Brevet FR2467643A1 — publié le 19810430

La présente invention concerne un cylindre de laminoir à pas de pèlerin destiné à optimiser l'utilisation dudit cylindre. On sait que les cylindres de laminoir à pas de pèlerin présentent une périphérie subdivisée en une zone de tra- vail et en un calibre travaillant à vide. La zone de travail du cylindre comporte un cône de réduc- tion (la gueule), un calibre de polissage et un cône de sortie (l'écouloir), ces différentes parties étant carac- térisées par des profondeurs, des angles au centre et des profils particuliers. Les cylindres à pas de pèlerin connus à ce jour ont une zone totale de travail correspondant à un angle au cen- tre de l'ordre de 1800 à 2100, dont de 48% à 54% pour la gueule, de 30% à 36% pour le calibre de polissage et de 12% à 18% pour l'écouloir. Les arcs de cercle du cylindre correspondants dépendent en outre de l'angle total, in- fluençant lui-même la longueur de travail. L'usure des cylindres à pas de pèlerin apparait en fonc- tion de la durée du travail, de la façon la plus marquée en un point situé sur le cône de réduction et correspon- dant au point d'attaque entre le lingot creux et le cylin- dre. Cet endroit définit le dirmiensionnement nécessaire lors de la finition mécanique et donc le nombre de mises en oeuvre possibles du cylindre. on a déjà pensé à déplacer, afin d'éviter de grandes pro- fondeurs de finition, ledit point d'attaque en direction du calibre de travail. Ainsi, l'usinage fin peut ensuite avoir lieu avec une faible dim-inution du diamètre. Cepen- et du tube. La pression de laminage, encore entière, s'e- xerce sur une trop petite surface. La grande pression su- perficielle entraine la détérioration du tube, qui dépasse les limites de tolérance admissibles, et conduit à un nom- bre élevé de rebuts. On a proposé un autre moyen, notamment dans le brevet al- lemand n0 545 843, consistant à construire le cône de sortie comme un cône de réduction. Cette configuration de- vrait présenter l'avantage, qu'après usure du premier cô- ne de sortie, les cylindres sont prêts à l'usage par un retournement facile sans opération complémentaire. Mais l'utilisation pratique de ce moyen proposé présente de nombreux inconvénients. En effet, les courbes du cône de réduction et du cône de sortie présentent, du fait de leurs fonctions différentes, une évolution nettement différente. En outre, l'allure très abrupte de la courbe du cône de réduction entraine, par transformation du cône de sortie en un cône de réduction, la séparation trop rapide des cylindres et du tube et l'endommagement, déjà mentionné ci-dessus, du tube. De plus, lors de la finition nécessaire, la zone de tra- vail des cylindres est translatée en direction du calibre à vide. Dans cette zone, il n'y a cependant pas assez de matière pour réaliser la forme de calibre désirée. -3- En outre, il est connu de tous qu'il se forme de fortes criques de tension dans la zone du cône de réduction du noyau du cylindre. Par transformation du cône de sortie en un deuxième cône de réduction, cet endommagement appa- rait donc de nouveau décalé d'environ 1800. La section du coeur de cylindre en est de plus affaiblie. Par l'effet d'entaille, cet affaiblissement est encore augmenté. S'a- joute à cela, la difficulté dae au fait que la force maxi- male de laminage s'exerce dans la zone de diminution de section. La diminution de la section du cylindre entraine des ruptures fréquentes et présente donc des inconvénients d'ordre économique. La présente invention remédie à ces inconvénients et con- cerne un cylindre à pas de pélerin permettant d'améliorer sensiblement le coefficient d'utilisation des cylindres à pas de pélerin, en évitant les conséquences négatives sur la qualité du tuyau. A cette fin, selon l'invention, le cylindre à pas de péle- rin, comportant un profil de calibre présentant un cône de réduction, un calibre de polissage et un cône de sortie est caractérisé en ce que la partie inférieure du cône de réduction, adjacente au calibre de polissage, suit une courbe sensiblement linéaire sur un angle au centre de 25 , et est prolongée par une partie, qui s'étend sur un angle au centre compris entre 250 et 500, et qui obéit à une n c.x loi du type y = d. (a+b.e), o a, b, c, d et n sont des paramètres variant en fonction du diamètre du corps du cylindre, en ce que la zone de travail totale du cylin- dre s'étend sur une zone correspondant à un angle au cen- tre de l'ordre de 210 à 2350, et en ce que les étendues du cône de réduction, du calibre de polissage et du cons de sortie représentent respectivement 36%, 28% et 3690 de celle de la totalité de la zone de travail. 4- L'invention concerne également l'utilisation d'un cylin- dre à pas de pélerin, qui est caractérisée en ce qu'après plusieurs mises en service, on procède chaque fois à l'u- sinage du calibre, tandis que les angles des différentes zones de travail sont maintenus constants pour tous les diamètres du corps du cylindre à l'intérieur d'une four- chette de tolérance de plus ou moins 30, et en ce que, lors de la ou des dernières utilisations, on calibre le cône de sortie de façon habituelle. L'invention sera bien comprise à la lumière des dessins annexés. La figure 1 représente une coupe transversale d'un cylin- dre montrant un profil de calibre de type connu. La figure 2 montre une coupe transversale d'un cylindre présentant le profil de calibre selon l'invention. Le cylindre de type connu montré en coupe tranversale sur la figure 1 comporte une zone de travail (0,III) divisée en un cône de réduction, une cannelure de polissage et un cône de sortie. Sur cette coupe, les différentes zones sont mesurées angu- lairement, en degrés par des angles au centre. Ainsi, la zone de travail totale correspond à un angle a de l'ordre de 1800 à 2100. Les arcs de cercles compris entre les points 0 et I, I et II, II et III correspondent respectivement au cône de ré- duction, au calibre de polissage et au cône de sortie dont les rapports angulaires à la zone totale de travail (0,III) sont respectivement de l'ordre de 48 à 54%, 30 à 36% et 12 à 18%. Le point A correspond au point d'atta- -5- que entre le lingot creux et le cylindre. Ce point définit le dimensionnemnent nécessaire lors de la finition mécanique et donc le nombre de mises en oeuvre possible du cylindre. Cependant, de tels cylindres de type connu présentent les inconvénients cités précédemment. La figure 2 montre une coupe d'un cylindre selon l'inven- tion et le profil de son calibre. Les différentes zones sont mesurées de la même manière que sur la figure 1, à savoir par des angles au centre et re- pérées par les points 0,1,11 et III sur le cercle de me- sure concentrique au cylindre. Le profil de calibre selon l'invention est avant tout ca- ractérisé en ce que les courbes définissant le cône de ré- duction et le cône de sortie sont optimisées de façon à permettre à un seul type de courbe d'assumer les deux fonc- tions. A cet effet, le cône de réduction comporte une première partie dont la courbe est définie par une f'onc- tion hyperbolique, parabolique ou exponentielle, et une partie inférieure, contigue au calibre de polissage et dé- finie par une courbe sensiblement linéaire. La première partie ainsi calibrée doit correspondre à un an- gle au centre d'environ 250 et ne doit pas présenter de dimensions dépassant les valeurs limites suivantes Diamètre de la table du cylindre Profondeur du calibre sur le cercle de base du calibre 1200 - 8 50 rm1,5 1,8mmr/100 840 Au40 0 min 0,8 - 12unm/100 3190 - 2 50 rmi 0,4 - 0, 6mmn/100 - 6 - La courbe de la partie contigue à cette dite partie obéit C n à une loi de la forme: y = d (a + b. e x)sur une zone correspondant à un angle au centre compris entre environ "et 50 diamètre cylindre 1.200 de la table du - 850 mm 840 - 400 mm 390 - 250 mm Fonction y=d. C9,42153.10-2+1,344203. 10-3 e6i513 (.-) 0 6 d = 14,25 à 20,0 y=d.[1,94049.10-1+1,32633.10 3 e6, 4096 (xàO,6] d = 7,3 à 14,3 y=d. 1,94049.10-1+1,32633.10-3 ",4096. (5) 00 6 d = 4,0 à 7,2 L'angle correspondant à la zone de travail du cylindre selon l'invention est agrandi (par rapport aux cylindres connus) pour passer de 180 - 210 à 210 - 235 . Les différentes zones constituant la zone de travail (à savoir le cone de réduction, le calibre de polissage et le cône de sortie) occupent respectivement 36%, 28% et 36% de ladite zone totale de travail. Lors sont du de l'usinage, les angles des différentes zones de travail gardés constants pour tous les diamètres du corps cylindre, dans une fourchette de plus ou moins 3 . Le profil de calibre selon l'invention rend possible, en minimisant le nombre d'opérations de finition et en évi- tant les cassures de cylindre, une méthode de calibrage -7 - et une succession de diamètre adaptées au diamètre du corps du cylindre. A ce propos, le calibrage, selon l'invention, est appliqué avec deux cônes de réduction au domaine supérieur du dia- mètre de cylindre (30% à 40% maximum de mise en service) cité plus haut. Pour les 60% environ restants des mises en service, on calibre de façon conventionnelle avec un seul cône de ré- duction. De ce fait, on supprime les criques de tension situées dans la zone du deuxième cône de réduction et les effets négatifs, liés aux dites criques de tension. Dans le domaine supérieur du diamètre du cylindre, après six mises en service, on découpe un diamètre de calibre plus grand d'au moins le taux d'usinage. Ce diamètre de calibre supérieur est ensuite gardé pour 4 à 6 autres mi- ses en service avec deux cônes de réduction. Ensuite, on utilise un calibrage de forme conventionnelle. Le diamètre du calibrage choisi doit être à nouveau plus grand d'au moins le taux d'usinage. ú- 467643 -8 - R E V E N D I C A T I O N S 1- Cylindre pour laminoir à pas de pélerin, comportant un profil de calibre composé d'un cône de réduction, d'un calibre de polissage et d'un cône de sortie, caractérisé en ce que la partie inférieure du cône de ré- duction, jouxtant le calibre de polissage, suit une cour- be sensiblement linéaire sur un angle au centre de 250, et est prolongée par une partie qui s'étend entre 250 et 500 et qui obéit à une loi du type y=d.(a+b.e xn) , o a, b, c, d et n sont des paramètres variant en fonction du diamètre du corps du cylindre, en ce que la zone de travail totale du cylindre s'étend sur un angle au centre de l'ordre de 210 à 235 , et en ce que le cône de réduc- tion, le calibre de polissage et le cône de sortie s'éten- dent respectivement sur 36%, 28% et 36% de la zone totale de travail. 2- Procédé de laminage à l'aide du cylindre à pas de péle- rin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après plusieurs utilisations, on pro- cède chaque fois à l'usinage du calibre, les angles des différentes zones de travail étant maintenus constants pour tous les diamètres de table-de cylindre à l'intérieur d'une fourchette de tolérance de plus ou moins 30, et en ce que, lors de la ou des dernières utilisations, on ca- libre le cône de sortie de façon habituelle.