EP0141761B1 - Procédé de refroidissement modulé minimisant les déformations des produits plats métallurgiques - Google Patents

Procédé de refroidissement modulé minimisant les déformations des produits plats métallurgiques Download PDF

Info

Publication number
EP0141761B1
EP0141761B1 EP84420162A EP84420162A EP0141761B1 EP 0141761 B1 EP0141761 B1 EP 0141761B1 EP 84420162 A EP84420162 A EP 84420162A EP 84420162 A EP84420162 A EP 84420162A EP 0141761 B1 EP0141761 B1 EP 0141761B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
temperature
product
edges
rapid cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP84420162A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0141761A2 (fr
EP0141761A3 (en
Inventor
Bruno Dubost
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Original Assignee
Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA filed Critical Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority to AT84420162T priority Critical patent/ATE28479T1/de
Publication of EP0141761A2 publication Critical patent/EP0141761A2/fr
Publication of EP0141761A3 publication Critical patent/EP0141761A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0141761B1 publication Critical patent/EP0141761B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the object of the invention relates to a method for minimizing deformations, during the rapid cooling of metallurgical flat products such as sheets, strips, flats, wide profiles, etc.
  • the usual practice of continuously cooling strips, wide profiled sheets, etc., of metal consists in cooling by spraying or spraying with one or more fluid (s) a product at uniform temperature, in a zone of rectangular shape, whose leading edge is perpendicular to the direction of movement of the product (which coincides with its long direction); cooling is generally carried out on both sides of the product, with a surface flow rate (expressed in volume of significant fluid of product per unit of area and time), but it can also be unilateral.
  • the method according to the invention overcomes these difficulties.
  • This method is set out in claims 1 and 6.
  • Claims 2 to 5 and 7 to 10 are preferred embodiments thereof.
  • the method according to the invention consists in rapidly cooling the product using a fluid or mixture of fluids) to the temperature T F comprising at least one vaporizable liquid and this in a modulated manner, in a direction perpendicular to the direction of displacement of the product, between the initial temperature of the product T o and T F.
  • the modulation of the cooling can be obtained for example by local variation of the surface flow rate of fluid and / or local variation of the composition or of the nature of the fluid.
  • the intensity of the cooling expressed for example in surface flow rate of the cooling fluid at a given temperature, generally the ambient temperature, which is kept substantially constant along zones parallel to the axis of the product, decreases progressively. from the shores towards the axis thereof (case I) or from one edge to the other (case II).
  • the optimal running speed depends on the average cooling speed in the intervals T s - Ti, on the width of the product and on the difference in cooling speeds between the edge and the center ( case I) or between banks (case II).
  • the first technique consists in prohibiting rapid cooling in specific areas of the product by carrying out a leading edge of the angular (case I) or oblique (case II) cooling, for example using covers or ramps d spraying with an appropriate geometrical arrangement, the temperature of the product being uniform before rapid cooling and practiced according to the characteristics of the invention reported above.
  • the forbidden zone has the shape of a (case II) or two (case I) triangle (a) isosceles rectangle (s) whose vertices of the angle at 45 ° are located on the axis of the strip (point 0) and whose adjacent sides are perpendicular to this axis, and located (s) downstream of point 0 in the direction of travel.
  • the prohibited area has the shape of a (case II) or two (case I) "triangles" rectangle (s) of which the "hypotenuse", curvilinear, has a concavity turned towards the top at right angles of the triangle and which is tangent in 0 to the hypotenuse of the basic isosceles triangle; this curve intersects the side of the triangle parallel to the axis of travel of the product at a distance of between 0.6 and once the width (case II) or half-width (case I) of the product, counted from the top of the right angle.
  • the other solution consists in carrying out a local pre-cooling of the product lowering the temperature of the axial zone relative to the lateral zones (case I) or of one edge zone relative to the other (case II), before the energetic final cooling, the attack of which is then a rectilinear transverse front.
  • a To is approximately equal to: formula in which k (k> 1) represents the ratio of the average cooling rates between the banks and the axis (case I) or between the banks (case II) in the temperature range between Ts and Ti.
  • a metal strip (1) in the form of a coil (2) is unwound and passes through a reheating oven (3), then into a cooling installation (4) before being rewound into a coil (2 '); the installation obviously includes the drive means and band supports (1) not shown.
  • the cooling installation comprises an inlet (5) for pressurized fluid (liquid or gaseous), which is distributed over the entire surface of the strip (I) using nozzles or nozzles (6), the flow of which is adjustable on each of the supplies (10) parallel to the direction of movement (V) of the strip (1), for example using adjustable valves (9); the fluid is recovered in a tank (7) and returns to the compression or circulation device (not shown), after possible cooling, by the pipe (5 '). The flow systematically and gradually increases from the axial feed to the lateral feeds.
  • pressurized fluid liquid or gaseous
  • the cooling system is provided with a cover (8) at the entry of the strip (1) in the cooling device (4) located between the strip (1) and the nozzles (6) and having the form transferred to the this figure, and which therefore obscures part of the sprinkling.
  • FIG. 1 represents only one mode of unilateral cooling of the strip, bilateral cooling is of course possible, as is the variation of the intensity of the cooling in the direction of the length of each ramp.
  • vertical sheets (11) travel with speed (V) suspended from a means of transport (12) of the monorail type. They pass successively into the heating oven (13) and into the cooling system (14).
  • This comprises a series of horizontal feeds (15) provided with water spray nozzles (19) placed symmetrically on either side of the sheet (11)
  • These are supplied by the inlet tube ( 16) by means of adjustable valves (17).
  • the power supplies and the nozzle cover the sheet surface except for a sector (18) having the indicated shape.
  • the zone which is cooled first is therefore that of the lower edge of the sheet, in order to avoid disturbances due to the runoff of the cooling fluid on the blanks of the sheet (11).
  • the flow rate of the fluid is modulated in each supply and decreases regularly from top to bottom of the sheet.
  • Figure 3 shows in more detail the shape of the cooling zones prohibited in the case of symmetrical (fig. 3-1) or asymmetric (fig. 3-11) cooling.
  • the triangles OAC and OA'C 'are isosceles-rectangles.
  • FIG. 4 represents in a temperature-distance diagram the cooling curves of a strip (1) at various positions: at the edges (curve E), at the center (curve C) and at about quarter of the width (curve Q) from of an initial temperature (T a ).
  • the cooling is modulated in the width of the strip so that the curves substantially intersect at the temperature Tc, located between (2 TB + T F ) and (To + 2 T F ).
  • the covers have the shape of two curvilinear right triangles OAB and OA'B 'located downstream of point 0, marking the start of cooling on the axis of the strip.
  • a pre-cooling zone (a) is provided before the actual cooling zone (B); in this zone (A) the cooling on the axis of the product is accelerated with respect to the edges, giving the isothermal curves shapes such as (a), (b), (c), (d). This is obtained by modulating in the width direction the flow of cooling nozzles supplied for example with cold air.
  • the cooling of part (B) is similar to that of FIG. 4a.
  • the isotherms are represented in (f), (g), (h), which correspond to Tc, (i), etc ...
  • the sheets had a substantially uniform temperature of approximately 480 ° C. at the start of precooling or rapid cooling.
  • the leading edge of the rapid cooling was delimited by a cover either rectilinear and transverse (perpendicular to the direction of travel of the sheets parallel to their axis), or angular according to the invention (case I) with an angle a between the transverse direction curvilinear sheets and "hypotenuse” and a length of cache along the edge of the sheet equal to K times the half-width of the sheets.
  • the deformations of the sheets were observed during rapid cooling and the longitudinal remanent deformations (deflection or amplitude of the corrugations of the sheets) were measured after quenching.
  • Table 1 below gives the test conditions according to the usual procedures or according to the invention as well as the levels of deformation obtained on these sheets.
  • the sheets treated according to the invention (tests n ° 2, 6, 8 and 9) by transverse modulation of the cooling by means of longitudinal ramps equipped with nozzles giving greater water flows on the banks than in the center associated with a precooling of the axial zone and / or with a front defined according to the invention give rise to slight permanent deformations during cooling if the area of intersection of the temperatures between edges and half-width is effectively between the temperatures Ts and TI.
  • the sheets were brought quickly by horizontal translation into the quenching zone consisting of 4 horizontal longitudinal ramps superimposed in a vertical plane and placed symmetrically on either side of the plane of the sheet. .
  • the initial temperature T o of the sheets at the entrance to the rapid cooling zone was substantially uniform in all the sheets and around 405 ° C.
  • Table II below gives the arrangements of the ramps and nozzles used (from the upper bank to the lower bank) as well as the cooling conditions obtained (average cooling speed - temperature of intersection of the cooling curves) measured by thermocouples placed at mid-thickness in the vicinity of the upper and lower banks.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

  • L'objet de l'invention concerne un procédé pour minimiser les déformations, lors du refroidissement rapide de produits plats métallurgiques tels que tôles, bandes, méplats, profilés larges, etc...
  • De nombreuses méthodes et dispositifs ont été publiés dans la littérature technique pour résoudre ce problème de déformation macroscopique des produits plats lors du refroidissement, en particulier dans les lignes continues de traitements thermiques, tels que recuit, trempe, etc...
  • La pratique habituelle du refroidissement en continu de bandes, tôles profilés larges, etc..., métalliques, consiste à refroidir par aspersion ou pulvérisstion d'un ou plusieurs fluide(s) un produit à température uniforme, dans une zone de forme rectangulaire, dont le front d'attaque est perpendiculaire à la direction de déplacement du produit (qui coincide avec son sens long); le refroidissement est généralement effectué sur les deux faces du produit, avec un débit surfacique (exprimé en volume de fluide important de produit par unité de surface et de temps) constant, mais il peut aussi être unilatéral.
  • Cette pratique conduit généralement à des déformations très importantes des produits qui augmentent lorsque la vitesse de refroidissement et/ou la largeur du produit augmente(nt) et/ou si la vitesse de défilement diminue; en particulier, dans le cas de la trempe des métaux et alliages, ces déformations de trempe apparaissent immédiatement en aval du front d'attaque du fluide, dans le domaine des températures les plus élevées où la limite élastique du métal est excessivement faible et peuvent avoir une amplitude telle qu'elles nuisent à l'homogénéité du refroidissement et empâchent son défilement normal dans les installations; en particulier, des dégradations de l'état de surface dues aux frottements peuvent apparaître.
  • La réduction de ces distorsions permanentes des produits après la fin du refroidissement implique, soit une vitesse de défilement très rapide (donc des longueurs de zones de refroidissement excessivement longues et coûteuses), soit, dans tous les cas, des opérations finales de défripage, planage et détensionnement, par voie mécanique (laminoir, planeuse à rouleaux ou par traction), qui augmentent le coût de fabrication.
  • De plus, pour les produits qui doivent présenter un niveau de contraintes résiduelles très faibles, un détensionnement par traction contrôlée est nécessaire.
  • Un des moyens les plus récemment proconisés pour éviter les distorsions lors du refroidissement est enseigné par le brevet US 4 270 959 par utilisation d'un mode de refroidissement de bandes métalliques par air soufflé tel que la température des zones latérales de la bande soit inférieure à celle de la zone centrale, pendant toute la durée du refroidissement.
  • Cependant, ce procédé n'est pas adapté au cas des refroidissements rapides, pour lesquels il est nécessaire d'utiliser un fluide ou mélange de fluides de refroidissement comportant au moins un liquide vaporisable tel que l'eau par exemple, tant du point de vue métallurgique (vitesse de refroidissement insuffisante) que du point de vue des déformations permanentes après refroidissement.
  • La méthode, selon l'invention permet de résoudre ces difficultés. Cette méthode est exposée dans les revendications 1 et 6. Les revendications 2 à 5 et 7 à 10 en sont des modes de realisation préféres. La méthode selon l'invention consiste à refroidir rapidement le produit à l'aide d'un fluide ou mélange de fluides) à la température TF comportant au moins un liquide vaporisable et ceci de façon modulée, dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du produit, entre la température initiale du produit To et TF. Dans le cas où le refroidiasement est symétrique par rapport à l'axe de défilement du produit (cas (I)), la modulation est appliquée entre l'axe de défilement et les rives; dans le cas d'un refroidissement dissymétrique (cas (II)) la modulation est appliquée entre une rive et l'autre; dans les deux cas, la modulation est telle que les courbes de refroidissement des points situés sur une perpendiculaire à l'axe de déplacement se coupent dans une zone de température comprise entre Ts =
    Figure imgb0001
    (2 To + TF) et Ti =
    Figure imgb0002
    (To + 2 TF), de façon que les températures des zones centrales (cas I) ou d'une rive (cas II) restent inférieures à celles des rives (cas I) ou de l'autre rive (cas II) dans le domaine des températures compris entre To et la température à laquelle se coupent les courbes de refroidissement, en établissant un gradient monotone de température entre les rives et le centre (cas I) ou entre les 2 rives (cas Il). La modulation du refroidissement peut être obtenue par exemple par variation locale du débit surfacique de fluide et/ou variation locale de la composition ou de la nature du fluide.
  • Il en résulte que l'intensité du refroidissement exprimée par exemple en débit surfacique du fluide de refroidissement à une température donnée, généralement la température ambiante, qui est maintenue sensiblement constante le long de zones parallèles à l'axe du produit, diminue de façon progressive des rives vers l'axe de celui-ci (cas I) ou d'un bord à l'autre (cas II).
  • Les essais ont montré que pour obtenir des déformations minimales, la vitesse de défilement optimale dépend de la vitesse moyenne de refroidissement dans les intervalles Ts - Ti, de la largeur du produit et de l'écart des vitesses de refroidissement entre rive et centre (cas I) ou entre rives (cas II).
  • Pour améliorer ainsi la planéité, on a utilisé principalement deux techniques, prises soit isolément, soit en combinaison.
  • 1. La première technique consiste à interdire le refroidissement rapide dans des zones déterminées du produit en réalisant un front d'attaque du refroidissement anguleux (cas I) ou oblique (cas II), par exemple à l'aide de caches ou de rampes d'aspersion de disposition géométrique appropriée, la température du produit étant uniforme avant refroidissement rapide et pratiqué selon les caractéristiques de l'invention reportées ci-dessus.
  • Dans cette première variante et en première approximation, la zone interdite a la forme d'un (cas II) ou deux (cas I) triangle(a) rectangle(s) isocèle(s) dont les sommets de l'angle à 45° sont situés sur l'axe de la bande (point 0) et dont les côtés adjacents sont perpendiculaires à cet axe, et situé(s) à l'aval du point 0 dans le sens de défilement.
  • Dans une réalisation préférentielle, la zone interdite a la forme d'un (cas II) ou deux (cas I) "triangles" rectangle(s) dont "l'hypoténuse", curviligne, a une concavité tournée vers le sommet à angle droit du triangle et qui est tangente en 0 à l'hypoténuse du triangle isocèle de base; cette courbe coupe le côté du triangle parallèle à l'axe du défilement du produit à une distance comprise entre 0,6 et une fois la largeur (cas II) ou la demi-largeur (cas I) du produit, comptée à partir du sommet de l'angle droit.
  • 2. L'autre solution consiste à effectuer un prérefroidissement local du produit abaissant la température de la zone axiale par rapport aux zones latérales (cas I) ou d'une zone de rive par rapport à l'autre (cas II), avant le refroidissement final énergique, dont l'attaque est alors un front rectiligne transversal.
  • Dans cette deuxième variante, il suffit d'abaisser la température des zones indiquées du produit de manière que la différence de température entre rives et axe (cas I) ou entre rives (cas II) atteigne A To, avant le refroidissement final conforme à l'invention, le front d'attaque étant alors purement transversal.
  • La valeur de A To est sensiblement égale à:
    Figure imgb0003
    formule dans laquelle k (k > 1) représente le rapport des vitesses moyennes de refroidissement entre les rives et l'axe (cas I) ou entre les rives (cas II) dans le domaine de températures compris entre Ts et Ti.
  • On peut également utiliser simultanément les deux méthodes; on impose, d'une part au front d'attaque du refroidissement rapide la forme d'un (cas II) ou de deux (cas I) triangle(s) rectangle(s) curviligne(s) faisant un angle a° avec la direction transversale du produit et dont "l'hypoténuse" coupe la (ou les) rive(s) à une distance du sommet de l'angle droit sensiblement égale à:
    • K
      Figure imgb0004
      tg α (cas I)
    • ou KLtg a (cas II) L étant la largeur du produit
    • avec 0,6 ≤ K < 1
    • et 0 ≤ α ≤ 45°

    et d'autre part, on refroidit préalablement le produit de manière que la différence de température entre rives et axe (cas I) ou entre rives (cas II), comptée sur le front d'attaque, soit sensiblement égale à:
    Figure imgb0005
    a étant exprimé en degrés.
    • La figure 1 représente une vue en élévation et une vue en plan d'une installation de refroidissement unilatéral permettant d'appliquer la méthode selon l'invention, à une bande métallique horizontale traitée en continu.
    • La figure 2 représente une vue en élévation et une vue en plan d'une installation de refroidissement bilatéral, permettant d'appliquer la méthode sélon l'invention au traitement au défilé de tôles en position verticale.
    • La figure 3 représente en détail la forme des zones de refroidissement interdites, dans le cas de refroidissement symétrique (3-1) ou dissymétrique (3-11).
    • La figure 4a représente la distribution des isothermes lors de l'exécution de la première variante.
    • La figure 4b représente la distribution des isothermes lors de l'exécution de la seconde variante, avec prérefroidissement.
  • Sur la figure 1, une bande métallique (1) sous la forme de bobine (2) est déroulée et passe dans un four de réchauffage (3), puis dans une installation de refroidissement (4) avant d'être réenroulée en bobine (2'); l'installation comporte évidemment les moyens moteurs et de supports de la bande (1) non représentés.
  • L'installation de refroidissement comporte une arrivée (5) de fluide sous pression (liquide ou gazeux), qui est réparti sur toute la surface de la bande (I) à l'aide de buses ou gicleurs (6), dont le débit est réglable sur chacune des alimentations (10) parallèles au sens du déplacement (V) de la bande (1) par exemple à l'aide de vannes réglables (9); le fluide est récupéré dans un bac (7) et retourne au dispositif de compression ou de circulation (non représentés), après refroidissement éventuel, par la canalisation (5'). Le débit augmente systématiquement et progressivement de l'alimentation axiale vers les alimentations latérales.
  • Le système de refroidissement est muni d'un cache (8) à l'entrée de la bande (1) dans le dispositif de refroidissement (4) situé entre la bande (1) et les gicleurs (6) et ayant la forme reportée aur cette figure, et qui occulte donc une partie de l'aspersion.
  • Bien que la figure 1 ne représente qu'un mode de refroidissement unilatéral de la bande, le refroidissement bilatéral est bien sur possible, de même que la variation de l'intensité du refroidissement dans le sens de la longueur de chaque rampe.
  • Sur la figure 2, des tôles (11) verticales défilent avec la vitesse (V) suspendues à un moyen de transport (12) de type monorail. Elles passent successivement dans le four de chauffage (13) et dans le système de refroidissement (14). Celui-ci comporte une série d'alimentations horizontales (15) munies de buses de pulvérisation d'eau (19) placées symétriquement de part et d'autre de la tôle (11) Celles-ci sont alimentées par le tube d'arrivée (16) par l'intermédiaire de vannes réglables (17). Les alimentations et la buse couvrent la surface de la tôle sauf un secteur (18) ayant la forme indiquée. La zone qui est refroidie en premier est donc celle de la rive inférieure de la tôle, afin d'éviter les perturbations dues au ruissellement du fluide de refroidissement sur les flans de la tôle (11).
  • Le débit du fluide est modulé dans chaque alimentation et diminue régulièrement de haut en bas de la tôle.
  • La figure 3 montre de façon plus détaillée la forme des zones de refroidis sement interdites dans le cas d'un refroidissement symétrique (fig. 3-1) ou dissymétrique (fig. 3-11). Les triangles OAC et OA'C' sont isocèles- rectangles. Les surfaces OAB', OA'B' ont la forme d'un triangle rectangle dont "l'hypoténuse" curviligne fait avec OA ou AA' un angle a < 45°, dont la concavité est tournée vers le sommet de l'angle droit (A ou A') et dont la longueur AB = A'B' est donnée dans le texte ci-dessus.
  • Le figure 4 représente dans un diagramme température-distance les courbes de refroidissement d'une bande (1) à diverses positions: aux bords (courbe E), su centre (courbe C) et sux quarts de la largeur (courbe Q) à partir d'une témperature initiale (Ta). Le refroidissement est modulé dans la largeur de la bande de telle façon que les courbes se coupent sensiblement à la température Tc, située entre
    Figure imgb0006
    (2 To + TF) et
    Figure imgb0007
     (To + 2 TF).
  • Sur la figure (4a), les caches ont la forme de deux triangles rectangles curvilignes OAB et OA'B' situés à l'aval du point 0, marquant le début de refroidissement sur l'axe de la bande. Les isothermes sur la bande ont les allures reportées sur les courbes (a) = B'OB, (b), (c), (d), qui correspondent à Tc, (e), etc...
  • Sur la figure (4b) une zone de prérefroidissement (a) est ménagée avant la zone de refroidissement proprement dite (B); dans cette zone (A) le refroidissement sur l'axe du produit est accéléré par rapport aux bords, donnant aux courbes isothermes des allures telles que (a), (b), (c), (d).. Ceci est obtenu en modulant dans le sens de la largeur le débit de buses de refroidissement alimentées par exemple en air froid. Le refroidissement de la partie (B) est analogue à celui de la figure 4a. Les isothermes sont représentés en (f), (g), (h), qui correspondent à Tc, (i), etc...
    • EXEMPLE 1
  • Nous avons trempé horizontalement au défilé par pulvérisation mécanique d'eau des tôles minces de dimensions 620 x 350 x 3,2 mm en alliage d'aluminium 2024 après mise en solution de 30 minutes à 495° C dans un four ventilé.
  • L'installation expérimentale comportait en aval du four:
    • - une zone de prérefroidissement modéré de la zone axiale des tôles (milargeur) par pulvérisation unilatérale d'eau sur la face inférieure des tôles au moyen de une ou de deux buses de petit diamètre (ϕ = 1,15 mm type A) centrées sur l'axe longitudinal des tôles (suivant leur sens de défilement) et permettant, le cas échéant, d'imposer un prérefroidissement de la zone centrale par rapport aux rives de la tôle.
    • - une zone de refroidissement rapide (ou trempe dans le cas de l'alliage 2024) équipée de rampes de pulvérisation longitudinales situées de part et d'autre d'un chariot destiné à supporter et à translater horizontalement les tôles avec une vitesse de défilement V variable, de façon à simuler la trempe horizontale (sur la face inférieure des tôles) ou bilatérale (symétrique) au défilé en sortie d'un four à passage. Les rampes longitudinales étaient équipées de pulvérisateurs mécaniques à jets en cône plein d'angle 60° et de diamètres de buses égaux à 1,15 mm (buses type A), à 1,95 mm (buses type B), à 2,20 mm (buses type C) ou à 2,45 mm (buses type D) ajustées de façon à permettre, dans le cas de l'invention, une modulation transversale du refroidissement caractérisée par une évolution monotone de la température entre les rives de la tôle et l'axe de celle-ci (correspondant au cas 1 décrit précédemment).
  • Les rampes étaient alimentées en eau du réseau à température ambiante (Tf = 20°C) sous pression de 2,5 bars, ce qui permettait d'obtenir avec les différents types de buses utilisées des vitesses moyennes de refroidissement comprises entre environ 55° C/sec.(buses type a) et 160° C/sec. (buses type D).
  • Compte tenu du délai de manutention des tôles entre le four et l'installation de refroidissement, les tôles avaient une température sensiblement uniforme d'environ 480° C au début du prérefroidissement ou du refroidissement rapide.
  • Le front d'attaque du refroidissement rapide était délimité par un cache soit rectiligne et transversal (perpendiculaire à la direction de défilement des tôles parallèlement à leur axe), soit anguleux selon l'invention (cas I) avec un angle a entre la direction transversale des tôles et "l'hypoténuse" curviligne et une longueur de cache le long de la rive de la tôle égale K fois la demi-largeur des tôles.
  • Les déformations des tôles ont été observées lors du refroidissement rapide et les déformations rémanentes longitudinales (flèche ou amplitude des ondulations des tôles) ont été mesurées après trempe.
  • Le tableau 1 ci-après donne les conditions d'essais selon les procédures habituelles ou selon l'invention ainsi que les niveaux de déformations obtenus sur ces tôles. On donne en particulier la position du domaine des températures d'intersection des courbes de refroidissement des rives et de la mi-largeur par rapport au domaine préférentiel de l'invention, qui doit être compris dans ce cas entre Ts =
    Figure imgb0008
     = (2To+Tf) = 327°C et Ti =
    Figure imgb0009
     (To+2Tf) = 173°C°.
  • Les résultats obtenus montrent que les tôles trempées selon la pratique habituelle (essais n° 1 ou 3) ou selon un mode de refroidissement favorisant une diminution de la température sur les rives par rapport à celle de la zone située à mi-largeur de la tôle dans le domaine des températures élevées (essai n° 4) sont très fortement déformées pendant le refroidissement rapide et conservent après trempe une cambrure importante le plus souvent associée à un gauchissement rendant difficile leur redressage.
  • Par contre, les tôles traitées selon l'invention (essais n° 2, 6, 8 et 9) par modulation transversale du refroidissement au moyen de rampes longitudinales équipées de buses donnant des débits d'eau plus importants sur les rives qu'au centre associées à un prérefroidissement de la zone axiale et/ou à un front défini selon l'invention donnent lieu à des déformations permanentes faibles pendant le refroidissement si le domaine d'intersection des températures entre rives et mi-largeur est effectivement compris entre les températures Ts et Ti.
    • EXEMPLE 2
  • Nous avons trempé des tôles de 700 x 35a x 8 mm en aliage d'aluminium 7075 selon des procédés classiques ou selon l'invention dans le cas Il décrit précédemment.
  • Dans l'installation expérimentale les tôles défilaient verticalement à 10 cm/sec. sur un rail horizontal parallèle au bord longitudinal de la tôle, qui était accrochée à ce rail par sa rive supérieure au moyen d'épingles.
  • Après mise en solution de 45 minutes à 475°C les tôles ont été amenées rapidement par translation horizontale dans la zone de trempe constituée de 4 rampes longitudinales horizontales superposées dans un plan vertical et placées symétriquement de part et d'autre du plan de la tôle. La température initiale To des tôles à l'entrée de la zone de refroidissement rapide était sensiblement uniforme dans toutes les tôles et voisines de 405° C. Les rampes étaient équipées de buses de pulvérisation mécanique d'eau du réseau à température Tf =20°C sous pression 4 bars de diamètres similaires ou variables d'une rampe à l'autre dans le sens transversal des tôles, et identique aux buses A, B, C et D décrites dans l'exemple 1 précédent.
  • Le décalage des rampes le long de leur axe longitudinal et l'utilisation d'un cache de part et d'autre de la tôle permettant de définir une fenêtre de trempe soit rectangulaire ou parallélépipédique (cas de la pratique habituelle) soit à front incliné curviligne avec un front d'attaque de l'eau curviligne d'angle a = 45° avec la verticale et coupant la rive supérieure à une distance égale à K fois la largeur de la tôle (dimension perpendiculaire à son sens de défilement).
  • Le tableau Il ci-après donne les dispositions des rampes et buses utilisées (de la rive supérieure à la rive inférieure) ainsi que les conditions de refroidissement obtenues (vitesse moyenne de refroidissement - température d'intersection des courbes de refroidissement) mesurées par thermocouples placés à mi- épaisseur du voisinage des rives supérieure et inférieure.
  • Les conditions de refroidissement des zones centrales (entre rives) sont évidemment intermédiaires entre celles des rives.
  • On constate que la modulation transversale du refroidissement dans les conditions de l'invention, c'est-à-dire avec un domaine d'intersection des courbes d'évolution des températures des rives comprises entre Ts = 317°C et Ti = 168°C (Essai 3), permet d'améliorer considérablement la planéité des tôles par rapport à celle des tôles trempées selon la pratique courante (Essais 1 ou 2) ou dans de mauvaises conditions (Essai 4), tout en permettant de conserver, en moyenne dans toute la tôle, des vitesses de refroidissement élevées.
    Figure imgb0010
    Figure imgb0011

Claims (10)

1. Méthode de refroidissement rapide et symétrique de produits plats métallurgiques initialement a une température sensiblement uniforme To à l'aide d un fluide vaporisable ou d'un mélange de fluides dont au moins un est vaporisable à la température initiale Tf de façon modulée dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement de produit, c'est-à-dire dans le sens de la largeur, par variation locale du débit surfacique du fluide et/ou variation locale de la composition ou de la nature du fluide, caractérisée en ce que les courbes de refroidissement des points situé sur une même perpendiculaire à la direction de déplacement du produit se coupent dans une zone de températurer comprise entre Ts = (2 To + Tf) et Ti = (To + 2 Tf) la température de la zone centrale restant inférieure à celles des zones de rives correspondantes, dans le domaine de température compris entre To et la température à laquelle se coupent les courbes de refroidissement.
2. Méthode de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement est modulé de façon à créer un gradient de température monotone entre rives et axe du produit.
3. Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le produit étant refroidi rapidement à partir de sa température To, on impose au front d'attaque du refroidissement rapide une forme curviligne dont la concavité est tournée vers l'amont par rapport au sens de défilement du produit et situé dans deux triangles rectangles isocèles (OAC et OA'C'), O étant l'origine du refroidissement rapide.
4. Méthode selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'avant le refroidissement rapide, le produit subit un prérefroidissement modéré imposant une décroissance monotone de la température entre les rives et l'axe donnant naissance au droit de front de l'attaque du refroidissement rapide à une différence de température entre rive et
axe sensiblement égale à
Figure imgb0012
où k (k> 1) est le raport des vitesses moyennes de refroidissement entre rives et axe dans le domaine de température compris entre Ts et Ti et a l'angle (en degrés) de la tangente à l'origine 0 du front d'attaque avec une perpendiculaire au sens de défilement du produit.
5. Méthode selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le front d'attaque coupe les rives du produit à une distance AB comptée à partir de l'origine du refroidissement rapide sensiblement égale à:
K han a
avec 0,6 < K < 1
et 0 < a < 45°
L étant la largeur du produit.
6. Méthode de refroidissement rapide et dissymétrique de produits plats métallurgiques initialement à une température uniforme To, à l'aide d'un fluide vaporisable ou d'un mélange de fluides dont l'un au moins est vaporisable, à la température initiale Tf de façon modulée dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du produit c'est-à-dire dans le sens de la largeur par variation locale du débit surfacique du fluide et/ou variation locale de la composition ou de la nature du fluide, caractérisé en ce que les courbes de refroidissement des points situées sur une même perpendiculaire à la direction de défilement du produit se coupent dans une zone de température comprise entre Ts = -
Figure imgb0013
 (2To + Tf) et Ti =
Figure imgb0014
 (To + 2Tf), la température d'une rive restant inférieure à celle de l' autre rive dans un domaine de température comprise entre To et la température à laquelle se coupent les courbes de refroidissement.
7. Méthode de refroidissement selon la revendication 6, caractérisée en ce que le refroidissement est modulé de façon à créer un gradient de température monotone entre les rives.
8. Méthode de refroidissement selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce que le produit étant refroidi rapidement à partir de sa température To, on impose au front d'attaque du refroidissement rapide une forme curviligne dont la concavité est tournée vers l'amont par rapport au sens de défilement du produit et située dans un triangle rectangle isocéle OAC 0 étant l'origine du refroidissement rapide.
9. Méthode selon l'une des revendicaitons 6 à 8 caractérisée en ce qu'avant le refroidissement rapide, le produit subit un prérefroidissement modéré imposant une décroissance monotone de la température entre rives et donnant naissance au droit du front d'attaque du refroidissement rapide à une différence de température entre rives sensiblement égale à
Figure imgb0015
où k (k > 1) est le rapport des vitesses moyennes de refroidissement, entre rives dans le domaine de température compris entre Ts et Ti et a l'angle (en degrés) de la tangente à l'origine (O) du front d'attaque avec une perpendiculaire au sens de défilement du produit.
10. Méthode de refroidissement selon l'une des revendications 6 à 9 caractérisée en ce que le front d'attaque coupe la rive du produit à une distance AB, comptée à partir de l'origine du refroidissement rapide sensiblement égale à
KL tan α avec 0>k,6 ≤ K ≤ 10 ≤ α ≤ 45° L étant la largeur du produit.
EP84420162A 1983-09-29 1984-09-27 Procédé de refroidissement modulé minimisant les déformations des produits plats métallurgiques Expired EP0141761B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT84420162T ATE28479T1 (de) 1983-09-29 1984-09-27 Selektives abschreckverfahren zur verringerung der verformungen metallischer flachprodukte.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8315823 1983-09-29
FR8315823A FR2552780B1 (fr) 1983-09-29 1983-09-29 Procede de refroidissement module minimisant les deformations des produits plats metallurgiques

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0141761A2 EP0141761A2 (fr) 1985-05-15
EP0141761A3 EP0141761A3 (en) 1985-06-12
EP0141761B1 true EP0141761B1 (fr) 1987-07-22

Family

ID=9292820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP84420162A Expired EP0141761B1 (fr) 1983-09-29 1984-09-27 Procédé de refroidissement modulé minimisant les déformations des produits plats métallurgiques

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4610735A (fr)
EP (1) EP0141761B1 (fr)
JP (1) JPS6092420A (fr)
KR (1) KR850002107A (fr)
AT (1) ATE28479T1 (fr)
CA (1) CA1220699A (fr)
DE (1) DE3464935D1 (fr)
ES (1) ES8505731A1 (fr)
FR (1) FR2552780B1 (fr)
SU (1) SU1314950A3 (fr)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264767B1 (en) 1995-06-07 2001-07-24 Ipsco Enterprises Inc. Method of producing martensite-or bainite-rich steel using steckel mill and controlled cooling
AU6769498A (en) 1997-03-25 1998-10-20 Aluminum Company Of America Process for quenching heat treatable metal alloys
JP2003517100A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 アルキャン・インターナショナル・リミテッド 最小の歪みでもって合金板を急冷する方法
KR101757953B1 (ko) * 2010-01-29 2017-07-26 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔. 금속 스트립 재료의 열처리 방법 및 상기 방법으로 제조된 스트립 재료
CA2900559C (fr) * 2013-03-11 2018-01-02 Novelis Inc. Amelioration de la planeite d'une bande laminee
CN104878185B (zh) * 2015-05-06 2018-01-16 张家港市骏马钢帘线有限公司 一种钢丝强度稳定装置
WO2019241514A1 (fr) * 2018-06-13 2019-12-19 Novelis Inc. Systèmes et procédés de trempe d'une bande métallique après laminage
US20200010941A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 Novelis Inc. Non-uniform heat treatment for custom spatial strength and formability

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE890804C (de) * 1942-08-25 1953-09-21 Westfalenhuette Dortmund Ag Verfahren und Vorrichtung zum Haerten und Vergueten von Metallbaendern und -blechen
GB1081954A (en) * 1963-08-27 1967-09-06 Yawata Iron & Steel Co Method for controlling operations for the cooling of steel strip in accordance with formulae obtained by theoretical analysis
JPS4917131B1 (fr) * 1970-07-03 1974-04-27
GB1418400A (en) * 1973-03-14 1975-12-17 Nippon Kokan Kk Method and apparatus for cooling steel
SU759165A1 (ru) * 1978-09-18 1980-08-30 Предприятие П/Я А-7697 Устройство дл регулировани температуры полосы на выходном рольганге непрерывного стана гор чей прокатки
JPS5674301A (en) * 1979-11-20 1981-06-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Preventing method for edge drop of steel strip during rolling work
JPS5741317A (en) * 1980-08-27 1982-03-08 Kawasaki Steel Corp Cooling method for metallic plate material
FR2507929A1 (fr) * 1981-06-19 1982-12-24 Usinor Procede de refroidissement d'ebauches de toles fortes en defilement, en cours de laminage et machine pour sa mise en oeuvre
JPS5832511A (ja) * 1981-08-21 1983-02-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> 厚鋼板の冷却方法
WO1983000880A1 (fr) * 1981-08-28 1983-03-17 Kasuya, Gunji Dispositif de refroidissement selectif du bord lateral d'une bande d'acier dans une etape de recuit en continu

Also Published As

Publication number Publication date
CA1220699A (fr) 1987-04-21
KR850002107A (ko) 1985-05-06
SU1314950A3 (ru) 1987-05-30
JPS6092420A (ja) 1985-05-24
FR2552780A1 (fr) 1985-04-05
US4610735A (en) 1986-09-09
ES536247A0 (es) 1985-06-01
FR2552780B1 (fr) 1988-03-04
DE3464935D1 (en) 1987-08-27
EP0141761A2 (fr) 1985-05-15
ATE28479T1 (de) 1987-08-15
EP0141761A3 (en) 1985-06-12
ES8505731A1 (es) 1985-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0141761B1 (fr) Procédé de refroidissement modulé minimisant les déformations des produits plats métallurgiques
EP2100673B1 (fr) Procédé et dispositif de soufflage de gaz sur une bande en défilement.
EP3171996B1 (fr) Procédé et équipement de refroidissement
US4074555A (en) Method of and apparatus for improving hot-rolled sheet-metal strips
JP4689844B2 (ja) フロートガラスの製造方法、実施プラントおよび得られる製品
EP1199543B1 (fr) Procédé et dispositif de detection de planéité
EP1108795B1 (fr) Procédé et dispositif de réduction des plis de bande dans une zone de refroidissement rapide de ligne de traitement thermique
EP1655383B1 (fr) Procédé et dispositif de limitation de la vibration de bandes d&#39;acier ou d&#39;aluminium dans des zones de refroidissement par soufflage de gaz ou d&#39;air
EP0471608B1 (fr) Procédé et dispositif de fabrication d&#39;une bande en acier inoxydable semi-ferritique à partir de métal en fusion
BE1014868A3 (fr) Procede et dispositif de patentage de fils d&#39;acier
EP0761829B1 (fr) Dispositif de refroidissement d&#39;un produit laminé
EP1337681A1 (fr) Installation de revetement au trempe d&#39;une bande metallique
FR2833871A1 (fr) Procede et installation de fabrication de bandes metalliques a partir de bandes coulees directement a partir de metal liquide
EP0059675B1 (fr) Dispositif de refroidissement rapide de tubes métalliques
EP0090749A1 (fr) Procédé de refroidissement minimisant les déformations des produits métallurgiques
EP1538228A1 (fr) Procédé et Dispositif de refroidissement d&#39;une bande d&#39;acier
US3932238A (en) Method and apparatus for quenching pipe
BE1014869A3 (fr) Dispositif de refroidissement et/ou de rincage de fils et/ou
FR3060021A1 (fr) Procede et section de refroidissement rapide d&#39;une ligne continue de traitement de bandes metalliques
BE1012215A3 (fr) Procede de refroidissement en continu d&#39;une tole en acier et dispositif pour sa mise en oeuvre.
JPS6077924A (ja) 圧延材の冷却方法と装置
BE1016113A3 (fr) Procede pour le refroidissement secondaire d&#39;une brame coulee en continu et dispositif pour sa mise en oeuvre.
FR2513552A1 (fr) Procede de decintrage de produits de coulee continue courbe et installation pour sa mise en oeuvre
RU2095168C1 (ru) Способ подготовки прокатных валков к эксплуатации
BE832391R (fr) Procede et dispositif de patentage de fils d&#39;acier

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE GB IT LI NL SE

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE GB IT LI NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19850708

17Q First examination report despatched

Effective date: 19860819

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE GB IT LI NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 28479

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19870815

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3464935

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19870827

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: ING. A. GIAMBROCONO & C. S.R.L.

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19910805

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19910814

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19910816

Year of fee payment: 8

Ref country code: DE

Payment date: 19910816

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19910819

Year of fee payment: 8

ITTA It: last paid annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19910930

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19911001

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19920927

Ref country code: AT

Effective date: 19920927

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19920928

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19920930

Ref country code: CH

Effective date: 19920930

Ref country code: BE

Effective date: 19920930

BERE Be: lapsed

Owner name: CEGEDUR SOC. DE TRANSFORMATION DE L'ALUMINIUM PEC

Effective date: 19920930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19930401

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19920927

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19930602

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 84420162.4

Effective date: 19930406