Projet de fin d études

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1 Projet de fin d études Février-juin 2000 Gwenaëlle HUET Jenny KJELLBERG

2 Définition de la capabilité de la ligne de production. Nouveaux marchés : étude des solutions technologiques. SLPM Lyon

3 INTRODUCTION

4 SLPM Lyon Groupe USINOR

5 Etapes Première partie : Etude de la capabilité de la ligne de déroulage DEMAG à SLPM Lyon Mesures Analyse statistique Deuxième partie : Fabrication de nouveaux produits Etude des nouveaux marchés Solutions technologiques

6 LA LIGNE DEMAG

7 Principe de fonctionnement

8 Capacités de la ligne DEMAG Bobines : - Bobine acier laminé à chaud, noir ou décapé - Résistance mécanique : 700 MPa pour e maxi 5.5 mm 600 MPa pour e maxi 7 mm 500 MPa pour e maxi 12 mm - Poids maxi des bobines : 37 t - Diamètre intérieur : 610, 760 ou 840 mm - Diamètre extérieur maxi : 2300 mm - Epaisseur : 1.5 à 12 mm

9 Tôles obtenues : Longueur : 1000 à mm Largeur : 750 à 2150 mm en rives brutes 750 à 2100 mm en rives cisaillées (pour e maxi 8 mm) Tolérances sur longueur : - normales : L/1000 avec un mini de 10 mm et un maxi de 40 mm - serrées : pour 1000 < L 3000 : mm pour 3000 < L 6000 : mm pour 6000 < L : mm pour < L : mm Tolérances sur largeur : - normales : mm - serrées : mm

10 Vitesses de déroulage : - tolérances normales : pour 1000 < L 1500 mm : m/min pour 1500 < L 1750 mm : 16.7 m/min pour 1750 < L 2250 mm : m/min pour L > 2250 : 25 m/min - tolérances serrées : pour 1000 < L 1500 mm : m/min pour L > 1500 : 16.7 m/min

11 PREMIERE PARTIE Capabilité de la ligne

12 Objectif : Déterminer les tolérances tenues par gamme de produits Trouver les paramètres influents sur la qualité dimensionnelle des produits Equerrage Ecart de longueur Ecart de largeur

13 Paramètres de contrôle Paramètres machine Vitesse de déroulage Pression du frein Réglage des planeuses Cisaillé de rive ou non Paramètres matière Longueur Largeur Diagonales Epaisseur Type d acier Résistance mécanique Feuille de contrôle

14 Les mesures Comment? Etablissement d une gamme de mesure Entre le 23 mars et le 14 avril 2000 Tôles premier choix 164 tôles Première feuille de chaque paquet pour une bobine entière

15 Schéma des mesures : Longueur G Largeur Diagonale 2 Diagonale 1 Epaisseur Longueur D Sens de déroulage

16 Etapes de calcul Définition : Equerrage Equerrage pieds Equerrage tête Sens de déroulage

17 Ecart de longueur Longueur théorique Longueur mesurée Ecart de longueur = longueur mesurée - longueur théorique

18 Ecart de largeur Largeur mesurée Largeur théorique Ecart de largeur = largeur mesurée - largeur théorique

19 Calculs : Utilisation d Excel Calculs statistiques : Moyenne Ecart-type Test de normalité Cp Cpk Pourcentage hors-tolérance Intervalle à 95 % Ecarts dimensionnels comme fonction de différents paramètres Test de normalité

20 Programme de calcul statistique Développement feuille Excel pour calculer équerrage et écart de longueur Global Fonction de différents paramètres Pour une certaine période de mesure Feuille calcul statistique

21 nb de tôles Analyse Equerrage : Equerrage global Equerrage global (mars-avril 2000) Tolérance Viessman Tolérance de la norme Hors tolérance (norm): tête: 0.4% pieds:0.6% 30 Hors tolérance Viessman: tête: 25% pieds: 24% 20 éq. tête éq. pieds courbe de tendance (ordre 5) éq. pieds courbe de tendance (ordre 5) éq.tête <=-5-5<eq<=-4-4<eq<=-3-3<eq<=-2-2<eq<=-1-1<eq<=0 0<eq<=1 1<eq<=2 2<eq<=3 3<eq<=4 4<eq<=5 >5 équerrage (mm/m)

22 Par paramètre Meilleur équerrage si : - Petite longueur - Forte épaisseur - Grande largeur - Rives brutes - Grande vitesse - Basse et forte pression du frein (entre 0.5 et 1 bar et > 2 bars) - Résistance mécanique faible ou élevée, mais < 450 MPa

23 Nombre de tôles Ecart de longueur : Fonction de la longueur Ecart de longueur (Longueur D, Longueur G) écart long D 1000 <= L <= 3000 écart long G 1000 < L <=3000 Polynomial (écart long D 1000 <= L <= 3000) Polynomial (écart long G 1000 < L <=3000) <-1-1< éc <=0 0 <éc <= 2 2 <éc<= 4 4 <éc <= 6 6 <éc <= 8 8 <éc <=10 Ecart (mm) 10 <éc <=12

24 Par paramètre Meilleur écart de longueur si : - Grande longueur - Forte épaisseur - Largeur moyenne - Rives brutes en petite longueur et rives cisaillées en grande longueur - Grande vitesse - Acier décapé - Faible Rm

25 Nombre de tôles Ecart de largeur : Fonction de la largeur Ecart de largeur (largeur) l <= < l<= < l Polynomial (l <=1200) Polynomial (1200 < l<= 1500) Polynomial (1500 < l) 0 <-1-1< éc <=0 0 <éc <= 1 1 <éc<= 2 2 <éc <=3 3 <éc <= 4 4 <éc Ecart (mm)

26 Par paramètre Meilleur écart de largeur si : - Faible épaisseur - Grande largeur - Faible largeur érivée - Petite vitesse - Acier décapé - Faible résistance mécanique

27 Conclusion Première partie

28 DEUXIEME PARTIE Fabrication de nouveaux produits

29 Objectif : Améliorer la qualité de coupe sur ligne Intégrer la fabrication de nouveaux produits Solutions technologiques

30 Flans : Nouveaux marchés Dimensions extrêmes : e = 0.6 à 15 mm l = 600 mm ou quelconque L = quelconque Tolérances : Dimensionnelles (l et L) serrées : +/- 0.5 mm pour L < 3000 mm ou e < 3 mm ; +/-1 mm sinon Ecart de diagonales : < 1 mm Volume de production potentiel : 5000 t/an

31 PRS : Acier : tôles HLE Dimensions extrêmes : e = 3 à 10 mm ou + l = 300 à 980 mm L = 7.7 à 13 m Tolérances : L serrée : +/- 2 mm Courbure : 1.5 mm/m Volume de production potentiel : 5000 t/an (PRS droites)

32 Trapèzes : Acier : tôles HLE Dimensions extrêmes : e = 1.5 à 6 mm l = 550 à 2020 mm L = 6 à 14 m Tolérances : générales : +/- 5 mm l : +/-2 mm, L : +/- 25 mm sur 12 m lame de sabre : 3 mm/m, voire 1 mm/m Volume de production potentiel : t/an

33 Solutions possibles 0 à 35 Sens de déroulage Molette de découpe Cisaillement grande vitesse Procédés thermiques Jet d eau

34 Solution proposée Sur ligne de déroulage : Cisaille droite

35 Réfection de la cisaille droite Tolérances constructeur Remplacement de la cisaille Tolérances serrées flan

36 Cisailles de rive Réfection des cisailles de rive Tolérances constructeur Remplacement des têtes de dériveuses Tolérances serrées flan

37 Hors ligne : Plasma

38 Caractéristiques : - Précision de positionnement : 0.6 mm - Vitesse de coupe : 2 à 10 m/min - Matériau : + acier inoxydable, revêtu, métal non ferreux - Source 100 A : e de 0.5 à 15 mm - Source azote, air comprimé classiques ; ou oxygène en 200 A pour éviter les bavures

39 Laser Caractéristiques : - Précision de positionnement : mm - Vitesse de coupe : 1 à 3 m/min - Matériau : + acier inoxydable, revêtu, métal non ferreux - Source 3 kw : e jusqu à 12 mm

40 Retour sur investissement Sur ligne de déroulage : Gain flans 2.5 ans Hors ligne : Plasma Laser 0.15 an 0.6 an

41 Conclusion Deuxième partie

42 CONCLUSION