Brevet FR2196207A1 — publié le 19740315

@@ présente invention concerne d'une façon générale le demaine du laminage des produits d'acier tels que des barres et éléments analogues et, plus particul@èrement, a@ dispositif perfectionné destiné à régler la température de la matière pendant les derniers stades o@ stades de finissage du laminage de manière à obtenir de meilleures propriétés métallurgiques. Dans un laminoir à barres classique, par exemple dans lequel une biliette de 16,51 x 16,51 cm est laminée sous forme ronde finale d'un diamètre de 12,7 mm à raison de 50 tonnes à l'heure à une vitesse de finissage d'environ 750 m/mn, la matière sous forme de billette est chauffée initialement dans un four à une température comprise entre environ 1150 et 1200 C avant d'être introduite dans l'extrémité de dégrossissage du laminoir. La matière subit un abaissement de température à environ 970 C pendant qu'elle passe dans le train dégrossisseur. Ensuite, au fur et à mesure que la matière s'avance dans les trains intermédiaire et finisseur,la température augmente progressivement jusqu'à environ 1050 C, température qu'elle atteint à la fin du laminoir. On sait maintenant qu'il est possible d'obtenir de meilleures propriétés métallurgiques si la matière est refroidie pendant le laminage de manière à effectuer le finissage à des températures moins élevées. En conséquence, la présente invention a généralement pour objet @ne @ouvelle disposition perfection@é@ pour refroidir la @atiere traitée dans un lami @oir. L'invention a encore pour objet un dispositif destiné a refroidir la matière traitée dans un laminoir, l'emplacement et la disposition du dispositif étan. @els qu@ @es ses@ins en énergie pour faire fonctionner le lamin@ir ne sont pas augmentés beau@oup par rapport à ceux @ormal@ment nécessaires pour actionner un lamin@ir classique compara@@e. Dans ce but, la presente invention envisage de laisser passer la mat@ers dans les tra@ns d'égrossisseur et interméd@aire du laminoir sans la @oumettre à un refro@dissement autre que celui qui se produit normalement pendant le laminage. Ensuite, lorsque la matière entre dans le train finisseur, des dispositifs disposés entre les cages finisseuses appliquent par intermittence un fluide de refroidissement à la surface de la matière. Le fluide de refroidissement est de préférence, bien que pas nécessairement, un liquide,par exemple l:eau,et le dispositif de refroidissement comprend des caissons remplis d'eau d'une longueur convenable pour effectuer un abaissement prédéterminé de la température de la surface de la matière.La distance séparant chaque lieu d'application du fluide de refroidissement est suffisante pour permettre ur)C certaine égalisation de la température entre le centre et la surface de la matière. Lt égalisation précitée de la température est principalement effectuée de préférence, bien que pas nécessairement, avant l'instant où la matière entre dans la cage suivante et pendant que la matière passe dans les couloirs à boucles ".es rigoles et/ou d'autres dispositifs analogues de guidage. En refroidissant la matière de cette manière, le lamincir de finissage est accompagné par un abaissement progres- sif continu de la température contrairement à l'augmentation progressive de ladite température de la matière qui se produit normalement dans des installations classiques. Ceci permet dtatteindre des températures de sortie du produit fini de ltordre de 9270C, ce qui nta ramais été atteint jusqutà présent. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre dtexemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en plan d'un la mincir comportant un train finisseur qui comprend des dispositifs de refroidissement selon la présente invention la figure 2 est une vue schématique en plan à plus grande échelle du train finisseur représenté sur la figure 1 les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en plan de trains finisseurs de laminoirs comprenant des variantes du dispositif de refrcidissement selon ltinvention ; la figure 5 ent inie coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 4 ; et les figures 6@ à 6G sont des graphiques montrant les températures estimées de la matière à laminer (a) pour un laminoir classique, (b) pour un train finisseur comme celui représenté sur la figure 2, et (c) pour un train finisseur comme celui représenté sur la figure 3. En se référant maintenant aux. dessins, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent des éléments correspondants sur les diverses figures, la figure 1 représente un laminoir désigné d'une façon générale par 10. Pour la commodité de la description, le laminoir 10 a été subdivisé en des trains dégrossisseur, intermédiaire et finisseur désignés respectivement par D, I et F. Le train dégrossisseur comprend de droite à gauche des cages alternées verticales et horizontales 1V, 2H, 3V, 4H, 5V, 6H, 7V et 8H.A la sui te, le train intermédiaire comporte des cages alternées ho 9H, 10V et 11H rizontales et verticale/.Le train finisseur du laminoir comporte un groupe supplémentaire de cages alternées verticales et horizontales 12V, 13H, 14V, 15s, 16V, 17H et 18V. Comme cela se fait couramment dans des laminoirs de ce type, le laminage successif effectué dans le train finisseur est tel que la matière présente une section ovale à sa sortie des cages horizontales et une section ronde à sa sortie des cages verticales. il est évident pour les spéci.alistes que la disposition du laminoir décrite ci-dessus comprenant la succession alternée, le groupement et le nombre des cages de laminage nRest donnée dans le présent mémoire qu'à titre illustratif et ne doit pas hêtre considérée comme limitant le cadre de l'invention. il est également bien entendu qutun certain nombre de composants classiques tels que des guides, des cisailles, etc., ont été cmis pour plus de simplicité et de clarté. Un four 20 à billettes se trouve près du train dégrossisseur du laminoir le four est utilise d'une manière classique pour chauffer les billettes à une température initiale de laminage comprise entre il 500 et 12O00C. Les billettes chauffées sont prélevées individuellement dans le four et introduites par un dispositif classique (non représenté) dans le train dégrossisseur du laminoir. Ensuite, chaque billette s'avance dans les trains dégrossisseur, intermédiaire et finisseur pour sortir du laminoir sous la forme d'un produit fini de section droite et de configuration prédéterminées. Le perfectionnement de la présente invention s'applique à un nouveau dispositif perfectionné destiné à refroidir la matière pendant son laminage par les cages du train finisseur. Dans la forme de réalisation représentée sur les figv- res 1 et 2, l'invention est représentée comme comportant plusieurs ensembles de refroidissement 24 placés après chacune des cages 12V à t7H du train finisseur. Chaque ensemble de refroidissement 24 est suivi par un couloir à boucles 26 qui reçoit et guide la matière dans la cage de laminage suivante. Les ensembles de refroidissement peuvent être de construction classique, par exemple des caissons contenant de l'eau et comportant plusieurs ajutages tubulaires alignés axialement avec la cannelure. On va décrire maintenant le fonctionnement d'un train finisseur comportant des dispositifs de refroidissement selon la forme de réalisation représentée sur les figures 1 et 2 en comparaison de celui d2un laminoir classique ne comportant pas de dispositif de refroidissement dans le train finisseur, en se référant également aux figures 6A et 6B. La figure 6A représente une courbe de température estimée montrant la progression d'une billette dans un laminoir classique présentant une disposition analogue à celle représentée sur la figure 1, excepté qucil ne comporte pas de dispositif de refroidissement selon l'invention dans le train finisseur. Cette courbe correspond à une billette de 16,51 x 16,51 cm qui est laminée sous une forme ronde finale d'un diamètre de 12,7 mm à raison de 50 tonnes à l'heure et à une vitesse de finissage de 750 m/mn. Dans ce cas, la billette est introduite dans l'extrémité de dégrossissage du laminoir une température d'environ 11770C. La matière subit un abaissement relativement rapide de la température entre les cages 1V et 8H jusqu'à environ 971 C.De là, au fur et à mesure que la matière passe dans les trains intermédiaire et finisseur du laminoir, sa température augmente progressivement jusqu'à environ 1050 C à l'extrémité de sortie du laminoir. On va décrire maintenant le fonctionnement de la forme de réalisat@on de l'invention représentée sur les figures 1 et 2 en se référant également à la figure 6B qui représente des courbes de refroidissement G' et C", la première repré- sentant la température sunerficlelle- de la matière et la seconde .a température au centre de la matière. Dans ce cas, on voit qu?au fur et à mesure que la matière passe dans chaque ensemble de refroidissement 24, la température superficielle baisse d'environ 42 C.Chaque opération de refroidissement est suivie par une période d'égalisation de température entre la surface et le centre de la matière au fur et à mesure que cette dernière parcourt un couloir à boucles situé en aval,avant d'entrer dans la cage suivante. Ce refroidissement intermittent de la surface est accompagné par un abais ement progressif de la température régnant au centre de la matière, la température moyenne de la section droite étant d'environ 9270C lorsque la matière entre dans la dernière cage finisseuse 18V. La disposition ci-dessus applique le fluide de refroidissement à la matière sortant à la fois des cages horizon- tales et verticales du train finisseur du laminoIr. Ainsi, les sections à la fois ovales et rondes de la matière sont exposées au liquide de refroidissement. Dans certains cas, il peut être souhaitable de limiter l'application du liquide de refroidissement aux sections rondes seulement. La figure 3 représente une disposition permettant d'atteindre ce résultat et dans laquelle les cages verticales sont suivies par des caiss@@s remplis d'eau 28. Une rigole 30 et un coul@ir à boucles 32 suivent chaque caisson 28 et acheminent la matière vers la cage horizontale suivante. L'espace compris entre le côté aval de chaque cage horizontale et le côté amont de chaque cage verticale est occupé par les couloirs à boucles 34. Une autre rigole de guidage 36 est placée latéralement au voisinage de chaque caisson 28 et de la rigole de guidage 70 qui. le prolonge. S'il est souhaitable de supprimer une application particulière du fluide de refroidissement, il est possible de prévoir un dispositif (non représenté) pour décaler les caissons 28 et les rigoles 30 latéralement de manière à placer les rigoles adjacentes de guidage 36 en alignement avec la cannelure. On va décrire maintenant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 3 en se référant à la figure 6C sur laquelle deux courbes de températures C' et C" (la première correspondant à la surface du fil machine et a seconde au centre de ce dernier) sont utilisées à nouveau pour montrer les effets d'une application intermittente d'un fluide de refroidissement au moyen des caissons 28 remplis d'eau. Dans ce cas, il convient de noter que lteau est appliquée à des endroits plus espacés et seulement aux sections rondes sortant des cages verticales. En conséquence, l'effet de refroidissement de chaque caisson est plus prcnoncé et chaque abaissement résultant de la température superficielle est en moyenne d'environ 550C.L'égalisation de la température entre la surface et le centre de la matière se produit pendant que cette dernière passe le long des rigoles 30, des couloirs à boucles 32, dans les cages verticales et dans les couloirs à boucles 34. application du fluide de refroidissement est réglée à nouveau de manière que la matière entre dans la cage verticale finale 18V à iine ten pérature moyenne en coupe transversale d'environ 9270C. La fifre 4 représente encore une autre forme de réa- lisation des ensembles de refroidissement 40 selon la présente invention. Cette forme de réalisation convient particulièrement pour la transformation de laminoirs existants dans lesquels la distance comprise entre les cages de laminage est plus restreinte. Comme on peut le voir en se réfé rant en particulier à la figure 5, chaque ensemble 40 comporte un chariot 42 :.:onte sur des roues 44 roulant sur des rails sous-jacents 46 qui sot orientés latéralement par rapport à la cannelure.Sur chaque chariot sont montés un caisson 48 rempli d'eau et un couloir à bcucles latéralement ad jacent 50. Lorsque le caisson 48 est placé comme indiqué en trait plein sur la figure 6, il est aligné avec la cannelure pour recevoir axialement et refroidir la matière en cours de laminage. On peut utiliser un dispositif, par exemplé un ensemble 52 à piston et cylindre,pour déplacer l'ensemble de refroidissement le long des rails 46 et le mettre à une autre position représentée en traits mixtes en 40a. Lorsqu'il occupe cette position, le couloir à boucles 50 est aligné avec la cannelure.On peut utiliser un dispositif, par exemple un dispositif de serrage 54, un frein ou autre mécanisme analogue pour bioquer le chariot dans l'une ou l'autre des positions précitées. La disposition représentée sur les figures 4 et 5 permet de mettre hors d'action des ensembles sélectionnés de refroidissement 40, en pouvant ainsi effectuer le refroidissement des sections rondes seulement et non pas des sections ovales lorsqu'on le désire. lorsque seules les sections rondes sont refroidies, l'égalisation des températures entre la surface et le centre de la matière peut également se produire lorsque la matière traverse les cages verticales et les cou- loirs latéraux à boucles 50 situés en aval. Comme on l'a précédemment indiqué, chacune des dispositions ci-dessus assure un refroidissement intermittent de la matière au fur et à mesure qu.e celle-ci passe dans le train finisseur du laminoir. En effectuant le laminage finisseur à des températures plus basses de l'ordre de 9270C, on obtient à la sortie du laminage un produit présentant de meilleures propriétés métallurgiques. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement pour un laminoir comportant un four destiné à chauffer des billettes à une température élevée convenant pour le laminage et plusieurs cages destinées à recevoir les billettes chauffées à partir du four et à les laminer sous forme d'un produit ayant une dimension de section droite et une configuration particulières, les cages de laminage étant groupées en plusieurs trains dont le dernier est un train finisseur, dispositif caracterisé en ce qui il comporte un dispositif de réglage de la température placé entre plusieurs des cages de laminage du train finisseur, le dispositif de réglage de la température étant destiné à refroidir la matière en cours de laminage de manière qu'elle subisse un abaissement de température au fur et à mesure qu'elle s'avance dans le train finisseur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de la température comporte un refroidisseur destiné à appliquer par intermittence un li- quide de refroidissement à la surface de la matière en cours de laminage, le dispositif de réglage de la température comportant en outre un élément drégalisatlon de la temnérature afin de permettre à la température superficielle de la matière de s t approcher de celle du centre après chaque application du liquide de refroidissement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le liquide de refroidissement est liteau et en ce que l'élément d'égalisation de la température comprend un mécanisme de formation de boucles. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cages de laminage du train finisseur sont disposées de manière à laminer alternativement la matière sous forme ovale et sous forme ronde et en ce que le dispositif de réglage de la température est agencé de manière à refroidir par intermittence aussi bien les sections ovales que les sections rondes. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé @@ ce que les cages de laminage du train finisseur sont disposées le @@nière à laminer alternativement la matière sous forme ovale et sous forme ronde et en ce que le dispositif de réglage de la température est agencé de manière à ne refroidir par intermittence que les sections rondes. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de la température comporte plusieurs éléments de refroidissement destinés à appliquer par intermittence un liquide de refroidissement à la surface de la matière en cours de laminage, chaque élément de refroidissement étant monté sur un chariot sous-jacent, un élément de guidage étant également monté sur chaque chariot latéralement au voisinage de l'élément de refroidissement, et un mécanisme pour régler latéralement le chariot par rapport à la trajectoire suivie par la matière en cours de laminage en permettant ainsi d'aligner axialement soit l'élément de refroidissement,soit l'élément de guidage avec ladite trajectoi ne. 7. Laminoir à billettes d'acier, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de refroidissement espacés, destinés à appliquer successivement un liquide de refroidissement à la surface de la billette pendant qu'elle passe dans le train finisseur du laminoir et un dispositif d'égalisation de température qui est en contact avec la billette après chaque application du liquide de refroidissement, le dispositif d'égalisation de la température permettant à la température superficielle de la billette de stapprocher de celle rég@ant au c@@tre de cette dernière, l'effet combiné des dis- positifs de refro@di@sement et du dispositif d'égalisation de température étant te@ que la tcLfflonae cyeYe on coupe transversa@e de la billette entrant dans la dernière cage de la@@@age du train fi@@sseur est d'environ 927 C.