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Auteur(s)
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Daniel MEYER : Ingénieur civil des Mines - Directeur général de l’Association technique de la sidérurgie française - Fédération française de l’acier
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Le cycle de production d’un produit sidérurgique comprend un passage à l’état solide. Autrefois ce passage se situait à la coulée en lingots à l’aciérie, aujourd’hui il se situe pour la grande majorité des produits à la coulée continue. Les étapes ultérieures du cycle du produit comprennent des mises en forme successives dans les ateliers de laminage, à chaud en première étape, puis de laminage à froid dans une seconde étape.
Ces transformations géométriques sont accompagnées de transformations métallurgiques. L’objectif visé est la fabrication d’un produit dont les caractéristiques géométriques et métallurgiques sont définies et fonction de l’utilisation finale. La compréhension des transformations thermomécaniques du système laminoir‐produit est une nécessité pour atteindre cet objectif. Cet article traite donc de la théorie du laminage, de la technologie des outils et de leur utilisation.
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Caractéristiques géométriques
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1. Produits
Les produits fabriqués par laminage se partagent en produits longs : blooms, billettes, poutrelles, profilés, fils, rails, et en produits plats : plaques, tôles, bobines.
Les parts respectives de produits longs et de produits plats varient fortement avec le niveau de développement d’un pays. Les produits longs représentent environ les 2/3 de la production sidérurgique d’un pays en voie de développement, cette part décroît jusqu’à 1/3 de la production totale dans un pays développé. Corrélativement la part de produits plats passe de 1/3 à 2/3 de la production totale.
En 1996 le laminage de produits plats à chaud sur un train à bandes nécessite de l’ordre de 0,4 h/ t, le laminage à froid des produits plats de l’ordre de 2 h/ t, et les ateliers de revêtements de produits plats consomment 0,3 h/ t.
Toujours en 1996, les laminoirs à produits longs nécessitent de l’ordre de 1,8 h/t, et les ateliers de traitements thermiques de produits longs moins de 0,1 h/t. Ces chiffres incluent la maintenance intégrée dans les usines et les finissages. Ils excluent la sous‐traitance. L’évolution de ces quelques ratios dans une période récente est illustrée par les graphiques de la figure 1.
Le laminage est apparu dans l’usine sidérurgique avec d’autres techniques de mise en forme telles que le forgeage au martinet, au marteau pilon ou à la presse. L’évolution des techniques de forgeage et de laminage ont historiquement suivi des voies complémentaires dans la recherche de la productivité. Les premières forges employaient l’énergie hydraulique et les premiers martinets furent construits à partir du 12e siècle.
Ils furent peu à peu remplacés par un marteau‐pilon entraîné par la vapeur, dont on trouve le premier exemple à simple action en France en 1842. Le premier marteau à double action sera construit aux États‐Unis en 1888. La presse hydraulique est une invention anglaise datant de l’année 1861.
Le premier laminoir fut employé en France en 1553 pour travailler l’or et l’argent. Vers 1750 les premières applications du laminoir à la mise en forme de l’acier sont citées dans plusieurs pays européens. Henry Cort en Angleterre introduira à partir de 1783 les premières augmentations de taille, de puissance et de capacité ouvrant ainsi une période d’évolution rapide des laminoirs. La force motrice...
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