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Article

1 - QUELQUES RAPPELS CONCERNANT LES ACIERS

2 - QUELS OUTILS POUR QUELS TYPES DE PRODUITS

3 - DIFFÉRENTES PHASES DU LAMINAGE À CHAUD

4 - APPLICATION DU LAMINAGE À TEMPÉRATURE CONTRÔLÉE

5 - CONTRÔLES PRODUIT-PROCESS AU TRAIN À BANDES

  • 5.1 - Contrôles du produit
  • 5.2 - Contrôles des points clés process

6 - CONCLUSION

| Réf : M7860 v1

Quels outils pour quels types de produits
Métallurgie du laminage à chaud

Auteur(s) : Pascal FABRÈGUE

Date de publication : 10 sept. 2000

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  • Pascal FABRÈGUE : Ingénieur « Institut Galilée » - Direction Développement Produit - Usinor Packaging

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INTRODUCTION

Quelle que soit leur utilisation finale, les produits sidérurgiques subissent, au cours de leur fabrication, au moins une étape de mise en forme à chaud, le plus souvent dissociée de la phase d’élaboration. La vocation initiale de cette phase de mise en forme – le laminage – est l’obtention de caractéristiques géométriques données.

Des études menées depuis plus de quarante ans par de nombreuses équipes [IRSID, McGill University, Sheffield University...] ont montré qu’au cours du laminage (sous-entendu le réchauffage, le laminage proprement dit et le refroidissement jusqu’à la température ambiante) la structure métallurgique de l’acier évolue en permanence. Ces travaux ont en outre permis de cerner les phénomènes métallurgiques mis en jeu et de déterminer les paramètres (mécaniques, thermiques ou compositionnels) qui les contrôlent. Dès lors, en jouant sur ces différents paramètres dans le respect des contraintes imposées par les outils industriels, il est théoriquement possible de modifier la structure et, donc, les propriétés finales du produit : de ce fait, le laminage devient un traitement thermomécanique. Il est important de noter que l’optimisation des schémas de laminage est tout aussi fondamentale pour les produits qui subissent ultérieurement des étapes de mise en forme à froid (tôles pour l’automobile, tôles pour boîtes de boisson, tôles électriques...).

Dans cet article, nous allons décrire les différentes phases du laminage, discuter les mécanismes physiques mis en jeu et les moyens de les exploiter ou, au contraire, de les inhiber. Quelques exemples de traitements thermomécaniques appliqués sur les outils d’aujourd’hui seront présentés.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m7860


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2. Quels outils pour quels types de produits

Dans ce paragraphe, nous allons présenter les principaux outils sidérurgiques dédiés à la phase de mise en forme à chaud, en précisant simultanément les paramètres thermomécaniques (températures, taux de déformation, vitesses de déformation) et l’ordre de grandeur des « temps interpasses » qui les caractérisent. Nous serons, dans un premier temps, conduits à distinguer les produits plats (tôles fortes et tôles à chaud) des produits longs (barres et fils), ne serait-ce qu’en raison des différences de géométrie finale, mais nous verrons aussi qu’en termes de variables thérmomécaniques – donc de mécanismes métallurgiques mis en jeu – les lignes de partage sont sensiblement déplacées. Nous insisterons également sur les flexibilités respectives des outils, flexibilités qui conditionnent les moyens d’action sur les structures et les caractéristiques mécaniques finales des produits.

2.1 Tôles fortes

La gamme d’épaisseurs caractéristiques des tôles fortes s’étend de 8 à 80 mm. On distingue deux grandes classes de produits qui sont les tôles à tubes (pour la fabrication des gros tubes soudés) et les plaques largement utilisées en construction mécanique. En première approche, nous pouvons dire que les tôles fortes doivent présenter des caractéristiques de traction et, surtout, de résilience assez élevées ainsi que de bonnes propriétés de résistance à la corrosion, plus particulièrement pour les applications de type « tubes ». Une bonne planéité est souvent requise mais, par opposition aux tôles à chaud, la qualité des états de surface et la précision dimensionnelle en épaisseur ne sont pas aussi critiques.

L’outil dédié à la mise en forme de ces produits est le quarto.

Il est classiquement composé d’un four de réchauffage, de deux cages de laminoir réversibles dont l’une est utilisée pour la mise à largeur et pour le dégrossissage à haute température et la seconde consacrée à la mise à épaisseur et à la « préparation » de la structure austénitique avant transformation allotropique. En sortie de la seconde cage, plusieurs types de refroidissement sont possibles suivant l’installation industrielle : refroidissement naturel, refroidissement accéléré...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - IRVINE (K.J.), PICKERING (F.B.), GLADMAN (T.) -   *  -  JISI 205, p. 161 (1967).

  • (2) - LESLIE et al -   *  -  Trans. Am. Soc. Met. 46, p. 1 470 (1954).

  • (3) - NARITA -   *  -  Transaction ISIJ 15, p. 145 (1975).

  • (4) - MCQUEEN (H.J.), JONAS (J.J.) -   in Treatise on materials science and technology,  -  vol. 6. Édité par Arsenault (R.J.) Academic Press, New York, p. 393.

  • (5) - TEGART (W.J.) -   in Recrystallization 92.  -  Éds Fuentes et Gil Sevillano. San Sebastian, Trans. Tech. Publications p. 1.

  • (6) - JONAS (J.J.) -   in Mathematical modelling of hot rolling of steel.  -  Proceeding of the International Symposium in Hamilton, edited by S. Yue, p. 99 (1990).

  • ...

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