Laminage : Types de laminoirs, procédés et applications

Qu'est-ce que le laminage ?

Le laminage est un procédé de formage métal où un métal (brame, bloom, billette, fil machine) passe entre deux ou plusieurs cylindres (laminoirs) pour réduire son épaisseur, l'uniformiser et/ou conférer des propriétés mécaniques ciblées.

Analogie : comme un laminoir à pâte. Classification par température :

• Laminage à chaud : T° > T° de recristallisation. Déformation aisée, grandes réductions. Plus de tonnage traité que tout autre procédé.
• Laminage à froid : T° < T° de recristallisation. Écrouissage, précision dimensionnelle, état de surface supérieur. Plus de tonnage parmi les procédés à froid.

Produits : poutres (IPN, UPN, HEA), barres, rails, tôles, fils. Aciéries intègrent laminoirs pour transformer semi-produits (brames, blooms) en produits finis.

Variantes : laminage d'anneaux, cintrage par laminage, profilage, laminage contrôlé (thermomécanique).

Historique des laminoirs

Léonard de Vinci (dessins). Premiers laminoirs rudimentaires Moyen-Orient/Asie du Sud vers 600 av. J.-C. Europe : laminoirs à fendre (Belgique → Angleterre 1590) : barres plates → tôle → fentes → barres rondes. Étamage (1670), plaques Pontypool (1697). Christopher Polhem (1761) : gain temps/main-d'œuvre (10–20 barres simultanées). Brevets : Blockley (1759 polissage/laminage), Ford (1766 premier laminoir tandem pour fils à chaud).

Types de laminoirs (configuration cylindres)

1. Laminoir à 2 cylindres (Two-High)

Deux cylindres sens inverse. Pièce passée entre eux. Deux variantes :

• Non réversible : sens unique, pièce passe une fois
• Réversible : cylindres inversables, pièce passe aller-retour (réductions successives)

2. Laminoir à 3 cylindres (Three-High)

Trois cylindres superposés. Cylindres adjacents sens opposés. Pièce passe haut/milieu (un sens), puis bas/milieu (retour). Usinage aller-retour sans inverser rotation.

3. Laminoir à 4 cylindres (Four-High)

Quatre cylindres superposés. Deux cylindres de travail (petits, contact pièce) + deux cylindres d'appui (grands, évitent flambage). Standard pour tôles fines, précision élevée.

4. Laminoir tandem (Tandem Mill)

Plusieurs cages (2 à 6+) en série. Passage continu, réduction progressive. Haut débit, tôles minces, bandes. Chaque cage = laminoir 4 cylindres typiquement.

5. Laminoir à grappe (Cluster Mill / Sendzimir)

Cylindres de travail très petits, chacun appuyé par 2+ cylindres d'appui. Pour matériaux très durs, grandes réductions, tôles ultra-minces. Ex : acier inoxydable, alliages nickel.

Applications

• Construction : poutres, profilés, barres d'armature
• Automobile : tôles carrosserie, pièces de châssis
• Tuyauterie : tubes sans soudure (laminoir Mannesmann/Assel)
• Énergie : tubes chaudière, gaines pétrole/gaz
• Emballage : tôle étamée, feuillards
• Ferroviaire : rails, profilés spéciaux