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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION formée par
Sumitomo Metal Industries Ltd. pour : "Procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire" Priorité de deux demandes de brevet au Japon déposées les 30 juin 1982, sous le NO 57-114362 et 10 février 1983, sous le NO 58-20753 Inventeurs : Chihiro Hayashi et Kazuyuki Nakasuji
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Procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire, par exemple des barres rondes en acier, des tiges ou autres, au moyen d'un laminoir rotatif.
Les barres rondes en acier sont habituellement fabriquées par une opération de laminage, au moyen de cylindres de calibrage. On a essayé récemment d'utiliser un laminoir rotatif pour la fabrication de barres rondes en acier, en vue de réduire le coût de l'équipement.
Un laminoir rotatif du type à rouleaux inclinés, décrit dans le brevet japonais n 43980 de Showa 46, est bien connu comme laminoir de hautes caractéristiques permettant de réduire efficacement la section de produits pleins, en une seule passe. La figure 1 est une vue de face d'un tel laminoir rotatif, vu du côté de sortie de la pièce 10 à travailler. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue de côté illustrant l'angle d'avance . Le laminoir comprend trois rouleaux coniques 11,12 et 13, supportés à une extrêmité et dontles axes sont désignés chacun par Y-Y, qui peuvent tourner autour d'une ligne de passage X-X en liaison avec une cage de laminoir, non représentée, chaque rouleau ayant un diamètre sensiblement plus grand du côté d' entrée de la pièce 10 à travailler que du côté de sortie de cette pièce. Dans ce brevet, il n'est pas fait spécifiquement mention de l'angle de croisement g (d.. dans la description), qui est un facteur important dans la présente invention, mais apparemment l'agencement des rouleaux est tel que l'angle de croisement V peut varier entre-50 et - 60 .
Il faut noter à ce propos que l'angle de croisement est exprimé en valeurs positives lorsque les bouts d'arbre d'un même côté des rouleaux sont proches de la pièce à travailler 10 du côté d'entréede celle-ci, et en valeurs négatives lorsqu'ils sont proches de la pièce à travailler 10
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de son côté de sortie. D'autre part, l'angle d'avancer est variable de 30 à 60. Avec un tel agencement de rouleaux, ce laminoir rotatif est revendiqué comme étant avantageux en ce que la contrainte de cisaillement due à la torsion superficielle, si elle existe, exercée sur la pièce laminée, est négligeable.
Toutefois, les essais effectués par la présente demanderesse ont montré que cet agencement de rouleaux ne permettait pas de correction notable de défauts internes, tels qu'une porosité ou autre, et provoquait un effet de cisaillement circonférentiel élevé, ce dispositif ne convenant donc pas pour la fabrication de barres rondes en acier de haute qualité.
Dans"Plasticity and Working", (qui est un journal publié au Japon) Vol. 7, n 67 et Vol. 10, n 104, a été publié un article intitulé"Etude du laminage hélicon- dal", en deux parties n 1 et n 2, qui traite d'un procédé de laminage dans lequel trois rouleaux coniques 21,22, 23, supportés aux deux extrémités et disposés autour de la pièce 20 à travailler, sont mis en rotation pour laminer la pièce 20 tandis que cette dernière tourne en même temps, comme représenté sur les figures 4 à 6 analogues aux figures 1 à 3 (sauf en ce que la figure 4 représente l'ensemble des rouleaux vu du côté d'entrée de la pièce 20 à laminer),
et qui indique les résultats d'essais effectués avec un a-
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gencement de rouleaux dans lequel l'angle de croisement est 00 d'avance est de 0'à cet agencement de rouleaux peut provoquer un effort de cisaillement, dans la direction circonférentielle, moindre que dans le cas de l'agencement connu mentionné précédemment, alors que l'effort de cisaillement éventuel dû à la torsion de surface peut être plus grand. Selon les résultats des essàis également effectués par la présente demanderesse avec ce dispositif, on n'obtient pas de correction satisfaisante des défauts internes tels que la porosité.
On a constaté en outre que l'efficacité du laminage avec
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cet agencement est faible et qu'une force de traction vers l'avant devait être exercée.
Comme indiqué plus haut, les procédés connus de fabrication de barres rondes en acier utilisant un laminoir hélicoïdal entraînent un certain nombre de difficultés non résolues et ils sont en réalité encore loin d'une application pratique.
En dehors de ces inconvénients, il existe un besoin, afin d'augmenter le rendement de production, que des pièces coulées produites par une machine de coulée continue ou des blooms d'acier produits par un laminoir à blooms soient directement envoyés, sans être coupés, à un laminoir rotatif, pour leur allongement. Si on veut satisfaire à cette demande, il est nécessaire que la pièce à travailler ait la possibilité de ne pas être en rotation.
Pour cela, on a proposé un laminoir rotatif comportant un agencement de rouleaux inclinés, comme représenté sur les figures 7 à 9 (brevet japonais n 91806 de Showa 57). La figure 7 est une vue de face de l'ensemble des rouleaux de ce laminoir rotatif. La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. La figure 9 est une vue de côté suivant la ligne IX-IX de la figure 7. Sur les figures, le repère 10'désigne une pièce à laminer et les repères 11', 12'et 13'désignent trois rouleaux coniques supportés à une extrêmité. La pièce 10'à laminer se déplace le long d'une ligne de passage X-X, dans la direction de la grande flèche.
Les rouleaux coniques 11', 12'et 13' sont supportés axialement dans une cage de rouleaux, non représentée, qui peut tourner autour de la ligne de passage X-X, les axes individuels Y-Y des rouleaux étant inclinés d'un angle t (angle de croisement) par rapport à la ligne de passage X-X et d'un angle (S (angle d'avance) dans la direction circonférentielle de la ligne de passage X-X, les extrémités de plus petit diamètre des rouleaux 11', 12' et 13'étant dirigées vers l'aval de la trajectoire de la
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pièce 10'à laminer, de sorte que les rouleaux coniques individuels peuvent tourner autour de leurs axes respectifs et autour de la ligne de passage X-X, pour laminer la pièce 10'.
Le réglage angulaire des rouleaux 11', 12'et 13'est en général tel que l'angle de croisement est de-50 à-60 (il faut noter à cepropos que l'angle de croisement est exprimé en valeurs positives lorsque les bouts d'arbre d'un même côté des rouleaux sont proches de la pièce 10'du côté d'entrée de celle-ci, et en valeurs négatives lorsqu'ils sont proches de la pièce 10'à laminer, de son côté de sortie), tandis que l'angle d'avan- ce est de 30 à 60.
Toutefois, les essais effectués par la présente demanderesse ont montré que, bien que le procédé présente. l'avantage que les produits laminés suivant ce procédé ne supportent pas beaucoup d'effort de cisaillement dû à la torsion de surface, son apport éventuel en ce qui concerne la correction de défauts internes, tels que porosité ou autres, reste douteux. On a également constaté que le procédé ne permet pas un rendement élevé de laminage et ne procure pas de précision dimensionnelle suffisante en ce qui concerne le diamètre extérieur du produit.
La présente invention a été établie à partir de la situation de l'art antérieur et des difficultés qui y sont associées, comme décrit ci-dessus.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire qui permet une réduction élevée et un fort rendement de production.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire, qui risque moins d'engendrer un effort de cisaillement circonférentiel et qui n'entraîne pas de risque de fissurations internes amorcées par des inclusions, sous contrainte de cisaillement, même lorsqu'on lamine une matiè-
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re moins facile à travailler, c'est-à-dire ayant une déformabilité thermique faible.
L'invention vise également un procédé qui permet la fabrication à haut rendement de produits métalliques à section circulaire, à partir de billettes (qui présentent en général une porosité centrale) produites par coulée continue. De façon plus spécifique, l'invention vise un procédé qui permet de fabriquer des produits métalliques à section circulaire à partir de billettes de coulée continue, au moyen d'un laminoir rotatif, de façon à ce que l'effort de cisaillement circonférentiel soit réduit afin d'éviter des fractures internes possibles amorcées par des porosités, ou des fractures dites de Mannesmann, et de façon à ce que les porosités soient consolidées (effacées) et réduites au minimum par un laminage suffisant.
La présente invention a encore pour objet un procédé qui permet un laminage à forte réduction de matières moins faciles à travailler et qui convient pour le raccordement direct à une coulée continue et/ou à d'autres opérations de laminage, afin d'obtenir une production de grand rendement de produits métalliques de haute qualité à section transversale circulaire.
La présente invention procure un procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire, qui comprend les opérations de production d'une pièce pleine en forme de barre, à section transversale circulaire ou hexagonale ou polygonale d'ordre supérieur, et d'allongement de la pièce en une pièce pleine à section transversale circulaire, par réduction de son diamètre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un laminoir rotatif dans l'opération d'allongement, pendant laquelle la pièce à laminer est mise en rotation, ce laminoir rotatif comprenant trois ou quatre rouleaux disposés autour d'une ligne de passage pour la pièce à travailler,
les axes des rouleaux étant inclinés ou inclinables de façon à ce que
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les bouts d'arbre des rouleaux du côté d'entrée de la pièce soient proches de la ligne de passage, suivant un angle de croisement Y, ces axes étant inclinés suivant un angle d'avance (3 de façon à ce que les bouts d'arbre d' un même côté des rouleaux soient orientés dans la même direction circonférentielle de la pièce à laminer, les rouleaux étant supportés à leurs deux extrémités respecti-
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ves, et en ce que les angles de croisement et d'avance sont fixés à l'intérieur des plages suivantes 00 < 't < 30 < < 15050 < '+ (2, < 300.
L'invention procure également un procédé de fabrication de produits métalliques à section transversale circulaire, qui comprend les opérations de production d' une pièce pleine en forme de barre, à section transversale circulaire ou hexagonale ou polygonale d'ordre supérieur, et d'allongement de la pièce en une pièce pleine de section transversale circulaire, par réduction de son diamètre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un laminoir rotatif dans l'opération d'allongement (pendant laquelle la pièce à travailler n'est pas mise en rotation), ce laminoir rotatif comportant trois ou quatre rouleaux qui peuvent tourner sur leurs arbres respectifs et qui sont disposés dans une cage pouvant tourner autour d'une ligne de passage de la pièce à travailler,
les axes des rouleaux étant inclinés ou inclinables de façon à ce que les bouts d'arbre des rouleaux du côté d'entrée de la pièce soient proches de la ligne de passage, suivant un angle de croisement, ces axes étant inclinés suivant un angle d'avance de façon à ce que les bouts d'arbre d'un même côté des rouleaux soient orientés dans la même direction circonférentielle de la pièce à travailler, et en ce que les angles de croisement et d'avance sont réglés à l'intérieur des plages suivantes :
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00 < X < 600 30 < (3 > D'autres objets et avantages de l'invention ap- < 450paraitront aux hommes de l'art à la lecture de sa description détaillée ci-après et des dessins annexés.
La figure 1 est une vue de face schématique, illustrant la construction d'un laminoir rotatif usuel à rouleaux inclinés ; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de côté définissant un angle d'avancer ; la figure 4 est une vue de face schématique qui illustre un procédé connu pour le laminage hélicoïdal d'une pièce ronde en acier ; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4 ; la figure 6 est une vue de côté montrant un angle d'avance r i la figure 7 est une vue de face qui illustre l'agencement des rouleaux, dans un autre laminoir rotatif rotatif de type connu ; la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIIIVIII de la figure 7 ;
la figure 9 est une vue de côté suivant la ligne IX-IX de la figure 7 ; la figure 10 est une vue de face schématique qui illustre la construction d'un laminoir rotatif utilisé dans la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention ; la figure 11 est une coupe suivant la ligne XIXI de la figure 10 ; la figure 12 est une vue de côté illustrant un angle d'avance ; la figure 13 est une coupe à travers une pièce d'essai pour la mesure de l'effort de cisaillement circon-
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férentiel ; la figure 14 est une coupe illustrant une configuration de la pièce après laminage, à titre d'exemple ; la figure 15 est une représentation schématique de la déformation circonférentielle par cisaillement ;
les figures 16 (a), 16 (b) et 16 (c) sont des graphiques qui illustrent l'effet de l'angle d'avance et de l'angle de croisement sur le comportement de contraction de trous artificiels ; la figure 17 est une représentation illustrant l'effet de l'angle d'avance et de l'angle de croisement sur la contraction d'une porosité interne, dans des billettes rondes provenant d'une coulée continue ; les figures 18 (a) et 18 (b) sont des vues de face et de côté d'éprouvettes pour la mesure de l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface ; la figure 19 est une vue de côté illustrant la configuration d'une gorge après laminage ; la figure 20 est un graphique de l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface ; les figures 21 (a), 21 (b) et 21 (c) sont des diagrammes de mesures de précision dimensionnelle longitudinale ;
la figure 22 est un graphique de mesures de vitesse de laminage ; les figures 23 et 24 sont des vues explicatives de la fracture de Mannesmann ; la figure 25 est une vue de face schématique qui illustre la construction d'un laminoir rotatif utilisé dans la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ; la figure 26 est une coupe suivant la ligne XXVIXXVI de la figure 25 ; la figure 27 est une coupe suivant la ligne XXVII-XXVII de la figure 25 ;
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la figure 28 est une représentation schématique de la déformation circonférentielle de cisaillement ; les figures 29 (a) et 29 (b) sont des graphiques qui illustrent l'effet de l'angle d'avance et de l'angle de croisement sur la contraction de trous artificiels ;
la figure 30 est une représentation illustrant l'effet de l'angle d'avance et de l'angle de croisement sur la consolidation d'une porosité interne, dans des billettes rondes de coulée continue ; la figure 31 est un graphique de l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface ; la figure 32 est un graphique de mesures de précision dimensionnelle longitudinale ; et la figure 33 est un graphique de mesures de vitesse de laminage.
Le procédé conforme à la présente invention est décrit maintenant en détail, d'abord avec référence à une disposition dans laquelle une pièce ou matière à travailler est mise en rotation.
La figure 10 est une vue de face illustrant la pièce 30 en cours de laminage, vue du côté d'entrée de la pièce à travailler, un dispositif à trois rouleaux étant utilisé conformément à l'invention. La figure 11 est une coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 10, et la figure 12 est une vue de côté représentant un angle d'avancer utilisé dans l'agencement des rouleaux. Les trois rouleaux 31,32 et 33 comportent des gorges 31a, 32a et 33a respectzivement, adjacentes aux extrémités des rouleaux du côté de sortie de la pièce laminée. A partir de la gorge, le diamètre de chaque rouleau diminue linéairement vers son bout d'arbre du côté d'entrée de la pièce et son diamètre augmente linéairement ou suivant un profil courbe du côté de sortie de la pièce.
Par conséquent, les rouleaux 31,32 et 33 sont sensiblement tronconiques et comportent des surfaces d'entrée 31b, 32b et 33b et des surfaces de sortie
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31c, 32c et 33c. Les rouleaux 31,32 et 33 sont disposés de façon à ce que leurs surfaces d'entrée 31b, 32b et 33b se trouvent du côté amont de la trajectoire de la pièce 30 à travailler et que les points d'intersection 0 entre les axes Y-Y des rouleaux et un plan contenant les gorges 31a, 32a et 33a (ces points d'intersection 0 étant appelés, dans ce qui suit, centres de réglage des rouleaux, de la même façon que sur les figures 1 à 6) soient situés sensiblement à égale distance les uns des autres autour de la ligne de passage X-X et dans un plan rencontrant perpendiculairement la ligne de passage X-X.
Les axes Y-Y des rouleaux 31,32 et 33 sont croisés (inclinés) suivant un angle de croisement K à l'endroit de leur centre 0 de réglage de rouleau respectif, par rapport à la ligne de passage X-X, de façon à ce que leurs bouts d'arbre avant soient proches de la ligne de passage X-X, comme représenté sur la figure 11, et qu'en même temps leurs bouts d'arbre avant soient inclinés d'un angle d'avance vers le même côté circonférentiel de la pièce 30, comme représenté sur les figures 10 et 12. Les rouleaux 31,32 et 33, accouplés à une source d'entraînement non représentée, sont mis en rotation dans le même sens, comme indiqué par les flèches sur la figure 10, de sorte qu'une pièce chaude 30 vissée entre les rouleaux est déplacée vers l'avant dans la direction axiale, tout en étant mise en rotation sur son axe.
Ainsi, la pièce 30 est réduite diamètralement à un degré élevé, pendant qu'elle se visse vers l'avant.
La configuration de la pièce 30 à travailler à chaud est de préférence circulaire en section transversale, mais elle peut être hexagonale ou polygonale d'ordre supérieur. Puisque la pièce 30 est soumise à un laminage pendant sa rotation, une pièce comportant un plus petit nombre d'angles peut exercer des chocs importants sur le laminoir rotatif, ce qui est gênant pour l'opération de laminage. Un profil carré est indésirable, car il serait tor-
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du. L'exécution de l'opération de production de barres ou de billettes, ou de l'opération d'allongement de la pièce au moyen du laminoir rotatif représenté sur les figures 10 à 12, est décrite ci-après.
Comme déjà indiqué, des valeurs particulières sont fixées pour les angles de laminage ,/3. et Y + . Du côté de la limite supérieure, l'angle de croisement t est réglé à moinsde 150. La raison en est que, lorsque Y est supérieur à cette limite, il risque de se produire une certaine interférence, du côté aval de la trajectoire de la pièce, entre les extrémités des rouleaux et la partie d'une chaise de laminoir qui est située près de la ligne de passage. Du côté de la limite inférieure,
Y est réglé à une valeur supérieur à 0 car un angle
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de croisement Y 4 00 permet pas de supprimer la défor- mation circonférentielle de cisaillement à un endroit proche de l'axe de la pièce, pour obtenir une précision dimensionnelle longitudinale satisfaisante.
La limite supérieure de l'angle d'avance est définie à 200. La raison est la même que dans le cas de la limite supérieure pour y. La limite inférieure est 0 > 3 . Lorsque (a est inférieur à 3 , il est impossible de réduire au minimum la déformation de cisaillement circonférentielle en un point proche du centre de la pièce et d'obtenir un bon effet de consolidation des porosités internes dans des billettes de coulée continue ou des blooms.
La limite supérieure de + est de 300. Lorsque cette limite est dépassée, il y a une interférence importante entre la chaise de laminoir et les rouleaux, comme déjà indiqué. En outre, il devient difficile de maintenir les paliers des rouleaux logés dans la chaise de laminoir. Tout cela rend impossible de conserver la disposition de supportage aux deux extrêmités, pour les rouleaux. La limite inférieure de + r est de 5 . Pour toute valeur au-dessous de cette limite, il est impossible d'obtenir une efficacité pratique de laminage (vitesse) et de plus
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il est difficile de consolider les porosités dans les pièces provenant de l'étage de coulée continue.
Les conditions définies ici pour d et (-sont très différentes de celles qui sont prévues dans l'art antérieur, en ce que les valeurs de Y sont positives. En fait, la fixation de l'angle de croisement à une valeur positive procure un effet favorable à la consolidation de la porosité interne et à la limitation de la contrainte de cisaillement circonférentielle. La structure de supportage aux deux extrémités des rouleaux est destinée à augmenter la rigidité du laminoir et à éviter la formation de marques hélicoïdales. Une telle structure support est décrite dans l'article"Etude du laminage hélicoïdal", cité plus haut.
Divers essais ont été effectués pour préciser les avantages de l'invention. Les résultats de ces essais sont indiqués ci-après. Les pièces utilisées pour le laminage sont en acier mi-dur au carbone (0, 45% de carbone).
Toutes les pièces sont chauffées à 1200 C et soumise à un laminage.
EXEMPLE 1 Effort de cisaillement circonférentiel
Cinq tiges 40, de 2,5 mm de diamètre chacune, sont noyées dans chaque pièce de matière de départ, de 70 mm de diamètre et 300 mm de longueur, en position axialement parallèle, de façon à ce qu'elles soient situées sur le même rayon, comme représenté sur la figure 13. Après laminage, on contrôle le déplacement des tiges 40 (qui représente le mouvement du métal) pour déterminer l'effort de cisaillement circonférentiel dans une section tranversale de la matière travaillée.
Les conditions de laminage sont les suivantes : l'angle d'avance r) est fixé à p = 70 ; l'angle de croise-
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ment g est modifié à trois valeurs différentes, à savoir 9 , à l'intérieur de la plage définie dans la présente in-
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vention, et 00 et-9 , qui sont toutes deux en dehors de cette plage ; et la réduction de section est modifiée à quatre valeurs différentes, à savoir 60%, 70%, 75% et 80%, pour chaque angle de croisement Y utilisé. Les résultats des essais sont indiqués sur la figure 15, sur laquelle le déplacement des tiges, reliées par une ligne continue, est représenté pour chaque cas.
Les résultats montrent que, lorsque la réduction de section augmente, l'effort de cisaillement circonférentiel devient sensible, en fonction de l'angle de croisement utilisé, et que l'effort de cisaillement circonférentiel est le plus petit pour Y = go, bien que la différence entre les différents cas soit faible lorsque la réduction de section est petite. D'autre part, on voit que dans le cas de X = 9 , il n'y a pas d'effort de cisaillement circonférentiel en un point adjacent à l'axe de la pièce, c'est-à-dire que le déplacement du métal suit une configuration rectiligne, tandis que dans le cas de t =-9 , il se produit une déformation de cisaillement circonférentielle notable sur toute la section transversale, y compris sa partie centrale.
Lorsque t = 00, la situation est intermédiaire entre les deux autres cas. Ainsi, les résultats d'essai montrent que par ré-
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glage de l'angle de croisement à > 0 , ou de préférence par utilisation d'une valeur Y plus grande, il est possi- ble d'éviter un effort de cisaillement en un point adjacent à l'axe de la section transversale de la pièce. L'absence d'effort de cisaillement circonférentiel a pour conséquence qu'il n'y a pas de champ de contrainte de cisaillement circonférentielle. Par conséquent, lorsqu'on utilise le procédé conforme à la présente invention, il ne se produit pas de fissure due à une porosité interne et donc pas de fracture de Mannesmann.
EXEMPLE 2 Comportement de contraction de trou artificiel
Des pièces de matière de base, ayant chacune un
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diamètre de 70 mm et une longueur de 300 mm, dans lesquelles sont percés des trous artificiels (pour simuler une porosité centrale) de 2 mm, 4 mm et 6 mm de diamètre, sont utilisées comme pièces à travailler. Après laminage de ces pièces, on examine l'effet du laminage sur la fermeture des trous artificiels. Pendant l'opération de laminage, on modifie l'angle d'avance ss à six valeurs différentes, dans une plage de 30 à 130, et on modifie l'angle
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de croisement v à trois valeurs différentes comme dans l'exemple 1, c'est-à-dire = 9 , à l'intérieur de la plage définie dans la présente invention, et = 0 et - toutes deux à l'extérieur de cette plage.
Le pourcen- tage de réduction de diamètre est fixé à 53% (réduction d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les résultats des essais sont indiqués sur les figures 16 (a), 16 (b) et 16 (c).
Les faits suivants sont nettement prouvés par les résultats. Lorsque (= 90, des trous artificiels jusqu'à 4 mm de diamètre peuvent être contractés ou refermés, si 13'. Lorsque-9', par contre, même les trous les plus petits, de 2 mm de diamètre, ne sont pas contractés, même si 0 = 130. Dans le cas de t = 0 , on peut obtenir un effet intermédiaire entre les deux cas précédents, des trous artificiels de 2 mm de diamètre étant contractés lorsque 0 = 130. Que que soit l'angle de croisement l'angle d'avance a un effet sur la contraction des trous artificiels et plus l'angle d'avance ss est grand, plus son effet sur la contraction est important.
Ainsi, on peut dire que lorsque y > 00 et plus les angles de croisement et d'avance sont réglés à des valeurs élevées, plus l'effet de consolidation obtenu en ce qui concerne la porosité interne est grand.
EXEMPLE 3 Caractéristiques de consolidation de la porosité interne dans une billette de coulée continue.
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L'effet sur la consolidation de la porosité interne est examiné, avec utilisation de pièces de matière de base produites par coulée continue.
On utilise des pièces à laminer, dont chacune est constituée d'un tronçon de barre ronde de 70 mm de diamètre et 300 mm de longueur provenant d'une partie centrale d'une billette de coulée continue de forte section, de 380 mm de diamètre. La pièce est laminée avec une réduction de section de 78% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les conditions de laminage sont les suivantes : l'angle d'avance ci est modifié à trois valeurs différentes, 4 , 8 et 12 , et l'angle de croisement ( à trois valeurs différentes, 90, 00 et-9 , c'est-à-dire au total neuf cas. Pendant l'opération de laminage, le laminoir rotatif est arrêté afin d'obtenir des pièces semilaminées.
Ces pièces sont coupées longitudinalement par moitié et les pièces ainsi coupées sont examinées en ce qui concerne leur état de porosité interne. Les résultats de l'examen sont représentés sur la figure 17.
On remarque les points suivants : i) lorsque l'angle de croisement X =-9 , des défauts amorcés par une porosité dans la matière de base se développent sous l'influence de la contrainte de cisaillement circonférentielle. Autrement dit, il se produit un phénomène de fracture dite de Mannesmann. Plus l'angle d'avance est grand et plus le degré de fracture est faible. Toutefois, il est difficile d'obtenir une configuration interne saine.
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ii) Lorsque l'angle de croisement la porosité est complètement consolidée (effacée), même si l'angle d'avance CI est réglé à une valeur faible. iii) Lorsque l'angle de croisement (= la situation est intermédiaire entre les deux cas ci-dessus. Si l' angle d'avance (est plus grand, la consolidation de la porosité interne est favorable.
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Par suite, lorsqu'on soumet des billettes de coulée continue à un laminage, il est souhaitable d'utiliser un angle de croisement > 0 , et de préférence un angle de croisement plus grand, et un angle d'avance relativement grand, du point de vue de la consolidation de la porosité interne.
EXEMPLE 4 Effort de cisaillement dû à la torsion de surface
L'effort de cisaillement du à la torsion de surface est le seul facteur pour lequel la présente invention se compare défavorablement aux deux procédés connus cités plus haut.
Des pièces à laminer sont préparées par formage d'une gorge longitudinale 41, de 1 mm de profondeur et 1 mm de largeur, sur la surface de la matière de base, comme représenté sur les figures 18 (a) et 18 (b). Chaque pièce est laminée avec une réduction de section de 78% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33mm). Les mesures de l'angle de torsion relatif à la gorge 41 après laminage sont indiquées sur la figure 20. L'expression "angle de torsion"désigne un angle défini entre une ligne droite parallèle à l'axe, sur la surface, et la trace de la gorge 41, comme représenté sur la figure 19.
Les conditions de laminage sont les suivantes : l'angle d'avance p est modifié à six valeurs différentes, dans la plage de 3 à 13 , et l'angle de croisement est modifié
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à trois valeurs différentes, 9 , 0 c'est-à-dire dix-huit cas au total. Les résultats font apparaitre les faits suivants. i) Lorsque-9', l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface est négligeable. ii) Lorsque Y = 9 , l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface est sensible. Toutefois, on peut réduire ce défaut par utilisation d'un angle d'avance plus grand.
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iii) Lorsque t = 0 , la situation est intermédiaire entre les deux cas ci-dessus.
Ainsi, on peut dire que lorsqu'on applique le procédé conforme à la présente invention il est préférable de choisir un angle d'avance relativement grand, du point de vue de la diminution de l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface.
EXEMPLE 5 Précision dimensionnelle longitudinale
Des pièces de matière de base, ayant chacune un diamètre de 70 mm et une longueur de 300 mm, sont laminées avec une réduction de section de 67% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 40 mm). On examine les variations dimensionnelles longitudinales. Les conditions de laminage sont les suivantes : l'angle d'avance est réglé à (-= 4'eut l'angle de croisement est modifié à trois valeurs différentes, 90, 0 et -9 . Les résultats sont indiqués sur les figures 21 (a), 21 (b) et 21 (c). Lorsque Ö = 9 , la plage de variation est de 0, 10% et lorsque Y =-9 elle est + 0, 75%. Lorsque = 0 , la variation est intermédiaire entre les deux cas ci-dessus.
On voit que l'angle de croisement Y > 00 est efficace en ce qui concerne la précision dimensionnelle.
EXEMPLE 6 Vitesse de laminage
On examine les vitesses de laminage dans le cas de pièces de base de 70 mm de diamètre, laminées avec une réduction de section de 78% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les conditions de laminage sont les suivantes : vitesse de rotation de rouleau 100 t/mn ; diamètre de gorge de rouleau 250 mm ; angle d'avance (-modifié
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à six valeurs différentes, de 30 et angle de croisement t modifié à trois valeurs différentes, 9 , 0 - soit au total dix-huit variations d'angle. Les résultats sont indiqués sur la figure 22. Lorsque g = 9 , des vitesses de laminage plus élevées sont possibles. La vites-
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se de laminage tend à augmenter lorsque l'angle d'avance augmente.
Par conséquent, pour accroître le rendement de laminage, il est souhaitable de régler l'angle de croi- sement > 00, et de préférence plus grand, l'angle d'a- vance étant fixé à une valeur raisonnablement grande.
EXEMPLE 7 Exemples d'application au laminage de matières difficiles à travailler
Des aciers alliés à forte teneur en nickel et forte teneur en chrome, comme spécifiés dans le tableau cidessous, sont examinés en ce qui concerne leur facilité de travail dans l'opération d'allongement conforme à la présente invention. Chaque pièce de matière est chauffée à une température spécifique, à laquelle sa déformabilité est faible, puis elle est. soumise à un laminage. On constate qu'un laminage à forte réduction est possible, avec une réduction par passe de 40 à 80%. Lorsque la réduction est supérieure à 80%, la température de la pièce à travailler devient trop élevée au point que la déformabilité de la pièce disparait pendant le laminage jusqu'à ce qu'elle soit réduite en pièces finies.
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<tb>
<tb>
Echantillon <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Tempérano <SEP> ture <SEP> de
<tb> chauffage
<tb> 1 <SEP> 49,2 <SEP> 24,4 <SEP> 5,8 <SEP> 12100C
<tb> 2 <SEP> 6,84 <SEP> 25,8 <SEP> 3,0 <SEP> 1240
<tb> 3 <SEP> 9,20 <SEP> 18,1 <SEP> 0,16 <SEP> 1200
<tb> 4 <SEP> 11,7 <SEP> 17,0 <SEP> 2,3 <SEP> 1200
<tb> 5 <SEP> 36,5 <SEP> 26,4 <SEP> 3,2 <SEP> 1210
<tb> 6 <SEP> 40,5 <SEP> 30,5 <SEP> 3,2 <SEP> 1210
<tb>
L'opération d'allongement décrite ci-dessus peut être utilisée dans différents procédés de fabrication de produits sidérurgiques, de la façon suivante.
Un mode de mise en oeuvre consiste à utiliser
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l'opération d'allongement comme stade de blooming dans la fabrication du produit sidérurgique. Dans ce cas, les billettes sortant d'une machine de coulée continue sont envoyées à l'étage d'allongement et les pièces laminées à cet étage peuvent être ensuite envoyées à un train à tubes, un train à fers marchand, un train à fils ou un train à profilés, selon le type du produit.
Les matières coulées à partir de lingots peuvent également être envoyées, comme pièces à travailler, à l'étage d'allongement, ou bien les lingots sont passés dans un laminoir à blooms et transformés en billettes qui sont à leur tour envoyées à l'étage d'allongement.
Un autre mode de mise en oeuvre consiste à utiliser l'opération d'allongement suivant l'invention comme étage de laminage de dégrossissage, pour l'envoi de pièces à un train à fers marchand ou un train à fils. Dans ce cas, les billettes coulées par une machine de coulée continue sont envoyées à l'étage d'allongement, pour laminage de dégrossissage, et les pièces ainsi dégrossies sont ensuite envoyées à un laminoir intermédiaire ou de finition pour la fabrication de barres ou tiges. Il est également possible que des blooms coulés par une machine de coulée continue soient soumis à un blooming et envoyés ensuite à l'étage d'allongement pour un laminage de dégrossissage, les pièces ainsi dégrossies étant ensuite envoyées à un laminoir intermédiaire ou de finition pour la fabrication de barres ou de fils.
En outre, il est possible d'envoyer des billettes, obtenues par blooming de lingots, à l'étage d'allongement pour un laminage de dégrossissage, le produit étant ensuite envoyé à un laminoir intermédiaire ou de finition pour la fabrication de barres ou de fils.
Un autre mode de mise en oeuvre consiste à utiliser l'opération d'allongement comme étage de laminage de fers marchand. Dans ce cas, des billettes produites par une machine de coulée continue sont envoyées à cet étage
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d'allongement, pour laminage en barres. En variante, des blooms coulés par une machine de coulée continue sont transformés en billettes et les billettes ainsi obtenues sont envoyées au dit étage d'allongement, pour transformation en barres. Il est également possible d'envoyer des billettes, obtenues par blooming de lingots, au dit étage d'allongement, pour la fabrication de barres.
On explique maintenant les raisons pour lesquelles la fracture dite de Mannesmann peut être diminuée par utilisation d'un laminoir rotatif à trois ou quatre rouleaux. Si, comme représenté sur les figures 23 et 24, les efforts des rouleaux s'exercent sur une pièce à section circulaire, dans deux ou trois directions, une contrainte de traction appelée"tension secondaire"est engendrée dans la partie centrale de la matière, dans le cas où on utilise deux rouleaux, ou dans une partie radialement centrale lorsqu'on utilise trois rouleaux, comme indiqué schématiquement par les lignes obliques sur la figure 24. Cette tension secondaire induit une fracture de Mannesmann.
Par conséquent, lorsqu'on utilise deux rouleaux, cette fracture se développe dans la partie centrale. Lorsqu'on utilise trois rouleaux et si les angles de croisement et d'avance (et 0 sont choisis comme décrits plus haut, aucune tension secondaire n'est engendrée, de sorte qu'on peut éviter toute fracture de Mannesmann. Il faut noter que la zone sensible à la fracture de Mannesmann est plus petite lorsqu'on utilise quatre rouleaux que dans le cas de trois rouleaux, les effets anti-fracture constatés avec trois rouleaux existant également lorsqu'on utilise quatre rouleaux. Toutefois, l'utilisation de cinq rouleaux ou davantage n'est pas pratique du point de vue de l'implantation des rouleaux et, par conséquent, le nombre de rouleaux est limité à trois ou quatre.
On décrit maintenant en détail une autre version du procédé conforme à l'invention, dans laquelle la pièce ou matière à travailler n'est pas mise en rotation pendant
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le laminage.
La figure 25 est une vue en élévation schématique illustrant l'agencement de rouleaux dans un laminoir rotatif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé. La figure 26 est une coupe suivant la ligne XXVI-XXVI de la figure 25. La figure 27 est une vue de côté suivant la ligne XXVII-XXVII de la figure 25. Sur les figures, le repère 30 désigne la pièce à travailler et les repères 31,32 et 33 désignent les rouleaux. La pièce 30, produite par une machine de coulée continue par exemple, est envoyée au laminoir rotatif à la même vitesse que la coulée, dans la direction de la grande flèche. Les rouleaux 31, 32 et 33 du laminoir rotatif comportent des gorges 31a, 32a et 33a respectivement, adjacentes aux extrémités des rouleaux du côté de sortie de la pièce.
A partir de la gorge comme limite, le diamètre de chaquerouleau diminue linéairement vers le bout d'arbre du rouleau du côté d'entrée de la pièce et augmente linéairement ou suivant un profil courbe du côté de sortie de la pièce. Par conséquent, les rouleaux 31,32 et 33 sont sensiblement tronconiques et comportent des surfaces d'entrée 31b, 32b et 33b et des surfaces de sortie 31c, 32c et 33c.
Les rouleaux 31,32 et 33 sont disposés de façon à ce que leurs surfaces d'entrée 31b, 32b et 33b se trouvent du côté amont de la trajectoire de la pièce 30 et de façon à ce que les points d'intersection 0 entre les axes Y-Y des rouleaux et un plan contenant les gorges 31a, 32a et 33a (ces points d'intersection 0 étant appelés, dans ce qui suit, centres de réglage de rouleau) soient situés sensiblement à égale distance les uns des autres autour de la ligne de passage X-X et dans un plan qui coupe perpendiculairement la ligne de passage X-X.
Les axes Y-Y des rouleaux 31,32 et 33 sont croisés (inclinés) suivant unangle de croisement l'endroit de leurs centres 0 de réglage de rouleau respectifs, par rapport à la ligne de passage X-X, de façon à ce
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que leurs bouts d'arbre avant soient proches de la ligne de passage X-X, comme représenté sur la figure 26, et en même temps leurs bouts d'arbre avant sont inclinés d'un angle d'avance, vers le même côté circonférentiel de la pièce 30, comme représenté sur les figures 25 et 27. Les rouleaux sont supportés par leurs deux bouts d'arbre respectifs dans une cage, non représentée, qui peut tourner autour de la pièce 30. La cage et les rouleaux 31,32 et 33 sont accouplés à des sources d'entraînement respectives, non représentées.
Pendant qu'ils sont entraînés de manière à tourner sur leurs axes dans la direction des flèches indiquées sur la figure 25, les rouleaux 31,32 et 33 sont déplacés en rotation par la cage autour de la pièce 30, dans la direction de la flèche, pour laminer la pièce 30.
Dans la description ci-dessus, les rouleaux sont supportés dans la cage par leurs deux bouts d'arbre respectifs, mais il est entendu qu'ils peuvent être supportés à une extrêmité, de façon à ce que leurs bouts d'arbre respectifs à l'extrêmité de sortie de la pièce soient supportés dans la cage.
La section transversale de la pièce 30 à travailler à chaud est de préférence circulaire, mais elle peut être hexagonale ou polygonale d'ordre supérieur. Puisque le laminage est effectué par rotation de la cage, une section comportant un plus petit nombre d'angles peut exercer des chocs importants sur le laminoir rotatif, ce qui est un inconvénient pour l'opération de laminage. Un profil carré n'est pas souhaitable, car il serait tordu.
Les angles de croisement et d'avance sont réglés de manière à remplir les conditions ci-après : 0 < / < 60 ....... (1) 30 < r, < 450....... (2).
La limite supérieure de l'angle de croisement doit être < 60 , car si V est supérieur à cette limite les rouleaux interfèrent les uns avec les autres, de
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sorte que le diamètre visé du produit ne peut pas être obtenu. Du côté de la limite inférieure, Y doit être supé-
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0 0 iffp0ssirieur à 0 un angle de croisement ble l'élimination de la déformation circonférentielle de cisaillement en un point proche du centre de la pièce, pour obtenir. une précision dimensionnelle longitudinale satisfaisante.
La limite supérieure de l'angle d'avance 0 doit être ç < 450, car si 0 est plus grand la structure support d'arbre nécessaire pour obtenir une rigidité suffisante du laminoir serait trop grande, ce qui ne permettrait pas d'obtenir une vitesse de laminage suffisante lorsque le laminage doit être effectué pendant la rotation du laminoir. La limite inférieure de doit être supérieure à 3 . Si P est de 3 ou inférieur à 3 , il est impossible de réduire au minimum la déformation circonférentielle de cisaillement en un point proche du centre de la pièce et d'obtenir un effet satisfaisant de consolidation de la porosité interne dans des billettes (blooms) de coulée continue.
Les valeurs de et r définies ci-dessus diffèrent beaucoup de celles qui sont prévues dans l'art antérieur, en ce que les valeurs de ( sont positives et les valeurs de ? sont plus grandes. Ceci est un facteur qui contribue de façon importante à améliorer la consolidation de la porosité et à limiter la contrainte de cisaillement circonférentielle.
On décrit maintenant les résultats de divers essais effectués pour préciser les avantages du procédé conforme à l'invention. Les pièces utilisées pour le laminage sont en acier mi-dur au carbone (0, 45% de carbone).
Toutes les pièces sont chauffées à 1200 C. Pour l'opération de laminage, la vitesse de rotation de la cage est fixée à 150 t/mn et celle des rouleaux à 50 t/mn.
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0EXEMPLE 8 Effort de cisaillement circonférentiel
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/ Cinq tiges 40, ayant chacune un diamètre de 2,5 mm, sont noyées dans chaque pièce de matière de base, d'un diamètre de 70 mm et d'une longueur de 300 mm, en relation axialement parallèle, de façon à ce qu'elles se trouvent sur le même rayon, comme représenté sur la figure 13. Après laminage, le déplacement des tiges 40 (qui représente le déplacement du métal) est examiné pour déterminer l'effort de cisaillement circonférentiel dans une section transversale de la matière laminée.
Les conditions de laminage sont fixées comme suit : l'angle d'avance
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est réglé à CD l'angle de croisement g à deux valeurs différentes, à savoir 90 la plage définie par de cette plage ; et la réduction de section est modifiée à quatre valeurs différentes, à savoir 60%, 70%, 75% et'80% pour chaque angle de croisement # utilisé. Les résultats des essais sont reportés sur la figure 28, sur laquelle le déplacement des tiges, reliées par une ligne continue, est indiqué pour chaque cas.
Les résultats montrent que, lorsque la réduction de section augmente, l'effort de cisaillement circonférentiel devient notable en fonction de l'angle de croisement utilisé et que, lorsque = 90, l'effort circonférentiel est le plus petit, bien qu'il y ait peu de différence entre les différents cas, si la réduction de section est faible.
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On voit également que, lorsque = 90, il n'y a pas d'effort de cisaillement circonférentiel en un point proche du centre de la section transversale de la pièce (c'est-à-dire que le déplacement du métal présente une configuration rectiligne), alors que dans le cas où y =-9 , il se produit une déformation de cisaillement circonférentielle notable dans toute la surface y compris sa partie centrale. Autrement dit, par réglage de l'angle de croisement à X' > 00, et de préférence à une valeur plus grande, on peut empêcher un effort de cisaillement en un point proche de l'axe de la
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section transversale de la pièce. L'absence d'effort de cisaillement circonférentiel a pour conséquence qu'il n' existe pas de champ de contrainte de cisaillement circonférentielle.
Par conséquent, lorsqu'on utilise le procédé conforme à l'invention, il ne se produit pas de fissure due à une porosité interne, et donc pas de fracture de Mannesmann.
EXEMPLE 9 Comportement de contraction de trous artificiels
Des pièces de matière de base, ayant chacune un diamètre de 70 mm et une longueur de 300mm, dans lesquelles sont percés des trous artificiels de 2 mm, 4 mm et 6 mm de diamètre pour simuler une porosité centrale, sont utilisées comme pièces à travailler. Après laminage de ces pièces, on examine l'effet du laminage sur le comportement de contraction des trous artificiels. L'angle d'avance est modi-
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fié à six valeurs différentes, dans une plage de 3 et l'angle de croisement r est modifié à deux valeurs dif- à 13 ,férentes, à savoir y = 9 , dans la plage définie par la présente invention, et Y = -go, en dehors de cette plage, comme dans le cas de l'exemple 8.
La réduction de diamètre extérieur est fixée à 53% (réduction d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les résultats des essais sont reportés sur les figures 29 (a) et 29 (b).
Ces résultats montrent clairement les faits suivants. Lorsque Y = 9 , des trous artificiels jusqu'à un diamètre de 4 mm peuvent être contractés ou refermés, si r-= 130. Lorsque t =-9 , par contre, même les plus petits trous de 2 mm de diamètre ne sont pas refermés, même si ss = 13 . Quel que soit l'angle de croisement V, l'angle d'avance p* a un effet sur le comportement de contraction des trous artificiels et plus l'angle d'avance ( est
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grand, plus son effet sur la contraction est important.
Ainsi, on peut dire que, lorsque Y > 0 si les angles de croisement et d'avance sont réglés à des va-
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leurs élevées, on obtient un plus grand effet de consolidation en ce qui concerne la porosité interne.
EXEMPLE 10 Caractéristiques de consolidation de la porosité interne dans des billettes de coulée continue.
L'effet sur la consolidation de la porosité interne est examiné à l'aide de pièces de matière de base produites par une machine de coulée continue.
On utilise des pièces à travailler, constituées chacune d'un tronçon de barre ronde de 70 mm de diamètre et 300 mm de longueur provenant d'une partie centrale d' une billette de coulée continue de forte section, d'un diamètre de 380 mm. La pièce est laminée pour obtenir une réduction de section de 78% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les conditions de laminage sont : angle
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d'avance modifié à trois valeurs différentes, 4 , 8 12 , et angle de croisement à deux valeurs différentes, et90 et-9 , soit au total six cas de fonctionnement. Pendant l'opération de laminage, on arrête le laminoir rotatif pour obtenir des pièces semi-laminées. Ces pièces sont coupées longitudinalement par moitié et les pièces ainsi coupées sont examinées en ce qui concerne l'état de porosité interne.
Les résultats de l'examen sont présentés sur la figure 30. On constate les points suivants : i) Lorsque l'angle de croisement \ =-9 , des défauts amorcés par une porosité de la matière de base se développent sous l'influence de la contrainte de cisaillement circonférentielle. En fait, il se produit un phénomène de fracture dite de Mannesmann. Plus l'angle d'avance r est grand et plus l'importance de cette fracture est faible. Toutefois, il est difficile d'obtenir une configuration interne saine. ii) Lorsque l'angle de croisement t = 90, la porosité est complètement consolidée (effacée) même si l'angle d'a-
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avance est réglé à une valeur faible.
Par suite, lorsque des billettes de coulée continue sont soumises à un laminage, il est souhaitable d'utiliser un angle de croisement y > 0 , et de préférence un angle de croisement de valeur élevée, et un angle d'avance relativement grand, du point de vue de la consolidation de la porosité interne.
EXEMPLE 11 Effort de cisaillement dû à la torsion de surface
L'effort de cisaillement dû à la torsion de surface est le seul facteur pour lequel la présente invention se compare défavorablement aux deux procédés connus, cités plus haut. Des pièces à travailler sont préparées par formage longitudinal d'une gorge 41, de 1 mm de profondeur et 1 mm de largeur, sur la surface de la matière de base, comme représenté sur les figures 18 (a) et 18 (b). Chaque pièce est laminée pour obtenir une réduction de section de 78% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les mesures d'angle de torsion, relatives à la gorge 41 après laminage, sont indiquées sur la figure 31. L'expression "angle de torsion"désigne un angle défini entre une ligne droite parallèle à l'axe, sur la surface, et la trace de la gorge 41, comme représenté sur la figure 19.
Les
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conditions de laminage sont : angle d'avance à six valeurs différentes, dans la plage de 3 et angle de croisement Ó modifié à deux valeurs différentes, 9 c'est-à-dire dix-huit cas au total. Les mesures font apparaitre les points suivants : i) Lorsque =-9 , l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface est négligeable. ii) Lorsque t = 9 , l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface est substantiel. Toutefois, ce défaut peut être réduit par utilisation d'un angle d'avance CD plus grand.
Ainsi, on peut dire que lorsqu'on applique le
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procédé conforme à la présente invention, il est souhaitable de régler l'angle d'avance ft à une valeur relativement grande, du point de vue de la diminution de l'effort de cisaillement dû à la torsion de surface.
EXEMPLE 12 Précision dimensionnelle longitudinale
Des pièces de matière de base, ayant chacune 70 mm de diamètre et 300 mm de longueur, sont laminées pour obtenir une réduction de section de 67% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 40 mm). Les variations dimensionnelles longitudinales sont examinées. Les conditions de laminage sont les suivantes : angle d'avance = 40
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et angle de croisement modifié à deux valeurs différentes, 9 Les résultats sont reportés sur les figures 32 (a) et 32 (b). Lorsque i = 9 , la marge de variation est de + 0, 05% et lorsque y =-9 elle est + 0, 4%. On voit que l'angle de croisement ( > efficace en ce qui concerne la précision dimensionnelle.
EXEMPLE 13 Vitesse de laminage
On examine les vitesses de laminage dans le cas d'une pièce de base de 70 mm de diamètre, laminée pour obtenir une réduction de section de 67% (d'un diamètre de 70 mm à un diamètre de 33 mm). Les conditions de laminage sont les suivantes : vitesse de rotation des rouleaux 100 t/mn ; diamètre de gorge des rouleaux 250 mm ; angle d'avance 0 modifié à six valeurs différentes, de 30 à 130 ; et angle de croisement y modifié à deux valeurs différentes, 9 et
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- soit au total dix-huit variations d'angle. Les résultats sont reportés sur la figure 33. Lorsque y = 9 , une vitesse de laminage plus élevée est possible.
La vitesse, de laminage tend à augmenter lorsque l'angle d'avance ( augmente conséquent, il est souhaitable de fixer l' angle de croisement X > 0 , et de préférence à une valeur élevée, l'angle d'avance t étant réglé à une valeur raison-
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nablement grande.
EXEMPLE 14 Rapport de la vitesse de rotation de la cage à la vitesse de rotation des rouleaux.
La relation entre la vitesse de rotation de la
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cage Ne (t/mn) et la vitesse de rotation des rouleaux NR (t/mn), c'est-à-dire le rapport NCIN R J'est examiné pour une opération de laminage d'une pièce de 70 mm de diamètre.
Les conditions de laminage sont les suivantes : allongement à cinq valeurs différentes entre 2 et 10, et NC/NR fixé à six valeurs différentes de 1,5 à 6, 5 soit au total trente cas différents. Les résultats sont indiqués dans le tableau ci-après, dans lequel le signe"+"signifie un sens de rotation de la pièce opposé au sens de rotation des rouleaux et le signe"-"signifie un sens de rotation de la
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pièce identique au sens de rotation des rouleaux.
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<tb>
<tb>
Allongement <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb> NC/NR
<tb> 1,5 <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> +
<tb> 2,0 <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> -
<tb> 3,3 <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> - <SEP> -
<tb> 4,7 <SEP> + <SEP> + <SEP> + <SEP> - <SEP> -
<tb> 6,0 <SEP> + <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> 6,5 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb>
Le tableau ci-dessus montre que, lorsque NC/NR se trouve à l'intérieur des limites définies par la relation ci-dessous, les valeurs auxquelles la pièce ne tourne pas peuvent être fixées sélectivement en fonction de l'allongement (dans la plage de 2 à 10).
2 < NC/NR < 6....... (3)
Comme décrit ci-dessus, il est possible de fabriquer des produits métalliques de haute qualité à section transversale circulaire, par utilisation du procédé dans
<Desc/Clms Page number 31>
lequel la pièce à laminer ne tourne pas. Dans divers processus de fabrication de produits sidérurgiques, on peut utiliser l'opération de laminage et d'allongement décrite ci-dessus, de la façon suivante.
Un mode de mise en oeuvre consiste à envoyer des billettes, coulées par une machine de coulée continue, directement à l'étage d'allongement, sans les couper. Cet étage d'allongement peut être utilisé comme étage de blooming, de sorte que les pièces qui y sont laminées sont envoyées à un train à tubes, un train à fers marchands, un train à fils ou un train à profilés. L'étage d'allongement peut également être utilisé comme étage de laminage de dégrossissage, de sorte que les pièces qui y sont laminées sont envoyées à un laminoir intermédiaire ou de finition pour fers marchands ou fils. On peut également utiliser l' étage d'allongement comme étage de laminage de finition pour la fabrication de barres.
Un autre mode de mise en oeuvre consiste à envoyer des pièces, laminées par un laminoir à blooms, à l'étage d'allongement décrit plus haut, pour leur blooming et pour l'envoi ultérieur des pièces à divers laminoirs.
Un autre mode de mise en oeuvre consiste en ce que des pièces laminées par un laminoir à bloomssont envoyées, sans être coupées, à l'étage d'allongement, pour la fabrication d'un produit fini ou d'un produit intermédiaire à envoyer vers un laminoir intermédiaire ou de finition.
La présente invention peut être mise en oeuvre de diverses façons, sans sortir du cadre de ses caractéristiques essentielles, et le présent mode de réalisation est donc illustratif et non restrictif, l'invention étant définie par les revendications annexées plutôt que par la description précédente. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la mise en oeuvre de l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci.