CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES, (Belgique) .
Procédé de traitement d'une bande métallique mince laminée à chaud.
La présente invention concerne un procédé de traitement d'une bande métallique mince laminée à chaud.
Par bande métallique mince laminée à chaud, il faut entendre ici essentiellement une bande en acier, d'une épaisseur de l'ordre de 1 à 3 mm, fabriquée par laminage à chaud. Dans la suite, une telle bande sera désignée, en raccourci, par l'expression "bande à chaud".
Dans le domaine des produits plats de moyenne épaisseur
(1 à 3 mm), on peut distinguer les catégories suivantes
<EMI ID=1.1> (a) la bande à chaud, livrée à l'utilisateur à l'état brut de laminage;
(b) la bande à chaud décapée et éventuellement skin-passée ou même galvanisée;
(c) la bande à froid.
Les produits de type (a) sont destinés à des applications relativement grossières, qui ne nécessitent pas des propriétés de surface ou une planéité particulières.
Les produits de type (c) présentent actuellement d'excellentes propriétés d'emboutissabilité, ainsi que des tolérances dimensionnelles, une planéité et des propriétés de surface remarquables; les utilisateurs leur donnent dès lors la préférence pour les applications faisant appel à ce type de propriétés. Ces produits sont cependant très coûteux, en raison de la complexité des traitements qu'ils ont subis, et de l'importance des installations nécessaires à la mise en oeuvre de ces traitements.
Dans cette gamme d'épaisseur, la bande à chaud de type (b) pourrait remplacer la bande à froid (c) dans un certain nombre d'applications. Actuellement cependant, cette bande à chaud ne présente pas encore le niveau de propriétés requis, en particulier en matière de qualité de surface, de planéité et même de propriétés mécaniques.
Par ailleurs, on sait qu'à la sortie du laminoir à chaud, la bande d'acier est couverte d'une couche de calamine, c'est-à-dire d'oxydes, que l'on enlève habituellement par une opération de décapage à l'acide sulfurique ou chlorhydrique. La technique du décapage à l'acide présente cependant divers inconvénients qui sont particulièrement
<EMI ID=2.1>
bandes ne se prête en effet pas très bien à la galvanisation à chaud ou à d'autres traitements de surface. En outre, la résistance à la corrosion d'une bande à chaud décapée n'est pas très élevée. Enfin, le décapage à l'acide donne lieu à une perte en fer qui n'est pas négligeable et qui pollue les solutions de décapage, lesquelles doivent alors être débarrassées de ces boues de décapage.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de traitement d'une bande à chaud, ne comportant pas les inconvénients précités et permettant de porter la dite bande à chaud au niveau désiré de propriétés mécaniques ainsi que de propriétés de surface et de planéité.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention est basé d'une part sur les résultats de travaux récents du présent demandeur et d'autre part sur l'application de ses développements antérieurs dans le domaine du recuit continu des bandes d'acier.
Les travaux récents auxquels il est fait référence cidessus ont montré qu'il était possible de réduire la calamine de la bande à chaud au moyen d'un mélange gazeux réducteur, en une durée compatible avec un traitement continu.
A cet effet, le procédé de traitement continu d'une bande laminée à chaud qui fait l'objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on réduit les oxydes superficiels de la dite bande au moyen d'un agent réducteur gazeux, en ce que l'on porte la bande à une température supérieure à 500[deg.]C, en ce qu'on la maintient à cette température pendant au moins 2o secondes et en ce qu'on la refroidit rapidement jusqu'à une température appropriée à son traitement ultérieur. // Selon l'invention, on effectue la réduction des oxydes superficiels, ainsi que le chauffage et le maintien à une température supérieure à 500[deg.]C en une seule opération consistant à soumettre la dite bande à un recuit continu sous une atmosphère réductrice.
Selon l' invention, la bande recuite en continu peut subir divers refroidissements selon le type de propriétés désirées.
Pour produire des aciers doux, la bande est refroidie rapidement jusqu'à une température comprise entre 350[deg.]C et
500[deg.]C et elle est maintenue à cette température pendant au moins 2o secondes avant d'être refroidie jusqu'à la température ambiante.
Pour produire des aciers à haute résistance ou des aciers dual-phase, la bande est refroidie rapidement jusqu'à une température inférieure à 300[deg.]C.
Egalement selon une mise en oeuvre particulière de l'invention, on opère le dit refroidissement rapide en plongeant la bande dans un bain aqueux maintenu à une température d'au moins 75[deg.]C.
Les essais de demandeur ont en effet montré qu'un traitement continu comprenant un chauffage et un maintien à la température précitée et un refroidissement rapide permettait non seulement de corriger pratiquement tous les défauts de planéité de la bande, mais également de conserver, après ce refroidissement rapide, une excellente pla-
<EMI ID=3.1>
Le refroidissement rapide par immersion dans un bain
<EMI ID=4.1>
formation d'une fine couche d'oxyde que, selon l'invention, on réduit soit au moyen d'un agent réducteur gazeux, soit par un décapage chimique ou électroch imique.
Encore selon l'invention, on peut diminuer l'épaisseur de la couche d'oxyde initiale en abaissant la température de bobinage des bandes à la sortie du laminoir à chaud.
Cette pratique permet de diminuer le coût de la réduction gazeuse ultérieure, sans altérer les propriétés mécaniques de la bande, puisque cette réduction précède le traitement thermique conférant à la bande les propriétés visées.
On peut encore, selon l'invention, revêtir la bande en l' immergeant dans un bain métallique fondu, de préférence après élimination de la couche d'oxyde formée lors du refroidissement dans le bain aqueux.
Il est en effet apparu que la bande à chaud traitée par le procédé de l'invention se prêtait idéalement à la galvanisation à chaud, ainsi qu'à divers traitements de surface de la bande nue, notamment à la phosphatation. Ce comportement est très probablement dû à la présence d'une couche de fer réduit recristallisé à la surface de la bande, qui confère à celle-ci une résistance à la corrosion supérieure à celle d'une bande décapée à l'acide.
Le procédé de l'invention permet de fabriquer les bandes
à chaud de la catégorie (b) ci-dessus, d'une façon plus
<EMI ID=5.1> planéité et d'homogénéité ainsi que leurs propriétés de surface. Il permet également de conférer aux bandes à chaud des tolérances dimensionnelles ainsi que des propriétés de surface, d'homogénéité et de planéité leur permettant de remplacer les bandes à froid dans un certain nombre d'applications.
Enfin, le procédé de l'invention permet encore de fabriquer, sans laminage à froid, différents types d'acier tels que des aciers dual-phase, des aciers à haute résistance et des aciers présentant une résistance accrue à la corrosion. Dans le cas des aciers à haute résistance, on refroidit la bande de manière brutale et rapide après le traitement de réduction, lequel est réalisé dans ce cas
<EMI ID=6.1> Revendications.
1. Procédé de traitement d'une bande métallique mince laminée à chaud, d'une épaisseur de 1 mm à 3 mm, caractérisé en ce que l'on réduit les oxydes superficiels de
la dite bande au moyen d'un agent réducteur gazeux, en ce que l'on porte la bande à une température supérieure à
500[deg.]C, en ce qu'on la maintient à cette température pen-
<EMI ID=7.1>
pidement jusqu'à une température appropriée à son traitement ultérieur.
METALLURGICAL RESEARCH CENTER -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Nonprofit organization -
Vereniging zonder winstoogmerk
in BRUXELLES, (Belgium).
Method for treating a thin hot rolled metal strip.
The present invention relates to a method of treating a thin hot-rolled metal strip.
By thin hot-rolled metal strip is meant here essentially a steel strip, with a thickness of the order of 1 to 3 mm, manufactured by hot rolling. In the following, such a strip will be designated, in shorthand, by the expression "hot strip".
In the area of medium thickness flat products
(1 to 3 mm), we can distinguish the following categories
<EMI ID = 1.1> (a) the hot strip, delivered to the user in the raw rolling state;
(b) the hot strip pickled and possibly skin-passed or even galvanized;
(c) the cold strip.
Products of type (a) are intended for relatively coarse applications, which do not require particular surface properties or flatness.
Products of type (c) presently present excellent drawing properties, as well as dimensional tolerances, flatness and remarkable surface properties; users therefore give them preference for applications using these types of properties. These products are however very expensive, because of the complexity of the treatments they have undergone, and the importance of the facilities necessary for the implementation of these treatments.
In this thickness range, the hot strip of type (b) could replace the cold strip (c) in a number of applications. Currently, however, this hot strip does not yet have the required level of properties, in particular with regard to surface quality, flatness and even mechanical properties.
Furthermore, it is known that at the exit from the hot rolling mill, the steel strip is covered with a layer of scale, that is to say with oxides, which is usually removed by a pickling with sulfuric or hydrochloric acid. However, the acid pickling technique has various drawbacks which are particularly
<EMI ID = 2.1>
Strips do not lend themselves very well to hot-dip galvanizing or other surface treatments. In addition, the corrosion resistance of a hot pickled strip is not very high. Finally, pickling with acid gives rise to a significant loss of iron which pollutes pickling solutions, which must then be rid of these pickling sludge.
The present invention specifically relates to a method of treating a hot strip, not having the aforementioned drawbacks and making it possible to bring said hot strip to the desired level of mechanical properties as well as surface and flatness properties.
The process which is the subject of the present invention is based on the one hand on the results of recent work of the present applicant and on the other hand on the application of its previous developments in the field of continuous annealing of steel strips .
The recent work to which reference is made above has shown that it is possible to reduce the scale of the hot strip by means of a reducing gas mixture, in a period compatible with continuous treatment.
To this end, the process for continuous treatment of a hot rolled strip which is the subject of the present invention is essentially characterized in that the surface oxides of said strip are reduced by means of a gaseous reducing agent. , in that the strip is brought to a temperature above 500 [deg.] C, in that it is kept at this temperature for at least 20 seconds and in that it is rapidly cooled to a temperature suitable for further processing. // According to the invention, the reduction of the surface oxides is carried out, as well as the heating and the maintaining at a temperature above 500 [deg.] C in a single operation consisting in subjecting the said strip to continuous annealing under an atmosphere reductive.
According to the invention, the continuously annealed strip can undergo various cooling depending on the type of properties desired.
To produce mild steels, the strip is rapidly cooled to a temperature between 350 [deg.] C and
500 [deg.] C and it is maintained at this temperature for at least 20 seconds before being cooled to room temperature.
To produce high strength steels or dual-phase steels, the strip is rapidly cooled to a temperature below 300 [deg.] C.
Also according to a particular implementation of the invention, said rapid cooling is carried out by immersing the strip in an aqueous bath maintained at a temperature of at least 75 [deg.] C.
Applicant's tests have in fact shown that a continuous treatment comprising heating and maintaining at the abovementioned temperature and rapid cooling made it possible not only to correct practically all the flatness defects of the strip, but also to preserve, after this cooling fast, excellent
<EMI ID = 3.1>
Rapid cooling by immersion in a bath
<EMI ID = 4.1>
formation of a thin oxide layer which, according to the invention, is reduced either by means of a gaseous reducing agent, or by chemical or electrochemical pickling.
Still according to the invention, the thickness of the initial oxide layer can be reduced by lowering the winding temperature of the strips at the outlet from the hot rolling mill.
This practice makes it possible to reduce the cost of the subsequent gas reduction, without altering the mechanical properties of the strip, since this reduction precedes the heat treatment giving the strip the targeted properties.
It is also possible, according to the invention, to coat the strip by immersing it in a molten metal bath, preferably after removal of the oxide layer formed during cooling in the aqueous bath.
It has indeed appeared that the hot strip treated by the process of the invention is ideally suited for hot galvanizing, as well as for various surface treatments of the bare strip, in particular for phosphating. This behavior is most probably due to the presence of a reduced layer of recrystallized iron on the surface of the strip, which gives it a higher resistance to corrosion than that of an acid-stripped strip.
The method of the invention makes it possible to manufacture the strips
from category (b) above, in a more
<EMI ID = 5.1> flatness and homogeneity as well as their surface properties. It also makes it possible to give the hot strips dimensional tolerances as well as surface, uniformity and flatness properties allowing them to replace the cold strips in a certain number of applications.
Finally, the method of the invention also makes it possible to manufacture, without cold rolling, different types of steel such as dual-phase steels, high-strength steels and steels having increased resistance to corrosion. In the case of high-strength steels, the strip is suddenly and rapidly cooled after the reduction treatment, which is carried out in this case
<EMI ID = 6.1> Claims.
1. A method of treating a thin hot-rolled metal strip with a thickness of 1 mm to 3 mm, characterized in that the surface oxides of
said strip by means of a gaseous reducing agent, in that the strip is brought to a temperature above
500 [deg.] C, in that it is kept at this temperature for
<EMI ID = 7.1>
pidely up to a temperature suitable for its further treatment.