Fer Blanc

ure à 0,5 mm, recouverte d'étain sur les deux faces.

Il est essentiellement utilisé pour :

* la fabrication des emballages métalliques destinés à la conserve alimentaire : boîte de conserve, mais aussi canette à boisson, boîtes à thé, boîtes à biscuits...

* la fabrication d'emballages pour divers produits industriels : aérosols, seaux et camions pour peinture, cire, cirage...

Mon entreprise : McBride

L’activité du site de McBride Rosporden

Deux grandes familles de produits sont fabriquées sur le site de Rosporden : les produits ménagers et cosmétiques. C’est l’unique site du groupe qui fabrique deux types de produits différents. Les produits aérosols cosmétiques sont les produits en pleine croissance de l’entreprise. McBride est leader européen des produits marques de distributeur, et McBride Rosporden dépend de la branche gaz (aérosol) du groupe.

Ces produits sont des boîtiers aérosols en fer blanc pour les produits ménagers et en aluminium pour les produits cosmétiques. Le fer blanc a de nombreuses qualités et des opérations plus complexes que l’aluminium, comme des revêtements de protections, une épaisseur différente selon le produit à l’intérieur, etc. De plus il est lié à des problèmes de corrosions que je pourrais exploiter.

Le marché des produits aérosols en France

La production totale des produits aérosols en France est d’environ 570 millions d’unités par an. Grâce au graphique si dessous on se rend compte que la société McBride de Rosporden produit les produits des deux grandes familles (Corps et Maison), ceux qui représentent 72% du marché Français. Mise à part 80% des produits pour le corps et les produits pharmaceutiques, les boîtiers sont en Fer Blanc, soit 50% des boîtiers (285 millions).

1 Graphique du marché des aérosols Français

Historique sur le fer blanc

Hier :

L'invention du fer-blanc remonte au XIIIe siècle et est attribuée aux métallurgistes de Bohême et de Saxe. Le secret de sa fabrication fut longtemps et précieusement conservé. À la demande de Colbert, ce matériau est importé en France par des techniciens allemands.

La première manufacture de fer-blanc en France est fondée en 1665 à Beaumont-la-Ferrière en Gâtinais. D'autres s'installent en Franche-Comté, en Alsace ou en Normandie. Mais elles périclitent bientôt sous la concurrence des Anglais et des Gallois qui sont passés maîtres dans l'art de fabrication du fer-blanc. La production du fer-blanc reste l'apanage de la Grande-Bretagne qui fournit la totalité de la demande française jusqu'aux dernières années du XIXe siècle.

La production se faisait à l'origine feuille à feuille, par un trempé dans l'étain en fusion après un décapage minutieux. Le procédé moderne d'étamage se fait par électrolyse sur une bande d'acier qui défile à grande vitesse. Cette bande à étamer sert de cathode, l'anode est constituée par des barres d'étain pur, qui alimentent en ions Sn2+ l'électrolyte. L'électrolyte est composé d'acide 4-hydroxybenzènesulfonique (HO-C6H4-SO3H) et de divers produits d'addition.

Aujourd’hui :

Aujourd’hui, la consommation mondiale des aciers destinés aux emballages (le fer blanc et le fer chromé pour l’essentiel) est estimée à environ 16,5 millions de tonnes. Les deux tiers de ce volume sont consommés en Asie (~35%) et en Europe (~30%). L’Amérique du Nord vient en 3° position avec environ 19 %.En Europe, la zone des 25 pays communautaires représente l’essentiel de la consommation des aciers pour emballage avec un niveau de consommation annuel variant autour de 4300 kt.

La production des aciers pour emballage est relativement concentrée au niveau mondial autour de quelques zones géographiques : l’Europe des 25 (5000 kt dont Arcelor Mittal Packaging est le leader avec 1700 kt), les USA (2800 kt), le Japon (1800 kt) et la Corée (900 kt) représentent près des 2 tiers de la production mondiale. Il en résulte des flux de métal importants entre les continents afin de satisfaire les zones de consommation en développement comme la Chine, l’Inde, le Moyen Orient, l’Asie du sud est. Ainsi l’Europe est aujourd’hui le seul continent dont le flux net d’acier pour emballage est entièrement exportateur vers tous les autres continents (principalement vers l’Afrique et le Moyen Orient).

Comment obtient-on du fer blanc ?

Les 7 étapes du processus de fabrication du fer blanc sont les suivantes :

Etape 1 : Décapage

Les aciers pour aérosols sont fabriqués à partir d'un acier à faible teneur en carbone (0,03 à 0,08%). Les bobines laminées à chaud sont soudées les unes aux autres pour former une bande continue. Le décapage a pour but d'éliminer l'oxyde de fer formé sur la bande au cours du laminage à chaud et ainsi de préparer le laminage à froid.

Deux actions se succèdent :

la première mécanique : décalamineuse (pour retirer la calamine).

la seconde chimique : bain d'acide sulfurique ou chlorhydrique.

Etape 2 : Laminage

Le laminage à froid a pour objectif de réduire l'épaisseur de la bande. Celle ci est écrasée et dans le même temps subit une forte traction. Le laminage est effectué dans un train tandem ou réversible qui comprime et étire la bande. L'épaisseur est alors divisée jusqu'à dix fois sans modification de largeur, (elle est donc allongée d’environ dix fois).

Effet néfaste de cette opération : des tensions internes sont créées et, à la sortie, la bande a perdu sa souplesse et est "cassante".

Etape 3 : Dégraissage

Le dégraissage a pour but d'éliminer la pellicule d'huile restée sur la bande à l'issue du laminage à froid afin de réaliser un recuit dans de bonnes conditions.

Deux actions se succèdent :

la première mécanique : brossage des deux faces de la bande.

la seconde chimique : bain dégraissant chauffé à 96°C.

Etape 4 : Recuit

Ce traitement rend à la bande la plasticité qu'elle possédait avant le laminage à froid, en provoquant une recristallisation de l'acier. Le métal est ainsi chauffé dans une atmosphère réductrice pour éviter toute oxydation (mélange d'azote et d'hydrogène).

Il existe deux techniques de recuit :

le recuit sur bases.

le recuit continu, où un contrôle rigoureux de la vitesse de la bande pendant les phases de chauffe et de refroidissement assure une totale régénérescence du grain d'acier.

Etape 5 : Ecrouissage

A la sortie du recuit, la surface de la bande manque de dureté. L'écrouissage permet de redonner à la bande la raideur voulue ainsi que l'état de surface désiré par le client.

Etape 6 : Revêtement

Les lignes de revêtement transforment le fer noir en fer blanc ou TFS, c'est-à-dire que la bande d'acier est revêtue d'étain ou de chrome. La vitesse maximum d'une ligne d'étamage est d'environ 450 m/mn, soit près de 25 000 boîtes/mn.

Ce revêtement protègera l'acier de l'oxydation et facilitera, par la suite, les opérations de soudage.

Etape 7 : Cisaillage

Cette opération consiste à découper les bobines en feuilles aux dimensions désirées par le client. Les cisailles Litell permettent de faire des coupes de hautes précisions, droites et indentées.

Produit fini :

Ce processus est identique pour la fabrication de l’ensemble des contenants (boîtiers, boîtes de conserve, etc…). Nous ne fabriquons pas le fer blanc dans mon entreprise, c’est Arcelor Mittal qui livre le fer blanc sous forme de plaque à nos fournisseurs de boîtier aérosols, qui ensuite réalise le boîtier.

Etude du fer blanc

Cette partie est consacrée à l’étude spécifique du fer blanc et de l’acier plus généralement. J’introduis cette partie en expliquant pourquoi nos boîtiers aérosols sont fabriqués en fer blanc. Ensuite j’étudie les caractéristiques physiques du fer, puis le diagramme fer carbone, ainsi que les propriétés mécaniques de ce matériau. Pour terminer je présente le cycle de recyclage du fer blanc.

Pourquoi utilise-t-on du fer blanc pour les boîtiers aérosols ?

Les caractéristiques du fer blanc

Famille : Métaux ferreux.