EP0161192A1 - Procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques et laminoir pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques et laminoir pour la mise en oeuvre de ce procédé Download PDF

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EP0161192A1
EP0161192A1 EP85420058A EP85420058A EP0161192A1 EP 0161192 A1 EP0161192 A1 EP 0161192A1 EP 85420058 A EP85420058 A EP 85420058A EP 85420058 A EP85420058 A EP 85420058A EP 0161192 A1 EP0161192 A1 EP 0161192A1
Authority
EP
European Patent Office
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axis
rolling
cylinder
rolling mill
adjustment
Prior art date
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Application number
EP85420058A
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German (de)
English (en)
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EP0161192B1 (fr
Inventor
Jean-Marc Jour
Pierre Peytavin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vallourec SA
Original Assignee
Vallourec SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Vallourec SA filed Critical Vallourec SA
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Publication of EP0161192A1 publication Critical patent/EP0161192A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/008—Skew rolling stands, e.g. for rolling rounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/20—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting a rolling mill with oblique cylinders, of the type used for rolling metal bars or tubes in order to obtain a high reduction ratio in a single pass.
  • the invention also relates to a rolling mill allowing the implementation of this adjustment method.
  • Such a process applies in particular to the hot rolling of bars or tubes, for example of steel.
  • Patent FR 1 576 091 describes, on pages 5 and 6 as well as in FIG. 2, a rolling mill with oblique cylinders comprising three working cylinders in the shape of a mushroom. These cylinders are arranged inside a cage formed by a casing (30), to which three cylinder supports (31) are fixed, distributed around the axis of the material to be laminated. The cage rotates around this axis, thanks to a motor whose drive pinion attacks a ring gear (37). The rotation of each cylinder (27) about its axis (36) is obtained by a planetary system comprising a toothed ring (32) fixed on a hollow shaft inside which the material to be laminated moves.
  • Three satellite systems mesh on this ring gear and each rotate a cylinder such as (27) by means of a couple of angle gears (35).
  • One of these pinions is mounted on the axis of the satellite (34), the other on the axis (36) of the rolling cylinder.
  • the adjustment means of a rolling mill of this type so as to adjust the advance to the desired value in particular as a function of the laminated diameter is described in the article by EJFE BREITSCHNEIDER published in Iron and Steel Engineer (October 1981 pages 51 to 54). It consists, (see page 51 left column), of rotating the axis of each rolling cylinder around the axis of the corresponding satellite, so as to obtain the desired degree of inclination which allows the advance.
  • This rotation of an axis around the other is carried out without modifying the angle which these two axes make between them which is imposed by construction, and can be, for example, of 60 ° (see page 52 left column).
  • This tilt the advance can, according to the author, vary from 0 to 10 °.
  • FR 1 576 091 describes a means for adjusting the rolling diameter. This means consists in sliding each working cylinder along its axis (36), by acting on an approach device (38), which makes it possible to vary the outlet section of the material to be laminated.
  • the adjustment of the outlet section obtained by sliding the cylinder along its axis, also has the disadvantage of displacing the rolling zone along the rolling axis.
  • the combination of such an axial displacement with the transverse displacement consecutive to the adjustment of the advance has for. effect of further disrupting the rolling conditions and therefore adversely affect the quality of the product, in particular as regards the surface condition and in the case of a tube the regularity of thickness.
  • French patent 1,475,645 describes another type of oblique rolling mill. with three cylinders in which a combined adjustment is made of the spacing of the rolls with respect to the rolling axis and the feed angle. For this each cylinder is mounted on two bearings arranged on either side of the cylinder. Figure 1 of this document shows that this combined adjustment is achieved by rotating around. from the rolling axis a flange which carries the three bearings located on the same side of the rolls.
  • This adjustment method has the disadvantage of causing a displacement of the working area of each cylinder in contact with the product.
  • the method applies to rolling mills the axis of the rolls of which is only slightly inclined relative to the rolling axis.
  • the present invention aims to provide a method of adjusting a rolling mill with oblique cylinders, making it possible to adjust the advance of the product during rolling virtually independently of the other adjustment parameters. It also relates to the possibility in such a rolling mill to vary within wide limits the diameter of the laminated products obtained, while preserving the optimal rolling conditions in particular by using the same set of rolling rolls.
  • the invention also relates to the possibility of developing a method for adjusting a rolling mill with three rolls, the axes of the rolls of which are inclined at least 30 ° relative to the rolling axis.
  • the invention also aims to produce a rolling mill making it possible to apply such an adjustment method and having a structure as compact and robust as possible as well as a minimum bulk.
  • the adjustment method according to the invention provides a particularly effective solution to these problems. It applies to rolling mills with oblique cylinders, used for the rolling of metal bars or tubes, comprising at least three cylinders distributed around the rolling axis, each of these rolls having a generally decreasing section revolution profile, at least in the part ensuring the reduction of the outside diameter of the product, since the entry side of the product to be laminated to the sport side of this product, and exerting pressure on this product through its contact zone so as to deform it.
  • the axis of revolution of each cylinder is inclined by an angle of inclination of between 20 "and 70 ° relative to a secant line, intersecting the axis of revolution of said cylinder, this line being perpendicular to the rolling axis and cutting said rolling axis.
  • This axis of revolution is oriented so as to approach the rolling axis, in the direction of the exit zone of the rolled product from the rolling mill.
  • the method consists in adjusting in advance while keeping constant the angle of inclination of the axis of revolution of each cylinder with respect to an adjustment axis constituted by a intersecting straight line as defined above and chosen so that it crosses the contact zone between the cylinder and the product to be laminated in the zone where the product is calibrated and by rotating the axis of revolution of each cylinder around the corresponding adjustment axis until the feed angle (A) between the rolling axis and the project ction of the axis of revolution on the plane passing through the rolling axis, and perpendicular to the adjustment axis, reaches the desired value.
  • the feed angle (A) is preferably set between 3 ° and 30 °.
  • the diameter of the rolled products obtained is adjusted by moving each cylinder along the adjustment axis, without modifying the angle of inclination of the axis of revolution relative to the adjustment axis.
  • the rolls of the same rolling mill are identical and their axes of revolution are inclined at the same angle relative to the corresponding adjustment axes.
  • the adjustment axes compete at the same point of the rolling axis.
  • the invention also relates to a rolling mill meeting the general characteristics which have just been given, provided with cylinder-carrying cages, in which inside each of the cages are disposed bearings which support the axis of revolution of a cylinder , said axis being connected by a transmission means to a rotary drive means, the cage itself being mounted in rotation around an adjustment axis, perpendicular to the rolling axis and intersecting said rolling axis, said adjustment axis crossing the surface of the cylinder in the zone of contact with the product where the calibration is carried out and cutting the axis of cylinder revolution; a positioning means makes it possible to orient the cage around the adjustment axis and to wedge it angularly in a position such that, the projection of the axis of revolution, on the plane passing through the rolling axis and perpendicular to the adjustment axis, make the desired feed angle with the rolling axis (A).
  • displacement and wedging means make it possible to move each of the cages parallel to itself along the adjustment axis, the corresponding rolling cylinder being moved simultaneously, and to wedge the cage at any location along this adjustment axis.
  • each rolling cylinder has a calibration zone at the end of the reduction deformation zone.
  • the adjustment axis crosses the surface of the cylinder in an area of this cylinder corresponding to the middle of the calibration area.
  • each rolling cylinder is driven by means of a pair of conical toothed pinions, by means of a motor shaft disposed either in the extension of the adjustment axis, or in a direction parallel or close to parallelism relative to the rolling axis.
  • the rolling mill according to the invention may comprise cages driven in rotation about the rolling axis at an equal speed and in the opposite direction to the speed of rotation of the bar or of the tube during rolling.
  • the drive of each cylinder can be carried out by planetary gear and satellite.
  • a link is then used by cardan or the like between the planet carrier shaft and the drive shaft of each cylinder to compensate for the deviations of this shaft with respect to the parallelism with the rolling axis.
  • the invention also relates to a rolling mill with oblique cylinders which allows the particularly advantageous implementation of the adjustment method according to the invention.
  • This rolling mill comprises, at each cylinder holder cage, a first means for adjusting the spacing of each cylinder relative to the rolling axis.
  • This first means comprises a screw / nut assembly, centered on the adjustment axis, the first of the two components, preferably the screw, is disposed at the periphery of the cylinder carrier cage and integral with it.
  • the second component is mounted to rotate freely on a bearing fixed relative to the rolling mill frame.
  • a rotary drive means makes it possible to rotate this second component with respect to the first, by the desired quantity, to move the cylinder holder cage, by the desired length, along the adjustment axis.
  • the rotation interval of the second component relative to the first is less than two turns.
  • the component free in rotation of the screw / nut assembly comprises a toothed ring which can be driven in rotation by a first motor means which actuates a toothed pinion which meshes on this ring.
  • the screw of the screw / nut assembly is constituted by a thread, produced at the periphery of the cylinder holder cage, the nut being a nut crown mounted in rotation on a bearing fixedly connected to the rolling mill frame. .
  • a second adjustment means comprises a rotary drive means which makes it possible to rotate the cylinder holder cage around the adjustment axis, under the action of a second motor means.
  • This makes it possible to orient the cylinder holder cage so as to give the cylinder the desired advance angle relative to the rolling axis.
  • a wedging means can make it possible to prevent the rotation of the free component in rotation of the screw / nut assembly, during the drive in rotation of the cylinder-holder cage around the adjustment axis. The action of this wedging means makes it possible, by acting only on the second adjusting means, to combine the advance angle and the spacing of the cylinder with respect to the rolling axis.
  • the means for driving in rotation of each cylinder holder cage is a pivot fixed to the periphery of this cage on which a rod actuated by the second motor means is articulated; it is advantageously a jack.
  • the pivot is advantageously mounted on a revolution ring fixed in rotation on the cylinder holder cage and surrounding the screw / nut assembly.
  • a means of synchronizing the angular displacements of all of the cylinder carrier cages connects these cages to each other, so as to impose at all times on their cylinders the same angle of advance relative to the rolling axis.
  • This synchronization means can for example be produced with articulated connecting means.
  • a prestressing means makes it possible to support the cylinder carrier cage on the frame, canceling the existing clearances, in particular at the screw / nut contact and at the level of the bearing against which door the free rotating component of the screw / nut assembly.
  • this prestressing means comprises a traction means, disposed along the adjustment axis, connected on the one hand to the cylinder holder cage and on the other hand to the frame.
  • This traction means applies a force on the cylinder holder cage oriented parallel to the adjustment axis and directed towards the frame.
  • This traction means is advantageously a jack.
  • a particularly effective method of using the rolling mill thus designed also forms part of the invention. It consists in using, during the rolling of a tube blank, the second adjustment means, so as to effect a combined variation of the angle of advance and the spacing of each cylinder relative to the axis. rolling, the movable component of the screw / nut assembly being rotated.
  • the first and second adjustment means can also be synchronized so as to superimpose on the variation in spacing combined with the variation in angle of advance, an independent variation in spacing which can be added or subtracted. of the first, in the direction of rotation of the free rotating component of the screw / nut assembly.
  • the oblique cylinder (2) is mounted on an axis of revolution (Y 0 Y 1 ) inside a cage (3) of generally cylindrical shape, in which it rests on bearings (4).
  • the cage (3) is itself rotatably mounted around an adjustment axis (Z O Z l ), perpendicular to the axis (X 0 X 1 ), and intersecting it.
  • This adjustment axis (Z 0 Z l ) intersects the axis (Y 0 Y I ), and crosses the surface of the cylinder in the zone of contact with the tube (1).
  • the point (5) of crossing of the surface of the cylinder by the axis (Z 0 Z 1 ) is located in the calibration zone, at the end of the conract zone on the outlet side of the tube, zone in which the work of the cylinder essentially consists in equalizing the cylindrical surface of the tube, so as to eliminate the corrugations of helical profile resulting from advance.
  • Figure 2 is a top view along the adjustment axis (Z 0 Z 1 ) of Figure 1.
  • the plane of this figure, perpendicular to (Z 0 Z 1 ) contains the axis (X 0 X 1 ). Only the cylinder (2) and the tube or bar (1) are shown, the cage (3) being removed.
  • the projection on the plane of the figure of the axis of revolution (Y 0 Y 1 ) makes with the axis (X 0 X 1 ) an angle (A).
  • This angle (A) is, by definition, the angle of advance of the cylinder (2) relative to the rolling axis.
  • This angle is adjustable by rotation of the cage (3) around the axis (Z 0 Z 1 ). It can for example be 10 °.
  • the angle of inclination (i) of the axis of revolution (Y 0 Y 1 ) relative to the adjustment axis (Z 0 Z 1 ) is about 45 °.
  • This angle is fixed and independent of the angle of advance. It can vary according to the characteristics of the rolling mills from around 20 ° to around 70 °.
  • the axis of revolution (Y 0 Y 1 ) is oriented so as to approach the rolling axis (X 0 X 1 ), in the direction of the exit zone of the rolled product from the rolling mill.
  • this axis does not intersect the rolling axis except when the feed angle (A) is equal to 0, which is never the case in the rolling position.
  • the rolling roll (2) has a profile of revolution whose section decreases towards the exit zone of the product to be laminated.
  • the profile of the generator of the cylinder is determined so as to smooth the surface of the bar by attenuating or eliminating the helical undulations which it may present.
  • the adjustment of the advance angle (A) is carried out by rotating the cage (3) around the adjustment axis (Zo Z l ) until it gives the desired angular orientation.
  • the feed angle (A) is adjusted to the desired value, by rotating, by known means and not shown, the cage (3) inside an annular envelope fixed (6), which is itself secured to the fixed structure of the rolling mill also not shown.
  • An angular wedging means (not shown) makes it possible to wedge the cage (3) in a determined angular position inside the envelope (6). It can be seen that, thanks to this method of adjusting the advance angle according to the invention, it is possible to vary the advance angle, within very wide limits, without significantly disturbing the rolling conditions.
  • the rotation of the cage around the axis (Zo Z 1 ) rotates the cylinder, in its zone of contact with the bar or the tube around the fixed point (5) which is on the axis adjustment.
  • This point (5) is normally located in the calibration zone (C) of the cylinder.
  • the reference mark (7) represents on the cylinder the limit between the calibration zone (C) and the reduction zone.
  • the rolling cylinder (2) is driven in rotation, whatever the adjustment position, by a pair of toothed bevel gears (8) and (9).
  • the pinion (8) is wedged on the shaft (10) which drives the cylinder around the axis (Y 0 Y 1 ).
  • the pinion (9) is wedged on the motor shaft (11) mounted on the axis (Zo Z 1 ) which drives it by means of a motor means not shown.
  • a rolling mill of this type comprises at least three stands, such as that shown in FIG. 1, whose adjustment axes, such as (Z 0 Z 1 ), are distributed around a rolling axis, such as (X 0 X 1 ). In the case of a rolling mill with three cylinders, these axes such as (Z 0 Z 1 ) are arranged; at 120 ° from each other around the axis (Xo X 1 ) and are concurrent.
  • the envelopes (6) most often occupy a fixed position in space, which facilitates the driving of the drive shafts (11) by suitable drive means.
  • the rotational speeds of these shafts are preferably synchronized.
  • Figure 3 is a view along the rolling axis of the outlet side of the rolled product of a rolling mill with three oblique rollers according to the invention.
  • the plane of the figure is perpendicular to the rolling axis, which is marked in (X 2 ).
  • These cylinders are mounted in cages (15, 16, 17) of cylindrical shape of revolution which can slide and rotate with a minimum of play inside annular envelopes (18, 19, 20) mounted integral with each other by the 'of the parts (55) (56) (57).
  • Each of these cages can rotate around one of the three axes of adjustment (Z 2 , Zg, Z 4 ) perpendicular to the rolling axis and concurrent in (X 2 ) in the case of the figure.
  • Each of these cages has the same adjustment means according to the invention. These means are shown, schematically, in the case of the cage (15). This comprises on its side wall a lug (21) which is held in an angular position determined by two screw stops (22, 23) which can be moved by engaging them more or less inside the housings threaded (24, 25) fixed on the casing (18).
  • the lug By screwing and unscrewing these stops, the lug can be moved transversely relative to the adjustment axis (Z 2 ) and therefore rotate the cage (15) by a determined angle and wedge it in a very precise angular position.
  • the angle of advance is thus adjusted as described above.
  • the cage (15) can be moved along the axis (Z 2 ) so as to adjust the exit section of the laminated bar.
  • Simple means of achieving this movement are constituted by adjustable stops.
  • the figure shows four stops comprising rods (26), (27), (28), (29) parallel to the axis (Z 2 ).
  • the rods (27) (28) which are pressure screws of adjustable length, are mounted screwed into threaded sleeves (31) (32) fixed on a cover (34) perpendicular to (Z 2 ) and integral with the envelope (18).
  • the rods (26) (29) which are hydraulic return rods of the cylinder rod type are mounted on bodies (30) (33) fixed on the cover (34) perpendicular to (Z 2 ) and integral with the casing (18).
  • the two rods (26) (29) have heads (35) (36) housed in an annular groove (37), having retaining edges (39), formed on the upper face (38) of the cage (15).
  • the two screw rods (27) (28) are in direct contact by their free ends (40) (41) on the face (38) while the rods (26) (29) exert a restoring force in the opposite direction .
  • the axial adjustment device with stops as described may comprise instead of two pressure screws such that (27) (28) a wedging at three or more points instead of two, the return rods such as (26) (29) being combined as required.
  • Each of the cages (16) (17) is adjusted axially, in the same way as the cage (15) by similar means not shown.
  • the three rolling rolls (12), (13) and (14) are thus adjusted with the same angle of advance (A) relative to the rolling axis and the same spacing relative to this axis.
  • each cylinder The drive in rotation of each cylinder is made by a pair of bevel gears (42) (43) shown in dashes.
  • Motor means not shown, drive motor shafts, arranged radially along the adjustment axes, such as the shaft (44).
  • a frame (45) keeps the assembly in a fixed position.
  • the products rolled by means of this rolling mill circulate through it, turning on themselves, along the rolling axis.
  • the maximum diameter of the part used during rolling is 800 mm of tubes whose finished outside diameter is between 200 and 400 mm without changing cylinders.
  • the finished diameter is obtained by adjusting for each desired diameter the angle of advance (A) and the radial position of the cylinders according to their respective adjustment axis (Z 2 , Z 3 , Z 4 ).
  • Figures 4 and 5 show an alternative embodiment of the method and the device according to the invention. It is a rolling mill with three oblique cylinders of which only one cylinder is shown.
  • Figure 4 is an elevational view in section passing through the adjustment axis.
  • Figure 5 is a top view along the axis (Z 5 Z 6 ) of Figure 4.
  • the cylinder (46) rotates around an axis of revolution (Y 5 Y 6 ) inside a cylindrical cage of revolution (47).
  • This cage can rotate around an adjustment axis (Z 5 Z 6 ), or slide along it inside a fixed annular envelope (48).
  • the axis (Z 5 Z 6 ) is perpendicular and intersects the rolling axis (X 3 X 4 ).
  • the adjustment axis passes through the wall of the cylinder (46) in its zone of contact with the tube (49), during rolling, in accordance with the invention.
  • the cylinder (46) is rotated by means of a pair of toothed bevel gears (50) (51).
  • the pinion (51) is mounted on the motor shaft (52) perpendicular to the adjustment axis (Z 5 Z 6 ), which is driven by a motor not shown.
  • This shaft (52), as shown in Figures 4 and 5, is mounted so as to move as little as possible from the parallelism with respect to the rolling axis (X 3 X 4 ).
  • the shaft (52) is arranged by construction inside the cage (47) so that, in projection on the plane of FIG. 5, it forms, with the projection on this same plane of the axis of revolution (Y 5 Y 6 ), an angle (B) whose value is close to the average value that we give to the angle (A) of the cylinder (46).
  • This arrangement makes it possible to connect the drive shaft (52) to a drive means whose shaft is substantially parallel to the rolling axis.
  • one or more articulated connections are provided, such as cardan joints and extensions between the shaft (52) and the shaft of the drive means. Such a connection is shown schematically in (53).
  • Such an arrangement makes it possible to produce a rolling mill with three cylinders comprising cages which are themselves driven in rotation about the rolling axis (X 3 X 4 ) by their casings, which in turn are mounted in rotation relative to a fixed frame.
  • the cages By giving the cages an equal and opposite direction of rotation to that of the product being rolled, this product can be laminated without rotating relative to the frame of the rolling mill.
  • This facilitates the introduction and extraction of the products being rolled, which is particularly advantageous in the case of products of great lengths.
  • it is also possible to drive each cylinder by planetary and satellite gear. It suffices to provide an articulated connection, for example a cardan joint between the planet carrier shaft and the drive shaft of each cylinder, such as the shaft (52).
  • Figures 6 to 10 show another embodiment of a rolling mill with oblique cylinders according to the invention comprising special means for adjusting the spacing of the rolls relative to the rolling axis, as well as the angle d 'advance of these cylinders with respect to this same axis.
  • FIG. 6 is a schematic overall view, on the downstream side, of a rolling mill with three oblique rolls according to the invention, used for laminating a tube blank (101).
  • the image axis (X 5 ) is perpendicular to the plane of the figure.
  • the three cylinders (102, 103, 104) are mounted in cylinder carrier cages (105, 106, 107) themselves connected by base plates (108, 109, 110) to the frame (111) of the rolling mill.
  • This frame is in two parts, articulated with respect to each other around the axis (X 6 ) perpendicular to the plane of the figure.
  • the ends (112, 113) of these two parts are held in abutment against one another at (114), thanks to a jack not shown.
  • the opening of the frame makes it possible to avoid breakage of parts.
  • Three cylinders make it possible to vary the angle of advance of the cylinders (102,. 103, 104) and also, in a combined manner, the spacing of these cylinders.
  • the bodies of these jacks are articulated on the frame (111) at (118, 119, 120).
  • Their rods (121, 122, 123) are articulated on pivots (124, 125, 126) fixed on rings (127, 128, 129) which are themselves respectively fixed to cylinder holder cages (105, 106, 107).
  • the jacks make it possible to rotate the axes, such as (Y 7 ), (see FIG. 7) of the cylinders, such as (102), around their adjustment axes such as (Z 7 ).
  • Figure 7 is a sectional view of the cylinder holder cage (105),. along a plane passing through the rolling axis (X 5 ) and through the adjustment axis (Z 7 ) which are, according to the invention concurrent and perpendicular.
  • the axis (Y 7 ) of the cylinder (102) intersects at (M) the adjustment axis at an angle ( ⁇ ) of about 30 °.
  • This axis (Y 7 ) is shown in the plane of Figure 7. Its inclination relative to. the rolling axis (X 5 ) is in this condition about 60 °, the angle of advance then being zero.
  • the cylinder (102) is set in rotation relative to the cylinder-carrying shaft (130), of revolution, by means of the threaded end rod (131) which is screwed into the threaded housing (132) of the cylinder (102 ).
  • An opening (133) is provided in the frame. (111) for screwing or unscrewing the rod (131).
  • the cylinder holder shaft (130) is rotatably mounted around (Y 7 ) by means of bearings (134, 135, 177) bearing on the cylinder holder cage (105). These bearings are designed, in a known manner, to withstand the rolling forces.
  • the cylinder-holder shaft (130) comprises a conical crown (136), fixed in rotation on it, on which meshes a conical pinion (137) mounted on a shaft (138). This arrangement is similar to that shown in Figure 4.
  • the axis (X 7 ) of the shaft (138) is in the plane of the figure. Under the rolling conditions, this axis makes an angle with the plane of the figure which corresponds to the feed angle.
  • the shaft (138) is connected to a drive shaft, not shown, by one or more articulated connections, such as universal joints, which are also not shown.
  • the cylinder holder cage (105) comprises an annular zone (139), of axis (Z 7 ), provided with a male thread (140).
  • This thread has fewer than three threads and its pitch is calculated so as to achieve a determined relationship between the variation of angle of advance and the combined variation of the spacing of the rolls, relative to the rolling axis (X 5 ) that we want to obtain.
  • This relationship is mainly a function of the dimensions of the tube blanks, the mechanical characteristics of the metal, under the rolling conditions, and the reduction rates that it is proposed to achieve.
  • a nut ring (141) is provided with a female thread (142) engaged with the male thread (140) which constitutes the screw of this screw / nut assembly.
  • the ring (141) is mounted to rotate freely on a bearing (143) which also includes a centering and retaining ring (144) which ensures the centering of the ring (141) relative to the axis (Z 7 ) and keeps it pressed against the base plate (108).
  • the nut ring (141) comprises a toothed ring (145), on which meshes a toothed pinion (146) mounted on an axis (147) which passes through the frame (111) and is rotated by a first motor means such that 'a hydraulic motor shown in (176) (see Figures 9 and 10).
  • This arrangement is a first means of independent adjustment of the spacing of the cylinder (102) relative to the rolling axis (X 5 ).
  • the rotation of the nut ring (141) in one direction or in the another causes a displacement of the cylinder holder cage (105) along the adjustment axis and therefore a variation in the spacing of the cylinder (102) relative to the rolling axis (X 5 ). It is possible, in a known manner, to drive the nut ring (141) by the first drive means independently, or in conjunction with the drive of the two other nut rings (149, 150) which move each of the two other cylinder holder cages (106, 107).
  • the base plate (108) is fixed by known means, such as screws not shown, to the frame (111).
  • the ring (127), mounted in revolution with respect to the axis (Z 7 ) is locked in rotation on the cylinder holder cage (105) and surrounds the screw / nut assembly (140, 141).
  • It comprises a control pivot (124) with an axis (Xg) parallel to (Z 7 ) on which the end of the rod (121) of the jack (115) shown in FIG. 6 is articulated.
  • the rotation drive of the ring (127) around the axis (Z 7 )) allows a combined adjustment of the feed angle and the spacing of the cylinder (102) relative to the rolling axis (X 5 ) the nut ring (141) being locked in rotation by known means.
  • a rotation of the ring (127), seen along Fl, in a clockwise direction brings the cylinder (102) closer to the axis (X 5 ) in the case of a screw-nut system having a pitch to the right and increasing the angle of advance, initially equal to zero.
  • the articulations of the cylinder rods (121, 122, 123) around the control pivots (124, 125, 126) and those (118, 119, 120) of the cylinder bodies (115, 116, 117) on the frame (111 ) are designed to allow, in known manner, the displacement of the pivots (124, 125, 126) parallel to the axis (Z 7 ) within the limits of adjustment of the spacing of the cylinders relative to the axis (X S ).
  • FIG. 8 shows the synchronization means used in the case of the present rolling mill.
  • Two levers bent at 120 ° are each articulated around a pivot (156, 157) fixed on the frame (111) and with an axis parallel to (X 5 ).
  • the axis of each of these pivots intersects a bisector of the angle of 120 ° formed by two adjustment lines.
  • the angular displacements of these levers (154, 155) are synchronized by a link (158) articulated at (159, 160) at the ends of the arms (161, 162) of these levers.
  • the axes of the articulation points (156, 159, 160, 157) are parallel to the rolling axis (X 5 ) and form the vertices of a deformable parallelogram.
  • Each of the three synchronization pivots (151, 152, 153) is connected to an arm of one of the two levers (154, 155) by an identical link (163, 164, 165) at the articulation points (166, 167, 168).
  • a prestressing means such as (169) allows to exert a traction on each cage along the adjustment axis (Z 7 ) in the direction of the frame (111).
  • This device comprises a traction rod (170) with an axis (Z 7 ), screwed onto the top of the cylinder holder cage (105). This rod passes through a jack whose body (171) is integral with the frame (111).
  • An annular piston (172) slides in the body (171) and exerts a push on the flange (173), via the annular bearing (174), when a pressurized fluid is introduced into the annular chamber (175) by a pipe not shown.
  • the collar (173) is integral with the rod (170).
  • Such a rolling mill has the advantage of a very large compactness combined with great robustness and great rigidity. This results from the use of a screw / nut assembly, mounted at the periphery of each cylinder holder cage which minimizes the radial size.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de réglage d'un laminoir à cylindres oblique utilisé pour le laminage de barres ou de tubes métalliques ainsi que le laminoir pour mise en oeuvre du procédé.
Le laminoir selon l'invention comporte au moins trois cylindres répartis autour de l'axe de laminage, chacun des cylindres ayant un profil de révolution de section décroissante, les axes des cylindres ne coupant pas l'axe de laminage, chacun des cylindres exerçant sur le produit une pression qui permet d'effectuer un laminage hélicoïdal.
Le procédé consiste à effectuer le réglage de l'avance en maintenant constant l'angle d'inclination de chacun des axes de révolution des cylindres par rapport à une droite sécante dite axe de réglage qui est une droite perpendiculaire à t'axe de laminage et coupant ledit axe de laminage et qui traverse la zone de contact entre le cylindre et le produit à laminer.

Description

  • L'invention concerne un procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques, du type utilisé pour le laminage de barres ou de tubes métalliques afin d'obtenir en une seule passe un fort taux de réduction. L'invention concerne également un laminoir permettant la mise en oeuvre de ce procédé de réglage.
  • Un tel procédé s'applique en particulier au laminage à chaud de barres ou de tubes par exemple en acier.
  • Le brevet FR 1 576 091 décrit, aux pages 5 et 6 ainsi qu'à la figure 2, un laminoir à cylindres obliques comportant trois cylindres de travail en forme de champignon. Ces cylindres sont disposés à l'intérieur d'une cage formée par un carter (30), auquel sont fixés trois supports de cylindre (31), répartis autour de l'axe de la matière à laminer. La cage tourne autour de cet axe, grâce à un moteur dont le pignon d'entrainement attaque une couronne dentée (37). La rotation de chaque cylindre (27) autour de son axe (36) est obtenue par un système planétaire comprenant une couronne dentée (32) fixée sur un arbre creux à l'intérieur duquel se déplace la matière à laminer.
  • Trois systèmes satellites engrènent sur cette couronne dentée et font, chacun, tourner un cylindre tel que (27) au moyen d'un couple de pignons d'angle (35). L'un de ces pignons est monté sur l'axe du satellite (34), l'autre sur l'axe (36) du cylindre de laminage.
  • Le moyen de réglage d'un laminoir de ce type, de façon à ajuster l'avance à la valeur souhaitée en particulier en fonction du diamètre laminé est décrit dans l'article de E.J.F.E. BREITSCHNEIDER publié dans Iron and Steel Engineer (Octobre 1981 pages 51 à 54). Il consiste, (voir page 51 colonne de gauche), à faire tourner l'axe de chaque cylindre de laminage autour de l'axe du satellite correspondant, de façon à obtenir le degré d'inclinaison voulu qui permet l'avance. Cette rotation d'un axe autour de l'autre est effectuée sans modifier l'angle que font entre eux ces deux axes qui est imposé par construction, et peut être, par exemple, de 60° (voir page 52 colonne de gauche). Cette inclinaison
    Figure imgb0001
    l'avance peut, selon l'auteur, varier de 0 à 10°.
  • Par ailleurs, le FR 1 576 091 décrit un moyen permettant de régler le diamètre de laminage. Ce moyen consiste à faire glisser chaque cylindre de travail le long de son axe (36), en agissant sur un dispositif d'approche (38), ce qui permet de faire varier la section de sortie de la matière à laminer.
  • . Le réglage des cylindres des laminoirs de ce type, par ces deux moyens, présente de sérieux inconvénients. En effet, le réglage de l'avance, qu'on effectue en faisant tourner l'axe de chaque cylindre autour de l'axe du satellite correspondant, entraine un déplacement de la zone de travail de chaque cylindre au contact du produit. . Ce déplacement transversal est dû au fait que, plus on augmente l'angle d'avance et plus le cylindre s'écarte du plan de symétrie qui passe par l'axe de laminage et l'axe du satellite. Il en résulte une première cause de perturbation des conditions de laminage, qui, dans un tel procédé, sont particulièrement critiques et doivent pouvoir . être ajustées avec une grande précision. Le réglage de la section de sortie, obtenu en faisant glisser le cylindre le long de son axe, a également l'inconvénient de déplacer la zone de laminage le long de l'axe de laminage. La combinaison d'un tel déplacement axial avec le déplacement transversal consécutif au réglage de l'avance, a pour . effet de perturber encore davantage les conditions de laminage et donc de nuire à la qualité du produit, en particulier en ce qui concerne l'état de surface et dans le cas d'un tube la régularité d'épaisseur.
  • Le brevet français 1 475 645 décrit un autre type de laminoir oblique . à trois cylindres dans lequel on effectue un réglage conjugué de l'écartement des cylindres par rapport à l'axe de laminage et de l'angle d'avance. Pour cela chaque cylindre est monté sur deux paliers disposés de part et d'autre du cylindre. La figure 1 de ce document montre que ce réglage conjugué est réalisé en faisant tourner autour . de l'axe de laminage un flasque qui porte les trois paliers situés d'un même côté des cylindres.
  • On peut ainsi en cours de laminage, en particulier en fin de laminage d'une ébauche de tube, faire varier simultanément l'écarteaent des cylindres et l'angle d'avance, pour éviter en particulier les déchirures d'ébauches et même les blocages. Cette possibilité est particulièrement importante pour les taux élevés de réduction de section.
  • Cette méthode de réglage présente l'inconvénient de provoquer un déplacement de la zone de travail de chaque cylindre au contact du produit.
  • Par ailleurs, comme on peut le voir sur les figures 1 à 6 de ce même document, la méthode s'applique à des laminoirs dont l'axe des cylindres n'est que faiblement incliné par rapport à l'axe de laminage.
  • La présente invention vise à réaliser un procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques, permettant de régler l'avance du produit en cours de laminage de façon pratiquement indépendante des autres paramètres de réglage. Elle vise aussi la possibilité dans un tel laminoir de faire varier dans de larges limites le diamètre des produits laminés obtenus, en conservant les conditions optimales de laminage en particulier en utilisant le même jeu de cylindres de laminage.
  • L'invention vise aussi la possibilité de mettre au point un procédé de réglage d'un laminoir à trois cylindres dont les axes des cylindres sont inclinés d'au moins 30° par rapport à l'axe de laminage.
  • L'invention vise également à réaliser un laminoir permettant d'appliquer un tel procédé de réglage et présentant une structure aussi compacte et robuste que possible ainsi qu'un encombrement minimal.
  • Le procédé de réglage suivant l'invention apporte une solution particulièrement efficace à ces problèmes. Il s'applique aux laminoirs .à cylindres obliques, utilisés pour le laminage de barres ou de tubes métalliques, comportant au moins trois cylindres répartis autour de l'axe de laminage, chacun de ces cylindres ayant un profil de révolution de section généralement décroissante, du moins dans la partie assurant la réduction de diamètre extérieur du produit, depuis le côté d'entrée du produit à laminer jusqu'au coté de sportie de ce produit, et exerçant une pression sur ce produit par sa zone de contact de façon à le déformer. Dans un tel laminoir, l'axe de révolution de chaque cylindre est incliné d'un angle d'inclinaison compris entre 20" et 70° par rapport à une droite sécante, coupant l'axe de révolution dudit cylindre, cette droite étant perpendiculaire à l'axe de laminage et coupant ledit axe de laminage. Cet axe de révolution est orienté de façon à se rapprocher de l'axe de laminage, en direction de la zone de sortie du produit laminé du laminoir. Le procédé consiste à effectuer le réglage de l'avance en maintenant constant l'angle d'inclinaison de l'axe de révolution de chaque cylindre par rapport à un axe de réglage constitué par une droite sécante telle que définie ci-dessus et choisie de façon telle qu'elle traverse la zone de contact entre le cylindre, et le produit à laminer dans la zone où s'effectue le calibrage du produit et en faisant tourner l'axe de révolution de chaque cylindre autour de l'axe de réglage correspondant jusqu'à ce que l'angle d'avance (A) entre l'axe de laminage et la projection de l'axe de révolution sur le plan passant par l'axe de laminage, et perpendiculaire à l'axe de réglage, atteigne la valeur voulue.
  • On règle de préférence l'angle d'avance (A) entre 3° et 30°.
  • De façon complémentaire on règle le diamètre des produits laminés obtenus, en déplaçant chaque cylindre le long de l'axe de réglage, sans modifier l'angle d'inclinaison de l'axe de révolution par rapport à l'axe de réglage.
  • Avantageusement les cylindres d'un même laminoir sont identiques et leurs axes de révolution sont inclinés d'un même angle par rapport aux axes de réglage correspondants. Avantageusement également les axes de réglage concourent en un même point de l'axe de laminage.
  • L'invention concerne également un laminoir répondant aux caractéristiques générales qui viennent d'être données, muni de cages porte-cylindres, dans lequel à l'intérieur de chacune des cages sont disposés des paliers qui supportent l'axe de révolution d'un cylindre, ledit axe étant relié par un moyen de transmission à un moyen d'entraînement en rotation, la cage étant elle-même montée en rotation autour d'un axe de réglage, perpendiculaire à l'axe de laminage et intersectant ledit axe de laminage, ledit axe de réglage traversant la surface du cylindre dans la zone de contact avec le produit où s'effectue le calibrage et coupant l'axe de révolution du cylindre ; un moyen de positionnement permet d'orienter la cage autour de l'axe de réglage et de la caler angulairement dans une position telle que, la projection de l'axe de révolution, sur le plan passant par l'axe de laminage et perpendiculaire à l'axe de réglage, fasse avec l'axe de laminage l'angle d'avance voulu (A).
  • Avantageusement, des moyens de déplacement et de calage permettent de déplacer chacune des cages parallèlement à elle-même le long de l'axe de réglage, le cylindre de laminage correspondant étant déplacé simultanément, et de caler la cage à un emplacement quelconque le long de cet axe de réglage.
  • Selon des pratiques connues, chaque cylindre de laminage comporte une zone de calibrage, à l'extrémité de la zone de déformation par réduction.
  • Avantageusement, l'axe de réglage traverse la surface du cylindre dans une zone de ce cylindre correspondant au milieu de la zone de calibrage.
  • Avantageusement également, chaque cylindre de laminage est entrainé par l'intermédiaire d'un couple de pignons dentés coniques, au moyen d'un arbre moteur disposé soit dans le prolongement de l'axe de réglage, soit dans une direction parallèle ou proche du parallélisme par rapport à l'axe de laminage.
  • Le laminoir suivant l'invention peut comporter des cages entrainées en rotation autour de l'axe de laminage à une vitesse égale et de sens contraire à la vitesse de rotation de la barre ou du tube en cours de laminage. Dans ce cas, l'entrainement de chaque cylindre peut être effectué par engrenage planétaire et satellite. On utilise alors une liaison par cardan ou analogue entre l'arbre porte-satellite et l'arbre d'entralnement de chaque cylindre pour compenser les écarts de cet arbre par rapport au parallélisme avec l'axe de laminage. L'invention concerne également un laminoir à cylindres obliques qui permet la mise en oeuvre de façon particulièrement avantageuse du procédé de réglage suivant l'invention. Ce laminoir comporte, au niveau de chaque cage porte-cylindre, un premier moyen de réglage de l'écartement de chaque cylindre par rapport à l'axe de laminage. Ce premier moyen comprend un ensemble vis/écrou, axé sur l'axe de réglage, dont le premier des deux composants, de préférence la vis, est disposé à la périphérie de là cage porte-cylindre et solidaire de celle-ci. Le deuxième composant est monté libre en rotation sur un palier fixe par rapport au bâti du laminoir. Un moyen d'entraînement en rotation permet de faire tourner ce deuxième composant par rapport au premier, de la quantité voulue, pour déplacer la cage porte-cylindre, de la longueur voulue, le long de l'axe de réglage. Avantageusement l'intervalle de rotation du deuxième composant par rapport au premier est inférieur à deux tours.
  • De préférence le composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou comporte une couronne dentée qui peut être entraînée en rotation par un premier moyen moteur qui actionne un pignon denté qui engrène sur cette couronne. De préférence également la vis de l'ensemble vis/écrou est constituée par un filetage, réalisé à la périphérie de la cage porte-cylindre, l'écrou étant une couronne écrou montée en rotation sur un palier relié de façon fixe au bâti du laminoir.
  • De préférence au niveau de chaque cage porte-cylindre, un deuxième moyen de réglage comprend un moyen d'entraînement en rotation qui permet d'entraîner en rotation la cage porte-cylindre autour de l'axe de réglage, sous l'action d'un deuxième moyen moteur. Celui-ci permet d'orienter la cage porte-cylindre de façon à donner au cylindre l'angle d'avance voulu par rapport à l'axe de laminage. De préférence un moyen de calage peut permettre d'empêcher la rotation du composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou, pendant l'entraînement en rotation de la cage porte-cylindre autour de l'axe de réglage. L'action de ce moyen de calage permet d'effectuer, en agissant uniquement sur le deuxième moyen de réglage, une variation conjuguée de l'angle d'avance et de l'écartement du cylindre par rapport à l'axe de laminage.
  • On peut aussi prévoir de solidariser les deux composants de l'ensemble vis/écrou lorsqu'on fait agir le deuxième moyen de réglage, de façon a faire varier uniquement l'angle d'avance.
  • Une telle disposition faisant appel à un ensemble vis/écrou entourant la cage, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, permet de réaliser une structure très robuste et très compacte avec en particulier un encombrement radial réduit au minimum.
  • Par exemple le moyen d'entrainement en rotation de chaque cage porte-eylindre est un pivot fixé à la périphérie de cette cage sur lequel s'articule une tige actionnée par le deuxième moyen moteur ; celui-ci est avantageusement un vérin. Le pivot est avantageusement monté sur une bague de révolution calée en rotation sur la cage porte-cylindre et entourant l'ensemble vis/écrou.
  • Un moyen de synchronisation des déplacements angulaires de l'ensemble des cages porte-cylindre relie ces cages les unes aux autres, de façon à imposer à chaque instant à leurs cylindres un même angle d'avance par rapport à l'axe de laminage. Ce moyen de synchronisation peut par exemple être réalisé avec des moyens de liaison articulés.
  • Avantageusement, au niveau de chaque cage porte-cylindre, un moyen de précontrainte permet de mettre en appui la cage porte-cylindre sur le bâti, en annulant les jeux existants, en particulier au contact vis/écrou et au niveau du palier contre lequel porte le composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou. Avantageusement, ce moyen de précontrainte comporte un moyen de traction, disposé suivant l'axe de réglage, relié d'une part à la cage porte-cylindre et d'autre part au bâti. Ce moyen de traction applique sur la cage porte-cylindre une force orientée parallèlement à l'axe de réglage et dirigée vers le bâti. Ce moyen de traction est avantageusement un vérin.
  • Une méthode de mise en oeuvre particulièrement efficace du laminoir ainsi conçu fait aussi partie de l'invention. Elle consiste à utiliser, en cours de laminage d'une ébauche de tube, le deuxième moyen de réglage, de façon à effectuer une variation conjuguée de l'angle d'avance et de l'écartement de chaque cylindre par rapport à l'axe de laminage, le composant mobile de l'ensemble vis/écrou étant calé en rotation.
  • Grâce à la disposition suivant l'invention de l'axe de réglage, et à la variation conjuguée, il est possible de faire varier simultanément l'angle d'avance et l'épaisseur du tube, ce qui permet de laminer le tube jusqu'à son extrémité en évitant les blocages en fin de laminage, blocages dus aux déformations triangulaires excessives que l'on a constatées contrairement à ce à quoi on pouvait s'attendre sur un tel laminoir à trois cylindres.
  • Dans ce cas on accroît l'écartement des cylindres et on réduit l'angle d'avance.
  • Il est possible d'utiliser des ensembles vis/écrou dont le pas est adapté de façon à ajuster le rapport entre la variation d'angle d'avance et la variation de l'écartement des cylindres à la valeur optimale. On peut aussi actionner de façon synchronisée le premier et le deuxième moyen de réglage de façon à superposer à la variation d'écartement conjuguée à la variation d'angle d'avance, une variation indépendante d'écartement qui peut s'ajouter ou se retrancher de la première, suivant le sens d'entraînement en rotation du composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou.
  • La description détaillée ainsi que les figures ci-après permettent de mieux comprendre, de façon non limitative, les caractéristiques du procédé de réglage suivant l'invention d'un laminoir à cylindres obliques, et celles des différents modes de réalisation du laminoir qui fait également partie de l'invention.
    • La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une cage porte-cylindre d'un laminoir oblique, comportant les moyens de réglage suivant l'invention, équipée d'un arbre moteur monté radialement par rapport à l'axe de laminage.
    • La figure 2 est une vue de dessus, du cylindre de laminage de la figure 1 en position de travail sur un tube ou une barre en cours de laminage.
    • La figure 3 est une vue selon l'axe de laminage côté sortie, d'un laminoir à trois cylindres équipé des moyens de réglage suivant l'invention.
    • La figure 4 est une vue en élévation et en coupe d'une cage porte-cylindre d'un laminoir oblique, comportant les moyens de réglage suivant l'invention, équipée d'un arbre moteur perpendiculaire à l'axe de réglage.
    • La figure 5 est une vue de dessus de la figure 4.
    • La figure 6 est une vue schématique du côté aval d'un autre mode de réalisation d'un laminoir à cylindres obliques, suivant l'invention, permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, de façon particulièrement avantageuse.
    • La figure 7 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 6.
    • La figure 8 est une vue schématique du côté amont du laminoir de la figure 6.
    • La figure 9 est une vue de dessus de la figure 7.
    • La figure 10 est une vue partielle en coupe suivant H-H de la figure 9.
    • La figure 1 représente de façon schématique en élévation et en coupe, un cylindre de laminage, d'un laminoir oblique à trois cylindres équipé du dispositif de réglage suivant l'invention.
  • Sur cette figure, on remarque l'axe de laminage (X0 X1), le long duquel un tube ou une barre de révolution (1) est en cours de laminage.
  • Le cylindre oblique (2) est monté sur un axe de révolution (Y0 Y1) à l'intérieur d'une cage (3) de forme générale cylindrique, dans laquelle il repose sur des paliers (4).
  • La cage (3) est elle-même montée en rotation autour d'un axe de réglage (ZO Zl), perpendiculaire à l'axe (X0 X1), et l'intersectant. Cet axe de réglage (Z0 Zl) intersecte l'axe (Y0 YI), et traverse la surface du cylindre dans la zone de contact avec le tube (1). Le point (5) de traversée de la surface du cylindre par l'axe (Z0 Z1), se trouve dans la zone de calibrage, à l'extrémité de la zone de conract du côté sortie du tube, zone dans laquelle le travail du cylindre consiste essentiellement à égaliser la surface cylindrique du tube, de façon à éliminer les ondulations de profil hélicoïdal résultant de l'avance.
  • Dans le cas de cette figure les axes perpendiculaires (X0X1) et (Z0 Z1) sont dans le plan de la figure et l'axe de révolution (Y0Y1) du cylindre (2) est incliné par rapport à ce plan qu'il traverse à son point d'intersection avec l'axe de réglage (Z0Z1).
  • La figure 2 est une vue de dessus suivant l'axe de réglage (Z0 Z1) de la figure 1. Le plan de cette figure, perpendiculaire à (Z0Z1) contient l'axe (X0X1). On a représenté uniquement le cylindre (2) et le tube ou barre (1), la cage (3) étant enlevée. La projection sur le plan de la figure de l'axe de révolution (Y0Y1) fait avec l'axe (X0X1) un angle (A). Cet angle (A) est, par définition l'angle d'avance du cylindre (2) par rapport à l'axe de laminage.
  • Cet angle est réglable par rotation de la cage (3) autour de l'axe (Z0Z1). Il peut être par exemple de 10°.
  • Dans le cas de la figure 2, le cylindre (2) vu de dessus tourne dans le sens de la flèche (sens des aiguilles d'une montre) pour entraîner le produit le long de l'axe (X0 XI) de droite à gauche.
  • Comme le montre la figure 1, l'angle d'inclinaison (i) de l'axe de révolution (Y0 Y1) par rapport à l'axe de réglage (Z0 Z1) est d'environ 45°. Cet angle est fixe et indépendant de l'angle d'avance. Il peut varier suivant les caractéristiques des laminoirs d'environ 20° à environ 70°.
  • On remarque par ailleurs, que l'axe de révolution (Y0 Y1) est orienté de façon à se rapprocher de l'axe de laminage (X0 X1), en direction de la zone de sortie du produit laminé du laminoir. Par construction cet axe n'intersecte pas l'axe de laminage sauf lorsque l'angle d'avance (A) est égal à 0, ce qui n'est jamais le cas en position de laminage.
  • Le cylindre de laminage (2) a un profil de révolution dont la section décroît en direction de la zone de sortie du produit à laminer. Dans la zone de calibrage, le profil de la génératrice du cylindre est déterminé de façon à lisser la surface de la barre en atténuant ou supprimant les ondulations hélicoïdales qu'elle peut présenter.
  • Suivant l'invention, le réglage de l'angle d'avance (A) est effectué en faisant tourner la cage (3) autour de l'axe de réglage (Zo Zl) jusqu'à lui donner l'orientation angulaire voulue. Dans le cas de la figure 1, on ajuste l'angle d'avance (A) à la valeur désirée, en faisant tourner, par un moyen connu et non représenté, la cage (3) à l'intérieur d'une enveloppe annulaire fixe (6), qui est elle-même solidarisée avec la structure fixe du laminoir également non représentée.
  • Un moyen de calage angulaire non représenté permet de caler la cage (3) dans une position angulaire déterminée à l'intérieur de l'enveloppe (6). On voit que, grâce à ce procédé de réglage de l'angle d'avance suivant l'invention, il est possible de faire varier l'angle d'avance, dans de très larges limites, sans perturber notablement les conditions de laminage. On constate en effet, que la rotation de la cage autour de l'axe (Zo Z1) fait tourner le cylindre, dans sa zone de contact avec la barre ou le tube autour du point fixe (5) qui est sur l'axe de réglage. Ce point (5) est normalement situé dans la zone de calibrage (C) du cylindre. Sur la figure 1 le repère (7) représente sur le cylindre la limite entre la zone de calibrage (C) et la zone de réduction.
  • De telles possibilités ne sont pas offertes par les méthodes de réglage connues, telles que celle décrite dans l'article publié dans "Iron and Steel Engineer" (Octobre 1981 pages 51 à 54).
  • Il est également possible, suivant l'invention, de régler le diamètre de sortie des produits laminés, sans modifier notablement les conditions de laminage. Ceci est réalisé en faisant glisser la cage porte-cylindre (3), à l'intérieur de l'enveloppe fixe (6), suivant l'axe (Z0 Z1). Des moyens connus et non décrits permettent de réaliser ce glissement et de caler axialement la cage (3) par rapport à l'enveloppe (6), en n'importe quel point à l'intérieur de la plage de , réglage. Ce réglage par glissement, le long de l'axe (Z0 Z1), n'entraîne pas de déplacement du cylindre le long de l'axe (X0 X1) et donc pas non plus de déplacement de son point (5) de rotation au contact du produit en cours de laminage. Ceci garantit la possibilité d'ajuster l'angle d'avance (A) aux nouvelles conditions de laminage sans perturbations notables. Il est en effet nécessaire d'adapter l'angle d'avance au diamètre de sortie du produit, si on veut maintenir un bon état de surface.
  • Toujours dans le cas de la figure 1, le cylindre de laminage (2) est entraîné en rotation, quelle que soit la position de réglage, par un couple de pignons coniques dentés (8) et (9). Le pignon (8) est calé sur l'arbre (10) qui entraîne le cylindre autour de l'axe (Y0 Y1). Le pignon (9) est calé sur l'arbre moteur (11) monté sur l'axe (Zo Z1) qui l'entraîne grâce à un moyen moteur non représenté.
  • Un laminoir de ce type comporte au moins trois cages, telles que celle représentée figure 1, dont les axes de réglage, tels que (Z0 Z1), sont répartis autour d'un axe de laminage, tel que (X0 X1). Dans le cas d'un laminoir à trois cylindres, ces axes tels que (Z0 Z1) sont disposés; à 120° les uns des autres autour de l'axe (Xo X1) et sont concourants.
  • Les enveloppes (6) occupent, le plus souvent, une position fixe dans l'espace, ce qui facilite l'entraînement des arbres moteurs (11) par des moyens moteurs adaptés. Les vitesses de rotation de ces arbres sont, de préférence, synchronisées.
  • La figure 3 est une vue selon l'axe de laminage du côté de la sortie du produit laminé d'un laminoir à trois cylindres obliques suivant l'invention. Le plan de la figure est perpendiculaire à l'axe de laminage, lequel est repéré en (X2). On voit trois cylindres de laminage (12, 13, 14) dont les axes de révolution sont (Y2, Y3, Y4). Ces cylindres sont montés dans des cages (15, 16, 17) de forme cylindrique de révolution qui peuvent coulisser et tourner avec un minimum de jeu à l'intérieur d'enveloppes annulaires (18, 19, 20) montées solidaires entre elles par l'intermédiaire des pièces (55) (56) (57).
  • Chacune de ces cages peut tourner autour de l'un des trois axes de réglage (Z2, Zg, Z4) perpendiculaires à l'axe de laminage et concourants en (X2) dans le cas de la figure. Chacune de ces cages comporte les mêmes moyens de réglage conformes à l'invention. Ces moyens sont figurés, de façon schématique, dans le cas de la cage (15). Celle-ci comporte sur sa paroi latérale un ergot (21) qui est maintenu dans une position angulaire déterminée par deux butées à vis (22, 23) butées que l'on peut déplacer en les engageant plus ou moins à l'intérieur des logements filetés (24, 25) fixés sur l'enveloppe (18). En vissant et dévissant ces butées, on peut déplacer l'ergot transversalement par rapport à l'axe de réglage (Z2) et donc faire tourner la cage (15) d'un angle déterminé et la caler dans une position angulaire bien précise. On ajuste ainsi l'angle d'avance comme cela a été décrit plus haut.
  • De même on peut déplacer la cage (15) le long de l'axe (Z2) de façon à régler la section de sortie de la barre laminée. Des moyens simples de réaliser ce déplacement sont constitués par des butées ajustables.
  • La figure montre quatre butées comportant des tiges (26), (27), (28), (29) parallèles à l'axe (Z2). Les tiges (27) (28) qui sont des vis de pression de longueur réglable, sont montées vissées dans des manchons filetés (31) (32) fixés sur un couvercle (34) perpendiculaire à (Z2) et solidaire de l'enveloppe (18). Les tiges (26) (29) qui sont des tiges de rappel hydraulique du type tige de vérin sont montées sur des corps (30) (33) fixés sur le couvercle (34) perpendiculaire à (Z2) et solidaire de l'enveloppe (18). A l'autre extrémité les deux tiges (26) (29) comportent des têtes (35) (36)logées dans une rainure annulaire (37), ayant des bords de retenue (39), formée sur la face supérieure (38) de la cage (15). Les deux tiges à vis (27) (28) sont en appui direct par leurs extrémités libres (40) (41) sur la face (38) tandis que les tiges (26) (29) exercent une force de rappel dans le sens opposé.
  • On comprend qu'en réglant correctement les tiges (26) (27) (28) (29) on peut déplacer axialement la cage (15) et la caler axialement en un point quelconque de l'axe (Z2).
  • En variante le dispositif de réglage axial à butées tel que décrit peut comporter au lieu de deux vis de pression telles que (27) (28) un calage en trois points ou plus au lieu de deux, les tiges de rappel telles que (26) (29) étant associées selon les besoins.
  • On règle axialement chacune des cages (16) (17), de la même façon que la cage (15) par des moyens semblables non représentés. On règle ainsi les trois cylindres de laminage (12), (13) et (14) avec le même angle d'avance (A) par rapport à l'axe de laminage et le même écartement par rapport à cet axe.
  • L'entraînement en rotation de chaque cylindre est fait par un couple de pignons dentés coniques (42) (43) représentés en tirets. Des moyens moteurs non figurés entraînent des arbres moteurs, disposés radialement suivant les axes de réglage, tels que l'arbre (44).
  • Un bâti (45) maintient l'ensemble en position fixe. Les produits laminés au moyen de ce laminoir circulent à travers celui-ci, en tournant sur eux-mêmes, le long de l'axe de laminage.
  • A titre d'exemple on peut laminer avec un laminoir tel que celui décrit à la figure 3 équipé de trois cylindres dont le diamètre maximal de la partie utilisée durant le laminage est de 800 mm des tubes dont le diamètre extérieur fini est compris entre 200 et400 mm sans changement de cylindres.
  • Avec un montage de cylindres tel que l'angle (i) soit de 60°, le diamètre fini est obtenu en réglant pour chaque diamètre recherché l'angle d'avance (A) et la position radiale des cylindres selon leur axe de réglage respectif (Z2, Z3, Z4).
  • Ainsi pour les dimensions citées, l'angle d'avance peut varier de A = 17° pour un diamètre extérieur fini de 219 mm à A = 11° pour un diamètre extérieur fini de 406 mm.
  • Les gammes de laminage, sur mandrin intérieur, suivantes sont utilisées à titre d'exemple :
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
  • Les figures 4 et 5 représentent une variante de réalisation du procédé et du dispositif suivant l'invention. Il s'agit d'un laminoir à trois cylindres obliques dont un seul cylindre est représenté. La figure 4 est une vue en élévation et en coupe passant par l'axe de réglage. La figure 5 est une vue de dessus suivant l'axe (Z5 Z6) de la figure 4. Comme dans le cas des figures précédentes, le cylindre (46) tourne autour d'un axe de révolution (Y5 Y6) à l'intérieur d'une cage cylindrique de révolution (47). Cette cage peut tourner autour d'un axe de réglage (Z5 Z6), ou glisser le long de celui-ci à l'interieur d'une enveloppe annulaire fixe (48). L'axe (Z5 Z6) est perpendiculaire et coupe l'axe de laminage (X3 X4). Il coupe également l'axe de révolution (Y5 Y6). Comme le montre la figure 4, l'axe de réglage traverse la paroi du cylindre (46) dans sa zone de contact avec le tube (49), en cours de laminage, conformément à l'invention. L'entraînement en rotation du cylindre (46) est fait au moyen d'un couple de pignons coniques dentés (50) (51). Le pignon (51) est monté sur l'arbre moteur (52) perpendiculaire à l'axe de réglage (Z5 Z6), qui est entraîné par un moteur non représenté.
  • Cet arbre (52), comme le montrent les figures 4 et 5, est monté de façon à s'écarter le moins possible du parallélisme par rapport à l'axe de laminage (X3 X4).
  • Pour cela l'arbre (52) est disposé par construction à l'intérieur de la cage (47) de façon que, en projection sur le plan de la figure 5, il forme, avec la projection sur ce même plan de l'axe de révolution (Y5 Y6), un angle (B) dont la valeur est proche de la valeur moyenne qu'on donne à l'angle (A) du cylindre (46). Cette disposition permet de relier l'arbre moteur (52) à un moyen moteur dont l'arbre est sensiblement parallèle à l'axe de laminage. Afin cependant de pouvoir régler l'angle d'avance (A) dans la plage de réglage voulue, on prévoit une ou plusieurs liaisons articulées, telles que des cardans et allonges entre l'arbre (52) et l'arbre du moyen moteur. Une telle liaison est figurée schématiquement en (53). On comprend que si l'angle (B) a été bien choisi, il suffit de pouvoir écarter l'arbre (52) de l'axe de l'arbre du moyen moteur d'un angle qui n'est pas supérieur à la moitié de l'angle d'avance (A) maximal. On conserve donc intégralement la possibilité de réglage de (A) par rotation de la cage (47) autour de l'axe de réglage (Z5 Z6). Le mouvement de l'arbre (52) est permis par l'échancrure (54) pratiquée dans la cage (47) et son enveloppe (48).
  • Une telle disposition permet de réaliser un laminoir à trois cylindres comportant des cages entraînées elles-mêmes en rotation autour de l'axe de laminage (X3 X4) par leurs enveloppes, montées à leur tour en rotation par rapport à un bâti fixe. En donnant aux cages une vitesse de rotation égale et de sens contraire à celle du produit en cours de laminage on peut laminer ce produit sans qu'il tourne par rapport au bâti du laminoir. On facilite ainsi l'introduction et l'extraction des produits qu'on lamine, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas des produits de grandes longueurs. Grâce à un tel montage on peut aussi entraîner chaque cylindre par engrenage planétaire et satellite. Il suffit de prévoir une liaison articulée, par exemple à cardan entre l'arbre porte-satellite et l'arbre d'entraînement de chaque cylindre, tel que l'arbre (52).
  • Les figures 6 à 10 représentent un autre mode de réalisation d'un laminoir à cylindres obliques suivant l'invention comportant des moyens particuliers de réglage de l'écartement des cylindres par rapport à l'axe de laminage, ainsi que de l'angle d'avance de ces cylindres par rapport à ce même axe.
  • La figure 6 est une vue schématique d'ensemble, du côté aval, d'un laminoir à trois cylindres obliques suivant l'invention, utilisé pour le laminage d'une ébauche de tube (101). L'axe de lamimage (X5) est perpendiculaire au plan de la figure. Les trois cylindres (102, 103, 104) sont montés dans des cages porte-cylindre (105, 106, 107) elles-mêmes reliées par des plaques de base (108, 109, 110) au bâti (111) du laminoir. Ce bâti est en deux parties, articulées l'une par rapport à l'autre autour de l'axe (X6) perpendiculaire au plan de la figure. Les extrémités (112, 113) de ces deux parties sont maintenues en appui l'une contre l'autre en (114), grâce à un vérin non représenté. En cas d'efforts excessifs pendant le laminage, dépassant . la force de serrage du vérin, l'ouverture du bâti permet d'éviter les ruptures de pièces.
  • Trois vérins (115, 116, 117), à commande hydraulique non représentée, permettent de faire varier l'angle d'avance des cylindres (102, . 103,104) et aussi, de façon conjuguée l'écartement de ces cylindres. Les corps de ces vérins sont articulés sur le bâti (111) en (118, 119, 120). Leurs tiges (121, 122, 123) sont articulées sur des pivots (124, 125, 126) fixés sur des bagues (127, 128, 129) elles-mêmes solidaires respectivement des cages porte-cylindre (105, 106, 107). De cette . façon les vérins permettent de faire tourner les axes, tels que (Y7), (voir figure 7) des cylindres, tels que (102), autour de leurs axes de réglage tels que (Z7).
  • La figure 7 est une vue en coupe de la cage porte-cylindre (105), . suivant un plan passant par l'axe de laminage (X5) et par l'axe de réglage (Z7) qui sont, suivant l'invention concourants et perpendiculaires. L'axe (Y7) du cylindre (102) intersecte en (M) l'axe de réglage sous un angle (α) d'environ 30°. Cet axe (Y7) est représenté dans le plan de la figure 7. Son inclinaison par rapport à . l'axe de laminage (X5) est dans cette condition d'environ 60°, l'angle d'avance étant alors nul. Le cylindre (102) est calé en rotation par rapport à l'arbre porte-cylindre (130), de révolution, au moyen de la tige à extrémité filetée (131) qui est vissée dans le logement fileté (132) du cylindre (102). Une ouverture (133) est ménagée dans le bâti . (111) pour le vissage ou le dévissage de la tige (131).
  • L'arbre porte-cylindre (130) est monté en rotation autour de (Y7) au moyen de roulements (134, 135, 177) prenant appui sur la cage porte-cylindre (105). Ces roulements sont conçus, de façon connue, pour supporter les efforts de laminage. L'arbre porte-cylindre (130) comporte une couronne à denture conique (136), calée en rotation sur lui, sur laquelle engrène un pignon conique (137) monté sur un arbre (138). Cette disposition est analogue à celle représentée à la figure 4.
  • Dans le cas de la présente figure 7 l'axe (X7) de l'arbre (138) est dans le plan de la figure. Dans les conditions de laminage cet axe fait avec le plan de la figure un angle qui correspond à l'angle d'avance. De façon connue l'arbre (138) est relié à un arbre moteur, non représenté, par une ou plusieurs liaisons articulées, telles que des cardans, qui ne sont pas non plus représentées.
  • La cage porte-cylindre (105) comporte une zone annulaire (139), d'axe (Z7), munie d'un filetage mâle (140). Ce filetage comporte moins de trois filets et son pas est calculé de façon à réaliser une relation déterminée entre la variation d'angle d'avance et la variation conjuguée de l'écartement des cylindres, par rapport à l'axe de laminage (X5) qu'on veut obtenir. Cette relation est principalement fonction des dimensions des ébauches de tubes, des caractéristiques mécaniques du métal, dans les conditions de laminage, et des taux de réduction qu'on se propose de réaliser.
  • Un anneau écrou (141) est muni d'un filetage femelle (142) en prise avec le filetage mâle (140) lequel constitue la vis de cet ensemble vis/écrou. L'anneau (141) est monté libre en rotation sur un palier (143) qui comporte également une bague de centrage et de retenue (144) qui assure le centrage de l'anneau (141) par rapport à l'axe (Z7) et le maintient en appui contre la plaque de base (108).
  • L'anneau écrou (141) comporte une couronne dentée (145), sur laquelle engrène un pignon denté (146) monté sur un axe (147) qui traverse le bâti (111) et est entrainé en rotation par un premier moyen moteur tel qu'un moteur hydraulique représenté en (176) (voir figures 9 et 10). Cette disposition est un premier moyen de réglage indépendant de l'écartement du cylindre (102) par rapport à l'axe de laminage (X5). En effet pour une position angulaire donnée de la cage porte-cylindre (105) autour de l'axe de réglage, correspondant à un angle d'avance déterminé, la rotation de l'anneau écrou (141) dans un sens ou dans l'autre provoque un déplacement de la cage porte-cylindres (105) le .long de l'axe de réglage et donc une variation de l'écartement du cylindre (102) par rapport à l'axe de laminage (X5). On peut, de façon connue, entraîner l'anneau écrou (141) par le premier moyen moteur de façon indépendante, ou conjuguée avec l'entraînement des deux autres anneaux écrou (149, 150) qui déplacent chacune des deux autres cages porte-cylindre (106, 107).
  • La plaque de base (108) est fixée par des moyens connus, tels que des vis non représentées, au bâti (111). La bague (127), montée de révolution par rapport à l'axe (Z7) est calée en rotation sur la cage porte-cylindre (105) et entoure l'ensemble vis/écrou (140, 141).
  • Elle comporte un pivot de commande (124) d'axe (Xg) parallèle à (Z7) sur lequel s'articule en rotation l'extrémité de la tige (121) du vérin (115) représenté figure 6.
  • L'entraînement en rotation de la bague (127) autour de l'axe (Z7)) permet un réglage conjugué de l'angle d'avance et de l'écartement du cylindre (102) par rapport à l'axe de laminage (X5) l'anneau écrou (141) étant calé en rotation par un moyen connu. Ainsi dans le cas de la figure 7 une rotation de la bague (127), vue suivant Fl, dans le sens des aiguilles d'une montre, rapproche le cylindre (102) de l'axe (X5) dans le cas d'un système vis écrou ayant un pas à droite et fait croître l'angle d'avance, initialement égal à zéro.
  • Les articulations des tiges de vérin (121, 122, 123) autour des pivots de commande (124, 125, 126) et celles (118, 119, 120) des corps de vérins (115, 116, 117) sur le bâti (111) sont conçues pour permettre, de façon connue, le déplacement des pivots (124, 125, 126) parallèlement à l'axe (Z7) dans les limites de réglage de l'écartement des cylindres par rapport à l'axe (XS).
  • Les trois pivots de synchronisation (151, 152, 153), diamétralement opposés aux trois pivots de commande, permettent de synchroniser de façon rigoureuse l'action des trois vérins (115, 116, 117). La figure 8 montre les moyens de synchronisation mis en oeuvre dans le cas du présent laminoir. Deux leviers coudés à 120° (154, 155) sont articulés chacun autour d'un pivot (156, 157) fixé sur le bâti (111) et d'axe parallèle à (X5). L'axe de chacun de ces pivots intersecte une bissectrice de l'angle de 120° formé par deux droites de réglage. Les déplacements angulaires de ces leviers (154, 155) sont synchronisés par une biellette (158) articulée en (159, 160) aux extrémités des bras (161, 162) de ces leviers. Les axes des points d'articulation (156, 159, 160, 157) sont parallèles à l'axe de laminage (X5) et forment les sommets d'un parallélogramme déformable. Chacun des trois pivots de synchronisation (151, 152, 153) est relié à un bras d'un des deux leviers (154, 155) par une biellette identique (163, 164, 165) aux points d'articulation (166, 167, 168). Afin d'annuler le jeu entre les filetages (140) et (142) et de mettre ainsi en appui chaque cage porte-cylindre, telle que (105), contre le bâti (111), un moyen de précontrainte tel que (169) permet d'exercer une traction sur chaque cage suivant l'axe de réglage (Z7) en direction du bâti (111). Ce dispositif comporte une tige de traction (170) d'axe (Z7), vissée sur le sommet de la cage porte-cylindre (105). Cette tige traverse un vérin dont le corps (171) est solidaire du bâti (111). Un piston annulaire (172) coulisse dans le corps (171) et exerce une poussée sur la collerette (173), par l'intermédiaire du roulement annulaire (174), lorsqu'un fluide sous pression est introduit dans la chambre annulaire (175) par une canalisation non représentée. La collerette (173) est solidaire de la tige (170).
  • Un tel laminoir présente l'avantage d'une très grande compacité alliée à une grande robustesse et une grande rigidité. Cela résulte de l'utilisation d'un ensemble vis/écrou, monté à la périphérie de chaque cage porte-cylindre qui réduit au minimum l'encombrement radial.
  • Le procédé de réglage suivant l'invention ainsi que les différents modes de réalisation d'un laminoir mettant en oeuvre ce procédé peuvent faire l'objet de très nombreuses variantes. Ces variantes ne sortent pas du domaine couvert par l'invention.

Claims (25)

1) Procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques, permettant l'obtention de barres ou tubes métalliques de révolution, comportant au moins trois cylindres répartis autour de l'axe de laminage, chaque cylindre ayant un profil de révolution de section généralement décroissante, du moins dans la partie assurant la réduction de diamètre extérieur du produit, depuis le côté d'entrée du produit. à laminer jusqu'au côté de sortie de ce produit, et exerçant une pression sur ce produit par sa zone de contact de façon à le déformer, l'axe de révolution de chaque cylindre étant incliné d'un angle d'inclinaison compris entre 20 et 70° par rapport à une droite sécante coupant l'axe de révolution dudit cylindre, cette droite étant perpendiculaire à l'axe de laminage et coupant ledit axe de laminage et les axes de révolution de chacun de ces cylindres étant orientés de façon à se rapprocher de l'axe de laminage en direction de la zone de sortie du laminoir, caractérisé en ce que on effectue le réglage de l'avance en maintenant constant l'angle d'inclinaison de l'axe de révolution de chaque cylindre par rapport à un axe de réglage constitué par une droite sécante telle que définie ci-dessus et choisie de façon qu'elle traverse la zone de contact entre le cylindre et le produit à laminer dans la zone où s'effectue le calibrage du produit et en faisant tourner l'axe de révolution de chaque cylindre autour de l'axe de réglage correspondant jusqu'à ce que l'angle d'avance (A) entre l'axe de laminage et la projection de l'axe de révolution sur le plan passant par l'axe de laminage et perpendiculaire à l'axe de réglage, atteigne la valeur voulue.
2) Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que, le réglage de l'angle d'avance (A) est effectué entre 3 et 30°.
3) Procédé suivant revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, les axes de révolution de chaque cylindre du laminoir sont inclinés d'un même angle d'inclinaison par rapport à leur axe de réglage respectif.
4) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, le réglage du diamètre des produits obtenus est effectué en déplaçant chaque cylindre le long de l'axe de réglage, sans modifier l'inclinaison de l'axe de révolution.
5) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, les axes de réglage concourent en un même point de l'axe de laminage.
6) Laminoir à cylindres obliques, permettant l'obtention de barres ou tubes métalliques de révolution, comportant au moins trois cylindres répartis autour de l'axe de laminage, chaque cylindre ayant un profil de révolution de section généralement décroissante, du moins dans la partie assurant la réduction de diamètre extérieur du produit depuis le côté d'entrée du produit à laminer jusqu'au côté de sortie de ce produit, et étant monté sur un axe de révolution, relié par un moyen de transmission à un moyen d'entraînement en rotation, cet axe de révolution étant supporté par des paliers montés à l'intérieur d'une cage, de façon à présenter une inclinaison de 20 à 70° par rapport à une droite sécante coupant l'axe de révolution dudit cylindre, cette droite étant perpendiculaire à l'axe de laminage et coupant ledit axe de laminage et les axes de révolution de chacun des cylindres étant orientés de façon à se rapprocher de l'axe de laminage en direction de la zone de sortie du laminoir, caractérisé en ce que, la cage à l'intérieur de laquelle sont montés les paliers qui supportent l'axe de révolution de chaque cylindre, est elle-même montée en rotation autour d'un axe de réglage, perpendiculaire à l'axe de laminage et intersectant ledit axe de laminage, ledit axe de réglage traversant la surface du cylindre dans la zone de contact avec le produit en cours de laminage où s'effectue le calibrage, et coupant l'axe de révolution du cylindre, et en ce que, un moyen de positionnement permet d'orienter la cage autour de l'axe de réglage et de la caler dans une position angulaire, telle que la projection de l'axe de révolution sur le plan, passant par l'axe de laminage et perpendiculaire à l'axe de réglage, fasse avec l'axe de laminage l'angle d'avance voulu (A).
7) Laminoir suivant revendication 6, caractérisé en ce que des moyens de déplacement permettent de déplacer chaque cage porte-cylindre, parallèlement à elle-même, le long de l'axe de réglage, et de caler axialement la cage en un point quelconque de l'axe de réglage.
8) Laminoir suivant revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque cylindre de laminage comporte une zone de calibrage, à l'extrémité de la zone de déformation par réduction.
9) Laminoir suivant revendication 8, caractérisé en ce que l'axe de réglage traverse la surface du cylindre dans une zone de ce cylindre correspondant au milieu de la zone de calibrage.
10) Laminoir suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, un couple de pignons coniques assure la transmission du mouvement d'un arbre moteur à l'arbre sur lequel est monté chaque cylindre du laminoir.
11) Laminoir suivant revendication 10, caractérisé en ce que, l'arbre moteur de chaque cylindre est monté radialement par rapport à l'axe de laminage.
12) Laminoir suivant revendication 10, caractérisé en ce que, l'arbre moteur de chaque cylindre est perpendiculaire à l'axe de réglage.
13) Laminoir suivant revendication 12, caractérisé en ce que, l'arbre moteur est relié à l'arbre du moyen moteur par une articulation flexible, telle qu'une articulation à cardan.
14) Laminoir suivant l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que, les cages et leurs enveloppes sont montées en rotation autour de l'axe de laminage et entraînées par un moyen moteur à une vitesse égale à la vitesse de rotation du produit en cours de laminage et en sens contraire.
15) Laminoir à cylindres obliques suivant l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte, au niveau de chaque cage porte-cylindre, un premier moyen de réglage de l'écartement de chaque cylindre par rapport à l'axe de laminage qui comprend un ensemble vis/écrou axé sur l'axe de réglage dont le premier des deux composants est disposé à la périphérie de la cage porte-cylindre et solidaire de celle-ci, le deuxième composant étant monté libre en rotation sur un palier fixe par rapport au bâti du laminoir, un moyen d'entraînement en rotation permettant de faire tourner le composant libre en rotation, par rapport au premier composant, autour de l'axe de réglage, de la quantité voulue pour déplacer la cage porte-cylindre de la longueur voulue, le long de l'axe de réglage.
16) Laminoir suivant revendication 15, caractérisé en ce que le composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou comporte une couronne dentée qui peut être entrainée en rotation par un premier moyen moteur qui actionne un pignon denté qui engrène sur cette couronne.
17) Laminoir suivant revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la vis de l'ensemble vis/écrou est constituée par un filetage réalisé à la périphérie de la cage porte-cylindre, l'écrou étant une couronne écrou montée en rotation sur un palier relié de façon fixe au bâti du laminoir.
18) Laminoir suivant l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte, au niveau de chaque porte-cylindre, un deuxième moyen de réglage, qui comprend un moyen d'entraînement en rotation de la cage porte-cylindre autour de l'axe de réglage sous l'action d'un deuxième moyen moteur permettant d'orienter la cage porte-cylindre de façon à donner au cylindre l'angle d'avance voulu par rapport à l'axe de laminage.
19) Laminoir suivant revendicatlon 18, caractérisé en ce qu'un moyen de calage peut permettre d'empêcher la rotation du composant libre en rotation de l'ensemble vis/écrou pendant l'entraînement en rotation de la cage porte-cylindre autour de l'axe de réglage.
20) Laminoir suivant revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en rotation de chaque cage porte-cylindre est un pivot de commande disposé à la périphérie de cette cage sur lequel s'articule une tige actionnée par le deuxième moyen moteur.
21) Laminoir suivant l'une des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que le deuxième moyen moteur est un vérin.
22) Laminoir suivant l'une des revendications 18 à 21, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de synchronisation des déplacements angulaires des cages porte-cylindre de façon à imposer à chaque instant à leurs cylindres un même angle d'avance par rapport à l'axe de laminage.
23) Laminoir suivant l'une des revendications 15 à 21, caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de chaque cage porte-cylindre un moyen de précontrainte qui exerce un effort de traction sur la cage porte-cylindre en direction du bâti.
24) Procédé de laminage d'ébauches tubulaires au moyen d'un laminoir suivant l'une des revendications 18 à 23, caractérisé en ce qu'on effectue en cours de laminage d'une ébauche de tube un réglage conjugué de l'angle d'avance et de l'écartement des cylindres, en agissant uniquement sur le deuxième moyen de réglage, le composant mobile de l'ensemble vis/écrou étant calé en rotation.
25) Procédé de laminage suivant revendication 24, caractérisé en ce que le réglage conjugué est effectué au voisinage de l'extrémité arrière de l'ébauche de façon à accroître l'écartement des cylindres et à réduire l'angle d'avance.
EP85420058A 1984-03-28 1985-03-26 Procédé de réglage d'un laminoir à cylindres obliques et laminoir pour la mise en oeuvre de ce procédé Expired EP0161192B1 (fr)

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