Brevet FR2632975A1 — publié le 19891222

La présente invention concerne le domaine de l'application à chaud d'un revêtement protecteur sur des articles, par leur immersion dans un métal fondu:t a- notamment pour objet une installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles par immersion dans un métal fondu. L'invention peut être utilisée pour l'application d'un revêtement protecteur de grande longueur, destiné à être utilisé pour des poteaux de lignes de transport d'énergie électrique, sur des structures métalliques en - génie civil ainsi que sur des tubes utilisés, par exemple, dans l'industrie chimique (tubes pour des installations de craquage) dans la production du pétrole et dans l'in- dustrie de transformation du pétrole -(conduites pour le transport du gaz et du pétrole, tubes de cuvelage et tu- bes compensateurs), ainsi que des tubes pour les besoins urbains, etc.... On connaît une installation (FR, B,' 2229782) des- tinée à appliquer,-en continu, un revêtement protecteur sur un article en le faisant passer, dans le sens horizon- tal, à travers une cuve remplie d'un métal fondu, dont le niveau a été fixé au préalable. Cette installation comporte une cuve contenant le métal, ayant des orifices à travers lesquels-sont intro- duits des articles à revêtir pour les immerger dans le métal, un canal d'entrée et un canal de sortie. -- Des obturateurs magnétodynamiques sont disposés dans. lesdits canaux pour prévenir des fuites du métal fon- du, de la cuve. Les orifices sont pratiqués dans la cuve à un même niveau mais, le niveau du métal fondu. établi au préalable est toujours maintenu au-dessus des orifices. Il en découle- que l'installation en question n'assure pas une fiabilité voulue car dans le cas d'une coupure d'urgence du circuit électrique, le métal fondu peut s'écouler de la cuve à travers les orifices prévus pour le passage des articles à revêtir.. L'installation n'est pas économique par suite de l'énergie électrique considérable consommée p.ar les deux obturateurs magnétodynamiques servant à maintenir, dans la cuve, le niveau constant du métal fondu. En outre, au fur et à mesure du fonctionnement de cette installation, la qualité du revêtement protec- teur diminue à la suite de la pollution du métal par des oxydes. On connaît également une installation d'applica- tion d'un revêtement protecteur sur des articles par leur immersion dans un métal fondu (SU, A, 1175974) qui com- porte une cuve remplie du métal fondu ayant un couvercle, un orifice d'entrée et un orifice de sortie se trouvant à un même niveau, à travers lesquels on fait passer des articles à traiter.tLa cuve comprend un canal d'entrée et un canal de sortie qui communiquent avec cette cuve par l'intermédiaire de trous respectifs et sur lesquels sont montés des obturateurs électromagnétiques. Un mécanisme de chauffage et de pompage du métal fondu est disposé du côté de l'orifice de sortie, sur une paroi latérale de la cuve. Cette installation comprend en outre un mécanisme d'inclinaison de la cuve, cinématiquement lié à cette der- nière, des dispositifs de refroidissement par air et par liquide d'un article traité, montés dans le canal de sor- tie, un dispositif servant à l'évacuation des oxydes et des scories, de la surface du métal fondu,et qui est monté sur le couvercle de la cuve et un dispositif d'amené du gaz de raffinage ayant la forme d'un système de tubes per- forés disposés dans le fond de la cuve. Pour transférer l'installation en régime d'appli- cation d'un revêtement, il faut mettre la cuve en posi- tion horizontale. Le niveau du métal fondu doit être éta- bli de manière qu'il soit au-desus des orifices se trou- vant au même niveau et destinés au passage des articles à traiter. Le métal fondu est maintenu dans le volume de la cuve au moyen d'obturateurs électromagnétiques. On maintient la température du métal fondu au-dessus du point de Curie, et on y introduit un fondant du protection. Animé par le mécanisme de chauffage et de pompage, le mé- tal fondu circule dans le volume de la cuve et baigne ainsi un article, préalablement'chauffé, que l'on fait passer à travers cette cuve. Dans cette installation, le métal fondu est main- tenu dans le volume de la cuve à l'aide d'obturateurs électromagnétiques et,de ce fait, dans le cas d'une-cou- pure d'énergie électrique, il peut se produire un écoule- ment du métal fondu à travers les canaux. Cela diminue la fiabilité de cette installation et conduit à une consom- mation supplémentaire d'énergie électrique en raison de la nécessité de chauffer le métal fondu dans le canal. De plus, lorsqu'un revêtement protecteur est appliqué sur des articles creux, la conception de cette installation ne permet pas l'application de ce revêtement sur les sur- faces intérieures de ces articles en assurant une bonne qualité. On s'est donc proposé de mettre au point une installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles en les immergeant dans un métal fondu, - dont la conception permettrait, grâce au maintien du niveau du métal fondu, pendant que le revêtement protec- teur est appliqué sur un article quelconque au-dessous de l'un des orifices de la cuve, d'augmenter les perfor- *mances économiques de l'installation ainsi que la fiabi- lité de son fonctionnement. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles par leur immersion dans un métal fondu comportant une cuve remplie d-u métal fondu, ayant un cou- vercle et des orifices d'entrée et de sortie à travers lesquels passent des articles pour les traiter dans le métal fondu, un canal d'entrée et un canal de sortie com - muniquant avec la cuve à travers des trous correspondants, un obturateur électromagnétique monté sur l'un des canaux, un mécanisme de chauffage et de pompage du métal fondu disposé sur l'une des parois latérales de la cuve, un mécanisme d'inclinaison de la cuve, qui est cinématique- ment lié à cette dernière, des dispositifs de refroidisse- ment par air et par liquide d'un article à revêtir, qui sont disposés dans le canal de sortie, un dispositif ser- vant à e'évacuation des oxydes et des scories, de la sur- face du métal fondu, monté sur le couvercle, et un dispo- sitif d'amenée d'un gaz de raffinage ayant la forme d'un système de tubes perforés disposés dans le fond de la cuve, caractérisée selon l'invention en ce qu'elle est munie d'obturateurs mécaniques, qui sont placés sur le canal d'entrée et le canal de sortie et en ce que dans le cas du montage d'un obturateur électromécanique sur le canal d'entrée, ayant un orifice de vidange du métal fon- du, l'orifice de sortie de la cuve est disposé au-dessus de l'orifice d'entrée. Le problème posé est également résolu à l'aide d'une installation d'application d'un revêtement protec- teur, sur des articles, par immersion dans un métal fondu, comportant une cuve, remplie du métal fondu et ayant un couvercle et des orifices d'entrée et de sortie à travers lesquels passent des articles à traiter dans le métal fondu, un canal d'entrée et un canal de sortie communi- quant avec la cuve par l'intermédiaire des orifices cor- respondants, un obturateur électromagnétique monté sur l'un des canaux, un mécanisme de chauffage et de pompage du métal fondu monté sur la paroi latérale de la cuve du côté de l'orifice de sortie, un mécanisme d'inclinaison de la cuve cinématiquement lié à celle-ci, des dispositifs de refroidissement par air et par liquide d'un article à revêtir, disposés dans le canal de sortie, un dispositif servant à l'évacuation des oxydes et des scories de la surface du métal fondu, qui est monté sur le couvercle de la cuve, et un dispositif d'amené d'un gaz de raffinage ayant la forme d'un système de tubes perforés, disposés au fond de la cuve,caractérisé selon l'invention en ce qu'elle est munie d'obturateurs mécaniques placés sur les canaux d'entrée et de sortie, en ce que dans le cas du montage d'un obturateur électromagnétique sur le canal de sortie, ayant un orifice de vidange du métal fondu, l'orifice d'entrée de la cuve est disposé au-dessus 2632975 - de l'orifice de sortie. L'invention revendiquée permet de réduire la consommation d'énergie électrique et d'augmenter la fia- bilité du fonctionnement de cette installation pour l'ap- plication d'un revêtement protecteur sur des articles par leur immersion dans un 'métal fondu ainsi que d'appliquer le revêtement sur des faces de profilés en caisson fermé. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description-explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente un mode de réalisation d'une installation d'application d'un revêtement protec- teur sur des articles par immersion dans un métal fondu, selon l'invention; - la figure 2 représente un autre mode de réali- sation d'une installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles par immersion dans un métal fondu, selon l'invention. L'installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles par immersion dans un métal fondu, comporte une cuve 2 à garnissage (figure 1), ins- tallée sur un montant 1, remplie d'un métal fondu 3, par exemple de l'aluminium. La- cuve 2 est dotée d'un couvercle 4 avec un orifice 5 à travers lequel on introduit du mé- tal dans la cuve 2. L'orifice 5 est fermé par un volet 6. Dans les parois latérales de la cuve 2 sont réalisés un orifice d'entrée 7 et un orifice'de sortie 8 respecti- vement pour le passage d'un article 9 à traiter. Il faut noter que l'orifice de sortie 8 est disposé plus haut que l'orifice d'entrée 7. Par l'orifice 7, la cuve 2 est mise - en communication avee un canal d'entrée 10 tandis que par l'orifice 8, elle est mise en communication avec un canal de sortie 11. Les*canaux d'entrée 10 et de sortie 11 sont munis d'obturateurs mécaniques 12 et 13 respectivement, ayant la forme de registres, qui sont montés du côté exté- térieur de la cuve 2. En outre, dans le canal 10 est pra- tiqué un orifice 14 pour la vidange du métal fondu 3 et sur cet orifice 14 est monté un obturateur électromagné- tique 15,tandis que dans le canal de sortie ll est monté un dispositif 16 servant à enlever les excès de métal. L'installation, faisant l'objet de l'invention, est munie d'un mécanisme 17 pour le chauffage et le pompage du métal, se présentant sous la forme d'un système magnétodynamique qui est disposé du côté de l'orifice de sortie 8. Le mécanisme d'inclinaison de la cuve 2 est constitué d'un secteur denté 18 cinématiquement lié à la cuve 2, d'un pignon 19, d'un moteur 20 et d'un réducteur 21. Sur le couvercle 4 de la cuve 2 est monté un dis- positif 22 servant à l'évacuation des oxydes et des scories de la surface du métal fondu 3. Ce dispositif comporte une buse liée à un système d'aspiration (non montré sur la figure). La chambre d'un dispositif 23 de refroidisse- ment par air est disposée dans le canal de sortie 11 et est rigidement liée au corps de la cuve 2. Un dispositif 24 de refroidissement par liquide a la forme d'une chambre montée de manière fixe en aval de la chambre du dispositif 23. Des tubes perforés 25 du dispositif d'amené de gaz de raffinage sont disposés dans le fond de la cuve 2. Pour qu'un article 9 puisse passer à travers la cuve, des transpor- teurs à rouleaux 26 et 27 sont montés de son côté exté- rieur. Un convoyeur-récepteur 28, dont le réglage se fait à l'aide d'un vérin hydraulique 29, est disposé en aval de la chambre du dispositif 24. Le canal d'entrée 10 est mis en communication avec un canal 30 d'amenée d'un gaz de protection. Lorsque l'installation, faisant l'objet de la présente invention, est utilisée pour appliquer un revê- tement protecteur sur les surfaces extérieure et inté- rieure d'articles creux, l'obturateur électromagnétique 15 (figure 2) est monté sur le canal de sortie 11. Dans ce cas, l'orifice de sortie 8 se trouve au-dessus de l'ori- fice d'entrée 7 tandis que le mécanisme 17 de chauffage et de pompage du métal fondu est disposé du côté de l'ori- fice d'entrée 7. De plus l'orifice 14, servant à la vi- dange du métal fondu, est pratiqué dans.le canal de sortie 1! en amont du dispositif 16 servant à enlever -es excès de métal. Les figures 1 et 2 montrent les installations revendiquées en régime d'application d'un revêtement pro- tecteur sur un article 9 qui traverse la cuve 2, ce der- nier étant inclinée. En régime de stockage, la cuve 2 est olacée horizontalement. L'obturateur électromagnétique 15 et le système magnétodynamique du mécanisme 17 de chauf- fage et de pompage du métal fondu- sont débranchés. Des obturateurs 12 et 13 obturent-l''orifice d'entrée 7 et l'orifice de sortie 8 de la cuve- 2. L'installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles par immersion, dans un métal fondu, fonctionne de la manière suivante. Avant'de mettre l'installation en marche, on remplit partiellement la cuve 2 (figure 1) d'un métal fondu 3, par exemple d'alu- minium. On met le système magnétodyn.amique du mécanisme 17 et le moteur électrique 20 du mécanisme d'inclinaison de la cuve en marche. En se servant du pignon 19 et du sec'teur denté 18, on incline la cuve 2 de sorte que le métal fondu remplisse les canaux du système magnétodyna- mique du mécanisme 17. On fait la charge d'appoint de la cuve 2 en métaI sous forme de lingobsen les faisant fon- dre au moyen du système magnétodynamique. Après avoir fondu la moitié de la masse du métal, on' remet la cuve 2 en position horizontale. On continue à réaliser l'amenée du métal dans la cuve 2, ainsi que sa fusion et son chauf- fage ultérieur. Le métal fondu est porté'à une température se trouvant au-dessus du point- de Curie, et le niveau du mé- tal fondu est amené jusqu'à l'orifice d'entrée 7. On met l'obturateur électromagnétique 15 et le moteur électrique du mécanisme d'inclinaison en marche, mettant ainsi la cuve 2 à une position inclinée et on monte les obturateurs 12 et 13. Le métal est retenu dans le volume de la cuve 2 à l'aide de l'obturateur 15. On introduit un mélange de vapeur dans le dispositif 16 pour évacuer les excès de métal et on met le dispositif. 23 de refroidissement par air et le dispositif 24 de refroidissement par liquide en marche. Lors de l'inclinaison de la cuve 2, il faut que le système des transporteurs à rouleaux 26, 27 ainsi que la chambre du dispositif 24 de refroidissement par liquide se trouvent sur un même axe sous un angle c_ par rapport à la surface du métal fondu 3. L'article 9, chauffé au préalable à une température de 450 à 780 C, est introduit, par l'intermédiaire du transporteur à rouleaux 26, par le O10 canal d'entrée 10, dans la cuve 2 o se produit le proces- sus d'application d'un revêtement protecteur sur cet arti- cle 9. Pour protéger la surface de l'article 9, du gaz de protection est introduit par le canal 30. Pendant que l'arti- cle 9 passe à travers le métal fond, on introduit, dans la cuve 2, par les tubes perfcrés 25, un gaz de raffinage, par exemple de l'azote, qui entraîne, vers la surface, les particules d'oxydes d'aluminium qui se forment à l'interaction du métal de l'article 9 et du métal fondu 3. Simultanément, on met le dispositif 22 en marche,lequel, par l'intermédiaire de sa buse, qui est liée au système d'aspiration, évacue périodiquement des oxydes et des scories de la surface du métal fondu 3. Ensuite, l'article 9 passe à travers l'orifice de sortie 8, o il est débarrassé des excès de métal en soufflant le mélange de vapeur amené par le dispositif 16 servant à enlever ces excès. Ensuite l'article 9 arrive à la chambre du dispositif 23 de refroidissement par air. Le refroidissement final de l'article 9 se produit dans la chambre du dispositif 24 o il est envoyé, à l'aide du transporteur à rouleaux 27. Ensuite, le convoyeur 28 envoie l'article 9 à une opération ultérieure. Un nouvel article 9 est introduit dans la cuve 2. Dans le cas de l'application d'un revêtement - protecteur aussi bien sur la surface intérieure que sur la surface extérieure de l'article 9, le niveau du métal fondu 3 masque l'orifice de sortie 8 qui se trouve plus bas que l'orifice d'entrée 7. Dans ce cas-là, il faut maintenir le métal fondu 3 dans le volume de la cuve 2 et l'obturateur électromagnétique 15 est placé sur le canal de sortie 11. Lorsque dans la cuve 2 est introduit l'arti- cle 9, par exemple un tube, en le déplaçant Je haut en bas, le métal fondu pénètre à l'intérieur du tube et couvre ainsi sa surface-intérieure. L'utilisation de la solution technique revendi- quée permet de réduire sensiblement la consommation d'éner- gie électrique nécessaire au maintien du métal fondu dans le volume de la cuve 2. -L'installation faisant l'objet de la présente -invention assure une commande automatique du proc.essus- d'application d'un revêtement protecteur à tous les régi- mes de fonctionnement du-dispositif-en question. L'installation est facilement transférée du ré- gime de repos au régime d'application d'un revêtement protecteur, d'o une réduction de temps entre les opéra- tions. L'utilisation d'un seul obturateur électromagné- tique 15 assure une meilleure sécurité du travail et rend l'entretien de l'installation selon l'invention plusai- sé. La solution technique revendiquée permet d'effec- tuer l'aluminure des faces (extérieure et intérieure) des tubes. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles, par immersion dans un métal fondu, du type comportant une cuve, remplie du métal fon- du, ayant un couvercle, un orifice d'entrée et un orifice de sortie destinés au passage d'un article à traiter à travers le métal fondu, un canal d'entrée et un canal de sortie mis en communication, avec la cuve,par l'intermé- diaire des orifices respectivement, un obturateur élec- tromagnétique monté sur des canaux, un mécanisme de chauf- fage et de pompage du métal fondu, disposé sur l'une des parois latérales de la cuve, un mécanisme d'inclinaison de la cuve cinématiquement lié à celle-ci, des dispositifs de refroidissement par air et par liquide de l'article à traiter disposés dans le canal de sortie, un dispositif destiné à évacuer les oxydes et les scories de la surface du métal fondu, qui est monté sur le couvercle de la cuve et un dispositif d'amenée de gaz de raffinage ayant la forme d'un système de tubes perforés disposés au fond de la cuve,caractérisée en ce qu'elle est munie d'obtura- teurs mécaniques (12, 13) placés dans le canal d'entrée (10) et le canal de sortie (11) respectivement et en ce que,dans le cas du montage de l'obturateur électromagné- tique (15) sur le canal d'entrée (10), ayant un orifice de vidange (14) du métal fondu (3), l'orifice de sortie (8) de la cuve (2) se trouve plus haut que l'orifice d'entrée (7). 2. Installation d'application d'un revêtement protecteur sur des articles, par immersion dans un métal fondu, du type comportant une cuve remplie d'un métal fondu ayant un couvercle, un orifice d'entrée et un ori- fice de sortie par lesquels on fait passer un article à traiter dans le métal fondu, un canal d'entrée et un ca- nal de sortie mis en communication avec la cuve par l'inter- médiaire des orifices correspondants, un obturateur élec- tromagnétique (15) monté sur l'un des canaux, un méca- nisme de chauffage et de pompage du métal fondu, disposé il sur l'une des parois latérales de la cuve, un mécanisme d'inclinaison de la cuve cinématiquement lié à celle-ci, des dispositifs de refroidissement par air et par liquide de l'article en cours de traitement disposés dans le ca- nel de sortie, un dispositif destiné à évacuer Ies oxydes et les scories de la surface du métal fondu disposé sur le couvercle de la cuve et un dispositif d'amenée d'un gaz de raffinage ayant la forme d'un système de tubes perfo- rés disposés au fond de la cuvecaractérisée en ce qu'elle est munie d'obturateurs mécaniques (12, 13) qui sont pla- cés sur les canaux d'entrée et de sortie (10, 11) et en ce que, dans le cas du montage de l'obturateur électroma- gnétique (15) sur le canal de sortie (11), ayant un ori- fice de vidange (14) du métal fondu (3), l'orifice d'en- trée (7) de la cuve (2) est disposé plus haut que l'ori- fice de sortie (8).