Brevet FR2559690A1 — publié le 19850823

Procédé de désoxydation à chaud de tubes métal- liques semi-finis. La présente invention concerne un procédé de désoxydation de tubes métalliques semi-finis à des tempé- ratures de 1000 à 13000C. Elle concerne plus particuliè- rement un procédé de désoxydation interne d'ébauches percées axialement destinées à un laminage ultérieur sur un mandrin interne pour la production de tubes sans soudure. Une des exigences principales de la fabrication à chaud de tubes sans soudure est la nécessité d'une désoxydation, c'est-à-dire de l'élimination des oxydes métalliques qui se forment inévitablement sur les surfa- ces du substrat à traiter lorsqu'elles sont en contact avec l'air, qu'il s'agisse d'une billette, d'une ébauche ronde percée axialement ou d'un tube. Ces oxydes donnent lieu à des inconvénients dont la nature et l'importance sont bien connues des spécialistes. Cette exigence s'ap- plique en particulier à des ébauches rondes percées axia- lement qui doivent être laminées sur de longs mandrins sur lesquels elles sont préalablement montées. Lorsque la désoxydation doit être effectuée sur la paroi interne de l'ébauche percée, les difficultés augmentent à tel point que dans la plupart des cas, des solutions de compromis sont acceptées. A l'heure actuelle, la désoxydation de la paroi interne des ébauches percées s'effectue avec de l'eau sous pression (sous des pressions de 20 à 200.105 Pa) pulvérisée au moyen de buses appropriées insérées dans l'ébauche percée. Ce procédé est cependant complexe, il présente des limites dimensionnelles (dia- mètre intérieur minimum et longueur maxima de l'ébauche percée), il est long et provoque des réductions de la température de l'ébauche qui ne sont pas acceptables pour les opérations de laminage ultérieures. Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé se désoxydation d'ébauches axiale- ment percées devant être traitées dans un laminoir à mandrin long pour la production de tubes sans soudure, qui est capable de réaliser une élimination rapide, effi- cace, des oxydes métalliques éventuellement présents sur la paroi intérieure des ébauches percées. Ces buts ainsi que d'autres, qui ressortiront plus clairement de la description ci-dessous, sont at- teints grâce à un procédé conforme à l'invention, qui comprend les stades successifs suivants: a) envoi en continu dans l'ébauche, pendant 1 à 10 secon- des, d'un courant de désoxydant pulvérisé et d'un gaz inerte comme véhicule pour le désoxydant, de façon à fluidiser les oxydes métalliques présents à l'intérieur de l'ébauche; b) interruption de ce courant et envoi dans l'ébauche d'un courant de lavage, constitué de préférence d'un courant du même gaz inerte que celui utilisé comme véhicule pour le désoxydant pulvérisé, de façon à éliminer les oxydes préalablement fluidisés, tout en empêchant la formation ultérieure d'oxydes. Le désoxydant pulvérisé est avantageusement composé de borax (tétraborate de sodium penta- ou décahydraté) avec des additifs appropriés pour réaliser les propriétés physicochimiques nécessaires à cet effet. Le gaz inerte utilisé comme véhicule pour le désoxydant et pour le lavage ultérieur est avantageuse- ment de l'azote. La durée d'introduction du désoxydant et du courant d'azote est strictement liée à la quantité de désoxydant pulvérisé qui a été calculée pour être suffi- sante pour solubiliser la quantité et la consistance des oxydes totaux connus pour être dans l'ébauche qui doit être désoxydée, ou supposés s'y trouver. Les quantités sont évidemment des valeurs sta- tistiques moyennes calculées sur la base d'un nombre relativement élevé de valeurs expérimentales. On a trouvé que des quantités de désoxydant pulvérisé entre 0,5 et 0,7 kg pour 1000 kg d'ébauche percée donnaient d'excellents résultats. Cette quantité de désoxydant est avantageusement appliquée en 1 à 10 secondes, de préférence en 1 à 5 secondes. Le véhicule d'azote a pour tâche de transporter le désoxydant pulvérisé et d'assurer une diffusion opti- male de ce dernier sur toute la paroi intérieure de l'ébauche. A cet effet, on a trouvé que l'on obtenait les meilleurs résultats en utilisant de 600 à 800 litres d'azote gazeux par tonne d'ébauches à traiter, cet azote étant de préférence envoyé sous une pression de 3 à 3,5.105 Pa. Le même azote, sous la même pression, est en- suite utilisé pour le stade de lavage de l'ébauche, qui peut être achevé en 2 à 5 secondes. Des appareils et/ou dispositifs appropriés pour fournir des quantités dosées de désoxydant pulvérisé prélevées dans un ou plusieurs réservoirs sont connus et largement répandus dans l'industrie, tandis que des appareils et dispositifs pour l'alimentation dosée d'azote gazeux provenant de réservoirs d'azote liquide sont également connus. Des dispositifs sont également largement répan- dus dans l'industrie pour le contrôle, la sécurité, le minutage, la commande et l'automatisation des opérations du procédé conformément à l'invention, et ne seront donc pas décrits car ils ne font pas partie intégrante de l'invention. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le courant de désoxydant pulvérisé et d'azote est envoyé juste à l'entrée de l'ébauche percée qui doit être désoxydée. - A cet effet, la quantité de désoxydant préala- blement dosée est mélangée à l'azote gazeux dans un éjecteur du type venturi. Ce dernier communique au mélan- ge obtenu une vitesse suffisante pour permettre de le délivrer à une ou plusieurs buses de sortie et de l'in- suffler dans l'ébauche percée, sans qu'il soit nécessaire d'insérer la buse dans le trou intérieur de l'ébauche elle-même. Comme une ébauche percée axialement doit être soumise au traitement de désoxydation avant d'être montée sur un mandrin d'un laminoir à tubes sans soudure, tout l'appareillage et les dispositifs prévus pour effectuer le procédé de la présente invention sont dits "station de désoxydation", ils sont disposés entre une machine à percer les billettes et l'appareil pour insérer le man- drin dans l'ébauche percée dans une installation de fabrication des tubes sans soudure. Exemle____ D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de l'exemple suivant donné à titre non limitatif. - Composition chimique en poids du produit désoxydant: Borax décahydraté Na2B407,10H2O 56 % Acides gras (savons) 12 % Sulfates exprimés en Na2SO4 32% - Caractéristiques de l'ébauche percée: Matière acier Température 1250 C Diamètre extérieur 350 mm Diamètre intérieur 290 mm Longueur 6500 mm Poids 1540 kg - Quantité de désoxydant utilisée: 0,9 kg par ébauche équivalent à 0,58 kg par tonne - Quantité d'azote gazeux utilisée pour l'insufflation du mélange: 1100 1 par ébauche équivalent à 714 1 par tonne pour le lavage: 1600 1 par ébauche équivalent à 1039 1 par tonne Total 2700 1 par ébauche équivalent à 1753 1 par tonne - Durée d'insufflation du mélange: 1,5 sec. - Durée de lavage 2 sec. REVENDICATIONS 1. Procédé de désoxydation à chaud de tubes métalliques semi-finis, en particulier de la paroi inté- rieure d'ébauches rondes percées axialement destinées à un façonnage à chaud dans un laminoir à long mandrin, caractérisé en ce qu'il comporte les stades successifs suivants: a) envoi en continu, dans une ébauche percée axialement, pendant 1 à 10 secondes, d'un courant de désoxydant pulvérisé et d'un gaz inerte comme véhicule pour le désoxydant, de façon à fluidiser les oxydes métalli- ques présents à l'intérieur de l'ébauche, et b) interruption de ce courant et envoi dans l'ébauche d'un courant de lavage, grâce à quoi les oxydes pré- cédemment fluidisés sont éliminés tandis que la formation ultérieure d'oxyde est évitée. 2. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ce courant de lavage du stade b) se compose du même gaz inerte que celui utilisé dans le stade a) comme véhicule pour le désoxydant pulvérisé. 3. Procédé suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le désoxydant est composé de borax (tétraborate de sodium penta- ou décahydraté) avec des additifs appropriés. 4. Procédé suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le gaz inerte est de l'azote. 5. Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le courant continu de désoxydant pulvé- risé et l'azote gazeux sont mainteus pendant 1 à 10 se- condes, de préférence entre 1 et 5 secondes. 6. Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le mélange de désoxydant pulvérisé et l'azote est formé dans un éjecteur du type venturi, capa- ble de communiquer au mélange une vitesse suffisante pour la délivrer à au moins une buse de sortie disposée juste à l'orifice d'entrée de l'ébauche ronde percée axialement qui doit être désoxydée, mais non insérée dans l'ébauche. 7. Procédé suivant la revendication 6, carac- térisé en ce que le mélange comprend du borax pulvérisé dosé dans des quantités entre 0,5 et 0,7 kg par kg d'ébauche et de l'azote gazeux envoyé dans des quantités dosées entre 600 et 800 litres pour 1000 kg d'ébauche devant être soumise au traitement, l'azote étant en ou- tre délivré sous une pression de 3 à 3,5.10 Pa. 8. Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le courant continu d'azote pour le stade de lavage de l'ébauche est maintenu pendant 2 à secondes, l'azote étant fourni sous une pression de 3 à 3,5.105 Pa.