Adapté de la 3e édition, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.
Remerciements: La description des opérations de laminage à chaud et à froid est utilisée avec la permission de l'American Iron and Steel Institute.
Les brames d'acier chaudes sont transformées en longues bobines de tôles minces dans des laminoirs continus à chaud. Ces bobines peuvent être expédiées aux clients ou peuvent être nettoyées et laminées à froid pour fabriquer des produits. Voir la figure 1 pour une ligne de flux des processus.
Figure 1. Ligne d'écoulement des produits de tôlerie laminée à chaud et à froid
Laminage à chaud continu
Un laminoir à chaud en continu peut avoir un convoyeur de plusieurs milliers de pieds de long. La brame d'acier sort d'un four de réchauffage de brames au début du convoyeur. Le tartre de surface est retiré de la brame chauffée, qui devient alors plus fine et plus longue à mesure qu'elle est pressée par des rouleaux horizontaux à chaque broyeur, généralement appelés supports de dégrossissage. Les rouleaux verticaux sur les bords aident à contrôler la largeur. L'acier entre ensuite dans les cages de finition pour la réduction finale, voyageant à des vitesses allant jusqu'à 80 kilomètres par heure lorsqu'il traverse la table de refroidissement et est enroulé.
La tôle d'acier laminée à chaud est normalement nettoyée ou décapée dans un bain d'acide sulfurique ou chlorhydrique pour éliminer l'oxyde de surface (calamine) formé lors du laminage à chaud. Un décapant moderne fonctionne en continu. Lorsqu'une bobine d'acier est presque nettoyée, son extrémité est cisaillée d'équerre et soudée au début d'une nouvelle bobine. Dans le décapant, un broyeur de trempe aide à briser le tartre avant que la feuille n'entre dans la section de décapage ou de nettoyage de la ligne.
Un accumulateur est situé sous les bacs de décapage caoutchoutés, les rinceuses et les sécheurs. La feuille accumulée dans ce système alimente les bacs de décapage lorsque l'entrée de la ligne est arrêtée pour souder sur une nouvelle bobine. Ainsi, il est possible de nettoyer une tôle en continu à une vitesse de 360 m (1,200 XNUMX pieds) par minute. Un système de bouclage plus petit à l'extrémité de livraison de la ligne permet un fonctionnement continu de la ligne pendant les interruptions pour le bobinage.
Laminage à froid
Les bobines de tôle d'acier nettoyée et laminée à chaud peuvent être laminées à froid pour rendre un produit plus mince et plus lisse. Ce processus donne à l'acier un rapport résistance/poids plus élevé que celui qui peut être fabriqué sur un laminoir à chaud. Un laminoir à froid tandem moderne à cinq cages peut recevoir une feuille d'environ 1/10 de pouce (0.25 cm) d'épaisseur et 3/4 de mile (1.2 km) de long; 2 minutes plus tard, cette feuille aura été laminée à 0.03 pouce (75 mm) d'épaisseur et mesurera plus de 2 miles (3.2 km) de long.
Le processus de laminage à froid durcit la tôle d'acier de sorte qu'elle doit généralement être chauffée dans un four de recuit pour la rendre plus formable. Des bobines de tôles laminées à froid sont empilées sur une base. Des couvercles sont placés sur les piles pour contrôler le recuit, puis le four est abaissé sur les piles couvertes. Le chauffage et le refroidissement de la tôle d'acier peuvent prendre 5 ou 6 jours.
Une fois que l'acier a été ramolli lors du processus de recuit, un laminoir de trempe est utilisé pour donner à l'acier la planéité, les propriétés métallurgiques et la finition de surface souhaitées. Le produit peut être expédié aux consommateurs sous forme de bobines ou encore coupé latéralement ou cisaillé en longueurs coupées.
Les dangers et leur prévention
Les accidents. La mécanisation a réduit le nombre de points de piégeage au niveau des machines, mais ils existent toujours, en particulier dans les usines de laminage à froid et dans les départements de finition.
En laminage à froid, il existe un risque de coincement entre les cylindres, surtout si l'on tente un nettoyage en mouvement ; les interstices des rouleaux doivent être efficacement gardés et une surveillance stricte exercée pour empêcher le nettoyage en mouvement. Des blessures graves peuvent être causées par des machines de cisaillement, de coupe, de coupe et de guillotine à moins que les parties dangereuses ne soient solidement protégées. Un programme de verrouillage/étiquetage efficace est essentiel pour l'entretien et la réparation.
Des blessures graves peuvent être subies, en particulier lors du laminage à chaud, si les travailleurs tentent de traverser les convoyeurs à rouleaux à des points non autorisés ; un nombre suffisant de ponts devrait être installé et leur utilisation renforcée. Les boucles et les fouets peuvent causer des blessures et des brûlures importantes, voire des coupures aux membres inférieurs ; là où la mécanisation complète n'a pas éliminé ce danger, des postes de protection ou d'autres dispositifs sont nécessaires.
Une attention particulière devrait être accordée aux risques de coupures pour les travailleurs des laminoirs à bandes et tôles. De telles blessures ne sont pas seulement causées par le métal laminé mince, mais également par les sangles métalliques utilisées sur les bobines, qui peuvent se rompre lors de la manipulation et constituer un grave danger.
L'utilisation de grandes quantités d'huiles, d'inhibiteurs de rouille, etc., qui sont généralement appliquées par pulvérisation, est un autre danger couramment rencontré dans les laminoirs à tôle. Malgré les mesures de protection prises pour confiner les produits pulvérisés, ceux-ci s'accumulent souvent au sol et sur les voies de communication, où ils peuvent provoquer des glissades et des chutes. Des caillebotis, des matériaux absorbants et des bottes à semelles antidérapantes doivent donc être prévus, en plus du nettoyage régulier du sol.
Même dans les travaux automatisés, des accidents surviennent dans les travaux de conversion lors du changement de rouleaux lourds dans les cages. Une bonne planification réduira souvent le nombre de changements de rouleau requis ; il est important que ce travail ne se fasse pas sous pression et que des outils adaptés soient fournis.
L'automatisation des usines modernes est associée à de nombreuses pannes mineures, qui sont souvent réparées par l'équipage sans arrêter l'usine ou des parties de celle-ci. Dans de tels cas, il peut arriver que l'on oublie d'utiliser les protections mécaniques nécessaires, et des accidents graves peuvent en résulter. Le risque d'incendie lié aux réparations des systèmes hydrauliques est souvent négligé. La protection contre l'incendie doit être planifiée et organisée avec un soin particulier dans les installations contenant des équipements hydrauliques.
Les pinces utilisées pour saisir les matériaux chauds peuvent s'entrechoquer; les clés carrées utilisées pour déplacer à la main les sections laminées lourdes peuvent provoquer des blessures graves à la tête ou au haut du torse par contrecoup. Tous les outils à main doivent être bien conçus, fréquemment inspectés et bien entretenus. Les pinces utilisées aux moulins doivent avoir leurs rivets renouvelés fréquemment ; des clés polygonales et des clés à chocs devraient être fournies aux équipes de changement de cylindres ; les clés à fourche tordues ne doivent pas être utilisées. Les travailleurs devraient recevoir une formation adéquate à l'utilisation de tous les outils à main. Des dispositions de stockage appropriées doivent être prises pour tous les outils à main.
De nombreux accidents peuvent être causés par des défauts de levage et de manutention et par des défauts des grues et des engins de levage. Toutes les grues et engins de levage devraient faire l'objet d'un système régulier d'examen et d'inspection ; un soin particulier est nécessaire dans le stockage et l'utilisation des élingues. Les grutiers et les élingueurs doivent être spécialement sélectionnés et formés. Il existe toujours un risque d'accident lié au transport mécanique : les locomotives, les wagons et les bogies doivent être bien entretenus et un système d'avertissement et de signalisation bien compris doit être appliqué ; des voies de passage dégagées doivent être réservées aux chariots élévateurs et autres camions.
De nombreux accidents sont causés par des chutes et des trébuchements ou des sols mal entretenus, par des matériaux mal empilés, par des extrémités de billettes saillantes et des rouleaux de calage, etc. Les dangers peuvent être éliminés par un bon entretien de toutes les surfaces de plancher et des moyens d'accès, des passerelles clairement définies, un empilement approprié des matériaux et un dégagement régulier des débris. Un bon entretien est essentiel dans toutes les parties de l'usine, y compris les chantiers. Un bon niveau d'éclairage doit être maintenu dans toute la plante.
Lors du laminage à chaud, des brûlures et des lésions oculaires peuvent être causées par la calamine volante; les pare-éclaboussures peuvent réduire efficacement l'éjection de tartre et d'eau chaude. Les blessures aux yeux peuvent être causées par des particules de poussière ou par le fouettement des élingues en câble ; les yeux peuvent également être affectés par l'éblouissement.
Les équipements de protection individuelle (EPI) sont d'une grande importance dans la prévention des accidents de laminoirs. Des casques, des chaussures de sécurité, des guêtres, des protections pour les bras, des gants, des écrans protecteurs pour les yeux et des lunettes doivent être portés pour faire face au risque approprié. Il est essentiel d'assurer la coopération des employés dans l'utilisation des dispositifs de protection et le port des vêtements de protection. La formation, ainsi qu'une organisation efficace de prévention des accidents à laquelle participent les travailleurs ou leurs représentants, sont importantes.
Chaleur. Niveaux de chaleur radiante jusqu'à 1,000 XNUMX kcal/m2 ont été mesurés aux points de travail dans les laminoirs. Les maladies liées au stress thermique sont préoccupantes, mais les travailleurs des usines modernes sont généralement protégés grâce à l'utilisation de chaires climatisées. Voir l'article « Fabrication du fer et de l'acier » pour des informations sur la prévention.
Bruit. Un bruit considérable se développe dans toute la zone de laminage à partir de la boîte de vitesses des rouleaux et des redresseuses, des pompes à eau sous pression, des cisailles et des scies, du lancement des produits finis dans une fosse et de l'arrêt des mouvements du matériau avec des plaques métalliques. Le niveau général des bruits de fonctionnement peut être d'environ 84 à 90 dBA, et des pics jusqu'à 115 dBA ou plus ne sont pas inhabituels. Voir l'article « Fabrication du fer et de l'acier » pour des informations sur la prévention.
Vibration. Le nettoyage des produits finis avec des outils de percussion à grande vitesse peut entraîner des modifications arthritiques des coudes, des épaules, de la clavicule, de l'ulna distal et de l'articulation radiale, ainsi que des lésions de l'os naviculaire et lunatum.
Des défauts articulaires dans le système main-bras peuvent être subis par les ouvriers du laminoir, en raison de l'effet de recul et de rebondissement du matériau introduit dans l'espace entre les rouleaux.
Gaz et vapeurs nocifs. Lorsque de l'acier allié au plomb est laminé ou que des disques à tronçonner contenant du plomb sont utilisés, des particules toxiques peuvent être inhalées. Il est donc nécessaire de surveiller en permanence les concentrations de plomb sur le lieu de travail et les travailleurs susceptibles d'être exposés doivent se soumettre régulièrement à des examens médicaux. Le plomb peut également être inhalé par les tailleurs de flammes et les coupeurs de gaz, qui peuvent en même temps être exposés aux oxydes d'azote (NOx), chrome, nickel et oxyde de fer.
Le soudage bout à bout est associé à la formation d'ozone, qui peut provoquer, en cas d'inhalation, une irritation similaire à celle due au NOx. Les préposés aux hauts fourneaux et aux fours de réchauffage peuvent être exposés à des gaz nocifs dont la composition dépend du combustible utilisé (gaz de haut fourneau, gaz de cokerie, fioul) et comprend généralement du monoxyde de carbone et du dioxyde de soufre. Une LEV ou une protection respiratoire peuvent être nécessaires.
Les travailleurs qui lubrifient l'équipement des laminoirs avec un brouillard d'huile peuvent souffrir d'atteintes à la santé en raison des huiles utilisées et des additifs qu'elles contiennent. Lorsque des huiles ou des émulsions sont utilisées pour le refroidissement et la lubrification, il convient de s'assurer que les proportions d'huile et d'additifs sont correctes afin d'éviter non seulement l'irritation des muqueuses mais aussi la dermatite aiguë chez les travailleurs exposés. Voir l'article « Lubrifiants industriels, fluides pour le travail des métaux et huiles automobiles » dans le chapitre Industrie de la transformation et du travail des métaux.
De grandes quantités d'agents dégraissants sont utilisées pour les opérations de finition. Ces agents s'évaporent et peuvent être inhalés ; leur action est non seulement toxique, mais provoque également une détérioration de la peau, qui peut se dégraisser lorsque les solvants ne sont pas manipulés correctement. Le LEV doit être fourni et des gants doivent être portés.
Acides. Les acides forts dans les ateliers de décapage sont corrosifs pour la peau et les muqueuses. Un LEV et un EPI appropriés doivent être utilisés.
Rayonnement ionisant. Les rayons X et autres appareils à rayonnement ionisant peuvent être utilisés pour jauger et examiner; des précautions strictes conformément aux réglementations locales sont requises.