Brevet FR2306037A1 — publié le 19761029

L'invention, Que à la collaboration de M. SPASSEI, Ingénieur divisionnaire à l'Usine de Thionville de la SociSté demanderesse, concerne un nouveau procédé de fabrication de cylindres de laminoir bimétalliques permettant d'obtenir une combinaison de hautes carac tEr4stiques particulières des différentes parties constitutives avec une excellente liaison de jonction entre les deux métaux. On sait qu'un cylindre de ce type se compose de deux métaux différents pour les deux parties essentielles qui le constituent à savoir a) la table, ou enveloppe, destinée à entrer en contact avec le produit laminé et qui doit avoir des qualités de résistance à l'usure, au faïençage thermique ou craquelure, aux écaillages et fissures, b) l'arbre central qui transmet le couple de laminage et résiste à l'effort de flexion, qui doit avoir des caractéristiques particulières de résistance aux efforts mécaniques. Entre les deux matériaux, la liaison doit être extrêmement fiable et avoir elle-même de hautes caractéristiques, surtout dans les cas de laminage sévère. On a déjà tenté d'obtenir de tels cylindres, et plusieurs brevets concernent des procédés de fabrication de cylindres bimétalliques, mais dans lesquels la liaison des deux parties du cylindre est imparfaite. Dans certains cas, la zone de liaison contient des impuretés ou des cavités consécutives aux réactions des deux métaux. Dans d'autres cas, la liaison est mécanique et entraîne des contraintes défavorables, ou bien encore la liaison est faite au moyen d'un troisième métal, ce qui complique l'opération. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés antérieurs et de fournir un procédé commode assurant une excellente liaison entre la table du cylindre et son arbre central. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication de cylindres de laminoir bimétalliques comportant une table en un premier métal et un arbre en un second métal, caractérisé en ce qu'on forme d'abord la table séparément sous forme d'une virole par un procédé connu en soi, on place cette virole comme élément constitutif d'un moule vertical de fabrication de cylindres de laminoir et on forme ensuite l'arbre à l'intérieur de ladite virole par un procédé de refusion sous laitier électro-conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap paraîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple, les Fig. 1 à 3 sont des représentations schématiques en coupe d'installations pour la mise en oeuvre du stade de refus ion sous laitier du procédé de l'invention. Suivant l'invention, on prépare d'abord la table du laminoir sous la forme d'une virole en un premier métal ayant les caractéristiques désirées. Pour ce faire, on peut utiliser tout procédé connu en soi approprié, tel que la centrifugation, le moulage, la refusion sous laitier électroconducteur, etc...; on préfère utiliser un procédé de centrifugation. Lorsque la virole est réalisée, on la place dans un moule vertical de fabrication de cylindres de laminoir, duquel elle constitue un des éléments, et on forme à l'intérieur de la virole l'arbre central du cylindre par un procédé classique de refusion sous laitier électroconducteur à partir d'une électrode consommable. Ce dernier processus est bien connu des spécialistes et aucune description détaillée n'en parait nécessaire. Ce stade du procédé de l'invention est illustré particulièrement aux Fig. 1 à 3, qui en donnent différents modes de mise en oeuvre. En se référant à la Fig. 1, le moule ou lingotière 1 de fabrication de cylindres de laminoir comprend un élément central 2 qui est constitué par la table du laminoir préparée précédemment sous forme d'une virole, par exemple par centrifugation comme indiqué ci-dessus, un élément supérieur en métal formé de deux parties superposées 3 et 4, par exemple en cuivre, et un élément inférieur constitué de deux parties superposées 5 et 6 du même métal que les parties supérieures. Des passages 7 pour la circulation d'un liquide de refroidissement sont ménagés dans les éléments supérieur et inférieur de la lingotière. Cette dernière'est obturée à sa base par une plaque inférieure 8. A la Fig. 1, le procédé est représenté au cours de sa mise en oeuvre, une électrode consommable 9 étant engagée dans l'espace central du moule en vue de la formation de l'arbre du cylindre. On voit à la partie inférieure du moule du métal liquide M sous une couche de laitier électroconducteur L. L'opération est poursuivie jusqu'à ce que la cavité centrale de la lingotière soit remplie du métal formant l'arbre du cylindre, c'est-à-dire jusqu'à la limite supérieure 10 de la partie 4 de la lingotière. Dans ce mode de réalisation, l'arbre est donc obtenu directement dans sa forme définitive et ne subit aucun autre traitement, à l'exception d'un usinage final si nécessaire. Si on se reporte maintenant à la Fig. 2, on constate que le moule représenté 11 comporte une partie centrale 12 formée par la table préfabriquée du laminoir en forme de virole, sur laquelle est disposé un élément supérieur de moule 13 en sable pour le moulage de l'un des tourillons du cylindre. La partie inférieure 14, destinée au moulage de l'autre tourillon, est également réalisée en sable et comporte un canal 15 pour l'admission du métal en source, muni à son extrémité externe d'un entonnoir 16 pour recevoir le métal fondu. Suivant le mode de mise en oeuvre représenté à la Fig. 2, on forme d'abord le tourillon inférieur 17 du cylindre par coulée en source d'un métal approprié au moyen du canal 15, puis on forme sur ce tourillon la partie centrale du cylindre comprise à l'intérieur de la virole 12 par fusion sous laitier électro-conducteur à partir d'une électrode consommable 18, comme représenté. On poursuit cette opération jusqu'à ce que le métal ait atteint la limite supérieure de la virole 12 et on retire à ce moment l'électrode 18. On coule ensuite en chute, par la partie supérieure du moule, le métal devant former le tourillon supérieur 19 du cylindre. Par ce moyen, il est possible de réaliser un cylindre de laminoir dans lequel les tourillons ne sont pas formés du même métal que l'arbre central, ce qui peut être intéressant pour certaines applications. Si on se2Ireporte maintenant à la Fig. 3, on voit que le moule ou lingotière/comprend une partie centrale 22 formée, comme dans les Fig. 1 et 2, de la table préfabriquée du laminoir en forme de virole, et ce moule est complété par une partie supérieure métallique 23 et une partie inférieure métallique 24 notamment en cuivre, dans lesquelles sont ménagés des conduits 26 pour le passage d'un liquide de refroidissement. Le moule est fermé à a partie inférieure par une plaque 25. Comme on peut le voir à la Fig. 3, la cavité centrale du moule a une forme générale cylindrique et on forme dans celle-ci l'arbre du cylindre par refusion sous laitier électroconducteur d'une électrode consommable 27 de la manière classique. Dans ce mode de réalisation, on forge ensuite les deux parties extrêmes de l'arbre qui doivent constituer les tourillons du cylindre, ce qui permet de donner à ceux-ci des caractéristiques mécaniques particulièrement remarquables. Grâce au procédé de la présente invention, on réalise un cylindre bimétallique qui présente de hautes caractéristiques. La liaison, obtenue par fusion sous laitier électro-conducteur assure une purification et une soudure parfaites et permet une solification sans dilution notable. Le procédé permet donc l'utilisation de compositions très différentes pour les deux parties du cylindre sans risque de pollution. La liaison est susceptible de supporter des traitements thermiques sévères sans risque de rupture par amorce sur des solutions de continuité. Le métal de coeur obtenu par un procédé de refus ion présente de hautes caractéristiques particulièrement souhaitables pour une bonne tenue en service des cylindres. L'opération étant progressive, les contraintes néfastes sont diminuées, ce qui autorise d'utiliser ce cylindre bi-métal dans l'état pour des conditions de travail relativement moins sévères. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de cylindres de laminoir bimétalliques comportant une table en un premier métal et un arbre en un second métal, caractérisé en ce qu'on forme d'abord la table séparément sous forme d'une virole par un procédé connu en soi, on place cette virole comme élément constitutif d'un moule vertical de fabrication de cylindres de laminoir et on forme ensuite l'arbre à l'intérieur de ladite virole par un procédé de refusion sous laitier électro-conducteur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme la table par centrifugation. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme la table par moulage ou par refus ion sous laitier électroconducteur. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on forme l'arbre et ses deux tourillons en une seule opération par refus ion sous laitier électroconducteur. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on réalise les deux tourillons des l'origine sous leur forme définitive. 6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on met les deux tourillons à leur forme définitive par forgeage. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on forme l'un des tourillons par coulée en source, on forme la partie centrale de l'arbre située à l'intérieur de la table par refusion sous laitier électro-conducteur et on forme l'autre tourillon par coulée en chute au-dessus de ladite partie centrale.