La production d'acier, du minerai de fer au produit fini, comporte principalement quatre étapes : le frittage, la fabrication du fer, la fabrication de l'acier et le laminage. Dans des articles précédents, nous avons exploré en détail les aspects clés de la fabrication de l’acier. Nous allons maintenant nous concentrer sur le processus de laminage de l’acier, en approfondissant le processus de production, du lingot au produit fini. En tant qu'étape finale de la production d'acier dans les aciéries modernes, le laminage revêt une importance indéniable.
Aperçu du laminage de l'acier
Le laminage de l'acier est une étape clé dans la production d'acier. Il transforme les lingots d'acier à la taille et à la forme souhaitées grâce à une déformation plastique entre des rouleaux rotatifs. Le processus de laminage de l'acier est un processus soigneusement conçu englobant la préparation, le chauffage, le laminage et la finition des billettes. La forme souhaitée du produit est obtenue grâce au changement de forme entre les rouleaux rotatifs.
Le laminage de l'acier est un processus de formage sous pression effectué entre des rouleaux en rotation pour modifier la forme d'un lingot ou d'une billette d'acier. Ce processus soigneusement conçu comprend plusieurs étapes qui constituent ensemble le processus complet de laminage de l’acier.
Explication détaillée du processus de laminage de l'acier
Préparation de facture et chauffage
La préparation des factures comprend le traitement de surface et le traitement thermique. Le chauffage fournit les conditions de température nécessaires au laminage et constitue une étape particulièrement importante du processus de laminage à chaud. Il s'agit de la première étape de la production de laminages d'acier et implique le nettoyage des défauts de surface, l'élimination du tartre et le pré-traitement thermique de la billette. Le chauffage est particulièrement crucial dans le processus de laminage à chaud, car il fournit les conditions de température nécessaires au processus de laminage.
Laminage et finition de l'acier
Le laminage est l’étape centrale de la production de laminage d’acier. Ici, la billette est déformée par laminage et ce processus a un impact décisif sur la qualité du produit final. La finition est la dernière étape qui garantit la qualité finale et comprend l'enroulement, le refroidissement et le redressage. Les exigences de qualité des produits englobent plusieurs aspects, notamment la forme géométrique, la précision dimensionnelle, la structure et les propriétés internes, ainsi que la finition de surface. En tant qu'étape finale de la production de laminages d'acier, elle est chargée de garantir la qualité du produit final. Le contenu du processus de finition varie en fonction des exigences techniques du produit, mais comprend généralement le bobinage, le refroidissement après-laminage, le redressage, le traitement thermique final, le nettoyage de surface et la peinture.
Méthodes de laminage de l'acier
Laminage à chaud et laminage à froid
Le laminage à chaud est réalisé à haute température, tandis que le laminage à froid est réalisé à température ambiante. La différence dépend de la température de recristallisation du métal. Les lingots ou billettes d'acier sont difficiles à déformer et à traiter à température ambiante, ils sont donc chauffés entre 1 100 et 1 250 degrés pour le laminage. Ce processus est appelé laminage à chaud. Le laminage réalisé à température ambiante est généralement considéré comme un laminage à froid. D'un point de vue métallurgique, la distinction entre laminage à chaud et à froid repose sur la température de recristallisation du métal. Le laminage en dessous de la plage de température de recristallisation de 450 degrés à 600 degrés est considéré comme un laminage à froid, tandis que le laminage au-dessus de cette plage de température est considéré comme un laminage à chaud.
Longitudinal et transversal-roulant
Lors du laminage longitudinal, la pièce se déplace perpendiculairement à l'axe du rouleau ; en laminage croisé-, la pièce tourne autour de la ligne médiane, parallèlement à l'axe du rouleau. Le laminage longitudinal, également appelé laminage longitudinal, est le type de processus de laminage le plus courant. Dans cette méthode, le matériau laminé passe entre deux rouleaux contrarotatifs, se déplaçant perpendiculairement à l'axe du rouleau, la pièce avançant à travers l'espace entre les faces des rouleaux. Le laminage croisé-, quant à lui, implique que la pièce tourne entre les rouleaux autour de sa propre ligne médiane, avec la ligne médiane parallèle à l'axe du rouleau, et est soumise à une pression uniquement dans le sens transversal.
Système de processus de roulement
Système de déformation par roulement
Le système de déformation par roulement implique la déformation totale et sa répartition entre les différentes unités de roulement. Le système de déformation des sections en acier se reflète dans la conception des passes. Il englobe la déformation totale de la matière première au produit fini dans des conditions de laminage spécifiques, le nombre de passes de laminage, la répartition de la déformation entre les différentes unités de laminage et la méthode de laminage. Dans la production de profilés en acier, la pièce est laminée à travers la passe en passes successives. Par conséquent, le système de déformation des sections en acier se reflète principalement dans la conception des passes. La conception des passes englobe plusieurs aspects, notamment la détermination des passes, la distribution des coefficients d'allongement, la conception des profils de section transversale et la conception des passes de roulement.
Système de température de roulement
La température de la pièce à chaque étape est spécifiée. Les laminoirs modernes disposent d’équipements permettant de contrôler avec précision la température. Ce système spécifie les températures de début et de fin de la pièce pendant le processus de laminage. Les laminoirs modernes sont souvent équipés d'équipements tels que des réservoirs d'eau intermédiaires permettant de contrôler précisément la température à chaque étape. Pendant le laminage de sections d'acier, plusieurs paramètres clés doivent être strictement contrôlés, notamment la température de début de laminage, la température de laminage finale, la température de déformation, la température de refroidissement de début, la température de refroidissement intermédiaire, la température du lit inférieur et la température du lit de refroidissement inférieur.
Contrôle de la vitesse de roulement
Il est crucial de contrôler la vitesse linéaire des rouleaux à chaque passage pour garantir un débit de métal égal. Cela implique des régulations spécifiques pour la vitesse linéaire des rouleaux à chaque passage et à différentes étapes du processus de laminage, également appelées régulations de vitesse. Différents types de laminoirs ont leurs propres exigences et réglementations spécifiques en matière de vitesse. Dans un laminoir continu, il est crucial de maintenir un débit de métal égal dans toutes les cages, ce qui est obtenu en contrôlant et en ajustant les vitesses de laminage de chaque laminoir.
Équipement roulant
Classification des équipements roulants
L'équipement mécanique d'un laminoir peut être divisé en train principal et autres équipements auxiliaires en fonction de leurs fonctions. Les rouleaux sont les composants essentiels du train principal et leurs types varient en fonction de leur application. Le principal équipement qui déforme le métal à l’intérieur des rouleaux en rotation est appelé train principal du laminoir. Les principaux composants du train principal comprennent le moteur principal, les machines de transmission et les laminoirs. Leur configuration varie en fonction de la disposition du broyeur, de la méthode d'entraînement et du mécanisme de transmission. Par exemple, un laminoir se compose généralement d'un châssis, de rouleaux, de dispositifs de réglage des rouleaux, de dispositifs d'équilibrage des rouleaux et de roulements à rouleaux.
Les rouleaux, en tant que composants clés du train principal, peuvent être classés en trois types principaux : les rouleaux de laminoir à plaques et à bandes, les rouleaux de laminoir à profilés et les rouleaux de laminoir à tubes, selon le type de laminoir. Les rouleaux de laminoir à plaques et à bandes sont généralement cylindriques. Les rouleaux de bandes laminées à chaud-ont un corps légèrement concave pour conserver une bonne forme malgré la dilatation thermique, tandis que les rouleaux de bandes laminées à froid-ont un corps légèrement convexe pour conserver une excellente forme sous les forces de flexion. Les rouleaux de laminoirs à profilés sont rainurés et leur disposition nécessite une conception minutieuse basée sur le processus de laminage de l'acier profilé. Les rouleaux utilisés dans le laminage de tubes sont conçus sur la base du principe du laminage croisé-et peuvent être coniques, en forme de tambour-ou de disque-.
