planéité 15.
  • L'enrouleuse E sur laquelle se forme la bobine laminée B2 comprend, de façon classique, un mandrin expansible 2 monté en porte-à-faux sur un châssis 21 et entraîné en rotation autour de son axe 20. De façon connue, comme le montrent les figures 1 et 3, l'enrouleuse E est associée à un enveloppeur F monté sur un châssis 22 articulé sur les colonnes 10 du laminoir autour d'un axe 23 parallèle au plan de défilement de la bande M et qui peut tourner, sous l'action d'un moyen non représenté, entre une position relevée et une position écartée. L'enveloppeur F comprend une partie ouverte 24 qui, dans la position relevée du châssis 22, vient s'engager sur le mandrin 2 de l'enrouleuse E.
  • Au début du laminage, le rouleau embarreur 16 est relevé par le vérin 17 dans une position écartée 16' permettant le passage de la tête M1 de la bande M- et son engagement sur le mandrin 2. Des moyens connus, ménagés dans la partie ouverte 24 de l'enveloppeur F et non représentés sur la figure, prennent en charge la tête de la bande pour faciliter le début de l'enroulement en spires superposées. Lorsque le nombre de spires est suffisant pour supporter la traction de la bande, l'enveloppeur F est écarté par le vérin 24 pour se placer dans la position représentée sur la figure 3.
  • On forme ainsi, sur le mandrin 2, une bobine 3 dont le diamètre augmente progressivement, comme on l'a indiqué sur la figure 3.
  • La bande M se raccorde donc tangentiellement à la bobine 3, le long d'une ligne de contact 30 parallèle à l'axe 20 du mandrin 2, en formant un angle dièdre G avec la face externe 31 de la bobine 3, tournée vers l'amont par rapport au sens de défilement.
  • On sait que le déplacement à grande vitesse, parallèlement à elle même, d'une surface mince dans un fluide provoque, par frottement, un entraînement des molécules du fluide, par exemple l'air ambiant, se trouvant à proximité immédiate de la bande en mouvement.
  • Sur la figure 2, par exemple, qui montre à échelle agrandie, la zone d'enroulement de la bande M sur la bobine 3, on a représenté, sur la droite, le diagramme de variation du vecteur vitesse (U) de l'air qui, à partir d'une distance (e) de la face interne 41 de la bande 4 passe d'une valeur nulle à la valeur (V) de la vitesse de défilement de la bande 4, en restant parallèle à lui même. Il existe donc, le long de la face interne 41 de la bande 4 tournée vers la bobine 3, une épaisseur d'air en mouvement 43 appelée couche limite dans laquelle se produit un écoulement laminaire à une vitesse qui augmente progressivement, en se rapprochant de la bande 4, pour atteindre la vitesse de celle-ci le long de sa face interne 41. Il en est de même le long de la face externe 42 de la bande.
  • Cette couche limite 43 accompagne la bande 4 dans son défilement et vient buter contre la bobine 3 dont la face externe 31 tournée vers l'amont, c'est à dire à l'opposé du sens de défilement, forme, avec la face interne 41 de la bande 4, un dièdre G qui converge vers une ligne de contact 30 de la bande 4 avec la dernière spire enroulée 32.
  • Ce blocage, en amont de la ligne de contact 30, de l'air entraîné le long de la face 41 de la bande détermine une augmentation de pression qui peut provoquer un léger soulèvement de la bande 4 et l'introduction d'une fine couche d'air entre la face interne 41 de la bande 4 et la bobine 3.
  • L'idée de l'invention est de réaliser des conditions aérodynamiques de circulation de l'air dans le dièdre amont G permettant de décrocher la couche limite 43 en amont de la ligne de contact 30.
  • Ce décrochement de la couche limite 43 est obtenu en évacuant vers l'extérieur une partie du débit d'air entraîné avec la bande, au moyen d'un organe de déviation 5 placé dans le dièdre amont G et s'étendant entre la face interne 41 de la bande et la face externe 31 de la bobine, parallèlement à la ligne de contact 30. Cet organe de déviation 5 est constitué d'un profilé creux ayant au moins une face 50 tournée vers la face interne 41 de la bande 4 et inclinée par rapport à celle-ci, dans le sens de défilement, de façon à former un convergent C1 dont la section diminue progressivement en provoquant une augmentation de pression de l'air entraîné avec la bande dans la couche limite 43.
  • Cette face inclinée 50 est munie d'une pluralité d'orifices en forme de fentes 55 qui débouchent dans l'espace interne 51 ménagé à l'intérieur du profilé creux 5. Celui-ci est fermé à ses extrémités et muni d'un orifice relié par une conduite 53 à une zone externe 54 se trouvant, par exemple, à la pression atmosphérique.
  • L'augmentation, par effet de coin, de la pression dans le convergent C1 détermine donc le passage dans les fentes 55 d'une partie de l'air entraîné dans la couche limite 43 qui s'échappe par la conduite 53 vers la zone à plus faible pression 54. Le débit d'air entraîné vers la ligne de contact 30 diminue et la couche limite 43 se décroche ainsi de la face interne 41 de la bande 4 pour s'accrocher sur la face inclinée 50 de l'organe de déviation 5 en formant un courant d'écoulement laminaire qui s'échappe par les fente 55 et la conduite 53.
  • La pression de l'air entraîné augmente seulement jusqu'à l'extrémité aval de l'organe de déviation 5 et diminue ensuite. La pression étant plus faible en amont de la ligne de contact 30, l'air ne risque pas de pénétrer entre la dernière spire 32 de la bobine 3 et la spire 33 en cours de formation.
  • Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 2, la seconde face 50' de l'organe de déviation 5 tournée vers la surface d'enroulement 3 est également inclinée par rapport à celle-ci de façon à former un second convergent C2 qui augmente progressivement la pression de l'air entraîné par la rotation de la bobine 3. Cette seconde face inclinée 50' est également munie de fente 55' qui débouche dans l'espace interne 51 du profilé creux 5.
  • Il se produit ainsi une circulation naturelle le long des deux faces 50, 50' du profilé creux 5 qui diminue la pression à l'extrémité du dièdre G, en amont de la ligne de contact 30, sans aucune aspiration de l'air à l'extrémité 52 de l'organe de déviation 5 qui pénètre dans le dièdre G entre la face interne 41 de la bande et la face 31 de la bobine 3. Il est à noter, d'ailleurs, qu'il est inutile d'effiler l'extrémité 52 de l'organe de déviation 5 qui doit simplement limiter les deux convergents C1, C2 pour déterminer l'écoulement laminaire de l'air le long des deux faces inclinées 50, 50' sans s'étendre vers la ligne de contact 30.
  • Pour déterminer cet écoulement laminaire, il est suffisant, normalement, que la conduite 53 débouche simplement dans une zone calme où la vitesse de l'air est nulle et la pression égale à la pression atmosphérique.
  • En effet, la différence de pression entre les deux convergents C1, C2 et la sortie 54 de la conduite d'évacuation 53 détermine une circulation naturelle de l'air passant par les fentes 55, 55'.
  • Cependant, si la largeur de la bande et, par conséquent, la longueur du profilé 5 ainsi que la longueur de la conduite d'évacuation 55 sont trop importantes et risquent d'entraîner une perte de charge élevée, compte tenu de la surpression dynamique due à la vitesse de rotation de la bobine, il peut être préférable de relier la conduite d'évacuation 53 à un dispositif d'aspiration. Toutefois, celui-ci a simplement pour objet de compenser la perte de charge dans le circuit et non pas de réaliser une véritable aspiration de l'air dans le sommet du dièdre en aval de l'organe de déviation 5. On évite ainsi le risque de détérioration de la bande par application de celle-ci sur l'extrémité aval 52 de l'organe de déviation 5, même dans le cas où la bande est soumise à une force de traction relativement peu importante.
  • La forme du profilé creux 5, en particulier le profil et l'inclinaison des faces 50, 50' et leur positionnement optimal par rapport à la bande à enrouler 4 et la ligne de contact 30 peuvent être déterminées empiriquement ou par le calcul de façon à obtenir l'effet recherché, en étudiant les conditions de circulation de l'air compte tenu de la vitesse de défilement v de la bande 4, et des pertes de charge dans le profilé 5 et le circuit d'évacuation.
  • D'autre part, le diamètre de la bobine et, par conséquent, la position de la ligne de contact 30 et l'orientation de la bande 4 varient évidemment, au cours de l'enroulement. Il faut donc maintenir en permanence la position de l'organe de déviation 5 à l'intérieur du dièdre G et, pour cela, il est avantageux d'utiliser le dispositif représenté en détail sur la figure 3.
  • Comme on l'a indiqué plus haut, à la sortie du laminoir, la bande laminée M passe sur deux rouleaux déflecteurs, respectivement, un rouleau 15 de mesure de planéité, placé au niveau de l'entrefer entre les cylindres de travail 1, 1' et un rouleau embarreur 16 qui est monté coulissant le long de rails de guidage ménagés sur les colonnes 10 du laminoir et dont le niveau peut être réglé au moyen d'un vérin 17 en fonction de l'épaisseur et de la nature de la bande laminée, le rouleau embarreur 16 étant relevé dans une position haute 16' au début du laminage pour faciliter le passage de la tête de la bande M et son engagement sur le mandrin 2 de l'enrouleuse E. D'autre part, celle-ci est associé à un enveloppeur F monté sur un châssis 22 qui peut tourner autour d'un axe 23 entre une position relevée, représentée sur la figure 1, pour laquelle l'enveloppeur est engagé sur le mandrin 2 afin de faciliter le démarrage de l'enroulement et une position abaissée, représentée sur la figure 3, pour laquelle l'enveloppeur est écarté du mandrin 2 afin de permettre l'enroulement de la bande et la formation de la bobine 3. Celle-ci augmente de diamètre au fur et à mesure de l'enroulement et la ligne de contact 30 de la bande M avec la bobine 3 s'écarte donc de l'axe 20 d'enroulement en suivant une courbe 34 représentée en trait mixte sur la figure 3.
  • Comme on l'a indiqué, l'organe de déviation 5 doit suivre l'augmentation de diamètre de la bobine tout en restant dans une position optimale à l'intérieur du dièdre G pour permettre l'évacuation de l'air entraîné dans la couche limite.
  • L'organe de déviation 5 doit donc suivre une courbe 34' analogue au trajet 34 de la ligne de contact 30 en s'éloignant, cependant, légèrement de celle-ci pour tenir compte du fait que le dièdre G se referme progressivement au fur et à mesure de l'enroulement.
  • On peut donc déterminer, par le calcul ou empiriquement, la position de l'organe de déviation 5 en fonction du diamètre de la bobine 3.
  • Pour permettre le déplacement progressif de l'organe de déviation 5, celui-ci est monté à l'extrémité d'un support 6 dont l'orientation et la longueur peuvent varier en fonction du diamètre de la bobine 3.
  • Comme le montre la figure 3, le support 6 peut être constitué de deux bras écartés disposés aux deux extrémités du profilé 5 constituant l'organe de déviation et pouvant tourner autour d'un arbre 60 articulé, à ses extrémités, sur deux côtés du châssis 22 de l'enveloppeur F.
  • Chaque bras 6 porte le corps d'un vérin 61 dont la tige 62 est munie, à son extrémité, d'une pièce 63 d'attache du profilé creux 5. Celui-ci est relié par un flexible à une tuyauterie fixée sur le bras de support 6 pour l'évacuation de l'air aspiré par les fentes 55, 55'.
  • Le châssis 22 de l'enveloppeur F porte d'autre part un organe 7 de commande de la rotation du support 6, constitué d'au moins un levier articulé autour d'un axe 70 et portant un secteur denté 71 qui engrène avec un pignon denté 64 solidaire en rotation de l'un des deux bras qui constituent le support 6 et sont solidarisés en rotation. L'autre branche du levier 7 est articulée sur la tige d'un vérin 72 prenant appui sur le châssis 22 et qui commande ainsi la rotation du support 6 entre une position rentrée 6a, et une position écartée 6b correspondant au diamètre maximal de la bobine 3.
  • Dans la position rentrée 6a qui est représentée également sur la figure 1, le profilé 5 et ses deux bras de support sont repliés dans le gabarit du châssis 22 de l'enveloppeur F et ne gênent donc pas la mise en place de celui-ci sur le mandrin 2 pour le démarrage de l'enroulement. -
  • Après l'enroulement d'un nombre de spires suffisant pour placer la bande M sous la traction nécessaire au laminage, l'organe de commande 7 fait tourner les deux bras du support 6 jusqu'à une position 6c pour laquelle l'axe du vérin 61 est sensiblement tangent à la bobine en début d'enroulement et la tige du vérin est avancée de façon à placer l'organe de déviation dans la position souhaitée 5c à proximité de la face interne de la bande 4. La vitesse de rotation du mandrin 2 est alors augmentée jusqu'au niveau correspondant au laminage à grande vitesse de la bande 4.
  • Par des moyens hydrauliques faciles à concevoir, les vérins 72 de commande de la rotation du bras 6 et 61 de réglage de la position radiale de l'organe de déviation 5 sont asservis à la variation de diamètre de la bobine 3 de façon à suivre la courbe 34' en restant à la distance souhaitée de la face interne 41 de la bande 4 et aussi près que possible de la ligne de contact 30.
  • A cet effet, les vérins 61 et 72 sont équipés de capteurs de position et commandés par un circuit approprié de façon à régler avec précision la position du profilé 5 en fonction du diamètre de la bobine qui est déterminé lui-même à partir du nombre de tours du mandrin 2 en tenant compte de l'épaisseur de la bande 4.
  • L'installation est équipée, pour cela, de capteurs et de moyens de calcul qui peuvent être programmés de façon à déterminer le profil de la courbe 34' suivi par l'organe de déviation 5.
  • Bien entendu, il faut tenir compte également de la position du rouleau embarreur 16 qui détermine l'angle d'application de la bande 4 sur la bobine 3 et la position de la ligne de contact 30.
  • Lorsque le diamètre de la bobine arrive à sa valeur maximale, le bras 6 se trouve dans la position 6b, la tige 62 du vérin étant complètement rentrée.
  • Après la fin de l'enroulement, la bobine 3 est retirée et le support rotatif 6 est replié dans sa position 6a à l'intérieur du gabarit de l'enveloppeur F. Celui-ci peut alors être relevé pour s'engager sur le mandrin 2, afin de commencer l'enroulement d'une nouvelle bobine.
  • L'invention qui vient d'être décrite dans le cas d'une enrouleuse de bobine peut également s'appliquer à un rouleau déflecteur, par exemple, le rouleau de mesure de planéité 15. La bande M est alors appliquée sous traction sur un secteur angulaire du rouleau 15 et l'organe de déviation 5 est placé, comme précédemment, dans le dièdre G entre la bande 4 en cours d'enroulement et la partie de la surface du rouleau 15 placée en amont de la ligne de contact 30.
  • Le rouleau déflecteur 15 ayant un diamètre constant, l'organe de déviation 5 reste dans la même position par rapport au rouleau et peut être placé, par exemple, à l'extrémité d'un bras de support fixe.
  • Comme précédemment, l'organe de déviation 5 peut être un profilé creux débouchant dans une conduite 53 d'évacuation, vers l'extérieur, d'une partie de l'air entraînée dans la couche limite 43 afin de diminuer la pression dynamique à l'extrémité du dièdre G, au niveau de la ligne de contact 30. On évite ainsi la formation d'un coussin d'air qui, d'une part, pourrait provoquer un flottement latéral de la bande sur le rouleau déflecteur et d'autre part, dans le cas d'un rouleau de planéité, risquerait de perturber la mesure.
  • 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.

Claims (17)

  1. Procédé de stabilisation du défilement à grande vitesse d'un produit en bande suivant une direction longitudinale, la bande (4) venant s'appliquer, à partir d'une ligne de contact (30), sur au moins un secteur angulaire d'une surface tournante (3) de révolution autour d'un axe (20) transversal à la direction de défilement, et se raccordant tangentiellement à la surface tournante (3) en formant, du côté amont dans le sens de défilement, un dièdre (G) limité, d'un côté par une face externe (31) de la surface tournante (3) et de l'autre, par une face interne (41) de la bande (4) le long de laquelle une partie de l'air ambiant forme une couche limite (43) entraînée avec la bande (4) vers la ligne de contact (30), procédé dans lequel on modifie les conditions de circulation de l'air dans le dièdre amont (G) au moyen d'un organe de déviation creux (5) ayant une première face (50) tournée vers la face interne (41) de la bande (4) et une seconde face (50') tournée vers la face externe (31) de la surface tournante (3),
    caractérisé par le fait que l'on incline la première face (50) de l'organe de déviation (5) vers la face interne (41) de la bande (4), dans le sens de défilement de celle-ci, de façon à diminuer progressivement la section de passage de l'air entraîné avec la bande, le long de la face interne (41) de celle-ci, en provoquant une augmentation de la pression de l'air entraîné dans le convergent (C1) ainsi formé, par rapport à la pression régnant à l'intérieur de l'organe de déviation creux (5) qui communique, d'une part avec le convergent C1 par au moins un orifice (55) ménagé dans ladite face inclinée (50) et, d'autre part, avec l'extérieur, la différence de pression ainsi créée déterminant l'évacuation vers l'extérieur d'un certain débit d'air qui passe par ledit orifice (55) et le décrochement de la partie restante de la masse d'air constituant la couche limite (43).
  2. Procédé de stabilisation d'une bande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, la seconde face (50') de l'organe de déviation (5) est inclinée vers la surface tournante (3), dans le sens de rotation de celle-ci, de 0façon à produire, par effet de convergent, une augmentation de pression le long de ladite seconde face (50') et l'évacuation d'une partie de l'air entraîné avec la surface tournante (3), vers une zone à plus faible pression, en passant par au moins un orifice (55') ménagé dans ladite seconde face (50').
  3. Dispositif de stabilisation du défilement à grande vitesse suivant une direction longitudinale, d'une bande (4) venant s'appliquer, à partir d'une ligne de contact (30), sur au moins un secteur angulaire d'une surface tournante (3) de révolution autour d'un axe (20) transversal à la direction de défilement, et se raccordant tangentiellement à la surface tournante (3) en formant, du côté amont dans le sens de défilement, un dièdre (G) limité, d'un côté par une face externe (31) de la surface tournante (3) et de l'autre, par une face interne (41) de la bande (4) le long de laquelle une partie de l'air ambiant forme une couche limite (43) entraînée avec la bande (4) vers la ligne de contact (30), un organe de déviation (5) étant placé dans le dièdre (G) de façon à modifier les conditions de circulation de l'air entraîné avec la bande (4), ledit organe de déviation (5) ayant une première face (50) tournée vers la face interne (41) de la bande (4) et une seconde face (50') tournée vers la face externe (31) de la surface tournante (3),
    caractérisé par le fait que, au moins la première face (50) de l'organe de déviation (5) est inclinée vers la face interne (41) de la bande (4), dans le sens de défilement de celle-ci et est munie d'au moins un orifice (55) débouchant dans un espace interne (51) ménagé à l'intérieur de l'organe de déviation (5) et relié à une zone externe, ladite face inclinée (50) formant, avec la face interne (41) de la bande (4), un convergent (C1) dans lequel la pression augmente par rapport à la pression dans l'espace interne (51), la différence de pression déterminant l'évacuation, par l'orifice (55) et l'espace interne (51), d'une certaine quantité d'air et le décrochement de la partie restante de la masse d'air entraînée dans la couche limite (43).
  4. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'espace interne (51) de l'organe de déviation creux (5) est relié à une zone externe (54) se trouvant à l'extérieur du dièdre amont (G), à une pression inférieure à la pression (P) dans le convergent (C1) au niveau de l'orifice d'entrée (55).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'espace interne (51) de l'organe de déviation (5) est relié à une zone externe se trouvant à la pression atmosphérique.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 3, 4, 5, caractérisé par le fait que la seconde face (50') de l'organe de déviation (5), tournée vers la surface tournante (3), est inclinée par rapport à celle-ci, de façon à former un convergent déterminant une augmentation de pression de l'air entraîné avec la surface tournante (3), dont une partie est évacuée vers la zone externe (54) reliée à l'espace interne (51) en passant par au moins un orifice (55') ménagé dans ladite seconde face (50').
  7. Dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que la surface de révolution sur laquelle est appliquée la bande est un rouleau déflecteur (D) à profil cylindrique, déterminant un changement de direction du plan de défilement de la bande (M).
  8. Dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'il est disposé en amont d'une bobine (3) d'enroulement de la bande en spires superposées, afin d'éviter l'entraînement d'air entre les spires (31, 32).
  9. Dispositif de stabilisation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'organe (5) de déviation de l'air est constitué d'un profilé creux, monté sur un moyen de support (6) réglable en fonction du diamètre de la bobine (3), de façon à maintenir l'organe de déviation (5) dans une position optimale par rapport à la face interne (41) de la bande (4), au fur et à mesure de l'enroulement de celle-ci en bobine.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'organe profilé (5) de déviation de l'air est monté à l'extrémité d'au moins un bras de support (6) ayant une longueur variable et monté rotatif autour d'un axe (60) parallèle à l'axe (20) de la bobine (3), ledit bras (6) étant associé à des moyens de réglage (7) de son orientation et (61) de sa longueur, en fonction du diamètre de la bobine (3), pour le positionnement de l'organe profilé (5) à l'intérieur du dièdre amont (G).
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le bras de support (6) est monté rotatif autour d'un axe parallèle à l'axe de la bobine et porte un vérin hydraulique (61) ayant un premier élément fixé sur le bras (6) et un second élément (62) monté coulissant sur le premier élément et portant l'organe de déviation (5), la position du second élément (62) par rapport au premier (61) étant réglée en fonction du diamètre de la bobine (3).
  12. - Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé par le fait que le moyen de réglage de l'orientation du bras de support comprend un levier (7) lié en rotation au bras de support (6) et dont la position angulaire est réglée par un vérin hydraulique (72).
  13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le levier (7) est monté rotatif autour d'un axe (70) parallèle à celui (60) du bras de support (6) et est solidaire d'un secteur denté (71) à profil circulaire centré autour de l'axe (70) du levier (7) de la manivelle et engrenant sur une roue dentée (64) solidaire en rotation du bras de support (6).
  14. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que le moyen (6) de support réglable de l'organe de déviation est monté sur un enveloppeur (F) associé à la bobine (3) pour faciliter le début d'enroulement de celle-ci, le moyen de support (6) étant replié dans le gabarit de l'enveloppeur (F) lorsque celui-ci est en position de début d'enroulement et déplié après enroulement de quelques spires et écartement de l'enveloppeur (F), de façon à placer l'organe de déviation (5) à proximité de la bande (M), dans le dièdre amont (G).
  15. Utilisation d'un dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 3 à 7, dans une installation de laminage d'une bande métallique, le dispositif de stabilisation (5) étant disposé en amont d'au moins un rouleau déflecteur (D) placé sur le trajet de la bande, afin d'assurer l'application directe de la bande sur le rouleau sans interposition d'une couche d'air susceptible de perturber le guidage de la bande.
  16. Utilisation d'un dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 6 à 15, dans une installation de laminage d'une bande métallique comprenant au moins une cage de laminage (10) associée à un rouleau (15) de mesure de planéité sur lequel la bande est appliquée sous traction, le dispositif de stabilisation (5) étant disposé en amont du rouleau de planéité (15) afin d'éviter l'entraînement, entre la bande (M) et le rouleau (15), d'une couche d'air susceptible de perturber la mesure de planéité.
  17. Utilisation d'un dispositif de stabilisation selon l'une des revendications 8 à 14, dans une installation de laminage d'une bande métallique (M) comprenant un enrouleur (E) placé en bout de ligne, le dispositif de stabilisation (5) étant placé dans le dièdre (G) en amont de la ligne de contact (30) avec la bande (4) déjà enroulée afin d'éviter l'entraînement d'air entre les spires (31, 32) et d'assurer la stabilité de guidage de la bande (4) pendant l'enroulement.
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