FR2534275A1 - Procede de fabrication de toles ou bandes d'acier electromagnetique a grains orientes - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR LA REALISATION D'UNE TOLE OU D'UNE BANDE D'ACIER ELECTROMAGNETIQUE A GRAINS ORIENTES, PAR RECUIT, EN VUE D'UNE RECRISTALLISATION PRIMAIRE D'UNE TOLE OU D'UNE BANDE D'ACIER ELECTROMAGNETIQUE LAMINEE A FROID, PRESENTANT UNE EPAISSEUR FINALE ET SELON LEQUEL ON SOUMET CETTE TOLE OU CETTE BANDE A UN RECUIT DE RECRISTALLISATION SECONDAIRE PAR CHAUFFAGE DE LA TOLE OU DE LA BANDE, DE MANIERE QUE TOUTE PORTION DE CETTE TOLE OU DE CETTE BANDE, LE LONG DE SA LARGEUR OU DE SA LONGUEUR, PUISSE TRAVERSER LA LIMITE DE TEMPERATURES QUI EXISTE ENTRE LES DOMAINES DE TEMPERATURE DE RECRISTALLISATION PRIMAIRE ET DE RECRISTALLISATION SECONDAIRE, AVEC UN GRADIENT DE TEMPERATURE PREDETERMINE, CE PROCEDE ETANT CARACTERISE EN CE QUE LE RECUIT DE RECRISTALLISATION SECONDAIRE EST EFFECTUE EN APPLIQUANT UNE ALIMENTATION PRINCIPALE D'ENERGIE CALORIFIQUE SUR L'UNE AU MOINS DES EXTREMITES D'UNE BOBINE REALISEE A PARTIR DE LADITE BANDE D'ACIER OU D'UNE PILE CONSTITUEE D'UNE PLURALITE DESDITES TOLES.

Description

1 2534275-

La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'une

tôle ou bande d'acier électromagnétique à grains orientés présentant une orien-

tation cristalline < 100 > qui est facilement magnétisable selon la direction du laminage Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un procédé de chauffage d'une bande d'acier électromagnétique ou d'une tôle laminée à froid jusqu'à l'obtention d'une épaisseur finale, et recuite pour une

recristallisation primaire, afin de réaliser un recuit de recristallisation se-

condaire ou finale, en vue d'obtenir une tôle ou une bande d'acier électrorna-

gnétique à grains orientés.

On utilise généralement un four de recuit du type à moufle pour réali-

ser le recuit d'une tôle d'acier au silicium se présentant sous la forme d'une bobine, en vue d'obtenir une tôle d'acier au silicium à grains orientés

Sur la Figure 1 des dessins annexés, on a représenté de façon schéma-

tique un exemple de réalisation d'un tel four à moufle Ce four comprend une plaque de base 2, sur laquelle est placée une bobine 1 d'une tôle d'acier au silicium devant être recuite (traitement de recuit final), un couvercle interne

3 recouvrant la bobine 1, un couvercle externe 4 entourant le couvercle in-

terne 3, et un certain nombre de dispositifs de chauffage électrique, c'est-

à-dire un système de chauffage 5, prévu dans la partie supérieure du cou-

vercle 4, un système de chauffage 6 prévu dans ses parois latérales, et un système de chauffage 7 prévu sous la plaque de base 2 Tous ces dispositifs de chauffage fonctionnent simultanément, de façon à obtenir un chauffage de la bobine 1 dans toutes les directions, la bobine 1 étant ainsi chauffée d'une

manière relativement uniforme.

Sur la Figure 2, on a représenté la distribution de température

déterminée pour certains intervalles de temps, entre les extrémités supé-

rieure et inférieure de la bobine 1 recuite dans un tel four à moufle, c'est-

à-dire une distribution des températures le long de la ligne en traits mixtes représentée sur la Figure 1 Comme cela ressort clairement de l'examen de

cette Figure 2, une opération de recuit menée dans un tel four à moufle as-

sure une distribution de température relativement uniforme entre les extré-

mités supérieure et inférieure de la bobine, c'est-à-dire le long de la largeur de la tôle, avec, éventuellement, un gradient de température relativement faible. Les propriétés magnétiques d'une tôle d'acier au silicium à grains

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orientés produite par un tel chauffage relativement uniforme, dans un four de recuit à moufle, et particulièrement sa densité de flux, ont fait l'objet d'un

examen minutieux Cet examen a révélé que, même une tôle d'acier au sili-

cium connue comme présentant une densité élevée de flux avait une valeur B 8 de 1, 92 T seulement, valeur qui est très en-dessous du maximum théorique de l'ordre de 2, 04 T, pour une tôle d'acier ordinaire à 3 % de silicium Ceci

confirme que ces tôles nécessitent des améliorations.

La demande de brevet japonais 20 154/81 décrit un procédé de produc-

tion d'une tôle d'acier au silicium à grains orientés présentant une forte densi-

té de flux Selon ce procédé, une tôle d'acier au silicium laminée à froid pré-

sentant l'épaisseur finale et recuite pour obtenir une recristallisation primaire, est soumise à un recuit,en vue de la recristallisation finale, avec un gradient de température d'au moins 20 C par centimètre de largeur ou de longueur

de la tôle, dans un domaine de températures qui se situe entre les tempéra-.

tures de recristallisation primaire et secondaire En d'autres termes, cette

demande de brevet japonaise fait connaître la possibilité de maintenir un cer-

tain gradient de température par unité de largeur ou de longueur d'une por-

tion particulière d'une tôle passant par un domaine spécifique de températures compris, par exemple, entre 820 'C et 1020 'C, lorsqu'elle est chauffée

jusqu'à une température de recuit final en vue de la recristallisation secon-

daire Une valeur particulière de la température, dans le domaine de tempé-

ratures spécifique mentionné ci-dessus, est appelée "température spécifique".

La présente invention se propose d'apporter un procédé contrôlable

industriellement et fiable pour chauffer une bande ou une tôle d'acier électro-

magnétique laminée à froid, présentant une épaisseur finale et recuite en vue d'une recristallisation primaire, pour réaliser le recuit final, afin de produire

une tôle ou une bande d'acier électromagnétique à grains orientés.

Le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que le re-

cuit de la bande ou de la tôle d'acier, pour la recristallisation secondaire, est réalisé en appliquant une énergie calorifique principale à l'extrémité supérieur et/ou à l'extrémité inférieure d'une bobine de cette bande ou de cette tôle, ou à l'une ou aux deux extrémités opposées d'une pile constituée d'une pluralité

de telles tôles.

D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront

de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en

3 2534275

illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.

Sur les dessins: la Figure 1 est une vueschématique, en coupe verticale, d'un four à moufle de type connu utilisé pour réaliser le recuit final d'une bande d'acier au silicium; la Figure 2 est un schéma montrant les courbes de distribution de températures le long de la largeur de la bande recuite dans le four représenté sur la Figure 1 la Figure 3 est une représentation en perspective du principe d'un four utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon cette invention; la Figure 4 est un schéma montrant la relation qui existe entre le temps et la distribution de température le long de la largeur d'une tôle d'acier se présentant sous la forme d'une bobine, chauffée par application de chaleur à l'une des extrémités de la bobine la Figure 5 est un schéma montrant le gradient de température pour la largeur de la bande, à une température spécifique et un taux de chauffage qui proviennent des courbes de distribution de température illustrées par la Figure 4 la Figure 6 est un schéma montrant les modifications de distribution de température pour un gradient de température constant le long de toute la largeur de la bande, pour une température spécifique la Figure 7 est un schéma montrant une courbe de chauffage qui peut être utilisée pour chauffer l'une des extrémités de la bobine afin d'obtenir la distribution de températures représentée par la Figure 6; la Figure 8 est un schéma montrant une courbe de chauffage pour l'autre extrémité de la bobine en vue d'obtenir la distribution de température représentée sur une ligne verticale A sur la Figure 6;

la Figure 9 est un schéma montrant les modifications de la distribu-

tion de température décelée le long de la largeur de la bande lorsqu'on em-

ploie une température plus basse pour commencer l'opération de chauffage de l'une des extrémités de la bobine; la Figure 10 est une représentation d'un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon cette invention; la Figure Il illustre une variante du dispositif représenté sur la

Figure 10; -

4 2534275

la Figure 12 est un schéma illustrant la distribution de température le long de la largeur d'ufie bande chauffée dans une direction unique, selon un procédé mis en oeuvre dans le dispositif représenté sur la Figure 10 la Figure 13 est une vue schématique d'un dispositif pour le chauffage des côtés intérieur et extérieur d'une bobine, mettant en oeuvre le procédé selon la Figure 10; la Figure 14 est un schéma montrant la distribution de température

le long de la largeur de la bande lors du chauffage des côtés intérieur et exté-

rieur de la bobine

la Figure 15 est un schéma qui illustre les effets obtenus par le re-

froidissement de la plaque de base du dispositif illustré par la Figure 11;

la Figure 16 est une vue représentant un second exemple de réalisa-

tion du dispositif selon la présente invention; la Figure 17 représente un troisième exemple de réalisation de cette invention la Figure 18 est une vue schématique représentant la position abaissée de l'élément annulaire et de l'élément cylindrique du dispositif représenté sur la Figure 17; la Figure 19 est un schéma illustrant la distribution de température qui est obtenue le long de la largeur de la bande dans le dispositif représenté sur la Figure 17 la Figure 20 représente un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention; les Figures 21 a et 21 b illustrent un cinquième exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention; la Figure 22 représente une pile de tôles d'acier positionnée entre une paire d'inducteurs de flux transversaux; la Figure 23 illustre un dispositif dans lequel une-paire de groupes de petits inducteurs de flux transversaux sont disposés autour des périphéries interne et externe d'une bobine d'une tôle d'acier la Figure 24 illustre une disposition selon laquelle une paire de groupes de petits inducteurs de flux transversaux, écartés les uns des autres, sont disposés autour des périphéries interne et externe d'une bobine; la Figure 25 est une vue en plan de la disposition représentée sur la Figure 24;

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la Figure 26 illustre l'application du procédé selon cette invention au traitement thermique dans un four rotatif, et, la Figure 27 illustre une application du procédé de l'invention au

traitement thermique d'une pile de tôles d'acier.

On décrira maintenant l'invention en référence à divers exemples

d'application relatifs au traitement thermique d'une bobine d'une bande d'acier.

Il demeure bien entendu que cette invention peut également s'appliquer au

traitement d'une pile de tôles d'acier.

Le concept de base de cette invention sera décrit en premier lieu en

se référant à la Figure 3, qui est une vue en perspective partielle, partielle-

ment en coupe, d'un four de recuit du type à moufle Un tel four comprend une paire d'éléments isolants (isolant calorifique 31) réalisé par exemple à partir de laine céramique ou de laine de verre, ces éléments recouvrant les surfaces interne et externe d'une bobine 32 d'une bande d'acier, un couvercle interne 34, une plaque de base 36, un élément chauffant 33, disposé au-dessus

du couvercle interne 34, et un couvercle externe 35 Il n'est pas prévu de ma-

tériau isolant pour l'extrémité supérieure ou l'extrémité inférieure de la bo-

bine 32 Lorsque la bobine 32 est chauffée à son extrémité supérieure par l'élément chauffant 33, on obtient, le long de sa hauteur ou de sa largeur, une distribution de température qui varie avec le temps, comme on peut le

voir sur les courbes représentées sur la Figure 4 Une différence de tempé-

rature le long de l'épaisseur de la paroi de la bobine est négligeable lorsque

les surfaces périphériques interne et externe de cette bobine sont convenable-

ment isolées.

La Figure 5 est un schéma qui dérive de celui représenté sur la Fi-

gure 4, et qui représente un gradient de température et un taux de chauf-

fage, le long de la hauteur de la bobine, à une température spécifique Il découle de la Figure 5 que; si un gradient de température spécifique possède

une limite inférieure indiquée par une flèche A, alors que le-taux de chauf-

fage spécifique présente une limite inférieure indiquée par la flèche B, une zone indiquée par une flèche C et des traits hachurés, délimite une frontière pour la hauteur de la bobine ou pour la largeur de la bande qui répond de

façon satisfaisante à la fois aux domaines spécifiques de gradients de tempé-

ratures et au taux de chauffage.

6 2534275:

Bien que le procédé de chauffage selon la présente invention puisse être mis en oeuvre de différentes façons, on peut obtenir un degré très élevé

de précision et de fiabilité en opérant de la façon décrite ci-après.

Lorsque la température de l'extrémité de la bobine 32, qui est chauffée dans le four représenté sur la Figure 3 s'élève selon une configuration spéci- fique, il est possible de s'assurer que toute portion de la bobine, le long de sa hauteur, passe par une température spécifique, tout en maintenant un gradient de températures sensiblement constant, ainsi qu'un taux de chauffage sensible

ment constant, quelle que soit la distance de cette portion de la bobine par rap-

port à l'extrémité chauffée, comme on peut le voir sur les courbes illustrées par la Figure 6 Cette Figure 67 montre les variations de la durée, dans la distribution des températures, le long de la hauteur d'une bobine d'une bande d'acier de grande largeur lorsqu'elle est chauffée à l'une de ses extrémités

conformément à une configuration de chauffage spécifique illustrée par la Fi-

gure 7, et en fonction des propriétés physiques de la bobine.

Si la bande présente une largeur plus faible, par exemple une largeur de 230 mm, comme indiqué par le trait vertical A sur la Figure 6, et si la bobine est chauffée à l'une de ses extrémités conformément à la configuration

de chauffage représentée sur la Figure 7, le trait vertical A indique les di-

verses températures auxquelles est chauffée l'autre extrémité de la bobine, lorsque se déroule dans le temps le processus de chauffage Cette variation de la température de l'autre extrémité de la bobine est illustrée par la courbe représentée sur la Figure 8 Par -conséquent, il est possible de s'assurer qu'une bande présentant une largeur de 230 mm passe de façon précise par une température spécifique le long de toute sa largeur, avec un gradient de températures constant et un taux constant d'élévation de température, comme dans le cas d'une bande plus large, si la bobine réalisée à partir de ladite bande est chauffée à l'une de ses extrémités selon la configuration illustrée par la Figure 7, et si elle est chauffée ou refroidie de manière que l'autre extrémité de la bobine puisse être chauffée conformément à la configuration

illustrée par la Figure 8.

La Figure 9 représente le-s modifications, en fonction du temps, de la

distribution de température le long de la hauteur d'une bobine, lorsqu'on uti-

lise une température plus faible pour commencer le chauffage de la bobine à l'une de ses extrémités Bien que la bobine soit chauffée dans les mêmes

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conditions que celles illustrées par la Figure 6, elle présente un taux plus

faible de température Il en résulte qu'il est possible de contrôler et de com-

mander le taux ou la vitesse de l'élévation de température dans une bobine

en faisant varier la température à laquelle commence le chauffage de la bobine.

Ce contrôle est possible pour toute configuration de chauffage utilisée pour

chauffer l'une des extrémités de la bobine.

On se réfère maintenant à la Figure 10, qui illustre de façon schéma-

tique un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente inven-

tion Ce dispositif comprend une paire d'éléments isolants thermiques 112, par exemple en laine céramique ou en laine de verre, recouvrant les surfaces

interne et externe d'une bobine 111 d'une bande métallique, un couvercle in-

terne 113, un corps de four 114, un élément supérieur de chauffage 115, cons-

titué par exemple d'une résistance électrique, une plaque de base 123 présen-

tant un haut degré de conductibilité thermique, une conduite de refroidissement 116, prévue sous la plaque de base 123, des détecteurs de températures 117 a, 117 d, 117 b et 117 c, conçus et disposés de manière à mesurer respectivement

les températures de la bobine à ses deux extrémités, et en des points inter-

médiaires le long de sa hauteur, un système de commande et de contrôle 118 de la température de la bobine, un dispositif 119 pour commander et contrôler l'alimentation en énergie de l'élément de chauffage 115, un dispositif 120 pour contrôler et commander le débit d'un agent de refroidissement, un élément inférieur de chauffage 121, par exemple une résistance électrique, prévue en-dessous de la conduite de refroidissement 116, et un dispositif 122, pour commander et contrôler l'alimentation en énergie de l'élément de chauffage 121. La bobine 111 est principalement chauffée par l'élément chauffant supérieur 115, qui chauffe son extrémité supérieure La température de la

b obine 111, à son extrémité supérieure, est mesurée par le détecteur de tem-

pérature 117 a, et l'alimentation en énergie de l'élément chauffant 115 est commandée et contrôlée par le dispositif 119, de manière que la température

de la bobine, à son extrémité supérieure, puisse s'élever selon la configura-

tion représentée sur la Figure 7 La température de la bobine, à son extré-

mité inférieure, est mesurée par le détecteur de température 117 d, et la commande et le contrôle de cette température sont réalisés en contrôlant l'alimentation en énergie de l'élément chauffant inférieur 121 à l'aide du

8 2534275:

dispositif 122, ou en contrôlant l'alimentation de l'agent de refroidissement dans la conduite de refroidissement 116, à l'aide du dispositif 120, de manière que cette température suive la configuration illustrée par la Figure 8 Les températures de la bobine 111, aux points intermédiaires le long de sa hauteur, sont mesurées par les détecteurs de température 117 b et 117 c, et elles sont

utilisées pour corriger les configurations de chauffage des extrémités supé-

rieure et inférieure de la bobine 111, de manière que celles-ci coïncident avec les configurations représentées sur les Figures 7 et 8, respectivement,

afin d'obtenir un traitement thermique approprié de la bobine 111 Ces opéra-

tions de commande et de contrôle peuvent toutes être exécutées à l'aide de techniques connues, par le système de commande schématisé par le bloc 118,

et qui est constitué d'ordinateurs de contrôle.

Dans le procédé qui vient d'être décrit, la tôle ou bande d'acier électro-

magnétique devant subir un recuit final est chauffée de manière que toute por-

tion (selon la largeur ou selon la longueur) de la bande ou de la tôle puisse

passer par la région limite située entre les domaines de températures de re-

cristallisation primaire et secondaire, avec un gradient de température pré-

déterminé, de manière que la croissance des grains de recristallisation se-

condaire permette d'obtenir une bande ou une tôle d'acier électromagnétique à grains orientés présentant une densité de flux élevé Il existe cependant une certaine limitation en ce qui concerne la largeur de la tôle ou de la bande

pouvant être traitée par un tel procédé, étant donné que la chaleur est princi-

palement appliquée à l'une des extrémités d'une bobine ou d'une pile de tôles.

Si la largeur de la bande ou de la tôle dépasse un certain niveau, il est diffi-

d'obtenir cile Vdes propriétés magnétiques sensiblement uniformes sur toute la largeur

ou sur toute la longueur de la bande ou de la tôle.

Le problème ainsi posé est résolu par un second aspect de l'invention.

Selon cette variante, on applique une chaleur additionnelle aux surfaces interne et externe d'une bobine d'une bande, ou aux surfaces supérieure et inférieure d'une pile de tôles, de manière que l'énergie calorifique puisse être appliquée à une zone agrandie s'étendant à partir de l'une des extrémités de la bobine ou de la tôle, à laquelle on délivre une alimentation principale

en énergie calorifique à son autre extrémité.

Ce second aspect de l'invention sera maintenant décrit en détail en se

référant aux dessins annexés.

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Exemple 1 -

En se référant à la Figure 11, on voit qu'une bobine 221 d'une bande d'acier électromagnétique est placée sur une plaque de base 222, et qu'un élément cylindrique 226 en un matériau thermiquement isolant est inséré dans la bobine 221, un élément annulaire 225, également en un matériau thermique- ment isolant, étant disposé autour de la bobine 221 Le diamètre externe de l'élément isolant cylindrique 226 est légèrement inférieur au diamètre interne

de la bobine, de manière à pouvoir être mobile axialement dans cette bobine.

Le diamètre interne de l'élément isolant annulaire 225 est légèrement supé-

rieur au diamètre externe de la bobine, afin de pouvoir être axialement mo-

bile par rapport à cette bobine L'extrémité inférieure de l'élément isolant 226 est reliée, par une tige de liaison 229, à une unité d'entrarnement 230, réalisée par exemple sous la forme d'un vérin hydraulique L'élément isolant 225 comporte une extrémité inférieure qui est reliée, par des tiges de liaison

227, à des unités de commande 228, par exemple des vérins hydrauliques.

Les unités de commande 228 et 230 ont pour but de communiquer des déplace-

ments verticaux aux éléments isolants 225 et 226, respectivement, le long de l'axe de la bobine Le dispositif représenté sur la Figure Il comprend en outre un couvercle interne 223, un couvercle externe 224, un système de

chauffage électrique ou un brûleur 231, placé sous la partie inférieure du cou-

vercle extérieur 224, un système de chauffage électrique ou un brûleur 232, positionné sur la paroi latérale du couvercle extérieur 224, et un système de

refroidissement 233.

La bobine 221 comporte une extrémité supérieure qui est placée au même niveau que les extrémités supérieures des éléments isolants 225 et 226, comme on peut le voir clairement sur la Figure 11 En variante, les

extrémités supérieures des éléments isolants 225 et 226 peuvent être posi-

tionnées de manière à faire saillie au-delà de l'extrémité supérieure de la bobine 221 Une première alimentation en énergie thermique Q est appliquée à l'extrémité supérieure de la bobine 221 par le chauffage inférieur 231 La présence des éléments isolants 225 et 226 permet de s'assurer qu'une très petite partie de l'énergie calorifique (ou même une partie négligeable) est transférée le long de l'épaisseur de la paroi de la bobine 221, c'est-à-dire dans une direction horizontale selon la Figure 11 La chaleur Q 1 est donc délivrée à la bobine 221 uniquement à son extrémité supérieure, et elle

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circule dans une direction unique de l'extrémité supérieure vers l'extrémité inférieure de la bobine Cette période de chauffage est appelée période de

chauffage unidirectionnel Lorsque commence la période de chauffage uni-

directionnel, il n'est pas nécessaire que la bobine 221 reste à la température ambiante ordinaire, mais il est possible de préchauffer la bobine à toute

température inférieure à un domaine de températures spécifique.

Pendant la période de chauffage unidirectionnel, la partie d'extrémité supérieure de la bobine 221 est chauffée plus rapidement que n'importe quelle

autre partie de cette bobine par la chaleur Q 1 et, par conséquent, il se déve-

loppe un gradient de température le long de la hauteur de la bobine 221 ou de la largeur de'la bande Lorsque le chauffage de la bobine continue, le domaine de températures spécifique se déplace vers le bas, vers l'extrémité inférieure

de la bobine et la température de la bobine dans son ensemble s'élève graduel-

lement Ce résultat est représenté sur la figure 12 par un certain nombre de courbes montrant les modifications qui se produisent en ce qui concerne la distribution de températures le long de la hauteur de la bobine en fonction du temps Il est évident, de l'examen de la figure 12, que la bobine présente

un gradient de température durant la période de chauffage unidirectionnel.

Il existe cependant une limitation vers-la température de l'extrémité supé-

rieure de la bobine, étant donné qu'il est nécessaire d'éviter tout endomma-

gement de la pellicule vitreuse des surfaces de la tôle ou de la bande d'acier.

Il est nécessaire de déterminer une limite de température supérieure 82

au-delà de laquelle l'extrémité supérieure de la bobine ne doit pas être chauf-

fée Si le chauffage unidirectionnel de la bobine se poursuit après que cette limite de température supérieure 82 ait été atteinte, la bobine présente par exemple une distribution de température le long de sa hauteur qui est celle de la courbe 60 H (figure 12) qui est une courbe montrant la distribution de température après 60 'heureà de chauffage Le gradient de température (d O/dx)2 au point X 2 o la courbe 60 H passe par la température spécifique O est très inférieur au gradient de température (d 9/dx)1 au point X 1, o une courbe 50 H, qui est une courbe pour la distribution de température obtenue lorsque l'extrémité supérieure de la bobine est encore à une température

inférieure à la limite de température supérieure & 2, passe par la tempéra-

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ture spécifique e O Il s'agit d'un gradient de température qui s'oppose à

l'obtention de toutes propriétés magnétiques désirées.

Il est par conséquent nécessaire d'abaisser les éléments thermique-

ment isolants 225 et 226, en vue de dégager les surfaces interne et externe de la bobine 221 au voisinage de son extrémité supérieure comme représenté

sur la figure 13, avant que cette bobine montre une distribution de tempéra-

ture, telle qu'indiquée par la courbe 60 H En plus de la chaleur Q 1, on applique

une seconde alimentation d'énergie calorifique Q 2 et Q'2 aux parties de sur-

faces intérieure et extérieure dégagées de la bobine 221, comme on l'a repré-

senté sur la figure 13 Ces parties de surfaces présentent des températures qui s'élèvent rapidement et elles possèdent une distribution de température telle qu'indiquée par la courbe B sur la figure 14, sur laquelle une courbe B' indique une disposition de température obtenue en poursuivant uniquement le chauffage unidirectionnel Le gradient de température (d O/dx) B, défini par la courbe B passant par la température spécifique e O est plus grand que le

gradient de température (d O/dx), défini par la courbe B', et il est évidem-

ment utile pour améliorer les propriétés magnétiques de l'acier.

Lorsque s'écoule le temps, les éléments thermiquement isolants

225 et 226 sont graduellement abaissés de façon à augmenter les parties dé-

gagées de surfaces intérieure et extérieure de la bobine, auxquelles on appli-

que une seconde alimentation d'énergie calorifique, afin que la température de ces parties puisse rapidement s'élever Etant donné que les éléments 225 et 226 sont abaissés, il en résulte que la bobine présente le long de sa hauteur une distribution de température représentée par une courbe C, D ou E qui est de forme similaire à celle de la courbe B Si les parties de surfaces de la bobine recevant la seconde alimentation d'énergie thermique ne sont pas

agran-

dies, la bobine présente une courbe de distribution de température C' ou Dl qui définit un gradient de température plus faible en un point o elle passe par la température spécifique O, pendant que la courbe C ou D ou -E définit un gradient de température important La période pendant laquelle on applique la seconde alimentation d'énergie calorifique, comme illustré par la figure 13,

sera désignée ci-après par chauffage latéral.

Pendant la période de chauffage latéral, il est possible d'obtenir le

long de toute la hauteur de la bobine une courbe de distribution de tempéra-

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ture possédant une forme définie similaire à celle des courbes B, C, D ou -E de la figure 14, quel que soit le temps qui s'est écoulé Par conséquent, il est possible d'obtenir un gradient de température sensiblement uniforme, à la température spécifique GO et donc d'obtenir les propriétés magnétiques désirées sur toute la hauteur de la bobine. Grâc-e au système de refroidissement 233, il est possible d'obtenir de façon plus efficace tout gradient de température désiré Le dispositif de refroidissement peut être par exemple constitué d'une conduite dans laquelle circule de l'azote gazeux Si l'on n'effectue pas un tel refroidissement, mais si la plaque de base est isolée à l'encontre de la chaleur, on peut obtenir théoriquement un gradient de température d G/dx égal à 0, comme représenté par la courbe A sur la figure 15 Ceci peut se traduire par la perte de l'effet

technique apporté par le procédé, objet de l'invention Par ailleurs, le re-

froidissement de la plaque de base 222 se traduit par une élévation vers un gradient de température représenté par la courbe B sur la figure 15, ce qui

permet une application particulièrement importante de la présente invention.

Exemple 2

On se réfère maintenant à la figure 16 sur laquelle on a représenté un four qui comprend une plaque de base 342 sur laquelle est placée une bobine 341 d'une bande d'acier, un couvercle intérieur 343, un couvercle extérieur 344 et un dispositif de chauffage 345, constitué par exemple par un système de chauffage électrique ou par un brûleur alimenté en combustibles liquides ou gazeux, prévu sous la partie inférieure du couvercle extérieur 344 Le couvercle intérieur 343 est espacé de la surface périphérique externe de la bobine 341, par une petite distance seulement Un groupe de dispositifs de chauffage latéraux 346-1, 346-2,, 346-4 est disposé dans l'intervalle qui sépare les parois latérales des couvercles interne et externe 343 et 344, ces dispositifs étant écartés les uns des autres avec interposition de parois thermiquement isolantes 347 Les dispositifs de chauffage latéraux font face à la surface périphérique externe de la bobine 341 sur toute sa hauteur Bien

entendu, on peut utiliser un nombre quelconque de tels dispositifs de chauf-

fage de surfaces externes à condition d'en prévoir au moins deux On prévoit une pluralité de dispositifs de chauffage interne 350-1 à 350-4 dans l'espace

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creux central de la bobine, ces dispositifs étant écartés les uns des autres par des parois thermiquement isolantes 351 On peut utiliser n'importe quel autre nombre de système;de chauffage de surfaces internes, à condition

toutefois d'en prévoir deux.

On prévoit des thermocouples 348-1 à 348-4 pour les dispositifs de chauffage de surface extérieure, respectivement, afin de détecter leurs températures et pour transmettre les signaux de température correspondants à un système de commande et de contrôle de température qui contrôle les températures des dispositifs de chauffage Des thermocouples 349-1 à 349-4 sont prévus pour la bobine 341 et ils sont alignés horizontalement avec les thermocouples 348-1 à 348-4 pour les systèmes de chauffage de surface externe Il n'est pas nécessaire de prévoir de tels thermocouples pour la

bobine 341, si l'on prévoit des moyens séparés pour déterminer la tempéra-

en. ture de la bobine, par exemple par des opérations numériques tilisant un

calculateur électronique La température de la bobine, détectée de la ma-

nière précisée ci-dessus et la température de la bobine déterminée de la

façon indiquée ci-dessus, seront toutes deux désignées ci-après "tempéra-

ture de bobine".

Une première alimentation d'énergie calorifique est délivrée à l'ex-

trémité supérieure de la bobine 341 par l'intermédiaire du dispositif de chauffage 345 L'espace creux central de la bobine 341 est fermé par une

plaque thermiquement isolante 352 et seul un intervalle étroit sépare la sur-

face périphérique externe de la bobine 341 des parois latérales des couver-

cles interne et externe 343 et 344 En conséquence, seule une petite propor-

tion de la chaleur délivrée par le système de chauffage 345 est transmise le long de l'épaisseur de paroi de la bobine 34-1 et cette dernière est chauffée unidirectionnellement, comme représentée sur la figure 12 Si, pendant la période de durée-d'un tel chauffage unidirectionnel, les températures de la bobine et du dispositif de chauffage sont commandées de manière à éliminer toute différence de température entre la bobine et le système de chauffage, le transfert de la chaleur au travers la paroi de la bobine diminue encore, et le chauffage unidirectionnel est renforcé avec un gradient résultant de la

distribution de température le long de la hauteur de la bobine Si le thermo-

couple 349-1 indique une température de bobine qui excède la température

14 2534275

spécifique 6 o, les températures des systèmes de chauffage correspondant

346-1 et 350-1 sont commandées et contrôlées de façon à dépasser la va-

leur de la température de la bobine détectée par le thermocouple 349-1.

Ensuite, une seconde alimentation d'énergie calorifique est appliquée par les dispositifs de chauffage 346-1 et 350-1 à la portion de la bobine corres- pondant au thermocouple 349-1 Il s'agit là du chauffage de surface latérale

décrit ci-dessus dans l'exemple 1 Ce chauffage latéral produit une augmen-

tation brutale de température sur le thermocouple 349-1, alors qu'il se pro-

duit simplement une petite augmentation de température sur les thermocou-

ples 349-2 à 349-4, étant donné que la température des dispositifs de chauf-

fage correspondants est commandée et contrôlée de manière à être égale à la température de la bobine Par conséquent, il se produit une différence dans

le taux ou la vitesse d'élévation de température entre les extrémités supé-

* rieure et inférieure de la bobine, ainsi qu'un gradient de température le long de la hauteur de la bobine La distribution de température correspondante est représentée sur la figure 14 par la courbe B. La distribution de température qui est obtenue lorsqu'on n'effectue

pas de chauffage latéral est représentée par la courbe B' sur la figure 14.

Le gradient de température (d Q/dx)B, obtenu à la température spécifique

lorsqu'on exécute un chauffage latéral, est supérieur au gradient de tempé-

rature (d B/dx), obtenu sans chauffage latéral, ce qui améliore les proprié-

tés magnétiques de la bande d'acier ainsi traitée.

Ensuite, lorsque la température de la bobine, détectée par le thermocouple 349-2, a atteint la température spécifique e 6, la température

des dispositifs de chauffage 346-2 et 350-2 est augmentée de manière à chauf-

fer les surfaces de la bobine à l'emplacement du thermocouple 349-2 La température de ces parties de surface de la bobine chauffées latéralement augmente -rapidement et ces parties définissent un gradient de température important à partir de la portion inférieure de la bobine Etant donné que le chauffage latéral de la bobine s'effectue graduellement vers son extrémité inférieure, cette bobine présente une distribution de température le long de sa hauteur, telle que représentée par les courbes C, D ou E sur la figure 14, Comme dans le cas de l'exemple 1, il est donc possible d'obtenir un gradient de température constant, à la température spécifique e(, le long de toute la

hauteur de la bobine et donc d'obtenir toutesles propriétés magnétiques dési-

rées pour toute cette bobine.

Exemple 3

On se réfère maintenant à la figure 1 7 sur laquelle on a représenté, une bobine d'une bande d'acier 461, une plaque de base 462 et un couvercle supérieur 463 Une chambre de refroidissement annulaire 464 est légèrement espacée radialement de la surface périphérique externe de la bobine 461 et un élément annulaire 465 en un matériau thermiquement isolant est disposé sur la chambre de refroidissement 464 Cette chambre de refroidissement 464 et le matériau isolant-465 forment une structure annulaire intégrale qui entoure complètement la surface périphérique externe de la bobine 462 et qui est enveloppée par une couche 466 d'un matériau thermiquement isolant La structure annulaire est reliée à des unités de commande et d'entraînement 468, par exemple des vérins hydrauliques, à l'aide de tiges de liaison 467 et cette structure est donc axialement mobile dans le sens vertical par rapport

à la bobine 461 Une chambre de refroidissement cylindrique 469 est dispo-

sée dans l'espace creux central de la bobine 461, tout en étant légèrement espacée radialement de la surface périphérique interne de la bobine, cette chambre étant mobile verticalement le long de l'axe de la bobine Un élément

cylindrique 470 en un matériau thermiquement isolant est prévu sur la cham-

bre de refroidissement 469, de manière à former avec cette dernière une structure cylindrique intégrale Cette structure est connectée par une tige de liaison 471, à une unité de commande et d'entraînement 472, par exemple un vérin hydraulique et elle est mobile verticalement le long de l'axe de la bobine, comme représentée sur la figure 18 Un dispositif de chauffage 473,

constitué par exemple par un système électrique ou par un brûleur à com-

bustibles liquides ou gazeux, est prévu sous la partie inférieure du couvercle

extérieur 463 et un système de chauffage 474 est également prévu sur la pa-

roi latérale de ce couvercle extérieur 463, en regard de la surface périphé-

rique externe de la bobine 461 'Enfin, un dispositif de chauffage 475 est pré-

vu en dessous de la plaque de base 462 et un système de refroidissement 476,

par exemple une conduite de refroidissement, est disposé-en dessous du dis-

positif de chauffage 475.

La bobine 461 est d'abord chauffée depuis la température ambiante

16 2534275

jusqu'à un niveau situé en dessous de la température spécifique O Les structures annulaire et cylindrique sont abaissées sous l'effet des unités d'entraînement 468 et 472, afin de dégager toute la bobine 461, comme on peut le voir sur la figure 18 La totalité de la bobine 461 est donc chauffée par le système de chauffage 473, le dispositif de chauffage latéral 474 et le dispositif de chauffage de base 475 Ce mode de chauffage ne pose aucun problème, étant donné que la bobine 461 est chauffée à une température qui est située en dessous de la température spécifique 4 et que l'absence d'un o gradient de température le long de la hauteur de la bobine n'a aucun effet sur les propriétés magnétiques de l'acier Le chauffage simultané de toute la

bobine permet de réduire la durée du chauffage.

Lorsque les structures annulaire et cylindrique sont abaissées et lorsque leurs extrémités supérieures respectives sont au même niveau que

l'extrémité supérieure de la bobine 461, cette dernière est chauffée unidi-

rectionnellement uniquement à son extrémité supérieure, comme décrit dans l'exemple 1 Etant donné que seule l'extrémité supérieure de la bobine 461 est chauffée, il se développe un gradient de température lé long de la

hauteur de la bobine On prévoit des thermocouples ou tout autre type simi-

laire de détecteurs de température 477-1 à 477-5, qui sont espacés les uns

des autres le long de la hauteur de la bobine 461, afin de détecter la tempé-

rature de cette dernière en regard des chambres de refroidissement 464 et

469 Il n'est pas nécessaire de prévoir de tels détecteurs, lorsque l'on uti-

lise un calculateur électronique pour déterminer par le calcul la tempéra-

ture de la bobine Le débit de l'agent de refroidissement, par exemple de

l'azote gazeux, vers les chambres de refroidissement 464 et 469 est com-

mandé et contrôlé de façon à augmenter leurs puissances de refroidissement,

afin que la température de la bobine dans cette région ne puisse pas attein-

dre la température spécifique & Il en résulte qu'il s'établit une grande

différence de température entre la partie d'extrémité supérieure de la bo-

bine 461 et sa partie inférieure et qu'un gradient de température important est défini lorsque la partie inférieure de la bobine 461 passe la température

spécifique La distribution de température ainsi obtenue le long de la hau-

teur de la bobine est représentée par la courbe B sur la figure 19 Si l'on ne prévoyait pas de chambre de refroidissement 464, ou 469, une chaleur

17 2534275

excessive serait transmise à toute la région présentant une température maintenue légèrement en dessous du domaine de température spécifique, ce qui se traduirait par une augmentation excessive de la température de

la bobine dans son ensemble, et par une courbe de distribution de tempéra-

ture le long de la hauteur de la bobine, représentée en C sur la figure 19. L'examen de cette figure montre clairement qu'un gradient de température défini par la courbe B, à la température spécifique 8, est supérieur à celui défini par la courbe C.

Ensuite, on abaisse les structures annulaire et cylindrique, de ma-

nière à dégager la partie d'extrémité supérieure de la bobine 461 et une se-

conde alimentation d'énergie calorifique est appliquée latéralement aux sur-

faces périphériques interne et externe de la partie de bobine exposée comme dans l'exemple 1 Il en résulte que cette partie de la bobiné présente une

température qui augmente rapidement, cependant que les chambres de re-

froidissement 464 et 469 refroidissent la partie inférieure de la bobine 461.

de manière que cette partie ne puisse pas atteindre la température spécifique GO Par conséquent, on crée ainsi un gradient de température entre la partie d'extrémité supérieure de la bobine et sa partie inférieure Ensuite, les structures annulaire et cylindrique sont graduellement abaissées, de manière à exposer une partie graduellement augmentée de la bobine 461 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure de la bobine passe par la température spécifique O, cependant qu'un important gradient de température est maintenu le long de la

hauteur de la bobine Le dispositif de refroidissement 476 est utilisé pour re-

froidir l'extrémité inférieure de la bobine, afin que la température de cette extrémité inférieure ne puisse pas dépasser la température spécifique tant que la bobine est chauffée latéralement Le fonctionnement de ce dispositif de refroidissement est cependant interrompu lorsque l'extrémité inférieure

de la bobine est chauffée latéralement.

-Exemple 4

On se réfère maintenant à la figure 20 sur laquelle on a représenté une bobine 578, réalisée à partir d'une bande d'acier, et une plaque de base

579 connectée par des tiges de liaison 582-à des unités de commande et d'en-

tralnement 583, constituées par exemple par des vérins hydrauliques Un élément cylindrique 581, en un matériai thermiquement isolant est disposé

18 2534275

dans la partie centrale creuse de la bobine 578 et cet élément comporte un diamètre externe qui est légèrement plus important que le diamètre interne

de la bobine Un élément annulaire 580, en un matériau thermiquement iso-

lant entoure la bobine, cet élément annulaire 580 présentant un diamètre interne qui est légèrement plus important que le diamètre externe de la bobine Il en résulte que la bobine 578 est mobile verticalement le long des

éléments thermiquement isolants 580 et 581, sous l'effet des unités d'en-

tralnement 583 Un couvercle interne 586 délimite une chambre de chauffage

584 au-dessus des éléments thermiquement isolants 580 et 581 Des dispo-

sitifs de chauffage 585, réalisés par exemple sous la forme de systèmes de chauffage électrique ou de brûleurs à combustibles liquides ou gazeux sont

prévus pour cette chambre de chauffage 584.

Lorsque commence le chauffage de la bobine 578, l'extrémité supé-

rieure de cette bobine est maintenue au même niveau que les extrémités supérieures des éléments thermiquement isolants 580 et 581 et la chambre de chauffage 584 est chauffée par les dispositifs de chauffage 585 La bobine

578 est graduellement chauffée, unidirectionnellement, à son extrémité su-

périeure et elle présente un gradient de température le long de sa hauteur comme dans l'exemple 1 Lorsque l'extrémité supérieure de la bobine a atteint la température spécifique, la bobine est soulevée par les unités de

commande et d'entrarnement 583 dans la chambre de chauffage 584, de fa-

çon que ses surfaces périphériques interne et externe puissent être chauffées.

La partie de la bobine qui est exposée dans la chambre de chauffage 584

présente une température qui augmente rapidement et, en raison de sa gran-

de différence de température à partir de la partie inférieure de la bobine, on obtient un important gradient de température au point o cette portion de

bobine passe par la température critique La bobine 578 est encore graduel-

lement soulevée Cette opération est différente de celle décrite dans l'exem-

ple 1 dans lequel les éléments thermiquement isolants sont progressivement abaissés, de façon à effectuer le chauffage latéral de la bobine, mais ce

fonctionnement est identique en ce qui concerne le chauffage de la bobine.

Il est évident que le procédé conforme à cet exemple assure un important

gradient de température pour la partie de la bobine passant par la tempéra-

19 2534275

ture critique et il permet donc d'obtenir une bobine présentant d'excellentes

propriétés magnétiques, dans son ensemble.

Exemple 5

On se réfère maintenant aux figures 21 a et 21 b Sur ces figures, on a représenté une bobine 690 constituée par l'enroulement d'une bande d'acier, une plaque de base 691 et un élément cylindrique 692, réalisé par

un matériau thermiquement isolant, disposé dans l'espace creux de la bo-

bine Une paroi thermiquement isolante 693 contient un couvercle interne 701 et elle présente un diamètre interne qui est légèrement plus important que le diamètre externe de la bobine 690 Un corps de four, ou couvercle

extérieur 696 délimite une chambre de chauffage 694 et un système de chauf-

fage 695 équipe cette chambre de chauffage La-paroi 693 et le dispositif de chauffage 695 sont reliés à la paroi latérale du corps de four 696 Le corps de four est mobile verticalement sous la commande d'un câble 698 qui s'étend entre la partie supérieure (toit) du corps de four et un treuil

699, par l'intermédiaire d'une série de poulies 697 supportées par un por-

tique 700.

Lorsque commence le chauffage de la bobine, son extrémité supé-

rieure est maintenue au même niveau que celle de la paroi 693 et la bobine 690 est chauffée unidirectionnellement uniquement à son extrémité supérieure comme dans les exemples 1 et 4, étant donné que la paroi thermiquement isolante 693 reste à proximité immédiate de la surface périphérique externe

de la bobine Lorsque l'extrémité supérieure de la bobine a atteint la tem-

pérature spécifique, le corps de four 696 est progressivement abaissé, comme on peut le voir sur la figure 21 b Les surfaces extérieures de la

bobine 690 sont exposées à la chambre de chauffage 694 et elles sont chauf-

fées de manière à permettre la création d'un important gradient de tempé-

rature, le long de la hauteur de la bobine, comme dans les exemples 1 et 4, ce qui permet d'obtenir une bobine présentant les propriétés magnétiques

désirées.

Dans les différents exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention décrits ci-dessus, la combinaison du chauffage unidirectionnel, du chauffage latéral et du refroidissement pour le recuit final d'une bobine d'une bande d'acier magnétique permet le développement d'un important

2534275

gradient de température, en un cours laps de temps, le long de la largeur

de la bande, lorsqu'une partie quelconque de la bobine passe par une tempé-

rature spécifique, ce qui permet de réaliser une tôle ou une bande d'acier électromagnétique à grains orientés qui présente des propriétés magnétiques hautement améliorées. L'invention a été décrite ci-dessus en référence au chauffage d'une bobine constituée par l'enroulement d'une bande d'acier Elle s'applique

également au chauffage d'une pile de tôles d'acier.

Selon le premier et le second aspects de cette invention, de l'énergie s 10 calorifique est appliquée à une bobine d'une bande d'acier ou à une pile de tôles d'acier par transfert à partir d'une source de chaleur Cependant, ce procédé n'est pas toujours avantageux en ce qui concerne sa productivité,

étant donné que cette dernière dépend de l'efficacité, c'est-à-dire du rende-

ment du transfert thermique.

Ce problème est résolu par le troisième aspect de la présente in-

vention selon lequel on utilise une paire d'inducteurs de flux transversaux pour chauffer par induction les surfaces périphériques interne et externe d'une bobine d'une bande d'acier, ou les surfaces antérieure et postérieure d'une pile de tôles d'acier et selon lequel une zone de chauffage, créée sur

la bobine ou sur la pile, est déplacée de manière à permettre à toute por-

ou tion de la bobine de la pile, le long de sa largeur ou de sa longueur, de

passer avec un gradient de température prédéterminé, au travers de la li-

mite existant entre les domaines de températures de recristallisation pri-

maire et de recristallisation secondaire.

On décrira maintenant ce troisième aspect du procédé selon l'inven-

tion On se réfère en premier lieu à la figure 22 sur laquelle on a représen-

té une paire d'inducteurs de flux transversaux 80 la et 801 b disposés en re-

gard des côtés frontaux et postérieurs respectivement d'une pile 802 de tôles

d'acier Chacun des inducteurs 801 a et 801 b comprend une bobine 803 enrou-

lée sur la partie centrale 805 d'un noyau de fer 804 Les inducteurs 801 a et 801 b produisent un flux magnétique dans une direction perpendiculaire à l'épaisseur de la pile de tôles 802 à une vitesse qui est fonction de la fréquence de la source d'énergie d'excitation de ces inducteurs Il en résulte qu'un courant de Foucault est induit dans la pile 802 et que celle-ci est chauffée

par effet Joule.

21 2534275

Il est possible de n'utiliser qu'un seul inducteur pour réaliser le chauffage de la pile 802, uniquement sur un côté de cette dernière, lorsque

son épaisseur est faible Cependant, lorsqu'on utilise un système de chauf-

fage par induction, la totalité de la pile 802 n'est pas chauffée uniformément étant donné que la chaleur la plus intense est produite autour du flux Cette tendance s'accroft lorsqu'on utilise un inducteur de grandes dimensions pour

chauffer de façon efficace une pile de tôles également de grandes dimensions.

Afin de surmonter cet inconvénient, on prévoit selon la présente invention

l'utilisation d'une paire de groupes de petits inducteurs 901 a et 901 b (ces der-

niers n'ont pas été représentés sur la figure 23), qui sont disposés les uns contre les autres autour des surfaces externe et interne d'une bobine 902 constituée par l'enroulement d'une bande d'acier, afin d'appliquer de manière uniforme l'énergie calorifique sur la bobine, le long de ses circonférences

interne et externe, comme on peut le voir sur la figure 23.

On peut cependant utiliser une disposition plus efficace Celle-ci a été représentée sur la figure 24 Dans cette variante de l'invention, une paire

de groupes de petits inducteurs 903 et 903 b (ces derniers n'ont pas été repré-

sentés), sont disposés écartés les uns des autres, respectivement sur les

surfaces externe et interne d'une bobine 904 d'une bande d'acier Les induc-

teurs et la bobine sont mobiles les uns par rapport aux autres autour de la

circonférence de la bobine Par exemple, la bobine 904 est fixe et les induc-

teurs 903 a et 903 b sont mobiles dans la direction d'une flèche A, de manière à ce que la bobine soit uniformément chauffée le long de ses circonférences

interne et externe.

Un tel chauffage uniforme de la bobine, le long de ses circonférences, crée un gradient de température entre la partie chauffée de la bobine et la

partie restante, ce qui permet d'obtenir les conditions requises pour la re-

cristallisation Au fur et à mesure que-progresse la recristallisation secon-

daire, les inducteurs peuvent être déplacés le long de la largeur de la bande dans la direction illustrée par les flèches B sur les figures 23 ou 24, afin de réaliser un traitement thermique de la bobine sur toute la hauteur de cette dernière.

Le taux de chauffage et/ou la vitesse de chauffage peuvent être com-

mandés et contrôlés essentiellement par l'élévation de température nécessaire pour le chauffage de la bobine et le gradient de température de cette dernière

22 2534275

peut être commandé et contrôlé par la zone de chauffage obtenue par l'action des inducteurs Par exemple, si une bobine préchauffée à une température de 800 'C est chauffée à 1000 'C, et si elle présente un diamètre moyen de 1000 mm et une épaisseur de paroi de 100 mm, les inducteurs étant mobiles à une vitesse de 600 mm/heure, il est suffisant de fournir une chaleur effi- cace de l'ordre de 60 000 kcalparheure à la bobine, c'est-à-dire environ 251 k Joules par heure Si les inducteurs produisent une zone de chauffage présentant une largeur de 100 mm, la bobine est chauffée avec une vitesse de chauffage de 1 200 'C par heure et avec un gradient moyen de température

de 20 'C par cm.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 24, une force électromagnétique s'exerce entre la bobine et les inducteurs, lorsque la bobine est magnétique Lorsque la bobine et les inducteurs sont déplacés l'un par rapport à l'autre dans une seule direction, la bobine est retenue ou

relâchée de façon désavantageuse par cette force électromagnétique Afin-

de surmonter cet inconvénient, on peut faire varier le sens du mouvement

relatif des inducteurs 903 a et 903 b, de manière appropriée comme représen-

té par les flèches C sur la figure 25 La force électromagnétique qui s'exerce entre la bobine et les inducteurs varie avec la distance entrecette bobine et lesdits inducteurs Cette distance a également une influence sur le rendement et l'efficacité du chauffage par induction Par conséquent, il est important pour la stabilité du fonctionnement de maintenir cette distance à un niveau approprié En pratique, on choisit un support pour les inducteurs reposant sur les surfaces de la bobine et on maintient une distance constante entre la

bobine et les inducteurs à l'encontre de toute force électromagnétique s'exer-

çant entre la bobine et les inducteurs.

Bien que l'on puisse naturellement utiliser un chauffage par induc-

tion pour chauffer une bobine ou une pile de tôles à partir de la température

ambiante ordinaire, il est préférable d'utiliser ce type de chauffage, unique-

ment pour chauffer la bobine ou la pile de tôles dans un domaine de tempéra-

ture comprenant les températures de recristallisation, par exemple de 800 'C à 1 000 'C, cependant que du gaz ou d'autres moyens sont utilisés comme

combustibles pour chauffer la bobine ou la pile jusqu'à ce domaine de tempé-

rature Ce procédé est utile sur le plan pratique, non seulement en ce qui concerne le prix de revient de chauffage, mais également en ce qui concerne

23 2534275

l'efficacité du dispositif.

On se réfère maintenant à la figure 26 qui illustre l'application du

procédé selon l'invention au traitement thermique dans un four rotatif.

Une bobine 906 réalisée à partir d'une bande d'acier est introduite dans le four par une entrée 905 et elle est déplacée dans la direction d'une flèche D, de manière à pouvoir être préchauffée dans la zone désignée par la référence PH, elle est soumise ensuite à un réchauffage dans la zone IS, puis à un chauffage primaire dans la zone IH La bobine ainsi chauffée à une température prescrite est déplacée dans une zone 907 pour y subir un recuit de recristallisation secondaire, conformément au procédé de la présente invention Ensuite, la bobine traverse une seconde zone de réchauffage 25, une zone de refroidissement primaire 1 C, puis une zone de refroidissement

secondaire 2 C et elle est enfin évacuée par l'intermédiaire d'une sortie 906.

L'application du procédé de la présente invention au traitement thermique de la bobine dans une gamme spécifique de température est très avantageuse, en ce qui concerne une utilisation efficace de toute l'installation Il demeure bien entendu que le même principe est applicable au traitement thermique

de tôles d'acier.

On se réfère maintenant à la figure 27 qui illustre, à titre d'exemple, l'application du procédé, objet de cette invention au traitement thermique d'une pile de tôles d'acier La pile 909 est déplacée longitudinalement dans la direction d'une flèche E à une vitesse qui est fonction de la croissance des cristaux Une paire d'inducteurs 908 a et 908 b sont entraînés d'un mouvement alternatif de translation rectiligne, selon une direction perpendiculaire au sens du déplacement de la pile de tôles 909 et à une vitesse qui permet de s'assurer que seule une différence de température négligeable est créée le

long de la largeur de la pile de tôles 909 Bien entendu, il est possible, se-

lon unevariante de la présente invention de disposer une pluralité d'inducc-

teurs, disposés les uns contre les autres le long de la largeur de la pile

de tôles 909.

Conformément à une autre caractéristique du procédé selon la pré-

sente invention, il est possible d'obtenir une vitesse de traitement thermique qui est de l'ordre de 10 fois supérieure à celle qu'il est possible d'obtenir en mettant en oeuvre les procédés selon la technique antérieure On sait que

24 2534275

dans les procédés selon la technique antérieure, on obtient une vitesse

égale à seulement 25 mm par heure pour le traitement thermique prédéter-

miné d'une tôle ou d'une bande d'acier, le long de toute sa largeur, lorsque

cette tôle ou cette bande est chauffée, à l'aide d'une source externe d'éner-

gie calorifique et une vitesse de seulement 50 mm par heure, lorsque la tôle

ou la bande est chauffée bidirectionnellement Par ailleurs, le procédé se-

lon la présente invention permet d'obtenir une vitesse de traitement thermi-

que de l'ordre de 1 cm par minute, c'est-à-dire de l'ordre de 600 mm par heure Cette amélioration de la vitesse du traitement thermique présente une grande importance en ce qui concerne les économies réalisées sur les

équipements de production.

Il demeure bien entendu que la présente invention n'est nullement li-

mitée aux divers exemples de réalisation ou modes de mise en oeuvre décrits

et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

2534275

REV ENDICAT IONS

l Procédé pour la réalisation d'une tôle ou d'une bande d'acier -

électromagnétique à grains orientés, par recuit en vue d'une recristallisa-

tion primaire d'une tôle ou d'une bande d'acier électromagnétique laminée à froid, présentant une épaisseur finale et selon lequel on soumet cette tôle ou cette bande à un recuit de recristallisation secondaire par chauffage de la tôle ou de la bande, de manière que toute portion de cette tôle ou de cette bande, le long de sa largeur ou de sa longueur, puisse traverser la limite de

températures qui existe entre les domaines de température-de recristallisa-

tion primaire et de recristallisation secondaire, avec un gradient de tempéra-

ture prédéterminé, ce procédé étant caractérisé en ce que le recuit de recris-

tallisation secondaire est effectué en appliquant une alimentation principale d'énergie calorifique sur l'une au moins des extrémités d'une bobine réalisée à partir de ladite bande d'acier ou d'une pile constituée d'une pluralité desdites

tôle s.

2 Procédé selon la revendication -1, caractérisé en ce que toutes les parties de ladite bobine ou de ladite pile de tôles d'acier, à l'exception de

ladite extrémité, sont isolées thermiquement à l'encontre de ladite alimenta-

tion principale d'énergie calorifique.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce

qu'une alimentation additionnelle d'énergie calorifique est appliquée aux sur-

faces périphériques interne et externe de ladite bobine ou aux -surfaces fron-

tale et postérieure de ladite pile de tôles, afin de chauffer une zone agrandie de ladite bobine ou de ladite pile à partir de ladite extrémité vers l'extrémité opposée. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites surfaces interne et externe, ou lesdites surfaces frontale et postérieure sont

progressivement soumises à ladite alimentation additionnelle d'énergie calo-

rifique. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite alimentation additionnelle d'énergie calorifique est réalisée par une pluralité de systèmes de chauffage, disposés en regard desdites surfaces interne et externe, ou en regard desdites surfaces frontale et postérieure, ces systèmes

de chauffage étant écartés les uns des autres par une pluralité de parois ther-

26 2534275

miquement isolantes.

6 Procédé pour réaliser une bande ou une tôle d'acier électromagné-

tique à grains orientés selon lequel on réalise un recuit de recristallisation primaire d'une tôle ou d'une bande d'acier électromagnétique, laminée à froid, présentant une épaisseur finale et on soumet ladite tôle ou ladite bande à un recuit de recristallisation secondaire par chauffage de cette tôle ou de cette bande, de manière que toute portion de la tôle ou de la bande, le long de sa largeur ou de sa longueur, puisse traverser la limite de température située entre les domaines de température de recristallisation primaire

et de recristallisation secondaire, avec un gradiènt de température prédéter-

miné, ce procédé étant caractérisé en ce que le recuit de recristallisation secondaire est réalisé par chauffage par induction, en ce que ledit chauffage

par induction est réalisé par au moins une paire d'inducteurs à flux transver-

saux disposés en regard des surfaces interne et externe, respectivement, d'une bobine réalisée à partir de ladite bande, ou en regard des surfaces frontale et postérieure, respectivement, d'une pile constituée d'une pluralité desdites tôles et en ce que ces inducteurs sont conçus, réalisés et disposés, de manière à obtenir une zone de chauffage mobile sur ladite pile ou sur ladite tôle. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits inducteurs et ladite bobine sont mobiles les uns par rapport aux autres autour

de la circonférence de cette bobine.

8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits inducteurs et ladite pile de tôles sont mobiles les uns par rapport aux autres,

selon la direction longitudinale de cette pile de tôles.

9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les induc-

teurs et la bobine sont mobiles les uns par rapport aux autres le long de toute la hauteur de la bobine, au fur et à mesure que progresse la recristallisation secondaire. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits inducteurs, ainsi que la bobine, sont mobiles les uns par rapport aux autres

dans la direction transversale de la pile de tôles, au fur et à mesure que pro-

gresse la recristallisation secondaire.

11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, carac-

térisé en ce que l'on inverse périodiquement le sens de ce déplacement rela-

tif.