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Procédé pour améLiorer la rugosité d'un cylindre de laminoir. La présente invention concerne un procédé pour améLiorer La rugosité d'un cylindre de Laminoir.
On sait que La rugosité d'un cylindre de laminoir conditionne dans une
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trs large mesure La rugosité des tôles métaLliques Laminées avec ce cylindre.
Cette rugosite du cylindre est constituée d'une multitude de vallées et de pics microscopiques, qui impriment respectivement des pics et des vallées dans la surface de la töle. La régularité des dimensions et de La repartition de cette rugosité influence en particulier L'aptitude ä L'emboutissage et au revêtement de ces tôles.
On connaît déjà, notamment par le brevet BE-A-870. 609, un procédé pour créer, au mcyen d'un faisceau Laser intermittent, une multitude de microcrateres dans la surface d'un cylindre de Laminoir. Ces micro-
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crateres sont entourés d'un bcurrelet en relief forme par L'ejection, hors du microcratere, d'une gouttelette de métal fondu par Le faisceau laser et par la solidification rapide de ceLLe-ci.
Une tôle Laminée avec un teL cylindre presente donc, en surface, une multitude de vaLLees imprimées par Les bourrelets du cylindre, ainsi que des pla- teaux correspondant aux microcratères.
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IL a également été proposé, par Le brevet BE-A-898.952, d'insuffler un jet de gaz tel, que de L'oxygène pour influencer le processus de fusion du métal et La formation du microcratere et du bourrelet.
L'expérience a cependant montre que, dans Le cas ou L'on travaille
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avec un faisceau laser intermittent, il était possible d'améLiorer encore La rugosite du cylindre en utilisant un autre type de gaz que l'oxygène. En effet, l'emploi d'un jet d'oxygène conduit ä La formation d'un bourrelet en forme de croissant, qui entoure presqu'entierement Le microtratere, comme on L'a rappele pLus haut ; en outre, ce bourreLet est.. rejeté assez largement au-delà des limites de la zone fondue par Le faisceau Laser. IL occupe des lors une surface relativement grande sur Le cylindre et sa hauteur est par consequent Limitée. De plus, une grande partie du bourrelet est déposée sur une surface froide et son adhérence n'est des lors pas optimale.
Enfin, bien qu'il favorise Le processus de fusion du métal, l'oxygène presente L'inconvenient d'oxyder Le métal fondu. IL en résulte que Le bourrelet s'applique sur Le cylindre avec interposition, au moins partielle d'une couche d'oxyde. L'adhérence du bourrelet peut encore s'en
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trouver affectée. De tels bourrelets, adhérant mal à la surface du cylindre, sont arrachés relativement rapidement par les forces de Laminage et iL est nécessaire de restaurer assez fréquemment la rugosité requise du cyLindre.
La présente invention a pour objet un procede qui permet de réaliser une rugosité plus durable à La surface du cylindre, et par consequent d'espacer les opérations de reconditionnement de ce cylindre.
Conformément ä la présente invention, un procédé pour améliorer la rugosité d'un cylindre de Laminoir, dans lequel on forme des microcratères dans La surface dudit cylindre au moyen d'un faisceau laser intermittent et en présence d'un jet de gaz dirigé vers La zone d'im-
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pact dudit faisceau Laser, est characterise en ce que ledit jet de gaz est constitue par un gaz reducteur.
Par gaz réducteur, il faut entendre ici soit un gaz reducteur pur, teL que l'hydrogène, l'ammoniac, Le monoxyde de carbone, soit un melange de plusieurs gaz réducteurs, soit encore un melange d'un ou de plusieurs gaz reducteurs et d'un ou de plusieurs gaz neutres tels que l'azote, l'argon, l'bélium ou Leurs melanges.
En particulier, il est interessant d'utiliser un mélange gazeux cons-
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titue d'azote et de 3 % ä 8 % en voLume d'hydrogene, La teneur en hydrogene étant de preference encore d'environ 5 % en volume.
Une teLLe teneur de 5 % en volume d'hydrogene permet d'opérer ä L'air libre, car cette valeur ne conduit pas a des risques d'explosion en presence d'oxygene.
IL ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention d'utiliser des teneurs en hydrogene plus élevées; simplement, il serait alors necessaire de prendre des précautions particulieres, par exemple operer dans ure enceinte étanche ä L'air, ce qui augmente inévitablement Le coüt du procédé.
A titre de comparaison, l'exemple suivant illustre les résultats obtenus en traitant La surface de deux cyLindres avec des faisceaux laser d'une puissance de 800 W et de 900 W respectivement, en presence d'un debit de gaz de 12 L/min.
Le tableau ci-dessous rassemble les caractéristiques des microcrateres et des bourrelets obtenus, ainsi que les valeurs de la rugosité des cylindres et de la force d'arrachement des bourrelets.
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Faisceau <SEP> laser <SEP> de <SEP> 800 <SEP> W.
<tb>
GAZ <SEP> HB <SEP> LB <SEP> Pc <SEP> lc <SEP> Ra <SEP> F
<tb> o2 <SEP> 21 <SEP> 131 <SEP> 23 <SEP> 119 <SEP> 2,4 <SEP> 0,9
<tb> N2-5%H2 <SEP> 18 <SEP> 119 <SEP> 23 <SEP> 123 <SEP> 2,2 <SEP> 1,7
<tb> Faisceau <SEP> laser <SEP> de <SEP> 900 <SEP> W.
<tb>
GAZ <SEP> HB <SEP> LB <SEP> Pc <SEP> lc <SEP> Ra <SEP> F
<tb> O2 <SEP> 45 <SEP> 132 <SEP> 31 <SEP> 123 <SEP> 4,9 <SEP> 1,9
<tb> N2-5%H2 <SEP> 43 <SEP> 136 <SEP> 36 <SEP> 137 <SEP> 4,8 <SEP> 2,3
<tb>
Les symboLes ont la signification suivante :
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H hauteur du bourrelet (um) 0 La : largeur du bourrelet (pm) P : profondeur du microcratère (Mm)
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l : largeur du microcratere Am) Ra : rugosité arithmétique ( m)
F : force d'arrachement des bourrelets (N), mesuree par la methode de La demande de brevet BE-A-08700372.
Les resultats des essais montrent que les microcratères et les bour-
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reLets sont sensiblement equivalents dans tous Les cas, et que La rugosite ne varie pratiquement pas. Seule La force d'arrachement varie, dans Le sens d'une nette augmentation lorsque llon emploie un gaz réducteur.
L'invention ntest pas limitée strictement aux exemples décrits ci-dessus. En particulier, elle s'étend également à l'emploi de tout melange gazeux assurant un effet réducteur.
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Method for improving the roughness of a rolling mill cylinder. The present invention relates to a method for improving the roughness of a rolling mill cylinder.
We know that the roughness of a rolling mill cylinder conditions in a
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very large measure The roughness of the metal sheets Rolled with this cylinder.
This roughness of the cylinder consists of a multitude of valleys and microscopic peaks, which respectively print peaks and valleys in the surface of the sheet. The regularity of the dimensions and of the distribution of this roughness influences in particular the aptitude for the stamping and the coating of these sheets.
We already know, in particular by patent BE-A-870. 609, a process for creating, using an intermittent laser beam, a multitude of microcraters in the surface of a rolling mill cylinder. These micro-
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craters are surrounded by a bcurrelet in relief formed by the ejection, out of the microcrater, of a droplet of metal melted by the laser beam and by the rapid solidification of it.
A laminated sheet with such a cylinder therefore presents, on the surface, a multitude of valleys printed by the beads of the cylinder, as well as plates corresponding to the microcraters.
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It has also been proposed, by patent BE-A-898,952, to inject a jet of gas such as oxygen to influence the process of melting the metal and the formation of the microcrater and the bead.
However, experience has shown that, in the case where we are working
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with an intermittent laser beam, it was possible to further improve the roughness of the cylinder by using a different type of gas than oxygen. In fact, the use of an oxygen jet leads to the formation of a crescent-shaped bead, which almost entirely surrounds the microtratere, as mentioned above; in addition, this flock is rejected fairly widely beyond the limits of the zone melted by the laser beam. It therefore occupies a relatively large area on the cylinder and its height is therefore limited. In addition, a large part of the bead is deposited on a cold surface and its adhesion is therefore not optimal.
Finally, although it promotes the metal melting process, oxygen presents the disadvantage of oxidizing the molten metal. It follows that the bead is applied to the cylinder with interposition, at least partial of an oxide layer. The adhesion of the bead can still be
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find affected. Such beads, which adhere poorly to the surface of the cylinder, are torn off relatively quickly by the forces of rolling and it is necessary to restore the roughness required of the cylinder quite frequently.
The present invention relates to a method which makes it possible to achieve a more durable roughness on the surface of the cylinder, and consequently to space the reconditioning operations of this cylinder.
According to the present invention, a method for improving the roughness of a rolling mill cylinder, in which microcraters are formed in the surface of said cylinder by means of an intermittent laser beam and in the presence of a gas jet directed towards the im area
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pact of said laser beam, is characterized in that said gas jet is constituted by a reducing gas.
By reducing gas, it is meant here either a pure reducing gas, such as hydrogen, ammonia, carbon monoxide, or a mixture of several reducing gases, or even a mixture of one or more reducing gases and one or more neutral gases such as nitrogen, argon, belium or their mixtures.
In particular, it is interesting to use a gaseous mixture cons-
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titrated with nitrogen and from 3% to 8% by volume of hydrogen, the hydrogen content preferably still being approximately 5% by volume.
Such a content of 5% by volume of hydrogen makes it possible to operate in the open air, since this value does not lead to risks of explosion in the presence of oxygen.
It would not, however, depart from the scope of the invention to use higher hydrogen contents; it would simply be necessary to take special precautions, for example operating in an airtight enclosure, which inevitably increases the cost of the process.
For comparison, the following example illustrates the results obtained by treating the surface of two cylinders with laser beams with a power of 800 W and 900 W respectively, in the presence of a gas flow rate of 12 L / min .
The table below brings together the characteristics of the microcraters and the beads obtained, as well as the values of the roughness of the cylinders and the pulling force of the beads.
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<SEP> beam <SEP> of <SEP> 800 <SEP> W.
<tb>
GAS <SEP> HB <SEP> LB <SEP> Pc <SEP> lc <SEP> Ra <SEP> F
<tb> o2 <SEP> 21 <SEP> 131 <SEP> 23 <SEP> 119 <SEP> 2.4 <SEP> 0.9
<tb> N2-5% H2 <SEP> 18 <SEP> 119 <SEP> 23 <SEP> 123 <SEP> 2.2 <SEP> 1.7
<tb> Beam <SEP> laser <SEP> of <SEP> 900 <SEP> W.
<tb>
GAS <SEP> HB <SEP> LB <SEP> Pc <SEP> lc <SEP> Ra <SEP> F
<tb> O2 <SEP> 45 <SEP> 132 <SEP> 31 <SEP> 123 <SEP> 4.9 <SEP> 1.9
<tb> N2-5% H2 <SEP> 43 <SEP> 136 <SEP> 36 <SEP> 137 <SEP> 4.8 <SEP> 2.3
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The symbols have the following meaning:
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H height of the bead (um) 0 La: width of the bead (pm) P: depth of the microcrater (Mm)
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l: width of the microcrater Am) Ra: arithmetic roughness (m)
F: pull-out force of the beads (N), measured by the method of patent application BE-A-08700372.
The results of the tests show that the microcraters and the bour-
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reLets are substantially equivalent in all cases, and that the roughness hardly varies. Only the breakout force varies, in the direction of a clear increase when llon employs a reducing gas.
The invention is not strictly limited to the examples described above. In particular, it also extends to the use of any gas mixture ensuring a reducing effect.