LU88566A1 - Procédé de laminage de palplanches à section en forme de Z - Google Patents
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Description
Procédé de laminage de palplanches a section en forme de Z
La présente invention concerne un procédé de laminage à chaud de palplanches à section en forme de Z à partir de demi-produits à section en H, notamment à partir de "beam blanks" de coulée continue.
Alors que jusqu'il y a peu, le laminage de profilés tels que les poutrelles, palplanches, cornières, se faisait à partir d’une prise de fer rectangulaire, la tendance actuelle est d'utiliser des préformes obtenues par coulée continue, ce qui limite les étapes de laminage nécessaires pour arriver au profilé fini. C’est ainsi que le laminage à chaud de poutrelles H se fait de plus en plus couramment à partir de "beam blanks” de coulée continue qui ont déjà une forme de H. Les techniques de coulée continue de ces "beam blanks" sont par ailleurs parfaitement maîtrisées.
En ce qui concerne les palplanches, il n'existe pas encore de technique pour la coulée continue de préformes spécifiques. Contrairement aux poutrelles, dont la section en forme de H présente deux plans de symétrie, les sections de palplanches ne présentent en effet qu'un plan de symétrie dans le cas des palplanches en U, respectivement aucun plan de symétrie pour les palplanches en Z. La coulée continue de sections ayant une forme proche de celle des palplanches finies n'est donc pas aussi aisée d'un point de vue technique que la coulée continue de "beam blanks" avec deux plans de symétrie pour poutrelles.
Comme les palplanches sont par contre souvent laminées sur les mêmes trains de laminage que les poutrelles, il serait intéressant de pouvoir produire les palplanches et notamment les palplanches à section en forme de Z, à partir des "beam blanks" à section en H, afin d'une part de limiter le nombre de section de "beam blanks" coulés en continu et d'autre part d'éviter en même temps les problèmes liés à la coulée en continu de sections spéciales pour palplanches.
Un procédé de laminage de palplanches en Z à partir de "beam blanks" a été décrit dans la demande de brevet JP-A-4/288903. Ce procédé de laminage transforme, dans une première phase de laminage, le demi-produit à section en H en une préforme de la palplanche à section en Z qui présente déjà, mis à part la préforme des griffes, la géométrie finale de la palplanche. La deuxième phase de laminage est essentiellement consacrée à un travail de dégrossissage de-l’âme et des ailes et au laminage des griffes. La forme globale de la section en Z ne change quasi plus. Ce procédé de laminage nécessite des refoulements compliqués de la matière qui peuvent engendrer des défauts tels que par exemple des repliures aux angles entre l'âme et les ailes de la palplanche.
Le problème à la base de la présente invention est de proposer un procédé de laminage mieux adapté pour le laminage à chaud d'une palplanche à section en Z à partir d'un demi-produit à section en H.
Selon la présente invention, ce problème trouve sa solution dans un procédé selon la première revendication.
Au lieu de laminer à partir du demi-produit à section en H une préforme géométriquement ressemblante à la palplanche en Z, on passe par une préforme comprenant deux sections de transition aile/âme sensiblement parallèles au plan de laminage (plan parallèle à Taxe de rotation des cylindres de laminage). Ces deux sections de transition aile/âme raccordent des ébauches des ailes de la palplanche à une section médiane oblique par rapport au plan de laminage. Cette façon de procéder permet de répartir la matière des bouts d'ailes du demi-produit à section en H de façon très simple, soit dans les ébauches des ailes/griffes, soit dans les deux sections de transition aile/âme.
Les deux sections de transition aile/âme et ladite section médiane forment avantageusement une préforme courbe de l'âme de ladite palplanche. Afin de simplifier le travail de laminage, cette préforme courbe est maintenue pendant toute la phase de dégrossissage. C'est seulement vers la fin du procédé de laminage que la préforme courbe de l’âme est aplatie pour constituer l’âme finale de la palplanche. De cette façon il est possible de réduire la largeur nécessaire au laminage; ce qui permet par conséquent de travailler soit avec des cylindres de laminage moins larges, soit de laminer sur un même laminoir des palplanches plus larges. Dans ce contexte il convient de rappeler, qu'à module d'élasticité égal, l’utilisation d’une palplanche plus large permet de réduire d'environ 15% le poids au m2 de rideau de palplanches. Il sera par conséquent apprécié, qu'en permettant de laminer sur un laminoir existant des sections de palplanches plus larges, la présente invention confère également un avantage économique important.
Dans une première phase du laminage on a avantage à provoquer principalement un aplatissement des bouts d'ailes A2 et A4 et un écartement latéral des bouts d'ailes A1 et A3. Il sera noté que les bouts d'ailes du demi-produit à section en H sont numérotés successivement A1, A2, A3, A4 en faisant le tour de la section en H.
Le refoulement de la matière du demi-produit à section en H lors de son dégrossissage peut être grossièrement caractérisé comme suit : la majeure partie de la matière des bouts d'ailes A2 et A4 passe dans les sections de transition, la matière des bouts d'ailes A1 et A3 passe dans les préformes des deux ailes latérales et dans des préformes des griffes, et ladite section médiane est formée quasi essentiellement de matière provenant de l'âme du demi-produit à section en H.
De préférence, la section médiane qui relie les deux sections de transition aile/âme est laminée de façon à définir avec le plan de laminage un angle a qui est progressivement augmenté jusqu’à une valeur maximale a(max)>aQ, où ag est l'angle que définit l'âme finale avec le plan de laminage. Vers la fin du procédé de laminage cet angle a(max) est alors réduit à la valeur finale aag. Cette façon de procéder permet de gagner un maximum de place en ce qui concerne la largeur de laminage.
Il sera apprécié que la présente invention présente aussi une méthode qui permet d'optimiser le laminage des ailes et des griffes de la palplanche. Pour chacune des deux ébauches des ailes, on lamine de préférence une préforme de la griffe, une section de transition griffe/aile qui est sensiblement parallèle au plan de laminage, et une section de raccord entre la section de transition griffe/aile et la section de transition aile/âme. La section de transition griffe/aile qui est sensiblement parallèle au plan de laminage simplifie de façon appréciable le refoulement de la matière au niveau de la préforme aile/griffe et facilite de plus le laminage de la griffe. Ce dernier est amorcé par un laminage d'une saignée dans la préforme de la griffe, perpendiculairement au plan de laminage. Vers la fin du laminage, la section de transition griffe/aile et la section de raccord entre la section de transition griffe/aile et la section de transition aile/âme sont alors aplaties et orientées pour former une aile plane définissant un angle f3g avec Ie plan de laminage.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple illustré dans les figures annexées.
La Figure 1 montre l’évolution progressive de la section transversale du produit laminé dans un procédé de laminage selon la présente invention.
La Figure 2 montre en (a) la section transversale d'une préforme selon l'invention de la palplanche qui précède l'étape de laminage produisant la forme finale de la palplanche, et en (b) la forme finale de la palplanche à section en Z.
La Figure 1 représente, à titre d'illustration de la présente invention, l'évolution progressive de la section transversale du produit laminé, lors d'un laminage d'une palplanche "AZ 36" avec griffes d'emboîtement de type LARSSEfv/® à partir d'un "beam blank" 10 à section en H coulé en continu.. Le "beam blank" 10 de départ présente deux plans de symétrie et peut être divisé en 5 parties: une âme 12, qui sur le train de laminage est orientée parallèlement au plan de laminage 8 (plan parallèle à l'axe de rotation des cylindres de laminage non représentés), et quatre bouts d'ailes, numérotés successivement A1, A2, A3, A4 en faisant le tour du "beam blank". Les bouts d'ailes A1, A2, A3, A4 sont raccordés à l’âme 12 par des arrondis 14. Les faces latérales extérieure 16 des deux branches du H sont planes et perpendiculaire à l'âme. Il sera noté que l’aire cumulée des sections transversales des quatre bouts d’ailes est légèrement supérieure à l’aire de la section transversale de l’âme.
Lors de la première passe de laminage, la partie médiane l'âme 12 du “beam blank” a été légèrement amincie et a reçue une orientation oblique par rapport au plan de laminage 8. Les bouts d'ailes A2 et A4 ont été aplatis parallèlement au plan de laminage. Les bouts d'ailes A1 et A3 ont été arrondis. Un léger renflement se présente au centre des faces latérales du "beam blank" 10.
Lors de la passe 2, les bouts d'ailes A2 et A4 ont été aplaties davantage pour présenter des surfaces planes 18 parallèles au plan de laminage. Les bouts d'ailes A1 et A3 ont été écartés latéralement vers l'extérieur. Il sera noté que tous les raccords concaves de la section transversales sont réalisés à l'aide de courbes à rayons de courbure généreux.
Dès la passe 3 on distingue une section médiane oblique 20, deux sections de transition aile/âme 22', 22" et les ébauches 24', 24" des futures ailes et griffes de la palplanche finale. Les deux sections de transition aile/âme 22', 22" se situent à remplacement des bouts d’ailes A2 et A4 et sont sensiblement parallèles au plan de laminage. Il sera noté que du côté convexe les sections de transition aile/âme 22', 22" présentent une surface sensiblement plane 23’, 23", et que du côté opposé on a suffisamment de place pour un raccord concave 26', 26" à. rayon de courbure généreux. Ces raccords concaves 26’, 26" relient la section médiane oblique 20 aux ébauches 24', 24" des futures ailes et griffes de la palplanche finale. Il sera noté que l'angle a a augmenté à la passe 3 et que les bouts d'ailes A2 et A4 ont complètement disparu. Leur matière est passée principalement dans les sections de transition aile/âme 22', 22" mais également dans les ébauches 24', 24" des ailes. L'aplatissement progressif des bouts d'ailes A2 et A4 parallèlement au plan de laminage pour donner les sections de transition aile/âme 22', 22", ainsi que les raccords concaves 26', 26" à rayons de courbure généreux, permettent de réduire sensiblement le risque de formation de défauts de surface, telles que des repliures.
La passe 4 constitue la fin d'une première phase du laminage, qui consiste à passer du "beam blank" en forme de H à une préforme de palplanche en 2 repliée. On distingue maintenant nettement la section médiane oblique 20, dont l'angle a formé avec le plan de laminage 8 a de nouveau augmenté, et les sections de transition aile/âme 22', 22" parallèles au plan de laminage. Les ébauches 24', 24" des futures ailes et griffes de la palplanche finale ont été amincies davantage. Une saignée 34 a été laminée dans les préformes des griffes perpendiculairement au plan de laminage 8. On commence à distinguer des sections de transition griffe/aile 30', 30", sensiblement parallèles au plan de laminage; et des sections de raccord 32', 32", qui connectent les sections de transition griffe/aile 30', 30" aux sections de transition aile/âme 22’, 22" et forment un angle ß avec le plan de laminage 8.
Il sera noté que les deux sections de transition aile/âme 22’, 22" et la section médiane oblique 20 constituent une préforme courbe de l'âme de la palplanche finale. Tandis que chaque paire composée d'une section de transition griffe/aile 30', 30" et d'une section de raccord 32', 32" constitue une préforme courbe de l'aile de la palplanche finale.
Les étapes suivantes du laminage (jusqu'à la passe 9) sont principalement consacrées au dégrossissage progressif de la préforme courbe ou repliée de la palplanche et au laminage des griffes. Contrairement à ce qui se passe lors du laminage conventionnel des palplanches à section en Z, le dégrossissage se fait entièrement sur la préforme courbe de la palplanche à section en Z. De cette façon on sait entre autres profiter des rayons de raccord en ce qui concerne les parties convexes de la palplanche. La forme courbe des futures ailes facilite entre autres le laminage des griffes, car ces dernières sont quasiment parallèles au plan de laminage 8 et donc très accessibles. Lors du dégrossissage de l'âme courbe, l'angle a reste quasiment constant et est sensiblement plus grand que l'angle ao mesuré sur la palplanche finale (c.f. Figure 2).
Jusqu'à la passe 9, la préforme de la griffe a une forme ouverte, ce qui facilite son dégrossissage. A la passe 9, le dégrossissage étant terminé, les griffes sont refermées pour leur conférer leur forme définitive. De plus, lors de la passe 9, les différentes parois ont acquis sensiblement leurs épaisseurs finales. La dernière passe de laminage ne va servir qu’à redresser ou rectifier la palplanche (voir Figure 2). Les deux sections de transition aile/âme 22’, 22" parallèles au plan de laminage (dont la longueur cumulée peut par ailleurs représenter entre 15% et 75% de la longueur finale de l'âme de la palplanche) et la section médiane 20 sont rectifiées de façon à constituer une section droite constituant l'âme finale 40 de la palplanche. Cette déformation s’accompagne d'une diminution de l'angle a jusqu'à la valeur ao qui est l'angle formé par l'âme 40 de la palplanche finale et le plan de laminage. De la même façon, les sections de transition griffe/aile 30', 30" et les sections de raccord 32', 32" sont rectifiées pour constituer les ailes 42', 42” de la palplanche finale; l'angle ß augmentant pour atteindre sa valeur finale ßo-
Remarquons que différents types de "beam blanks" peuvent être utilisés avec le procédé de laminage selon la présente invention. Suivant la largeur des palplanches à laminer, il pourra s'avérer nécessaire de procéder, préalablement au laminage proprement dit, à un refoulement permettant d'ajuster la hauteur du "beam blank" à la largeur du profil en question.
Dans l'exemple ci-dessus, la présente invention a été appliquée au cas d’une palplanche en Z munie de griffes du type "LARSSEN" 44’, 44”. Elle peut cependant être appliquée au laminage de palplanches en Z munies de n'importe quel autre type de griffe.
Claims (11)
1. Procédé de laminage à chaud d'une palplanche à section en Z à partir d'un demi-produit à section en H, ledit demi-produit à section en H comprenant une âme (12) et quatre bouts d'ailes, ces bouts d'ailes étant numérotés A1, A2, A3, A4 en faisant le tour de la section en H, ledit procédé de laminage faisant intervenir des moyens de laminage définissant un plan de laminage (8) de façon que l'âme (12) de la section en H du demi-produit soit sensiblement parallèle à ce plan de laminage (8), et ladite palplanche à section en Z comprenant, à la fin dudit procédé, une âme plane (40) définissant un angle ao avec le plan de laminage (8), deux ailes latérales (42’, 42”) définissant un angle 3q avec le plan de laminage (8), et une griffe (44’, 44”) terminant chacune des deux ailes latérales, caractérisé en ce que l'on passe par une préforme de la palplanche présentant deux sections de transition aile/âme (22’, 22”) sensiblement parallèles au plan de laminage (8), ces deux sections de transition aile/âme raccordant des ébauches des ailes de la palplanche (24’, 24”) à une section médiane (20) oblique par rapport au plan de laminage (8).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux sections de transition aile/âme (22’, 22”) et ladite section médiane (20) forment une préforme courbe de l'âme de ladite palplanche.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que vers la fin du laminage, la préforme courbe de l'âme est aplatie pour constituer l'âme plane finale (40) de la palplanche.
4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on passe par une préforme de la palplanche dans laquelle chaque section de transition aile/âme (22’, 22”) est limitée d'un côté par une surface sensiblement plane (23’, 23”) et de l'autre côté par une surface concave courbe (26’, 26").
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lors dépassés de dégrossissage du demi-produit à section en H, la majeure partie de la matière des bouts d’ailes A2 et A4 passe dans lesdites sections de transition aile/âme (22', 22”), la matière des bouts d'ailes A1 et A3 passe dans les préformes des deux ailes latérales et dans des préformes des griffes, et ladite section médiane (20) est formée quasi essentiellement de matière provenant de l'âme (12) du demi-produit à section en H.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la section médiane (20) qui relie les deux sections de transition aile/âme (22’, 22”) définit avec le plan de laminage (8) un angle a qui est progressivement augmenté jusqu'à une valeur maximale a(max)>ao, et en ce que vers la fin du procédé de laminage cet angle a(max) est réduit à la valeur finale ao.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans une première phase du laminage on provoque principalement un aplatissement des bouts d’ailes A2 et A4 et un écartement latéral des bouts d’ailes A1 et A3.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour chacune des deux ébauches des ailes, on lamine une préforme de la griffe, une section de transition griffe/aile (30’, 30”) qui est sensiblement parallèle au plan de laminage (8), et une section de raccord (32’, 32”) entre la section de transition griffe/aile (30’, 30”) et la section de transition aile/âme (22’, 22”).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que vers la fin du laminage, la section de transition griffe/aile (30’, 30") et ladite section de raccord (32’, 32”) entre la section de transition griffe/aile (30’, 30”) et la section de transition aile/âme (22’, 22”) sont aplaties pour former une aile plane (42’, 42”) définissant ledit angle ßg avec le plan de laminage (8).
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que, après avoir laminé la section de transition griffe/aile (30’, 30”) qui est sensiblement parallèle au plan de laminage (8), on lamine dans la préforme de la griffe une saignée (34) perpendiculairement au plan de laminage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la largeur d'une section de transition aile/âme (22’, 22”) sensiblement parallèle au plan de laminage (8) dépasse au moins 15% de la largeur finale de l'âme (40).
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