<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements au laminage à chaud des métaux.
Cette invention est relative au laminage des métaux et elle concerne plus particulièrement la fabrication de tôles minces par un procédé de laminage à chaud.
Selon un procédé récent, on fabrique des tôles ou feuillards, notamment quand on veut que ceux-ci aient une largeur de plus de 60 centimètres, au moyen de lami- noirs travaillant à chaud qui comportent un certain nombre de trains de cylindres que le métal traverse successivement.
Etant donné que des trains de laminoir distincts sont né-
<Desc/Clms Page number 2>
cessaires pour opérer chaque réduction d'épaisseur du métal, il faut avoir un grand nombre de trains, ce qui exige de grands frais, et il a été constaté qu'on ne peut faire fonctionner une pareille installation sur une base écono- mique que lorsqu'on y maintient une grande production. Le refroidissement progressif du métal pendant son passage à travers le laminoir limite la réduction qu'on peut opérer à chacune des passes ultérieures. Ce refroidissement accroit aussi la consommation de force motrice nécessaire. On a proposé de diminuer le nombre de trains de laminoir en em- ployant un train réversible travaillant à chaud, comportant de part et d'autre des cylindres des fours à dévidoir dans lesquels on enroule un seul feuillard après chaque passe.
Toutefois le fonctionnement des appareils d'enroulement logés dans les fours présente certaines difficultés pratiques.
Pour le laminage à chaud de tôles relativement courtes sans enroulement, il a été proposé d'employer des fours à réchauffer intermédiaires entre les divers trains de cylindres nécessaires pour opérer la réduction. Toutefois, certains inconvénients accompagnent le transport mécanique de la tôle ou du feuillard à travers les fours à réchauffer des laminoirs de ce genre, si bien qu'il devient peu pratique de traiter des feuillards dépassant une certaine longueur et qu'il en résulte des inconvénients économiques.
L'invention a pour but de procurer un procédé et un appareil perfectionnés pour le laminage de feuillards ou tôles, qui permette de diminuer le coût de l'installation de laminoir, de réduire au minimum la puissance nécessaire, de faciliter la manipulation du métal, d'atteindre une haute qualité du produit fini et de maintenir économiquement une production relativement peu importante.
<Desc/Clms Page number 3>
Un procédé conforme à la présente invention, ser- vant à laminer à chaud une fournée de feuillards ou de tôles, comprend l'ordre caractéristique des phases suivant : ré- duit l'épaisseur de chaque élément de la fournée successive- ment, sensiblement au même degré, par laminage à chaud ; enroule chaque élément immédiatement après ce laminage et on introduit dans un four à réchauffer les éléments enroulés ; puis on retire du four un à un les éléments enroulés, on les déroule successivement et immédiatement après on réduit l'é- paisseur de chaque élément, sensiblement au même degré, par un laminage à chaud subséquent, de préférence entre les mêmes cylindres.
Cet ordre d'opérations peut être répété une fois ou un certain nombre de fois et, si c'est nécessaire, on peut le faire précéder d'une ou plusieurs réductions d'épaisseur et d'un préchauffage de l'ensemble de la fournée à la tempé- rature voulue. Chacune des réductions d'épaisseur peut être exécutée en une ou plusieurs passes dans un train de laminoir qui peut éventuellement être ùn train réversible, les élé- ments de la fournée s'enroulant après chaque passe et se déroulant avant la passe suivante ; on traite une fournée entière à tout écartement de cylindres constant donné.
Quand on veut appliquer l'invention à la fabrica- tion de feuillards relativement larges ou tôles, il est pré- férable qu'au moins deux passes soient exécutées dans le même train de laminoir pour des écartements convenablement réglés de ses cylindres. Toutefois, pour la fabrication de feuil- lards relativement étroits, on peut ne faire passer qu'une fois la fournée de métal à travers chacun des trains de laminoir successifs et la soumettre au moins une fois à un réchauffage en rouleau entre deux opérations de laminage successives.
@
<Desc/Clms Page number 4>
L'invention vise aussi un appareil pour le laminage à chaud d'une fournée de feuillards ou tôles, cet appareil comprenant un ou plusieurs trains de laminoir, des disposi- tifs pour enrouler chaque élément de la fournée après le passage à travers le train de laminoir, un four à réchauffer, des dispositifs pour dérouler chaque élément retiré du four à réchauffer, et des dispositifs pour transporter successive- ment les éléments enroulés vers le four à réchauffer et depuis celui-ci.
Le four est avantageusement agencé pour loger la fournée de métal à traiter de manière que le laps de temps pris par l'enroulement, le réchauffage et le dérou- lement de tout élément soit occupé à faire subir aux élé- ments restants de la fournée la même opération de laminage ou l'opération de laminage suivante d'aval. L'appareil se com- pose avantageusement de deux trains de laminoir, associés chacun à un four à réchauffer, en plus des cylindres ébau- cheurs nécessaires pour réduire le métal à une épaisseur sous laquelle on peut l'enrouler.
Une caractéristique essentielle de l'invention est qu'on fait subir au métal plusieurs passes en employant un ou plusieurs trains de laminoir et qu'on le réchauffe en rouleau après au moins une des opérations de laminage. Sui- vant certaines variantes de l'invention, après avoir fait passer une fournée de métal chauffé à travers un train de laminoir, on peut faire subir au métal une ou plusieurs passes ultérieures en le déroulant et en le relaminant dans le même train de laminoir avant de le réintroduire dans le four à réchauffer, les éléments étant traités successivement.
Dans une disposition, le four à réchauffer est en forme d'"U", de manière à faciliter l'opération de relaminage entre les mêmes cylindres avec réchauffage entre les passes.
<Desc/Clms Page number 5>
On peut employer suivant l'invention un train ré- versible. Dans ce cas, la manière de procéder est la sui- vante : après avoir fait passer entre les cylindres une four- née de métal, on la chauffe en rouleau dans un four situé du côté sortie des cylindres, puis on le déroule et on le fait passer en sens inverse entre les cylindres réglés à un autre écartement. On enroule de nouveau le métal et on le chauffe dans un second four, après quoi on le déroule et on le fait passer entre les cylindres dans le sens initial.
De préférence, la disposition est telle que le four, qui est suffisamment long pour contenir le nombre voulu de rouleaux d'une fournée à laminer, puisse tourner dans un plan horizontal autour d'un axe vertical disposé sensiblement au milieu de la longueur du four.
Quand toute la fournée a été traitée, on fait tourner le four pour permettre de débiter le premier rouleau à un dévidoir. On débite les autres rouleaux à leur tour et on fait passer la fournée de métal entre les cylindres réglés à un nouvel écartement, en sens inverse de la première passe.
Grâce à un agencement de ce genre on opère le chargement direct des rouleaux dans le four avec un minimum de mani- pulation mécanique.
Sur les dessins annexés sont représentés divers procédés pour exécuter l'invention.
Fig. 1 est une vue en plan d'une installation de laminoir agencée conformément à l'invention.
Fig. 2 est une élévation en coupe transversale, à plus grande échelle, d'un four à réchauffer et d'un trans- porteur de rouleaux.
Fig. 3 est une .élévation en coupe longitudinale d'une partie du four à réchauffer et du transporteur de la Fig. 2.
<Desc/Clms Page number 6>
Fig. 4 est une vue en plan d'une partie du four à réchauffer.
Fig. 5 est une élévation en coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 6.
Fig. 6 est une vue en plan d'une autre disposi- tion.
Fig. 7 est une élévation en coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 8.
Fig. 8 est une vue en plan d'une autre disposi- tion.
Sur les Figs. 1 à 4 des dessins annexes, le chiffre de référence 1 désigne des fours à réchauffer des brames pour le chauffage initial du métal avant le laminage, ce four comportant un mécanisme (non représenté) pour dé- biter les brames sur un tablier transporteur 2 qui les amène à un gros train ou train ébaucheur 3. Le gros train 3, de préférence un train universel trio ou réversible, est en- trainé par un moteur électrique 4 par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 5 et de pignons 6 et il sert à réduire l'épaisseur du métal à, par exemple, 7,5 mm., en- viron neuf à dix passes étant nécessaires pour réduire à cette épaisseur une brame d'acier doux de 100 mm.
Après avoir quitté le gros train, le métal s'en- roule sous l'action d'un enrouleur 6a et les rouleaux sont délivrés à un transporteur 7 traversant un four à tunnel 8.
Pendant le parcours dans le four la température des rou- leaux s'égalise et toute perte de chaleur est compensée.
Après avoir été déchargés du four, les rouleaux sont trans- portés successivement, par un wagonnet 9, sur un dispositif de déroulement et d'enlèvement des battitures 10 qui débite le feuillard à un train quatuor ou autre train irr.éversible
<Desc/Clms Page number 7>
intermédiaire 11. Ce train est entraîne par un moteur 12 qui est accouplé par l'intermédiaire d'un engrenage démultipli- cateur 13 aux pignons 14 du train.
Après avoir traversé le train 11, le feuillard s'enroule sous l'action d'un enrouleur 15, et chaque rouleau quittant l'enrouleur est débité dans un four à réchauffer 16 en forme d'"U". Ce four constitue une voie de rouleaux entre les côtés entrée et sortie du train de laminoir 11 et il a une longueur suffisante pour contenir le nombre voulu de rouleaux en une fournée. La disposition est telle que lorsque le dernier rouleau de la fournée contenue dans le four à tunnel 8 a traversé le train 11, le premier rouleau a par- couru le four en forme d'"U" et est prêt à être relaminé par le train 11. De cette façon il suffit de régler les cylindres une fois pour réduire une fournée complète de rouleaux.
Tout nombre voulu de passes peuvent être exécutées dans le train 11 et il faut environ quatre passes pour ré- duire le feuillard d'acier doux de 7,5 mm. à 2 mm. Par suite, dans ce cas, chaque rouleau parcourt quatre fois le four en forme d'"U".
Pour faire passer les rouleaux à travers le four il est prévu un transporteur mécanique 17 qui peut avantageu- sement avoir la forme représentée sur les Figs. 2, 3 et 4.
Le mécanisme du transporteur comprend une série de courts chariots 18 qui sont reliés entre eux et qui sont appelés à rouler sur des rails 19 montés sur une charpente-support 20.
La charpente-support, conjointement avec les chariots, peut être abaissée et élevée (comme l'indiquent les flèches B et C sur la Fig. 2) à l'aide d'un mécanisme non représenté sur les dessins et elle est guidée de manière appropriée par des supports-guides 21 pour assurer le mouvement dans un plan
<Desc/Clms Page number 8>
vertical. La partie médiane 22 de chaque chariot est con- formée de manière à être en contact avec le dessous des rouleaux 23, comme le montre la Fig. 2, et cette partie du chariot est plus étroite, dans les deux directions, que le diamètre et la largeur ou hauteur du plus petit rouleau à manipuler.
Normalement, les rouleaux reposent sur des rebords ou appuis 24 de la partie fixe de la sole du four, comme indiqué sur les Figs. 2 et 3. Quand on veut faire avancer la fournée de rouleaux pour en recevoir un et en décharger un autre, on soulève la charpente porte-rails 20 en levant ainsi une série de chariots de manière à séparer de leurs appuis les rouleaux 23. On fait alors avancer les chariots, dans cette position, à l'aide d'un mécanisme alternatif à course variable 25 qui est actionné par un moteur électrique 26 par l'intermédiaire d'une transmission appropriée 27.
Ou bien le mouvement alternatif peut être produit par un dispositif hydraulique. A la fin du mouvement voulu, la voie s'abaisse et les rouleaux viennent à nouveau reposer sur les rebords 24 du four, après quoi le mécanisme à mouve- ment alternatif ramène les chariots à leur position initiale pendant qu'ils ne sont plus en contact avec les rouleaux, et on répète le cycle. Des dispositifs d'étanchéité, indi- qués en 28, sont aménagés pour empêcher des pertes de chaleur ou l'infiltration d'air dans la chambre du four, et comme moyen d'étanchéité on emploie l'huile lourde, le sable ou d'autres matières appropriées . On emploie aussi des disposi- tifs d'étanchéité 29 entre les extrémités adjacentes des chariots, et on attache un registre d'étanchéité 30 aux chariots d'extrémité à l'entrée et à la sortie du four.
<Desc/Clms Page number 9>
Un bras de chargement 31 mobile indépendamment est aménagé pour enfourner et défourner promptement les rouleaux.
Au lieu de lever et abaisser les chariots, on peut laisser en place dans un plan les rails et l'appareil de roulement des chariots et monter dans ce cas des dispositifs indépendants pour soulever les rouleaux.
Après la passe finale dans le train 11, on enroule le feuillard et on le transporte à l'aide d'un wagonnet 32 d'où on le débite dans un autre four 33 en forme d'"U", à travers lequel on le transporte au moyen d'un transporteur 34 du genre décrit. De ce four on débite les rouleaux à un dévidoir et on les fait passer à travers un train finisseur 36, de préférence un train quatuor, qui est entraîne par un moteur électrique 37 par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 38 et de pignons 39. Après avoir passé entre les cylindres finisseurs, le feuillard s'enroule de nouveau sur un envidoir 40 et un transporteur 41 l'amène à l'entrée du four 33 en forme d'"U".
Les rouleaux parcourent encore une fois le four 33 et, après les avoir déroulés, on soumet la tôle ou le feuillard d'acier doux à une passe finale dans le train 36 où on le réduit à l'épaisseur de 1,25 mm. On dé- bite le feuillard du train 33 sur un tablier transporteur 42 dont une section 43 est articulée de manière appropriée pour permettre de lever son extrémité libre en vue de faciliter l'enroulement sur le tambour 40. A titre d'alternative on peut enrouler le feuillard fini et débiter les rouleaux di- rectement sur un dispositif récepteur (non représenté). Dans une variante d'exécution du transporteur (non représentée sur les dessins), on peut faire avancer les rouleaux de tôle sur deux rangées de petits galets fous faits en un alliage réfractaire et supportés dans des châssis faits en un alliage
<Desc/Clms Page number 10>
analogue.
Les rouleaux se déplacent sous l'action d'un transporteur à mouvement alternatif à doigts rétractiles qui attaquent le bord inférieur des rouleaux. Le transporteur est actionné par un mécanisme à course variable pour permettre de traiter en une fournée des rouleaux de largeurs différentes et des quantités différentes de rouleaux, et il est situé en- dessous du four, tandis que les doigts-supports font saillie à travers une fente étroite et en partie hermétiquement fer- mée, percée dans la sole du four.
Au lieu d'employer dans la disposition précédente un four à réchauffer en forme d'"U", on peut utiliser un four rectiligne comportant des dispositifs pour transporter par un mouvement intermittent, en une ou plusieurs rangées, les rouleaux constituant une fournée à laminer. On peut trans- porter les rouleaux en disposant leurs axes verticalement, et dans ce cas il faut avoir des dispositifs supplémentaires pour les redresser, ou bien on peut faire en sorte qu'ils re- posent horizontalement, comme dans l'exemple précédent. On y ajoute des dispositifs appropriés pour transporter expéditive- ment les rouleaux entre le dévidoir du train et l'extrémité de sortie du four et entre le tambour-envidoir du train et l'extrémité d'enfournement ou de réception du four.
Un autre procédé pour exécuter l'invention est re- présenté sur les Figs. 5 et 6 où on emploie au lieu du four en forme d'"U " décrit précédemment un four ordinaire. Dans ce cas, on chauffe le métal dans un four à brames, non repré- senté sur les dessins, et on le réduit dans un gros train ré- versible 44 qui est directement entraîné par un moteur élec- trique 45 au moyen de pignons 46.Le métal ébauché est débité sur un tablier transporteur 47 d'où on l'envoie sur un de deux tabliers transporteurs latéraux 48 qui amène le métal @
<Desc/Clms Page number 11>
aplati à un tablier transporteur 49 d'où il est amené à un autre train de laminoir 50, celui-ci étant entraîné par un moteur électrique 51 au moyen d'un engrenage démultiplicateur 52 et de pignons 53.
Cette variante du procédé pour le trans- port du feuillard des cylindres ébaucheurs au train de lami- noir 50 peut être employée avantageusement dans les cas où la production est relativement faible.
On envoie ensuite le feuillard chaud directement à travers le train de laminoir 50, après quoi il s'enroule sur l'envidoir 54, et on dépose les rouleaux 55 sur un tablier récepteur-redresseur 56. On enlève les rouleaux successive- ment de ce tablier et on les dispose dans un four 57 où on réchauffe la fournée. On peut assurer convenablement le dé- placement des rouleaux à l'aide d'une enfourneuse pivotante à bras oscillant 58 dont le bras peut exécuter des mouvements longitudinaux, transversaux et élévatoires ou oscillants.
On retire les rouleaux 55 du four successivement; le premier rouleau à enfourner de la fournée étant le premier à être retiré, et ainsi de suite. L'enlèvement des rouleaux est opéré à l'aide de l'enfourneuse 58 qui les dispose sur un tablier récepteur-redresseur 56a d'où ils sont amenés à un dévidoir 59 situé du coté entrée du train 50. Après dérou- lement on fait passer le feuillard entre les cylindres réglés à un nouvel écartement, après quoi on l'enroule et on le ra- mène au four 57. On peut soumettre la fournée à tout nombre voulu de passes selon l'épaisseur finale désirée, avant de l'évacuer sur le tablier 60. Cette disposition permet de sou- mettre le rouleau, quand c'est utile, à Un nombre de passes supérieur à un, sans réchauffage intermédiaire.
Dans ce cas, l'enfourneuse 58 prend le rouleau sur la table réceptrice 56 de l'envidoir 54 pour le ramener au tablier récepteur-re- dresseur 56a du dévidoir 59.
<Desc/Clms Page number 12>
Il est à observer que, comme le montrent les Figs. 5 et 6, les trains finisseurs et l'appareillage connexe sont dédoublés, de sorte que le train ébaucheur 44 est en- tièrement occupé à alimenter les deux groupes de trains de laminoir 50 quand on soumet le métal à plusieurs passes.
Quand le produit fini n'exige pas l'emploi de deux trains fi- nisseurs, ou quand le train ébaucheur 44 est utilisé encore à des fins autres que le dégrossissage du métal, ou encore lorsque l'utilisation totale du train ébaucheur n'est pas d'une importance essentielle, on peut n'employer qu'un seul train finisseur.
Si on le désire, on peut débiter le métal, sous forme enroulée, du train de laminoir 50 à un autre four à réchauffer (non représenté sur les dessins) qui est combiné à d'autres cylindres finisseurs et à des dispositifs de dévi- dage et d'envidage montés comme c'est décrit précédemment.
Un autre procédé pour exécuter l'invention est re- présenté sur les Figs. 7 et 8 où on emploie un train réversi- ble.
Comme dans la disposition précédente, on réduit l'épaisseur des brames, après chauffage dans un four non re- présenté, en les faisant passer dans un train de cylindres ébaucheurs ou dégrossisseurs 61 entraînés par un moteur 62 par l'intermédiaire de pignons 63. Puis on débite sur un ta- blier transporteur 64 le métal ébauché et on le fait passer de ce tablier aux tabliers transporteurs65 qui le transportent sur l'un ou l'autre des tabliers transporteurs 66 dont chacun alimente une installation de train finisseur, deux installa- tions de ce genre étant de préférence prévues pour absorber la production du train ébaucheur.
Le feuillard chaud est transporté par le transpor- teur 66 et on lui fait subir une nouvelle réduction d'épaisseur @
<Desc/Clms Page number 13>
en l'envoyant entre des cylindres finisseurs d'un train de laminoir réversible approprié 67 qui est entraîné par un moteur 68 à l'aide d'un engrenage démultiplicateur 69 et de pignons 70.
Après avoir passé entre les cylindres 67, le feuil- lard s'enroule sous l'action d'un envidoir-dévidoir combiné 71 et passe dans un four à réchauffer les rouleaux 72.
On traite de cette manière une fournée complète de métal, les rouleaux 73 étant transférés successivement au four par un dispositif enfourneur 74. Le dispositif enfourneur introduit chaque rouleau dans la bouche du four, la disposi- tion étant telle que le ou les rouleaux déjà contenus dans le four se déplacent à l'écart du dispositif enfourneur sous l'effet de l'introduction forcée du rouleau qu'on enfourne.
Les rouleaux avancent ainsi à travers le four par une série de mouvements saccadés, chaque mouvement étant provoqué par l'entrée d'un nouveau rouleau.
Le four a une longueur suffisante pour contenir le nombre voulu de rouleaux dans une fournée à laminer, et afin que le premier rouleau introduit dans le four soit aussi le premier à être retiré, la chambre du four est montée de manière à pouvoir tourner, dans un plan horizontal autour d'un axe vertical médian, d'un angle d'au moins 180 . Les rouleaux sont supportés dans le four sur une série de galets non entraînés 81.
Quand on a traité de la manière décrite une fournée complète, le rouleau qui est entré le premier dans le four est réchauffé à un degré suffisant pour permettre un nouveau laminage, et à cette dernière fin on fait tourner le four de 180 de manière que l'extrémité 75 de la chambre du four, où est situé ce premier rouleau, soit alors adjacente à l'envi-
<Desc/Clms Page number 14>
doir-dévidoir combiné 76. On décharge le rouleau sur un ta- blier récepteur à l'aide d'un dispositif défourneur 77 agis- sant par l'entremise des rouleaux intermédiaires, et de ce tablier le rouleau est introduit dans l'envidoir-dévidoir combiné 76 par un dispositif de transfert supplémentaire.
Au lieu d'être opéré par un dispositif défourneur à bélier 77, le défournement des rouleaux peut aussi être exécuté à l'aide d'un transporteur à mouvement alternatif à doigt ré- tractile, disposé en-dessous de la sole du four, et le doigt fait saillie vers le haut à travers une fente étroite pour entrer en prise avec les bords inférieurs des rouleaux.
Apres déroulement, on fait repasser immédiatement le rouleau entre les cylindres finisseurs 67 qui ont été réglés à un nouvel écartement pour réduire davantage l'épais- seur du feuillard. Puis on enroule de nouveau le feuillard sur l'envidoir-dévidoir combiné 78 et on le passe au four 79.
On soumet au même traitement toute la fournée et elle suit le premier rouleau dans le four 79.
Le four 79 est construit de la même manière que le four 72 et il est équipé d'enfourneurs, défourneurs, envi- doirs et dévidoirs analogues à ceux employés en combinaison avec le four 72. Par suite, quand l'un ou l'autre des fours est rempli, on renversé la marche des cylindres et on en règle l'écartement, puis le métal repasse dans l'autre four.
Les passes et repasses alternantes de part et d'au- tre continuent de cette manière jusqu'à ce qu'on ait atteint la réduction d'épaisseur voulue, après quoi le feuillard passe du train sur un tablier transporteur 80, sous forme de rouleau ou de feuillard plat..
Bien qu'on ait décrit le transport du métal depuis
<Desc/Clms Page number 15>
le train ébaucheur jusqu'au train réversible en supposant que pendant cette opération le métal est débité à plat, il est clair qu'après le dégrossissage on peut enrouler le métal et le transporter sous forme de rouleaux vers le train ré- versible. Si on le désire, on peut réchauffer ces rouleaux avant de les dérouler en vue d'un laminage subséquent.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Procédé pour laminer à chaud une fournée de feuillards ou de tôles, comprenant l'ordre caractéristique des opérations suivant : réduit l'épaisseur de chaque élément de la fournée successivement, sensiblement au même degré, par laminage à chaud ; enroule chaque élément im- médiatement après ce laminage et on introduit dans un four à réchauffer les éléments enroulés ; on retire du four un à un les éléments enroulés, on les déroule successivement et immédiatement après on réduit à nouveau l'épaisseur de chaque élément, sensiblement au même degré, par un laminage à chaud subséquent, de préférence entre les mêmes cylindres.