Présentation
Auteur(s)
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Pierre MONTMITONNET : Ingénieur de l’École Centrale de Paris - Docteur ès Sciences - Chargé de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique CNRS - Responsable adjoint de groupes de recherches au Centre de Mise en forme des Matériaux (CEMEF) de l’École des Mines de Paris
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Comme pour la plupart des autres techniques métallurgiques, on a su laminer bien avant que la moindre esquisse de théorie ne vienne expliquer pourquoi on peut laminer. Il n’en reste pas moins que le laminage a fait et continue de faire l’objet d’un nombre considérable de travaux. Certains visent à une compréhension plus poussée des phénomènes thermomécaniques du système laminoir‐ produit ; d’autres s’attachent plus prosaïquement à la solution de problèmes plus immédiats qui se posent sur la machine. C’est de la convergence des deux approches que naissent les progrès réels.
Pourquoi des modèles théoriques ? Pour comprendre comment s’écoule le métal dans un entrefer qui peut être fort complexe géométriquement parlant. Mais surtout pour prédire l’évolution, durant la déformation, des paramètres importants pour la qualité du produit, ou pour la conduite du laminoir ; en un mot, être utiles à l’ingénieur pour élaborer le meilleur produit au moindre coût.
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1. Généralités
1.1 Principales grandeurs à calculer
Sur le plan de la thermomécanique de l’écoulement du métal en laminage à chaud, les principales grandeurs utiles sont les suivantes.
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La géométrie finale du produit : pour ne prendre que l’exemple simple du laminage à la plate de brames ou de tôles, on observe :
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des défauts géométriques en tête et en pied (langue de chat, queue de poisson, figure 1) qui sont des effets de régime transitoire à l’engagement et au dégagement ;
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un élargissement, a priori inconnu, qui s’accompagne d’une forme convexe ou concave, mais non rectiligne, de la rive.
Tous ces défauts donnent lieu à des chutes (article Tôlerie fortes Tôlerie forte dans ce traité), qui sont autant de coûts supplémentaires. Quant au laminage en cannelures, outre les effets d’extrémités, c’est le problème du remplissage qui est posé, c’est‐à‐dire de la conformité du produit fini au modèle visé.
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Les contraintes développées dans le matériau, qui sont importantes à plus d’un titre :
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contraintes de contact ; elles donnent, par intégration, le couple C de laminage (lié à la puissance P des moteurs par la relation P = λC ω, λ > 1 représentant les pertes) et l’effort vertical de séparation F ; ce sont elles qui déterminent la déformation des cages, et surtout la flexion des cylindres, qui elle‐même donne le profil transversal en laminage à la plate ; elles ont aussi leur importance pour l’usure des cylindres ;
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contraintes à cœur ; elles jouent aussi sur la qualité du produit : des contraintes compressives favoriseront la fermeture des porosités ; des contraintes dépressives, au contraire, peuvent ouvrir des fissures internes ou des criques de surface.
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La déformation
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FAU (F.), BUESSLER (P.), QUAN (C.H.), BERTRAND (C.) - Simulation of rolling by plasticine (Simulation du laminage par plasticine) - . In Proc. « Modelling of metal forming processes » (modélisation des procédés de mise en forme), Éd. J.L. Chenot et E. Oñate, 345 p., Kluwer Academic (NL) (1988).
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(2) - HELMI (A.), ALEXANDER (J.M.) - Geometric factors affecting spread in hot flat rolling of steel (Facteurs géométriques conditionnant l’élargissement en laminage à chaud d’acier à la plate). - J. Iron Steel Inst. 206, 11, p. 1110-1117, 2 tabl., 16 fig., bibl. 6 réf., Iron and Steel Institute (GB), nov. 1968.
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(3) - SIEBEL (E.) - Die Formgebung in bildsame Zustande (Mise en forme à l’état plastique). - 91 p. (1932).
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(4) - EL KALAY (A.K.E.H.A.), SPARLING (L.G.M.) - Factors affecting friction and their effect on load, torque and spread in hot flat rolling (Des facteurs affectant le frottement, et de leur effet sur la force, le couple et l’élargissement en laminage à plat d’acier à chaud). - J. Iron Steel Inst. 206, 2, p. 152-163, 3 tabl., 13 fig., bibl. 7 réf., Iron and Steel Institute (GB), fév. 1968.
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