Brevet FR2345528A1 — publié le 19771021

La présent-e invention est relative à des perfectionnements apportés à un procédé de traitement thermique en continu de tôles laminées, tel que décrit dans la demande de brevet français 76.01752, déposée au nom du même demandeur. Ces perfectionnements concernent plus spécialèment l'application du procédé à la fabrication de tôles galvanisées par immersion, et en particulier de tôles galvanisées à haute limite élastique. On sait que les procédés habituels de fabrication de tôles galvanisées à partir de tolets laminées à froid consistent en un chauffage à une température supérieure à leur température de recristallisation, et en un refroidissement à une allure modérée Jusqu'd la température d'immersion dans le bain de zinc, cette température étant éventuellement maintenue jusqu'au moment où est effectivement réalisée ltimmersion. Ces procédés s'avèrent coûteux, parce que longs et partants de faible productivité ; en outre > les résultats ainsi obtenus présentent une assez grande dispersion dans les propriétés de ductilité, d'emboutis age et d'allongement. Le procédé décrit dans la demande de brevet français n076.01752, permet de remédier à ces inconvénients en faisant suivre le chauffage à une température supérieure à la température de recristallisation par un refroidissement rapide consistant à plonger la tole ainsi chauffée dans un bain aqueux maintenu sensiblement à sa température d'ébullition ; le cas échéant, la tôle est ensuite soumise à un traitement de revenu suivi d'un refroidissement Jusqu'd la température ambiante. Grâce à ce procédé, on peut déJà produire rapidement et en continu des tôles présentant de bonnes propriétés de ductilité, d'emboutissage et d'allongement convenant particulièrement bien pour la galvanisation ultérieure suivant la méthode classique et donnant ainsi un produit final très apprécié. La présente invention a pour objet un perfectionnement de ce procédé, dit principal, en vue de la fabrication directe de tôles galvanisées en suivant le schéma de la ligne de traitement décrite dans la demande de brevet français 76 01752. Le procédé, objet du présent perfectionnement, comporte une mise en oeuvre particulière de la phase de revenu après sortie du bain aqueux, et une immersion dans le zinc liquide pour galvaniser la tôle. En conséquence, le procédé objet de la présente in vention, comprenant une opération de chauffage suivie d'une opération de refroidissement rapide puis d'un réchauffage et d'une immersion dans un bain de zinc, est essentiellement caractérisé en ce que l'opération de réchauffage consiste à porter la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation, en ce que l'opération de refroidissement rapide consiste à plonger la tole ainsi chauffée dans un bain aqueux maintenu sensiblement à sa température d'ébullition, et en ce que le réchauffage consiste à porter rapidement la tôle Jusqu'd la température d'immersion dans le bain de zinc, cette température étant maintenue jusqu'au moment où est effectivement réalisée l'immersion. I1 est bien entendu que toutes les modalités opéra, toires décrites dans la demande de brevet français 76 01752 sont d'application dans le cadre du présent procédé de fabrication en continu de tôles galvanisées, notamment les compositions du bain aqueux, les vitesses de chauffage, de refroidissement et de réchauffage, le maintien de la tôle à certaines tempéra tures déterminées, etc... Suivant l'invention, dans le cas de fabrication de tôles galvanisées pour emboutissage, la température de chauffage supérieure à la température de recristallisation est comprise entre 650 C et 850 et de préférence entre 7000C et 8000C. Suivant une variante de l'invention, dans le cas de fabrication de tôles galvanisées à haute résistance, la tem pérature de chauffage supérieure à la température de recristallisation est comprise entre 650 C et 950 Cv et de préférence entre 7500C et 8900C. Egalement suivant l'inventton, la température de ré chauffage après refroidissement en bain aqueux et avant immersion dans le bain de zinc est avantageusement comprise entre 4200C et 55O0C et de préférence entre 4200C et 4900C. Dans le cas où le refroidiss ment en bain aqueux a amené la tôle à une température de l'ordre de 1000C, le réchauffage avant immersion dans le bain de zinc doit être suffisamment rapide pour que la tôle soit maintenue pendant une durée supérieure à 30 secondes à une température au-dessus de 3oeOC. L'installation décrite dans la demande de brevet français n076 01752 rentre également dans le cadre du présent procédé de fabrication en continu de tôles galvanisées par immersion avec l'addition après le four de revenu, d'une cuve contenant le bain de zinc dans lequel les tales doivent être immergées. Les exemples d'application ci-après sont donnés à titre indicatif, mais non limitatif, pour bien faire comprendre le procédé de la présente invention. Exemple 1 : tôle galvanisée pour emboutissage. On a réalisé en usine, de manière habituelle, un acier doux effervescent de qualité courante. La composition de cet acier est la suivante (en ) : C Mn S P N2 0,060 0,230 0,018 0,013 0,003 Cet acier a été laminé à chaud, décalaminé puis laminé à froid jusqu'à l'épaisseur finale de 0,7 mm. Une tôle ainsi obtenue a été introduite dans une ligne de galvanisation habituelle dont le cycle est le suivant - chauffage en 100 secondes jusqu'à la température de 780 C, - refroidissement lent en 70 secondes jusqu'à la tempé rature de 4800C, - immersion dans un bain de zinc suivie d'un refroidis sement à l'air. Une autre tôle ainsi obtenue a été introduite dans une ligne de galvanisation conforme à la présente invention, c'est-à-dire comportant une cuve remplie d'eau bouillante à la sortie de la zone de réchauffage, et dont le cycle est le sui vant - chauffage en 100 secondes jusqu'à la température de 780 C, - refroidissement rapide (trempe) dans l'eau bouillante avec maintien dans le bain pendant 10 sec., - réchauffage rapide jusqu'à la température de 480 C., - maintien à la température de 4800C pendant 70 sec., - immersion dans un bain de zinc suivie d'un refroidisse ment à l'air. Les propriétés de ces tôles galvanisées sont les suivantes limite charge Allonge- coefficient élastique de ment d'écrouis~ Propriétés (à 0,2%) rupture (base : sage (kg/mm) (kg/mm) 50 mm) n (%) Traitement galvanisa tion 25,1 35,1 35,1 0,215 habituelle galvanisa- 23,3 33,9 43 0,230 tion suivant 1' invention On constate que le procédé suivant l'invention permet, en un temps très court, d'obtenir de meilleures propriétés dans le domaine des tôles galvanisées pour emboutissage. Exemple 2 : tôle galvanisée à haute limite élastique. On a réalisé dans un four électrique de 500 kg un acier de composition suivante ( % ) : C Mn Si P S Al 0,060 0,820 0,230 0,015 0,018 0,035 Cet acier a été laminé à chaud, décalaminé puis laminé à froid Jusqu'à l'épaisseur finale de 1 mm. Une tole ainsi obtenue a été introduite dans une ligne de galvanisation habituelle dont le cycle est le suivant chauffage en 200 secondes jusqu'à la température de 8500C, - refroidissement lent en 140 secondes jusqu'à la températu re de 4800c, - immersion dans un bain de zinc suivie d'un refroidissement à l'air. Une autre tôle ainsi obtenue a été introduite dans une ligne de galvanisation conforme à la présente invention c'est-à-dire comportant une cuve remplie d'eau bouillante à la sortie de la zone de chauffage, et dont le cycle est le suivant - chauffage en 200 secondes jusqu'à la température de 850 C, - refroidissement rapide (trempe) dans l'eau bouillante pendant 20 secondes, - réchauffage rapide Jusqu'à la température de 4800C, - maintien à la température de 4800C pendant 140 secondes, - immersion dans un bain de zinc, puis refroidissement à l'air. Les tôles galvanisées ainsi obtenues possèdent les propriétés suivantes limite charge Allonge- coefficient plastique de ment d'écrouis- Propriétés (à 0,2%) rupture (base : sage (kg/mm) (kg/mm) 50 mm) n Traitement Galvanisa tion 33,4 44 31 0,21 habituelle Galvanisa tion 38,5 47,8 35,6 0,23 suivant 1' invention On constate que le procédé suivant l'invention per met de produire des tôles galvanisées possédant une meilleure limite élastique, une meilleure résistance et une meilleure ductilité. REVENTIChTIONS 10/ Procédé de traitement thermique en continu de tôles d'acier laminées à froid, particulièrement pour la fabrication en continu de tôles galvanisées par immersion, procédé comprenant une opération de chauffage suivie d'une opération de refroidissement rapide puis d'un réchauffage et d'une immersion dans un bain de zinc, c a r a c t é r i s é en ce que l'opé- ration de chauffage consiste à porter la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisatlon, en ce que l'opération de refroidissement rapide consiste à plonger la tôle ainsi chauffée dans un bain aqueux ma ntenu sensiblement à sa température d'ébullition, et en ce que le réchauffage consiste à porter rapidement la tôle jusqu'à la température d'immersion dans le bain de zinc, cette température étant maintenue Jusqu'au moment où est effectivement réalisée l'immersion. 20/ Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que, dans le cas de fabrication de tôles galvanisées pour emboutissage, la température de chauffage supérieure à la température de recristallisation est comprise entre 65O0C et 8500C et de préférence entre 7000C et 8000. 30/ Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que, dans le cas de fabrication de tôles galvanisées à haute résistance, la température de recritallisation est comprise entre 6500C et 950 cl et de préférence entre 7500C et 890 . 40/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, c a r a c t é r i s é en ce que la température de réchauffage après refroidissement en bain aqueux et avant immersion dans le bain de zinc est comprise entre 4200C et 550 C, et de préférence entre 4200C et 4900C. 50/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, c a r a c t é r i s é en ce que dans le cas où le refroidissement en bain aqueux a amené la tôle à une température de l'ordre de 1000C, le réchauffage avant immersion dans le bain de zinc est suffisamment rapide pour que la tôle soit maintenue pendant une durée supérieure à 30 secondes à une tem pérature au-dessus de 3000C.