Procédé de fabrication de tôles moyennes et fines. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication de tôles moyennes et fines, qui consiste à produire d'abord, par laminage, une barre profilée ayant des dénivellements parallèles et continus s'étendant dans la di rection du laminage, à couper ensuite de cette barre des tronçons droits ayant une longueur correspondante à la largeur de la feuille de tôle à obtenir, puis à les laminer transversalement aux dénivellements dont les inclinaisons dans le sens transversal sont telles qu'il ne se produit pas de doublage (recouvrement par laminage).
On utilise actuellement comme matière première pour la fabrication des tôles exclu sivement des profils rectangulaires (platines ou brames).
Ces platines ou ces brames sont coupées en longueur qui correspondent à peu près à la largeur finale des tôles à fabriquer et sont engagées entre les cylindres dans le sens transversal (fig. 1). La longueur du tronçon de barre .forme par conséquent la largeur de la platine et la largeur de la tôle obtenue par laminage de celle-ci, tandis que l'épais seur et la largeur de la section transversale de la platine sont déterminantes de la longueur de la tôle. Pour une épaisseur donnée de tôle, le nombre de passes nécessaires dépend de la différence entre l'épaisseur initiale et l'épaisseur finale de la matière, ainsi que des coefficients d'allongement qui sont admis sibles pour les différentes passes.
Pour les tôles minces, on choisit avanta geusement des platines d'épaisseur aussi petite que possible mais de grande largeur, ce qui réduit évidemment le travail du la minoir à tôle.
Les profils rectangulaires qui sont très minces et très larges sont toutefois très difficiles à laminer dans les cages qui trans forment les lingots en platines ou en brames, car avec la diminution de l'épaisseur et l'augmentation de la largeur il se produit une diminution du moment d'inertie de la section, c'est-à-dire une diminution du moment de résistance du profil. Si le moment d'inertie d'un profil est trop petit, la barre sortant de la paire de cylindres se plie très facilement.
Lorsque la barre sortant des cylindres, et se trouvant encore entre eux, rencontre un objet, elle est sollicitée au flambage et la force Pi; qui est nécessaire pour le flambage peut être calculée par la formule d'Eider:
EMI0002.0004
Dans cette formule, on a désigné par E le module d'élasticité de la matière en kg/cin'2, par 1 la longueur de la barre en cm, et par I le moment d'inertie en cm.
Dans les trains de laminage à chaud qui produisent de grandes longueurs, on constate que la fonce de frottement de la barre sur le dallage ou sur la voie à rouleaux est déjà suffisante pour faire fléchir la barre sortant des cylindres, barre qui possède un très petit moment d'inertie. La barre forme alors devant le train de laminoir de grandes boucles et il est très difficile d'introduire une semblable barre dans le calibre suivant. La barre se refroidit alors facilement et son épaisseur tombe en dehors des dimensions prescrites. La raison pour laquelle l'épaisseur des pla tines est limitée à 10-12 mm au minimum provient donc des difficultés techniques se présentant dans les trains de laminoir.
La solution, pour la réduction de l'épaisseur des platines ne peut donc être cherchée, suivant la formule d'Euler, que dans l'augmentation du moment d'inertie de la section transver sale des platines.
La présente invention utilise Lui nouveau demi-produit qui convient particulièrement pour la fabrication de tôles moyennes et minces, demi-produit qui peut être fabriqué facilement dans des cages ordinaires et qui répond à toutes les exigences d'un laminoir à tôles moderne, ainsi que cela sera expliqué en détails dans la suite.
La présente invention est basée princi palement sur le fait que le développement linéaire des surfaces de base du nouveau profil donne, et) coupe transversale, une plus grande longueur que leur projection horizon tale; le pourtour de la section transversale dudit profil comprenant, au lieu de lignes droites comme dans le cas du profil rectan gulaire (fig.1), des lignes brisées ou des lignes arquées, ou également des lignes droites et des arcs.
Ces lignes de délimita tion du nouveau profil sont disposées de telle façon que ce profil résulte, lors du laminage, de la forme des cannelures et que son mo ment d'inertie est augmenté en comparaison de celui d'un profil rectangulaire J- même section transversale et de même Logeur de base, c'est-à-dire, en d'autres termes, d'un profil plus épais.
Le demi-produit de laminage utilisé pour l'exécution du procédcpetit avoir la même épaisseur ou une épaisseur variable sur toute sa largeur.
En outre, il sera. avantageux de délimiter la largeur du profil utilisé pour l'exécution du procédé par < les parties droites qui, pré vues sur l'un des longs côtés ou sur les deux longs côtés, sont suffisamment grandes pour que la platine puisse être facilement saisie par les cylindres dans son sens transversal. Cette condition n'est toutefois pas essentielle, car le mouvement de montée et de descente de la table de relevage du laminoir à tôle permet facilement l'introduction, entre les cylindres, de pièces laminées qui sont déli mitées sui' leur long côté par des parties non rectilignes.
D'autres demi-produits utilisés pour l'exé cution du procédé, qui présentent dan> le sens transversal des épaisseurs variables, seront pourvus, sur l'un des longs côtés ou sur les cieux longs côtés, de parties d'épais seur constante et de longueur appropriée, pour que ces parties puisent être facilement saisies par les cylindres dans le sens trans- versal.
Les fig. 2 à 10 du dessin annexé montrent, à titre d'exemples, quelques platines ou demi produits du procédé suivant l'invention.
La fig. 1. montre, en vite de côté. une platine connue de section rectangulaire et de largeur de base<B>A,</B> dans la position de laminage, , pour la première passe du laminoir à tôle dont B et C sont le cylindre supérieur et le cylindre inférieur.
Les fig. 2 à 5 et 8 représentent, à titre d'exemples, en vue de côté, dans la même position de laminage, des platines dont les surfaces de base, ayant une largeur A, com prennent, au lieu des lignes droites, des lignes brisées ou recourbées (arcs de cercles, paraboles, etc.). Aux extrémités de la largeur. de ces pièces laminées se trouvent des parties droites D qui sont suffisamment grandes pour que les cylindres .B et C puissent saisir facilement les pièces dans le sens transversal.
Les fig. 6 et 7 représentent schématique- ment les cannelures finisseuses des cylindres I et Y entre lesquels un intervalle A est ménagé conformément aux contours d'un profil suivant la présente invention; la fig. 6 montre une cannelure emboîtée et la fig. 7 une cannelure roulante.
Les parties rectilignes D se trouvant aux extrémités de la largeur de la section trans versale ne sont toutefois pas absolument né cessaires pour que la matière puisse être attirée par les cylindres. En effet, pour en gager entre ceux-ci une section dans laquelle les extrémités de la largeur seraient légère ment recourbées, il suffirait d'abaisser ou d'élever un peu la barre, selon le sens de la courbure, pour qu'elle soit saisie par les cy lindres.
Les fig. 9 et 10 montrent des exemples de profils de laminage, dont l'épaisseur au lieu d'être uniforme, comme dans les exemples des fig. 2 à 5 et 8, varient dans la largeur d'un bord longitudinal à l'autre, les diffé rentes épaisseurs étant provoquées par des inégalités alternativement en renfoncement et en saillie, et de largeur minime, sur les deux faces.
Si l'on prend pour le profil rectangulaire connu (fig. 1) une largeur A et une épaisseur e, la surface de la section transversale est égale à .4 # e = S\; si l'on suppose en outre que les profils des fig. 2 à 7 ont la Même largeur et la même section transversale S, comme le développement (P) d'une de leurs faces est plus grand que celui du profil rectangulaire, on aura pour l'épaisseur (d) l'expression
EMI0003.0017
D'autre part, le moment d'inertie de ce nouveau profil sera beaucoup plus grand que celui d'un profil rectangulaire de même épais seur et même d'épaisseur plus grande.
L'étude des figures montre clairement qu'après le premier passage de ces profils dans le laminoir à tôle, lés lignes brisées ou les lignes arquées sont de nouveau dressées et donnent un produit laminé dont la surface est égale à la somme des surfaces antérieures développées, multipliées par le coefficient d'allongement, c'est-à-dire par le rapport des épaisseurs de tôle, mesurées avant et après le passage entre les cylindres.
Ce redressement des surfaces est très avantageux en ce sens qu'il facilite le dé tachement de la calamine et des scories. A ce point de vue, les profils délimités par des courbes (fig.4 et 5) donnent les meilleurs résultats, car le redressement se fait unifor mément pour toute la surface et sur toute la largeur.
Il va de soi que les angles vifs formés par les droites qui se coupent peuvent être remplacés par des courbes- de plus grand rayon (fig. 6 et 7). Les extrémités des pièces laminées peuvent être taillées en biseaux pour faciliter la prise des cylindres.
Les avantages de la présente invention résultent le plus clairement de l'exemple nu mérique donné ci-dessous.
On supposera que pour laminer une tôle d'une grandeur déterminée on avait besoin jusqu'à, présent d'une platine ayant une section transversale connue de 200 X 12 = 2400 mm'. Le moment d'inertie est égal à
EMI0003.0024
On supposera en outre que la largeur du profil correspondant utilisé pour l'exécution du procédé est de 200 rnm et que sa surface est composée: 1 de deux parties rectilignes de 40 mm à chaque côté extrême, et 2 pour simplifier le calcul, de quatre surfaces en demi-cercle (fig. 5) dont le rayon vaut 17,5 mm et le diamètre donc 35 mm.
Le développement total de ces surfaces est égal à 300 mm et l'épaisseur du profil sui vant la fig. 5 est égale à
EMI0004.0004
Son moment d'inertie est égal à 28,3 cm', soit environ 10 fois celui du profil rectangu laire de 12 X 200.
Le coefficient d'allongement pour la pre mière passe dans le laminoir à tôle est égal à 1,26, de sorte que la largeur passe de 200 à 200 X 1,26 = 252 mm pour le profil rec tangulaire et passe à 300 X 1,26 = 378 mm pour le profil suivant la fig. 5, ce qui corres pond à une différence, au profit de ce profil, de 378 - 252 = 126 mm. Le rapport de ces largeurs est égal à
EMI0004.0010
et ceci cor respond à la somme des coefficients d'allonge ment pour deux passages dans le laminoir à tôle.
L'emploi dans les laminoirs à tôles du demi-produit laminé utilisé pour l'exécution du procédé offrira de grands avantages, savoir: 1 un laminage complet plus rapide; deux à trois passes peuvent être épargnées, 2 chauffage plus rapide des platines dans le four à réchauffer (et, par conséquent, économie de charbon) parce que a) l'épaisseur est plus faible, et U) l'échauffement se fait plus vite vu que par suite du contour du profil, une partie rie touche pas la sole du four et se trouve toujours dans le courant de gaz,
3 par suite du redressement des surfaces, la calamine et les scories sont facilement détachées, de sorte que les tôles prennent un meilleur aspect. La fabrication du demi produit utilisé pour l'exécution du procédé sera très simple. En fait, ce dernier possède les avantages suivants: 1 un moment d'inertie beaucoup plus grand qu'un profil rectangulaire de plus grande épaisseur, 2 comme son poids par mètre courant peut être le même que celui des platines, il en résulte, que dans les deux cas, la longueur laminée est la même.
La dépense de force motrice pour la fa brication du nouveau profil sera toutefois plus grande, parce que soir épaisseur devient plus petite. Mais comme pour la production du même allongement, la consommation de force motrice dans le laminoir à tôles est notablement plus grande que dans le laminoir ordinaire, l'avantage reste encore au nouveau demi-produit.
Pour ce qui concerne spécialement les platines des fig. 9 et 10 qui possèdent sur leur largeur des épaisseurs différentes, ce profil est basé sur un principe de laminage que plusieurs années d'expériences ont permis d'étudier à fond. Il a été établi au cours de celles-ci que le refoulement du métal en dehors de l'arc de contact, en sens inverse de l'opération de laminage, augmente à l'ex trémité de sortie des barres. Cette augmen tation de refoulement facilite l'allongement du métal saris accroissement important de la pression de laminage, et par conséquent, sans grande augmentation de la consomma tion de force motrice.
Pour appliquer ce principe à la fabrica tion des tôles, il suffit de laminer dans un train de laminoir ordinaire des barres qui présentent sur toute leur largeur des surépais- seurs parallèles et continues de faible largeur (fig. 9 et 10). Ces épaississements augmentent le moment d'inertie du profil de sorte que l'épaisseur de ce dernier peut être réduite cri conséquence.
La fig. 9 montre ces surépaisseurs déli mitées par des lignes courbes. La fig. 10 montre les surépaisseurs délimitées par des lignes droites.