Brevet FR2149522A1 — publié le 19730330

L'invention concerne un procédé pour accrortre la capacité des channes de nettoyage â l'acide fonctionnant en continu dans lequel le nettoyage à l'acide est effectué selon une méthode connue en soi, dans un bain de nettoyage à l'acide et avec une channe de nettoyage à l'acide connus en eux-mêmes ainsi qu'une installation pour mettre en oeuvre ledit procédé, cette installation comportant des éléments connus des channes de nettoyage à l'acide connues en elles-mêmes. Dans le procédé connu de nettoyage à l'acide de bandes d'acier fonctionnant en continu, une bande unique est nettoyée à l'acide dans des channes de nettoyage a l'acide ayant sensiblement la même disposition et la capacité dépend du poids moyen au mètre linéaire des bandes et de la vitesse de défilement.Toutefois la vitesse de défilement est limitée : la limite supérieure de la vitesse de défilement applicable dans chaque cas séparé est déterminée par ltimportance des battitures souillant la bande d'acier, par le degré de l'élimination des battitures assurée avant le nettoyage à l'acide ainsi que par la vitesse, calculable d'après la longueur donnée des cuves de-nettoyage à l'acide et d'apyres la durée nécessaire pendant laquelle les bandes doivent séjourner dans les différentes cuves de nettoyage à l'acide. Ces procédés connus de nettoyage à l'acide des bandes d' acier et les installations connues sont décrits entre autres par Herman DOMBECK dans son article : "Fortschritte in der Beiztechnik und der Behandlung von Beizereiabwssern" (Perfectionnement à la technique de l'attaque corrosive et au traitement des solutions résiduaires des usinesde traitement par attaque corrosive) I et II (Draht-Welt, Dusseldorf 54/1968. NO 5 Pages 278-290 et NO 7 pages 458-470); par D.A.McArthur dans son article: "Strip Proéessing" (Procédé de traitement des bandes) (USA Iron and Steel Engineer, Février 1962, pages 111-134) ainsi que par Spencer Works dans la description: "Pickle Line Llammern Plant of Richard Thomas and Baldwins Ltd" (Chaine de traitement à l'acide de l'usine de Llammern de la Société Richard Thomas et Baldwins Ltd) (Fluid Handling, Londres, V, XIII, 1962 NO 155, Décembre, Pages 361-362). Les procédés connus jusqu'ici ont en commun l'inconvénient qu'en raison de la vitesse de défilement limitée, la capacité de nettoyage à l'acide ne peut pas être accrue sous des circonstances données ou ne peut être accrue qu'au moyen d'une nouvelle chaine de nettoyage à l'acide. L'invention a pour but d'accroître dans une mesure considérable la capacité des channes de nettoyage à l'acide fonctionnant en continu. L'invention a pour but de développer un procédé et une installation pour mettre en oeuvre ledit procédé, avec lesquels la capacité des lignes de nettoyage à l'acide existantes peut être multipliée au moyen de dispositifs simples et avec lesquels la dépense d'investissement supplémentaire des chaines de nettoyage à l'acide ayant une capacité accrûe, n'est pas en proportion directe avec l'accroissement de capacité réalisé. Ce but est atteint conformément à linvention en ce que, dans un bain de nettoyage à l'acide, au-dessus de la bande inférieure traitée conformément à un procédé connu en soi, on fait circuler au moins une bande supplémentaire en réglant la flèche des bandes de manière que soit maintenue une distance donnée entre les diverses bandes. Conformément à l1invention, la distance entre les bandes est maintenue à une valeur supérieure à 15 cm et, lorsque des bandes ayant des poids au mètre linéaire différents doivent être nettoyées à l'acide, la bande ayant le poids le plus élevé au metre linéaire est choisie pour constituer la bande la plus basse. Dans l'installation pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l1invention, les éléments connus en soi sont assemblés en au moins deux chaînes technologiques de traitement superposées et fonctionnant en parallèle, ces dernières comportant un bain de nettoyage à l'acide commun et les channes de traitement supérieures étant complétées par un dispositif automatique réglant en continu la flèche de la bande tandis que dans les cuves du bain de nettoyage à l'acide sont disposés des rouleaux pour guider les bandes supplémentaires. Le procédé conforme à l'invention est basé sur le fait reconnu qu'il est possible de faire circuler simultanément plus d'une bande dans les bains de nettoyage à l'acide des chaînes de nettoyage à I'acide, si des dispositions sont prises pour que ces bandes ne viennent pas au contact l'une de l'autre. Dans ce but, il est nécessaire de connaître la description de la relation mathématique entre les formes des bandes circulant dans le bain. Il est connu mathématiquement que.la forme d'une corde, d'une channe, d' une bande, etc. suspendue entre deux points est définie par la fonction y = ch x (1), c'est-a'-dire par la courbe kite en chaînette. Dans le cas d'une flèche négligeable par rapport à la porte, cette fonction (1) peut être remplacée par la parabole quadratique 2 y = ax (2) dans laquelle la valeur du coefficient linéaire est -4f a-72-- (3). En substituant cette valeur dans la formule (2), la fonction devient y=4f 2 (4) dans laquelle f représente la flèche et g représente la portée. Il est évident d'après cette fonction que la forme de la parabole est une fonction de la flèche et de la portée mais est indépendante du poids mort de la tige, de la charnue, de la bande, etc. non chargée. Ce fait permet de traiter simultanément non seulement un certain nombre de bandes mais également des bandes ayant des poids au mètre linéaire différents. Dans la cuve de nettoyage à l'acide d'une installation donnée, les supports sont fixes de sorte que la portée est constante tandis que la flèche dépend de la longueur de la bande entre les deux supports. En conséquence, une autre condition est que la bande suspendue entre les deux supports soit d'une longueur constante ou d'une longueur sensiblement constante. La régulation de celleci peut etre effectuée par la tension de la bande. D'après les conditions d'équilibre de la bande formant une flèche chargée avec seulement son poids mort, il est possible de dériver la relation 5 ci-après déterminant la force de tension de la bande l H=- q 8f dans laquelle H représente la force de tension de la bande ( en kg) 2 représente la portée (en mètre) f représente la flèche (en mètre) q représente le poids par mètre linéaire de bande (kg/m). Dans le cas dtune parabole de forme déterminée, c'est-â- dire ayant une portée déterminée et une flèche donnée, la stabilité de la forme de la parabole peut être assurée par la régulation de la force de tension de la bande qui peut être définie comme une fonction du poids par mètre linéaire de la bande suspendue. En raison de la faible différence entre les limites stipulées pour la flèche, la force H de la traction de la bande peut entre en pratique considérée comme une constante. Expérimentalement, un espacement d'au moins 15 cm doit être prévu entre les bandes pendant le traitement de nettoyage à l'acide afin d'assurer l'efficacité du traitement. Dans le cas où l'on adopte le procédé conforme à l'invention, ceci signifie qutavec une installation existante, il est possible, après avoir déterminé la forme de la première bande, de fixer la portée et la flèche nécessaires pour faire circuler à travers la cuve une ou plusieurs bandes supplémentaires et pour définir, dans chaque cas séparément, les forces de traction de la bande. D'autre part, lors de la conception d'une nouvelle installation, la disposition optimale doit être recherchée dans les limites des possibilités existantes. L'invention sera décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins ci-annexés qui illustrent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'installation pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, dessins dans lesquels Figs 1 et 2 représentent une vue en élévation latérale schématique de la première phase du mode de réalisation donné à titre d'exemple de la chaîne de nettoyage à l'acide conforme à l'invention assurant le nettoyage à l'acide simultané de deux bandes; Figs 3 et 4 représentent une vue en élévation latérale schématique de la phase finale de la chaîne de nettoyage à l'acide selon figure 1; Figs 5 et 6 représentent une vue en élévation latérale d'une partie d'une variante de la chaîne de nettoyage à l'acide selon les figures 1 à 4;; Fig. 7 représente une vue en élévation latérale d'une autre partie de la chaîne de nettoyage à l'acide selon les figures 5 et 6; Fig. 8 est une vue en coupe par 5-5 de figure 7. Les figures 1 à 4 représentent une vue en élévation latérale d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple de la chaîne de nettoyage à l'acide conforme à l'invention assurant le nettoyage à l'acide simultané de deux bandes. Dans l'installation, les bandes I et II sont nettoyées à l'acide simultanément. La chaîne servant pour le nettoyage à l'acide de la bande I est pratiquement identique à la conccption d'une chaîne de nettoyage à l'acide connue. Dans la channe servant pour le nettoyage à l'acide de la bande I sont combines les éléments suivants dans l'ordre technologique: un dispositif changeur de bobine 1, un chariot à bobine 2, un laminoir briseur de battitures 3, des cisailles de coupe des extremités 4, une machine à souder en bout 5 une planeuse de soudure 6, une agrafeuse 7, des cylindres de traction 11, un dispositif 12 -de mesure de la tension de la bande, des cuves de nettoyage à l'acide 13, 14 et 15, une cuve de rinçage 16,- une cuve de lavage 17, un séchoir 18, un puits pit à boucle 20, une planeuse 21, des cylindres de traction 22 des cisailles 23, un transporteur 24, des guides latéraux 25, un dispositif à rectifier les bords 26, un dispositif de coupe des bouts 27, un transporteur 28 et.un dispositif de mise en bobine 29. La bande inférieure 1 est supportée et guidée sur les parois séparatrices des cuves. La partie supérieure de la paroi séparatrice est un élément cylindrique avec une surface polie. La solution de nettoyage à l'acide circule dans les cuves de nettoyage à l'acide 13, 14 et 15 à contre-courant. Le niveau de la solution de nettoyage à l'acide est réglé de telle manière que la bande I et la paroi séparatrice soient constamment submergées par celle-ci. La chaîne de nettoyage à l'acide de la bande supérieure II agit en parallèle avec la chaîne pour le nettoyage à 1 'acide de la bande inférieure I. Dans cette chaîne de nettoyage à l'acide, également, les éléments technologiques connus sont montés en série, mais ils peuvent etre complétés par des machines pour un traitement plus efficace de la bande Il qui est généralement plus mince. Conformément à l'inventionsentre les cylindres de traction 11 et la cuve de nettoyage à l'acide 13 de la chaîne de nettoyage à 1' acide pour la bande II,sont disposés des cylindres pour briser les battitures, une cuve de rinçage 31, des cylindres de traction 32 et un dispositif de préchauffage 34 pour le séchage. L'élément le plus important de l'installation conforme à l'invention est un dispositif de tension de la bande 37 qui maintient la bande II qui pend vers le bas dans les cuves de nettoyage à l'acide avec une forme de courbe parabolique prédéterminée. Les chaînes de nettoyage à l'acide comportent des cuves de nettoyage à l'acide 13, 14 et 15 communes et au voisinage de leurs parois séparatrices sont disposés des rouleaux 35 pour le guidage de la bande II, lesdits rouleaux étant partiellement immergés dans la solution de nettoyage à l'acide. Dans le cas du mode de réalisation ci-dessus décrit donné a titre d'exemple, les deux chaînes de traitement sont disposées d'une manière telle que les éléments de la chaîne pour le nettoyage à l'acide de la bande II sont disposés selon la ligne centrale du dispositif, pour partie à un niveau et pour partie à-un niveau plus élevé. Cette disposition peut être modifiée selon nécessité. Dans les figures 5 et 6 est illustrée une variante de la chaîne de nettoyage à l'acide des figures 1 à 4 avec un préchauffeur du type à eau chaude. Dans le volume interne des cuves de nettoyage à l'acide 13, -14 et 15 sont également disposés des rouleaux 35 pour le guidage de la bande II. Les rouleaux de guidage 35 peuvent etre soulevés pour les sortir de la solution de nettoyage à l'acide en faisant basculer, selon le sens des flèches, les rouleaux autour des centres de rotation 36. La figure 7 est une vue de détail à plus grande échelle des cuves de nettoyage à l'acide de la-charne de nettoyage à 1' acide selon les figures 5 et 6 tandis que la figure 8 représente une coupe par 5-5 de figure 7.Le but due ces illustrations est de donner une représentation détaillée de la suspension et de la régulation de la suspension des bandes nettoyées simultanément à 1' acide dans les installations illustrées dans les figures I à 6 respectivement. La conduite de la bande et la régulation de la suspension de la bande inférieure I dans les cuves de nettoyage à l'acide sont les mêmes qu'avec l'installation connue jusqu'ici, ces opérations étant effectuées soit au moyen d'un dispositif 12 de mesure de la tension de la bande ou par la régulation des rouleaux de traction Il et 19 respectivement, dans le domaine délimité par la ligne It en trait mixte et par la bande I. La conduite et la régulation de la suspension de la bande supérieure II sont effectuées au moyen d'un dispositif 33 de mise en tension de la bande. La détermination de la force active du dispositif 33 de mise en tension de la bande s'effectue dans chaque cas séparément sur la base d'une relation donnée; étant donné toutefois, qu'il convient de réduire éventuellement celle-ci,on peut réduire également la flèche de la bande supplémentaire du fait que l'on choisit la bande la plus légère pour constituer la bande II. Les paraboles de la bande II correspondent à sa position la plus basse possible. Le rouleau monté fou du dispositif 33 de mise en tension de la bande chargée,conformément à ce qui précède,est réglable entre deux hauteurs limites, ce par quoi les valeurs minimale et maximale de la flèche se trouvent du mdme fait définies. La position du rouleau 33 de mise en tension de la bande peut être réglé en continu au moyen du rouleau de traction 32. L'élément de charge du dispositif 33 de mise en tension de la bande (c'est-à-dire un poids ou un mécanisme pneumatique ou hydraulique) et la régulation continue peuvent être de tout type voulu. Certains exemples seront donnés ci-après afin d'illustrer la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention.-On examinera essentiellement la force H de mise en tension de la bande nécessaire pour le fonctionnement de l'installation selon les figures 1 et 2, et la charge du dispositif 33 de mise en tension de la bande. EXEMPLE 1 Portée lI de la suspension de la bande I = 24 m. Portée lII de la suspension de la bande II = 20 m. Flèche maximum admissible de la bande Il : f11 max 0,6 m. Valeur de la force de traction de la bande d'après la relation (5) dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 10 kg/m H10 = 833 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéraire de q = 20 kg/m H20 = 1666 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 30 kg/m H30 = 2500 kg. Etant donné que la totalité de la charge du rouleau du dispositif de traction de la bande 33 est répartie entre les deux branches de la bande, le poids mort de Q et la charge de P doivent répondre à la relation (6): Q + P = 2H, d'où : (Q + P)10 = 1666 g; (Q + P)20 = 3332 kg; (Q + P)20 = 5000 kg. I1 est évident qu'en raison des forces de charge considérables, il est intéressant de réduire la portée. EXEN1PLE 2 Portée lI de suspension de la bande I = 18 m. Portée lII de suspension de la bande II .14 m. Flèche maximale admissible pour la bande II: fII = 0,6 m. Valeur de la force de tension de la bande diaprés la relation (5) dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de : q = 10 kg/m H10 = 408 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 20 kg/m H20 = 816 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 30 kg/m H30 = 1224 kg et la charge est (Q + P)10 = 816 kg; (Q + P)20 = 1632 kg; (Q + P)30 = 2450 kg. Avec le mode de réalisation selon les figures 3 et 4 les forces de charge considérables peuvent être réduites de manière plus efficace. EXEMPLE 3 Portée QI de suspension de la bande I = 24 m. Portée V, de suspension de la bande II = 10 m. Flèche maximale admissible pour la bande II: f11 max = 0,6m. D'après la relation (5), la valeur de la force de traction de la bande est: dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de z q = 10 kg/m H10 = 208 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 20 kg/m H20 = 416 kg; dans le cas de bandes ayant un poids par mètre linéaire de q = 30 kg/m H30 = 624 kg; et la charge est (Q + P)1o = 416 kg; (Q + P)20 = 832 kg; (Q + P)30 = 1250 kg. Le procédé et l'installation pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention ont les propriétés avantageuses ci après 1. Les dépenses spécifiques d'investissement par rapport au matériau produit sont considérablement plus faibles que celles des installations connues. Avec les chaînes de nettoyage à l'acide connues, les cuves de nettoyage representent 60 à 70%, et les machines technologiques installées, etc. représentent 40 à 50% du total des dépenses d'investissement.Dans le cas de la chaîne de traitement pour le nettoyage à l'acide de deux bandes, conçue conformément à l'invention, ceci signifie que : 1,1 l'extension d'une chaîne de nettoyage à l'acide existante nécessite, au lieu d'un investissem-ent de 100%, les seules dépenses nécessaires pour établir une nouvelle chaîne de nettoyage à l'acide soit seulement une dépense de 30 àN 40% pour doubler la capacité, et 1,2 une nouvelle installation pour le nettoyage à l'acide de deux bandes peut étre établie pour un montartt de 130 à 140% au lieu de 200% pour les dépenses d'investissement. Dans les deux cas, les dépenses spécifiques d'investissement seront de 65 à 70% du même indice pour des installations connues jusqu'-in4. 2. Les pertes spécifiques en acide et en chaleur des cuves de nettoyage à l'acide sont plus faibles avec l'installation conforme à l'invention. 3. L'installation conforme à l'invention entraîne des dépenses d'entretien et de renouvellement plus faibles. 4. La qualité du nettoyage à l'acide des bandes minces peut être également améliorée sous les mêmes circonstances. 5. L'abaissement des dépenses d'exploitation réduit dt environ 1% le prix de revient des produits manufacturés. REVENDICATIONS 1.- Un procédé pour accroître la capacité des chaînes de nettoyage à l'acide fonctionnant en continu dans lequel le nettoyage à l'acide est effectué conformément à un procédé connu en soi dans un bain de nettoyage à acide et avec une chaîne de nettoyage à l'acide connus en eux-mêmes caractérisé en ce qu'au-dessus de la bande inférieure traitée dans le bain de nettoyage à l'acide conformément à un procédé connu en soi, on fait circuler au moins une bande supplémentaire et régle la flèche desdites bandes pour les maintenir à une distance donne l'une de l'autre. 2.- Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les bandes est maintenue à une valeur supérieure à 15 cm. 3.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, pour le nettoyage à l'acide de bandes ayant des poids différents au mètre linéaire caractérisé en ce que la bande qui a le plus grand poids au mètre linéaire est choisie pour constituer la bande inférieure. 4.- Une installation pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 constituée par un assemblage d'éléments connus en eux-m & es de chaînes de nettoyage à l'acide connues en elles-mêmes caractérisée en ce que lesdits éléments sont combinés sous forme d'au moins deux chaînes de traitement fonctionnant en parallèle,les chaînes de traitement étant équipées avec des cuves à acide communes et la ou les chaînes de traitement pour le nettoyage à l'acide de la bande ou des bandes disposées au-dessus de la bande inférieure comportant un dispositif de tension de la bande réglant en continu la flèche de la bande. 5.- Une installation selon la revendication 4 comportant plusieurs cuves de nettoyage à l'acide connues en elles-mBmes, caractérisée en ce que, dans les cuves, sont disposés des rouleaux de guidage pour guider la bande ou les bandes supérieures audessus de la bande inférieure.