Brevet FR2465012A1 — publié le 19810320

" Procédé d'élimination de couches oxydées à partir de la surface d'acier." La présente invention est relative à un procédé d'élimination de couches oxydées à partir de la surface d'acier inoxydable laminé à chaud, qui a traversé un re- froidissement forcé, contrôlé, directement après la cage finisseuse du laminoir. Au cours du laminage et du recuit ultérieur de produits en acier inoxydable, par exemple de fil machine, on obtient sur la surface du produit laminé une mince cou- che d'oxydes métalliques, que l'on appelle de la calamine, et qui doit être éliminée avant que le produit laminé ne puisse être à nouveau usiné. Le procédé, actuellement couramment appliqué, pour éliminer la calamine est un décapage avec EFA9Q3 ou avec une combinaison de HF/HNO3 et de HC1. L'utilisation de HF/HNO3 comme décapant entraîne cependant des problèmes de pollution étant donné les gaz nitreux qui se forment au cours du décapage. Des problèmes de pollution apparais- sent en outre également lors de la manipulation du bain de décapage usé. - Un produit à base d'acier inoxydable laminé à chaud du type auquel se rapporte la présente invention, c'est-à-dire un produit qui a passé par un refroidissement forcé, contrôlé, par exemple par de l'eau et/ou de l'air, dCiteÂteent après-la cage finisseuse du laminoir, présen- te une structure à grains fins avec une résistance et une ductilité élevées. L'oxyde ou la calamine qui se trouve sur ce produit, par exemple du fil machine, ne peut pas être évité seulement avec du HF/HNO3, le mélan- ge acide le plus courant pour l'élimination de calamine à partir d'acier inoxydable. a465012 L'oxyde du produit laminé directement refroidi est en effet d'un type tel que, pour son élimination, jusqu'à présent un traitement spécial a été nécessaire, à savoir a) un décapage dans un bain salin réducteur ou oxydant, éventuellement avec décapage ultérieur dans un bain salin alcalin, oxydant, et enfin un décapage dans du HF/HNO3 (ou une combinaison de décapage dans du ÈF/HNO3 et du HCI), ou b) un décapage dans du HCL, éventuellement avec décapage ultérieur dans du HF/HN03, un décapage dans un bain salin réducteur ou oxydant et enfin un décapage dans du HC1. La présente invention a pour but de proposer un procédé d'élimination de l'oxyde ou de la calamine à partir du produit laminé directement refroidi, par exem- ple de fil machine, en acier inoxydable au moyen d'un traitement chimique plus simple, moins polluant et moins coûteux. Dans le procédé suivant l'invention on obtient l'effet surprenant que la calamine ou la couche oxydée sur le produit laminé à chaud en acier inoxydable peut être éliminée par un traitement pendant un espace de temps de 1 à 120 minutes dans une solution d'acide sul- furique dilué présentant une concentration de 25 à 1.200 gr d'acide sulfurique par litre de solution, qui est maintenue à une température de 40 à 1000 C. Suivant une forme de réalisation particulière de l'invention la concentration d'acide sulfurique est maintenue à une valeur de 200 à 400 gr par litre de solu- tion de décapage. Suivant une forme particulière de l'in- vention, la solution de décapage est en outre maintenue à une température de 65 à 850 C. Le produit laminé à chaud en acier inoxydable est, suivant une forme de réalisation particulière de l'invention, traité pen- dant un espace de temps de 10 à 20 minutes. Par le procédé suivant l'invention d'élimina- tion des couches oxydées sur des produits de laminage, on élimine totalement les problèmes qui apparaissent avec des gaz nitreux lors du décapage avec du HF/HNO3 et la manipulation du bain de décapage usé est significative- ment simplifiée. Abstraction faite des avantages concernant l'en- vironnement qui sont obtenus avec le procédé suivant l'in- vention par la diminution des dangers toxicologiques, on obtient du point de vue de la technique du procédé, entre autres l'avantage d'une manipulation simplifiée du bain de décapage par une analyse et un dosage plus simples des additifs, ainsi que d'une manipulation plus simple et meilleure de la calamine éliminée. L'invention offre également des avantages économiques importants, car l'acide sulfurique est l'acide minéral le moins coûteux et la manipulation ainsi que la récupération de métaux, tels que du fer, du chrome et du nickel à partir du bain de décapage usé ainsi que la purification des gaz (nua- ge d'acide sulfurique) sont fortement simplifiées. Le procédé suivant l'invention va âtre décrit dans la suite d'une manière plus détaillée à l'aide des exemples de réalisation suivants de l'invention ainsi que d'un exem- ple de comparaison qui n'entre pas dans le cadre de l'in- vention. A la base de l'invention se trouve le fait que la composition d'oxyde sur le produit laminé directement refroidi, par exemple du fil machine, se différencie,aus- si bien en ce qui concerne la teneur en oxyde métallique qu'en ce qui concerne l'épaisseur de couche, de la com- position d'oxyde dans le cas d'un fil traité à chaud. d'une manière courante et que par conséquent elle peut être éliminée avec de l'acide sulfurique. Au cours d'essais effectués en laboratoire pour éliminer la calamine à partir de fil machine en acier inoxydable du type SIS 2332, directement refroidi, on a traité le fil dans une solution de H SQ 2M à une 2 4 température de 850C pendant 10 minutes. Pendant ce trai- tement, on a pu observer une réaction violente avec déga- gement de gaz dans la solution. Le gaz résultant était du gaz hydrogène. Lors de l'extraction du fil machine à partir de la solution de H 2S4, on a pu constater de ma- nière visuelle une attaque de la couche oxydée et une mo- dification de la nuance. Lors du rinçage sous haute pres- sion ultérieur à l'aide d'eau il est apparu le résultat totalement inattendu que le fil machine était totalement libéré de la couche oxydée et qu'une surface métallique- ment pure était obtenue. La couche d'oxyde restée sur la surface du fil machine à 90%, après le-traitement au H2S04, a pu être éliminée soit par rinçage sous haute pression soit au moyen d'un traitement aux ultrasons dans de l'eau. La'boue recueillie au fond du récipient de traitement a pu être séparée après environ 1 heure et on a pu la séparer facilement, par exemple par décanta- tion. On a effectué un certain nombre d'autres essais avec différentes concentrations de H 2S4 sur des quali- tés d'acier inoxydable différentes de fil machine direc- tement refroidi, des résultats aussi bons qu'auparavant étant apparus. Ciaprès deux exemples de ces essais ainsi qu'un exemple comparatif d'un procédé qui ne fait pas partie du cadre de l'invention vont être décrits. Exemple 1 Dans un flacon en verre de 150 ml on prépare ml d'un mélange à base de H 2S04 5M. On chauffe le mélange à 750C et on décape en l'espace de 15 minutes un grand nombre de morceaux de fil machine directement refroidi en acier inoxydable. Les qualités de fil sont SIS 2320, 2332, 2340, 2343 et AISI 308L. Lors du rinçage à l'eau ultérieur sous haute pression, les morceaux de fil deviennent exempts d'oxyde (de calamine). Exemple 2 Dans un bain présentant une concentration de H24 5M, une quantité de 5000 litres et une température de 75WC, on traite quatre rouleaux de fil de chaque fois 300 kg de fil machine directement refroidi en acier ino- xydable présentant une dimension de 5,60 à 8,00 mm de diamètre. Les qualités de fil sont SIS 2320, SIS 2332, SIS 2340, SIS 2343 et AISI 308L. Après un traitement de 15 minutes dans le bain de.décapage et un rinçage à l'eau ultérieur sous haute pression, les rouleaux de fil sont exempts d'oxyde. Au total on traite 200 tonnes des qualités précitées dans une forme de réalisation refroidie directement, avec un très bon résultat. En vue d'examiner si l'effet obtenu pour l'aci- de sulfurique était sélectif, on a effectué plusieurs essais avec différentes combinaisons d'acides minéraux, tels que de l'acide chlorhydrique, de l'acide nitrique et de l'acide phosphorique. Pour aucune des combinaisons réalisées, on n'a obtenu ces bons résultats comme avec du H2 S seul. On a effectué plusieurs essais pour éliminer l'oxyde au moyen de H2S04 à partir d'aciers inoxydables différents qui ont été recuits. Les résultats du déca- page sont cependant mauvais. Habituellement environ 90% de l'oxyde subsistent. Les essais effectués jusqu'à présent dans la pratique dans des conditions conformes au fonctionnement ont fourni une bonne preuve de la présence des possibili- tés techniques de l'application du procédé suivant l'in- vention, dans des conditions productives. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 24i65012 REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de couches oxydées à partir de la surface d'acier inoxydable laminé à chaud, qui est passé par un refroidissement forcé, contrôlé, directement après la cage finisseuse du laminoir, carac- térisé en ce que le produit laminé est traité pendant un espace de temps de 1 à 120 minutes dans une solution d'acide sulfurique dilué présentant une concentration de 25 à 1200 g d'acide sulfurique par litre de solution de décapage et en ce que la température de la solution est maintenue à une valeur de 40 à 1000C. 2. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la concentration d'acide sulfurique est maintenue à une valeur de 200 à 400 g par litre de solu- tion de décapage. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que la température de la solution est maintenue à une valeur de 65 à 850C. 4. Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit est traité pendant un espace de temps de 5 à 20 minutes.