Brevet FR2030299A1 — publié le 19701113

i 2030299 La présente invention est relative à un procédé pour la galvanisation en marche continue de tubes formés à partir d'une "bande d'acier sans fin. Elle se rapporte plus particulièrement à des perfectionnements apportés à ce procédé, en vue 5 d'obtenir des tubes .galvanisés recuits. Une machine pour la fabrication en marche continue de tubes galvanisés à partir d'une bande d'acier sans fin est déjà décrite dans le Brevet Etats-Unis ET° 3 122 114. L'expérience a montré que l'utilité industrielle des machines de ce type 10 serait accrue si elles comportaient encore des dispositifs permettant de recuire les tubes fabriqués. Ainsi qu'il est bien connu, lorsqu'un métal tel que l'acier est travaillé par cintrage, ou autrement, puis soudé, il devient le siège de tensions internes. Pour redonner au métal constitutif du produit fini les 15 caractéristiques mécaniques nécessaires, et en particulier la résistance à la rupture et la limite élastique requises, il est indispensable de faire disparaître ces tensions internes. Ce résultat peut évidemment être obtenu par une opération de recuit qui consiste à porter l'acier à une température suffisante pour 20 que son grain devienne fin,, puis à le. refroidir lentement0 De plus, il est avantageux de faire sabir au tube formé et soudé un préchauffage avant galvanisation, qui le porte à une certaine température, car l'expérience a montré que les réactions de galvanisation s'effectuent alors bien plus rapidement. 25 Par suite, l'un des objets de la présente invention est une machine nouvelle pour la formation de tubes à partir d'une bande d'acier sans fin et pour la galvanisation de ces tubes, ces opérations s'effectuant en marche continu^,la machine perfectionnée suivant 1'-invention comportant un poste de 30 recuit et un poste de préchauffage« Un autre objet de l'invention est une machine nouvelle du type décrit, capable de recuire et de préchauffer les tubes avant galvanisation sans que la qualité de la couche de zinc déposée sur le tube formé en soit diminuée. 35 Un autre objet de l'invention est encore une machine nouvelle du type décrit, qui comporte des dispositifs simples permettant de recuire et de préchauffer le tube avant galvanisation. Dans un mode de réalisation préféré, la machine con-40 forme à l'invention comporte des dispositifs permettant de for- 69 25044 2 2030299 . mer un tube à partir d'une "bande d'acier sans fin se déroulant d'une bobine, des dispositifs permettant de souder longitudinales, ent les tubes ainsi formés, et des dispositifs permettant de galvaniser les tubes formés et soudés, ces opérations s'effec-r 5 tuant en marche continue. Dans son mode de réalisation préféré et représenté, la machine de l'invention comporte des dispositifs --permettant de recuire et de préchauffer le tube avant sa galvanisation» D'autres bfits, caractéristiques et avantages de la 10 présente invention ressortiront encore de la description qui va suivre, description faite à titre purement explicatif et nullement limitatif, et avec référence aux: dessins annexés dans lesquels . . La.figure 1 est un schéma de la machine conforme à 15 l'invention ; et La figure 2 est un graphique montrant les relations qui existent entre différents paramètres entrant en jeu dans le fonctionnement de la machine de la figure 1. Le Brevet Etats-Unis précité décrit en détail une 20 machine du type en question. Par suite, il n'est pas nécessaire de donner dans le présent exposé une description détaillée de tous les postes de cette machine, du fait que cette description est déjà donnée dans ledit Brevet. La machine conforme à l'invention coàporte des dispo-25 sitifs additionnels, par rapport aux machines du type de celle décrite dans le Brevet précité, et elle comprend un certain nombre d'éléments identiques ou similaires à ceux de ces machines. Une machine à fabriquer les tubes du type décrit comprend en général une réserve de bande d'acier enroulée sur une bobine 30 d'alimentation 2. Les bandes d'acier de départ étant de longueur limitée, chacune d'elle se trouve complètement déroulée de cette bobine après un temps de marche de la machine relativement court et, puisque cette machine fonctionne en marche continue, il est nécessaire de prévoir un dispositif permettant de 35 raccorder l'extrémité arrière de chaque bande avec l'extrémité avant de la bande suivante, pour former une bande continue, ce raccordement devant s'effectuer sans arrêter la marche de la machine» A cet effet, il est prévu sur la machine un poste de raccordement des bandes comprenant des mâchoires 4 qui maintien-40 nent l'extrémité arrière de la bande qui vient de se dérouler 69 25044 3 2030299 d'une bobine pendant qu'elle est réunie, par soudage par exemple, à 1*extrémité avant de la bande se déroulant de la bobine suivante . La mise de la bande sous forme d'un tube, et la sou-5 dure longitudinale du tube ainsi formé, s'effectuent à un poste de mise en forme et de soudage .6 identique à celui décrit en détail dans le Brevet précité» Selon ce Brevet, le poste de soudage de la machine peut être constitué par une machine à souder par résistance soudant l'un à l'autre les bords longitudinaux 10 de la bande après sa mise sous la forme d'un tube. De plus, ce poste de soudage peut être suivi d'un poste d'ébarbage. de la soudure où un outil approprié rend parfaitement lisse la surface extérieure du tube formé. Il peut être prévu sur la machine un poste de refroidissement 8 dans lequel, après soudage, 15 le tube formé est refroidi par un jet d'air ou par pulvérisation d'eau, jusqu'à la température convenant pour l'opération, suivante. L'emploi d'une pulvérisation d'eau pour- effectuer ce refroidissement présente le double avantage de diminuer l'oxydation en surface du tube au voisinage de sa soudure longitu-20 dinale, et de lui faire subir un traitement thermique qui lui donne extérieurement la coloration bleue caractéristique d'une surface métallique exempte d'oxydation. De plus, ce traitement laisse en surface du tube formé et soudé une pellicule qui peut être aisément enlevée lors du décapage nécessaire pour le dépôt 25 dans l'opération de galvanisation subséquente, de la couche de zinc désirée. Selon son mode de réalisation préféré, la machine conforme à l'invention présente un avantage particulier lorsqu'elle comporte un poste de rétreint diamétral 10, à galets 30 ou de tout autre type connu approprié, où le tube mis en forme et soudé au poste 6 est ramené'à im diàmetre"plus 'p eti to II peut être désiré, par exemple de réduire de 30 à 40 % le diamètre du tube sortant du poste de mise en forme et de soudage. Une réduction de diamètre aussi forte fait subir à l'acier du 35 tube des déformations importantes, lesquelles créent des tensions internes qui doivent être éliminées pour que le tube final ait les caractéristiques mécaniques désirables, et possède en particulier une résistance à la rupture et une limite élastique suffisante pour permettre, au moment de son utilisation, de le 40 cintrer pour lui donner toute forme désiréeo Cette élimination 69 25044 2030299 des tensions internes du tube s'effectue à un- poste de., recuit qui fait partie, de la présente invention et qui, ainsi qu'il sera -précisé plus loin, :est situé sut -le côté aval de la machine « 5 Après son soudage longitudinal et son.rétreint dia métral, le tube passe par un poste de nettoyage 12 qui le prépare pour l'opération de galvanisation en marche continue. Ce poste de nettoyage comporte de préférence des dispositifs de lavage et de décapage de la surface extérieure du tube, et il 10 peut être similaire à celui décrit dans le Brevet précité. les opérations de recuit et de préchauffa'ge s'effectuent à un poste comportant un dispositif de chauffage par induction 14 qui, dans le mode de réalisation représenté, est constitué par deux bobines de chauffage par induction 16 et 18 15 entourant le tube qui avance dans la machine. Ces bobines 16 et 18 peuvent être placées soit à proximité immédiate, soit à l'intérieur même d'une chambre de refroidissement 20 hermétiquement close et dont l'atmosphère est constituée par de l'azote ou par un gaz inerte similaire, en vue d'éviter toute oxydation 20 ou souillure de la surface extérieure et fraîchement nettoyée du tube. A titre d'exemple, le poste de recuit et de préchauffage représenté comporte deux bobines de chauffage distinctes. Dans le mode de réalisation représenté, la bobine 16 peut être alimentée par un groupe moteur-génératrice de 300 kW fournis-25 sant un courant alternatif à la fréquence de 10 kHz, et la bobine 18 par un générateur haute fréquence de 50 kW sous 450 kHz, le tube étant ainsi amené en deux stades à sa température de recuite En variante, le tube peut aussi être porté à cette température en une seule fois, à l'aide d'une seule bobine et 30 d'une seule source d'énergie. La chambre de refroidissement 20 est percée d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie, permettant au tube de la traverser dans sa longueur mais empêchant simultané-lent le gaz constituant son atmosphère inerte de s'en échapper. 35 La longueur de cette chambre de refroidissement est calculée en fonction de la vitesse du tube qui la traverse, de façon que chaque partie de ce tube y demeure pendant un temps suffisant pour qu'elle se refroidisse à partir de sa température initiale de recuit relativement élevée, et prenne une température 40 de préchauffage relativement basse, juste avant qu'elle pénètre 69 25044 5' 2030299 dans une chambre hermétiquement close 22 constituant un four où s'effectue l'opération de galvanisation. Cette chambre peut être identique à celle décrite dans le Brevet précité, et elle peut être placée immédiatement à la sortie de la chambre de 5. refroidissement 20. Une bobine de chauffage par induction 21 placée à l'entrée de la chambre de galvanisation 22, et un commutateur-sélecteur interposé entre cette bobine, les bobines du dispositif de chauffage par induction 14-, et la source d'énergie (en 10 général un groupe moteur-générateur) alimentant les diverses bobines de chauffage par induction, peuvent être prévus pour augmenter la souplesse d'utilisation de la machine. Ce commutateur-sélecteur peut, lorsqu'il est à l'une de ses positions, relier les bobines du dispositif de chauffage par induction 14-15 à la source d'énergie, en vue .d'effectuer simultanément le recuit.- et le préchauffage du tube et, lorsqu'il est à une autre position, relier la bobine 21 à la source d'énergie, en vue d'effectuer seulement le préchauffage du tube lorsque le recuit de celui-ci n'est pas nécessaire. 20 A sa sortie de la chambre 22, le tube galvanisé passe par un poste "de refroidissement approprié 24- dans lequel, ainsi qu'il a été indiqué plus haut, le refroidissement désiré peut être effectué soit par un jet d'air, soit par une pulvérisation d'eau froide. Le refroidissement par pulvérisation d'eau froide 25 est préférable, du fait qu'il est désirable de solidifier aussitôt que possible la couche de zinc portée par le tube. La force nécessaire, pour faire avancer le tube dans la machine peut être fournie par un mécanisme tracteur 26 placé à la sortie du poste de refroidissement 24-. Il e-st prévu à l'extrémité de sortie de 30 la machine un poste de coupe 28 permettant de débiter le tube fabriqué en tronçons de la longueur désirée. Les tubes de petit diamètre sont en général, enroulés sur des bobines, après leur fabrication. A cet effet, il est prévu une bobine 30 à la sortie du poste de coupe 28. L'opéra-35 tion d'enroulement en bobines de tels tubes s'effectuant plus facilement lorsqu'ils.sont relativement chauds, le poste de refroidissement 24- peut, dans ce cas, être mis hors service de façon que la température'des tubes à enrouler demeure élevée. La figure 2 du dessin annexé est -un graphique mon-40 trant les variations de la température du tube pendant lès opé 69 25044 6 2030299 rations de recuit, de préchauffage et de galvanisation. L'axe des abscisses est gradué en secondes et en distances parcourues pour une vitesse d'avancement particulière du tube à l'entrée de la machine, et l'échelle des ordonnées est graduée en degrés 5" centésimaux.. Le" graphique de la figure 2 donne la variation de la température en fonction du temps, dans le cas de la galvanisation de tubes en acier à faible teneur en carbone. Ainsi qu'on le voit, la chaleur fournie par les bobines de chauffage par induction 16 et 18 porte la température du tube à 790°C 10 environ» Cette température demeure constante pendant deux secondes environ, après quoi le tube quitte la zone de chauffage des bobines et avance dans la chambre de refroidissement 20, dans laquelle sa température tombe progressivement à 455°C environ, température qui est celle de préchauffage, puis il tra-15 veree le four de galvanisation, et se refroidit à sa sortie de celui-ci, dans la chambre de -refroidissement 24-. Le graphique de la figure 2 n'est donné qu'à titre d'exemple, pour illustrer les variations des paramètres entrant en jeu dans un cas particulier, et il est évident que les tem-20 pératures de recuit et de préchauffage du tube peuvent varier. En général et dans le cas d'aciers à faible teneur en carbone, la température de recuit doit être supérieure à 760°C, et l'expérience a montré qu'il est préférable que la température de préchauffage se situe entre 370 et 480°C L'expérience a montré que le chauffage par induction donnait toute satisfaction pour la mise en oeuvre du procédé 35 décrit, mais d'autres formes de chauffage peuvent aussi être utilisées avec succès. D'autre part, et dans le cas du chauffage par induction, la fréquence de l'énergie électrique fournie aux bobines 16 et 18 ne présente aucun caractère critique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée 40 aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 69 25044 7 2030299 REVEEflDIOATIOITS 1 - Machine à marche continue pour la mise en formeet la galvanisation de tubes en partant d'une bande métallique, comprenant des dispositifs faisant avancer continûment cette bande 5 dans la machine, la cintrant transversalement de façon à ramener ses deux bords longitudinaux l'un contre l'autre et soudant ces deux bords suivant une ligne de soudage continue, de façon à mettre la bande métallique de départ sous forme d'un tube soudé sans fin, et des dispositifs appliquant sur la surface 10 de ce tube une couche de zinc en fusion, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs de recuit et de préchauffage du tube,prévus sur le trajet parcouru par celui-ci dans la machine, et situés à l'aval du dispositif de soudage. 15 2 - Machine selon la Revendication 1, caractérisée en outre en ce que le recuit et le préchauffage du tube s'effectuent par induction électrique, au passage du tube. 3 - Machine selon'la Revendication 1, caractérisée en outre en ce que les dispositifs de recuit et de préchauffage du tube 20 comportent des éléments chauffant le tube de façon à le porter d'abord à une température de recuit relativement élevée, et une enceinte close dans laquelle est maintenue une atmosphère non oxydante, que le tube traverse en se refroidissant à une température de préchauffage relativement faible, avant de pénétrer 25 dans le dispositif dans lequel il reçoit une couche de zinc en fusion. 4- - Machine selon la Revendication 3s caractérisée en ce que ladite température de recuit est supérieure à 760°C, et ladite température de préchauffage est comprise entre 370 et 4-80°G 30 5 - Machine selon la Revendication 1, caractérisée en ce que • les dispositifs de recuit et de préchauffage du tube comportent des éléments de chauffage par induction électrique dans lesquels le tube passe, et qui chauffent ce tube à une température de recuit supérieure à 760°G ; et en ce qu'elle comporte une cham-35 bre de refroidissement dans laquelle le tube passe et se refroidit à une température de préchauffage comprise entre 370 et 4-80 °C. 69 25044 8 2030299 6 - Machine selon, la Revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif réduisant de 30 à 40 % le diamètre du tube après son soudage» 7 - Machine selon la Revendication 6, caractérisée en outre en 5 ce que ses dispositifs de recuit et de préchauffage comportent des éléments portant le tube à une température de recuit relativement élevée, et en ce qu'elle comporte une enceinte fermée dans laquelle est maintenue une atmosphère non oxydante, que le tube traverse en se refroidissant à une température de pré-10 chauffage relativement basse, avant de pénétrer dans le dispositif dans lequel il reçoit line couche de zinc en fusion. 8 - Machine selon la Revendication 6, dans laquelle ladite température de préchauffage est supérieure à 760°C, et ladite température de préchauffage est comprise entre 370 et 480oC„ 15 9 - Machine selon la Revendication 6, caractérisée en ce que les dispositifs de recuit et de préchauffage du tube comportent des éléments de chauffage par induction électrique dans lesquels le tube passe, et qui chauffent ce tube à une température de recuit supérieure à 7S0°C, et en ce qu'elle comporte une cham-20 bre de refroidissement dans laquelle le tube passe et se refroidit à une température de préchauffage comprise entre 370 et 480°C.