Brevet FR2501540A1 — publié le 19820917

I La présente invention se rapporte à la production de laminés et a notamment pour objet un cylindre de laminage. L'invention peut être utilisée notamment dans les entreprises métallurgiques. Toutes conditions égales par ailleurs,le rendement des cages de laminoir est déterminé par le taux de réduc- tion du métal en une passe. Toutefois, le glissement du métal, lorsque celui-ci est saisi par les cylindres ainsi qu'en régime de laminage établi, ne permet pas d'accroître le taux de réduction, ce qui entraîne une baisse du rende- ment des laminoirs, des ruptures des cylindres et des endommagements de l'équipement faisant partie des chaînes principales des laminoirs. Pour rendre plus efficace l'entraînement du métal et pour éviter le patinage des cylindres, il est nécessaire d'améliorer l'adhérence des cylindres au métal à laminer. Cela peut être obtenu de deux façons: en augmentant le coefficient de frottement entre les cylindres et le métal à laminer, ou bien en augmentant la charge de travail appliquée aux cylindres. On connaît des cylindres de laminage dont le pouvoir d'entraînement est amélioré grâce à une augmentation du coefficient de frottement entre lesdits cylindres et le métal à laminer (M.Ya. Brovman et alt. "Usovershenstvovanie tekhnologii prokatki tolstykh listov". M. "Metallurgia" 1969, p. 84, figure 28). Les cylindres en question comportent sur leur surface travaillante des entailles ou creux ana- logues et une grille appliquée sur ladite surface. Les inconvénients des cylindres considérés résident dans l'usure rapide des saillies formées par la grille, d'o la nécessité d'opérations supplémentaires pour le rechargement des cylindres ainsi que pour la réalisation de nouvelles saillies et l'obtention d'entailles. Les tentatives visant à augmenter la profondeur des entailles en vue de prolonger la durée de la vie des cylindres ont eu pour résultat d'accroître les charges dynamiques aux- quelles sont soumis les cylindres et d'altérer la qualité du métal laminé par suite de la formation de repliures de laminage et d'autres défauts. L'accroissement des charges de travail appliquées aux cylindres, quoique contribuant à améliorer lVentral- nement du métal àlaminer, provoque une augmentation du taux de réduction du métal, ce qui,en définitiveyaccroit le risque de glissement. Afin de diminuer l'usure des cylindres, et plus parti- culièrement, afin d'égaliser l'usure deJa couche travail- lante du cylindre suivant sa longueur, il a été proposé de durcir une partie de cette couche. Le cylindre en question est décrit dans le certificat d'auteur URSS NO 151976 et comprend une table ou corps dont la surface est revêtue d'une couche travaillante présentant des zones de différentes résistances à l'usure. En particulier, on a proposé un cylindre dont la partie médiane de ladite table présente une surface plus résistante à l'usure que celle de ses parties extrêmes. Le cylindre en question n'assure pas, par rapport aux autres cylindres connus, une meilleure adhérence au métal, du fait que les zones de différentes résistances à l'usure agissent suivant la longueur du cylindre, et que le fait que celui-ci soit pourvu d'entailles ou de stries conduit aux inconvénients propres au cylindre décrit dans le livre de M.Ya. Brovman. L'invention vise par conséquent un cylindre de laminage qui, grâce à une structure modifiée de sa couche travail- lante, assurerait un meilleur entraînement du métal à laminer pendant toute la durée de l'exploitation du cylindres sans traitement supplémentaire de celui-ci, et par consé- quent, une diminution des charges dynamiques dues au patinage, une réduction de l'usure de la couche travaillante et, en définitive, un accroissement du rendement des laminoirs. Ce problème est résolu du fait que le cylindre de laminage du type dont la table (le corps) est revêtue d'une couche travaillante comportant des zones de dif- q férentes résistances à l'usure, est caractérisé,selon l'invention, en ce que lesdites zones sont constituées par au moins deux matériaux dont chacun a une résistance à l'usure différente de l'autre et qui alternent aussi bien suivant le pourtour que suivant la génératrice de ladite table, chacune desdites zones se présentant, sur la surface développée de la table,sous forme d'une figure symétrique par rapport au pourour et à la génératrice de ladite table et dont l'étendue suivant ledit pourtour de la table est de 0,001 à 1 fois la longueur de l'arc d'entraînement, l'axe de symétrie de chacune desdites zones, considéré dans le plan de la section transversale du cylindre, étant disposé, par rapport au rayon du cylindre, sous un angle de 5 à 750. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre en coupe transversale la table du cylindre de l'invention, dont les zones de la surface travaillante réalisées en matériau plus résistant à l'usure sont représentées en hachures plus serrées; - la figure 2 illustre une partie de la surface de la couche travaillante, dont les zones en matériau plus résistant à l'usure sont représentées comme sur la figure 1; - la figure 3 illustre en coupe transversale une partie développée de la table et de la couche travaillante du cylindre dans laquelle les zones en matériau plus résistant à l'usure sont réalisées en sorte que leurs axes de symétrie soient disposés de radialement; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, mais dans laquelle les zones en matériau plus résistant à l'usure sont réalisées de manière que leurs axes de symétrie soient disposés sous un angle par rapport au rayon du cylindre - la figure 5 représente la courbe de variation de la profondeur du creux ou entaille en fonction de l'angle d'inclinaison de l'axe de symétrie de la zone en matériau plus résistant à l'usure par rapport au rayon du cylindre. Comme il ressort de la figure 1, le cylindre de laminage comprend-une table 1 dont la surface est revêtue d'une couche travaillante 2. Selon l'invention, la couche travaillante 2 est réalisée à partir de deux matériaux dont les résistances à l'usure respectives sont différentes l'une de l'autre, la résistance de l'un desdits matériaux étant plus élevée que celle de l'autre. Par "matériau dont la résistance à l'usure est plus (ou moins) élevée" on entend ici un métal ou un alliage de métaux à résistance à l'usure déterminée lors du laminage aussi bien de métaux ferreux que de métaux non ferreux. Le matériau dont la résistance à l'usure est plus élevée constitue les zones 3 moins sujettes à l'usure, tandis que le matériau dont la résis- tance à l'usure est moins élevée constitue les zones 4 plus sujettes à l'usure. Lesdites zones peuvent également *tre dénommées zones "durcies" 3 et zones "non durcies" 4, respectivement. Comme il ressort des figures 1 et 2, les zones réalisées à partir de matériaux dont les résistances à l'usure respec- tives sont différentes l'une de l'autre alternent aussi bien suivant le pourtour que suivant la génératrice de la table 1, c'est-à-dire que les zones durcies 3 alternent avec les zones non durcies 4 de manière à former un dessin dans lequel les zones durcies, représentées en hachures plus serrées, sont disposées en quinconqueauonéchiquier (figure 2). En outre, il ressort de la figure 2 que chacune des zones durcies 3 se présente, sur la surface développée de la table 1, sous forme d'une figure symétrique par rapport au pourtour "ab" et à la génératrice "cd"- de la table 1. Dans le mode de réalisation considéré,les zones durcies 3 se présentent sous forme de carrés, mais ce n'est là qu'un exemple de réalisation non limitatif. En fonction de leur destination fonctionnelle, dont il sera question plus loin, il est évident que lesdites zones peuvent aussi se présenter sous forme de rectangles, de losange, de cercles, d'ellipses ou d'autres figures satisfaisant à la condition présentée symétrie par rapport au pourtour aussi bien que par rapport à la génératrice de la table 1. Il est aussi évident que, étant donné la disposition en échiquier des zones durcies 3, la forme des zones non durcies 4 satisfait à tous les impératifs ci-dessus mentionnés en ce qui concerne les zones durcies 3. L'étendue des zones durcies 3 (ou des zones non durcies 4) par rapport auxdits axes de symétrie est choisie dans les limites de 0,001 à 1 fois la longueur de l'arc d'entraînement. Le choix de l'étendue minimale (1/1000 de l'arc d'entraînement) s'explique par la nécessité d'obtenir une surface rugueuse du produit laminé, par exemple d'une feuille ou tôle. Le choix de l'étendue maximale (longueur totale de l'arc d'entraînement) est dû aux condi- tions de l'entraînement du produit à laminer par exemple dans un laminoir (cage) de dégrossissage, ainsi qu'à la nécessité d'assurer l'effet d'explosion de vapeur en vue du décalaminage dudit produit. Il est à noter que l'étendue maximale des zones durcies 3 suivant le pourtour de la table 1, ainsi que leur résistance à l'usure et les matériaux doués de résistance à l'usure, peuvent être choisis différemment en fonction de la loi d'usure du cylindre considéré. Les matériaux utilisés peuvent Etre plus nombreux, par exemple dans le cas d'un cylindre de laminoir à pélerin ou bien d'un cylindre pour l'obtention d'un profil périodique, etc.,leur nombre étant fonction des impératifs de diversité de la résistance à l'usure. Comme le montrent les figures 1 et 4, l'axe de symétrie "e-e" de chacune des zones 3 ou 4 peut être disposé, par rapport au rayon du cylindre, sous un angle cd pouvant varier, selon le matériau du cylindre (de sa couche travaillante) et du métal à laminer, dans les limites de 5 à -750. Pour illustrer le fonctionnement des zones durcies de X501540 la couche travaillante conforme à l'invention, on commence par considérer ci-après le cas de zones durcies à axe de symétrie disposé radialement. Pour assurer le caractère sélectif de l'usure pendant toute la durée de vie du cylindre, c'est-à-dire jusqu'à l'usure complète de sa couche travaillante, la table 1 du cylindre peut être revêtue d'une couche travaillante cons- tituée par des métaux à différentes résistances à l'usure, et cela de la manière représentée sur la figure 3, les propriétés des zones durcies étant invariables suivant toute l'épaisseur de la couche travaillante. Or, lors de l'exploitation du cylindre ainsi conçu, au fur et à mesure de l'usure des zones non durcies 4 (repré- sentée par des lignes en traits interrompus), on assiste à un accroissement de la hauteur-du relief au-dessus du maximum admissible, d'o la formation de repliures. Afin de conserver la profondeur voulue des creux, les axes de symétrie des zones 3 sont, selon l'invention, dis- posés sous un angle 0 rayon du cylindre, ce qui permet de remédier à l'inconvé- nient mentionné. Ainsi, à mesure que s'accroit l'usure des zones non durcies (4)(représentée en traits interrompues), on voit ressortir progressivement les zones durcies 3. Avec l'augmentation de la profondeur de l'usure (du creux), diminue la surface de contact des zones non durcies avec le métal à laminer et s'accroit la charge de travail supportée par les zones durcies. Ceci permet de stabiliser la profondeur des creux. La profondeur des creux peut être réglée en variant l'angle " et la différence entre les résistances à l'usure respectivesdesnesduciesetnonduzcis.La figure 5 représente la courbe de variation de la profondeur du creux en fonction de l'angle d'inclinaison de l'axe de symétrie de la zone durcie par rapport au rayon du cylindre. Sur l'axe des abscisses sont portés en degrés les angles d'inclinaison de l'axe de symétrie de chaque zone durcie par rapport au rayon du cylindreet sur l'axe des ordonnées, les profondeurs. du creux en mm. La courbe a été construite à partir de résultats d'essais et montre que l'usure de la zone non durcie ne commence à s'affaiblir sensiblement que lorsque l'angle d'inclinaison de la zone durcie est de 5 ou plus, et ce, indépendamment du rapport entre les résistances à l'usure des zones durcies et non durcies. Quand l'angle d'inclinaison dépasse 750, les zones durcies commencent à recouvrir les zones non durcies et, évidemment, les creux ne se forment pas. En ce qui concerne la forme des zones durcies, consi- dérée sur la surface développée de la couche travaillante, la non observation de leur symétrie par rapport au pourtour et par rapport à la génératrice de la table 1 provoque l'apparition de forces qui sont orientées le long de l'axe de la table 1 du cylindre et qui agissent sur le métal à laminer en le déplaçant transversalement, ce qui nuit au processus de laminage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentésqui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. ?501540 R E V E N D I C A T I O N Cylindre de laminage, du type dont la table (le corps) (1) est revêtue d'une couche travaillante (2) comportant des zones dont les rsisitncesàl'usurerespecties diffèrent l'une de l'autre, caractérisé en ce que lesdites zones (3 et 4) sont constituées d'au moins deux matériaux dont les résis- tances à l'usure respectives diffèrent l'une de l'autre et qui alternent aussi bien suivant le pourtour que suivant la génératrice de la table (1), chacune desdites zones se présentant, sur la surface développée de la table (1), sous forme d'une figure symétrique par rapport audit pourtour et à ladite génératrice de ladite table et dont l'étendue suivant ledit pourtour est de 0,001 à 1 fois la longueur de l'arc d'entraînement du produit à laminer, l'axe de symétrie de chacune desdites zones, considéré dans le plan de la section transversale du cylindre, étant disposé, par rapport au rayon de ce dernier, sous un angle oc de -+5 à +750.