Brevet FR2440998A1 — publié le 19800606

La présente invention est relative à la fabrication des tales et des feuillards d'acier galvanisés et elle concerne plus particulièrement la fabrication des tales et feuillards d'acier galvanisés à chaud et comportant un revêtement de zinc différencié sur leurs deux faces. On utilise dans l'industrie d'une façon de plus en plus extensive de la talle galvanisée en raison de ses propriétés de résistance à la corrosion. Cependant la tôle galvanisée présente deux inconvénients importants qui sont les suivants a) lorsque les tôles ou les feuillards galvanisés sont soudés par point ou à la molette, il se forme un alliage cuivre-zinc qui a pour résultat une usure rapide des électrodes, ce qui entratne des frais supplémentaires pour adapter les machines à souder; b) lorsque les tales ou feuillards galvanisés sont utilisés conjointement avec par exemple des tales d'acier non revêtues, on rencontre des problèmes d'aspect extérieur, soit par exemple par comparaison avec des tales d'acier voisines non revêtues, soit du fait qu'il est difficile de réaliser correctement les traitements de surface nécessaires avant l'application de revêtements organiques de finition. I1 est par conséquent souhaitable de pouvoir fabriquer des tales ou des feuillards de préférence emboutisse bles comportant soit un revêtement préalable de peinture à base métallique, soit un revêtement métallique continu sur une seule face, soit encore un revAtement métallique continu sur les deux faces mais ce revêtement étant le plus faible possible sinon presque inexistant,sur l'une des faces pour éviter les inconvénients précités. On a tenté jusqu'à présent de réaliser par exemple des feuillards d'acier galvanisé en les faisant passer suivant un trajet tangentiel à la surface d'un bain de galvanisation de façon que le zinc soit déposé sur une face seulement du feuillard. I1 apparatt cependant que l'exploita- tion industrielle de ce procédé est extrêmement délicate et nécessite un important investissement. L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé de fabrication de tôles d'acier ou de feuillards d'acier emboutissables, galvanisés sur une face et dont l'autre face ne présente qu'un revêtement de zinc extrêmement pauvre. L'invention utilise le fait bien connu que lorsqu'on fait fondre du zinc, celui-ci présente un état temporaire de très grande friabilité dans une plage de température qui precède immédiatement son point de fusion. Inversement, en passant de l'état liquide à l'état solide, le zinc traverse ce même état de grande friabilité peu après sa solidification complète. L'invention utilise cette propriété pour enlever la plus grande partie du revêtement de zinc se trouvant sur une face d'un feuillard après la sortie de celui-ci du bain de galvanisation. L'invention a également pour but de permettre de récupérer le zinc enlevé, sous forme de particules ayant une taille suffisante pour éviter tout risque d'aérosol et d'inflammation instantanée. La dimension des particules permet aisément de récupérer le zinc par gravité ou par des moyens simples de manutention. La forme noble du zinc récupéré le rend facilement réutilisable par l'industrie. L'invention permet d'obtenir normalement sur la face très pauvre en zinc une couche extrêmement faible composée essentiellement d'alliage fer-zinc. Cet alliage se comporte de façon très satisfaisante dans les opérations de soudure par points, à la molette ou par fusion, et dans les opérations de préparation de surface avant peinture : passivation, phosphatation, etc... Cet alliage a l'avantage de constituer une protection supplémentaire non négligeable contre la corrosion. Dans le cas où une préparation de surface avant peinture n'est pas prévue, il constitue en quelque sorte en lui-même une préparation de surface limitée, favorisant l'adhérence de la peinture. En outre, cet alliage mince et ductile joue favorablement un ralle de lubrifiant entre tôle et outil lors des opérations d'emboutissage. L'invention a en conséquence pour objet un procédé de fabrication de tales ou de feuillards d'acier emboutissables galvanisés à revêtement de zinc extrêmement faible sur une face, dans lequel on fait passer la tôle ou le feuillard en continu dans un bain de galvanisation classique au trempé à chaud, caractérisé en ce qu'on détermine en fonction des conditions de l'environnement ou autres la distance par rapport à la surface du bain à laquelle la température du revêtement de zinc sur la tôle ou le feuillard se trouve dans la plage dans laquelle le zinc passe par un état transitoire liquide solide caractérisé par sa friabilité, et on exerce en ce point une action mécanique sur l'une des surfaces de la tôle ou du feuillard pour en arracher à peu près complètement ledit revêtement de zinc. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend un support situé sur le trajet du feuillard à une distance réglable au-dessus de la surface du bain et portant des moyens mécaniques adaptés pour arracher le zinc disposés en contact avec une face de la tale ou du feuillard et au moins un rouleau antagoniste d'appui disposé en contact avec l'autre face de la tôle ou du feuillard. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ledit support comporte deux rouleaux d'appui, lesdits moyens mécaniques étant constitués par une brosse métallique cylindrique rotative disposée, de l'autre côté de la tôle ou du feuillard, entre lesdits rouleaux d'appui. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les positions respectives et la brosse et du ou des rouleaux sont réglables indépendamment par rapport à la surface du bain. De préférence des moyens sont prévus pour régler la pression exercée de part et d'autre de la tôle ou du feuillard par ladite brosse et par lesdits rouleaux respectivement. L'invention a enfin pour objet une tôle ou un feuillard d'acier emboutissable galvanisé à revêtement de zinc extreme- ment faible sur une face, fabriqué suivant le procédé et au moyen du dispositif ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une installation de galvanisation en continu classique comportant un dispositif suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue schématique partielle d'une variante d'un dispositif d'essorage; - la Fig. 3 est une vue schématique analogue à celle de la Fig. 1 d'une variante d'agencement de la brosse et de deux rouleaux d'appui; - la Fig. 4 est une vue en élévation de face d'un dispositif suivant l'invention; - la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4. En se référant aux dessins et plus particulièrement aux Fig. 1 à 3, le dispositif suivant l'invention est appliqué à une installation classique de galvanisation en continu au trempé à chaud comprenant une cuve 1 contenant un bain de galvanisation 2 que traverse en continu un feuillard d'acier 3 à galvaniser qui passe de façon connue autour d'un galet 4 de façon que le feuil lard galvanisé 5 sorte de ce bain de bas en haut, à peu près verticalement. A sa sortie du bain le feuillard galvanisé 5 est tout d'abord essoré au moyen de jets d'air ou autre gaz dirigés en sens inverse sur les faces opposées du feuillard par des buses 6 qui de façon connue balayent la surface du feuil lard revêtu de zinc en fusion afin d'en enlever l'excès de zinc. En variante, cet essorage peut être assuré au moyen de deux cylindres 6' d'une façon également connue, comme représentée à la Fig. 2. Après sa sortie du bain, le feuillard galvanisé 5 traverse un dispositif mécanique suivant l'invention d'enlèvement de l'une des couches de zinc qui est monté de façon réglable audessus de la surface du bain. Ce dispositif comprend une brosse métallique circulaire 7 qui est disposée de façon à tourner en cont contact avec l'une des faces du feuillard 5. Le dispositif comprend également un cylindre antagoniste 8 d'appui de la brosse adapté pour être en contact avec la face opposée du feuillard 5, au droit de la brosse cylindrique 7. La brosse 7 est entratnée en rotation dans un sens, de préférence dans le sens opposé au sens de défilement du feuillard, et le rouleau 8 qui fournit un appui pour la brosse 7 peut être soit monté fou et astre entratné par suite de son contact avec le feuillard, soit être lui-meme entratné en rotation dans le sens approprié. I1 est important que l'action exercée par la brosse cylindrique 7 soit appliquée au feuillard, suivant le procédé de l'invention, peu après la solidification complète du zinc sur le feuillard et de façon précise au moment où le zinc se trouve dans l'état transitoire liquide - solide caractérisé par sa friabilité, de façon à être facilement détaché de la surface du feuillard tout en évitant l'encrassement de la brosse. Bien entendu, la distance par rapport à la surface de bain de galvanisation à laquelle le revêtement de zinc déposé sur le feuillard commence à présenter cet état de friabilité, est fonction d'un certain nombre de facteurs variables. En conséquence cette distance peut varier et pour permettre de toujours exercer l'action mécanique voulue sur la face du feuillard dans la plage de température appropriée de ce dernier, le dispositif comportant la brosse 7 et le rouleau d'appui 8 est monté réglable suivant le traJet du feuillard. On peut ainsi déplacer la brosse 7 et son rouleau antagoniste 8 le long de ce trajet comme représenté par exemple en 7' 8' et 7 8' à la Fig.l. L'efficacité de l'action mécanique de la brosse 7 sur le zinc déposé sur le feuillard 5 est fonction notamment des caractéristiques de cette brosse, ctest-à-dire de son diamètre, de sa dureté et de la disposition et de la nature des fils de métal formant la brosse, ainsi que de sa vitesse de rotation et de la pression qu'elle exerce sur la surface du feuillard. Le rouleau d'appui 8 peut présenter une surface lisse ou une ruguosité uniforme mais variable ou un motif gravé comme connu en soi dans la technique afin de donner à la face galvanisée un aspect identique à la surface du rouleau afin de permettre à l'utilisateur de différencier aisément les faces du feuillard ou de la tôle. La Fig. 3 montre une variante de l'agencement de la brosse 17 dans laquelle il est prévu deux rouleaux d'appui 18 qui sont disposés de l'autre côté du feuillard de part et d'autre de l'axe de la brosse 17 dont l'action sur le feuillard est alors en partie fonction de la tension de celui-ci. Dans cette variante également la hauteur du dispositif peut être réglée par rapport à la surface du bain de galvanisation comme représenté en 17' et 18'. En outre les positions relatives de la brosse 17 et des rouleaux 18 peuvent également être réglées comme représenté en 17a et 17b à la Fig. 3. On a représenté aux Fig. 4 et 5 un exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. La brosse métallique rotative 7 est montée sur un arbre 9 tourillonnant dans des flasques 10 fixés eux-mêmes sur un support 11 monté réglable en hauteur. L'arbre 9 est couplé à l'arbre de sortie 12 d'un moteur 13 à courant continu permettant de régler facielement la vitesse de rotation de la brosse 7. Le support 11 peut être réglé en hauteur au moyen d'un dispositif quelconque approprié, par exemple à vis tel que représenté en 14. Les rouleaux d'appui 8 sont montés parallèles de façon à tourillonner dans un support 15 qui est réglable à la fois en hauteur parallèlement au trajet du feuillard et perpendiculairement à celui-ci au moyen de deux dispositifs, par exemple à vis, 19 et 20 respectivement. On peut ainsi non seulement déplacer les axes des rouleaux 8 par rapport à l'axe de rotation de la brosse 7 mais également régler la pression exercée par le dispositif sur le feuillard de part et d'autre de ce dernier, et ainsi également sur la tension de celui-ci. Enfin, il peut être prévu des moyens pour refroidir l'axe de la brosse et du ou des rouleaux d'appui par circulation d'un fluide de refroidissement approprié par l'intermédiaire de tuyaux 21, 22, respectivement. On comprend bien entendu que d'autres moyens que la brosse 17 peuvent être utilisés pour arracher le zinc de la surface de la tôle ou du feuillard, pourvu que ces moyens soient disposés à ltemplacement voulu par rapport au bain de galvanisation pour attaquer le revêtement de zinc au moment où celui-ci se trouve dans la plage de température adéquate. On comprend également qu'il est possible de prévoir le long du trajet du feuillard ou de la tôle, en aval par rapport à la brosse 17 et au rouleau 18, d'autres brosses ou des dispositifs appropriés, mécaniques, chimiques, ou électrolytiques ou autres pour assurer l'élimination du zinc résiduel ainsi que la finition. I1 est ainsi possible grâce au procédé et au dispositif suivant l'invention de fabriquer directement une tôle ou un feuillard d'acier galvanisé sur une face et dont l'autre face ne présente qu'un revetement de zinc extrêmement faible, le zinc arraché de la surface pouvant ensuite être récupéré. On remarquera que dans une installation de galvanisation à grand débit, il peut facilement être prévu des moyens adaptés pour régler automatiquement la position du dispositif par rapport à la surface du bain de galvanisation pour que 1' action abrasive de la brosse 17 s'exerce toujours à l'endroit du feuillard où le revetement de zinc passe par son état de friabilité, ces moyens étant commandés de façon classique par des capteurs sensibles aux différents facteurs influant sur la température du revêtement. Ces moyens étant bien connus dans la technique ne font pas partie de l'invention et par conséquent ne seront pas décrits. On remarquera enfin que le zinc arraché peut être récupéré très facilement sous une forme noble pour sa réutilisation industrielle, ce qui constitue encore un avantage du procédé et du dispositif suivant l'invention. REN DICATIONS 1. Procédé de fabrication de tôles ou de feuillards d'acier emboutissables galvanisés à revêtement extremement faible sur une face, suivant lequel on fait passer la tôle ou le feuillard dans un bain de galvanisation classique au trempé à chaud et dans lequel une partie du zinc déposé sur la tôle ou le feuillard est enlevée par des moyens mécaniques ou autres, caractérisé en ce qu'on détermine en fonction des conditions de l'environnement ou autres la distance par rapport à la surface du bain à laquelle la température du revêtement de zinc sur la tôle ou le feuillard se trouve dans la plage dans laquelle le zinc atteint son état de Friabilité peu après sa solidification, et on exerce en ce point une action mécanique sur l'une des faces de la tsle ou du feuillard pour en arracher complètement tout le zinc non allié au fer. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite action mécanique est un brossage effectué à chaud dans ladite plage de température. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un support situé sur le trajet du feuillard à une distance réglable au-dessus de la surface du bain et portant des moyens mécaniques adaptés pour arracher le zinc, disposés en contact avec une face de la t8le ou du feuillard et au moins un rouleau antagoniste d'appui disposé en contact avec l'autre face de la tôle ou du feuillard. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens mécaniques sont constitués par une brosse métallique cylindrique rotative. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit support comporte deux rouleaux d'appui, ladite brosse étant disposée, de l'autre côté de la t81e ou du feuillard, entre lesdits rouleaux d'appui. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les positions respectives de la brosse et du ou des rouleaux sont réglables indépendamment par rapport à la surface du bain. .7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour régler la pression exercée de part et d'autre de la tôle ou du feuillard par ladite brosse et par lesdits rouleaux respectivement. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens de finissage de la surface de la tôle ou du feuillard qui est débarrassée de son revêtement de zinc sont prévus en aval desdits moyens mécaniques. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qutil comprend des moyens sensibles à la température du revêtent de zinc sur le feuillard pour commander automatiquement la position dudit support. 10. Tôle ou feuillard d'acier emboutissable galvanisé obtenu au moyen du procédé et du dispositif tels que définis suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en outre en ce qu'il comporte sur une face un revêtement de zinc non allié, son autre face étant totalement dépourvue de zinc non allié.