Production d'acier inoxydable

Production d'acier inoxydable

Fabrication d'acier inoxydableest un alliage contenant du fer (une substance composée de deux éléments chimiques ou plus) utilisé dans une grande variété d'applications.

En raison de sa teneur en chrome, il a une excellente résistance aux taches ou à la rouille, généralement à 12 à 20 % de l'alliage. Il existe plus de 57 aciers inoxydables, appelés alliages standards, ainsi que de nombreux alliages spéciaux produits par différents fabricants d'acier inoxydable. Ces nombreux types d'acier sont utilisés dans un nombre presque infini d'applications et d'industries : équipements de manutention de matériaux en vrac, façades et toitures de bâtiments, pièces automobiles (tuyauterie pour échappement, garniture/décoration, moteur, châssis, fixations, conduites de carburant), traitement chimique usines (épurateurs et échangeurs de chaleur), fabrication de pâtes et papiers, raffinage du pétrole, conduites d'alimentation en eau, produits de consommation, marine et construction navale, contrôle de la pollution, articles de sport (skis) et transport maritime (wagons), pour n'en nommer que quelques-uns.

Il contient environ 200 000 tonnes de nickel chaque année par l'industrie agro-alimentaire en Turquie. acier inoxydable est utilisé. Il est utilisé dans une variété d'équipements de transformation, de stockage, de cuisson et de service des aliments du début à la fin du processus de collecte des aliments. Les boissons telles que le lait, le vin, la bière, les boissons non alcoolisées et les jus sont traitées dans des équipements en acier inoxydable. L'acier inoxydable est également utilisé dans les cuisinières commerciales, les pasteurisateurs, les boîtes de transfert et d'autres équipements spécialisés. Ses avantages sont un nettoyage facile, une bonne résistance à la corrosion, une durabilité, une économie, une préservation de la saveur des aliments et une conception sanitaire. Selon Pasder, toute l'utilisation d'acier inoxydable s'élevait à 250 000 tonnes en 2017.

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Production de tôles inoxydables

Structure chimique de l'acier inoxydable

Les aciers inoxydables se déclinent en plusieurs types en fonction de leur microstructure. Les aciers inoxydables austénitiques contiennent au moins 6% de nickel et d'austénite (fer contenant du carbone avec une structure cubique à faces centrées) et ont une bonne résistance à la corrosion et une ductilité élevée (la capacité du matériau à se plier sans se casser). Les aciers inoxydables ferritiques (ayant une structure cubique à ferrite centrée) sont plus résistants à la corrosion sous contrainte que les austénitiques, mais sont difficilement soudables. Les aciers inoxydables martensitiques contiennent du fer avec une structure en forme d'aiguille.

Généralement, les aciers inoxydables duplex contenant des quantités égales de ferrite et d'austénite offrent une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et crevasses dans la plupart des environnements. Ils présentent également une résistance supérieure à la fissuration due à la corrosion sous contrainte due au chlorure et sont deux fois plus résistants que les austénitiques courants. Par conséquent, les aciers inoxydables duplex sont largement utilisés dans l'industrie chimique dans les raffineries, les usines de traitement du gaz, les usines de pâtes et papiers et les canalisations d'eau de mer.

Processus de production d'acier inoxydable

Les aciers inoxydables sont constitués de certains des éléments essentiels présents dans le sol : minerai de fer, chrome, silicium, nickel, carbone, azote et manganèse. Les propriétés de l'alliage final sont adaptées en faisant varier les quantités de ces éléments. Par exemple, l'azote améliore les propriétés de traction telles que la ductilité. Il augmente également la résistance à la corrosion, ce qui le rend précieux pour une utilisation dans les aciers inoxydables duplex.

Processus de production d'acier inoxydable

La production d'acier inoxydable implique un certain nombre de processus. L'acier est d'abord fondu,

Acier inoxydable Pour le fabriquer, les matières premières – minerai de fer, chrome, silicium, nickel, etc. – fondus ensemble dans un four électrique. Cette étape implique généralement 8 à 12 heures de chaleur intense. Le mélange est ensuite versé dans l'une des formes suivantes, notamment des fleurs, des souches et des souches.
tôle inoxydable Pour le fabriquer, les matières premières – minerai de fer, chrome, silicium, nickel, etc. – fondus ensemble dans un four électrique. Cette étape implique généralement 8 à 12 heures de chaleur intense. Le mélange est ensuite versé dans l'une des formes suivantes, notamment des fleurs, des souches et des souches.
puis versé sous forme solide. Après différentes étapes de formage, l'acier est traité thermiquement puis nettoyé et poli pour obtenir la finition souhaitée. Il est ensuite emballé et envoyé aux fabricants qui soudent et assemblent l'acier pour produire les formes souhaitées.

fusion et moulage

1 Les matières premières sont d'abord fondues ensemble dans un four électrique. Cette étape nécessite généralement 8 à 12 heures de chaleur intense. Lorsque la fusion est terminée, l'acier fondu est coulé dans des formes semi-finies. Ceux-ci comprennent les fleurs (formes rectangulaires), les bûches (formes rondes ou carrées de 1,5 pouces ou 3,8 centimètres d'épaisseur), les bûches, les tiges et les tubes ronds.

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processus de laminage à chaud

Formant

2 Ensuite, l'acier semi-fini passe par des processus de formage qui commencent par le laminage à chaud, où l'acier est chauffé et passé à travers d'énormes rouleaux. Les pots de fleurs et les bûches sont formés sous la forme de tiges et de fils, et les plaques sous la forme de bandes, de bandes et de feuilles. Les tiges sont disponibles dans toutes les qualités et sont rondes, carrées, octogonales ou hexagonales en taille 0,25 pouces (0,63 centimètres). Le fil est généralement disponible jusqu'à 0,5 pouce (1,27 centimètre) de diamètre ou de taille. La plaque mesure plus de 0,1875 pouce (0,47 centimètre) d'épaisseur et plus de 10 pouces (25,4 centimètres) de largeur. La bande a une épaisseur de 0,185 pouce (0,47 centimètre) et une largeur de 24 pouces (61 centimètres). La feuille mesure 0,1875 (0,47 centimètre) d'épaisseur et 24 (61 centimètres) de largeur.

Recuit

3 tôle inoxydable Une fois créés, la plupart des types doivent passer par la phase de recuit. Le recuit est un traitement thermique dans lequel l'acier est chauffé et refroidi dans des conditions contrôlées pour réduire les contraintes internes et ramollir le métal. Certains aciers sont traités thermiquement pour une résistance élevée. Cependant, ce type de traitement thermique, également connu sous le nom de durcissement par vieillissement, nécessite un contrôle minutieux car même de petits changements dans la température, la durée ou la vitesse de refroidissement recommandées peuvent gravement affecter ses propriétés. Les températures de vieillissement basses offrent une résistance élevée avec une faible ténacité à la rupture, tandis que le vieillissement à haute température crée un matériau plus dur et moins résistant.
Bien que la vitesse de chauffage (900 à 1000 degrés Fahrenheit ou 482 à 537 degrés Celsius) pour atteindre la température de vieillissement n'affecte pas les propriétés, la vitesse de refroidissement le fait. Un traitement de trempe post-vieillissement (refroidissement rapide) peut augmenter la ténacité sans perte significative de résistance. Un tel processus consiste à tremper le matériau dans un bain d'eau glacée à 35 degrés Fahrenheit (1,6 degrés Celsius) pendant au moins deux heures.

Le type de traitement thermique dépend du type d'acier ; Autrement dit, qu'il soit austénitique, ferritique ou martensitique. Les aciers austénitiques sont chauffés à plus de 1900 degrés Fahrenheit (1037 degrés Celsius) sur une période de temps, en fonction de l'épaisseur. La trempe à l'eau est utilisée pour les sections épaisses, le refroidissement à l'air ou le sablage à l'air est utilisé pour les sections minces. S'il est refroidi trop lentement, une précipitation de carbure peut se produire. Cette accumulation peut être éliminée par stabilisation thermique. Dans cette méthode acier inoxydable est maintenu à une température de 1500 à 1600 degrés Fahrenheit (815 à 871 degrés Celsius) pendant plusieurs heures. Le nettoyage des surfaces des pièces des contaminants avant le traitement thermique est également parfois nécessaire pour obtenir un traitement thermique approprié.

çelik tavlama işlemi
processus de recuit de l'acier

écorçage

4 Le recuit provoque un dépôt ou dépôt sur l'acier. Le tartre peut être éliminé en plusieurs opérations. Le décapage, l'une des méthodes les plus courantes, utilise un bain d'acide nitrique-fluorhydrique pour décaper l'acier. Dans une autre méthode, le nettoyage électrique utilise une cathode et de l'acide phosphorique pour appliquer un courant électrique à la surface et éliminer le tartre. Les étapes de recuit et de décalaminage se déroulent en différentes étapes selon le type d'acier traité. Par exemple, les barres et les fils subissent d'autres étapes de formage (laminage à chaud, forgeage ou extrusion) après le laminage à chaud initial avant le recuit et le décalaminage. D'autre part, la tôle et la bande subissent une étape initiale de recuit et de décalaminage immédiatement après le laminage à chaud. Après laminage à froid (passage entre rouleaux à température relativement basse), une nouvelle réduction d'épaisseur se produit, la tôle et la bande sont recuites et calcinées à nouveau. Une dernière étape de laminage à froid est ensuite acier inoxydable se prépare pour le traitement final.

Découpe et emballage de tôles en acier inoxydable

5 Des opérations de coupe sont souvent nécessaires pour obtenir la forme ou la taille d'ébauche souhaitée pour couper la pièce à la taille finale. La coupe mécanique est réalisée par une variété de méthodes, y compris la coupe droite à l'aide de lames de guillotine, la coupe circulaire horizontalement et verticalement à l'aide de lames circulaires, la coupe à l'aide de lames en acier rapide, le découpage et la rupture. L'ébauche utilise des poinçons et des matrices métalliques pour couper et percer sa forme. Le grignotage est le processus de découpe en vidant une série de trous qui se chevauchent et est idéal pour les formes irrégulières.

Acier inoxydablepeut également être coupé à l'aide de la découpe à la flamme, qui comprend une torche à flamme qui utilise de l'oxygène et du propane avec de la poudre de fer. Cette méthode est propre et rapide. Une autre méthode de découpe est connue sous le nom de découpe au jet de plasma, dans laquelle une colonne de gaz ionisé avec un ressort électrique passant à travers un petit trou effectue la coupe. Le gaz produit des températures extrêmement élevées pour faire fondre le métal.

Résiliation

6 Qualité de surface produits en acier inoxydable C'est une fonctionnalité importante pour les services publics et essentielle dans les applications où l'apparence est également importante. Certains revêtements de surface facilitent également le nettoyage de l'acier inoxydable, ce qui est clairement important pour les applications de plomberie. La surface lisse obtenue par polissage offre également une meilleure résistance à la corrosion. D'autre part, les applications de lubrification nécessitent souvent des finitions rugueuses et facilitent les étapes de fabrication ultérieures.

Les finitions de surface sont le résultat de processus utilisés dans la fabrication de diverses formes ou le résultat d'un traitement ultérieur. Il existe plusieurs méthodes utilisées pour la finition. Une surface mate est produite par laminage à chaud, recuit et décalaminage. Un résultat brillant est obtenu par un premier laminage à chaud, puis un laminage à froid sur des bobines polies. En combinaison avec un laminage à froid combiné à un recuit dans un four à atmosphère contrôlée, une surface hautement réfléchissante est obtenue en meulant avec des abrasifs ou en polissant une surface finement meulée. Un polissage miroir est produit en polissant progressivement avec des abrasifs plus fins suivi d'un large processus de polissage. Pour le meulage ou le polissage, on utilise normalement des meules ou des bandes abrasives. La polisseuse utilise des roues en tissu en combinaison avec des composés de coupe contenant de très fines particules abrasives sous forme de bâton ou de bâton. D'autres méthodes de finition consistent à forcer l'arrondi

Formes d'acier de premier plan (fleur, billette, plaque, etc.) laminées à chaud en barres, fils, plaques, bandes et plaques. Selon la forme, l'acier subit ensuite des étapes de laminage (laminage à chaud et à froid), des traitements thermiques (recuit), un décalaminage Ito. L'acier est ensuite envoyé à l'utilisateur final.
Formes d'acier de premier plan (fleur, billette, plaque, etc.) laminées à chaud en barres, fils, plaques, bandes et plaques. Selon la forme, l'acier subit ensuite des étapes de laminage (laminage à chaud et à froid), des traitements thermiques (recuit), un décalaminage Ito. L'acier est ensuite envoyé à l'utilisateur final.
mouvement d'un matériau roulant contre les surfaces de la pièce, gravure sèche (sablage), gravure humide à l'aide de solutions acides et matage de surface. Ce dernier utilise des techniques de sablage, de brossage métallique ou de décapage.

Fabrication chez le fabricant ou l'utilisateur final

Acier inoxydableAprès l'emballage et l'expédition, sous diverses formes, au fabricant ou à l'utilisateur final, divers autres processus sont nécessaires. Un formage supplémentaire est réalisé en utilisant diverses méthodes telles que le profilage, le formage à la presse, le forgeage, l'étirage à la presse et l'extrusion. Des traitements thermiques supplémentaires (recuit), des opérations d'usinage et de nettoyage sont également souvent nécessaires.
Il existe plusieurs méthodes pour assembler l'acier inoxydable, la soudure étant la plus courante. Le soudage par fusion et par résistance sont les deux principales méthodes généralement utilisées avec de nombreuses variantes pour les deux. Dans le soudage par fusion, la chaleur est fournie par un arc électrique entre une électrode et le métal à souder. La liaison dans le soudage par résistance est le résultat de la chaleur et de la pression. La chaleur est générée à partir des pièces à souder par résistance au passage du courant électrique et une pression est appliquée par les électrodes. Une fois les pièces soudées ensemble, elles doivent être nettoyées autour de la zone jointe.

Contrôle de qualité

En plus du contrôle des processus pendant la fabrication et la fabrication, les aciers inoxydables doivent répondre aux spécifications développées par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) pour les propriétés mécaniques telles que la ténacité et la résistance à la corrosion. La métallographie peut parfois être associée à des tests de corrosion pour aider à contrôler la qualité.

L'avenir de l'acier inoxydable

L'utilisation des aciers inoxydables et super inoxydables se développe sur divers marchés. Pour répondre aux exigences du nouveau Clean Air Act, les centrales électriques au charbon installent des gaines de cheminée en acier inoxydable. Parmi les autres nouvelles applications industrielles, citons les échangeurs de chaleur secondaires pour les fours domestiques à haut rendement, les conduites d'eau de service dans les centrales nucléaires, les systèmes d'extinction d'incendie pour les réservoirs de ballast et les plates-formes de forage en mer, les conduites flexibles pour les systèmes de distribution de pétrole et de gaz et les héliostats pour l'énergie solaire. installations énergétiques.

La législation environnementale oblige les industries pétrochimiques et de raffinage à recycler l'eau de refroidissement secondaire dans des systèmes fermés sans simplement la rejeter. La réutilisation entraîne des niveaux élevés de chlorure dans le liquide de refroidissement, provoquant des problèmes de corrosion par piqûres. Les tuyaux en acier inoxydable duplex joueront un rôle de plus en plus important dans la résolution de ces problèmes de corrosion industrielle car ils sont moins coûteux que d'autres matériaux. Les industriels développent des aciers résistants à la corrosion pour répondre à cette demande.

Un sidérurgiste de l'industrie automobile prévoit que l'utilisation d'acier inoxydable par véhicule passera de 55 à 66 kilogrammes (25 à 30 kilogrammes) à 100 kilogrammes (45 kilogrammes) d'ici la fin du siècle.

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