FR2695049A1 - Evaluation of flatness in strip - and its application in rolling mills. - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative à l'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu. The invention relates to the evaluation of the flatness of a strip, in particular of a continuously developed metal strip.
Le fer blanc est fabriqué en continu sous forme de bande dans des installations de revêtement électrolytique qui comportent une planeuse. En sortie de la planeuse, la bande est soumise à une traction et lorsque le placage a été insuffisant, la bande s'incurve pour former un défaut appelé tuile. Ce défaut est observé visuellement ce qui a pour inconvénient qu'il n'est pas quantifié et qu'on peut difficilement utiliser cette observation pour ajuster le réglage de la planeuse. Tinplate is continuously produced in the form of a strip in electrolytic coating plants which include a leveler. At the exit of the leveler, the strip is subjected to a traction and when the plating has been insufficient, the strip curves to form a defect called a tile. This defect is observed visually, which has the disadvantage that it is not quantified and that this observation can hardly be used to adjust the setting of the leveler.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu qui soit automatique et qui puisse être utilisé pour agir sur le réglage de la ligne de fabrication. The aim of the present invention is to propose a method and a device for evaluating the flatness of a strip, in particular a continuously developed metal strip which is automatic and which can be used to act on the adjustment of the line. Manufacturing.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande prise suivant sa longueur, selon lequel
- on exerce une traction sur la portion de la bande,
- on détermine la distance d'une fibre médiane de la portion de la bande sensiblement équidistante des bords latéraux de la bande à un plan de référence substantiellement parallèle à la portion de bande,
- on détermine les distances de deux fibres latérales de la portion de bande situées de part et d'autre de la fibre médiane au plan de référence, et
- on calcule l'écart entre la distance de la fibre médiane au plan de référence et la moyenne des distances des fibres latérales au plan de référence, comme grandeur représentative de la planéité.To this end, the subject of the invention is a method for evaluating the flatness of a strip, in particular a metallic strip produced continuously by quantitative determination of a quantity representative of the flatness of a portion of the strip. taken along its length, according to which
- a traction is exerted on the portion of the strip,
the distance of a median fiber from the portion of the strip substantially equidistant from the lateral edges of the strip is determined at a reference plane substantially parallel to the strip portion,
the distances of two lateral fibers of the strip portion located on either side of the middle fiber to the reference plane are determined, and
- the difference between the distance from the middle fiber to the reference plane and the average distance from the lateral fibers to the reference plane is calculated as a quantity representative of the flatness.
L'invention a également pour objet un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu, par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande prise suivant sa longueur caractérisé en ce qu'il comporte trois dispositifs de mesure de distance placés suivant une ligne parallèle à la surface de la portion de bande de direction transversale par rapport à la bande, l'un des dispositifs de mesure étant placé au droit d'une fibre médiane de la portion de bande équidistante des bords de la bande et les deux autres dispositifs de mesure étant placés au droit de deux fibres latérales de la bande situées de part et d'autre de la fibre médiane, de manière à fournir des signaux représentatifs des distances respectives de la fibre médiane et des fibres latérales au dispositif de mesure correspondant ainsi que des moyens électroniques de traitement et d'enregistrement des signaux des dispositifs de mesure. The subject of the invention is also a device for evaluating the flatness of a strip, in particular a metallic strip produced continuously, by quantitative determination of a quantity representative of the flatness of a portion of the strip taken according to its length characterized in that it comprises three distance measuring devices placed along a line parallel to the surface of the portion of strip transverse to the strip, one of the measuring devices being placed in line with a middle fiber of the strip portion equidistant from the edges of the strip and the two other measuring devices being placed in line with two lateral fibers of the strip located on either side of the middle fiber, so as to provide signals representative of the respective distances of the middle fiber and the side fibers to the corresponding measuring device as well as electronic processing and recording means signals from the measuring devices.
De préférence, les moyens pour mesurer la distance des fibres de la portion de bande au dispositif de mesure sont des moyens de triangulation optique. Ces moyens sont constitués par exemple d'un laser et d'une caméra à réseau de photodiodes. Preferably, the means for measuring the distance of the fibers from the strip portion to the measuring device are optical triangulation means. These means consist for example of a laser and a photodiodes network camera.
Le dispositif peut comporter des moyens pour ajuster l'écartement des dispositifs de mesure placés au droit des fibres latérales de la bande. The device may include means for adjusting the spacing of the measuring devices placed in line with the lateral fibers of the strip.
L'invention concerne également une ligne de fabrication en continu d'une bande métallique comportant une planeuse et comportant en outre un dispositif d'évaluation de la planéité de la bande selon l'invention. The invention also relates to a continuous production line for a metal strip comprising a leveler and further comprising a device for evaluating the flatness of the strip according to the invention.
De préférence, le dispositif d'évaluation de la planéité de la bande est placé en sortie de la planeuse. Preferably, the device for evaluating the flatness of the strip is placed at the outlet of the leveler.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail en regard des figures annexées dans lesquelles
- La figure 1 est un schéma de principe du procédé selon l'invention.The invention will now be described in more detail with reference to the appended figures in which
- Figure 1 is a block diagram of the method according to the invention.
- La figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'évaluation de la planéité suivant l'invention disposé au-dessus d'une bande. - Figure 2 is a schematic perspective view of a flatness evaluation device according to the invention disposed above a strip.
- La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'évaluation de la planéité suivant une variante de réalisation. - Figure 3 is a cross-sectional view of a flatness evaluation device according to an alternative embodiment.
- La figure 4 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de mesure de distance d'un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, suivant l'invention. - Figure 4 is a schematic elevational view of a distance measuring device of a device for evaluating the flatness of a strip, according to the invention.
Lorsqu'une portion d'une bande mal planée est soumise à une traction longitudinale sa surface s'incurve si bien qu'en coupe transversale le profil de la bande présente une courbure. On dit que la bande prend une forme de tuile. Pour évaluer le défaut de planéité, il faut évaluer l'importance de la courbure. Pour celà on peut considérer (figure 1), le profil de la bande 1 et le comparer à un plan de référence 2, généralement parallèle à la surface de la bande. Le profil de la bande 1 est caractérisé par
- la distance d1 de la fibre médiane 3 de la bande 1 au plan de référence 2,
- les distances d2 et d3 des fibres latérales 4 et 5 de la bande 1 au plan de référence 2.When a portion of an improperly planed strip is subjected to longitudinal traction, its surface curves so that in cross section the profile of the strip has a curvature. The strip is said to take the form of a tile. To evaluate the flatness defect, it is necessary to evaluate the importance of the curvature. For this we can consider (Figure 1), the profile of the strip 1 and compare it to a reference plane 2, generally parallel to the surface of the strip. The profile of strip 1 is characterized by
- the distance d1 from the middle fiber 3 of the strip 1 to the reference plane 2,
- the distances d2 and d3 of the lateral fibers 4 and 5 from the strip 1 to the reference plane 2.
d2 + d3
La grandeur A = d1 - correspond à la
2 flèche du profil de la bande 1 et peut constituer une grandeur représentative de l'amplitude du défaut de planéité. Le signe de A donne le sens du défaut de tuile : si
A est négatif, la fibre médiane 3 est plus proche du plan 2 que les fibres latérales 4 et 5 ; et inversement si A est positif.d2 + d3
The quantity A = d1 - corresponds to the
2 arrow of the profile of the strip 1 and may constitute a quantity representative of the amplitude of the flatness defect. The sign of A gives the meaning of the tile defect: if
A is negative, the middle fiber 3 is closer to the plane 2 than the side fibers 4 and 5; and vice versa if A is positive.
Cette grandeur A peut être utilisée dans une ligne de fabrication d'une bande, par exemple d'une bande de fer blanc comportant une planeuse, pour ajuster les réglages de la planeuse. This quantity A can be used in a production line for a strip, for example a tin strip comprising a leveler, to adjust the settings of the leveler.
Pour celà, en sortie de la planeuse, on soumet une portion de la bande prise suivant sa longueur à une traction longitudinale et on fixe un plan de référence généralement parallèle à la surface de la bande. Le long d'une ligne du plan de référence transversale par rapport à la bande, on mesure les distances d1 d'une fibre médiane de la bande et d2 et d3 de deux fibres latérales de la bande situées de part et d'autre de la ligne médiane de la bande au plan de référence puis on calcule la grandeur
d2 + d3
A = d1 - . On utilise alors cette grandeur pour
2 ajuster les réglages de la planeuse.For this, at the exit from the leveler, a portion of the strip taken along its length is subjected to a longitudinal traction and a reference plane is generally fixed parallel to the surface of the strip. Along a line of the transverse reference plane with respect to the strip, the distances d1 of a middle fiber of the strip and d2 and d3 of two lateral fibers of the strip located on either side of the strip are measured. center line of the strip at the reference plane then we calculate the magnitude
d2 + d3
A = d1 -. We then use this quantity to
2 adjust the settings of the leveler.
Pour mettre en oeuvre ce procédé, on utilise un dispositif tel que celui qui est représenté à la figure 2 et qui comporte trois dispositifs de mesure 6, 7, 8 disposés en vis-à-vis d'une portion d'une bande 9 à la sortie d'une unité de fabrication telle qu'une planeuse. Les dispositifs 6, 7, 8 sont portés par un support 10 selon une ligne parallèle à une ligne transversale 11 de la bande et sont reliés à des moyens électroniques 12 de traitement des signaux émis par les dispositifs de mesure 6, 7, 8. Les moyens électroniques 12 effectuent le calcul de la grandeur A représentative de la planéité et assurent l'enregistrement des valeurs de cette grandeur ainsi que le réglage des paramètres de fonctionnement de la planeuse.Le moyen de mesure 7 est placé en regard de la ligne médiane longitudinale 13 de la bande 9 ou de la ligne de fabrication c'est-à-dire au droit de la fibre médiane de la bande. Les moyens de mesure 6 et 8 sont placés de part et d'autre du moyen de mesure 7, en regard des lignes latérales longitudinales 14 et 15 de la bande 9 c'est-àdire au droit de deux fibres latérales de la bande. Ces lignes sont situées à une faible distance des rives 16 et 17 de la bande 9. To implement this method, a device such as that shown in FIG. 2 is used, which comprises three measuring devices 6, 7, 8 arranged opposite a portion of a strip 9 to the output of a manufacturing unit such as a leveler. The devices 6, 7, 8 are carried by a support 10 along a line parallel to a transverse line 11 of the strip and are connected to electronic means 12 for processing the signals emitted by the measuring devices 6, 7, 8. The electronic means 12 carry out the calculation of the quantity A representative of the flatness and ensure the recording of the values of this quantity as well as the adjustment of the operating parameters of the leveler. The measuring means 7 is placed opposite the longitudinal center line 13 of the strip 9 or of the production line, that is to say in line with the middle fiber of the strip. The measuring means 6 and 8 are placed on either side of the measuring means 7, facing the longitudinal lateral lines 14 and 15 of the strip 9, that is to say in line with two lateral fibers of the strip. These lines are located a short distance from the edges 16 and 17 of the strip 9.
Les bandes fabriquées pouvant être de largeur diverses, le support 10 permet de régler l'écartement des dispositifs de mesure 6 et 8. Pour cela il comporte (figure 3) une poutre 18, parallèle à la surface de la bande, une vis sans fin 19 dont une moitié a son pas à droite et l'autre moitié son pas à gauche. La vis sans fin peut être entraînée en rotation par un moteur électrique 20 à l'aide d'un réducteur 21. Les moyens de mesure 6 et 7 sont accrochés à la vis sans fin 19 par des écrous 22 et 23 et sont immobilisés en rotation par une glissière 24. The manufactured strips can be of various widths, the support 10 makes it possible to adjust the spacing of the measuring devices 6 and 8. For this it comprises (FIG. 3) a beam 18, parallel to the surface of the strip, an endless screw 19 half of which is on the right and the other half on the left. The worm can be rotated by an electric motor 20 using a reducer 21. The measuring means 6 and 7 are attached to the worm 19 by nuts 22 and 23 and are immobilized in rotation by a slide 24.
Le moyen de mesure 7 est fixé immobile sur la poutre 18.The measuring means 7 is fixed stationary on the beam 18.
Les moyens de mesure 6, 7, 8 sont tous identiques et sont constitués d'un dispositif de triangulation optique comportant un laser 30 et une caméra 31 à réseau de photodiodes. The measuring means 6, 7, 8 are all identical and consist of an optical triangulation device comprising a laser 30 and a camera 31 with an array of photodiodes.
Le laser 30 émet un rayon lumineux 32 qui éclaire la bande 33 en un point A lorsque la bande 33 est loin du dispositif de mesure 34, ou en A' lorsque la bande 33 est plus proche du dispositif de mesure 34 dans une position 33'. The laser 30 emits a light beam 32 which illuminates the strip 33 at a point A when the strip 33 is far from the measuring device 34, or at A 'when the strip 33 is closer to the measuring device 34 in a position 33' .
La caméra 31 vise les points A et A'. Elle possède une optique 35 et un réseau de photodiodes 36. The camera 31 targets the points A and A '. It has an optics 35 and an array of photodiodes 36.
Lorsque la bande 33 est éloignée du dispositif de mesure 34, le point A éclairé par le laser 30 forme, à travers l'optique 35, une image B sur le réseau de photodiodes 36 et la caméra délivre un signal fonction de la position du point B. Lorsque la bande 33 est plus proche du moyen de mesure 34, le point A' forme, à travers l'optique 35, une image B' sur le réseau de photodiodes et la caméra délivre un signal fonction de la position du point B'. On obtient ainsi une relation entre la distance de la bande 33 au dispositif de mesure 34 et le signal délivré par les photodiodes. When the strip 33 is distant from the measuring device 34, the point A illuminated by the laser 30 forms, through the optics 35, an image B on the array of photodiodes 36 and the camera delivers a signal depending on the position of the point B. When the strip 33 is closer to the measuring means 34, the point A 'forms, through the optics 35, an image B' on the array of photodiodes and the camera delivers a signal depending on the position of the point B '. A relationship is thus obtained between the distance from the strip 33 to the measuring device 34 and the signal delivered by the photodiodes.
Les signaux de mesure peuvent être traités dans une unité de traitement et de commande électronique. The measurement signals can be processed in an electronic processing and control unit.
L'unité de traitement élabore un signal représentatif de la grandeur A à partir des signaux de mesure. Le signal peut être enregistré, affiché sous forme numérique ou utilisé pour effectuer un réglage ou une commande.The processing unit generates a signal representative of the quantity A from the measurement signals. The signal can be stored, displayed in digital form, or used to make an adjustment or control.
Un tel dispositif d'évaluation de la planéité peut être installé sur une ligne de fabrication de fer blanc. Such a flatness evaluation device can be installed on a tinplate production line.
Le fer blanc destiné à réaliser des emballages est fabriqué à partir d'une bande d'acier appelée fer noir qui passe dans une installation de revêtement électrolytique en continu. Le revêtement est de l'étain ou parfois du chrome. The tinplate used for packaging is made from a steel strip called black iron which passes through a continuous electrolytic coating installation. The coating is tin or sometimes chrome.
A l'entrée, ces lignes de revêtement électrolytiques comportent une planeuse suivie d'une zone dans laquelle une portion de la bande est soumise à une traction. At the entrance, these electrolytic coating lines include a leveler followed by an area in which a portion of the strip is subjected to traction.
Dans cette zone on installe un dispositif d'éva luationrde la planéité tel qu'il vient d'être décrit et on utilise le signal délivré par le dispositif d'évaluation de la planéité pour ajuster les réglages de la planeuse. In this zone, a flatness evaluation device is installed as described above and the signal delivered by the flatness evaluation device is used to adjust the settings of the leveler.
Un tel dispsoitif peut être utilisé sur d'autres lignes de fabrication de bandes d'acier telles que des laminoirs à froid ou des lignes d'électrozinguage. Such a device can be used on other steel strip production lines such as cold rolling mills or electrogalvanizing lines.
Dans le dispositif tel qu'il a été décrit, la mesure de distance de la bande à un plan de référence se fait par triangulation optique, mais d'autres moyens de mesure sont possibles tels que par exemple les moyens de mesure par induction. In the device as it has been described, the measurement of the distance from the strip to a reference plane is done by optical triangulation, but other measurement means are possible such as for example the induction measurement means.
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