CA2188315C - Procede d'elaboration, en continu, d'une bande de tole laminee d'acier inoxydable et ligne en continu pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents
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Abstract
Procédé d'élaboration sur une ligne, en continu, d'une bande de tôle laminée d'acier inoxyable présentant un état de surface amélioré caractérisé en ce que la tôle élaborée à chaud est soumise à un traitement comportant au moins: - un décapage primaire assurant le retrait de la calamine, - un laminage à froid en au plus trois passes de laminage, - un recuit final, - un décapage final, et - un laminage à froid de type "skin pass". On réalise éventuellement avant le décapage pri- maire, un planage sous traction produisant un allongement résiduel de 1 à 5 % pour fissurer la couche d'oxyde et planer la tôle.
Description
PROCÉDÉ D'ÉLABORATION, EN CONTINU, D'UNE BANDE DE TÖLE
LAMINÉE D'ACIER INOXYDABLE ET LIGNE EN CONTINU
POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCÉDÉ
L'invention concerne un procédé d'élaboration, sur une ligne, en continu, d' une bande de tôle laminée d'acier inoxydable présentant un état de surface amélio-ré.
On connaît différents procédés d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxydable à partir d'une bande de tôle élaborée â chaud, procédés ayant pour but l'obtention d'une tôle comportant un état de surface amélioré caractérisé, par exemple, par une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromëtre.
On connaît un procédé d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxydable comprenant des opérations de recuit de la bande de tôle laminée à chaud, et de déca-page de ladite bande, ces opérations étant effectuées sur une première ligne. Sur une seconde ligne, la bande de tôle dêcapée est soumise à une opération de laminage à
froid sur un laminoir réversible, l' opération de laminage étant effectuée en cinq passes, et de manière générale, en sept passes ou plus, sous un taux de réduction pouvant varier de 50 â 80 ~. La bande de tôle ainsi laminée à
froid est ensuite bobinée et transportêe sur une ligne pour subir un recuit suivi d'un décapage. Enfin, la bande de tôle décapée est soumise â une opération de laminage à froid de type "skin pass" qui peut être suivi d'une opération de planage et de cisaillage.
L'inconvénient de ce procédé est dû notamment au grand nombre d'installations dans lesquelles la bande de tôle élaborée à chaud doit être traitêe successivement avec pour conséquences des coûts de traitement, d'entre-tien et de personnel, des manutentions intermédiaires nombreuses avec risques d'endommagement de la bande de tôle, des pertes de métal par chutage, et des durées de
LAMINÉE D'ACIER INOXYDABLE ET LIGNE EN CONTINU
POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCÉDÉ
L'invention concerne un procédé d'élaboration, sur une ligne, en continu, d' une bande de tôle laminée d'acier inoxydable présentant un état de surface amélio-ré.
On connaît différents procédés d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxydable à partir d'une bande de tôle élaborée â chaud, procédés ayant pour but l'obtention d'une tôle comportant un état de surface amélioré caractérisé, par exemple, par une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromëtre.
On connaît un procédé d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxydable comprenant des opérations de recuit de la bande de tôle laminée à chaud, et de déca-page de ladite bande, ces opérations étant effectuées sur une première ligne. Sur une seconde ligne, la bande de tôle dêcapée est soumise à une opération de laminage à
froid sur un laminoir réversible, l' opération de laminage étant effectuée en cinq passes, et de manière générale, en sept passes ou plus, sous un taux de réduction pouvant varier de 50 â 80 ~. La bande de tôle ainsi laminée à
froid est ensuite bobinée et transportêe sur une ligne pour subir un recuit suivi d'un décapage. Enfin, la bande de tôle décapée est soumise â une opération de laminage à froid de type "skin pass" qui peut être suivi d'une opération de planage et de cisaillage.
L'inconvénient de ce procédé est dû notamment au grand nombre d'installations dans lesquelles la bande de tôle élaborée à chaud doit être traitêe successivement avec pour conséquences des coûts de traitement, d'entre-tien et de personnel, des manutentions intermédiaires nombreuses avec risques d'endommagement de la bande de tôle, des pertes de métal par chutage, et des durées de
2 traitement généralement supérieures à une semaine, voire deux semaines ou plus, dues aux attentes devant chacune des installations, attentes nécessitant des stocks, des surfaces de stockage, et des coûts de stockage correspon-dants.
L'invention a pour but l'élaboration, en continu, d'une bande de tôle d'acier inoxydable présentant en surface des caractéristiques déterminëes de rugosité et d'homogénéité d'aspect, bande de tôle obtenue sur une seule ligne industrielle, le procédé d'élaboration assurant une réduction consëquente du nombre de passes dans l'opération de laminage à froid, et permettant de réaliser économiquement l'ensemble des opérations néces-saires à l'obtention d'une bande de tôle présentant une qualité de surface dëfinie.
L' invention a pour objet un procédé d' élaboration sur une ligne, en continu, d' une bande de tôle laminée d' acier inoxydable présentant un état de surface amélioré
qui se caractêrise en ce que la tôle élaborée à chaud est soumise à un traitement comportant au moins .
- un planage sous traction produisant un allonge-ment résiduel de 1 à 5% pour fissurer la couche d'oxyde et planer la tôle, - un décapage primaire assurant le retrait de la calamine, - un laminage à froid en au plus trois passes de laminage, - un recuit final, - un décapage final, et - un laminage à froid de type "skin pass".
Les autres caractéristiques de l'invention sont:
- la bande de tôle est, en outre, soumise à une abrasion pouvant être effectuée avant, et/ou après, et/ou pendant l'opération de décapage primaire, - l'abrasion est réalisée avec au moins une brosse, ~!~$~15
L'invention a pour but l'élaboration, en continu, d'une bande de tôle d'acier inoxydable présentant en surface des caractéristiques déterminëes de rugosité et d'homogénéité d'aspect, bande de tôle obtenue sur une seule ligne industrielle, le procédé d'élaboration assurant une réduction consëquente du nombre de passes dans l'opération de laminage à froid, et permettant de réaliser économiquement l'ensemble des opérations néces-saires à l'obtention d'une bande de tôle présentant une qualité de surface dëfinie.
L' invention a pour objet un procédé d' élaboration sur une ligne, en continu, d' une bande de tôle laminée d' acier inoxydable présentant un état de surface amélioré
qui se caractêrise en ce que la tôle élaborée à chaud est soumise à un traitement comportant au moins .
- un planage sous traction produisant un allonge-ment résiduel de 1 à 5% pour fissurer la couche d'oxyde et planer la tôle, - un décapage primaire assurant le retrait de la calamine, - un laminage à froid en au plus trois passes de laminage, - un recuit final, - un décapage final, et - un laminage à froid de type "skin pass".
Les autres caractéristiques de l'invention sont:
- la bande de tôle est, en outre, soumise à une abrasion pouvant être effectuée avant, et/ou après, et/ou pendant l'opération de décapage primaire, - l'abrasion est réalisée avec au moins une brosse, ~!~$~15
3 - la bande de tôle est, après le planage sous traction, soumise à un grenaillage pour décalaminage, - pour une bande de tôle d'acier ferritique, le laminage à froid de la bande est effectué avec un taux de réduction inférieur à 60 ~, - pour une bande de tôle d' acier austénitique, le laminage à froid de la bande est effectué avec un taux de réduction inférieur à 50 ~, - la bande de tôle est soumise à un recuit final effectué sous atmosphère oxydante à une température comprise entre 800 et 1200°C, - la bande de tôle, aprës laminage à froid et recuit final, est soumise à un laminage à froid de type "skin pass", le laminage à froid produisant un allonge-ment de la bande compris entre 0,5 et 2 ~, - la bande de tôle est, en outre, après décapage final et laminage de type "skin pass", soumise à un planage, - la bande de tôle est en outre, soumise à une opération de cisaillage pour découpe des rives.
L'invention concerne également une ligne indus-trielle d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxy-dable pour la mise en oeuvre du procédé caractérisée en ce qu'elle comprend successivement .
- une planeuse sous traction, - une station de décapage primaire, - un dispositif de laminage à froid en continu, non réversible, - un dispositif de recuit final, - un dispositif de décapage final, - un dispositif de laminage à froid de type "skin pass".
Les autres caractéristiques de la ligne sont .
- la ligne comprend en outre une station de grenaillage, 2ï88~i5
L'invention concerne également une ligne indus-trielle d'élaboration d'une bande de tôle d'acier inoxy-dable pour la mise en oeuvre du procédé caractérisée en ce qu'elle comprend successivement .
- une planeuse sous traction, - une station de décapage primaire, - un dispositif de laminage à froid en continu, non réversible, - un dispositif de recuit final, - un dispositif de décapage final, - un dispositif de laminage à froid de type "skin pass".
Les autres caractéristiques de la ligne sont .
- la ligne comprend en outre une station de grenaillage, 2ï88~i5
4 - la station de décapage primaire comprend un moyen assurant un arrêt, en ligne, du décapage de la bande de tôle, - la station de décapage comprend un bac conte s nant un bain acide, muni d'un dispositif d'extraction du bain de la bande de tôle en immersion dans le bain, - la station de décapage est du type à aspersion, - la station de décapage est électrolytique, - la cuve de la station de décapage électrolyti que contient un électrolyte choisi parmi, un sel neutre, l'acide phosphorique, ou un mélange des deux, - la ligne comprend en outre un moyen d'abrasion pouvant être placé avant, et/ou après la station de déca-page, et/ou dans la station de décapage primaire, - le moyen d'abrasion est une brosse, - le dispositif de laminage à froid est composé
d'au plus trois cages de type multicylindres, les cylin-dres de travail ayant un diamètre inférieur à 180 mm et de préférence inférieur à 150 mm, - la ligne comprend en outre au moins une station de planage associée au dispositif de laminage à froid de type "skip pass", - la ligne comprend en outre au moins un disposi-tif de cisaillage des rives de bande.
La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention.
La figure 1 présente un schéma de principe maté
rialisant, dans une opération de laminage à froid, l'évo lution de l'état de surface d'une bande de tôle, du point de vue rugosité, en fonction du nombre de passes et du taux de réduction du laminage à froid.
La figure 2 présente une courbe des forces de laminage en fonction du taux de réduction de laminage à
froid pour deux qualités de l'huile de laminage utilisée.
2i~~~i La figure 3 est un schéma de la ligne de laminage selon l'invention.
La figure 4 est un autre schéma de la ligne de laminage selon l'invention.
d'au plus trois cages de type multicylindres, les cylin-dres de travail ayant un diamètre inférieur à 180 mm et de préférence inférieur à 150 mm, - la ligne comprend en outre au moins une station de planage associée au dispositif de laminage à froid de type "skip pass", - la ligne comprend en outre au moins un disposi-tif de cisaillage des rives de bande.
La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention.
La figure 1 présente un schéma de principe maté
rialisant, dans une opération de laminage à froid, l'évo lution de l'état de surface d'une bande de tôle, du point de vue rugosité, en fonction du nombre de passes et du taux de réduction du laminage à froid.
La figure 2 présente une courbe des forces de laminage en fonction du taux de réduction de laminage à
froid pour deux qualités de l'huile de laminage utilisée.
2i~~~i La figure 3 est un schéma de la ligne de laminage selon l'invention.
La figure 4 est un autre schéma de la ligne de laminage selon l'invention.
5 L'invention concerne un procédé d'élaboration, en ligne, en continu, d'une bande de tôle laminée d'acier inoxydable présentant un état de surface amélioré 2B
caractérisé par une rugosité Ra inférieure à 0,25 micro-mètre, voire inférieure à 0,15 micromètre dans le sens long et dans le sens travers, le procédé ne générant pas de changement de teinte apparent, d'auréole ni de trace d'oxyde.
Selon le procédé de l'invention, une bande de tôle élaborée à chaud est soumise, en premier lieu, à un planage sous traction. Le planage sous traction a pour fonction de provoquer, par la traction qui génère un allongement résiduel de 1 à 5 $ de la bande de tôle, un écaillage de la couche d'oxyde de ladite bande. Le pla-nage associé à la traction assure, à ce stade du procédé, une amélioration de la planéité de la bande de tôle, amé-lioration qui influe sur les opérations qui suivent telles que le grenaillage. Après l'opération de planage sous traction, la bande de tôle est soumise à un décapa-ge, qui assure un état de surface amélioré de la bande de tôle, comparativement à une méthode classique d'élabora-tion d'une bande de tôle, comme décrit ci-dessus dans l'art antérieur.
Sur la figure 1, les courbes A et B présentent un schéma de principe matérialisant, dans une opération de laminage à froid, l'évolution de l'état de surface d'une bande de tôle, du point de vue rugosité, en fonction du nombre de passes et du taux de réduction. L'évolution de l'état de surface dans le procédé classique est référencé
par la courbe A, celle de l'invention est référencé par la courbe H.
L ~ ~B..J I
caractérisé par une rugosité Ra inférieure à 0,25 micro-mètre, voire inférieure à 0,15 micromètre dans le sens long et dans le sens travers, le procédé ne générant pas de changement de teinte apparent, d'auréole ni de trace d'oxyde.
Selon le procédé de l'invention, une bande de tôle élaborée à chaud est soumise, en premier lieu, à un planage sous traction. Le planage sous traction a pour fonction de provoquer, par la traction qui génère un allongement résiduel de 1 à 5 $ de la bande de tôle, un écaillage de la couche d'oxyde de ladite bande. Le pla-nage associé à la traction assure, à ce stade du procédé, une amélioration de la planéité de la bande de tôle, amé-lioration qui influe sur les opérations qui suivent telles que le grenaillage. Après l'opération de planage sous traction, la bande de tôle est soumise à un décapa-ge, qui assure un état de surface amélioré de la bande de tôle, comparativement à une méthode classique d'élabora-tion d'une bande de tôle, comme décrit ci-dessus dans l'art antérieur.
Sur la figure 1, les courbes A et B présentent un schéma de principe matérialisant, dans une opération de laminage à froid, l'évolution de l'état de surface d'une bande de tôle, du point de vue rugosité, en fonction du nombre de passes et du taux de réduction. L'évolution de l'état de surface dans le procédé classique est référencé
par la courbe A, celle de l'invention est référencé par la courbe H.
L ~ ~B..J I
6 Comme représenté sur les courbes A et B de la figure 1, la variation de la rugosité d'une bande de tôle est décroissante en fonction d'une part, du taux de réduction de la bande lors du laminage à froid et d'autre part, du nombre de passes dans le laminage à froid. Le nombre de passes P est matérialisé sur les courbes A et B de la figure 1 par un chiffre contenu dans un cercle.
Le procédé classique, dans lequel la bande de tôle a subi, avant laminage à froid, un recuit suivi d'un grenaillage et d'un décapage, permet d'obtenir une bande de tôle ayant une rugosité Rt de 25 à 40 micromètres et un Ra de 2,5 à 4 micromètres. Dans le procédé selon l'in-vention, la bande avant laminage à froid a une rugosité
Rt de 10 à 20 micromètres et un Ra de 1 à 2 micromètres.
La bande est de plus totalement exempte d'oxyde.
De manière préférentielle, et dans le but de parfaire l'état de surface de la bande de tôle planée sous traction, la bande de tôle est soumise à une abra-sion par exemple un brossage abrasif, le brossage étant effectué avant, après, ou pendant. l'opération de décapage primaire.
Également pour parfaire l'état de surface de la bande de tôle avant l' opération de laminage à froid et décapage, la bande de tôle peut être soumise à une opéra-tion de grenaillage qui facilite le décollement de la calamine sans pour autant perturber de manière excessive la surface de la tôle. En effet, la bande de tôle élabo-rée à chaud et non recuite possède des caractéristiques mécaniques élevées qui, associées à des conditions de grenaillage douces, permettent un grenaillage sans per-turbation nuisible de la surface de la bande de tôle.
Alors qu'il était reconnu que l'état de surface d'une bande de tôle était, en particulier, amélioré par le fait que la bande de tôle est soumise à un grand nombre de passes dans l'opération de laminage à froid, la ~~~~3I
demanderesse a remarqué que la qualité de l'état de surface de la bande de tôle, du point de vue rugosité, est dû, pour une grande part, à la qualité de l'état de surface de la bande de tôle avant l' opération de laminage à froid. Le laminage,à froid malgré un grand nombre de passes n'efface que très progressivement la rugosité
apparue lors du traitement de la bande de tôle avant le laminage à froid.
Selon l' invention, les opérations de planage sous traction et de décapage associées ont pour but d'assurer à la surface de la bande de tôle un état de rugosité tel qu'il permette de rëduire de manière conséquente le nom bre de passes dans l'opération de laminage à froid. Ceci est matérialisé par la courbe H de la figure 1. Selon l'invention, la réduction du nombre de passes dans le laminage à froid impose des conditions de laminage qui assurent une réduction de la rugosité de la bande de tôle.
La réduction totale en épaisseur de la bande de tôle est optimisée pour ne pas dépasser une force de laminage de 800 tonnes par mètre de largeur exercée sur les cylindres des laminoirs. Au-delà de cette limite, il y a formation d' une couche de transfert épaisse et ru-gueuse sur les cylindres de travail qui impriment la bande de tôle laminée pour lui conférer une rugosité
élevée correspondant à un Ra d'environ 1 micromètre.
Le diamètre des cylindres de laminoir est infé-rieur à 180 millimètres et de préférence inférieur â 150 millimètres pour permettre des réductions élevées d'é-paisseur de bande avec des forces de laminage inférieures à 800 tonnes par mètre de largeur.
De tels cylindres assurent une amélioration de la rugosité au cours du laminage à froid. Les cylindres de la dernière cage doivent être polis pour présenter une ~~~ûJiJ
s rugosité très faible et de préférence inférieure à 0,1 micromètre.
Pour parvenir à des réductions d'épaisseur de la bande de tôle avec des taux de réduction inférieurs à
60$, il est préférable d'utiliser des huiles de laminage paraffiniques contenant un ou des additifs réducteurs de frottement, les additifs étant de préférence un ou plu-sieurs esters dont la concentration totale dans l'huile est supérieure ou égale à 10 $. Les huiles de laminage utilisêes permettent de réaliser les taux de réduction ci-dessus en un nombre de passes encore plus réduit, deux passes par exemple, sans augmentation des forces de laminage. Par exemple, l'utilisation d'une huile paraffi-nique contenant au moins 10 $ d'ester permet, à effort de laminage identique, une réduction en épaisseur de la bande de tôle de 35 ~ comparativement à la réduction de ~ obtenue avec une huile classique ne contenant que 1$
d'ester.
La figure 2 présente deux courbes a et b corres-20 pondant aux forces de laminage autorisées en fonction de différents taux de réduction de laminage pour deux concentrations en ester d'une huile de laminage.
Pour parfaire l'état de surface de la bande de tôle élaborée à chaud planée sous traction, on soumet 25 ladite bande à un brossage pouvant être abrasif, le bros sage étant effectué avant, après ou pendant l'opération de décapage chimique.
Dans le même but, la bande de tôle laminée à
chaud planée sous traction peut être, avant décapage et/ou brossage, soumise à un grenaillage, facilitant le décollement de la calamine.
La bande de tôle élaborée par le procédé selon l'invention possède une qualité de surface correspondant à une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromètre, pouvant atteindre une rugosité Ra inférieure à 0,15 micromètre.
L'invention concerne également, comme représenté
sur la figure 3, une ligne 1 industrielle pour la mise en oeuvre du procédé, ligne industrielle qui comprend de manière associée, une planeuse 2 sous traction, et une station de décapage primaire 3, assurant un arrêt de l'opération de décapage en ligne simultanément à l'arrêt du dispositif de laminage à froid.
De plus, une réduction très importante de la durée du traitement de décapage de l'acier est imposée pour éviter une accumulation de la bande entre les diffêrents dispositifs de la ligne. Une telle ligne d'élaboration en continu a l'avantage de réduire la manutention intermëdiaire et le stock.
Dans le domaine du laminage à froid de bandes de tôle en acier inoxydable, le traitement des cylindres de travail du laminoir doit conférer auxdits cylindres une résistance à l' usure suffisante pour maintenir la qualité
de leur surface pendant le laminage d'au moins une bande bobinée de 30 tonnes. Les cylindres utilisés sont en acier rapide, sur-carburés au vanadium ou encore frittés, et doivent être changés pratiquement à chaque bobine laminée. I1 s'ensuit une nécessité d'arrêter la ligne de manière régulière, à chaque changement des cylindres de travail. L'usage d'un bain de décapage en amont du dispo-sitif de laminage à froid pose le problème des arrêts fréquents du laminoir et du contrôle du temps de passage de la bande dans le bain de décapage. En effet, les différents arrêts de la bande de tôle sur une seule ligne impose une gestion de réserve de bande au moyen d'accumu-lateurs de bande placés entre les différentes stations et dispositifs.
Selon l'invention, la station de décapage pri-maire 3 est suivie d'un dispositif de laminage à froid 4.
La station de décapage 3 comprend un bac contenant un 218~.~1 lo bain acide, muni d'un dispositif d'extraction de la bande de tôle en immersion.
De préférence, et pour assurer les arrêts fré
quents de la ligne, sans détérioration de la bande par une attaque chimique incontrôlée, la station de décapage 3 est du type à aspersion. La station de décapage par as-persion autorise un arrêt du décapage instantané par l'arrêt de l'aspersion simultanément à l'arrêt du lami-noir.
Dans un autre exemple de réalisation, la station de dêcapage 3 primaire peut étre une station de décapage électrolytique comportant une cuve par exemple de sel neutre, l'arrêt de la station étant effectué par arrêt de l'alimentation électrique de la cuve électrolytique.
La station de décapage 3, munie d'un moyen d' arrêt du décapage, permet de réduire en volume ou de supprimer l'accumulateur de bande 13 placé généralement entre la station de décapage 3 et le dispositif de laminage à froid 4.
La ligne 1 comporte, après le dispositif de laminage à froid 4 non réversible comprenant au plus trois cages 5, un dispositif de recuit 6 de la bande de tôle écrouie, une station de décapage final 7, et un dispositif de laminage à froid de type "skin pass" 8.
La ligne 1 selon l'invention peut comporter éga-lement, placée après la planeuse sous traction 2, comme représenté sur la figure 4, une station de grenaillage 9 et/ou un moyen de brossage 10 pouvant être abrasif, contribuant à affiner la qualitê de la surface de la bande de tôle avant laminage à froid pour obtenir un état de surface amélioré de la bande de tôle après ledit lami-nage à froid réduit en nombre de passes.
La ligne peut comporter en outre, après le dispo-sitif de laminage à froid de type "skin pass", une pla-218~3ï~
neuse 11 associée à une cisaille 12. Une seconde cisaille 12 peut être placée après la planeuse sous traction 2.
Dans un exemple de réalisation, une bande de tôle en acier austénitique laminée à chaud et présentant une épaisseur de 2 mm est soumise à un planage sous traction produisant un allongement résiduel de 3,5 $.
La bande de tôle est ensuite décapée dans deux bains d'acide sulfurique HZS04. A ce stade du procédé la bande de tôle présente une rugosité inférieure à 1,5 mi cromètre.
La bande de tôle est ensuite soumise à un lami-nage à froid en trois passes sur un train de laminage à
froid Sendzimir du type ZHi. La bande de tôle est laminée à froid avec un taux de réduction de 50 $. La bande de tôle est ensuite recuite puis décapée. Elle présente, après ces courtes opérations de laminage à froid, recuit et décapage, une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromè-tre. La bande de tôle est soumise à une opération, en une passe, de laminage à froid du type "skin pass" produisant un allongement de 0,8 ~. La bande de tôle présente alors une rugosité Ra inférieure à 0,1 micromètre.
Dans un autre exemple de réalisation, une bande de tôle en acier ferritique stabilisé au titane, laminée à chaud et présentant une épaisseur de 3 mm est soumise à un planage sous traction produisant un allongement résiduel de 4 La bande de tôle est ensuite décapée dans un bain acide HZS04 puis dans un bain acide HN03. A ce stade du procédé la bande de tôle présente une rugosité Ra infé
rieure à 2 micromètres.
La bande de tôle est ensuite soumise à un lami-nage à froid en deux passes sous un taux de réduction de 50 $ sur laminoirs Sendzimir du type ZHi puis recuite et décapée. Elle présente, après ces courtes opérations de laminage à froid, recuit et décapage, une rugosité Ra ._ ~I~8~1~
inférieure à 0,25 micromètre. La bande de tôle est soumise ensuite à une opération de laminage à froid en une passe du type "skin pass" produisant un allongement de la bande de 0,8 $. La bande de tôle présente alors une rugosité inférieure à 0,15 micromètre.
Se pose, sur cette ligne, le problème du décapage et en particulier d'un décapage en un temps imposé court, pour éviter, de manière impérative, une accumulation de la bande traitée entre les différents dispositifs placés successivement sur la ligne de production de la bande en continu.
Dans un autre exemple, la bande de tôle en acier inoxydable est décapée par une solution aqueuse de déca-page constituée d'acide chlorhydrique et d'ions ferriques et ferreux de décapage en solution, en vue de conserver un pouvoir décapant constant de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique et à maintenir la concentration en ions Fe3', par réoxydation des ions Fe2' générés lors du décapage, le potentiel REDOX étant maintenu à une valeur comprise entre 0 et 800 mV, potentiel mesuré entre une électrode de platine et une électrode de référence Ag/AgCi placées dans la solution.
Les opérations de décapage avant laminage, en ligne continue, assurent une qualité optimale de l'état de surface de la bande. L'efficacité du décapage peut permettre, en fonction de la qualité de la bande de tôle, la suppression des traitements mécaniques du type planage sous traction, grenaillage, brossage, rêduisant de manière conséquente la ligne industrielle d'élaboration de la bande de tôle d'acier.
Selon le procédé de l'invention, la réduction du nombre de passes dans le laminage à froid permet la mise en place d'une ligne en continu comprenant un dispositif de laminage à froid réduit générant une économie sur investissement, pour l'obtention d'une tôle de qualité, ~ï88~É
et également une économie importante sur les coûts d'en-tretien de la ligne et du personnel. La ligne en continu génère ainsi une réduction très importante de la durée du traitement, donc des stocks de produits semi-ouvrés et une suppression des manutentions intermédiaires généra-trices de défauts et de perte de métal.
Le procédé classique, dans lequel la bande de tôle a subi, avant laminage à froid, un recuit suivi d'un grenaillage et d'un décapage, permet d'obtenir une bande de tôle ayant une rugosité Rt de 25 à 40 micromètres et un Ra de 2,5 à 4 micromètres. Dans le procédé selon l'in-vention, la bande avant laminage à froid a une rugosité
Rt de 10 à 20 micromètres et un Ra de 1 à 2 micromètres.
La bande est de plus totalement exempte d'oxyde.
De manière préférentielle, et dans le but de parfaire l'état de surface de la bande de tôle planée sous traction, la bande de tôle est soumise à une abra-sion par exemple un brossage abrasif, le brossage étant effectué avant, après, ou pendant. l'opération de décapage primaire.
Également pour parfaire l'état de surface de la bande de tôle avant l' opération de laminage à froid et décapage, la bande de tôle peut être soumise à une opéra-tion de grenaillage qui facilite le décollement de la calamine sans pour autant perturber de manière excessive la surface de la tôle. En effet, la bande de tôle élabo-rée à chaud et non recuite possède des caractéristiques mécaniques élevées qui, associées à des conditions de grenaillage douces, permettent un grenaillage sans per-turbation nuisible de la surface de la bande de tôle.
Alors qu'il était reconnu que l'état de surface d'une bande de tôle était, en particulier, amélioré par le fait que la bande de tôle est soumise à un grand nombre de passes dans l'opération de laminage à froid, la ~~~~3I
demanderesse a remarqué que la qualité de l'état de surface de la bande de tôle, du point de vue rugosité, est dû, pour une grande part, à la qualité de l'état de surface de la bande de tôle avant l' opération de laminage à froid. Le laminage,à froid malgré un grand nombre de passes n'efface que très progressivement la rugosité
apparue lors du traitement de la bande de tôle avant le laminage à froid.
Selon l' invention, les opérations de planage sous traction et de décapage associées ont pour but d'assurer à la surface de la bande de tôle un état de rugosité tel qu'il permette de rëduire de manière conséquente le nom bre de passes dans l'opération de laminage à froid. Ceci est matérialisé par la courbe H de la figure 1. Selon l'invention, la réduction du nombre de passes dans le laminage à froid impose des conditions de laminage qui assurent une réduction de la rugosité de la bande de tôle.
La réduction totale en épaisseur de la bande de tôle est optimisée pour ne pas dépasser une force de laminage de 800 tonnes par mètre de largeur exercée sur les cylindres des laminoirs. Au-delà de cette limite, il y a formation d' une couche de transfert épaisse et ru-gueuse sur les cylindres de travail qui impriment la bande de tôle laminée pour lui conférer une rugosité
élevée correspondant à un Ra d'environ 1 micromètre.
Le diamètre des cylindres de laminoir est infé-rieur à 180 millimètres et de préférence inférieur â 150 millimètres pour permettre des réductions élevées d'é-paisseur de bande avec des forces de laminage inférieures à 800 tonnes par mètre de largeur.
De tels cylindres assurent une amélioration de la rugosité au cours du laminage à froid. Les cylindres de la dernière cage doivent être polis pour présenter une ~~~ûJiJ
s rugosité très faible et de préférence inférieure à 0,1 micromètre.
Pour parvenir à des réductions d'épaisseur de la bande de tôle avec des taux de réduction inférieurs à
60$, il est préférable d'utiliser des huiles de laminage paraffiniques contenant un ou des additifs réducteurs de frottement, les additifs étant de préférence un ou plu-sieurs esters dont la concentration totale dans l'huile est supérieure ou égale à 10 $. Les huiles de laminage utilisêes permettent de réaliser les taux de réduction ci-dessus en un nombre de passes encore plus réduit, deux passes par exemple, sans augmentation des forces de laminage. Par exemple, l'utilisation d'une huile paraffi-nique contenant au moins 10 $ d'ester permet, à effort de laminage identique, une réduction en épaisseur de la bande de tôle de 35 ~ comparativement à la réduction de ~ obtenue avec une huile classique ne contenant que 1$
d'ester.
La figure 2 présente deux courbes a et b corres-20 pondant aux forces de laminage autorisées en fonction de différents taux de réduction de laminage pour deux concentrations en ester d'une huile de laminage.
Pour parfaire l'état de surface de la bande de tôle élaborée à chaud planée sous traction, on soumet 25 ladite bande à un brossage pouvant être abrasif, le bros sage étant effectué avant, après ou pendant l'opération de décapage chimique.
Dans le même but, la bande de tôle laminée à
chaud planée sous traction peut être, avant décapage et/ou brossage, soumise à un grenaillage, facilitant le décollement de la calamine.
La bande de tôle élaborée par le procédé selon l'invention possède une qualité de surface correspondant à une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromètre, pouvant atteindre une rugosité Ra inférieure à 0,15 micromètre.
L'invention concerne également, comme représenté
sur la figure 3, une ligne 1 industrielle pour la mise en oeuvre du procédé, ligne industrielle qui comprend de manière associée, une planeuse 2 sous traction, et une station de décapage primaire 3, assurant un arrêt de l'opération de décapage en ligne simultanément à l'arrêt du dispositif de laminage à froid.
De plus, une réduction très importante de la durée du traitement de décapage de l'acier est imposée pour éviter une accumulation de la bande entre les diffêrents dispositifs de la ligne. Une telle ligne d'élaboration en continu a l'avantage de réduire la manutention intermëdiaire et le stock.
Dans le domaine du laminage à froid de bandes de tôle en acier inoxydable, le traitement des cylindres de travail du laminoir doit conférer auxdits cylindres une résistance à l' usure suffisante pour maintenir la qualité
de leur surface pendant le laminage d'au moins une bande bobinée de 30 tonnes. Les cylindres utilisés sont en acier rapide, sur-carburés au vanadium ou encore frittés, et doivent être changés pratiquement à chaque bobine laminée. I1 s'ensuit une nécessité d'arrêter la ligne de manière régulière, à chaque changement des cylindres de travail. L'usage d'un bain de décapage en amont du dispo-sitif de laminage à froid pose le problème des arrêts fréquents du laminoir et du contrôle du temps de passage de la bande dans le bain de décapage. En effet, les différents arrêts de la bande de tôle sur une seule ligne impose une gestion de réserve de bande au moyen d'accumu-lateurs de bande placés entre les différentes stations et dispositifs.
Selon l'invention, la station de décapage pri-maire 3 est suivie d'un dispositif de laminage à froid 4.
La station de décapage 3 comprend un bac contenant un 218~.~1 lo bain acide, muni d'un dispositif d'extraction de la bande de tôle en immersion.
De préférence, et pour assurer les arrêts fré
quents de la ligne, sans détérioration de la bande par une attaque chimique incontrôlée, la station de décapage 3 est du type à aspersion. La station de décapage par as-persion autorise un arrêt du décapage instantané par l'arrêt de l'aspersion simultanément à l'arrêt du lami-noir.
Dans un autre exemple de réalisation, la station de dêcapage 3 primaire peut étre une station de décapage électrolytique comportant une cuve par exemple de sel neutre, l'arrêt de la station étant effectué par arrêt de l'alimentation électrique de la cuve électrolytique.
La station de décapage 3, munie d'un moyen d' arrêt du décapage, permet de réduire en volume ou de supprimer l'accumulateur de bande 13 placé généralement entre la station de décapage 3 et le dispositif de laminage à froid 4.
La ligne 1 comporte, après le dispositif de laminage à froid 4 non réversible comprenant au plus trois cages 5, un dispositif de recuit 6 de la bande de tôle écrouie, une station de décapage final 7, et un dispositif de laminage à froid de type "skin pass" 8.
La ligne 1 selon l'invention peut comporter éga-lement, placée après la planeuse sous traction 2, comme représenté sur la figure 4, une station de grenaillage 9 et/ou un moyen de brossage 10 pouvant être abrasif, contribuant à affiner la qualitê de la surface de la bande de tôle avant laminage à froid pour obtenir un état de surface amélioré de la bande de tôle après ledit lami-nage à froid réduit en nombre de passes.
La ligne peut comporter en outre, après le dispo-sitif de laminage à froid de type "skin pass", une pla-218~3ï~
neuse 11 associée à une cisaille 12. Une seconde cisaille 12 peut être placée après la planeuse sous traction 2.
Dans un exemple de réalisation, une bande de tôle en acier austénitique laminée à chaud et présentant une épaisseur de 2 mm est soumise à un planage sous traction produisant un allongement résiduel de 3,5 $.
La bande de tôle est ensuite décapée dans deux bains d'acide sulfurique HZS04. A ce stade du procédé la bande de tôle présente une rugosité inférieure à 1,5 mi cromètre.
La bande de tôle est ensuite soumise à un lami-nage à froid en trois passes sur un train de laminage à
froid Sendzimir du type ZHi. La bande de tôle est laminée à froid avec un taux de réduction de 50 $. La bande de tôle est ensuite recuite puis décapée. Elle présente, après ces courtes opérations de laminage à froid, recuit et décapage, une rugosité Ra inférieure à 0,25 micromè-tre. La bande de tôle est soumise à une opération, en une passe, de laminage à froid du type "skin pass" produisant un allongement de 0,8 ~. La bande de tôle présente alors une rugosité Ra inférieure à 0,1 micromètre.
Dans un autre exemple de réalisation, une bande de tôle en acier ferritique stabilisé au titane, laminée à chaud et présentant une épaisseur de 3 mm est soumise à un planage sous traction produisant un allongement résiduel de 4 La bande de tôle est ensuite décapée dans un bain acide HZS04 puis dans un bain acide HN03. A ce stade du procédé la bande de tôle présente une rugosité Ra infé
rieure à 2 micromètres.
La bande de tôle est ensuite soumise à un lami-nage à froid en deux passes sous un taux de réduction de 50 $ sur laminoirs Sendzimir du type ZHi puis recuite et décapée. Elle présente, après ces courtes opérations de laminage à froid, recuit et décapage, une rugosité Ra ._ ~I~8~1~
inférieure à 0,25 micromètre. La bande de tôle est soumise ensuite à une opération de laminage à froid en une passe du type "skin pass" produisant un allongement de la bande de 0,8 $. La bande de tôle présente alors une rugosité inférieure à 0,15 micromètre.
Se pose, sur cette ligne, le problème du décapage et en particulier d'un décapage en un temps imposé court, pour éviter, de manière impérative, une accumulation de la bande traitée entre les différents dispositifs placés successivement sur la ligne de production de la bande en continu.
Dans un autre exemple, la bande de tôle en acier inoxydable est décapée par une solution aqueuse de déca-page constituée d'acide chlorhydrique et d'ions ferriques et ferreux de décapage en solution, en vue de conserver un pouvoir décapant constant de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique et à maintenir la concentration en ions Fe3', par réoxydation des ions Fe2' générés lors du décapage, le potentiel REDOX étant maintenu à une valeur comprise entre 0 et 800 mV, potentiel mesuré entre une électrode de platine et une électrode de référence Ag/AgCi placées dans la solution.
Les opérations de décapage avant laminage, en ligne continue, assurent une qualité optimale de l'état de surface de la bande. L'efficacité du décapage peut permettre, en fonction de la qualité de la bande de tôle, la suppression des traitements mécaniques du type planage sous traction, grenaillage, brossage, rêduisant de manière conséquente la ligne industrielle d'élaboration de la bande de tôle d'acier.
Selon le procédé de l'invention, la réduction du nombre de passes dans le laminage à froid permet la mise en place d'une ligne en continu comprenant un dispositif de laminage à froid réduit générant une économie sur investissement, pour l'obtention d'une tôle de qualité, ~ï88~É
et également une économie importante sur les coûts d'en-tretien de la ligne et du personnel. La ligne en continu génère ainsi une réduction très importante de la durée du traitement, donc des stocks de produits semi-ouvrés et une suppression des manutentions intermédiaires généra-trices de défauts et de perte de métal.
Claims (39)
1. Procédé d'élaboration sur une ligne, en continu, d'une bande de tôle laminée d'acier inoxydable présentant un état de surface amélioré, caractérisé en ce que la tôle élaborée â chaud est soumise à un traitement comportant au moins:
- un planage sous traction produisant un allon-gement résiduel de 1 à 5% pour fissurer la couche d'oxyde et planer la tôle, - un décapage primaire assurant le retrait de la calamine, - un laminage à froid en au plus trois passes de laminage, - un recuit final, - un décapage final, et - un laminage à froid de type "skin pass".
- un planage sous traction produisant un allon-gement résiduel de 1 à 5% pour fissurer la couche d'oxyde et planer la tôle, - un décapage primaire assurant le retrait de la calamine, - un laminage à froid en au plus trois passes de laminage, - un recuit final, - un décapage final, et - un laminage à froid de type "skin pass".
2. Procédé selon la revendication 1, caracté-risé en ce que la bande de tôle est, en outre, soumise à
une abrasion.
une abrasion.
3. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée avant l'opération de décapage primaire.
4. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée après l'opération de décapage primaire.
5. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée pendant l'opération de décapage primaire.
6. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée avant et après l'opération de décapage primaire.
7. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée pendant et après l'opération de décapage primaire.
8. Procédé selon la revendication 2, caracté-risé en ce que l'abrasion est effectuée avant et dans l'opération de décapage primaire.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 2 à 8, caractérisé en ce que l'abrasion est réalisée avec au moins une brosse.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 9, caractérisé en ce que la bande de tôle est, après le planage sous traction, soumise à un grenaillage pour décalaminage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 10, caractérisé en ce que la bande de tôle est faite d'acier ferritique et le laminage à froid de la bande est effectué avec un taux de réduction inférieur ou égal à
60%.
60%.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 10, caractérisé en ce que pour la bande de tôle est faite d'acier austénitique et le laminage à froid de la bande est effectué avec un taux de réduction inférieur ou égal à 50%.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 12, caractérisé en ce que la bande de tôle est soumise à un recuit final effectué sous atmosphère oxydante à une température comprise entre 800 et 1200°C.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 13, caractérisé en ce que le laminage à froid de type "skin pass" produit un allongement de la bande compris entre 0,5 et 2%.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 14, caractérisé en ce que la bande de tôle est, en outre, après décapage final et laminage de type "skin pals", soumise à un planage.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 15, caractérisé en ce que la bande de tôle est en outre, soumise à une opération de cisaillage pour découpe des rives.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendi-cations 1 à 16, caractérisé en ce que la bande de tôle élaborée a une rugosité R a inférieure à 0,25 micromètre dans le sens long et le sens travers.
18. Procédé selon la revendication 17, caracté-risé en ce que la bande de tôle élaborée a une rugosité R a inférieure à 0,15 micromètre dans le sens long et le sens travers.
19. Procédé selon la revendication 18, caracté-risé en ce que la bande de tôle élaborée a une rugosité R a inférieure à 0,1 micromètre dans le sens long et le sens travers.
20. Procédé selon la revendication 1, caracté-risé en ce que le traitement comporte exclusivement les cinq étapes listées.
21. Ligne industrielle d'élaboration en continu d'une bande de tôle d'acier inoxydable présentant un état de surface amélioré, caractérisée en ce qu'elle comprend successivement:
- une planeuse sous traction, - une station de décapage primaire, - un dispositif de laminage à froid en continu, non réversible, - un dispositif de recuit final, - un dispositif de décapage final, et - un dispositif de laminage à froid de type "skin pass".
- une planeuse sous traction, - une station de décapage primaire, - un dispositif de laminage à froid en continu, non réversible, - un dispositif de recuit final, - un dispositif de décapage final, et - un dispositif de laminage à froid de type "skin pass".
22. Ligne selon la revendication 21, caracté-risée en ce qu'elle comprend en outre une station de grenaillage.
23. Ligne selon la revendication 21 ou 22, caractérisée en ce que la station de décapage primaire comprend un moyen assurant un arrêt, en ligne, du décapage de la bande de tôle.
24. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 23, caractérisée en ce que la station de décapage primaire comprend un bac contenant un bain acide muni d'un dispositif d'extraction du bain, de la bande de tôle en immersion dans le bain.
25. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 23, caractérisée en ce que la station de décapage est du type à aspersion.
26. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 23, caractérisée en ce que la station de décapage est électrolytique.
27. Ligne selon la revendication 26, caracté-risée en ce que la station de décapage électrolytique comprend une cuve contenant un électrolyte choisi parmi un sel neutre, l'acide phosphorique ou un mélange des deux.
28. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 27, caractérisée en ce que la ligne comprend en outre un moyen d'abrasion.
29. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé avant la station de décapage primaire.
30. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé après la station de décapage primaire.
31. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé dans la station de décapage primaire.
32. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé avant et après la station de décapage primaire.
33. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé dans et après la station de décapage primaire.
34. Ligne selon la revendication 28, caracté-risée en ce que le moyen d'abrasion est placé avant et dans la station de décapage primaire.
35. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 29 à 34, caractérisée en ce que le moyen d'abrasion est une brosse.
36. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 35, caractérisée en ce que le dispositif de laminage à froid est composé d'au plus trois cages de type multicylindres avec des cylindres de travail ayant un diamètre inférieur à 180 mm.
37. Ligne selon la revendication 26, caracté-risée en ce que les cylindre de travail ont un diamètre inférieur à 150 mm.
38. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 37, caractérisée en ce que la ligne comprend en outre au moins une station de planage associée au dispositif de laminage à froid de type "skin pris".
39. Ligne selon l'une quelconque des revendica-tions 21 à 38, caractérisée en ce que la ligne comprend en outre au moins un dispositif de cisaillage des rives de bande.
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