Brevet FR2750351A1 — publié le 19980102

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CALIBRAGE EN LARGEUR D'UN DEMI PRODUIT SIDERURGIQUE TEL QU'UNE BRAME D'ACIER. La présente invention concerne le calibrage en largeur d'un demi-produit sidérurgique, tel qu'une brame d'acier par exemple, au cours de son processus de transformation en bande. La fabrication de bandes d'acier se fait par laminage à chaud sur une série de laminoirs, appelée train à bandes ou train continu à chaud, de demi-produits sidérurgiques plats et larges issus de la coulée continue, appelés brames. Avec les outils habituels actuels, si l'on ne met pas en oeuvre une action particulière sur le demi-produit sidérurgique, la largeur de la bande obtenue est très sensiblement égale à la largeur dudit demi-produit sidérurgique dont elle est issue. Or, les gammes de largeur qu'il est possible de réaliser à la coulée continue sont plus limitées que celles nécessaires au train à bandes. Pour ajuster au mieux la largeur du demi-produit sidérurgique à la largeur de la bande à réaliser, il est connu d'utiliser des presses à calibrer lesdits demi-produits en largeur, avec lesquelles on écrase les petites faces du demi-produit dans le sens de la largeur entre deux enclumes, après réchauffage de celui-ci. Les enclumes ont une longueur beaucoup plus faible que la longueur du demi-produit, si bien que le calibrage complet du demi-produit s'obtient par une succession de passes. Le calibrage du demi-produit s'effectue de la manière suivante: on dispose le demi-produit entre deux enclumes, on serre les enclumes de façon à former deux empreintes en creux sur les flancs latéraux d'une partie d'extrémité du demi-produit, on écarte les enclumes, on fait avancer le demiproduit d'un pas déterminé, au plus égal à la longueur de l'empreinte, dans une direction longitudinale du demi-produit, on resserre à nouveau les enclumes et on recommence le cycle jusqu'à ce que toute la longueur du demi-produit ait été passée. Pour cela, les empreintes ont une forme sensiblement trapézoïdale constituées d'un fond plat parallèle à l'axe de déplacement du demi-produit et de flancs inclinés sur l'axe de déplacement du demi-produit, I'un vers l'avant, L'autre vers l'arrière par rapport au sens de déplacement dudit demi-produit. Cependant, cette technique présente un inconvénient : dans certaines conditions, il se produit une dissymétrie de l'écoulement du métal constitutif du demi-produit pendant le calibrage de celui-ci, engendrant ainsi des bourrelets dissymétriques par refoulement de la matière dans une direction perpendiculaire à celle de la compression. Cette dissymétrie peut exister sur l'épaisseur du demi-produit, le bourrelet formé sur l'une des faces principales du demi-produit calibré étant alors différent du bourrelet formé sur l'autre face principale, par exemple plus épais et/ou plus large, mais également sur la même face principale du demiproduit calibré, le bourrelet généré d'un côté étant alors différent du bourrelet généré sur le côté opposé du demi-produit calibré. Cette dissymétrie des bourrelets générés sur les bords des faces supérieure et inférieure du demi-produit calibré sont à l'origine d'un phénomène de cambrage du demi-produit, phénomène qui sera accentué après laminage du demi-produit. Ce défaut de dissymétrie de l'écoulement du métal est particulièrement important lorsque le demi-produit est étroit et lorsqu'il est en un acier ayant tendance à former des bourrelets importants. Le défaut de dissymétrie de l'écoulement du métal est généralement dû à une différence de dureté entre les deux flancs longitudinaux du demi-produit ou entre les deux faces dudit demi-produit. Cette différence de dureté peut provenir d'une hétérogénéité de température dans le four de réchauffage des demi-produits, par exemple due au chargement des demi-produits dans ledit four de réchauffage, certaines faces de certains demi-produits étant masquées par certaines faces d'autres demi-produits par exemple, ou du fait de l'attente plus ou moins longue devant les portes du four. Cette différence de dureté peut se rencontrer également par exemple lorsqu'il s'agit de demi-produits refendus, obtenus par refendage longitudinal d'un produit de largeur très supérieure à la largeur du demiproduit, généralement le double. Dans ce cas l'un des flancs longitudinaux du demi-produit refendu est constitué par un des flancs du produit initial plus large alors que l'autre provient du coeur du produit initial plus large. Le défaut de dissymétrie de l'écoulement du métal peut également être dû à une différence de frottement entre le demi-produit et chacune des deux enclumes. Le but de la présente invention est de remédier à ce défaut de dissymétrie de l'écoulement du métal en proposant un procédé et un dispositif pour calibrer des demi-produits plats sidérurgiques tels que des brames par exemple, qui minimisent la dissymétrie du refoulement du métal constitutif du demi-produit pendant le calibrage de celui-ci, et donc permettent d'obtenir des demi-produits calibrés présentant des bourrelets relativement symétriques. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique et notamment d'une brame en acier selon lequel - on dispose le demi-produit entre deux enclumes, - on serre les enclumes de façon à former deux empreintes en creux sur les flans latéraux d'une partie d'extrémité du demi-produit, - on écarte les enclumes, - on fait avancer le demi-produit d'un pas déterminé dans une direction longitudinale du demi-produit, au plus égal à la longueur d'une empreinte, - on resserre à nouveau les enclumes et on recommence le cycle jusqu'à ce que toute la longueur du demi-produit soit calibrée, caractérisé en ce que, au cours de la formation des empreintes en creux sur les flancs latéraux du demi-produit, on canalise le refoulement vertical du métal constitutif du demi-produit au niveau des bords longitudinaux des faces principales dudit demi-produit pour contrôler la formation de bourrelets sur lesdits bords longitudinaux. L'invention concerne également une presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique et notamment d'une brame en acier, du type comprenant deux enclumes en regard l'une de l'autre disposées symétriquement par rapport à un plan médian de la presse et portées par des moyens de serrage supportés par un châssis, caractérisée en ce que chaque enclume comporte une face de travail parallèle au plan médian de la presse et au moins une face de travail, en amont de la face de travail parallèle au plan médian de la presse par rapport au sens de déplacement du demi-produit, inclinée par rapport au plan médian de la presse de façon que l'amont soit plus éloigné de l'axe AA' que l'aval, chacune de ces surfaces de travail présentant une gorge à profil ouvert sensiblement en forme de U. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la gorge a la forme générale d'un trapèze, la base du trapèze formant le fond de la gorge, - la gorge présente une face centrale plane et verticale, de hauteur H, formant le fond de la gorge, et deux faces latérales formant chacune respectivement un angle cc, ss déterminé avec ladite face, - la hauteur H de la face centrale de la gorge est égale à la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique et chacun des angles, respectivement o, ss est compris entre 95 et 110 degrés, de préférence l'angle oc est compris entre 100 et 105 degrés, - la hauteur H de la face centrale de la gorge est inférieure à la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique et chacun des angles respectivement a, Q est compris entre 130 et 160 degrés, - la hauteur H de la face centrale de la gorge est comprise entre 0,6 fois la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique et 0,9 fois ladite hauteur Ho. - la face de travail de chaque enclume inclinée par rapport au plan médian de la presse présente une gorge dont la profondeur décroît progressivement depuis son extrémité juxtaposée à la face de travail parallèle au plan médian de la presse jusqu'à son extrémité libre, - la profondeur de la gorge de la face de travail de chaque enclume inclinée par rapport au plan médian de la presse décroît jusqu'à parvenir à une surface plane, - la hauteur H de la face centrale de la gorge de la face de travail de chaque enclume inclinée par rapport au plan médian de la presse croît progressivement depuis son extrémité juxtaposée à la face de travail parallèle au plan médian de la presse jusqu'à son extrémité libre. Les caractéristiques et avantages apparaîtront mieux à la suite de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue de dessus d'une presse à calibrer une brame en largeur selon l'invention, - la figure 2 représente une vue schématique en section transversale d'une brame après calibrage, - la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation d'une enclume d'une presse à calibrer selon l'invention, - les figures 5 à 8 représentent chacune une vue en coupe transversale d'un autre exemple de réalisation d'une enclume d'une presse à calibrer selon l'invention, - la figure 9 représente une vue en perspective d'une variante de réalisation d'une enclume d'une presse à calibrer selon l'invention. Comme on le voit sur la figure 1, le demi-produit plat sidérurgique, en l'occurrence une brame 1, vue du dessus, présente une largeur initiale L. Elle est posée sur des rouleaux 2, 3, 4 d'une table à rouleaux 5 qui peut déplacer ladite brame dans le sens de la flèche 18. La brame 1 est pincée latéralement entre deux enclumes 6 et 7 d'une presse 8 à calibrer une brame en largeur. La presse 8 est constituée d'un châssis 9 disposé transversalement sous la ligne de rouleaux 5. Le châssis 9 supporte deux moyens de serrage 10, 11 disposés en regard l'un de l'autre, de chaque côté de la ligne de rouleaux 5. Les moyens de serrage 10 et 11 supportent les enclumes 6 et 7. Les deux enclumes 6 et 7 ont même forme et sont symétriques par rapport au plan médian de la presse 8, perpendiculaire au plan de la figure passant par l'axe AA' de déplacement de la brame. En allant de la gauche vers la droite, c'est à dire dans le sens inverse de la flèche 18 indiquant le sens d'avancée de la brame, L'enclume 6 comporte une première face de travail 12, inclinée par rapport à l'axe AA' de déplacement de la brame 1 de façon à ce que la surface de travail soit plus éloignée de l'axe AA' vers l'aval (à gauche) que vers l'amont (à droite), puis une deuxième surface de travail 13, parallèle à l'axe AA', puis une troisième surface de travail 14, inclinée par rapport à l'axe AA' de façon que l'amont (à droite) soit plus éloigné de l'axe AA' que l'aval (à droite). Les trois surfaces de travail 12, 13, 14 se raccordent l'une à l'autre de telle sorte que les deux enclumes l'une en face de l'autre forment entre elles un passage comportant un convergent, un col et un divergent. Les enclumes 6, 7 peuvent également ne comporter que deux faces de travail, la face de travail 13 et la face de travail 14. Dans ce cas, les deux enclumes l'une en face de l'autre constituent un passage comportant uniquement un convergent et un col. Les enclumes 6, 7 peuvent également comporter plus de trois faces de travail, I'essentiel étant de créer au moins un convergent et un col. Pour calibrer la brame 1 et l'amener de la largeur L à la largeur I, on écarte les enclumes de telle sorte que leur écartement permette l'avancée de la brame 1. Avec la ligne de rouleaux 5, on avance la brame 1 entre les deux enclumes 6 et 7. On resserre les enclumes 6 et 7 de façon à écraser les flancs latéraux 16 et 17 de la brame. Puis on écarte les enclumes 6 et 7, on avance la brame 1 d'une distance au plus égale à la longueur d'une empreinte, on resserre lesdites enclumes et ainsi de suite pour calibrer la brame sur toute sa longueur. Lorsque l'on resserre les enclumes 6 et 7 de façon à écraser les flancs latéraux 16 et 17 de la brame 1, il se produit un écoulement du métal constitutif de la brame et il se forme des bourrelets 30, 31, 32 et 33 sur les bords des flancs latéraux 16 et 17 de la brame. La tendance à former plus ou moins de bourrelets est fonction, entre autre, du type d'acier constitutif de la brame. Pour minimiser, voire éviter une hétérogénéité d'écoulement du métal constitutif de la brame selon les flancs latéraux 16, 17 de la brame et/ou selon les faces, supérieure et inférieure, de ladite brame, entraînant la formation de bourrelets 30, 31, 32 ,33 dissymétriques (figure 2), au cours de la formation des empreintes en creux sur les flancs latéraux 16, 17 du demiproduit, on canalise le refoulement vertical du métal au niveau des bords des flancs latéraux 16, 17 dudit demi-produit pour contrôler la formation des bourrelets 30, 31, 32, 33 sur le bord des faces principales de la brame. Pour canaliser le refoulement vertical du métal constitutif de la brame dans le but de controler la formation des bourrelets 30, 31, 32, 33 sur le bord des faces principales de la brame, au moins la face de travail 13 et la face de travail 14 présentent une gorge 19 à profil ouvert sensiblement en forme de U. Cette gorge 19 symétrise le refoulement du métal au cours du calibrage de la brame, par son rôle d'interception dudit écoulement. Ainsi, au lieu d'avoir un écoulement subi, potentiellement dissymétrique, on obtient un écoulement maîtrisé par le contact du métal refoulé avec la gorge 19 et donc cet écoulement maîtrisé est fonction de la forme de ladite gorge. En effet, en l'absence de gorge, la dissymétrie des bourrelets 30, 31, 32, 33 provoque, après laminage de la brame, des défauts de forme inadmissibles (cambrage, allongement d'une rive et pas de l'autre). Avec les enclumes munies d'une gorge 19, ces défauts sont significativement réduits. Préférentiellement, le profil de cette gorge 19 a la forme générale d'un trapèze, comme représenté sur les figures 3 et 4, la base du trapèze formant le fond de la gorge. La gorge 19 présente ainsi une face centrale 20 plane et verticale, de hauteur H, formant le fond de la gorge, et deux faces latérales 21 et 22, formant chacune respectivement un angle oc, Q déterminé avec ladite face 20. La valeur des angles a et Q peuvent être identiques, le profil de la gorge 19 étant alors symétrique, ou différents, le profil de la gorge étant alors dissymétrique. Pour obtenir un écoulement symétrique sur la même face principale du demi-produit calibré, le bourrelet généré d'un côté étant identique à celui généré de l'autre côté, il est nécessaire que les valeurs des angles a et Q soient identiques sur les deux enclumes 6 et 7. Deux types de profils donnent particulièrement satisfaction. Le premier type de profil possible, représenté à la figure 3, présente une face centrale 20 dont la hauteur H est égale à la hauteur Ho de la brame 1, et dans ce cas, chacun des angles respectivement a, Q est compris entre 95 et 110 degrés, de préférence entre 95 et 105 degrés. Le second type de profil possible, représenté à la figure 4, présente une face centrale 20 dont la hauteur H est inférieure à la hauteur Ho de la brame 1, et dans ce cas, chacun des angles a, Q est compris entre 130 et 160 degrés, de préférence entre 95 et 105 degrés. De préférence, la hauteur H de la face centrale 20 de la gorge 19 est comprise entre 0,6 fois la hauteur Ho de la brame et 0,9 fois cette hauteur Ho, mais on peut très bien admettre une gorge 19 dont la face centrale 20 soit réduite à son minimum et même n'existe plus, le profil de la gorge 19 présentant alors la forme d'un V, comme représenté à la figure 5. A titre d'exemple, lorsque la hauteur H de la face centrale 20 de la gorge 19 est égale à 0,7 fois la hauteur Ho de la brame, on choisira un angle a, Q environ égal à 150 degrés, et lorsque la hauteur H de la face centrale 20 de la gorge 19 est égale à 0,8 fois la hauteur Ho de la brame, on choisira un angle a, Q environ égal à 135 degrés. De manière plus générale, plus la valeur de la hauteur H de la face centrale 20 de la gorge 19 se rapproche de la hauteur Ho de la brame, plus on pourra choisir un angle, respectivement a, ss, faible, celui-ci restant toutefois toujours supérieur à 95 degrés. Comme on peut le voir sur les figures 6 à 8, le profil de la gorge 19 peut présenter différentes formes, du moment que ce profil soit un profil ouvert ayant la forme générale d'un U. Ainsi, les profils représentés sur les figures 6 et 7 sont des portions d'ellipse, et le profil représenté à la figure 8 est constitué d'une pluralités de facettes. Dans la série d'exemples décrits ci-dessus, chacune des deux faces de travail 13 et 14 de chacune des enclumes 6 et 7 présente une gorge 19 à profil constant, et les deux faces de travail présentent la même gorge 19. Selon une variante de réalisation, représentée figure 9, les faces de travail 13 et 14 des enclumes 6 et 7 présentent des gorges différentes. La face de travail 13, parallèle au plan médian AA' de la presse présente une gorge 19 telle que décrite ci dessus, le profil de ladite gorge étant identique en tout point de ladite face de travail 13. La face de travail 14, inclinée par rapport au plan médian AA' de la presse, présente une gorge 23, dont le profil a la forme générale d'un trapèze du même type que celui de la gorge 23 et dont la profondeur décroît progressivement depuis son extrémité 24 juxtaposée à la face de travail 13 jusqu'à son extrémité libre 25. Dans cet exemple de réalisation représenté, la profondeur de la gorge 23 décroît jusqu'à parvenir à une surface plane au niveau de son extrémité libre 25. Dans cet exemple représenté, la hauteur H de la face centrale 20 de la gorge 23 croît progressivement depuis son extrémité 24 juxtaposée à la face de travail 13 jusqu'à son extrémité libre 25. Selon une autre variante de réalisation des enclumes 6 et 7 non représentée, la face de travail 13 présente une gorge 19 dont le profil est un profil ouvert tel que décrit dans les exemples précédents, ledit profil étant identique sur toute la longueur de ladite face de travail 13, et la face de travail 14 présente une gorge 23, de profil identique à celui de la gorge 19, dont la profondeur décroît progressivement depuis son extrémité 24 juxtaposée à la face de travail 13 jusqu'à son extrémité libre 25 mais, à la différence de l'exemple précédent représenté à la figure 9, dont la hauteur H de la face centrale 20 reste constante. Ces deux configurations des enclumes 6 et 7, exposées à titre de variante de réalisation, permettent d'une part de réaliser un auto-centrage vertical de la brame dans la presse, et d'autre part permettent de limiter un défaut qui apparaît parfois sur les bords longitudinaux des brames calibrées lié à un repli de matière en rive. En effet, malgré la présence de pinceurs et de rouleaux antituile qui permettent de conduire la brame à l'intérieur de la presse, on peut assister à un léger défaut d'alignement vertical, c'est à dire par rapport au plan de symétrie horizontale de la presse. Ce défaut d'alignement peut atteindre quelques centimètres, et il est courant d'assister à un défaut d'alignement de l'ordre de un centimètre. La face de travail 14 qui entre en contact la première avec les bords latéraux de la brame permet, grâce à sa gorge 23 à profil évolutif, de corriger progressivement cet éventuel défaut de centrage, de telle sorte que la brame soit parfaitement centrée entre les enclumes au niveau des faces de travail 13. II peut être important d'utiliser cette configuration d'enclumes avec une face de travail 14 à profil évolutif, surtout lorsque le profil de la gorge 19 ménagée sur la face de travail 13 est un profil faiblement ouvert, par exemple dans le cas du profil en forme de trapèze, lorsque la hauteur de la face centrale 20 de la gorge 19 est égale à la hauteur Ho de la brame et les angles a et Q entre les deux faces latérales 21 et 22 et ladite face centrale 20 sont égaux à 95 degrés. Enfin il est à noter que les faces inclinées 12 et 14 des enclumes 6 et 7 ne sont pas nécessairement rectilignes. Elles peuvent être curvilignes et par exemple paraboliques. REVENDICATIONS 1 - Procédé de calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique (1), notamment d'une brame en acier, selon lequel - on dispose le demi-produit (1) entre deux enclumes (6, 7), - on serre les enclumes (6,7) de façon à former deux empreintes en creux sur les flancs latéraux (16, 17) d'une partie d'extrémité du demiproduit (1), - on écarte les enclumes (6, 7), - on fait avancer le demi-produit (1) d'un pas déterminé dans une direction longitudinale du demi-produit (1) au plus égal à la longueur d'une empreinte, - on resserre à nouveau les enclumes (6, 7) et on recommence le cycle jusqu'à ce que toute la longueur du demi-produit (1) soit calibrée, caractérisé en ce que, au cours de la formation des empreintes en creux sur les flancs latéraux (16, 17) du demi-produit (1), on canalise le refoulement vertical du métal constitutif du demi-produit (1) au niveau des bords longitudinaux des faces principales dudit demi-produit pour contrôler la formation de bourrelets sur lesdits bords longitudinaux. 2 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique (1) et notamment d'une brame en acier, du type comprenant deux enclumes (6, 7) en regard l'une de l'autre disposées symétriquement par rapport à un plan médian (AA') de la presse et portées par des moyens de serrage (10, 11) supportés par un châssis (9), caractérisée en ce que chaque enclume (6, 7) comporte une face de travail (13) parallèle au plan médian (AA') de la presse et au moins une face de travail (14), en amont de la face de travail (13) par rapport au sens de déplacement du demi-produit (1), inclinée par rapport au plan médian (AA') de la presse de façon que l'amont soit plus éloigné de l'axe AA' que l'aval, chacune de ces surfaces de travail (13, 14) présentant une gorge (19, 23) à profil ouvert sensiblement en forme de U. 3 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profil de la gorge (19, 23) a la forme générale d'un trapèze, la base du trapèze formant le fond de la gorge. 4 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la gorge (19, 23) présente une face centrale (20) plane et verticale, de hauteur H, formant le fond de la gorge, et deux faces latérales (21, 22) formant chacune respectivement un angle a, Q déterminé avec ladite face (20). 5 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la hauteur H de la face centrale (20) de la gorge (19, 23) est égale à la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique (1) et chacun des angles respectivement a, Q est compris entre 95 et 110 degrés. 6 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacun des angles respectivement a, Q est compris entre 100 et 105 degrés. 7 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la hauteur H de la face centrale (20) de la gorge (19, 23) est inférieure à la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique (1) et chacun des angles respectivement a, Q est compris entre 130 et 160 degrés. 8 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la hauteur H de la face centrale (20) de la gorge (19, 23) est comprise entre 0,6 fois la hauteur Ho du demi-produit plat sidérurgique (1) et 0,9 fois ladite hauteur Ho. 9 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que la face de travail (14) de chaque enclume (6, 7) présente une gorge (23) dont la profondeur décroît progressivement depuis son extrémité (24) juxtaposée à la face de travail (13) jusqu'à son extrémité libre (25). 10- Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la profondeur de la gorge (23) décroît jusqu'à parvenir à une surface plane. 11 - Presse pour le calibrage en largeur d'un demi-produit plat sidérurgique selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que la hauteur H de la face centrale (20) de la gorge (23) croît progressivement depuis son extrémité (24) juxtaposée à la face de travail (13) jusqu'à son extrémité libre (25).