Procédé de laminage de bandes métalliques

[1] L'invention est relative au laminage à froid de bandes métalILgnes- ^p iws particulièrement, l'invention a pour objet un procédé, mis en ôeOvre au moyen d'un laminoir réversible mono-cage ou multi-cages, permettant de produire des bobines laminées. [2] On sait que le laminage au moyen d'un laminoir réversible, comportant un train de cage constitué d'une ou de plusieurs cages, nécessite que la bande soit mise en traction entre deux dispositifs enrouleur / dérouleur situés de part et d'autre du train de cages et équipés chacun d'un mandrin sur lequel des moyens d'entraînement adaptés appliquent un couple de traction. Afin de permettre la mise en traction de la bande pendant toute la durée du laminage, dans un sens ou dans l'autre, il est nécessaire que des longueurs de bande, à la fois en tête et en queue de la bande, que l'on dénomme « longueurs de service », soit enroulées en plusieurs spires sur chaque mandrin. [3] Les figures IA à F représentent schématiquement en vue de côté différentes étapes d'un cycle de laminage d'une bande métallique selon l'art antérieur. L'installation de laminage comporte un laminoir réversible 3. Le laminoir 3 comporte deux cylindres de travail 4a et 4b, placés en vis-à-vis de part et d'autre de la bande à laminer, ainsi que deux cylindres d'appui 5a et 5b, destinés à appliquer la force requise sur les cylindres de travail.

[4] Une bande métallique 1 est d'abord déroulée à partir d'une bobine d'entrée 2 montée sur un dispositif dérouleur 2a, selon une direction de défilement orientée positivement, par exemple de gauche à droite sur les r figures, comme cela est indiqué par une flèche. L'extrémité avant ou tête de bande la est engagée dans la cage de laminoir, entre les cylindres de travail

4a et 4b, puis amarrée, au moyen d'une barre de pinçage (non représentée), sur le mandrin de sortie 6, placé de l'autre côté de la cage de laminoir relativement à la bobine d'entrée 2 et fonctionnant en tant que bobineuse dans cette première étape. Des moyens de guidage et de déflection 8, 9 de la bande ont également été représentés schématiquement sur les figures.

[5] Sur la figure I B, la tête de la bande l a ayant été enroulée de plusieurs spires autour du mandrin de sortie 6, le laminage peut commencer avec une première traction nominale suffisante mais de puissance moyenne entre le dérouleur d'entrée 2a et le mandrin de sortie 6. La bande est laminée et enroulée sur le mandrin de sortie 6 jusqu'à ce que son extrémité arrière ou queue de bande I b quitte le dispositif dérouleur d'entrée 2a (cf. figures I C) mais sans que la queue de bande ne soit désengagée en passant dans la cage. A cet instant, seule une traction résiduelle faible est appliquée à la bande qui n'est plus retenue en amont. De la sorte, une certaine longueur de service de queue de bande n'est pas laminée avec le taux de réduction nominal.

[6] Sur la figure 1 D, la queue de bande est déroulée en sens inverse et est amarrée au mandrin d'un dispositif enrouleur / dérouleur d'entrée 7 fonctionnant en enrouleur, de manière à poursuivre le laminage selon une seconde passe dans une direction de défilement négative, de la droite vers la gauche sur les figures. Puis, la bande 1 passe alternativement du mandrin d'entrée 7 au mandrin de sortie 6. Un couple d'entraînement important pouvant être appliqué sur ces mandrins d'entrée et de sortie, une tension importantes peut alors être appliquée à la bande de sorte que, à chaque passe, un taux de réduction nominal important de l'épaisseur de la bande soit atteint. On notera que ce second taux est plus important que le premier indiqué ci-dessus. Mais, pour maintenir à chaque passe la tension nécessaire au laminage, il faut conserver sur chaque mandrin les longueurs de service. Ainsi, ces longueurs de service ne sont pas laminées. [7] II faut en général trois ou cinq passes pour que l'épaisseur de la section de la bande entre les longueurs de service corresponde à l'épaisseur finale recherchée.

[8] Sur la figure 1 E, les passes successives étant terminées, la tête de bande l a est libérée du mandrin de sortie 6, et la bande 1 est enroulée sur la bobine portée par le mandrin d'entrée 7. La bobine finale comporte des spires qui correspondent aux longueurs de service de tête et de queue de bande et ne se trouvent pas à l'épaisseur requise.

[9] Lors cette dernière passe, on peut éliminer la longueur de service, ici la longueur de service de tête de bande puisque le nombre de passe est impair, qui ne présente pas les caractéristiques recherchées. En revanche, l'autre longueur de service, ici la longueur de queue de service, qui est au cœur de la bobine, ne sera éliminée que lors d'un déroulement ultérieur complet de la bobine, par exemple sur une installation de décapage ou de finition d'état de surface de la bande.

[10] Un tel procédé de laminage réversible est connu par le brevet US 5 806 359 décrivant un laminoir à deux cages fonctionnant avec un dispositif dérouleur d'entrée, et deux dispositifs enrouleur/dérouleur d'entrée et de sortie.

[11] Le brevet JP 56059507 décrit quant à lui un laminoir réversible à deux cages entouré de quatre dispositifs enrouleur/dérouleur situés par paire de part et d'autre des cages. Cette disposition donne plus de souplesse, car elle permet de terminer le laminage d'un côté ou de l'autre du laminoir en fonction du nombre pair ou impair de passes requises.

[12] Dans les installations décrites dans ces deux documents de l'art antérieur, les longueurs de service en tête et queue de bande restent dans la bobine laminée finale et devront être éliminées ultérieurement par exemple lors du passage dans un ligne de rembobinage, dans une ligne de recuit ou l'équivalent.

[13] La présence dans les premières spires de la bobine finale d'une ou de plusieurs variations de l'épaisseur de la bande entraîne la déformation, du type escalier, des spires extérieures, de rayon plus grand, appliquées contre les spires intérieures présentant cette variation. La section de la bande ayant une épaisseur nominale peut ainsi être marquée et présenter des défauts qui ne sont pas souhaitables.

[14] l'invention a donc pour but de résoudre les problèmes liés à la déformation de la partie utile d'une bande laminée au moyen d'un laminoir réversible et de remédier aux inconvénients des procédés de l'art antérieur. [15] Les buts ci-dessus sont atteints selon l'invention au moyen d'un procédé

de laminage d'une bande métallique mis en œuvre dans un laminoir réversible comportant au moins une cage de laminoir munie d'une paire de cylindres de travail destinés à venir en contact de part et d'autre de la bande à laminer, un dispositif dérouleur et un dispositif enrouleur / dérouleur sur un côté dit d'entrée de la cage, des premier et second dispositifs enrouleur / dérouleur sur un côté opposé dit de sortie de la cage, et des cisailles volantes, la bande présentant, de part et d'autre d'une section intermédiaire laminée à l'épaisseur souhaitée, deux longueurs de service, de tête respectivement et de queue de bande, enroulées sur un mandrin, respectivement du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée et du premier dispositif enrouleur/dérouleur de sortie, le procédé consistant, lors de la dernière passe, à actionner le laminoir pour enrouler la longueur de service de tête sur le mandrin du premier dispositif enrouleur / dérouleur de sortie, à cisailler la bande en mouvement lorsque la section intermédiaire défile devant lesdites cisailles volantes, puis à fixer la nouvelle extrémité de tête de la bande au mandrin du second dispositif enrouleur / dérouleur de sortie en poursuivant le laminage sous tension, et, en fin de cette dernière passe, à cisailler la bande en mouvement pour séparer la longueur de service de queue, qui reste fixée sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée, du reste de la bande qui est laminée et enroulée sur le mandrin du second dispositif enrouleur/dérouleur de sortie de manière à former une bobine ayant une épaisseur requise constante, aux tolérances près, sur toute sa longueur.

[16] Avantageusement, le procédé selon l'invention permet d'éliminer au plus tôt les longueurs de service en réalisant l'opération de coupe des longueurs de service directement sur l'installation de laminage lors de la dernière passe qui reste une passe utile de réduction de l'épaisseur de la section intermédiaire entre les longueurs de service.

[17] De préférence, la longueur de service de tête de bande est enroulée autour du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie de manière à former un bobineau.

[18] De même, de préférence, la longueur de service de queue de bande, cette longueur de service ayant été séparée du reste de la bande est enroulée sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée de manière à former un bobineau. [19] En général, avant la fin de la dernière passe, une nouvelle bobine d'une bande à laminer est chargée sur le dispositif dérouleur d'entrée.

[20] De préférence encore, on fait débuter la première passe de laminage d'une autre bobine à laminer pendant que l'on forme un bobineau sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée de la longueur de service de queue d'une bande précédente et que l'on finit d'enrouler la bande précédente laminée.

[21] Au final, les bobineaux sont déchargés dans une benne. [22] L'invention va maintenant être décrite en détail en référence aux dessins annexés qui représentent, à titre illustratif uniquement, des modes de réalisation particuliers de l'invention. Sur ces dessins :

Figures IA-F représentent en vue de côté une installation de laminage lors de différentes étapes d'un procédé de laminage selon l'art antérieur ;

- Figures 2A-J représentent schématiquement en vue de côté une installation de laminage lors de différentes étapes du procédé de laminage selon l'invention ;

- Figure 3 représente une variante de l'installation de laminage des figures 2 permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; et,

Figure 4 est une vue schématique des moyens d'évacuation des bobineaux. INSTALLATION

[23] L'installation comporte au moins une cage de laminoir 13, ici représentée en mode sexto et comportant donc deux cylindres de travail 14a et 14b, deux cylindres d'appui 15a et 15b, et deux cylindres intermédiaires 18a et 18b. [24] Le sens de défilement de la bande étant orienté positivement de gauche à droite sur les figures, ce qui correspond au sens de défilement au cours des passes impaires du procédé réversible de laminage, l'installation

comporte, en αmont de la cage 13, un dispositif dérouleur d'entrée 12, un dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17, et en aval de la cage 13 un premier dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 16 suivi d'un second dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19. [25] La bande métallique 1 est amenée dans le plan de laminage P et guidée entre les cylindres de travail 14a et 14b par un ensemble de rouleaux pinceur 20 et un rouleau déflecteur 21.

[26] Une cisaille volante 22 permet de couper la bande en mouvement, à une vitesse maximale de 300 m/minute. La cisaille 22 est ici positionnée en aval de la cage 13 mais en amont à la fois des premier et second dispositifs enrouleur/dérouleur de sortie 16 et 19.

[27] Enfin l'installation comporte plusieurs chariots 23a-d permettant d'amener les bobines pour le procédé de laminage et / ou d'évacuer tout ou partie de bobines à la fin du procédé de laminage. PROCEDE

[28] Le procédé de laminage selon l'invention va maintenant être décrit en détail en références aux figures 2A à 2F.

[29] La séquence de laminage en trois passes successives commence par le déroulage de la bande 1 à partir du dispositif dérouleur d'entrée 12. [30] Après le passage dans le pinceur 20, la tête de bande l a est introduite dans la cage 13 de laminoir. An aval de la cage, la tête de bande l a passe sur le déflecteur 21 , puis est reçue par le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 16 fonctionnant en enrouleur de sortie. Plusieurs spires sont enroulées autour du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 16. Une fois les cylindres de travail 14a et 14b ont été appliqués contre la bande 1 , la première passe de laminage peut commencer. La longueur de service de tête de bande l a qui n'a pas été laminée lors de la fixation de la tête de bande au mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur 16 et qui se trouve au-delà de la cage 13 a une épaisseur eO. Lors de la première passe, une traction TO est appliquée à la bande. Cette traction est moyenne puisque aucun couple n'est appliqué sur le dérouleur d'entrée 12. En conséquence le taux de réduction nominal de cette première passe est

réduit et permet de conférer à la section effectivement laminée de la bande une épaisseur el .

[31] La figure 2B montre la fin de la première passe de laminage. La queue de bande Ib quitte le dérouleur 12 et le défilement est stoppé de sorte que la queue de bande est arrêtée au niveau du pinceur 20.

[32] La figure 2C montre l'inversion du sens de défilement de la bande qui défile maintenant dans le sens négatif, i.e. de la droite vers la gauche sur la figure. L'extrémité de queue I b de la bande 1 est alors aiguillée vers puis pincée par la barre de pinçage du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17 fonctionnant en enrouleur. Plusieurs spires sont enroulées autour du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17. La deuxième passe de laminage peut alors commencer. La longueur de service de queue de bande I b qui n'a pas été correctement laminée lors de la première passe, soit par ce qu'elle n'a pas été laminée sous la tension TO, la queue de bande étant séparée du dérouleur d'entrée, soit parce qu'elle n'est pas arrivée au niveau de la cage 13, a une épaisseur supérieure à el . [33] Au cours de cette deuxième passe, la tension Tl appliquée à la bande 1 peut être importante puisque celle-ci est tenue par des mandrin de part et d'autre de la cage. Le taux de réduction de cette deuxième passe peut être important. La section intermédiaire I c de la bande 1 entre les longueurs de service a une épaisseur e.

[34] La figure 2D montre la fin de la deuxième passe alors que l'extrémité de tête la de la bande 1 reste pincée dans le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 16. [35] Les figures 2E et 2F montrent le début de la troisième et dernière passe. Alors que la bande défile maintenant dans le sens positif, la longueur de service de tête l a est enroulée sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur 16 jusqu'à ce que la section de la bande à l'épaisseur nominale commence à défiler devant la cisaille22. La cisaille est alors actionnée pour couper la longueur de service de tête de bande l a. Celle-ci est enroulée en spires autour du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur 16 pour former un bobineau. Parallèlement, l'extrémité avant de la section

intermédiaire Ic de la bande à l'épaisseur nominale, est fixée au mandrin du deuxième dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19.

[36] La figure 2G montre le début d'enroulage, sur le deuxième du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19 fonctionnant alors en tant que bobineur. On constitue sur ce bobineur la bobine finale ayant l'épaisseur requise sur la totalité de sa longueur. Pendant ce temps, le bobineau est évacué du mandrin du premier dispositif enrouleur/dérouleur 16.

[37] Comme sur les laminoirs tandem en continu, il existe une courte longueur de bande comprise entre la cisaille et le début d'enroulage sur le deuxième dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19, qui est laminée sans traction, avec une très faible réduction d'épaisseur.

[38] La figure 2H montre la fin de constitution de la bobine finale. Lors de la fin de déroulement de la bobine portée par le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17, la cisaille 22 est actionnée pour couper la bande 1. La longueur de service de queue de bande I b est ainsi séparée de la section intermédiaire Ic de la bande à l'épaisseur nominale. La longueur de service de queue de bande I b est enroulée sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17 et forme un second bobineau.

[39] Les figures 21 et 2J montrent l'évacuation de la bobine finale du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19, ainsi que l'évacuation du second bobineau du mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée

17, alors que débute la première passe d'un autre cycle de laminage d'une autre bobine de bande brute.

[40] Comme le montre la figure 3, la dérouleuse d'entrée 12 et le dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17, d'une part, et les premier et deuxième dispositifs enrouleur/dérouleur de sortie 16 et 19, d'autre part, peuvent avantageusement être remplacés par un carrousel d'entrée 24 et un carrousel de sortie 25.

[41] On peut avantageusement utiliser un enrouleur à courroie pour l'enroulement de la section intermédiaire Ic de la bande sur un bobineur de sortie après coupe des longueurs de service, classiquement en début de troisième passe. Cette disposition permet de conserver un intérieur de bobine

exempt des déformations généralement dues à la barre de pinçage du mandrin d'un dispositif enrouleur/dérouleur tel que le deuxième dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 19.

[42] Les bobineaux B peuvent avantageusement être évacués par un système tel que celui décrit en figure 4. Une plaque dite de « strippage » équipant les dispositifs enrouleur/dérouleur 16 et 17 pousse les bobineaux B hors des mandrins de bobinage et un pousseur 30, agissant perpendiculairement à l'axe des mandrins, évacue les bobineaux B dans une benne 31 par l'intermédiaire d'une goulotte 32. [43] Les dimensions des longueurs de service dépendent des distances entre les dispositifs 12 et 16 et la cage de laminage 13, du diamètre des mandrins des dispositifs enrouleur/dérouleur et du nombre de spires bobinées en début de la première passe sur le mandrin du dispositif enrouleur/dérouleur de sortie 16, et au début de la deuxième passe sur le dispositif enrouleur/dérouleur d'entrée 17. Ces données étant enregistrées dans le système de contrôle du laminoir, les cisaillages à l'aide de la cisaille

22 peuvent être positionnés avec précision en dehors des longueurs de service qui ne présentent pas l'épaisseur nominale.

[44] De manière avantageuse, la position des coupes réalisées par la cisaille 22 peut également être contrôlée par une jauge d'épaisseur.