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Cette invention est relative à un procédé continu de recuit de feuïilards d'acier laminés à froid, en particulier des feuillards d'acier à faible teneur en carbone et l'invention concerne aussi les feuillards d'acier recuits suivant le présent procédé.
L'acier laminé à faible teneur en carbone, cest-à-dire ne contenant pas plus de 0,2% de carbone, représente approximativement 50% de la production d'acier laminé. La proportion de loin la plus grande de ce produit est réduite à l'épaisseur finale par laminage à froid, des réductions d'épaisseur aussi élevées que 85% étant faites dans la dernière opération. L'effet d'une réduction à froid aussi énergique est d'allonger et de broyer la micro-
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structure de l'acier, le rendant dur et non malléable et nécessi- tant un traitement thermique ultérieur pour rétablir le degré vou- lu de douceur et de ductilité. Le but du traitement est de produire une tôle ou un feuillard ayant une dureté spécifiée convenait à son usage final .
Jusqu'à présent, le traitement thermique a genéralement consisté en un recuit en boite du feuillard lapine à froid. Dans cette opération, on empile plusieurs rouleaux de feuillard dans une enceinte appropriée et on les chauffe lentement jusqu'aux environs de la température de transformation inférieure de l'acier, on les maintient à cette température pendant plusieurs heures et ensuite on les refroidit très lentement jusqu'à une température d' environ 121 C, le cycle complet exigeant 60 à 70 heures. Ce traitement,lorsqu'il est convenablement applique, produit une microstructure de grains de ferrite équiaxés caractérisés par une distribution des carbures en petites particules bien rondes.
On considère généralement cette structure corme procurant la combinaison optimum de douceur et de ductilité et convenant le mieux pour de sévères opérations de façonnage. Toutefois, le recuit en boîte est une opération prenant beaucoup de temps et dans les dernières années il y a eu une tendance croissante vers l'utilisation d'un procédé continu de recuit. Dans cette dernière opération, on fait passer l'acier comme un câble à travers un four comprenant une section de chauffage et une section de refroidissement.
La section de chauffage est conçue de manière à amener le feuillard d'acier à une température comprise entre 78 et 955 C en 1/2 à 2 minutes et à le maintenir à cette température pendant plusieurs secondes. La section de refroidissement peut avoir plusieurs certaines de mètres de longueur et elle est agencée de @anière à refroidir l'atmosphè- re du four à contre courant afin d'amener le feuillard à la température finale désirée en quelques minutes.
Le recuit continu convient bien 9 la production en ligne de produits en acier recouveri - d'un revêtement puiue le feuillard peut être refroidi à une tem
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pérature juste au-dessus d.e la température du métal de revêtement et être introduit immédiatement dans le bain de métal de revêtement, réalisant ainsi une considérable économie de chaleur. Un exemple pratique de recuit continu conventionnel est donné par la courbe 1 de la figure 1 des dessins annexés.
Dans ce type d'opéra-. tion, la section de chauffage fonctionne avec l'apport maximum de chaleur et la vitesse du feuillard est réglée de manière à obtenir la dureté spécifiée tandis que le refroidissement est commandé uni- quement au point nécessaire pour ramener le feuillard à une tempé- rature appropriée pour l'introduire dans l'atmosphère ou le faire entrer dans un bain de métal de revêtement en fusion.
Bien que le procédé conventionnel de recuit continu soit dirigé en vue d'obtenir un produit complètement recuit, c'est-à-dire que le feuillard d'acier est porté à des températures approchant son point critique supérieur ou dépassant celui-ci, l'opération ne donne pas un produit aussi doux que l'ancien procédé de recuit en boite même lorsqu'on réduit la vitesse pour accroître la durée à haute température. On ne l'a donc pas adopté pour le travail de toutes les qualités d'acier car les pratiques 'les plus courantes réduisent consé- quemment la dureté d'un feuillard d'acier à faible teneur en carbone laminé à froid à une dureté Rockwell B de 58 et ce résultat n'est atteint qu'en réduisant la vitesse du feuillard et en diminuant la production.
Le-procédé de recuit ici décrit a pour but de produire de manière suivie .un feuillard doux' ayant une dureté maximum Recueil B de 55, dans des fours de recuit continus à grande vitesse. On a découvert qu'une zone de température de recuit sous-critique particulière utilisée conjointement avec un cycle de refroidissement et de Main- tien spécifique procure de manière constante les prepriétés @
Le recuit à des températures sous-critiques est possible car les grains de ferrite qui ont été déformés et soumis à de grands efforts résultant du laminage à froid ont la ossibilité @@ se recristalliser et de se réorienter d'eux mêmes en une Structn-
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re normale à des températures aussi basses que 538 C.
Cependant les grains de perlite qui ont aussi été soumis à un effort et déformés par le laminage à froid restent insensibles aux températures sous-critiques. Les essais antérieurs de recuit aux températures fous-critiques étaient basés sur une longue durée à la température de recuit associée à un refroidissement lent pour commander le degré de dureté réalisé par l'opération de recuit. Ce procédé est basé sur l'hypothèse que l'acier doit être maintenu à des températures de recuit sous-critiques pendant de longues périodes pour permettre la recristallisation de la ferrite et l'agglomération des carbures.
Le procédé de recuit de cette invention s'écarte radicalement de la pratique reconnue du recuit sous-critique comme il apparaît clairement de la représentation du procédé perfectionné donnée par la courbe 2 de la figure 1 des dessins.
'.Les courbes de la figure 1 sont des courbes temps-tempé- rature mettant en contraste le nouveau procédé de recuit représenté 'par la ligne 2 avec l'ancien procédé continu de recuit complet représenté par la ligne 1. Les figures 2 et 3 sont deux courbes obtenues d'un grand nombre de résultats d'essais montrant les tempé- ratures de recuit et de palier les plus efficaces pour obtenir une dureté maximum Rockwell B de 55 par un feuillard en acier à faible teneur en carbone.
Pour obtenir les données de la figure 2 qui représente l'effet des variations de température de recuit, tous les échantillons ont été maintenus aux températures de recuit indiquées pendant 30 secondes, après quoi ils ont été trempés à une température de palier d'environ 482 C et maintenus à cette tem- pérature pendant 30 secondes. Les données de la figure 3 qui représente l'effet des variations de température de palier, ont été obtenues en recuisant tous les échantillons à 677 C pendant 30 secondes, en les trempant ensuite et en les maintenant aux températu- res de palier indiquées pendant 30 secondes.
Ces courbes montrent que la température de recuit doit être comprise entre 677 et 705 C, de préférence aux environs de 690 C, si on désire obtenir la douceur maximum. Le feuillard doit
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être maintenu à cette température seulement pendant 30 secondes environ pour assurer l'égalisation des températures. Après cela, le feuillard doit être refroidi aussi vite que possible et en moins de 2 minutes jusqu'à une température comprise entre 426 et 538 C et maintenu à cette température pendant au moins 30 secondes.
Il est à remarquer sur la figure 3 qu'on obtient la douceur maximum lorsque le feuillard est trempé à une température comprise entre 454 et 496 C' et maintenu à cette température. Après avoir laissé le feuillard à cette température pendant le temps indiqué, on peut le refroidir aussi rapidement qu'on le désire jusqu'à la températu- re ambiante ou bien, s'il doit être recouvert d'un revêtement -par une opération d'immersion à chaud, on le refroidit jusqu'à une température intermédiaire désirée et on l'introduit directement dans le bain de revêtement.
Si le traitement thermique de la présen-j te invention est effectué en ligne avec une opération de galvanisation, on a trouvé qu'il est préférable de tremper le feuillard et
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de le maintenir à une te ipérature comprise entre 468 et 482 C, ces limites de températures convenant idéalement bien pour introduire le feuillard dans le bain de zinc. En outre, on fait passer le feuillard nettoyé dans une enceinte à atmosphère non-oxydante, cette enceinte comprenant des zones de chauffage, de refroidissement et de maintien et le feuillard rapidement refroidi est introduit sans être exposé à une influence oxydante dans le bain de métal de revêtement en fusion.
Le rendement du nouveau procédé de recuit recsort claire-
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Le nouveau procédé permet de satisfaire à une spécification de dureté Rockwell B maximum de 55 à peu près à 100% alors qu'une pareille constance ne peut être obtenue avec l'ancien procédé en dessous d'une valeur Rockwell de 58B.
D'une égale signification commerciale est le fait que les perfectionnements ci-dessus ont été obtenus sans devoir réduire la vitesse de passage du feuillard dans les appareils de recuit ce qui a pour effet d'accroître la capacité de production de ceux-ci d'environ 25%.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisation particulières de la présente invention, il est bien entendu qu'elles sont données uniquement à titre illustratif et descriptif et qu'on peut imaginer diverses autres formes sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de recuit continu d'un feuillard d'acier à faible teneur en carbone laminé à froid qui consiste à faire passer de manière continue le feuillard à travers une enceinte comprenant des zones de chauffage, de refroidissement et de maintien, à égaliser la température du feuillard dans la zone dé chauffage entre 677 et 705 C pour recristalliser la structure du feuillard laminé à froid, à refroidir rapidement le feuillard en dessous de 538 C dans la zone de refroidissement et à maintenir le feuillard pendant au moins 30 secondes à une température comprise entre 426 et 538 C dans la zone de maintien de l'enceinte.