Brevet FR2486423A1 — publié le 19820115

Train de laminoir en tandem pour plaques et tôles métalliques. La présente invention concerne un train de laminoir en tandem pour des plaques et tôles métalliques et plus particulièrement un train de laminoir en tandem comportant une cage de laminoir du type à cylindres croisés. La planéité ou la forme de la section d'une plaque ou tôle laminée la largeur. Une technique pour contrôler la distribution transversale de l'épaisseur durant le laminage, utilise des cylindres de laminage courbés en appliquant une force hydraulique sur les empoises des cylindres de manière à modifier le profil du jeu entre les cylindres à travers lequel passe la pièce. Cette technique est connue sous le nom de procédé à flexion des cylindres. Toutefois, cette méthode ne peut contrôler la distribution de l'épaisseur selon la largeur que dans une mesure limitée parce que la flexion des cylindres de travail est limitée par les cylindres de soutien, etc. La technique décrite dans le brevet japonais publié NI 19821 de 1977 et dans le brevet japonais mis à la dis- position du public NI 64908 de 1980 offre une solution à ce problème. Cette méthode peut être appelée le laminage à cylindres croisés. Elle contrôle la distribution de 1' épaisseur selon la largeur de la bande en cours de laminage en modifiant l'angle formé entre les axes des cylindres de travail croisés et la direction de circulation de la bande dans un plan parallèle à la surface de la pièce. Un laminoir basé sur le concept des cylindres croisés est décrit, par exemple,dans le brevet japonais publié NI 1221 de 1978. Les cylindres de travail supérieur et inférieur basés sur le concept des cylindres croisés sont disposés en diagonale en travers de la largeur d'une bande 1. En raison de cette disposition des cylindres, telle illustrée dans la figure 1, des forces de cisaillement S orientées à l'opposé l'une de l'autre s'exercent sur les surfaces supérieure et inférieure de la bande l,selon la largeur de celle-cide sorte que la forme de la section en travers de la largeur de la bande 1, qui est rectangulaire au départ, prend la forme d'un parallèlogramme après avoir été laminée. Lorsque les coins de la section de la bande 1 dévient considéra- blement de 90 , l'arête 3 d'un coin 2 en angle aigu (a t 90 ) doit être éliminée parce qu'une telle partie peut se trouver courbée pendant les manipulations, ce qui la rend inadaptée pour l'expédition en l'état. Un tel rognage abaisse natu- rellement le rendement en bande. Si une bande de section en parallélogramme est envoyée à une chaine de traitement ultérieure, l'arête 3 du coin en angle aigu 2 peut se trouver endommagée en venant en contact avec le dispositif de guidage de la chaine, ce qui peut entraîner éventuellement la rupture de la bande. Ainsi, le laminage sur un laminoir à cylindres croisés entraine des problèmes de fonctionnement variés. La présente invention a pour but de donner une solution aux problèmes cidessus mentionnés rencontrés dans le laminage d' une plaque ou d'une tôle sur une cage de laminoir du type à cylindres croisés. Le but de la présente invention est de fournir un train de laminoir en tandem comportant une cage de laminoir du type à cylindres croisés qui lamine une plaque ou-tôle ayant sensiblement des coins en angle droit sans présenter une déformation latérale par cisaillement. Un train de laminoir en tandem conforme à la présente invention comporte une pluralité de cages de laminoir du type à cylindres croisés. Dans ce cas les cylindres de travail croisés sur au moins deux desdites cages sont inclinés dans des directions opposées de manière que la déformation par cisaillement selon la largeur engendrée par les forces dirigées à l'opposé l'une de l'autre exercées sur les surfaces supérieure et inférieure de la pièce laminée dans la cage amont soit compensée dans la cage aval. Ceci se traduit par une plaque ou tôle ayant des coins sensiblement à angle droit, ce qui évite la réduction du rendement et l'endommagement résultant de l'arête à angle aigu. La présente invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins ci- annexés dans lesquels la figure 1 illustre schématiquement la déforma- tion par cisaillement provoquée dans la section d'une pièce laminée sur une cage de laminoir du type à cylindres croisés; la figure 2 illustre la relation entre la déformation par cisaillement et le nombre de passes sur la cage de laminoir du type à cylindres croisés pour différents angles selon lesquels les cylindres de travail de la cage sont croisés; la figure 3 est une vue en plan schématique d'une cage de laminoir du type à cylindres croisés; la figure 4 est une vue en plan schématique d'un mode de réa- lisation de la présente invention et représente un train de laminoir dont les cages sont toutes du type à cylindres croisés; la figure 5 est une vue en plan schématique d'un autre mode de réalisation de la présente invention et illustre un train de laminoir avec une pluralité de cages du type à cylindres croisés disposées entre deux cages usuelles; la figure 6 est une vue en plan schématique d'encore un autre mode de réalisation de la présente invention et illustre une variante du mode de réalisation de la figure 5 dans laquelle une autre- cage usuelle est placée entre les cages du type à cylindres croisés et la figure 7 illustre l'angle de cisaillement au coin d'une bande d'acier laminée dans un train de laminoir conforme à la présente invention. Les inventeurs ont mis en évidence la relation entre l'angle de cisaillement a au coin de la section transversale d'une pièce laminée, l'angle o sous lequel les cylindres de travail supérieur et inférieur de la cage du type à cylindres croisés sont croisés par rapport à la largeur de la pièce, et le nombre de passes auxquelles la pièce est soumise comme illustré dans la figure 2. Dans la figure 2, le nombre de passes est porté en abscisse et l'angle a du coin d'angle aigu de la section de la bande en ordonnée. Comme cela est évident d'après la figure 2, l'angle a devient plus petit lorsque le nombre de passes s'accroit, pour tous les angles sous lesquels les cylindres de travail supérieur et inférieur sont croisés. A la suite d'études, les inventeurs en sont arrivés à la conclusion que cette tendance peut le plus rationnellement être corrigée en compensant la déformation par cisaillement selon la largeur provoquée par les forces dirigées à l'opposé l'une de l'autre exercées sur les surfaces supérieure et inférieure de la pièce laminée au cours d'une passe en provo- quant une déformation orientée à l'opposé au cours de la passe suivante. Pour le laminage d'une plaque ou tôle en acier ou en un autre métal, un train de laminoir comprenant une pluralité de cages de laminoir disposées en tandem est utilisé. Pour atteindre le but de la présente invention,les cylindres de travail supérieur et inférieur dans les cages adjacentes d'un train de laminoir sont inclinées respectivement dans des directions opposées. Les cages voisines ainsi disposées assurent des déformations de cisaillement selon la direction de la largeur orientées à l'opposé l'une de l'autre par rapport à la section de la pièce en cours de laminage,en exerçant des forces de cisaillement dirigées à l'opposé sur les surfaces supérieure et inférieure de celle-ci et en évitant de ce fait la création de coins en angle aigu. La figure 3 est une vue en plan schématique d'une cage de laminoir du type à cylindres croisés. Comme cela est le cas avec les cages de laminoir usuelles, les axes 13 et 14 des cylindres de travail supérieur et inférieur 11 et 12 d'une cage de laminoir du type à cylindres croisés 10 sont disposés dans des plans qui sont parallèles à la surface de la bande. 1 en cours de laminage et ils sont maintenus écartés verti- calement l'un de l'autre. Les axes des cylindres 13 et 14 sont croisés comme illustré. Le point d'intersection est sensiblement au centre O des axes 13 et 14 des cylindres de travail 11 et 12. Les axes des cylindres 13 et 14 sont inclinés sous un angle (appelé ci-après l'angle d'intersection e) par rapport à une ligne droite ú qui s'étend en travers de la largeur de la bande, c'est-à-dire qui est perpendi- culaire à la direction S selon laquelle circule la bande. L'angle d'intersection e est compris par exemple entre ap- proximativement 0 et 1,50 quoiqu'il varie avec la dimension de la bande 1, le taux de réduction appliqué à celle-ci et autres facteurs. Les cylindres de travail supérieur et infé- rieur Il et 12 sont inclinés sous le même angle d'intersec- tion e et entraînés dans des directions opposées R. Fondamentalement, les cylindres de travail supérieur et inférieur sont inclinés sous le même angle d'intersection comme décrit ci-dessus. Toutefois, lorsque le contrôle de la sinuosité de la bande ou autres effets spéciaux sont désirés, les cylindres de travail supérieur et inférieur peuvent être réglés sous des angles d'intersection différents comme décrit dans le brevet japonais mis à la disposition du public NI 76948 de 1978. Même dans de tels cas, la présente invention peut être appliquée sans difficulté. Le terme "train de laminoir en tandem" utilisé dans la présente description désigne une pluralité de cages de laminoir dis- posées en tandem à travers lesquelles une pièce de matériau est réduite progressivement selon une direction tandis qu'elle circule vers l'avant. Conformément à la présente invention, la pièce ne nécessite pas toujours d'atre laminée simultanément sur l'ensemble des cages qui constituent le train de laminoir. Lorsqu'un laminage inverse est conduit sur une cage unique dans laquelle les cylindres supérieur et inférieur sont croisés sous un angle fixe, les forces de cisaillement au cours de chaque passe s'exercent dans des directions inverses de sorte que l'effet d'une passe est compensé par la phase sui- vante,.ce qui ne pose aucun des problèmes que l'invention cherche à résoudre. La figure 4 illustre un premier mode de réalisation de la présente invention qui comporte un train de laminoir comprenant six cages du type à cylindres croisés disposées en tandem. Dans ce train de laminoir les cages du type à cylindres croisés et 20 sont disposées alternativement. L'axe 13 du cylindre de travail supérieur 11 sur la cage 10 est incliné selon la direction des aiguilles d'une montre par rapport à la ligne droite ú tandis que l'axe 23 du cylindre de travail supérieur 21 sur la cage 20 est incliné dans la direction inverse des aiguilles d'une montre. Les cylindres de travail supérieur et inférieur sur les cages 10 et 20 sont inclinés dans des directions opposées. Dans ce train de laminoir, la bande 1 est soumise à une déforma- tion par cisaillement laquelle résulte des forces de cisail- lement s'exerçant dans des directions opposées exercées sur les surfaces supérieure et inférieure de celle-ci dans la première cage 10. Dans la seconde cage 20, la bande est soumise à une déformation par cisaillement qui compense celle qui a été effectuée sur la cage précédente. En répétant ce cycle, l'angle de cisaillement aux coins de la section transversale de la bande 1 peut être réduit à un minimum. Si une bande sortant d'une cage du type à cylindres croisés est ensuite laminée sur une cage usuelle dont les cylindres de travail ne sont pas croisés mais parallèles, l'angle de cisaillement aux coins développé dans la première cage devient plus prononcé dans la seconde. Il est en conséquence nécessaire de corriger un tel angle de cisaillement ou de ramener les coins déformés à une forme en angle droit aussi rapidement que possible. Si elle est effectuée à un stade ultérieur, cette correction nécessitera beaucoup plus de passes que si elle est effectuée à un stade antérieur. De ce point de vue, le train de laminoir de la figure 4 est idéal puisque toutes les cages sont du type à cylindres croisés avec les cylindres de travail supérieur et inférieur dans les cages adjacentes croisés dans des directions opposées. En fonction des nécessités et conditions de laminage, une telle condition idéale n'est cependant pas toujours possible et, dans dans ce cas, des dispositions par exemple telles que celles illustrées dans les figures 5 et 6 sont adoptées. La figure 5 illustre un second mode de réalisation de la présente invention dans lequel les première et dernière cages de laminage 301 et 302 dans un banc de laminage sont du type usuel avec les axes 33 et 34 des cylindres de travail supérieur et inférieur 31 et 32 parallèles l'un à l'autre et perpendi- culaires à la direction S selon laquelle circule la bande. Entre les deux cages usuelles-301 et 302 sont disposées trois cages du type à cylindres croisés 101, 201 et 202, les cinq cages étant disposées en tandem. Ce train de laminoir convient pour le cas o, en raison de certaines conditions de laminage, un angle important d'inter- section n'est autorisé que sur la cage 101 mais non sur les cages 201 et 202. L'angle de cisaillement développé sur la cage 101 est corrigé sur les cages 201 et 202 suivantes. La figure 6 illustre un troisièmemode de réalisation de la présente invention. Celui-ci est une variante du mode de réalisation de la figure 5 dans laquelle une cage usuelle est disposée entre les deux premières cages du type à cylindres croisés. Ce train de laminage convient pour le cas o la nécessité d'obtenir la réduction et la forme de bande désirées ne permet pas le laminage sur deux cages du type à cylindres croisés successives. L'angle de cisaillement dans le coin développé sur la cage à cylindres croisés 102 est tout d'abord rendu plus prononcé par le laminage sur la cage usuelle 303, mais il est alors corrigé par les deux cages à cylindres croisés 203 et 204 suivantes. La figure 7 illustre la modification de passe à passe de l'angle de cisaillement a développé dans la section trans- versale de la bande laminée par un train de laminoir conforme à la présente invention. Dans ce train de laminoir, quatre cages du type à cylindres croisés sont disposées d'une manière telle que les cylindres de travail sur les cages adjacentes sont inclinés dans des directions opposées. Comme illustré graphiquement dans la figure 7, l'angle de cisaillement a se trouve dans la gamme pratiquement acceptable de 88 à 900. La courbure et l'endommagement ci-dessus mentionnés de la bande résultant de l'angle de cisaillement au coin de la section transversale de celle-ci peuvent être évités en dis- posant un train de laminoir de telle manière que les cylindres de travail supérieur et inférieur dans les cages du type à cylindres croisés adjacentes soient-inclinés dans des direc- tions opposées. Ceux qui précèdent sont les modes de réalisation les plus favorables mais la présente invention n'est pas limitée à ceux-ci. Le but de la présente invention peut être atteint, en bref, pour autant que toute déformation de cisaillement développée sur l'une ou plusieurs des cages du laminoir est compensée par une ou plusieurs cages de laminage à cylindres croisés ultérieures qui donnent à la pièce une déformation de cisaillement dirigée à l'opposé. Grâce à la construction et au fonctionnement ci-dessus décrits le train de laminoir en tandem conforme à cette invention, assure un laminage du type à cylindres croisés efficace et à haut rendement, ne présentant pas la déformation de cisaille- ment qui est autrement inévitable dans la section transversale de la pièce laminée. Revendications 1. Un train de laminoir en tandem pour laminer une plaque ou une tôle métallique qui comporte une pluralité de cages de laminoir (10-20) du type à cylindres croisés, chacune comportant des cylindres de travail supérieur (11-21) et inférieur (12-22)dont les axes (L3)qui se trouvent dans des plans parallèles à la surface de la pièce (1) en cours de laminage se recoupent sensiblement au centre de celle- ci, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cages (10- 20) de laminoir du type à cylindres croisés, les cylindres de travail sur une cage (10) étant -inclinés respectivement dans une direction opposée à celle sur l'autre cage (20) de manière que la déformation de cisaillement transversale développée dans la cage amont (10) soit réduite par la dé- formation de cisaillement transversale sur la cage aval (20). 2. Un train de laminoir selon la revendication 1 ci-dessus, caractérisé en ce que les cages de laminoir qu'il comprend (Fig.4) sont toutes du type à cylindres croisés, les cylindres de travail se correspondant sur les cages adjacentes étant inclinés dans des directions opposées de l'une à l'autre cage. 3. Un train de laminoir selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cage de laminoir usuelle (301) pré- cède, et une cage de lamino irusuelle (302) suit, une pluralité de cages (101-201-202) du type à cylindres croisés disposées en tandem (Pig.5). 4. Un train de laminoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que, respectivement, une cage usuelle (301) est disposée avant, une cage usuelle (302) est di'sposée après et une cage usuelle (303) est disposée au milieu dans une pluralité de cages (102-203-204) du type à cylindres croisés disposées en tandem (Fig.6).