Brevet FR2492284A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne des laminoirs pour tubes d'acier du type Mannesmann, vertical à double cylin- dre et à sabot-disque et elle a trait plus particulièrement à un appareil pour changer les cylindres de laminoir et les sabots en forme de disques utilisés dans de tels laminoirs. Ce type de laminoir (opérant par perçage, par allon- gement ou d'une manière semblable) est conçu de façon qu'une matière chauffée (appelée dans la suite une billette) soit engagée entre des cylindres de laminage disposés verticale- ment et une cheville montée à l'extrémité avant d'un man- drin de grande longueur est engagée dans la billette par le côté opposé de façon à produire un tuyau brut à paroi épaisse. Ainsi, les surfaces extérieures des cylindres de laminage sont appliquées contre la billette chaude lorsque ceux-ci sont entrainés en rotation et il est nécessaire de remplacer les cylindres par des neufs lorsqu'ils sont affec- tés par l'usure et par des défauts causés dans leurs surfa- ces au bout d'une longue période de service. Le laminoir comporte également deux sabots en forme de disque circulaire qui sont disposés entre les cylindres pour empocher le tuyau brut de se dilater entre les cylindres pendant l'opération de perçage de la billette et la surface périphérique exté- rieure des sabots en forme de disque est pourvue d'un profil incurvé correspondant à la forme extérieure des billettes, de sorte qu'il est nécessaire de changer les sabots quand le diamètre extérieur des billettes change. De même, les surfaces périphériques extérieures des sabots sont toujours en contact avec les billettes chaudes et par conséquent il est nécessaire de changer les sabots lorsqu'ils sont endom- magés par l'usure et par des défauts après une longue pé- riode d'utilisation. Dans des laminoirs connus de ce type, les cylindres de laminage sont changés en effectuant d'abord le levage, et le transfert en un autre endroit, du couvercle placé sur la partie supérieure d'un bâti à l'aide d'un pont-roulant, puis en soulevant les cylindres supérieur et inférieur qui sont montés dans le bâti et en les transférant jusque dans un atelier ou magasin à cylindres, puis en transportant des cylindres neufs se trouvant dans l'atelier ou magasin à cylindres jusqu'au bâti et en les installant dans celui-ci. D'autre part, le changement des sabots en forme de disque est effectué en démontant les sabots du laminoir à l'aide d'une potence ou d'un moyen semblable, puis en soulevant et en transférant les sabots jusqu'à l'atelier ou magasin à cylindres à l'aide du pont-roulant, puis en transportant et en installant des sabots neufs dans le laminoir. Ces procédés connus de changement de cylindres et de sabots nécessitent non seulement beaucoup de temps et de main d'oeuvre, mais ils se traduisent également par une réduction considérable de rendement et par la perte résul- tant de l'arrêt du laminoir à cause de l'opération de chan- gement de cylindres ou de sabots. On rencontre de nombreux autres inconvénients du fait que le pont-roulant est utili- sé uniquement pendant l'opération de changement de cylin- dres ou de sabots, ce qui interdit son utilisation pour une autre opération; en outre il est difficile d'obtenir un haut degré de rigidité pour le laminoir du fait que le bâti est ouvert à sa partie supérieure. Les procédés connus pré- sentent encore de nombreux autres inconvénients. La présente invention a pour but de remédier aux in- convénients précités des réalisations connues à l'aide d'un laminoir pour tuyaux d'acier dans lequel différents mécanis- mes sont groupés dans la moitié supérieure d'un bâti de sorte que des cylindres de laminage peuvent être sortis sur le côté du bâti en vue de leur changement, et dans lequel des empoises de maintien de sabots sont agencées pour exé- cuter des mouvements parallèles et des dispositifs de main- tien ou de support de sabots sont placés à l'opposé desdites empoises de façon à pivoter autour d'arbres fixes afin d'ex- traire les sabots transversalement hors du bâti, ce qui per- met de changer aisément les cylindres et les sabots du la- minoir et d'obtenir pour celui-ci une plus grande rigidité. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face montrant en coupe par- tielle un mode de réalisation de laminoir pour tuyaux d'acier conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective montrant à titre d'exemple le mode de liaison entre une barre portante et un berceau qui sont utilisés avec l'invention; - la figure 3 est une vue en perspective montrant à titre d'exemple un chariot utilisé avec l'invention; - la figure 4 est une vue de face du laminoir selon l'in- vention dont une partie est omise, la figure permettant d'expliquer l'opération de changement du cylindre; - les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en plan et une vue de face schématique du laminoir selon l'inven- tion, qui permettent d'expliquer l'opération de changement de sabot. Sur la figure 1, les références 11 et 12 désignent des cylindres de laminoir qui sont respectivement supportés sur des berceaux 15 et 16 par l'intermédiaire d'empoises 13 et 14. On a désigné par les références 17 et 18 des éléments porteurs qui sont respectivement placés sur la surface su- périeure du berceau 15 (supérieur) et la surface inférieure du berceau 16 (inférieur) et qui sont chacun munis d'une partie étagée et d'une rainure 19 comportant une extrémité ouverte, comme le montre à titre d'exemple la figure 2. Les références 22 et 23 désignent des barres portantes qui sont pourvues à une extrémité de blocs en forme de disque 24 agencés pour s'engager dans les rainures 19. En consi- dérant à nouveau la figure 1, on voit que les références 25 et 26 désignent des filetages extérieurs qui sont formés respectivement sur les barres portantes 22 et 23 et qui viennent se visser dans des filetages intérieurs 2 et 3 mé- nagés dans un bâti 1. Les références 27 et 28 désignent des mécanismes d'entraTnement, tels que des moteurs, qui sont fixés sur le bâti 1 de manière à entraîner en rotation les barres portantes respectives-22, 23. La référence 29 dé- signe un bloc sur lequel l'autre extrémité de la barre por- tante 22 est fixée, des vérins hydrauliques 30 et 31 étant eux-mêmes fixés sur le carter 1 et la tige d'actionnement des vérins étant fixée sur le bloc 29. On a désigné les ré- férences 5 et 6 des guides pour le berceau supérieur 15. Il est prévu des sabots 41, 42 en forme de disques qui comportent chacun une surface périphérique incurvée cor- respondant au diamètre extérieur des billettes. Les réfé- rences 43 et 44 désignent des empoises au travers desquelles passent des arbres principaux 45 et 46, les sabots 41 et 42 étant respectivement fixés par des vis ou des organes sembla- bles sur une extrémité des arbres 45 et 46, dont les autres extrémités sont respectivement accouplées à des moteurs 49 et 50 par l'intermédiaire de joints universels et de ré- ducteurs à engrenages 47 et 48. Les références 51 et 52 désignent des vérins hydrauliques qui sont montés sur le carter 1 et dont les tiges d'actionnement sont respective- ment accouplées aux empoises 43 et 44. On a désigné par 53 et 54 des mécanismes à vis qui sont supportés par le bâti 1 et dont les extrémités avant sont respectivement appliquées contre des sièges 55 et 56 formés sur les empoises 43 et 44 de manière que ces empoises 43 et 44 puissent respective- ment être déplacées parallèlement d'une distance 1 par les vérins hydrauliques 51 et 52 et les mécanismes à vis 53 et 54. On a désigné par les références 61 et 62 deux dispo- sitifs de maintien ou de support qui sont supportés par le bâti 1 et qui peuvent être amenés, par rotation autour d'ar- bres 61a, jusque dans les positions limites de déplacement des empoises 43 et 44 de façon à être situés en regard de ces dernières, lesdits dispositifs comprenant des vérins hydrau- liques 63 et 64 qui sont agencés pour être actionnés en vue de faire déplacer verticalement un support 65 monté dans cha- cun des dispositifs de maintien 61 et 62. Bien que cela ne soit pas représenté, deux dispositifs de maintien 61 et 62 sont respectivement placés sur chaque côté du berceau 16. On a désigné par la référence 66 des extracteurs des sa- bots en forme de disques 41, 42, qui remplissent également la fonction de fixation des sabots 41, 42 en position. Les dispositifs de maintien 61 et 62 sont agencés pour être en- trainés en pivotement vers l'extérieur autour des arbres porteurs 61a par des mécanismes d'entratnement (non repré- sentés). La référence 67 désigne un guide pour le berceau 16, ce guide étant déplaçable verticalement par un mécanisme hydraulique 68. La référence 69 désigne un chariot placé sur une embase 4 du bâti 1, endessous du berceau 16, et se présentant sous la forme d'un châssis, comme montré par son mode de réalisation mis en évidence sur la figure 3. Le chariot 69 est pourvu de rouleaux 70 sur sa surface in- férieure. On va maintenant décrire l'opération de changement des cylindres supérieur et inférieur à l'aide du mode de réalisation de l'invention dont la structure a été décrite ci-dessus. Pour changer les cylindres supérieur et infé- rieur 11, 12 qui sont montés comme indiqué sur la figure 1, le guide 67 est d abord descendu, comme indiqué sur la fi- gure 4, à l'aide du mécanisme hydraulique 68 jusque dans une position située en-dessous de l'embase 4 et la barre portante inférieure 23 est tournée de manière à faire des- cendre et placer le berceau 16 sur le chariot 69. Ensuite le chariot 69 est déplacé dans la direction de la flèche a de façon que le berceau 16 soit entraîné vers l'extérieur du bâti 1 et retiré du chariot 69. Le chariot 69 est ensuite ramené dans sa position initiale par déplacement dans la di- rection de la flèche b. Ensuite les sabots en forme de disque 41 et 42 sont respectivement déplacés de la distance 1 vers la gauche et vers la droite suivant des trajets parallèles à l'aide des cylindres ou vérins hydrauliques 51 et 52 et des mécanismes à vis 53 et 54, et la zone dentrale est dégagée. Dans cette condition, la barre portante 22 est entraînée en rotation par le moteur 27 de manière que le filetage extérieur 25 soit dévissé du filetage intérieur 2 du bâti 1 et soit dé- gagé, en faisant ainsi en sorte que le berceau 15 soit sup- porté par les vérins hydrauliques 30 et 31. Ensuite les vérins hydrauliques 30 et 31 sont actionnés de manière que le berceau 15 soit descendu graduellement le long des guides et 6 et soit placé sur le chariot 69, ce dernier étant ensuite déplacé dans la direction de la flèche a. Quand ce- la se produit, la barre portante 22 est dégagée de l'élément porteur 17 du berceau 15 et ce dernier est déplacé vers l'extérieur du bâti 1 et est retiré du chariot 69. Pour le montage d'un cylindre de laminage neuf dans le carter 1, un berceau supérieur 15a portant un cylindre neuf lia est placé sur le chariot 69 et ce dernier est en- traîné dans la direction de la flèche b, ce qui provoque l'engagement du bloc 24 pourvu d'une rainure 19a dans un élément porteur 17a du berceau 15a. Ensuite les vérins hy- drauliques 30 et 31 sont actionnés de manière que le ber- ceau 15a soit relevé et que le filetage extérieur 25 vien- ne se visser dans le filetage intérieur 2. Dans cette con- dition, la barre portante 22 est entraînée en rotation et le berceau 15a est placé dans la position normale. D'une manière semblable, un berceau inférieur neuf 16a est placé dans la position normale par la barre portante 23 et le guide 67 est remis jusque dans sa position initiale. Enfin les sabots 41 et 42 sont déplacés parallèlement vers l'in- térieur, d'une distance 1, et les positions relatives des cylindres de laminage lia et 12a et des sabots 41 et 42 sont redéfinies avec précision à l'aide des filetages 25 et 26 prévus sur les barres portantes 22 et 23 et des mécanismes à vis 53 et 54 des empoises 43 et 44. Bien que, dans la description faite ci-dessus, on précise que les sabots 41 et 42 sont déplacés parallèlement vers l'extérieur, ces sabots 41, 42 peuvent être ramenés dans leurs positions initiales ou bien ils peuvent être tournés vers l'extérieur à partir de leurs positions initiales. Egalement, bien qu'on précise que les blocs 24 montés sur les barres portantes 22 et 23 sont engagés dans les rainu- res 19 formées dans les éléments porteurs 17 et 18 des ber- ceaux 15 et 16, la méthode d'accouplement des barres por- tantes et des berceaux n'est pas limitée au mode de réali- sation décrit et on peut utiliser d'autres moyens d'accou- plement. La structure resttante de la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et il suffit de faire en sorte que les berceaux supérieur et inférieur soient déplacés verticalement et qu'ils soient ensuite déplacés transversalement pour pénétrer dans le bâti et pour en sortir. On va maintenant décrire l'opération de changement des sabots en forme de disque, en référence aux figures 5 et 6. Dans la description qui va suivre, on va supposer que les sabots 41 et 42 à changer se trouvent dans les po- sitions indiquées sur la figure 1, ces sabots étant désignés respectivement par 41a et 42a sur les figures 5 et 6. Lors de l'opération de chargement, les empoises 43 et 44 sont déplacées parallèlement de la distance 1 par les vérins hy- drauliques 51 et 52 et les mécanismes à vis 53 et 54 tandis que les sabots 41a et 42a sont respectivement amenés dans des positions 41b et 42b. D'autre part, les dispositifs de maintien 61 et 62 sont respectivement transférés de -leurs positions 41' et 42', suivant des angles Q1 et 2$ jusque dans des positions placées respectivement en regard des sabots 41b et 42b (on ne décrira dans la suite que le fonctionnement du dispositif de maintien 62). Dans cette condition, le support 65 est relevé par le vérin hydraulique 64 du dispositif de maintien 62 puis le sabot 42b est enlevé par l'extracteur 66. Ensuite le support 65 est descendu par le vérin hydraulique 64, en transférant ainsi le sabot 42b de l'arbre principal 46 jus- que sur le dispositif de maintien 62. Le sabot 42b étant maintenant placé sur le support 65, le dispositif de main- tien 62 est à nouveau entraîné en pivotement vers l'exté- rieur de l'angle 92 et il est ramené dans sa position ini- tiale. La nouvelle position du sabot est indiquée en 42'. Ensuite l'autre dispositif de maintien 62a, disposé du même côté du berceau 15 que le dispositif de maintien 62, préalablement pourvu d'un sabot neuf 42c, est déplacé par pivotement vers l'intérieur d'un angle @4 jusque dans la position placée en regard de l'arbre principal 46 et le support 65a est relevé. Le sabot 42c étant alors fixé sur l'arbre principal 46 par l'extracteur 66a et le support a est descendu. En faisant déplacer à nouveau l'empoise 44 de la distance 1 vers l'intérieur, le sabot 42c est pla- cé dans la position normale. Si la surface périphérique extérieure du sabot 42c n'épouse pas parfaitement le pro- fil de la surface extérieure de la billette, un réglage de précision est effectué par le mécanisme à vis 54. D'autre part, le sabot 42' transféré sur le disposi- tif de maintien 62 est enlevé de ce dispositif de maintien 62 et il est réparé en vue d'un réemploi ou bien il est mis au rebut. Egalement, un sabot neuf est mis en place sur l'un des dispositifs de maintien 62 et 62a en préparation de la nouvelle opération de changement. Le sabot de gauche 41 peut également être changé par la même séquence d'opéra- tions. Conformément à la présente invention, il est possible de changer les sabots en adoptant une séquence différente d'opérations. Plus spécifiquement, un sabot neuf est placé sur chacun des dispositifs de maintien 61 et 62 et les em- poises 43 et 44 équipées des sabots usés 41 et 42 sont dé- placées parallèlement vers l'extérieur tandis que les autres dispositifs de maintien 61a et 62a ne portant aucun sabot sont déplacés par pivotement vers l'intérieur. Les sabots 41 et 42 sont alors placés sur les dispositifs de maintien 6la et 62a qui sont ensuite déplacés par pivotement vers l'extérieur. D'autre part les dispositifs de maintien 61 et 62 portant les sabots neufs sont amenés par pivotement dans des positions placées en regard des empoises 43 et 44 et les supports 65 sont relevés de manière à assurer le montage des sabots neufs sur les empoises 43 et 44. En- suite les supports 65 sont descendus et les empoises 43 et 44 sont déplacées parallèlement par rotation vers l'inté- rieur, de façon à placer ainsi les sabots dans les positions normales. L'opération suivante de changement peut se faire commodément en faisant pivoter les dispositifs de maintien 61 et 62 à nouveau jusque dans leurs positions initiales et en plaçant un sabot neuf sur chacun des dispositifs de maintien 61 et 62 ou bien 61a et 62a en préparation à l'o- pération suivante de changement. REVENDICATIONS 1) Laminoir pour tuyaux d'acier du type comprenant un bâti, un cylindre supérieur (11) et un cylindre inférieur (12) de laminage, un berceau supérieur (15) et un berceau inférieur (16) destinés à maintenir respectivement lesdits cylindres supérieur et inférieur et deux sabots (41, 42) en forme de disques, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22, 25, 29, 30, 31; 23, 26, 28) pour faire monter et descendre lesdits berceaux supérieur et inférieur (15, 16), et un chariot (69) placé en-dessous dudit berceau in- férieur et mobile transversalement, lesdits berceau supé- rieur et inférieur étant successivement introduits dans et sortis du bâti (1) transversalement par ledit chariot (69). 2) Laminoir pour tuyaux d'acier du type comprenant deux sabots en forme de disques, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs moyens (61. 62) de maintien de sabots (41, 42) en forme de disques,moyens qui peuvent chacun pivoter autour d'un arbre fixe (61a) et en ce que lesdits moyens (61, 62) de maintien sont sélectivement déplacés jusque dans des positions placées en regard de deux empoises (43, 44) maintenant lesdits sabots afin de pouvoir être déplacés pa- rallèlement en vue de changer ainsi lesdits sabots. 3) Laminoir pour tuyaux d'acier du type comprenant un bâti, un cylindre supérieur et un cylindre inférieur de la- minage, un berceau supérieur et un berceau inférieur desti- nés à maintenir respectivement lesdits cylindres supérieur et inférieur et deux sabots en forme de disques, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22, 25, 27, 29, 30, 31; 23, 26, 28) pour faire monter et descendre lesdits berceau supé- rieur et inférieur (15, 16), deux empoises (43, 44) qui sont chacune placées-d'un côté du berceau supérieur de façon à maintenir un des sabots (41, 42) à son extrémité inférieure, lesdites empoises'étant mobiles parallèlement; un chariot (69) placé en-dessous du berceau inférieur et mobile trans- versalement; et deux paires de moyens de maintien (61, 62), chaque paire étant placée d'un côté du berceau inférieur et il chacun desdits moyens de maintien étant monté à pivotement sur un arbre fixe (61a), en ce que lesdits berceaux supé- rieur et inférieur (15, 16) sont changés en les déplaçant successivement et transversalement par ledit chariot (69) pour les faire rentrer dans le bâti (1) et pour les faire sortir et en ce que lesdites empoises sont déplacées pa- rallèlement entre elles de manière à être positionnées en regard d'un desdits moyens de maintien en vue d'un change- ment successif de sabot (41, 42) par lesdits moyens de maintien (61, 62). 4) Laminoir pour tuyaux d'acier selon l'une des re- vendications 1 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour faire monter et descendre lesdits berceaux supérieur (15) et inférieur (16) comprennent deux barres portantes (22, 23) qui sont disposées verticalement en regard l'une de l'autre, chacune des barres portantes comportant, sur une partie, un filetage extérieur (25, 26) agencé pour ê- tre vissé dans un filetage intérieur (2,3) formé dans le bâti et agencé pour être entraîné en rotation par un moyen d'entraînement (27, 28) et en ce que l'extrémité inférieure d'une (22) desdites barres est accouplée de façon sépara- ble à une surface supérieure dudit berceau supérieur (15) tandis qu'une extrémité supérieure de l'autre barre (23) est accouplée de façon séparable à une surface inférieure dudit berceau inférieur (16). ) Laminoir pour tuyaux d'acier selon l'une des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (67) de guidage dudit berceau inférieur (16), le- dit moyen de guidage étant déplaçable verticalement par un moyen hydraulique (68). 6) Laminoir pour tuyaux d'acier selon l'une des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit chariot (69) a une structure en forme de châssis et comprend plusieurs rouleaux (70) qui sont montés sur sa surface inférieure. 7) Laminoir pour tuyaux d'acier selon l'une des reven- 12 2492284 dications 2 à 6, caractérisé en ce que les empoises (43, 44) portant les sabots (41, 42) en forme de disques sont déplaçables parallèlement par des moyens hydrauliques (51, 52). 8) Laminoir pour tuyaux d'acier selon l'tme des re- vendications 2 à 7, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de maintien (61, 62) comprend un support (65) dé- plaçable verticalement par des moyens hydrauliques (64) et un moyen d'extraction (66) de sabot.