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Dans le domaine des technologies de laminage à chaud, Siemens VAI1 propose un v

Dans le domaine des technologies de laminage à chaud, Siemens VAI1 propose un vaste bouquet d’innovations qui apportent des progrès substantiels au niveau des tolérances dimensionnelles ainsi que de la planéité, du profil et des propriétés mécaniques des bandes. Ces solutions avancées font partie du package SmartCrown qui englobe le contour nouvellement défini des cylindres de travail, le système de cambrage et de translation à blocs « en L » et « en C », le rouleau Hot-PLANICIM® pour la mesure de la planéité, le refroidissement dynamique des cylindres de travail, une stratégie optimisée de translation des cylindres, les cages avec cédage réduit des montants, ainsi qu’un système très efficace de contrôle du profil et de la planéité. ■GÉNÉRALITÉS C’est le marché des produits qui est à l’origine des progrès dans le domaine des équipements et des services. Dans le cas du laminage à chaud, les producteurs recherchent le « zéro défaut », la réduction progressive des tolérances dimensionnelles, le perfectionnement des produits en termes de profil et de planéité, la parfaite aptitude des aciers au formage, ainsi que le laminage des nuances à résistance élevée dont la mise en œuvre doit contribuer à l’allégement des constructions. La réalisation de ces objectifs passe par l’évolution continue sur le plan des technologies comme sur celui des équipements. Qualité des bandes La réduction des tolérances dimensionnelles ne peut être atteinte que par la diminution des tolérances relatives à l’épaisseur des bandes au centre ainsi qu’à leur profil, en jouant tant sur les écarts moyens des valeurs réelles par rap- port aux valeurs cibles définies que sur les écarts par rap- port aux moyennes obtenues. Les tentatives pour y parvenir font appel à la mise en place d’équipements offrant des fonctionnalités affinées de régulation et plus de précision en ce qui concerne le contrôle du processus (au niveau des réglages initiaux comme des corrections en ligne), d’une part, et à l’approfondissement de la connaissance des pro- cessus impliqués, d’autre part. Pour l’amélioration du profil et de la planéité des bandes laminées à chaud, des progrès substantiels sont possibles grâce à la mise en œuvre des solutions innovantes proposées par Siemens VAI. Citons ici les cylindres de travail à contour SmartCrown, le système de cambrage et de translation basé sur les blocs « en L », le modèle de flexion des ensembles de cylindres (fonctionnant en ligne), les cages avec cédage réduit des montants, la stratégie optimisée de translation des cylindres de travail, le refroidissement dynamique de ces cylindres et le modèle, très puissant, de contrôle du profil et La Revue de Métallurgie-CIT Octobre 2005 693 Siemens VAI – à la tête de l’innovation technologique en laminage à chaud* T. Nijhuis, A. Seilinger, T. Kierner, G. Djumlija (Siemens VAI, Linz/Autriche) * Contact : Service de Presse, Industrial Solutions and Services, M. Lawrence Gould Siemens VAI Turmstrasse 44 A-4031 Linz, Autriche Tél. : +43 70 6592-2935 Fax : +43 70 6980-2935 E-mail : Lawrence.Gould@siemens.com © La Revue de Métallurgie 2005. 1 VAI est une division du groupe Siemens Industrial Solutions and Services (I&S) qui regroupe maintenant l’ensemble des activités mon- diales de l’ancienne société Voest-Alpine Industrieanlagenbau (VAI). VAI est l’une des plus grandes sociétés mondiales d’ingénierie et de construc- tion d’équipements pour la sidérurgie et l’industrie de l’aluminium. Pour plus d’informations, consulter les sites Internet www.industry.siemens.com ou www.vai.at. 694 La Revue de Métallurgie-CIT Octobre 2005 In the field of hot-rolling, key targets are the production of defect-free products, tighter dimensional tolerances, improved strip profile and flatness, the production of strip with good formability or higher strength. Tighter dimensional tolerances can be obtained through the use of equipment with larger control capabilities, tighter process control and a better knowledge of all processes involved. Improved strip profile and flatness in hot-strip mills can be achieved through the use of new technology packages offered by Siemens VAI. The production of new high-strength-steel grades with good formability properties requires a tight control of the chemical composition and real-time temperature during the rolling process (strip cooling technologies). SmartCrown Technology package The SmartCrown Technology package includes the SmartCrown work-roll contour, L-Block bending and shifting system (mill stand), C-Block bending system (mill stand), the Hot-PLANICIM® Roll for hot-strip flat- ness measurements, dynamic work-roll cooling, optimi- zed roll shifting strategy, reduced-nip mill stands and advanced profile- and flatness-control system. Depending on whether, the solutions are to be installed in a new mill or in an existing mill, the components and systems of this package can be individually compiled to achieve the specific targets of each mill. SmartCrown work-roll contour By combining lateral shifting of the work rolls and a spe- cial roll contour, the roll gap contour can be adjusted to obtain the desired strip crown. The SmartCrown contour can be described as a sum of a sinusoïdal and a linear function. The resulting unloaded roll-gap profile is always cosine-shaped. With this contour, the flatness control range is signifi- cantly increased with respect to conventional work-roll bending. A single grind per mill stand can replace all roll grinds of conventional rolls in a mill to comply with the profile and shape requirements of various rolling programmes. SmartCrown allows more flexible pass schedules and rolling programmes. It is characterized by a simple mechanical design. The transverse profile of the roll-gap can be adjusted by fine-tuning the so-called “contour angle” in such a way that quater buckles can be avoided. L-Block bending and shifting system This system is based on positive bending in conjunction with the SmartCrown work-roll contour. L-shaped units are guided along the long L-side, into which a moment is introduced during roll shifting. The moment results from a non-symmetric load of the chocks on the L-pieces. The bending cylinders act between the two work-roll chocks and there is no need to shift the bending block. C-Block bending system This system allows positive and negative bending. It was installed in Arcelor’s hot-strip mill at Fos-sur-Mer in 2002. Hot-PLANICIM® roll The hot-PLANICIM® shapemeter roll is an adaptation to hot-rolling mills of a flatness measurement system commonly employed in cold-rolling mills : addition of a cooling box, design allowing the use in the harsh opera- ting condition of a hot-rolling mill. After preliminary calculation, an industrial prototype was designed, manufactured and tested. The roll is ins- talled on an articulated arm bolted to the mill housing and moved by means of a hydraulic cylinder. The strip is automatically pushed away from the roll when the mill is stopped. The roll is driven by a hydraulic motor and a free wheel assembly, allowing the rolling speed to be reached before the roll contacts the strip. When in contact, the roll is driven by the strip. The roll is par- tially enclosed in a cooling box equipped with a spray system. The roll temperature is kept below 100°C. The complete measuring and signal transmission system is the same as for the cold-rolling application. The results of the first runs confirm the suitability of the design : good performance of the roll-cooling system, validation of the roll design, achievement of the strip- tension distribution measurement. Dynamic work-roll cooling The target of work-roll cooling is, in particular, to improve strip quality through enhanced shape control. The adjustment of specific flow rates along the roll bar- rel length enables the thermal expension of the work roll Innovative developments by Siemens VAI in hot-rolling technology T. Nijhuis, A. Seilinger, T. Kierner, G. Djumlija (Siemens VAI, Linz/Austria) de la planéité. Les tâches clés de ces approches sont l’exten- sion des plages de régulation, la simplification de la défini- tion des paramètres de réglage, l’augmentation de la sou- plesse des schémas de réduction et la suppression des ondulations pouvant affecter la surface de bande. D’autre part, le marché des produits laminés à chaud ne réclame pas seulement des perfectionnements au niveau des caractéristiques dimensionnelles des produits, mais aussi le développement de nouveaux aciers à résistance élevée et à bonne aptitude au formage. La figure 1 illustre les proprié- tés mécaniques de différentes nuances à hautes caractéris- tiques dont la fabrication demande beaucoup d’exactitude en ce qui concerne le contrôle de la composition chimique de l’acier ainsi que le suivi en temps réel de sa température pendant le laminage. Il est donc évident que les systèmes et équipements de refroidissement ont un rôle éminent à jouer, étant donné qu’ils doivent assurer, parmi d’autres tâches, des vitesses de refroidissement élevées (comme c’est aussi le cas dans le laminage des tôles fortes), ainsi que des tolérances aussi étroites que possible en ce qui concerne les écarts de température sur la longueur et sur l’épaisseur du produit. À part les solutions que nous venons d’évoquer, Siemens VAI a développé un système de cambrage positif et négatif des cylindres des laminoirs à chaud, mis au point et installé à l’usine de Fos-sur-Mer du sidérurgiste français SOLLAC (membre du groupe Arcelor) où il est utilisé avec succès. D’autres travaux de R&D en cours concernent un système qui doit permettre de réaliser le suivi en continu de la planéité des uploads/Ingenierie_Lourd/ metal-2005107.pdf