Brevet FR2490115A1 — publié le 19820319

L'invention concerne un procédé de placement de cannelures roulantes sur les cylindres d'une cage universelle ou semi universelle notamment finisseuse pour des profilés tels que des rails, cette cage étant du type comprenant deux cylindres horizontaux et un ou deux cylindres verticaux. L'invention concerne également des cylindres, des cages et des laminoirs munis de telles cannelures. On connaît par le brevet français 1.447.939 une cage universelle finisseuse du type précité compor- tant une ou deux cannelures finisseuses;une telle cage montée par exemple sur tourelle permet,par une rotation de 180 de la cage, de présenter la cannelure finis- seuse de réserve dans la ligne de laminage, après usu- re de la première cannelure. Il faut préciser que ce chan- gement de cannelure n'est concevable qu'avec un arrêt du laminoir et non pas en cours du processus de laminage. Le seul avantage de ce type de cage était d'offrir une cannelure finisseuse de réserve.L'installation de cette cage ne changeait en rien la disposition du reste du train de laminoir universel et en particulier n'influait en rien sur le nombre de ca- ges universelles et de cages refouleuses à prévoir. Le but de l'invention est de mieux tirer par- ti de la cage finisseuse, de pouvoir selon les cas, supprimer une cage refouleuse du train de laminoir ou améliorer la qualité des rails en effectuant plus de passes de refoulement ou autres passes dans des canne- lures spécifiquement adaptées aux passes qui y sont faites. Ce but est atteint dans la présente invention grâce à un procédé de placementen plus des cannelures finisseuses, de cannelures roulantes autres que univer- selles ou finisseuses sur le même jeu de cylindres horizontaux et verticaux d'une cage universelle ou semi-universelle, notamment finisseuse. -2- Selon une réalisation avantageuse du procédé, on place au moins une cannelure refouleuse-sur les cy- lindres horizontaux de la cage universelle ou semi-uni- verselle utilisée en finisseuse à rails ou profilés similaires. On peut également placer sur au moins une partie extrême des cylindres horizontaux une autre cannelure refouleuse de façon que la partie de ladite cannelure correspondant à une passe refouleuse coopère avec l'un des cylindres verticaux de la cage universelle; on obtient de la sorte la cannelure d'une passe semi-refouleuse universelle. Il est particulièrement intéressant de placer sur le même jeu de cylindres horizontaux de la cage universelle, no- tamment finisseuse,au moins deux cannelures refouleu- ses imbriquées de sorte que leurs plans médians soient distincts du plan vertical longitudinal de laminage et lui soient parallèles. Pour un train universel existant, conçu pour laminer des poutrelles, à adapter au laminage univer- sel des rails, l'emploid'une cage mettant en oeuvre le -procédé de l'invention permet de réduire les transforma- tions nécessaires en utilisant toute la longueur de table dispo- nible ou possible de la cage universelle finisseuse ins- tallée, pour y loger les cannelures refouleuses supplé- mentaires nécessaires à la mise en oe*uvre du procédé de laminage universel des rails. D'autres avantages ressortiront de la descrip- tion d'une cage finisseuse selon l'invention faite en référence aux figures suivantes: - la figure 1 représente les différentes éta- pes du laminage universel d'un rail dans l'art anté- rieur, suivant des coupes transversales à la ligne de laminage; - la figure 2 représente une vue de dessus sché- matique d'un des typesde train universel à rails de l'art antérieur; -3- - la figure 3 représente une coupe transversa- le d'une cage universelle finisseuse-refouleuse selon l'invention; - la figure 4 représente une vue de dessus schématique d'un train de laminoir selon l'invention; - la figure 5 représente une coupe transversa- le d'un deuxième mode de réalisation d'une cage uni- verselle finisseuse-refouleuse selon l'invention; - la figure 6 représente une vue de dessus schématique d'un second mode de réalisation d'un lami- noir selon l'invention; - la figure 7 représente en coupe transversale un troisième mode de réalisation d'une cage universel- le finisseuse-refouleuse selon l'invention; et - la figure 8 représente une vue de dessus sché- matique d'un autr.e mode de réalisation d'un laminoir se- lon l'invention. Dans le procédé de laminage universel de rails du brevet français 1.447. 939, mis en oeuvre par exemple sur un laminoir universel réversible, un bloom 1, te-l que représenté en figure 1, sous forme de section trans- versale, est transformé en une ébauche 2 également re- présentée sous forme de section transversale, par un laminoir non représenté. Cette ébauche 2 est ensuite laminée par passages successifs dans une ou plusieurs cages universelles, comprenant deux cylindres horizon- taux 3 et 4 et deux cylindres verticaux 5 et 6 et dans une ou plusieurs cages refouleuses comportant deux cy- lindres horizontaux 7 et 8, pour être enfin terminée dans une cage finisseuse comportant deux cylindres ho- rizontaux 9 et 10 et un cylindre vertical 11, l'autre cylin- dre vertical 12 étant inutilisé pour le laminage uni- versel de rail, ou utilisé après rotation de la cage de 1800. La cage finisseuse peut également être semi-universelle comme représentée en figure 1 et ne comporter dansce cas que deux cylindres horizontaux 9 et 10 et un cylindre ver- tical ll.Le rail en cours de laminage y est représenté par sa section transvt-.-sale 13,en prise dans les cy- Z490115 -4- lindres horizontaux et un cylindre vertical. Dans sa réalisation mi- nimale, un laminoir universel réversible, tel que ré- vélé par le brevet français 1.447.939 pour la mise en oeuvre du procédé de laminage universel, comprend, com- me représenté en figure 2, un laminoir ébaucheur ou break-down 14, composé d'une ou plusieurs cages, pour former l'ébauche 2 à partir du bloom 1, une cage uni- verselle réversible 15, une cage refouleuse duo réver- sible 16 et une cage finisseuse universelle ou semi- universelle 17. La distribution des passes obtenue est la suivante: LP U1 - E1 - U2 - U3-E2-U4-U5- E3 - F o la passe de formage de l'ébauche 2, appelée égale- ment leader-pass, est désignée par L.P.. Chaque passe universelle sera désignée par la lettre U et chaque passe refouleuse par la lettre-E, la passe finisseuse étant désignée par la lettre F. Une lettre soulignée indiquera que la passe est faite dans une cannelure spécifique, exactement adaptée à la passe qui est fai- te. Une lettre non soulignée signifie ici et dans le r este de la description que la passe est faite dans une cannelure ajustée par serrage des cylindres. Selon l'état antérieur tel que révélé par le brevet français 1.447.939, l'ébauche 2 entre dans la cage 15 o elle subit une passe univer- selle U puis dans la cage refouleuse 16 o elle su- bit une première passe refouleuse E parfaitement adap- tée. Le rail 13 repasse dans la cage 16 puis dans la cage 15 pour subir dans cette dernière la passe U, obtenue par serrage des cylindres horizontaux 3 et 4 et des cylindres verticaux 5 et 6. Après sortie du rail de la passe U2, les cylindres horizontaux et verticaux de la cage 15 sont à nouveau serrés pour former la pas- se U et le rail repasse dans la cage universelle 15 pour y subir la passe universelle U. Le rail passe ensuite dans la cage duo refouleuse 16 o il subit la passe refouleuse E2 forme par serrage des cylindres horizontaux 7 et 8. La géométrie de la cannelure de la passe re- fouleuse E2 n'est-pas parfaitement adaptée à la passe qui y est faite. Enfin le laminage se termine par un passage dans une cage universelle finisseuse à une ou deux cannelures afin d'obtenir le calibrage précis fi- nal. La non adaptation parfaite des géométries des can- nelures aux passes qui sont faites dans des cages ré- versibles, qu'elles soient universelles ou duo refouleu- ses, est un inconvénient connu des trains réversibles. Cet inconvénient est accepté, parce que compensé par des avantages considérables tels que la réduction du nombre de cages nécessaires et des surfaces exigées pour la construction du train. La suppression des in- convénients d'un laminoir réversible tel que décrit ci- dessus et représenté en figure 2 exigerait son rempla- cement par un train continu comprenant au minimum au- tant de cages universelles et de cages refouleuses qu'il y a de passes. Dans une cage finisseuse selon l'invention, il y a en plus de la ou des deux cannelures finisseu- ses, au moins une cannelure refouleuse. La figure 3 représente, en coupe transversale, une cage finisseuse selon l'invention, comportant un cy- lindre vertical 1I tournant autour de son axe vertical 18 et deux cylindres horizontaux 9 et 10 travaillant dans le même plan et tournant autour de leurs axes horizontaux respectifs 19 et 20. Les cylindres 9, 10 et Il forment une cannelure finisseuse F et les cylindres 9 et 10, seuls une cannelure refouleuse E. Pour faciliter la compréhension, on a représenté sur la nime figure 3 deux sections de rail en train d'être laminées au cours des passes distinctes F et E, mais il doit être compris qu'au cours d'une passe. déterminée F ou E, seule une cannelure reçoit le rail. L'alimentation en profilé d'une cannelure don- née (la cannelure refouleuse ou la cannelure finisseu- 2490115 i -6 se)peut se faire par différents moyens: pardéplacement transversal de toute la cage ou des cylindres horizon- taux afin d'amener la cannelure appropriée en aligne- ment avec la ligne de laminage;ou en disposant en face de la cage, ou un système de guidage-aiguil- lage faisant dévier de la ligne de laminage le profilé vers une cannelure appropriée ou bien un système manipulateur à règles à déplacement latéral,la cage restant fixe. La réinsertion du profilé dans la ligne générale de laminage après une passe dans une cannelure appropriée peut se faire de la mneme façon. L'utilisation dans le laminoir de la figure 2 de la cage universelle finisseuse selon l'invention,telle que représentée à la figure 3,permet d'effectuer une passe refouleuse supplémentaire avec une seconde cannelure re- fouleuse parfaitement adaptée et.située dans la cage finisseuse. La figure 4 représente ce nouveau train de, la- minoir selon l'invention, o d'amont en aval de la li- gne de laminage se trouvent:la ou les cages d'ébauchage ou break-down 14, la cage universelle 15, la cage refouleu- se 16, le système de guidage amont 21, la cage finis- seuse 17 de la figure 3, le système de guidage aval 22. On peut obtenir la distribution de passes suivantes L i-U-E U U2 - U3- EU--5E- F qui diffère de la distribution de passes précédentes par le fait que la passe refouleuse E3 est effectuée dans une cannelure spécifiquement adaptée à cette passe. Cette nouvelle distribution permet d'obtenir une meilleure qualité du produit laminé. On peut également placer sur et en bordure des cylindres de la cage universelle finisseuse un autre type de cannelure, comme représenté sur la figure 5. La cage finisseuse de la figure 5 comporte deux cylindres verticaux 11 et 12 et deux cy- lindres horizontaux 9 et 10 formant trois cannelures 23, 24 et 25. La cannelure 23 est celle de la passe - -7 finisseuse de l'état de l'art, la cannelure 24 est celle d'une passe refouleuse selon l'invention et la cannelure 25 est celle d'une passe semi-refouleuse- universelle selon l'invention. L'utilisation dans un train de laminoir réversible de la figure 4 d'une telle cage finisseuse à trois types de cannelures, munie de moyens pour relier l'une ou l'autre de ces cannelures avec la ligne de laminage 26 permet de disposer de cannelures supplémentaires par- faitement adaptées aux passes à y faire, et supprime donc l'inconvénient déjà signalé des trains réversibles de l'art antérieur. On pourra adopter par exemple la distribution de passes suivantes LP - U1- E 2 - 3 2 E' L _ - u-l 2- 3- E2- E3'- o les passent universelles U1, U2, U3 (voir figure 4) sont faites dans la cage universelle réversible 15. La passe refouleuse par- faitement adaptée E est faite dans la cage refouleuse 16. La passe refouleuse parfaitement adaptée E2(dans la cannelure 24 voir figure 5),la passe semi-refouleuse universelle El (dans la cannelure 25) et la passe finisseuse F (dans la cannelure 23) sont faites dans une cage universelle finisseuse de l'invention. On pourra encore avoir la variante suivante: LP- U1 - El- U2 - U3- 2 - U4U5 - E3 - F o les passes universelles Ui, U2,U3,U4,U5 sont faites dans la cage universelle 15; la passe refouleuse adap- tée E se fait dans la cage refouleuse 16. Dans la cage finisseuse 17 de l'invention, sont faites la passe refou- leuse adaptée E2 (cannelure 24), la passe semi-refou- leuse-universelle E' (cannelure 25) et la passe finis- -3 seuse F (dans la cannelure 23). L'utilisation de la même cage finisseuse à trois types de cannelures de la figure 5 peut aussi permettre de supprimer totalement la cage refouleuse 16 d'un train de laminoir de la figure 4 pour obtenir le train de laminoir de l'invention de la figure 6 -8- ne comprenant plus que le laminoir ébaucheur 14, la cage universelle réversible]5 et la cage finisseuse réversible 17 selon l'invention, avec ses systèmes de guidage 21 et 22 permettant de déplacer latéralement la ligne de laminage 26 pour alimenter à tour de r8le en profilé la cannelure appropriée. Sur ce laminoir, on pourra adopter, par exemple la distribution de passes suivantes: LP- 1 - E - U2 - U3E' -2 F o les passes universelles Ui, U2, U3 sont faites dans la cage universelle 15; la passe refouleuseparfaitement adaptée E1 (dans la cannelure 24), la passe semi-refouleuse uni- verselle El (dans la cannelure 25) et la passe finisseuse F (dans la cannelure 23) sont faites dans la cage uni- verselle réversible finisseuse-refouleuse 17 de l'invention. On peut également construireunecage finisseuse-refou- leuse selon l'invention o plus de deux cannelures re- fouleuses sont placées sur les cylindres de la cage univer- selle finisseuse-refouleuse. En particulier, on peut, selon un procédé divulgué dans une autre invention de la Demanderesse relative aux cages refouleuses, imbriquer plusieurs cannelures refouleuses les unes dans les au- tres de telle sorte que leurs plans médians soient dis- tincts et parallèles au plan vertical longitudinal de laminage. La figure 7 représente une cage universelle finisseuse- refouleuse de l'invention à deux cylindres verticaux I1l et 12 et deux cylindres horizontaux 9 et 10 portant quatre cannelures.Deux cannelures refouleuses 27 et 28 sont imbriquées l'une dans l'autre et servent respectivement aux passes refouleu- ses E et E2.Pour faciliter la compréhension, on a repré- senté quatre sections de profilé en prise dans les cannelures. L'utilisation de la cage universelle finisseuse- refouleuse de l'invention de la figure 7 dans un train 24901 1' de laminoir de la figure 6 permet d'obtenir la dis- tribution de passes suivantes: LP - Ul -l U2 U3 -E2 -3 - o les passes universelles U1, U2, U3 sont faites sur la cage universelle 15. Les passes refouleuses adaptées El et E2, la passe semi--refouleuseuniverselle E' et la passe finisseuse F sont faites dans la cage universelle finisseuse-refouleuse 17 selon l'invention, respective- ment dans les cannelures 27 et 28, 25 et 23. Il doit être compris que l'on peut imbriquer plus de deux cannelures refouleuses dans la cage uni- verselle finisseuse-refouleuse, quitte à augmenter la longueur de table des cylindres de cette cage. On ob- tiendra alors de nouvelles distributions de passes possibles. L'invention a été illustrée dans le cadre d'un train de laminoir réversible, mais elle s'adapte également à un train de laminoir continu o elle per- met la suppression d'une cage refouleuse en contrepar- tie d'une légère baisse de la capacité de production horaire qui découle de la nécessité de rendre la ca- ge finisseuse réversible. Par ailleurs, l'invention décrite pour des trains de laminoir en ligne s'applique également de même pour des trains de type cross-country ou autres. Par exemple, l'invention peut très bien s'appliquer à un train de laminoir o une cage universelle 15 et une cage finisseuse universelle ou semi-universelle refouleuse 17 de l'invention seraient, par exemple, placées c8te à c8te comme représenté en figure 8. Les cages ébaucheuses ou break-down qui ne sont pas repré- sentées sur cette figure peuvent être placées à un endroit approprié. Dans cette disposition de cages ou une disposition similaire o elles ne seraient pas en ligne comme représenté à la figure 8, les cages et 17 peuvent ne pas être réversibles, être toutes 2490115 ' deux réversibles, ou l'une peut être réversible et l'au- tre ne pas l'être. Comme une telle disposition offre de très grandes possibilités de variantes, il n'en sera décrit ici qu'une seule, dans laquelle le rail est laminé dans une cage universelle 15 de l'état de l'art, dans le sens indiqué par la flèche 29. Le rail y subit le nombre approprié de passes universelles. Après chaque passe universelle, ou après les passes universel- les requises, le rail est transféré, par des moyens con- nus tels que des ripeurs, aiguillages, règles, etc.repré- sentés symboliquement par la flèche 30, pour être amené en face des cannelures refouleuses appropriées, pour y subir les passes de refoulement requises, toutes repré- sentées symboliquement par la flèche 31. Après chaque passe refouleuse, le rail est transféré, par des moyens connus, représentés symboliquement par la flèche 32, soit à nouveau en amont de la cage universelle 15, pour y subir d'autres passes universelles, soit en face de la cannelure finisseuse de la cage 17, pour 'y subir la passe finisseuse représentée symboliquement par la flèche 33. Une disposition de train comme représenté en figure 8, o les cages sont placées c8te à c8te (ou une dispo- sition similaire o les lignes de laminage-des cages ne sont pas confondues) permet une grande variété de distri- butions de passes. Elle permet par exemple de toujours faire suivre une passe universelle par une-passe refouleuse parfaitement adaptée, faite dans une cannelure spéci- fique, lorsque la cage semi-universelle ou universelle finisseuse est également refouleuse selon l'invention. Les cylindres de cette cage 17 selon l'invention, peuvent porter, outre la passe finisseuse, une cannelure refou- leuse (comme en figure 3), ou bien une pluralité de cannelures refouleuses séparées placées côte à côte, ou bien une pluralité de cannelures refouleuses imbri- quées comme les cannelures 27 et 28 de la figure 7, ou bien une pluralité de gri.apes séparés de cannelures ll refouleuses imbriquées, ou bien un mélange de cannelures refouleuses et de groupes d e cannelures refouleuses imbriquées. On peut envisager par exemple la distribu- tion de passes suivantes, sans que cette énumération soit limitative: U1 - EI - U2 - E2 - U3 - 3 - F U l El - U2 - E2 - U3 - E3 - U4 - E4 - F. On pourrait ainsi ajouter autant de passes refouleuses spécifiques que souhaitable,pour autant que la longueur de table de la cage semi-universelle ou universelle 17 de l'invention le permette ou que d'autres cages similaires ou simplement duo ou trio permettent de loger toutes les cannelures refouleuses requises. On comprendra sans peine qu'on peut aussi obtenir la distribution de passes suivantes: U1 - l -U2 - U3 -E2 -F U-U - U - E2- E - l -l - U2 - U3 -2 U4 - E3 - F si l'on fait repasser le rail au moins deux fois dans la cage universelle avantde lui faire subir une passe refouleuse. La disposition de train de la figure 8 est remarquablement appropriée à la modification d'un train duo ou trio conventionnel pour l'application du procédé de laminage universel de rails. Il suffirait par exemple d'ajouter une cage universelle 15 et de modifier une cage duo ou trio existante en y montant un cylindre verti- cal pour la passe finisseuse. - 12 - REVENDICATIONS 1. Procédé de placement de cannelures roulantes sur les cylindres horizontaux et verticaux d'une cage universelle ou semi-universelle notamment fi- nisseuse d'un laminoir universel à rails ou profilés similaires, caractérisé en ce que l'on place, sur le même jeu de cylindres horizontaux et verticaux,des cannelures autres qu'universelles o u f i n i s - seuses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on place au moins une cannelure refouleuse sur les cylindres horizontaux de la cage utilisée en finisseuse à rails, ou profilés similaires. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on place sur au moins une partie extrême des cylindres horizontaux une autre cannelure partiellement refouleuse de façon que la partie de ladite cannelure correspondant à une passe refouleuse coopère avec l'un des cylindres verticaux de la cage universelle. 4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on place sur le même jeu de cylindres hori- taux, au moins deux canneluresrefouleuses que l'on imbrique l'une dans l'autre de telle manière que les plans médians des cannelures refouleuses imbriquées soient distincts du et paral- lèles au plan vertical longitudinal de laminage. 5. Jeu de cylindres horizontaux ou jeu de cylindres hori- taux et verticaux d'une cage universelle notamment finisseuse d'un laminoir universel à rails ou profilés similaires, caractérisé en ce qu'ils portent des cannelures autres qu'universelles ou finisseuses à rails ou profilés simi- laires. 6. Jeu de cylindres selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il porte au moins une cannelure refouleuse. - 13 - 7. Jeu de cylindres selon l'une des revendica- tions 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il porte sur au moins une partie extrêime une autre cannelure semi-refouleu- - se de façon que la partie de ladite cannelure corres- pondant à une passe refouleuse coopère avec l'un des cylindres verticaux de la cage universelle. 8. Jeu de cylindres selon l'une des revendica- tions 5 à 7 caractérisé en ce qu'il porte au moins deux cannelures refouleuses qui sont imbriquées l'une dans l'autre de telle manière que les plans médians des cannelures refouleuses imbriquées soient distincts du et parallèles au plan vertical longitudinal de laminage. 9. Cage universelle notamment finisseuse d'un la- minoir à rails ou profilés similaires, caractérisée en ce qu'elle comporte un jeu de cylindres horizontaux ou un jeu de cylindres horizontaux et verticaux selon l'une des revendications 5 à 8. 10. Cage universelle notamment finisseuse selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle est asso- ciée à au moins un système de guidage- aiguillage permet- tant d'alimenter en profilé une cannelure donnée par déviation de la ligne de laminage. I1. Cage universelle notamment finisseuse selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce qu'elle est associée à un système manipulateur à règles à déplacement latéral permettant d'alimenter en profilé une cannelure donnée. 12. Cage universelle notamment finisseuse selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un système de déplacement transversal des cylindres. 13. Cage universelle, notamment finisseuse selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un système de déplacement transver- sal de toute la cage. -14- 14. Laminoir universel à rails ou profilés simi- laires, caractérisé en ce qu'il comporte une cage uni- verselle selon l'une des revendications 9 à 13. 15. Laminoir selon la revendication 14, caractérisé en ce que c'est un laminoir réversible. 16. Laminoir selon l'une des revendications 14 ou , caractérisé en ce qu'il comprend des systèmes manipulateurs à règles à déplacement latéral disposés en face de la cage universelle notamment finisseuse. 17. Laminoir selon l'une des revendications 14 ou , caractérisé en ce qu'il comprend au moins un sys- tème de guidage-aiguillage disposé en face de la cage universelle notamment finisseuse.