10/10/2007
De la billette d’acier à la corde de piano
CERATIZIT répond par une nouvelle famille de nuances aux développements dans la technologie du laminage à chaud |
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Au cours des dernières années, les exigences imposées à la technologie du laminage ont considérablement changé : les vitesses de laminage augmentent et la gestion assistée par ordinateur (CAM=computer aided management) permet l’élaboration de quantités d’acier de plus en plus importantes. CERATIZIT dispose d’un assortiment de plus de 9 000 produits pour les trains de laminoirs à chaud les plus divers. Pour pouvoir répondre aux tout derniers développements dans le domaine de la technologie du laminage à chaud, CERATIZIT a développé la « famille E » des nuances en carbure. Reportage réalisé à Schifflange (Luxembourg) chez STFS, client de CERATIZIT.
Nous sommes un vendredi matin, au mois de mai, une fine bruine commence tout juste à tomber. C’est le printemps, l'air est encore frais, mais pour René Mauer la journée d’aujourd’hui sera chaude, voire torride.
René Mauer est le directeur du segment « Cylindres pour laminoirs à chaud » au sein de la Business Unit « Applications industrielles (Usure) » chez CERATIZIT au Luxembourg. Depuis 35 ans, il travaille dans l’industrie du laminage et connaît à fond son métier. Aujourd’hui, il se rend sur le site de l’entreprise STFS à Schifflange où se trouve un train de laminoirs à chaud, équipé de carbure de tungstène de chez CERATIZIT.
R. Mauer gare sa voiture devant un immense bâtiment en briques rouges aux fenêtres hautes et sombres devant lequel Emmanuel Rossi, responsable du train de laminoirs et son assistant Eric François l’attendent déjà. Casqués et en vêtements de travail, les trois hommes pénètrent dans le bâtiment plongé dans la pénombre. Une odeur d’acier et d’huile les accueille. Un gigantesque convoyeur automatisé fonctionne en régime permanent.
Des produits à laminer au fil
Dans ce bâtiment, STFS fabrique du fil dans des diamètres compris entre 5,5 et 16 mm. Ce fil est livré comme produit semi-fini à des entreprises issues de différentes branches industrielles qui produisent entre autres des fils et des câbles pour ponts, ascenseurs, téléphériques, chariots de supermarché, cordes piano, clous et treillis métalliques destinés aux armatures de pneumatiques.
Le processus entier des produits à laminer au fil ne dure pas plus de deux minutes environ. En travail posté par 3 équipes, STFS fabrique dans les 700 000 tonnes de fil par an. Pour un diamètre de 5,5 mm, cela correspondrait à une longueur de trois millions de kilomètres, soit 75 fois la circonférence de la Terre.
Le débouché principal de STFS est la France (50 %), suivie de l’Italie et du Luxembourg.
Le laminage à chaud : le procédé
Le laminage est un procédé de fabrication par déformation plastique destiné à la réalisation de produits plats tels que bandes, feuilles et tôles ou de produits longs comme profilés, rails, tubes, fils et barres. Dans le laminage à chaud, contrairement au laminage à froid, le matériau de départ est réchauffé dans des fours spéciaux (fours à longerons mobiles) à une température pouvant atteindre 1 250° C.
Après cette étape, la taille et la forme des brames (produit brut obtenu directement après la coulée continue) sont modifiées progressivement en passant entre des cylindres de travail motorisés. Au cours du processus de laminage, le matériau incandescent a une température allant de 720 à 980 °C en fonction de la qualité de l’acier et du diamètre.
Le laminage à chaud se déroule en plusieurs étapes de déformation, communément appelées passes de laminage. Chaque passe accroît la longueur tout en réduisant l’épaisseur des produits à laminer et comporte la « destruction » de la structure d’origine. Grâce au réchauffement ces produits adoptent un autre état cristallographique.
Dans le cas de l'acier, la structure ferritique dure est transformée en structure austénitique tendre. C'est à ce stade que la déformation plastique a lieu, le ratio de déformation pouvant être même de 250:1, l'épaisseur d’une brame peut par exemple passer de 240 mm à seulement 0,8 mm après laminage. Dans le laminage à froid en revanche, ce ratio n’est que de 10:1. Par conséquent, la déformation est plus facile par laminage à chaud.
Les différentes étapes du processus de laminage
1. Les brames ou billettes d’acier arrivent de l’aciérie et sont acheminées vers le four spécial.
2. Les brames sont réchauffées à 1 250 °C.
3. L’acier au rouge est déformé par des cylindres en plusieurs passes pour être transformé en fil au bout de l'installation, longue de presque 500 m.
4. Le fil est enroulé sur des bobineuses, stocké ou transporté chez le client.
Le rôle du carbure : déformation et guidage
CERATIZIT fabrique deux produits destinés aux laminoirs à chaud : d’abord, les cylindres en carbure c’est-à-dire les éléments de l’installation qui déforment sous pression le matériau et ensuite, les rouleaux et les galets de guidage qui acheminent le matériau incandescent d’un bout à l’autre de cette installation ultra-longue. Le carbure révèle encore une fois ses avantages : le processus de laminage à chaud se déroule à des températures très élevées et à un rythme accéléré, car les rouleaux et les galets de guidage tournent à environ 50 930 tours par minute et les cylindres à 14 700 tours par minute. Les composants de l’installation étant exposés à de telles conditions présentent un degré d’usure impressionnant.
CERATIZIT fabrique des cylindres et des galets de guidage pour différentes installations de laminage à chaud et dispose en tout de 9 000 produits. L’équipe de Philippe Lanners sur le site de CERATIZIT à Mamer (Luxembourg) est responsable de la production de pièces en carbure pour plus de 100 clients issus de l’industrie du laminage à chaud.
Les développements les plus récents en matière de laminage à chaud
Depuis quelques années, il y a de nombreux changements dans la technologie du laminage à chaud :
1. Refroidissement contrôlé ou cylindres à basses températures pour améliorer les caractéristiques des produits laminés
2. Vitesses de laminage plus élevées
3. Utilisation d’un mini-bloc réducteur-calibreur (« Reducing-Sizing ») pour tolérances de laminage inférieures
4. Gestion assistée par ordinateur (CAM=computer aided management) pour programmes de laminage afin de permettre la production d’une quantité maximale constante.
CERATIZIT a adapté toutes ses nuances de carbure à ces conditions et a développé la nouvelle « famille E ». L’objectif est d’obtenir une meilleure résistance aux chocs mécaniques et à la propagation des fissures sans entraver le rendement du train de laminoirs.
Les caractéristiques de la nouvelle « famille de nuances dite E » de CERATIZIT
> Grosseur de grain légèrement plus grande, puisque les grains les plus petits ont été éliminés de la microstructure
> Distribution granulométrique plus régulière, ce qui évite la formation de chaînes de particules plus petites dans la microstructure
> Grâce à ces améliorations, les tensions internes sont réduites.
> Ténacité accrue, mais dureté moindre d’environ 40–50 HV (dureté Vickers).
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