Brevet FR2006534A1 — publié le 19691226

La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils d'acier cuivrés, servant notamment au soudage sous C02, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon le procédé utilisé actuellement de façon générale pour 5 la fabrication de fils cuivrés, le fil d'acier laminé est soumis à un étirage préalable sur des bancs d'étirage fonctionnant à une grande vitesse puis enroulé à l'aide de bobineuses sur des couronnes pouvant recevoir jusqu'à une tonne de fil environ. Les couronnes sont introduites dans des fours (de préférence des fours à 10 moufle) où. le fil est recuit soit à l'air ambiant soit sous vide afin d'éliminer 11écrouissage du fil. Les tronçons de fil laminé enroulés sur les couronnes sont ensuite reliés pour former un nombre relativement important (par exemple 4-6) de fils sans fin qui sont dévidés des couronnes et qui traversent parallèlement les 15 dispositifs indiqués ei-après. Les fils entrent tout d'abord dans un bain de décapage électrolytique ou chimique, sont rincés, cuivrés par immersion et enduits d'une graisse d'étirage (un savon ou une huile, par exemple) j puis le diamètre du fil est réduit à la valeur désirée au moyen d'un étirage à immersion. Les fils ssaÉ 20 ensuite enroulés sur des bobines au moyen d'une bobineuse qui est de préférence entraînée par un moteur à répulsion. Le grand nombre de fils parallèles (par exemple 4-6) traversant les parties mentionnées de l'installation est absolument nécessaire pour l'obtention d'une production horaire suffisante étant donné que les 25 fils peuvent seulement traverser le bain de décapage et le bain à immersion à des vitesses relativement faibles. Les investissements nécessaires pour une telle installation sont, par conséquent, extrêmement importants. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients men-30 tionnés et de fabriquer de façon continue du fil cuivré à partir de fils laminés reliés en un seul fil continu, sans stockage in-• termédiaire et à une vitesse élevée. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par un procédé du type mentionné qui comprend les phases suivantes : 35 — du fil d'acier laminé avancé en continu est enduit de fa çon connue de graisse d'étirage puis tiré à travers plusieurs filières ; — un courant électrique e st passé de façon connue par le fil de sorte que celui-ci est échauffé et recuit de manière régulière? 40 - le fil est décapé dans un bain électrolytique contenant de 12111 2 2006534 préférence cle l'acide sulfurique et il est ensuite rincé principalement par des projections d'eau ; - le fiL est cuivré sans courant électrique dans un bain dont le constituant principal est le sulfate de cuivre ; 5 - le fil est enduit de façon connue de graisse d'étirage, tiré à travers une ou plusieurs filières et enroulé ensuite sur des bobines. Une forme de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisée en ce que î 10 - l'installation comporte un banc d'étirage préalable connu à plusieurs tambours présentant plusieurs filières, cinq par exemple, chacune des filières étant précédée d'un récipient contenant de la graisse d'étirage et étant traversée par le fil devant être cuivré ; 1j) - l'installation comporte un dispositif de recuit comprenant deux bains de contact isolés électriquement l'un par rapport à 1' autre et contenant de façon connue un liquide conduisant le courant électrique j - les deux bains de contact sont raccordés chacun à un pô-20 le d'une source de courant, de préférence d'une source de courant continu, le fil passant tout d'abord dans le premier bain de contact puis dans le second bain et retournant ensuite dans le premier bain de contact j - l'installation comporte en outre un récipient pour un bain de décapage électrolytique contenant de préférence de l'acide sulfurique, un dispositif de rinçage du fil, ainsi qu'un récipient pour un bain dont le constituant principal est du sulfate de cuivre ; - l'installation comporte, enfin, un bloc d'étirage qui est 30 de préférence réglable de façon continue et qui comprend un récipient à graisse d'étirage traversé par le fil et une filière, ainsi qu'une bobineuse. Il est en outre avantageux de monter, entre le dispositif de recuit et le bain de décapage, un rouleau recevant plusieurs spi-35 res de fil pour ralentir le refroidissement de celui-ci. - Une forme de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé est représentée, à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés représentant une vue en plan schématique de l'installation. 40 La figure 1 montre le chargement de bottes de fil ainsi que 69 12111 3 2006534 le dispositif de décalaminage. La figure 2 représente l'étirage préalable» le recuit, le décapage, le cuivrage et le lissage du fil. La figure 3 montre l'étirage final et le bobinage. 5 Des bottes de fil d'acier laminé 16 sont placées au moyen de la potence 1 sur le dévidoir réversible double 3 qui est ch.aq.ue fois pivoté de 180°. Les extrémités de deux bottes voisines sont reliées sur cette bobine à l'aide d'un appareil à souder bout-à-bout 2 connu en soi, de sorte que les tronçons de fil laminé 16 10 sont transformés en un fil continu. Le fil 16 traverse ensuite un guide à boucles 4 connu et est décalaminé au moyen du dispositif de décalaminage 5 .dans lequel le fil est fortement courbé au moyen de plusieurs rouleaux tournants de sorte que la calamine se détache du fil. Le fil laminé 16 est ensuite tiré successivement 15 à travers les cinq filières du banc d'étirage 6 à cinq tambours. Chaque filière est précédée d'un récipient rempli de graisse d'étirage et traversée par le fil 16. Celui-ci arrive ensuite dans le dispositif de recuit 8 qui comprend deux bains de plomb 8* et 8" (bains de contact) qui sont isolés électriquement l'un par rapport 20 à l'autre. Les deux bains de plomb 8' et 8" sont raccordés chacun à un pôle d'une source de courant continu (constituée par un convertisseur rotatif par exemple) la cuve contenant le premier bain de plomb 8' étant en outre reliée à la terre. Le fil 16 est guidé à l'aide de galets dans le premier bain de plomb 8*, puis dans le 25 second bain de plomb 8" et après de nouveau dans le premier bain 8'. La trajectoire libre du fil 16 entre les deux bains 8' et 8" est notablement plus longue lors du retour que lors de l'aller.Ge résultat est obtenu d'une manière simple du fait que les galets de guidage et de renvoi du fil 16 sont montés à des hauteurs différesa-30 tes sur les deux trajectoires. Le tronçon de recuit peut être maintenu très court, malgré la grande vitesse à laquelle le fil 16 est avancé étant donné que la chaleur nécessaire pour le processus de recuit est produite à l'intérieur du fil 16 par le courant électrique qui le traverse. Tous les processus de recuit selon les-35 quels la chaleur est amenée au fil 16 depuis l'extérieur occasionnent des temps d'échauffement relativement longs (qui se composent des temps nécessaires pour la transmission de la chaleur, l'échauf-fement à coeur et le recuit). Ceci se traduit par des tronçons de recuit très longs lorsque la vitesse d'avance du fil est importan-40 te. Le fil 16 passe après le processus de recuit sur un rouleau % 69 12111 4 2006534 8'" recevant plusieurs spires de fil de sorte que son refroidissement est ralenti. Le fil, qui présente à ce moment une. température d'environ 200°G, est alors conduit à l'aide de galets dans le bain de décapage électrolytique 9» Comme source de courant pour le dé-5 capage électrolytique on utilise un transformateur devant lequel est monté un redresseur à deux alternances. Le fil 16 . est relié, par l'intermédiaire de plusieurs galets de contact montés hors de l'électrolyte (c'est-à-dire hors du liquide du bain), au pôle positif de cette source de courant, tandis que l'électrode (cathode) 10 se trouvant dans l'électrolyte est réalisée sous forme d'un tube traversé par de l'eau de refroidissement et est reliée au pôle négatif de cette source de courant. Comme électrolyte on peut utiliser, par exemple, un bain contenant environ 12j6 d'acide sulfurique* Le bain de décapage 9 est recouvert et équipé d'un dispositif d' 15 aspiration, le fil 16 traverse la cuve contenant le bain de décapage 9 à deux reprises en des directions opposées et est ensuite rincé à l'extérieur du bain 9 au moyen d'un dispositif de rinçage à projection d'eau, de sorte que la boue de décapage qui adhère au fil est enlevée.Le dispositif de rinçage par projection est suivi 20 par un cabestan 10 réglable en continu, qui assure le transport . continu du fil 16 à travers le dispositif de-rinçage 8 et.le bain de décapage 9« le fil 16 sortant du cabestan 10, qui n'est pratiquement pas tendu, est ensuite amené à l'aide de galets à travers le bain de cuivrage 11 dont le constituant principal est le .sulfa-25 te de cuivre et dans lequel le fil est cuivré sans courant électrique. Le fil 16 traverse la cuve du bain die cuivrage 11 à plusieurs reprises en des directions opposées. La cuve mentionnée est revêtue à l'intérieur d'une matière plastique afin d'éviter la formation d'un élément voltaïque. La température du bain est main-30 tenue à la valeur désirée au moyen d'éléments chauffants immergés dans cette cuve et commandés par des thermostats. Le fil 16 sortant du bain de cuivrage 11 traverse ensuite un récipient rempli d'une graisse d!étirage (de sorte qu'il est enduit d'une couche de graisse), puis la filière d'un bloc d*étirage 12 dont la vitesse 35 est réglable en continu. Le diamètre du fil 16 qui a été lissé par cette opération, est ensuite réduit sur un banc d'étirage à immersion connu 15 à l'aide de filières afin d'obtenir le diamètre final désiré au moyen de treize étirages au maximum. Le fil est ensuite enroulé sur des bobines 14-* au moyen d'une bobineuse 14 qui 40 est également connue. Plusieurs interrupteurs, qui Comportent des 12111 5 2006534 galets appliqués par des ressorts contre le fil l65sont montés enr-tre le banc d'étirage 6 à cinq tambours et la bobineuse 14« Ces interrupteurs provoquent l'arrêt immédiat et automatique de l'ensemble de l'installation lorsqu'il se produit une perturbation 5 (rupture du fil 16 par exemple). Ce dispositif de protection peut, toutefois, être courtcircuité à l'aide d'un interrupteur supplémentaire. Tous les appareils d'indication ainsi que les interrupteurs nécessàires pour le fonctionnement de l'installation sont réunis sur un tableau de commande central 15* l'installation peut, 10 pa^ conséquent, être commandée par un seul opérateur, qui peut, d'ailleurs commander simultanément plusieurs installations semblables sans que cela présente des difficultés. Il est encore à noter que l'installation comporte un laminoir 7 à appointer les fils pour la réduction du diamètre de l'extrémité du fil à la valeur 15 nécessaire et permettre son introduction dans les filières lors de la mise en route de l'installation. Il est à noter que tous les détails de la description sont essentiels pour l'invention, à côté du contenu des revendications. Contrairement aux processus de fabrication utilisés jusqu'à pré-20 sent pour la fabrication de fils d'acier cuivrés servant au soudage sous COg, le procédé selon l'invention permet cette fabrication pratiquement de façon entièrement automatique, le travail nécessaire lors du démarrage de l'installation, pour l'introduction du fil dans les filières et les autres parties de l'installation, est 25 notablement plus faible dans les installations suivant l'inventinn étant donné qu'elles travaillent seulement avec un fil. D'autres avantages du procédé selon l'invention proviennent du fait que les investissements et le besoin de place des installations sont beaucoup plus faibles que pour les installations de cuivrage de fil d' 30 acier connues jusqu'à présent, le procédé selon l'invention réduit par conséquent les frais de fabrication de fils d'acier cuivrés de façon considérable. En outre, les couches de cuivre appliquées selon le procédé de l'invention présentent une très bonne adhérence sur la matière de base, ce qui provient du fait que le recuit, le 35 décapage et le cuivrage des fils s'effectuent de façon continue en se suivant immédiatement, sans stockage intermédiaire des fils. 69 12111 6 2006534 KEVEHDIOATIQHS 1} Procédé de fabrication de fils d'acier cuivrés, servant notamment au soudage sous 002» caractérisé en ce que le procédé comprend les phases suivantes s. *= du fil d'acier laminé avancé en continu est enduit de fa-5 çon comme de graisse d'étirage puis tiré à travers, plusieurs filières j - un courant électrique est passé de façon connue par le fil do sorte que eelui-ei est échauffé et recuit fie manière régulière | - le fil est décapé dans un bain électrolytique contenant de 10 préférence d© l'acide sulfurique' et il est ensuite rincé principalement par des projections d'eau s - le fil est cuivré sans courant électrique dans un bain. dont le constituant principal est le sulfate de cuivre ; «■ le fil est enduit de façon connue de graisse dfétirage, •g tiré à travers une ou plusieurs filières et enroulé ensuite sur 4 des bobines» > 2) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que : - l'installation comporte vin banc d'étirage préaiabla comaa HO & plusieurs tambours présentant plusieurs filières, cinq par exemple, chacune des filières étant précédée d'un récipient contenant de la graisse d'étirage et étant traversée par le fil devant être cuivré j « l'installation comporte un dispositif de recuit comprenant 2§ deux bains de contact isolés électriquement l'un par rapport à 1' autre et contenant de façon connue un liquide conduisant le courant électrique ; - les deux bains de contact sont raccordés chacun à un pôle; d'une source de courant, de préférence d'une source de courant coa» 30 tinu, le fil passant tout d'abord dans le premier bain de contact puis dans le second bain et retournant ensuite dans le premier bain de contact j - l'installation comporte en outre un récipient pour un baia de décapage électrolytique contenant de préférence de l'acide sul- 35 furique, un dispositif de rinçage de fil, ainsi qu'un récipient pour un bain dont le constituant principal est du sulfate de cuivre ; - 1'installation comporte enfin un bloc d'étirage qui est de 12111 7 2006534 préférence réglable de façon continue et qui comprend un récipient à graisse d'étirage traversé par le fil et une filière, ainsi qu' une bobineuse. 3) Installation selon la revendication 2, caractérisée en 5 ce qu'un rouleau recevant plusieurs spires de fil est monté entre le dispositif de recuit et le bain de décapage pour ralentir le refroidissement du fil. 4) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le banc d'étirage préalable à. plusieurs tambours est préeé-10 dé d'un dévidoir pivoté chaque fois de 180°, sur les extrémités duquel est effectué le soudage bout-à-bout de deux bottes de fil voisines, au moyen d'une machine de soudage bout-à-bout connues ainsi que d'un guide à boucles, afin d'assurer une amenée continue de fil laminé au banc d'étirage préalable. 15 5) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la trajectoire libre du fil entre les deux bains de contact du dispositif de recuit est notablement plus longue au retour qu'à l*aller. 6) Installation selon la revendication 2, caractérisée en 20 ce qu'un cabestan à réglage continu est monté entre le bain de décapage électrolytique et le bain de cuivrage. 7) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un banc d'étirage à immersion présentant plusieurs filières est monté entre le bloc d'étirage et la bobineuse.