Brevet FR2395084A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne la production de fil-machine en acier et, plus particulièrement, de tels fils en acier à haute résistance sous forme de bobine. On connaissait déja la technique consistant à tremper les fils-machine en acier dans l'eau à la sortie même de la cage de finissage d'un laminoir continu à fil-machine, puis à poser le fil en couches successives sur un transporteur ouvert continu et à le soumettre à un refroidissement par un courant d'air forcé lors de son passage le long du transporteur. Le fil est alors mis sous forme de bobine lorsqu'il quitte le transporteur. Ce procédé est ge- néralement connu sous le nom de système à refroidissement réglé "Stelmor" et son but essentiel est de produire des fils ayant des microstructures de ferrite et de perlite.Pour obtenir des fils ayant une telle microstructure, on dépose le fil sur le transporteur en mouvement à une température supérieure à celle à laquelle la transformation allotropique de l'austénite du fil commence à avoir lieu. Selon un premier aspect de l'invention, cette dernière à pour objet un procédé de fabrication de fil machine en acier lamina à chaud, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud l'acier dans un laminoir continu, le fil qui sort de la dernière cage du laminoir étant à une température supérieure à 1 oeo OC ; on refroidit superficiellement le fil dans l'eau à partir d'une température supérieure à 1 oeo OC jusqu'à une température d'égalisation comprise entre 300 et 700 OC ; et ensuite on laisse le fil refroidir à l'air. Aussitôt après le refroidissenent à l'eau, on peut poser le fil sur un transporteur en mouvement de sorte que le fil forme des anneaux plats non concentriques superposés que l'on refroidit dans l'air à mesure de leur progression le long du transporteur On peut recueillir les anneaux à l'extrémité du transporteur pour former des bobines. Le refroidissement sur le transporteur en mouvement peut se faire dans l'air à peu près au repos. En variante, on peut assurer un certain degré de refroidissement par de l'air forcé, surtout à proximité de l'extrémité du transporteur en mouvement, pour faciliter la manutention ultérieure des bobines. Le fil peut être en acier au carbone-manganèse dont la teneur en carbone est de 0,05 à 1,00 %. On peut produire l'acier sous forme équilibrée (semi-calmée) ou sous forme calmée bien qu'il soit également possible d'utiliser un acier non complètement calmé (effervescent). De préférence, on refroidit le fil dans l'eau jusqu'à une température d'égalisation de 400 à 700 OC bien que dans le cas d'un acier dont la teneur en carbone est proche de l'extrémité inférieure de la gamme indiquée, la température d'égalisation puisse etre parfois de 300 à 400 OC. On peut former des bobines avec les anneaux non concentriques à une température inférieure d'au moins 100 OC à celle à laquelle les anneaux sont poses. Le procédé peut comporter un stade de formation de nervures ou d'encoches sur le fil machine au cours du laminage avant le refroidissement. Le fil machine refroidi peut être soumis ensuite à un étirage à froid pour former un fil, en l'absence de tout traitement thermique intermédiaire. Selon un second aspect de l'invention, cette dernière a pour objet un procédé de fabrication d'un treillis soudé en acier pouvant servir notamment au renforcement du béton, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud l'acier dans un laminoir, le fil-machine qui sort de la dernière cage du laminoir étant à une température superieur à 1 000 OC; on refroidit superficiellement le fil dans l'eau à partir d1une température supérieure à 1 000 OC jusqu'à une température d'égalisation comprise entre 300 et 700 OC, de manié- re à réaliser une couche superficielle externe du type martensitique ou bainitique : on refroidit le fil dans l'air pour faire revenir la couche martensitique ou bainitique et, en l'absence de tout étirage ou un travail mécanique supplémentaire quelconque, on façonne le fil à la forme d'un treillis ; et on soude les longueurs de fil les unes aux autres aux emplacements où les fils sont superposés. On peut couper le fil machine préparé par le procédé défini dans le paragraphe précédent en des longueurs convenables avant de former le treillis. Comme autre possibilité, si l'on utilise des appareils automatiques à former les treillis, le fil peut être distribué à partir de bobines séparées et ensuite on aligne les fils pour former un treillis, on soude aux intersections et on sectionne en un point adjacent à chaque bobine pour libérer le treillis nou vellement forme. Le procédé peut comporter la formation de protubérances à la surface du fil.machine pendant le processus de laminage. On peut redresser le fil avant le découpage en longueurs appropriees en vue de la construction du treillis. Dans le tableau ci-après, on donne une série d'exemples d'aciers traités selon l'invention et on indique les propriétés des fils-machines obtenus. Les diamètres des fils sont compris entre 5,5 et 9,5 mm. N % C % Mn Temps de Résistance Contrainte Striction pose (OC) à la trac- à l'allonge- % à la- tion N/mm2 ment O 2 % rupture N/mm 1 O,11 0,52 350 650 602 76 2 0,18 0,78 680 605 520 70 3 0,20 0,70 650 640 545 72 4 0,65 0,60 425 1 090 650 50 5 0,76 0,60 450 1 160 675 48 Dans chacun des exemples on voit que le fil est refroidi au-dessous de sa température de transformation avant le début de la pose. Dans chaque cas, la température du laminage final est d'environ 1 050 OC. Les propriétés des produits obtenus par ce procédé se comparent très favorablement avec celles des aciers analogues traités par le système de refroidissement réglé "Stelmor". Par exemple, l'acier indiqué dans l'exemple 1, quand il est traité par le procédé. "Stelmor", aura normalement une résistance à la traction d'environ 485 N/mm2 et une limite élastique d'environ 375 N/mm2. Si l'on traite l'acier de l'exemple 4 par le procédé habituel "Stelmor", sa résistance à la traction est d'environ 920 N/mm2 et sa contrainte à 0,2 % d'allongement est de 545 N/mm2. Le fil machine préparé selon l'invention peut subir un tirage à froid important en l'absence de tout autre traitement thernique pour donner un fil à haute résistance En variante, on peut obtenir les résistances usuelles du fil avec un étirage moindre que celui qu'il aurait fallu pour un fil machine classique, ce qui réduit évidemment très- fortement le prix pour le consommateur.Aux plus faibles valeurs de la teneur en carbone, on peut produire des fils pour clôtures et des cordages de haute résistance à moindre prix, alors qu'avec des teneurs plus élevées en carbone, par exemple au-dessus de 0,50 % de carbone, on peut produire très économiquement des fils d'acier pour ressorts Le fil machine présente une forte ductilité, des valeurs représentatives d'allongenent étant de 17 à 21 %, ce qui permet un degré relativement poussé d'étirage à froid sans nécessité de traitement thermique. Dans le tableau ci-après, on donne des exemples représentatifs d'aciers traités selon l'invention et façonnés en treillis ainsi que les propriétés résultantes des fils machine ainsi obtenus. N % C % Mn Diamètre Temps de Résistance Contrainte Striction % allongement des fils pose ( C) à la traction 0,2 % d'al- % à la machine N/mm longement rupture (mm) N/mm 1 0,11 0,52 5,5 350 650 602 76 18 2 0,18 0,78 8,0 680 605 520 70 - 3 0,20 0,70 9,5 650 640 545 72 -- 4 0,25 0,59 8,0 700 719 532 69 21 5 0,30 0,55 8,00 700 750 600 68 17 Dans chacun des exemples de la seconde série, on voit que le fil machine est refroidi au-dessous de sa température de transformation avant le début de la pose. I1 convient de remarquer que dans le type de laminoir utilisé la température de pose correspond approximativement à la température d'égalisation du fil machine. La température du laminage final dans chaque exemple est d'environ 1 050 OC. La Demanderesse a constaté qu'on pouvait redresser les fils machine et les découper en tronçons pour les utiliser directement dans la fabrication de treillis servant au renforcement du béton, sans aucun étirage à froid et sans aucun autre traitement mécanique. I1 semble qu'aucun problème ne se pose au sujet du soudage du treillis et les valeurs des résistances sont au moins aussi bonnes que celles des fils machine ou fils d'acier étirés à froid dans des conditions classiques que l'on utilisait pour former des treillis de renforcement. Avec un fil machine ayant 8 mm de diamètre, contenant 0,24 % de carbone et 0,56 % de manganèse, posé à 700 OC, les essais de traction font ressortir que la position de la rupture est éloignée de la zone de soudage, la résistance à la traction étant de 740 N/mm2, la contrainte à 0,2 % d'allongement étant de 600 N/mm2 et l'allongement étant de 19 5'. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un fil machine en acier laminé à chaud caractérisé en ce qu'on lamine à chaud l'acier dans un laminoir continu, le fil qui sort de la dernière cage du laminoir étant à une température supérieure à 1 000 0C ; on refroidit' superficiellement le fil dans l'eau à partir d'une température supérieure à 1 000 OC jusqu'à une température d'égalisation comprise entre 300 et 700 OC ; et ensuite on laisse le fil refroidir à l'air. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'aussitôt après le refroidissement à l'eau, on pose le fil machine sur un transporteur en mouvement de manière que le fil forme des anneaux plats non concentriques superposés que l'on refroidit à l'air pendant leur progression le long du transporteur et ensuite on recueille les anneaux pour former des bobines. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on refroidit sensiblement le fil machine dans l'eau jusqu'à une température d'égalisation de 400 à 700 OC. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on refroidit le fil machine dans de l'air à peu près au repos. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil machine est en acier au carbone-manganèse, la teneur en carbone étant de 0,05 à 1,00 %. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la teneur en carbone est de 0,08 à 1,00 5'. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on élabore l'acier à partir duquel est fait le fil machine, sous une forme équilibrée ou calmée. 8 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on reforme des bobines avec les anneaux non concentriques à une température inférieure d'au moins 100 OC, à celle à laquelle ils sont posés. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on forme des nervures ou des encoches sur le fil machine pendant le laminage et avant le refroidissement. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on soumet le fil machine à un étirage à froid sans aucun traitement thermique intermédiaire pour obtenir un fil. ll - Procédé de fabrication d'un treillis soudé en acier pouvant servir notamment au renforcement du béton, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud l'acier dans un laminoir, le fil machine qui sort de la dernière cage du laminoir étant à une température supérieure à 1 000 C; on refroidit superficiellement le fil dans l'eau à partir d'une température supérieure à 1 000 C jusqu'à une température d'égalisation comprise entre 300 et 700 OC, de manière à réaliser une couche superficielle externe du type marten- sitique ou bainitique ; on refroidit le fil dans l'air pour faire revenir la couche martensitique ou bainitique et, en l'absence de tout étirage ou un travail mécanique supplémentaire quelconque, on façonne le fil à la forme d'un treillis; et on soude les longueurs de fil les unes aux autres aux emplacements où les fils sont superposés. 12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'arts le refroidissement à liteau, on pose le fil machine sur un transporteur en mouvement de manière que ce fil forme des anneaux plats non concentriques superposés. 13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on refroidit le fil machine dans l'air à resure de sa progression le long du transporteur et on recueille ensuite les anneaux non concentriques pour former des bobines. 14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on effectue le refroidissement sur le transporteur dans de l'air à peu près au repos. 15 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'on forme des bobines avec les anneaux non concentriques à une température inférieure d'au moins 100 C à celle à laquelle ils sont posés. 16 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'on forme des protubérances ou des encoches à la surface du fil machine pendant le laminage à chaud. 17 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce qu'on redresse le fil machine avant le découpage en tronçons de longneur appropriée en vue de la construction du treillis. 18 - Procédé selon l'une quelconque des revendications il à 16, caractérisé en ce que le fil machine est en acier au carbonemanganèse ayant une teneur en carbone de 0,05 à 1,00 %. 19 - Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'acier contient de 0,08 à 0,35 % de carbone. 20 - Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'on élabore l'acier pour le laminage à chaud sous une forme équilibrée ou calmée. 21 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 20, caractérisé en ce qu'on découpe le fil machine en tronçons avant de façonner le treillis. 22 - Treillis soudé tel que fabriqué par un procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 21.