Brevet FR2471421A1 — publié le 19810619

La présente invention est relative à un procédé de revêtement en continu de thles métalliques, lorsque ledit revêtement est effectué par immersion des tôles dans un bain métallique; ce procédé est particulièrement appli- cable au cas des lignes de galvanisation que l'on veut pouvoir convertir pour passer de la production de t8les revêtues sur une face à la production de t8les revêtues sur les deux faces et vice-versa. Pour la clarté de l'exposé, la description iO donnée ci-après est relative à la galvanisation, mais il y a lieu de noter que les considérations émises ainsi que les revendications sont valables également pour d'autres revêtements que celui de zinc, le bain d'immersion pouvant être constitué par du pl3mb, de l'étain, de l'aluminium, etc..., ou par leurs alliages, ces métaux étant pris iso- lément ou en mélange. Les techniques de galvanisation en continu des t8les minces sont bien connues et permettent, actuellement, d'assurer une production de qualité, avec un appareillage technolDgiquement bien approprié aux opérations visées. Certaines de ces techniques, quelles que soient leurs qualités intrinsèques ou leurs particularités propres, sont spécifiques d'une galvanisation sur deux faces, celle-ci étant pratiquement réalisée par le passage continu d'une bande d'acier dans un bac de trempage. D'autres techniques concernent une galvanisa- tion sur une seule face en laissant l'autre face sans aucune trace de zinc. A titre d'exemple, les tôles minces destinées notamment à la fabrication des carrosseries d'automobiles rentrent dans cette catégorie, la face non galvanisée étant en principe destinée à recevoir une couche de peinture. Dans ce domaine, le demandeur a déjà préconisé un procédé caractérisé par la mise en contact de la tôle avec un cylindre de masquage rotatif, d'axe horizontal, trempant partiellement dans un bain de zinc liquide. Par enroulement sur une partie de la périphérie du cylindre de masquage, cette tôle est introduite dans le bain en respectant les conditions suivantes le contact entre la t3le et le cylindre est établi avant l'entrée de la tôle dans le bain et n'est supprimé qu'après la sortie de la t3le dudit bain. Jusqu'à présent, ces deux types de lignes sont constitués d'un appareillage bien spécifiqueque l'on ne peut pas utiliser, même en partie, dans les deux applica- tions. Dans un premier stade, la présente invention a pour objet un procédé permettant de revêtir des tôles métalliques sur une ou deux faces, en utilisant en tout ou en partie du matériel semblable et donc interchangeable. 2471 421 Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on recouvre une ou deux faces d'une tôle métallique d'un revêtement métallique en mettant la tôle à revêtir en contact avec la surface périphérique d'un cylindre rot1atif, d'axe sensiblement horizontal, trempant dans un bain de métal liquide, et en introduisant la dite tôle dans le bain par enroulement de celle- ci sur toute sa largeur sur une partie de la périphérie du dit cylindre, mais sans en dépasser les bords. Dans un deuxième stade, la présente invention a également pour objet de résoudre la problème de rentabilité suivant, avec lequel les métallurgistes sont fréquemment confrontés: les quan- tités de tôles à galvaniser sur une face sont généralement insuffisan- tes à saturer la capacité de production d'une installation. Le fait de pouvoir traiter les tôles à galvaniser sur une face avec la même ins- tallation que celle utilisée pour galvaniser les tôles sur deux faces constituerait une solution particulièrement intéressante de ce pro- blème de rentabilité. A cette fin, on convertit les lignes de revêtement de tôles métalliques sur une face en lignes de revêtement sur deux faces et vice-versa, en modifiant la position des endroits de début et de fin de contact entre la tôle et le cylindre de masquage par rap- port à la position des endroits o la tôle entre et sort du bain et en faisant usage d'un cylindre de masquage dont au moins la paroi externe est non-mouillante, c'est-à-dire de nature à ne pas prendre le revêtement0 Dans un troisième stade, la présente invention a encore pour objet de réaliser en une seule opération, une galvani-sa- tion différentielle-sur les deux faces. Il faut comprendre par là, que l'on réalise directe- ment et simultanément sur les deux faces de la tôle,un revêtement de métal fondu, dont les épaisseurs sont différentes, l'épaisseur la plus petite étant par ailleurs susceptible d'être ajustée à une valeur pré- déterminée. 4.- 2471421 - Suivant une première modalité de l'invention, on modifie la position relative du cylindre de masquage et du bain. Suivant une deuxième modalité de l'invention, on réalise un revêtement sur une face en veillant d'une part, à ce que l'endroit de mise en contact de la tôle avec le cylindre de masquage soit situé en amont de l'endroit o la tôle entre dans le bain et d' autre part, à ce que l'endroit de fin de contact de la tôle avec le cylindre de masquage soit situé en aval de l'endroit o la tôle sort du bain. Suivant une autre modalité de l'invention, on réalise un revêtement sur deux faces en veillant d'une part, à ce que l'endroit de mise en contact de la tôle avec le cylindre de masquage soit situé en aval de l'endroit o la tôle entre dans le bain ou d'autre part, à ce que l'endroit de fin de contact de la tôle avec le cylindre de mas- quage soit situé en amont de l'endroit o la tôle sort du bain. La position du cylindre de masquage en immersion partielle dans le bain métallique peut être utilisée, suivant l'in- vention, pour le revêtement sur une ou deux faces. La position du cylindre de masquage en immersion totale dans le bain métallique est avantageusement utilisée, suivant l'invention, pour le revêtement sur deux faces. Grâce au procédé décrit ci-dessus, les métallurgistes disposent d'un moyen sLmple, aisé et peu coûteux d'utiliser une même ligne de revêtement pour recouvrir une ou les deux faces de tôles métalliques. - Conformément au troisième stade de l'invention, on dispose le cylindre de masquage autour d'une partie de la périphérie duquel, et dans le bain, la tôle est enroulée de telle façon que son axe de rotation, pratiquement horizontal, se trouve par rapport au 3( niveau supérieur du métal, dans la cuve qui le contient, à un niveau tel que la face supérieure du brin de tôle entrant dans le bain ne soit en contact avec le métal fondu que pendant un temps très court, et pas du tout au moment de la sortie. Il est ainsi possible de ne déposer sur cette face supérieure qu'une très mince couche de métal fondu; l'épais- seur de cette couche est en relation évidente avec la vitesse de déplacement de la tôle et la longueur du parcours de la dite face dans le bain, avant d'entrer en contact avec la surface périphérique du cy- lindre masqueur. En pratique, pour obtenir cette galvanisation diffé- rentielle, on place l'axe du cylindre masqueur en position horizontale, soit très peu sous le niveau supérieur du métal, soit de préférence A ce niveau et de préférence encore au-dessus de ce niveau. La longueur du parcours de la face supérieure de la tôle dans le bain de métal est encore ajustable en fonction de l'inclinaison de la dite tôle sur la lOsurface supérieure du bain, au moment o la tôle pénètre dans le bain. La tale aDrt généralement perpendiculairement à la surface du bain. La modalité ci-dessus décrite présente l'avantage de faire usage du rouleau masquant, simultanément comme rouleau essoreur sur une face. En sus, elle présente l'avantage d'une moindre consommation de gaz pour essorage. Il n'est pas inutile de noter ici que la face sur la- quelle n'est déposée qu'une très mince couche de zinc (par exemple in- férieure à 5 I m) peut être du type '"galvannealed", c'est-à-dire une couche d'alliage Fe - Zn obtenue par traitement thermique après galva- nisation et conduit à un produit soudable, apte à admettre une mise en peinture. Ce produit présente donc des qualités proches de celles de la tale galvanisée sur une face. La face recouverte de quelques microns de zinc ou d'intermétallique Fe - Zn, qui ne gênent pratiquement pas la soudabilité et la mise en peinture, est ainsi protégée contre la corro- sion. Le schéma ci-après, donné à titre d'exemple non li- mitatif, permet de se rendre compte comment (figure 1), pour urepo- sition donnée d'un rouleau auxiliaire 1, la position du rouleau de masquage 2 par rapport au niveau supérieur du métal liquide peut con- 3Oduire aux trois types de galvanisation envisagés dans la présente invention. La tôle à galvaniser est repérée en 3 et se déplace suivant les flèches 4 et 5, le rouleau masqueur tournant dans le sens de la flèche 6 autour de son axe 7 supposé horizontal. 6. - 2471421 Suivant la position du niveau supérieur du bain 8, 9 ou 10, on peut constater immédiatement que la galvanisation de la tôle 3 se fera sur les deux faces (niveau 8), sur deux faces mais différen- tielle (niveau 9) ou sur une seule face (niveau la). pour la simplifi- cation du dessin, le brin sortant a toujours été représenté vertical, et tout se passe comme si le niveau supérieur de métal restant fixe, c' était le cylindre masquant 2 qui se déplaçait par rapport au dit niveau. Suivant la figure 2, on fait l'hypothèse que le rou- leau masq..r 2 tournant dans le sens de la flèche 6 autour de son axe 7, lequel est fixe par rapport au niveau supérieur h1 du bain. Le rouleau auxiliaire 1 se déplace horizontalement, son axe restant parallèle à lui-même en se déplaçant dans le plan horizontal de trace 13. Suivant la position de ce rouleau auxiliaire, le brin entrant de la tôle 3 sera en position verticale 14 correspondant à la galvanisation sur une seule face, ou en position 15 correspondant à une galvanisation différentielle sur deux faces. On conçoit immédiatement que la différence entre les épaisseurs de zinc déposées sur les deux faces de la tôle soit en relation directe avec la position relative des ) rouleaux let 2 et du niveau 11. Suivant l'invention, on peut également modifier de façon appropriée la position de deux rouleaux l et 2 pour arriver au résultat souhaité. Dans un autre stade encore, la présente invention a pour objet de remédier aux difficultés parfois rencontrées dans la localisation du début ou de fin de contact de la tôle avec le cylih- dre, soit dans le bain, soit en dehors du bain. A cette fin, on dispose au moins un rouleau de gui- dage à proximité de l'endroit o la tôle doit entrer en contact avec le cylindre de masquage trempant dans le bain métallique et/ou de l'en- droit o la tôle doit se séparer du dit cylindre de masquage après son enroulement autour de la surface périphérique de ce cylindre. Suivant l'invention, on utilise au moins un rouleau de guidage à proximité de l'endroit o la tôle doit entrer en contact avec le cylindre de masquage, l'action de guidage de ce rouleau étant 2471 421 complétée alors par une action de mise sous tension de la tôle et de pression de la tôle sur le cylindre de masquage. Egalement suivant l'invention, on utilise au moins un rouleau de guidage à proximité de l'endroit o la tôle doit se séparer du cylindre de masquage, l'action de guidage de ce rouleau étant com- plétée alors par une action d'essorage et soit de mise sous tension de la tôle soit de pression de la tôle sur le cylindre de masquage. Bien entendu, il ne sort pas du cadre de la présente invention, d'utiliser simultanément au moins un rouleau à proximité des endroits de début et de fin de contact de la tôle avec le cylindre de masquage, avec les actions spécifiques mentionnées plus haut suivant l'endroit. Une modification de la position relative de ce cylindre de guidage (situé à proximité de l'endroit o la tôle doit entrer en contact avec le cylindre de masquage) et le cylindre de masquage peut également permettre de galvaniser sur une face ou sur 2 faces (idem pour cylindre de guidage à la sortie). La combinaison des modifications des positions relatives du cylindre masquant par rapport au niveau du bain de galvanisation d'une 2Opart et du cylindre masquant vis-&-vis du ou des cylindres de guidage d'autre part, permet ainsi de passer du 1 face au 2 facesou au 2 faces différentielles et vice-versa. Dans encore un autre stade, la présente invention a aussi pour objet de remédier aux difficultés éventuellement rencontrées pour assurer la protection contre l'oxydation de la tôle avant et éven- tuellement après le revêtement A cette fin, on entoure la partie supérieure de l'en- ceinte comprenant le bain de métal liquide et le cylindre de masquage, d'une enveloppe étanche et contenant une atmosphère protectrice non 0o0xydante, de préférence réductrice, telle que par exemple une atmosphère composée de H2 + N2- Le revêtement de tôles métalliques dont il est ques- tion dans la présente invention consiste avantageusement en une gal- vanisation. a.- 2471421 La modalité exposée plus haut est particulièrement intéressante dans le cas précité d'une ligne de revêtement converti- ble "une face - deux faces" et vice-versa. REVENDIC ATIONS 1. Procédé de revêtement en continu de tôles (3) métalliques sur une ou deux faces, dans lequel on met la tole à revêtir en contact avec la surface périphérique d'un cylindre rotatif (2) d'axe sensiblement horizontal trempant dans un bain de métal liquide, ladite tôle étant introduite dans le bain par enroulement de celle-ci sur toute sa largeur sur une partie de la périphérie dudit cylindre, c a r a c t é r i s é en ce que l'on convertit 1O les lignes de revêtement de toles métalliques (3) sur une face en lignes de revêtement sur deux faces et vice-versa, en modifiant la position des endroits de début et de fin de contact entre la tôle et le cylindre de masquage (2) par rapport à la position des endroits o la tôle entre et sort du bain, et en faisant usage d'un cylindre de mas- quage (2) dont au moins la paroi externe est non-mouillante, c'est-à-dire de nature à ne pas prendre le revêtement. 2. Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que l'on modifie en outre la posi- tion relative du cylindre de masquage (2) et du bain. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 et 2, c a r a c t é r i s é en ce que la pôsi- tion du cylindre de masquage (2) en immersion partielle dans le bain métallique est utilisée pour le revêtement sur deux faces. 4. Procédé de revetement en continu de tôles métalliques sur deux faces. suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, c a r a c t é r i s é en ce que l'axe (7) du cylindre de masquage (2) se trouve très peu o30 au-dessous du niveau supérieur du métal dans le bain, et le brin de la t3le sortant du bain est incliné dans le meme sens que le brin entrant, ce dernier pénétrant dans le métal avant d'arriver en contact avec le cylindre. 5. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications i et 3, c a r a c t é r i s é en ce que l'axe (7) du cylindre de masquage (2) se trouve au niveau supérieur du métal liquide, en ce que le brin entrant de la tôle pénètre dans le métal avant d'arriver en contact avec le cylindre de masquage (2), et en ce que le brin sortant est vertical ou incliné dans le meme sens que le brin entrant. 6. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 et 3, c a r a c t é r i s é en ce que l'axe (7) du cylindre de masquage (2) se trouve au-dessus du niveau supérieur du métal liquide, et en ce que le brin entrant de la tôle pénètre dans le métal liquide avant d'arriver en contact avec le cylindre, et en ce que le brin sortant quitte le contact du cylindre après sa sortie du bain de métal liquide. 7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 6, c a r a c t é r i s é en ce que l'on entoure la partie supérieure de l'enceinte comprenant le bain de métal liquide et le cylindre de masquage, d'une enveloppe étanche et contenant une atmosphère protectrice non oxydante, de préré- rence réductrice, telle que par exemple une atmosphère composée de H2 - N2 2 2 8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 7, c a r a c t é r i s é en ce que le revête- ment de tôles métalliques consiste en une galvanisation.