FR2702973A1 - Method and device for descaling a wire rod - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECALAMINAGE D'UN FIL METALLIQUE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décalaminage d'un fil métallique.METHOD AND DEVICE FOR DECALAMINATING A METAL WIRE
The present invention relates to a method and a device for descaling a metal wire.
Elle s'applique en particulier au décalaminage de fils machine en acier, préalablement laminés à chaud, et destinés à être tréfilés. It applies in particular to the descaling of steel wire rods, previously hot rolled, and intended to be drawn.
La calamine est un oxyde qui se forme au cours du refroidissement du fil après laminage et qui reste adhérent à la surface du fil machine. Les trains de laminage modernes présentent une température élevée de fin de laminage qui occasionne une formation importante de calamine sur le fil machine. Le fil machine doit être soigneusement débarrassé de sa couche de calamine avant l'opération de tréfilage. En effet la présence de calamine lors du tréfilage peut provoquer des rayures du fil ou encore une usure importante des filières. La calamine représente une perte sèche pour le tréfileur et elle doit pouvoir être enlevée facilement et économiquement. Calamine is an oxide which is formed during the cooling of the wire after rolling and which remains adherent to the surface of the wire rod. Modern rolling trains have a high temperature at the end of rolling, which causes significant scale formation on the wire rod. The wire rod must be carefully stripped of its layer of carbon before the drawing operation. Indeed, the presence of scale during the drawing may cause scratches of the wire or even significant wear of the dies. The scale represents a dead loss for the wire drawing machine and must be able to be removed easily and economically.
Classiquement ce décalaminage est réalisé juste avant le tréfilage, le fil étant froid, à température ambiante. Conventionally, this descaling is carried out just before the drawing, the wire being cold, at room temperature.
Il est connu de réaliser le décalaminage en déformant le fil par des flexions successives. Sous l'effet de ces flexions, la couche d'oxyde s'écaille et se détache du fil sous formes de paillettes. It is known to carry out descaling by deforming the wire by successive bending. Under the effect of these flexions, the oxide layer flakes off the thread in the form of flakes.
Un autre mode de décalaminage est le grenaillage qui consiste à projeter de la grenaille abrasive sur le fil. Another method of descaling is shot peening, which consists of spraying abrasive shot onto the wire.
Par exemple, les documents FR-A-2236353 et FR-A-2468419 décrivent des procédés de décalaminage qui associent un dispositif de décalaminage à galets imposant des flexions au fil et un dispositif de décalaminage par projection de particules abrasives constituées par les paillettes de calamine qui se détachent de la surface du fil passant dans les galets. Ces paillettes de calamine sont projetées à l'aide d'injecteurs fonctionnant à l'air comprimé qui aspirent par ailleurs la calamine détachée du fil, dans un bac situé sous les galets. For example, documents FR-A-2236353 and FR-A-2468419 describe descaling methods which combine a descaling device with rollers imposing bends on the wire and a descaling device by projection of abrasive particles constituted by the flakes of scale which detach from the surface of the wire passing through the rollers. These flakes of carbon are projected using injectors operating with compressed air which also draw the carbon detached from the wire, in a tank located under the rollers.
Les dispositifs de décalaminage à galets comportent une série de galets disposés successivement en quinconce selon la direction de défilement de manière à former des chicanes pour le fil traversant le dispositif. Lorsque le fil est fléchi par cintrage sur chaque galet, sa peau est allongée ce qui provoque l'écaillage de la calamine. Roller descaling devices comprise a series of rollers successively staggered in the direction of travel so as to form baffles for the wire passing through the device. When the wire is bent by bending on each roller, its skin is elongated which causes flaking of the scale.
Toutefois ce décalaminage est assez grossier, et des écailles de calamine peuvent rester accrochées au fil. C'est pourquoi il est prévu, dans les procédés décrits dans les documents déjà cités, de compléter le décalaminage par une projection de particules abrasives. Ces dispositifs de projection augmentent considérablement l'encombrement de l'installation, d'autant plus qu'il est indispensable de prévoir une enceinte suffisamment étanche pour éviter une dispersion des particules abrasives et des écailles de calamine, et pour récupérer celles-ci. However, this descaling is quite coarse, and scales of scale can remain attached to the wire. This is why it is planned, in the methods described in the documents already cited, to complete the descaling with a projection of abrasive particles. These projection devices considerably increase the space requirement of the installation, all the more since it is essential to provide an enclosure that is sufficiently leaktight to avoid dispersion of the abrasive particles and scales of scale, and to recover these.
De plus les flexions alternatives du fil machine nécessitent un effort de traction d'autant plus important que le diamètre du fil et sa résistance mécanique sont grands. De telles méthodes sont donc difficilement applicables en pratique pour des fils de gros diamètre. In addition, the alternative flexions of the wire rod require a tensile force which is all the greater as the diameter of the wire and its mechanical resistance are large. Such methods are therefore difficult to apply in practice for large diameter wires.
L'invention a pour but de résoudre les problèmes indiqués ci-dessus, et de permettre un décalaminage efficace des fils machine destinés à être tréfilés, même de gros diamètre, tout en limitant l'encombrement de l'installation. The object of the invention is to solve the problems indicated above, and to allow effective descaling of the machine wires intended to be drawn, even of large diameter, while limiting the size of the installation.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de décalaminage mécanique d'un fil métallique, notamment destiné à être tréfilé, selon lequel on soumet le fil à une déformation de sa surface pour en décrocher la calamine qui y adhère, caractérisé en ce que ladite déformation est une déformation de compression radiale du fil. With these objectives in view, the invention relates to a process for mechanical descaling of a metal wire, in particular intended to be drawn, according to which the wire is subjected to a deformation of its surface to unhook the scale which adheres thereto, characterized in that said deformation is a radial compression deformation of the wire.
Le procédé selon l'invention permet un décalaminage efficace du fil, juste avant son tréfilage, lors d'un défilement rectiligne du fil. Il évite donc les flexions alternatives successives du fil, nécessaires selon les techniques antérieures, et peut donc être appliqué sur des fils de gros diamètre sans nécessiter d'efforts de traction importants, car le fil reste en ligne droite, et l'écrasement limité provoqué par les galets demande un effort peu important. The method according to the invention allows effective descaling of the wire, just before it is drawn, during a rectilinear movement of the wire. It therefore avoids successive alternative bending of the wire, necessary according to the prior techniques, and can therefore be applied to large diameter wires without requiring significant tensile forces, since the wire remains in a straight line, and the limited crushing caused by the rollers requires little effort.
Le diamètre du fil machine à tréfiler n'est plus une limitation au procédé de décalaminage. The diameter of the wire drawing machine is no longer a limitation to the descaling process.
Il est en effet apparu que, sous l'effet de la pression modérée mais appliquée directement sur la surface calaminée du fil, la calamine est complètement fragmentée et se détache naturellement du fil dès que cette pression cesse. It has in fact appeared that, under the effect of moderate pressure but applied directly to the calamated surface of the wire, the scale is completely fragmented and comes off naturally from the wire as soon as this pressure ceases.
Préférentiellement, ladite compression est exercée successivement selon des directions radiales décalées angulairement. Dans ce cas la pression n'est pas exercée simultanément dans une même section transversale du fil elle est d'abord exercé sur des premiers secteurs axialement symétriques de la surface du fil, puis, en une ou plusieurs autres fois, sur d'autres secteurs décalés angulairement par rapport aux premiers, de manière que globalement, toute la périphérie du fil soit soumise à cette pression. Preferably, said compression is applied successively in radial directions offset angularly. In this case, the pressure is not exerted simultaneously in the same cross section of the wire, it is first exerted on first axially symmetrical sectors of the surface of the wire, then, in one or more other times, on other sectors. angularly offset from the first, so that overall, the entire periphery of the wire is subjected to this pressure.
La déformation qui en résulte provoque une réduction de section, préférentiellement comprise entre 5 et 10 %. The resulting deformation causes a reduction in section, preferably between 5 and 10%.
L'allongement du fil résultant de cette réduction de section se combine à l'effet de la pression exercée à sa surface pour détacher les particules de calamine. De plus la réduction de section facilite le tréfilage effectué en aval. The lengthening of the wire resulting from this reduction in section combines with the effect of the pressure exerted on its surface to detach the scale particles. In addition, the reduction in section facilitates the wire drawing carried out downstream.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de décalaminage d'un fil destiné à être tréfilé, comprenant des moyens de déformation du fil, caractérisé en ce que ces moyens de déformation sont des moyens de compression transversale du fil définissant entre eux un espace de passage pour le fil de dimensions inférieures à celles de la section du fil à décalaminer. The invention also relates to a device for descaling a wire intended to be drawn, comprising means for deforming the wire, characterized in that these deformation means are means for transversely compressing the wire defining between them a space for passage for the wire of dimensions smaller than those of the section of the wire to be descaled.
Les moyens de compression transversale sont soit tous disposés sous forme d'un seul ensemble dans un même plan orthogonal à la direction de défilement du fil de manière à agir simultanément sur tout le pourtour du fil, soit groupés en plusieurs sous-ensembles disposés successivement selon ladite direction de défilement, chaque sous-ensemble comprenant plusieurs moyens de compression équirépartis autour de l'espace de passage du fil et décalés angulairement d'un sous-ensemble à l'autre de manière à agir successivement sur des secteurs adjacents du pourtour du fil. The transverse compression means are either all arranged in the form of a single assembly in the same plane orthogonal to the direction of travel of the wire so as to act simultaneously on the entire periphery of the wire, or grouped in several sub-assemblies arranged successively according to said direction of travel, each sub-assembly comprising several compression means distributed evenly around the passage space of the wire and offset angularly from one sub-assembly to the other so as to act successively on adjacent sectors of the periphery of the wire .
Préférentiellement, les moyens de compression sont des galets dont les axes sont orthogonaux à la direction de défilement du fil. Preferably, the compression means are rollers whose axes are orthogonal to the direction of travel of the wire.
Préférentiellement encore, les galets sont des galets à gorge, dont le fond de la gorge a une section en arc de cercle de rayon inférieur au rayon du fil à décalaminer. Les parties en arc de cercle des gorges de galets d'un même ensemble ou sous-ensemble de galets définissent un espace de passage circulaire pour le fil, de rayon égal audit rayon de l'arc de cercle. Ainsi la pression exercée sur la surface du fil, et la déformation qui en résulte, est sensiblement constante sur le pourtour du fil. Also preferably, the rollers are grooved rollers, the bottom of the groove having a circular arc section of radius less than the radius of the wire to be descaled. The parts in an arc of rollers grooves of the same set or subset of rollers define a circular passage space for the wire, of radius equal to said radius of the arc of a circle. Thus the pressure exerted on the surface of the wire, and the resulting deformation, is substantially constant around the periphery of the wire.
Pour réduire encore l'effort de traction nécessaire pour faire passer le fil dans le dispositif de décalaminage, les galets peuvent être motorisés et participer à l'entraînement du fil. To further reduce the tensile force required to pass the wire through the descaling device, the rollers can be motorized and participate in the drive of the wire.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite à titre d'exemple d'un dispositif de décalaminage de fil laminé à chaud placé en amont d'un dispositif de tréfilage de ce fil, et de son procédé de mise en oeuvre, conformément à l'invention. Other characteristics and advantages will appear in the description which will be given by way of example of a device for descaling hot-rolled wire placed upstream of a device for drawing this wire, and its method of setting work, in accordance with the invention.
on se reportera aux dessins annexées dans lesquels
- la figure 1 est une vue générale d'une installation de tréfilage munie d'un dispositif de décalaminage selon 1 ' invention
- la figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, du dispositif de décalaminage selon la ligne II-II de la figure 1
- la figure 3 est une section à échelle encore plus agrandie, de la gorge des galets de décalaminage.reference is made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a general view of a wire drawing installation provided with a descaling device according to the invention
- Figure 2 is a sectional view, on an enlarged scale, of the descaling device according to line II-II of Figure 1
- Figure 3 is a section on an even larger scale, of the groove of the descaling rollers.
Sur la figure 1 est représentée schématiquement une installation de tréfilage comprenant successivement allignés dans le sens de défilement du fil à tréfiler
- un dispositif de décalaminage 3
- une unité de nettoyage 2, et
- une filière 1 de tréfilage.In Figure 1 is shown schematically a drawing installation comprising successively aligned in the direction of travel of the wire to be drawn
- a descaling device 3
- a cleaning unit 2, and
- a wire drawing die 1.
Le fil machine 4, laminé à chaud, traverse successivement le dispositif de décalaminage, l'unité de nettoyage et la filière, selon une trajectoire sensiblement rectiligne selon la flèche F, en tous cas, il ne subit aucune flexion dans le dispositif de décalaminage. The wire rod 4, hot-rolled, passes successively through the descaling device, the cleaning unit and the die, along a substantially straight path along arrow F, in any case, it does not undergo any bending in the descaling device.
Le dispositif de décalaminage 3 comporte des moyens de pression constitués par quatre galets 31 à 34 regroupés en deux sous-ensembles 35, 36 chacun constitué ici d'une paire de galets 31, 32, respectivement 33, 34. Chaque paire de galet comporte deux galets à gorge, tels que 31, 32, d'axes parallèles et situés dans un même plan orthogonal à la direction de défilement du fil 4, les galets définissant entre eux un espace de passage 37 pour le fil 4 (figures 2 et 3). The descaling device 3 comprises pressure means constituted by four rollers 31 to 34 grouped into two sub-assemblies 35, 36 each consisting here of a pair of rollers 31, 32, respectively 33, 34. Each pair of rollers comprises two grooved rollers, such as 31, 32, of parallel axes and located in the same plane orthogonal to the direction of travel of the wire 4, the rollers defining between them a passage space 37 for the wire 4 (Figures 2 and 3) .
Les galets sont réalisés en acier traité ou, préférentiellement en carbure. The rollers are made of treated steel or, preferably, carbide.
Chaque galet 31-34 comporte une gorge 41 périphérique en V dont le fond a une section en arc de cercle 42 de rayon
R inférieur au rayon R1 du fil machine à décalaminer. Le rapport R est supérieur à 0,9, préférentiellement compris entre 0,94 et 0,96.Each roller 31-34 has a peripheral groove 41 in a V whose bottom has a circular arc section 42 of radius
R less than the radius R1 of the descaling machine wire. The ratio R is greater than 0.9, preferably between 0.94 and 0.96.
Les galets 31, 32 d'une même paire sont disposés de manière que la distance entre les fonds de leurs gorges respectives soit sensiblement égal à 2R, c'est-à-dire que les arcs de cercle 42 se trouvent sur un même cercle C définissant les dimensions de l'espace de passage 37 du fil. The rollers 31, 32 of the same pair are arranged so that the distance between the bottoms of their respective grooves is substantially equal to 2R, that is to say that the arcs of a circle 42 lie on the same circle C defining the dimensions of the passage space 37 of the wire.
La deuxième paire 36 de galets est disposée en aval de la première 35 dans le sens de défilement du fil, et décalée angulairement par rapport à celle-ci de 90O autour de la direction de défilement. The second pair 36 of rollers is arranged downstream of the first 35 in the direction of travel of the wire, and angularly offset with respect thereto by 90 ° around the direction of travel.
Les espaces de passage 37 du fil, définis par chaque paire de galets, sont alignés selon la direction de défilement. Il en résulte que le fil ne subit pas de flexion lors de son passage entre les différents galets. The passage spaces 37 of the wire, defined by each pair of rollers, are aligned in the direction of travel. As a result, the wire does not undergo bending during its passage between the different rollers.
Dans l'exemple décrit, où il y a deux paires de galets, décalés à 90 , l'angle a correspondant à l'arc de cercle du fond de la gorge de chaque galet est supérieur à 90" par exemple, compris entre 90 et 950
De la sorte il y a un léger recouvrement des zones de fil traitées par chaque paire de galets, ce qui garantit que tout le pourtour du fil soit soumis à la pression exercée par les galets.In the example described, where there are two pairs of rollers, offset by 90, the angle a corresponding to the arc of a circle at the bottom of the groove of each roller is greater than 90 "for example, between 90 and 950
In this way there is a slight overlap of the zones of wire treated by each pair of rollers, which guarantees that the entire periphery of the wire is subjected to the pressure exerted by the rollers.
En variante, il est possible d'utiliser plus de deux paires de galets, décalées alors angulairement de manière à être régulièrement réparties autour de la direction de défilement. Par exemple on pourra utiliser trois paires de galets décalées de 60". Dans ce cas, l'arc de cercle du fond de gorge pourra être corrélativement réduit. Alternatively, it is possible to use more than two pairs of rollers, then angularly offset so as to be regularly distributed around the direction of travel. For example, three pairs of rollers offset by 60 "could be used. In this case, the arc of the bottom of the groove could be correspondingly reduced.
L'unité de nettoyage 2, disposée en aval du dispositif de décalaminage, comprend des moyens de lavage 21 par projection d'un liquide, par exemple de l'eau sous pression, et des moyens de séchage 22 par exemple par insufflation d'air, ou encore des moyens de brossage de type connu. The cleaning unit 2, arranged downstream of the descaling device, comprises washing means 21 by spraying a liquid, for example pressurized water, and drying means 22 for example by blowing air , or brushing means of known type.
L'unité de nettoyage n'est cependant qu'accessoire ; elle peut servir pour éliminer de la surface du fil des résidus de calamine qui, bien que détachés, seraient entraînés avec le fil hors de son défilement et risqueraient de s'incruster lors du tréfilage ultérieur, ou pour effectuer un traitement de surface du fil préalablement à son tréfilage.The cleaning unit is only an accessory, however; it can be used to remove scale residues from the surface of the wire which, although detached, would be entrained with the wire out of its travel and risk becoming encrusted during the subsequent drawing, or to carry out a surface treatment of the wire beforehand to its wire drawing.
Lors de la mise en oeuvre du dispositif, le fil 4 est soumis à la traction nécessaire au tréfilage, selon la flèche F. En passant entre les galets 31 et 32, puis 33 et 34, il est soumis par ceux-ci à une déformation de compression qui fait éclater la calamine superficielle. Cette déformation se produit d'abord dans la première paire de galet sur des zones diamétralement opposées, puis dans la deuxième paire, dans les zones décalées à 900 non traitées dans la première paire. Ainsi toute la surface du fil est soumise à la pression des galets, et par suite des déformations successives, le fil sort du dispositif de décalaminage en étant pratiquement rond mais diminué en diamètre.L'effort nécessaire pour faire passer le fil entre les galets peut être fourni par les moyens de tréfilage ; il peut également être fourni, au moins partiellement, par les galets de décalaminage, auquel cas ceux-ci sont motorisés. During the implementation of the device, the wire 4 is subjected to the traction necessary for the drawing, according to arrow F. Passing between the rollers 31 and 32, then 33 and 34, it is subjected by these to a deformation compression which bursts the superficial scale. This deformation occurs first in the first pair of rollers on diametrically opposite zones, then in the second pair, in the zones offset to 900 not treated in the first pair. Thus the entire surface of the wire is subjected to the pressure of the rollers, and as a result of successive deformations, the wire leaves the descaling device by being practically round but reduced in diameter. The effort required to pass the wire between the rollers can be supplied by the drawing means; it can also be supplied, at least partially, by the descaling rollers, in which case these are motorized.
A titre d'exemple, on a tréfilé du fil machine en acier
FM72 de diamètre 5,5 mm, après décalaminage conformément à l'invention. Le dispositif de décalaminage comportait deux paire de galets de 150 mm de diamètre dont les gorges avaient une section en arc de cercle de 2,55 mm de rayon.For example, steel wire rod was drawn
FM72 5.5 mm in diameter, after descaling in accordance with the invention. The descaling device consisted of two pairs of rollers 150 mm in diameter, the grooves of which had an arcuate section with a radius of 2.55 mm.
Après son passage dans le dispositif de décalaminage, à une vitesse de 1 à 1,5 m/s, le fil était exempt de calamine et son diamètre était de 5,25 + 0,10 mm. Le fil a été ensuite tréfilé sans problème en sept passes au diamètre 2,5 mm. After passing through the descaling device, at a speed of 1 to 1.5 m / s, the wire was free of scale and its diameter was 5.25 + 0.10 mm. The wire was then drawn without problem in seven passes with a diameter of 2.5 mm.
L'invention n'est pas limité au dispositif décrit cidessus à titre d'exemple. Il a déjà été indiqué la possibilité d'utiliser plus de deux paires de galets répartis angulairement. On peut aussi utiliser des sous-ensembles comportant plus de deux galets, par exemple trois galets disposés dans le même plan à 1200, et éventuellement plusieurs de ces sous-ensembles disposés successivement selon la direction de défilement. The invention is not limited to the device described above by way of example. It has already been indicated the possibility of using more than two pairs of rollers distributed angularly. It is also possible to use sub-assemblies comprising more than two rollers, for example three rollers arranged in the same plane at 1200, and possibly several of these sub-assemblies arranged successively in the direction of travel.
Il est également possible d'utiliser à la place de galets, d'autres moyens permettant d'exercer une pression transversale sur la périphérie du fil, tels que des éléments fixes, non rotatifs, comportant un profil correspondant à la section des gorges des galets précédemment décrits, et entre lesquels le fil glisse en étant soumis à un écrasement par lesdits éléments. It is also possible to use, in place of the rollers, other means making it possible to exert transverse pressure on the periphery of the wire, such as fixed, non-rotating elements, having a profile corresponding to the section of the grooves of the rollers. previously described, and between which the wire slides while being subjected to crushing by said elements.
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