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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 10132 citée dans cet article a été remplacée par les normes NF EN 10132 de septembre 2021 :
- Feuillards laminés à froid pour traitement thermique - Conditions techniques de livraison - Partie 1 : généralités
- Feuillards laminés à froid pour traitement thermique - Conditions techniques de livraison - Partie 2 : aciers pour cémentation
- Feuillards laminés à froid pour traitement thermique - Conditions techniques de livraison - Partie 3 : acier pour trempe et revenu
Feuillards laminés à froid pour traitement thermique - Conditions techniques de livraison - Partie 4 : aciers à ressorts et autres applications
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2109 (Septembre 2021).
RÉSUMÉ
Les laminoirs, quarto ou train à bandes, jouent un rôle important en sidérurgie. Après la solidification, qui donne sa première forme à l’acier solide, le laminoir assure un contrôle dimensionnel ainsi que des transformations métallurgiques, qui confèrent au produit les propriétés recherchées. Il existe deux principaux types de laminoirs. Le train à bandes est ici plus spécifiquement présenté : origine de la technologie, développement et place sur le marché mondial, produits concernés, etc.
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Robert ALBERNY : Anciennement responsable de la commission trains à bandes de l’ATS
INTRODUCTION
L’étude des filières de production et celle des produits qui en résultent sont au cœur du métier du sidérurgiste. Parmi les principaux outils, mis en œuvre dans ces filières, les laminoirs jouent un rôle important. Après la solidification, qui donne sa première forme à l’acier solide : brame, bloom, billette ou rond, le laminoir assure un contrôle dimensionnel ainsi que des transformations métallurgiques, qui confèrent au produit les propriétés recherchées.
Les filières possibles sont nombreuses, et elles sont en perpétuelle évolution : des simplifications et des regroupements d’étapes transforment le métier. Ainsi, l’apparition de la coulée continue a simplifié des filières et a apporté des avantages considérables à la production des aciers. Néanmoins les solutions classiques sont aussi en progrès permanent : les produits obtenus répondent de mieux en mieux à de nombreuses applications (dans le bâtiment, l’industrie mécanique et alimentaire, la construction métallique et mécanique, etc.) et ont des durées de vie de plus en plus longues.
Les produits plats (plaques, tôles minces ou bandes d’acier) sont élaborés ou préparés aujourd’hui sur deux types principaux de laminoirs :
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le quarto : une cage à quatre cylindres réversible, parfois deux cages réversibles, avec laquelle on produit des plaques épaisses de grandes dimensions (l’épaisseur est généralement supérieure à 8 mm). Ces dernières sont utilisées pour la chaudronnerie, la construction navale, la fabrication de tubes, etc. ;
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et le train à bandes, ou train continu à chaud : avec lequel on élabore des bandes d’acier de plus faible épaisseur (de 1 mm jusqu’à 12 mm, voire plus), de plus faible largeur (inférieure à 2 m), mais de grande longueur (jusqu’à 1 km). Le train à bandes précède souvent l’étape de relaminage à froid, étape nécessaire pour obtenir des produits plus minces.
Les pages qui suivent sont consacrées au train à bandes. Quelle est l’origine de cette technologie ? Comment s’est-elle développée jusqu’à présent ? Quelle est la situation actuelle de son développement dans le monde ? Quels produits sont obtenus, et quels marchés sont concernés ? Quels sont les aspects théoriques et pratiques du laminage sur un train à bandes ?
Dans le dossier , nous décrirons les technologies récentes en place sur un train à bandes : depuis le parc à brames, jusqu’au bobinage et à l’évacuation des bobines. Nous verrons comment est exploité un train, quels sont les résultats obtenus en terme de performances dimensionnelle, thermique et de qualité métallurgique. Nous présenterons enfin quelques aspects économiques liés à l’exploitation de cet outil.
Nous concluerons par les tendances futures : l’amélioration des outils existants d’une part, et l’apparition de nouvelles filières plus simples d’autre part.
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2. Situation actuelle des trains à bandes
2.1 Répartition des trains à bandes dans les régions du monde
La base de données Plantfacts, mise à jour par le Steel Institute VDEh en Allemagne, enregistre les caractéristiques principales des installations sidérurgiques dans le monde [23]. D’après cette base, il y a au total 216 installations de production de bandes à chaud dans le monde. Représentant une capacité totale de 462 millions de tonnes, la capacité moyenne de ces trains serait ainsi de 2,13 millions de tonnes par an. Ce chiffre comprend les installations classiques de trains continus, telles que nous allons les décrire, mais également des trains réversibles à chaud, comme des trains Steckel de plus petite capacité. En outre, aucune distinction n’est faite entre les trains pour production d’aciers au carbone et ceux pour aciers spéciaux ou inoxydables.
la capacité des installations enregistrée dans la base Plantfacts est théorique et indicative. Elle n’est pas la production réelle, qui dépend du mix produit et de nombreux autres facteurs. En outre, certaines capacités sont inconnues. La capacité globale indiquée est donc évaluée à 90 % de la capacité totale réelle.
La carte de la figure 6 présente la répartition des trains selon les grandes régions du monde. Les pays les plus développés industriellement ont ces capacités installées importantes :
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l’Asie, avec le Japon, la Corée, Taïwan, l’Inde, l’Indonésie, le Pakistan, la Thaïlande, la Malaisie, les Philippines, a une capacité théorique de l’ordre de 126 millions de tonnes par an ;
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l’Europe à 25, avec l’Allemagne, la France, la Belgique, les Pays-Bas, le Royaume-Uni, l’Italie, la Grèce, l’Espagne, l’Autriche, la Suède, la Finlande, la Pologne, la République Tchèque, la Slovaquie, la Hongrie, la Slovénie, a une capacité théorique de production de l’ordre de 100 millions de tonnes par an ;
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l’Amérique du Nord, avec les États-Unis, le Canada et le Mexique, a une capacité de l’ordre de 95 millions de tonnes par an ;
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la Chine a déjà une capacité de production annuelle de 53 millions de tonnes et de nombreuses installations sont en construction ou encore en projet. En intégrant les nouvelles capacités et les capacités...
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