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PROCEDE DE GESTION D'UNE INSTALLATION DE TRAITEMENT DE
BANDE METALLIQUE EN LIGNE CONTINUE ET INSTALLATION
POUR LA MISE EN CEUVRE DU PROCEDE
s L'invention a pour objet un procédë de gestion de l'entrée d'une
nouvelle bobine dans une installation de traitement en ligne continue
d'un produit en bande et couvre également une installation de traitement
perFectionnée pour la mise en oeuvre du procédé.
On sait que le processus de fabrication de produits sidérurgiques,
1o en particulier de bandes métalliques, nécessite une série de traitements
successifs. D'une façon générale après l'élaboration de l'acier et sa
coulée en lingotières ou par coulée continue, on réalise tout d'abord un
laminage à chaud et le produit enroulé en bobine est ensuite soumis à
diverses opérations, généralement un recuit, un décapage permettant
is d'éliminer la calamine et un laminage à froid qui peut étre réalisé soit
sur
un train réversible soit sur un laminoir tandem. La bande ainsi laminée.
peut, ensuite, étre soumise à divers traitement, par exemple
dégraissage, revenu, décapage, revétement de surface etc...
L'évolution de la technique conduit de plus en plus à regrouper en
2o une ligne continue certains traitements qui, auparavant, étaient réalisés
dans des équipements séparés, la bande étant enroulée en bobine à la
fin d'un traitement pour étre transportée dans l'équipement suivant afin
de subir un autre traitement.
La bande à traiter, alimentée sous forme de bobines placées l'une
2s après l'autre sur une dérouleuse, passe successivement dans les
diverses sections de l'installation. Pour réaliser le traitement en continu,
il
faut donc, à la fin du déroulement d'une bobine, fixer la queue de celle-ci,
c'est-à-dire son extrémité aval dans le sens de défilement, sur la téte de
la bobine suivante, c'est-à-dire l'extrémité amont dans le sens de
3o défilement. Cette jonction, qui doit être capable de résister aux efForts
appliqués sur la bande pendant le défilement dans les sections
successives de l'installation est réalisée, le pluse souvent, par soudure
électrique, en particulier dans le cas de bandes d'acier.
On peut, par exemple, appliquer les deux parties à souder l'une
3s sur l'autre mais il en résulte une surépaisseur, et généralement, on
préfère réaliser une soudure bord à bord, par étincelage.
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Dans tous les cas, il faut que les deux extrémités, respectivement
aval et amont des deux bandes successives à souder, soient
parfaitement parallèles et elles sont donc cisaillées avant la soudure par
des moyens qui peuvent ëtre intégrés à l'équipement de soudage.
s Cependant, étant donné que l'on traite des bobines venant du
laminoir à chaud, il faut d'abord procéder à une opération d'éboutage afin
d'éliminer la tëte et la queue de la bobine qui ne sont pas rectilignes et
peuvent présenter certains défauts.
Le processus de raccordement de deux bandes consécutives
1o comprend donc, d'une part des opérations de préparation des extrémités
des deux bandes et, d'autre part, les opérations de jonction proprement
dites. L'ensemble des opérations s'effectue par étapes successives dans
des équipements qui, généralement, sont regroupés dans une section
d'entrée de l'installation associée, le plus souvent, à deux dérouleuses
1s portant respectivement, l'une la bobine en fin de déroulement et l'autre la
nouvelle bobine à traiter.
A la fin du déroulement de la première bobine, il faut donc, tout
d'abord, procéder à féboutage de la queue de celle-ci dans une cisaille
d'entrée puis positionner la bande dans la machine de soudage et
2o procéder au cisaillage de son extrémité aval. Pendant ce temps, on a pu
commencer le déroulement de la première bobine, à partir de la seconde
dérouleuse et réaliser l'éboutage de la tëte de celle-ci au moyen d'une
cisaille d'entrée. La nouvelle bande est alors introduite dans la machine
de soudage, positionnée et cisaillée.
2s Avantageusement, les extrémités des deux bandes sont cisaillées
en mëme temps dans la machine, de soudage qui, à cet efFet, est
associée à des moyens de positionnement et de serrage des extrémités
des deux bandes à souder et à des moyens de cisaillage des deux
extrémitës le long de deux lignes parfaitement parallèles qui sont ensuite
3o rapprochées l'une vers l'autre pour réaliser le soudage, en particulier par
étincelage, en faisant passer un courant électrique entre les deux bandes
à souder.
Les équipements placés dans la section d'entrée de l'installation
réalisent donc une suite d'opérations que l'on peut répartir en deux
3s cycles successifs
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tout d'abord, un cycle de préparation comportant l'éboutage de la
queue de la première bande et son positionnement dans la soudeuse,
puis l'introduction de la bande suivante avec éboutage de sa téte et son
positionnement dans la soudéuse.
s Ensuite, le cycle de jonction proprement dit comportant le
cisaillage des extrémités des deux bandes pour former deux bords
parallèles en vis à vis, leur rapprochement et leur soudage et le finissage
de la soudure.
Toutes ces opérations demandent, évidemment, un certain temps
1o pendant lequel le défilement de la bande doit ëtre arrété ou, au moins,
ralenti à une vitesse minimale.
En effet, si l'on peut réaliser l'éboutage et le cisaillage des bandes
au défilé, au moyen d'une cisaille volante, le positionnement des deux
extrémités à souder et l'opération de soudage demandent, normalement,
1s un arrét complet.
Or, dans la plupart des installations de traitement en ligne
continue, le défilement de la bande doit étre poursuivi en permanence.
C'est le cas, en particulier, des installations utilisées couramment,
pour le décapage en ligne continue de bandes d'acier. D'une façon
2o générale, une telle ligne comprend successivement un four de recuit et
une installation de décapage pour l'élimination de la calamine, qui est
constituée, le plus souvent, d'une série de bacs remplis d'acide dans
lesquels plonge la bande. Bien entendu, d'autres équipements peuvent
ëtre nécessaires, par exemple un dispositif de décalaminage par
2s grenaillage placé avant les bacs de décapage afin de favoriser le
décapage chimique.
La vitesse normale de défilement de la bande dans des bacs
d'acide est généralement très élevée et peut aller, par exemple, jusqu'à
400 mlmn. Or, comme on vient de le voir, le défilement de la bande doit
3o étre arrété périodiquement, dans la section d'entrée, pour permettre les
opérations de jonction de la queue d'une bobine avec la téte de la bobine
suivante.
Etant donné que l'intensité du décapage dépend du temps de
séjour de la bande dans l'acide, il est nécessaire que la vitesse de
3s défilement dans les bacs soit sensiblement constante. C'est pourquoi l'on
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interpose, entre la section d'entrée et la section de traitement, par
exemple de décapage, un dispositif d'accumulation qui est rempli à
l'avance d'une longueur de bande mise en réserve afin de poursuivre le
défilement dans la .section de traitement à vitesse normale pendant le
s temps d'arrét dans la section d'entrée pour la jonction des deux bandes
successives.
De méme, l'installation se termine par une section de sortie
comprenant au moins une enrouleuse de la bande en bobine. La
longueur enroulée étant évidemment limitée, il faut, à la fin de
io l'enroulement d'une bobine, couper l'extrémité de celle-ci et engager la
suite de la bande sur une autre enrouleuse afin de permettre l'évacuation
de la bobine enroulée. Ces-opérations demandent un certain temps
d'arrét du défilement, pendant lequel le décapage doit se poursuivre.
C'est pourquoi un accumulateur aval doit étre placé entre la
1s section de traitement et la section de sortie afin de mettre en réserve la
longueur de bande traitée à vitesse normale pendant le temps
d'évacuation d'une bobine enroulée.
D'une façon générale, une instâllation de traitement en ligne
continue, en particulier pour le décapage de bandes d'acier, comprend
2o successivement, dans le sens de défilement de la bande, une section
d'entrée, un accumulateur amont, une section de traitement, un
accumulateur aval et une section de sortie, les accumulateurs amont et
l'accumulateur aval ayant chacun une capacité d'accumulation
correspondant au moins à la longueur de bande défilant, à vitesse
2s normale, dans la section de traitement, respectivement pendant le temps
d'arrêt dans la section d'entrée pour le raccordement de la téte d'une
nouvelle bobine à la queue de la bobine précédente et pendant le temps
d'arrêt dans la section de sortie pour l'évacuation de la bobine enroulée.
Comme indiqué plus haut, le raccordement entre deux bandes
3o consécutives nécessite une suite d'opérations effectuées par les
difFérents équipements de la section d'entrée.
A titre d'exemple, la figure 1 est un diagramme indiquant, en
abscisse, les temps nécessaires aux étapes successives du processus
général de raccordement entre la queue d'une bobine en fin de
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déroulement et la téte d'une nouvelle bobine, çes étapes, référencées A
à K, étant, par exemple, les suivantes
- A : Arrét dans la section d'entrée de la bobine en fin de
déroulement. La vitesse de défilement étant élevée, par exemple
s 400 m/mn, le temps d'arrët peut étre de l'ordre de 5 secondes comme
indiqué sur le diagramme.
- B : Coupe pour l'éboutage de la queue de la bande en fin de
déroulement.
- C : Positionnement dans la soudeuse de la queue de la première
io bande.
- D : Introduction de la bande suivante à partir de la seconde
dérouleuse. Cette opération nécessite l'engagement de la téte de la
bobine suivante dans les équipements d'entrée et peut donc demander
un certain temps, par exemple 10 secondes, comme indiqué sur le
1s diagramme. Bien entendu, la téte de la bobine suivante doit étre
éboutée, mais cette opération a pu étre réalisée à l'avance, chaque
dérouleuse pouvant étre associée à une cisaille d'entrée.
- E : Positionnement de la bande suivante dans la soudeuse, par
exemple au moyen de guides latéraux d'entrée.
2o On voit sur le diagramme que les opérations C, D, E peuvent
demander chacune environ 10 secondes.
- F : Cisaillage des extrémités en vis-à-vis des deux bandes.
Comme on l'a indiqué, les bords en vis-à-vis des deux bandes
successives doivent étre rectilignes et parFaitement parallèles, en
as particulier pour un soudage par étincelage. A cet efFet, il est habituel
d'utiliser une cisaille double permettant de réaliser en méme temps, de
part et d'autre de l'appareil de soudure, le cisaillage des deux bords en
vis-à-vis. Cette opération peut donc être rapide et demander, par
exemple, 5 secondes.
30 - G : Soudage des deux bords en vis-à-vis. Cette opération
dépend du procédé de soudage mais peut demander, en moyenne 15
secondes.
- H : Finissage de la soudure, en particulier, lorsque l'on doit éviter
une surépaisseur. II est intéressant, en effet, de réaliser le
3s soudage par étincelage mais l'on sait qu'il se produit alors un
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bourrelet qui risque de détériorer les cylindres de laminage. Ce
bourrelet doit donc étre éliminé par rabotage. Selon les cas, cette
opération peut ëtre effectuée soit dans la machine de soudage
elle-méme, soit légèrement en aval de celle-ci et, dans ce cas, il
s faut déplacer la jonction soudée depuis la machine de soudage
jusqu'à la machine de rabotage.
Le temps nécessaire aux opérations de finition peut ëtre de l'ordre
de 10 secondes.
- I : Retour à la vitesse normale de défilement. Cette vitesse étant
1o élevée, il faut un certain temps d'accélération qui peut ëtre évalué à 5
secondes.
Le diagramme de la figure 1 montre que le temps mort allant du
moment où l'on commence à réduire la vitesse jusqu'au moment où
celle-ci revient à la vitesse normale, dépasse 1 minute.
is De plus, certaines opérations supplémentaires sont
éventuellement nécessaires dans certains cas, par exemple, après le
soudage, une étape J d'encochage des extrémités de la partie soudée,
qui peut demander 10 secondes et une étape K de recuit de la soudure
qui peut demander 40 secondes. Ces deux étapes peuvent étre réalisées
2o en méme temps avant l'accélération de la bande pour le retour à la
vitesse normale.
Selon le diagramme de la figure 1, le temps.global pendant lequel
le défilement doit ëtre arrété dans la section d'entrée, peut donc aller de
75 à 115 secondes.
2s Cependant, il apparait que l'on peut distinguer, sur ce diagramme,
deux cycles successifs d'opérations qui sont réalisées par des
équipements différents, tout d'abord un premier cycle P de préparation
comprenant l'arrêt du défilement, féboutage des extrémités des deux
bandes et leur positionnement dans la machine de soudage et qui
3o correspond donc aux étapes A à E et, ensuite, un second cycle S de
jonction proprement dite, comprenant le cisaillage des deux bords en vis
à vis des deux bandes, leur soudage, le finissage de la soudure et le
retour à la vitesse normale et qui correspond donc aux opérations F à I
avec, éventuellement, les étapes J et K.
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Bien entendu, le diagramme de la figure 1 n'est qu'un exemple et
d'autres opérations pourraient éventuellement ètre ajoutées au
processus de jonction, mais dans tous les cas, le temps mort d'arrèt du
défilement pour la jonction des deux bandes reste compris entre 1
s minute et 1 minute 30.
Or, comme on fa vu, la vitesse de défilement normale est assez
élevée, par exemple de l'ordre de 400 mlmn, et doit, autant que possible,
rester sensiblement constante. L'accumulateur amont doit donc avoir une
capacité comprise entre 400 et 600 mètres pour que la longueur de
1o bande mise en réserve alimente la section de traitement pendant le
temps d'arrêt dans la section d'entrée.
De tels accumulateurs sont extrèmement encombrants et onéreux
mais leur utilisation reste, cependant, rentable pour des productions
importantes.
1s C'est pourquoi, depuis quelques années, on a réalisé de
nombreuses installations fonctionnant en ligne continue, non seulement
pour le décapage mais pour d'autres opérations, par exemple le
laminage à froid ou le revêtement de surface.
Toutefois, depuis un certain temps, les besoins de la clientèle ont
2o évolué et nécessitent, périodiquement, une modification du plan de
charge d'une usine, la composition de l'acier et les dimensions des
bandes produites pouvant varier assez souvent.
Comme on vient de le voir, une installation de traitement en ligne
continue, est munie dans sa section d'entrée, de moyens permettant de
2s réaliser le raccordement entre des bobines successives sans arrêter le
défilement dans la section de traitement. II est donc possible de traiter
successivement des bandes ayant des caractéristiques structurelles et
dimensionnelles différentes, en les soudant l'une après l'autre.
Cependant, la~ longueur de bande à traiter peut également varier en
3o fonction des besoins et, dans la pratique, il arrive assez souvent que l'on
doive traiter des bobines ayant une faible longueur, par exemple de 300
à 400 mètres. Or, l'accumulateur amont placé entre la section d'entrée et
la section de traitement doit alimenter la section de traitement pendant
un temps mort d'arrët dans la section d'entrée dont la durée ne peut pas
3s être diminuée au-dessous d'une certaine limite du fait qu'il résulte d'une
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succession de fonctions dont les temps élémentaires sont enchaTnés en
séquences.
Cependant, après s'être vidé pour alimenter la section de
traitement pendant le temps d'arrêt, l'accumulateur doit être de nouveau
s rempli pour permettre le raccordement avec la bobine suivante et, pour
cela, on fait défiler la nouvelle bande, dans la section d'entrée, à une
vitesse plus élevée que la vitesse normale de traitement, par exemple
600 à 800 mlmn.
Si la nouvelle bobine est très courte, sa queue peut arriver dans la
1o section d'entrée avant que l'accumulateur ne soit complètement rempli et
il faut, à ce moment, de nouveau arrëter le défilement dans la section
d'entrée pour réaliser la jonction en alimentant la section de traitement à
partir de l'accumulateur. S'il est possible d'absorber le passage d'une
seule bobine courte, en revanche, l'insuffisance de remplissage peut se
1s cumuler si plusieurs bobines courtes doivent être traitées
successivement.
La présente invention permet de résoudre ce problème grâce à un
nouveau procédé et une installation perfectionnée qui permettent de
réduire considérablement le temps mort de la section d'entrée et, ainsi,
2o d'incorporer beaucoup plus facilement dans la ligne des bobines de
tailles différentes. En outre, grâce à cette réduction du temps mort
d'entrée, l'invention permet d'augmenter la vitesse réelle de traitement
et, ainsi, la productivité de la ligne.
L'invention a donc pour objet, d'une façon générale, un procédé
2s de gestion de l'entrée d'une nouvelle bobine dans une installation de
traitement en ligne continue d'un produit en bande, alimentée en bobines
successives et comportant des moyens de commande du défilement en
continu de la bande, successivement dans une section d'entrée, un
accumulateur amont, une section de traitement, un accumulateur aval et
3o une section de sortie, le raccordement de la queue d'une première
bobine en fin de déroulement avec la tète d'une bobine suivante étant
effectué dans la section d'entrée de l'installation en deux cycles d'étapes
successives, respectivement un premier cycle de préparation des
extrémités, respectivement queue et tête des deux bandes en vue de
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leur jonction et un second cycle de jonction proprement dite des deux
bords en vis à vis desdites extrémités.
Conformément à l'invention, la jonction des bords en vis à vis des
extrémités des deux bandes est réalisée dans au moins deux parties de
s la section d'entrée, respectivement une premiëre partie et une seconde
partie, entre lesquelles est interposé un accumulateur intermédiaire pour
la mise en réserve d'une longueur variable de bande et le temps
nécessaire à l'ensemble des opérations de raccordement des deux
bandes est divisé en au moins deux périodes, respectivement une
io première période correspondant au cycle de préparation et à une
première phase du cycle de jonction des bords en vis à vis des deux
bandes et une seconde période correspondant à une seconde phase du
cycle de jonction, lesdites deux périodes étant séparées par un intervalle
de temps de durée variable correspondant au défilement dans
is l'accumulateur intermédiaire de la longueur de bande mise en réserve.
Une idée essentielle de l'invention réside donc dans le
fractionnement du cycle de jonction en deux phases séparées, avec mise
en réserve d'une longueur variable de bande dans un accumulateur
intermédiaire.
2o Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la jonction
des deux bandes est réalisée par soudure, dans une machine de
soudage placée dans la première partie de la section d'entrée. Dans ce
cas, l'opération de soudure est réalisée à la fin de la première période
dans une première phase du cycle de jonction et l'on fait ensuite passer
2s dans l'accumulateur intermédiaire la queue de la première bande et sa
jonction soudée avec la téte de la bande suivante, le défilement étant de
nouveau arrété dans la seconde partie de la section d'entrée pour
réaliser au moins une opération de finition au cours d'une seconde
période du cycle de jonction.
3o Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la machine de
soudage est placée dans la seconde partie de la section d'entrée. Dans
ce cas, on réalise une jonction provisoire de la queue de la première
bande avec la tëte de la bande suivante, à la fin de la première période
du processus général de raccordement, dans une première phase du
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cycle de jonction et l'on reprend ensuite le défilement de la bande pour
amener ladite jonction provisoire dans la seconde partie de la section
d'entrée en passant par l'accumulateur intermédiaire, le défilement étant
de nouveau arrêté pendant la seconde période du processus général de
s raccordement afin de réaliser l'opération de soudure proprement dite et
au moins une opération de finition dans une seconde phase du cycle de
jonction.
De façon particulièrement avantageuse, avant la fin du
déroulement de la première bobine, on met en réserve dans
1o l'accumulateur amont et dans l'accumulateur intermédiaire des longueurs
de bande correspondant à leur capacité maximale.
Le procédé selon l'invention permet ainsi, pendant la premiëre
période du processus de jonction d'alimenter, la section de traitement à
vitesse normale à partir de l'accumulateur amont, et en même temps, de
1s faire passer dans l'accumulateur amont, depuis l'accumulateur
intermédiaire, une longueur de bande susceptible de remplacer au moins
une partie de la longueur passant dans la section de traitement.
En outre, pendant la seconde période du processus de jonction, il
est possible d'alimenter la section de traitement à vitesse normale à
2o partir de l'accumulateur amont et, en même temps, de commander le
défilement dans la première partie de la section d'entrée, de la longueur
de bande nécessaire pour le rétablissement de l'accumulateur
intermédiaire à sa capacité maximale.
L'invention couvre également une installation perfectionnée pour
2s la mise en aeuvre du procédé, comportant, comme habituellement, une
section d'entrée, un accumulateur amont, une section de traitement, un
accumulateur aval et une section de sortie.
Comme on l'a indiqué, le processus de raccordement de la queue
d'une bobine en fin de déroulement avec la tête d'une nouvelle bobine
3o est réalisé par étapes successives dans différents équipements qui,
parfois, sont regroupés dans une même machine mais peuvent aussi
ëtre séparés. Par exemple, pour réaliser les étapes A à K décrites
précédemment, l'installation comprend
- au moins deux dérouleuses fonctionnant alternativement, l'une
3s pour le déroulement d'une bobine en cours de traitement et
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l'autre pour le déroulement de la bobine suivante, chaque
dérouleuse étant associée à une cisaille d'éboutage
- un dispositif formant aiguillage pour l'engagement dans
l'installation de la bande venant de l'une ou l'autre des deux
s dérouleuses,
- des moyens de positionnement, par exemple des guides
latéraux d'entrée de bande dans la soudeuse,
- une machine de soudage associée à deux cisailles ou à une
cisaille double pour le cisaillage de deux bords en vis à vis sur
1o les extrémités des deux bandes,
- un équipement de finition, par exemple une machine de
rabotage qui peut, éventuellement, étre intégrée dans la
machine de soudage,
- des moyens de positionnement tels que des guides latéraux
1s pour la sortie de la bande et par exemple son entrée dans un
tensionneur précédant l'accumulateur amont placé à l'entrée
de la section de décapage.
L'invention repose sur l'idée qu'il était possible de répartir les
équipements de la section d'entrée en deux parties séparées
20 ' physiquement par un accumulateur intermédiaire, de telle sorte que
l'ensemble du processus de raccordement soit divisé en deux périodes
séparées par un intervalle de temps de durée variable.
Cet accumulateur intermédiaire aura une capacité correspondant
au moins à la longueur de bande défilant dans la section de traitement à
2s vitesse normale pendant la durée de la première période du processus
de raccordement.
Comme on l'a indiqué plus haut, pendant la seconde période du
processus de raccordement, cet accumulateur intérmédiaire peut
alimenter l'accumulateur amont de façon à maintenir celui-ci, autant que
3o possible, à sa capacité maximale. De la sorte, il est possible de donner à
faccurnulateur amont une capacité correspondant simplement à la
longueur de bande défilant dans la section de traitement à vitesse
normale pendant la seconde période du processus de raccordement.
L'invention permet, en particulier, de résoudre le problème des
3s bobines relativement courtes. En effet, il est possible de gérer le taux de
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remplissage de l'accumulateur intermédiaire en fonction de la longueur
de chaque nouvelle bobine de façon à pouvoir rétablir l'accumulateur
amont à sa capacité maximale après chaque période du processus de
raccordement.
s En particulier, selon une caractéristique préférentielle de
l'invention, il est possible d'introduire une troisième bobine dans la
section d'entrée dès que l'accumulateur intermédiaire est suffisamment
rempli pour permettre un arrêt du défilement dans la première partie de
la section d'entrée, afin de joindre, au moins provisoirement, la queue de
1o la nouvelle bobine à la tête de la troisième bobine.
Ainsi, dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, à
partir de farrét de la jonction dans la seconde partie de la section
d'entrée, on augmente la vitesse de déroulement de la nouvelle bobine
pour le remplissage, au moins partiel, de l'accumulateur intermédiaire, de
1s façon que, selon la longueur de la nouvelle bobine, la queue de celle-ci
puisse ëtre arrêtée dans la première partie de la section d'entrée pour sa
jonction avec la téte d'une troisième bobine, après la mise en réserve
d'une longueur de bande correspondant au moins à la première période
du processus de raccordement.
2o En fractionnant ainsi en au moins deux périodes séparées par un
intervalle, le temps global nécessaire au raccordement de deux bobines
successives, il est possible, grâce à l'invention, de réduire le temps mort
d'arrét du déroulement des bobines dans la section d'entrée, ce temps
mort pouvant, en pratique, ne pas dépasser la plus longue des deux
2s périodes du processus de raccordement.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante
de certains modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemple et
représentés sur les dessins annexés.
La figure 1 est un diagramme indiquant, à titre d'exemple, la durée
3o des difFérentes étapes du processus général de raccordement de deux
bandes successives.
La figure 2 représente schématiquement la section d'entrée d'une
installation, dans un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est un diagramme représentant le déroulement, dans
ss le temps, des deux périodes du processus de raccordement.
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La figure 4 représente schématiquement la section d'entrée d'une
installation, dans un second mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 est un diagramme indiquant, dans le temps, le
déroulement des deux périodes du processus général de raccordement,
s dans le mode de réalisation de la figure 4.
Comme on l'a indiqué, la figure 1 est un diagramme représentant,
en abscisse, le déroulement dans le temps des différentes étapes A à I
du processus général de raccordement, réalisé, de façon classique, dans
la section d'entrée d'une installation de traitement en ligne continue.
1o La figure 2 représente schématiquement la section d'entrée d'une
installation perFectionnée selon l'invention, dans un premier mode de
réalisation.
Comme habituellement, la bande à traiter peut se dérouler à partir
de l'une ou l'autre de deux dérouleuses 11, 11' associée chacune à des
1s moyens 12, 12' de déroulement et de redressement de la bande et à une
cisaille d'éboutage 13, 13 '. Un dispositif d'aiguillage 14 permet
d'introduire dans la section d'entrée la bande M ou M' venant,
respectivement, de l'une ou l'autre des deux dérouleuses 11, 11'.
Selon l'invention, la section d'entrée 1 est divisée en deux parties
20 3 et 4 entre lesquelles est interposé un accumulateur intermédiaire 5.
Après sa sortie de la section d'entrée, la bande passe, comme
habituellement, dans un accumulateur amont 6 puis dans la section de
traitement 7, celle-ci étant suivie d'un accumulateur aval et de la section
de sortie. Les parties de l'installation qui suivent l'accumulateur amont 6
2s ne sont pas modifiées et n'ont donc pas été représentées sur les
dessins.
Les équipements nécessaires à la jonction de deux bobines
successives sont réparties entre les deux parties 3 et 4 de la section
d'entrée 1.
3o C'est ainsi que, dans le mode de réalisation représenté sur la
figure 2, la première partie 3 de la section d'entrée comprend un moyen
de jonction provisoire 31 tel qu'une agrafeuse, associé à des guides
latéraux d'entrée 32 et de sortie 33.
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L'accumulateur intermédiaire 5 peut étre réalisé de façon
habituelle selon la longueur de bande à mettre en réserve, cette longueur
étant indiquée plus loin.
On sait que, d'une façon générale, un accumulateur de bande est
s constitué d'un ensemble de rouleaux fixes et d'un ensemble de rouleaux
mobiles sur lesquels passe la bande, les rouleaux mobiles étant montés
sur un chariot que l'on peut déplacer de façon à faire varier la longueur
de bande accumulée. La bande doit rester tendue entre les rouleaux
fixes et mobiles et c'est pourquoi un tel accumulateur doit étre associé,
1o normalement, à deux tensionneurs, par exemple à rouleaux en S, placés
respectivement en amont et en aval de l'accumulateur dans le sens de
défilement.
Sur la figure 2, l'accumulateur intermédiaire 5 a été représenté
schématiquement par un rouleau mobile 51 et deux tensionneurs
1s respectivement amont 52 et aval 53.
La deuxième partie 4 de la section d'entrée 1 comporte, comme
habituellement, un équipement de soudage 41, par exemple par
étincelage, associé à une cisaille double 42 et à une raboteuse 43. Sur la
figure 2, ces équipements ont été représentés séparément mais l'on sait
2o qu'ils peuvent avantageusement étre regroupés dans une méme
machine. A titre de simple exemple, le brevet français 2 756 504 de la
méme société décrit une machine de soudage par étincelage comportant
deux paires de mors de serrage des extrémités des deux bandes M, M' à
raccorder, qui sont montés respectivement sur un bâti fixe et sur un bâti
2s mobile, une cisaille double constituée par exemple de deux paires de
lames ou de molettes dëplaçables transversalement pour le cisaillage
des extrémités des deux bandes suivant deux lignes parallèles et un outil
de rabotage monté coulissant transversalement sur le bâti fixe.
Par ailleurs, la machine de soudage est associée, habituellement,
3o à des guides latéraux d'entrée 44 et de sortie 45 qui permettent de
réaliser un positionnement précis, dans la machine, des deux bandes M,
M', en particulier, pour le cisaillage et le rapprochement des extrémités à
souder.
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L'accumulateur amont 6 peut étre réalisé de toute façon connue et
a donc été schématisé sur la figure 2 par un simple rouleau mobile 61
associé à deux tensionneurs 62, 63.
L'installation représentée sur la figure 2 permet donc de diviser le
s processus de raccordement en deux périodes successives réalisées
respectivement dans les deux parties 3 et 4 de la section d'entrée.
Sur le diagramme de la figure 3, on a représenté, en fonction du
temps indiqué en abscisse, les étapes successives du processus général
de raccordement des deux bandes, dans une installation telle que
1o représentée sur la figure 2 et comprenant, par conséquent, deux
périodes successives séparées par un temps de passage dans
l'accumulateur intermédiaire 5.
Comme on fa indiqué, la première section 3 de l'installation diffère
d'une installation classique par le fait que la machine de soudage
1s électrique est remplacée par un moyen de jonction provisoire telle qu'une
agrafeuse 31. La première période du processus de raccordement
comprend donc, d'une part, les étapes A, B, C, D, E du cycle de
préparation P correspondant, comme on l'a exposé plus haut en se
référant à la figure 1, à la coupe de la queue de la bande en cours de
2o déroulement, l'introduction de la bande suivante préalablement coupée
et le positionnement des deux bandes dans l'agrafeuse et, d'autre part,
deux nouvelles étapes L et M.
En effet, dans une étape L, on réalise l'agrafage des deux bandes.
Cette opération est plus rapide que le soudage et peut demander, par
2s exemple, 5 secondes.
Les deux bandes étant ainsi provisoirement jointes, le défilement
est remis en route dans une étape de démarrage M qui peut durer 5
secondes.
Ces deux étapes L et M constituent donc une première phase S,
3o du cycle de jonction se déroulant dans la première période du processus
de raccordement.
Pour cette première période, le temps global T~ d'arrét du
défilement dans la première partie 3 de la section d'entrée peut donc étre
de l'ordre de 50 secondes.
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Pendant ce temps d'arrët T~, la section de traitement a été
alimentée par l'accumulateur amont 7 mais, selon une caractéristique
essentielle de l'invention, celui-ci a été alimenté à son tour à partir de
l'accumulateur intermédiaire 5 de façon à étre maintenu sensiblement à
s sa capacité maximale.
La capacité de l'accumulateur intermédiaire 5 doit donc
correspondre au moins à la longueur de bande défilant à la vitesse
normale de traitement pendant le premier temps d'arrët T~.
La queue de la première bande revenue à sa vitesse de
1o défilement est jointe provisoirement à la tëte de la nouvelle bande et
passe donc dans l'accumulateur intermédiaire 5 pour arriver dans la
deuxième partie 4 de la section d'entrée. Etant donné que, à ce moment,
l'accumulateur intermédiaire 5 a une capacité réduite, le temps T2 de
défilement de la jonction provisoire dans cet accumulateur intermédiaire
1s peut ëtre assez faible, par exemple, de 25 secondes.
.. On peut alors réaliser la seconde phase S2 du cycle de jonction
dans la seconde partie 4 de la section d'entrée.
La jonction provisoire doit ëtre, tout d'abord, positionnée dans la
machine de soudage dans une étape E' qui peut demander 10 secondes.
2o Les extrémités des deux bandes étant maintenues par les mors de
serrage dé la machine de soudage, on procède, dans une étape F', au
cisaillage des deux bords avec évacuation de l'agrafe et à leur soudage,
dans une étape G.
On réalise ensuite des opérations de finition, comme le rabotage
2s de la soudure (étape H) puis l'on revient à la vitesse normale (étape I).
Cette seconde période du processus de raccordement demande
un temps global T3 d'arrët dans la deuxième partie 4 dé la section
d'entrée qui peut être de l'ordre de 45 secondes.
Bien entendu, comme on fa. indiqué en se référant à la figure 1, ce
3o temps peut être allongé si l'on réalise un encochage (étape J) et/ou un
recuit de la soudure (étape K).
A la fin de l'étape I ou K, le défilement de la bande peut reprendre
à vitesse normale mais l'accumulateur amont 6 qui a alimenté la section
de traitement doit ëtre ramené à sa capacité maximale. Pour cela, la
3s vitesse de défilement dans la section d'entrée 1 est augmentée, par
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exemple, jusqu'à 700 ou 800 m/mn pendant le temps nécessaire au
remplissage de l'accumulateur.
Cependant, le défilement doit étre arrété au moment où la queue
de cette nouvelle bobine arrive au.début de la section d'entrée 1 et, si la
s longueur de cette nouvelle bobine est trop faible, ce moment peut arriver
avant que l'accumulateur amont 6 ne soit complètement rempli.
Le procédé qui vient d'être décrit permet d'éviter un tel
inconvénient grâce au fractionnement du processus de raccordement en
deux périodes réalisées dans deux parties différentes 3, 4 de la section
1o d'entrée 1 et séparées par un intervalle de temps T2 de durée variable.
En effet, le temps global d'arrét du défilement nécessaire au
raccordement de deux bandes successives est divisé en deux périodes
et, par conséquent, le temps pendant lequel la section de traitement 7
doit être alimentée par l'accumulateur amont 6, est égal, soit au temps T~
1s d'arrêt dans la première partie 3 de la section d'entrée, soit au temps T2
d'arrêt dans la deuxième partie 4.
Par ailleurs, l'accumulateur intermédiaire 5 peut maintenir
l'accumulateur amont 6 à sa capacité maximale pendant le temps d'arrét
T~ dans la première partie 3 et peut ensuite se remplir pendant le temps
2o d'arrét T3 dans la deuxième partie 4 de la section d'entrée de façon à se
trouver à sa capacité maximale lorsque la queue de la nouvelle bande
arrive dans la première partie 3. On dispose ainsi de multiples
possibilités de gestion du défilement de la bande en fonction de la
longueur des bobines à intégrer dans la ligne et selon les capacités
2s respectives de l'accumulateur intermédiaire 5 et de l'accumulateur amont
6.
Par exemple, çomme on l'a représenté sur la figure 3, la queue de
la nouvelle bobine intégrée dans la ligne arrive au début de la section
d'entrée 1 à un instant t4. Cet instant t4 est décalé d'un temps T4 par
3o rapport au moment t~ où la téte de la nouvelle bande M' avait quitté la
première partie 3 de la section d'entrée 1, après sa jonction provisoire
avec la queue de la bande précédente M. Ce temps T4 dépend donc de
la longueur de la nouvelle bobine.
Grâce à l'utilisation selon l'invention, d'un accumulateur
3s intermédiaire 5, il est possible d'arréter de nouveau le défilement dans la
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première partie 3 pour réaliser la jonction avec une troisième bobine, dès
que l'accumulateur intermédiaire 5 a une capacité suffisante pour
maintenir le défilement en aval pendant le temps T~.
En pratique, à partir de l'instant t~ où la téta de la nouvelle bande
s M' est jointe à la bande précédente M, on peut augmenter la vitesse de
défilement dans la première partie 3 pour remplir l'accumulateur
intermédiaire 5. Le temps nécessaire à ce remplissage correspond donc
à la durée minimale du décalage T4 entre les passages respectifs de la
téta et de la queue de la nouvelle bobine, qui dépend de la longueur de
1o celle-ci.
En cas de besoin, pour l'intégration d'une bobine courte, il est
donc possible de gérer le fonctionnement des accumulateurs 5, 6 de
façon que la jonction avec une troisième bobine commence
éventuellement avant méme l'instant t3, c'est-à-dire avant la fin de la
1s seconde période T3 du processus de raccordement. Les deux périodes
peuvent, en effet, se chevaucher puisqu'elles sont réalisées dans deux
parties différentes de la section d'entrée 1 séparées par l'accumulateur
intermédiaire 5.
Par ailleurs, l'invention ne se limite pas au seul mode de
2o réalisation qui vient d'étre décrit mais peut faire l'objet de variantes,
par
exemple pour la répartition des équipements entre les deux parties de la
section d'entrée.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4,
la machine de soudage 41 est placée dans la première partie 3 de la
2s section d'entrée 1, en amont de l'accumulateur intermédiaire 5. Dans ce
cas, aucune jonction provisoire n'est nécessaire et l'agrafeuse 31 de la
figure 2 est supprimée, la queue de la bande M en fin de déroulement
étant soudée électriquement à la téta de la nouvelle bande M'. Comme
habituellement, la machine de soudage 41 peut étre équipée d'une
so cisaille double 42 permettant de réaliser, sur les extrémités des deux
bandes, deux bords parallèles qui sont ensuite rapprochés pour
étincelage.
En revanche, pour réduire la durée de l'arrét dans cette première
partie 3 de la section d'entrée 1, l'opération de rabotage est différée, une
3s raboteuse 43' étant installée en aval de l'accumulateur intermédiaire 5,
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dans la deuxième partie 4 de la section d'entrée 1. En effet, il est
possible, par exemple à vitesse réduite, de faire passer dans
l'accumulateur 5 le bourrelet formé par la soudure électrique des
extrémités des deux bandes M, M'.
s Une telle disposition nécessite, donc, l'installation d'une raboteuse
séparée 43' mais permet, en revanche, de supprimer l'agrafeuse. De
plus, il est plus facile, en cas de besoin, d'intégrer dans la deuxième
partie 4 de la section d'entrée un dispositif d'encochage 46 et un four de
recuit 47.
1o Le diagramme de la figure 5 indique les durées des différentes
étapes du processus de jonction dans le cas d'une installation selon la
figure 4.
Etant donné que la machine de soudage 41 est placée, avec la
cisaille 42, dans la première partie 3 de la section d'entrée, les différents
1s étapes A, B, C, D, E, F, G, du processus de soudure sont les mêmes que
dans le procédé classique illustré par la figure 1. En revanche, le
rabotage est différé et, après le soudage des extrémités en vis à vis des
deux bandes, on commande, dans une étape M, le redémarrage de la
ligne pour revenir à la vitesse normale.
2o Le processus général de raccordement illustré par la figure 5
comporte donc encore un cycle de préparation P correspondant aux
étapes A à E et un cycle de jonction divisé en deux phases séparées par
le passage dans l'accumulateur intermédiaire 5, respectivement une
première phase S~ correspondant aux étapes F, G, M et se déroulant
2s dans la première période du processus et une seconde phase S2
correspondant aux étapes N, H, I et, éventuellement J et K.
Du fait que l'on réalise la jonction définitive des deux bandes et
non pas un simple agrafage, la durée globale T'~ de cette première
période du processus de jonction est un peu supérieure à celle de la
3o première période dans le cas de la figure 3, et peut être de l'ordre de 60
à 65 secondes.
Comme précédemment, le défilement étant repris, la jonction
soudée passe dans l'accumulateur intermédiaire 5 et arrive dans la
deuxième partie 4 de la section d'entrée à un instant f2, le temps de
3s passage T'2 pouvant être simplement de 20 ou 25 secondes dans la
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mesure où, à ce moment, l'accumulateur intermédiaire 5 a une capacité
réduite.
Le défilement de la bande étant nouveau arrété, il faut positionner
la soudure dans la raboteuse 43' (étape N) puis l'on procède au rabotage
s dans une étape H.
Comme on fa indiqué, un tel mode de réalisation est
particulièrement avantageux si l'on doit réaliser un encochage (étape J)
et un recuit (étape K).
Dans ce cas, la durée T'~ de la première période de soudure peut
io étre supérieure à la durée T'3 de la seconde période de rabotage mais
est, de toute façon très inférieure au temps global nécessaire auparavant
pour la jonction. De plus, l'accumulateur intermédiaire 5 permet de
remplacer, au moins partiellement, la longueur de bande fournie par
l'accumulateur amont 6 pendant le temps T'3 et, ainsi, de maintenir celui
~s ci à sa capacité optimale.
On voit que l'invention prësente de nombreux avantages car elle
apporte une très grande souplesse dans la gestion de l'installation.
Certes, une telle installation nécessite l'adjonction d'un
accumulateur intermédiaire, mais le coût de cet équipement est
ao rapidement compensé par l'amélioration de la productivité de l'installation
dont le plan de charge peut ëtre établi de façon beaucoup plus souple
grâce à la possibilité d'incorporer des bobines ayant des longueurs
variables, éventuellement très courtes. En particulier, dans la mesure où
les deux périodes du processus de jonction sont entièrement séparées,
2s on peut envisager, en cas d'une bobine très courte, que la téte et la
queue de celle-ci se trouvent en méme temps à l'intérieur de
l'accumulateur intermédiaire, les deux parties 3, 4 de la section d'entrée
1, étant occupées par des bandes différentes.
D'autres variantes seraient d'ailleurs possibles, par exemple, en
3o utilisant un autre accumulateur intermédiaire de façon à diviser le
processus de jonction en trois périodes.
Par ailleurs, l'invention s'applique spécialement aux lignes
continues de décapage de bandes d'acier mais pourrait également
s'adapter à d'autres traitements en lignes continues.
