Brevet FR2569424A3 — publié le 19860228

FR 2569424 A3 19860228 FR 8413321 A 19840823 MéTHODE DE FABRICATION DE PRODUITS LONGS METALLIQUES CRENELES, NOTAMMENT EN ACIER, ET DISPOSITIF DE MISE EM OEUVRE L'invention se situe dans le domaine des produits longs créneles en métal. Plus précisément, elle concerne une méthode de fabrication de produits longs métalliques crénelés dans la chaude de laminage, ainsi que l'installation de mise en oeuvre de cette méthode. Les produits longs crénelés en métal, notamment ceux en acier, sont généralement utilisés dans le bâtiment. Leur profil cranté leur confère, en effet, une bonne adhérence dans le béton. En outre, les produits longs crénelés doivent posséder des caractéristiques mécaniques particulières, notamment une limite élastique suffisante pour supporter les contraintes auxquelles ils seront soumis lors de leur utilisation. Dans le but de leur donner de telles caractéristiques, il est connu de soumettre les produits longs à un refroidissement sévère en les faisant passer à la suite du laminage dans un tube de refroidissement parcouru par une lame d'un fluide réfrigérant. Ce traitement thermique fait apparaître une structure martensitique en peau du produit long. En laissant ensuite le refroidissement se poursuivre à l'air libre, la zone superficielle martensitique se réchauffe par conduction à partir du coeur, autorisant de ce fait un auto-revenu de la martensite. Dans le cas des produits longs crénelés en métal, un problème se pose en raison de leur vitesse de défilement relativement grande par rapport à celle de la lame de fluide (environ 10 fois supérieure). En effet, leur rugosité de surface obtenue lors de l'opération de crantage a pour conséquence un effet de freinage important de la part du fluide, défavorable à la bonne marche de l'opération. On compense alors par un effet de traction supplémentaire, par exemple au niveau des galets de l'entraîneur de mise en spires. Néanmoins, quand la vitesse de défilement du produit atteint plusieurs dizaines de mètres par seconde, la traction nécessaire à l'entraînement du produit peut atteindre la rupture, en particulier dans le cas des produits longs de faible calibre. Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes cités ci-dessus afin d'accroître la productivité d'une installation de laminage en permettant la fabrication à grande vitesse de produits longs crénelés en métal. A cet effet, l'invention a pour objet une méthode de fabrication de produits longs métalliques crénelés, réalisée dans la chaude de laminage et consistant à soumettre le produit long non crénelé, pendant son défilement, aux opérations suivantes a) A sa sortie de la dernière cage de laminage, on soumet le produit long à un refroidissement forcé consistant en une circulation rapide d'un fluide réfrigérant,-autour et au contact du produit long b) On permet ensuite un réchauffage naturel de la peau dudit produit par un auto-revenu à partir de la chaleur résiduelle du coeur c) Puis on procède au crantage du produit long. Comme on le comprend, l'invention consiste à effectuer en premier lieu la trempe du produit long non crénelé et seulement ensuite à procéder à son crantage. En raison de l'aspect lisse de sa surface, l'effet de freinage obtenu par le passage du produit long dans le dispositif de refroidissement est considérablement atténué. La méthode selon l'invention autorise l'utilisation de vitesse de défilement élevée du produit long, pouvant dépasser 100 m/s. De plus, le fait d'effectuer le crénelage (ou crantage) après le traitement thermique est avantageux pour plusieurs autres raisons. Actuellement, le crénelage est réalisé dans la dernière cage de laminage, le produit étant à une température de l'ordre de 1000 C. Dans la méthode selon l'invention, le crénelage est effectué à des températures moyennes pour bénéficier encore d'une certaine malléabilité, et de préférence vers 600 OC, i.e. pendant la rehomogénéisation thermique du produit dans sa section. En outre, le crénelage réalisé à ces températures moyennes écrouit le métal, et contribue de ce fait, à l'amélioration des caractéristiques mécaniques recherchées par traitement thermique, notamment la limite élastique. Il n'est donc plus nécessaire de recourir à un refroidissement aussi sévère pour donner de telles caractéristiques au métal. Enfin, le crantage du produit à "température moyennes', par exemple 600 OC, limite la formation de calamine et provoque, par effet mécanique, l'évacuation de la calamine formée préalablement. L'invention a également pour objet une installation de mise en oeuvre de la méthode selon l'invention, caractérisée en ce qu'elle est située en aval de la dernière cage de laminage et en ce qu'elle comprend principalement, dans le sens de défilement du produit long les éléments suivants - des moyens de refroidissement forcé du produit long, consistant en une circulation rapide d'un fluide refroidissant sous la forme d'une veine circulant, autour et au contact du produit long, selon une direction sensiblement parallèle à celle de l'axe du produit long, - puis des moyens pour le crantage du produit long. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au vu de la description qui va suivre, donnée en référence à la planche de dessin annexée sur laquelle - la figure unique représente schématiquement un exemple d'un mode de réalisation de l'invention. Plus précisément, il s'agit d'une installation de préparation de ronds à béton crénelés en acier que l'on conditionne en bobines à la sortie. Conformément à l'invention, l'installation exemplifiée sur la figure unique est située en aval de l'installation de laminage. De cette dernière, on a seulement représenté la dernière cage finisseuse 1. Le rond 2 en acier, sortant de la cage 1 est ensuite guidé par un tube 3 vers un dispositif 4 de refroidissement énergique, en vue de lui donner une structure de trempe superficielle. Dans l'exemple présenté sur la figure 1, il s'agit d'une boîte allongée à lame d'eau du type de celle décrite dans le brevet français nO 2 457 724. Comme nous l'avons vu précédemment, cette boîte à lame d'eau 4 permet un refroidissement rapide et bref au défilé dans la chaude de laminage, au moyen d'une lame d'eau entourant le rond et circulant à grande vitesse dans une direction parallèle à l'axe du rond 2, dans le même sens que le sens de défilement du rond (indiqué sur la figure par une flèche). A sa sortie du dispositif de refroidissement 4, le rond 2 à structure martensitique périphérique est laissé en refroidissement naturel. Ceci a pour effet l'homogénéisation de la température dans la section du rond qui se traduit par un auto-revenu de la couche périphérique de la martensite sous l'effet de la chaleur restée dans le coeur du rond 2. Comme on peut le voir sur la figure, l'égalisation en température est réalisée à l'intérieur des tubes métalliques 5 qui ont pour principale fonction le guidage du rond. Quand la température du rond est de l'ordre de 600 OC, alors que l'homogénéisation thermique s'achève, le rond 2 est introduit dans un dispositif de crénelage composé d'un duo de cylindres cranteurs 6 et 7, respectivement inférieur et supérieur. Les cylindres 6 et 7 sont disposés de manière que leur axe respectif soit horizontal et perpendiculaire à la direction de défilement du rond 2. En outre, chacun d'eux comporte, ménagée sur sa surface cylindrique extérieure, une cannelure 8 circulaire, pourvue de rainures transversales en creux 9 pour le crénelage en relief du rond à béton 2, ce dernier circulant dans le passage de section sensiblement circulaire obtenu par la réunion des deux cannelures 8. Tout en effectuant le crénelage du rond 2, les deux cylindres cranteurs 6 et 7 sont avantageusement motorisés pour assurer également la mise en traction du rond ainsi que son bon entraînement dans le dispositif de mise en spires, situé en aval de l'installation selon l'invention, et qui est décrit ci-dessous. Enfin, le rond à béton crénelé 10, à sa sortie du dispositif de crénelage, est conditionné en spires-. Pour ce faire, le rond crénelé est introduit dans un tube hélicoidal 11 à axe oblique t . L'entrée 12 du tube 11, qui est placée en regard du dispositif de crénelage, est évasée en entonnoir, ce qui facilite l'introduction du rond dans le tube 11. De plus, le tube 11 est fixé dans un cône métallique 13 de manière que leur axe respectif colncide et tel que le sommet du cône 13 soit ouvert et contienne l'entrée 12 du tube 11. On impose au cône 13 un mouvement de rotation autour de l'axe t . La flèche 14 indique le sens de rotation. Le tube 11 ainsi mis en rotation assure donc la mise en spires du rond crénelé 10 ainsi que son guidage. Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter à l'exemple décrit mais s'étend à de multiples variantes dans la mesure où sont respectées les caractéristiques énoncées dans les revendications jointes. En particulier, le dispositif de refroidissement peut très bien être composé de plusieurs boîtes à lame d'eau successives, entre lesquelles, par exemple, seraient prévus des espaces d'homogénéisation thermique permettant d'atténuer la différence des vitesses de refroidissement entre la peau et le coeur, dans le cas où la section du produit long est importante. Par ailleurs, on peut également utiliser des boites à lame d'eau dans lesquelles la circulation d'eau est faite à grande vitesse selon une direction parallèle à l'axe du produit long, mais dans le sens contraire de déplacement de ce dernier. En ce qui concerne le dispositif de crantage , d'autres dispositifs sont tout à fait concevables dans une installation conforme à l'invention. Selon une variante de l'invention, les moyens de crantage sont constitués par trois cylindres cranteurs dont les axes respectifs sont coplanaires et sont situés à 120 l'un de l'autre, chaque cylindre comportant, ménagée sur sa surface cylindrique extérieure, une cannelure circulaire pourvue de bossages ou de creux pour le crantage, respectivement en creux ou en relief, du produit long qui défile dans le passage obtenu par la réunion des trois cannelures. Eventuellement, on peut prévoir un réchauffage superficiel du produit long juste avant d'effectuer le crantage, au moyen par exemple d'une bobine inductive disposée autour du produit long. Comme on le comprend, l'intérêt de l'invention réside dans le fait qu'elle permet d'accroître la productivité de produits longs crénelés en autorisant des vitesses élevées de préparation. L'invention s'applique à la préparation de produits longs crénelés en métal dès lors qu'un traitement thermique en ligne par circulation d'un fluide sur la surface du produit long est recherché. REVENDICATIONS 1) Méthode de fabrication de produits longs métalliques crénelés dans la chaude de laminage, caractérisée en ce qu'elle consiste à soumettre le produit long non crénelé (2), en défi- lement, aux opérations suivantes a) A sa sortie de la dernière cage de laminage (1), on soumet le produit long (2) à un refroidissement forcé consistant en une circulation rapide d'un fluide réfrigérant, autour et au contact dudit produit long b) On permet ensuite un réchauffage naturel de la peau dudit produit par un auto-revenu à partir de la chaleur du coeur c) Puis on procède au crantage du produit long. 2) Méthode de préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que, avant de procéder à son crantage, on réchauffe ledit produit afin de lui donner une température de peau permettant d'effectuer facilement son crantage. 3) Méthode de préparation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le crantage est effectué quand la température en peau dudit produit long est d'environ 600 bC. 4) Méthode de préparation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, après l'opération de crantage, on met en spires le produit long crénelé. 5) Installation de mise en oeuvre de la méthode selon l'invention, caractérisée en ce qu'elle est située en aval de la dernière cage de laminage (1) et en ce qu'elle comprend principalement, dans le sens de défilement du produit long (2), les éléments suivants - des moyens de refroidissement forcé (4) dudit produit long, permettant la circulation rapide d'un fluide réfrigérant sous la forme d'une lame circulant, autour et -au contact dudit produit long, selon une direction sensiblement parallèle à celle de l'axe dudit produit - puis des moyens de crantage (6,7) du produit long. 6) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de crantage sont constitués par deux cylindres cranteurs (6,7) à axes horizontaux, chaque cylindre comportant, ménagée sur sa surface cylindrique extérieure, une cannelure circulaire (8) pourvue de bossages ou de creux (9) pour le crantage, respectivement en creux ouen relief, du produit long qui défile dans le passage obtenu par la réunion des deux cannelures (8). 7) Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens de crantage sont constitués par trois cylindres cranteurs tel que leurs axes respectifs sont coplanaires et à 1200 l'un de l'autre, et tel que chaque cylindre comporte, ménagée sur sa surface cylindrique extérieure, une cannelure circulaire pourvue de bossages ou de creux pour le crantage respectivement en creux ou en relief du produit long qui défile dans le passage obtenu par la réunion des trois cannelures. 8) Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que des moyens de chauffage du produit long sont prévus en amont =des moyens de crantage afin de lui donner une température de peau permettant d'effectuer son crantage. 9) Application de la méthode selon l'invention à la préparation des ronds à béton en acier, crénelés en relief ou en creux.