FR2605908A1 - Cylindre de laminoir a pas de pelerin pour la fabrication de tubes - Google Patents
Cylindre de laminoir a pas de pelerin pour la fabrication de tubes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2605908A1 FR2605908A1 FR8715123A FR8715123A FR2605908A1 FR 2605908 A1 FR2605908 A1 FR 2605908A1 FR 8715123 A FR8715123 A FR 8715123A FR 8715123 A FR8715123 A FR 8715123A FR 2605908 A1 FR2605908 A1 FR 2605908A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- pilgrim
- alloy
- rolling mill
- roller mill
- outer jacket
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
- B21B21/02—Rollers therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
CE CYLINDRE DE LAMINOIR A PAS DE PELERIN EST UNE PIECE 1 ANNULAIRE, CONSTITUEE D'AU MOINS DEUX PARTIES 9, 11 EN ACIERS ALLIES DIFFERENTS, A SAVOIR UNE PARTIE EXTERIEURE 9 AVEC UNE GORGE 5, FORMEE DANS LA PERIPHERIE EXTERIEURE DE CETTE PARTIE DONT L'EPAISSEUR EST PLUS GRANDE QUE LA PROFONDEUR DE LA GORGE ET QUI EST EN ACIER ALLIE DURCI PAR SA TRANSFORMATION EN MARTENSITE, ET UNE PARTIE INTERIEURE 11, SENSIBLEMENT PLUS EPAISSE QUE LA PARTIE EXTERIEURE ET CONSTITUEE EN UN ACIER INCAPABLE D'ETRE DURCI PAR LA TRANSFORMATION MARTENSITIQUE DANS LES CONDITIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE UTILISEES POUR DURCIR LA PARTIE EXTERIEURE. LA PIECE ANNULAIRE PEUT INCLURE UNE PARTIE ADDITIONNELLE, LA PLUS INTERNE, DURCIE PAR SA TRANSFORMATION EN MARTENSITE DANS LESDITES CONDITIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE. APPLICATIONS : FABRICATION DE TUBES POUR BARRES DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE.
Description
CYLINDRE DE LAMINOIR A PAS DE PELERIN
POUR LA FABRICATION DE TUBES
La présente invention se rapporte au formage à froid ou procédé à pas de pélérin pour la fabrication de tubes, et particulièrement à un laminoir utilisé dans
un tel procédé.
Les revêtements tubulaires à utiliser dans les éléments combustibles des réacteurs nucléaires sont faits habituellement avec des cylindres en alliage de
zirconium fabriqués au laminoir à pas de pélérin.
L'opération de laminage à pas de pélérin comporte la réduction d'une forme tubulaire extrudée à chaud, à la fois en diamètre et en épaisseur de paroi, par de multiples réductions par laminage à pas de pélérin
effectuées habituellement à la température ambiante.
L'appareil de laminage à pas de pélérin utilise deux cylindres de laminoir circulaires opposés ayant chacun une gorge conique sur la circonférence de la périphérie extérieure de ces cylindres. En inversant le sens de rotation des cylindres de laminoir opposés par rapport à l'avancement longitudinal du tube soumis au laminage et supporté par un mandrin interne, on effectue à froid la réduction du tube. Le processus est incrémentiel en ce sens que le tube à réduire à une épaisseur plus faible de paroi et à un diamètre plus faible est introduit axialement un peu au-delà du mandrin et subit ensuite un cycle de laminage par
les cylindres de laminoir en avant et en arrière.
-2 - A la fin de chaque cycle, une longueur de tube plus petit (en épaisseur de paroi et en diamètre) est produite, égale à la longueur du tube introduit multipliée par l'élongation produite par la réduction des dimensions de la section, c'està-dire l'épaisseur
de paroi et le diamètre.
Un élément significatif du coût de cette opération est la durée de vie des cylindres de laminoir à pas de pélérin. Des travaux antérieurs ont indiqué que les cylindres de laminoir, pour contraintes inférieures,
tels que ceux formés en acier allié de nuance AISI-
H 13, se détériorent par l'écaillage de la surface, de façon similaire à des paliers, et qui est dû aux contraintes élevées de compression perpendiculaires à la surface de la gorge. Des cylindres de laminoir de plus grande dureté, tels que ceux formés en acier à outils de qualité Bofors SR 1855, avec une dureté d'environ 58 Rockweil C, résistent à des défauts d'écaillage, mais de tels cylindres de laminoir soumis à de plus fortes contraintes tendent à se détériorer par suite des fissures dues aux contraintes cycliques de traction produites dans la surface de la gorge du cylindre de laminoir. Ces contraintes de traction sont produites par la décomposition des contraintes de travail contre la surface semicirculaire de la gorge en direction transversale par rapport à l'axe
de la gorge.
Il y a eu plusieurs approches pour traiter des contraintes cycliques de traction dans les cylindres de laminoir à pas de pélérin. L'une de cellesci a été de s'assurer qu'un cylindre de laminoir de dureté élevée, tel qu'un cylindre de laminoir en acier à outils de nuance Bofors SR 1855, est cémenté plutôt -3- que durci en profondeur. On a montré que la cémentation avait pour conséquence une contrainte résiduelle de compression plutôt que de traction sur la surface, ce qui aide à résister aux contraintes de traction dans la gorge du cylindre de lamin.oir pendant le fonctionnement, et ce qui a pour conséquence d'allonger de façon significative la durée de vie du cylindre de laminoir. Un procédé pour s'assurer de l'existence d'une cémentation est décrit dans la demande de brevet japonais publiée n 55-114872. Comme décrit.dans ce document, un procédé de traitement thermique de "trempe directionnelle" pour des aciers à outils pour des machines à pas de pélérin comportait le chauffage d'un cylindre de laminoir à pas de pélérin dans le domaine de température de la formation d'austénite, l'évacuation sélective de la chaleur du cylindre de laminoir à une vitesse prédéterminée plus rapide en direction de la cémentation désirée que la vitesse de l'évacuation de la chaleur de l'ensemble du cylindre de laminoir, et ensuite la trempe du cylindre de laminoir. Le procédé ainsi décrit dans ce document a produit des cylindres de laminoir en acier à outils de nuances Bofers SR 1855 ou AISI 52100, ayant une dureté de cémentation entre 53 et 63 Rockwell C (de Rc 53 à Rc 63), sur une épaisseur d'environ 1,25 à 2,54 mm, le reste.du cylindre de laminoir ayant une
dureté entre 35 et 45 Rockwell C (Rc 35 à Rc 45).
Une autre approche pour traiter des contraintes de traction de fonctionnement dans des cylindres de laminoir à pas de pélérin comporte la prise en considération de la déformation élastique sous charge, pour produire des contraintes de compression dans la zone de la gorge. Cette approche est décrite dans
la description du brevet américain n 4.674.312
-4- Comme décrit dans ce document, un évidement est pratiqué sur la périphérie intérieure d'un cylindre rotatif de laminoir à pas de pélérin, ayant une gorge sur la périphérie extérieure, de sorte que le cylindre de laminoir fléchit sous la charge appliquée, et la contrainte de traction dans la région de la gorge est maitrisée par la contrainte de compression produite
par la flexion due à l'existence de l'évidement.
La cémentation d'un cylindre de laminoir à pas de pélérin a pour conséquence une contrainte résiduelle de compression dans la région périphérique extérieure des cylindre de laminoir. La cémentation signifie que seule une couche superficielle est durcie par la transformation martensitique de l'acier, alors que la plus grande partie du cylindre de laminoir reste dans l'état non durci, non transformé. Les contraintes résiduelles sont une conséquence de la contraction thermique lors du refroidissement et de l'expansion en volume produite par la transformation martensitique de durcissement, c'est-à-dire que, pendant l'opération de trempe, le rapide refroidissement de la surface a pour conséquence la transformation martensitique de durcissement et, de ce fait, l'expansion en volume. Comme l'intérieur du cylindre de laminoir se refroidit, il peut se transformer également en martensite (avec pour conséquence de ce fait un durcissement en épaisseur), et continuer à se refroidir et se contracter thermiquement. Si l'intérieur du cylindre de laminoir se transforme également en martensite, l'expansion en volume qui accompagne cette transformation forcera la surface déjà refroidie et durcie à se déplacer vers l'extérieur, avec pour conséquence des contraintes résiduelles
de traction dans la surface du cylindre de laminoir.
_-5- Si l'intérieur ne se transforme pas, mais continue à se contracter thermiquement, la contraction qui l'accompagne a pour conséquence des contraintes résiduelles de compression dans la surface du noyau et la chemise. On a montré que ces deux situations ont un effet capital sur la durée de vie d'un cylindre de laminoir à pas de pélérin, avec des durées de vie pour le cylindre de laminoir constatées très inférieures
dans le cas de cylindres de laminoir durcis à coeur.
Les contraintes résiduelles, et de ce fait, la durée de vie des cylindres de laminoir et la productivité sont déterminées principalement par le changement
de volume de l'intérieur ou du noyau pendant la trempe.
Le fait que le volume du noyau augmente ou diminue est couramment déterminé par le procédé de traitement thermique. En accord avec la présente invention, un cylindre de laminoir pour un appareil à pas de pélérin à utiliser pour réduire un tube comprend une pièce en forme d'anneau ou bague constituée d'au moins deux parties en acier allié, une première partie en acier allié s'étendant depuis la périphérie de l'anneau radialement vers l'intérieur, à une distance au-delà d'une gorge formée dans l'anneau pour les opérations de laminage à pas de pélérin, mais à une faible distance par rapport à l'épaisseur de l'anneau, et une seconde partie en acier allié s'étendant depuis la première partie en acier allié radialement vers l'intérieur, etecomprenant la majeure partie de l'épaisseur du cylindre de laminoir. Le premier acier allié est un acier allié durci qui a été durci par sa transformation en martensite dans des conditions prédéterminées d'un traitement thermique, alors que le second acier allié est un matériau qui ne se transforme pas en martensite dans les conditions du traitement thermique utilisé pour durcir le premier acier allié, de sorte que la première partie en acier allié, ou chemise, du cylindre de laminoir est composée d'un acier allié ayant la résistance et la dureté désirées pour résister aux fortes contraintes de compression en fonctionnement, tandis que la seconde partie en acier allié, ou noyau, a les caractéristiques nécessaires pour produire la contraction désirée de volume, laquelle a pour conséquence des contraintes résiduelles désirées de compression dans l'enveloppe pour résister aux contraintes cycliques de traction pendant le fonctionnement. Dans une des réalisations de l'invention, la première partie en alliage s'étend sur une distance jusqu'à environ 25 % de l'épaisseur du cylindre de laminoir, tandis que la seconde partie en alliage comprend le reste du cylindre de laminoir. Dans une autre réalisation, une troisième partie en acier allié est prévue, qui s'étend depuis l'alésage du cylindre de laminoir jusqu'à un point espacé de la première partie en alliage, la troisième partie en alliage étant faite d'un acier allié durci qui a été durci par sa transformation en martensite dans les conditions du traitement thermique utilisé pour durcir la première partie en alliage, ladite troisième partie en alliage s'étendant jusqu'à une distance d'environ 10 % de l'épaisseur du cylindre de laminoir, tandis que la deuxième partie en alliage comprend encore la majeure
partie de l'épaisseur du cylindre de laminoir.
Une autre réalisation de l'invention fournit un cylindre de laminoir dans lequel la seconde partie en alliage est composée d'un matériau qui a un coefficient de -7- dilatation thermique supérieur au coefficient de dilatation thermique du matériau composant la première partie en acier allié, de telle sorte que la contraction du volume due au refroidissement est importante, et a pour conséquence une augmentation supplémentaire des contraintes résiduelles de compression dans la
chemise du cylindre de laminoir.
Les réalisations préférées de l'invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, avec référence aux dessins en annexe, dans lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique d'un cylindre de laminoir à pas de pélérin, réalisant l'invention; - la figure 2 est une vue en plan du cylindre de laminoir de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation latérale du cylindre de laminoir montré en figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale faite le long de la ligne 4-4 de la figure 2; et - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4,
montrant une autre réalisation de l'invention.
En se référant maintenant en particulier à la figure 1, le cylindre 1 de laminoir à pas de pélérin montré ici a la forme d'un rouleau annulaire ou anneau, ayant une ouverture axiale 3 pour recevoir un axe. La périphérie extérieure de l'anneau a une gorge 5, dont la largeur va en diminuant dans le sens de la longueur, c'est-à-dire une gorge ayant une forme conique, et
dont la section transversale est essentiellement semi-
circulaire, cette gorge étant formée sur la périphérie de l'anneau. L'ouverture axiale 3 a une rainure 7 pour recevoir une clavette (non figurée sur le dessin) qui sert à fixer le cylindre de laminoir à l'arbre
-8- 2605908
et à empêcher sa rotation par rapport à cet arbre.
La section transversale de la gorge 5, en toute position le long de la circonférence du cylindre 1 de laminoir, est un arc de cercle, et plus particulièrement un arc essentiellement semicirculaire. Sur au moins une partie circonférentielle de la périphérie du cylindre de laminoir, le rayon de l'arc varie, depuis une grandeur légèrement supérieure au diamètre extérieur de départ du tube à réduire, jusqu'à une grandeur légèrement inférieure au diamètre extérieur du tube après réduction. La gorge s'étend au-delà de l'extrémité du côté -du petit rayon de la forme conique sur une distance appréciable. Cette région est appelée "la zone de mise à dimensions". La gorge s'étend également depuis l'extrémité du côté du grand rayon de la forme conique, et à cette extrémité, le rayon de la gorge est agrandi pour éviter le contact du tube et de l'outil, et faciliter l'introduction du tube. La surface cylindrique du cylLindre de laminoir s'étendant latéralement depuis la gorge est appelée la surface de roulement, et les côtés du cylindre de laminoir
sont appelés les flancs.
Comme le montre la figure 4, le cylindre de laminoir à pas de pélérin réalisant l'invention est constitué d'au moins deux parties faites d'aciers alliés différents. Une première partie 9 ou partie radiale extérieure est faite d'un premier acier allié durci par sa transformation en martensite dans des conditions prédéterminées d'un traitement thermique. Cette partie en acier allié durci s'étend radialement depuis la périphérie extérieure du cylindre de laminoir vers l'intérieur, sur une distance qui est plus grande que la profondeur maximale d de la gorge 5, mais qui est sensiblement plus petite que la distance complète -9- jusqu'à l'alésage 3. Une seconde partie 11 ou partie radiale intérieure est faite d'un second acier allié qui ne se transforme pas en martensite quand il est exposé aux conditions du traitement thermique nécessaire pour transformer en martensite le premier acier allié. En utilisant un cylindre de laminoir qui est constitué de deux parties en acier allié, on obtient la maîtrise de la modification de volume et, de ce fait, des contraintes résiduelles pendant le traitement thermique, un acier allié différent de l'acier allié de la partie 9 ou chemise du cylindre de laminoir étant sélectionné pour la partie 11 ou noyau du cylindre de laminoir, de façon à obtenir la contraction désirée de volume durant la trempe ou refroidissement du traitement thermique du cylindre de laminoir. Ainsi, la chemise ou première partie 9 est encore faite d'un acier allié à outils ayant la résistance et la dureté désirées pour résister aux fortes contraintes de compression en fonctionnement du cylindre de laminoir pendant les opérations de laminage à pas de pélérin, alors que la seconde partie 11 ou noyau est faite d'un alliage ayant les caractéristiques nécessaires pour produire la contraction désirée de volume, laquelle a pour conséquence les contraintes résiduelles désirées dans la chemise pour que celle-ci puisse résister aux contraintes cycliques de traction en fonctionnement qui se produisent pendant une opération de laminage
à pas de pélérin.
Le second acier allié sélectionné pour la seconde partie 11, c'est-à-dire le noyau du cylindre de laminoir, peut être un acier allié similaire à celui de la première partie 9, c'est-à-dire la chemise,
excepté le fait que sa composition chimique (c'est-
à-dire une plus faible teneur en carbone) soit telle -10- qu'elle empêche le durcissement par la transformation martensitique, et qu'elle garantisse ainsi la contraction de volume dans le noyau lors de la trempe et une contrainte résiduelle de compression dans la chemise du cylindre de laminoir. Par exemple, la première partie en acier allié, ou chemise, pourrait être faite en acier à outil à haute résistance, tel que la nuance Bofors SR 1855, dont la composition nominale (en pourcentages en poids) est la suivante: Carbone: 0,95 Manganèse: 0,9 Silicium: 1,5 Chrome: 1,1 Fer: complément, ou faite en un acier similaire à outils à haute résistance Bofors. Un autre acier allié convenable est l'acier AISI52100, dont la composition nominale (en pourcentages en poids) est la suivante: Carbone: 1,0 Manganèse: 0,4 Silicium: 0,3 Chrome: 1,45
Fer: complément.
Ces deux compositions et autres compositions convenables contiendraient, de façon typique, en poids, environ 1 % de carbone, jusqu'à environ 1 % de manganèse, jusqu'à environ 1,5 % de silicium, environ 1 à 1,5 % de chrome, le complément étant du fer, avec ses impuretés habituelles éventuelles. La première partie
ou chemise pourrait aussi être faite en acier AISI-
A8, dont la composition nominale (en pourcentages en poids) est la suivante: Carbone: 0,53 à 0,58 Manganèse: 0,25 à 0,35 Silicium: 0,85 à 1, 10 Chrome: 4,80 à 5,10 Tungstène: 1,00 à 1,50 Molybdène: 1,00 à 1,50
Fer: complément.
La première partie 9 en acier allié, ou chemise, du cylindre de laminoir devrait être durcie à une valeur comprise entre 53 et 63 Rockwell C (de 53 Rc à 63
Rc), et de préférence entre 56 Rc et 58 Rc.
La seconde partie 11 en acier allié, ou noyau, du cylindre de laminoir pourrait être faite en acier allié ne se transformant pas en martensite, tel qu'un acier allié à basse teneur en carbone, pas exemple la nuance AISI-1020 qui contient environ 0,2 % ou moins de carbone. La basse teneur en carbone éviterait le durcissement provoqué par la transformation martensitique. La dureté de la seconde partie 11, ou noyau, du cylindre de laminoir serait comprise entre 35 et 45 Rc, et de préférence entre 38 et 45 Rc. Dans le but de fournir une quantité suffisante de matériau pour le noyau, la seconde partie 11 ou noyau doit avoir une épaisseur correspondant à la majeure partie de l'épaisseur totale de la paroi du cylindre de laminoir. Ainsi, le matériau de la chemise, ou première partie en acier allié, ne peut s'étendre que sur une faible distance depuis la périphérie extérieure P vers l'alésage 3 du cylindre de laminoir, mais, comme ceci a déjà été expliqué, cette première partie doit s'étendre plus profondément que la gorge -12- , l'épaisseur de la première partie 9 en acier allié allant de préférence jusqu'à environ 25 % de l'épaisseur
totale de la paroi du cylindre de laminoir.
A titre d'exemple, un cylindre de laminoir, tel qu'il est montré en figure 4 et utilisé pour laminer par le procédé à pas de pélérin des tubes en alliage de zirconium (dénommé "Zircaloy"), pour effectuer une réduction depuis un diamètre extérieur de 18 mm pour atteindre un diamètre extérieur de 9,5 mm et une épaisseur de paroi de 0,6 mm, peut avoir un diamètre d'environ 20 cm et un alésage axial ou ouverture d'environ 11 cm de diamètre, ce qui laisse une épaisseur de paroi d'environ 4,5 cm. Le cylindre de laminoir peut avoir une largeur d'environ 7,5 cm et une gorge formée à sa périphérie d'une profondeur d'environ 0,9 mm en son point le plus profond. La première partie ou chemise peut avoir une épaisseur d'au moins 1,5 cm, c'està-dire environ 6 mm de plus que la profondeur
de la gorge.
Dans la réalisation illustrée en figure 5, une troisième partie 15 en acier allié est prévue sur l'alésage 3 du cylindre de laminoir, en plus des première et deuxième parties en acier allié. Un acier allié, qui est durcissable par transformation martensitique dans des conditions prédéterminées de traitement thermique, est utilisé pour les première et troisième parties 9 et 15, respectivement adjacentes à la périphérie P et à l'alésage 3, et un acier allié non durcissable, fait d'un matériau qui ne se transforme pas en martensite quand il est exposé auxdites conditions prédéterminées de traitement thermique, est utilisé pour la deuxième partie 11. Ici aussi, l'épaisseur de la première partie, ou chemise, du cylindre de -13- laminoir, c'est-à-dire la distance depuis la périphérie P du cylindre de laminoir jusqu'à l'interface 13 entre les première et deuxième parties 9 et 11, est plus grande que la profondeur d de la gorge 5, et va jusqu'à un point 13, espacé de l'alésage 3. La troisième partie en acier allié, faite également en acier allié qui est durci par sa transformation martensitique dans les conditions prédéterminées du traitement thermique, s'étend radialement depuis l'alésage 3 sur une distance d' pour former une interface avec la deuxième partie 11 en acier allié, lequel ne se transforme pas en martensite quand il est exposé aux conditions du traitement thermique nécessité pour transformer en martensite les premier et troisième aciers alliés. Ainsi, le noyau 11, fait en acier allié non durcissable ayant une dureté d'environ 35 à 45 Rc, est pris en sandwich entre la chemise 9 et la partie la plus interne 15 en acier allié, ces deux dernières parties étant faites en acier allié durci
ayant une dureté comprise entre 53 et 63 Rc.
Dans la réalisation de la figure 5, les dimensions globales du cylindre de laminoir 1' en forme d'anneau peuvent être les mêmes que celles du cylindre de laminoir 1 décrit à l'aide des figures 1 à 4, exception faite de l'existence de la troisième partie 15 qui, de préférence, a une épaisseur égale à environ 10 % de l'épaisseur totale (4,5 cm) du cylindre de laminoir en forme d'anneau, soir environ 0,5 cm. Compte tenu du fait que l'épaisseur de la première partie 9 en acier allié est de 25 % de l'épaisseur totale de la paroi du cylindre annulaire de laminoir, c'est-àdire environ 1,1 cm, la deuxième partie 11 en acier allié, ou noyau, aurait une épaisseur égale à 65 % de 4,5
cm, soit environ 2,9 cm.
-14- Ainsi on a vu que, dans la réalisation montrée sur les figures 1 à 4, la seconde partie 11 en acier allié, ou noyau, est sensiblement plus épaisse que la première partie 9 en acier allié, ou chemise, du cylindre de laminoir à pas de pélérin, et que dans la réalisation montrée en figure 5, elle est encore plus épaisse
que les première et deuxième parties 9 et 15 combinées.
De ee fait, dans les deux réalisations, la deuxième partie en acier allié, ou noyau, du cylindre annulaire de laminoir à pas de pélérin a une épaisseur correspondant à la majeure partie de l'épaisseur totale
du cylindre de laminoir.
La deuxième partie en alliage, ou noyau, faite en acier allié qui ne se transforme pas en martensite dans les conditions du traitement thermique destiné à la première ou la troisième partie, peut avoir un coefficient de dilatation thermique plus important que celui de-. l'acier allié de la première ou la troisième partie, de sorte que la contraction de volume de la deuxième partie en acier allié, qui se produit lors du refroidissement du cylindre de laminoir soumis au traitement thermique, est importante, et a pour résultat une augmentation supplémentaire des contraintes résiduelles de compression dans la première partie
en acier allié, ou chemise, du cylindre de laminoir.
Par exemple, la première partie en acier allié pourrait être constituée en acier AISI-52100, qui a un coefficient-de dilatation thermique de 12, 42 x 10-6/ C (depuis la température ambiante jusqu'à environ 93 C), ou en acier AISI-A8, qui a un coefficient de dilatation thermique de 11,9 x 10- 6/ C (depuis la température ambiante jusqu'à environ 93 C), alors que la deuxième partie en alliage serait constituée en acier allié tel que l'acier inoxydable AISI-304, qui a un
-15- 2605908
coefficient de dilatation thermique de 16,9 x 10-6/oC
(depuis la température ambiante jusqu'à environ 93 C).
Les Cylindres de laminoir à pas de pélérin constitués de plusieurs aciers alliés selon l'invention se prêtent eux-mêmes à être produits par des techniques métallurgiques connues. La condition fondamentale pour le procédé est de réaliser une liaison métallurgique entre deux parties en acier allié, puisqu'un assemblage mécanique par contraction n'aurait pas pour conséquence une résistance d'assemblage suffisante pour survivre au traitement thermique et à l'opération de laminage. Des réactions potentiellement nuisibles entre deux aciers alliés, telles que celles produites. par la diffusion du carbone depuis un acier à outil vers un acier tel qu'un acier inoxydable, peuvent être évitées en utilisant une couche
intermédiaire de nickel à l'interface de jonction.
Deux techniques connues, qui sont bien appropriées pour être utilisées dans la formation des cylindres de laminoirs à pas de pélérin, tels que ceux décrits ici, sont par exemple le pressage isostatique à chaud et l'extrusion à chaud. Pour le pressage isostatique à chaud, au début, les différentes parties en acier allié du cylindre de laminoir à pas de pélérin sont insérées l'une dans l'autre pour former un assemblage, et une soudure d'étanchéité est formée sur chaque côté de cet assemblage, le long de l'extrémité de l'interface entre les différentes parties en acier allié adjacentes l'une à l'autre, de telles soudures d'étanchéité des deux côtés de l'assemblage étant désirées de façon à obtenir la pression différentielle nécessaire à établir pendant l'opération de pressage isostatique à chaud. La. jonction entre les parties -16- en acier allié est ensuite effectuée en soumettant l'assemblage complet à une pression isostatique de gaz sous environ 1.378 bars et à une température
d'environ 1.090 C pendant une période de deux heures.
La jonction des parties en acier allié par le procédé d'extrusion à chaud serait effectué par l'extrusion à chaud à environ 1.090 C d'une billette assemblée et constituée des composants de chaque acier allié,
en dimensions, quantités et configurations appropriées.
Comme l'extrusion à chaud est fondamentalement un moyen de réaliser une réduction significative de l'étendue de la section transversale de la billette, l'étendue totale de la section transversale de la billette et celle de chaque partie en acier allié avant l'extrusion à chaud doivent par conséquent être plus grandes, du fait du rapport réalisé de réduction de l'étendue de la section transversale. Pour protéger les interfaces à lier de la contamination pendant le chauffage et avant l'extrusion à chaud, la-soudure de jonction à la périphérie de chaque interface ou l'emballage sous vide de la billette entière dans un caisson seraient probablement nécessaires. Cette opération serait conduite plus tôt dans la séquence de production et comporterait une opération normale telle que le forgeage pour obtenir les dimensions
finales pour un cylindre de laminoir à pas de pélérin.
Les cylindres de laminoirs à pas de pélérin réalisant l'invention auront une contrainte résiduelle de compression supérieure dans la région de la gorge à celle de cylindres de laminoir existants, et auront ainsi de façon significative une productivité plus élevée. De plus, de tels cylindres de laminoir sont plus faciles à soumettre au traitement thermique, puisqu'il n'est pas nécessaire d'utiliser les procédures -17- d'isolation telles que celles utilisées dans les procédures actuelles de trempe directionnelle pour
garantir une chemise durcie.
-18-
Claims (11)
1. Cylindre de laminoir à pas de pélérin pour réduire la section d'un tube, comprenant une pièce en forme d'anneau qui a une surface périphérique extérieure
présentant une gorge d'une section sensiblement semi-
circulaire formée sur la circonférence de cette pièce et de profondeur prédéterminée, caractérisé par le fait que la pièce (1 ou 1') en forme d'anneau est constituée d'au moins deux sections annulaires (9, 11) essentiellement coaxiales, formant respectivement une chemise extérieure (9) qui comporte ladite surface périphérique présentant la gorge (5) formée dans cette surface, et un noyau intérieur (11) contigu à la chemise extérieure, ladite chemise extérieure (9) ayant une épaisseur qui est plus grande que la profondeur de ladite gorge (5), mais qui correspond à une faible partie de l'épaisseur globale de la pièce en forme d'anneau, ledit noyau intérieur (11) étant sensiblement plus épais que la chemise extérieure, et ladite chemise extérieure (9) étant composée d'un alliage durci par la transformation en martensite dans des conditions prédéterminées d'un traitement thermique, tandis que le noyau intérieur (11) est composé d'un alliage incapable de se transformer en martensite dans lesdites conditions prédéterminées d'un traitement thermique utilisé pour durcir l'alliage de la chemise extérieure (9).
2. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chemise extérieure (9) a une dureté de 53 à 63 Rockwell C.
-19- 2605908
3. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon les
revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que
le noyau intérieur (11) a une dureté de 35 à 45 Rockwell C.
4. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon les
revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait
que ladite chemise extérieure (9) s'étend de la périphérie de ladite pièce (1 ou 1') en forme d'anneau radialement vers l'intérieur jusqu'à une distance d'environ 25 pour cent -de l'épaisseur globale de la
pièce en forme d'anneau.
5. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que le noyau intérieur (11) est composé d'un alliage ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui de l'alliage de la chemise
extérieure (9).
6. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que la chemise extérieure (9) est composée d'un acier à outil à haute résistance, contenant jusqu'à: 1 % de carbone, 1 % de manganèse, 1,5 % de silcium, environ 1,5 % de chrome (proportions en poids),
le reste étant du fer.
7. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que le noyau intérieur (11) est composé d'un acier allié à faible teneur en carbone, contenant
sensiblement moins de 0,2 % de carbone.
-20- 2605908
8. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon l'une
quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par
le fait que la chemise extérieure (9) est composée d'un acier allié sélectionné dans le groupe constitué des nuances AISI-A8 et AISI-52100, et que le noyau intérieur (11) est composé d'acier inoxydable de la
nuance AISI-304.
9. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
par le fait que la pièce en forme d'anneau (1') comporte une troisième section annulaire (15) disposée à l'intérieur du noyau intérieur (11) et contiguë à celui-ci, ladite troisième section annulaire (15) étant composée d'un alliage durci par la transformation en martensite, dans lesdites conditions prédéterminées d'un traitement thermique, et ayant une épaisseur sensiblement plus faible que l'épaisseur dudit noyau
intérieur (11).
10. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon la revendication 9, caractérisé par le fait '-que ladite troisième section annulaire (15) a une épaisseur correspondant sensiblement à 10 % de l'épaisseur globale
de ladite pièce en forme d'anneau (1').
11. Cylindre de laminoir à pas de pélérin selon les
revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait que
ladite troisième section annulaire (15) esi composée d'un alliage ayant la même composition que celle de
l'alliage de ladite chemise extérieure (9).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/925,765 US4819471A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Pilger die for tubing production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2605908A1 true FR2605908A1 (fr) | 1988-05-06 |
Family
ID=25452201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8715123A Pending FR2605908A1 (fr) | 1986-10-31 | 1987-10-30 | Cylindre de laminoir a pas de pelerin pour la fabrication de tubes |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4819471A (fr) |
| JP (1) | JP2554107B2 (fr) |
| DE (1) | DE3736681C2 (fr) |
| FR (1) | FR2605908A1 (fr) |
| SE (1) | SE464064B (fr) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH674164A5 (fr) * | 1987-09-29 | 1990-05-15 | Lonza Ag | |
| CH674096A5 (fr) * | 1988-01-19 | 1990-04-30 | Lonza Ag | |
| CH679462A5 (fr) * | 1988-08-31 | 1992-02-28 | Lonza Ag | |
| US5099667A (en) * | 1989-06-16 | 1992-03-31 | Lonza Ltd. | System for suspending and applying solid lubricants to tools or work pieces |
| DE59102889D1 (de) * | 1990-03-26 | 1994-10-20 | Lonza Ag | Verfahren und Einrichtung zum intervallweisen Versprühen einer Schmiermittel-Suspension. |
| JPH05154514A (ja) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 圧延用孔型ロール及びそのロール本体の製造方法 |
| US5418456A (en) * | 1992-06-17 | 1995-05-23 | Westinghouse Electric Corporation | Monitoring pilger forming operation by sensing periodic lateral displacement of workpiece |
| US5921128A (en) * | 1996-12-17 | 1999-07-13 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Method and apparatus for cold rolling tubes |
| US5906130A (en) * | 1998-07-07 | 1999-05-25 | Cbs Corporation | Quick change pilger die and assembly of same with rollstand arbor |
| US7922065B2 (en) | 2004-08-02 | 2011-04-12 | Ati Properties, Inc. | Corrosion resistant fluid conducting parts, methods of making corrosion resistant fluid conducting parts and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts |
| US20090158797A1 (en) * | 2006-01-12 | 2009-06-25 | Lahrman David F | Laser shock processed pilger dies |
| WO2009072194A1 (fr) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Processus de fabrication d'un tube métallique à paroi extrêmement fine par laminage à froid |
| GB0913847D0 (en) * | 2009-08-07 | 2009-09-16 | Surface Generation Ltd | Composite tool pin |
| US9375771B2 (en) | 2009-08-17 | 2016-06-28 | Ati Properties, Inc. | Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products |
| US9574684B1 (en) | 2009-08-17 | 2017-02-21 | Ati Properties Llc | Method for producing cold-worked centrifugal cast composite tubular products |
| US8479549B1 (en) * | 2009-08-17 | 2013-07-09 | Dynamic Flowform Corp. | Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products |
| JP6019031B2 (ja) | 2010-10-21 | 2016-11-02 | マジック・ミトン・リミテッド | 乳幼児を落ち着かせる補助器 |
| JP2012148295A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度管の製造方法 |
| US10118259B1 (en) | 2012-12-11 | 2018-11-06 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process |
| CN104148393B (zh) * | 2014-08-06 | 2016-02-24 | 常州市环华机械有限公司 | 一种外异型管冷轧模具 |
| EP3693638A4 (fr) | 2017-10-03 | 2021-06-23 | Eagle Industry Co., Ltd. | Élément coulissant |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2129683A (en) * | 1935-01-16 | 1938-09-13 | Gontermann Hans | Manufacturing compound rolls |
| US3929523A (en) * | 1972-10-16 | 1975-12-30 | Nippon Steel Corp | Steel suitable for use as rolling elements |
| US3997370A (en) * | 1975-11-17 | 1976-12-14 | Bethlehem Steel Corporation | Method of hot reducing ferrous and ferrous alloy products with composite martensitic nodular cast chill iron rolls |
| US4232096A (en) * | 1976-12-17 | 1980-11-04 | Uddeholms Aktiebolag | Composite steel material and composite steel tool made from this material |
| FR2463814A1 (fr) * | 1979-08-23 | 1981-02-27 | Westinghouse Electric Corp | Procede de traitement de materiaux formant des matrices et produits obtenus |
| JPS5713147A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-23 | Hitachi Ltd | Roll for hot rolling |
| JPS586959A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-14 | Kubota Ltd | 遠心力鋳造複合ロ−ル及びその製造法 |
| JPS58116911A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-12 | Kubota Ltd | 複合ロ−ル及びロ−ラ− |
| JPS59178110A (ja) * | 1984-03-03 | 1984-10-09 | Kubota Ltd | Ｈ型鋼圧延用複合スリ−ブロ−ル及びその製造法 |
| US4674312A (en) * | 1985-01-18 | 1987-06-23 | Westinghouse Electric Corp. | Pilgering apparatus |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2745777A (en) * | 1951-12-20 | 1956-05-15 | Armco Steel Corp | Internal combustion engine valves and the like |
| US3345220A (en) * | 1965-01-18 | 1967-10-03 | Int Nickel Co | Case hardening of steel |
| US3385739A (en) * | 1965-04-13 | 1968-05-28 | Eaton Yale & Towne | Alloy steel articles and the method of making |
| SE334750B (fr) * | 1968-06-14 | 1971-05-03 | Fagersta Bruks Ab | |
| DE1777162A1 (de) * | 1968-09-13 | 1971-03-04 | Hans Kaemmerer | Walze zum Walzen von Stahl |
| FR2069985B1 (fr) * | 1969-12-19 | 1973-12-21 | Anvar | |
| JPS5411257B1 (fr) * | 1970-03-27 | 1979-05-14 | ||
| US4047941A (en) * | 1974-09-23 | 1977-09-13 | Allegheny Ludlum Industries, Inc. | Duplex ferrit IC-martensitic stainless steel |
| US4054448A (en) * | 1974-09-23 | 1977-10-18 | Allegheny Ludlum Industries, Inc. | Duplex ferritic-martensitic stainless steel |
| GB1587215A (en) * | 1977-11-03 | 1981-04-01 | British Steel Corp | Manufacture of welded steel mesh |
| US4131491A (en) * | 1977-12-22 | 1978-12-26 | Fmc Corporation | Torsion bar and method of forming the same |
| US4180421A (en) * | 1977-12-22 | 1979-12-25 | Fmc Corporation | Torsion bar and method of forming the same |
| US4184352A (en) * | 1978-06-08 | 1980-01-22 | Moskovsky Institut Stali I Splavov | Method for pilger rolling of tubes and mill for effecting same |
| JPS552743A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Steel excellent in damping performance and manufacture thereof |
| US4159218A (en) * | 1978-08-07 | 1979-06-26 | National Steel Corporation | Method for producing a dual-phase ferrite-martensite steel strip |
| US4196025A (en) * | 1978-11-02 | 1980-04-01 | Ford Motor Company | High strength dual-phase steel |
| JPS55114872A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-04 | Hitachi Ltd | Exhaust gas recirculation controller of diesel engine |
| US4495002A (en) * | 1981-05-27 | 1985-01-22 | Westinghouse Electric Corp. | Three-step treatment of stainless steels having metastable austenitic and martensitic phases to increase resistance to chloride corrosion |
| DE3235807A1 (de) * | 1981-10-01 | 1983-04-21 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho, Tokyo | Oberflaechenhaertung von stahl durch waermebehandlung |
| JPS58221660A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-23 | Kubota Ltd | 孔型付圧延ロ−ル用複合スリ−ブの製造法 |
| JPS5978767A (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-07 | Kubota Ltd | 孔型付圧延ロ−ル用複合スリ−ブの製造法 |
| JPS6038603U (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-18 | 株式会社クボタ | スパイラル鋼管製造用成形ローラ |
| DE3474325D1 (en) * | 1984-06-08 | 1988-11-03 | Maurer Friedrich Soehne | Bridging device for expansion joints in bridges or the like |
| JPH0732679B2 (ja) * | 1991-06-21 | 1995-04-12 | 朋和産業株式会社 | おにぎり用包装体 |
| JPH116911A (ja) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Canon Inc | カラーフィルタ基板とその製造方法、及び該基板を用いた液晶素子 |
| JP2001000147A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-01-09 | Gurume Guu:Kk | 焼肉料理 |
| JP4258285B2 (ja) * | 2003-06-20 | 2009-04-30 | 日産自動車株式会社 | 車両の制動力制御装置 |
-
1986
- 1986-10-31 US US06/925,765 patent/US4819471A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-10-29 SE SE8704226A patent/SE464064B/sv not_active IP Right Cessation
- 1987-10-29 DE DE3736681A patent/DE3736681C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-30 FR FR8715123A patent/FR2605908A1/fr active Pending
- 1987-10-30 JP JP62273639A patent/JP2554107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2129683A (en) * | 1935-01-16 | 1938-09-13 | Gontermann Hans | Manufacturing compound rolls |
| US3929523A (en) * | 1972-10-16 | 1975-12-30 | Nippon Steel Corp | Steel suitable for use as rolling elements |
| US3997370A (en) * | 1975-11-17 | 1976-12-14 | Bethlehem Steel Corporation | Method of hot reducing ferrous and ferrous alloy products with composite martensitic nodular cast chill iron rolls |
| US4232096A (en) * | 1976-12-17 | 1980-11-04 | Uddeholms Aktiebolag | Composite steel material and composite steel tool made from this material |
| FR2463814A1 (fr) * | 1979-08-23 | 1981-02-27 | Westinghouse Electric Corp | Procede de traitement de materiaux formant des matrices et produits obtenus |
| JPS5713147A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-23 | Hitachi Ltd | Roll for hot rolling |
| JPS586959A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-14 | Kubota Ltd | 遠心力鋳造複合ロ−ル及びその製造法 |
| JPS58116911A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-12 | Kubota Ltd | 複合ロ−ル及びロ−ラ− |
| JPS59178110A (ja) * | 1984-03-03 | 1984-10-09 | Kubota Ltd | Ｈ型鋼圧延用複合スリ−ブロ−ル及びその製造法 |
| US4674312A (en) * | 1985-01-18 | 1987-06-23 | Westinghouse Electric Corp. | Pilgering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63119927A (ja) | 1988-05-24 |
| US4819471A (en) | 1989-04-11 |
| DE3736681C2 (de) | 1996-09-26 |
| DE3736681A1 (de) | 1988-05-11 |
| SE8704226L (sv) | 1988-05-01 |
| JP2554107B2 (ja) | 1996-11-13 |
| SE8704226D0 (sv) | 1987-10-29 |
| SE464064B (sv) | 1991-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2605908A1 (fr) | Cylindre de laminoir a pas de pelerin pour la fabrication de tubes | |
| EP2981371B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une pièce métallique tubulaire | |
| EP0167418B1 (fr) | Tube à double paroi pour un échangeur de chaleur et procédé de réalisation de ce tube | |
| FR2481162A1 (fr) | Cylindre du type a assemblage pour service a haute temperature | |
| EP1461561B1 (fr) | Joint filete tubulaire comportant des surfaces d'etancheite | |
| EP0377390B1 (fr) | Procédé de fabrication de tubes bimétalliques et tubes obtenus par ce procédé | |
| WO2006013242A9 (fr) | Objet comprenant une partie en acier de construction metallique, cette partie comportant une zone soudee a l’aide d’un faisceau a haute densite d’energie et presentant une excellente tenacite dans la zone fondue ; metode de fabrication de cet objet | |
| EP2027300B1 (fr) | Compositions d'aciers pour usages speciaux | |
| JPH0825063A (ja) | 異材管継手の製造方法 | |
| FR2576227A1 (fr) | Appareil de laminage a pas de pelerin | |
| FR2633698A1 (fr) | Tube a deux couches empechant le depot de carbone, destine a la manutention des composes carbones | |
| JPH08103872A (ja) | 耐摩耗性複合管の溶接方法 | |
| FR2670144A1 (fr) | Cylindre pour la coulee continue sur un ou entre deux cylindres, et son procede de fabrication. | |
| FR2821858A1 (fr) | Procede pour la production d'une gaine en ferro-alliage ferritique consolide avec une dispersion d'oxyde et contenant du chrome | |
| WO2021099697A1 (fr) | Pièce massive métallique et son procédé de fabrication | |
| FR2473379A1 (fr) | Procede de production d'une plaque d'acier plaque par laminage a chaud avec interposition d'une couche intermediaire | |
| EP0559588B1 (fr) | Procédé de fabrication de tubes à base de zirconium formés de couches de composition différente | |
| FR2790981A1 (fr) | Procede de production d'un tube en alliage a base de fer a durcissement par phase dispersee | |
| WO1998057085A1 (fr) | Procede de fabrication d'une conduite flexible | |
| WO1993013884A1 (fr) | Procede et dispositif pour le formage a chaud de metaux ou alliages metalliques | |
| BE334614A (fr) | ||
| BE556520A (fr) | ||
| FR3120414A1 (fr) | Elément tubulaire fileté à segment | |
| BE513461A (fr) | ||
| CH350157A (fr) | Procédé pour assembler bout à bout deux tubes dont l'un au moins est en acier austénitique |