Brevet FR2533844A1 — publié le 19840406

La présente invention concerne une installation de laminage pour la fabrication de tubes sans soudures, a paroi mince, à partir de tiges massives de longueur limitée, installation se composant des dispositifs suivants énumérés dans l'ordre de leur utilisation dispositif de chauffage, dispositif de perçage, dispositif d'allongement, laminoir élargisseur et refroidissoir. Le laminoir élargisseur est du type laminoir à cylindres obliques, dans lequel les axes de la pluralité d'au moins deux cylindres sont inclinés par rapport aux plans dans lesquels se trouve l'axe des matériaux à laminer, type de laminoir dans lequel, en outre, la projection de chaque axe de cylindre sur le plan est agencée suivant un angle d'élargissement d'au minimum 2 jusqu'à 350 maximum, plus particulièrement 150, par rapport à l'axe des cylindres, et o chaque cylindre, bilatéralement, est tourillonné dans le bâti du laminoir Tous les cylindres coopèrent avec un mandrin commun agencé et maintenu entre eux et avec lequel ils forment une fente de laminage se rétrécissant dans le sens du laminage. Une telle installation de laminage est décrite dans la Revue Stah I and Eisen 1933, de la page 693 à la page 695. Dans cette publication on propose tout particulièrement, en tant que dispositif d'allongement un laminoir à pas de pélerin-et on constate en outre, que l'on n'a pas encore trouvé le moyen de produire dans un laminoir à cylindres obliques des tubes finis à paroi mince. De plus, on peut remarquer que depuis cette publication et malgré celleci, des installations conformes à cette proposition, avec un laminoir élargisseur, n'existent pas en pratique. 1 Le besoin de tubes à parois minces, d'un diamètre supé- rieur à environ 350 mm, par exemple dans le domaine de l'énergie, croit sans cesse On a besoin, aussi, de tubes sans soudure Il se trouve que la fabrication de tels tubes, non seulement est difficile en raison de l'épaisseur relativement réduite de leur paroi, mais encore est extraordinairement dispendieuse, en raison de l'installation du laminoir à pas de pélerin proposé. La plupart des installations de ce type, par exemple un laminoir à pas de pélerin à chaud de cette taille, sont des investissements onéreux A cause du refroidissement de la matière laminée et de la cadence de production de l'installation qui en découle, de tels laminoirs sont peu capables de s'adapter à un besoin changeant. Pour cette raison, il est déjà technologiquement valable, de combiner la fabrication de tubes sans soudure avec l'élargissement correspondant Cependant cette proposi- tion soulève plusieurs-points contradictoires: 1 L'échauffement, si possible unique, jusqu'au tube fini, 2 L'égalisation de l'épaisseur de la paroi sous la chaleur, 3 La gradation pas à pas de l'épaisseur de la paroi ou l'étirage du corps creux et, 4 Le respect des cotes du diamètre L'objet de la présente invention est de simplifier, au plan de l'installation, la fabrication de tubes à paroi mince et technologiquement, de l'améliorer. Cet objet est résolu par le choix de dispositifs, 1 connus en soi et dans des combinaisons partielles, pour une installation de laminage, dans laquelle elles trouvent emploi dans leur ordre d'énumération A cette fin, selon l'invention, l'installation de laminage de type mentionné ci-dessus est caractérisé en ce que le dispositif d'allon- gement se compose, le cas échéant d'un laminoir à cylindres obliques et/ou, obligatoirement d'un laminoir bourroir et en ce qu'un laminoir calibreur (laminoir d'allongement) est disposé en liaison directe avec le laminoir élargisseur et avant le refroidissoir. Le laminoir bourroir se révèle technologiquement avanta- geux dans la combinaison proposée, bien qu'il soit connu que les tubes produits de cette façon ne possèdent pas une épaisseur de paroi suffisamment régulière Mais l'étirage de l'épaisseur de la paroi du corps creux que l'on peut obtenir de façon usuelle, en deux passes, par l'emploi d'un laminoir bourroir est suffisamment important en vue de l'introduction des tubes dans un laminoir élargisseur. Le laminoir bourroir travaille comme installation d'allon- gement en comparaison avec, par exemple, une installation de laminoir à pas de pélerin, assez vite, pour que, avec certitude, un réchauffement intermédiaire ne soit pas nécessaire jusqu'à l'installation du laminoir calibreur, ce qui est d'une importance particulière, à cause de l'élévation rapide des coûts de chauffage, à température élevée. De façon auxiliaire, un laminoir élargisseur à cylindres obliques peut encore être disposé devant le laminoir bourroir, de sorte que, à partir des barres massives par exemple et de façon connue, des corps creux sont usinés dans deux laminoirs à cylindres obliques placés l'un derrière l'autre, lesdits corps étant, selon la présente invention, le matériau préliminaire au laminoir bourroir et devant l être ensuite élargis. Les tubes fabriqués dans le laminoir bourroir sont conduits à un laminoir élarqisseur et élargis au diamètre souhaité On utilise comme laminoir élargisseur une installation de la catégorie décrite ci-dessus. Les cylindres du dispositif sont calibrés par rapport à un mandrin en formede cône,de sorte qu'ils délimitent une fente de laminage se rétrécissant dans le sens du laminage. Le laminoir élargisseur détermine le diamètre du tube fini. L'épaisseur de la paroi du tube fini est déjà préparée dans le laminoir bourroir pour chaque élargissement. Des élargissements allant, par exemple d'un diamètre de 350 mm à un diamètre de plus de 500 mm sont possibles. Il est particulièrement avantageux de conformer les cylindres et la forme du mandrin de la façon décrite dans la demande de brevet français N O déposée ce même jour au nom de la demanderesse Pour cela, les cylindres ont la forme d'un hyperboloide de révolution et les mandrins sont, pour l'essentiel, des cônes tronqués. Des diamètres différents de tubes sont déterminés, dans ce cas, par des mandrins de longueurs différentes, ce qui simplifie sensiblement l'installation de laminage et les annexes de celle-ci, lors du changement de dimension. La vérification expérimentale de la présente invention a indiqué que l'élargissement, en particulier par l'utili- sation d'un calibrage, comme cela est proposé ci-après, contribue largement à l'égalisation de l'épaisseur de la paroi, si bien qu'il n'est plus nécessaire de prévoir un laminoir à cylindres obliques (à lisser) après le laminoir Z 533844 1 bourroir ou après le laminoir élargisseur, ce qui diminue le prix de l'installation. Ceci se répercute aussi dans des frais de chauffage particulièrement réduits, puisqu'un réchauffement inter- médiaire, obligatoire sinon, devient inutile. De plus, selon l'invention, le tube est amené directement du laminoir élargisseur au laminoir calibreur, dans lequel il est arrondi et refoulé de quelques millimètres en diamètre. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 montre l'agencement technologique de l'ins- tallation dans une installation de laminage. La figure 2 représente une coupe longitudinale dans le plan de l'axe du tube à travers le laminoir élargisseur. La figure 3 montre un cylindre du laminoir à cylindres obliques. Selon la figure 1, l'installation de laminage se compose d'un four rotatif 1, d'un dispositif de pergage 2, du laminoir bourroir 3, du laminoir élargisseur 4, du laminoir calibreur 5 et du refroidissoir 6 Un bloc massif est introduit, dans le sens de la flèche 7 dans le four rotatif 1 et quitte celui-ci, chauffé à environ 1250 , dans le sens de la flèche 8 Le bloc chauffé 9 est décalaminé et centré, et conduit au laminoir à cylindres obliques 2 comportant un mandrin perceur 10 maintenu en butée Il en sort un corps creux, qui est encore si chaud qu'il peut être soumis à d'autres conformations à chaud. 2533844 ' 1 Si le corps creux il a des parois relativement minces, il est conduit sur le champ au laminoir bourroir 3. Le laminoir bourroir 3 se compose d'un jeu de cylindres 12, qui travaille avec le mandrin 14 appuyé sur la butée 13 Le corps creux Il est, dans ce cas, poussé sur la tige de mandrin 15 et ramené par les galets d'entraînement après ouverture des cylindres 12. En général, une cage de laminoir bourroir 3 ne possède qu'un jeu de cylindres, qui va travailler en continu plu- sieurs fois, en particulier deux fois comme cela vient d'être décrit (deux passes); mais il peut se composer de deux jeux de cylindres 12 disposés l'un à côté de l'autre. Pour former le corps creux, le dispositif des cylindres est choisi, de passe en passe plus petit et/ou le diamètre du mandrin plus grand. Après la dernière étape de bourrage, le corps creux 1 i est éloigné de la cage-et volontairement amené par le travers jusqu'au laminoir élargisseur 4 Le laminoir élargisseur 4 se compose des cylindres obliques 17 et également d'un mandrin élargisseur 18 maintenu dans une butée non représentée La figure 2 montre cette installa- tion agrandie On reconnait la position oblique dès cylindres par rapport au plan de l'axe 19 du tube, qui est dans le plan de la feuille Le cylindre supérieur se trouve à droite, le cylindre inférieur se trouve à gauche par rapport au plan de la feuille L'axe 19 du tube et la projection des axes des cylindres 20, 21 sur le plan de la feuille forment un angle d'élargissement compris entre 2 et 35 La figure 3 représente le contour des cylindres Il consiste en un cône d'introduction 22 et une partie hyperbolique 17 Par suite du contour et des positions obliques, on obtient qu'une ligne en hélice des cylindres entre en contact avec une partie du cône du corps creux 23, dont l'axe 19 coïncide avec celui du cône 18 du mandrin élargisseur. Le corps creux quitte le laminoir élargisseur sous la forme d'un tube fini sans soudure, avec une épaisseur de paroi uniforme et est amené,à environ 900 C, jusqu'au calibreur 5 pour calibrage de diamètre et refroidi sur le refroidissoir 6 à la température ambiante Après le refroidissement, on effectue les travaux habituels d'ajustage et de contrôle selon les specifications désirées. Une variante de réalisation est montrée sur la figure 1 et comporte un laminoir d'étirage à cylindres obliques 24, entre installation de pergage 2 et laminoir bourroir 3. Au moins dans ce laminoir d'étirage 24, un corps creux à paroi suffisamment mince est formé pour le laminoir bourroir. REVENDICATION 1 1 Installation de laminage pour la fabrication de tubes sans soudure à paroi mince à partir de barres massives de longueur limitée, installation se composant des dispo- sitifs suivants énumérés dans l'ordre de leur utilisation dispositif de chauffage, dispositif de perçage, dispositif d'allongement, laminoir élargisseur et refroidissoir, installation dans laquelle le laminoir élargisseur est du type laminoir à cylindres obliques, dans lequel les axes de la pluralité d'au moins deux cylindres sont inclinés par rapport aux plans dans lesquels sé trouve l'axe des matériaux à laminer, type de laminoir dans lequel en outre la projection des axes de cylindre sur le plan est agencée suivant un angle d'élargissement d'au minimum 2 jusqu'à 350 maximum, plus particulièrement 15 ', par rapport à l'axe des cylindres et o chaque cylindre, bilatéralement, est tourillonné dans le bâti du laminoir, et o tous les cylindres coopèrent avec un mandrin commun agencé et maintenu entre eux et avec lequel ils forment une fente de laminage se rétrécissant dans le sens de laminage, caractérisée en ce que a) le dispositif d'allongement se compose, le cas échéant d'un laminoir à cylindres obliques ( 24) et/ou, obligatoi- rement d'un laminoir bourroir ( 3), b) et en ce qu'un laminoir calibreur ( 5) (laminoir d'al- longement) est disposé en liaison directe avec le laminoir élargisseur ( 4) et avant le refroidissoir ( 6).