PROCEDE ET INSTALLATION D'INSPECTION D'UNE BANDE ENROULEE

L'invention a pour objet un procédé et une installation d'inspection des deux faces d'une bande enroulée en bobine, en particulier pour vérifier la qualité d'une bande de tôle après laminage.

On sait que, à l'issue du laminage, la bande de tôle laminée peut présenter certains défauts d'aspect qui peuvent être dus, par exemple, à une légère variation d'épaisseur dans le sens transversal, provenant de la déformation et de l'usure des cylindres et/ou du cédage de la cage, ou bien à des marques laissées par les cylindres de travail, certains défauts pouvant aussi être dus aux cylindres de soutien ou à la cage elle-même.

Ces défauts d'aspect se reproduisent sur chaque face, dans la direction longitudinale de laminage, avec une période correspondant au développement, dans cette direction, de la circonférence des cylindres.

Or, il est de plus en plus nécessaire de livrer des tôles ayant une qualité de surface et, d'une façon générale, un aspect aussi parfaits que possible. Pour cela, il faut donc vérifier l'état de surface de la bande de tôle à l'issue du laminage, en particulier, pour observer les marques laissées périodiquement sur la bande par le passage entre les cylindres de travail.

Compte tenu de la nature des défauts à détecter, cette inspection peut difficilement être réalisée par des moyens automatiques tels que les caméras numériques que l'on utilise, par exemple, dans le laminage à chaud et il est préférable que le contrôle soit effectué visuellement par un opérateur. Pour les défauts difficiles à détecter, on a d'ailleurs développé le procédé dit de « pierrage » qui consiste à faire passer une pierre spéciale sur la bande en prenant appui sur une table d'inspection.

Etant donné que les marques de laminage se produisent périodiquement, il est suffisant de réaliser le contrôle sur certaines bobines prélevées sur le circuit de production et seulement sur une longueur de bande correspondante à la plus grande des périodes de marquage des différents cylindres, qui peut être, par exemple, de 10 à 15 m.

Pour cela, on prélève, habituellement, sur la bande, une section formant un échantillon de longueur suffisante pour l'examen et qui est transporté jusqu'à une table d'inspection.

Par ailleurs, il est nécessaire d'observer les deux faces de la bande et, après l'inspection de la face supérieure, il faut donc retourner la bande pour vérifier l'autre face.

Dans une installation décrite, par exemple, dans le document JP-2000 254 725, un échantillon est découpé par une cisaille volante et envoyé sur un dispositif d'inspection placé en aval de la bobineuse et comportant plusieurs paires de rouleaux entre lesquels est pincée la bande et qui, en pivotant, autour d'un axe horizontal parallèle au bord latéral de l'échantillon, permettent le retournement de celui-ci. Un autre dispositif d'inspection avec retournement, décrit dans le document JP 59 113 916, comporte une bande transporteuse formant une table d'inspection mobile qui, après inspection d'une première face, dirige la bande vers un dispositif de retournement, éventuellement en deux parties, comportant deux bandes transporteuses entre lesquelles est pincée la bande et qui sont portées par des plateaux permettant un retournement de 180°, l'échantillon ainsi retourné étant envoyé vers une seconde table d'inspection placée en aval.

Etant donné que, comme on l'a vu, l'échantillon prélevé sur la bande doit avoir une assez grande longueur, de l'ordre de 10 à 15m, de tels dispositifs de retournement sont assez complexes et onéreux.

De plus, l'inspection se réalise dans des conditions assez inconfortables pour l'opérateur du fait qu'elle est réalisée sur une bande posée à plat.

L'invention a pour objet un nouveau procédé et une installation d'inspection permettant de résoudre l'ensemble de ces problèmes sans présenter les inconvénients des installations connues.

Conformément à l'invention, pour inspecter les deux faces d'une bande métallique enroulée en bobine, on fait défiler au moins une partie de la bande le long d'un plan d'inspection sensiblement vertical entre un dispositif de déroulement disposé à un premier niveau et un dispositif d'enroulement disposé à un second niveau et l'inspection est réalisée visuellement par un opérateur se déplaçant sur un plancher disposé à un niveau intermédiaire entre le premier et le second niveau et pouvant passer d'un côté ou de l'autre du plan de défilement de la bande pour l'inspection des deux faces de celle-ci.

Dans un premier mode de réalisation, la bobine est prélevée sur le circuit de production d'une installation de laminage de bandes métalliques et est posée sur un dispositif de déroulement placé à un niveau inférieur, à partir duquel la bobine est déroulée en tirant une extrémité de la bande qui est fixée sur un dispositif d'enroulement placé à un niveau supérieur, de façon à faire défiler une partie à inspecter devant l'opérateur ; on inverse ensuite le sens de défilement pour le réenroulement de la partie inspectée sur la bobine.

Dans un autre mode de réalisation, la bande inspectée est un échantillon d'une bande laminée, enroulé en un bobineau qui est disposé sur un dispositif de déroulement placé à un premier niveau et l'on déroule ce bobineau pour faire défiler l'échantillon devant l'opérateur puis l'enrouler sur un dispositif d'enroulement placé à un second niveau.

Dans le cas où la bande est réalisée par laminage réversible entre deux enrouleuses-dérouleuses placées de part et d'autre d'au moins une cage de laminage réversible, l'échantillon à inspecter peut avantageusement être constitué de la longueur de service enroulée sur l'une des enrouleuse- dérouleuse, cette longueur ayant subi au moins une passe de laminage et comportant donc les marques laissées par les cylindres de travail et qui se reproduisent à chaque passe.

L'invention couvre également une installation d'inspection, sur ses deux faces, d'une bande en métallique enroulée en bobine, comprenant des moyens de commande du défilement de la bande le long d'un plan sensiblement vertical, entre un dispositif de déroulement placé à un premier niveau et sur lequel est placée la bobine et un dispositif d'enroulement placé à un second niveau et sur lequel s'enroule au moins une partie de la bande en défilant devant une station d'inspection placée sur un plancher disposé à un niveau intermédiaire entre le premier et le second niveau et sur lequel peut se déplacer un opérateur en passant d'un côté ou de l'autre du plan de défilement de la bande pour l'inspection visuelle des deux faces de celle-ci.

De façon particulièrement avantageuse, l'installation comporte des moyens amovibles de prise en charge, déplaçables verticalement entre le premier niveau pour la prise en charge d'une extrémité de la bande et le second niveau pour l'engagement de ladite extrémité sur le dispositif d'enroulement puis sa libération des moyens de prise en charge.

Dans un mode de réalisation préférentiel, les moyens de prise en charge sont montés sur un chariot déplaçable, le long d'un plan de défilement de la bande, entre deux positions écartées verticalement, respectivement, une première position, au premier niveau, à proximité du dispositif du déroulement, et une seconde position, au second niveau, à proximité du dispositif d'enroulement, lesdits moyens de prise en charge comportant deux parties placées de part et d'autre dudit plan de défilement de la bande, et se déplaçant l'une vers l'autre pour le serrage d'une extrémité de la bande dans le plan de défilement. Avantageusement, les moyens de prise en charge comportent une partie d'appui, de préférence une règle de décollement de la bande, montée fixe sur le chariot, d'un côté du plan de défilement de la bande et une partie mobile placée de l'autre côté du plan de défilement et déplaçable transversalement audit plan pour le pinçage de l'extrémité de la bande contre la partie d'appui.

L'invention permet ainsi l'inspection visuelle des deux faces de la bande en faisant défiler celle-ci devant un opérateur qui peut se déplacer sur un plancher placé à un niveau intermédiaire d'inspection, de part et d'autre du plan de défilement de la bande qui passe par une ouverture ménagée dans ledit plancher.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation est équipée d'au moins une table placée au niveau d'inspection et s'étendant sensiblement dans le plan de défilement de la bande sur au moins un côté de celle-ci, ladite table étant montée sur un cadre déplaçable parallèlement audit plan, entre une position écartée et une position d'application sur la table d'une face correspondante de la bande pour l'inspection de l'autre face par un procédé de pierrage.

Cependant, dans le cas où la bande se déroule à partir d'une bobine de grand diamètre, il est possible de freiner le déroulement de celle-ci, de façon à mettre la bande sous une tension suffisante pour réaliser le contrôle par pierrage sans appui sur une table.

D'autres caractéristiques avantageuses apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif et est illustré par les dessins annexés.

La figure 1 est une vue schématique, en perspective, de l'ensemble d'une installation en position d'inspection.

La figure 2 montre l'ensemble de l'installation au début du déroulement d'une bobine. La figure 3 est une vue de détail montrant les moyens de prise en charge en position basse.

La figure 4 est une vue de détail montrant les moyens de prise en charge en position haute et le dispositif d'enroulement.

La figure 5 est une vue d'ensemble montrant la fixation de la tête de bande sur le dispositif d'enroulement.

La figure 6 montre, en trois schémas successifs, l'utilisation d'un viseur laser pour le repérage des marques de laminage.

La figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'une installation d'inspection selon l'invention, placée à l'intérieur d'un bâti fixe 1 reposant sur un massif de fondation 10 et comportant, selon une caractéristique essentielle de l'invention, trois niveaux superposés, écartés verticalement, respectivement un premier niveau inférieur 11 , un second niveau supérieur 13 et un niveau intermédiaire 12 où est placé un plancher pour l'opérateur.

Comme habituellement, pour vérifier la qualité de surface des bandes laminées, on prélève sur le circuit de production, une bobine 2 qui est posée sur un dispositif de déroulement 3 fixé sur le massif de fondation, c'est-à-dire au niveau inférieur 11 de l'installation.

La bande 20 se déroule alors à partir de la bobine 2, suivant un plan de défilement vertical P, et vient s'enrouler sur un dispositif d'enroulement comportant un mandrin 4 placé au niveau supérieur 13 du bâti 1 de l'installation et entraîné en rotation autour d'un axe horizontal.

Le dispositif de déroulement est représenté simplement, sur les dessins, par un arbre 3 parallèle au plan de défilement P et sur lequel est enfilée la bobine 2. Cet arbre 3 est porté, à ses extrémités, par un berceau non représenté sur les dessins et formant, de préférence, un châssis en U monté coulissant horizontalement sur le massif de fondation 10, de façon à maintenir, lors du déroulement de la bobine, la dernière spire 22 de celle-ci, tangente au plan vertical de défilement P.

Des moyens d'application 31 , 32 comprenant chacun un rouleau 31', 32' monté à l'extrémité d'un bras télescopique actionné par des vérins, permettent de maintenir la dernière spire 22 appliquée sur la bobine pendant le déroulement. Le rouleau 31' peut-être entraîné en rotation, par des moyens non représentés, pour commander la rotation de la bobine 2 sur l'arbre 3.

Après décollement de la tête d'extrémité 21 de la bande, de la façon décrite plus loin, le rouleau d'application 32' prend appui sur la bobine 2 le long d'une génératrice horizontale pour permettre le déroulement de la bande suivant le plan vertical tangent à cette génératrice.

Dès que la tête 21 de la bande placée à l'extrémité de la dernière spire 22, se décolle de la bobine (figure 2), elle s'engage dans un organe de prise en charge 5 représenté en détail sur la figure 3 et monté sur un chariot 51 déplaçable verticalement et placé, à ce moment, en position basse. Comme le montre la figure 3, le chariot 51 porte une pluralité de leviers 52 articulés chacun autour d'un axe 52' sur une chape 53 montée sur le chariot 51 et actionnés respectivement, chacun par un vérin 54. Les vérins 54 sont commandés en synchronisme afin de faire pivoter simultanément les leviers 52 entre une position verticale, représentée sur la figure 3, qui permet le passage de la tête 21 de la bande 20 et une position abaissée, représentée sur la figure 4, pour laquelle chaque levier 52 vient prendre appui, par une extrémité arrondie, sur la bande 20 en serrant la tête 21 de celle-ci contre une règle 56 placée du côté opposé et fixée, par ses extrémités, sur le chariot 51. Cette règle 56 présente une section transversale triangulaire avec un sommet 57 et deux faces incurvées, respectivement une face externe 561 et une face interne 562 tournée vers la bobine 20.

D'autre part, le chariot 5 est monté coulissant le long de rails verticaux 50 ménagés sur le bâti 1 , de part et d'autre de la bande et il est actionné par un système non représenté de façon à se déplacer verticalement entre la position basse, représentée sur la figure 3, de prise en charge de la tête 21 de la bande et une position haute, représentée sur la figure 4, au niveau du plancher supérieur 13 sur lequel est placé le dispositif d'enroulement 4.

Comme indiqué plus haut, l'arbre 3 sur lequel est enfilée la bobine 2 est porté par un berceau non représenté qui est monté coulissant sur le

massif de fondation 2 de façon que, pendant le déroulement de la bobine 20, la face externe 22 de celle-ci soit maintenue tangente au plan vertical P le long duquel se déplace la face externe 561 de la règle 56. Celle-ci forme donc une sorte de couteau ayant une arête 57 qui, dans la position basse du chariot 5 représentée sur la figure 3, vient s'appliquer sur la face externe de la bobine 20 qui peut être entraînée en rotation par le rouleau d'application 31', ce dernier pouvant être motorisé. De la sorte, l'extrémité 22' de la dernière spire 22 se décolle le long de l'arête 57 et la tête 21 de la bande remonte entre la face externe 561 de la règle 56 et les leviers 52 qui sont alors relevés par les vérins 54, de la façon indiquée sur la figure 3.

Lorsque le bord supérieur 22' de la bande se trouve à une hauteur suffisante au-dessus de la règle 56, les leviers 52 sont abaissés de façon à serrer, contre la face externe 561 , la tête 21 de la bande qui est ainsi prise en charge par le chariot 5. On commande alors le déplacement vertical du chariot 5 qui détermine le déroulement de la bande en amenant la tête 21 de celle-ci au niveau du dispositif d'enroulement 4, dans la position représentée sur la figure 4.

Ce dispositif d'enroulement comporte un mandrin cylindrique 41 monté rotatif autour d'un axe horizontal et constitué d'une paroi cylindrique ayant une partie articulée 42 qui peut pivoter sous l'action de vérins 43, de façon à ménager une ouverture dans laquelle s'engage l'extrémité 21 de la bande 20 dans la position haute du chariot 5. La partie articulée 42 est alors refermée par les vérins 43 sur cette extrémité 21 de la bande et le mandrin 4 est entraîné en rotation afin de commander l'enroulement de la bande 20 qui se déroule à partir de la bobine 2. De préférence, le déroulement de la bobine est freiné de façon à maintenir une certaine tension de la bande 20 dans le plan vertical de défilement P.

La bande traverse ainsi le plancher intermédiaire 12 qui passe au- dessus de la bobine 2 et est muni d'une ouverture 14 assez large pour permettre le passage du chariot 5 avec la bande. Cette ouverture peut être refermée, après le passage du chariot, par des volets 15 laissant simplement une ouverture rectangulaire de largeur suffisante pour éviter tout contact de la bande avec une partie fixe.

L'installation se trouve alors dans la position représentée schématiquement sur la figure 1 , pour laquelle une certaine longueur de

bande correspondant à la différence de niveau (h) entre les planchers 12 et 13 s'étend verticalement devant une station d'inspection 6 ménagée sur le plancher intermédiaire 12. Grâce à l'invention, cette inspection peut être effectuée visuellement par un opérateur O, la différence de niveaux h entre les planchers 12 et 13 étant suffisante pour permettre le déplacement de l'opérateur sur le plancher 12 en contournant le plan de défilement de la bande de façon à observer directement l'une ou l'autre des deux faces 23, 24 de celles-ci.

D'autre part, la station d'inspection 6 peut être équipée de divers moyens accessoires qui vont être décrits maintenant.

Pour assurer la sécurité pendant les manœuvres, deux panneaux verticaux 16, parallèles au plan de défilement P, sont montés coulissants horizontalement entre les deux planchers 12 et 13 et sont écartés seulement après rabattement des volets 15 pour permettre l'observation des deux faces 23, 24 de la bande par l'opérateur O.

Par ailleurs, de chaque côté de la bande est placée une table verticale 60, 60' portée par un cadre 61 , 61' qui est également monté coulissant horizontalement entre les deux planchers 12 et 13, parallèlement au plan de défilement P, de façon à se déplacer entre une position écartée, représentée sur les figures 2 et 5, qui permet notamment le passage du chariot 5 avec la bande 20 et une position d'inspection représentée sur la figure 1 , pour laquelle le cadre 61 placé du côté opposé à la face inspectée 23, a été décalé de façon que la table correspondante 60 se trouve à une faible distance de la bande. Les volets 15 étant rabattus, l'opérateur O peut alors s'approcher de la bande 20 et procéder à une inspection par pierrage de la face 23 en prenant appui sur la table 60, par la face opposée 24 de la bande 20.

Pour éviter tout risque de contact entre la table d'appui et la bande 20, la table 60 peut être reliée au cadre de support 61 , par exemple par un système à parallélogramme déformable lui permettant de se déplacer parallèlement à elle-même entre une position écartée et une position d'inspection pour laquelle la table 60 se trouve pratiquement au contact de la bande 20. Cette table 60 peut, d'ailleurs, être équipée d'électro-aimants pour assurer l'application de la partie inspectée de la bande sur la table 60, au moment de l'inspection.

L'opérateur O peut ainsi inspecter visuellement une première face 23 de la bande 20 et, éventuellement, effectuer un pierrage grâce à la table 60. Celle-ci est ensuite écartée de nouveau et l'opérateur, circulant sur le plancher 12, passe de l'autre côté de la bande afin d'inspecter l'autre face 24 de celle-ci. Une seconde table d'appui 60' peut alors être avancée pour venir se placer au contact de la bande 20 afin d'effectuer une opération de pierrage de la seconde face 24.

Il est ainsi possible d'inspecter visuellement les deux faces de la bande sur une hauteur un peu inférieure à l'écartement h entre le plancher intermédiaire 12 et le plancher supérieur 13. Comme cette hauteur est, normalement, inférieure à la longueur d'inspection souhaitée, qui dépend de la période de marquage des cylindres du laminoir, le mandrin 4 est entraîné en rotation de façon à enrouler la longueur inspectée pour faire venir au niveau de la station d'inspection, une nouvelle longueur de bande. Il est ainsi possible, par étapes, d'inspecter la longueur nécessaire pour repérer les défauts périodiques dus au marquage des cylindres.

Le procédé d'inspection verticale selon l'invention permet d'ailleurs de mesurer avec exactitude la période des défauts repérés, par exemple de la façon représentée schématiquement sur la figure 6. La station d'inspection 6 peut, en effet, être équipée d'un viseur laser 7 porté par un support 71 monté coulissant le long d'une règle graduée 72 permettant de mesurer avec précision la position du viseur 7. Lorsque l'opérateur O a repéré un défaut D1 sur la bande 20 arrêtée en position d'inspection, il en repère avec précision la position au moyen du viseur 7 (figure 6a). Il commande ensuite la rotation du mandrin 4 pour enrouler sur celui-ci la partie inspectée (figure 6b) et voit apparaître un second défaut D2 qui, s'il est placé sur la même ligne verticale y'y que le premier défaut D1 , correspond très certainement à un marquage périodique. L'enroulement de la bande est de nouveau stoppé lorsque le nouveau défaut D2 se trouve au niveau de l'opérateur. Celui-ci déplace alors le viseur 7 pour repérer avec précision la position du second défaut D2 (figure 6c). Connaissant l'angle de rotation du mandrin 4 entre les deux positions des figures 6a et 6c et le diamètre de la spire enroulée, on peut déterminer la longueur enroulée L. Le pas E entre les deux défauts périodiques D1 et D2 est alors : E = L+(X1 - X2)

X1 et X2 étant les mesures des deux positions du viseur 7 le long de l'échelle 72, respectivement dans la position 6a de visée du premier défaut D1 et dans la position 6c de visée du second défaut D2.

Ce pas E peut être déterminé par un calculateur qui, ayant en mémoire les caractéristiques du laminoir dans lequel a été traitée la bobine inspectée, en particulier le diamètre des cylindres et le taux de réduction d'épaisseur dans chaque cage, peut donner une indication sur l'origine des défauts détectés, en particulier les cylindres ayant provoqué un marquage périodique afin, par exemple, de repérer les cylindres à remplacer ou à rectifier.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre de simple exemple mais couvre au contraire toutes les variantes entrant dans le même cadre de protection et utilisant, notamment, des moyens équivalents. En particulier, l'invention est prévue spécialement pour le repérage visuel des marques résultant du laminage afin d'apporter les corrections nécessaires, mais permettrait aussi de repérer d'autres défauts et, d'une façon générale, de vérifier la qualité de surface d'une tôle enroulée en bobine. Par ailleurs, on pourrait utiliser d'autres moyens de commande du déroulement et de l'enroulement de la bande. De même, la station d'inspection pourrait être disposée différemment, et d'autres moyens d'inspection pourraient être utilisés.

Par exemple, comme indiqué plus haut, il est possible de mettre la bande sous tension entre le mandrin d'enroulement 4 et la bobine 2 dont le déroulement est freiné. Cette tension pourrait être suffisante pour réaliser l'inspection par le procédé de pierrage, sans appui de la bande sur les tables verticales 60, 60' qui peuvent alors être supprimées.

D'autre part, dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, l'inspection est réalisée sur certaines bobines prélevées sur le circuit de production et transportées dans une installation séparée où la bobine est déroulée sur une table horizontale. On ne peut, alors inspecter que la face supérieure de la bande et, pour contrôler les deux faces, on préfère, habituellement, prélever sur la bande un échantillon ayant la longueur

nécessaire, c'est-à-dire 10 à 15 m environ. Ainsi, cet échantillon peut être retourné pour inspecter successivement les deux faces.

Dans la disposition connue décrite, par exemple, dans le document JP-2000 254725, cet échantillon est découpé par une cisaille volante et envoyé par un aiguillage vers la table d'inspection qui est disposée immédiatement en aval de la bobineuse. Cependant, l'ensemble est très encombrant et l'on ne dispose pas toujours de la place nécessaire, en particulier pour la modernisation d'une installation existante.

La disposition du document JP 59 113916 est encore plus encombrante puisqu'il est prévu de placer un dispositif de retournement entre deux tables d'inspection.

L'installation selon l'invention, en revanche, est beaucoup moins encombrante, tout en permettant une inspection visuelle des deux faces, du fait que cette inspection est réalisée suivant un plan vertical. Dans le cas, par exemple, d'une installation de laminage continu comportant deux enrouleuses placées l'une après l'autre ou montées sur un carrousel, l'installation d'inspection peut être placée à proximité immédiate de la sortie du laminoir, à côté des enrouleuses ou immédiatement en aval de celles-ci. La bobine en fin d'enroulement ne doit alors être déplacée que de quelques mètres pour venir en position de déroulement, à la partie inférieure de l'installation d'inspection. Il n'est donc pas nécessaire de transporter la bobine dans une installation séparée.

Mais, la disposition selon l'invention présente également des avantages pour l'inspection d'un échantillon. Dans ce cas, en effet, il est possible d'enrouler cet échantillon en un bobineau qui, ayant une longueur assez réduite, inférieure à 20 m, peut être facilement transporté dans une installation d'inspection comportant une dérouleuse et une enrouleuse placées, respectivement, à deux niveaux écartés en hauteur. A partir de la dérouleuse placée à un premier niveau qui n'est pas nécessairement le niveau inférieur, la bande se déroule en défilant verticalement devant l'opérateur pour s'enrouler sur le dispositif d'enroulement placé au second niveau. Le nouveau bobineau ainsi réalisé peut alors être évacué sans qu'il soit nécessaire de le faire défiler dans l'autre sens pour le ré-enrouler.

Par ailleurs, un tel procédé pourrait aussi être utilisé, pour vérifier la qualité de surface d'une bande réalisée par laminage réversible dans au moins une cage placée entre deux enrouleuses-dérouleuses. On sait que, dans ce cas, pour maintenir la bande sous tension au cours du laminage, il est nécessaire de maintenir une longueur de service enroulée sur chacune des enrouleuses-dérouleuses. Cette longueur de service n'a été laminée que lors du premier passage de la bande et doit donc être rebutée mais elle comporte les marques périodiques de laminage et peut donc servir d'échantillon pour le repérage des défauts. Cette longueur de service peut donc être enroulée en un bobineau qui est soumis à une inspection verticale de la façon décrite plus haut.

Il apparaît donc que l'invention permet de multiples applications et peut s'adapter à des situations très différentes, en particulier pour la modernisation d'installations existantes.