Brevet FR2702973A1 — publié le 19940930

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECALAMINAGE D'UN FIL METALLIQUE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décalaminage d'un fil métallique. Elle s'applique en particulier au décalaminage de fils machine en acier, préalablement laminés à chaud, et destinés à être tréfilés. La calamine est un oxyde qui se forme au cours du refroidissement du fil après laminage et qui reste adhérent à la surface du fil machine. Les trains de laminage modernes présentent une température élevée de fin de laminage qui occasionne une formation importante de calamine sur le fil machine. Le fil machine doit être soigneusement débarrassé de sa couche de calamine avant l'opération de tréfilage. En effet la présence de calamine lors du tréfilage peut provoquer des rayures du fil ou encore une usure importante des filières. La calamine représente une perte sèche pour le tréfileur et elle doit pouvoir être enlevée facilement et économiquement. Classiquement ce décalaminage est réalisé juste avant le tréfilage, le fil étant froid, à température ambiante. Il est connu de réaliser le décalaminage en déformant le fil par des flexions successives. Sous l'effet de ces flexions, la couche d'oxyde s'écaille et se détache du fil sous formes de paillettes. Un autre mode de décalaminage est le grenaillage qui consiste à projeter de la grenaille abrasive sur le fil. Par exemple, les documents FR-A-2236353 et FR-A-2468419 décrivent des procédés de décalaminage qui associent un dispositif de décalaminage à galets imposant des flexions au fil et un dispositif de décalaminage par projection de particules abrasives constituées par les paillettes de calamine qui se détachent de la surface du fil passant dans les galets. Ces paillettes de calamine sont projetées à l'aide d'injecteurs fonctionnant à l'air comprimé qui aspirent par ailleurs la calamine détachée du fil, dans un bac situé sous les galets. Les dispositifs de décalaminage à galets comportent une série de galets disposés successivement en quinconce selon la direction de défilement de manière à former des chicanes pour le fil traversant le dispositif. Lorsque le fil est fléchi par cintrage sur chaque galet, sa peau est allongée ce qui provoque l'écaillage de la calamine. Toutefois ce décalaminage est assez grossier, et des écailles de calamine peuvent rester accrochées au fil. C'est pourquoi il est prévu, dans les procédés décrits dans les documents déjà cités, de compléter le décalaminage par une projection de particules abrasives. Ces dispositifs de projection augmentent considérablement l'encombrement de l'installation, d'autant plus qu'il est indispensable de prévoir une enceinte suffisamment étanche pour éviter une dispersion des particules abrasives et des écailles de calamine, et pour récupérer celles-ci. De plus les flexions alternatives du fil machine nécessitent un effort de traction d'autant plus important que le diamètre du fil et sa résistance mécanique sont grands. De telles méthodes sont donc difficilement applicables en pratique pour des fils de gros diamètre. L'invention a pour but de résoudre les problèmes indiqués ci-dessus, et de permettre un décalaminage efficace des fils machine destinés à être tréfilés, même de gros diamètre, tout en limitant l'encombrement de l'installation. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de décalaminage mécanique d'un fil métallique, notamment destiné à être tréfilé, selon lequel on soumet le fil à une déformation de sa surface pour en décrocher la calamine qui y adhère, caractérisé en ce que ladite déformation est une déformation de compression radiale du fil. Le procédé selon l'invention permet un décalaminage efficace du fil, juste avant son tréfilage, lors d'un défilement rectiligne du fil. Il évite donc les flexions alternatives successives du fil, nécessaires selon les techniques antérieures, et peut donc être appliqué sur des fils de gros diamètre sans nécessiter d'efforts de traction importants, car le fil reste en ligne droite, et l'écrasement limité provoqué par les galets demande un effort peu important. Le diamètre du fil machine à tréfiler n'est plus une limitation au procédé de décalaminage. Il est en effet apparu que, sous l'effet de la pression modérée mais appliquée directement sur la surface calaminée du fil, la calamine est complètement fragmentée et se détache naturellement du fil dès que cette pression cesse. Préférentiellement, ladite compression est exercée successivement selon des directions radiales décalées angulairement. Dans ce cas la pression n'est pas exercée simultanément dans une même section transversale du fil elle est d'abord exercé sur des premiers secteurs axialement symétriques de la surface du fil, puis, en une ou plusieurs autres fois, sur d'autres secteurs décalés angulairement par rapport aux premiers, de manière que globalement, toute la périphérie du fil soit soumise à cette pression. La déformation qui en résulte provoque une réduction de section, préférentiellement comprise entre 5 et 10 %. L'allongement du fil résultant de cette réduction de section se combine à l'effet de la pression exercée à sa surface pour détacher les particules de calamine. De plus la réduction de section facilite le tréfilage effectué en aval. L'invention a aussi pour objet un dispositif de décalaminage d'un fil destiné à être tréfilé, comprenant des moyens de déformation du fil, caractérisé en ce que ces moyens de déformation sont des moyens de compression transversale du fil définissant entre eux un espace de passage pour le fil de dimensions inférieures à celles de la section du fil à décalaminer. Les moyens de compression transversale sont soit tous disposés sous forme d'un seul ensemble dans un même plan orthogonal à la direction de défilement du fil de manière à agir simultanément sur tout le pourtour du fil, soit groupés en plusieurs sous-ensembles disposés successivement selon ladite direction de défilement, chaque sous-ensemble comprenant plusieurs moyens de compression équirépartis autour de l'espace de passage du fil et décalés angulairement d'un sous-ensemble à l'autre de manière à agir successivement sur des secteurs adjacents du pourtour du fil. Préférentiellement, les moyens de compression sont des galets dont les axes sont orthogonaux à la direction de défilement du fil. Préférentiellement encore, les galets sont des galets à gorge, dont le fond de la gorge a une section en arc de cercle de rayon inférieur au rayon du fil à décalaminer. Les parties en arc de cercle des gorges de galets d'un même ensemble ou sous-ensemble de galets définissent un espace de passage circulaire pour le fil, de rayon égal audit rayon de l'arc de cercle. Ainsi la pression exercée sur la surface du fil, et la déformation qui en résulte, est sensiblement constante sur le pourtour du fil. Pour réduire encore l'effort de traction nécessaire pour faire passer le fil dans le dispositif de décalaminage, les galets peuvent être motorisés et participer à l'entraînement du fil. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite à titre d'exemple d'un dispositif de décalaminage de fil laminé à chaud placé en amont d'un dispositif de tréfilage de ce fil, et de son procédé de mise en oeuvre, conformément à l'invention. on se reportera aux dessins annexées dans lesquels - la figure 1 est une vue générale d'une installation de tréfilage munie d'un dispositif de décalaminage selon 1 ' invention - la figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, du dispositif de décalaminage selon la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 est une section à échelle encore plus agrandie, de la gorge des galets de décalaminage. Sur la figure 1 est représentée schématiquement une installation de tréfilage comprenant successivement allignés dans le sens de défilement du fil à tréfiler - un dispositif de décalaminage 3 - une unité de nettoyage 2, et - une filière 1 de tréfilage. Le fil machine 4, laminé à chaud, traverse successivement le dispositif de décalaminage, l'unité de nettoyage et la filière, selon une trajectoire sensiblement rectiligne selon la flèche F, en tous cas, il ne subit aucune flexion dans le dispositif de décalaminage. Le dispositif de décalaminage 3 comporte des moyens de pression constitués par quatre galets 31 à 34 regroupés en deux sous-ensembles 35, 36 chacun constitué ici d'une paire de galets 31, 32, respectivement 33, 34. Chaque paire de galet comporte deux galets à gorge, tels que 31, 32, d'axes parallèles et situés dans un même plan orthogonal à la direction de défilement du fil 4, les galets définissant entre eux un espace de passage 37 pour le fil 4 (figures 2 et 3). Les galets sont réalisés en acier traité ou, préférentiellement en carbure. Chaque galet 31-34 comporte une gorge 41 périphérique en V dont le fond a une section en arc de cercle 42 de rayon R inférieur au rayon R1 du fil machine à décalaminer. Le rapport R est supérieur à 0,9, préférentiellement compris entre 0,94 et 0,96. Les galets 31, 32 d'une même paire sont disposés de manière que la distance entre les fonds de leurs gorges respectives soit sensiblement égal à 2R, c'est-à-dire que les arcs de cercle 42 se trouvent sur un même cercle C définissant les dimensions de l'espace de passage 37 du fil. La deuxième paire 36 de galets est disposée en aval de la première 35 dans le sens de défilement du fil, et décalée angulairement par rapport à celle-ci de 90O autour de la direction de défilement. Les espaces de passage 37 du fil, définis par chaque paire de galets, sont alignés selon la direction de défilement. Il en résulte que le fil ne subit pas de flexion lors de son passage entre les différents galets. Dans l'exemple décrit, où il y a deux paires de galets, décalés à 90 , l'angle a correspondant à l'arc de cercle du fond de la gorge de chaque galet est supérieur à 90" par exemple, compris entre 90 et 950 De la sorte il y a un léger recouvrement des zones de fil traitées par chaque paire de galets, ce qui garantit que tout le pourtour du fil soit soumis à la pression exercée par les galets. En variante, il est possible d'utiliser plus de deux paires de galets, décalées alors angulairement de manière à être régulièrement réparties autour de la direction de défilement. Par exemple on pourra utiliser trois paires de galets décalées de 60". Dans ce cas, l'arc de cercle du fond de gorge pourra être corrélativement réduit. L'unité de nettoyage 2, disposée en aval du dispositif de décalaminage, comprend des moyens de lavage 21 par projection d'un liquide, par exemple de l'eau sous pression, et des moyens de séchage 22 par exemple par insufflation d'air, ou encore des moyens de brossage de type connu. L'unité de nettoyage n'est cependant qu'accessoire ; elle peut servir pour éliminer de la surface du fil des résidus de calamine qui, bien que détachés, seraient entraînés avec le fil hors de son défilement et risqueraient de s'incruster lors du tréfilage ultérieur, ou pour effectuer un traitement de surface du fil préalablement à son tréfilage. Lors de la mise en oeuvre du dispositif, le fil 4 est soumis à la traction nécessaire au tréfilage, selon la flèche F. En passant entre les galets 31 et 32, puis 33 et 34, il est soumis par ceux-ci à une déformation de compression qui fait éclater la calamine superficielle. Cette déformation se produit d'abord dans la première paire de galet sur des zones diamétralement opposées, puis dans la deuxième paire, dans les zones décalées à 900 non traitées dans la première paire. Ainsi toute la surface du fil est soumise à la pression des galets, et par suite des déformations successives, le fil sort du dispositif de décalaminage en étant pratiquement rond mais diminué en diamètre.L'effort nécessaire pour faire passer le fil entre les galets peut être fourni par les moyens de tréfilage ; il peut également être fourni, au moins partiellement, par les galets de décalaminage, auquel cas ceux-ci sont motorisés. A titre d'exemple, on a tréfilé du fil machine en acier FM72 de diamètre 5,5 mm, après décalaminage conformément à l'invention. Le dispositif de décalaminage comportait deux paire de galets de 150 mm de diamètre dont les gorges avaient une section en arc de cercle de 2,55 mm de rayon. Après son passage dans le dispositif de décalaminage, à une vitesse de 1 à 1,5 m/s, le fil était exempt de calamine et son diamètre était de 5,25 + 0,10 mm. Le fil a été ensuite tréfilé sans problème en sept passes au diamètre 2,5 mm. L'invention n'est pas limité au dispositif décrit cidessus à titre d'exemple. Il a déjà été indiqué la possibilité d'utiliser plus de deux paires de galets répartis angulairement. On peut aussi utiliser des sous-ensembles comportant plus de deux galets, par exemple trois galets disposés dans le même plan à 1200, et éventuellement plusieurs de ces sous-ensembles disposés successivement selon la direction de défilement. Il est également possible d'utiliser à la place de galets, d'autres moyens permettant d'exercer une pression transversale sur la périphérie du fil, tels que des éléments fixes, non rotatifs, comportant un profil correspondant à la section des gorges des galets précédemment décrits, et entre lesquels le fil glisse en étant soumis à un écrasement par lesdits éléments. REVENDICATIONS 1) Procédé de décalaminage mécanique d'un fil (4) métallique, notamment destiné à être tréfilé, selon lequel on soumet le fil à une déformation de sa surface pour en décrocher la calamine qui y adhère, caractérisé en ce que ladite déformation est une déformation de compression radiale du fil. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite compression est exercée successivement selon des directions radiales décalées angulairement. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite déformation conduit à une réduction de section du fil comprise entre 5 et 10 t. 4) Dispositif de décalaminage d'un fil (4) destiné à être tréfilé, comprenant des moyens de déformation du fil, caractérisé en ce que ces moyens de déformation sont des moyens (31 à 34) de compression transversale du fil définissant entre eux un espace de passage (37) pour le fil de dimensions inférieures à celles de la section du fil à décalaminer. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de compression transversale du fil sont tous disposés sous forme d'un seul ensemble dans un même plan orthogonal à la direction (F) de défilement du fil de manière à agir simultanément sur toute le pourtour du fil. 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de compression transversale du fil sont groupés en plusieurs sous-ensembles (35,36) disposés successivement selon ladite direction (F) de défilement, chaque sous-ensemble comprenant plusieurs moyens de compression (31,32,33,34) équirépartis autour de l'espace de passage du fil et décalés angulairement d'un sous-ensemble à l'autre. 7) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de compression sont des galets (31,32,33,34) dont les axes sont orthogonaux à la direction (F) de défilement du fil. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les galets (31 à 34) sont des galets à gorge, dont le fond de la gorge (41) a une section en arc de cercle (42) de rayon (R) inférieur au rayon (R1) du fil à décalaminer. 9) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les galets (31,32,33,34) sont motorisés.