EP1560667B1 - Method for increasing the range of production of a metal product rolling installation and installation therefor - Google Patents
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Definitions
- the subject of the invention is a method for extending the production range of a cold rolling plant for metal products in strip form and also covers the installations provided with means for implementing the process in order to widen their range of products. production, (see for example JP-A-05 228504 ).
- the working rolls tend to deviate from one another and the air gap between the generatrices opposite must be maintained by application, between the cylinders, a clamping force often called force or rolling force.
- the rolling force to be exerted to obtain a certain degree of reduction in thickness depends, in particular, on the diameter of the working rolls which determines the length of the reduction zone as well as the mechanical and metallurgical characteristics, such as its elastic limit, its composition, for example, low-carbon low-carbon steel, stainless steel, alloy steel, etc.
- the rolling product passes between two working rolls which define the rolling plane; these cylinders are generally of relatively small diameter compared with the forces to which they are subjected; they are supported, respectively, on at least two support cylinders between which is applied the rolling force.
- the cylinders are supported on each other along substantially parallel bearing lines, and directed along a generatrix whose profile, normally straight, depends on the forces applied and the strength of the cylinders.
- the clamping force is applied by screws or jacks interposed between the cage and the ends of the shaft of a support cylinder, the other support cylinder bearing by these ends directly on the cage, or by via a wedging device or height adjustment to compensate for variations in diameters of all the cylinders which wear out gradually.
- the cylinders must therefore be able to move relative to the cage and, for this purpose, are carried by rotary support called chocks, which are slidably mounted vertically inside windows formed in the two columns of the cage, and each provided with two guiding faces of the chock, parallel to the clamping plane.
- the clamping forces are normally applied between the two ends of the two support cylinders. Since the rolled product, of variable width does not completely cover the length of the working rolls, each roll can bend under the action of the forces applied and the result is a variation in the thickness of the passage space of the roll. band between the working cylinders, which generates defects in profile and flatness.
- the invention thus provides a production tool easily adaptable to changing needs, both in the quality of the rolled product in the quantities to provide.
- the invention also covers a rolling plant according to claim 15.
- the inlet section E comprises devices, not shown, for putting the band in traction, placed just in front of the first cage and a guiding device G.
- the outlet section S generally comprises a fractional shear C to form coils and, for example, two winders B, B 'each having a device for guiding and deflecting D, D'.
- such an installation may include a greater or lesser number of cages operating in tandem and, depending on the nature and destination of the product, various processing sections of the metal strip disposed or not in a continuous line.
- each roll stand is also equipped with devices for controlling the flatness of the product by bending (or bending) the work rolls.
- each working roll for example the upper roll 2 is associated with two support pieces 40a, 40b mounted sliding axially on the two hydraulic blocks 4a, 4b and on which bear, respectively, the positive bending cylinders 51a. , 51b and the negative bending cylinders 52a, 52b.
- the two support pieces 40a, 40b are associated with means, not shown, such as hydraulic cylinders, resting on the cage to control the axial displacement of the assembly formed by the working cylinder 2 and its two chocks 20 with the associated support pieces 40a, 40b carrying the sets of bending cylinders 5a, 5b.
- each projecting piece 13 also carries two sets of cylinders, respectively upper 50 and lower 50 'provided for the bending of the working rolls in the sexto configuration shown in FIG. figure 4 .
- the last cage L4 is also transformable in order to configure it in sexto mode for the manufacture of steels with a very high elastic limit and particularly those of the "TRIP" type.
- the figure 5 shows, in elevation, the central part of such a transformable cage, sexto configuration.
- the cage thus comprises six cylinders superimposed on both sides of the rolling plane P, respectively two work rolls 22, 22 ', two intermediate rolls 32, 32' and two support rollers 3, 3 '.
- the two cylinders 61, 62 of each cassette 6 are rotatably mounted, at their ends, on two frames 7 having a shape similar to that of the chocks 23 of the working cylinders 22 of the sexto configuration and therefore comprising parts of 71, 72 spaced vertically the same distance as the support portions 24, 25 of a work chock 23 and thus passing, respectively, above and below the projecting parts 42a, 42b whose ends 43 form vertical guide faces of the frame 7 in the form of a chock.
- each cassette 6 of an octo configuration has the same profile as the chocks 23 of the working cylinder 22 of the sexto configuration, it is possible to use a system for rapid replacement by displacement parallel to the axes of the cylinders. chocks 23 or chassis 7 supported, by means of rollers 26, 73, on rails 46 formed on the projecting parts 42a, 42b.
- the projecting parts 42, 42 'carry sets of bending cylinders which remain in place during the configuration change and act, in the positive or negative direction, either on the working cylinders 22, 22' in the sexto configuration, or on the second intermediate cylinders 62, 62 ', in the octo configuration.
- Each second intermediate cylinder 62 is provided at each end with a journal carried by a bearing 74 whose outer cage is fixed on the chassis 7, which thus acts as a chock for the cylinder 62.
- the associated working cylinder 61 is simply rotatably mounted at each end on an axial abutment bearing 75 but this latter is mounted, with a possibility of transverse play, in a retaining member 76 fixed on the internal face of the frame 7 and comprising a spring device 77 which permanently applies the working cylinder 61 to the intermediate cylinder 62, so as to take into account a variation, by wear, of the diameters of the rolls, as shown in FIG. figure 11 .
- working rolls of such small diameter may bend during rolling and therefore should preferably be associated with side support rollers in an X arrangement, shown by way of example on the figure 6 .
- each set of rollers 8 can be easily disassembled with its support frame 81, so as to clear the central space of the cage in the sexto configuration shown in FIG. figure 5 , the four slides 82 and the cylinders 83 remaining alone fixed on the columns 10 of the cage.
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé pour élargir la gamme de production d'une installation de laminage à froid de produits métalliques sous forme de bande et couvre également les installations munies de moyen de mise en oeuvre du procédé afin d'élargir leur gamme de production, (voir par exemple
Le laminage à froid s'effectue, normalement, en plusieurs passes successives, soit dans deux sens opposés sur un train réversible, soit sur plusieurs cages de laminoir fonctionnant en tandem.The cold rolling is normally carried out in several successive passes, in two opposite directions on a reversible train, or on several mill stands operating in tandem.
On sait que, dans un laminoir, le produit est entraîné entre deux cylindres de travail dont l'écartement est inférieur à l'épaisseur brute du produit en amont. Il se produit un écoulement du métal qui est entraîné par frottement dans l'empoise entre les cylindres, jusqu'à une section de sortie dont l'épaisseur correspond sensiblement à l'écartement entre les cylindres de travail. Au cours de cette opération, la structure du métal change et sa dureté augmente.It is known that, in a rolling mill, the product is driven between two working rolls whose spacing is less than the gross thickness of the product upstream. There is a flow of the metal which is frictionally driven in the chock between the rolls, to an outlet section whose thickness corresponds substantially to the spacing between the working rolls. During this operation, the structure of the metal changes and its hardness increases.
Au cours du laminage, les cylindres de travail ont tendance à s'écarter l'un de l'autre et l'entrefer entre les génératrices en regard doit donc être maintenu par application, entre les cylindres, d'un effort de serrage appelé souvent force ou effort de laminage. La force de laminage à exercer pour obtenir un certain taux de réduction d'épaisseur dépend, en particulier, du diamètre des cylindres de travail qui détermine la longueur de la zone de réduction ainsi que des caractéristiques mécaniques et métallurgiques, telles que sa limite élastique, sa composition, par exemple, acier courant à bas carbone faiblement allié, acier inoxydable, acier allié, etc...During rolling, the working rolls tend to deviate from one another and the air gap between the generatrices opposite must be maintained by application, between the cylinders, a clamping force often called force or rolling force. The rolling force to be exerted to obtain a certain degree of reduction in thickness depends, in particular, on the diameter of the working rolls which determines the length of the reduction zone as well as the mechanical and metallurgical characteristics, such as its elastic limit, its composition, for example, low-carbon low-carbon steel, stainless steel, alloy steel, etc.
D'une façon générale, un laminoir tandem à froid comporte une succession de cages disposées l'une à la suite de l'autre sur le trajet de la bande, afin d'assurer une réduction progressive de l'épaisseur de celle-ci.In general, a cold tandem rolling mill comprises a succession of cages arranged one after the other in the path of the strip, to ensure a gradual reduction in the thickness thereof.
Chaque cage de laminoir comporte, de façon classique, deux colonnes de support écartées et reliées par des traverses, entre lesquelles est monté un ensemble de cylindres superposés ayant des axes parallèles et placés sensiblement dans un même plan de serrage sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du produit.Each roll stand comprises, in a conventional manner, two support columns spaced apart and connected by sleepers, between which is mounted a set of superposed rolls having parallel axes and placed substantially in the same clamping plane substantially perpendicular to the direction of movement of the product.
On peut réaliser des laminoirs de différents types. D'une façon générale, dans un laminoir, le produit à laminer passe entre deux cylindres de travail qui définissent le plan de laminage; ces cylindres sont en général de diamètre relativement réduit au regard des efforts auxquels ils sont soumis; ils prennent donc appui, respectivement, sur au moins deux cylindres de soutien entre lesquels est appliqué l'effort de laminage.We can make rolling mills of different types. In general, in a rolling mill, the rolling product passes between two working rolls which define the rolling plane; these cylinders are generally of relatively small diameter compared with the forces to which they are subjected; they are supported, respectively, on at least two support cylinders between which is applied the rolling force.
On sait que les cages de laminages utilisées dans l'industrie métallurgique peuvent présenter plusieurs types de configurations selon la nature du produit à traiter.It is known that the rolling stands used in the metallurgical industry can have several types of configurations depending on the nature of the product to be treated.
Les laminoirs les plus courants, en particulier pour les productions importantes, sont de type « quarto » comportant deux cylindres de travail associés chacun à un cylindre de soutien de plus grand diamètre, ou de type « sexto », dans lesquels des cylindres intermédiaires sont interposés entre chaque cylindre de travail et le cylindre de soutien correspondant.The most common rolling mills, especially for large productions, are of the "quarto" type comprising two working cylinders each associated with a larger diameter support cylinder, or of the "sexto" type, in which intermediate cylinders are interposed. between each working cylinder and the corresponding support cylinder.
Cette disposition permet d'utiliser des cylindres de petit diamètre qui peuvent être associés à des rouleaux d'appui latéraux, dans une configuration dite « Z.HIGH ».This arrangement allows the use of small diameter cylinders that can be associated with side support rollers, in a configuration called "Z.HIGH".
D'autres configurations, comprenant un plus ou moins grand nombre de cylindres peuvent aussi être utilisées dans l'industrie, mais pour des productions moins importantes.Other configurations, including a greater or smaller number of cylinders can also be used in industry, but for smaller productions.
Les cylindres prennent appui les uns sur les autres le long de lignes d'appui sensiblement parallèles, et dirigées suivant une génératrice dont le profil, normalement rectiligne, dépend des efforts appliqués et de la résistance des cylindres. Généralement l'effort de serrage est appliqué par des vis ou des vérins interposés entre la cage et les extrémités de l'arbre d'un cylindre de soutien, l'autre cylindre de soutien prenant appui par ces extrémités directement sur la cage, ou par l'intermédiaire d'un dispositif de calage ou de réglage de hauteur destiné à compenser les variations de diamètres de l'ensemble des cylindres qui s'usent progressivement. Les cylindres doivent donc pouvoir se déplacer par rapport à la cage et, à cet effet, sont portés par des organes de support rotatif appelés empoises, qui sont montés coulissants verticalement à l'intérieur de fenêtres ménagées dans les deux colonnes de la cage, et munies chacune de deux faces de guidage de l'empoise, parallèles au plan de serrage.The cylinders are supported on each other along substantially parallel bearing lines, and directed along a generatrix whose profile, normally straight, depends on the forces applied and the strength of the cylinders. Generally the clamping force is applied by screws or jacks interposed between the cage and the ends of the shaft of a support cylinder, the other support cylinder bearing by these ends directly on the cage, or by via a wedging device or height adjustment to compensate for variations in diameters of all the cylinders which wear out gradually. The cylinders must therefore be able to move relative to the cage and, for this purpose, are carried by rotary support called chocks, which are slidably mounted vertically inside windows formed in the two columns of the cage, and each provided with two guiding faces of the chock, parallel to the clamping plane.
Comme les cylindres de soutien ont un grand diamètre, les faces de guidage correspondantes sont généralement ménagées directement sur les deux montants de la colonne correspondante de la cage. En revanche, les cylindres de travail ayant un diamètre plus faible, leurs empoises sont plus petites et les faces de guidage correspondantes, qui sont plus resserrées, sont ménagées, généralement, sur deux pièces massives fixées sur les deux montants encadrant la fenêtre et s'étendant en saillie vers l'intérieur de celle-ci.As the support rolls have a large diameter, the corresponding guide faces are generally formed directly on the two uprights of the corresponding column of the cage. On the other hand, the working rolls having a smaller diameter, their chocks are smaller and the corresponding guide faces, which are narrower, are arranged, generally, on two massive pieces fixed on the two posts flanking the window and extending projecting inwardly therefrom.
Les efforts de serrage sont appliqués, normalement, entre les deux extrémités des deux cylindres de soutien. Etant donné que le produit laminé, de largeur variable ne couvre pas en totalité la longueur des cylindres de travail, chaque cylindre peut fléchir sous l'action des efforts appliqués et il en résulte une variation d'épaisseur de l'espace de passage de la bande entre les cylindres de travail, qui engendre des défauts de profil et de planéité.The clamping forces are normally applied between the two ends of the two support cylinders. Since the rolled product, of variable width does not completely cover the length of the working rolls, each roll can bend under the action of the forces applied and the result is a variation in the thickness of the passage space of the roll. band between the working cylinders, which generates defects in profile and flatness.
Pour essayer de corriger ces défauts de profil en travers du produit laminé, on a d'abord proposé de compenser la déformation des cylindres due à l'effort de laminage, par un bombement de leur surface obtenue par usinage selon un profil particulier.To try to correct these profile defects across the rolled product, it was first proposed to compensate the deformation of the rolls due to the rolling force, by a bulge of their surface obtained by machining according to a particular profile.
Cependant, le défaut d'épaisseur sur le profil en travers du produit laminé est complexe car il est le résultat de toutes les déformations de l'ensemble des cylindres, qui sont de diamètres différents, et de la déformation de toutes les parties constitutives de la cage de laminoir sous l'effort.However, the lack of thickness on the profile across the rolled product is complex because it is the result of all the deformations of all cylinders, which are of different diameters, and the deformation of all the constituent parts of the rolling mill cage under the stress.
C'est pourquoi, on a mis au point, depuis quelques années, des systèmes plus perfectionnés permettant de moduler la correction effectuée.That is why, in recent years, more sophisticated systems have been developed for modulating the correction made.
Dans un premier système connu, on applique des efforts contrôlés de flexion sur les deux extrémités de l'arbre de chaque cylindre de travail, afin de réaliser des effets de cambrage permettant de corriger, de manière continue, la répartition des contraintes.In a first known system, controlled bending forces are applied to both ends of the shaft of each working roll, in order to achieve cambering effects to continuously correct the distribution of stresses.
A cet effet, on utilise habituellement des vérins hydrauliques placés de part et d'autre de chaque empoise et prenant appui dans un sens sur la cage fixe et dans l'autre sur des parties latérales en saillie formant des oreilles d'appui de l'empoise. Habituellement, ces vérins de cambrage sont logés avec leurs circuits hydrauliques à l'intérieur des deux pièces en saillie servant à guider les empoises de travail. Ces pièces forment ainsi des blocs de support des vérins qui sont appelés, souvent, blocs hydrauliques.For this purpose, hydraulic cylinders are usually used placed on either side of each chock and bearing in one direction on the fixed cage and in the other on projecting lateral parts forming support lugs of the chock. Usually, these bending cylinders are housed with their hydraulic circuits inside the two projecting pieces used to guide the work chocks. These parts thus form support blocks of the cylinders which are often called hydraulic blocks.
On peut ainsi réaliser un cambrage dit négatif, par resserrement des empoises des deux cylindres de travail, pour compenser une surépaisseur des bords du produit ou bien un cambrage dit positif, par écartement des mêmes empoises des deux cylindres de travail pour compenser une surépaisseur de la partie centrale du produit.It is thus possible to perform a so-called negative bending, by tightening the chocks of the two working cylinders, to compensate for an excess thickness of the edges of the product or a so-called positive bending, by spacing the same chocks of the two work rolls to compensate for an excess thickness of the central part of the product.
On a aussi proposé, dans les laminoirs dits « sexto », d'interposer un cylindre intermédiaire entre chaque cylindre de travail et le cylindre de soutien associé ce qui permet de commander un déplacement axial, en des sens opposés, des deux cylindres intermédiaires afin d'appliquer l'effort de laminage, non pas sur toute la table des cylindres, mais seulement sur la largeur du produit. On réduit ainsi les déformations des cylindres et l'on obtient un produit de meilleure planéité.It has also been proposed, in so-called "sexto" rolling mills, to interpose an intermediate cylinder between each working roll and the associated support roll, which makes it possible to control an axial displacement, in opposite directions, of the two intermediate rolls in order to apply the rolling force, not on the whole table of cylinders, but only on the width of the product. This reduces the deformations of the cylinders and gives a product of better flatness.
Par ailleurs, l'utilisation de cylindres intermédiaires permet d'utiliser des cylindres de travail de plus petit diamètre et, ainsi, de diminuer la force de laminage nécessaire pour une même réduction d'épaisseur.Furthermore, the use of intermediate rolls makes it possible to use working rolls of smaller diameter and thus to reduce the rolling force required for the same reduction in thickness.
Il est possible, également, de réaliser un déplacement axial, en sens opposés, des cylindres de travail dans les laminoirs quarto, et/ou des cylindres intermédiaires dans les laminoirs sexto, afin de mieux contrôler la répartition des contraintes sur la largeur du produit.It is also possible to perform an axial displacement, in opposite directions, of the working rolls in the quarto mills, and / or the intermediate rolls in the sexto mills, in order to better control the distribution of the stresses over the width of the product.
De plus, en mode quarto comme en mode sexto, des dispositions particulières des empoises peuvent permettre de combiner le système de cambrage et le système de déplacement des cylindres.In addition, in quarto mode as in sexto mode, special provisions chocks can combine the bending system and the cylinder displacement system.
Dans un autre système connu sous le nom « C.V.C. », on donne aux cylindres de travail d'un laminoir « quarto », et/ou aux cylindres intermédiaires, dans un laminoir « sexto », des profils curvilignes complémentaires permettant, par déplacement axial des cylindres, de créer un bombé variable entre le cylindre supérieur et le cylindre inférieur.In another system known as "CVC", the working rolls of a "quarto" rolling mill, and / or the intermediate rolls, are given in a "sexto" mill, complementary curvilinear profiles making it possible, by axial displacement of cylinders, of create a variable curvature between the upper cylinder and the lower cylinder.
Plus récemment, on a aussi proposé de moduler la force de laminage le long de la génératrice de contact avec le cylindre de travail ou le cylindre intermédiaire, en transmettant l'effort de laminage au moyen d'un cylindre comprenant une enveloppe montée tournante autour d'un arbre fixe et prenant appui sur celui-ci par l'intermédiaire d'une série de vérins permettant de faire varier la répartition des contraintes le long de la génératrice d'appui.More recently, it has also been proposed to modulate the rolling force along the generatrix of contact with the working roll or the intermediate roll, by transmitting the rolling force by means of a cylinder comprising a rotating envelope around a fixed shaft and supported on it by means of a series of cylinders to vary the distribution of stresses along the generatrix support.
Tous ces dispositifs, ainsi que d'autres perfectionnements, développés depuis plusieurs années, ont permis, dans la technique du laminage à froid, en particulier en laminoir tandem, d'améliorer sans cesse la qualité du produit final. Toutefois, ces dispositifs sont coûteux et ne sont donc rentables qu'à partir d'un certain volume de production. En outre, cette rentabilité doit se maintenir pendant plusieurs années pour justifier le montant des investissements.All these devices, as well as other improvements, developed for several years, have made it possible in the cold rolling technique, in particular in tandem mills, to constantly improve the quality of the final product. However, these devices are expensive and are therefore profitable only from a certain volume of production. In addition, this profitability must be maintained for several years to justify the amount of investment.
Cependant, du fait que le laminage se produit par écoulement du métal entre les deux cylindres de travail, il est nécessaire d'adapter aux caractéristiques mécaniques, métallurgiques et dimensionnelles du produit, le diamètre des cylindres de travail, le couple de rotation appliqué sur ceux-ci et, d'une façon générale, l'ensemble des moyens permettant d'exercer l'effort de laminage.However, because the rolling occurs by flow of the metal between the two working rolls, it is necessary to adapt to the mechanical, metallurgical and dimensional characteristics of the product, the diameter of the working rolls, the torque applied to those and, in a general manner, all the means making it possible to exert the rolling force.
En outre, il faut noter que, dans un laminoir tandem, le laminage détermine, par écrouissage, une augmentation progressive de la dureté du produit et, par conséquent, de l'effort de laminage à appliquer pour une même réduction d'épaisseur, d'une cage à la suivante.In addition, it should be noted that, in a tandem rolling mill, the rolling determines, by hardening, a gradual increase in the hardness of the product and, consequently, in the rolling force to be applied for the same reduction in thickness, thickness and thickness. one cage to the next.
De ce fait, les moyens d'application de l'effort de serrage risquent de saturer en puissance si la dureté du produit de départ est trop élevée.Therefore, the application means of the clamping force may saturate in power if the hardness of the starting material is too high.
Jusqu'à présent, il semblait donc nécessaire, en particulier pour les productions importantes d'utiliser des équipements adaptés à une certaine gamme de produits dont les caractéristiques restent dans un domaine assez limité. Dans la pratique, des installations de très grande capacité, par exemple dépassant 1 million de tonnes par an, n'ont été réalisées que pour deux familles d'acier, d'une part les aciers pour tôles de carrosserie et, d'autre part, les aciers pour emballage.So far, it seemed necessary, especially for large productions to use equipment adapted to a certain range of products whose characteristics remain in a fairly limited field. In practice, installations of very large capacity, for example exceeding 1 million tons per year, have been carried out only for two families of steel, on the one hand steel for body panels and on the other hand , steels for packaging.
Toutefois, les besoins des utilisateurs évoluent constamment dans le sens d'une diversification des qualités demandées et d'un changement, parfois brutal, des quantités à fournir. C'est ainsi que, dans l'industrie automobile, on s'oriente vers l'utilisation d'aciers ayant des nuances très précises permettant d'obtenir des performances élevées.However, the needs of users are constantly evolving in the direction of a diversification of qualities required and a change, sometimes brutal, quantities to provide. Thus, in the automotive industry, we are moving towards the use of steels with very specific shades to obtain high performance.
Par exemple, pour la tôle de carrosserie, on a vu apparaître successivement les nuances appelées, dans le commerce, CQ, DQ, DDQ, EDDQ dont la limite élastique s'étend de 180 MPa à 250 MPa ainsi que des aciers très durs ayant une haute limite élastique (HSLA) pouvant aller jusqu'à 600 MPa. A l'opposé, on demande également des aciers très mous (IF) à très bas carbone, dont la limite élastique est de l'ordre de 160 MPa.For example, for the body sheet, we have seen appearing successively the shades called, in the trade, CQ, DQ, DDQ, EDDQ whose elastic limit extends from 180 MPa to 250 MPa as well as very hard steels having a high elastic limit (HSLA) up to 600 MPa. In contrast, very low carbon soft steels (IF) with an elastic limit of about 160 MPa are also required.
En outre, on cherche à diminuer, autant que possible, le poids des produits fabriqués sans en diminuer la résistance et l'on demande donc, pour les mêmes performances, des tôles ayant des épaisseurs de plus en plus fines qui nécessitent des taux de réduction élevés, tout en maintenant les mêmes exigences de régularité d'épaisseur, de planéité et de qualité de surface.In addition, it is sought to reduce, as much as possible, the weight of the products manufactured without decreasing the strength and therefore, for the same performance, sheets with thinner and smaller thicknesses that require reduction rates are required. high, while maintaining the same requirements of regularity of thickness, flatness and surface quality.
D'autre part, même le processus de laminage doit pouvoir s'adapter à la qualité des aciers traités.On the other hand, even the rolling process must be able to adapt to the quality of the treated steels.
C'est ainsi que, récemment, on a mis au point des aciers appelés « TRIP » (TRansition Induced Plasticity) qui sont élaborés de façon que la recristallisation finale ne se fasse qu'en phase d'emboutissage, alors qu'elle se produisait auparavant en phase de refroidissement accéléré à la sortie du train à chaud ou au cours du laminage à froid. De plus, alors que pour des aciers courants ou mous la limite de rupture n'est que très peu supérieure à la limite élastique (Re ≈ 0,8 Rm) les aciers TRIP ont une limite de rupture qui peut atteindre deux fois la valeur de la limite élastique. La courbe d'écrouissage à partir de laquelle on détermine le schéma des passes de laminage est donc complètement différente. D'ailleurs, de tels aciers sont généralement caractérisés par la valeur de leur limite de rupture et non, comme précédemment, par celle de leur limite élastique.Thus, recently, we have developed steels called "TRIP" (TRansition Induced Plasticity) which are developed so that the final recrystallization is only in the stamping phase, while it occurred previously in the accelerated cooling phase at the exit of the hot train or during cold rolling. In addition, while for common or soft steels the breaking limit is only slightly greater than the yield strength (Re ≈ 0.8 Rm), TRIP steels have a breaking limit of up to twice the value of the elastic limit. The work hardening curve from which the pattern of the rolling passes is determined is therefore completely different. Moreover, such steels are generally characterized by the value of their limit of rupture and not, as previously, by that of their elastic limit.
L'industrie sidérurgique est donc soumise à des impératifs contradictoires. D'une part, les installations de laminage doivent être équipées de dispositifs coûteux, spécialement adaptés aux caractéristiques des produits à laminer pour obtenir les qualités souhaitées et, d'autre part, les quantités demandées par la clientèle sont souvent insuffisantes pour rentabiliser de tels équipements.The iron and steel industry is therefore subject to contradictory requirements. On the one hand, rolling mills must be equipped with expensive devices, specially adapted to the characteristics of the products to be rolled to obtain the desired qualities and, secondly, the quantities requested by customers are often insufficient to make such equipment profitable.
L'invention a pour objet de résoudre l'ensemble de ces problèmes grâce à un procédé permettant d'élargir la gamme de production d'une installation de laminage en ayant la possibilité de traiter sur celle-ci, des aciers ayant des caractéristiques dimensionnelles, mécaniques et métallurgiques très diverses, tout en conservant une productivité suffisante pour toutes les nuances de métal et en bénéficiant, cependant, de tous les moyens nécessaires pour garantir, de façon optimale, les qualités d'épaisseur, de planéité et d'état de surface souhaitées pour le produit laminé.The object of the invention is to solve all these problems by means of a method making it possible to widen the production range of a rolling mill by having the possibility of treating thereon, steels having dimensional characteristics, mechanical and metallurgical, while maintaining sufficient productivity for all metal grades and benefiting, however, from all means necessary to optimally guarantee the qualities of thickness, flatness and surface quality desired for the rolled product.
L'invention permet ainsi de disposer d'un outil de production facilement adaptable à l'évolution des besoins, aussi bien dans la qualité du produit laminé que dans les quantités à fournir.The invention thus provides a production tool easily adaptable to changing needs, both in the quality of the rolled product in the quantities to provide.
L'invention couvre une procédé pour élargir la gamme de production d'une installation de laminage à froid de produits métalliques sous forme de bande, selon la revendication 1.The invention encompasses a method for expanding the production range of a cold rolled metal strip mill according to claim 1.
En particulier, la configuration de la cage transformable peut être choisie en fonction de la dureté du matériau constituant le produit à laminer. La gamme de production peut ainsi comprendre des produits dont la limite de rupture, après élaboration à chaud peut aller de moins de 160 MPa jusqu'à au moins 1000 MPa.In particular, the configuration of the transformable cage can be chosen according to the hardness of the material constituting the product to be rolled. The production range can thus include products whose rupture limit after hot working can range from less than 160 MPa to at least 1000 MPa.
De façon particulièrement avantageuse, les cages de laminage étant associées, chacune, à des moyens de contrôle d'au moins l'un des facteurs de qualité tels que la régularité d'épaisseur, la planéité et/ou l'état de surface, on change la configuration d'au moins l'une des cages de laminage en fonction des caractéristiques dimensionnelles, mécaniques et métallurgiques du produit, de façon à conserver la même qualité sur la gamme de production globale de l'installation.Particularly advantageously, the rolling stands are each associated with means for controlling at least one of the quality factors such as the thickness regularity, the flatness and / or the surface condition, changes the configuration of at least one of the rolling stands according to the dimensional, mechanical and metallurgical characteristics of the product, so as to maintain the same quality over the overall production range of the plant.
Dans un premier mode de réalisation, pour s'adapter aux caractéristiques spécifiques d'un produit à laminer, on fait passer au moins une cage transformable d'une configuration quarto comprenant deux cylindres de travail prenant appui sur deux cylindres de soutien, à une configuration sexto comprenant deux cylindres de travail prenant appui, par des cylindres intermédiaires sur les mêmes cylindres de soutien, et inversement.In a first embodiment, to adapt to the specific characteristics of a product to be rolled, is passed at least one transformable cage of a quarto configuration comprising two working rolls supported on two support cylinders, a configuration sexto comprising two working cylinders supported by intermediate cylinders on the same support cylinders, and vice versa.
Dans un second mode de réalisation, pour s'adapter aux caractéristiques spécifiques du produit à laminer, on fait passer au moins une cage transformable d'une configuration sexto comprenant deux cylindres de travail prenant appui respectivement, par une paire de premiers cylindres intermédiaires, sur une paire de cylindres de soutien, à une configuration de type "octo" comprenant deux cylindres de travail prenant appui respectivement, par une paire de seconds cylindres intermédiaires, sur les mêmes premiers cylindres intermédiaires et les mêmes cylindres de soutien, et inversement.In a second embodiment, in order to adapt to the specific characteristics of the product to be rolled, at least one transformable cage of a sexto configuration is passed comprising two working rolls respectively bearing, by a pair of first intermediate rolls, on a pair of support cylinders, an "octo" type configuration comprising two working cylinders respectively bearing, by a pair of second intermediate cylinders, on the same first intermediate cylinders and the same support cylinders, and vice versa.
Pour élargir encore la gamme de production, il est possible d'équiper au moins une cage transformable de moyens amovibles d'appui latéral des cylindres de travail, afin de permettre, dans une configuration supplémentaire, l'utilisation de cylindres de travail de très petit diamètre.To further broaden the production range, it is possible to equip at least one transformable cage removable means of lateral support of the work rolls, to allow, in an additional configuration, the use of very small work rolls diameter.
En choisissant ainsi la configuration d'au moins une cage du laminoir, l'invention permet de réaliser une réduction d'épaisseur d'au moins 70% en une passe pour toute la gamme de production élargie.By thus choosing the configuration of at least one stand of the rolling mill, the invention makes it possible to achieve a thickness reduction of at least 70% in one pass for the entire extended production range.
De préférence, on change la configuration, au moins, de la première cage du laminoir, afin de lui donner une configuration sexto pour le laminage de bandes présentant, à l'entrée du laminoir, une limite de rupture égale ou supérieure à 600 MPa et une configuration quarto pour le laminage de bandes ayant une limite de rupture inférieure.Preferably, at least the configuration of the first roll stand is changed to give it a sexto configuration for rolling strips having, at the mill inlet, a rupture limit equal to or greater than 600 MPa and a quarto configuration for rolling strips with a lower breaking limit.
Cependant, il peut aussi être avantageux de changer la configuration de la dernière cage afin de contrôler la qualité de surface du produit à la sortie du laminoir.However, it may also be advantageous to change the configuration of the last cage to control the surface quality of the product at the exit of the rolling mill.
Par ailleurs, pour certaines catégories d'acier, il peut être plus avantageux de changer la configuration d'au moins l'une des cages intermédiaires, en particulier pour lui donner une configuration à huit cylindres, avec des cylindres de travail de très petit diamètre.On the other hand, for certain categories of steel, it may be more advantageous to change the configuration of at least one of the intermediate cages, in particular to give it an eight-cylinder configuration, with working cylinders of very small diameter .
L'invention couvre également une installation de laminage selon la revendication 15.The invention also covers a rolling plant according to
L'invention couvre également d'autres caractéristiques avantageuses qui apparaîtront dans la description suivante de certains modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés.
- La
figure 1 est une vue schématique partielle, en élévation, d'une installation selon l'invention comprenant quatre cages de laminage en configuration quarto. - La
figure 2 est une vue schématique, en élévation de l'installation selon l'invention, après transformation de la première et de la dernière cage. - La
figure 3 représente schématiquement, en élévation, une cage de laminage selon l'invention en configuration quarto. - La
figure 4 est une vue à échelle agrandie de la partie centrale de la cage de lafigure 3 , après transformation en configuration sexto. - La
figure 5 représente, en élévation, un autre mode de réalisation d'une cage transformable, en configuration sexto. - La
figure 6 représente, en élévation, la partie centrale de la cage de lafigure 5 , après transformation en configuration octo avec appuis latéraux. - La
figure 7 montre la cage octo de lafigure 6 , en position de démontage des cassettes. - La
figure 8 montre la cage octo de lafigure 6 , en position de démontage des appuis latéraux. - La
figure 9 est une vue partielle en élévation, montrant une variante du dispositif d'appui latéral. - La
figure 10 est une vue de dessus, avec arraché partiel, de l'extrémité d'une cassette pour la configuration octo de lafigure 8 . - La
figure 11 , est une vue en coupe selon la ligne I, I de lafigure 9 .
- The
figure 1 is a partial schematic view, in elevation, of an installation according to the invention comprising four rolling stands in a quarto configuration. - The
figure 2 is a schematic view, in elevation of the installation according to the invention, after transformation of the first and the last cage. - The
figure 3 schematically represents, in elevation, a rolling stand according to the invention in quarto configuration. - The
figure 4 is an enlarged view of the central part of the cage of thefigure 3 , after transformation into sexto configuration. - The
figure 5 represents, in elevation, another embodiment of a transformable cage, sexto configuration. - The
figure 6 represents, in elevation, the central part of the cage of thefigure 5 , after transformation into octo configuration with lateral supports. - The
figure 7 shows the octo cage of thefigure 6 , in disassembly position of the cassettes. - The
figure 8 shows the octo cage of thefigure 6 , in the disassembly position of the lateral supports. - The
figure 9 is a partial view in elevation, showing a variant of the lateral support device. - The
figure 10 is a top view, partially broken away, of the end of a cassette for the octo configuration of thefigure 8 . - The
figure 11 , is a sectional view along the line I, I of thefigure 9 .
La
La section de laminage L comporte, dans l'exemple représenté, quatre cages fonctionnant en tandem, c'est-à-dire effectuant, en même temps, chacune une réduction d'épaisseur sur le produit et contrôlées de manière à maintenir entre elles un niveau de traction, en général élevé, compatible avec la résistance du produit et permettant, comme on le sait, de réaliser une réduction d'épaisseur plus importante dans chaque cage.The rolling section L comprises, in the example shown, four cages operating in tandem, that is to say simultaneously carrying out a reduction in thickness on the product and controlled so as to maintain between them traction level, generally high, consistent with the strength of the product and allowing, as we know, to achieve a greater thickness reduction in each cage.
La section d'entrée E comprend des dispositifs, non représentés, de mise en traction de la bande, placés juste devant la première cage et un dispositif de guidage G. La section de sortie S comprend en général une cisaille de fractionnement C pour constituer des bobines et, par exemple, deux bobineuses B, B' ayant chacune un dispositif de guidage et déflexion D, D'.The inlet section E comprises devices, not shown, for putting the band in traction, placed just in front of the first cage and a guiding device G. The outlet section S generally comprises a fractional shear C to form coils and, for example, two winders B, B 'each having a device for guiding and deflecting D, D'.
Il ne semble pas nécessaire de décrire plus en détail une telle installation de laminage continu dont les caractéristiques et les avantages ont été indiqués, par exemple, dans un article intitulé
En particulier, une telle installation peut comporter un plus ou moins grand nombre de cages fonctionnant en tandem et, selon la nature et la destination du produit, diverses sections de traitement de la bande métallique disposées ou non en une ligne continue.In particular, such an installation may include a greater or lesser number of cages operating in tandem and, depending on the nature and destination of the product, various processing sections of the metal strip disposed or not in a continuous line.
D'une façon générale, on sait que, dans une installation de laminage en tandem, l'épaisseur du produit est réduite progressivement dans les cages successives de l'installation et que le taux de réduction pouvant être effectué dans chaque cage dépend des caractéristiques mécaniques et dimensionnelles du produit et, évidemment, des moyens dont on dispose pour appliquer la force de laminage.Generally, it is known that, in a tandem rolling installation, the thickness of the product is gradually reduced in the successive cages of the installation and that the reduction rate that can be performed in each cage depends on the mechanical characteristics. and dimensional of the product and, obviously, the means available to apply the rolling force.
Habituellement, on établit donc, pour chaque produit à laminer, un schéma de laminage qui détermine la part de réduction d'épaisseur à effectuer dans chaque cage, en tenant compte du fait que l'écrasement du produit détermine, par écrouissage, une augmentation de sa dureté et, par conséquent, de l'effort de laminage à appliquer, dans les cages suivantes, pour une certaine réduction d'épaisseur.Usually, therefore, for each product to be rolled, a rolling pattern is established which determines the amount of reduction in thickness to be made in each cage, taking into account that the crushing of the product determines, by hardening, an increase in its hardness and, consequently, the rolling force to be applied, in the following cages, for a certain reduction in thickness.
On sait que le taux de réduction d'épaisseur que l'on peut réaliser dépend d'un certain nombre de paramètres de laminage.It is known that the thickness reduction rate that can be achieved depends on a certain number of rolling parameters.
Un paramètre essentiel est évidemment le diamètre des cylindres de travail dont dépendent les conditions d'écoulement du métal dans l'emprise de laminage.An essential parameter is obviously the diameter of the working rolls on which the flow conditions of the metal in the rolling right-of-way depend.
En effet, le métal étant entraîné par frottement le long des faces circulaires des cylindres qui limitent l'emprise de laminage, un diamètre important par rapport à la réduction d'épaisseur à effectuer permet de diminuer l'angle de frottement et favorise, donc, l'entraînement de la bande.Indeed, since the metal is frictionally driven along the circular faces of the rolls which limit the roll grip, a large diameter relative to the reduction in thickness to be made makes it possible to reduce the angle of friction and thus favors the training of the band.
C'est pourquoi, il semble normal, pour le laminage à froid, d'utiliser des cylindres de travail d'assez gros diamètre, de l'ordre de 500 mm, par exemple.Therefore, it seems normal, for cold rolling, to use working cylinders of fairly large diameter, of the order of 500 mm, for example.
D'ailleurs, un grand diamètre présente d'autres avantages, par exemple de permettre une plage d'usure relativement importante et de rendre plus efficace le refroidissement nécessaire des cylindres qui s'effectue par la périphérie.Moreover, a large diameter has other advantages, for example to allow a relatively large wear range and to make more efficient the necessary cooling of the cylinders which is performed by the periphery.
Certes, les plus petits diamètres permettent, à réduction égale, de diminuer l'effort de laminage nécessaire mais la plage d'usure est réduite et la durée de vie des cylindres plus courte, ce qui entraîne une augmentation du coût de production. De plus, l'arc de contact étant plus petit, la stabilité de la cage est plus difficile à maintenir, en particulier dans le cas des laminoirs tandem qui, comme on le sait, permettent d'exercer de fortes tractions en amont et en aval de chaque cage de laminoir.Of course, the smaller diameters make it possible, with equal reduction, to reduce the rolling force required, but the wear range is reduced and the service life of the rolls is shorter, which leads to an increase in the cost of production. In addition, the contact arc being smaller, the stability of the cage is more difficult to maintain, especially in the case of tandem mills which, as we know, allow to exercise strong traction upstream and downstream of each roll stand.
Mais d'autres facteurs interviennent aussi dans le processus de laminage tels que la lubrification des cylindres et, dans un laminoir tandem, les efforts de traction appliqués sur la bande, respectivement en amont (Te) et en aval (Ts) de l'entrefer.But other factors are also involved in the rolling process such as the lubrication of the rolls and, in a tandem mill, the tensile forces applied to the strip, upstream (T e ) and downstream (T s ) respectively. air gap.
On a ainsi pu établir que la réduction d'épaisseur maximale possible au cours d'une passe de laminage peut être donné par la formule :
Pour l'établissement d'un schéma de laminage correspondant à la nuance et au format d'un produit à laminer, il faut donc, en tenant compte des moyens dont on dispose, déterminer ces divers paramètres, de façon à réaliser, dans les meilleures conditions possibles, un laminage du produit à l'épaisseur demandée pour une vitesse normale de défilement correspondant à la capacité de production de l'installation.For the establishment of a rolling pattern corresponding to the grade and the format of a rolling product, it is therefore necessary, taking into account the means available, to determine these various parameters, so as to achieve, in the best possible possible conditions, a rolling of the product to the thickness required for a normal speed of scrolling corresponding to the production capacity of the installation.
A cet égard, une qualité essentielle demandée à une installation de laminage est de fournir un produit ayant une épaisseur et des qualités de surface aussi constantes que possible. Pour cela, il faut donc régler en permanence les facteurs qui interviennent dans le processus de réduction d'épaisseur, afin de maintenir, pendant toute la production, la stabilité de la réduction d'épaisseur et les qualités de planéité et d'état de surface requis.In this respect, an essential quality required of a rolling mill is to provide a product having a thickness and surface qualities as constant as possible. For this, it is necessary to constantly adjust the factors involved in the thickness reduction process, in order to maintain, throughout the production, the stability of the reduction of thickness and the qualities of flatness and surface condition required.
La formule indiquée plus haut montre que le choix d'un diamètre important est favorable à la tenue de la stabilité du taux de réduction. Cependant, un diamètre important augmente la longueur de l'emprise de laminage et, par conséquent, la force de laminage à appliquer.The formula indicated above shows that the choice of a large diameter is favorable to maintaining the stability of the reduction rate. However, a large diameter increases the length of the rolling right-of-way and, consequently, the rolling force to be applied.
Par ailleurs, en cours de laminage, pour assurer la stabilité de la réduction d'épaisseur, on peut agir sur l'effort de laminage et les efforts de traction appliqués sur le produit.Moreover, during rolling, to ensure the stability of the thickness reduction, one can act on the rolling force and the tensile forces applied to the product.
En effet, dans un laminoir tandem, les tractions élevées obtenues entre deux cages successives permettent d'augmenter la réduction d'épaisseur possible. Toutefois, la formule indiquée plus haut montre qu'un effort de laminage relativement grand, résultant d'un diamètre important, diminue l'influence des tractions. La stabilité du taux de réduction est alors assurée par celle du coefficient de frottement qui dépend de la qualité de lubrification et de la rugosité des cylindres.Indeed, in a tandem mill, the high traction obtained between two successive cages can increase the possible reduction in thickness. However, the formula indicated above shows that a relatively large rolling force, resulting from a large diameter, decreases the influence of the tractions. The stability of the rate of reduction is ensured by that of the coefficient of friction which depends on the quality of lubrication and the roughness of the cylinders.
De plus, les efforts de traction que l'on peut appliquer sur la bande, respectivement à l'entrée et à la sortie de l'installation dépendent des dispositifs placés respectivement en amont et en aval de celle-ci et sont inférieurs aux efforts générés par une cage du laminoir tandem sur celles qui l'encadrent.In addition, the tensile forces that can be applied to the strip, respectively at the inlet and the outlet of the installation, depend on the devices placed respectively upstream and downstream thereof and are less than the forces generated. by a cage of the tandem mill on those who frame it.
Pour augmenter les possibilités de réglage de l'effort de laminage, il pourrait être préférable de réduire le diamètre des cylindres de travail dans la première et la dernière cage mais il faut aussi tenir compte du fait qu'un diamètre relativement important est favorable à l'entraînement du produit et au transfert de la rugosité sur la dernière cage lorsqu'il est nécessaire.To increase the possibilities of adjustment of the rolling force, it may be preferable to reduce the diameter of the working rolls in the first and the last cage, but it must also be taken into account that a relatively large diameter is favorable to drive the product and transfer the roughness to the last cage when necessary.
En effet, pour un bon nombre de produit de qualité élevée, l'aspect de surface est important et les traitements avals de la bande (galvanisation, peinture, etc.) imposent une rugosité précise et constante de la surface et cette rugosité est donnée par celle des cylindres de travail de la dernière cage du laminoir tandem. Or, il est connu que l'impression de la rugosité des cylindres sur la bande est d'autant plus facile que le diamètre est élevé. C'est donc un autre facteur de choix pour un diamètre important des cylindres de travail, même dans la dernière cage.Indeed, for a good number of products of high quality, the surface aspect is important and the downstream treatments of the band (galvanizing, painting, etc.) impose a precise and constant roughness of the surface and this roughness is given by that of the working rolls of the last cage of the tandem mill. Now, it is known that the impression of the roughness of the rolls on the strip is all the easier as the diameter is high. It is therefore another factor of choice for a large diameter of the working rolls, even in the last cage.
Il apparaît donc que les possibilités d'action sur les différents paramètres de laminage, dont certains influent les uns sur les autres, sont assez réduites et c'est pourquoi, jusqu'à présent, les installations de laminage en tandem à forte capacité n'étaient utilisables que pour une gamme de production assez limitée.It therefore appears that the possibilities of action on the various rolling parameters, some of which affect each other, are rather small and that is why, until now, high capacity tandem rolling installations were usable only for a fairly limited production range.
Par exemple, pour la production de tôles de carrosserie, on part, généralement, d'une bande à chaud ayant une épaisseur d'au moins 3 mm et l'on doit obtenir, à la sortie de l'installation, une épaisseur assez fine, de l'ordre de 0,7 à 0,8 mm.For example, for the production of body panels, we generally start with a hot strip having a thickness of at least 3 mm and we must obtain, at the output of the installation, a fairly thin thickness , of the order of 0.7 to 0.8 mm.
Pour les qualités usuelles de tôles de carrosserie, un tel taux de réduction d'épaisseur, pouvant aller jusqu'à 80% peut être obtenu dans une installation du type représenté sur la
Normalement, la gamme de dureté des produits que l'on peut laminer en conservant la qualité de surface souhaitée et la stabilité de la réduction d'épaisseur est limitée. En pratique, la limite de rupture peut aller, par exemple jusqu'à 600 MPa. Au-dessus de cette limite de rupture, il se produit une saturation des moyens mécaniques d'entraînement des cylindres dont la puissance est limitée et l'on ne peut pas exercer l'effort de laminage nécessaire pour obtenir la réduction d'épaisseur souhaitée. Il en résulte qu'une installation de laminage en tandem n'est, normalement, utilisable que pour une gamme de produits relativement limitée pour laquelle les caractéristiques des différents organes ont été déterminées et, jusqu'à présent, il semblait nécessaire de disposer d'installations spécialisées pour le laminage des autres qualités d'acier, en particulier ceux qui ont une limite de rupture supérieure à 600 MPa, tels que les aciers TRIP.Normally, the hardness range of the products that can be laminated while maintaining the desired surface quality and the stability of the thickness reduction is limited. In practice, the rupture limit can be, for example up to 600 MPa. Above this breaking point, there is saturation of the mechanical drive means of the cylinders whose power is limited and one can not exert the rolling force necessary to obtain the desired reduction in thickness. As a result, a tandem rolling plant is normally only usable for a relatively limited range of products for which the characteristics of the different organs have been determined and, until now, it seemed necessary to have specialized installations for the rolling of other grades of steel, in particular those with a rupture limit greater than 600 MPa, such as TRIP steels.
L'invention permet de résoudre ce problème de façon simple, rapide et économique, en changeant simplement la configuration d'au moins l'une des cages du laminoir, de façon à modifier le diamètre des cylindres de travail et, ainsi, la gamme de produits que l'on peut traiter dans le laminoir.The invention solves this problem simply, quickly and economically, by simply changing the configuration of at least one of the mill stands, so as to modify the diameter of the work rolls and, thus, the range of products that can be processed in the rolling mill.
Ainsi, en équipant au moins l'une des cages de moyens permettant d'en changer facilement la configuration, il va être possible, grâce au procédé selon l'invention, d'élargir considérablement la gamme de production d'un laminoir tandem.Thus, by equipping at least one of the cages means for easily changing the configuration, it will be possible, thanks to the method according to the invention, to greatly expand the production range of a tandem mill.
A titre d'exemple, l'installation de type classique présentée schématiquement sur la
Une telle installation peut, selon sa conception et la puissance installée, produire de l'ordre de 600 000 t/an à 2,5 Mt/an, la capacité de production étant d'autant plus importante que la gamme des nuances d'acier à fabriquer est plus réduite.Depending on its design and installed capacity, such an installation can produce around 600,000 tons / year at 2.5 Mt / year, the production capacity being even greater than the range of steel grades. to manufacture is more reduced.
Chaque cage L1, L2, L3, L4 est du type quarto représenté schématiquement sur la
Comme habituellement, chaque cylindre est monté rotatif autour de son axe, sur des paliers anti-friction logés dans des empoises montées coulissantes, parallèlement au plan de serrage P1, dans des fenêtres de chaque colonne 10 de la cage.As usual, each cylinder is rotatably mounted about its axis, on anti-friction bearings housed in sliding mounted chocks, parallel to the clamping plane P 1 , in windows of each
Comme le montre la
Dans la partie basse de chaque colonne 10 de la cage, est disposé un dispositif de serrage hydraulique 15 qui, dans le mode de réalisation de la
Bien entendu, d'autres dispositifs, par exemple hydrauliques, peuvent être utilisés pour le serrage et le calage des cylindres.Of course, other devices, for example hydraulic, can be used for clamping and setting the rolls.
Il est à noter que, comme on le verra plus loin, les fenêtres 11 et les moyens 15, 16 de serrage et de calage des cylindres sont dimensionnés pour permettre un réglage sur une grande amplitude de l'écartement entre les cylindres de soutien 3, 3'.It should be noted that, as will be seen below, the
De façon connue, chaque cage du laminoir est aussi équipée de dispositifs de contrôle de la planéité du produit par cambrage (ou cintrage) des cylindres de travail.In known manner, each roll stand is also equipped with devices for controlling the flatness of the product by bending (or bending) the work rolls.
Comme habituellement, ces dispositifs de cambrage sont constitués, pour chaque empoise, de deux ensembles de vérins 5, 5' prenant appui, de chaque côté de la fenêtre 11, sur les deux montants de chaque colonne 10, ces derniers étant munis, en outre, de faces de guidage entre lesquelles les deux empoises 20, 20' sont montées coulissantes parallèlement au plan vertical de serrage P1 dans lequel sont placés sensiblement les axes des cylindres.As usual, these bending devices are constituted, for each chock, of two sets of
Comme indiqué plus haut, ces faces de guidage latéral 12a, 12b sont ménagées aux extrémités de deux pièces en saillie 13a, 13b solidaires des deux montants de chaque colonne 10 et sur lesquelles prennent appui, généralement, les vérins de cambrage 4, 4'.As indicated above, these lateral guide faces 12a, 12b are formed at the ends of two projecting parts 13a, 13b integral with the two uprights of each
On sait, d'autre part, que les vérins de cambrage doivent agir sur les extrémités des cylindres de travail ou des cylindres intermédiaires en configuration sexto, soit dans un sens positif d'écartement du plan de laminage, pour compenser un amincissement excessif des bords du produit laminé, soit dans un sens négatif de rapprochement vers le plan de laminage. On peut donc utiliser, soit des vérins à double effet fixés sur l'empoise ou sur une pièce intermédiaire, soit deux paires de vérins agissant en des sens opposés sur des parties d'appui de chaque empoise, de chaque côté de celle-ci.It is known, on the other hand, that the bending cylinders must act on the ends of the working cylinders or intermediate cylinders in sexto configuration, or in a positive direction of separation from the rolling plane, to compensate for excessive thinning of the edges rolled product, in a negative direction towards the rolling plane. It is therefore possible to use either double-acting cylinders fixed on the chock or on an intermediate piece, or two pairs of jacks acting in opposite directions on bearing portions of each chock, on each side thereof.
Par ailleurs, même dans une configuration quarto, il est avantageux de bénéficier également d'une possibilité de déplacement axial des cylindres avec leurs empoises. Plusieurs dispositions ont été proposées à cet effet, mais il est avantageux que les vérins de cambrage se déplacent avec les empoises sur lesquelles ils prennent appui, afin que les efforts appliqués restent bien centrés par rapport aux paliers de centrage montés dans l'empoise.Moreover, even in a quarto configuration, it is advantageous to also benefit from the possibility of axial displacement of the rolls with their chocks. Several provisions have been proposed for this purpose, but it is advantageous for the bending cylinders to move with the chocks on which they rest, so that the forces applied remain centered with respect to the centering bearings mounted in the chock.
Enfin, pour réaliser un changement de configuration permettant, selon l'invention, de passer par exemple d'une configuration quarto à une configuration sexto, il est particulièrement avantageux de conserver les mêmes moyens de cambrage qui restent fixés sur les colonnes.Finally, to achieve a configuration change allowing, according to the invention, to go for example from a quarto configuration to a sexto configuration, it is particularly advantageous to keep the same bending means that remain fixed on the columns.
Les dispositions selon l'invention permettent de résoudre ces différents problèmes.The arrangements according to the invention make it possible to solve these various problems.
Les
Chaque bloc hydraulique 4a, 4b porte, au niveau du plan de laminage P, une pièce 13a, 13b qui s'étend en saillie vers l'intérieur de la fenêtre et porte, à son extrémité interne, une face verticale 12a, 12b de guidage des empoises 20, 20' des cylindres de travail 2, 2' qui sont munis de parties d'appui 21 appelées "oreilles", qui s'étendent en saillie vers l'extérieur, de part et d'autre du plan vertical de serrage P1.Each
Dans le mode de réalisation de la
Dans le mode de réalisation de la
Bien entendu, la disposition est symétrique par rapport au plan de laminage P et au plan de serrage P', chaque bloc hydraulique 4a, 4b portant deux ensembles de vérins, respectivement supérieur 5 et inférieur 5'.Of course, the arrangement is symmetrical with respect to the rolling plane P and the clamping plane P ', each
Par ailleurs, pour permettre le déplacement axial des cylindres de travail sans décentrage des efforts appliqués, les vérins de cambrage, respectivement positif 51a et négatif 52a, placés d'un même côté du plan de serrage P1, sont logés dans une pièce de support 40a montée coulissante, parallèlement aux axes des cylindres, sur le bloc hydraulique correspondant 4a fixé dans la partie centrale de la colonne 10 et il en est de même de l'autre côté du plan de serrage P1.Furthermore, to allow the axial displacement of the working rolls without off-centering of the forces applied, the bending cylinders, respectively positive 51a and negative 52a, placed on the same side of the clamping plane P 1 , are housed in a
Ainsi, chaque cylindre de travail, par exemple le cylindre supérieur 2, est associé à deux pièces de support 40a, 40b montées coulissantes axialement sur les deux blocs hydrauliques 4a, 4b et sur lesquelles prennent appui, respectivement, les vérins de cambrage positif 51 a, 51 b et les vérins de cambrage négatif 52a, 52b. De façon connue, les deux pièces de support 40a, 40b sont associées à des moyens non représentés, tels que des vérins hydrauliques, prenant appui sur la cage pour commander le déplacement axial de l'ensemble formé par le cylindre de travail 2 et ses deux empoises 20 avec les pièces de support associées 40a, 40b portant les ensembles de vérins de cambrage 5a, 5b.Thus, each working roll, for example the
Bien entendu, il en est de même, de l'autre côté du plan de laminage P, pour le cylindre de travail inférieur 2' et ses empoises 20' associées chacune à deux pièces de support 40'a, 40'b montées coulissantes axialement sur les blocs hydrauliques 4a, 4b.Of course, it is the same, on the other side of the rolling plane P, for the lower work roll 2 'and its chocks 20' each associated with two support pieces 40'a, 40'b mounted sliding axially on the
On voit que, dans la configuration quarto de la
Cependant, chaque pièce en saillie 13 porte également deux ensembles de vérins, respectivement supérieur 50 et inférieur 50' prévus pour le cambrage des cylindres de travail dans la configuration sexto représentée sur la
Dans cette configuration, en effet, la cage comprend les mêmes cylindres de soutien 3, 3' mais ceux-ci ont été écartés de façon à remplacer chaque cylindre de travail 2 de la configuration quarto par un ensemble de deux cylindres superposés, respectivement un nouveau cylindre de travail 22 de plus petit diamètre et un cylindre intermédiaire 32.In this configuration, in fact, the cage comprises the
Comme indiqué plus haut, les fenêtres 11 et les moyens de serrage 15, 16 sont dimensionnés pour donner une amplitude de réglage suffisante aux cylindres de soutien 3, 3'.As indicated above, the
Comme le montre la
Par ailleurs, dans cette disposition sexto, les empoises 33, 33' des cylindres intermédiaires 32, 32' sont montées coulissantes verticalement, sur des faces de guidage 41, 41' parallèles au plan de serrage et ménagées sur les faces en regard des pièces de support coulissantes 40, 40' portant chacune les deux jeux de vérins de cambrage, respectivement positif 51, 51' et négatif 52, 52' décrits précédemment dans la configuration quarto de la
Ainsi, les mêmes ensembles de vérins 5, 5' prévus, dans la configuration quarto, pour le cambrage des cylindres de travail 2, 2' et montés sur les mêmes pièces de support coulissantes 40, 40' servent, dans la configuration sexto, pour le cambrage des cylindres intermédiaires 32, 32', avec la même possibilité de déplacement axial.Thus, the same sets of
Selon l'invention, le changement de configuration peut donc se faire en conservant, non seulement tous les moyens 15, 16, 3, 3' d'application de l'effort de laminage mais également les moyens de réglage des conditions de transmission de cet effort tels que les moyens de cambrage 5, 5' ou de déplacement axial 40, 40'.According to the invention, the change of configuration can therefore be done by preserving, not only all the
Pour cela, il faut cependant que les oreilles d'appui 34 des empoises 33 du cylindre intermédiaire supérieur 32, dans la configuration sexto soient placées sensiblement au même niveau que les oreilles d'appui 21 des empoises 20 du cylindre de travail supérieur 2 de grand diamètre, dans la configuration quarto et il en est de même, de l'autre côté du plan de laminage pour les cylindres inférieurs de travail 2' et intermédiaire 22'.For this, however, it is necessary that the support lugs 34 of the
Il est avantageux, à cet effet, d'utiliser la disposition particulière des empoises, représentée sur les
D'autres dispositions sont cependant possibles, comme on le verra plus loin.Other arrangements are possible, however, as will be seen later.
Ainsi, on peut conserver, dans les deux configurations, les mêmes pièces de support coulissantes 40, 40' avec les mêmes ensembles de vérins de cambrage 5, 5' et réaliser simultanément, d'une part un cambrage positif ou négatif des cylindres correspondants et, d'autre part, un déplacement axial, en des sens opposés, soit des deux cylindres de travail 2, 2' dans la configuration quarto, soit des deux cylindres intermédiaires 32, 32' dans la configuration sexto.Thus, in the two configurations, the same sliding
Etant donné que l'on conserve les mêmes cylindres de soutien 3, 3', les possibilités de réglage en hauteur desdits cylindres doivent être adaptées à l'encombrement des cylindres de travail des cylindres intermédiaires qui est plus grand dans la configuration sexto que dans la configuration quarto. Il suffit, cependant, que le piston du vérin de serrage 15 et les vis 16 de calage du cylindre de soutien supérieur 3 aient une course suffisante, et que la fenêtre 11 soit dimensionnée en conséquence.Since the
Grâce à ces dispositions, il est possible de transformer une cage d'un mode quarto à un mode sexto et inversement, en conservant les mêmes cylindres de soutien 3, 3', les mêmes moyens d'application de l'effort de serrage 15, 16 et les mêmes blocs hydrauliques 4a, 4b avec les vérins de cambrage et les moyens de commande du déplacement axial des cylindres.With these provisions, it is possible to transform a cage from a quarto mode to a sexto mode and vice versa, keeping the
Du fait que les pièces de support 40, 40' sont les mêmes dans les deux configurations et sont montées coulissantes parallèlement aux axes des cylindres, il est possible de changer la configuration du laminoir au moyen d'un dispositif de remplacement de cylindres de type connu permettant de retirer, par déplacement parallèlement à leurs axes, un jeu de cylindres de travail, pour les remplacer par d'autres cylindres. En effet, dans la disposition de la
A cet effet, on peut utiliser un dispositif de remplacement de cylindres de type connu qui peut être, par exemple, du type dit « push-through » décrit dans le brevet
La manoeuvre inverse à l'aide du dispositif de changement des cylindres permet de passer, dans l'autre sens du mode « quarto », au mode « sexto ».The inverse maneuver with the aid of the cylinder change device makes it possible to switch, in the other direction of the "quarto" mode, to the "sexto" mode.
Ainsi, en conservant les mêmes moyens d'application de l'effort de laminage, de régulation d'épaisseur et de correction de planéité, il est possible de passer rapidement d'un mode « quarto » avec de gros cylindres de travail à un mode « sexto » avec de plus petits cylindres, par exemple, pour s'adapter à un changement de dureté du produit à laminer.Thus, while retaining the same means of applying the rolling force, thickness regulation and flatness correction, it is possible to switch quickly from a "quarto" mode with large working cylinders to a mode "Sexto" with smaller cylinders, for example, to adapt to a change in hardness of the product to be rolled.
La
Une installation ainsi transformée permet de traiter des aciers dans une gamme élargie de dureté et, particulièrement, les nouvelles nuances recherchées pour les tôles de carrosserie, qui ont une limite élastique élevée et présentent donc une grande dureté dès la première cage.A plant thus transformed makes it possible to treat steels in a wider range of hardness and, in particular, the new grades sought for body panels, which have a high yield strength and thus have a high hardness right from the first stand.
Selon l'invention, cette première cage L1 est donc du type transformable représenté sur les
Dans cette configuration sexto, pour respecter les possibilités de réglage en hauteur des moyens de serrage 16 et de calage 15, le diamètre des cylindres de travail peut être choisi dans une plage pouvant aller de 360 mm à 485 mm selon la gamme d'usure retenue et la largeur du laminoir.In this sexto configuration, to respect the possibilities of adjusting the height of the clamping means 16 and wedging 15, the diameter of the working rolls can be chosen in a range that can range from 360 mm to 485 mm depending on the wear range selected. and the width of the mill.
A cet égard, il faut noter que, pour les petits diamètres de cylindres de travail la déviation horizontale du cylindre peut devenir importante et être néfaste à la planéité de la bande et à la stabilité de la cage de laminoir. Cette déviation est d'autant plus importante que les points d'appuis du cylindre de travail sont éloignés, c'est-à-dire que le laminoir est large. A titre d'exemple on pourra retenir une plage d'usure de 360 mm à 405 mm pour un laminoir de 66" et une plage de 425 mm et 485 mm pour un laminoir de largeur 80".In this respect, it should be noted that for small diameters of working rolls the horizontal deflection of the roll can become significant and be detrimental to the flatness of the band and the stability of the roll stand. This deviation is all the more important that the bearing points of the working cylinder are remote, that is to say that the rolling mill is wide. By way of example, a wear range of 360 mm to 405 mm may be used for a 66 "rolling mill and a range of 425 mm and 485 mm for a mill with a width of 80".
De la même façon, selon le mode de réalisation de la
Par ailleurs, il est particulièrement avantageux, pour maintenir la qualité du produit sur cette gamme élargie de caractéristiques, que le laminoir soit équipé des même moyens de régulation d'épaisseur et de corrections des défauts de planéité tels que les dispositifs de cambrage et de déplacement axial des cylindres, comme on l'a décrit plus haut en se référant aux
Ainsi, les modifications à apporter à la cage transformable pour permettre le changement de configuration sont relativement limitées et leur coût est largement compensé par les avantages apportés.Thus, the changes to be made to the transformable cage to allow the configuration change are relatively limited and their cost is largely offset by the benefits provided.
En effet, il suffit déjà de changer la configuration de la première cage du laminoir pour élargir la gamme de production et, ainsi, répondre sans délai à une variation du plan de charge.Indeed, it is already sufficient to change the configuration of the first stand of the rolling mill to expand the range of production and thus respond without delay to a change in the load plan.
Par exemple à partir de l'installation représentée sur la
En revanche, les deux cages intermédiaires L2 et L3 qui réalisent, habituellement, une réduction d'épaisseur plus faible, peuvent rester en mode « quarto » avec de gros cylindres.On the other hand, the two intermediate cages L2 and L3, which usually achieve a smaller thickness reduction, can remain in "quarto" mode with large cylinders.
Cependant, étant donné que la dureté du produit augmente d'une cage à la suivante, il peut être nécessaire de donner également à la dernière cage L4 une configuration « sexto » avec de petits cylindres afin d'obtenir la réduction globale d'épaisseur souhaitée.However, since the hardness of the product increases from one cage to the next, it may be necessary to also give the last cage L4 a configuration "sexto" with small cylinders to obtain the desired overall reduction of thickness.
Il est à noter que cette transformation des cages de laminage se fait au moyen d'un dispositif rapide de changement de cylindres qui, de toutes façons, est nécessaire pour le remplacement des cylindres usés.It should be noted that this transformation of the rolling stands is done by means of a rapid cylinder change device which, in any case, is necessary for the replacement of the used cylinders.
Les dispositions selon l'invention permettent donc de s'adapter, avec une très grande souplesse à un changement des caractéristiques mécaniques et dimensionnelles des produits à laminer et, ainsi, d'élargir considérablement la gamme de production de l'installation.The arrangements according to the invention therefore make it possible to adapt, with a great deal of flexibility, to a change in the mechanical and dimensional characteristics of the products to be rolled, and thus to considerably broaden the production range of the installation.
Du fait que les moyens d'application de l'effort de laminage et les moyens de réglage des conditions de transmission de celui-ci sont conservés, la même installation peut être adaptée très rapidement à un changement des caractéristiques du produit en conservant les mêmes performances de qualité finale sur le produit, en particulier la régularité d'épaisseur, la planéité et la qualité de surface.Since the means for applying the rolling force and the means for adjusting the transmission conditions thereof are retained, the same installation can be adapted very quickly to a change in the characteristics of the product while maintaining the same performance. of final quality on the product, in particular regularity of thickness, flatness and surface quality.
Généralement, il suffira, comme on vient de le voir, de changer la configuration de la première cage et éventuellement de la dernière cage du laminoir pour élargir la gamme de production habituelle d'un laminoir tandem, en particulier vers les aciers durs.Generally, it will suffice, as we have just seen, to change the configuration of the first cage and possibly the last stand of the rolling mill to expand the usual production range of a tandem mill, especially to hard steels.
Cependant, l'évolution de la technique conduit la clientèle à demander aux sidérurgistes des aciers ayant des caractéristiques de plus en plus variées.However, the evolution of the technique leads customers to ask steelmakers steels with characteristics increasingly varied.
Par exemple, il peut être nécessaire de produire des aciers très durs ayant une grande variation de limite élastique au cours de l'écrouissage.For example, it may be necessary to produce very hard steels having a large variation of elastic limit during hardening.
Dans ce cas, la dureté de l'acier augmente d'une cage à la suivante et, pour les aciers très durs, il peut être difficile de réaliser la réduction totale d'épaisseur souhaitée du fait que l'on rencontre une limite sur les cages intermédiaires.In this case, the hardness of the steel increases from one cage to the next and, for very hard steels, it can be difficult to achieve the desired total reduction in thickness because there is a limit on intermediate cages.
Il est alors avantageux, dans un mode de réalisation plus perfectionné de l'invention, d'équiper au moins une cage intermédiaire de moyens de changement de configuration permettant, en particulier, d'utiliser des cylindres de très petit diamètre, par exemple compris entre 140 et 160 mm.It is then advantageous, in a more advanced embodiment of the invention, to equip at least one intermediate cage with configuration change means making it possible, in particular, to use rolls of very small diameter, for example between 140 and 160 mm.
Un tel diamètre de cylindre de travail nécessite des appuis latéraux, comme dans la configuration connue sous le nom "Z-HIGH".Such a working roll diameter requires lateral supports, as in the configuration known as "Z-HIGH".
On peut donc envisager, dans une cage transformable du type décrit plus haut et représentée sur les
Dans une telle disposition, le châssis de l'insert peut être muni de parties d'appui latéral placées sensiblement au même niveau que les oreilles d'appui des empoises des cylindres de travail 2, 2' de façon à s'adapter aux mêmes dispositifs de cambrage qui, en configuration "Z-HIGH" agissent sur les cylindres intermédiaires.In such an arrangement, the frame of the insert may be provided with lateral support parts placed substantially at the same level as the bearing lugs of the chocks of the working
Cependant, on ne peut disposer, dans ce cas, d'un système de déplacement axial en configuration "Z-HIGH". De plus, avec de petits cylindres de travail, il est nécessaire de motoriser les cylindres intermédiaires qui, dans une configuration sexto tournent en sens contraire des cylindres de travail. Il faut donc que les moteurs d'entraînement en rotation, leur alimentation et leur régulation soient capables de fonctionner dans les deux sens de rotation à pleine vitesse et à pleine puissance, afin d'entraîner, soit les cylindres de travail en configuration quarto, soit les cylindres intermédiaires en configuration sexto.However, one can not have, in this case, an axial displacement system configuration "Z-HIGH". In addition, with small work rolls, it is necessary to motorize the intermediate cylinders which, in a sexto configuration turn in opposite directions of the work rolls. It is therefore necessary that the rotary drive motors, their power supply and their regulation are capable of operating in both directions of rotation at full speed and at full power, in order to drive either the working cylinders in the quarto configuration or the intermediate cylinders in sexto configuration.
Par ailleurs, il arrive assez souvent que l'utilisateur préfère que l'installation ait une configuration de base sexto pour toutes les applications, chaque cage pouvant être équipée de cylindres de travail ayant une large plage de diamètres.Moreover, it happens quite often that the user prefers that the installation has a basic configuration sexto for all applications, each cage can be equipped with working cylinders having a wide range of diameters.
Pour résoudre ces problèmes, dans un autre mode de réalisation le laminoir comporte donc au moins une cage transformable du type représenté sur les
La
En ce qui concerne le dispositif de cambrage et les empoises des cylindres, les
Ainsi, chaque empoise 23 d'un cylindre de travail 22 est muni, de chaque côté du plan de serrage P1, de deux parties d'appui 24, 25 passant respectivement au-dessus et en dessous d'une pièce 42 fixée sur le bloc hydraulique 4 et s'étendant en saillie vers l'intérieur de la fenêtre jusqu'à une face verticale 43 de guidage latéral de l'empoise 23. Chaque pièce en saillie 42 porte au moins une paire de vérins non représentée agissant en des sens opposés, respectivement sur une partie d'appui supérieure 24 de l'empoise 23 pour le cambrage positif du cylindre 22 et sur une partie inférieure 25 pour le cambrage négatif.Thus, each chock 23 of a
Par conséquent, alors que, dans la disposition des
Toutefois, les vérins de cambrage positif et négatif des empoises de travail 23, 23' sont montés sur les secondes pièces en saillie 42, 42' et non pas sur les pièces coulissantes 40, 40' comme dans le cas des
La disposition de la
D'autre part, comme le montre la
Ainsi, il est possible de changer la configuration du laminoir en remplaçant chaque cylindre de travail 22 de la configuration sexto par une cassette 6 afin de passer dans une configuration à huit cylindres dite "octo" utilisant les mêmes cylindres de soutien 3, 3' et les mêmes premiers cylindres intermédiaires 32, 32' et comportant, de chaque côté du plan de laminage P, un cylindre de travail de petit diamètre 61, 61' associé à un second cylindre intermédiaire 62, 62'.Thus, it is possible to change the configuration of the rolling mill by replacing each working
Etant donné que le châssis 7 de chaque cassette 6 d'une configuration octo a le même profil que les empoises 23 du cylindre de travail 22 de la configuration sexto, on peut utiliser un système de remplacement rapide par déplacement parallèle aux axes des cylindres, les empoises 23 ou les châssis 7 prenant appui, par l'intermédiaire de galets de roulement 26, 73, sur des rails 46 ménagées sur les pièces en saillie 42a, 42b.Since the
Comme le montre la
Les pièces en saillie 42, 42' portent des ensembles de vérins de cambrage qui restent en place lors du changement de configuration et agissent, dans le sens positif ou négatif, soit sur les cylindres de travail 22, 22' dans la configuration sexto, soit sur les seconds cylindres intermédiaires 62, 62', dans la configuration octo.The projecting parts 42, 42 'carry sets of bending cylinders which remain in place during the configuration change and act, in the positive or negative direction, either on the working
Les
Chaque second cylindre intermédiaire 62 est muni, à chaque extrémité, d'un tourillon porté par un palier 74 dont la cage externe est fixée sur le châssis 7 qui se comporte ainsi comme une empoise pour le cylindre 62.Each second
En revanche, le cylindre de travail associé 61 est simplement monté rotatif, à chaque extrémité, sur un roulement de butée axiale 75 mais celle-ci est montée, avec une possibilité de jeu transversal, dans un organe de retenue 76 fixé sur la face interne du châssis 7 et comportant un dispositif à ressort 77 qui applique en permanence le cylindre de travail 61 sur le cylindre intermédiaire 62, de façon à tenir compte d'une variation, par usure, des diamètres des cylindres, comme le montre la
Comme on le voit, les dispositions qui viennent d'être décrites permettent de conserver, dans les deux configurations sexto et octo, les mêmes moyens de cambrage logés dans les pièces en saillie 42, 42' et les mêmes premiers cylindres intermédiaires 32 dont on peut régler la position axiale, dans les deux configurations, au moyen des pièces de support 40, 40'.As can be seen, the arrangements which have just been described make it possible to retain, in the two sexto and octo configurations, the same bending means housed in the protruding parts 42, 42 'and the same first
Par ailleurs, dans la configuration octo, les premiers cylindres intermédiaires tournent dans le même sens que les cylindres de travail de petit diamètre. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser des moteurs à deux sens de rotation, le couple d'entraînement pouvant être appliqué, au moyen d'allonges, soit sur les cylindres de travail d'assez gros diamètre dans la configuration sexto, soit sur les premiers cylindres intermédiaires, dans la configuration octo.Moreover, in the octo configuration, the first intermediate cylinders rotate in the same direction as the small diameter working rolls. It is therefore not necessary to use motors with two directions of rotation, the driving torque being able to be applied, by means of extensions, or on the working rolls of fairly large diameter in the sexto configuration, or on the first intermediate cylinders, in the octo configuration.
Les dispositions selon l'invention permettent donc de passer rapidement d'une configuration sexto équipée de cylindres de travail ayant un diamètre dans une gamme élevée, par exemple 495 mm à 515 mm, à une configuration à huit cylindres ayant des cylindres de travail de petit diamètre, par exemple dans la gamme 140mm/160mm associée à des cylindres intermédiaires 62 dans la gamme 330mm/355mm.The arrangements according to the invention therefore make it possible to switch quickly from a sexto configuration equipped with work rolls having a diameter in a high range, for example 495 mm to 515 mm, to an eight-cylinder configuration having small diameter working rolls, for example in the range 140mm / 160mm associated with
Cependant, des cylindres de travail d'aussi petit diamètre risquent de fléchir lors du laminage et doivent donc, de préférence, être associés à des rouleaux d'appui latéraux dans une disposition en X, représentée, à titre d'exemple, sur la
Chaque cylindre de travail de petit diamètre, respectivement supérieur 61 et inférieur 61', est donc maintenu latéralement par deux ensembles de rouleaux 8a, 8b montés chacun sur un châssis de support 81 qui peut coulisser, suivant une direction inclinée par rapport au plan de laminage P, sur des guides 82 fixés sur le montant correspondant de la colonne de la cage, le coulissement du support 81 étant commandé par un vérin 83.Each working roll of small diameter, respectively upper 61 and lower 61 ', is thus maintained laterally by two sets of
De préférence, chaque ensemble de rouleaux 8 peut être facilement démonté avec son châssis de support 81, de façon à dégager l'espace central de la cage dans la configuration sexto représentée sur la
Par conséquent, pour passer de la configuration sexto de la
Le démontage des quatre ensembles de rouleaux 8 peut s'effectuer de la façon représentée sur les
Lorsque l'on souhaite passer de la configuration octo à la configuration sexto, on recule les ensembles de rouleaux 8 à l'intérieur des glissières 82 afin de dégager tout l'espace central du laminoir, comme indiqué sur la
On peut aussi retirer facilement de la cage un ou plusieurs ensembles d'appui latéraux 8, 8' pour entretien ou remplacement. A cet effet, après retrait des cylindres de travail ou des inserts, on amène dans l'espace central de la cage un chevalet de démontage 85 reposant, par des galets de roulement, sur les rails supérieurs 46 et portant deux parois orthogonales formant une croix 86 qui limite quatre quadrants dans lesquels peuvent s'introduire les quatre ensembles de rouleaux 8 repoussés par les vérins 83. Les châssis 81 de support des rouleaux sont alors déconnectés des vérins et le chevalet 85 peut être retiré de la cage, par déplacement axial, en emportant les quatre ensembles de rouleaux 8, 8'.One or more
Comme indiqué plus haut, il est particulièrement avantageux d'équiper les cages intermédiaires d'un laminoir tandem d'une telle disposition permettant de passer rapidement d'une configuration sexto à une configuration à huit cylindres avec des cylindres de travail de petit diamètre, dans les cas où la gamme de production du laminoir doit être élargie à des aciers très durs ayant une grande variation de limite élastique au cours de l'écrouissage. Le passage en configuration octo à petit cylindre permet, en effet, d'éviter la saturation de puissance qui se rencontre habituellement, dans le laminage en tandem, pour les aciers de ce type.As indicated above, it is particularly advantageous to equip the intermediate cages of a tandem rolling mill with such an arrangement making it possible to switch rapidly from a sexto configuration to an eight-cylinder configuration with small diameter working rolls, in the cases where the rolling mill's production range has to be extended to very hard steels having a large variation of elastic limit during hardening. The passage in small cylinder octo configuration makes it possible, in fact, to avoid the power saturation that is usually encountered in tandem rolling for steels of this type.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, des variantes pouvant être imaginées sans s'écarter du cadre de protection de l'invention, telle que définie dans les revendications ci-jointes.Of course, the invention is not limited to the details of the embodiments that have just been described, variants that can be imagined without departing from the scope of protection of the invention, as defined in the appended claims. .
En particulier, c'est seulement à titre d'exemple que l'on a représenté, sur les figures, deux types d'empoises, l'invention pouvant s'appliquer à d'autres types et d'autres moyens de cambrage qui peuvent rester sur place, dans toutes les configurations, dès lors que les parties d'appui des empoises des cylindres de travail ou des cylindres intermédiaires sont placées sensiblement au même niveau.In particular, it is only by way of example that there is shown, in the figures, two types of chocks, the invention being applicable to other types and other ways of bending which can remain in place, in all configurations, as the support portions of the chocks of work rolls or intermediate rolls are placed substantially at the same level.
D'autre part, s'il est préférable, en cas de déplacement axial des cylindres, de déplacer en même temps les moyens de cambrage, ceux-ci pourraient aussi être logés dans des parties fixes des blocs hydrauliques, les pressions dans les différents cylindres étant alors réglées en fonction de la position du plan médian de l'empoise par rapport aux montants de la cage.On the other hand, if it is preferable, in the case of axial displacement of the rollers, to move the bending means at the same time, these could also be housed in fixed parts of the hydraulic blocks, the pressures in the various cylinders being then set according to the position of the median plane of the chock with respect to the amounts of the cage.
De même, le dispositif de déplacement axial des cylindres pourrait être utilisé en association avec des cylindres de travail ayant un profil curviligne de type 'CVC' pour réaliser une variation du bombé, ou encore, il pourrait être utilisé, de façon connue, avec des cylindres de travail présentant une partie de leur table usinée pour réaliser un contrôle de l'amincissement des rives des bandes laminées.Similarly, the device for axial displacement of the rollers could be used in combination with working rolls having a curvilinear profile of the 'CVC' type to achieve a variation of the crown, or it could be used, in known manner, with work rolls having part of their machined table to carry out a control of the thinning of the banks of the rolled strips.
On pourrait aussi, sans sortir du domaine de l'invention, utiliser un cylindre de soutien à enveloppe déformable, du type décrit, par exemple, dans le document
Par ailleurs, lorsqu'on utilise des cylindres de très petits diamètre associés à des moyens d'appui latéraux, comme dans le cas des
D'autre part, le laminoir tandem auquel s'applique l'invention peut être de tout type connu et pourrait comporter un nombre plus ou moins grand de cages.On the other hand, the tandem mill to which the invention applies may be of any known type and may include a greater or lesser number of cages.
D'ailleurs, l'invention a été décrite dans son application à la production de tôles pour l'industrie automobile mais peut s'appliquer à toute autre type de produit pour lequel il est intéressant d'élargir la gamme de production d'une installation, par exemple l'aluminium.Moreover, the invention has been described in its application to the production of sheets for the automotive industry but can be applied to any other type of product for which it is advantageous to expand the production range of an installation , for example aluminum.
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.The reference signs inserted after the technical features mentioned in the claims, are intended only to facilitate the understanding of the latter and in no way limit the scope.
Claims (29)
- Method for increasing the production range of an installation for cold rolling of strip-shaped metal products, said installation comprising at least two rolling stands (L1, L2) operating in tandem for progressively reducing the thickness of the product (M), each stand consisting of two housings (10) between which at least four stacked rolls, two back-up rolls (3, 3') and two work rolls (2, 2') respectively, are slidably mounted, in a direction parallel to a clamping plane (P1), each roll being mounted in a rotatable manner around its axis on two chocks, and means (15, 16) of applying a rolling force between said rolls with adjustment of their respective gaps allowing, for a given stand configuration, a certain rate of thickness reduction to be achieved, taking into account the dimensional, mechanical and metallurgical properties of the product (M), with said properties corresponding to a given production range, characterised in that at least one of the rolling stands is a convertible stand (4) of the type comprising means of quickly replacing a first pair of work rolls (2, 2') by two cassette-type assemblies (6, 6'), each comprising a pair of work rolls of smaller diameter (22, 22')(61, 61'), each associated with an intermediate roll (32, 32')(62, 62'), in that said convertible stand (4) is equipped with roll bending means (5, 5') mounted on support parts (40, 40') (42, 42') integral with the housings (10) of the stand (1) and projecting towards the clamping plane (P1), and in that, on each side of the rolling plane (P), said roll bending means (5, 5') and their support pieces are the same in the two configurations and remain in place in the housings (10) of the stand (1) so as to work respectively either in conjunction with back-up lugs (21, 24, 25) of the chocks of the work rolls (2, 22) in the first configuration or with back-up lugs (34, 71, 72) of the chocks (33, 71) of the intermediate rolls (32, 62) in the second configuration, said back-up lugs (21, 24, 25) (34, 71, 72) of the chocks (20, 33, 63) being arranged, in each of the configurations, substantially at the same level relative to the rolling plane (P), on each side of the latter, said convertible stand thus allowing, by retaining the same means (15, 16) of applying the rolling force and the same roll bending means (5, 5'), at least two configurations each suited to one production range to be provided, and, for rolling a product (M), selecting the configuration of the convertible stand as a function of the properties of said product (M) such that said product properties are included in the production range corresponding to the selected configuration.
- Method according to claim 1, characterised in that the configuration of the convertible stand is selected as a function of the hardness of the material constituting the product to be rolled.
- Method according to claim 2, characterised in that the change in configuration of the convertible stand enables an overall production range to be covered including products with a breaking limit after hot rolling ranging from less than 160 MPa to at least 1000 MPa.
- Method according to one of the preceding claims for increasing the production range of a rolling installation, said installation comprising at least two rolling stands (L1, L2), each associated with means of controlling at least one of the quality factors such as thickness regularity, flatness and surface roughness, characterised in that the configuration of at least one of the rolling stands (L1) is changed as a function of the dimensional, mechanical and metallurgical properties of the product (M) so as to maintain the same quality across the overall production range of the installation.
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that in order to adapt to the specific properties of a product (M) to be rolled, at least one convertible stand (L1) is converted from a four-high configuration comprising two work rolls (2, 2') supported on two back-up rolls (3, 3') to a six-high configuration comprising two work rolls (22, 22') supported, via two intermediate rolls (32, 32'), on the same back-up rolls (3, 3'), and vice versa.
- Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that in order to adapt to the specific properties of the product (M) to be rolled, at least one convertible stand (L1) is converted from a six-high configuration comprising two work rolls (22, 22') supported respectively, via a pair of first intermediate rolls (32, 32'), on a pair of back-up rolls (3, 3'), to an eight-high configuration comprising two work rolls (61, 61') supported respectively, via a pair of second intermediate rolls (62, 62'), on the same first intermediate rolls (32, 32') and the same back-up rolls (3, 3'), and vice versa.
- Method according to one of claims 5 and 6, characterised in that at least one convertible stand (L1) is equipped with removable lateral back-up means (8, 8') of the work rolls so as to allow the use, in an additional configuration, of work rolls (61, 61') of very small diameter that may be associated with lateral back-up means (8, 8').
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that the configuration of at least the first stand (L1) of the tandem rolling mill is changed in the strip travel direction.
- Method according to claim 8, characterised in that the first stand (L1) of the tandem mill is converted to a four-high configuration for rolling strip having a breaking limit less than or equal to 600 MPa.
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that at least the first stand (L1) of the tandem rolling mill is converted to a six-high configuration for rolling strip having a breaking limit equal to or greater than 600 MPa at the entry to the mill.
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that the configuration of the first (L1) and last (L4) stand of the rolling mill is changed.
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that the configuration of at least one intermediate stand (L2, L3) of the tandem mill is changed.
- Method according to one of claims 1 to 7, characterised in that the configuration of at least one intermediate stand (L2, L3) of the tandem mill is changed while retaining the configuration of the first (L1) and last (L4) stand of the rolling mill.
- Method according to one of the preceding claims, characterised in that the configuration of at least one of the stands (L1) of the tandem rolling mill is selected as a function of the mechanical and metallurgical properties of the product in order to achieve a reduction in thickness of at least 70% in one pass over the overall production range.
- Rolling installation for implementing the method according to one of the preceding claims, said installation comprising means of controlling the travel of the product (M) along a rolling plane (P), successively in at least two rolling stands (L1, L2) operating in tandem, each stand consisting of two housings (10) between which at least four stacked rolls, two back-up rolls (3, 3') and two work rolls (2, 2') respectively, are slidably mounted, in a direction parallel to a clamping plane, and means (15, 16) of applying a rolling force between said rolls with adjustment of their respective gaps, characterised in that at least one convertible stand (4) is equipped with means of quickly replacing a first pair of work rolls (2, 2') by two cassette-type assemblies (6, 6'), each consisting of a work roll (61, 61') of smaller diameter, associated with an intermediate roll (62, 62'), said convertible stand being thus provided with two possible configurations, a first configuration having at least four rolls adapted to a first production range, and a second configuration having at least six rolls adapted to a second production range, respectively, in that said convertible stand further comprises roll bending means (5,5') mounted on support parts (40, 40') (42, 42') integral with the housings (10) of the stand (1) and projecting towards the clamping plane (P1), and in that, on each side of the rolling plane (P), said roll bending means (5, 5') and their support parts are the same in the two configurations and remain in place in the housings (10) of the stand (1) so as to work either in conjunction with back-up lugs (21, 24, 25) of the chocks of work rolls (2, 22) in the first configuration or with back-up lugs (34, 71, 72) of the chocks of the intermediate rolls (32, 62) in the second configuration, respectively, said back-up lugs (21, 24, 25) (34, 71, 72) of the chocks (20, 33, 71) being arranged, in each of the configurations, substantially at the same level relative to the rolling plane (P), on each side of the latter.
- Installation according to claim 15, characterised in that the back-up lugs (21, 21') of the chocks (20, 20') of the work rolls (2, 2') in a first configuration are offset with respect to the roll axis, on the side opposite the rolling plane P, and in that the back-up lugs (34, 34') of the chocks (33, 33') of the intermediate rolls (32, 32') in a second configuration are offset towards the rolling plane (P) with respect to the roll axis, such that said lugs (21, 21') of the work rolls (2, 2') and (34, 34') of the intermediate rolls (32, 32') are arranged substantially at the same level and work in conjunction with the same bending means (5, 5').
- Installation according to claim 16, characterised in that the chocks (20, 20')(23, 23') of the work rolls (2, 2') and (22, 22') of the first and of the second configuration respectively, are slidably mounted between guiding faces (12a, 12b) provided at the ends of protruding parts (13a, 13b) integral with the housings (10) of the stand and supporting bending means (50, 50') that work only in conjunction with the work rolls (22, 22') of the second configuration.
- Installation according to claim 17, characterised in that the chocks (33, 33') of the intermediate rolls (32, 32') of the second configuration are slidably mounted, in a direction parallel to the clamping plane P1, between guiding faces (41) provided at the ends of support parts (40, 40') on which roll bending means (5, 5') of said intermediate rolls (32, 32') and of the work rolls (2, 2') of the first configuration are supported.
- Installation according to one of claims 15 to 18, characterised in that the support parts (40, 40') bearing the bending means (5, 5') of the work rolls (2, 2') of the first configuration and of the intermediate rolls (32, 32') of the second configuration, are slidably mounted, in a direction parallel to the roll axes and in opposite directions, above and beneath the rolling plane (P) respectively, in order to adjust the roll nip to the product width in each of the configurations.
- Installation according to one of claims 15 to 19, characterised in that the configuration change means allow the convertible stand (4) to be converted from a four-high configuration having two work rolls (2, 2') and two support rolls (3, 3') to a six-high configuration having two work rolls (22, 22'), two intermediate rolls (32, 32') and the same support rolls (3, 3').
- Installation according to claim 20, characterised in that the convertible stand (4) is equipped, in a first four-high configuration, with two back-up rolls (3, 3') and two work rolls (2, 2') of quite large diameter and, in a second six-high configuration, with the same support rolls (3, 3'), two work rolls of smaller diameter (22, 22') and two intermediate rolls (32, 32').
- Installation according to claim 15, characterised in that the chocks of the work rolls (22, 22') in a first configuration and of the intermediate rolls (62, 62') in a second configuration are slidably mounted between guiding faces (43, 43') provided at the ends of protruding support parts (42, 42') on which bending means (5, 5') are supported, and in that the chocks (23, 23') of the work rolls (22, 22') of the first configuration and the chocks (7, 7') of the intermediate rolls (62, 62') of the second configuration are each equipped with two pairs of offset back-up lugs (24, 25, 24', 25')(71, 72, 71', 72') projecting respectively above and below the support parts (42, 42') and supporting the same roll bending means (5, 5') mounted on the same support parts (42, 42') so as to act in a positive clearance direction or in a negative approach direction of the roll ends.
- Installation according to claim 22, characterised in that the configuration change means allow the convertible stand (4) to be converted from a six-high configuration comprising two work rolls (22, 22') supported respectively, via a pair of first intermediate rolls (32, 32'), on a pair of support rolls (3, 3') to an eight-high type configuration comprising two work rolls (61, 61') supported respectively, via a pair of second intermediate rolls (62, 62'), on the same first intermediate rolls (32, 32') and the same support rolls (3, 3').
- Installation according to claim 22, characterised in that the convertible stand (4) is equipped, in a six-high configuration, with a pair of back-up rolls (3, 3'), a pair of first intermediate rolls (32, 32') and a pair of work rolls (22, 22') and, in an eight-high configuration, with the same back-up rolls (3, 3') and the same first intermediate rolls (32, 32'), between which two cassette-type assemblies (6, 6') are intercalated, each consisting of a small-diameter work roll (61, 61') associated with a second intermediate roll (62, 62').
- Installation according to claim 24, characterised in that the chocks (33, 33') of the first intermediate rolls (32, 32') are slidably mounted between guiding faces (41) provided at the ends of two support parts (40, 40') which are slidably mounted parallel to the roll axes.
- Installation according to one of claims 24 and 25, characterised in that each cassette-type assembly (6, 6') of the eight-high configuration comprises a second intermediate roll (62, 62') having two necks, each supported by a holding frame (7, 7') in the form of a chock supporting a bearing (74) and a small-diameter work roll (61, 61') having two centring necks, each supported by an axial thrust bearing (75) accommodated in a box (76) connected to the frame (7, 7') holding said second intermediate roll (62, 62') by spring-type means (77) for pressing the work roll (61, 61') on said second intermediate roll (62, 62').
- Installation according to one of claims 23 to 26, characterised in that the convertible stand (4) is equipped with lateral back-up means (8, 8') mounted on housings (10) of the stand (1) and displaceable between two positions, a distant position for the six-high configuration and an engaged position for lateral back-up of each small diameter work roll (61, 61'), in the eight-high configuration.
- Installation according to claim 27, characterised in that in an X arrangement, each small-diameter work roll (61, 61') is held laterally by two sets of rollers (8a, 8b), each mounted on a support frame (81) which can slide along in a direction that is inclined relative to the rolling plane (P), on guide bars (82) fixed on the housings (10) of the stand (4).
- Installation according to claim 28, characterised in that in order to change from the eight-high configuration to the six-high configuration, the sets of rollers (8) are moved backwards in the guide bars (82) so as to free up the central space of the stand (4) in order to allow the withdrawal of the assemblies (6, 6') and their replacement by two large-diameter work rolls (22, 22').
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