Brevet FR2101197A1 — publié le 19720331

L'invention a pour objet un procédé de lubrification et de refroidissement pour le laminage à froid des bandes, tôles, plaques d'acier ordinaire, d'acier allié, et de métaux non ferreux et dans lequel on injecte dans la fente entre cylindre de chaque cage du laminoir un fluide de refroidissement et lubrifiant. Par ailleurs, l'invention a encore pou objet un dispositif--pour la Bise en oeuvre de ce procédé. Un tel dispositif est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'-Amérique--n 3 505 844o Il est connu que le laminage à froid exige, d'une part, une lubrification et, d'autre part, un refroidissenent. On utilise pour cela de nombreux types d'émulsions d'huiles minérales qui, suivant leur co#po- sition, donnent au produit laminé une surface plus ou moins propre. Si l'on utilise des huiles grasses, il est nécessaire de procéder à une opération spéciale de dégraissage avant le recuit.L'utilisation de ces huiles émulsionnées entraîne certains défauts qui se manifestent d'une façon très:préjudi- cible, qui ont trait à la déformation, à la vitesse du lani- nage et à la propreté de la surface. dette observation est principalesent valable pour les grandes vitesses de laminage. Il est également connu d'utiliser des huiles ainé- rales solubles dans l'eau, avec addition de matières grasses et d'additifs pour hautes pressions. L'utilisation de ces produits assurent certes au produit laminé une surface de bonne qualité et propre et elle permet en outre d'obtenir une diminution d'épaisseur suffisamment forte ; toutefois, en raison du faible pouvoir réfrigérant de ces substances, la vitesse de laminage reste limitée. Le but de l'invention est de perfectionner le graissage et le refroidissement dans le laminage à froid sans entratner d'influence préjudiciable sur la qualité du produit laminé. L'invention a plus particulièrement pour but de réaliser un dispositif qui n'est affecté d'aucune linitation ayant trait à la vitesse de laninage et qui garantisse l'obtention d'une surface propre et exempte de défauts sur le produit laminé. Suivant l'invention, le problème est résolu en ce qu'on injecte dans la fente entre cylindres un fluide de re froidissenent possédant une tension superficielle comprise entre 36 et 72 dynes/cm à 200C, ainsi qu'un lubrifiant constitué par une huile minérale insoluble dans l'eau, d'une viscosité de 1-6 E à 50 C, dans un rapport en poids de 98,0 ffi : 2,0 % à 70,0 % : 30,0 #, le fluide de refroidissement et le fluide lubrifiant ne formant pas en Cange un système homogène stable et se séparant à nouveau après être passés dans l'intervalle entre cylindres. Dans ce procédé, le fluide de refroidisseaent et le fluide lubrifiant qui sont utilisés conåointement pour constituer le fluide de laminage sont sensiblement séparés en dehors de la fente entre cylindres. On peut obtenir ce résultat d'une façon sinple en choisissant le fluide de refroidissenent et le lubrifiant de lanière qu'ils ne forment pas en se mélangeant un système homogène et stable. Il en résulte que le élange se dissocie très rapidement dans le réservoir de recyclage.Les deux constituants d#u fluide de laminage sont acheninég à des pompes doseuses respectivement par un circuit de fluide lubrifiant et un circuit de refroidissement et ils ne sont nélangés que juste avant ltinjection dans la fente entre cylindres. L'invention a encore pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif destiné à la lubrification et au refroidissement pour le laminage à froid de bandes, tôles, plaques métalliques, dans lequel un fluide de refroidissenent et un fluide lubrifiant sont déposés sur le produit à laniner par des buses dirigées vers la fente entre cylindres, et qui comprend un bac collecteur et un réservoir de recyclage destiné à recueillir et renvoyer le fluide de refroidissement et le fluide de lubrification aux buses par des conduites de sortie, ainsi qu'une pompe doseuse pour le circuit de lubrification qui est intercalée dans les conduites de sortie est caractérisé en ce que le réservoir de recyclage qui joue le rôle de séparateur d'huile pos#sède des conduites de sortie séparées pour l'évacuation des fluides de refroidissement et de lubrification qui ne forment pas de système honogène stable, et en ce qu'une pompe doseuse est associée à chacune des conduites. l'invention a encore pour autre objet un fluide de refroidissenent et de lubrification dans lequel le rapport de mélange entre le fluide de refroidissement et le fluide de lubrification est compris entre 98,0 #' : 2;0 oA et 70,0 % : 30,0 %. On peut utiliser coasse fluide de ref)roidissetaent un fluide synthétique, anti-rouille ou une émulsion d'une huile minérale légère d'une tension superficielle comprise entre 36 et 72 dynes/cm à 2000. Ce fluide de refroidissenent n'est pas capable d'émulsionner ni de disperser les huiles minérales, graisses non plus que les huiles et cires synthétiques. On peut utiliser de préférence conae lubrifiant une huile minérale insoluble dans l'eau d'une viscosité de 1-6 E à 50 C. Ce lubrifiant est déjà connu en soi, voir "Stahl und Eisen" 77 (1957), N0 25, 12 Décembre, page 1827. Suivant une autre caractéristique, le lubrifiant peut contenir une addition d'huiles synthétique, d'additifs pour hautes pressions, d'alcools gras supérieurs et d'alcools cireux, dans une proportion pouvant atteindre au maximum 30 % en poids ou encore des huiles grasses dans une proportion pouvant atteindre au maximum 10 % en poids. Ces additifs sont égalenent connus en soi, voir "Zeitschrift etallkunde volume 61 (1970) fascicule 5, pages 323-325. Suivant l'invention, on utilise le fluide de refroi dissenent et le lubrifiant en mélange à l'intérieur de la fente entre cylindres. Toutefois, le fluide de laminage ainsi obtenu ne forne pas un système homogène et stable constituant une solution ou une évulsion, de sorte que, aussitôt après le passage de ce fluide de laminage à travers la fente entre cylindres, il se produit une dissociation des constituants du mélange, Il en résulte qu'on peut choisir pour fluide de re froidisseaient le fluide qui présente les qualités de refroi pissement optimales et pour le lubrifiant de fluide qui possède les propriétés de lubrification optimale.Il suffit d'utiliser une petite quantité de lubrifiant, la quantité nécessaire étant celle qui permet de produire un filn de lubrifiant mince mais cependant suffisant pour permettre une forte diminution d'épaisseur en une seule passe. Dans la partie de retour du circuit de fluide de lainage (on entendra dans la suite par fluide de laminage le mélange de fluide de refroidissement et de fluide lubrifiant), le fluide de refroidissement commence aussitôt à se séparer du fluide lubrifiant. Le fluide de refroidissenient et le lubrifiant sont ensuite traités separeent, épurés sé parlement et à nouveau injectés sous la forme mélangée dans la fente entre cylindres. Le fluide de refroidissement, de nême que le lubrifiant, peuvent être très soigneusement épurés, ce qui représente un avantage considérable comparativement à l'utilisation d'une émulsion comte fluide de laminage. Il ne risque donc pas d'accumuler de souillures, n8me pendant un fonctionnement prolongé. La séparation entre le fluide de refroidissement et le lubrifiant, qui ne parviennent dans la zone de la fente entre cylindres que sous la forme d'un mélange permet de régler séparément le dosage du fluide de refroidissement et du lubrifiant sur chaque cage du laminoir, ainsi que sur les diverses cages d'une ligne de laminage pendant le fonctionnement de sorte que l'on peut régler en continu et sur chaque cage l'effet de refroidissement aussi bien que la lubrification. Ceci contribue à permettre d'assurer une surveillance optimale du fonctionnement. Le procédé suivant l'invention assure l'obtention d'un produit laminé qui possède une surface propre et sans défaut. Après le dressage, on obtient un brillant superficiel beaucoup plus clair que dans les procédés de lainage à froid déjà connus. Les traînées de souillures ou "poissons d'argent" sont sensiblement disparus. Etant donné que, dans le procédé suivant l'invention, le lubrifiant ne laisse subsister aucun résidu gras sur la surface du produit laminé, on peut se dispenser de dégraisser. En raison des bonnes propriétés de lubrification, on peut procéder par passes de forte diminution d'épaisseur. Il est egalesent possible d'accélérer la vitesse de laainage.Ceci est particulièrement avantageux sur les cages des laninoirs réversibles aussi bien que sur les laminoirs en tanden. la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et en regard des exesples d'application donnés ci-après, fera mieux comprendre cornent l'invention peut être réalisée. EXEMPLE 1 On utilise conne fluide de refroidisseeent une solution aqueuse à 2 # d'un agent anti-rouille synthétique d'une tension superficielle de 56 dynes/cm-à 40 C et, conne lubrifiant,-une huile ninerale d'une viscosité de 2,50E à 5000 avec une addition de 5 % en poids (rapporté à l'huile minérale) d'un polyalcoyléther synthétique soluble dans les huiles minérales, et qui est utilisé comme additif pour hautes pressions. Le fluide de laminage est mélangé dans um batterie mélangeuse po#ur former un ensemble composé de 95 e de fluide de refroidissement et 5 % de lubrifiant et il est-introduit dans la fente de laminage à une température pouvant atteindre 60 C. A la place des additifs synthétiques, on peut ici utiliser égalenent une huile minérale ou un alcool gras supérieur d'une longueur de channe de 12 à 22 atomes de carbone. EXEMPLE 2 On mélange dans une batterie nélangeuse et dans un rapport de 90 % de fluide de refroidissement et de 10 % de lubrifiant, une émulsion à 2 % d'huile minérale anti-rouille possédant une tension superficielle de 45 dynes/cm à 400C, avec un lubrifiant qui est constitué par une huile minérale d'une viscosité de 4,50E à 5000 avec une addition de 10 % d'un polyalcyléther soluble dans les huiles minérales. Ce nélange est introduit dans la fente entre cylindres à une température pouvant atteindre 6000. EXEMPLE 3 On mélange dans une batterie mélangeuse une solution aqueuse à 2 % d'un fluide anti rouille organique possédant une tension superficielle de 62 dynes/cm à 400C, avec un lubrifiant qui est composé d'une huile minérale d'une viscosité de 1,O0E à 5000 avec une addition de 10 % de polyalcyléther synthétique, soluble dans les huiles minérales, dans un rapport de 85 o/o de fluide de refroidissenent et 15 % de lubrifiant. Ce mélange est injecté dans la fente entre cylindres à une température pouvant atteindre 6000. Dans les exenples cités en dernier, on peut aussi utiliser à la place de lubrifiant synthétique une huile grasse ou un alcool gras supérieur d'une#longueur de chaine de 12 à 22 atonies de carbone. Sur la fig. 1, on a représenté un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Les buses de projection 3 sont dirigées vers la fente entre cylindres 1 d'une cage de laminoir quarto 2. Au-dessous de la cage 2 se trouve un bac collecteur 4 destiné à recueillir le fluide de laminage. Ce bac collecteur 4 est relié par une conduite 5 à un réservoir de recyclage 6. Ce réservoir est équipé d'une part, d'une conduite de sortie 7 et, d'autre part, d'une conduite de trop-plein 8 qui est elle-nêze reliée à une cuvette de trop-plein 9. Les conduites de sortie 7 et 8 sont reliées par des conduites aux pompes doseuses 10 et il dont la conduite de refoulement glène à une batterie mélangeuse 12, d'où une conduite de refoulement 13 éne direetezent aux buses de projection 3. Le nélange de fluide de refroidissement et de lubrifiant possédant les propriétés indiquées plus haut se dissocie entièresent dans le réservoir de recyclage 6 de sorte que le fluide de refroidissement s'accumule dans le fond et qu'il est surnonté par le fluide lubrifiant 15. En raison de cette séparation, qui se produit très rapidement en raison des propriétés physiques du fluide de refroidissement et du lubrifiant, on peut soutirer séparément le fluide de refroidissenent 14 par la conduite de sortie 7 et le fluide lubrifiant 15 par l'in terniédiaire de la cuvette de trop-plein 9 et de la conduite de trop-plein 8. Les deux fluides, le fluide de refroidissenent et le lubrifiant, sont ensuite encore traités dans des dispositifs de refroidissenent et d'épuration tels que des filtres ou équivalents, ce qui n'a pas été représenté en détail sur le dessin. Les pompes doseuses 10 et il permettent de régler exactement les rapports en poids entre le fluide de refroidissenent et le lubrifiant, de sorte que lton obtient dans la batterie mélangeuse 12 le nélange voulu qui est ensuite injecté dans la fente entre cylindres au oye des buses de projection. Pendant le fonctionnement du laminoir, on peut régler indépendamment le débit de fluide de refroidissement au moyen de la pompe doseuse 10 et également régler indepen dament le débit de lubrifiant au moyen de la pompe doseuse 11. La valeur exacte du rapport en poids est calculée en fonction de la puissance de refroidissement nécessaire et de la géométrie du laminoir, notamment en fonction de la diminution d'épaisseur. En corrigeant le réglage du débit du fluide de refroidissement et du débit de lubrifiant, on peut régler les conditions de travail sur les valeurs optimales pendant le fonctionnement continu. REVENDI CATIONS 1. Procédé de refroidissenent et de lubrification pour le laninage à froid des bandes, tôles, plaques en acier, acier allié ou nétal non ferreux, dans lequel on injecte dans la fente entre cylindres de chaque cage du laminoir un fluide de refroidissement et de lubrification, ce pro cédé étant caractérisé en ce qu'on injecte dans la fente entre cylindres un fluide de refroidissement d'une tension superficielle comprise entre 36 et 72 dynes/cm à 2000 ainsi qu'un fluide lubrifiant constitué par une huile minérale non soluble dans l'eau, d'une viscosité de 1 à 60E à 500C, dans un rapport en poids de 98,0 % : 2,0 % à 70,0 % : 30,0 %, le fluide de refroidissement et le fluide lubrifiant ne formant pas ensemble un système homogène stable et se séparant à nouveau après avoir traversé la fente entre cylindres. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement et le fluide lubrifiant sont injectés séparément dans la fente entre cylindres. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissenent et le fluide lubrifiant sont injectés sous la forme d'un mélange dans la fente entre cylindres du laninoir. 4. Dispositif pour la lubrification et le refroidisseaent dans le laninage à froid de bandes, tôles, plaques n-étal- liques, dans le quel un fluide de refroidisseaent et de lubrification est déposé sur le produit à laminer au moyen de buses dirigées vers la fente entre cylindres du lan-i- noir, ce dispositif comprenant un bac collecteur et un réservoir de recyclage destiné à recueillir et à renvoyer le fluide de refroidisseaent et de lubrification aux buses par des conduites de sortie et une ponpe doseuse prévue pour le circuit du fluide de lubrifiant et qui est inter calée dans les conduites de sortie, ce dispositif étant caractérisé en ce que le réservoir de recyclage qui joue le rôle de séparateur d'huile est équipé de conduites de sor tie séparees pour l'évacuation du fluide de refroidissen-ent et du fluide lubrifiant qui ne fornent pas en nélange un systène homogène stable, et en ce que chacune des conduites de sortie est équipée d'une pompe doseuse sparée. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'une batterie mélangeuse est intercalée entre les pompes doseuses et les buses de projection. 6. Fluide de refroidissement et de lubrification pour l'ins tallation suivant l'une des revendications 4 et 5, carac térisé en ce que le rapport de mélange entre le fluide de refroidissenent et le fluide de lubrification est compris entre 98,0 % : 2,0 % et 70,0 : 30,0 %. 7. Fluide de refroidissesent pour l'installation suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par une tension su perficielle comprise entre 36 et 72 dynes/cm à 2000. 8. Fluide,- lubrifiant# pour l'installation suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend une huile minérale insoluble dans l'eau, d'une viscosité de 1-6 E à 50 C. 9. Fluide lubrifiant suivant la revendication -8, caractérisé en ce qu'il comporte une addition d'huiles synthétiques, d'additifs pour hautes pressions, d'-aloools gras et d'al cools cireux, dans une proportion pouvant atteindre-au maxinum 30 X en poids, ou d'huiles grasses jusqu'à un maximum de 10 en poids.