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MISE EN FORME DE PRODUITS MÉTALLIQUES MINCES
ENTRE DEUX CYLINDRES.
La présente invention se situe dans le domaine de
la fabrication de produits métalliques, en général de
forme plate et mince, tels que des bandes en acier ou
autres métaux, par mise en forme du produit lors de son
passage entre deux cylindres d'axes sensiblement
parallèles qui exercent un effort de compression sur le
produit.
Elle s'applique plus particulièrement à la coulée
continue des métaux et alliages entre deux cylindres, au
cours de laquelle se produit un fort échange thermique
entre le métal coulé et" les cylindres énergiquement
refroidis qui constituent deux parois du moule recevant
le métal en fusion, et s'applique également à d'autres
procédés de mise forme, par exemple le laminage.
Un des problèmes majeurs pour l'obtention d'un
produit de qualité est de connaître pratiquement en
permanence l'entrefer des cylindres, pour pouvoir agir
sur des régulations d'épaisseur et de bombé permettant
d'obtenir un produit de bonnes qualités géométriques,
c'est à dire ayant une section de forme et dimension
souhaitées et constantes sur la longueur du produit.
Par l'expression "entrefer des cylindres", on
désignera donc par la suite non seulement la distance
moyenne séparant les cylindres au niveau du col entre
ceux-ci (passage le plus étroit, situé dans le plan
commun aux axes des deux cylindres), mais également la
forme de passage au col, qui n'est généralement pas
exactement rectangulaire, soit volontairement, dans le
but d'obtenir un produit ayant un léger bombé
transversal, soit du fait des déformations de
l'installation et des cylindres.
Ces déformations résultent des efforts exercés par
le produit, qui provoquent
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- un écartement des cylindres par cédage de leur
cage support, ou par recul des moyens de réglage en
position de leurs paliers ( ces variations d'écartement
n'étant d'ailleurs pas forcément identiques des deux
côtés des cylindres, ce qui conduit à une dissymétrie de
l'entrefer par rapport au plan médian perpendiculaire aux
axes des cylindres),
- une flexion des arbres des cyl.indres,
- ou même une flexion propre de la paroi des
cylindres.
Ces déformations résultent aussi des échanges
thermiques, qui provoquent un effet de bombé thermique
général sur les cylindres lors de leur échauffement, et
aussi des déformations locales cycliques lors de la
rotation des cylindres, dues aux mises en contact et
séparations successives de chaque zone du cylindre avec
le produit formé, notamment, dans le cas dE4 la coulée
entre cylindres, le produit coulé qui se solidifie au
contact des cylindres.
Pour connaître le plus précisément possible les
formes et les dimensions de cet entrefer, il serait donc
nécessaire de mesurer l'écartement au col entre les
cylindres, non seulement en un point sur la largeur des
cylindres, mais sur toute cette largeur, ou au moins en
plusieurs points le long des deux génératrices formant le
col.
Comme il n'est pas possible de faire ces mesures en
cours d'opération de coulée, il est déjà connu d'utiliser
des jauges d'épaisseur et de profil permettant de
déterminer les formes et dimensions du produit après sa
mise en forme. Outre le problème du coût de ces jauges,
celles-ci ne peuvent pratiquement être placées que loin
du col, et la mesure effectuée ne reflète donc la valeur
de l'entrefer qu'avec un retard relativement important.
En cas de dérive de cette valeur, la correction ne peut
donc être effectuée que tardivement, ce qui entraîne des
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irrégularités sur le profil longitudinal du produit
fabriqué.
L'invention a pour but de résoudre ces problèmes,
et vise particulièrement à permettre une détermination
rapide de l'entrefer, en continu au cours de l'opération
de mise en forme du produit, de manière à pouvoir agir
quasi instantanément sur les organes de réglage de la
position des cylindres, ou sur les organes de contrôle
d'autres paramètres de l'opération de mise en forme, pour
maintenir un entrefer constant de forme et dimensions
requises, par exemple sur les moyens de contrôle du
"bombé" du cylindre.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet
un procédé de détermination en continu de l'entrefer au
col entre deux cylindres, d'axes sensiblement parallèles,
d'une installation de mise en forme à chaud d'un produit
métallique mince par passage du dit produit entre les
dits cylindres, caractérisé en ce qu'on mesure, dans un
état initial,'en l'absence du produit et à froid, la
valeur de l'entrefer au centre, c'est à dire au moins
dans un plan transversal médian de l'installation et,
lors de la mise en forme du dit produit, et pour chaque
cylindre :
- on mesure les variations, par rapport à cet état
initial, de la position d'au moins trois points de la
surface du cylindre, sur une génératrice située à 180
par rapport au col, c'est à dire diamétralement opposée
au col, ces points étant situés respectivement au moins
dans le dit plan médian et dans deux plans secondaires
parallèles au plan médian et situés de part et d'autre du
dit plan médian,
- on mesure, au moins dans le dit plan médian, la
variation, par rapport à cet état initial, de la position
d'un point situé sur une génératrice à 90 par rapport au
col,
- on détermine par un modèle de calcul ou par des
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courbes expérimentales, les variations de la longueur du
rayon du cylindre dans les dits plans, entre le col et
l'une des situations à 900 ou 180 ,
- à partir des dites mesures des variations de
position des points du plan médian, respectivement situés
à 90 et 180 par rapport au col, et de la dite variation
de la longueur du rayon dans ce plan médian
respectivement d'uné part entre le col et la'situation à
90 et d'autre part entre les situations à 90 et à 180 ,
on en déduit la valeur du cédage au,.centre et la valeur
de la variation de la longueur du rayon au col par
rapport à l'état initial,
- et on en déduit la valeur instantanée de
l'entrefer au centre à partir de la dite valeur
d'entrefer au centre à froid, de la valeur du cédage au
centre et de la valeur de la variation de la longueur du
rayon, ainsi que le profil de l'entrefer.
Donc, grâce au procédé selon l'invention, on peut
ainsi connaître avec précision et rapidité, et en continu
au cours de la fabrication'du produit, les dimensions et
formes pratiquement exactes de l'entrefer, et donc
s'assurer que ces dernières restent dans les tolérances
requises, ou, s'il apparaît une dérive, la corriger quasi
instantanément au moyen des divers actionneurs qui
équipent classiquement une telle installation. On peut
ainsi obtenir un produit de qualité et de section
constante sur toute sa longueur.
Préférentiellement, on mesure également les
variations de la position des points de la surface situés
dans les dits plans secondaires et à 90 pâr rapport au
col. On peut alors déterminer précisément la dissymétrie
de l'entrefer, c'est-à-dire la différence d'écartement
des cylindres entre leurs deux bords, à partir de la
mesure des variations de position des points situés
respectivement dans les dits plans secondaires et dans
les dites situations à 90 et à 180 .
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Préférentiellement encore, on détermine le profil
thermique d'une génératrice éloignée du col, et se
trouvant dans une situation où l'on mesure les variations
de position d'au moins trois points de cette génératrice,
5 à partir d'une fonction paramétrée définissant la
déformation thermique en un point de la dite génératrice
en fonction de la position axiale de ce point et à partir
de la dite mesure des variations de la position des dits
au moins trois points , et on détermine le profil
thermique de la génératrice au col à partir du dit profil
thermique de la génératrice éloignée du col et de la dite
détermination des variations de la longueur du rayon du
cylindre dans les dits plans, entre le col et la
situation de la dite génératrice éloignée du col.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de
mise en forme de produits métalliques minces, tels que
des bandes, comportant deux cylindres d'axes sensiblement
parallèles définissant entre eux un col situé dans le
plan commun de leurs axes, des moyens de support pourvus
de paliers dans lesquels tourillonnent des extrémités
axiales des arbres des dits cylindres, et un châssis sur
lequel les moyens de support d'au moins un des cylindres
sont guidés et mobiles en translation dans une direction
de rapprochement ou d'éloignement des cylindres.
Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en
ce qu'il comporte, pour chaque cylindre, des moyens de
mesure de la position de la génératrice diamétralement
opposée au col, en trois points situés respectivement
dans un plan médian perpendiculaire aux axes et dans deux
plans secondaires parallèles au plan médian et situés à
proximité des bords des cylindres et des moyens de
mesure, dans le dit plan médian, de la position d'une
génératrice située à 90 par rapport au col.
Préférentiellement, pour pouvoir mesurer
précisément la dissymétrie de l'entrefer, le dispositif
comporte également des moyens de mesure de la position de
~ 1Ge~~~~J (
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la dite génératrice située à 900 du col, dans les dits
plans secondaires.
Selon une variante de réalisation, les dits moyens
de mesure sont des capteurs de position fixés sur les
dits moyens de support des cylindres et le dispositif
comporte en plus des moyens de mesure des variations
d'écartement des dits paliérs.
Selon une autre variante qui permet de s'affranchir
de moyens de mesure de l'écartement des paliers, les dits
moyens de mesure de la position de la génératrice
diamétralement opposée au col sont des capteurs fixés sur
le châssis.
Le dispositif comporte aussi des moyens de calcul
reliés aux dits moyens de mesure pour
- calculer les variations des positions mesurées
des dites génératrices,
- déterminer, par un modèle de calcul prenant en
compte les paramètres de coulée et/ou.à partir de données
expérimentales, les variations de la longueur du rayon du
cylindre dans les dits plans, entre le col et l'une des
situations à 90 ou 180 ,
- calculer, à partir des dites variations de
position et des dites variations de longueur du rayon, la
valeur du cédage du cylindre au centre et la valeur de la
variation de la longueur du rayon au col par rapport à
l'état initial,
- et en déduire la valeur instantanée de l'entrefer
au centre à partir de la valeur d'entrefer au centre à
froid et de la valeur du cédage au centre et de la valeur
de la variation de la longueur du rayon, ainsi que le
profil de l'entrefer.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront
dans la description qui va être faîte d'un dispositif de
coulée continue entre cylindres de bandes minces en
acier, conforme à l'invention, et d'un procédé de
détermination en continu de l'entrefer entre les
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cylindres de côulée.
On se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une représentation partielle
simplifiée du dispositif de coulée,
- la figure 2 est une vue en demi-coupe axiale d'un
cylindre équipant ce dispositif,
- la figure 3 est une vue de dessus simplifiée du
dispositif de l'appareil de coulée .
- la figure 4 est une vue frontale du dispositif de
la figure 3, en coupe selon le plan P1 de la figure 3.
Le dispositif de coulée continue représenté figure
1 comporte, de manière connue, deux cylindres 10, il,
d'axes parallèles et situés dans un plan P horizontal,
refroidis intérieurement et entraînés en rotation par des
moyen d'entraînement non représentés. Un tel cylindre est
représenté de manière simplifiée sur le dessin de la
figure 2 et comporte un arbre 12, un corps 31 lié à
l'arbre, et une virole externe 32, qui constitue la
surface de coulée, maintenue sur le corps par des moyens
connus en soi.
Classiquement, pour obtenir une bande ayant un
léger bombé transversal (nécessaire pour les traitements
ultérieurs de la bande par laminage à froid), la surface
externe 34 de la virole 32 doit être légèrement "en
creux". C'est pourquoi le profil longitudinal (dans la
direction de l'axe du cylindre) de cette surface, obtenu
par usinage, est concave. Cette concavité est par
ailleurs déterminée à froid de manière que subsiste, à
chaud et au niveau du col, le "creux" souhaité, compte
tenue que la concavité initiale tend à se réduire par
l'effet de bombé thermique lors de l'échauffement de la
virole.
On a représenté sur la figure 2, de manière
volontairement exagérée, les formes de la surface de la
virole, à froid, par la ligne pointillée 35, à chaud par
le repère 34, la ligne 36 représentant une génératrice
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rectiligne théorique par rapport à laquelle est défini le
creux, ou la dite concavité.
En revenant à la figure 1, on voit que les arbres
12 sont. maintenus dans des paliers 13F, 13M, 14F, 14M, ou
empoises, dans lesquels ils tourillonnent.
Les paliers 13F, 14F du cylindre 10 sont liés par
des moyens de support, par exemple une traverse 15F, fixe
par rapport au châssis 16 du dispositif. Les paliers 13M,
14M de l'autre cylindre il sont reliés de même par une
traverse 15M guidée sur le châssis 16, et déplaçables sur
celui-ci, la position des paliers 13M et 14M pouvant être
réglée par des vérins de poussée 17, qui fournissent
également la force de réaction s'opposant à l'effort
d'écartement des cylindres généré par le produit coulé.
Le dispositif comporte en plus des moyens de mesure
de la position de la surface 34 de chaque cylindre. Ces
moyens de mesure comportent, pour chaque cylindre, un
ensemble 20 de capteurs 22 destinés à mesurer la position
de la surface 34 sur une génératrice de cette surface
située dans le plan horizontal P, diamétralement opposée
au col, et en plusieurs points le long de cette
génératrice. Sur le dessin de la figure 1, on a ainsi
représenté trois capteurs 22, l'un étant situé dans un
plan vertical médian P3, et mesurant la posit'ion d'un
point situé sensiblement au milieu de la dite
génératrice, les deux autres étant situés respectivement
dans des plans verticaux secondaires Pl et P5, au
voisinage des bords de la surface de coulée 34. Pour
augmenter la précision des mesures, on peut utiliser des
capteurs supplémentaires, placés dans des positions
intermédiaires.
L'ensemble 20 de capteurs 22 est fixe par rapport
au châssis 16. Ces capteurs sont des capteurs de type
connu dans des applications de mesure par triangulation,
par exemple des capteurs à rayon laser, qui peuvent
apprécier de faibles variations de distance tout en étant
216~.5~7
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éloignés du point dont on veut déterminer la position.
Ces capteurs 22 sont disposés de manière à viser la
surface du cylindre 11 à travers une fenêtre 18 aménagée
à cet effet dans la traverse 15M de support du dit
cylindre. De cette manière, la mesure effectuée par ces
capteurs est une mesure directe de la position des points
visés de la surface du cylindre il par rapport au châssis
16, et donc indépendante de la position des paliers 13M,
14M.
Les moyens de mesure de la position de la surface
34 comportent également un ensemble 21 de capteurs 23,
situé en-dessous du cylindre 11 dans un plan vertical
passant sensiblement par l'axe du cylindre, cet ensemble
étant fixe par rapport aux paliers 13M, 14M, et se
déplaçant donc avec ceux-ci. Les capteurs 23 sont par
exemple des capteurs capacitifs ou inductifs, de mesure
rapprochée. L'ensemble 21 comporte trois capteurs 23,
situés respectivement dans les mêmes plans verticaux que
les capteurs 22 de l'ensemble 20, qui permettent donc de
mesurer en trois points la position de la génératrice de
la surface 34 située à 90 du col, en aval de ce dernier
par rapport au sens de rotation du cylindre.
De manière similaire, deux ensembles 24, 25 de
capteurs sont disposés à proximité du deuxième cylindre
10. On notera cependant que, compte-tenu que les paliers
13F et 14F de ce cylindre sont fixes par rapport au
châssis 16, les capteurs de l'ensemble 24 peuvent alors
être également des capteurs de type capacitif ou
inductif.
Selon une variante de réalisation, représentée aux
figures 3 et 4, de tels capteurs, susceptibles
d'effectuer uniquement des mesures à faible distance,
peuvent également être utilisés à la place des capteurs
22, pour mesurer la position des points de la génératrice
opposée au col sur le cylindre il. Dans ce cas, ces
capteurs sont fixes par rapport aux moyens de support 15M
10
de ce cylindre, et des capteurs supplémentaires sont
prévus pour mesurer la position de ces moyens de support
par rapport au châssis, par exemple des capteurs 26
disposés de manière à mesurer les variations d'écartement
entre les paliers des deux cylindres.
On va maintenant décrire, en relation avec les
figures 3 et 4, la méthode de détermination de l'entrefer
en continu au cours de la coulée, à l'aide des mesures
effectuées par les capteurs prémentionnés.
Au préalable, il est rappelé que l'entrefer réel au
col entre les cylindres, en cours de coulée, dépend :
- de la concavité initiale, à froid, des cylindres,
- de l'effet de bombé thermiq e et de la dilatation
radiale des viroles, qui tende t à réduire cette
concavité lors de l'échauffement des viroles,
- du cédage de l'ensemble des organes supportant
les viroles, notamment la flexion des arbres des
cylindres qui tend à augmenter la distance entre les
cylindres au col.
Compte-tenu que les efforts de serrage sont
relativement faibles, et la virole de grand diamètre par
rapport à sa largeur, on peut considérer que la virole
elle-même ne fléchit pas, ou au moins que cette flexion
est négligeable. Cependant, le cédage propre de la virole
peut être pris en compte dans la détermination de
l'entrefer en utilisant un plus grand nombre de capteurs
pour chaque ensemble de capteurs.
Le cédage du châssis 16 peut également être
considéré comme négligeable. Toutefois, en utilisant une
disposition de capteurs telle que celle représentée aux
figures 3 et 4, on s'affranchit totalement de cet
éventuel cédage puisque l'on mesure les variations
d'écartement entre les paliers des cylindres, le cédage
du châssis n'ayant plus alors aucune influence sur les
mesures.
Par ailleurs, pour connaître précisément les formes
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et dimensions de l'entrefer au col en cours de coulée, il
suffit de connaître au niveau du col
- l'entrefer au centre, c'est-à-dire dans le plan
médian de l'installation,
- la dissymétrie de l'entrefer,
- et le profil de la surface des viroles.
La connaissance de ces éléments permet d'agir en
régulation sur :
- l'épaisseur du produit coulé, en commandant des
déplacements égaux des deux vérins de serrage 17,
- la dissymétrie transversale du produit, en
commandant des déplacements différenciés de ces vérins,
- le profil du bombé, en agissant sur les échanges
thermiques entre produit et virole, par exemple en
faisant varier le refroidissement de la virole, ou la
vitesse de rotation des cylindres.
Dans les explications qui vont suivre, pour
déterminer, à partir des mesures effectuées par les
différents capteurs, la valeur de l'entrefer au centre,
la dissymétrie, et la forme du profil des surfaces des
viroles, on utilisera les notations suivantes :
eo valeur de l'entrefer initial à froid entre les
génératrices théoriques 36 des viroles,
e valeur de l'entrefer réel,
b valeur de la flèche à froid de la génératrice
de la surface 34, résultant de l'usinage de cétte
surf ace .
Ax valeur du cédage d'un cylindre,
ed et eg : valeurs de la variation de l'écartement
entre paliers, de chaque côté des cylindres, mesurées par
les capteurs 26,
AR variation de la longueur du rayon du cylindre
par rapport à sa longueur à froid (due à l'effet de bombé
thermique et de la dilatation radiale),
8. variation de la longueur du rayon pendant la
rotation,
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12
L distance entre les deux paliers d'un cylindre,
1 distance axiale de chacun des plans verticaux
contenant les capteurs, par rapport à un palier,
1 largeur de la virole,
C valeurs des variations de position de chaque
point de la virole, mesurées par les capteurs 22, 23.
Par ailleurs .
- les chiffres 1, 2, 3 accolés aux signes
précédents indiquent la position angulaire où est
considérée la valeur concernée : 1 indique la situation
au col, 2 indiqué la situation à 900 par rapport au col,
3 indique la situation à 180 par rapport au col
(diamétralement opposée au col),
- les chiffres indiqués en indice indiquent de
manière similaire, la situation axiale : 3 correspondant
à la situation dans le plan médian, 1 et 5 correspondant
respectivement aux situations dans les plans secondaires,
voisins des bords des viroles (on notera que les indices
2 et 4 correspondraient à des plans intermédiaires
supplémentaires).
- la lettre "F" indique que la valeur concerne le
cylindre fixe 10, et la lettre "M" concerne le cylindre
mobile il.
Ainsi, par exemple
C23M est la valeur, mesurée par le capteur 23, de
la variation de position du point de la surface 34 de la
virole du cylindre mobile il, point situé à 90 du col et
dans le plan médian.
6231 est la variation de longueur du rayon, dans le
plan secondaire Pl situé au voisinage du bord de la
virole, entre la situation à 90 et la situation à 180
par rapport au col.
Enfin, il est convenu d'affecter du symbole "F/M"
la somme des valeurs correspondantes à une même mesure ou
variation pour chaque cylindre (ainsi par exemple .
C23F/M = C23F + C23M) et d'affecter du signe "+" toutes
21~15- 5 7
13
les valeurs qui correspondent à une augmentation de
l'entrefer, et du signe "-" celles correspondant à une
diminution de l'entrefer.
On notera que les valeurs de C relatives à la
position à 900 (position "2") et utilisées dans les
formules qui suivent sont retardées d'un temps équivalent
à un quart de tour du cylindre, de manière que les
variations de position prises en compte dans un même
calcul soient relatives à une même génératrice, bien que
les mesures de ces variations soient effectuées dans des
positions angulaires différentes, ceci afin notamment de
s'affranchir d'un éventuel faux rond des cylindres.
Compte tenu de ces conventions de notation, on peut
écrire les équations suivantes
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14
a) Pour la détermination de l'entrefer au centre e3:
- Cédage de l'arbre d'un cylindre au centre (dans le plan
médian) :Ox3 = C33 - (C23 - b233)
- Variation de rayon au col :AR3 = C23 + 5123
d'où l'entrefer réel au centre
e3 = entrefer initial =_> eo3
+ creux des cylindres à froid =_> +b3F + b3M
+ cédage des arbres (Ax3) +C33F-(C23F-6233F)
+C33M-(C23M-b233M)
- AR3 au col =_> -(C23F+6123F)
-(C23M+b123M)
d'où
e3 = eo3 + b3F/M + C33F/M - 2.C23F/M + 6233F/M - S123F/M
La valeur de 5233-b123 est faible et peut être
déterminée par un modèle de calcul prenant en compte les
paramètres de coulée, notamment vitesse et flux d'échange
thermique, pour une virole donnée, ou des valeurs
expérimentales. A noter aussi que cette valeur, d'après
le modèle de calcul, ne varie pratiquement pas avec
l'intensité du refroidissement de la virole.
b) : dissymétrie de l'entrefer
Les capteurs d'extrémité situés aux voisinage des
bords et à 180 permettent de connaître la dissymétrie
e1= eol - biF/M + C31F/M - 2.C21F/M + 6231F/M - S121F/M
e5 = eo5 - b5F/M + C35F/M - 2.C25F/M + 6235F/M - 6125F/M
par définition, on pose . bl = b5 (symétrie du
profil en creux initial), d'où
el-e5 =eo1 - eo5 + C31F/M - C35F/M - 2.(C21F/M
-C25F/M) + (S231F/M - b235F/M) - (S121F/M - S125F/M)
A B
On peut admettre que les expressions
A=(S231F/M - 6235F/M) et B = (S121F/M - 6125F/M) sont
sensiblement nulles, car les conditions sont en principe
identiques de chaque côté des cylindres et il s'agit de
15
différences de valeurs sensiblement égales.
D'autre part, eol et eo5 ont les valeurs
suivantes .
- eol = ed - (ed-eg).11/L
- eo5 = ed - (ed-eg) :15/L
d'où
(eol-eo5) = [ (ed-eg) /L] = (15-11)
d'où la valeur de la dissymétrie :
el-e5 = [(ed-eg)/L].(15-11) + C31F/M - C35F/M -
2. (C21F/M - C25F/M)
c) : Profil
On peut démontrer que le profil propre de bombé
thermique de la surface 34 de chaque cylindre qui
s'ajoute au profil à froid est de la forme :
Y = K(A6) ..[2e-fS(X/2) _ e-i3(x) - e-9 (I-x)]
i3 étant une constante, il y a lieu de calculer K
qui est fonction du gradient de température à travers la
paroi de la virole.
Pour tenir compte d'un éventuel défaut de symétrie
par rapport au plan médian, il faut au moins connaître un
point de la courbe de chaque côté et donc il faut au
moins trois capteurs. En faisant la moyenne des valeurs
mesurées par les capteurs proches des bords, on pourra
déterminer le profil du cylindre par rapport à son axe.
Dans le cas où il y a trois capteurs à 180 mais un
seul capteur à 90 , il faudra prendre la valeur du bombé
à 180 . S'il y a au moins 3 capteurs à 90 , on pourra
prendre alors la valeur du bombé à 90 qui, étant plus
près du col, aura une valeur plus proche de celle du col,
et donc le profil au col sera déterminé plus précisément.
Pour connaître le profil au col à partir du profil
à 90 ou 180 , il faut intégrer les variations de rayon
entre le col et la position où on lit le bombé
on a donc :
ORi = C2i - 612i
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16
d'où, si le bombé est mesuré dans la situation à
900 du col .
Y1 = C23 - C21 + 5123 - 5121
Y5 = C23 - C25 + 5123 - 5125
Les valeurs de b123 et b121 et 5125, comme dit
précédemment, peuvent être déterminées grâce à un modèle,
soit en fonction des paramètres de coulée, soit de la
différence de la valeur du bombé entre 180 et 90 , ou par 4
des courbes ou valeurs expérimentales.
Connaissant Y1 et Y5, on peut alors déterminer le
profil de chaque cylindre au col.
Comme on l'aura compris, le dispositif et le
procédé selon l'invention permettent de déterminer avec
précision et en continu l'entrefer réel entre les
cylindres lors de la coulée, en définissant celui-ci par
sa valeur au centre, son éventuelle dissymétrie par
rapport au plan médian, et la forme de la génératrice de
chaque cylindre au col.
Le ou les capteurs situés à 90 par rapport au col
servent particulièrement à déterminer l'influence des
variations de rayon et de profil des cylindres dues aux
effets de bombé thermique, puisque dans cette situation à
90 , les déformations dues aux effets mécaniques des
efforts d'écartement des cylindres sont négligeables. Il
serait donc également possible d'effectuer les mesures
correspondantes au-dessus des cylindres à 90 en amont du
col. Toutefois, pour des raisons d'encombrement, il est
plus facile de placer les capteurs en-dessous des
cylindres. De plus, eu égard aux mesures de bombé
thermique, une telle position est favorable, car les
variations de bombé sont moindres entre le col et la
situation à 90 en aval, que entre le col et une
situation à 90 en amont du col, puisque entre ces deux
dernières situations, l'échauffement dû à l'entrée en
contact du métal en fusion avec la virole est plus brutal
que le refroidissement qui suit la séparation de la bande
2161557
17
coulée de la surface du cylindre.
Les différentes mesures indiquées ci-dessus
permettent en fait de déterminer les variations de
l'entrefer en service, par rapport à l'entrefer à froid,
sans effort sur les cylindres, ces variations étant
provoquées tant par les efforts exercés en cours de
coulée que par les déformations thermiques des cylindres.
Il est donc supposé que la forme du profil des cylindres
à froid est connue. Pratiquement, à partir de la forme de
la génératrice à chaud souhaitée pour avoir le profil
d'entrefer compatible au profil travers voulu de la bande
formée (cette forme étant définie par une fonction
mathématique), il a été déduit l'équation de la courbe du
profil à froid utilisée par la machine d'usinage du
profil des cylindres, cette équation du profil à froid
donnant la profondeur du profil en un point en fonction
de la position axiale de ce point. Réciproquement,
connaissant le profil de l'entrefer à froid par la mesure
de la valeur de l'entrefer au centre et par la dite
équation du profil à froid, et connaissant les variations
de position et de forme telles que citées ci-avant pour
chaque cylindre, il est possible de connaître le profil
de l'entrefer à chaud avec une précision suffisante.
Dans ce qui précède, il a été considéré que la
forme du profil d'une génératrice du cylindre était une
courbe définie par une fonction mathématique, les mesures
effectuées par les capteurs situés dans les trois plans
P1, P3, P5 permettant de définir les paramètres de cette
courbe et sa position dans l'installation. On comprendra
aisément que, si on dispose d'un nombre important de
capteurs dans des plans parallèles à P3, en sus des plans
P1 et P5, c'est-à-dire répartis selon la largeur de la
table du cylindre de surface 34, on pourra alors
connaître directement par mesure la position de plusieurs
points du profil et,. donc, connaître avec précision le
profil des cylindres, et donc l'entrefer, sans qu'il soit
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imposé de connaître la forme du profil initial.
Il va de soit que l'invention s'applique non
seulement à la coulée continue, mais également, comme
déjà évoqué au début, au laminage des produits plats,
métalliques ou autres.
