FR2727041A1 - Procede et dispositif de controle de laminage a chaud de bande metallique, notamment d'acier , sous faible tension - Google Patents
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Abstract
Procédé de contrôle du laminage à chaud d'une bande métallique défilante, notamment d'une bande d'acier, dans une installation de laminage constituée de cages de laminage disposées le long du chemin de défilement de la bande, celle-ci étant en prise simultanément dans au moins deux cages successives, dans lequel, au cours du laminage, on mesure en continu la flèche que présente la bande entre lesdites cages sous l'effet de son propre poids et, au besoin, on agit sur les conditions de laminage pour maintenir la valeur de la flèche au voisinage d'une consigne prédéterminée. Dispositif associé pour mesurer la flèche de la bande. Application à la prévention de boucles pour le laminage sous très faible tension.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE LAMINAGE A CHAUD DE
BANDE METALLIQUE, NOTAMMENT D'ACIER, SOUS FAIBLE TENSION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle pour une installation de laminage à chaud en continu de bandes métalliques, notamment d'acier.
BANDE METALLIQUE, NOTAMMENT D'ACIER, SOUS FAIBLE TENSION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle pour une installation de laminage à chaud en continu de bandes métalliques, notamment d'acier.
D'une manière classique, une installation de laminage à chaud comprend de l'entrée des brames vers la sortie de bobines : un four à brames, des moyens de décalaminage, des moyens de laminage réversible pour fournir une ébauche de bande, une succession de cages de laminage montées en cascade et une bobineuse de bande.
Chaque cage de laminage comporte des cylindres de travail dont les conditions de fonctionnement, notamment la vitesse de rotation ou le couple, peuvent être pilotés à distance.
Entre les cages de laminage, on dispose généralement des rouleaux de soutien de bande.
Les cylindres de travail des cages et les rouleaux de soutien de bande définissent le chemin de défilement de bande dans l'installation de laminage.
Comme la bande qui sort d'une cage est destinée à rentrer dans la cage suivante, le produit de la section de la bande par sa vitesse à la sortie d'une cage est constant d'une cage à l'autre. En pratique, comme la largeur d'une bande est à peu près constante en cours de laminage, on appelle par extension débit de métal le produit de l'épaisseur de la bande par sa vitesse à la sortie de la cage.
Les conditions de fonctionnement d'une cage pour le laminage d'une bande peuvent être également définies par le débit de métal, ou la tension de la bande en amont et/ou en aval.
D'une manière classique, pour procéder au laminage à chaud d'une bande métallique à partir d'une ébauche de bande, on fait défiler ladite bande entre les cylindres de travail des cages de laminage installées en cascade et on pilote automatiquement en fixant les conditions de fonctionnement de chaque cage par une régulation, généralement basée sur un pré réglage.
On peut réguler l'installation de laminage sur la base d'une quelconque condition de fonctionnement, notamment sur la base d'une consigne de couple des cylindres, ou sur la base d'une consigne de débit de métal, ou encore sur la base d'une consigne de tension de la bande.
Par exemple, pour réguler l'installation de laminage sur la base d'une consigne de tension de la bande, on évalue en permanence la tension de la bande entre chaque cage et on adapte le pilotage des cages pour obtenir le niveau de tension requis.
Pour procéder à ce type de régulation, on effectue en ligne des mesures, notamment de vitesse et de couple des cylindres, ainsi que de force de laminage, et on effectue en temps réel des traitements de ces mesures qui permettent d'évaluer la valeur instantanée des paramètres de fonctionnement nécessaires à la régulation, en prenant en compte également des caractéristiques connues de la bande à laminer ou de l'installation de laminage. L'ensemble des systèmes de mesure et de traitement forme les moyens d'acquisition.
Ainsi, I'installation de laminage est dotée de moyens de contrôle, qui comprennent des moyens de pilotage, de régulation et d'acquisition.
Lors du laminage à chaud d'une bande, la largeur de la bande varie très peu mais cependant la bande laminée présente généralement des fluctuations de largeur sur toute sa longueur. Ces fluctuations de largeur sont dues à des strictions en cours de laminage et sont préjudiciables à la qualité de la bande.
Ainsi, en vue de fournir une bande laminée à un format prédéterminé en largeur, on prévoit de laminer avec une largeur de consigne légèrement supérieure au format pour s'affranchir de tout risque d'obtenir en un point de la bande une largeur inférieure au format, ce qui conduirait à mettre au rebut l'ensemble de la bande ; on cisaille ensuite les rives de bandes pour obtenir une bande de largeur constante au format prédéterminé.
On appelle "sur largeur" I'écart entre la largeur de consigne au laminage et la largeur de format.
On met au rebut les rives cisaillées, ce qui entraîne une perte de rendement matière proportionnelle à la "sur largeur".
Par ailleurs, lorsque l'on régule l'installation de laminage sur la base d'une consigne de débit de métal et qu'on évalue le débit de métal en considérant que la largeur de la bande est constante, comme indiqué précédemment, on constate des dérives de la régulation qui proviennent de ces fluctuations de largeur.
Pour limiter les phénomènes de striction de bande et les dérives de régulation de débit de métal au laminage, il est connu de laminer les bandes sous faible tension.
Mais il est particulièrement difficile dans ce cas d'évaluer la tension de la bande entre chaque cage pour réguler l'installation de laminage, notamment lorsque cette tension devient si faible qu'il se produit des boucles sur le trajet de la bande.
Comme la tension de la bande reste faible entre les cages de laminage, notamment lors de l'apparition de boucles qui provoquent une détente intermittente de la bande, la bande risque de traîner au contact d'équipements disposés dans les parties basses de l'installation et de s'endommager.
Afin de compenser les boucles de bande et de pouvoir mieux contrôler la tension de la bande en cours de laminage entre des cages de laminage successives, il est connu d'utiliser des moyens de déflexion, notamment des boucleurs, disposés sur le trajet de la bande entre chaque cage.
Les moyens de déflexion doivent supporter l'ambiance agressive au voisinage de la bande laminée à chaud : température élevée, vapeur d'eau, poussières.
Lorsqu'ils sont instrumentés, lesdits moyens de déflexion, notamment les boucleurs, servent aussi à évaluer la tension de la bande.
Un boucleur comprend par exemple un rouleau d'appui de bande monté sous le chemin de défilement de bande entre deux cages de laminage, dont l'axe de rotation est mobile perpendiculairement audit chemin de défilement et est soutenu aux extrémités au bout de deux bras parallèles pivotants. Le rouleau d'appui peut être motorisé. Chaque bras de soutien du rouleau est articulé à l'autre bout en un point d'ancrage du bâti de l'installation de laminage et monté libre de rotation dans un plan perpendiculaire à celui du chemin de défilement de bande. Le boucleur est également doté d'un dispositif de soulèvement du rouleau d'appui et peut être instrumenté pour mesurer la position verticale dudit rouleau et la force exercée par une bande en défilement sur ledit rouleau.
Le boucleur peut être désactivé quand le rouleau d'appui est maintenu en position basse sous le chemin de défilement de bande, de telle sorte qu'il n'est pas au contact d'une bande en cours de laminage.
A l'inverse, pour activer le boucleur au cours du laminage d'une bande entre deux cages de laminage, on met en oeuvre le dispositif de soulèvement du rouleau de maintien en position haute pour qu'il vienne au contact de la bande en défilement, exerce sur ladite bande une pression de soulèvement et empêche ainsi l'apparition de boucles.
Dans le cas de l'utilisation d'un boucleur du type précédemment décrit pour compenser les boucles et pour contrôler la tension d'une bande en cours de laminage sous faible tension entre deux cages de laminage successives,
- pendant la phase d'engagement de la bande entre les deux cages, en début de laminage, on maintient le boucleur en position basse;
- dès que la bande est engagée, en cours de laminage, on active le boucleur en position haute et, sous l'effet de la pression de soulèvement exercée par le rouleau d'appui sous la bande en défilement, le trajet de la bande est dévié vers le haut et forme une boucle permanente ou déflexion de hauteur variable suivant la tension de la bande ; ainsi, à l'apparition d'une boucle, le rouleau d'appui se soulève pour compenser immédiatement ladite boucle, alors que la pression de soulèvement du rouleau maintient la bande suffisamment tendue entre les deux cages ; on peut mesurer la positon verticale du rouleau d'appui pour évaluer la longueur de bande accumulée entre les deux dites cages de laminage et on peut mesurer la force exercée par la bande en défilement sur ledit rouleau pour évaluer la tension de la bande
- juste avant le dégagement de la bande d'entre les deux cages, en fin de laminage, on abaisse le boucleur en position basse, notamment pour éviter pour éviter un effet de tremplin au passage de la fin de bande, qui risque d'endommager les cylindres des cages de laminage.
- pendant la phase d'engagement de la bande entre les deux cages, en début de laminage, on maintient le boucleur en position basse;
- dès que la bande est engagée, en cours de laminage, on active le boucleur en position haute et, sous l'effet de la pression de soulèvement exercée par le rouleau d'appui sous la bande en défilement, le trajet de la bande est dévié vers le haut et forme une boucle permanente ou déflexion de hauteur variable suivant la tension de la bande ; ainsi, à l'apparition d'une boucle, le rouleau d'appui se soulève pour compenser immédiatement ladite boucle, alors que la pression de soulèvement du rouleau maintient la bande suffisamment tendue entre les deux cages ; on peut mesurer la positon verticale du rouleau d'appui pour évaluer la longueur de bande accumulée entre les deux dites cages de laminage et on peut mesurer la force exercée par la bande en défilement sur ledit rouleau pour évaluer la tension de la bande
- juste avant le dégagement de la bande d'entre les deux cages, en fin de laminage, on abaisse le boucleur en position basse, notamment pour éviter pour éviter un effet de tremplin au passage de la fin de bande, qui risque d'endommager les cylindres des cages de laminage.
Ainsi, le boucleur empêche l'apparition de boucles intermittentes et permet de contrôler la tension de la bande en cours de laminage.
Ainsi, pour procéder au laminage à chaud d'une bande métallique à partir d'une ébauche de bande, on fait défiler ladite bande successivement dans des cages de laminage installées en cascade, on infléchit, à l'aide de moyens de déflexion, le trajet de la bande entre chaque cage pour maintenir une tension faible de la bande et on régule l'installation de laminage selon un procédé de régulation qui comprend le contrôle de la tension de la bande entre chaque cage.
Ainsi enfin, dans une telle installation de laminage qui comporte, entre les cages, des rouleaux d'appui de bande à axe pivotant, notamment pour servir de boucleur, le chemin de défilement n'est pas fixe du fait des mouvements verticaux desdits rouleaux-boucleurs en cours de laminage.
Les moyens de déflexion, notamment les boucles du type précédemment décrits, présentent plusieurs inconvénients:
- ils sont coûteux à l'achat et à l'entretien;
- ils sont inefficaces pendant les phases d'engagement et de dégagement de la bande, puisqu'il est nécessaire de les désactiver en position basse pendant ces phases
- ils risquent de marquer la bande par contact.
- ils sont coûteux à l'achat et à l'entretien;
- ils sont inefficaces pendant les phases d'engagement et de dégagement de la bande, puisqu'il est nécessaire de les désactiver en position basse pendant ces phases
- ils risquent de marquer la bande par contact.
Par ailleurs, entre les deux cages de laminage, I'installation de laminage comporte souvent des moyens de décalaminage de la bande. en défilement, qui ne peuvent fonctionner correctement si le chemin de défilement de bande n'est pas fixe.
En effet, d'une manière classique, ces moyens de décalaminage comportent des rampes de pulvérisation d'eau sous haute pression sur toute la largeur du chemin de défilement, qui sont disposées en position verticale fixe; pour décalaminer avec homogénéité et efficacité, la surface à décalaminer doit se présenter à distance constante desdites rampes.
Or, en utilisant des moyens de déflexion, notamment des boucleurs tel que décrits ciaessus, le chemin de défilement de bande n'est pas fixe et il n'est pas possible de décalaminer avec homogénéité et efficacité la surface de la bande en défilement.
Enfin, même lorsqu'on lamine une bande sous faible tension grâce à des moyens de déflexion, il reste difficile d'éviter des strictions de bande ou des dérives de régulation, telles que précédemment décrites.
L'invention a pour but d'améliorer la régulation au laminage, la qualité géométrique des bandes laminées, en terme de largeur constante, et la qualité de surface des bandes laminées en termes d'absence de marquage et d'homogénéité de décalaminage.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de contrôle du laminage à chaud d'une bande métallique défilante, notamment d'une bande d'acier, dans une installation de laminage constituée de cages de laminage disposées le long du chemin de défilement de la bande, celle-ci étant en prise simultanément dans au moins deux cages successives, caractérisé en ce que, au cours du laminage, on mesure en continu la flèche que présente la bande entre lesdites cages sous l'effet de son propre poids et au besoin en ce qu'on agit sur les conditions de laminage pour maintenir la valeur de la flèche au voisinage d'une consigne prédéterminée.
Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, on régule simultanément les conditions de laminage en maintenant la tension de la bande à un niveau inférieur ou égal à 105 Pa.
A cet effet, I'invention a encore pour objet un dispositif de contrôle du bminage pour une installation de laminage à chaud de bandes métalliques composée d'une pluralité de cages de laminage, disposées les unes à la suite des autres le long du chemin de défilement de la bande à laminer, ledit dispositif comprenant des moyens de pilotage et de régulation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de la flèche que présente la bande sous l'effet de son propre poids entre deux cages successives dans lesquelles elle est simultanément en prise, lesdits moyens étant reliés aux moyens de pilotage et de régulation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les dits moyens de mesure de la flèche verticale du trajet de bande en prise dans deux cages successives comportent
- un arbre horizontal libre de rotation sur lui-même et s'étendant transversalement par rapport à la direction de défilement de bande,
- un bras pivotant, solidaire de l'arbre, s'étendant dans le sens de défilement de la bande et présentant une extrémité libre reposant sur la bande à l'aide d'un palpeur,
- un capteur de mesure d'angle de rotation dudit arbre relié auxdits moyens de pilotage et de régulation.
- un arbre horizontal libre de rotation sur lui-même et s'étendant transversalement par rapport à la direction de défilement de bande,
- un bras pivotant, solidaire de l'arbre, s'étendant dans le sens de défilement de la bande et présentant une extrémité libre reposant sur la bande à l'aide d'un palpeur,
- un capteur de mesure d'angle de rotation dudit arbre relié auxdits moyens de pilotage et de régulation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention:
- le palpeur prend appui sur la bande à mi-distance environ des deux cages successives.
- le palpeur prend appui sur la bande à mi-distance environ des deux cages successives.
- la longueur dudit bras, entre l'arbre et le palpeur, est supérieure ou égale à 1,5 fois la distance qui sépare ledit arbre du chemin de défilement de bande.
- en position de mesure, la face du palpeur qui est orientée vers la bande en défilement forme avec la face correspondante de l'extrémité libre dudit bras une surface lisse continue approximativement tangente au chemin de défilement de bande.
- le palpeur est constitué par un patin qui repose sur la bande par l'intermédiaire d'un coussin d'air et comporte à cet effet une base percée de trous d'échappement d'air connectée à des moyens d'alimentation en air comprimé.
- la base dudit patin présente une forme incurvée convexe dans la direction de défilement de bande.
- ledit arbre et ledit bras sont tubulaires creux et servent à alimenter en air comprimé ledit patin.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique latérale, en coupe par le milieu du chemin de défilement de bande, de deux cages successives de l'installation de laminage entre lesquelles sont disposés des moyens de mesure de flèche de bande selon l'invention.
- la figure 1 est une vue schématique latérale, en coupe par le milieu du chemin de défilement de bande, de deux cages successives de l'installation de laminage entre lesquelles sont disposés des moyens de mesure de flèche de bande selon l'invention.
- la figure 2 est une vue latérale des moyens de mesure de flèche de bande.
- la figure 3 est une vue de dessus, en coupe selon la direction 111-I Il indiquée à la figure 1, des moyens de mesure de flèche de bande.
- la figure 4 est une vue de détail de dessous du patin des moyens de mesure de flèche de bande.
L'installation de laminage de bande métallique à partir d'une ébauche de bande comprend plusieurs cages de laminage disposées en cascade et un dispositif de contrôle selon l'invention.
Selon une variante de l'invention, I'installation comporte également des rouleaux d'appui de bande, disposés entre les cages, montés sur des axes dont la position ne varie pas en cours de laminage.
Chaque cage comporte deux cylindres de travail, est connue en ellemême et ne sera pas décrite ici en détail.
On appelle chemin de défilement de bande le trajet théorique qu'aurait une bande parfaitement tendue entre les cages, éventuellement supportée par des rouleaux d'appui ; une bande parfaitement tendue entre deux points d'appui, cylindre ou rouleau, présente par définition une flèche nulle.
On considère que les mouvements de réglages de l'écartement des cylindres en cours de laminage ne modifient pas sensiblement le chemin de défilement, qui peut donc être qualifié de "quasiment fixe".
Ainsi défini, le chemin de défilement de bande de l'installation de laminage reste toujours quasiment fixe en cours de laminage, contrairement à celui des installations précédemment décrites qui présentent des moyens de déflexion de bande, notamment des boucles dont l'axe de rotation est mobile en cours de laminage.
Ledit dispositif de contrôle comprend des moyens d'acquisition, de régulation et de pilotage de ladite installation.
Les moyens de pilotage sont connus en eux mêmes pour piloter le fonctionnement de chaque cage, en particulier la vitesse de rotation et le couple des cylindres.
Les moyens de régulation sont connus en eux-mêmes pour réguler le pilotage de l'installation de laminage à partir des éléments d'évaluation fournis par les moyens d'acquisition, notamment sur la base de consignes de couple, ou de débit de métal, ou de tension de bande.
Les moyens d'acquisition sont des moyens d'acquisition connus en eux-mêmes, comprenant des capteurs de mesure de couple et de vitesse des cylindres des cages, qui ont été adaptés par l'adjonction de moyens de mesure de la flèche verticale du trajet de bande entre les cages de l'installation.
Lorsque, entre certaines cages, I'installation de laminage comporte des rouleaux d'appui de bande dont l'axe de rotation est fixe, lesdits moyens de mesure sont disposés entre deux rouleaux successifs.
La figure 1 représente deux cages successives de l'installation, de type quarto, désignées dans leur ensemble par les références 1 et 2, dont les bâtis respectifs 3 et 4 supportent des cylindres de laminage qui définissent le chemin de défilement de bande entre lesdites cages.
De manière classique, de chaque côté du chemin de défilement de bande, le bâti 3 comporte deux montants verticaux 3A, 3B pour soutenir les extrémités opposées des axes des cylindres.
Selon l'invention et en se reportant aux figures 2 à 4, les moyens de mesure de la flèche verticale du trajet de bande entre lesdites cages 1 et 2, sont fixés sur des montants 3A, 3B du bâti 3 au dessus du chemin de défilement de bande, et comportent
- deux plaques de support identiques 11 fixées à la même hauteur et face à face sur les deux montants verticaux 3A, 3B opposés dudit bâti,
- un arbre 5 horizontal, monté libre de rotation sur lui-même, s'étendant transversalement au dessus du chemin de défilement de bande, et soutenu à ses extrémités par les plaques de support 11,
- un bras pivotant 6 perpendiculaire à l'arbre 5 fixé à une extrémité en une portion dudit arbre 5 par des moyens d'accouplement 7, dont l'autre extrémité est libre.
- deux plaques de support identiques 11 fixées à la même hauteur et face à face sur les deux montants verticaux 3A, 3B opposés dudit bâti,
- un arbre 5 horizontal, monté libre de rotation sur lui-même, s'étendant transversalement au dessus du chemin de défilement de bande, et soutenu à ses extrémités par les plaques de support 11,
- un bras pivotant 6 perpendiculaire à l'arbre 5 fixé à une extrémité en une portion dudit arbre 5 par des moyens d'accouplement 7, dont l'autre extrémité est libre.
- un palpeur de bande 8, solidaire de l'extrémité libre dudit bras 6,
- un capteur de mesure d'angle de rotation 10 dudit arbre 5,
- des moyens de relèvement de l'extrémité libre du bras 6 (qui ne sont pas représentés ici),
Chaque plaque de support 11 est disposée verticalement dans la direction de défilement de la bande et est traversée par une extrémité de l'arbre 5.
- un capteur de mesure d'angle de rotation 10 dudit arbre 5,
- des moyens de relèvement de l'extrémité libre du bras 6 (qui ne sont pas représentés ici),
Chaque plaque de support 11 est disposée verticalement dans la direction de défilement de la bande et est traversée par une extrémité de l'arbre 5.
Les deux extrémités de l'arbre 5 sont montées libres de rotation sur des paliers 12 solidaires des plaques de support 11.
Le bras pivotant 6 s'étend de son extrémité fixée vers son extrémité libre dans le sens de défilement de bande représenté par la flèche sur les figures 2 et 3.
La longueur du bras pivotant 6 est supérieure à la distance verticale qui sépare l'arbre 5 du chemin de défilement de bande ; avantageusement, la longueur dudit bras 6 est égale à 1,5 fois ladite distance.
Avantageusement, la longueur du bras 6 et celles des plaques de support 11 sont telles que, en cours de mesure, le palpeur 8 fixé en bout de bras 6 est environ équidistant des cages 1 et 2.
Avantageusement, le bras 6 se présente sous la forme de plusieurs segments emboîtés.
La fixation du palpeur 8 à l'extrémité du bras 6 est telle que, lorsqu'il se trouve proche d'une bande en défilement, sa base est approximativement horizontale.
Avantageusement, en position de mesure, la face du palpeur 8 qui est orientée vers la bande en défilement forme avec la face inférieure de l'extrémité libre du bras 6 une surface lisse continue approximativement tangente au chemin de défilement de bande.
Les moyens d'accouplement 7 pour fixer le bras pivotant 6 sur l'arbre 5 sont connus en eux-mêmes et ne sont pas décrits ici en détail les moyens d'accouplement 7 sont de préférence positionnés sur l'arbre 5 pour être approximativement centrés par rapport à la largeur du chemin de défilement de bande.
Le capteur 10 de mesure d'angle de rotation de l'arbre 5 est monté à une extrémité dudit arbre 5, est fixé sur la plaque de support 11 correspondante et est relié aux moyens d'acquisition et de régulation; ledit capteur 10 est connu en lui-même et n'est pas décrit ici en détail.
Les moyens de relèvement du bras 6 ne sont pas décrits ici en détail, sont commandables à distance et sont d'un type connu en lui-même pour le relèvement de bras pivotants.
Le dispositif selon l'invention comprend encore une butée haute et une butée basse, non représentées, pour limiter les mouvements du bras 6 autour de l'arbre 5.
Le palpeur de bande 8 est adapté d'une manière connue en elle-même pour suivre la surface d'une bande en défilement entre les cages 1 et 2, au contact direct ou à distance environ constante de ladite bande.
De préférence, le palpeur 8 est du type sans contact.
De préférence et en se reportant aux figures 2 et 3, le palpeur 8 sans contact est constitué par un patin destiné à reposer sur la bande en défilement par l'intermédiaire d'un coussin d'air, et se présente sous la forme d'une boîte fermée dont la base est percée de trous 9 d'échappement d'air, fixé solidairement par un coté de ladite boîte à l'extrémité libre dudit bras 6 (les trous 9 sont représentés sur la figure 4),
Ledit patin relié est alors à une canalisation 14 d'alimentation en air comprimé par l'intermédiaire de moyens d'alimentation en air comprimé
Lorsqu'une bande défile entre les cages 3 et 4 et que ledit patin est libre de rotation autour de l'arbre 5 et est alimenté en air comprimé, ledit patin est soumis à une force d'application contre ladite bande, au moins sous l'effet de son propre poids, et à une force opposée de réaction sous l'effet de l'échappement d'air par les trous 9 dans l'intervalle qui sépare la base du patin de la bande.
Ledit patin relié est alors à une canalisation 14 d'alimentation en air comprimé par l'intermédiaire de moyens d'alimentation en air comprimé
Lorsqu'une bande défile entre les cages 3 et 4 et que ledit patin est libre de rotation autour de l'arbre 5 et est alimenté en air comprimé, ledit patin est soumis à une force d'application contre ladite bande, au moins sous l'effet de son propre poids, et à une force opposée de réaction sous l'effet de l'échappement d'air par les trous 9 dans l'intervalle qui sépare la base du patin de la bande.
Les trous 9 pratiqués dans la base du patin sont conçus d'une manière connue en elle-même pour créer un coussin d'air d'épaisseur à peu près constante entre ledit patin et ladite bande.
De préférence, I'épaisseur dudit coussin d'air est comprise entre 2 et 3 mm.
Avantageusement, la base du patin est légèrement convexe et incurvée dans la direction de défilement de la bande, pour que, quels que soient les débattement possibles en hauteur de la bande et donc du patin, la distance qui sépare le patin de ladite bande reste à peu près constante grâce au coussin d'air. Dans une installation classique de laminage à chaud d'acier, I'amplitude desdits débattements peut atteindre 200 mm vers le haut ou vers le bas.
Avantageusement, le sommet du patin présente également des trous d'échappement d'air comprimé qui permettent d'augmenter la force d'application du patin contre la bande sans augmenter l'inertie du palpeur 8.
Avantageusement, L'arbre 5 et le bras 6 sont réalisés ici en deux tubes creux qui servent de moyens d'alimentation en air comprimé du patin et les moyens d'accouplement 7 sont adaptés d'une manière connue en elle-même pour réaliser la connexion du circuit d'air comprimé entre les deux tubes ; le tube que forme l'arbre 5 ne débouche qu'à une extrémité, opposée à celle sur laquelle est monté le capteur 10, sur un embout 13 de raccordement à la canalisation 14 d'alimentation en air comprimé ; cet embout 13 comporte un joint tournant pour maintenir libre la rotation de l'arbre tubulaire 5, est connu en lui-même et n'est pas décrit ici en détail ainsi, les moyens d'alimentation en air comprimé du patin comprennent successivement l'embout 13, L'arbre 5, les moyens d'accouplement 7 et le bras pivotant 6.
Les moyens d'alimentation en air comprimé du patin peuvent être réalisés selon d'autres conceptions connues en elles-mêmes sans se départir de la présente invention.
Selon d'autres variantes de l'invention, le palpeur 8 peut comporter un galet de faible inertie destiné à rouler librement au contact de la bande en défilement.
Selon une variante de l'invention, les moyens de mesure de la flèche verticale du trajet de bande comportent un dispositif d'amortissement des mouvements de l'extrémité libre du bras 6, par exemple à bain d'huile, qui peut être monté en bout d'arbre 5.
Sans se départir de la présente invention, les moyens de mesure de la flèche verticale du trajet de bande peuvent être d'un autre type que ceux précédemment décrits et/ou être fixés en dessous du chemin de défilement de bande.
Par exemple dans le cas où ces moyens sont fixés sous le chemin de défilement de bande, le bras 6 est prolongé au delà de l'arbre 5 et soutient, à l'extrémité opposée au palpeur 8, un contrepoids qui permet d'appliquer le palpeur 8 contre la bande en défilement.
On va maintenant décrire le laminage à chaud sous faible tension d'une bande métallique B dans l'installation de laminage dotée du dispositif de contrôle selon l'invention, qui comprend les moyens d'acquisition, de régulation et de pilotage précédemment décrits, adaptés par l'adjonction de moyens de mesure de la flèche verticale de bande entre les cages.
On met en position basse les palpeurs 8 des moyens de mesure de position verticale de bande entre les différentes cages de l'installation, en désactivant les moyens de relèvement, et on alimente en air comprimé les patins à l'aide des moyens d'alimentation en air comprimé.
Avant engagement de la bande B dans l'installation, tous les pal peurs 8 sont alors en butée basse.
Dès l'engagement de la bande dans ladite installation, on mesure en continu le couple et la vitesse des cylindres de chaque cage de laminage grâce aux capteurs de mesure de couple et de vitesse des moyens d'acquisition.
Après l'engagement de la bande B dans la cage 1 et avant son engagement dans la cage 2, on régule et on pilote d'une manière connue en elle-même le fonctionnement des cages 1 et 2, par exemple sur la base d'une consigne de couple.
La valeur de consigne de couple est déterminée d'une manière connue en ellernême qui n'est pas décrite ici en détail.
Grâce au profil de l'extrémité libre du bras 6 et de la base du palpeur 8 qui est approximativement tangent au chemin de- défilement de bande, le palpeur 8 est soulevé par la tête de bande sans être arraché au moment de l'engagement et se trouve immédiatement en position de mesure en suivant la bande à distance à peu près constante.
Dés l'engagement de la bande B dans la cage 2, on régule et on pilote d'une manière connue en elle même le fonctionnement de la cage 1 sur b base d'une consigne de débit de métal ou de tension de la bande B entre les deux cages, de préférence de telle sorte que la tension de la bande B entre les deux cages reste inférieure ou égale à 105 Pa.
Pendant ce temps, le patin, suspendu sur coussin d'air, suit toujours la bande B en défilement sans la toucher, donc sans risquer d'endommager sa surface, et on peut, grâce aux mouvements du palpeur 8, mesurer en continu la flèche verticale du trajet de la bande entre les cages 1 et 2.
En effet, en régime permanent et en l'absence de boucle intermittente, la trajectoire de la bande B, soumise à son propre poids et à une faible tension entre les cages 1 et 2, présente une flèche verticale vers le bas, tel que représenté à la figure 1, qui varie en sens inverse de la tension de la bande entre lesdites cages 1 et 2.
Toute variation de la tension de la bande B donne donc lieu à un changement de position verticale de la bande au niveau du palpeur 8, donc à un changement de position verticale du palpeur 8 lui-même, transmise au capteur 10 par l'intermédiaire du bras 6 et de l'arbre 5 et le capteur 10 de mesure d'angle de rotation délivre aux moyens de régulation un signal proportionnel au changement de tension de la bande.
De la même façon, I'apparition d'une boucle intermittente donne lieu à un changement de la position verticale de la bande au niveau du palpeur 8 et est de la même façon détectée puis transmise aux moyens de régulation qui agissent sur les moyens de pilotage en vue d'éliminer b boucle.
On pilote et on régule alors l'installation de laminage en maintenant ladite flèche mesurée proche d'une valeur de consigne prédéterminée.
Ladite valeur de consigne de flèche peut être typiquement de l'ordre de 20 mm.
Avantageusement, il devient ainsi possible de piloter l'installation sur la base d'une consigne de tension ou de débit de métal en restant toujours très proche du seuil d'apparition de boucle, c'est à dire du seuil de détente tout en évitant tout risque d'apparition de boucle.
Ainsi, on a constaté qu'il devenait possible de piloter l'installation à un niveau très faible de tension de la bande tout en évitant les boucles.
De préférence, on choisit un niveau de tension de bande inférieur ou égal à 105 Pa.
Grâce à l'invention, on peut alors laminer des bandes quasiment sans striction et supprimer presque complètement les fluctuations de largeur de bande en cours de laminage.
Cet avantage conduit notamment à une amélioration du rendement matière au laminage.
En fin de laminage de la bande B, après le désengagement de la cage 1, le palpeur 8, qui n'est plus supporté par la bande, redescend contre sa butée basse.
Lorsque l'on souhaite désactiver les moyens de mesure de la flèche verticale de trajet de bande, on met en oeuvre les moyens de relèvement de l'extrémité du bras 6, de telle sorte que, quel que soit le cheminement d'une bande en cours de laminage ou en phase d'engagement ou de désengagement, ladite bande ne risque jamais de venir heurter le palpeur 8.
Par ailleurs, grâce aux moyens de mesure de la flèche verticale de bande, la position verticale de la bande est très stable entre les cages, non seulement parce qu'on évite les boucles intermittentes mais aussi parce que lesdits moyens de mesure n'ont aucune incidence directe sur le trajet de la bande contrairement aux moyens de déflexion précédemment décrits.
Typiquement, la flèche verticale mesurée varie de 10 mm autour de sa valeur de consigne en cours de laminage.
Lorsque l'installation de laminage comporte des moyens de décalaminage entre les cages, notamment des rampes fixes d'aspersion d'eau sous pression, on peut procéder au décalaminage d'une manière homogène et contrôlée grâce à la grande stabilité verticale de la bande, la distance entre lesdites rampes et la bande étant en effet constante. On a constaté en outre que la mesure de flèche de bande réalisée selon l'invention traduisait aussi la qualité du décalaminage.
Ainsi, grâce au procédé et au dispositif de contrôle selon l'invention, on améliore sensiblement la régulation au laminage, la qualité géométrique des bandes laminées, en terme de largeur constante, et la qualité de surface des bandes laminées en termes d'absence de marquage et d'homogénéité de décalaminage.
Selon une variante du procédé de contrôle du laminage selon l'invention, il est possible d'améliorer la précision et la fiabilité da la mesure de flèche de la bande, notamment en dotant le sommet du patin de trous d'échappement d'air comprimé, ou en dotant les moyens de mesure d'un dispositif d'amortissement des mouvements du palpeur 8.
Grace à l'invention, on peut laminer une bande en limitant les fluctuations de tension de la bande à moins de 0,2 i 105 Pa.
Lorsque le bras 6 présente plusieurs segments embottés et qu'un incident au laminage provoque l'arrachement des palpeurs 8 de bande, les segments du bras 6 se déboîtent sans dislocation mécanique et les moyens de mesure de flèche peuvent être rapidement remontés.
Claims (10)
1.- Procédé de contrôle du laminage à chaud d'une bande métallique défilante, notamment d'une bande d'acier, dans une installation de laminage constituée de cages de laminage disposées le long du chemin de défilement de la bande, celle-ci étant en prise simultanément dans au moins deux cages successives, caractérisé en - ce que, au cours du laminage, on mesure en continu la flèche que présente la bande entre lesdites cages sous l'effet de son propre poids et, en ce que, au besoin, on agit sur les conditions de laminage pour maintenir la valeur de la flèche au voisinage d'une valeur de consigne prédéterminée.
2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on régule simultanément les conditions de laminage de manière à maintenir la tension de la bande à un niveau inférieur ou égal à 105 Pa.
3.- Dispositif de contrôle du laminage pour une installation de laminage à chaud de bandes métalliques composée d'une pluralité de cages de laminage, disposées les unes à la suite des autres le long du chemin de défilement de la bande à laminer, ledit dispositif comprenant des moyens de pilotage et de régulation de l'installation de laminage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de mesure de la flèche que présente la bande sous l'effet de son propre poids entre deux cages successives dans lesquelles elle est simultanément en prise, lesdits moyens de mesure étant reliés aux moyens de pilotage et de régulation.
4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dits moyens de mesure de la flèche de la bande en prise dans deux cages successives (1, 2) comportent:
- un arbre horizontal (5) libre de rotation sur lui-même et s'étendant transversalement par rapport à la direction de défilement de bande,
- un bras pivotant (6), solidaire de l'arbre (5), s'étendant dans le sens de défilement de la bande et présentant une extrémité libre reposant sur la bande à l'aide d'un palpeur (8),
- un capteur (10) de mesure d'angle de rotation dudit arbre (5) relié auxdits moyens de pilotage et de régulation.
5.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le palpeur (8) prend appui sur la bande à mi-distance environ desdites deux cages successives (1, 2).
6.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la longueur dudit bras (6), entre l'arbre (5) et le palpeur (8), est supérieure ou égale à 1,5 fois la distance qui sépare ledit arbre (5) du chemin de défilement de bande.
7.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que, en position de mesure, la face du palpeur (8) qui est orientée vers la bande en défilement forme avec la face correspondante de l'extrémité libre dudit bras (6) une surface lisse continue approximativement tangente au chemin de défilement de bande.
8.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le palpeur (8) est constitué par un patin qui repose sur la bande par l'intermédiaire d'un coussin d'air et comporte, à cet effet, une base percée de trous (9) d'échappement d'air connectée à des moyens d'alimentation en air comprimé.
9.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la base dudit patin présente une forme incurvée convexe dans la direction de défilement de bande.
10.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit arbre (5) et ledit bras (6) sont tubulaires creux et servent à alimenter en air comprimé ledit patin.
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| FR9413784A FR2727041B1 (fr) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Procede et dispositif de controle de laminage a chaud de bande metallique, notamment d'acier , sous faible tension |
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1994
- 1994-11-18 FR FR9413784A patent/FR2727041B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2727041B1 (fr) | 1996-12-13 |
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