Hot rolling et cold rolling - le laminage de l'aluminium

Le laminage de l'aluminium est une technologie de transformation permettant d'obtenir des demi-produits en aluminium (tôles, feuilles). Comme la vidéo le montre bien, le laminage à chaud (pour passer de la brame à une plaque encore épaisse) est suivi d'une opération de laminage à froid (pour l'obtention de l'épaisseur souhaitée). Les demi-produits obtenus peuvent avoir quelques mm (tôle d'aluminium) comme quelques centaines de µm d'épaisseurs (feuille d'aluminium).

Les tonnages en France
Le laminage et le filage consomment environ 75 % de la production d'aluminium en France (soit 750 000 t/an).

• Laminage       50 %
• Filage            25 %

Laminage à chaud suivi d'un laminage à froid (hot rolling - cold rolling)

Laminage
Le laminage consiste à réduire l'épaisseur d'une plaque de métal, de manière continue, par passages successifs entre des cylindres, pour obtenir des tôles minces (de quelques mm ou quelques microns).
La production de produits laminés (tôle ou feuille) s'effectue en 3 phases principales :

• Production de barres par coulée continue. Ces barres sont obtenues par fonderie en coulée continue et sont d'une épaisseur qui peut être importante (60 cm) sur plusieurs mètres et peser jusqu'à 20 tonnes (0.6 m x 2 m x 6 m)
• Le laminage d'ébauche. Ce premier laminage (hot rolling) se réalise à chaud (entre 400°C et 600°C) et permet de passer d'une barre d'une épaisseur de 60 cm à un rouleau laminé de 3 à 6 mm. Cette étape d'ébauche se pratique à chaud afin de limiter l'énergie nécessaire pour laminer la plaque
• Le laminage de finition ou laminage à froid (cold rolling). Cette opération de finition est réalisée à température ambiante et permet -à partir d'une tôle précédemment laminée à chaud - de réduire l'épaisseur et de réaliser des tôles d'aluminium (débitées en feuillard si besoin) ou des feuilles d'aluminium minces à l'épaisseur souhaitée par le client. Les lots de bobines laminés sont d'au moins 10 tonnes. Les laminoirs de feuilles minces peuvent produire des feuilles de 4.5 µm à 20 µm en plusieurs passes sur des laminoirs indépendant ou montés en tandem.

Surface de feuille obtenue
Une barre d'aluminium initiale de 20 tonnes permettra après laminage de produire :

• 7 200 m2 de feuille de 1 mm d'épaisseur
• 72 000 m2 de feuille de 100 µm d'épaisseur (100 µm épaisseur d'une boite de boisson aluminium)

Écrouissage et traitement thermique
Durant le laminage, l'aluminium subit un écrouissage (allongement du grain). Dans certains cas, entre les passes de laminage, on pratique un traitement thermique d'adoucissement (recuit entre 300°C et 600°C) et d'homogénéisation.

Écrouissage des grains nécessitant un recuit d'homogénéisation

Doublage des feuilles d'aluminium
En cas de laminage de feuilles minces (< 80 µm), en fin de laminage à froid, on double souvent l'épaisseur du film pour le rendre plus résistant.

Recuit et dégraissage
Les feuilles, une fois amenées à la bonne épaisseur, sont ensuite recuites et dégraissées pour leur donner leurs caractéristiques mécaniques et enlever la pellicule de lubrifiant qui provient des rouleaux. Pour certaines applications, les feuilles sont, chez le fabricant ou le façonneur, imprimées, vernies ou combinées avec d'autres matériaux (plastique) pour obtenir des feuilles composites.

Secteurs d'utilisation du laminé en aluminium
Les secteurs utilisateurs de l'aluminium laminé sont les transports (tôle d'aluminium), l'emballage (papier aluminium), le bâtiment, les équipements domestiques ainsi que la construction mécanique et électrique.

Un process de laminage complexe
Les opérations de laminage nécessitent des systèmes de régulation très complexes qui agissent simultanément sur l'écartement des cylindres, sur la retenue du débobinage, la traction de bobinage ou l'accélération de la vitesse de laminage.

Les défauts d'épaisseur ou de planéité sont détectés par des capteurs électroniques qui permettent de corriger très rapidement les réglages.

Chaque laminoir possède en outre un certain nombre d'outils auxiliaires pour

• cisailler les extrémités et les bords des produits laminés
• embobiner, dérouler, convoyer
• évacuer les bobines d'aluminiu

À ce stade, l'automatisation et l'informatisation des laminoirs permettent d'optimiser leurs possibilités en productivité et en précision dimensionnelle.

Fabricants de feuilles et tôles d'aluminium
Les principaux fabricants de feuilles d'aluminium sont Alcan, Alcoa, Corus, Norsk Hydro (liste non exhaustive).

Source : www.glfa.fr