Dans la production moderne de laminage de l’acier, la précision dimensionnelle, la qualité de la forme de la bande et la stabilité du laminage sont fondamentalement déterminées par les systèmes de contrôle du laminoir. Parmi eux, le dispositif de réglage du roulis est l’un des sous-systèmes mécaniques les plus critiques. Il régule la position du rouleau à l’intérieur du support du fraiseur afin d’assurer un contrôle précis de la réduction, des réglages stables du trou de roulement et un alignement cohérent des lignes de laminage.
Cet article offre un aperçu structuré des dispositifs de réglage des rouleaux dans les laminoirs, incluant la classification, les fonctions, les systèmes de vissage électrique, la technologie hydraulique à vis, ainsi que les questions opérationnelles courantes telles que les « sièges » des roulements.
1. Qu’est-ce qu’un dispositif d’ajustement de roulis ?
Un dispositif de réglage des rouleaux est un système mécanique et/ou hydraulique installé sur un support de laminoir pour réguler la position relative des rouleaux. Ses objectifs principaux sont :
- Atteindre la réduction requise (draft)
- Contrôle de l’ouverture de l’écart de roulis
- Garantir des dimensions et une forme précises du produit
- Maintien de la hauteur de la ligne roulante
- Assurer des conditions de roulement stables et sûres
Qu’il s’agisse de laminoirs à sections, de barres, de bandes ou de laminage continu, les systèmes de réglage des rouleaux sont essentiels pour le contrôle des procédés et la qualité des produits dans le laminage de l’acier.
2. Classification des dispositifs de réglage de roulis
Les dispositifs de réglage de rouleaux peuvent être catégorisés selon deux points de vue principaux : la direction du mouvement et la configuration/exigence du procédé de la fraise.
2.1 Classification par ordre d’ajustement
(1) Dispositifs d’ajustement axial
Les systèmes de réglage axial régulent la position de roulis le long de l’axe de roulis et assurent la fixation axiale.
Les principales fonctions incluent :
Alignement des rainures dans les fraises à rainures telles que les fraiseuses à pompes et les fraises à sections pour garantir une géométrie de passage correcte
Prise en charge du contrôle de la forme des bandes dans les fraiseurs à bandes (par exemple, configurations HC ou CVC)
Sécuriser le positionnement axial des rouleaux dans différents types de moulins
Le réglage axial est particulièrement important dans le roulement des rainures, où l’alignement des passes influence directement la précision du profil.
(2) Dispositifs de réglage radial
Les systèmes de réglage radiaux contrôlent la distance entre les axes de roulement en marche — en d’autres termes, le rang de roulis. C’est le mécanisme central de contrôle de la réduction dans les laminoirs.
Les fonctions clés incluent :
- Ajustement de l’écart de roulis pour atteindre le tirant requis
- Garantie des dimensions de la section transversale de la cible
- Parallélisme de roulement de contrôle
- Ajustement de la hauteur de la ligne de roulement lors des changements de roulis
- Maintien d’un alignement cohérent des lignes de laminage entre les supports dans les laminoirs continus
Le réglage radial affecte directement le contrôle de l’épaisseur et la précision dimensionnelle dans le laminage de l’acier.
2.2 Classification par type de laminoir et exigences de procédé
(1) Dispositif d’ajustement du roulis supérieur (Screwdown)
Le dispositif de réglage du roulis supérieur — communément appelé système de vissage — est la forme de réglage de roulis la plus utilisée. Il est installé dans des laminoirs à deux hauteurs, trois hauts, quatre hauts et multi-rouleaux.
Sa fonction est d’ajuster la position du roulis supérieur pour contrôler la réduction et le gap de roulis.
Selon le mécanisme d’entraînement, les systèmes à vis peuvent être :
- Manuel
- Électrique
- Hydraulique
La conception structurelle dépend de la vitesse de réglage requise, de la longueur de course et de la fréquence de fonctionnement.
(2) Dispositif d’ajustement du roulis central
Principalement utilisé dans les laminoirs à trois hauteurs.
- Dans les laminoirs où le rouleau central est fixe (comme certains fraiseurs à sections), des mécanismes en coin sont souvent utilisés pour compenser l’usure des roulements et maintenir un bon dégagement.
- Dans les moulins où le rouleau inférieur est fixe (par exemple, les moulins de type Lauter à trois hauteurs), le rouleau central appuie alternativement contre le rouleau supérieur ou inférieur pour permettre des passages de laminage alternés.
Les méthodes d’entraînement peuvent inclure des mécanismes de levage électriques, hydrauliques ou coordonnés.
(3) Dispositif d’ajustement du roulis inférieur
Le dispositif de réglage du roulis inférieur aligne le rouleau inférieur avec la ligne de roulement.
Dans les moulins à trois hauteurs avec des rouleaux centraux fixes, il ajuste la distance entre les rouleaux du milieu et inférieur.
Dans les laminoirs à deux ou quatre hauteurs avec une ligne de laminage fixe, cela garantit que la ligne de laminage reste stable et stable.
Les systèmes d’entraînement peuvent être manuels, électriques ou hydrauliques.
(4) Dispositif de réglage vertical
Installé des deux côtés des rouleaux verticaux, ce système ajuste la distance entre les rouleaux verticaux pour contrôler les dimensions de largeur dans le roulement en section et en barres.
Il est généralement entraîné électriquement et structurellement similaire aux systèmes à vissage électrique.
3. Système de vis électrique dans les laminoirs
Le dispositif de vissage électrique est le système de réglage supérieur le plus traditionnel et le plus largement utilisé dans les laminants sidérurgiques.
Un système de vissage électrique typique comprend :
- Moteur électrique
- Réducteur de vitesses
- Frein
- Vis et écrou de vissage
- Plaque sphérique de roulement
- Indicateur de position
- Composants de mesure de charge
En fonction de la vitesse de réglage, les systèmes de vissage électrique sont généralement divisés en :
- Systèmes à vis rapides
- Systèmes à vis lente (couramment utilisés dans les laminoirs à bandes)
Dans les conceptions à vis rapide, un mécanisme de déverrouillage à vis peut être intégré pour traiter des conditions de fonctionnement anormales.
Le phénomène du « Roll Sitting »
En production, les systèmes de vissage électrique rapide peuvent rencontrer :
- Bloquage de vis (blocage)
- Desserrage automatique de la vis lors du roulage
Le « sillage en rouleau » se produit lorsque les rouleaux sont rapidement pressés ensemble, entrent en contact et subissent une déformation élastique. La force de rebond élastique peut provoquer le blocage mécanique de la vis et de l’écrou. Une fois que le moteur atteint le couple de décrochage, la rotation s’arrête, ce qui entraîne une interruption de fonctionnement.
Les causes typiques incluent :
- Blocage du matériau laminé
- Levage excessif vers le haut du roulis supérieur
- Effets combinés de déformation élastique
Ce phénomène impacte la stabilité du roulement et la continuité de la production.
4. Système de vissage hydraulique : contrôle de l’écart de roulis haute précision pour le laminage moderne de l’acier
Les mécanismes à vis électriques présentent des limitations inhérentes dues à une grande inertie de rotation et à une vitesse de réponse relativement lente. À mesure que la vitesse de roulement des bandes augmente et que les tolérances dimensionnelles deviennent plus strictes — notamment avec l’adoption des systèmes de contrôle automatique de jauge (AGC) — les systèmes à vis électrique peuvent ne plus répondre aux exigences avancées du procédé.
Les systèmes hydrauliques à vis remplacent les vis et écrous traditionnels par des cylindres hydrauliques pour ajuster l’écart de roulis.
Comparé aux systèmes à vis électrique, le vissage hydraulique offre :
- Réponse plus rapide et précision d’ajustement supérieure
- Rigidité équivalente à un fraiseur réglable, permettant la transition de contrôle du « rang constant » à la « force de roulement constante »
- Protection contre la surcharge simple et fiable
- Composants hydrauliques standardisés et structures mécaniques simplifiées
- Rendement de transmission supérieur
Cependant, les systèmes hydrauliques nécessitent :
- Haute précision de fabrication des composants
- Forte capacité de maintenance
- Systèmes d’automatisation fiables
Les systèmes de vissage hydraulique sont donc largement adoptés dans les laminoirs à bandes et laminoirs à grande vitesse nécessitant un contrôle strict de l’épaisseur.
