LU85950A1 - Procede et dispositif pour laminer des ebauches de poutrelles hors brames de coulee continue - Google Patents

Description

* - ‘ j Δ * 1 - Demande de brevet * de -.................................................

f — .....— 1· ' ....... mi f t t Désignation de l’inventeur i i ~~ i i ' (1) Le%oussignés. René.. NEYEN.ou Paul LEIïZ, Administration Centrale de

; l'ARBED, Case postale 1802, L - 293C LÜXEM30URG

{ agissant en qualité de mandataire du déposant — ! f) .......ARBED. .S.A..................................................................................................................................................................

i Avenue de la Liberté

I L - 2930 LUXEMBOURG

i (3) de l’invention concernant : "Procédé et dispositif ...pour laminer; des ébauches de: poutrelles hors bramesde coulée continue"» i, . .... .......................................................... ........ ..........................................

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désigné comme inventeur(s) : jj 1. Nom et prénoms ..£MMZI...Carlp.........................................................................................................................

Adresse 8' rue Belair' L “ 4514 DIFFERDANGE

! 2. Nom et prénoms ...GROBER Henri................................................................ .................................................

i

j Adresse ^4· avenue des Terres Rouges, L - 4330 ESCE-SUR-ALZETTE

I.; j! 3. Nom et prénoms .. SBARRA “T03e.ph. ...............................................................................................................

.. 5, rue Winston Churchill, L - 4434 SOLEUVRE

Adresse ...........:................................................................................................................................................................................

, SENNER Albert, 24, rue Pasteur, L - 4642 DIFFERDANGE

il affirme ia sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.

ί i· | ...Luxembourg.............;...... Je .13...juin.................. 19 55 ] A 53C2C_£_ (}) Nom. pré';'"'; -irre. ar~z.'r « A 793

Demande de brevet Déposant: ARBED S.A.

Avenue de la Liberté L - 2930 Luxembourg

Procédé et dispositif pour laminer des ébauches de poutrelles hors _brames de coulée continue._

A

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Procédé et dispositif pour laminer des ébauches de poutrelles hors brames de coulée continue._ L'invention concerne un procédé et un dispositif pour laminer des 5 ébauches de poutrelles hors brames de coulée continue dans lequel on forme au départ une entaille longitudinale dans chacune des rives latérales de la brame par laminage à chaud avec des cannelures munies de saillies au centre de leur fond. Le laminage est ensuite continué sur la préébauche, qui n'a pas subi de déformation de 10 l'âme, en alternant de manière connue les passes proflieuses et les passes de refoulement.

Le principe de pratiquer une entaille profonde dans la face d'un demi-produit et de rabattre les flancs de l'entaille par des passes 15 refouleuses jusqu'à atteindre la forme voulue, est connu depuis quelque 50 ans (voir notamment le brevet DE 607.321). Le procédé divulgué dans ce brevet, qui visait principalement la fabrication de rails, peut être utilisé lors du laminage de poutrelles. Dans ce cas la déformation est appliquée de manière symétrique aux deux rives 20 d'un demi-produit de section rectangulaire en vue de la formation des deux ailes de l'ébauche.

D'après la demande de brevet DE 32.20.666 il est connu de déformer les faces étroites d'une brame par refoulement en une forme de cham-25 pignon. La première cannelure peut éventuellement être munie de deux contrepatins qui sont utiles pour centrer la brame dans la deuxième cannelure où celle-ci est soumise à des passes de refoulement à élargissement libre. Ce procédé se base essentiellement sur un élargissement contrôlé des bords de la brame sous l'effet de passes de 30 refoulement plus ou moins importantes.

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Il est également connu (voir la demande de brevet DE 32.22.930) d’utiliser plusieurs cannelures munies de sallies pointues d’un angle au sommet A constant mais de hauteur croissante. Pareillement la largeur du fond des cannelures va en croissant. Le principe à la 5 base de ce procédé consiste à pratiquer une entaille d'angle A et d'une profondeur au moins égale à 40% de la largeur d'aile de la poutrelle finie dans les bords de la brame en utilisant différentes cannelures. Relevons que le laminage est effectué de façon à ce que les extrémités des flancs de l'entaille ne touchent pas les fonds 10 des cannelures.

L'inconvénient des procédés de l'art antérieur est que la part de la déformation de la brame transformée en allongement est excessive. Par conséquent le laminage de poutrelles, ayant par exemple une hau-15 teur d'âme de 1 m et une largeur d'ailes de 450 mm, requièrt des brames ayant au départ une largeur supérieure à 2,1 m. Or il n'est plus possible de laminer des brames de cette largeur dans des installations classiques. Pareillement il est impossible d'obtenir des épaisseurs d'aile élevées à partir d'une certaine hauteur d'âme.

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En admettant que Ho (hauteur), Bo (largeur), So (section) caractérisent la brame de départ 4 et que Hl, Bo, SI caractérisent ces mêmes grandeurs de la prêêbauche 40, l'efficacité d'un procédé de laminage peut être défini par les considérations suivantes (voir Fig.l): 25 - la grandeur a Hl traduit le travail total de refoulement effectué durant la première phase, qui consiste à transformer la brame en prêêbauche: &H1 = Ho - Hl - le facteur d'élargissement (spread ratio) vaut E Bl/Bo 30 - l'allongement théorique ^ th = So/Sth représente l'allongement que l'on aurait dans le cas fictif d'absence totale d'élargissement l'allongement réel vaut: ^ r = So/Sl la part de la déformation transformée en allongement est donnée 35 par:

^r = Sth ^th SI

V

- 3 - la part de la déformation transformée en élargissement est donc: , (1 - Sth/Sl). C'est ce facteur qui traduit l'efficacité d'un procédé.

5 Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif montrant une efficacité élevée c. â d. qui permettent l'utilisation de brames plus étroites et plus minces qu'il n'est possible dans l'art antérieur pour aboutir â une poutrelle donnée.

10 Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, dans lequel le rayon et l’angle au sommet de l'entaille longitudinale sont progressivement augmentés à l'aide d'au moins deux paires de cannelures fendeuses et éventuellement de parties en relief munies chacune de saillies, avant que l'entaille ne soit éliminée par refoulement dans 15 une paire de cannelures à fond aplati dont la largeur est choisie en fonction de la largeur et de l'épaisseur des ailes de la poutrelle à laminer. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une . paire de cylindres dont chacun comporte au moins deux cannelures et au moins une partie en relief munies chacune d'une saillie ayant des 20 rayons et des angles au sommet différents. Des variantes de mise en oeuvre et de réalisation préférentielles sont décrites dans les sous-revendications.

L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide d'un dessin re-25 présentant une variante d'exécution.

La fig. 2 montre de manière schématique une coupe â travers une moitié d'un cylindre de laminage conforme â l'invention.

30 Une première cannelure 1 du cylindre 0 comporte une saillie triangulaire 2, d'angle au sommet Al, de rayon osculateur Rl et de hauteur El. Au niveau de la pointe de la saillie la largeur du fond de la cannelure 1 est égale à l'épaisseur Bo de la brame 4 augmentée de quelques centimètres. Cette dimension doit notamment être choisie au 35 vu des deux contraintes suivantes: - 1'entaille pratiquée dans les bords de la brame 4 lors des deux à trois premières passes doit être exactement centrée.

- 4 - - les flancs de l'entaille doivent avoir une épaisseur maximale.

„ De plus, la géométrie de la cannelure doit permettre un guidage par fait de la brame en position verticale.

5 La déformation en cannelure 1 se fait jusqu'au moment où la brame touche le fond de la cannelure, assurant ainsi une profondeur d'entaille maximale. En pratique cette phase correspond à quelque deux à trois passes de laminage suivant la hauteur de brame utilisée (danger de flambement). Le laminage en cannelure 1 ne devrait en général 10 pas être poursuivi au-delà de trois passes, à cause du danger de débordement latéral, ainsi que d'un allongement inutile des bords de la brame, provoquant la formation de queues de poisson aux extrémités .

15 La deuxième "cannelure" est essentiellement constituée par une partie en relief 6 pratiquée dans un collier de séparation entre la première et la troisième cannelure. La saillie 5 usinée dans cette » partie en relief 6 possède un angle au sommet Ä2 et un rayon R2 supérieurs à Al et RI respectivement.

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Les deux passes effectuées dans cette deuxième "cannelure" 6 servent à élargir et à approfondir l'entaille pratiquée dans la première cannelure 1. En même temps le rayon du fond d'entaille RI est augmenté et devient R2. La géométrie de cette cannelure, caractérisée 25 par l'absence de faces extérieures, permet aux flancs de l'entaille de s'élargir librement. Il faut relever que lors de cette phase de laminage on ne rencontre, bien que la brame ne soit tenue que par des saillies, pas de problèmes d'instabilité.

30 On effectue ensuite deux passes dans une troisième cannelure 7 servant essentiellement à ouvrir l'entaille jusqu'à un angle A3 supérieur à l'angle A2, le rayon du fond d'entaille augmentant depuis R2 à R3. Notons que la saillie 8, d'angle au sommet A3 et de rayon R3 a en gros même hauteur que la saillie 2 de la première cannelure.

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La majeure partie de l'entaille est éliminée par des passes de refoulement dans la quatrième cannelure 9. Ces passes de refoulement - 5 - et la largeur de cannelure sont choisies en fonction de la largeur „ et de l'épaisseur des ailes de la poutrelle à laminer. Le léger con- trepatin 10 a surtout une fonction de centrage et n'est pas indispensable.

5

La préébauche obtenue est alors laminée en ébauche de poutrelle par des passes de profilage et quelques passes de refoulement intermédiaires, suivant la méthode connue. Les cannelures correspondantes sont normalement placées sur la même paire de cylindres. L'ébauche 10 est ensuite dirigée vers le train finisseur.

L'efficacité du procédé de laminage de la brame en préébauche est traduite par le facteur défini plus haut (1- Sth/Sl), qui indique la part de la déformation transformée en élargissement. Ce facteur at-15 teint des valeurs de 0,35 pour le procédé selon l'invention contre 0,18 à 0,24 pour des procédés classiques. Ceci a rendu possible le laminage de poutrelles à dimensions extrêmes, par exemple: b - poutrelles d'une hauteur de 1000 mm et d'une largeur d'ailes de 20 450 mm à partir de brames 1990x300 - poutrelles d'une hauteur de 570 mm, d’une largeur de 450 mm et dont l'épaisseur d'aile atteint 125 mm.

Claims (8)

1. Procédé pour laminer des ébauches de poutrelles hors brames de coulée continue dans lequel on forme au départ une entaille 5 longitudinale dans chacune des rives latérales de la brame par laminage à chaud avec des cannelures munies de saillies au centre de leur fond, caractérisé en ce que le rayon et l'angle au sommet de l'entaille longitudinale sont progressivement augmentés à l'aide d'au moins deux paires de cannelures fendeuses et êventu- 10 ellement de parties en relief munies chacune de saillies, avant que 1'entaille ne soit éliminée par refoulement dans une paire de cannelures à fond aplati dont la largeur est choisie en fonction de la largeur et de l'épaisseur des ailes de la poutrelle à laminer. 15

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laminage dans la première paire de cannelures est arrêté lorsque le matériau situé de part et d'autre de l'entaille remplit les cannelures en majeure partie. 20

3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au cours d'au moins une des étapes d'augmentation du rayon et de l'angle au sommet les flancs de l'entaille s'élargissent librement. 25

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de cylindres dont chacun comporte au moins deux cannelures (1, 7) et au moins une partie en relief (6) munies chacune d'une saillie 30 ayant des rayons (RI, R2, R3) et des angles au sommet (Al, A2, A3) différents.

- 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les différentes saillies ont des hauteurs comparables. 35

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie en relief (6) est localisée entre deux cannelures fendeuses (1, 7). - 2 - 'λ

7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les v différents angles au sommet (Al, A2, A3) et rayons (RI, R2, R3) augmentent progressivement.

8. Dispositif selon une des revendications 4 â 7, caractérisé en ce que les cylindres sont disposés horizontalement et font partie d'une cage duo réversible.