Brevet FR2675719A1 — publié le 19921030

"Procédé pour supprimer la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage dans les bandes d'acier laminées à chaud" L'invention a trait à un procédé pour supprimer la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage dans les bandes d'acier laminées à chaud avec une limite élastique prononcée, dans une ligne de dé- capage, la bande d'acier étant déroulée à partir d'un dérouloir, décalaminée et décapée. Les bandes d'acier laminées à chaud, en acier pour emboutissage profond et en aciers de construction ont, de même que les bandes d'acier laminées à froid et recuites, au cours d'une déformation plastique dans le domaine de l'allongement critique à la limite élastique également dénommé l'allongement de L Uders tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage. Ceci s'applique également aux aciers alliés ferritiques. La cause fondamentale de ce phénomène tient aux déplace- ments dans le réseau cristallin Quand on le considère en deux dimensions, on parle de la densité des déplacements, et quand on le considère en trois dimensions, on parle de champs de déplacements Les plis de bobinage se produisent le plus souvent seulement dans le domaine des contraintes de flexion sous tension, qui sont provoquées par les rou- leaux de guidage, sur lesquels la bande d'acier concernée est fléchie sous tension Ces rouleaux de guidage peuvent être, par exemple, des rouleaux contre les ruptures lors du bobinage, des rouleaux destinés à éviter les plis, mais ils peuvent aussi être des rouleaux de guidage ordinaires. Les lignes d'écoulement plastique et les plis de bobinage déjà présents dans les bandes d'acier ne peuvent être éliminés que par laminage réducteur à froid Dans la mesure o la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage pourra être supprimée au cours du laminage de dressage, ceci n'est valable que pour les régions de la bande proches des surfaces Mais les lignes d'écoulement plastique et les plis de bobinage se trouvent aussi au coeur de la bande, en fonction de la profondeur de pénétration de la déformation critique Si ce domaine est à nouveau atteint lors d'une grande déforma- tion ultérieure, par exemple lors d'un emboutissage profond, les lignes d'écoulement plastique et/ou les plis de bobinage apparaissent à nouveau en surface Des plis de bobinage particulièrement forts se produisent lors du passage sous tension d'une bande d'acier sur des rouleaux de guidage de petit diamètre, par suite de la formation de ce qu'on ap- pelle des articulations d'écoulement Etant donné que, par suite de sa résistance à la flexion, la bande d'acier n rentre en contact avec le rouleau-guide qu'en arrière du point de contact tangentiel, il se forme un bras de levier pour la traction Il se produit un moment de flexion Si ce moment de flexion atteint une valeur qui donne lieu à la déformation plastique des fibres extérieures, il se forme alors l'articulation d'écoulement après dépassement de la limite élastique supérieure, par une chute soudaine sur la limite élastique inférieure, dans le domaine de l'allongement de L Uders Ces plis de bobinage sont particulièrement prononcés Un point de repère pour la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage est la grandeur de l'allongement de L Uders SL lors de l'essai de traction Si EL > 1 %, il faut s'attendre à des lignes d'écoulement plastique et à des plis de bobinage C'est ici qu'intervient l'invention. L'invention a pour objectif d'indiquer un procédé et une ligne de décapage permettant d'éliminer complètement et durablement, sur toute la section transversale d'une bande d'acier, la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage dans des bandes d'acier laminées à chaud ayant une limite élastique élevée, et ceci également dans le cas o le matériau en bande est soumis par la suite à de grandes déformations. L'invention résout ce problème, dans le cas d'un procédé du genre en question, en amenant la bande, directe- ment après son déroulement, à l'emprise du laminoir de dressage, sans changements de direction, en la soumettant au dressage et ensuite en la redressant par flexion sous tension L'emprise du laminoir redresseur désigne l'em- prise formée par les cylindres dresseurs d'une cage de laminoir redresseur disposée à la suite d'un dérouloir. L'invention part en premier lieu de la constatation du fait qu'il est possible d'éliminer la tendance à la forma- tion de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage dans les régions superficielles de bandes d'acier laminées à chaud ayant une limite élastique prononcée. Dans le cas de faibles taux de redressement et de faibles épaisseurs des bandes, il ne se produit plus de lignes d'écoulement plastique ni de plis de bobinage, même lors d'un emboutissage profond ultérieur ou d'autres dé- formations importantes analogues Mais ces lignes d'écoule- ment plastique et ces plis de bobinage réapparaissent dans le cas de bandes d'acier relativement épaisses, quand il est nécessaire de les soumettre à de grandes déformations locales au cours des opérations ultérieures de transforma- tion, comme c'est précisément le cas lors de l'emboutissage profond, de l'emboutissage de cuves en tôle ou objets similaires. Si, par contre, la bande d'acier redressée est ensuite planée par flexion sous tension, ceci empêche, de manière surprenante, toute tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage, et par conséquent les empêche de se former Ceci peut vrai- semblablement être attribué à la déformation de la totalité de la section transversale au cours du planage par flexion sous tension Manifestement, les fronts de L Uders et/ou les déplacements dans le réseau critallin ne sont pas seule- ment comme c'est le cas lors du dressage déplacés vers la région du coeur du matériau de la bande, mais ils sont totalement éliminés par la déformation complètement plas- tique et non-homogène sur la totalité de la section trans- versale On obtient en même temps une excellente planéité. Mais un autre effet surprenant est de voir qu'on obtient aussi un décalaminage irréprochable pour le processus de décapage En effet, il y a lieu de craindre, intrinséque- ment, qu'au cours du dressagede la calamine de la bande d'acier laminée à chaud soit enfoncée dans la surface de celle-ci, ce qui donne lieu à des détériorations de la surface et à des inclusions superficielles Mais, de façon surprenante, de telles inclusions sont éliminées lors du planage ultérieur par flexion et étirage, et on obtient, pour l'opération de décapage ultérieure, un conditionnement optimal des surfaces. D'autres caractéristiques essentielles de l'invention vont être exposées ci-après C'est ainsi que l'invention enseigne que des bandes d'acier de 1,0 mm à 6,0 mm d'épais- seur, avec un taux de dressage de 0,5 % à 1,2 %, sont soumises à un dressage au laminoir, puis à un planage par flexion et étirage, avec un taux d'élongation de 0,5 % à 1,2 % En fait, on peut déjà éliminer dans la zone superficielle la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage, quand le taux de dressage au cours du dressage par laminage est de 1 % et quand les épaisseurs de la bande se situent entre 0,8 mm et 1,2 mm Par contre, dans le cas de tôles plus épaisses, de 1,0 mm à 6,0 mm, le planage supplémentaire par flexion et étirage est nécessaire, avec un taux d'allongement qui dépend chaque fois de l'épaisseur de la bande, et qui peut aller jusqu'à 1,2 %, pour éliminer les fronts de L Uders et/ou les déplacements, y compris dans la région du coeur du matériau de la bande Une condition préalable est toujours que la bande d'acier soit amenée dans l'emprise de la cage de dressage sans tourner sur des rouleaux, par exemple qu'elle soit amenée dans la ligne de passage Mais il est également possible d'amener la bande d'acier dans l'emprise de la cage de dressage avec un angle d'entrée maximal de 100, de telle manière que l'angle partiel supérieur formé avec la ligne de passage soit au maximum de 70, et que l'angle partiel inférieur soit au maximum de 3 . L'invention a également pour objet une ligne de dé- capage qui est particulièrement appropriée pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué, et qui présente au moins un dérouloir, une cage de dressage, un dispositif de flexion- étirage et un bain de décapage, dans laquelle ledérouloir précède immédiatement la cage de dressage, sans interposi- tion de rouleaux-guides En outre, il est possible de disposer à la suite de la cage de dressage une planeuse, une cisaille et une rabouteuse, par exemple une machine à souder, pour obtenir une circulation continue de la bande. La planeuse sert seulement à planer le commencement et la fin des bandes d'acier à raccorder ensemble, afin d'assurer un passage impeccable dans la rabouteuse et dans la machine de soudage Selon l'invention, au moins un jeu de rouleaux de traction est toujours disposé en avant du dispositif de planage par flexion-étirage et après celui-ci, pour obtenir chaque fois le taux d'allongement nécessaire. L'invention sera expliquée ci-après avec plus de détails, en se référant au dessin, lequel représente seule- ment un exemple de réalisation La Figure unique représente la partie située à l'entrée d'une ligne de décapage en continu Cette partie d'entrée présente un dérouloir 1 pour une bande d'acier 2 laminée à chaud et bobinée sous forme de coilayant une limite élastique prononcée A la suite de ce dérouloir 1 se trouvent la cage duo de dressage 3 et une planeuse 4 pour planer le commencement et la fin des bandes à rabouter On trouve ensuite une cisaille 5 pour produire des bords de coupe irréprochables se joignant bout à bout, pour le commencement et la fin des bandes à joindre ensemble La jonction a lieu dans une rabouteuse 6 disposée à la suite, qui est habituellement une machine de soudage A partir de la machine de soudage 6, la bande sans fin ainsi produite passe dans un dispositif de planage par flexion-étirage 17 précédé et suivi de deux jeux de rou- leaux de traction 8, 9, pour être ensuite plongée dans un bain de décapage 10. Le dérouloir 1 est disposé immédiatement en avant de la cage de dressage 3, sans interposition de rouleaux-guides, afin que la bande d'acier 2 puisse être amenée directement après déroulage dans l'emprise 11 de la cage de dressage, sans passer sur des rouleaux-guides, pour y être dressée par laminage Au cours du planage par flexion-étirage qui précède le décapage de la bande d'acier 2, les fronts de L Uders et/ou les déplacements dans le réseau cristallin sont éliminés par une déformation totalement plastique non-homogène, également dans la région du coeur de la bande d'acier 2, avec des taux d'allongement allant jus- qu'à 1,2 % On obtient en même temps un décapage impeccable et une planéité impeccable de la bande d'acier 2. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour supprimer, dans une ligne de décapage, la tendance à la formation de lignes d'écoulement plastique et de plis de bobinage dans des bandes d'acier laminées à chaud, ayant une limite élastique prononcée, dans lequel la bande d'acier est déroulée à partir d'un dérouloir, décalaminée et décapée, c a r a c t é r i S é en ce que la bande d'acier est amenée directement après le déroulement dans l'emprise d'un laminoir de dressage, sans être déviée par des rouleaux- guides, et est dressée par laminage et ensuite planée par flexion-étirage avant d'être décapée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des bandes d'acier de 1,0 mm à 6,0 mm d'épaisseur sont dressées au moyen d'une cage de dressage avec un taux de dressage par laminage de 0,5 % à 1,2 % et sont planées par flexion-étirage avec un taux d'allongement de 0,5 % à 1,2 %. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande d'acier concernée est amenée dans la ligne de passage dans l'emprise du laminoir de dressage. 4 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande d'acier est amenée dans l'emprise du laminoir de dressage avec un angle d'entrée maximal de 100, de telle manière que l'angle partiel supérieur avec la ligne de passage soit au maximum de 7 et que l'angle partiel in- férieur soit au maximum de 30. Ligne de décapage pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 4, comportant au moins un dérou- loir ( 1), une cage de dressage ( 3), un dispositif de planage par flexion-étirage ( 7) et un bain de décapage ( 10), dans laquelle le dérouloir ( 1) est disposé directement devant la cage de dressage ( 3) sans interposition de rouleaux-guides. 6 Ligne de décapage selon la revendication 5, caracté- risée en ce qu'une planeuse ( 4),une cisaille ( 5) et une rabouteuse ( 6), par exemple une machine de soudage, sont disposées à la suite de la cage de dressage ( 3). 7 Ligne de décapage selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le dispositif de planage par flexion-étirage ( 7) est chaque fois précédé et suivi par un jeu de rouleaux de traction ( 8, 9).