Brevet FR2500338A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne un procédé pour le laminage de tubes, selon lequel deux cylindres calibrés, disposés l'un au-dessus de l'autre et montés dans une cage de laminoir se déplacent d'un mouvement de va-etvient sur une ébauche tubulaire agencée sur un mandrin conique axialement fixe, les cylindres entraînés en rotation présentant à leur périphérie des calibres de travail convergents adaptés à la forme du mandrin conique et laminant l'ébauche sur le mandrin, tandis que les cylindres libèrent l'ébauche aux extrémités des calibres de travail en deux points morts de la course de la cage de laminoir en vue de provoquer l'avance et la rotation. Un procédé connu pour le laminage de tubes consiste à travailler l'ébauche tubulaire sur un mandrin conique maintenu en position axiale, à l'aide de cylindres calibrés disposés dans une cage de laminoir et animés d'un mouvement alternatif. Au point mort d'entrée (au point mort de la course de la cage de laminoir du côté d'entrée du matériau à laminer), l'ébauche tubulaire est libérée des cylindres annulaires, de manière que dans cet intervalle il soit possible à l'ébauche tubulaire d'avancer et de tourner d'un angle de rotation déterminé et nécessaire. Dans ce procédé de laminage connu, l'avance de l'ébauche à laminer apparait au point mort d'entrée, c'est-à-dire avant la course d'avance de la cage de laminoir. La rotation nécessaire de l'ébauche à laminer l'angle de rotation étant compris entre 500 et 70 - a lieu dans ces procédés de laminage, toujours au point mort d'entrée de la cage de laminoir. Puisque dans ce procédé de laminage connu, le travail de laminage effectif n'est pratiquement effectué que lors de la course d'avance de la cage de laminoir, ce procédé est connu sous le nom de "procédé à pas de pèlerin à froid'. Lors de la course de retour de la cage de laminoir, aucun travail de laminage n'est effectué. COe38 Il est déjà connu, par le brevet allemand NO 1 602 036, d'engendrer d'une part l'avance de l'ébauche à laminer, totalement ou en grande partie au point mort de sortie de la course de la cage de laminoir, c'est- à-dire avant le début de la course de retour, et d'autre part, la rotation de l'ébauche à laminer d'environ 60 , aussi bien au point mort d'entrée qu'au point mort de sortie du mouvement de la cage de laminoir. Dans le brevet allemand NO 1 602 036, il est mentionné que la déformation de l'ébauche est la plus avantageuse et la meilleure lorsque le processus de laminage a lieu lors de la course de retour. Cette suggestion est cependant préjudiciable pour les raisons suivantes: Lors du laminage pendant la course de retour, avec de 1-5 fortes avances engendrées au point mort de sortie, l'ébauche à laminer doit couler dans la direction opposée à celle du cylindre de travail. Il en résulte de très fortes contre-pressions axiales sur le mandrin de laminage, sur le poinçon avec la butée de mandrin et sur le coulisseau d'avance. Comme ces pressions axiales doivent être parfaitement contrôlées par le laminoir à froid et donc qu'une limite de contrainte déterminée ne peut être dépassée, l'amplitude du mouvement d'avance, qui peut être produite au point mort de sortie, est également limitée. Pour ces raisons, il n'est possible de réaliser que des mouvements d'avance au point mort de sortie relativement limités. Ainsi, la suggestion selon le brevet allemand NO 1 602 036 n'apporte aucune amélioration vis-à-vis des procédés connus de laminage à pas de pèlerin à froid. Cette suggestion a été effectuée, alors qu'à cette époque on manquait d'essais pratiques et de connaissances de base théoriques de la technique de laminage en rapport avec la technique de laminage proposée. Dans le brevet allemand NO 1 602 036, il est en outre proposé d'ajouter au mouvement d'avance unique au point mort de sortie un mouvement d'avance additionnel au point mort d'entrée. Ceci n'entraîne aucune augmentation impor- tante du mouvement d'avance total (mouvement d'avance principal au point mort de sortie et mouvement d'avance additionnel au point mort d'entrée), car les pressions axiales lors de la course de retour sont augmentées, par la production de l'avance additionnelle au point mort d'entrée avec le mouvement de commande nécessaire au point mort d'entrée, par suite de la longueur de calibre de travail maintenant raccourcie et des pressions de laminage augmentées en conséquence. Il en résulte que l'amplitude de l'avance permise au point mort de sortie doit être à nouveau réduite de sorte que cette proposition ne présente aucune augmen- tation de rendement vis-à-vis du procédé de laminage à pas de pèlerin à froid. Lors de la rotation de l'ébauche, comme proposée dans le brevet allemand NI 1 602 036, d'un angle déterminé pour le matériau de laminage, pour le mandrin avec le poinçon et pour le coussinet de serrage d'entrée et de sortie, d'environ 600, aussi bien au point mort d'entrée qu'au point mort de sortie de la course de la cage de laminoir, un mouvement de commande important est également nécessaire pour la rotation au point mort de sortie. Vis-à-vis du procédé de laminage à pas de pèlerin, dans lequel l'avance et la rotation ont lieu au point mort d'entrée, ce mouvement de commande de la longueur de la zone calibrée de travail et donc de la longueur de travail de laminage, est perdu. Comme en principe l'amplitude de l'avance est simplement proportionnelle à la longueur de la zone calibrée de travail, un raccourcissement important de la longueur de la zone calibrée de travail signifie une réduction importante de l'amplitude de l'avance, de sorte qu'il en résulte une diminution de rendement j$00338* vis-à-vis du procédé à pas de pèlerin à froid connu et pratiqué jusqu'à présent. La présente invention remédie aux inconvénients cités ci-dessus, et concerne un procédé pour le laminage de tubes du type décrit ci-dessus, à l'aide duquel il est possible d'obtenir une augmentation de rendement optimale par rapport au procédé à pas de pèlerin à froid, par une augmentation importante du travail de laminage total lors du laminage à froid des tubes, et ainsi d'obtenir une augmentation correspondante du rendement de l'installation de laminage. A cette fin, selon l'invention, le procédé est remarquable en ce que la plus grande part du travail de laminage total produit par le mouvement de va-et-vient de la cage de laminoir est effectuée sur la course d'avance de la cage de laminoir, tandis qu'une faible part du travail de laminage est faite lors de la course de retour de ladite cage et en ce que la rotation totale de l'ébauche de laminage à chaque mouvement de va-et- vient de la cage de laminoir est d'environ à 70 %, l'angle de rotation au point mort d'entrée étant d'environ 20 à 40 et l'angle de rotation au point mort de sortie étant approximativement égal à 20 à 40 . Des essais ont montré que le travail de laminage total, lors d'une avance ayant lieu exclusivement au point mort de sortie, se répartit sensiblement pour moitié sur la course de retour consécutive de la cage de laminoir et pour moitié sur la course d'avance suivante de ladite cage de laminoir. La méthode de laminage selon l'invention, selon laquelle la plus grande partie du travail de laminage de l'ébauche tubulaire est effectuée lors de la course d'avance tandis qu'une faible partie dudit travail est effectuée lors de la course de retour, entraîne une augmentation de rendement optimale par rapport au procédé à pas de pèlerin à froid, car la course d'avance et la course de retour effectuent un travail de laminage à froid, en particulier le mécanisme d'avance et de rotation, la- butée de mandrin et la cage de laminage avec des cylindres calibrés, ne sont pas plus fortement chargés que dans le procédé à pas de pèlerin et n'ont donc pas à être modifiés. Dans le procédé selon l'invention, on donne à la plus petite partie de travail de laminage total, une valeur qui représente un travail de laminage notable lors de la course de retour et qui également, permet une augmentation importante du taux d'avance total par rapport au procédé de laminage à pas de pèlerin. Cette valeur notable de la plus petite partie du travail de laminage total lors de la course de retour est possible par le fait que, les angles de rotation utilisés lors de la méthode de laminage selon l'invention, pour le matériau à laminer, sont égaux aussi bien au point mort d'entrée qu'au point mort de sortie à environ 20 à 40 , car avec des angles de rotation faibles lors du laminage sur la course de retour les pressions axiales sur le mandrin, le poinçon, la butée de mandrin et le coulisseau d'avance sont sensiblemen plus faibles, qu'avec des angles usuels d'environ 50 à 70 , aussi bien au point mort d'entrée qu'au point mort de sortie. Le processus d'élargissement à l'emplacement du calibre plat, apparaissant lors du laminage, est réparti, grâce aux angles de rotation faibles au point mort d'entrée et au point mort de sortie et valant environ de 20 à 40 , entre la course d'avance suivante et la course de retour consécutive. Ainsi, on obtient une réduction importante des efforts axiaux. En outre, le procédé de laminage selon l'invention permet une amélioration des tolérances des tubes, une réduction des différences entre les tensions internes tangentielles 4.. et longitudinales du tube laminé à froid et un allongement important de la durée de vie du matériel de laminage. Lors du laminage à pas de pèlerin à froid de tubes en cuivre, avec une avance et une rotation effectuées au point mort d'entrée et des charges importantes voulues (de plus de 400 kg jusqu'à 500 kg), apparaissent à l'extrémité de chaque loupe au bout du calibre de travail, d'importants efforts de retardement au sein de l'ébauche laminée, d'o il peut résulter que le matériau à laminer accomplisse des mouvements indésirables dans la direction de sortie. Dans le cas o l'on voulait éviter cet inconvénient, on était en partie obligé, dans la zone finale de chaque loupe, de réduire la vitesse de travail de laminage, ce qui entraînait une diminution du rendement. Si l'on emploie le procédé de laminage selon l'invention lors du processus de laminage de tubes en cuivre avec des charges de loupe correspondantes importantes, alors, les efforts de retardement lors du laminage seront réduits notablement, de sorte que l'on évite une réduction de la vitesse de travail de l'unité de laminage à froid. Dans le procédé selon l'invention, la force engendrant l'avance (c'est-àdire la force de libération du mandrin) est notablement diminuée, grâce aux angles de rotation faibles d'environ 20 à 400 et au partage selon l'invention du travail de laminage total entre la course d'avance et la course de retour. Par suite des faibles valeurs des forces de libération et des contre-pressions, le travail de laminage à froid par la méthode de laminage selon l'invention, se déroule de manière notablement plus calme que lors de la mise en oeuvre des procédés connus à pas de pèlerin à froid. Le niveau de bruit lors du travail de laminage à froid à l'aide du procédé de laminage selon l'invention est diminué de manière importante. 25003'38 Il s'est révélé, que le procède de laminage proposé peut être appliqué de manière particulièrement favorable, lorsque l'on utilise pour l'exécution du procédé une unité de laminage à pas de pèlerin à froid pourvue de cylindres de calibrage annulaires, dans laquelle un dispositif est prévu au moyen duquel l'angle de rotation (l'angle de déroulement total) des cylindres de calibrage annulaires employés, rapporté au diamètre du cercle initial du pignon d'axe de cylindre, est supérieur à 330 pour chaque mouvement d'avance et de retour. Cela signifie que le mouvement de commande pour l'avance et/ou la rotation de l'ébauche à laminer au point mort de sortie dans l'ouverture de calibrage des cylindres annulaires, et par suite lors de l'avance ou la rotation au point mort de sortie, n'est pas préjudiciable à la longueur du calibre de travail des cylindres annulaires. En outre, les unités de laminage à froid de ce type comportent ainsi qu'il est décrit par exemple dans le brevet allemand NI 2 329 526, un dispositif mécanique de rotation pour engendrer la rotation de l'ébauche à laminer, dans lequel le temps de commande nécessaire est proportionnel à la valeur de l'angle de rotation engendré. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec une semblable unité de laminage apporte les avantages suivants: Puisque l'angle de rotation au point mort d'entrée n'est que d'environ 20 à 400 alors qu'il s'élève à 50 à 70 dans le procédé de laminage à pas de pèlerin à froid, le temps de commande au point mort d'entrée peut également être réduit d'environ la moitié. Cela entraîne une diminution plus que proportionnelle du mouvement de commande au point mort d'entrée, de sorte que la longueur du calibre de travail peut être augmentée en correspondance (environ de à 20 %), sans que le diamètre de laminage des cylindres annulaires soit modifié, comme ceci avait été le cas pour les laminoirs à pas de pèlerin à froid à grande course connus. Il en résulte une course particulièrement longue grâce à laquelle il est possible d'obtenir une augmentation correspondante de l'avance totale, c'est-à-dire du travail de laminage total de l'ébauche à chaque aller et retour de la cage de laminage. Puisque l'angle de rotation au point mort de sortie n'est que d'environ 20 à 400 dans le procédé selon l'invention, l'augmentation nécessaire de la course de ladite cage pour un laminoir à froid mettant en oeuvre la présente invention n'est que d'environ 5 à 10 %, par rapport à la course de la cage de laminage d'un laminoir à pas de pèlerin à froid fonctionnant selon le procédé de laminage à pas de pèlerin (par exemple conformément au brevet allemand NI 2 329 526). Eventuellement, la commande mécanique principale d'un laminoir à froid peut seulement être renforcée pour mettre en oeuvre la méthode selon l'invention, de sorte que la totalité du laminoir à froid n'est pas lourde. En revanche, il en résulte une augmentation totale du rendement d'environ 40 à 50 % par rapport à un laminoir à pas de pèlerin à froid. REVENDICATION Procédé pour le laminage de tubes, selon lequel deux cylindres calibrés disposés l'un au-dessus de l'autre et montés dans une cage de laminage se déplacent d'un mouvement de va-et-vien sur une ébauche tubulaire à laminer qui est agencée sur un mandrin conique axialement fixe, les cylindres entraTnés en rotation présentant à leur périphérie des calibres de travail convergents adaptés à la forme du mandrin conique et laminant l'ébauche sur le mandrin, tandis que les cylindres libèrent l'ébauche aux extrémités des calibres de travail à deux points morts de la course de la cage de laminage, afin de produire une avance et une rotation, caractérisé en ce que la plus grande partie du travail de laminage total produit par le mouvement de va-et-vient de la cage de laminoir est effectuée sur la course d'avance de la cage de laminoir tandis qu'une plus faible part du travail de laminage est faite lors de la course de retour de ladite cage et en ce que la rotation totale de l'ébauche de laminage à chaque mouvement de va-et-vient de la cage de laminoir est d'environ 50 à 70 %, l'angle de rotation au point mort d'entrée étant d'environ 20 à 400 et l'angle de rotation au point mort de sortie étant approximativement égal à 20 à 40 .