[0001] La présente invention concerne un procédé pour le contrôle automatique de la microstructure
de produits en acier laminés, en particulier mais non exclusivement de produits soumis
à un refroidissement forcé à partir de leur chaleur de laminage. Par produits en acier
laminés, on entend particulièrement les produits longs, tels que fils ou barres, et
les produits plats, tels que les bandes et les tôles.
[0002] On sait que les propriétés mécaniques des produits en acier dépendent étroitement
de la microstructure de l'acier. En particulier, elles sont intimement liées à la
nature et au pour- eentage des phases constituantes du métal, ainsi qu'à la morphologie
des composants.
[0003] La microstructure qui se forme au cours de la transformation allotropique pendant
le refroidissement de l'acier est elle-même fortement conditionnée par la loi du refroidissement
et plus spécialement par la température à laquelle se produit la transformation allotropique.
[0004] Pour établir une relation fiable entre les conditions de refroidissement et les propriétés
mécaniques de l'acier, il convient donc de bien connaître l'évolution de la transformation
au cours de ce refroidissement.
[0005] Jusqu'à présent, cette connaissance ne pouvait être obtenue que par la consultation
des diagrammes de transformation, soit en conditions isothermes, soit en refroidissement
continu. Cette méthode, tout intéressante qu'elle soit, ne fournit cependant de résultats
valables que si les conditions réelles de refroidissement sont voisines de celles
pour lesquelles les diagrammes ont été établis.
[0006] Cette limitation constitue pour les métallurgistes un sérieux inconvénient auquel
la présente invention se propose de remédier.
[0007] Le but de la présente invention est de révéler un procédé permettant de déterminer
simultanément et à tout instant l'évolution de la température et de la transformation
de phase au sein d'un produit en cours de refroidissement.
[0008] Il faut préciser qu'au sens de la présente invention, les expressions "transformation
allotropique" et "transformation de phase" visent la transformation de l'austénite
en ferrite au cours du refroidissement du produit.
[0009] On sait que cette transformation allotropique se produit dans un certain domaine
de température, et on définit la température de transformation en un point par la
relation : /

dans laquelle z représente la proportion (en %) d'austénite transformée.
[0010] Le Demandeur a maintenant constaté, au cours de ses recherches, qu'il existe un paramètre,
lié à cette température de transformation en un point et tenant compte dès lors des
conditions réelles de refroidissement, qui est également en bonne relation avec les
propriétés mécaniques de l'acier.
[0011] La présente invention porte essentiellement sur la détermination et l'utilisation
de ce paramètre.
[0012] Le procédé, qui fait l'objet de la présente invention, destiné à permettre le contrôle
automatique de la microstructure de produits en acier laminés, soumis à un refroidissement
depuis une température supérieure à leur point de transformation supérieur Ar
3, est essentiellement caractérisé en ce que l'on détermine la température de transformation
en chaque point d'au moins une section du produit, en ce que l'on calcule la température
moyenne de transformation de la dite section, en ce que l'on compare cette valeur
calculée avec une valeur de consigne considérée comme idéale pour l'application envisagée
et en ce que l'on modifie les conditions de refroidissement, de façon à réduire, de
préférence à annuler, l'écart constaté entre la valeur calculée et la valeur de consigne
de la température moyenne de transformation de la section.
[0013] La température moyenne de transformation d'une section est définie comme étant la
moyenne des températures de transformation aux différents points de la section du
proàuit.
[0014] Selon l'invention, on détermine cette température moyenne de transformation d'une
section à l'aide d'un modèle de calcul décrivant l'évolution de la transformation
allotropique.
[0015] Selon une mise en oeuvre préférentielle de l'invention, on détermine cette température
moyenne de transformation d'une section à partir de valeurs mesurées de divers paramètres
du refroidissement, en particulier l'épaisseur et la vitesse du produit, la température
initiale en divers points du produit, les propriétés thermiques de l'acier, les conditions
de refroidissement, la longueur de produit arrosée, c'est-à-dire la longueur de la
zone de refroidissement en service.
[0016] Selon une modalité particulière de mise en oeuvre, la comparaison entre la valeur
calculée et la valeur de consigne de la température moyenne de transformation de la
section, et/ou la modification des conditions de refroidissement sont effectuées de
manière automatique.
[0017] Une modalité particulièrement intéressante de mise en oeuvre de l'invention consiste
à appliquer le procédé à des produits sortant de la dernière cage de laminage à chaud.
[0018] Le procédé de l'invention permet de modifier, en particulier de réduire, la taille
des grains ferritiques en abaissant la température à laquelle ils se forment, ce qui
permet de faire varier les propriétés mécaniques de l'acier.
[0019] Par exemple, l'application du procédé de l'invention à des fils en acier doux (C
: 0,06 % - Mn : 0,4 %) de 5,5 mm de diamètre, a permis de relever la limite d'élasticité
de 35 N/mm
2 en abaissant la température moyenne de transformation de 50°C., Contrairement aux
méthodes basées sur le contrôle de la température des produits à la fin du refroidissement,
le procédé de l'invention tient compte de l'influence du chemin thermique et donc
de la vitesse du refroidissement sur les propriétés du produit.
1. Procédé pour le contrôle de la microstructure de produits en acier laminés soumis
à un refroidissement contrôlé depuis une température supérieure à leur point de transformation
supérieur, caractérisé en ce que l'on détermine la température de transformation en
au moins un point d'au moins une section du produit, en ce que l'on calcule la température
moyenne de transformation de la dite section, en ce que l'on compare cette valeur
calculée à une valeur de consigne de la dite température moyenne de transformation
et en ce que l'on modifie les conditions du dit refroidissement, de façon à réduire,
de préférence à annuler, l'écart constaté entre la valeur calculée et la valeur de
consigne de la dite température moyenne de transformation de la section.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on calcule la température
moyenne de transformation d'une section à partir des paramètres du refroidissement,
en particulier la température initiale et les propriétés thermiques du produit, et
les conditions du refroidissement, par exemple la température et le débit de l'agent
de refroidissement, ainsi que la longueur de produit arrosée.
3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que
l'on effectue, de façon automatique, le calcul de la température moyenne de transformation
de la section, la comparaison de cette valeur calculée avec la valeur de consigne
de cette température et/ou la modification des conditions de refroidissement. x
4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
l'on applique le dit refroidissement contrôlé à des produits se trouvant dans la chaude
de laminage, immédiatement après leur sortie de la dernière cage du train de laminoir.