FR2508354A1 - Guide pour barres et procede de laminage de fils ou barres d'acier - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE LAMINAGE DE FILS ET DE BARRES D'ACIER. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE SELON LEQUEL DES BLOOMS OU DES BILLETTES DE SECTION CARREE OU RECTANGULAIRE PASSENT SUCCESSIVEMENT ENTRE DES CYLINDRES NON CANNELES. SELON L'INVENTION, LE RAPPORT DU PLUS PETIT COTE AU PLUS GRAND COTE DE LA SECTION DE LA MATIERE APRES PASSAGE ENTRE UNE PAIRE DE CYLINDRES EST TOUJOURS INFERIEUR A 1,5, SI BIEN QUE DES CYLINDRES CANNELES NE SONT NECESSAIRES QUE DANS LA DERNIERE PARTIE DU LAMINAGE CONTINU. L'UTILISATION DE CYLINDRES NON CANNELES PERMET UNE REDUCTION TRES IMPORTANTE DES COUTS ET UNE AUGMENTATION DE LA PRODUCTIVITE. APPLICATION AU LAMINAGE DES BARRES ET DES FILS D'ACIER.

Description

La présente invention concerne un procédé de laminage de barres et de fils

d'acier avec des cylindres non cannelés, et plus précisément des guides destinés à être utilisés pendant le laminage de barres d'acier avec des cylindres non cannelés afin que les côtés des barres soient supportés et que les barres soient guidées dans les emprises de laminage, si bien que le laminage par des

cylindres non cannelés est amélioré.

L'expression "barre d'acier" utilisée dans le présent mémoire désigne des barres métalliques allongées

telles que les barres et fils de section carrée, rectangu-

laire ou circulaire, formés d'acier ou de matières non ferreuses. L'expression "cylindre non cannelé" utilisée dans le présent mémoire désigne un cylindre qui n'a pas

de cannelures sur son corps.

Lors du laminage d'ébauches ayant des sections carrées au cours de la fabrication de fils, de barres d'acier et analogues ayant une section rectangulaire ou circulaire, on a utilisé exclusivement des cylindres cannelés, Comme l'indique la figure 1 qui représente un exemple de programme de passes, une matière d'ébauche W de section carrée est laminée dans des cannelures S et d en forme de carré et de

parallélogramme, une ou plusieurs fois, et est ensuite lami-

née dans des cannelures ayant pratiquement la même forme en coupe que précédemment afin que des produits b obtenus aient une section carrée,ou la matière peut être traitée par

des cannelures o et r de section ovale et circulaire, don-

nant des produits b' de section circulaire Dans ces condi-

tions, la matière subit en général un laminage continu pen-

dant lequel elle subit une passe de chaque laminoir d'une série de laminoirs M 1, M 2, M 3, *Mn comme indiqué sur la

figure 2.

Lors du laminage avec une série continue de laminoirs comprenant les cylindres cannelés, le nombre de cages de laminage permettant la réduction de la matière dépend des dimensions des produits finals et des sections des ébauches Dans le cas de barres de section circulaire

ayant un diamètre externe de 20 mm préparées à partir d'ébau-

ches de section carrées ayant un côté de 145 mm par exemple,

il faut six cages de dégrossissage, intermédiaires et de fi-

nition respectivement, comprenant des cylindres cannelés comme représenté sur la figure 1 De telles opérations de laminage avec des cylindres cannelés posent les problèmes suivants. ( 1) Lorsque deux cannelures sont décalées de

leur position d'alignement ou lorsque les centres des canne-

lures et les centres des dispositifs de guidage introduisant les matières laminées dans les cannelures sont décalés, il se forme des saillies ayant la configuration d'ailettes sur les matières, en direction longitudinale, à la sortie des cannelures, et ces ailettes s'écrasent pendant les opérations suivantes de laminage et provoquent des défauts tels que

des recouvrements sur les faces des barres.

( 2) Les cylindres et les dispositifs de guidage doivent être réglés et montés avec une grande précision afin que ces défauts soient évités, si bien que les tempo

d'arrêt sont importants.

( 3) La précision des dimensions et de la confi-

guration des cannelures détermine directement la qualité

des produits dans une grande mesure, si bien qu'il faut uti-

liser des techniques élaborées et des tours très coûteux

pour l'usinage des cylindres cannelés.

( 4) Les différences de vitesse circonférentielle entre les cannelures respectives font apparaître une usure irrégulière par friction si bien que les cylindres doivent être usinés de nombreuses fois afin que les cannelures soient

corrigées, et le coût est important.

( 5) Lorsque la dimension des barres laminées est modifiée (par exemple lors du passage de barres de section

circulaire ayant 16 mm de diamètre externe à des barres ana-

logues ayant 40 mm de diamètre externe), de nombreux cylin-

dres cannelés doivent être changés, si bien que le temps d'arrêt des laminoirs est accru On ne peut pas utiliser une paire de cylindres cannelés pour des dimensions de

barres à laminer très différentes.

( 6) Lorsqu'il se forme entre deux cylindres cannelés un intervalle réglé intempestivement à une valeur inférieure à une valeur prédéterminée, il se forme des saillies aux faces des matières laminées et ces saillies s'écrasent lors des opérations ultérieures de laminage et

forment des défauts tels que des recouvrements sur les faces.

( 7) Il existe un risque de rupture étant donné la réduction du diamètre au niveau des cannelures si bien que les cylindres doivent avoir des diamètres initiaux très

importants afin qu'ils ne se cassent pas au niveau des can-

nelures. On a récemment proposé un procédé de laminage mettant en oeuvre des cylindres non cannelés afin d'éviter les inconvénients du laminage avec des cylindres cannelés, les matières d'ébauche étant laminées par les cylindres non cannelés afin que la section des barres soit réduite, et

les barres subissent un laminage supplémentaire par des cy-

lindres cannelés donnant la configuration finale aux produits.

La figure 3 représente un programme indiquant les passes mi-

ses en oeuvre dans ce procédé, les cylindres non cannelés

étant utilisés dans les passes amont u et les passes intermé-

diaires m juste avant les passes de mise en forme, et des cylindres cannelés sont utilisés dans les passes S de mise

en forme.

Dans le cas de cylindres non cannelés utilisés à la place de cylindres cannelés, l'usinage des cannelures

n'est évidemment pas nécessaire et la détérioration et l'usu-

re des surfaces des cylindres non cannelés sont plus faibles que celles des cylindres cannelés, si bien que la durée des cylindres est accrue et leur coût et les temps d'arrêt sont réduits car aucun changement de cylindre n'est nécessaire même lorsque la configuration et la dimension des produits

à laminer varient Cependant, les cylindres non cannelés pré-

sentent les inconvénients suivants.

( 1) Les cylindres non-cannelés ne retiennent pas les matières dans le sens de la largeur car ils n'ont pas de cannelures, si bien que l'allongement de la matière dans la direction de laminage est plus faible que dans le

cas des cylindres cannelés On doit donc augmenter la réduc-

tion d'épaisseur afin d'obtenir, dans la direction de la- minage, pratiquement les mêmes allongements que dans le cas

des cylindres cannelés Cette réduction accrue provoque ce-

pendant l'utilisation d'un plus grand rapport d'aplatisse-

ment, celui-ci étant le rapport Bo/H O de la figure 4 Etant

donné cette augmentation du rapport d'aplatissement, la sec-

tion de la matière ne se déforme pas convenablement dans la passe suivante entre des cylindres non cannelés, comme indiqué sur la figure 4 si bien qu'il se forme un déport a/H qui augmente avec le rapport d'aplatissement B /Hô, et

que la poursuite de l'opération de laminage devient impossible.

( 2) Lorsque la réduction est relativement grande, les surfaces libres de la matière qui ne sont pas au contact

des cylindres se bombent, comme indiqué sur la figure 5.

Lorsque le rapport de bombement qui est égal à b/Ho sur la

figure 5, est trop grand, le déport a/H devient important et.

rend impossible le laminage ultérieur.

( 3) Lorsqu'une installation existante de lami-

nage est modifiée du laminage à cylindres cannelés au lami-

nage à cylindres non cannelés, le nombre de passes doit être accru étant donné que l'allongement de-la matière dans la direction de laminage est réduit, et la productivité de l'installation est réduite, le nombre de cages de laminage devant être augmenté dans les laminoirs continus L'invention concerne un procédé perfectionné

de laminage de barres et de fils d'acier à l'aide de cylin-

dres non cannelés, au cours d'opérations de laminage desti-

nées à réduire la section des barres et des fils, autres que les opérations de mise en forme, donnant leur profil

final aux barres et fils, le laminage assuré par les cylin-

dres non cannelés étant stable.

A cet effet, le procédé de laminage de barres et de fils selon l'invention, par passage d'une ébauche de section rectangulaire dans plusieurs paires de cylindres non cannelés d'une série continue de laminoirs, comporte le réglage de l'intervalle de chaque paire de cylindres non cannelés de manière que le rapport du grand côté au petit côté d'une section de l'ébauche qui a passé dans l'interval-

le ou emprise soit inférieur à 1,5.

L'invention concerne aussi un procédé de lami-

nage de barres et de fils d'acier à l'aide de cylindres non cannelés, donnant un rendement élevé d'allongement et

permettant des opérations stables de laminage.

Plus précisément, selon l'invention, le dia-

mètre des cylindres non cannelés de chaque paire est rela-

tivement faible, si bien que le rapport du diamètre D à l'emprise ou intervalle H correspond à la relation

D/H 4 100 + 5

H si bien que la matière de l'ébauche est déformée autant que

possible dans la direction de laminage.

L'invention concerne aussi un guide destiné à supporter les côtés des barres d'acier soumises au laminage, le guide délimitant des zones de laminage ayant des largeurs prédéterminées dans les emprises des cylindres afin que le laminage soit réalisé avec les cylindres non cannelés sans

que les barres d'acier subissent une torsion et un déport.

Plus précisément, le guide de laminage des bar-

res d'acier selon l'invention comporte des châssis avant et arrière de guidage de laminage combinés, afin qu'ils soient en butée dans l'emprise formée entre deux cylindres de laminage ayant des corps cylindriques, de manière que les paires de cylindres soient entourées àl'avant et à l'arrière et forment des zones délimitées de laminage disposées côte à côte le long des corps des cylindres et divisées par les

châssis du guide de laminage.

L'invention concerne aussi un guide destiné à supporter les côtés de barres d'acier en cours de laminage, le guide étant réglable dans la direction de l'axe de deux cylindres afin que toutes les surfaces des corps des cylindre E non cannelés soient efficacement utilisées comme surfaces de laminage, si bien que la durée d'utilisation du cylindre

est prolongée et la réparation des cylindres est simplifiée.

L'invention concerne aussi un guide destiné à supporter les côtés de barres d'acier soumises à un laminage, le guide pouvant être facilement monté sur les laminoirs existants, par exemple sur des barres d'appui utilisées pour le montage des guides des laminoirs classiques à cylindres cannelés.

L'invention concerne aussi un guide qui main-

tient fermement une matière d'ébauche de l'entrée à la sor-

tie d'une emprise entre des cylindres afin que les problèmes posés aux extrémités de l'ébauche lors du laminage par des cylindres non cannelés, soient résolus;

A cet effet, le guide constituant un guide d'en-

trée de tiges et de barres d'acier laminées par des cylin-

dres non cannelés, comporte des *ta nles de guidage complémen-

taires l'une de l'autre, ayant des surfaces internes in-

clinées destinées à supporter les faces latérales de la matière de l'ébauche à laminer et qui pénètrent dahi l'emprise de cylindres non cannelés, de supports entourant

les plaques de guidage et ayant des rouleaux de guidage sup-

portant les faces latérales de la matière d'ébauche en aval des extrémités inclinées des surfaces internes inclinées des plaques de guidage, et un guide en forme de caisson contenant un ensemble de plaques de guidage et de paires de support

et fixant les rouleaux de guidage dont l'intervalle est ré-

glable, chaque support étant disposé dans l'emprise au moins

jusqu'à une extrémité de distribution de l'emprise et.

* 30 ayant un support en forme de bec qui lui est solidaire et qui empêche une extrémité de la matière d'ébauche non supportée

par les rouleaux de guidage de subir une torsion.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre, d'exemples de réalisation et en 8 e r 6 fèrant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente schématiquement divers cylindres cannelés utilisés pour le laminage de barres d'acier, comme décrit précédemment;

la figure 2 représente schématiquement une sé-

rie de laminoirs et permet la description d'un laminage avec

des cylindres cannelés de type connu, comme indiqué précé- demment; la figure 3 représente un programme de passes de laminage de fils ou de barres d'acier avec des cylindres

cannelés et des cylindres non cannelés, comme décrit pré-

cédemment; la figure 4 est un graphique représentant la cause principale des déports observés lors du laminage avec : des cylindres 7 non cannelés la figure 5 est un graphique représentant la cai se principale des bombements observés sur les faces libres des matières, d'ébauche

la figure 6 est une élévation schématique re-

présentant schématiquement un profil de laminage à l'aide de cylindres non cannelés la figure 7 est un schéma représentant diverses dimensions permettant le calcul des rapports d'allongement des ébauches juste après le laminage

la figure 8 est une élévation schématique mon-

trant comment la matière de l'ébauche peut subir une torsion

la figure 9 est une élévation schématique mon-

trant comment la matière de l'ébauche peut présenter un dé-

port; LI- la figure 10 est un graphique représentant la relation entre les rapports d'allongement et les déports des

matières d'ébauche; -

la figure 11 est une coupe schématique montrant la formation d'un double ventre;

la figure 12 est un schéma illustrantla forma-

tion d'un ventre unique la figure 13 est un schéma correspondant à un exemple réel d'utilisation d'une série continue de laminoirs la figure 14 est un graphique représentant la I; relation entre les diamètres des cylindres, en abscisses, et les allongements, en ordonnées; la figure 15 est un graphique représentant des

conditions permettant l'obtention d'un bon rendement d'al-

longement, équivalant à celui qu'on obtient avec des cy- lindres cannelés, lors de l'utilisation de cylindres non cannelés la figure 15 a est un schéma représentant les dimensions utiles pour la compréhension du graphique de la figure 15 la figure 16 est une perspective d'un mode de réalisation avantageux d'un guide latéral selon l'invention les figures 17 a et 17 b sont des élévations schématiques représentant un guide d'entrée destiné à guider une matière d'ébauche lors du laminage classique avec des cylindrescannelés et non cannelés la figure 18 est une perspective représentant un défaut à 'l'extrémité postérieure de la matière à laminer; la figure 19 est une perspective représentant les ailettes formées à la suite du défaut représenté sur la figure 18;

la figure 20 est une coupe représentant l'ef-

fet nuisible du défaut sur le laminage avec les cylindres cannelés la figure 21 est une coupe perpendiculaire aux

axes des cylindres, représentant la constitution fondamen-

tale du guide d'entrée selon l'invention la figure 22 est une coupe parallèle aux axes des cylindres représentant la même structure du guide que sur la figure 21; la figure 23 est une élévation représentant une torsion à l'extrémité antérieure d'une ébauche laminée les figures 24 a et 24 b sont une vue en plan et une élévation d'un mode de réalisation de guide d'entrée selon l'invention

la figure 25 est une perspective du guide d'en-

trée des figures 24 a et 24 b la figure 26 est une perspective éclatée du guide d'entrée de la figure 25; la figure 27 a est une coupe représentant un petit angle de déport selon l'invention; la figure 27 b est une coupe représentant un grand angle de déport obtenu lors d'un laminage classique la figure 28 est un graphique permettant la

comparaison des longueurs des ailettes à l'extrémité posté-

rieure des barres lors de l'utilisation du guide d'entrée selon l'invention, avec un guide classique; la figure 29 est une vue en plan d'un exemple

de série de laminoirs destinés à la mise en oeuvre du pro-

cédé de laminage selon l'invention; la figure 30 représente un programme de passes correspondant au procédé de laminage selon l'invention; la figure 31 représente un programme de passes

correspondant à un laminage classique avec des cylindres can-

nelés; et la figure 32 représente un exemple de programme de passes réalisé par laminage par des cylindres non cannelési

lors de la mise en oeuvre d'un procédé connu.

Selon l'invention, une matière d'ébauche W ayant par exemple une section carrée est laminée de façon continue entre des paires de cylindres 101, 101 ', 102, 102 ' N et n' afin que la section soit réduite et donne un produit

laminé ayant une section de configuration voulue, comme re-

présenté sur la figure 6 On constate que, lorsque l'emprise entre deux cylindres r et r ' est réglée de manière que la réduction de la matière soit trop importante ou que le rapport d'allongement B/H dépasse 1,5, B et H étant les axes de

plus grande longueur et de plus faible longueur mesurées per-

pendiculairement-dans une section de la matière W transmise par deux cylindres r et r' comme indiqué sur la figure 7, une torsion et un déport de la matière apparaissent dans la passe suivante de réduction comme indiqué sur les figures 8 et 9 Ces tendances augmentent en se multipliant lorsque le nombre de passes augmente, jusqu'à ce que l'opération de

laminage devienne impossible.

Selon l'invention, chaque emprise entre deux cylindres r et r' utilisés au cours d'un laminage continu avec des cylindres non cannelés, est réglée de manière que le rapport d'allongement B/H de la matière transmise par l'emprise des cylindres r et r' soit inférieur à 1,5, si bien que le laminage est stable et ne provoque pas la

torsion et le déport de la matière.

La figure 10 représente la relation entre le rapport d'allongement B/H et le déport 2 x x 100 % lorsque H les emprises des paires de cylindres sont modifiées Comme

l'indique ce graphique, lorsque le rapport B/H est supé-

rieur ou égal à 1,5, le déport augmente beaucoup et une tor-

sion apparaît souvent avant la cage suivante de laminoir, si bien que la matière a tendance à venir heurter les guides

qui se trouvent du côté d'entrée de la paire suivante de cylin-

dres, et une cage peut être sautée Lorsque le déport est plus important, la configuration de la section peut @tre déformée de façon erronée pendant le laminage ultérieur,

si bien que le laminage continu peut devenir impossible.

Au contraire, lorsque le rapport B/H est infé-

rieur à 1,5, le déport est inférieur à 0,5 % et le laminage continuest réalisé de façon stable sans torsion notable En

conséquence, le rapport de l'allongement de la matière lami-

née juste après passage entre deux cylindres est limité à

moins de 1,5, selon l'invention.

De plus, lorsque le rapport d'allongement B/H

est bien supérieur à 1,5, la forme de la section de la ma-

tière laminée, après chaque passe de laminage, peut corres-

pondre à un double ventre 107 et 107 ' qui fait apparaître

des ondulations 109 à la surface 108 lors du laminage ulté-

rieur, comme indiqué sur la figure 11 Au contraire, lorsque le rapport B/H est inférieur à 1,5, la section est sous forme d'un seul ventre 110 qui ne provoque pas l'apparition de plis à la surface lors du laminage ultérieur, comme décrit

sur la figure 12.

Il faut évidemment noter que, lorsque les pro-

1 1 duits finals doivent être des barres de section carrée ou

circulaire, la matière soumise à la réduction indiquée pré-

cédemment par les cylindres non cannelés, afin qu'elle prennent les sections prédéterminées voulues, est alors laminée dans des cannelures de section polygonale, ovale

ou riculaire de cylindres cannelés, de manière classique.

La -figure 13 représente un exemple avantageux

d'une série de laminoirs auxquels l'invention s'applique.

La série de laminoirs 111 comprend un laminoir dégrossisseur

11 la, un laminoir intermédiaire 111 b et un laminoir finis-

seur 111 c Le laminoir dégrossisseur 11 la a des cylindres horizontaux 112, 114, 116 et des cylindres verticaux 113, et 117 Le laminoir intermédiaire 111 b a des cylindres horizontaux 118, 120 et 122 et des cylindres verticaux 119,

121 et 123 Le laminoir finisseur Mc a des cylindres hori-

zontaux 124-, 126 et 128 et des cylindres verticaux 125, 127

et 129 Les cylindres 112 à 125 sont tous du type non can-

nelé, alors que les quatre paires de cylindres 126 à 129 se trouvant en aval, sont des cylindres cannelés destinés à former des barres d'acier de section circulaire à partir de barres de section carrée Lorsque des produits terminés ont

une section carrée, des cylindres cannelés ne sont pas né-

cessaires. Les parties hachurées 130 sont des coupes de la matière juste après son passage entre les cylindres des paires correspondantes, tous les rapports d'allongement étant inférieurs à 1,5, grâce à un réglage convenable des emprises des cylindres Bien que les paires de cylindres horizontaux et verticaux soient disposées en alternance dans la série de laminoirs de la figure 13, ces paires de cylindres peuvent être disposées de manière différente et

des dispositifs de torsion peuvent être placés entre les la-

minoirs horizontaux afin qu'ils fassent tourner les matières

à laminer de 900 autour de leurs axes.

On a étudié le comportement des barres d'acier dans des passes effectuées par des cylindres non cannelés

au cours de nombreuses expériences, afin d'éliminer les in-.

convénients du laminage par les cylindres non cannelés, in-

diqués au début du présent mémoire, et afin de déterminer

que les allongements des barres d'acier soumises à un lami-

nage par des cylindres non cannelés dépendent beaucoup des diamètres des cylindres La figure 14 représente un exemple de résultats obtenus au cours de telles expériences, les relations entre les divers diamètres D des cylindres non cannelés et les allongements d'ébauches de section carrée

x 20 mm étant représentées pour une réduction à 8 mm.

Comme l'indique la figure 14, plus le diamètre des cylindres

non cannelés est faible, et plus les allongements sont impor-

tants. L'allongement X estle rapport de la longueur de la

matière-après laminage à sa longueur avant laminage Un ren-

dement d'allongement T est ainsi Oéfini comme le rapport d'un tel allongement réellà un allongement idéal X' obtenu dans

l'hypothèse o la matière s'allonge uniquement dans la di-

rection de laminage, sans s'élargir perpendiculairement à cette direction Les expériences réalisées dans le cadre

de l'invention, par mise en oeuvre de cylindres non canne-

lés, ont montré que le rendement de l'allongement était équi-

valent à celui du laminage avec des cylindres cannelés ou

même supérieur -n constate donc selon l'invention qu'on ob-

tient un rendement élevé d'allongement avec des cylindres

non cannelés dans la zone de laminage e hachurée sur la fi-

gure 15 et représentant la relation entre les diamètres D des cylindres non cannelés et les rapports D/H des diamètres

D aux emprises H des cylindres Cette zone $ peut être repré-

sentée par la formule

D/H % -0 + 5

H On calcule facilement les valeurs D/H suivant des diagonales sensiblement, et on obtient H > 60 mm, D/H 5, mm >H 20 mm, D/H S 12,5 H 20 mm >H >-10 mm, D/H 4 20 H, et H < 10 mm, D/H 35 2 H Comme l'indique les valeurs des rapports D/H, les diamètres D doivent être bien inférieurs à ceux des

cylindres non cannelés utilisés jusqu'à présent, de l'or-

dre de 360 mm de diamètre, si bien qu'il est préférable d'utiliser des cylindres d'appui encaissant les forces de réaction pendant le laminage afin que la réduction de la rigidité des cylindres non cannelés de petit diamètre soit compensée Cependant, les cylindres d'appui sont facilement montés sur les laminoirs étant donné les connaissances dont

on dispose sur les laminoirs à cylindres multiples.

L'utilisation des cylindres non cannelés dans

la zone selon l'invention donne-un rendement élevé d'al-

longement, si bien que le rapport de l'énergie efficace consommée pour l'allongement ou la réduction de section de la matière à l'énergie totale de laminage est élevé, alors

que le rapport de l'énergie superflue consommée par élargis-

sement de la matière à l'énergie totale est faible, si bien que l'invention présente un grand avantage au point de vue de la conservation de l'énergie Ainsi, le laminage stable avec des cylindres non cannelés est réalisé par empêchement de l'élargissement des matières, par mise en oeuvre de l'invention. On constate au cours d'expériences mises en oeuvre selon l'invention à échelle réelle, que les résultats

du laminage sont très affectés par le fait qu'aucun dispo-

sitif de maintien des matières laminées n'est placé-dans les emprises des cylindres non cannelés Au contraire, les flasques des cylindres cannelés empêchent la torsion et

le déport des barres en acier ou leur déformation avec ob-

tention de sections erronées (en parallélogramme), alors que les guides placés à l'entrée et à la sortie ont pour seul rôle de guider les barres d'acier dans les cannelures à des emplacements distants des cannelures En conséquence,

l'invention concerne des guides latéraux destinés au lami-

nage de barres d'acier et capables de retenir-les barres à laminer dans les emprises formées entre des cylindres non cannelés. La figure 16 représente un mode de réalisation de guide latéral destiné à supporter les côtés des barres,

selon l'invention, pendant qu'une première étape de lamina-

ge de barres d'acier, par exemple de barres carrées de 80, 115 et 135 mm de largeur et de barres rondes de 75-85, -100 et 110 mm de diamètre externe, laminées à partir de blooms carrés de 250 mm de côté Dans la première étape de laminage, les barres sont transmises alternativement en direction normale et inverse par des cylindres tournant en sens normal et en sens inverse, afinqu'elles subissent des laminages de dégrossissage et intermédiaires, et elles s'avancent aussi de façon continu dans le sens normal afin

qu'elle subissent le laminage de finition.

La figure 16 représente un châssis avant 1 et un châssis arrière 1 ' de guidage de laminage et des barres d'appui 2 (une seule est représentée sur le dessin) destinées à supporter les châssis de guidage de laminage Comme les deux châssis 1 et 1 ' sont pratiquement de même constitution, on ne décrit dans la suite du présent mémoire que le châssis

1 de guidage. Le châssis 1 comporte plusieurs plaques formant des cloisons et

chanfreinées comme indiqué par la référence 3 sur les côtés tournés vers les barres d'acier à laminer (non représentées mais au niveau du coin inférieur gauche sur le dessin) afin que l'introduction des barres d'acier

contre les cloisons 4 soit facilitée, ces plaques étant dis-

posées côte à côte et parallèlement sur un organe 5 de base,

à des intervalles différents (avec un rétrécissement progres-

sif de gauche à droite sur la figure), les extrémités supé-

rieures étant maintenues par des rails parallèles 6, 7 et 8 qui leur sont soudés Dans ce mode de réalisation, comme

les plaques 4 formant les cloisons ont des hauteurs diffé-

rentes comme indiqué par les références 4 a et 4 b, des entre-

toises 9 sont soudé-es entre les plaques 4 b et le rail 6.

Dans l'emprise de deux cylindres et à une ex-

trémité en butée des châssis avant et arrière 1 et 1 ', les cloisons 4 ont des encoches 10 en arc de cercle qui sont pratiquement concentriques aux cylindres correspondants afin que les plaques ne soient pas au contact des surfaces des cylindres Les encoches 10 ont de préférence un rayon

nettement supérieur à celui des cylindres dans une étape ini-

* tiale de laminage et une partie parallèle 11 allongée dans la direction de laminage à proximité de son extrémité en butée Les cloisons 4 ont de préférence des chanfreins 12 le long des encoches, ces chanfreins étant concentriques aux encoches, sauf au niveau de trois cloisons, sur le châssis

avant 1, dans la partie droite sur-la figure, afin que l'in-

troduction des matières laminées, sortant entre les cylindres,

soit facilitée -

Il faut que les trois distances Bi 1, B'2 et B'3 soient supérieures aux trois distances B 1, B 2 et B 3 entre

les cloisons afin que les matières laminées puissent s'élar-

gir dans une direction de laminage continu.

Comme l'indique la figure, les cloisons 4 a-et 4 b placées à gauche des trois cloisons à partir des cloisons disposées depuis la droite sur la figure, délimitent entre elles des zones de laminage grossier et intermédiaire alors

que les cloisons 4 a et 4 b qui se trouvent du côté des chas-

sis avant et arrière de guidage sont reliées, à leurs extré-

mités en butée, par ajustement de gorges verticales 13 et

de nervures verticales 14 formées afin que les cloisons puis-

sent résister aux forces transversales transmises par les

matières laminées.

Les cloisons externes 4 a' et 4 b' ont des saillies disposées en direction radiale par rapport aux cylindres afin qu'elles relient les cloisons avant et arrière 4 a' et

4 b', dans les parties en butée, à l'aide d'organes de rac-

cordement 16 boulonnés sur les saillies 15 par des boulons

17 -

Ce raccordement des cloisons avant et arrière

est réalisé dans des conditions telles que les châssis res-

pectifs de guidage 1 et 1 ' sont en butée l'un contre l'autre et entourent ainsi la paire de cylindres et les organes de base 5 sont supportés sur les barres d'appui 2 L'organe 5 Le base est serré en position quelconque en direction axiale des rouleaux par une plaque 18 de retenue boulonnée sur la

barre 2 d' appui par des boulons 19 afin que les châssis la-

téraux soient fixés dans toutes positions de réglage Des guides de base sont disposés entre les cloisons 4 b, comme représenté sur la figure Dans un exemple de laminage, des blooms de

250 mm de largeur sont laminés au cours de six passes dans.

les zones déterminées de laminage a de dégrossissage, avec trois passes dans des zones déterminées b de laminage de

dégrossissage, alternant dans le sens normal et en sens in-

verse, et ils sont ensuite laminés au cours de deux passes en sens normal et inverse alternés dans la zone déterminée o de laminage intermédiaire, avec une passe en sens inverse dans la zone déterminée d de laminage intermédiaire, afin

que des billettes de 170 mm de largeur soient formées En-

suite, les billettes sont laminées progressivement dans les zones de laminage de finition e, f et A, dans le sens normal afin que les billettes obtenues aient une largeur

150 mm, les billettes passant successivement dans des lami-

noirs finisseurs en tandem afin qu'elles prennent les di-

mensions nécessaires.

Les cylindres ont une longueur de la partie

cylindrique sensiblement égale à 1000 mm et un diamètre ex-

-terne initial de 650 mm qui est réduit à 410 mm, consti-

tuant le diamètre minimal, par usinage répété du corps cy-

lindrique permettant la correction de la surface cylindrique

pendant l'utilisation Lorsqu'on utilise des cylindres can-

nelés ayant le même diamètre externe initial, on doit les mettre au rebut pour un diamètre du corps de 570 mm Les

guides latéraux selon l'invention permettent une usure uni-

forme d'un cylindre et réduisent le nombre de cylindres à entretenir, si bien que, en plus de l'utilisation efficace des cylindres, jusqu'au diamètre minimal indiqué, le prix unitaire initial des cylindres est réduit au dixième de celui

utilisé de façon classique Les guides latéraux selon l'in-

vention améliorent aussi la vitesse de l'opération de laminage

de 3 à 4 % étant donné la réduction de main-d'oeuvre néces-

saire au changement et au réglage des cylindres, et augmentent le rendement d'environ 0,5 % à cause de l'amélioration des configurations de la forme des extrémités sectionnées des produits. Les zones définies de laminage de dégrossissage et intermédiaire ont de préférence des largeurs, à l'entrée et à la sortie, supérieures d'au moins 10 mm aux largeurs

de la matière et les zones déterminées de laminage de fini-

tion ont de préférence, du côté d'entrée, une largeur supé-

rieure d'environ 10 mm et du côté de sortie, une largeur supérieure d'environ 20 mm à la largeur de la matière Dans

ce cas, la largeur de la matière peut être augmentée d'en-

viron 30 % de la réduction, alors que, dans le cas des cylin-

dres cannelés, ces valeurs sont d'environ 20 %.

Dans le cas des passes exécutées avec des cylindres non cannelés, en outre, on utilise des guides

d'entrée pour l'introduction convenable de matières à la-

miner dans les emprises des cylindres, de la même manière

que pendant les passes exécutées avec des cylindres cannelés.

Dans un exemple représenté sur les figures 17 a et 17 b, la matière W à laminer parvient dans l'emprise de-cylindres non cannelés 204 et 204 assurant un laminage alors que la matii re est guidée par des plaques 202 et 202 ' d'un guide d'entrée 2 L 1 et sont-maintenues en position par des rouleaux de guidage 203 et 203 ' Dans ce cas, tant que la matière W est retenue par les rouleaux 203 et 203 ' comme indiqué sur la figure 17 a, un déport de la matière W n'apparaît pas Dès

qu'une extrémité postérieure de la matière quitte les rou-

leaux 203 et 203 ' comme indiqué sur la figure 17 b, la ma-

tière n'a plus de maintien, si bien qu'elle peut provoquer un déport et la section de l'extrémité postérieure c change et devient un parallélogramme, comme indiqué sur la figure 18.-Plus le rapport d'aplatissement B 0/Hc et le rapport de bombement b/H O de la matière sont élevés, et plus le déport est important et peut rendre impossibles des opérations

prédéterminées de laminage.

Comme l'indique la figure 19 qui est un exem-

ple d'extrémité postérieure d'un produit soumis à une pas-

se de finition, des ailettes e se forment à l'extrémité pos-

térieure et doivent être supprimées au cours d'une opéra-

tion supplémentaire Lorsque ces ailettes e deviennent excessives, elles subissent un laminage dans une petite emprise autre que celle des cannelures des cylindres, si bien que des forces de laminage extrêmement élevées sont appliquées et provoquent un arrêt et une détérioration des laminoirs Si le déport devient excessif, la section devient

supérieure à une valeur prédéterminée, si bien que la ma-

tière ne peut pas passer dans des guides d'entrée et de sor-

tie placés au niveau des cylindres et provoque un arrêt

du laminoir et une cassure des guides.

Un guide d'entrée destiné à un laminage avec des cylindres non cannelés est utilisé selon l'invention

afin qu'il évite les inconvénients présentés par les cy-

lindres non cannelés, ce guide étant destiné à supporter la matière à laminer jusqu'à ce qu'elle quitte l'emprise de cylindres non cannelés et compense ainsi les effets d'un

déport qui pourrait apparaître au niveau de l'extrémité pos-

térieure de la matière, le guide empêchant la réduction du gain de productivité dû au rendement élevé d'allongement à cause d'une réduction de rendement due à l'enlèvement des

extrémités postérieures coupées des matières laminées.

Les figures 21 et 22 représentent schématique-

ment un exemple de construction du guide d'entrée précité.

Comme l'indiquent ces figures, des plaques 202 et 202 ' et des rouleaux 203 et 203 ' de guidage sont utilisés comme dans les appareils connus représentés sur les figures 17 a et 17 b, et des supports 205 et 205 ' en forme de becs sont placés entre les rouleaux 203 et 203 ' et les cylindre non cannelés

204 et 204 ', dans une emprise de ces cylindres au moins jus-

qu'à une sortie c au niveau de laquelle la déformation de la matière est terminée, si bien que la matière est entourée et supportée dans la direction axiale des cylindres Bien qu'on ait représenté une paire de rouleaux de guidage 203 et 203 ', dans le cas d'une cage de dégrossissage fonctionnant à une vitesse relativement faible de laminage, deux paires de rouleaux de guidage sont avantageusement utilisées afin qu'ils améliorent le maintien de la matière et en outre, un ou plusieurs rouleaux-de guidage sont disposés avantageu-

sement du côté de sortie.

La matière W à laminer est naturellement dé-

formée afin qu'elle arrive dans la direction axiale des

cylindres lors du laminage par les cylindres non cannelés.

En d'autres termes, la déformation de la matière W provoque une avance avec un effilement dans la direction axiale des

cylindres, la largeur augmentant du début à la fin du la-

minage La configuration de la déformation peut être gros-

sièrement prévue Ainsi, les supports 205 et 205 ' en forme

de becs ont des surfaces internes évidées 206 et 206 ' cor-

respondant pratiquement à la transition de la déformation de la matière dans la direction axiale des cylindres non cannelés Ces surfaces dégagées 206 et 206 ' sont réglées de manière qu'elles laissent des espaces optimaux k entre elles et la matière à laminer Lorsque l'espace k est inférieur à 1 mm, les surfaces latéraux de la matière à laminer peuvent venir au contact des surfaces 206 et 206 ' et peuvent les régler D'autre part, lorsque l'espace k atteint une valeur telle que 5 mm, les supports 205 et 205 ' ne retiennent pas

la matière et n'empêchent donc pas le déport de celle-ci.

Ainsi, l'espace k est de préférence compris entre-1 et 5 mm afin qu'il empêche un déport sur 1-a longueur de la matière et permette un laminage stable par les cylindres non cannelés Les supports 205 et 205 ' en forme de becs ont

aussi pour rôle de guider l'extrémité antérieure de la ma-

tière W dans l'emprise des cylindres Lorsque la matière n'est guidée que par les rouleaux 203 et 203 ' de guidage, sans supports en forme de becs, l'extrémité antérieure de la matière laminée W transmise par l'emprise se tord autour de son axe, si bien que la matière ne peut plus être introduite dans la cage suivante de laminage Un tel défaut de laminage

peut être éliminé par les supports en forme de becs.

Les figures 24 a et 24 b sont une vue en plan et

une élévation d'une réalisation concrète du guide 201 d'en-

trée selon l'invention, utilisé-avec des cylindres non can-

nelés et horizonaux 104 et 204 ', la partie la plus impor-

tante étant représentée en coupe La figure 25 représente le profil du guide 201 d'entrée, en perspective, et la figure 26 le représente en perspective éclatée Le guide 201 comporte des plaques 202 et 202 ' de guidage qui sont complémentaires l'une de l'autre et ont des surfaces internes inclinées, une paire de supports 207 et 207 ' entourant les plaques 202 et 202 ' et comprenant des rouleaux 203 et 203 ' de guidage supportant les côtés de la matière-w près des extrémités avant des surfaces inclinées des plaques 202 et

2 ? 02 ', et un guide 208 en forme de caisson, logeant l'ensem-

ble des plaques 202 et 2021 de guidage et des supports 207 et 207 ' et assurant la fixation réglable des rouleaux 203

et 203 ' Les supports 207 et 207 ' sont retenus par des bou-

lons 209 passant à travers les parois latérales du guide 208 et vissés dans des trous taraudés 209 ' formés dans les supports Des vis 210 de réglage et d'arrêt sont vissées

dans les parois latérales du guide 208 et règlent la distan-

ce comprise entre les supports 207 et 207 ' Des vis 211 d'arrêt et de réglage sont vissées dans les supports 207 et 207 ' afin qu'elles soient en butée contre les plaques 212 de réaction, si bien que, grâce à ces dernières, les

vis 211 peuvent régler les espaces des rouleaux 203 et 203 '.

Des vis d'arrêt 213 et 214 sont vissées dans une paroi su-

périeure du guide 208 afin que les plaques 202 et 202 ' et

les supports 207 et 207 ' soient fixés Les rouleaux de guida-

ge sont supportés sur des axes 215 passant dans des paliers 216 Dans ce mode de réalisation, bien que les supports 205 et 205 ' en forme de becs disposés dans l'emprise des cylindres 204 e 204 ' vers la sortie soient représentés

sous forme solidaire des supports 207 et 207 'à leurs extré-

mités, les supports 295 et 205 ' doivent %tre séparés des supports 207 et 207 ' et fixés à ceux-ci par soudage ou par

des vis d'arrêt.

Une matière d'ébauche de section carrée de mm de c 8 té est laminée par des cylindres non cannelés au cours de douze passes ayant les guides d'entrée 201 et sont laminées ensuite par des cylindres cannelés, pendant

six passes, sous forme de barres 'd'acier de section circu-

laire ayant un diamètre de 16 mm D'autre part, la même matière est laminée de la même manière à l'aide de guides

classiques d'entrée ayant des rouleaux 203 et 203 ' de gui-

dage mais n'ayant pas de supports 205 et 205 ' en forme de becs Si l'on compare le déport-des extrémités postérieures des matières laminées, on note que, lorsque les espaces k séparant la matière des surfaces dégagées 206 et 206 ' des supports 205 et 205 ' sont de 3 à 5 mm, les angles de déport aux extrémités postérieures de la matière sont inférieurs à comme indiqué sur la figure 27 a, ces angles n'empêchant pas le laminage suivant par les cylindres cannelés, alors que, lors de l'utilisation des guides classiques d'entrée, les déports des extrémités postérieures de la matière sont considérables, si bien qu'un tiers des barres d'essai ne passent pas dans les guides d'entrée des laminoirs suivants, les deux tiers restants pouvant être laminés sous forme de barres de 16 mm de diamètre, mais les longueurs des ailettes formées sur les extrémités postérieures sont plus de cinq fois supérieures à celles qui sont obtenues par mise en oeuvre de l'invention, si bien que le rendement est réduit

d'une façon considérable, comme indiqué sur la figure 28.

Sur celle-ci, les ordonnées représentent la longueur des ailettes aux extrémités postérieures des barres, la partie

de gauche correspondant aux guides d'entrée ayant les sup-

ports en forme de becs, alors que la partie de droite cor-

respond aux guides classiques.

Les guides d'entrée selon l'invention sont utili-

sés pour le laminage avec des cylindres non cannelés de fils et barres d'acier de petit diamètre, les guides d'entrée

étant alors importants pour l'amélioration du rendement.

On utilise un laminoir finisseur en tandem comprenant six laminoirs horizontaux et verticaux disposés en alternance, c'est-à-dire quatre jeux de quatre laminoirs hauts 217, 218, 219 et 220, ayant des cylindres d'appui pour les quatre passes amont, et deux jeux de deux laminoirs hauts 221 et 222 pour les deux passes aval Une matière d'ébauche de section carrée de 18 mm de côté est laminée progressivement suivant un programme indiqué sur la figure 29 afin qu'elle forme des barres d'acier de section circulaire de 11 mm

de diamètre.

Au contraire, lors de l'utilisation du lami-

nage classique avec des cylindres cannelés uniquement, bien qu'on puisse laminer la matière d'ébauche de 18 mm de côté sous forme de barres circulaires de 11 mm de diamètre

au cours de six passes dans des rouleaux cannelés à cannelu-

res alternativement ovales et circulaires, on observe les inconvénients précités D'autre part, lorsque les barres d'ébauche de 18 mm de côté sont laminées sous forme de barres circulaires de 11 mm de aimètre pendant quatre passes amont

réalisées à l'aide de deux laminoirs hauts ayant des cylin-

dres non cannelés, par mise en oeuvre du procédé classique,

et deux passes amont restantes à l'aide de cylindres canne-

lés, les barres laminées dans les cylindres non cannelés

subissent un aplatissement excessif, si bien que le lamina-

ge devient instable Ce comportement est dû au fait que les diamètres des cylindres des deux laminoirs hauts sont

relativement grands, par exemple 360 mm, si bien que le rap-

port D/H est aussi important et réduit considérablement le rendement d'allongement, c'est-à-dire que, en d'autres termes, l'élargissement de la matière est trop grand d'une manière

superflue Le tableau qui suit représente la différence con-

sidérable de rendement d'allongement entre le programme connu représenté sur la figure 32 et le programme mis en

oeuvre selon l'invention, comme indiqué sur la figure 30.

TABLEAU

Figure 32 (technique oonnue) Figure 30 (selon l' invention) Passe

N O _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Diamètre Emnprise Rédue Allonge Rendement Diamètre Emnprise Réduc Allonge Rendemènt

des cy des cy tion ment d'allon des cy des cy 'tion ment d'allon-

lindres lindres (% gement lindres lindres(% gement (ni) (Mn) (mm) o 180 180 i 360 i 391,23 0,75 100 13,5 25 1,26 0,95

2 10 58 1,20 0,50 12,5 3 > 4 1,28 0,8 > 4

3 " 8,5 61 1,23 o,48 il 31 1, 21 0,83 > 4 " 8 62 1,2 > 4 0,417 "il 27 1, '15 0,85

8 56 1,31 0,52 360 8 38 1,30 0,68

6 " 1140 35 1,13 0,87 " 11 ' 35 1,13 0,87

Ln Selon l'invention et comme indiqué précédemment, les diamètres des cylindres non cannelés peuvent être réduits jusqu'à 100 mm, à l'aide de cylindres d'appui, si bien que le rapport D/H est bien inférieur à celui mis en oeuvre dans le procédé classique de laminage avec des cylindres non can- nelés, mais permet l'augmentation du rendement d'allongement

ou empêche l'élargissement de la matière laminée comme indi-

qué sur la figure 30, si bien que le laminage est stable.

Bien qu'on ait décrit un exemple d'application du

procédé selon l'invention à un laminoir finisseur continu pen-

dant la fabrication de barres rondes d'acier de 11 mm de dia-

mètre, l'invention convient avantageusement aux passes amont

destinées à réduire la section de barres, autres que les pas-

ses de mise en forme destinées à donner leur section finale aux produits En outre, l'invention peut être appliquée non

seulement aux laminoirs continus mais aussi aux laminoirs sé-

parés tels que les trains réversibles Bien qu'on ait indi-

qué à titre illustratir l'utilisation de quatre laminoirs hauts, c'est-àdire munis de cylindres d'appui, ces derniers cylindres ne sont pas essentiels pour la mise en oeuvre de l'invention.

Comme l'indique la description qui précède, l'in-

vention est utile car elle assure un laminage stable de barres et de fils d'acier avec des cylindres non cannelés, et elle permet l'utilisation d'un rendement élevé d'allongement et une augmentation considérable de la productivité Le guide latéral selon l'invention permet le laminage avec les cylindres non cannelés sans torsion ou déport de barres d'acier, si bien que le domaine du laminage par des rouleaux non cannelés

est élargi et présente les effets suivants Comme les cylin-

dres ne doivent pas posséder de cannelures, leur usinage est facile et peu coûteux Comme les surfaces des cylindres utilisés pour le laminage sont plus larges, l'opération de laminage par cylindre est plus importante Comme les mêmes cylindres peuvent être utilisés pour le laminage de produits ayant des dimensions très différentes, le nombre de cylindres qui doit être entretenu est inférieur à celui que nécessitent les installations connues Comme les cylindres n'ont pas de

cannelures, le diamètre externe initial des cylindres est in-

férieur à celui des cylindres cannelés, si bien que les bâtis, des boîtiers, des moteurs et des installations accessoires

des laminoirs peuvent avoir des dimensions réduites Il n'exis-

te pas de risque de rupture du fait de l'utilisation de cy-

lindres non cannelés et la durée de ces cylindres est prolon-

gée étant donné qu'ils peuvent être utilisés avec des dia-

mètres réduits Le changement des cylindres chaque fois que la dimension de la matière à laminer est changée n'est plus nécessaire Ainsi,les temps d'arrêt sont considérablement réduits On peut aussi éviter le temps de réglage des centres des flasques supérieurs et inférieurs des cylindres pendant le laminage, à la réparation par rectification de cannelures détériorées ou partiellement dégradées à la suite d'une fusion ou d'un grillage, et au réglage des centres des guides des cylindres et d'autres éléments Le rendement est amélioré si bien que les défauts présents dans les produits, tels que des queues de poissons, sont réduits En outre, le guide d'entrée utilisé directement pendant le laminage avec des cylindres

non cannelés assure le maintien de la matière jusqu'à la sor-

tie de l'emprise et empêche efficacement les défauts de lami-

nage présentés normalement par les cylindres non cannelés, si bien que l'énergie de laminage est utilisée efficacement

et les rendements en produits sont considérablement accrus.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non

limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVEND ICATIONS

1 Procédé de laminage de fils et de barres d'acier, par circulation d'une matière d'ébauche ayant

une section rectangulaire entre plusieurs paires de cy-

lindres non cannelés d'une série de laminoirs continus, caractérisé en ce qu'il comprend le réglage de l'empri- se de chaque paire de cylindres non cannelés de manière que le rapport du grand côté au petit côté de la section de la matière d'ébauche qui a passé dans l'emprise soit

inférieur à 1,5.

2 Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la matière d'ébauche est un bloom.

3 Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la matière d'ébauche est une billette.

4.Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le diamètre des cylindres non cannelés de chaque paire est faible, de manière que le rapport du diamètre D à l'emprise H corresponde à la relation

D/H < 100 + 5, si bien que la matière d'ébauche est dé-

forméee presque exclusivement, dans la mesure du pos-

sible, dans la direction de laminage.

Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le diamètre des cylindres non cannelés de chaque paire correspond aux relations suivantes H a 60 mm, D/H E 5, 60 mm > H > 20 mm, D/H 12,5 H mm > H 10 mm, D/H 4 20 H, et

H < 10 mm, D/H 35 -H.

6 Procédé selon l'une des revendications 4

et 5, caractérisé en ce qu'une partie au moins des laminoirs continus comporte des cylindres d'appui

supportant les forces de réaction pendant le laminage.