Les tables à rouleaux des laminoirs d'acier modernes tendent à utiliser des rouleaux entraînés individuellement plutôt qu'un seul entraînement groupé tel qu'une chaîne ou une courroie. Cet article examine les points clés de cette technologie critique.
Les tables à rouleaux exigent des moteurs spéciaux avec une dynamique constante élevée plus une conception générale robuste pour pouvoir supporter la chaleur et la saleté extrêmes d'un laminoir. De tels moteurs sont utilisés dans l'ensemble du laminoir pour le convoyage général mais sur le laminoir réversible et les tables d'approche connexes, les régimes de fonctionnement sont contraignants avec des démarrages/arrêts constants et des changements de direction instantanés. En exploitation, l'aspect le plus important est le taux d'accélération et de décélération des produits. Il détermine la puissance nominale des moteurs, exprimée généralement en termes de couple de démarrage.
Il importe de noter que le couple de démarrage requis dépend du type de produit à laminer. Les brames sont laminées une à la fois et le couple de démarrage est lié à leur poids. Si les moteurs sont surpuissants, les rouleaux peuvent déraper sur la surface de la brame, causant des imperfections superficielles. D'autre part, les billettes et le fil machine sont souvent laminés en plusieurs pièces à la fois, avec le risque que les pièces se coincent les unes contre les autres ou contre les côtés du laminoir. Dans ces situations, les moteurs doivent avoir un couple suffisant pour inverser la marche et passer à travers les bourrages pour les dégager. Cependant, la disponibilité de ce couple " supplémentaire " signifie qu'un dérapage peut se produire, endommageant la surface du produit qui doit alors être laminé par passes additionnelles à travers le laminoir.
Les couples maximum et minimum théoriques pour chaque application sont relativement faciles à calculer en se basant sur : le diamètre et la longueur des rouleaux, l'espace entre les rouleaux, la taille, le type et le poids du produit, le temps d'accélération et la vitesse maximale. Le couple de dérapage peut également être calculé en utilisant les mêmes techniques, et se situe entre le maximum et le minimum. Pour le laminage de brames, il convient de sélectionner des moteurs dont les caractéristiques de couple se trouvent entre les couples minimum et de dérapage. Pour les billettes et le fil machine, les moteurs dont le couple se situe entre les couples maximum et de dérapage sont le choix idéal. Les moteurs qui dépassent le couple maximum auront trop tendance à déraper en exploitation et à consommer une énergie excessive, comparé aux moteurs dimensionnés de façon optimale.
Supporter les conditions de calage pendant trois minutes
Les laminoirs à rouleaux, en particulier ceux transportant des billettes et du fil machine, ont pour caractéristique qu'ils subissent des bourrages et les blocages. Du fait de la proximité de tonnes de métal extrêmement chaud, ils ne peuvent pas être dégagés par intervention manuelle mais uniquement en entraînant les rouleaux en sens inverse. Dans un tel cas, il est probable qu'un rouleau ou plus restent calés pendant une période de temps prolongée, ils doivent donc pouvoir supporter la contrainte électrique que cela crée. Il existe des normes internationales pour cette situation: pour les applications simples, elles recommandent en général une capacité à supporter les conditions de calage jusqu'à trois minutes; pour les situations plus contraignantes, ce chiffre peut atteindre 15 minutes ou plus. Une autre caractéristique essentielle des moteurs de tables à rouleaux est la capacité à dissiper la chaleur. Elle est liée à la charge, à l'accélération et à la fréquence des démarrages et, surtout, à un facteur prenant en compte les conséquences thermiques des calages. Dans l'industrie, c'est ce qu'on appelle la " valeur B ", toujours citée dans les spécifications techniques du fait de son importance fondamentale.
Critères de conception
Lors de la conception ou de la sélection d'un moteur de table à rouleaux, les critères essentiels sont notamment:
- les caractéristiques de vitesse/couple en fonction de l'application spécifique
- l'inertie de rotor la plus faible possible
- une rigidité mécanique très élevée pour supporter les inversions constantes du sens de la marche
- une conception mécanique robuste pour supporter les charges élevées, les effets de choc, les inversions de marche et les accélérations rapides
- de larges paliers et une lubrification à haute température
- une conception électrique robuste pour supporter les conditions de calage prolongées
- une isolation de classe F ou H pour faire face aux températures élevées à l'intérieur du moteur
- la reconnaissance d'une température ambiante élevée et d'une réduction appropriée de la performance du moteur
- le cycle de fonctionnement, susceptible d'être de 24/7 pendant de nombreuses années, avec une maintenance minime
Par ailleurs, les moteurs doivent être totalement fermés pour la protection des opérateurs et le refroidissement doit entrer en ligne de compte. Le refroidissement par tirage forcé est efficace sur le plan thermique mais il peut avoir l'inconvénient de remuer la poussière et la saleté, par conséquent un refroidissement naturel à travers des ailettes ou des radiateurs peut constituer une meilleure solution.
L'accent est mis de plus en plus sur l'efficacité énergétique, car un ensemble de moteurs de tables à rouleaux consomment une quantité d'énergie considérable. Pour ce faire, on utilise souvent un rotor moulé en aluminium et une conception attentive des autres éléments électriques. Pendant de nombreuses années, les moteurs CA ont été favorisés pour les applications de tables à rouleaux car ils exigent moins de maintenance que les moteurs CC et l'utilisation de variateurs à largement fait ses preuves sur le terrain.
En conclusion, nous pouvons dire que les moteurs de tables à rouleaux ont un cycle de fonctionnement extrêmement dur dans des conditions particulièrement sévères. En raison du coût des temps d'arrêt, ils doivent être d'une robustesse qui leur permette de faire face à n'importe quelle situation et de continuer à fonctionner. Un bon moteur de table à rouleaux sera rentabilisé par des années de performance fiable.
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