Brevet FR3001903A1 — publié le 20140815

DESCRIPTION L'invention concerne une installation de laminage comprenant au moins deux étages de laminage successifs disposés l'un à la suite de l'autre et destinée à fabriquer des pièces tubulaires, les deux étages de laminage comprenant des tiges à poinçon. L'invention concerne également un procédé de laminage comprenant au moins deux étages de laminage successifs disposés l'un à la suite de l'autre et destiné à fabriquer des pièces tubulaires, les deux étages de laminage laminant en utilisant des tiges à poinçon. De tels procédés et installations de laminage sont suffisamment 10 connus, par exemple par les documents EP 1 764 167 Al, WO 2012/120111 Al et WO 2010/025790 Al. La présente invention a pour but, pour de tels procédés et installations de laminage, d'améliorer la qualité des pièces tubulaires fabriquées. 15 Afin d'atteindre ce but, une installation de laminage, comprenant au moins deux étages de laminage successifs disposés l'un à la suite de l'autre et destinée à fabriquer des pièces tubulaires, dans laquelle les deux étages de laminage comprennent des tiges à poinçon, peut ainsi être caractérisée par le fait qu'une ligne d'enfilage pour la tige à poinçon du 20 deuxième étage de laminage se situe sur une ligne d'extraction pour la tige à poinçon du premier étage de laminage. Avec un guidage adéquat du procédé et une conception appropriée de l'ensemble de l'installation, on peut ainsi minimiser le temps pendant lequel la tige à poinçon du premier étage de laminage est extraite et 25 la tige à poinçon du deuxième étage de laminage enfilée. Cela apporte une allure de température plus uniforme dans la pièce respective, et donc également une amélioration correspondante de la qualité de la pièce. D'une manière correspondante, il est avantageux qu'un procédé de laminage comprenant au moins deux étages de laminage successifs 30 disposés l'un à la suite de l'autre et destiné à fabriquer des pièces tubulaires, selon lequel les deux étages de laminage laminent en utilisant des tiges à poinçon, soit caractérisé par le fait que la pièce est transférée de la tige à poinçon du premier étage de laminage sur la tige à poinçon du deuxième étage de laminage sans vider totalement l'espace intérieur de la - 2 - pièce, espace qui doit naturellement être créé lors du laminage au moyen d'une tige à poinçon. Cela signifie que la quantité d'air qui est introduite dans l'espace intérieur de la pièce lors de l'extraction de la tige à poinçon du premier étage de laminage est limitée, permettant ainsi de minimiser la formation de calamine. Cette minimisation implique moins de défauts internes dans la pièce, de sorte que la qualité de la pièce augmente d'autant. On peut également envisager de réaliser alors le transfert d'une tige à l'autre avec une rapidité correspondante, ce qui permet également - comme on l'a déjà exposé ci-dessus - d'augmenter la qualité de la pièce. D'une manière correspondante, il est également avantageux qu'un procédé de laminage comprenant au moins deux étages de laminage successifs disposés l'un à la suite de l'autre et destiné à fabriquer des pièces tubulaires, selon lequel les deux étages de laminage laminent en utilisant des tiges à poinçon, soit caractérisé par le fait que la pièce est transférée de la tige à poinçon du premier étage de laminage sur la tige à poinçon du deuxième étage de laminage sans modifier la direction d'avancement de la pièce ou freiner temporairement puis réaccélérer la pièce. Cette mesure a elle aussi pour conséquence que le transfert d'une tige à l'autre peut s'effectuer relativement rapidement, avec des avantages correspondants pour la qualité de la pièce, attendu que chaque processus d'accélération prend en définitive du temps. On comprendra que les déroulements de mouvements exposés ci-dessus décrivent respectivement des mouvements relatifs entre la pièce et les tiges à poinçon, de sorte que des déroulements de mouvements correspondants peuvent être également mis en oeuvre d'une manière correspondante dans le cas de tiges à poinçon mobiles. De préférence, la pièce est transférée de la tige à poinçon du premier étage de laminage, tandis que la tige à poinçon du premier étage de laminage se trouve encore dans la pièce, sur la tige à poinçon du deuxième étage de laminage. Cela engendre des déroulements courts correspondants ainsi qu'une introduction minimale d'air pendant le transfert d'une tige à l'autre, ce qui exerce une influence positive correspondante sur la qualité de la pièce. On peut également envisager que, au moins pendant le transfert d'une tige à l'autre, une tige intermédiaire soit prévue entre les deux tiges à poinçon, de sorte que la pièce est transférée de la tige à poinçon du premier étage de laminage, tandis que la tige à poinçon du premier étage de - 3 - laminage se trouve encore dans la pièce, sur la tige intermédiaire, et de la tige intermédiaire, tandis que la tige intermédiaire se trouve encore dans la pièce, sur la tige à poinçon du deuxième étage de laminage. Une telle tige intermédiaire peut être par exemple utilisée comme écarteur ou pour minimiser un espace vide. On peut également envisager que des opérations supplémentaires soient entreprises sur la pièce au moyen de la tige intermédiaire, comme par exemple des opérations de lubrification ou un apport d'agent désoxydant. On comprendra que la distance entre les tiges, qu'il s'agisse des tiges à poinçon ou de la distance entre la tige intermédiaire et une tige à poinçon, doit être choisie la plus courte possible afin de réduire à un minimum la quantité d'air qui peut être introduite dans l'espace intérieur de la pièce lors du transfert d'une tige à l'autre. Une telle distance très faible présente en outre l'avantage que d'éventuels défauts appelés « onion rings » (« rondelles d'oignon »), qui peuvent apparaître par exemple lors du perçage, ne peuvent pas ou ne peuvent qu'avec une très faible probabilité être introduits dans l'espace intérieur de la pièce, de sorte qu'on peut à cet égard également minimiser les défauts internes dans la pièce, et obtenir des temps d'immobilisation des outils améliorés d'autant. Les inconvénients précités peuvent être réduits à un minimum si les tiges se touchent pendant le transfert. Il ne subsiste alors pas d'espace pour une inutile entrée d'air ou encore pour d'éventuels « onion rings » à l'intérieur de la pièce. D'autre part, on comprendra qu'une distance minimale n'engendre également pas d'inconvénients notables. Lors de l'extraction et respectivement lors de l'enfilage, il faut exercer des forces respectives opposées tant sur la pièce que sur les tiges à poinçon. Il est ici avantageux que les tiges se sollicitent mutuellement en traction ou en compression pendant le transfert, de sorte qu'en conséquence, les organes tels par exemple qu'un organe de retenue ou d'éventuelles butées peuvent être utilisés pareillement pour les deux tiges à poinçon. Il est également avantageux que soit prévu un transporteur longitudinal de pièce transportant la pièce respective d'une position initiale d'extraction à une position finale d'enfilage, car on peut ainsi minimiser d'éventuels temps d'immobilisation qui pourraient être nécessités par l'intervention d'un transporteur de pièce supplémentaire. En particulier, il peut être prévu que la ligne d'extraction pour la tige à poinçon du premier - 4 - étage de laminage et la ligne d'enfilage pour la tige à poinçon du deuxième étage de laminage se situent sur une ligne de laminage du deuxième étage de laminage. Outre les avantages déjà mentionnés en introduction, cela implique que la tige à poinçon froide du deuxième étage de laminage n'est disposée qu'un bref instant dans la pièce, jusqu'à ce qu'elle puisse être apportée, immédiatement après l'enfilage et sans autres modifications de direction et analogues, au deuxième étage de laminage. Cet agencement convient ainsi notamment pour le laminage de pièces à parois relativement minces ou encore de lingots creux dans le deuxième étage de laminage. On peut obtenir des cadences accrues si la ligne d'extraction pour la tige à poinçon du premier étage de laminage et la ligne d'enfilage pour la tige à poinçon du deuxième étage de laminage se situent sur une ligne de laminage du premier étage de laminage, car la pièce une fois accélérée, qui provient du premier étage de laminage, peut le cas échéant être alors directement libérée de la première tige à poinçon et dirigée sur la deuxième tige à poinçon, ce qui implique des cadences accrues d'autant, ou car notamment, si la tige à poinçon du deuxième étage de laminage est relativement longue, comme c'est par exemple le cas pour des laminoirs continus, l'opération d'enfilage peut être déjà démarrée alors qu'une pièce ayant préalablement parcouru l'installation de laminage se trouve encore dans le deuxième étage de laminage. Il est également avantageux que le premier étage de laminage comprenne une tige à poinçon de sortie, comme par exemple une tige à poinçon perceur, car la tige perceuse est alors de toute façon prévue du côté de sortie du premier étage de laminage. Sur ce point, il est en particulier avantageux que le premier étage de laminage comprenne un laminoir à cylindres obliques ou perceur, ou un procédé correspondant. De préférence, le deuxième étage de laminage comprend une tige à poinçon avançant conjointement avec la pièce, de sorte que les avantages et caractéristiques susmentionnés peuvent être mis en oeuvre avec une simplicité correspondante. Sur ce point, il est en particulier avantageux que le deuxième étage de laminage comprenne un laminoir continu ou un procédé correspondant. Il est en particulier avantageux que les deux étages de laminage 35 se succèdent sans intercalation d'un étage de formage supplémentaire, en particulier sans intercalation d'un étage de laminage supplémentaire. Par ailleurs, il est bien entendu tout à fait envisageable de prévoir en aval des - 5 - étages de laminage supplémentaire - éventuellement aussi sans utilisation d'une tige à poinçon, ou en utilisant les mêmes tiges à poinçon ou d'autres tiges à poinçon -. En particulier, on peut par exemple prévoir en aval un laminoir étireur et/ou un laminoir calibreur. De préférence, l'espace intérieur de la pièce est pourvu d'un agent désoxydant et/ou lubrifiant avant ou pendant l'extraction de la tige à poinçon du premier étage de laminage. On peut ainsi supprimer une étape supplémentaire du procédé, qui prend en définitive à nouveau du temps. Un apport d'agent désoxydant et/ou lubrifiant peut par exemple être effectué pendant l'extraction par le fait qu'une tige intermédiaire présentant une alimentation correspondante en agent désoxydant et/ou lubrifiant est disposée après la tige à poinçon du premier étage de laminage. Il est également possible d'apporter des agents désoxydants et/ou lubrifiants correspondant dans l'espace intérieur de la pièce par l'intermédiaire de la tige à poinçon elle-même. Cela peut s'effectuer d'une part pendant l'extraction, si le lubrifiant est par exemple apporté par l'intermédiaire d'un organe de retenue de la tige à poinçon. De même, cela peut par exemple déjà s'effectuer, par l'intermédiaire de tiges à poinçon ou encore de poinçons perceurs en soi connus, alors que la pièce est encore laminée au moyen de la tige à poinçon du premier étage de laminage, de sorte qu'il est donc avantageux que la tige à poinçon du premier étage de laminage comprenne une alimentation en agent désoxydant et/ou lubrifiant. On comprendra que les caractéristiques des solutions décrites ci-dessus peuvent éventuellement aussi être combinées, afin de pouvoir 25 mettre en pratique les avantages d'une manière cumulée correspondante. D'autres avantages, objectifs et propriétés de la présente invention vont être expliqués à l'aide de la description qui suit d'exemples de réalisation, qui sont en particulier également représentés sur les dessins annexés. Parmi les dessins : 30 la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une première installation de laminage ; la figure 2 représente le déroulement schématique d'un procédé de laminage exécuté sur l'installation de laminage selon la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus schématique d'une deuxième 35 installation de laminage ; et la figure 4 représente le déroulement schématique d'un procédé de laminage exécuté sur l'installation de laminage selon la figure 3. - 6 - L'installation de laminage 1 représenté sur la figure 1 lamine une pièce 2, en partant d'un lingot, d'abord en un lingot creux 4 dans un premier étage de laminage 10 qui est réalisé sous forme de laminoir à cylindres obliques 15, puis en un lopin 5 dans un deuxième étage de laminage 20 qui est réalisé sous forme de laminoir continu 25. Tant le premier étage de laminage 10 que le deuxième étage de laminage 20 présentent respectivement des tiges à poinçon 11, 21, sachant que la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10 comprend un poinçon perceur 12 et une tige 13 et est, en tant que tige à poinçon 11 de sortie, maintenue au moyen d'un élément de contre-appui 14 à l'encontre de la direction d'avancement de la pièce 2 à travers le premier étage de laminage 10. Au moyen d'un transporteur transversal 17 non représenté en détail et en soi suffisamment connu, la pièce 2 ou encore le lingot creux 4 est, après le laminage dans le premier étage de laminage 10, transféré d'une ligne de laminage 16 du premier étage de laminage 10 sur une ligne d'extraction 19 sur laquelle, au moyen d'un organe de retenue 18 et d'un transporteur longitudinal de pièce 8, la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10 est extraite du lingot creux 4 par le fait que le lingot creux 4 est déplacé le long de la ligne d'extraction 19. La ligne d'extraction 19 se situe également directement sur une ligne d'enfilage 29 du deuxième étage de laminage, de sorte que le transporteur longitudinal de pièce 8 peut déplacer la pièce 2 d'une position initiale d'extraction à une position finale d'enfilage sur la deuxième tige à poinçon 21 sans modifier la direction d'avancement de la pièce 2 ou freiner temporairement puis réaccélérer la pièce. La ligne d'enfilage 29 se situe ici directement sur la ligne de laminage 26 du deuxième étage de laminage 20, de sorte qu'à la suite de l'enfilage de la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20, il suffit qu'un dispositif de retenue 24 saisisse la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage et la dirige d'une manière en soi connue à travers le laminoir continu 25. Comme on peut immédiatement le constater, la tige à poinçon froide 21 du deuxième étage de laminage 20 ne reste que pendant un temps relativement court à l'intérieur du lingot creux 4, jusqu'à ce que ce dernier soit traité dans le laminoir continu 25, de sorte qu'on évite un refroidissement qui pourrait en définitive altérer la qualité de la pièce 2. - 7 - De plus, l'ensemble du déroulement du procédé apporte un gain de temps très important, de sorte que pour cette raison également, le refroidissement de la pièce 2 entre les deux étages de laminage 10, 20 est réduit à un minimum. Selon l'exécution concrète de cet exemple de réalisation, les tiges à poinçon 11 et 21 peuvent être mutuellement reliées en traction, de sorte notamment que l'organe de retenue 18 peut également, lors du transfert d'une tige à l'autre, retenir la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20 à l'encontre du déplacement du lingot creux 4. De préférence, il est prévu au moins une particulièrement petite distance entre les deux tiges à poinçon 11, 21, de sorte d'une part que le moins possible d'air est introduit à l'intérieur du lingot creux 4, et d'autre part qu'on réduit à un minimum le risque que des « onion rings » parviennent à l'intérieur du lingot creux 4. Selon une variante de réalisation, la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20 est soutenue dans la région des cylindres du laminoir continu 25 - et elle soutien même éventuellement conjointement la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10 si les deux tiges coopèrent entre elles en aboutement, avec ou sans tige intermédiaire. Le déroulement proprement dit du procédé décrit ci-dessus est représenté en détail sur la figure 2. Dans l'agencement selon les figures 3 et 4 également, la ligne d'enfilage 29 du deuxième étage de laminage se situe sur la ligne d'extraction 19 du premier étage de laminage 10. Dans cet exemple de réalisation toutefois, les deux lignes 19, 29 se situent sur la ligne de laminage 16 du premier étage de laminage, de sorte que le lingot creux 4 peut, de la position finale après le laminage, au moyen du transporteur longitudinal de pièce 8, être directement libéré de la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10 et transféré sur la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20 Afin de faire face aux forces qui sont alors exercées, cet agencement présente une butée 28 qui soutient à la fois la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20 et la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10, sachant en outre qu'avant l'enfilage, l'élément de contre-appui 14 du premier étage de laminage 10 est écarté par pivotement et les deux tiges à poinçon 11, 21 sont amenées en aboutement mutuel. - 8 - A la suite de l'enfilage de la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20, le lingot creux 4 est, conjointement avec la tige à poinçon enfilée 21, transféré au moyen d'un transporteur transversal 27 sur la ligne de laminage 26 du deuxième étage de laminage 20, pour être alors laminé d'une manière en soi connue. Ici aussi, la figure 4 représente schématiquement le déroulement du procédé. L'agencement représenté sur les figures 3 et 4 peut être exploité à des cadences supérieures, étant donné que vu la longueur de la tige à poinçon 21 du deuxième étage de laminage 20, une pièce 2 ayant préalablement parcouru l'installation de laminage 1 peut encore être en cours de laminage dans le deuxième étage de laminage 20 tandis que la pièce 2 est déjà enfilée sur la tige à poinçon 21. On comprendra qu'on peut éventuellement aussi effectuer un transfert de la pièce 2 de la première tige à poinçon 11 à l'autre tige à poinçon 21 dans des positions intermédiaires entre la ligne de laminage 16 du premier étage de laminage et la ligne de laminage 26 du deuxième étage de laminage. C'est en particulier également possible pendant un transport selon lequel tant les tiges à poinçon 11, 21 que la pièce 2 sont déplacées. Dans les deux formes de réalisation, la tige à poinçon 11 du premier étage de laminage 10 est conçue de telle sorte qu'un agent désoxydant et/ou lubrifiant est apporté par elle à l'intérieur du lingot creux 4. On peut ainsi empêcher encore plus un calaminage. De plus, on peut le cas échéant renoncer à une étape intermédiaire supplémentaire de lubrification. On comprendra qu'un dispositif correspondant pour l'apport d'agent désoxydant et/ou lubrifiant peut aussi être prévu en un autre endroit, par exemple sur une tige intermédiaire. Les références numériques suivantes désignent les objets, parties, éléments et composantes constitutives de l'invention sur les figures 30 annexées : 35 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 8 : 10 : installation de laminage pièce lingot lingot creux lopin transporteur longitudinal de pièce premier étage de laminage - 9 - 11 : tige à poinçon 12 : poinçon perceur 13 : tige 14 : élément de contre-appui 15 : laminoir à cylindres obliques (SWW) 16 : ligne de laminage du premier étage de laminage 17 : transporteur transversal 18 : organe de retenue 19 : ligne d'extraction 20 : deuxième étage de laminage 21 : tige à poinçon 24 : dispositif de retenue 25 : laminoir continu (KWW) 26 : ligne de laminage du deuxième étage de laminage 27 : transporteur transversal 28 : butée 29 : ligne d'enfilage Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Installation de laminage (1) comprenant au moins deux étages de laminage successifs (10, 20) disposés l'un à la suite de l'autre et destinée à fabriquer des pièces tubulaires (2), les deux étages de laminage (10, 20) comprenant des tiges à poinçon (11, 21), caractérisée en ce qu'une ligne d'enfilage (29) pour la tige à poinçon (21) du deuxième étage de laminage (20) se situe sur une ligne d'extraction (19) pour la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10). 2. Installation de laminage (1) selon la revendication 1, caractérisée par un transporteur longitudinal de pièce (8) transportant la 10 pièce respective (2) d'une position initiale d'extraction à une position finale d' enfilage. 3. Installation de laminage (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la ligne d'extraction (19) pour la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) et la ligne d'enfilage (29) pour la tige à 15 poinçon (21) du deuxième étage de laminage (20) se situent sur une ligne de laminage (26) du deuxième étage de laminage (20), ou en ce que la ligne d'extraction (19) pour la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) et la ligne d'enfilage (29) pour la tige à poinçon (21) du deuxième étage de laminage (20) se situent sur une ligne de laminage (16) du premier 20 étage de laminage (10). 4. Installation de laminage (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier étage de laminage (10) comprend une tige à poinçon (11) de sortie, comme par exemple une tige à poinçon perceur, et/ou le deuxième étage de laminage (20) comprend une tige à 25 poinçon (21) avançant conjointement avec la pièce. 5. Installation de laminage (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) comprend une alimentation en agent désoxydant et/ou lubrifiant. 30 6. Installation de laminage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les deux étages de laminage (10, 20) se succèdent sans intercalation d'un étage de formage supplémentaire, en particulier d'un étage de laminage supplémentaire.-11- 7. Installation de laminage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le premier étage de laminage (10) comprend un laminoir à cylindres obliques ou perceurs (15). 8. Installation de laminage (1) selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le deuxième étage de laminage (20) comprend un laminoir continu (25). 9. Procédé de laminage comprenant au moins deux étages de laminage successifs (10, 20) disposés l'un à la suite de l'autre et destiné à fabriquer des pièces tubulaires (2), les deux étages de laminage (10, 20) 10 laminant en utilisant des tiges à poinçon (11, 21), procédé caractérisé en ce que la pièce (2) est transférée de la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) sur la tige à poinçon (21) du deuxième étage de laminage (20) sans vider totalement l'espace intérieur de la pièce (2) et/ou sans modifier la direction d'avancement de la pièce (2) ou freiner 15 temporairement puis réaccélérer la pièce (2). 10. Procédé de laminage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pièce (2) est transférée de la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10), tandis que la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) se trouve encore dans la pièce (2), sur la tige à poinçon (21) 20 du deuxième étage de laminage (20), et/ou en ce que la pièce (2) est transférée de la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10), tandis que la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10) se trouve encore dans la pièce (2), sur une tige intermédiaire, et de la tige intermédiaire, tandis que la tige intermédiaire se trouve encore dans la pièce 25 (2), sur la tige à poinçon (21) du deuxième étage de laminage (20). 11. Procédé de laminage selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les tiges (11, 21) se touchent pendant le transfert. 12. Procédé de laminage selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les tiges (11, 21) se sollicitent mutuellement en 30 traction ou en compression pendant le transfert. 13. Procédé de laminage selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'espace intérieur de la pièce (2) est pourvu d'un agent désoxydant et/ou lubrifiant avant ou pendant l'extraction de la tige à poinçon (11) du premier étage de laminage (10). 35 14. Procédé de laminage selon l'une des revendications9 à 13, caractériséen ce que les deux étages de laminage (10, 20) se succèdent sansintercalation d'un étage de formage supplémentaire, en particulier d'un étage de laminage supplémentaire. 15. Procédé de laminage selon l'une des revendications9 à 14, caractérisé en ce que le premier étage de laminage (10) comprend un 5 laminoir à cylindres obliques ou perceurs (15). 16. Procédé de laminage selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que le deuxième étage de laminage (20) comprend un laminoir continu (25).