Brevet FR2533845A1 — publié le 19840406

La présente invention se-rapporte à un procédé de recirculation des mandrins dans un laminoir travail- fant dans le mode à mandrin retenu, en particulier pour la fabrication de tubes sans soudure. L'invention concerne également une installation- pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un laminoir travaillant selon la technique dite à mandrin retenu, une ébauche percée axialement et emmanchée sur un mandrin correspondant est soumise à un laminage en traversant une pluralité de cages successives et, pendant cette traversée, le mandrin est "retenu" par un dispositif de retenue motorisé approprié A la fin du laminage, le mandrin, après avoir été extrait du tube cor- responant, est ramené par ce même dispositif de retenue dans sa position initiale, en amont de la première cage de laminoir, en traversant à nouveau ladite pluralité de cages. Il est connu que, dans la production des tubes sans soudure réalisée au moyen d'un laminoir du type pré- cité, on attribue une grande Importance aux conditions de surface, aux conditions de lubrification et à la tempéra- ture du mandrin utilisé, ces conditions et cette tempéra- ture devant évidemment être les conditions optimales Il est connu que, lorsque le laminage est terminé, un mandrin est ramené à sa position initiale et qu'on effectue sur ce mandrin toute une série d'opérations servant à le re- conditionner pour un nouveau cycle de laminage. Le temps nécessaire pour effectuer ces opéra- tions n'est pas excessivement long mais il est en tout cas très supérieur au temps demandé par le laminage d'un tube. C'est pourquoi, afin d'exploiter au mieux les potentiali- tés du laminoir et de pouvoir disposer de mandrins dont les conditions (de surface, de lubrification et de tempé- rature) sont optimales, on a prévu en amont du laminoir un appareil tourne-mandrins qui comprend successivement tous les postes nécessaires pour l'exécution desdites opérations, cet appareil maintenant en circulation un nom- bre de quatre ou cinq mandrins Ceci permet de garantir qu'à l'entrée du laminoir, on trouvera constament un man- drin présentant les conditions optimales et prêt à être utilisé dans le cycle de laminage, ce qui permet d'amélio- rer l'exploitation des potentialités du laminoir. Selon la technique connue, lorsqu'un mandrin est ramené à la position initiale à la fin du laminage, il en est immédiatement évacué de manière qu'un nouveau mandrin, dont l'extrémité la plus éloignée du laminoir est bloquée dans le dispositif de retenue, puisse être amené tout aussi rapidement dans cette position initiale. Entre l'extrémité libre dudit mandrin et l'en- trée du laminoir, on laisse disponible un espace de loge- ment de l'ébauche qu'il s'agit de soumettre au laminage. En conséquence, entre deux cycles de laminage successifs, il existe un temps mort, qui est nécessaire pour permettre au dispositif de retenue d'atteindre une position qui est éloignée de l'entrée du laminoir d'une distance supérieu- re à la longueur d'un mandrin et d'une ébauche (environ à 35 m), pour l'évacuation du mandrin usé, le position- nement d'un nouveau mandrin, le positionnement de ltébàu- che à laminée et l'enfilage du mandrin dans cette ébauche. Le principal but de l'invention est de créer un procédé et l'installation correspondante pour la recircu- lation des mandrins dans un laminoir du type considéré, de manière appropriée pour permettre d'abréger encore sen- siblement les temps morts qui existent actuellement entre deux cycles de laminage successifs. Ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui ressortiront plus clairement de la description qui va sui- vre, sont atteints par un procédé de recirculation des man- drins qui, selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend une phase de pré-enfilage d'un mandrin neuf ou réadapté au laminage, dans une ébauche correspondante per- cée axialement, qu'il s'agit de soumettre au laminage, cette phase étant réalisée latéralement à l'axe du lami- nage, et une phase ultérieure de transfert du mandrin et de l'ébauche correspondante dans une position prédéterminée sur l'axe de laminage, en amont du laminoir; en même temps- qu'on éloigne de cette position un mandrih usé récupéré sur le laminoir à la fin d'un cycle de laminage précé- dent. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure l représente schématiquement une ins- tallation pour la mise en oeuvre du procédé de recircula- tion des mandrins selon l'invention; la figure 2 représente, encore schématiquement mais à plus grande échelle, un détail de l'installation de la figure 1; les figures 3 et 4 représentent à échelle enco- re agrandie et respectivement en élévation et en vue avant, un appareil de transfert utilisé dans l'installation des figures précédentes - Sur les figures des dessins, la référence i dé- signe globalement un ensemble de cages de laminage appar- tenant à un laminoir qui travaille selon la technique dite à mandrin retenu, pour la production de tubes sans soudu- re, ces cages étant alignées le long d'un axe de laminage A Un mandrin 2 est représenté en position de travail, étendu à travers l'ensemble de cages 1, et exactement ali- gné sur ledit axe A Sur le mandrin 2 est emmanchée une ébauche en cours de laminage, qu'on a omis de représenter pour la clarté du dessin. La queue 3 du mandrin est engagée dans une te- te -porte-mandrin 4, connue en soi, qui est fixée à l'ex- trémité d'une tige crémaillère 5, laquelle s'étend le long de l'axe de laminage A et est actionnée par une pluralité de pignons motorisés 6 Ces pignons, la tige crémaillère 5 et la tête porte-mandrin 4 constituent ensemble un dis- positif de retenue du mandrin au moyen duquel s'effectuent les opérations d'acheminement d'une ébauche au laminoir, de retenue du mandrin pendant le laminage et de récupéra- tion du mandrin du laminoir lorsque le laminage est ter- miné, ainsi qu'il ressortira plus clairement de la suite de la description. Naturellement, le dispositif de retenue décrit schématiquement ci-dessus n'est donné qu'à titre d'exem- pie préférentiel et, selon les exigences techniques et les disponibilités, on peut également utiliser à sa pla- ce n'importe quel autre dispositif de retenue de la tech- nique connue. Lorsque le laminage est terminé, le tube 8 (qui vient d'être obtenu), est libéré du mandrin 2 au moyen d'une pluralité de cages d'extraction indiquées schéma- tiquement en 7 et le mandrin, qui est ainsi dégagé du tu- be, est ramené à une position initiale (figure 2) par le dispositif de retenue ( 4, 5 et 6) qui a été décrit précé- demmentl Dans cette position initiale, le mandrin 2 est supporté par une pluralité de rouleaux 9 alignés sur l'axe de laminage A, en amont du laminoir En particulier, se- lon la technique-connue, ces rouleaux 9 sont du type dit escamotable, de manière à permettre les déplacements rec- tilignes de la tige crémaillère 5 et de sa tête porte-man- drins 4 le long de l'axe de laminage A. Un chemin à rouleaux 10 s'étend latéralement à la pluralité de rouleaux 9, parallèlement à l'axe A, et une pluralité de bras de transfert 11 travaillent entre ce chemin et lesdits rouleaux 9. Sur les figures 3 et 4, on a représenté un exem- ple préféré et non limitatif de l'un de ces bras de trans- fert. Sur un arbre motorisé 12, qui s'étend parallèle- ment à l'axe de-laminagé A, est calée une manivelle 13 comprenant deux bras 14, 15 dont les extrémités libres supportent, avec interposition de roulements 16, 17 cor- respondants, un axe 18 monté pour tourner librement Sur cet axe 18 est calé, dans une position comprise entre les bras 14 et 15, un support 19 en forme de tige, disposé verticalement et dont l'extrémité supérieure 20 présente la forme d'un berceau de dimensions appropriées pour re- cevoir un mandrin Sur tl'axe 18 est en outre calée une - roue dentée 21, qui est en prise avec une roue dentée 22 tournant sur un axe 23 porté par le bras 14 de la mani- velle 13 Cette roue 22 est à son tour en prise avec une crémaillère annulaire 24, fixée sur un support 25 et qui entoure coaxialement tl'arbre motorisé 12 Il ressort clairement de ce qui a été décrit et représenté que, lors- quton met l'arbre 12 en rotation le support 19 en forme de tige, tout en restant constament en position verticale, tourne autour de l'arbre 12 et à une distance de celui-ci- qui est déterminée par la longueur de la manivelle 13 En particulier, ledit support en forme de tige est équili- bré par une masse 26 formée ou fixée d'une autre façon à la manivelle 13, dans une position excentrée par rapport à l'axe de l'arbre motorisé 12. Le chemin à rouleaux 10 est prolongé jusqu'à un poste 27 de refroidissement des mandrins, o les mandrins sont transférés par des dispositifs qu'on a omis de représenter parce qu'ils sont entièrement classiques, par exemple au moyen dtappareils de transfert consti- tués par des mécanismes à leviers D'autres dispositifs analogues effectuent ensuite le transfert des mandrins re- froidis du poste 27 à un chemin à rouleaux 28 qui s'étend parallèlement à l'axe A et du côté de cet axe qui est -à l'opposé du côté occupé par le chemin à rouleaux 10 pré- cité. Ce chemin à rouleaux 28 est prolongé par un transporteur à chaîne 29 qui peut passer ou ne pas passer à travers un four à induction 30 et, ensuite, à travers un poste de lubrification 31, lequel est constitué de pré- férence par une cabine de dimensions appropriées et équi- pée pour pulvériser des laques prédéterminées sur les man- drins qui la traversent. A la sortie du poste de lubrification, est pla- cé un transporteur à chaîne 32, qui s'étend lui aussi pa- ralèlement à l'axe de laminage A, sensiblement dans le prolongement du transporteur à chaîne 29 précité _ Le trans- porteur à chaîne 32 est ensuite prolongé par un transpor- teur à rouleaux 33 qui se termine à proximité de la zone 34 d'arrivée des ébauches percées 35 qu'il s'agit de sou- mettre au laminage. Entre le transporteur 33 et la pluralité de rouleaux 9, est agencée une ligne 36 de pré-enfilage d'un mandrin dans une ébauche percée 35 Cette ligne comprend essentiellement un premier segment à chaîne, désigné dans son ensemble par la référence 37, suivi d'un segment à rouleaux 38 Le segment à chaîne 37 est équipé de moyens, connus en soi et non représentés, qui saisissent et pous- sent un mandrin qui a été chargé sur ces moyens. Entre le transporteur à rouleaux 33 et la ligne 36 est prévu un "poumon" 39 agencé de manière à pouvoir re- cevoir plusieurs mandrins dans le cas d'une éventuelle interruption du cycle de travail du laminoir ou des di- vers postes qui constituent le "tourne-mandrins" en amont du laminoir luimême Naturellement, il est possible de contourner ce poumon pour assurer le transfert rapide des mandrins. Entre ledit chemin à rouleaux 33, le poumon 39 et la ligne de pré-enfilage 36, travaillent des appareils de transfert capable de permettre, soit l'accumulation des mandrins, soit leur transfert rapide Des appareils de transfert analogues à ceux du type décrit en regard des figures 3 et 4 travaillent entre la ligne de préenfilage et la pluralité de rouleaux escamotables 9. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre à l'aide de l'installation qui vient d'être décrite plus haut. Pendant le laminage, un mandrin 2 est "retenu" par le dispositif de retenue, qui comprend la crémaillère motorisée 5 et la tête porte-mandrin 4 Un deuxième man- drin 2 A se trouve sur le chemin à rouleaux 10 tandis qu'une autre paire de mandrins 2 S, 20 se trouve dans le poste de refroidissement 27 Un autre mandrin 2 D est en train de subir le traitement de lubrification et un der- niermandrin 2 E est soutenu par la chaîne 37 dans une ébau- che percée 35, placée sur les rouleaux terminaux 38 à proximité de l'entrée du laminoir. A la fin du laminage, le mandrin 2 usé est ré- cupéré et ramené par le mgme dispositif de retenue ( 4, 5, 6) dans la position initiale o il est supporté par la pluralité de rouleaux 9 Le mandrin 2 est immédiatement transféré de cette position sur le chemin à rouleaux 10. En même temps, un mandrin 2 E et l'ébauche 35 calée sur ce mandrin est positionné sur la pluralité de rouleaux 9 ren- dus libres La queue de ce mandrin 2 E est automatiquement saisie par la tête porte-mandrins 4 et, à la suite de cet- te saisie, la tige crémaillère 5 est actionnée par la plu- ralité des pignons motorisés 6 Ceci amorce un nouveau cycle de laminage. Pendant le laminage, le mandrin 2 D qui a subi la lubrification est transféré à la ligne de pré-enfilaje 36 tandis que le mandrin 2 C, refroidi à une température appropriée, d'environ 110 à 1200 C, est éventuellement transféré au four à induction 30 et, ensuite, au poste de lubrification 31 Entre temps, pendant le parcours du che- main à rouleaux 10, le mandrin usé 2 subit un refroidisse- ment dans l'air et éventuellement un contrôle de son état de surface et de la rectilinéarité de son axe Si, à la suite de ce contr 8 le, le mandrin 2 se révèle inutilisable pour un nouveau cycle de laminage, il est mis au rebut, par exemple dans un poste intermédiaire 40, et un nouveau mandrin est introduit dans le cycle des mandrins par un magasin 41 de mandrins neufs. A la fin du chemin à rouleaux 10, le mandrin 2 a terminé sa première phase de refroidissement dans l'air et il est transféré au poste de refroidissement à l'eau 27. Le pré-enfilage du mandrin dans une ébauche 35 pendant le cours du laminage assure l'avantage indiscuta- ble d'une réduction notable des temps morts entre un cy- cle de laminage et le cycle suivant En effet, le temps nécessaire pour transférer un mandrin usé de la position initiale à la ligne à rou- leaux 10 et pour positionner en même temps un mandrin pré-enfilé sur la ligne de laminage est nettement inférieur au temps qui est nécessaire dans la technique connue pour transférer un mandrin usé en provenance de la ligne de la- minage, positionner sur la ligne de laminage un nouveau mandrin et une ébauche puis effectuer l'enfilage du man- drin dans l'ébauche et introduire ensuite l'unité mandrin- ébauche dans le laminoir Le temps mort est en outre ré- duit en raison du fait que, selon l'invention, la course de "retour" de la tête porte-mandrin est réduite compa- rativement à la technique connue, dans laquelle on devait tenir compte de la longueur d'un mandrin ajoutée à celle de l'ébauche percée. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au procédé et à l'ins- tallation qui viennent d'être décrits sans pour cela sor- tir du cadre de l'invention à- REVENDICATION 1 Procédé de recirculation des mandrins dans un laminoir travaillant dans le mode à mandrin retenu, pour la fabrication de tubes sans soudure, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de pré-enfilage d'un man- drin ( 2) neuf ou réadapté au laminage dans une ébauche correspondante, percée axialement, qu'il s'agit de soumet- tre au laminage, laquelle phase est réalisée latérale- ment à l'axe de laminage (A), et une phase de transfert du mandrin et de l'ébauche correspondante dans une posi- tion prédéterminée sur l'axe de laminage (A), en amont du laminoir ( 1), en même temps qu'on éloigne de cette po- sition un mandrin ( 2) usé et qui a été amené à cette po- sition à la fin d'un cycle de laminage précédent.