Brevet FR2229782A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne un procédé et un appareil permettant de revêtir de métal fondu un produit continu tel qu'unie bande ou un fil de métal, ou un profilé d'acier, ou tout produit analogue en le faisant passer en direction horizontale à travers une cuve contenant un bain de métal fondu. La figure 1 montre un appareil de revêtement type de la technique antérieure et un système de traitement à four non oxydant combiné à l'appareil de revêtement. Dans cet appareil, on commence par faire passer le produit continu à revêtir (appelé "bande" ci-après) 1 à travers un four non oxydant 2 pour éliminer l'huile de laminage etc. , puis à travers un four de chauffage 3 et un four de refroidissement 4. Ainsi, on traite thermiquement la bande et on nettoie sa surface. Puis on fait passer la bande traitée thermiquement 1 autour d'un rouleau de renvoi 5, à travers un passage 6, autour d'un rouleau 9 plongé dans un bain de métal fondu 7 contenu dans une cuve 8 et à travers une essoreuse 10 servant à éliminer le métal en excès, de sorte que la bande est revêtue de couches de métal ayant une épaisseur prédéterminée. Pendant que la bande revêtue se meut de bas en haut, elle se refroidit. Au lieu d'utiliser des fours 2, 3, 4 installés immédiatement avant l'appareil de revêtement, il est possible aussi de traiter thermiquement et de nettoyer la bande en la soumettant à des traitements de revenu, de dégraissage, de décapage et de dégazage, par passage à travers divers appareils installés hors de la chaîne de revetement. En tout cas, on plonge d'en haut dans le bain de métal fondu la bande traitée thermiquement et nettoyée, la direction de mouvement de la bande est modifiée par le rouleau 9 plongé dans le bain, puis on retire verticalement la bande du bain de revêtement. De cette façon, le rouleau 9 est toujours plongé dans le métal fondu de sorte que même si le rouleau est formé de matière résistant à la chaleur et à la corrosion, il est endommagé sérieusement. Par exemple, quand le rouleau est plongé dans un bain d'aluminium fondu, il est nécessaire de le changer au bout d'un jour ou deux. Dans un bain de zino fondu, la longévité du rouleau est n peu plus grande, par exemple de 7 à 10 jours. Même quand on utilise à nouveau le rouleau retiré, après rectification, le nombre de rectifications est limité à vingt environ. Pour changer le rouleau, il est évidemment nécessaire d'arrêter le fonctionnement de la chaîne de revêtement, ce qui diminue le rendement. En outre, le renouvellement fréquent du rouleau coûteux augmente le cott de la fabrication des produits revêtus. Dans le dépôt d'aluminium fondu, le rouleau est souvent stoppé pendant l'opération e revêtement de sorte que le dommage au rouleau est accru. En outre, des substances solides telles que les battitures causent souvent la rupture de la bande ou adhèrent à la surface de la bande, dégradant ainsi la qualité et l'apparence des produits revêtus. Récemment, la nécessité d'un revêtement épais s'est accrue, pour l'obtention de produits doués de résistance à la corrosion.Toutefois, avec le procédé et l'appareil classiques où l'on retire verticalement de la cuve de revêtement la bande d'acier revêtue, le métal fondu de revêtement tend à couler vers le bas par gravité de sorte qu'il est difficile d'obtenir des revêtements épais. Pour cette raison,il est difficile de satisfaire la demande croissante de bandes à revêtement épais. En outre, étant donné que la cuve de revêtement de la technique antérieure est de type vertical, elle contient une grande quantité de métal fondu, par exemple 150 à 200 t de sorte'il est difficile de modifier rapidement la composition du bain comme on le désires selon le type des produits. L'un des buts de l'invention est de fournir un procédé et un appareil perfectionnés permettant de revêtir de métal fondu une bande continue ou un produit similaire, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un rouleau de renvoi plongé dans le bain de métal fondu, de sorte qu'il est possible d'éliminer divers inconvénients causés par ce rouleau immergé, par exemple le remplacement fréquent de celui-ci. Un autre but est de fournir un appareil de revêtement de type horizontal à travers lequel on fasse passer le produit à revêtir en direction horizontale à travers des ouvertures d'entrée et de sortie prévues dans des parois terminales opposées de la cuve, tout en empêchant efficacement le métal fondu de couler à l'extérieur et en enlevant l'excès de métal fondu déposé sur le produit, du cEté de sortie de la cuve. Un autre but est de fournir un appareil nouveau et per sectionné de revêtement au moyen de métal fondu, de type horizontal, capable de donner des produits qui portent des revêtements protecteurs de métal de toute épaisseur désirée. Un autre but est de fournir un procédé et un appareil perfectionnés permettant de revêtir de métal fondu des produits continus et capable de diminuer les rebuts-et d'améliorer le rendement de la chaîne de revêtement. Selon un aspect de l'invention, on propose un appareil de revêtement du type dans lequel on fait passer en continu un produit continu à revêtir à travers un bain de métal fondu contenu dans une cuve de revêtement, caractérisé par le fait que des ouvertures d'entrée et de sortie sont prévues dans les parois terminales opposées de la cuve de revêtement, de manière à faire passer le produit à travers le bain en direction horizontale et, que des pompes électromagnétiques sont prévues aux ouvertures d'entrée et de sortie pour empêcher le métal fondu de couler à l'extérieur de la cuve de revêtement par l'action d'aspiration des pompes électromagnétiques. Selon un autre aspect de l'invention, on propose un procédé visant à revêtir de métal fondu un produit continu, dans lequel on fait passer le produit en continu à travers un bain de métal fondu contenu dans une cuve de ievêtement, procédé caractérisé par le fait que des ouvertures d'entrée et de sortie sont prévues dans les parois terminales opposées de la cuve de revêtement, que l'on fait passer le produit en direction horizontale à travers les ouvertures d'entrée et de sortie et à travers le bain de manière à le revêtir de métal fondu, que l'on empêche le métal fondu de couler à l'extérieur par les ouvertures d'entrée et de sortie grâce à l'action de pompes électromagnétiques prévues aux ouvertures d'entrée et de sortie, et que l'on enlève l'excès de métal fondu déposé sur le produit par l'action de la pompe électromagnétique prévue à l'ouverture de sortie. Pour refroidir le produit qui sort de la cuve de revêtement, on le fait passer à travers une chambre de refroidissement dans quelle on pulvérise de l'eau de refroidissement sur le produit pour solidifier le film de métal fondu déposé. Lorsquson désire fabriquer des produits revêtus d'une couche de métal relativement mince ou lorsque la vitesse linéaire, de l'appareil de revêtement est faible, il est avantageux d'ajouter à l'ouverture de sortie, un dispositif d'élimination à gaz sous pression. Ainsi l'invention élimine l'utilisation dtun rouleau de renvoi plongé dans le métal fondu de sorte qu'il est possible d'éliminer divers inconvénients décrits ci-dessus et causés par l'utilisation de ce rouleau immergé. D'autres buts et avantages de l'invention seront plus complètement compris grâce à la description détaillée ci-dessous considérée parallèlement aux dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'un appareil de revêtir ment de la technique antérieure, et, - La figure 2 une coupe longitudinale d'un appareil de revêtement nouveau selon l'invention. On se réfèrera maintenant à la figure 2 qui illustre schématiquement un mode d'exécution préférentiel de l'invention; une bande d'acier 11, qui a été convenablement prétraitée, arrive dans une cuve horizontale de revêtement 13 contenant un bain de métal fondu 14 et la bande revêtue il sort de la cuve de revêtir ment par des ouvertures 20 et 21 prévues dans les parois terminales opposées de celle-ci. Selon l'invention, des pompes électromagnétiques 12 et 15 sont prévues à l'entrée et à la sortie de la cuve 13 pour empêcher le métal fondu de couler à l'extérieur par les ouvertures 20 et 21, La pompe électromagnétique 15 de la sortie a aussi pour rdle d'éliminer l'excès de métal fondu déposé sur la bande.Toutefois, lorsqu'on désire obtenir des revêtements minces ou lorsque la vitesse linéaire est faible de sorte qu'il est difficile d'éliminer l'excès de métal fondu, au moyen de la pompe électromagnétique seule, on peut utiliser un dispositif supplémentaire d'élimination 16 utilisant du gaz ou de la vapeur d'eau sous pression. On fait alors passer la bande revêtue à travers une chambre de revêtement 17 contenant de multiples pulvérisateurs 18 qui servent à pulvériser de l'eau de refroidissement sur la bande revêtue et donc à la refroidir. La bande ainsi refroidie est amenée à des appareils de traitement suivants,non représentés, par des rouleaux de serrage 19. Dans un exemple où la hauteur S des ouvertures d'entrée et de sortie 21 et 20 est de 100 mm, la largeur de la bande de 2000 mm, l'espacement F entre les surfaces de bobine des pompes électromagnétiques de 170 mm et la hauteur H du bain de zinc fondu, de 300 mm et où l'on utilise un courant alternatif de 60 Hz pour alimenter la pompe électromagnétique 12 de l'entrée qui a un pas polaire de 400 x 2, il est possible d'empêcher le métal fondu de couler à l'extérieur avec une pompe électromagnétique 12 d'une puissance de 50 à 100 kVA. Mais du côté de la sortie, il est nécessaire d'appliquer une plus grande puissance à la pompe électromagnétique 1) parce qu'il est nécessaire d'éviter que le métal fondu ne soit entratné au dehors en même temps que la bande en mouvement et d'éliminer l'excès de métal fondu.L'utilisation d'un dispositif d'élimination à pression de gaz 16, est avantageuse lorsqu'on désire un revêtement relative ment mince ou lorsque la vitesse linéaire est faible, parce quine puissance supérieure à 1000 kVA est nécessaire pour limiter à moins de 60 g/m2 la quantité de métal fondu déposée sur une face d'une bande qui court à une vitesse linéaire de 60 m/mn, au moyen de la pompe électromagnétique seule. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'utiliser le dispositif d'élimination à pression de gaz pour la fabrication d'une bande à revêtemen9a une vitesse linéaire relativement faible mais dans d'autres cas, l'utilisation du dispositif d'élimination à pression d'air est essentielle. On peut aussi éliminer l'excès de métal au moyen de rouleaux essoreurs, d'un dispositif électromagnétique d'élimination etc. La chambre de refroidissement 17 n'est pas toujours nécessaire mais il est avantageux de la prévoir afin de maintenir le plus possible la bande revêtue en position horizontale pour éliminer efficacement excès de métal. Lorsqu'on utilise la chambre de refroidissement, immédiatement après l'élimination du métal en excès on refroidit la bande revêtue et on la maintient en position horizontale par l'action des rouleaux de serrage 19. L' au convient le mieux au refroidissement de la bande revêtue, mais il est possible aussi............................ d'utiliser de l'air si l'on peut assurer un refroidissement suffisant de la bande revêtue qui court à une vitesse linéaire particulière et sur laquelle on a déposé une quantité donnée de métal fondu. On décrira maintenant l'invention en détail, sur la base des résultats expérimentaux que l'on a obtenus au moyen d'un appareil d'essai selon l'invention. - EXEMPLE Les conditions de revêtement et les dimensions de l'appareil de revêtement sont les suivantes: Type du bain fondu: zinc Bande d'acier: épaisseur : 1,6 mm largeur : 180 mm Dimensions de la cuve de revêtement: Hauteur des fentes d'entrée et de sortie S: 100 mm Largeur des fentes d'entrée et de sortie W: 200 mm Profondeur du bain: 450 mm Hauteur du zinc fondu H: 300 mm Paramètres de la pompe électromagnétique: Pas polaire: 400 x 2 Epaisseur du noyau stratifié: 220 mm Espacement F entre surfaces de bobine: 170 mm Puissance maximale nécessaire: 550 kVA Dispositif à'élimination: Largeur de la fente: 1 mm Fluide utilisé : vapeur d'eau (environ 3000C) Angle d'éjection : 300 relativement à la verticale, in clinaison dans le sens de mouvement de la bande Prétraitement de la bande: procédé de.dégazage- à sec (wheeling) Le Tableau 1 ci-après indique la quantité de zinc déposée sur une face de la bande quand on utilise les paramètres indiqués ci-dessus à diverses vitesses linéaires, la puissance fournie aux pompes électromagnétiques et diverses conditions dans le dispositif d'élimination à la vareur. - TABLEAU I Vites- Puissance fournie Conditions dans Quantité de zinc se li- aux pompes élec- le dispositif déposée sur une néaire tromagnétiques, d'élimination face de la bande, m/mn kyA pression re- espace- g/m côté d' côté de lative kg/ ment des entrée sortie cm buses,mm 1,5 25 155 30 12 16 1,0 30 290 0,5 35 915 2,0 20 150 60 10 18 1,5 25 315 1,0 35 930 Comme on peut le noter par le Tableau 1 selon l'invention, en réglant la puissance fournie aux pompes électromagnétiques et les conditions de fonctionnement du dispositif d'élimination en fonction de la vitesse linéaire, il est possible d'obtenir des bandes portant des revêtements de métal de diverses épaisseurs et spécialement, il est possible d'obtenir des bandes portant des revêtements très épais de métal fondu. En outre, dans l'invention, étant donné que l'on utilise une cuve de revêtement de type horizontal, on peut diminuer fortement la quantité de métal fondu qui forme le bain de revêtement. Par exemple, dans le bain de zincage de type vertical classique représenté par la figure 1, il est nécessaired'ùtiliser environ 150 à 200 t de zinc fondu, tandis que dans la cuve de revêtement de type horizontal, il est possible de ramener la quantité de zinc fondu à 20 t seulement ou moins. Pour cette raison, il est possible non seulement de modifier facilement la composition du bain afin d'améliorer la résistance à la corrosion du métal revêtu, de régler la texture de la surface et d'effectuer un traitement ~ alliage, mais aussi de passer d'un bain d'alumi- nium à un baiti te zinc-. En conséquence, il est possible de fabriquer divers ty s de produits revêtus d'excellente qualité avec une seule chant de revêtement.En outre, étant donné qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un rouleau plongé dans le bain, il est possible d'éliminer les difficultés causées par l'utilisation d'un rouleau immergé, telles que la nécessité de ia renouveler fréquemment, la diminution de rendement, les rayures causées à la surface du produit par des substances solides telles que les scories et la rupturt de la bande. Alors qu'avec la cuve de revêtir ment du type à extraction verticale, étant donné l'écoulement descendant du métal fondu déposé, il est difficile d'obtenir des produits portant des revêtements épais, par exemple de plus de 6 kg/m2, il est possible selon l'invention d'obtenir des produits à revêtement épais parce qu'on utilise une cuve de revêtement de type horizontal.En outre, selon l'invention, étant donné que la bande entre dans la cuve et en sort par les fentes prévues dans les parois terminales opposées de celle-ci, la zone de contact entre le métal fondu et l'étmosphère à ces fentes d'entrée et de sortie est réduite, de torte qu'il est possible de diminuer la formation des scories superticielles et donc son effet nuisible causé par l'action oxydante du gaz éjecté du dispositif d'élimination à pression de gaz. En modifiant convenablement la forme des fentes d' entrée et de sortie et la disposition de bobines des pompes électromagnétiques, il est possible aussi de revêtir tout produit continu di férent d'une bande, par exemple un profilé d'acier. En résumé, l'invention fournit un procédé et un appareil nouveaux permettant d'appliquer des revêtements de toute épaisseur désiré à un produit continu tel qu'une bande, un fil ou un profilé d'acier, avec une seule channe de revêtement. REVENDICATIONS 10) Appareil de revêtement du type dans lequel on fait passer en continu un produit continu à revêtir à travers un bain de métal fondu contenu dans une cuve de revêtement, caractérisé par le fait que des ouvertures d'entrée et de sortie sont prévues dans les parois terminales opposées de la cuve de revêtement, de manière à faire passer le produit à travers le bain en direction horizontale et que des pompes électromagnétiques sont prévues aux ouvertures d'entrée et de sortie pour empêcher le métal fondu de couler à l'extérieur de la cuve de revêtement par l'action d'aspiration des pompes électromagnétiques. 20) Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les ouvertures sont formées pratiquement au même niveau horizontal de sorte que le produit traverse la cuve en direction horizontale et qu'une hauteur prédéterminée de métal fondu est maintenue au dessus des ouvertures. 30) Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens de refroidissement disposés du côté de la sortie de la cuve, de manière à refroidir le produit revêtu. 40) Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pompe électromagnétique situé du côté de la sortie de la cuve a aussi pour r81e d'éliminer l'excès de métal fondu déposé sur le produit et quun dispositif d'élmination à gaz sous pression est prévu du coté aval de la pompe électromragneti, > ue. 5 ) Procédé visant à revêtir de métal fondu un produit continu, dans lequel on fait passer le produis en continu à travers un bain de métal fondu contenu dans une cuve de revêtement, procédé caractérisé par le fait que des ouvertures d'entrée et de sortie sont prévues dans les parois terminales opposée s ça cuve de revêtement, que l'on fait passer le produit en direction horizontale à travers les ouvertures d'entrée et de sortie et à travers le bain de manière à le revêtir de métal fondu, que l'on empêche le métal fondu de couler à l'extérte,lr par les ouvertures d'e ee et de sortie grâce à l'action de pompes électromagnétiques prévues aux ouvertures d'entrée et de sortie, et que lton enlève l'excès de métal fondu dépose sur le produit par l'action de la pompe électromagnétique prévue à l'ouverture de sortie. 6 ) Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on refroidit en outre le produit revêtu qui sort de la cuve. 70) Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait qulen outre, on souffle du gaz sous pression contre le produit revêtu qui sort de la cuve, pour éliminer l'excès de métal fondu déposé sur le produit. 80) Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on souffle du gaz sous pression contre le produit revêtu, pour éliminer l'excès de métal fondu déposé, et qu'ensuite, on refroidit le produit.