Procédé pour le traitement du fil machine en acier doux-
La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication, et plus particulièrement pour le traitement du fil machine, applicable spécialement au fil machine en acier doux, c'est-à-dire fabriqué à partir d'un acier dont la teneur en carbone est inférieure à 0,4 %.
On sait que la qualité du fil machine résulte de l'ensemble de diverses conditions que présente le fil, parmi lesquelles on citera à titre d'exemple, les dimensions
<EMI ID=1.1> acier utilisé et notamment l'absence d'inclusions éventuelles, les propriétés mécaniques du fil, notamment sa tréfilabilité, dues à la microstructure de l'acier, l'homogénéité
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aspect de surface du fil et notamment l'état d'oxydation du produit.
Parmi ces conditions qui régissent la qualité finale d'un fil machine, la nature de la calamine, la microstructure du fil et l'homogénéité de cette microstructure dépendent, pour une composition donnée, presque exclusivement du traitement subi par le fil dans les dernières cages du laminoir et de l'allure de refroidissement du fil à la sortie du laminoir. La réalisation de ce refroidissement est précisément le problème pour lequel de nombreuses solutions ont été préconisées.
On sait que le fil machine, destiné au tréfilage, subit généralement un traitement de patentage, destiné à conférer au fil machine une structure propre au tréfilage, traitement de patentage souvent réalisé en tréfilerie. Ce traitement est coûteux,surtout lorsqu'il porte sur de faibles tonnages de fils, et lorsqu'il s'agit de fils qui, pour certaines fabrications, doivent subir en réalité deux patentages, l'un au diamètre de livraison, l'autre avant la mise à dimensions finales.
Pour supprimer ces opérations de patentage qui en plus de leur coût, présentent encore un certain nom-
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tions qu'elles exigent, les installations qu'elles nécessitent, etc..., de nombreux procédés de fabrication de fils d'acier ont été proposés. Dans certains cas, le premier pat�ntage, appliqué au fil obtenu par laminage à chaud (prépatentage) peut être supprimé, moyennant toutefois un refroidissement adéquat à la sortie du laminoir.
Les procédés préconisés pour réaliser le dit refroidissement adéquat sont de différents types dont certains utilisent des techniques particulières (lit fluidisé...). La plupart cependant comportent une phase de refroidissement brusque suivie d'une phase de diminution de température d'allure plus réduite, parfois proche d'un traitement isotherme.
Dans les plus connus des procédés proposés, dont plusieurs fonctionnent au stade industriel, on ne constitue plus des bobines dites "serrées", mais on dispose le
fil sous forme expansée, soit à plat, soit verticalement. Les spires successives se déplacent par exemple sur un convoyeur
où a lieu la projection d'un réfrigérant liquide ou le soufflage d'un agent gazeux. Les plus intéressants des procédés
de ce genre actuellement connus et d'ailleurs généralement réserves au fil machine en acier dur, c'est-à-dire en acier dont la teneur en carbone est comprise entre 0,4 % et 0,85
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dessus; ces procédés diminuent l'épaisseur de la couche de calamine formée sur le fil; enfin, ils assurent une homogénéité en long du fil acceptable, bien qu'elle soit encore inférieure à celle que permet d'obtenir le patentage, notamment au plomb.
D'une façon générale, les procédés de refroidissement contrôlé sont conduits suivant une allure déduite des diagrammes C C T (Continuous Cooling - Transformation) ou T T T (Temperature - Time - Transformation) relatifs à l'acier, sur lesquels on a tracé, en fonction du temps et de la température, les courbes bien connues de début et de fin de la transformation allotropique de l'austénite en ferrite-perlite. Cette allure est habituellement choisie de façon telle que la transformation allotropique commence à une température légèrement supérieure au nez de la courbe de début de transformation et s'achève à une température sensiblement égale à celle correspondant au nez de la courbe de fin de transformation.
Ce faisant, on évite au maximum la formation de ferrite proeutectoïde ainsi que celle de bainite et de martensite.
Dans un mode de traitement particulier du fil machine déjà revendiqué ailleurs par la demanderesse, le fil machine soumis dès sa sortie du laminoir à un refroidissement brusque est enroulé en spires non serrées et introduit dans un bain aqueux porté à une température proche de la température d'éhullition; de préférence le bain contient en suspension et/ou en solution, des matières telles que des sels
(chlorure de calcium ou silicate de soude ou tétraborate de sodium par exemple), des substances tensio-actives ou des matières qui renforcent le pouvoir décapant du bain ou permettent un décapage électrolytique.
Ce procédé de traitement en bain aqueux chaud peut être mis en oeuvre aussi bien en conservant les spires sous forme non serrées, par exemple étalées sur un transporteur, durant toute la durée de leur passage dans le bain, qu' en formant des bobines compactes, en resserrant les spires au fond de la cuve de traitement.
Le traitement du fil machine par refroidissement brusque et immersion dans de tels bains permet d'obtenir d'excellents résultats grace au caractère homogène de l'application de l'agent refroidissant contenu dans la cuve et aux qualités intrinsèques de cet agent; on peut, en choisissant judicieusement la nature, la composition et la température du bain, déterminer les conditions optimales pour contrôler le refroidissement du fil en vue de conférer à ce fil la qualité recherchée.
Tel qu'il est appliqué actuellement, ce procédé de traitement par immersion du fil machine présente cependant encore quelques inconvénients, notamment dans son application au cas du fil en acier doux.
Dans le cas de l'acier doux en effet, le fait de refroidir rapidement le fil provoque une augmentation de la limite élastique et de la charge de rupture, ce qui est gênant surtout lorsque le fil est destiné au tréfilage fin ou à la frappe à froid.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'obtenir les excellents résultats de refroidissement rapide en bain aqueux chaud, notamment en ce qui concerne l'homogénéité du produit, sans augmentation gênante de la limite élastique et de la charge de rupture.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que, avant l'entrée du fil dans la dernière ou l'avant-dernière cage finisseuse, on
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l'aide de rampes eau-air et en ce qu'après la sortie de la dernière cage finisseuse, on soumet le fil à un second refroidissement brusque en l'introduisant sous forme d'enroulement en spires non serrées dans un bain aqueux porté à une température proche de la température d'ébullition. De préférence, le dit bain aqueux contient en suspension et/ou en solution, des matières telles que des sels ou des substances tensio-actives.
A cause du premier refroidissement, le laminage pratiqué dans les cages finisseuses est réalisé dans les domaines austénitique et ferritique de l'acier constituant le fil, ce qui procure à la sortie du laminoir, une diminution importante de la limite élastique et de la charge rupture. Cette diminution importante est compensée par l'effet du deuxième refroidissement qui provoque une variation en sens inverse des propriétés mécaniques précitées.
L'effet combiné du laminage entre les points
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laminoir est donc d'assurer l'obtention d'un fil en acier doux très homogène et à basses propriétés mécaniques.
Process for processing mild steel wire rod
The present invention relates to a process for the manufacture, and more particularly for the treatment of wire rod, applicable especially to mild steel wire rod, that is to say made from a steel whose carbon content is less than 0.4%.
It is known that the quality of the wire rod results from all of the various conditions that the wire exhibits, among which we will mention by way of example, the dimensions
<EMI ID = 1.1> steel used and in particular the absence of any inclusions, the mechanical properties of the wire, in particular its drawability, due to the microstructure of the steel, the homogeneity
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surface appearance of the wire and in particular the oxidation state of the product.
Among these conditions which govern the final quality of a wire rod, the nature of the scale, the microstructure of the wire and the homogeneity of this microstructure depend, for a given composition, almost exclusively on the treatment undergone by the wire in the last cages. the rolling mill and the cooling rate of the wire at the outlet of the rolling mill. Achieving this cooling is precisely the problem for which many solutions have been recommended.
It is known that the wire rod, intended for wire drawing, generally undergoes a patenting treatment, intended to give the wire rod a structure suitable for drawing, a patenting treatment often carried out in the wire drawing industry. This treatment is expensive, especially when it concerns low tonnages of yarns, and when it comes to yarns which, for certain products, must in fact undergo two patentings, one at the delivery diameter, the other before finalizing.
To eliminate these patenting operations which, in addition to their cost, still have a certain name-
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tions which they require, the installations which they require, etc ..., many manufacturing processes for steel wires have been proposed. In some cases, the first pat � ntage, applied to the wire obtained by hot rolling (prepatenting) can be omitted, provided however adequate cooling at the outlet of the rolling mill.
The methods recommended for carrying out the said adequate cooling are of different types, some of which use specific techniques (fluidized bed, etc.). Most, however, include an abrupt cooling phase followed by a lower rate temperature reduction phase, sometimes close to an isothermal treatment.
In the best known of the proposed methods, several of which operate at the industrial stage, so-called "tight" coils are no longer formed, but the
wire in expanded form, either flat or vertically. The successive turns move for example on a conveyor
where the projection of a liquid refrigerant or the blowing of a gaseous agent takes place. The most interesting of the processes
of this type currently known and moreover generally reserves in the wire rod of hard steel, that is to say of steel with a carbon content between 0.4% and 0.85
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above; these methods reduce the thickness of the scale layer formed on the wire; finally, they ensure acceptable homogeneity along the length of the wire, although it is still less than that obtained by patenting, in particular with lead.
In general, the controlled cooling processes are carried out according to a pace deduced from the CCT (Continuous Cooling - Transformation) or TTT (Temperature - Time - Transformation) diagrams relating to the steel, on which we have plotted, depending on the time and temperature, the well-known curves of the start and end of the allotropic transformation of austenite into ferrite-perlite. This rate is usually chosen such that the allotropic transformation begins at a temperature slightly above the nose of the start of transformation curve and ends at a temperature substantially equal to that corresponding to the nose of the end of transformation curve.
In doing so, the formation of proeutectoid ferrite as well as that of bainite and martensite is avoided as much as possible.
In a particular method of treating wire rod already claimed elsewhere by the Applicant, the wire rod subjected as it leaves the rolling mill to sudden cooling is wound up in loose turns and introduced into an aqueous bath brought to a temperature close to the temperature of 'boiling; preferably the bath contains in suspension and / or in solution, materials such as salts
(calcium chloride or sodium silicate or sodium tetraborate for example), surface-active substances or materials which enhance the pickling power of the bath or allow electrolytic pickling.
This hot aqueous bath treatment process can be implemented both by keeping the turns in loose form, for example spread out on a conveyor, throughout their passage in the bath, and by forming compact coils, by tightening the turns at the bottom of the treatment tank.
The treatment of the wire rod by sudden cooling and immersion in such baths makes it possible to obtain excellent results thanks to the homogeneous nature of the application of the cooling agent contained in the tank and to the intrinsic qualities of this agent; it is possible, by judiciously choosing the nature, the composition and the temperature of the bath, to determine the optimum conditions for controlling the cooling of the yarn in order to give this yarn the desired quality.
As it is currently applied, this method of treatment by immersion of the wire rod however still has some drawbacks, in particular in its application to the case of mild steel wire.
In the case of mild steel, in fact, the fact of rapidly cooling the wire causes an increase in the elastic limit and the breaking load, which is troublesome especially when the wire is intended for fine drawing or for hammering. cold.
The subject of the present invention is a process which makes it possible to obtain excellent rapid cooling results in a hot aqueous bath, in particular with regard to the homogeneity of the product, without disturbing increase in the elastic limit and in the breaking load.
The method, object of the present invention, is essentially characterized in that, before the entry of the yarn into the last or penultimate finishing stand, it is
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using water-air ramps and in that after leaving the last finishing stand, the yarn is subjected to a second sudden cooling by introducing it in the form of a winding in loose turns in an aqueous bath brought to a temperature close to the boiling point. Preferably, said aqueous bath contains, in suspension and / or in solution, materials such as salts or surface-active substances.
Due to the first cooling, the rolling carried out in the finishing stands is carried out in the austenitic and ferritic domains of the steel constituting the wire, which provides at the output of the rolling mill, a significant reduction in the elastic limit and the breaking load. . This significant reduction is compensated for by the effect of the second cooling which causes a variation in the opposite direction of the aforementioned mechanical properties.
The combined effect of rolling between points
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rolling mill is therefore to ensure obtaining a very homogeneous mild steel wire with low mechanical properties.