Rouleaux de blooming

Qu’est-ce que les Blooming Rolls ?

Les Blooming Rolls sont des cylindres spécialisés utilisés dans les laminoirs à blooming ou les laminoirs bruts (roughing mills) pour réduire de grandes billettes ou lingots coulés en blooms ou en plaques plus petites. Ces cylindres sont conçus pour résister à des charges extrêmes, des températures élevées et à l’usure abrasive. Le choix des matériaux et la qualité de fabrication sont donc essentiels pour la performance et la longévité.

Fonctions principales et conditions de fonctionnement

• Haute contrainte de contact et de flexion : Les Blooming Rolls doivent supporter de grandes pièces à forte déformation lors des premières étapes de laminage.
• Fonctionnement à haute température : Ils travaillent généralement à proximité de la température rouge, ce qui les rend sensibles à la fatigue thermique et aux fissures.
• Usure de surface et oxydation : Les cylindres doivent résister à l’usure abrasive, à l’oxydation et à la formation d’écailles lors d’un fonctionnement prolongé.

Matériaux courants et traitements thermiques

Fonte nodulaire (Nodular / Ductile Cast Iron)

• Avantages : Coût efficace et bonne résistance aux chocs.
• Inconvénients : Moins durable sous usure extrême à haute température par rapport aux alliages à haute teneur en chrome.

Fonte haute chrome / Acier allié moulé

• Avantages : Dureté élevée et excellente résistance à l’usure, adaptée aux conditions abrasives.
• Inconvénients : Plus fragile ; la résistance à la fatigue thermique nécessite un alliage et un traitement thermique soigneusement conçus.

Acier allié (trempé et revenu) ou acier forgé

• Avantages : Haute résistance mécanique, excellente ténacité et traitement thermique personnalisable. Idéal pour les applications lourdes.
• Inconvénients : Coût plus élevé, fabrication complexe et maintenance nécessaire.

Revêtement de surface / Hardfacing

• Combine un noyau résistant avec une couche de surface dure et résistante à l’usure, offrant à la fois résistance aux chocs et durabilité — courant pour les applications lourdes.

Considérations de conception et de fabrication

• Diamètre et profil : Conçus selon les paramètres du laminoir — force de laminage, taux de réduction et vitesse — pour assurer une distribution correcte des contraintes de contact.
• Refroidissement et lubrification : Des canaux de refroidissement appropriés réduisent la fatigue thermique ; la lubrification diminue les frottements et l’adhérence.
• Équilibre dynamique et concentricité : Critique pour un fonctionnement à grande vitesse et la longévité des cylindres.
• Gradient de dureté de surface : Une coque dure avec un noyau résistant résiste efficacement à l’usure et aux chocs combinés.

Modes de défaillance courants et maintenance

• Usure de surface : Réparable par hardfacing ou remplacement des manchons.
• Fissures par fatigue thermique : Nécessitent un meulage des racines, des réparations par soudage et un refroidissement optimisé.
• Rupture axiale ou radiale : Généralement due à des défauts de fabrication, une surcharge ou une fatigue prolongée. Utiliser des tests non destructifs (UT, MT, PT) pendant la production et la maintenance.

Comparaison avec d’autres cylindres de laminoir

• Pour le laminage de finition à chaud ou à froid, les cylindres de travail et les cylindres de soutien se concentrent sur la précision de surface et la rigidité.
• Les Blooming Rolls traitent de grandes sections et des températures élevées au stade brut, tandis que les cylindres de laminage à froid mettent l’accent sur la finition de surface et la précision dimensionnelle aux étapes de finition.

Pour un aperçu complet des types de cylindres de laminoir, voir notre page Rolling Mill Rolls.

Conseils de sélection pour ingénieurs et acheteurs

• Définir clairement les conditions de travail : force maximale de laminage, température, vitesse, type de matériau et section transversale.
• Exiger des fournisseurs qu’ils fournissent la composition chimique, les dossiers de traitement thermique et les rapports NDT.
• Choisir des fournisseurs offrant des services sur site pour le hardfacing et le remplacement rapide.
• Préférer les conceptions à manchon remplaçable ou les cylindres à noyau dur/résistant pour minimiser les coûts de maintenance.

Références et ressources externes

• Aperçu des laminoirs à blooming : Wikipedia – Blooming Mill
• Normes des matériaux en acier : Les directives ASTM et EN sont recommandées pour la validation de la conception des cylindres.