Que sont les bobines d'acier ? Utilisations, calcul du poids et laminage à chaud ou à froid

1.0 Définition de bobine d'acier

L'acier est largement utilisé dans la fabrication, l'ingénierie et la construction en raison de sa grande résistance à la traction, de sa flexibilité et de son faible coût. Parmi ses nombreuses formes, l'acier en bobine est l'une des plus courantes et des plus utilisées.

Une bobine d'acier est un rouleau cylindrique de tôle d'acier produit par laminage à chaud ou à froid jusqu'à une épaisseur spécifique, puis enroulé en bobines pour faciliter le transport, le stockage et la transformation ultérieure. Lors de la production, les brames d'acier passent dans des laminoirs continus, sont réduites en fines tôles, puis enroulées. La surface des bobines d'acier peut être lisse ou nervurée, offrant une ductilité et une résistance optimales.

1.1 Procédés de production courants de bobines d'acier

Le laminage à froid est particulièrement adapté aux aciers inoxydables tels que 304 et les nuances 316, qui nécessitent une excellente finition de surface, une précision dimensionnelle et une résistance à la corrosion pour une utilisation dans des applications exigeantes.

La production de bobines d'acier implique plusieurs processus clés, chacun affectant les propriétés et les applications de la bobine :

• Laminage à chaud :Les brames d'acier sont chauffées au-dessus de la température de recristallisation (environ 1100°C) et passées dans des laminoirs pour réduire leur épaisseur avant d'être enroulées.
  • Caractéristiques: Haute efficacité de production, faible coût, convient aux bobines plus épaisses. La surface présente généralement des traces d'écailles, avec une précision dimensionnelle moindre.
  • Applications:Construction, ponts et machines où des tolérances serrées ne sont pas requises.

• Laminage à froid :Les bobines laminées à chaud sont ensuite laminées à température ambiante pour réduire l'épaisseur et améliorer la qualité de surface et la précision.
  • CaractéristiquesSurface lisse, tolérances dimensionnelles plus strictes, résistance et dureté accrues. Convient aux applications de précision.
  • Applications:Automobile, électroménager et électronique nécessitant une qualité de surface élevée.

• Recuit :Les bobines laminées à froid sont chauffées et refroidies lentement pour améliorer la ductilité et la ténacité tout en soulageant les contraintes internes.
  • But: Améliore la formabilité et rend le matériau plus facile à traiter lors des opérations d'emboutissage ou de façonnage.

• Traitement de surface :Des procédés tels que la galvanisation ou l’étamage électrolytique sont utilisés pour améliorer la résistance à la corrosion et étendre l’utilisation.
  • Caractéristiques:Durabilité et résistance à la corrosion améliorées, idéales pour les industries ayant des exigences environnementales ou de performance particulières

1.2 Comparaison des différents types de bobines d'acier : définitions, caractéristiques et applications

Parmi les bobines laminées à froid et galvanisées, les aciers inoxydables 304 et 316 sont couramment utilisés lorsque des normes supérieures de résistance à la corrosion et d'hygiène sont requises, comme dans la transformation des aliments, la marine et les équipements médicaux.

Le tableau ci-dessous présente les définitions, les principales caractéristiques et les applications typiques des types de bobines d'acier les plus courants. Cette comparaison permet d'identifier la bobine la mieux adaptée à des besoins spécifiques et offre des conseils pour le choix des matériaux et l'optimisation des applications.

1.3 Qualités et performances des bobines d'acier

Les performances des bobines d'acier dépendent de la nuance d'acier utilisée. Les différentes nuances présentent des propriétés mécaniques et chimiques variables.

Avantages des bobines d'acier

Les bobines d’acier offrent de multiples avantages, ce qui les rend populaires dans diverses industries :

• Haute durabilité
• Excellente résistance à la chaleur
• Faibles coûts de maintenance
• Facile à transporter et à traiter
• Rentable et d'un excellent rapport qualité-prix
• Peut être déroulé, coupé et fendu selon les besoins

1.4 Différence entre les bobines d'acier et les plaques d'acier

Contrairement aux plaques d'acier, qui restent plates, les bobines d'acier sont des feuilles continues enroulées en rouleaux cylindriques. Cette forme simplifie le transport et permet des traitements flexibles tels que le déroulage, le refendage et la découpe, améliorant ainsi considérablement l'efficacité et la polyvalence.

1.5 Applications des bobines d'acier

Grâce à leurs excellentes propriétés physiques et chimiques, les bobines d'acier sont largement utilisées dans les secteurs de l'électronique, de l'automobile, de la construction, de l'emballage, des machines et de l'énergie. Elles répondent aux exigences de robustesse, de résistance à la chaleur et à la corrosion, ainsi que de précision d'usinage. Leur recyclabilité et leur rentabilité en font des bobines d'acier essentielles dans l'industrie manufacturière moderne.

2.0 Qu'est-ce qu'une bobine d'acier laminée à chaud ?

Les bobines d'acier laminées à chaud sont produites par laminage de billettes chauffées à haute température jusqu'à l'épaisseur souhaitée. Elles sont couramment utilisées lorsque la précision n'est pas essentielle et que des tôles plus grandes ou plus épaisses sont nécessaires, comme dans le secteur de la construction et des voies ferrées.

2.1 Aperçu du processus de laminage à chaud

Le laminage à chaud consiste à traiter des billettes d'acier à des températures supérieures à 1 700 °F (environ 927 °C), soit une température supérieure à la température de recristallisation de l'acier, facilitant ainsi sa mise en forme. Ce procédé comprend :

• Chauffage des billettes d’acier à des températures élevées ;
• Les passer à plusieurs reprises dans des rouleaux pour réduire l'épaisseur ;
• Refroidissement naturel des plaques, puis enroulement en rouleaux ou découpe en feuilles et en barres.

Étant donné que l’acier refroidit naturellement, un léger retrait et une légère déformation peuvent se produire, entraînant une précision dimensionnelle moindre.

2.2 Caractéristiques typiques de l'acier laminé à chaud

• Surface écailleuse : souvent recouverte de calamine, éliminable par décapage ou sablage ;
• Bords arrondis : les bords sont légèrement émoussés en raison de la dilatation et de la contraction thermiques ;
• Légère déformation : peut se déformer lors du refroidissement ;
• Bonne ductilité : facile à façonner en différentes formes ;
• Faible précision dimensionnelle : ne convient pas aux composants de précision ;
• Sans contrainte : le refroidissement naturel évite les contraintes résiduelles de trempe ou d'écrouissage.

3.0 Qu'est-ce que l'acier laminé à froid ?

Les bobines d'acier laminé à froid sont produites par un traitement ultérieur de l'acier laminé à chaud à température ambiante, ce qui permet d'obtenir une précision accrue et une qualité de surface supérieure. Ce procédé peut également inclure un recuit et un revenu, produisant un acier plus fin et plus flexible, largement utilisé dans les applications exigeant des tolérances strictes et des surfaces fines.

3.1 Procédé de laminage à froid

L'acier laminé à froid est obtenu par laminage à température ambiante d'acier laminé à chaud, entièrement refroidi. Le procédé comprend :

• Laminage à froid de la tôle entre des rouleaux ;
• Processus de finition supplémentaires tels que l'usinage, le meulage et le polissage pour améliorer la précision dimensionnelle et la finition de surface.

3.2 Caractéristiques typiques des bobines d'acier laminées à froid

• Surface lisse avec une sensation légèrement huileuse;
• Bords nets et clairs avec des tolérances dimensionnelles plus strictes ;
• Bandes et tubes carrés avec une bonne concentricité et rectitude ;
• Structure uniforme et excellente apparence.

3.3 Avantages de performance de l'acier laminé à froid

• Résistance supérieure : environ 20% plus résistant que l'acier laminé à chaud, adapté aux applications à fortes contraintes ;
• Plus grande précision : dimensionnellement stable après formage, traitement secondaire minimal nécessaire ;
• Surface supérieure : brillante, sans rouille, sans écailles d'oxyde, idéale pour les applications avec des exigences de surface élevées ;
• Bonne ductilité : excellente plasticité, adaptée à un étirement modéré.

4.0 Quel est le poids d'une bobine d'acier ?

Le poids d'une bobine d'acier est généralement mesuré en tonnes ou en livres. Il est calculé en multipliant la longueur, la largeur et l'épaisseur de la bobine par la densité de l'acier. Les différentes nuances d'acier ayant des densités légèrement différentes, le poids des bobines d'acier peut varier. Connaître ce poids avec précision facilite la planification du transport et la maîtrise des coûts.

Formule de calcul du poids :

Poids = Longueur × Largeur × Épaisseur × Densité de l'acier

• La longueur, la largeur et l'épaisseur font référence aux dimensions de la bobine, généralement mesurées en mètres ou en millimètres.
• La densité de l'acier est généralement d'environ 7,85 g/cm³ (ou 7 850 kg/m³), mais peut varier légèrement selon la nuance d'acier.

Exemple:

Une bobine d'acier d'une longueur de 10 m, d'une largeur de 1 m et d'une épaisseur de 0,005 m (5 mm) pèse environ :

10 × 1 × 0,005 × 7850 = 392,5 kg

Par conséquent, le poids des bobines d'acier peut varier considérablement selon leur taille et leur matériau. Il est essentiel de comprendre le poids des bobines pour le transport, le stockage et la planification de la production.

5.0 Transport et mesure des bobines d'acier

Transport

En raison de leur poids élevé et de leur volume important, les bobines d'acier nécessitent une manutention minutieuse pendant le transport. Dans les usines ou les entrepôts, des grues et des chariots élévateurs sont couramment utilisés. Pour le transport longue distance, on utilise des camions à plateau, des trains ou des navires spécialement conçus pour les bobines d'acier. De forme cylindrique, les bobines doivent être solidement fixées à l'aide de sangles, de câbles d'acier ou d'autres dispositifs de retenue afin d'éviter tout déplacement ou tout déplacement pendant le transport, garantissant ainsi la sécurité.

Mesure des dimensions

La taille des bobines d'acier est généralement décrite à l'aide des paramètres suivants :

• Largeur : Largeur à plat de la tôle d'acier déroulée, qui détermine la dimension transversale maximale du matériau.
• Épaisseur : L'épaisseur d'une seule couche d'acier, généralement mesurée en millimètres ou en pouces.
• Longueur : Longueur totale lorsque la bobine est entièrement déroulée, utilisée pour estimer la quantité d'acier disponible.
• Diamètre extérieur (OD) : Le diamètre de la couche la plus externe de la bobine, qui affecte la manipulation et la compatibilité de la machine.
• Diamètre intérieur (ID) : Le diamètre du noyau de la bobine, important pour la compatibilité de l'équipement et la stabilité du transport.

6.0 FAQ sur les bobines d'acier : sécurité, température, types et utilisations expliqués

Références:

https://www.reliance-foundry.com/blog/hot-vs-cold-rolled-steel?srsltid=AfmBOopy_YcPYfcWO9YFZWDGLkONTyVYDxRils2WuUCzVTzKJRc0lz1H

https://blog.tatanexarc.com/da/steel-coil-definition-and-classification/