Brevet FR2544336A1 — publié le 19841019

La présente invention est relative a une instal- lation pour le dépôt en continu d'un revêtement sur une ban- de, ce dépôt étant fait par passage de la bande dans un bain de la matière de revêtement chauffée au-delà de son point de fusion L'invention s'applique en particulier au revêtement d'une tôle d'acier par une couche de métal tel que du zinc. On connaît depuis longtemps des procédés dans les- quels une bande mince de métal est entraînée en continu d'abord dans des postes de préparation de surface et de préchauffa- ge, puis,grâce à des rouleaux immergés, passe dans un bain de matière de revêtement fondu, du zinc par exemple, après quoi elle sort du bain en suivant un trajet vertical ascen- dant Elle entraîne à sa sortie du bain une couche de ma- tière de revêtement liquide dont l'épaisseur dépend, notam- ment, de la vitesse de déroulement, de la température du bain et de l'état de surface de la bande Cette couche li- quide se solidifie lorsque la bande se refroidit alors qu'el- le est au-dessus du bain. Pour obtenir une couche de revêtement d'épaisseur uniforme, sans impuretés et à cristallisation régulière, il convient de contrôler avec précision tous les facteurs qui interviennent dans l'opération. Dans la technique la plus ancienne, on utilisait des rouleaux pour égaliser l'épaisseur de la couche de re- vêtement alors qu'elle était encore liquide Le brevet FR 1.563 457 a décrit une méthode plus efficace qui consiste à envoyer sur cette couche de matière de revêtement liquide un jet de gaz, de préférence de l'air dans le cas d'un revê- tement de plomb et de la vapeur d-'eau sèche dans le cas de zinc, ce jet de gaz étant fourni par une buse en forme de fente dont la forme,la position et-l'orientation sont défi- nies avec précision, de même que la pression de gaz, afin de fournir un jet en forme de lame qui enlève la fraction externe de l'épaisseur de liquide et la fait retomber vers le bain,entrainant avec elle les crasses et oxydes qui pour- raient provenir de la surface du bain. Dans la pratique actuelle, le gaz, utilisé le plus fréquemment pour cette opération d'essorage est l'air. Par ailleurs, pour obtenir une couche de revê- tement à cristallisation fine et régulière, on connait un procédé, dit de "fleurage minimisé" dans lequel on projet- te sur la bande un gaz chargé de germes de cristallisa- tion. Usuellement ce gaz est de l'air comprimé dans lequel on a introduit de fines particules solides de zinc. Pour éviter que celles de ces particules qui ne se fixent pas sur la bande aillent se répandre dans l'atelier, une bouche d'aspiration est placée à proximité immédiate de la buse de soufflage et l'air aspiré est recyclé après filtra- tion. La combinaison du refroidissement accéléré sous l'effet du jet de gaz et de la présence d'un grand nombre de germes conduit à une cristallisation fine et régulière. Ces méthodes donnent dans l'ensemble des résul- tats satisfaisants; toutefois, les exigences des utilisa- teurs sont toujours dans le sens d'une sévérité croissan- te, et il a été constaté que la constance du produit fini n'est pas tout à fait parfaite en ce qui concerne la présence d'oxydesen surface et la cristallisation de la matière de re- vêtement, notamment en ce qui concerne les tôles minces à faible épaisseur de revêtement. Ilétait connu (GB-A-777 353) de préserver le revê- tement de l'oxydation au moment de sa sortie du bain en fai- sant traverser b la bande une enceinte dont les parois plon- gent dans le bain et qui présente à sa partie supérieure une ouverture étroite par o sort la bande Un gaz inerte sé- journe dans cette enceinte, qui contient des rouleaux desti- nés à égaliser l'épaisseur du revêtement. On a proposé pour améliorer encore la qualité, d'utiliser un gaz inerte de haute pureté, par exemple de l'azote à très basse teneur en oxygène Un tel gaz est coûteux, et on a prévu de le recycler, mais, malgré les précautions prises: circuits aussi étanches que possi- ble, refroidissement, filtration, on arrive difficilement à un taux de recyclage supérieur à 50 %O. D'autre part, malgré ces précautions prises au moment de la sortie de la-bande hors du bain et de l'esso- rage, on n'arrive pas toujours à un contrôle satisfaisant de la cristallisation, notamment pour des épaisseurs fai- bles d'acier de la tôle et pour des revêtements minces Il semble que dans ce cas la faible inertie, thermique de la bande a pour conséquence l'apparition de problèmes parti- culiers. La présente invention a donc pour but princi- pal de permettre un meilleur contrôle de la cristallisation de la matière de revêtement, spécialement pour des épais- seurs faibles d'acier et de faibles poids unitaires de re- vêtement. Un autre but de l'invention est d'obtenir le ré- sultat qu'on vient d'énoncer pour un prix de revient peu é- levé, et avec une installation simple. L'invention fournit donc une installation pour le revêtement en continu de bande, comportant des moyens pour faire passersuccessivement la bande à travers un bain fondu de matière de revêtement et pour faire sortir la ban- de du bain dans une direction ascendante et sensiblement verticale; des moyens pour régulariser l'épaisseur de ma- tière de revêtement liquide entraînée par la bande à la sor- tie du bain; une enceinte entourant lesdits moyens de ré- gularisation, cette enceinte étant ouverte vers le bas et comportant des parois latérales qui plongent dans le-bain alors que sa paroi supérieure comporte une fente étroite pour la sortie de la bande; des moyens pour entretenir dans ladite enceinte une atmosphère protectrice; et au moins une buse de soufflage de germes disposée pour souffler sur ladi- te bande, au-dessus desdits moyens de régularisation, un jet de gaz chargé de germes de cristallisation de la matiè- re de revêtement, cette installation présentant la parti- cularité que ladite buse est placée à l'intérieur d'une enceinte, dont la bande sort par une fente étroite, et qui est pourvue de moyens pour entretenir une atmosphère protec- trice à l'intérieur-de ladite enceinte. Le fait de prévoir une enceinte de protection autour de la buse de projection de germes, permet d'éviter la formation de traces d'oxyde dans le revêtement, en outre cette enceinte permet une température plus constante au mo- ment du "fleurage minimisé". Bien entendu, pour réduire au maximum la for- mation de traces d'oxydes, il est avantageux que la bande soit également protégée du contact de l'air entre l'encein- te d'essorage et l'enceinte de fleurage minimisé par exem- ple en prévoyant que ces enceintes soient jointives Tou- tefois, suivant une modalité préférée l'enceinte qui con- tient la ou les buses de soufflage de germes ne fait qu'un avec l'enceinte qui contient des moyens de régularisation. Dans une installation dans laquelle la ou les buses de soufflage sont alimentéesen gaz au moins partielle- ment recyclé, selon la technique courante on prévoit avanta- geusement que ledit gaz recyclé est prélevé dans ladite en- ceinte dans laquelle sont placées ladite ou lesdites buses de soufflage Cette disposition permet de limiter les remous causés par la présence d'une bouche d'aspiration à proximi- té immédiate de la buse de soufflage Ces remous sont d'au- tant plus nuisibles à la qualité que la bande est plus mince et plus flexible. Comme on l'a indiqué plus haut, on connaît des installations dans lesquelles l'enceinte entourant les moyens d'essorage est associée à un circuit pour recycler au moins partiellement le gaz constituant l'atmosphère protectrice. Il pourrait être envisagé, pour simplifier, de prévoir un circuit de recyclage unique, surtout si l'enceinte est com- mune L'expérience a montré que cette solution n'est pas la plus avantageuse, et qu'il vautmieux prévoir que le cir- cuit pour le recyclage de ce gaz estindépendant du circuit pour le recyclage du gaz de soufflage de germes, même si l'enceinte est commune. En effet la vitesse et la température du gaz sortant de la buse de soufflage de germes doivent être contrôlés avec une grande précision qui est plus difficile à obtenir avec un circuit de recyclage commun. Avantageusement, pour économiser le gaz, lequel peut être de l'azote de haute pureté, on prévoit que le circuit de recyclage du gaz alimentant la ou les buses de soufflage de germes comprend des moyens d'épuration de ce gaz pour abaisser sa teneur en oxygène. Suivant une modalité particulièrement in- téressante, lesdits moyens d'épuration de gaz sont dispo- sés pour fournir en même temps les germes de cristallisation et de préférence lesdits moyens d'épuration comportent des moyens pour introduire dans le gaz de la vapeur d'une matière à la fois réductrice et capable de fournir des ger- mes et des moyens pour refroidir ensuite le gaz afin de for- mer lesdits germes par cristallisation. On peut aussi prévoir, si les deux cir- cuits de recyclage de gaz sont séparés,que le circuit de recycla- ge du gaz des moyens de-régularisation comprend des moyens d'épuration de gaz pour abaisser sa teneur en oxygène, ces moyens peuvent être les seuls ou fonctionnent en même temps,que d'autres prévus sur l'autre cir- cuit Dans le cas o la ou les buses de souffla- ge de germes et les moyens de régularisation sont dans la même enceinte, on peut aussi prévoir que l'installation comprend des moyens d'épuration degaz, disposés dans l'en- ceinte qui contient la buse de soufflage de germes, ou com- muniquànt directement avec elle. Ces moyens sont ainsi placés dans la par- tie commune aux deux circuits de recyclage s 'il y en a deux. De préférence lesdits moyens d'épuration sont placés à pro- ximité immédiate de la fente prévue dans la paroi supérieure de l'enceinte On évite ainsi des rentrées d'oxygène intem- pestives par la fente, à contre-courant de la bande En ef- fet, la fente ne peut assurer une étanchéité parfaite puis- que ses bords ne doivent pas -entrer en contact avec la ban- de, dont le revêtement est en cours de solidification ou tout juste solidifié. L'invention va maintenant être exposée plus en détail à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation pratique d'installation de préparation de tôle zinguée, il- lustrée par la figure annexée qui représente une coupe verti- cale schématique de l'installation. La bande à revêtir 1 arrive à la gauche de la figure Elle traverse d'abord un four 2, à atmosphère ré- ductrice contrôlée, qui assure à la fois la préparation de la surface, par réduction des oxydes, et son préchauffage à une température voisine de celle du bain La bande 1, guidée par des rouleaux 3, 4, 5 descend ensuite dans le bain de zinc fondu 7, puis remonte à la verticale au- dessus du bain et est envoyée après un rouleau 6-vers un poste d'enroulage non représenté Une gaine 8 qui plonge dans le bain et com- munique avec lefour 2, entoure la bande sur son trajet entre le four 2 et le bain 7, de façon à empêcher toute formation d'oxyde sur le métal nettoyé et chaud avant son contact avec le zinc du bain. A sa sortie du bain, la bande est entou- rée par un caisson 9 sans fond et dont les parois latérales plongent dans le zinc fondu Le toit du caisson comporte une fente 10, très étroite pour la sortie de la bande 1 vers-le haut. Le caisson 9 est sans communication avec } 5 la gaine 8, donc avec le four 1 Il serait en effet très dif- ficile de contrôler la composition, la température et les poussières dans le caisson 9 si une telle communication e- xistait. A l'intérieur du caisson sont disposées deux buses I 1, en forme de fente allongée, destinées à maintenir l'épaisseur du revêtement à l'épaisseur voulue, et, au-des- sus des buses 11, deux autres buses 12, de fleurage minimisé. Les buses d'essorage 11, sont alimentées en azote par un circuit de recyclage qui comprend une conduite d'extraction 13 par laquelle du gaz est extrait du caisson 9, un réfrigérant à eau froide 14, qui abaisse la tempéra- ture du gaz pour améliorer le fonctionnement de la pompe 15 qui lui fait suite Un filtre 16 est intercalé entre le ré- frigérant et la pompe Une conduite d'alimentation 17 relie la pompe 15 aux buses d'essorage 11 Sur cette conduite 17 vient se brancher une conduite 18 d'appoint en azote, munie d'une vanne et reliée à une source d'azote de grande pure- té 19. Les buses de fleurage minimisé sont alimen- tées par un circuit analogue, comportant un conduit d'ex- traction 20, un réfrigérant 21, une pompe 22 ét une conduite d'alimentation 23, mais sans conduite d'appoint. On a représenté en tirets trois positions possibles du dispositif d'épuration En 24, on a représenté un dispositif d'é- puration branché sur le circuit du gaz de fleurage minimi- sé, et qui est alors combiné avec le dispositif d'alimen- tation en germes de cristallisation. En 25, on a représenté un dispositif d'é- puration branché sur le circuit du gaz-d'essorage et dans ce cas il peut être constitué par des moyens d'injecter un hydrocarbure gazeux ou liquide, ou une substance analo- gue et une surface chaude qui vient frapper le gaz. En 26, on a représenté un dispositif d'é- puration placé dans le caisson 9, à proximité de la fente 10 Ce dispositif peut comporter un ou plusieurs surfaces chaudes, l'injection de matière réductrice peut être placée à un autre endroit des circuits. REVENDICATIONS 1 Installation pour le revêtement en continu de bande, comportant des moyens pour faire passer succes- sivement la bande à travers un bain fondu ( 7) de matiè- re de revêtement et pour faire sortir la bande du bain dans une direction ascendante et sensiblement verticale; des moyens pour régulariser l'épaisseur de matière de revête- ment liquide entraînée par la bande à la sortie du bain; une enceinte ( 9) entourant lesdits moyens de régularisa- tion, cette enceinte étant ouverte vers le bas et comportant des parois latérales qui plongent dans le bain alors que sa paroi supérieure comporte une fente étroite ( 10) pour la sortie de la bande; des moyens pour entretenir dans la- dite enceinte une atmosphère protectrice; et au moins une bu- se( 12)de soufflage de germes disposée pour souffler sur la- dite bande, au-dessus desdits moyens de régularisation, un jet de gaz chargé de germes de cristallisation de la matiè- re de revêtement, caractérisée en ce que ladite buse-est placée à l'intérieur d'une enceinte, dont la bande sort par une fente étroite, et qui est pourvue de moyens pour entre- tenir une atmosphère protectrice à l'intérieur de ladite en- ceinte. 2 Installation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'enceinte qui contient la ou les buses de soufflage de germes ne fait qu'un avec l'enceinte qui con- tient les moyens de régularisation 3 Installation selon l'une des revendications-l ou 2, dans laquelle la ou les buses de soufflagesont alimen- téesen gaz au moins partiellement recyclé, caractérisé en ce que ledit gaz recyclé est prélevé dans ladite enceinte dans laquelle sont placées ladite ou lesdites buses de souffla- ge. 4 Installation selon la revendication 3 etdansla- quelle l'enceinte entourant les moyens d'essorage est asso- ciée à un circuit pour recycler au moins partiellement le gaz constituant l'atmosphère protectrice, caractérisée en ce que le circuit pour le recyclage de ce gaz est indépendant du circuit pour le recyclage du gaz de soufflage de germes, même si l'enceinte est commune. Installation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le circuit de recyclage du gaz alimentant la ou les buses de soufflage de germes comprend des moyens d'épuration de ce gaz pour abaisser sa teneur en oxygène. 6 Installation selon la revendication 5, carac- térisée en ce que lesdits moyens d'épuration de gaz sont disposés pour fournir en même-temps des germes de cristal- lisation. 7 Installation selon la revendication 6, carac- térisée en ce que lesdits moyens d'épuration comportent des moyens pour introduire dans le gaz de la vapeur d'une matière à la fois réductrice et capable de fournir des ger- mes et des moyens pour refroidir ensuite le gaz afin de for- mer lesdits germes par cristallisation. 8 Installation selon l'une des revendications 4 à 7, caractériséeen ce que le circuit de recyclage du gaz des moyens de régularisation comprend des moyens d'épuration de ce gaz pour abaisser sa teneur en oxygène. 9.Installation selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'épu- ration de gaz, disposés dans l'enceinte qui contient la buse de soufflage de germes, ou communiquant directement avec el- le. Installation selon la revendication 9, carac- térisée en ce que lesdits moyens d'épuration sont placés à proximité immédiate de la fente prévue dans la paroi supé- rieure de l'enceinte.