Brevet FR2604928A1 — publié le 19880415

PROCEDE ET INSTALLATION DE LAMINAGE DES PROFILES D'ACIER EN FORME D'U L'invention concerne un procédé pour former par laminage des profilés d'acier en forme d'U, en partant d'un plat de laminage essentiellement plan, ainsi que l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le laminage à chaud d'un acier en U constitue, d'après l'état connu de la technique, une opération qui nécessite un grand nombre de paires de cylindres comportant des profils parfois compliqués. La complexité des procédés courants est évidente au seul examen des figures 3 à 9 sur lesquelles sont représentés schématisés les différents profils. On constate que chaque dimension de profilé d'acier en U exige son propre arsenal de cylindres que l'on doit se procurer, entretenir et gérer, ce qui entraîne des prix de revient excessifs pour des gammes de produits étendues. Une particularité du profilé d'acier en U conforme aux normes réside en ce que les deux ailes se rétrécissent en direction de leurs extrémités, le profil extérieur étant incliné de 1 environ, alors que le profil intérieur présente une inclinaison plus marquée. Cette dernière est de 8 pour des hauteurs de dos inférieures à 300 mm et de 5 pour des hauteurs de dos supérieures à 300 mm. Cette particularité ne correspond nullement à un quel- conque avantage pour l'utilisation du profilé d'acier en U, mais représente, au contraire, un inconvénient; l'exécution du profilé d'acier en U sous la forme qu'on vient de décrire est, selon l'état de la technique, une nécessité découlant du profilage conventionnel des cylindres. En fait, un profilé en forme d'U dont les ailes sont droites, présentant une épaisseur uniforme et formant un angle droit avec l'âme, peut ne pas être laminé à l'aide des cylin- dres conventionnels. Par contre, l'utilisateur des profilés d'acier doit tenir compte des particularités des profilés normalisés, et doit notamment lors du raccordement des profi- lés d'acier en U à d'autres profilés à angles droits, prendre des dispositions particulières et user d'expédients qui compen- sent les écarts géométriques. La présente invention a pour but de créer un procédé de production de profilés d'acier en U qui présente, par rapport aux procédés traditionnels, des avantages de simplification du schéma de profilage et permet, par voie de conséquence, une réduction du nombre de cylindres requis. De plus, le nouveau procédé doit permettre de fabriquer des profilés d'acier en U présentant des ailes d'une épaisseur uniforme dont les angles d'inclinaison courants de 1 et de 8 ou de 5 sont pratiquement réduits à zéro. L'invention vise donc un procédé dans lequel le profilé d'acier en U est obtenu à partir d'une pièce brute (appelé "plat") présentant un profil essentiellement plan. Ce "plat" est constitué par un fer plat qui présente sur une de ses faces deux saillies de forme sensiblement triangulaire. La partie d'acier comprise entre les saillies est appelée à constituer par la suite l'âme du profilé d'acier en U, tandis que les semelles situées des deux côtés des saillies sont appelées à former les ailes. En ce qui concerne les bords extérieurs ailes-âme du profilé d'acier en U, ceux-ci doivent être ainsi pratiquement identiques au matériau qui constitue les pointes des saillies. Un tel profilé peut être réalisé sans difficulté à partir d'un fer plat ou d'un fer rond. On réalise alors déjà d'importantes économies par rapport à l'état connu de la technique, car on n'a besoin pour toutes les passes à exécuter pour la réalisation de l'ébauche que d'un cylindre supérieur dans lequel sont ménagées par tournage deux cavités par pro- filé et d'un cylindre inférieur entièrement lisse. Le nombre de passes dépend de la nature du produit brut, d'une part, et d'autre part, des exigences quant à l'exactitude des cotes d'arrondissage, aussi bien aux extrémités des ailes qu'à la transition entre l'âme et les ailes. Alors que la fabrication de l'ébauche est une affaire simple qui ne nécessite pas d'explication particulière, le finissage au laminoir pose des problèmes et l'invention a également pour but de réaliser ce finissage au laminoir en une seule passe pour des raisons d'efficacité. Un finissage au laminoir en une seule passe est rendu possible par le dispositif selon l'invention, à savoir une paire de cylindres qui présente les caractéristiques suivan- tes: le cylindre supérieur est pourvu d'un profil constitué de deux parties. La partie intérieure, c'est-à-dire celle qui est la plus proche de l'axe du cylindre est une cavité qui corres- pond au contour extérieur du profilé d'acier en U. Il s'agit d'engager dans cette cavité l'ébauche essen- tiellement plate. Au lieu d'utiliser un guidage compliqué combiné avec une cage universelle, le cylindre supérieur est, selon l'invention, pourvu d'une acité extérieure qui corres- pond à un élargissement de la partie intérieure plus haut décrite. En conséquence, la partie intérieure représente le contour extérieur du profilé d'acier en U fini et la partie extérieure constitue un dispositif de centrage de l'ébauche plate qui est engagée et s'appuie par ses bords extérieurs sur la paroi du cylindre qui a, en coupe, une forme d'entonnoir. Le cylindre inférieur est pourvu d'une saillie dont le profil correspond, en coupe, au contour intérieur du profilé d'acier en U. L'ébauche centrée est saisie à l'aide de cette saillie et engagée dans la cavité du cylindre supérieur; les saillies de forme triangulaire de l'ébauche assument peu à peu un rôle de guidage lors du pliage progressif des ailes, jusqu'à ce que la cavité définir par les deux cylindres soit remplie. On décrira ci-dessous les figures annexées qui montrent schématiquement, à titre d'exemple, l'agencement de cylindres selon l'invention: - la figure 1 montre une forme d'exécution d'une paire de cylindres dont le profil permet l'obtention de pièces laminées présentant des extré- mités d'ailes ouvertes; tandis que, - la figure 2 montre sensiblement la même paire de cylin- dres dont le profil correspond toutefois à des extrémités d'ailes fermées; - les figures 3 à 9 montrent, comme déjà indiqué, des paires de cylindres destinées au laminage de profilés d'acier en U classiques, sans utilisation d'ébauches du type prévu dans le cadre de l'invention. La figure 1 montre le cylindre supérieur 1 et le cylin- dre inférieur 2, ainsi que l'ébauche à laminer 8 avec ses deux saillies de forme triangulaire A. Le profil du cylindre 1 est définit une cavité, elle-même divisée en deux parties 10 et 11. La partie intérieure 10 se prolonge par un élargisse- ment 11, sur les bords duquel l'ébauche est centrée. C'est grâce à ce centrage sur le cylindre même qu'on peut effectuer le finissage au laminoir d'un profilé d'acier en U, à partir d'une ébauche plate d'une forme extrêmement simple. Le profil du cylindre 2 définit une saillie 21 qui saisit l'ébauche O et l'amène vers sa position finale entre les cylindres. Comme les parties 10 et 21 correspondent respectivement aux contours extérieur et intérieur de profilés d'acier en U, ces parties sont dimensionnées en conséquence. Dans le profil représenté, les parties 10 et 21 ne sont que légèrement in- clinées vers l'extérieur par rapport à la verticale; il en résulte un profil avec des ailes à parois latérales parallèles et des arêtes extérieures anguleuses. Comme on l'a déjà indi- qué, c'est là une forme possible d'exécution, mais qui ne doit pas être considérée comme limitative. En fait, la disposition des deux cylindres selon l'in- vention permet aussi bien la production de profilés d'acier en U conformes aux normes en vigueur que de pièces d'acier qui présentent un profil analogue à celui des profilés d'acier en U, sans constituer pour autant des profilés d'acier en U au sens des normes. La figure 2 montre sensiblement la même paire de cylin- dres que la figure 1, mais le cylindre 2 est modifié en ce que la saillie 21 présente un élargissement 20 qui délimite les extrémités des ailes du profilé en U. Cette forme d'exécution est conseillée lorsqu'on désire obtenir un dimensionnement particulièrement précis des rayons des bords extérieurs qui sont, ici, arrondis. Parmi les figures 3 à 9, seule la figure 9 est, à pro- prement parler, à considérer comme la représentation d'un profil de finissage. On voit combien la production d'acier en U d'après l'état de la technique présente peu de similitude avec l'invention, car le profilé introduit dans la cage finis- seuse de la figure 9 ne peut d'aucune manière être considéré comme plat. Les figures 3 à 9 montrent les opérations compli- quées et coûteuses qui sont nécessaires pour l'obtention du produit fini. Par contre, le procédé et la paire de cylindres selon l'invention permettent la production de profilés d'acier sensiblement en forme d'U sur lesquels seule la cage finis- seuse détermine le profil final, la dimension de l'âme étant fixée, cependant que les dimensions des ailes peuvent être choisies dans une large gamme et que l'ébauche à laminer présente une forme exceptionnellement facile à obtenir, ce qui permet de simplifier et de réduire le prix de tout le proces- sus de fabrication. REVENDICATIONS 1.- Procédé de laminage de profilés d'acier en forme d'U à partir d'un plat pourvu de deux saillies en forme de trian- gles, caractérisé en ce que le plat guidé par ses saillies sur le cylindre pourvu d'une partie de profilage creuse en forme d'U, est centré en une passe dans une avant-chambre du cylin- dre, qui forme entonnoir, et est plié progressivement contre la partie de profilage au moyen d'un cylindre associé, au cours de la même passe, de telle sorte que les parties situées de part et d'autre des saillies du plat constituent les ailes. 2.- Paire de cylindres pour le laminage de profilés d'acier en forme d'U selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre supérieur (1) présente une cavité qui comprend une partie intérieure (10) et une partie extérieu- re (11) élargie, la première partie correspondant au contour extérieur du profilé d'acier en U et la deuxième partie consti- tuant une entrée de centrage pour les bords extérieurs de l'ébauche en forme de plat (O) qui a, vue en coupe, une forme d'entonnoir, tandis que le cylindre inférieur (2) présente une saillie (21), qui correspond au contour intérieur dudit pro- filé en U et laisse libres les extrémités des ailes du profilé en U. 3.- Paire de cylindres selon la revendication 2, carac- térisée en ce que la saillie (21) du cylindre inférieur (2) présente un élargissement (20) qui s'appuie sur la partie in- térieure (10) du cylindre supérieur (1), dont la saillie (21) correspond au contour intérieur du profilé d'acier en U et dont la partie de transition entre la saillie (21) et l'élar- gissement (20) délimite les extrémités des ailes dudit profilé en U. 4.Profilé sensiblement en U, obtenu par le procédé selon la revendication 1 et à l'aide des moyens définis dans les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il présente des ailes à parois sensiblement parallèles formant un très faible angle d'inclinaison par rapport à la verticale, ainsi que des arêtes extérieures anguleuses.