Brevet FR2433994A1 — publié le 19800321

La présente invention concerne un procédé de fabrication pour la production de t8les à froid galvanisées prévues pour subir un emboutissage extra profond. I1 est connu que les aciers dans lesquels les éléments dits interstitiels, tels que le carbone ou l'azote ont été fixés par les éléments formateurs de carbures et de nitrures, présentent un comportement favorable lors de l'emboutissage profond des tôles obtenues. Il est également connu d'utiliser, comme éléments formateurs de carbures et de nitrures, des éléments comme le vanadium, le niobium et surtout le titane. En effet, le titane, grâce à son pouvoir prononcé de formateur de carbures et de nitrures, est en mesure de retarder sensiblement, voire d'empêcher quasi totalement l'effet de vieillissement de l'acier, lequel effet joue un r8le adverse lors de l'emboutissage. Ainsi, par exemple, une tôle à froid, laminés à partir d'un acier élaboré par dégazage sous vide et dont les teneurs en carbone et en azote sont inférieures à 0, 01 et 0,007 %, présente une excellente aptitude à l'emboutissage extra- profond après que le carbone et l'azote ont été fixés grâce à l'addition de titane en une concentration d'au moins six fois la somme des concentrations en carbone et en azote présentes dans 11 acier. L'acier ainsi élaboré accuse un coefficient d'anisotropie normale r de 1,4 à 1,8. Or, si l'on soumet une tôle laminée à partir d'un acier de la qualité décrite à un traitement de galvanisation on constante que le degré d'adhérence de la couche de zinc ap- pliquée à la surface de la tôle est insuffisant. Des mesures micrographiques ont révélé que ee défaut est dû à la présence du titane dans l'acier de base. Le titane en effet joue un rOle de catalyseur dans la formation à l'interface acier-zinc de composés complexes intermétalliques 'Fe-Zn) dont la dureté et la fragilité empêchent l'adhérence uniforme de la couche de zinc lors des processus de pliage et d'emboutis sage. le but de la présente invention est donc. de proposer un procédé de fabrication d'acier pour le laminage de tôles à froid aptes à l'emboutissage extra-profond qui garantisse une excellente adhérence de la couche de zinc lors de la galvanisation au trempé. Ce but est atteint par-le procédé suivant l'invention, de traitement sous vide d'un acier calmé à l'aluminium et exempt d'éléments formateurs de carbures et de nitrures jusqu'à des teneurs en carbone et en azote inférieures à 0,01 % respectivement à 0, 007 %, cet acier étant coulé dans une lingotière, procédé caractérisé en ce qu'on laisse se former d'abord une couche de solidification contre la paroi intérieure de la lingotière et qu'on incorpore ensuite tout en homogénéisant à la partie liquide du métal une quantité donnée d'au moins un élément formateur de carbures et de nitrures. L'iodée qui est à la base du procédé suivant l'in vention est dtobtenir un lingot, et par la suite une t81e en un acier dans lequel les éléments dits interstitiels ont été fixés, de sorte que la talle est parfaitement emboutissable, et dans lequel les éléments. nécessaires à la fixation des éléments interstitiels sont tenus à l'écart de la surface de la t81e, de sorte qu'ils ne peuvent agir'lors de l'opération de galvani- sation. le procédé suivant l'invention peut, en principe, Strie mis en oeuvre dans une aciérie équipée soit d'une tribune de coulée conventionnelle, soit d'une installation de coulée continue. Dans les deux cas, il suffit de disposer de données, déterminées de façon empirique, qui renseignent sur le temps nécessaire à la formation dans une lingotière classique d'une couche de solidification d'une épaisseur suffisante, respectivement, dans le cas d'une lingotière de coulée continue, sur la zone où la solidification a suffisamment progressé, pour pouvoir procéder à l'addition de ltélément formateur de carbures et de nitrures sans risque d'en polluer la peau du lingot coulé. Le mode d'addition de l'élément formateur de carbures et de nitrures est utilement adapté aux conditions de coulée qui se présentent. Ainsi, dans le cas de la coulée en lingotière, on peut par exemple envisager d'introduire dans la lingotière, après formation d'une couche de solidification d'épaisseur suffisante, la quantité nécessaire de Ti, en vrac, -de préférence, sous la forme d'un ferro-alliage Be-Ti en poudre, granulés ou morceaux- pour obtenir après homogé-néisation du bain d'acier liquide la concentration de Ti désirée. L'homogénéisation du bain peut être réalisée par un brassage qui est obtenu par un moyen approprié, tel par exemple le barbotage dtun gaz de préférence neutre introduit dans la lingotière soit par le haut moyennant une lance plongeante, soit par le bas, moyen nant un équipement adéquat, soit encore par un agitateur mécanique ou électro-magnétique.On pourra aussi envisager d'amener la quantité de titane nécessaire sous la forme de Fe-Ti pulvérulent par exemple1 dans le flux même du gaz de barbotage, introduit soit par le haut soit par le bas de la lingotière. Dans le cas de la coulée continue, le titane doit être introduit directement à une profondeur du bain liquide où la peau solidifiée présente aéja une épaisseur suffisante. Ce but peut entre atteint par exemple en introduisant le Ti - de préférence sous la forme de Fe-Ti pulvérulent- par l'intermédiaire d'un fil fourré, pour lequel 11 épaisseur de gaine, la concentration iinéaire en Fe-Ti et donc -en Ti, et la vitesse linéaire d'introduction dans le bain liquide sont ajustées de façon à permettre la libération du Fe-Ti à la profondeur et à la concentration voulue. Dans ce dernier mode d'exécution du procédé suivant l'invention, il est utile d'homogénéiser le métal en lui imprimant un mouvement de brassage notamment par rotation à l'aide d'un inducteur électromagnétique. les brames obtenues directement en coulée continue,"i;; ou indirectement par laminage des lingots, sont réchauffées et laminées en bandes à chaud, puis en bandes à froid. Oes dernières subissent un recuit en continu avant d'être soumises à un traitement de galvanisation. Les bandes ainsi fabriquées présentent à la fois les propriétés requises pour subir un emboutissage, c'eùt-àdire ltabsence d'éléments dits interstitiels, ainsi qu'un degré élevé d'adhérence du zinc déposé, tel qu'il est réalisable pour les aciers doux de qualité courante. REVENDICAtIONS 10) Procédé de fabrication d'acier pour le laminage de tôles, notamment de tôles à froid prévues pour subir un emboutissage ainsi qu'un traitement par galvanisation, dans lequel on traite sous vide un acier calmé à l'aluminium et exempt d'éléments formateurs de carbures et de nitrures jusqu'à des teneurs en carbone et en azote inférieures à O, 01 % respectivement à 0,007 %, et l'on coule cet acier dans une lingotière, procédé caractérisé en ce qu'on laisse se former d'abord une couche de solidification contre la paroi intérieure de la lingotière et l'on incorpore ensuite, tout en l'homogénéisant à la partie liquide du métal, une quantité donnée d'au moins un élément formateur de carbures et de nitrures. 20) Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on laisse se former une couche de solîdifcation d'épais- seur donnée dans une lingotière conventionnelle et l'on introduit ensuite dans le métal liquide une quantité dosée du formateur de carbures et de nitrures notamment sous forme de ferro-alliages en poudre, en granulés ou en morceaux et en ce que l'on assure l'homogénéisation du métal liquide-par un brassage. 30) Procédé suivant la revendication 1s caractérisé en ce que l'on introduit, dans le métal dans une lingotière d'une installation de coulée continue, le formateur de carbures et de nitrures sous forme de ferro-alliages en poudre, contenu dans un fil fourré et l'on choisit l'épaisseur de gaine du fil fourré, la quantité de poudre de ferro-alliage par unité de longueur et la vitesse d'introduction du fil fourré telles que le ferroalliage est libéré à une profondeur du bain liquide où la peau 80 > lidifiée a atteint une épaisseur donnée, l'homogénéisation du bain liquide étant obtenue par un brassage à l'aide d'un induc- teur électromagnétique.