EP0107237B1 - Procédé pour le contrôle automatique de la structure des produits en acier laminés - Google Patents
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- EP0107237B1 EP0107237B1 EP19830201444 EP83201444A EP0107237B1 EP 0107237 B1 EP0107237 B1 EP 0107237B1 EP 19830201444 EP19830201444 EP 19830201444 EP 83201444 A EP83201444 A EP 83201444A EP 0107237 B1 EP0107237 B1 EP 0107237B1
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- European Patent Office
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- temperature
- cooling
- section
- transformation temperature
- transformation
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
- C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/54—Determining when the hardening temperature has been reached by measurement of magnetic or electrical properties
Definitions
- the present invention relates to a process for the automatic control of the microstructure of rolled steel products, in particular but not exclusively of products subjected to forced cooling from their rolling heat.
- rolled steel products is intended to mean particularly long products, such as wires or baires, and flat products, such as strips and sheets.
- microstructure which forms during the allotropic transformation during the cooling of the steel is itself strongly conditioned by the law of cooling and more especially by the temperature at which the allotropic transformation takes place.
- the aim of the present invention is to reveal a process making it possible to determine simultaneously and at any time the evolution of the temperature and of the phase transformation within a product being cooled.
- allotropic transformation and “phase transformation” refer to the transformation of austenite into ferrite during the cooling of the product.
- the present invention relates essentially to the determination and use of this parameter.
- the process which is the subject of the present invention, intended to allow automatic control of the microstructure of rolled steel products, subjected to cooling from a temperature above their upper transformation point Ar 3 , is essentially characterized in that that the transformation temperature at each point of at least one section of the product is determined, in that the average transformation temperature of said section is calculated, in that this calculated value is compared with a setpoint considered ideal for the application envisaged and in that the cooling conditions are modified, so as to reduce, preferably to cancel, the difference observed between the calculated value and the temperature setpoint section transformation average.
- the average transformation temperature of a section is defined as the average of the transformation temperatures at the different points of the product section.
- this average transformation temperature of a section is determined using a calculation model describing the evolution of the allotropic transformation.
- this average transformation temperature of a section is determined from measured values of various cooling parameters, in particular the thickness and speed of the product, the initial temperature at various points. of the product, the thermal properties of the steel, the cooling conditions, the length of product sprayed, that is to say the length of the cooling zone in service.
- the comparison between the calculated value and the set value of the average transformation temperature of the section, and / or the modification of the cooling conditions are carried out automatically.
- a particularly advantageous embodiment of the invention consists in applying the process to products leaving the last hot rolling stand.
- the process of the invention makes it possible to modify, in particular to reduce, the size of the ferritic grains by lowering the temperature at which they are formed, which makes it possible to vary the mechanical properties of the steel.
- the application of the process of the invention to mild steel wires (C: 0.06% - Mn: 0.4%) of 5.5 mm in diameter made it possible to raise the elastic limit of 35 N / mm 2 in lowering the average processing temperature by 50 ° C.
- the process of the invention takes account of the influence of the thermal path and therefore of the speed of cooling on the properties of the product.
Description
- La présente invention concerne un procédé pour le contrôle automatique de la microstructure de produits en acier laminés, en particulier mais non exclusivement de produits soumis à un refroidissement forcé à partir de leur chaleur de laminage. Par produits en acier laminés, on entend particulièrement les produits longs, tels que fils ou baires, et les produits plats, tels que les bandes et les tôles..
- On sait que les propriétés mécaniques des produits en acier dépendent étroitement de la microstructure de l'acier. En particulier, elles sont intimement liées à la nature et au pourcentage des phases constituantes du métal, ainsi qu'à la morphologie des composants.
- La microstructure qui se forme au cours de la transformation allotropique pendant lé refroidissement de l'acier est elle-même fortement conditionnée par la loi du refroidissement et plus spécialement par la température à laquelle se produit la transformation allotropique.
- Pour établir une relation fiable entre les conditions de refroidissement et les propriétés mécaniques de l'acier, il convient donc de bien connaître l'évolution de la transformation au cours de ce refroidissement.
- Jusqu'à présent, cette connaissance ne pouvait être obtenue que par la consultation des diagrammes de transformation, soit en conditions isothermes, soit en refroidissement continu. Cette méthode, tout intéressante qu'elle soit, ne fournit cependant de résultats valables que si les conditions réelles de refroidissement sont voisines de celles pour lesquelles les diagrammes ont été établis.
- Cette limitation constitue pour les métallurgistes un sérieux inconvénient auquel la présente invention se propose de remédier.
- Le but de la présente invention est de révéler un procédé permettant de déterminer simultanément et à tout instant l'évolution de la température et de la transformation de phase au sein d'un produit en cours de refroidissement.
- Il faut préciser qu'au sens de la présente invention, les expressions "transformation allotropique" et "transformation de phase" visent la transformation de l'austénite en ferrite au cours du refroidissement du produit.
- On sait que cette transformation allotropique se produit dans un certain domaine de température, et on définit la température de 'transformation en un point par la relation:
- Le Demandeur a maintenant constaté, au cours de ses recherches, qu'il existe un paramètre, lié à cette température de transformation en un point et tenant compte dès lors des conditions réelles de refroidissement, qui est également en bonne relation avec les propriétés mécaniques de l'acier.
- La présente invention porte essentiellement sur la détermination et l'utilisation de ce paramètre.
- Le procédé, qui fait l'objet de la présente invention, destiné à permettre le contrôle automatique de la microstructure de produits en acier laminés, soumis à un refroidissement depuis une température supérieure à leur point de transformation supérieur Ar3, est essentiellement caractérisé en ce que l'on détermine la température de transformation en chaque point d'au moins une section du produit, en ce que l'on calcule la température moyenne de transformation de la dite section, en ce que l'on compare cette valeur calculée avec une valeur de consigne considérée comme idéale pour l'application envisagée et en ce que l'on modifie les conditions de refroidissement, de façon à réduire, de préférence à annuler, l'écart constaté entre la valeur calculée et la valeur de consigne de la température moyenne de transformation de la section.
- La température moyenne de transformation d'une section est définie comme étant la moyenne des températures de transformation aux différents points de la section du produit.
- Selon l'invention, on détermine cette température moyenne de transformation d'une section à l'aide d'un modèle de calcul décrivant l'évolution de la transformation allotropique. Selon une mise en oeuvre préférentielle de l'invention, on détermine cette température moyenne de transformation d'une section à partir de valeurs mesurées de divers paramètres du refroidissement, en particulier l'épaisseur et la vitesse du produit, la température initiale en divers points du produit, les propriétés thermiques de l'acier, les conditions de refroidissement, la longueur de produit arrosée, c'est-à-dire la longueur de la zone de refroidissement en service.
- Selon une modalité particulière de mise en oeuvre, la comparaison entre la valeur calculée et la valeur de consigne de la température moyenne de transformation de la section, et/ou la modification des conditions de refroidissement sont effectuées de manière automatique.
- Une modalité particulièrement intéressante de mise en oeuvre de l'invention consiste à appliquer le procédé à des produits sortant de la dernière cage de laminage à chaud.
- Le procédé de l'invention permet de modifier, en particulier de réduire, la taille des grains ferritiques en abaissant la température à laquelle ils se forment, ce qui permet de faire varier les propriétés mécaniques de l'acier.
- Par exemple, l'application du procédé de l'invention à des fils en acier doux (C: 0,06 % - Mn: 0.4%) de 5,5 mm de diamètre, a permis de relever la limite d'élasticité de 35 N/mm2 en abaissant la température moyenne de transformation de 50°C.
- Contrairement aux méthodes basées sur le contrôle de la température des produits à la fin du refroidissement, le procédé de l'invention tient compte de l'influence du chemin thermique et donc de la vitesse du refroidissement sur les propriétés du produit.
Claims (4)
1. Procédé pour le contrôle de la microstructure de produits en acier laminés soumis à un refroidissement contrôlé depuis une température supérieure à leur point de transformation supérieur, caractérisé en ce que l'on détermine la température de transformation en au moins un point d'au moins une section du produit, en ce que l'on calcule la température moyenne de transformation de la dite section, en ce que l'on compare cette valeur calculée à une valeur de consigne de la dite température moyenne de transformation et en ce que l'on modifie les conditions du dit refroidissement, de façon à réduire, de préférence à annuler, l'écart constaté entre la valeur calculée et la valeur de consigne de la dite température moyenne de transformation de la section.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on calcule la température moyenne de transformation d'une section à partir des paramètres du refroidissement, en particulier la température initiale et les propriétés thermiques du produit, et les conditions du refroidissement, par exemple la température et le débit de l'agent de refroidissement, ainsi que la longueur de produit arrosée.
3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on effectue, de façon automatique, le calcul de la température moyenne de transformation de la section, la comparaison de cette valeur calculée avec la valeur de consigne de cette température et/ou la modification des conditions de refroidissement.
4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on applique le dit refroidissement contrôlé à des produits se trouvant dans la chaude de laminage, immédiatement après leur sortie de la dernière cage du train de laminoir.
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