Processus de fabrication du fer-blanc

Production d’acierLe processus de production du fer-blanc commence dans le haut fourneau et la fonderie d’étain, bien que dans la pratique, on considère qu’il commence avec la production de l’acier de base.

Fabrication de l’acier de baseL’acier de base est le corps et l’essence du fer-blanc, dont il détermine les propriétés finales. La sidérurgie de base est un processus qui commence par l’obtention d’acier brut sous forme liquide à partir de deux processus de base : l’utilisation de minerai de fer ou de ferraille recyclée.
A. Procédé de fusion du minerai de fer : dans cette méthode, le minerai de fer est soumis à un procédé de fusion pour obtenir de l’acier liquide. La qualité de l’acier dépend de la composition et de la propreté obtenues au cours de ce processus.
B. Traitement de la ferraille : la ferraille est également utilisée comme matière première pour la production d’acier. En fait, tous les emballages en fer blanc contiennent un pourcentage de matériaux recyclés, ce qui démontre l’engagement de l’industrie en faveur du développement durable et de l’économie circulaire.
Composition de l’acier de base : la composition de l’acier de base est un facteur critique qui est décidé au moment de la fabrication, définissant son utilisation future en tant que produit laminé. L’acier de base utilisé pour la fabrication du fer-blanc est de type bas carbone, avec une teneur en carbone variant entre 0,03% et 0,13%. Cet acier se présente généralement sous forme de tôles de 5 à 20 mètres de long, d’une largeur légèrement supérieure à un mètre et d’une épaisseur de 20 cm.

Laminageà chaud du fer-blancÉtapes du processus de laminage à chaudChauffage : Le laminage à chaud commence par le chauffage des brames d’acier dans des fours. Ce chauffage est essentiel pour obtenir la malléabilité nécessaire de l’acier, ce qui permet de le déformer par la suite. La température de chauffage varie entre 1150 °C et 1250 °C, et un contrôle strict de la température et de l’atmosphère du four est essentiel pour garantir la qualité de la surface du produit fini.

Ébauche : Cette phase consiste à effectuer une réduction préliminaire de l’épaisseur de l’acier. Un train d’ébauche est utilisé, ce qui permet de réduire l’épaisseur initiale de la tôle de 25 à 50 % par boîte. À ce stade, le laminage est effectué dans la phase austénitique, où l’ébauche et la finition sont réalisées à haute température. Toutefois, cette phase présente des défis en termes de productivité et de qualité des matériaux.

Finition : le matériau passe ensuite dans le laminoir de finition, qui se compose de plusieurs caissons qui réduisent encore l’épaisseur de l’acier. Les réductions successives peuvent varier entre 25 % et 30 %, à l’exception de la dernière case, qui effectue une réduction d’environ 10 %. La température de finition est d’environ 800 °C à 900 °C et est contrôlée par une trempe à l’eau.

Refroidissement et enroulement: après la finition, le matériau est refroidi à des températures comprises entre 500 °C et 700 °C, puis enroulé. L’objectif de cette étape est d’obtenir des bobines de dimensions spécifiques, prêtes pour le processus de fabrication suivant.

Décapage en fer-blanc.
Qu’est-ce que le marinage ?
Le décapage est un traitement chimique appliqué aux tôles d’acier pour éliminer les impuretés, les oxydes et la calamine qui se sont formés à la surface du métal au cours de processus antérieurs, tels que le laminage à chaud. La présence de ces impuretés peut avoir une incidence négative sur la qualité du revêtement ultérieur et sur la formabilité du matériau.

Processus de décapage dans la production de fer-blanc Préparation :Avant le décapage, les bobines d’acier sont déroulées et coupées.
Immersion dans des bains d’acide : les feuilles sont immergées dans des bains d’acide, généralement de l’acide chlorhydrique ou de l’acide sulfurique, qui dissout et élimine la couche d’oxyde.
Lavage : après le traitement à l’acide, les tôles sont lavées à l’eau pour éliminer les résidus d’acide et prévenir toute corrosion future.
Séchage : les feuilles sont séchées afin d’éliminer toute humidité résiduelle susceptible d’affecter les étapes suivantes, telles que le laminage à froid.

Contrôle de la qualité du décapageLe contrôle de la qualité est crucial dans le processus de décapage. Plusieurs paramètres doivent être contrôlés pour s’assurer que la surface de l’acier est propre et prête pour le laminage à froid et le revêtement d’étain :
Concentration d’acide : la concentration d’acide dans les bains est contrôlée pour assurer une élimination efficace de l’oxyde sans endommager le métal de base.
Temps d’immersion : le temps d’immersion est ajusté pour garantir un traitement adéquat de toute la surface.
Température du bain : une température optimale est maintenue pour maximiser l’efficacité du processus de décapage.

Objectif du processus delaminage à froid
Le principal objectif du laminage à froid est d’obtenir une épaisseur de fer-blanc uniforme et précise, adaptée à la production d’emballages métalliques. Ce procédé permet non seulement de réduire l’épaisseur, mais aussi d’améliorer les propriétés mécaniques et la surface du matériau.

Description du processusLors du laminage à froid, la bande d’acier passe à travers une série de cylindres à température ambiante. La pression exercée par les rouleaux réduit l’épaisseur de la bande sans que celle-ci ne s’échauffe. Ce processus augmente la résistance et la dureté de l’acier, tout en améliorant la qualité de la surface, ce qui est essentiel pour l’application ultérieure de revêtements et pour garantir une bonne qualité d’impression sur les emballages.

Avantages du laminage à froid Propriétés mécaniques améliorées : augmente la résistance à la traction et la dureté du matériau, ce qui est bénéfique pour la manipulation et le formage des conteneurs.
Surface uniforme : offre une surface lisse et uniforme, idéale pour l’application de revêtements et l’impression de haute qualité.
Précision de l’épaisseur : permet un contrôle précis de l’épaisseur du matériau, ce qui est essentiel pour la normalisation des emballages métalliques.

Recuit et traitement thermique des métauxSon principal objectif est de restaurer la ductilité de l’acier après le processus de laminage à froid, grâce à la recristallisation du matériau. Il existe deux méthodes de recuit prédominantes : le recuit par lots (BA) et le recuit continu (CA).

Recuiten cloche (BA)Le recuit en cloche est un procédé discontinu qui consiste à chauffer plusieurs bobines empilées sous une cloche dans une atmosphère réductrice à une température de 680°C pendant une période prolongée, qui peut atteindre au moins 85 heures. Ce processus est divisé en étapes de chauffage, de maintien de la température et de refroidissement sous hotte, suivies d’un refroidissement accéléré à l’air libre.
En termes de propriétés mécaniques, le recuit à cloche tend à produire un acier dont la limite d’élasticité est plus faible et l’allongement plus élevé, ce qui se traduit par une meilleure ductilité. Ce type d’acier est préféré pour les applications nécessitant une plus grande capacité de déformation sans fracture, comme l’emboutissage.

Le recuitcontinu (CA)Le recuit continu, quant à lui, consiste à chauffer la bande d’acier circulant dans un four à une température de 630°C, où chaque point de matière reste pendant au moins 1,5 minute. Ce processus est intégré et continu, et offre plusieurs avantages tels que la réduction des matériaux en cours de fabrication et des délais.

L’acier recuit en continu présente généralement une limite d’élasticité plus élevée et un allongement plus faible que l’acier BA, ainsi qu’une tendance plus faible à l’usure. En effet, le cycle de recuit rapide favorise la formation de grains équiaxes fins, ce qui permet d’obtenir un métal plus isotrope aux propriétés mécaniques supérieures. En outre, l’AC améliore la résistance à la corrosion, car il ne permet pas à des éléments tels que le carbone et le manganèse de migrer vers la surface du matériau.

Trempe du fer-blanc dans la fabrication d’emballages métalliquesCe traitement thermique permet d’ajuster les propriétés mécaniques du fer-blanc afin d’obtenir la dureté et la malléabilité appropriées.

Leprocessus de trempeLa trempe intervient après le recuit, lorsque la bande d’acier a perdu sa dureté et doit être ajustée aux valeurs requises pour le formage des conteneurs. Ce procédé consiste en une ou deux boîtes à rouleaux où la bande reçoit un pelliculage doux et sec, qui réduit légèrement son épaisseur (moins de 2 %) tout en améliorant la surface et en renforçant sa planéité.

Trains de trempe Des trains de trempe plus puissants avec l’utilisation de lubrifiants (humides) permettent un contrôle plus précis du processus. La bande d’acier est soumise à une tension contrôlée lorsqu’elle passe à travers les rouleaux, ce qui permet d’ajuster sa dureté et sa texture de surface. Cette étape est essentielle pour garantir la qualité de l’impression et l’adhérence du vernis lors des étapes ultérieures.

Objectifs du revenu Ajustement de la dureté : Le principal objectif du revenu est d’ajuster la dureté du fer-blanc aux valeurs requises pour la manipulation et le formage de récipients métalliques.
Amélioration de la surface: le trempage affine la surface du fer-blanc, ce qui est essentiel pour la qualité de l’impression et l’adhérence des revêtements protecteurs.
Contrôle de la planéité: Une bande plate est essentielle pour l’efficacité des lignes de production d’emballages et pour éviter les défauts lors de la formation des conteneurs.

Considérations techniques Contrôle de la tension :il est essentiel de maintenir une tension uniforme sur la bande pendant le tempérage afin d’éviter la formation de plis ou de tensions résiduelles.
Lubrification: L’utilisation de lubrifiants lors de la trempe humide permet de protéger la surface du fer-blanc et d’améliorer la qualité de la finition.
Température et vitesse: la température et la vitesse de la bande doivent être contrôlées pour garantir l’uniformité du processus.

Étamage électrolytique Qu’est-ce que l’étain électrolytique ?L’étamage électrolytique est une technique de revêtement qui utilise un électrolyte riche en étain pour déposer une couche d’étain à la surface du fer-blanc.

Processus d’étamage électrolytique Le processus d’étamage électrolytique commence par la préparation de la bande d’acier, qui doit être propre et exempte d’oxydes. Une fois préparée, la bande est immergée dans un bain électrolytique contenant des ions d’étain. Sous l’effet d’un courant électrique, des ions d’étain se déposent à la surface de l’acier, formant une couche uniforme.

Avantages du fer-blanc électrolytique Protection contre la corrosion : le fer-blanc électrolytique constitue une barrière efficace contre la corrosion, ce qui est essentiel pour la conservation des aliments et autres produits emballés.Aspect attrayant : le fer-blanc électrolytique présente une surface brillante et esthétique, ce qui est important pour la présentation des produits.
Amélioration de la soudabilité: la couche d’étain améliore la soudabilité de l’acier, ce qui facilite la fabrication de récipients de haute qualité.
Contrôle de l’épaisseur du revêtement : le procédé permet un contrôle précis de l’épaisseur du revêtement d’étain, ce qui se traduit par une utilisation plus efficace du matériau et la possibilité d’adapter le produit à différentes applications.

Passivation du fer-blancQu’est-ce que la passivation ?
La passivation est un traitement appliqué à la surface du fer blanc pour former une couche d’oxyde qui protège l’acier des processus corrosifs. Les méthodes permettant d’obtenir cette couche protectrice peuvent être chimiques ou électrochimiques et sont conçues pour donner au matériau des caractéristiques particulières.

Types de solutions de passivationPassivation 300 : elle est obtenue par un procédé chimique, par immersion dans une solution de bichromate de sodium, générant une couche d’oxyde de chrome. Il offre une bonne adhérence au vernis et une faible protection contre la sulfuration, bien qu’il soit instable et que son efficacité diminue avec le temps.
Passivation 311: c’est la plus utilisée et elle est obtenue par un processus électrochimique. Une couche de chrome et d’oxyde de chrome est déposée par électrolyse dans un bain de bichromate de sodium. Cette passivation est souhaitable du point de vue des performances.

Fonctions et avantages de la passivationLa passivation offre une protection contre les agents externes susceptibles d’endommager le fer-blanc pendant la fabrication ou lors d’opérations ultérieures. En outre, il améliore chimiquement la surface pour les processus de lithographie et de vernissage, et apporte une certaine dureté protectrice.

Protection contre la sulfurationLa passivation, en particulier le type 311 en raison de sa composition, empêche la formation de taches de sulfure d’étain. Cependant, pour une protection optimale contre ce risque, le vernis joue un rôle crucial en créant une barrière physique et chimique qui protège le produit.

L’huilageL’huilage est un processus essentiel effectué sur la surface des boîtes pour assurer un bon glissement pendant la fabrication et le transport.

Huile DOS : Sébacatede dioctyle L’huile utilisée dans ce processus est connue sous le nom de DOS, un acronyme pour Sébacate de dioctyle. Cette huile est sélectionnée pour ses propriétés non réactives et sa compatibilité avec les processus d’emballage alimentaire, conformément aux réglementations de la FDA et de l’USDA. En outre, le DOS fournit un film protecteur qui empêche le contact direct du métal avec d’autres objets, réduisant ainsi le risque d’abrasion et de rayures.

Application de l’huile DOSL’huile DOS est appliquée à l’aide de rouleaux ou de systèmes de pulvérisation, une couche mince et uniforme d’huile est distribuée sur toute la surface du bidon.

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