Cylindres actifs de cage de planage

Abstract

 L'invention a pour objet un cylindre ac­tif de cage de planage (1). Selon l'invention, chaque cylindre actif (1.1, 1.2, 1.3) est consti­tué d'une tige rigide en acier, revêtue d'une cou­che de céramique présentant simultanément une grande dureté et une faible mouillabilité à l'égard des fluides et une faible adhérence des particules métalliques, de produits de révêtement des bandes ou d'oxydes.
L'invention s'applique spécialement aux cages de redressage et de planage, notamment dans les installations de laminage de tôles.

Description

[0001] La présente invention concerne le domai­ne de la fabrication de tôles et, plus particuliè­rement, les cages de planage du type à allongement imposé.

[0002] Pour bien comprendre l'invention, il semble util d'en décrire l'environnement en rela­tion avec les dessins joints sur lesquels:

Figure 1 représente schématiquement une cage de planage et son environnement et

Figures 2 et 3 représentent deux modes de support de cylindres actifs.

[0003] Une cage de planage usuelle est repré­sentée en figure 1. Elle comprend classiquement des blocs tensionneurs d'entrée 2 et de sortie 3, comportant un certain nombre de rouleaux 2.1 et 3.1, destinés à maintenir en tension une bande 4 et à lui imposer un allongement par des moyens ap­propriés, et une cage de planage proprement dite 1, qui se situe entre les blocs tensionneurs et qui peut aussi être associée à un autre équipement qui la précède et qui a une fonction différente, par exemple une cage de laminage dite cage skin­pass effectuant un faible allongement.

[0004] La cage de planage 1 proprement dite est constituée en général de deux ou quatre cylindres actifs de planage 1.1 sur lesquels la bande 4 qui défile suivant une direction perpendiculaire aux axes des cylindres, est soumise à des déformations de traction-flexion dans le domaine élasto­plastique.

[0005] Chacun des cylindres actifs 1.1, 1.2 ou 1.3 (figures 1 et 2) est en général posé soit sur deux rouleaux dits aiguilles intermédiaires 1.5 (figure 2) qui reposent sur trois rangées 1.6 de rouleaux d'appui, soit directement sur deux ran­gées de rouleaux d'appui 1.7 (figure 3), toutes les combinaisons étant possibles. Des butées spé­ciales équipent les extrémités des cylindres pour leur permettre de fonctionner dans de bonnes conditions. On appelle "équipage de planage" l'ensemble du cylindre actif et de ses rouleaux d'appui.

[0006] Le ou les équipages de planage peuvent être suivis de dispositifs destinés à corriger une cambrure transversale de la bande dite "tuile" ou une cambrure longitudinale; les cylindres actifs de ces équipages sont dits: cylindre anti-tuile 1.2 et cylindre décambreur 1.3, ces deux dernières fonctions étant parfois confondues.

[0007] Des rouleaux déflecteurs 1,4, 2.4 et 3.4 peuvent être situés à différents endroits dans la machine avec des dispostions différentes pour im­poser à la bande 4 de suivre une trajectoire par­ticulière lors de son passage dans la machine ou assurer d'autres fonctions.

[0008] Les positions des cylindres de planage 1.1, anti-tuile 1.2 et décambreur 1.3 sont réglables. La bande s'allonge lors de son passage sur ces cylindres, la vitesse tangentielle des rouleaux 3.1 du bloc de sortie 3 est supérieure à celle de ceux 2.1 du bloc d'entrée 2. Les défauts de planéité de la bande 4 sont corrigés, celle-ci ayant été déformée dans le domaine plastique en lui imposant de s'allonger et d'épouser en partie la forme des cylindres, ce qui lui donne la forme d'une surface développable, chacun des cylindres actifs 1.1, 1.2 et 1.3 assurant son rôle propre.

[0009] Les cylindres de planage 1.1, le cylin­dre anti-tuile 1.2 et décambreur 1.3, quand il y en a un, sont en général réalisés dans des aciers spéciaux et subissent un traitement particulier. Ils sont rectifiés et finis dans des conditions spéciales de manière à leur donner une très bonne géométrie du point de vue concentricité et circularité. Ceci est particulièrement nécessaire pour obtenir un bon aspect de surface pour des produits relativement délicats tels que, par exem­ple, le fer blanc, les alliages d'aluminium, les aciers inoxydables, le cuivre.... .

[0010] Les cylindres actifs s'usent inévitable­ment et, en particulier, des particules de métal et d'oxydes se collent parfois sur leur surface extérieure qui s'encrasse progressivement.

[0011] On essaye donc de détacher les parti­cules par des moyens adéquats, par exemple en as­pergeant légèrement les cylindres par des produits nettoyants, mais on ne peut éviter complètement que des particules restent collées sur la surface extérieure du cylindre actif et s'y incrustent sous la pression de la tôle et des rouleaux d'appui.

[0012] Pour améliorer la qualité des cylindres actifs, on a aussi cherché à augmenter leur dureté en les réalisant en aciers très spéciaux ou bien en leur faisant subir un traitement de surface ap­proprié qui en augmente le coût.

[0013] Un mode de réalisation moins onéreux est proposé par le brevet FR-A-2498492, de la même Société, dans lequel le revêtement résistant à l'usure est constitué par des bagues en acier au manganèse préalablement moletées et emmanchées à chaud.

[0014] Si l'on améliore ainsi la résistance à l'abrasion, on ne peut, cependant, éviter une dé­ térioration progressive de la géométrie et de l'état de surface des cylindres, ce qui nécessite un entretien périodique et coûteux.

[0015] L'invention a pour object un nouveau mode de réalisation des cylindres actifs permettant à la fois d'améliorer leur qualité de surface et de diminuer la périodicité et le coût des opérations d'entretien.

[0016] Dans ce but, conformément à l'invention, on remplace au moins certains des cylindres actifs en acier spécial de la cage de planage par des cy­lindres constitués d'une tige en acier revêtue d'une couche de céramique présentant simultanément une grande dureté et une faible mouillabilité à l'égard des fluides.

[0017] Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette nouvelle structure des cylin­dres pour cage de planage permet non seulement d'améliorer leur résistance à l'usure et d'accroître leur dureté, mais également de réduire l'adhérence sur le cylindre des fluides de net­toyage et/ou des résidus pouvant être apportés par la bande, venant d'opérations antérieures au planage. De la sorte, on diminue sensiblement le risque d'incrustation de particules collées sur la surface externe du cylindre.

[0018] Normalement, la couche de céramique est réalisée en un oxyde d'alumine ou matériau simi­laire.

[0019] L'invention repose donc sur l'idée que pour diminuer le risque d'incrustation des parti­cules dures, il ne fallait pas se contenter d'aug­gmenter la dureté des cylindres, mais qu'il était plus judicieux d'essayer d'abord d'éviter le collage des particules sur la surface du cylindre par un choix approprié de la matière constituant celle-ci.

[0020] En effet, s'il avait semblé assez natu­rel, jusqu'à présent, de réaliser en métal des cy­lindres destinés à déformer du métal, il existe cependant d'autres produits très durs et on a pensé qu'il serait peut-être possible d'utiliser des céramiques industrielles connues pour leurs propriétés de résistance à l'usure et aux hautes températures.

[0021] Cependant de telles céramiques sont as­sez coûteuses et, jusqu'à présent, on les utili­sait surtout, dans le domaine mécanique, pour réaliser des revêtements de protection sur des pièces de dimensions assez réduites ou sur des parties de celles-ci soumises à une usure ou à des températures élevées comme, par exemple, des joints d'étanchéité ou des têtes de soupape.

[0022] Le document DE-A-2449873 propose égale­ment de recouvrir de céramique les parties soumi­ses à l'usure de cages de redressage de fils. Cependant, il s'agit encore de piéces de dimen­sions réduites et leur forme creuse, pour s'adapter à la section du fil, permet de les insé­rer dans un support. En revanche, on pouvait craindre qu'un revêtement de céramique soit trop fragile pour recouvrir un cylindre de faible dia­mètre, surtout pour le travail du métal.

[0023] La société déposante a cependant pensé que, même pour une telle application, les avanta­ges apportés par l'utilisation d'une céramique, en particulier la grande duréte et l'excellent état de surface d'un tel revêtement, justifiaient de mener des études dans ce sens et celles-ci ont montré que, contrairement à ce que l'on pouvait craindre, il était possible de réaliser des cylin­dres constitués d'une tige en acier recouverte d'un revêtement céramique très résistant et ayant un très faible diamètre par rapport à leur lon­gueur, par exemple un diamètre de un à quelques centimètres seulement pour une longueur allant jusqu'à un ou deux mètres et d'utiliser de tels cylindres sans risque notable de cassure pour constituer le cylindre de travail en contact avec le métal dans une cage de planage.

[0024] Bien entendu, la composition de la céra­mique doit êre choisie pour assurer l'adhérence sur la tige de support et le degré de dureté sou­haîtable, mais on sait qu'il existe un grande choix dans les compositions céramiques industrielles et que certaines peuvent présenter une dureté au moins égale, sinon supérieure, à celle que l'on obtient par un traitement de surface approprié de la pièce.

[0025] Mais on a, en outre, constaté qu'en plus de la dureté nécessaire, il était possible de trouver des compositions de céramique présentant l'avantage supplémentaire d'une très faible mouil­labilité à l'égard des fluides.

[0026] Il en résulte que les restes de fluides ou les gouttelettes qui peuvent se déposer sur le cylindre se concentrent et se détachent très faci­lement du cylindre tournant à grande vitesse. Le cylindre n'étant pas mouillé, les particules de métal, de revêtement de bande ou d'oxyde, proje­tées ou déposées, sont également évacuées par la rotation du cylindre sans se coller sur ce der­nier, ce qui permet de diminuer grandement le ris­que d'incrustation des particules de résidus sur la surface du rouleau dont il est moins souvent nécessaire d'assurer le nettoyage, ce que entraîne par rapport aux installations classiques une amé­lioration du rendement de l'installation.

[0027] Par ailleurs, la tige de support du re­vêtement constituant l'axe du cylindre n'a pas be­soin d'être en acier à hautes performances et est donc moins onéreuse, même avec une résistance mé­canique accrue, la céramique présentant d'excel­lentes propriétés de résistance à l'écrasement et aux chocs. Le coût de réalisation d'un tel cylin­dre peut ainsi être inférieur ou, en tout cas, rester du même ordre que le coût d'un cylindre réalisée en totalité en acier spécial avec un trai­tement de surface, d'autant plus que le remplace­ment de la couche de céramique est possible. En tout état de cause, même si un tel revêtement se révélait plus coûteux que les solutions prévues jusqu'à présent pour augmenter la dureté, compte­tenu du fait que les arrêts pour nettoyage sont beaucoup moins fréquents et que, grâce à une meil­leure résistance, la durée de vie ces cylindres est augmentée, l'invention présente sur le fonc­tionnement d'ensemble de la planeuse, un intérêt économique important, le coût de réalisation du revêtement devenant négligeable devant l'économie réalisée sur le coût général d'exploitation de l'installation.

[0028] Bien entendu, l'invention ne se limite pas exclusivement à l'exemple qui a été donné, d'autres revêtements en céramique pouvant être choisis en fonction des caractéristiques recher­chées et, notamment, de la nature du fluide lubri­fiant.

Revendications

1. Cylindre actif (1.1, 1.2, 1.3) de ca­ge de planage (1), caractérisé en ce qu'il est constitué d'une tige rigide en acier, revêtue d'une couche de céramique présentant simultanément une grande dureté et une faible mouillabilité à l'égard des fluides et une faible adhérence des particules métalliques de produits de revêtement des bandes ou d'oxydes.

2. Cylindre actif (1.1, 1.2, 1.3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de céramique est à base d'oxyde d'alumine.

3. Cylindre actif (1.1, 1.2, 1.3) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a des dimensions longitudinales pouvant aller jusqu'à un ou deux mètres et un diamètre de l'ordre de un ou quelques centimètres.

Dessins