BE1012789A3

BE1012789A3 - Procede de fabrication d'une bande d'acier en continu.

Info

Publication number: BE1012789A3
Application number: BE9900492A
Authority: BE
Inventors: Vittorino Tusset; Pierre Simon; Jean Crahay; Mario Economopoulos
Original assignee: Centre Rech Metallurgique; Ct Voor Res In De Metallurg Vz
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-03-06
Also published as: DE60004865T2; ATE248234T1; ES2204636T3; EP1204770A1; AU5797800A; EP1204770B8; DE60004865D1; WO2001006022A1; EP1204770B1

Abstract

Dans un procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu, dans lequel on plonge la bande d'acier, à une température comprise entre 700 et 850 degré C, dans un bain aqueux maintenu à une température supérieure à la température ambiante, on ajoute au bain acqueux au moins une substance tensio-active capable d'abaisser la tension superficielle de ce bain aqueux d'au moins 20 dynes/cm. On ajoute cette substance tensio-active en une proportion comprise entre 0,5g/l et 50g/l, et on abaisse ainsi la tension superficielle du bain aqueux à une valeur inférieure à 30 dynes/cm. La température du bain peut être sensiblement sa température d'ébullition, ou une température de 50 à 90 degré C. On utilise de préférence des substances tensio-actives capables de résister à des températures supérieurs à 110 degré C, à des pressions d'au moins 2 bar, et éventuellement à des acides organiques ajoutés au bain, lorsque l'on désire fabriquer une bande non oxydée.

Description


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   - Procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu. 



  Domaine technique La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu, et plus particulièrement un procédé de refroidissement d'une bande d'acier dans une ligne de recuit continu et/ou de revêtement. 



  Etat de la technique Dans le domaine technique de la fabrication d'une bande d'acier en continu, on connaît déjà un procédé de trempe à l'eau bouillante, auquel la bande d'acier est soumise dès sa sortie d'un four de recuit continu. Ce procédé connu est auto-régulé, puisque le bain aqueux est en permanence maintenu à   J'ébullition   par la bande d'acier qui y pénètre à une température de l'ordre de   700 C   à   850 C.   Une bande d'acier ainsi traitée présente un très bon état de surface. En outre, sa planéité est excellente, à la condition toutefois que la bande d'acier présente, à sa sortie du bain de trempe, une température supérieure à la température de transition du refroidissement. 



  Au sens de la présente demande, la température de transition du refroidissement est la température de la bande pour laquelle le refroidissement de la bande par le bain de trempe passe d'un échange thermique à travers un film de vapeur continu à un échange thermique à travers une couche discontinue de bulles de vapeur. 



  Dans les conditions usuelles de cette trempe à l'eau bouillante et pour une bande d'acier, la température de transition du refroidissement est d'environ   320 C.   



  Typiquement, la bande d'acier quitte le bain de trempe à une température de l'ordre de   350oC ; elle   est alors soit soumise à un traitement ultérieur de survieillissement sans refroidissement intermédiaire, soit refroidie jusqu'à la température ambiante, c'est-à-dire jusqu'à moins de   100 C   par d'autres moyens appropriés. 

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 Un inconvénient de ce procédé est que sa vitesse de refroidissement est limitée, par exemple de l'ordre de 50 C/s à 60 C/s pour une bande d'acier de 0,8 mm d'épaisseur. En outre, il ne permet pas d'effectuer, sans système de refroidissement auxiliaire, un refroidissement de la bande d'acier jusqu'à moins de   1000C (full   quench) tout en conservant une planéité satisfaisante de la bande. 



  Divers systèmes, notamment par jets d'eau et/ou de brouillard, ont été proposés pour poursuivre le refroidissement de la bande sans nuire à sa planéité. Il s'agit cependant en général de systèmes coûteux, bruyants et difficiles à conduire, qui n'ont pas connu, à ce jour, de réelle application industrielle. 



  Il existe aussi des procédés de refroidissement basés sur l'utilisation de flux de gaz ou de rouleaux refroidis ; ces procédés sont très onéreux à mettre en oeuvre et ne fournissent d'ailleurs pas les vitesses de refroidissement très élevées, exigées notamment par les 
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 aciers de résistance ; ces procédés entraînent en outre certains problèmes de planéité de la bande. 



  On connaît par ailleurs un autre système, travaillant par aspersion avec une eau à environ 80 C, qui permet de refroidir la bande d'acier jusqu'à moins de 100 C et d'augmenter la vitesse de refroidissement. Ce système n'est cependant pas compatible avec une trempe à l'eau bouillante, notamment à cause des températures nettement différentes imposées par les deux procédés. 



  Présentation de J'invention Il existe actuellement une demande pour des bandes en aciers de résistance, présentant néanmoins également une bonne planéité. En raison des inconvénients et des limitations des procédés rappelés plus haut, ceux-ci ne permettent pas de fabriquer des bandes d'acier de cette qualité. 



  Partant de cet état de la technique, la présente invention propose un procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu, qui permet d'une part d'abaisser la température finale de refroidissement de la bande et d'autre part d'augmenter sa vitesse de refroidissement, sans aucune dégradation de la planéité.

   

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 Conformément à l'invention, un procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu, dans lequel on plonge la bande d'acier, à une température comprise entre   700 C   et 850 C, dans un bain aqueux maintenu à une température supérieure à la température ambiante, est caractérisé en ce que l'on ajoute audit bain aqueux au moins une substance tensio-active capable d'abaisser la tension superficielle dudit bain aqueux d'au moins 20 dynes/cm, en ce que l'on ajoute ladite substance tensio-active en une proportion comprise entre 0,5   gil   et 50   g/l,   et en ce que l'on abaisse ainsi la tension superficielle dudit bain aqueux à une valeur inférieure à 30 dynes/cm. 



  Suivant l'invention, on utilise avantageusement des substances tensio-actives capables de résister à des températures supérieures à   110 C,   et de préférence aussi à des pressions d'au moins 2 bar. 



  Suivant une première mise en oeuvre, on utilise un bain aqueux constitué par un bain d'eau bouillante, connu en soi, qui peut présenter une profondeur de plusieurs mètres. L'addition de telles substances tensio-actives à un bain d'eau bouillante, conformément à l'invention, permet d'abaisser la température de transition du refroidissement, et donc de prolonger le refroidissement de la bande d'acier en dessous de la température précitée de   320 C.   Selon la substance tensio-active utilisée, la température de transition du refroidissement peut ainsi être abaissée jusqu'à environ   125 C.   Ces valeurs correspondent à une bande de 0,8 mm d'épaisseur ; elles peuvent varier légèrement dans la gamme des épaisseurs de bande concernées. 



  Suivant une autre mise en oeuvre particulière, on utilise un bain aqueux à une température de   500C   à   90 C.   Un tel abaissement de la température du bain aqueux, par rapport à une trempe à l'eau bouillante, a pour effet d'augmenter le coefficient de transfert de chaleur entre la bande d'acier et le bain aqueux. Il en résulte une augmentation de la vitesse de refroidissement de la bande d'acier, ce qui est favorable pour la fabrication de bandes en acier de résistance. Les vitesses de refroidissement obtenues dans un bain liquide dont la température est comprise entre 50 et   900C   sont aussi beaucoup plus élevées que celles obtenues dans les systèmes de refroidissement utilisant uniquement des flux de gaz. 



  A titre d'exemple, la vitesse de refroidissement passe d'environ 50 à   60 C/s   pour un refroidissement à l'eau bouillante, à environ 150 à 200 C/s pour un refroidissement par de l'eau à   80 C,   dans le cas d'une bande d'acier de 0,8 mm d'épaisseur. 

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  Parallèlement, cet abaissement de la température du bain aqueux influence également la température de transition du refroidissement. En particulier, pour une bande d'acier, cette température de transition du refroidissement est de 550 C dans un bain d'eau à   70 C   ; elle peut être abaissée jusqu'à environ   3000C   par une addition appropriée d'au moins une des substances tensio-actives précitées. 



  Il est cependant impératif que la bande quitte le bain de trempe à une température supérieure à cette température de transition pour conserver sa planéité. 



  Dans ces conditions, lorsque la température de transition du refroidissement est trop nettement supérieure à la température de 100 C-cas d'un bain aqueux à 70-80 C avec ou sans addition de substances   tensio-actives-on   peut alors, suivant une variante de 
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 l'invention, poursuivre le refroidissement de la bande d'acier jusqu'à moins de 1 00"C (full quench), sans perte de planéité, en appliquant un refroidissement par aspersion avec de l'eau à   70-80 C.   Cette eau peut ensuite être renvoyée dans le bain aqueux. 



  Suivant encore une autre caractéristique particulière, on ajoute audit bain aqueux au moins un acide organique, choisi parmi l'acide acétique, l'acide benzoïque et l'acide formique, en une concentration C, exprimée en   g/l,   donnée par la formule : 
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 dans laquelle : C est la concentration minimale de l'acide utilisé   T bain est la   température du bain de trempe
Ci est un coefficient spécifique de l'acide utilisé, qui vaut
0,09 pour l'acide acétique
0,12 pour l'acide benzoïque
0,04 pour l'acide formique. 



  Cette variante s'avère particulièrement avantageuse pour la fabrication de bandes d'acier non oxydées, destinées notamment à être galvanisées directement. 



  Dans le cas de cette variante particulière, les substances tensio-actives ajoutées au bain aqueux doivent en outre résister aux acides organiques précités. 

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 A titre d'exemples de substances tensio-actives présentant les propriétés requises de résistance à des températures supérieures à   110oC,   à des pressions d'au moins 2 bar ainsi qu'aux acides organiques précités, on peut mentionner les composés suivants, sans que cette énumération soit limitative :   - tristéarate   de sorbitan - trioleate de sorbitan   - isostéarate   de sorbitan - monostéarate de sorbitan - monolaurate de sorbitan - monostéarate de pent rythritol   - monooléate   de pent rythritol   - dioléate   de propylène glycol. 



  Il va de soi que ces composés peuvent être présents, en concentrations variables, dans les substances tensio-actives utilisées conformément à l'invention.

Claims

Revendications 1. Procédé de fabrication d'une bande d'acier en continu, dans lequel on plonge la bande d'acier, à une température comprise entre 700 C et 850 C, dans un bain aqueux maintenu à une température supérieure à la température ambiante, caractérisé en ce que l'on ajoute audit bain aqueux au moins une substance tensio- active capable d'abaisser la tension superficielle dudit bain aqueux d'au moins 20 dynes/cm, en ce que l'on ajoute ladite substance tensio-active en une proportion comprise entre 0,5 à et 50 gA, et en ce que l'on abaisse ainsi la tension superficielle dudit bain aqueux à une valeur inférieure à 30 dynes/cm.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise des substances tensio-actives capables de résister à des températures supérieures à 110 C.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise des substances tensio-actives capables de résister à des pressions d'au moins 2 bar.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bain aqueux se trouve sensiblement à sa température d'ébullition.
5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bain aqueux se trouve à une température de 50 C à 90 C.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la bande d'acier sort dudit bain aqueux à une température supérieure à sa température de transition du refroidissement et en ce qu'elle est soumise à un refroidissement complémentaire par aspersion avec de l'eau à 50 C-90"C.
7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute audit bain aqueux au moins un acide organique, choisi parmi l'acide acétique, l'acide benzoïque et l'acide formique, en une concentration C, exprimée en gll, donnée par la formule : EMI6.1 <Desc/Clms Page number 7> dans laquelle : C est la concentration minimale de l'acide utilisé T barn est la température du bain de trempe Ci est un coefficient spécifique de l'acide utilisé.
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites substances tensio-actives sont capables de résister auxdits acides organiques.