Brevet FR2191948A1 — publié le 19740208

La présente invention concerne un nouveau cylindre de laminoir, notamment pour laminage de petit profil, du fil nota-ent, composé d'un coeur ou secondaire en métal résistant au x flexions et torsions alternées, c'est-à-dire hautement résistant à la fatigue, et d'un primaire ou table en métal dur résistant à l'usure, cette table ayant la forme d'un manchon ou frette coiffant le secondaire et étant susceptible d'entre replacé après usure. On sait qu'un cylindre de laminoir se compose (Fig.l) A) d'un primaire 1, 2, 3, table ou frette qui est à la surface extérieure du cylindre pour entrer en contact avec le tal à laainer, B) d'un secondaire 4, a la partie médiane du cylindre, qui est composé d'une partie centrale 5, supportant le primaire 1 , 2, 3, les tourillons 6, 7 et une partie 8, 9 qui permet d'entrainer le cylindre en rotation et qui présente, à cet effet, le plus souvent un trèfle. Les natures des métaux du primaire et du secondaire diffèrent l'une de ltautre, car, ces létaux travaillent différe-ent. Pour le primaire I, 2, 3, il faut un métal résistant à l'usure. Pour le secondaire 5, 6, 7, 8, 9 il faut des létaux résistant à la fatigue et qui sont beaucoup moins fragiles que le métal consituant le primaire 1.Pour cela, les cylindres sont réalisés dans des alliages spéciaux qui sont onéreux et on a recherché, depuis longtemps, à pouvoir remplacer la partie du cylindre qui s'use, c'est-à-dlre le primaire 1, 2, 3 en conservant l'essentiel du cylindre Les difficultés résident dans la nécessité d'assurer une liaison parfaite et une con centricité absolue de lsaxe secondaire 5 avec la partie externe du primaire 1, 2, 3 . Les tentatives ont déà été faites dans ce sens et on peut citer, notamment, le brevet français 1.283.298 et son addition 86.436 ainsi que les brevets français 1.382.463, 2.023.707, 2.025.796, 2.033.887 et a,o53.148. La présente invention propose une nouvelle solution à ce problème. Le cylindre de l'invention est caractérisé par le fait - que le primaire, table ou frette est réalisé par un tube centrifuge en métal dur, c'est-g-dire que sa paroi interne est légèrement incurvée suivant un paraboloide de révolution et qu'elle est brute de fonderie, tandis que sa surface exérieure, rectifiée, est rigoureusement concentrique au secondaire, - et que la liaison entre le primaire et le secondaire est réalisée par un alliage à bas point de fusion dont la densité est peu différente de celle du métal constituant le primaire, ledit létal remplissant l'espace entre primaire et secondairé, ledit espace étant conformé pour que les contraintes de cisaillement dans le métal à bas point de fusion soient réduites au minimum pour etre remplacées par des contraintes de compression. Ltespace entre primaire et secondaire rempli par le métal à bas point de fusion es t limité, - du côté du secondaire, par une surface prismatique concentrique à la surface extérieure de la table, - e du côté du primaire, par une surface de révolution paraboloiilique excentrée de la surface externe de la table. Ltinventlon concerne aussi un procédé de réalisation dtun cylindre tel qu'il est défini ci-dessus et qui est carac térisé par le fait que l'on part d'un secondaire de récupération ou préparé spécialement et dtun primaire sous forme d'un tube réalisé par coulée centrifuge en effectuant les opérations suivantes a) on place verticalement l'arbre secondaire sur un support spécial, s'adaptant, de façon étanche avec précisionla portée conique destinée à recevoir les roulements et comportant un trou d'écoulement susceptible d'être bouché b) on enfile verticalement la frette sur l'arbre, ladite frette étant intérieurement brute de fonderie, c'est-à-dire que la surface du paraboloide de révolution est rugueuse c) on excentre légèrement la frette, c'est-à-dire que le diamètre intérieur brut de fonderie de ladite frette est décentré par rapport à l'axe de l'arbre secondaire d) on coule le métal à bas point de fusion dans l'es- pace entre primaire et secondaire e) on maintient le gradient thermique dans le métal à bas point de fusion qui vient d'être coulé, sur toute la hauteur de celui-ci, avec des brûleurs pour que la cristallisation du métal de liaison se fasse sans retassures internes ou autres défauts. Le primaire ou frette est réalisé par un métal ouacier hautement allié à base de chrome, nickel, fer, vanadium, tungstène, titane et autres dont la densité est voisine de 8. Une autre caractéristique importante de l'invention réside dans le fait que le métal à bas point de fusion est un métal connu sous le nom de métal anti-friction dont le point de fusion est de l'ordre de 2500 C qui est à base de plomh, de cuivre et d'étain notamment et dont la densité est de l'ordre de 8. Pour assurer la liaison entre le primaire et le secondaire, on coule le métal à bas point de fusion en pluie, à partir d'un bassin de coulée, suivant une épaisseur de ltordre de 8 à 15 rmn. Le bassin de coulée utilise est de préférence en amiante ciment La description ci-après donne un exemple non limi tatif du cylindre, objet de l'invention, illustré par des dessins annexés dans lequels La figure l est une coupe longitudinale diamètrale d'un cylindre de laminoir suivant lrinvention avec, dans la partie supérieure, un primaire en une seule pièce et, dans la parie inférieure, un primaire en deux pièces se raccordant vers le milieu du cylindre. La figure 2 est une coupe transversale, perpen Ddiculaire à taxe, dsun cylindre suivant ltinvention, La figure 3 est une coupe schématique montrant la façon dont on réalise la liaison entre primaire et secondaire Le primaire table ou frette 1, 2, 3, est réalisé par un tube cenrifugé en métal dur, c'est-à-dire que sa paroi interne 10 11, 12 est légèrement incurvée suivant un paraboloide de révolution, cette paroi est brute de fonderie. La surface extérieure de la table 1, 2 ou 3 est, naturellement, rigoureusement concentrique au secondaire et elle est rectifiée en présentant, comm il nta pas été indiqué dans les dessins, des cannelures pour le laminage du fil quand ctest nécessaire. Le secondaire 4 est tout à fait classique à la seule exception que son diamètre est plus petit que le diamètre du cylindre destiné au meme usage. Il est réalisé en un métal résistant à la fatigue mécanique. La liaison entre primaire f, 2, 3, et secondaire 4 est réalisé par un alliage à bas point de fusion 13, 14, dont la densité est peu différente de celle du métal constituant le primaire 1, 2, 3 pour des raisons d'équilibrage car de tels cylindres peuvent tourner à une vitesse de 2000 tours à la minute. Le métal à bas point de fusion 13, 14, remplit totalement l'espace entre le primaire et le secondaire. Pour réaliser le primaire, on peut utiliser une seule frette l, dont la surface interne 10 a la forme d'un prabo de révolution, ou deux frettes 2, 3, dont les surfaces internes on aussi la forme d'un paraboloide de révolution qui sont alors orients différemment. Pour réaliser une parfaite liaison entre le métal à bas point de fusion 13, 14 et le primaire 1, 2, 3 d'une part et le secondaire 4 dtautre part, l'invention prévoit trois sortes de particularités Tout d'abord, la surface interne des primaires 1, 2, 3 est brute de fonderie, c'est-à-dire qu'elle est rugueuse. En second lieu on sXarrange pour excentrer la surface interne 10, ll, 12 des frettes 1, 2, 3 par rapport à la surface extérieure du cylindre et à la surface eérieure de la partie centrale du secondaire 5. En troisième lieu, on s'arrange pour que la surface extérieure du secondaire 5 présente des léplats ctet-à-dire qu'elle soit prismatique sous la forme d'un octogone comme il a été représenté à la figure 2, par exemple. Le secondaire 4 pourra être un secondaire fabriqué spécialement, ou encore un secondaire de récupération d'un ancien cylindre que leon aura usiner exérieurement suivant les exigences de l'invention Pour fabriquer le cylindre de l'invention, il faudra utiliser un support spécial 15 dans lequel on pet placer verticalement l'arbre secondaire 4 qui s'adapte de façon étanche par sa portée conique à une partie supérieure usinée spécialement du support 15. Le support 15, présente à sa partie supérieure un trou d'écoulement 16 qui est susceptible d'être bouché d'une façon quelconque par un bouchon de terre réfractaire, par exemple.Lorsque le secondaire 4 est placé de toute façon sur le support 15 et quand on a bouché le trou 16, on enfile verticalement la frette 1 sur l'arbre, ladite frette etant intérieurement brute de fonderie et ayant la forme d'un paraboloide de révolution. La frette est alors décalée légèrement pour ltexcentrer par rapport au secondaire 4. On place un bassin de coulée sur l'autre palier de portée conique le 18, puis on coule/métal à bas point de fusion dans le bassin de coulée pour que ledit métal se répartisse dans l'espace compris entre le primaire 1 et le secondaire 4. Le métal en question à un point de fusion de llordre de 2500 C et il est de la famille des métaux anti-friction à base de plomb, cuivre et étain. L'espace entre le primaire 1 et le secondaire 15 est de l'ordre de 8 à 15 mm. Immédiatement après la coulée du métal à bas point de fusion, on maintient le gradient thermique dans ledit métal à bas point de fusion qui vient d'être codé en chauffant extérieurement la frette 1 avec des brûleurs pour que la cristallisation du métal se fasse sans retassures ou autres défauts internes qui pourraient nuire a la liaison ultérieure entre le primaire 1 et le secondaire 4. Lorsque le cylindre de l'invention, réalisé suivant le procédé décrit ci-dessus, est en service à cause de l'excen- trayon de la surface interne, de la frette, ou primaireet de la présence du méplat constituant une surface prismatique à la périphérie du secondaire, le métal à bas point de fusion est soumis essentiellement à des contraintes de compression, aussi bien sous la pression de laminage que sous le couple de laminage. On élimine, par conséquent, essentiellement, les contraintes tangentielles entre le métal à bas point de fusion d'une part et les surfaces internes du primaire et externes du secondaire, d'autre part. La liaison estdonc réalisée au mieux. Lorsque lton veut remplacer la frette, on replace le cylindre usagé sur le support spécial dont on a débouché le trou dtécoulement et on chauffe l'ensemble. Le métal à bas point de fusion s'écoule et on peut retirer facilement la frette ou primaire. Il suffit ensuite de la remplacer par une frette neuve et de la fixer sur le secondaire de la meme façon qui a été décrite ci-dessus. REVENDICATIONS 10) Nouveau cylindre de laminoir, notamment pour laminage de petits profils, du fil notamment, composé d'un coeur ou secondaire en métal résistant aux flexions et torsions alternées, c'est-à-dire hautement résistant à la fatigue, et d'un primaire ou table en métal dur resistant à llusure, cette table ayant la forme d'un manchon ou frette coiffant le secondaire et étant suscepible dtêtre remplacé après usure, c a r a c t é r i s é par le fait - que le primaire, table ou frette est réalisé Par un tube centrifugé en métal dur, cXest-i-dire que sa paroi interne est légèrement incurvée suivant un paraboloide de révolution et quelle est brute de fonderie tandis que sa surface extérieure, rectifiée, est rigoureusement concentrique au se condaire, - et que la liaison entre le primaire et le secondaire est réalisé e par un alliage à bas point de fusion dont la densité est peu différente de celle du métal constituant le primaire, ledit métal remplissant l'espace entre primaire et secondaire,ledit espace étant conformé pour que les contraintes de cisaillement dans le métal à bas point de fusion soient réduites au minimum pour être remplacées par des contraintes de compression. 20) Cylindre de laminoir, tel que défini dans la revendication l, c a r a c t é r i s é par le fait que l'espace entre primaire et secondaire rempli par le métal à bas point de fusion est limité, - du côté du secondaire, par un surface prismatique concentrique à la surface extérieure de la table. - et du côté du primaire par une surface de réva- lution paraboloidique excentrée de la surface externe de la table. 30) Procédé de réalisation d'un cylindre, conforme auc revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que l'on part d'un seoondaire de récupération ou préparé spécialement et dun primaire sous forme d'un tube réalisé par coulée centrifuge en effectuant les opérations suivantes a) on place verticalement l'arbre secondaire sur un support spécial s'adaptant, de façon étanche avec précision, à la portée conique et comportant un trou d'écoulement susceptible d'être bouché b) on enfile verticalement la frette sur l'arbre, ladite frette étant intérieurement brute de fonderie c' est-à-dire que la surface du parabololde de révolution est rugueuse. c) on excentre légèrement la frette c'est-à-dire que le diamètre intérieur brut de fonderie de ladite frette est décentré par rapport à l'axe de l'arbre secondaire d) on coule le métal à bas point de fusion dans l'espace entre primaire et secondaire e) on maintient le gradient thermique dans le métal à bas point de fusion qui vientdêtre coulé, sur toute la hauteur de celui-ci, avec des brûleurs pour que la cristallisation du métal, de liaison se fasse sans retassures internes ou autres défauts. 40)Procédé, tel que défini dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que le primaire ou frette est réalisé en un métal ou acier hautement allié à base de chrome, nickel, fer, vanadium, tungstène, ttane et autres dont la densité est voisine de 8. 50) Procédé, tel que défini dans l'une quelconque des revendications 3 ou 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que le méta l à bas point de fusion est un métal connu sous le nom de métal anti-friction dont le point de fusion est de l'ordre de 2500 C, qui est à base de plomb, decuivre, et étain, notamment et dont la densité est de l'ordre de 8. 6 ) Procédé, tel que défini dans la revendication 5 > c a r a c té r i s é par le fait qu'on coule le métal à bas point de fusion, en pluie, à partir d'un bassin de coulée. 7 ) Procédé, tel que défini dans la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que l'épaisseur de métal à bas point de fusion est de l'ordre de 8 à 15 mm environ. 8 ) Procédé, tel que défini dans la revendication 6, c a r a c é r i s é par le fait que le bassin de coulée est en amiante ciment.