WO1986002384A1 - Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre Download PDF

Info

Publication number
WO1986002384A1
WO1986002384A1 PCT/FR1985/000275 FR8500275W WO8602384A1 WO 1986002384 A1 WO1986002384 A1 WO 1986002384A1 FR 8500275 W FR8500275 W FR 8500275W WO 8602384 A1 WO8602384 A1 WO 8602384A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
quenching
zone
sheet
flow
Prior art date
Application number
PCT/FR1985/000275
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane Georges Jean-Marie VIANNAY
Bernard Marie Roth
Original Assignee
Bertin & Cie
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 Bertin & Cie filed Critical Bertin & Cie
Priority to AT85904831T priority Critical patent/ATE38689T1/de
Priority to DE8585904831T priority patent/DE3566272D1/de
Publication of WO1986002384A1 publication Critical patent/WO1986002384A1/fr

Links

Classifications

    • 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
    • C21D1/62—Quenching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table
    • 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
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals

Definitions

  • the invention relates to a process for the quenching of metal sheets such as steel allowing the hardening and the hardening to be carried out in the same installation and an installation for carrying out the process.
  • the hard quenching which aims to obtain a martensitic structure, and which requires a maximum cooling rate down to a temperature below 200 ° C, to reach the martensitic domain
  • - Soft quenching with the aim of obtaining a ferritic, perlitic or bainitic structure forming in a temperature zone above 40 ° C., requires cooling rates which can be 10 times less than previously in the temperature zone ranging from 800 ° C (initial temperature) to 600 ° C (final temperature).
  • the heat flux necessary to cool a sheet is proportional to the thickness of the latter and to the cooling rate.
  • the cooling rate required is approximately 10 ° 0 / s between 800 ° C and 600 ° C and does not depend on the thickness of the sheet, at least for lower thicknesses at 25 mm.
  • the invention proposes a quenching process making it possible to carry out with the same installation either hard quenching or soft quenching.
  • the sheet to be treated is scrolled through a primary zone with a high cooling flow so as to bring the surface of the sheet into the temperature range corresponding to the desired structure, cooling is completed by passing through a secondary flow zone. moderate cooling.
  • the cooling flow and the residence time are chosen so that the surface temperature of the sheet does not drop below 500 ° C. in the zone with high cooling and is maintained above 500 ° C in the moderately cooled zone, the cooling being effected by caléfaction or boiling in film; in the case of hardening, the cooling flow and the residence time are chosen so that the surface temperature of the sheet is rapidly close to 100 ° C. so that in the zone with moderate cooling, the cooling takes place by boiling nucleated.
  • the high cooling flow is of the order of 1.5 KW / m in the case of soft quenching and is approximately three times higher in the case of hard quenching, while the moderate cooling flow may vary between 0.2 and 0.8 KW / approximately, in the case of soft quenching, the heat exchange taking place by film boiling or caulking, and is approximately three times higher in the case of hard quenching, the heat exchange taking place by nucleated boiling.
  • the installation intended for the implementation of this process comprises a cooling section with high thermal flow followed by a cooling section with moderate thermal flow, the cooling flow of the first section being adjustable in a ratio from 1 to 3 and that of the second section, in a ratio of 1 to 4, for a given boiling regime (either nucleated boiling, or calefaction) to allow their adaptation to the required cooling rates.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a cooling installation for the implementation of the method according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of a second embodiment of a cooling installation.
  • FIG. 3 shows the cooling curves of a sheet subjected to. a gentle soak.
  • Figure 4 shows the cooling curves of a sheet sou ⁇ hardened.
  • the sheet to be treated leaving the rolling mill at a temperature of the order of 800 ° C., passes through a primary cooling zone * capable of evacuating a high thermal flux or zone intense cooling. At least the surface of the sheet is thus brought, at the exit of this zone, into a temperature range corresponding to the final desired structure martensitic or perlitic-ferritic depending on whether it is a question of obtaining a hard quenching or a gentle soak. Cooling is continued in a secondary cooling zone capable of discharging a moderate thermal flux sufficient to maintain the surface temperature of the product substantially at the level corresponding to the desired final structure.
  • the temperature above of the sheets at the exit from the cooling zone with a high thermal flux does not depend on their thickness but only on the initial temperature and the cooling thermal flux.
  • thermal modeling has shown that if a sheet is cooled for 3 seconds at least
  • the surface temperature of the sheet does not depend on its thickness and does not drop below 500 ° C and therefore does not reach areas of hard quench structure formation.
  • the temperature average of the sheet remains above 600 ° C and depends on
  • Cooling can then be completed in the secondary moderate cooling zone (0.8 to 0.2
  • the cooling flow of the primary zone for a sheet 25 mm thick, the initial temperature of which is 800 ° C., and the final temperature of 600 ° C. with a running speed of 2 m / s, the cooling flow of the primary zone
  • the length of the primary zone is 6 m and that of the secondary zone 24 m, hence an installation 30 m in total length.
  • FIG. 3 shows the evolution of the surface, average and core temperatures of a 25 mm thick sheet having passed through the installation as indicated above.
  • the maximum tolerable temperature difference between the head and the tail of a sheet imposing a minimum speed of the order of 0.1 to 0.2 m / s, the maximum residence time of a sheet moving in the area at intense cooling is 60 seconds.
  • a thermal modeling shows that, at the outlet of the intense cooling zone set to the maximum of its capacities, the heat flow necessary to complete the
  • FIG. 4 shows the evolution of the surface, average and core temperatures of a sheet 50 mm thick having passed through the installation as indicated above.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of a cooling installation for l ⁇ . implementation of the method according to the invention.
  • the sheets leaving the rolling mill 1 pass into a leveling installation 2, then into the cooling installation 3.
  • This installation comprises a primary zone 4 with high cooling flow and a secondary zone 5 with moderate cooling flow.
  • the sheet to be treated 6 circulating, in the intense cooling zone 4, between upper rollers 7 and lower rollers 8, must have good flatness.
  • the sheet is passed through leaving the rolling mill in the leveling installation 2, which has a double advantage: at the leveling, straightening the sheet hot, therefore with low energy consumption, and at the level of cooling, a better distribution of the water.
  • the intense cooling zone is made up of elements such as those described in French patent 2.223 * 096. It comprises a number of pairs of guide rollers between which the sheet passes. These rollers are enclosed in an enclosure 9 feeling between the rollers of the flat walls, parallel to one another and with the upper and lower faces of the sheet. These walls allow passage to a blade of cooling water supplied by inlets provided on the housings of some of the rollers and discharged by outlets provided on the housings of other rollers. Adjusting the water flow allows the cooling flow to be varied in a ratio of 3-
  • the pairs of guide rollers allow the sheet to move but also help to maintain the sheet to prevent its accidental deformation during cooling.
  • the thickness of the sheets subjected to the treatment being variable, the upper part of the machine carrying the upper rollers must be movable to allow adjustment of the passage between the rollers, also this part of the installation is expensive and there is interest in reducing its length. In practice, we limit our to a length of the order of 6 meters.
  • the moderate cooling zone 5 comprises drive rollers 10 on which the sheet rests and sprays or devices for spraying with water or laminar jets provided between the rollers. According to a preferred form, use is made of
  • two-dimensional jet spraying 11, 12, as described in French patent 2,421,678 consist of hollow bodies, terminated by an elongated slot, supplied with gas under moderate pressure and with water. The water, injected inside the hollow bodies, is ejected by a stream of pressurized gas, through the slit, giving a bidimensional spray.
  • a stream of pressurized gas is ejected by a stream of pressurized gas, through the slit, giving a bidimensional spray.
  • the length of the secondary area 'dary 5 is of the order of 24 ⁇ m.
  • the zone of intense cooling being adjusted to the maximum of its capacities with thick sheets of 70 mm at most and able to exceed 10 m in length
  • FIG. 2 schematically represents a second embodiment of a cooling installation in which the intense cooling zone 4 carries couples of rollers 13, 14 between which are arranged rows of sprayers 15 ′′ 16 which are directed respectively towards the upper and lower faces of the sheets 17 * Zone 4 is followed by the moderate cooling zone 5 which also includes rows of sprayers 18, 19 arranged as in the previous example between the drive rollers 20.
  • the speed of rotation of the rollers is adjustable.

Landscapes

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

Abstract

On fait défiler la tôle à traiter (6) dans une zone primaire à flux de refroidissement élevé (4) et réglable de manière à amener la température superficielle de la tôle dans le domaine de température correspondant à la structure désirée. On achève le refroidissement par passage dans une zone secondaire à flux de refroidissement modéré (5) et réglable, maintenant la température superficielle, au niveau souhaité. Installation comportant une zone primaire de refroidissement intense (4) et une zone secondaire de refroidissement modéré (5).

Description

Procédé de trempe au défilé de t61es d'un métal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuyre«
L'invention concerne un procédé de trempe au défilé de tôles d'un métal tel que l'acier permettant de réaliser dans une même installation la trempe dure et la trempe douce et une installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé.
Les traitements thermiques ou thermomécaniques d'aciers peu chargés en éléments d'alliage permettent dans certai¬ nes conditions d'obtenir des caractéristiques mécaniques égales et même supérieures à celles d'aciers plus forte- ment alliés, traités de manière classique. On a donc, dans un but de compétitivité des prix, développé des mé¬ thodes de trempe directe dans la chaude de laminage.
On utilise actuellement deux types de traitement thermi¬ que :
- la trempe dure qui a pour but l'obtention d'une struc¬ ture martensitique, et qui nécessite une vitesse de re¬ froidissement maximale jusqu'à une température inférieure à 200°C, pour atteindre le domaine martensitique, - la trempe douce, ayant pour but l'obtention d'une structure ferritique, perlitique ou bainitique se for¬ mant dans une zone de température supérieure à 4QO°C, né¬ cessite des vitesses de refroidissement pouvant être 10 fois moindres que précédemment dans la zone des tempéra¬ tures allant de 800°C (température initiale) à 600°C (température finale).
Ces conditions sont réalisées notamment dans deux types de machines : pour la trempe dure dans une machine à re- froidissement accéléré, telle que celle décrite par exem¬ ple dans le brevet français 2.225.096, dans laquelle des rouleaux de guidage font progresser la tôle à traiter dans une enceinte alimentée de chaque côté des faces de la tδle par des admissions d'eau dont le débit permet l'évacuation d'un flux de chaleur de l'ordre de 5 M /m
« - pour la trempe douce par une machine de refroidisse¬ ment à jets laminaires ou à lame d'eau, .telle par exem¬ ple celle décrite dans la publication "Transactions I.S.J. vol.22, 1982, p. B 2 .2 6"et permettant l'évacua tion d'un flux de chaleur de l'ordre de 0,4 à 0,6 ftW/m^.
Les caractéristiques des tôles soumises à une trempe du¬ re ou douce étant différentes, il serait intéressant de pouvoir, avec une installation unique et avec une dépen¬ se énergétique réduite,-produire des tôles selon l'une ou l'autre méthode. Malheureusement, pour des raisons d' ordre hydrodynamique, l'installation de trempe douce ne peut en aucun cas évacuer le flux de chaleur nécessaire à la trempe dure et l'installation de trempe dure ne peut descendre aux valeurs de flux de la trempe douce.
En effet, le flux thermique nécessaire pour refroidir une tôle est proportionnel à l'épaisseur de celle-ci et à la vitesse de refroidissement. Dans le cas de la trempe douce, la vitesse de refroidis¬ sement nécessaire est d'environ 10° 0/s entre 800°C et 600°C et ne dépend pas de l'épaisseur de la tôle, du moins pour des épaisseurs inférieures à 25 mm.
Dans le cas de la trempe dure, la vitesse de refroidis¬ sement est nettement plus importante et dépend de l'épais¬ seur de la tôle. C'est ainsi qu'entre 800°C et 200°C, on a :
environ 100° C/s pour une tôle de 10 mm
environ 30° C/s pour une tôle de 30 mm
environ 10° C/s pour une tôle de 0 mm.
Four les tôles épaisses (au-dessus de 30 mm) , la diffu- sion de la chaleur dans le métal limite la vitesse de refroidissement.
Des remarques précédentes, il découle que, selon l'épais¬ seur de la tôle, il peut y avoir un rapport de 10 entre le flux thermique nécessaire à une trempe dure et celui nécessaire à une trempe douce. Quel que soit le procédé de refroidissement utilisé en métallurgie, le flux ther- mique en régime de caléfaction (pour une température'su¬ perficielle du métal supérieure à 400°C) varie sensible¬ ment comme la puissance 0,6 à 0,9 du débit d'eau. Les débits d'eau doivent donc varier dans un rapport très supérieur à 10 pour réaliser à la fois la trempe dure et la trempe douce.
L'invention propose un procédé de trempe permettant de réaliser avec une même installation soit la trempe dure, soit la trempe douce. On fait défiler la tôle à traiter dans une zone primaire à flux de refroidissement élevé de manière à amener la superficie de la tôle dans le domaine de température correspondant à la structure désirée, on achève le re- froidissement par passage dans une zone secondaire à flux de refroidissement modéré.
Avantageusement, dans le cas de la trempe douce, le flux de refroidissement et le temps de séjour sont choisis pour que la température superficielle de la tôle ne des- cende pas au-dessous de 500°C dans la zone à refroidis¬ sement élevé et soit maintenue au-dessus de 500°C dans la zone à refroidissement modéré, le refroidissement s' effectuant par caléfaction ou ébullition en film ; dans le cas de la trempe dure le flux de refroidissement et le temps de séjour sont .choisis pour que la température superficielle de la tôle soit rapidement proche de 100°C de façon que dans la zone à refroidissement modéré le refroidissement s'effectue par ébullition nucléée.
Le flux de refroidissement élevé est de l'ordre de 1,5 KW/m dans le cas de la trempe douce et est environ trois fois plus élevé dans le cas de la trempe dure, tan¬ dis que le flux de refroidissement modéré peut varier entre 0,2 et 0,8 KW/ environ, dans le cas de la trempe douce, l'échange thermique se faisant par ébullition en film ou caléfaction, et est environ trois fois plus éle¬ vé dans le cas de la trempe dure, l'échange thermique se faisant par ébullition nucléée.
L'installation destinée à la mise en oeuvre de ce procé¬ dé comporte une section de refroidissement à flux ther- mique élevé suivi d'une section de refroidissement à flux thermique modéré, le flux de refroidissement de la première section étant réglable dans un rapport de 1 à 3 et celui de la deuxième section, dans un rapport de 1 à 4, pour un régime d'ébullition donné (soit ébullition nucléée, soit caléfaction) pour permettre leur adapta¬ tion aux vitesses de refroidissement demandées.
Les explications et figures données ci-après à titre d'- exemples permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une représentation schémati¬ que d'une première forme de réalisation d'une installation de refroidissement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La fi¬ gure 2 est une représentation schématique d' une deuxième forme de réalisation d'une ins¬ tallation de refroidissement. La figure 3 mon¬ tre les courbes de refroidissement d'une tôle soumise à. une trempe douce. La figure 4 montre les courbes de refroidissement d'une tôle sou¬ mise à une trempe dure.
Selon le procédé de l'invention, la tôle à traiter, sor¬ tant du laminoir à une température de l'ordre de 800°C, passe dans une zone primaire de refroidissement* suscepti¬ ble d'évacuer un flux thermique élevé ou zone de refroi¬ dissement intense. Au moins la surface de la tôle est ainsi amenée, à la sortie de cette zone, dans un domaine de température correspondant à la structure finale dési- rée martensitique ou perlitique-ferritique selon qu'il s'agit d'obtenir une trempe dure ou une trempe douce. Le refroidissement est poursuivi dans une zone secondaire de refroidissement susceptible d'évacuer un flux thermique modéré suffisant pour maintenir la température superfi- cielle du produit sensiblement au niveau correspondant à la structure finale désirée.
Comme il a été précédemment signalé, la température su- perficielle des tôles à la sortie de la zone de refroi¬ dissement à flux thermique élevé ne dépend pas de leur épaisseur mais uniquement de la température initiale et du flux thermique de refroidissement. En ce qui concerne la trempe douce une modélisation thermique a montré que si l'on refroidit pendant 3 secondes une tôle d'au moins
12 mm d'épaisseur et dont la température initiale est supérieure à 750°C avec un flux de l'ordre de 2 MW/m 2, la température superficielle de la tôle ne dépend pas de son épaisseur et ne descend pas en dessous de 500°C et par conséquent n'atteint pas des domaines de formation de structure de trempe dure. Par contre la température' moyenne de la tôle reste supérieure à 600°C et dépend de
1'épaisseur.
Le refroidissement peut alors être achevé dans la zone secondaire de refroidissement à flux modéré (0,8 à 0,2
2 KW/m selon l'épaisseur de la tôle), qui est réglée* de façon à maintenir une vitesse de refroidissement moyen¬ ne de 10°C/seconde environ jusqu'à 600°C. Dans cette zo- ne secondaire, la température superficielle reste tou¬ jours comprise entre 600°C et 500°C.
On obtient donc. un refroidissement comparable à celui obtenu par un refroidissement à la vitesse constante de 10°C/s jugée nécessaire à l'obtention de structures de trempe douce.
Selon un exemple de réalisation d'installation conforme à l'invention : pour une tôle de 25 mm d'épaisseur dont la température initiale est de 800°C, et la température finale de 600°C avec une vitesse de défilement de 2 m/s, le flux thermique de refroidissement de la zone primai-
2 re étant de l'ordre de 2 KW/m , la longueur de la zone primaire est de 6 m et celle de la zone secondaire de 24 m, d'où une installation de 30 m de longueur tota¬ le.
La figure 3 montre l'évolution des températures super¬ ficielles, moyennes et à coeur d'une tôle de 25 mm d' épaisseur ayant traversé l'installation comme indiqué ci-dessus.
Une installation de trempe douce, comme actuellement c.onnue, aurait eu une longueur de 40 m.
Four obtenir une trempe dure, il faut..amener les tôles dans le domaine martensitique par un refroidissement très rapide. En outre, des essais de trempe dure ont montré que les tôles devaient être refroidies jusqu'à une température moyenne inférieure à ,150°C, ce qui pour des tôles épaisses conduit à des temps de refroidisse- ment élevés, par exemple 120 secondes pour une tôle de 50 mm d'épaisseur.
L'écart de température maximum tolérable entre la tête et la queue d'une tôle imposant une vitesse minimum de l'ordre de 0,1 à 0,2 m/s, le temps de séjour maximum d' une tôle défilant dans la zone à refroidissement intense est de 60 secondes.
Une modélisation thermique montre que, en sortie de la zone de refroidissement intense réglée au maximum de ses capacités, le flux thermique nécessaire pour achever le
2 refroidissement jusqu'à 150°C ne dépasse pas 2 MW/m .
La température de peau des tôles en sortie de la zone primaire à flux de refroidissement élevé (ou zone de re¬ froidissement intense) étant proche de 10C°C, le phéno¬ mène de caléfaction, qui, dans le cas de la trempe dou- ce,limitait les échanges thermiques, a disparu et le refroidissement classique par eau pulvérisée devient important et montre une efficacité de l'ordre de 40 % par suite d'une vaporisation intense. Ainsi, pour un
2 flux thermique de 2 KW/m et une efficacité de refroi¬ dissement de 40 %, le débit surfacique d'eau à réaliser est de 2 kg/m . Ce débit est du même ordre de grandeur que celui nécessaire au refroidissement dans la zone se¬ condaire à flux de refroidissement modéré et correspon¬ dant aux caractéristiques des installations classiques
2 ddee ttrreem.pe douce (environ 0,8 MW/m en régime de caléfac- tion).
L'exemple d'installation précédemment décrite avec une zone primaire de 6 m et une zone secondaire de 24 m per¬ mettra de traiter des tôles de 50 mm d'épaisseur défi- lant à la vitesse de 0,2 m/s ou de 70 mm défilant à 0,1 m/s.
La figure 4 montre l'évolution des températures super- ficielles, moyennes et à coeur d'une tôle de 50 mm d' épaisseur ayant traversé l'installation comme indiqué ci- dessus.
Lε figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'une installation de refroidissement pour lε. mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les tô¬ les sortant du laminoir 1 passent dans une installation de planage 2, puis dans l'installation de refroidisse¬ ment 3. Cette installation comprend une zone primaire 4 à flux de refroidissement élevé et une zone secondaire 5 à flux de refroidissement modéré.
La tôle à traiter 6 circulant, dans la zone de refroi- dissement intense 4, entre des rouleaux supérieurs 7 et inférieurs 8, doit présenter une bonne planéité. Afin d'obtenir la planéité requise, on fait passer la tôle sortant du laminoir dans l'installation de planage 2, ce qui présente un double avantage : au niveau du planage, redresser la tôle à chaud, donc avec consommation d'une faible énergie, et au niveau du refroidissement, une meilleure répartition de l'eau.
La zone de refroidissement intense est constituée par des éléments tels que ceux décrits dans le brevet fran¬ çais 2.223*096. Elle comporte un certain nombre de cou¬ ples de rouleaux de guidage entre lesquels passe la tô- le. Ces rouleaux sont enfermés dans une enceinte 9 pré¬ sentant entre les rouleaux des parois planes, parallè¬ les entre elles et avec les faces supérieure et infé¬ rieure de la tôle. Ces parois laissent le passage à une lame d'eau de refroidissement alimentée par des admis- sions prévues sur les carters de certains des rouleaux et évacuée par des sorties prévues sur les carters d'au¬ tres rouleaux. Le réglage du débit d'eaû permet de faire varier le flux de refroidissement dans un rapport de 3-
Les couples de rouleaux de guidage permettent le dépla- cernent de la tôle mais participent également au maintien de celle-ci pour empêcher sa déformation accidentelle lors du refroidissement. L'épaisseur des tôles soumises au traitement étant variable, la partie haute de la ma¬ chine portant les rouleaux supérieurs doit être mobile pour permettre le réglage du passage entre les rouleaux, aussi cette partie de l'installation est onéreuse et l' on a intérêt à en diminuer sa longueur. Pratiquement, on se limite à une longueur de l'ordre de 6 mètres.
La zone de refroidissement modéré 5 comporte des rou- leaux d'entraînement 10 sur lesquels repose la tôle et des pulvérisateurs ou des dispositifs à aspersion à la¬ me d'eau ou jets laminaires prévus entre les rouleaux. Selon une forme préférée, on utilise des dispositifs de
Figure imgf000012_0001
pulvérisation à jet bidimensionnel 11, 12, tels que dé¬ crits dans le brevet français 2.421.678. Ces dispositifs sont constitués par des corps creux, terminés par une fente allongée, alimentes.en gaz sous pression modérée 5 et en eau. L'eau, injectée à l'intérieur des corp-s creux, est éjectée par un courant de gaz sous pression, au tra¬ vers de la fente en donnant un jet pulvérisé bidimen¬ sionnel. Par suite de la bonne définition du jet pulvé¬ risé, il est possible d'obtenir un refroidissement hόmo- 10 gène sur la largeur de la tôle et semblable sur les deux faces avec un appareillage relativement peu onéreux et dont la puissance de refroidissement est aisément régla¬ ble dans un rapport de 4. Ce refroidissement homogène et symétrique permet d'éviter les déformations de la tôle.
15 Dans l'exemple représenté, la longueur de la zone secon- ' daire 5 est de l'ordre^ de 24 mètres.
L'installation conforme à la description précédente per¬ met :
- d'effectuer une trempe dure au défilé, la zone de re- 20 froidissement intense étant réglée au maximum de ses ca¬ pacités avec des tôles épaisses de 70 mm au plus et pou¬ vant dépasser 10 m de longueur,
- d'effectuer une trempe dure ou statique de tôles d* épaisseur supérieure à 70 mm, (on fait alors subir à la
25 tôle des mouvements de va-et-vient dans la zone de re¬ froidissement secondaire),
d'effectuer une trempe douce avec la zone de refroidis¬ sement intense réglée pour un flux de refroidissement de p
1 à 2 KW/m et une vitesse de défilement de l'ordre de 30 2 m/s. La figure 2 représente schématiquement une deuxième for¬ me de réalisation d'une installation de refroidissement dans laquelle la zone de refroidissement intense 4 com¬ porte des couples de rouleaux 13, 14 entre lesquels sont disposées des rangées de pulvérisateurs 15» 16 qui sont dirigés respectivement vers les faces supérieure et infé¬ rieure des tôles 17* La zone 4 est suivie de la zone de refroidissement modérée 5 qui comporte également des rangées de pulvérisateurs 18, 19 disposées comme dans l' exemple précédent entre les rouleaux d'entraînement 20.
Dans les différents exemples, la vitesse de rotation des rouleaux est réglable.

Claims

REVENDICATIONS DE BREVET
1. Procédé de trempe au défilé de tôles d'acier permet¬ tant de réaliser dans une même installation la trempe dure et la trempe douce, caractérisé en ce que l'on fait défiler la tôle à trai¬ ter dans une zone primaire à flux de refroidissement élevé et réglable de manière à amener latempérature su¬ perficielle de la tôle dans le domaine de température correspondant à la structure désirée, puis on achève le refroidissement par passage dans une zone secondaire à flux de refroidissement modéré et réglable maintenant la température superficielle au niveau souhaité, les zones primaire et secondaire de refroidissement étant utili¬ sées toutes deux pour la trempe dure ou la trempe douce; dans le cas de la trempe douce, le flux de refroidisse¬ ment et le temps de séjour sont choisis pour que la tem¬ pérature superficielle de la tôle ne descende pas au- dessous d'environ 500°C dans la zone à refroidissement élevé et soit maintenue environ à 500°C dans la zone à refroidissement modéré, le refroidissement s'effectuant par caléfaction ou ébullition en film et que dans le cas de la trempe dure, le flux de refroidissement et le temps de séjour sont choisis pour que la température su¬ perficielle de la tôle soit rapidement proche de 100°C de façon que dans la zone à refroidissement modéré, le refroidissement s'effectue par ébullition nucléée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux de refroidissement élevé est de l'ordre de p 1,5 MW/m dans le cas de la trempe douce et est environ trois fois plus élevé dans le cas de la trempe dure, et le flux de refroidissement modéré peut varier de 0,2 à
2 0,8 MW/m environ dans le cas de la trempe douce et est environ trois fois plus élevé dans le cas de la trempe dure, le débit d'eau nécessaire au refroidissement mode- ré restant sensiblement le même que dans le cas de la trempe douce.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps de séjour dans la première zone de refroi- dissement est d'environ 3 secondes pour la trempe douce.
4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractériséeen ce qu'elle comporte une zone à flux de refroidissement élevé (4) et une zone à flux de refroidissement modéré (5) comportant des rou- leaux à vitesse de rotation réglable (7, 8, 13, 14, 20) sur et/ou entre lesquels passe la tôle à traiter et des dispositifs de refroidissement à débit réglable (9» 15» 16, 18, 19), "une partie au moins des dispositifs de re¬ froidissement (9) étant constituée par une* enceinte ali- mentée de chaque côté des faces de la tôle par des ad¬ missions d'eau.
5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone à flux de refroidissement élevé (4) est constituée par des couples de rouleaux (7» 8 ; 13» 14) entre lesquels passe la tôle à traiter (6, 17) et de dispositifs de refroidissement à enceinte pleine d' eau précitée (9) ; et la zone de refroidissement modéré (5)» Par des rouleaux inférieurs (20) entre lesquels sont prévus des dispositifs de refroidissement à pulvé- risation (18, 19) ou à aspersion.
6. Installation selon la revendication 5» caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement de la zone à flux de refroidissement élevé est constitué de rouleaux (7, 8) enfermés dans une enceinte (9) présentant entre les rouleaux des parois planes, parallèles entre elles et avec les faces supérieure et inférieure de la tôle, lesdites parois formant un passage pour une lame d'eau de refroidissement alimentée par des admissions prévues sur les carters de certains des rouleaux et évacuée par des sorties prévues sur les carters d'autres rouleaux ; et en ce que le dispositif de pulvérisation de la zone à flux de refroidissement modéré (5) comporte des pulvéri¬ sateurs pneumatiques (11, 12) à jet bidimensionnel dispo¬ sés devant les faces supérieure et inférieure de la tôle (6) entre les rouleaux (10),
PCT/FR1985/000275 1984-10-09 1985-10-04 Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre WO1986002384A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT85904831T ATE38689T1 (de) 1984-10-09 1985-10-04 Verfahren und vorrichtung zum abschrecken von durchlaufenden metallblechen, insbesondere von stahlblechen.
DE8585904831T DE3566272D1 (en) 1984-10-09 1985-10-04 Method for the continuous tempering of sheet metal such as steel and plant for implementing it

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR84/15458 1984-10-09
FR8415458A FR2571384A1 (fr) 1984-10-09 1984-10-09 Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1986002384A1 true WO1986002384A1 (fr) 1986-04-24

Family

ID=9308468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1985/000275 WO1986002384A1 (fr) 1984-10-09 1985-10-04 Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0197079B1 (fr)
JP (1) JPS62501300A (fr)
AU (1) AU5011185A (fr)
DE (1) DE3566272D1 (fr)
FR (1) FR2571384A1 (fr)
WO (1) WO1986002384A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000001857A1 (fr) * 1998-07-07 2000-01-13 Didier Tecnica, S.A. Unite de refroidissement rapide de tole par pulverisation d'eau

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809645A1 (de) * 1988-03-18 1989-09-28 Mannesmann Ag Verfahren zum abkuehlen von hohlkoerpern
CA2284926A1 (fr) * 1997-03-25 1998-10-01 Aluminum Company Of America Procede de trempe adaptable pour des alliages metalliques aptes au traitement thermique
WO2000003042A1 (fr) * 1998-07-10 2000-01-20 Ipsco Inc. Procede et appareil de production d'acier riche en martensite ou bainite au moyen d'un laminoir de type steckel et de refroidissement regule
KR20230122656A (ko) * 2021-01-29 2023-08-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 금속판의 퀀칭 장치 및 퀀칭 방법, 그리고 강판의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3300198A (en) * 1963-12-27 1967-01-24 Olin Mathieson Apparatus for quenching metal
FR2223096A1 (fr) * 1973-03-26 1974-10-25 Usinor
FR2421678A2 (fr) * 1978-04-03 1979-11-02 Bertin & Cie Dispositif de pulverisation a jet bidimensionnel

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337511A (en) * 1976-09-21 1978-04-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Heat treating equipment for steel sheet
JPS5864320A (ja) * 1981-10-14 1983-04-16 Kobe Steel Ltd 厚鋼板用冷却設備

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3300198A (en) * 1963-12-27 1967-01-24 Olin Mathieson Apparatus for quenching metal
FR2223096A1 (fr) * 1973-03-26 1974-10-25 Usinor
FR2421678A2 (fr) * 1978-04-03 1979-11-02 Bertin & Cie Dispositif de pulverisation a jet bidimensionnel

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Iron and Steel Engineer, Vol. 43, NO. 10, October 1966, Pittsburgh (US) "Bethlehem Installs New Plate Quench and Temper Facility", pages 169-170 *
Metal Science and Heat Treatment, Vol. 19, No. 1/2, January/February 1977 New York, (US) N.V. ZIMIN: "Use of Controlled Spray Cooling for Quenched Steels", pages 117, 120 *
PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 2, No. 81, page 1051C78, 28 June 1978 & JP, A, 5337511 (Ishikawajima Harima) 4 June 1978 *
PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 7, No. 151 (C-174) (1296), 2 July 1983 & JP, A, 5864320 (Kobe Seikosho) 16 April 1983 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000001857A1 (fr) * 1998-07-07 2000-01-13 Didier Tecnica, S.A. Unite de refroidissement rapide de tole par pulverisation d'eau

Also Published As

Publication number Publication date
EP0197079A1 (fr) 1986-10-15
EP0197079B1 (fr) 1988-11-17
JPS62501300A (ja) 1987-05-21
FR2571384A1 (fr) 1986-04-11
AU5011185A (en) 1986-05-02
DE3566272D1 (en) 1988-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4168993A (en) Process and apparatus for sequentially forming and treating steel rod
RU2745923C1 (ru) Установка и способ для производства толстого стального листа
EP1814678B2 (fr) Procede et dispositif de decalaminage d'une bande metallique
FR2498092A1 (fr) Installation pour le laminage direct d'une piece coulee en acier et production a partir de ladite piece d'un produit fini en acier
CA2320942A1 (fr) Installation de fabrication de bandes d'acier inoxydable laminees a froid
US3420083A (en) Roller pressure high intensity quench systems
WO1986002384A1 (fr) Procede de trempe au defile de toles d'un metal tel que l'acier et installation pour sa mise en oeuvre
FR2738577A1 (fr) Dispositif de refroidissement d'un produit lamine
EP0161236B1 (fr) Dispositif perfectionnés pour la fabrication de rails
US4052235A (en) Method of preventing oxidation during water quenching of steel strip
JP4029865B2 (ja) 熱延鋼板の製造設備及び熱延鋼板の製造方法
FR2650298A1 (fr) Procede de patentage direct d'un fil metallique lamine a chaud
JP3460583B2 (ja) 厚鋼板の製造装置及び厚鋼板の製造方法
US20130014362A1 (en) Method and device for in-line surface treatment of slabs
FI3555324T3 (en) Method and section for quick cooling of a continuous line for treating metal belts
WO2020085352A1 (fr) Dispositif de trempe, procédé de trempe et procédé de production de plaque métallique
FR2833871A1 (fr) Procede et installation de fabrication de bandes metalliques a partir de bandes coulees directement a partir de metal liquide
EP0686209B1 (fr) Procede et installation de traitement continu d'une bande d'acier galvanisee
US3756869A (en) Method of hardening steel plates
JP2012512029A (ja) 金属ストリップのスケールを除去するための方法および装置
JP2012512029A5 (fr)
JPH01255627A (ja) 鋼線材の熱処理方法
JPS60221115A (ja) 鋼板冷却方法
JP2019081198A (ja) 鋼材の製造方法及び製造設備
JPS5886922A (ja) 鋼板の急速冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU FI JP KR NO

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

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

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1985904831

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1985904831

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1985904831

Country of ref document: EP