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Procédé de imbrication 'du fil d'acier
La présente invention -est relative à un procédé de fabrica- tion de fil d'acier par larniange,
Dams les procédés actuellement connus de fabricatio -par larninae à chaud, de fil d'acier .ordinairement appelé fil "machien". le fil est sournis à un refroidissemtn déterminé avant d'être bobiné puis envoyé dans les installations de tréfilage.
Dans le cas des trains de laminage de ìl dits "classiques", ce est généralement effectue au moyen d'eau projetée
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sur le fil à la. sortie de la dernoëre cage finisseuse du laminoir après quoi, le fil est soumis à bobinage sur un bobinoir approprie,, muni ou non d'un dispositif de soufflage d'air continuant le retroidissernent du produit.
Ces divers dispositifs présentent un certain nombre d'in- convénients qui en limitent le champ d'application ainsi que l'efficacité..
Parmi 'ces inconvénients', on peut citer l'insuffisance de certaines propriétés ,les fils machine obtenus au moyen de ces procédés.
A titre d'exempte, un fil machine contenant 0,6% de carbone et obtenu au moyen d'un prodéé du typa ci-dessus, dans la variante où le boi- noir n'estpa refroidi, présente une charge de rupture allant de 70 à
75 kg/mm2 et une striction de 35% mais, son pourcentage de calamine (supérieur à 0, 6%) est énevé et sa tréfilagilité est insuffisante ce- qui oblige à procéder au pitentag.
Un tel fil présente donc des qualités mécaniques et de tré- filage insuffisantes.
Par ailleurs, si on considère un fil de même composition, . obtenu au moyen du même procédé. mais ayant été bobiné dans un hobi- noir avec soufflage d'air, on constate que les propriétés obtenues sont améliorées (par exemple : la charge de rupture passe de 70-75 kg/mm2 à.
85-90 kg/mm2). Toutefois, il apparaît une dispersion importante dans les propriétés du fil, qui en d'autres mots, présente dès lors, avant paten- tage, un caractère hétérogène en long préjudiciable.
Afin de pallier ces inconvénients, et notamment pour ré- duire l'invornogémitéit0 du fil, on a disposé le fil sous forme expansée, soit à. plat, soit verticalement. Les spires successives se déplacent par exemple sur un convoyeur et peuvent être refroidies par exemple par soufflage d'air.
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Ce procédé présente certains avantages par rapport aux procédés précédemment décrits. Dans l'exemple numérique envisagé plus haut, la résistance à la rupture est portée à 95-100 kg/mm2, la striction passe à 50% et généralement, la première des deux opérations de patentage habituellement effectuées par le tréfileur (c'est-à-dire le prépatentage) n'est plus indispensable.
Ce,rappel de l'évolution des procédés de refroidissement du fil machine montre que l'on s'est efforce dans la pratique, au fur et à mesure qu'augmentaient la vitesse de sortie du fil du laminoir d'une part et le poids des bobines d'autre part, d'améliorer les propriétés mécaniques du produit en même temps que de réduire la dispersion de ces propriétés. Un exemple typique à cet égard est constitué par l'uni- formit1, visée par les fabricants, de la résistance à la rupture laquelle d1pen, entre autres, de la microsticuhure à chaque point du fil, en section transversale aussi bien qu'en section en long.
Les résultats obtenus à ce propos sont encourageants mais ils sont encore loin de sa- tisfiare parfaitement les utilisateurs de fil et en particulier les tréfileurs.
Ces inconvénients qui restent majeurs résultent d'un certain nombre de facteurs parmi lesquels on peut citer principalement les dif- férences de températures du fil à la sortie de la dernière cage finisseuse du laminoir, aussi bien entre deux bobines successives, qu'entre deux points d'une bobine provenant de la même billette. En effet, les conditions d'élévation de température et de traitement, notamment dans le train de laminoir ne peuvent être constantes lorsque le produit est élaboré à partir de deux billettes différentes ; c'est également le cas dans une même bil- lette puisque la température en chaque point de ce demi produit n'est pas rigoureusement identique, dès l'entrée de cette billette dans le laminoir à fil.
En outre, le laminage en lui-même engendre des tensions internes dans le fil d'acier, lesquelles tensions ne sont pas non plus identiques en chaque point du produit sortant de la dernière cage.
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Il et résulte, quel que soit le traitement de refroidisse- @ ment du fil, aussi bien contrôle fut-il, une dispersion qui reste impor- tante dans les propriétés mécaniques du produit.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de réduire cet inconvénient au minimum.
Le procédé de fabrication de fil d'acier objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce qu'à la sortie de la der- nière cage finisseuse du train de laminoir à chaud, on fait subir au fil une phase d'élévation de température, la dite phase d'élévation de température étant suivie d'une phase de refroidissement au cours de laquelle la température du fil est amenée, à une vitesse permettant d'éviter la formation de bainite, jusqu' une valeur telle que la transformation allotropique austénite-perlitc de l'acier soit achevée.
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Crnzf- au prccéa'= d:* 1 d,.z.",z.. il s= pJs=ib? de fabri- quer du fil machine dont notamment l'homogénéité en long de la structure et des propriétés, est supérieure à celle obtenue par les différents pro- cédés connus jusqu'ici, toutes autres caractéristiques du fil, telles que sa résistance à la traction ou sa tréfilabilité étant au moins égales.
Ce résultat avantageux est obtenu par la combinaison des traitements d'élévation de température et de refroidissement contrôlé ultérieur du fil.
Le chauffage auquel le fil machine est en effet soumis, dès la sortie du fil de la dernière cage finisseuse du laminoir a pour effets principaux d'une part d'uniformiser la température du fil, sur toute la longueur de celui-ci, et d'autre part de diminuer le,,4 contraintes résiduelles qui affectent les grains d'austénite et qui sont la conséquence de l'opération de déformation que constitue le laminage.
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Un des G.v.ntagEJ pré" - ris du procédé ob. t de la pi é > . invention est donc d'abord de fourni-: zon fil pius homogène c n long p.'-'. que le traitement de refroidissemt\::r::- contrée est appliqué 2 un pro'- de température initiale constante ,en second lieu, le procède anr la qualité même du fil grâce à la préparation interne appliquée au @ chauffage, préparation qui assure aux grains austénitiques des condi optimum pour le traitement de refroidissement contrôlé choisi.
Suivant la présente invetio, l'élévation de température du fil sortant de la dernière cage finisseuse du laminoir est assurée d'une façon connue quelconque, par exemple par effet Joule, par induction, par torche plasma, etc... soit généralement par tout moyen apte à élever très rapidement la température du fil en déplacemen t.
Dans le cas où le chauffage a lieu à l'aide de bobines d'induction, il peut être avantageux d'utiliser au moins deux bobines, éven-
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uel1e){-In 1''' y rnrûws 'cn -1 '::s e. ::1 ile '-^:315 r:"" qv 1tap- port calorifique se fasse sous forme d'impulsions successives.
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Suivant l'invention, le 1"froii$sernnt du fil au cours de la phase suivant l'élévation de'iexxtp6raii=e peut <6tre effectué de Jaçon continue ou non ; de préférence, l'abai:;!;ment dw température sera conduit à une allure détcrminéc % partir du -:,I 19ranme CCT (Continuous CoolingTransformation) <:0jrrespodant l'acier, sur lq'!.1eI on a tracé en fonction de la. température et du temps les c'e::x courbes bien connues de début et de fin de tran$for::T.:.io:1 a11otropit;iu #usténite-perlite. â -a"z s-W ;-ui<+a--1t l'nv';;'lioC1. il sera Avantageux, pour assnrer la meilleure hor#og4=1éité PÚsS?; du fil en long. de disposer le fil sous forme de ran s<, =r4=s pr.bt.t <Hl moins une partie de la phase de refroidissement.
Lne .:isnt5iti.: préférenticte dans ce cas est celle des spires non concentriques éraéce sur un transporteur, disposition par ailleurs bien connue dans de nombreux traitements du fil (séchage. déca- page, tremper... ).
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;ï ..
Afin de faciliter I cam,-:'¯ . ==i de ia d' 'on a : représenté sur deux schémas non à. Iéc- les primer fanées et . caractéristiques du procédé de l'inventior
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ce].
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;l , . ¯ Sur la figure 1, on a représ : en 1 la der- cage finis- "'- . seuse du train de laminoir. Le fil 2 quitt=.:¯¯ ette cage c sens de la fl'èche 3 pénètre successive:ment dans 2 bou d'inductit ,; j q*1is -dans une rampe à eau 6 séparée par cas ir - -alles 7 et , ''\tfFpe 6 . est suivie d'un espace libre 9 dans lequel lr :pérature 1 pltamo- genëise< A la fin de cet espace, le fil est lIé sous for dite spires non serrées et dépose sur un transporteur f conriuit -,-il jusqu'à
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une tête de resserrement des spires 11.
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La figure 3 représente (telrtpér = ra ordonnées, et logarithme du temps en c.j'ci: ses), les cour 'le- début 12 et de fin 13 de la msténite-p : s 1= i'acî== constituant le fil. Le :.1 :COè1r$ 1-1 - ¯. v ¯ ; li est célc ---té ';;,<1;iÎ pour assu- rer du fil ci,;.:> p: cr.rï ¯ ¯ , ¯. :5.-a.
Cor..3.!... : ., :: r:1: - ¯:;are in!:::?-- .3. la sortie de la der- niére cage " i l3.m;njr, ,-. #L ... ¯ aâs à<il::= li fypur de l'apport calorifique - "cn ss3i , : ,, ..,- -' le j=x:..-. ¯ a courbe de traite- ¯ ment, tandis que I'sr ' ¯ .¯ . A:HcT.;r*' =i . -::-:.t I'*s caractéristi- que du dis'v,,'.5itii de - ;:" :'')i'1L''''''-t,.,t à en= = , - '2:.
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1. Proc :;.;.,: de ¯.Jr. ::ï.: <3= fil ^:"-ï=t'-T ..a, caractérisé en <= qt.*e, la sortie de i3 ...':3ÌL i" - i;::i;3"'C1"::"'" ...:'\ -,Ln de laminoir chaud, on fait subir -ai, .11 une @la d'h"<'::,:1 dé :o;:m;ératu1'e la dit=
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phase d'élévation de température ëent suivie de=tà phase de e( O14i;q;a ment au cours de laquelle la température du ? cet arnecê:, i une-viet tomme permettant d'éviter la fo rjaation de ba;nita, Jusqulk une valeur tell' que la transformation allot-zv,ique autténite-parlite de l'acier soit ache- vît. de fabrinatlan de fil d'acior suivant la ravandi- c éiton 1 , >3àh )equQI 1'".iàva%inn do température du RI est assurée par sffnt as,sla
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oddl de fabrIcAtIon de fil d'acier suivant la r*Ven4à. ' ciltlion 1, tlatiw 1 .ij.#ol lÎài4vaiion de tompdroituro du ai ait tmuret à l'aida d'o,4 uns hobin d'lniiuetion.
4. Presse de .iW-#t# da fil d'acier suivant la royandin cation 1= lequel 1 Clsatinrs s tcmp6rature du fil cet &sourde Ik
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l'aide torche plasma,
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5. Peoct-dé de fabrication de fil d'acier suivant l'une au l'aut? iiii rave itdie-i tior. 14, caractérisé en ce que le rcfroidioxe- met< il fil est effectué d façon contirsue.
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6. Procédé de fabrication de fil d'acier suivant l'une ou
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lik tfo des revendicatians 1 à 5, caractérïoê en ce que l'on dieposte le fil r -jus forme de spires non serrées pendant au moine une partie de la p se de retro ldisternent, 7. Procédé de fabrication de fil d'acier tel que décrit ci- <l''.?f!t.
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Steel wire nesting process
The present invention relates to a process for manufacturing steel wire by larniange,
In the presently known methods of hot manufacturing, steel wire, commonly called "machien" wire. the wire is subjected to a determined cooling before being wound up and then sent to the wire drawing installations.
In the case of the so-called "classic" ìl rolling trains, this is usually carried out by means of sprayed water.
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on the wire at the. output of the last finishing stand of the rolling mill after which the wire is subjected to winding on a suitable winder, whether or not provided with an air blowing device continuing the product retroidissernent.
These various devices have a certain number of drawbacks which limit their field of application as well as their effectiveness.
Among 'these drawbacks', mention may be made of the insufficiency of certain properties, the machine threads obtained by means of these processes.
By way of example, a wire rod containing 0.6% carbon and obtained by means of a process of the above type, in the variant where the wood is not cooled, has a breaking load ranging from 70 to
75 kg / mm2 and a striction of 35% but, its percentage of scale (greater than 0.6%) is high and its wire-drawing is insufficient, which means that the pitentag has to be carried out.
Such a wire therefore has insufficient mechanical and wire-drawing qualities.
Moreover, if we consider a yarn of the same composition,. obtained by the same process. but having been wound in a Hobiblack with air blowing, it is found that the properties obtained are improved (for example: the breaking load goes from 70-75 kg / mm2 to.
85-90 kg / mm2). However, there appears to be a significant dispersion in the properties of the yarn, which in other words therefore exhibits, before patting, a detrimental heterogeneous character.
In order to alleviate these drawbacks, and in particular to reduce the invornogetureit0 of the wire, the wire was placed in expanded form, ie at. flat, or vertically. The successive turns move for example on a conveyor and can be cooled for example by blowing air.
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This method has certain advantages over the methods described above. In the numerical example considered above, the breaking strength is increased to 95-100 kg / mm2, the necking goes to 50% and generally, the first of the two patenting operations usually carried out by the wire drawing machine (that is, i.e. prepatenting) is no longer essential.
This, reminder of the evolution of the processes for cooling the wire rod shows that efforts have been made in practice, as the output speed of the wire from the rolling mill on the one hand and the weight increased. coils on the other hand, to improve the mechanical properties of the product at the same time as to reduce the dispersion of these properties. A typical example in this regard is the uniformity, aimed by the manufacturers, of the tensile strength which shows, among other things, the micro-bend at each point of the yarn, in cross section as well as in section. in length.
The results obtained in this regard are encouraging, but they are still far from fully satisfying wire users, and in particular wire drawers.
These drawbacks, which remain major, result from a number of factors, among which we can cite mainly the differences in the temperature of the wire at the outlet of the last finishing stand of the rolling mill, both between two successive coils and between two points. of a reel from the same billet. In fact, the temperature rise and treatment conditions, in particular in the rolling mill train, cannot be constant when the product is produced from two different billets; this is also the case in the same billet since the temperature at each point of this semi-product is not strictly identical, as soon as this billet enters the wire rolling mill.
Furthermore, the rolling itself generates internal stresses in the steel wire, which stresses are not identical either at each point of the product leaving the last stand.
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Whatever the treatment of cooling the yarn, however well controlled, results in a dispersion which remains important in the mechanical properties of the product.
The object of the present invention is a method making it possible to reduce this drawback to a minimum.
The method of manufacturing steel wire which is the subject of the present invention is essentially characterized in that, at the exit from the last finishing stand of the hot rolling mill train, the wire is subjected to a temperature rise phase. , said temperature rise phase being followed by a cooling phase during which the temperature of the wire is brought, at a speed making it possible to avoid the formation of bainite, to a value such that the allotropic transformation of austenite - pearlite of the steel is completed.
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Crnzf- au prccéa '= d: * 1 d, .z. ", Z .. it s = pJs = ib? To manufacture wire rod of which, in particular, the uniformity along the length of the structure and the properties is greater to that obtained by the various methods known hitherto, all other characteristics of the wire, such as its tensile strength or its drawability being at least equal.
This advantageous result is obtained by the combination of the temperature rise treatments and subsequent controlled cooling of the yarn.
The heating to which the wire rod is in fact subjected, as soon as the wire leaves the last finishing stand of the rolling mill, has the main effects, on the one hand, of making the temperature of the wire uniform, over the entire length of the latter, and of 'on the other hand to reduce the ,, 4 residual stresses which affect the austenite grains and which are the consequence of the deformation operation constituted by rolling.
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One of the predefined advantages of the process obtained by the invention is therefore first of all to provide a more homogeneous yarn cn long p. '-' than the cooling treatment \ :: r. :: - region is applied 2 a process of constant initial temperature, secondly, it proceeds to the quality of the yarn thanks to the internal preparation applied to the heating, preparation which ensures the austenitic grains of optimum conditions for the treatment. selected controlled cooling.
According to the present invention, the rise in temperature of the wire leaving the last finishing stand of the rolling mill is ensured in any known manner, for example by Joule effect, by induction, by plasma torch, etc ... or generally by any means suitable for very rapidly raising the temperature of the moving wire.
In the case where the heating takes place by means of induction coils, it may be advantageous to use at least two coils, if necessary.
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uel1e) {- In 1 '' 'y rnrûws' cn -1' :: s e. :: 1 ile '- ^: 315 r: "" qv 1 calorific value is in the form of successive pulses.
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According to the invention, the 1 "froii $ sernnt yarn during the phase following the elevation of 'exxtp6raii = e can <6 be carried out continuously or not; preferably, the lowering of the temperature. will be driven at a determined rate% from - :, I 19ranme CCT (Continuous CoolingTransformation) <: 0jrrespoding steel, on lq '!. 1eI we have plotted as a function of. temperature and time the c'e :: x well-known start and end curves of tran $ for :: T.:. io: 1 a11otropit; iu # usténite-perlite. â -a "z sW; -ui <+ a - 1t l'nv '; ; 'lioC1. it will be Advantageous, to assign the best hor # og4 = 1éité PÚsS ?; thread lengthwise. to arrange the wire in the form of ran s <, = r4 = s pr.bt.t <Hl minus part of the cooling phase.
Lne .: isnt5iti .: preferred in this case is that of non-concentric turns erected on a conveyor, an arrangement which is also well known in many wire treatments (drying, pickling, soaking, etc.).
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In order to facilitate I cam, -: '¯. == i of ia d '' we have: represented on two diagrams not to. Iéc- primer faded and. characteristics of the inventive process
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this].
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; l,. ¯ In figure 1, we have shown: in 1 the finished bottom of the rolling mill train. The wire 2 leaves = .: ¯¯ This cage c direction of arrow 3 successively penetrates: ment in 2 inductance bou,; jq * 1is -in a water ramp 6 separated by case ir - -rooms 7 and, '' \ tfFpe 6. is followed by a free space 9 in which lr: temperature 1 pltamo - genëise <At the end of this space, the wire is bound under a so-called loose turns and deposited on a conveyor f conriuit -, - it until
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a head for tightening the turns 11.
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Figure 3 represents (telrtpér = ra ordinates, and logarithm of time in c.j'ci: ses), the courts' the- beginning 12 and end 13 of mstenite-p: s 1 = i'acî == constituting thread. On: .1: COè1r $ 1-1 - ¯. v ¯; li is celc --- ty ';;, <1; iÎ to ensure the thread ci,;.:> p: cr.rï ¯ ¯, ¯. : 5.-a.
Cor..3.! ...:., :: r: 1: - ¯:; are in! :::? - .3. the exit of the last cage "i l3.m; njr,, -. #L ... ¯ aâs at <il :: = li fypur of the calorific input -" cn ss3i,: ,, .., - - 'the j = x: ..-. ¯ a treatment curve, while I'sr '¯ .¯. A: HcT.; R * '= i. - :: - :. t I '* s characteristic of dis'v ,,'. 5itii of -;: ": '') i'1L '' '' '' - t,., t to en = =, - '2 :.
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1. Proc:;.;.,: From ¯.Jr. :: ï .: <3 = fil ^: "- ï = t'-T ..a, characterized in <= qt. * e, the output of i3 ... ': 3ÌL i" - i; :: i ; 3 "'C1" :: "'" ...: '\ -, Ln of hot rolling mill, we subject -ai, .11 a @la of h "<' ::,: 1 die: o; : m; eratu1'e says it =
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phase of temperature rise followed by = t phase of e (O14i; q; a ment during which the temperature of? this arnecê :, i a-viet tomme to avoid the formation of ba; nita, Up to a value such that the allot-zv, ique auttenite-parity transformation of the steel is completed with steel wire fabrication according to the standard 1,> 3ah) equQI 1 '". Iàva% inn do temperature of the RI is ensured by sffnt as, sla
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steel wire manufacturing oddl following r * Ven4à. 'ciltlion 1, tlatiw 1 .ij. # ol the tompdroituro lîài4vaiion of the ai has been matured with the help of o, 4 un hobin d'lniiuetion.
4. Press of .iW- # t # of steel wire according to the royalty 1 = which 1 Clsatinrs s tcmp6rature of the wire this & deaf Ik
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plasma torch aid,
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5. Steel wire fabrication process following one to another? iiii rave itdie-i tior. 14, characterized in that the rcfroidioxe- met <il yarn is carried out contirsue.
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6. A method of manufacturing steel wire according to one or
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lik tfo of claims 1 to 5, characterized in that one dieposte the wire r -jus in the form of loosened turns during the monk part of the p se of retro ldisternent, 7. Method of manufacturing steel wire such as described below.? f! t.