Brevet FR2706793A1 — publié le 19941230

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de raboutage de bandes d'acier laminées à froid par soudage à la molette et par écrasement. Dans les procédés sidérurgiques, il est connu, après avoir laminé à froid des bandes issues d'un train à chaud pour en diminuer l'épaisseur, de faire subir à ces bandes laminées à froid des traitements postlaminage tels que par exemple un recuit d'homogénéisation ou un revêtement d'un alliage anti-corrosion. Pour cela, les traitements étant réalisés en continu au défilement, il est nécessaire par souci de productivité de rabouter les bandes les unes derrière les autres afin d'obtenir une bande continue. A cet effet, on place en recouvrement la queue d'une première bande et la tête d'une seconde bande à rabouter sur la première, on bride chaque bande de part et d'autre de l'interface en recouvrement et on soude l'interface en recouvrement par passage sous effort de molettes conductrices entre lesquelles circule un courant électrique de soudage. Pendant cette opération, la queue de la première bande arrête de défiler vers l'installation de traitement située en aval. Cette opération est rendue possible sans arrêter le défilement de la bande dans l'installation de traitement par interposition entre ladite installation de traitement et l'installation de soudage, dVun accumulateur de bandes qui se vide pendant l'arrêt de la queue de la bande et se remplit dès que l'opération de raboutage est terminée et que la seconde bande avance. Le problème du raboutage des bandes réside principalement dans le fait que l'opération de soudage entraîne un recuit local de la bande au niveau de l'interface en recouvrement. Ce recuit entraîne une structure recristallisée de la zone soudée. Or, les bandes étant initialement laminées à froid, elles sont fortement écrouies avec une structure lamellaire orientée dans le sens du laminage. La structure métallographique de la bande continue issue du raboutage de deux bandes est donc hétérogène, une petite zone recuite et recristallisée étant entourée de deux zones fortement écrouies. Ainsi, il en découle un profil de caractéristiques mécaniques hétérogènes, la limite élastique et la charge à la rupture étant supérieures dans la zone soudée que dans le reste de la bande et, par voie de conséquence, une chute de la dureté dans la zone soudée qui peut atteindre 100 Hvl. Par conséquent, lorsque lVon tire sur une telle bande au cours du traitement que l'on souhaite lui faire subir, on assiste très souvent à une casse nette au niveau de la jonction entre les deux zones. Pour éviter ce type de problèmes, il est nécessaire de réaliser un recuit d'homogénéisation de la bande avant soudage. Mais, ce type de recuit n'est pas forcément souhaitable en particulier si on désire conserver la structure écrouie de la bande. Outre ces problèmes d'ordre métallurgique, la zone soudée présente une surépaisseur de l'ordre de 30 à 50% par rapport à ltépaisseur initiale des bandes. Cette surépaisseurstavère préjudiciable lors du bobinage de la bande continue, car au moment de la formation des spires, en raison de la surépaisseur de la soudure, la bobine présente un défaut de circularité qui entraîne un marquage de la bande conduisant celle-ci au rebut. Pour minimiser cet effet de marquage de la bande, il est connu de disposer après les molettes de l'installation de soudage, au droit de l'interface de recouvrement, un galet de forgeage pour écraser la soudure peu après sa formation lorsque le métal est encore malléable. Cette opération de galetage transversal permet de répartir la surépaisseur de la soudure et ainsi de la réduire de 5 à 20% de l'épaisseur de la tôle, mais sans l'éliminer totalement. Du point de vue métallurgique, l'opération de galetage écrouit légèrement le métal au droit de la zone soudée et permet de minimiser sensiblement le phénomène d'hétérogénéité de la structure de la bande continue, mais le problème posé reste entier. De plus, le galetage des soudures s ' effec- tuant transversalement au sens de laminage de la bande, il se produit localement un changement de l'orthotropie du métal. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé de raboutage de bandes d'acier laminées à froid par soudage par résistance à la molette et par écrasement qui permet d'obtenir une zone soudée ne présentant aucune surépaisseur par rapport à l'épaisseur initiale de la bande et d'obtenir une bande continue ne présentant pas dthétérogénéité de structure de façon à éliminer les risques de rupture de ladite bande lors des traitements ultérieurs. L'invention a donc pour objet un procédé de raboutage de bandes d'acier laminées à froid par soudage à la molette et par écrasement, dans lequel - on place en recouvrement la queue d'une première bande et la tête d'une seconde bande à rabouter avec ladite première bande, - on bride chaque bande de part et d'autre de l'interface en recouvrement, - on soude l'interface en recouvrement par passage sous effort de molettes conductrices entre lesquelles circule un courant électrique de soudage, caractérisé en ce qu'après le soudage, on débride les bande raboutée et on soumet la zone soudée des bandes raboutées à l'action d'au moins deux cylindres motorisés en rotation, horizontaux et parallèles entre eux et situés chacun en regard d'une face des bandes raboutées pour laminer la surépaisseur de ladite bande soudée. L'invention a également pour objet un dispositif de raboutage de bandes d'acier laminées à froid pour la mise en oeuvre du procédé mentionné cidessus, du type comportant une installation de soudage munie dé moyens de bridage de chaque bande et de molettes conductrices entre lesquelles circule un courant électrique pour souder l'interface en recouvrement de la queue d'une première bande et de la tête d'une seconde bande, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux cylindres motorisés en rotation horizontaux et parallèles entre eux et situés chacun en regard d'une face des bandes raboutées pour laminer la surépaisseur de la zone soudée, lesdits cylindres étant situés en aval de l'installation de soudage par rapport au sens de défilement desdites bandes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des moyens de détection du passage, entre les cylindres, de la zone soudée, des moyens de serrage et de desserrage des cylindres et des moyens de commande du serrage et du desserrage de ces cylindres reliés d'une part, auxdits moyens de détection et, d'autre part, auxdits moyens de serrage et de desserrage desdits cylindres. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la fig. 1 est une vue schématique du dispositif de raboutage de bandes d'acier laminées, conforme à l'invention, - la fig. 2 est une vue schématique à plus grande échelle, des cylindres de laminage de la surépaisseur de la zone soudée et des moyens de détection du passage entre lesdits cylindres de la zone soudée. Après l'opération de laminage à froid, les bandes en acier sont enroulées sous la forme de bobines et ces bobines sont soudées deux à deux dans un disposée tif de raboutage. Comme représenté à la fig. 1, le dispositif de raboutage comporte tout d'abord une installation 20 de soudage par résistance à la molette de la queue la d'une première bande 1 sur la tête 2a d'une seconde bande 2 provenant d'une bobine 10 disposée sur un dévidoir. Cette installation 20 de soudage est équipée de deux molettes, respectivement 21 et 22, électriquement conductrices et, d'autre part, en amont et en aval de celles-ci de moyens de bridage de chaque bande 1 et 2 constitués respectivement par des mors 30 et 31. Le dispositif de raboutage comporte également en aval de l'installation 20 de soudage par rapport au sens de défilement des bandes 1 et 2, des moyens 40 pour laminer la surépaisseur de la zone soudée formée après le soudage de la queue la de la première bande 1 avec la tête 2a de la seconde bande 2. Un poste il de traitement comme par exemple un recuit d'homogénéisation ou un revêtement d'un alliage anti-corrosion peut être prévu en aval des moyens 40 de laminage par rapport au sens de défilement des bandes 1 et 2. Les bandes 1 et 2 sont mises en recouvrement partiel et l'interface en recouvrement 3 de la queue la de la bande 1 et de la tête 2a de la bande 2 est encadré par les molettes de soudage 21 et 22 et lesdites bandes 1 et 2 sont maintenues dans une position fixe au moyen des mors de bridage 30 et 31. On amène les molettes de soudage 21 et 22 en contact avec l'interface de recouvrement 3 des bandes 1 et 2, on exerce un effort mécanique sur lesdites molettes de soudage 21 et 22 et, simultanément, on les alimente en courant électrique afin d'effectuer le soudage de l'interface de recouvrement 3 desdites bandes 1 et 2. Après l'opération de soudage, et comme représenté à la fig. 2, on obtient une zone soudée 4 au droit de l'interface de recouvrement partiel 3 des bandes 1 et 2 et qui est disposée transversalement par rapport au sens de défilement de la bande continue ainsi formée. Ainsi que représenté à la fig. 2, la zone soudée 4 présente une surépaisseur. Les moyens 40 de laminage de cette surépaisseur de la zone soudée 4 comportent au moins deux cylindres 41 et 42 motorisés en rotation, horizontaux et parallèles entre eux et situés chacun en regard d'une face des bandes 1 et 2 raboutées. Le dispositif comporte également des moyens 43 et 44 de serrage et de desserrage des cylindres 41 et 42, comme par exemple des vérins hydrauliques, disposés respectivement au-dessus du cylindre supérieur 41 et endessous du cylindre inférieur 42. Le dispositif de raboutage selon l'invention comporte encore des moyens 45a et 45b de détection de passage de la zone soudée 4 entre les cylindres 41 et 42. Ces moyens de détection 45a et 45b sont situés en amont des cylindres 41 et 42 par rapport au sens de défilement des bandes 1 et 2 raboutées et sont formés par au moins un capteur optique. Dans l'exemple représenté à la fig. 2, deux capteurs optiques 45a et 45b sont situés de part et d'autre du plan médian horizontal aux deux cylindres 41 et 42 et en aval de l'installation de soudage 20 par rapport au sens de défilement des bandes 1 et 2, ces deux capteurs 45a et 45b étant en regard desdits cylindres 41 et 42 et à égale distance dudit plan médian. Ce plan médian est confondu avec le plan moyen dans lequel se déplacent des bandes 1 et 2 raboutées. Le dispositif de raboutage selon l'invention comporte des moyens 46 de commande du serrage et du desserrage des cylindres 41 et 42 qui sont reliés, d'une part, aux capteurs optiques 45a et 45b et, d'autre part, aux vérins hydrauliques 43 et 44. Ces moyens de commande 46 sont par exemple formés par un automate programmable industriel. Avantageusement, le dispositif selon 1' inven- tion peut également comporter des moyens 47a et 47b de détection dTun déplacement vertical des bandes 1 et 2 raboutées qui permettent de différencier le passage de la zone soudée 4 entre les cylindres 41 et 42 d'un simple déplacement vers le haut des bandes 1 et 2 raboutées. Ces moyens sont par exemple formés par au moins deux capteurs capacitifs 47a et 47b, chacun d'eux étant situés de part et d'autre du plan médian horizontal aux deux cylindres 41 et 42 et en amont de ceux-ci. Ces moyens 47a et 47b de détection de déplacement vertical des bandes 1 et 2 raboutées sont reliés aux moyens 46 de commande du serrage et du desserrage des cylindres 41 et 42, ctest-à-dire à l'automate programmable industriel. Les bandes 1 et 2 raboutées sont entraînées par les cylindres 41 et 42 motorisés en rotation. Lorsque les capteurs optiques 45a et 45b détectent le début de la surépaisseur de la zone soudée 4, l'information est transmise à l'automate 46, qui en fonction de la vitesse de défilement des bandes 1 et 2 raboutées, commande aux vérins hydrauliques 43 et 44 le serrage des cylindres 41 et 42. L'effort de serrage est appliqué en tenant compte de la vitesse de défilement de l'assemblage des bandes 1 et 2 raboutées. Lors de la détection par les capteurs optiques 45a et 45b de la fin de la zone soudée 4, ceuxci transmettent l'information à l'automate 46 qui commande aux vérins hydrauliques 43 et 44 le desserrage des cylindres 41 et 42. Selon une variante, pendant le passage entre les cylindres 41 et 42 des zones des bandes 1 et 2 situées de part et d'autre de la zone soudée 4, les cylindres 41 et 42 sont en rotation et écartés des bandes 1 et 2 raboutées. L'intensité de l'effort exercé par les cylindres 41 et 42 est choisie de manière à laminer à froid la zone soudée 4 et donc de conférer par écrouies sage à l'acier la structure métallurgique du métal de base constituant les zones non soudées des bandes 1 et 2 et également de supprimer la surépaisseur de ladite zone soudée 4. L'assemblage des bandes 1 et 2 ainsi localement laminées peut ensuite être acheminé vers un poste de traitement ultérieur sans craindre une cassure au niveau de la jonction entre les deux bandes 1 et 2 raboutées. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent également être utilisés pour le raboutage de tôles d'acier laminées à froid par soudage à la molette et par écrasement. REVENDICATIONS 1. Procédé de raboutage de bandes (1, 2) d'acier laminées à froid par soudage à la molette et par écrasement, dans lequel - on place en recouvrement la queue (la) d'une première bande (1) et la tête (2a) d'une seconde bande (2), - on bride chaque bande (1, 2) de part et d'autre de l'interface en recouvrement (3), - on soude l'interface en recouvrement (3) par passage sous effort de molettes (21, 22) conductrices entre lesquelles circule un courant électrique de soudage, caractérisé en ce qu'après le soudage, on débride les bandes (1, 2) raboutées et on soumet la zone soudée (4) des bandes (1, 2) raboutées à l'action d'au moins deux cylindres (41, 42) motorisés en rotation, horizontaux et parallèles entre eux et situés chacun en regard d'une face des bandes (1, 2) raboutées pour laminer la surépaisseur de ladite zone soudée (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on entraîne les bandes (1, 2) raboutées par lesdits cylindres (41, 42) motorisés. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le passage entre les cylindres (41, 42) des zones des bandes (1, 2) situées de part et d'autre de la zone soudée (4), les cylindres (41, 42) sont en rotation et écartés des bandes (1, 2) raboutées. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on détecte la zone soudée (4) par détection de la surépaisseur de cette zone soudée (4). 5. Dispositif de raboutage de bandes (1, 2) d'acier laminées à froid pour la mise en oeuvre du procede selon l'une des revendications 1 à 4, du type comportant une installation (20) de soudage munie de moyens (30, 31) de bridage de chaque bande (1, 2) et de molettes (41, 42) conductrices entre lesquelles circule un courant électrique pour souder l'interface en recouvrement (3) de la queue (la) d'une première bande (1) et de la tête (2a) d'une seconde bande (2), caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux cylindres (41, 42) motorisés en rotation horizontaux et parallèles entre-eux et situés chacun en regard d'une face des bandes (1, 2) raboutées pour laminer la surépaisseur de la zone soudée (4), lesdits cylindres (41, 42) étant situés en aval de l'installation (20) de soudage par rapport au sens de défilement desdites bandes (1, 2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (45a, 45b) de détection du passage, entre les cylindres (41, 42), de la zone soudée (4), des moyens (43, 44) de commande du serrage et du desserrage de ces cylindres (41, 42) reliés, d'une part, auxdits moyens (45a, 45b) de détection, et, d'autre part, auxdits moyens (43, 44) de serrage et de desserrage desdits cylindres (41, 42). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de détection (45a, 45b) sont situés en amont des cylindres (41, 42) par rapport au sens de défilement des bandes (1, 2). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de détection sont formés par au moins un capteur optique (45a, 45b). 9. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de détection sont formés par deux capteurs optiques (45a, 45b) situés de part et d'autre du plan médian horizontal des cylindres (41, 42). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (47a, 47b) de détection d'un déplacement vertical des bandes (1, 2) raboutées et reliés aux moyens (46) de commande du serrage et du desserrage des cylindres (41, 42). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (47a, 47b) de détection du déplacement vertical des bandes (1, 2) raboutées sont situés en amont des cylindres (41, 42) par rapport au sens de défilement desdites bandes (1, 2) et de part et d'autre du plan médian horizontal auxdits cylindres (41, 42). 12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moyens de détection du déplacement vertical des bandes (1, 2) raboutées sont formés par au moins deux capteurs capacitifs (47a, 47b). 13. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les moyens de commande du serrage et du desserrage des cylindres (41, 42) sont formés par un automate programmable industriel.