Brevet FR2721235A1 — publié le 19951222

L'invention a pour objet une installation de traitement d'un produit en bande et s'applique plus spécialement au décapage de bandes métalliques laminées. Lors de la production de bandes métalliques par laminage, il est nécessaire de décaper celles-ci, notamment pour éliminer des oxydes se trouvant sur les deux faces de la bande. Généralement, on fait défiler la bande en continu dans un bain de solution acide contenu dans un ou plusieurs bacs allongés de forme rectangulaire. La bande, qui se déroule horizontalement passe sur un seuil placé à l'extrémité amont du bac, pénètre dans celui-ci en formant une boucle qui plonge dans le bain de traitement, et ressort à l'autre extrémité du bac en passant sur un seuil placé à l'aval. Compte tenu de la vitesse importante de défilement de la bande, celle-ci doit être immergée sur une longueur importante et c'est pourquoi on utilise généralement plusieurs bacs placés l'un à la suite de l'autre et dans lesquels la bande plonge successivement. L'ensemble est relié à un circuit d'alimentation et de régénération de l'acide, la concentration de celui-ci variant de l'amont à l'aval en fonction du degré de décapage de la bande. De telles installations sont très encombrantes et leur entretien est difficile et onéreux en raison des risques de corrosion par l'acide qui nécessite le remplacement périodique de certaines pièces. D'autre part, des vapeurs acides se dégagent du bain et peuvent corroder la charpente du bâtiment et les dispositifs placés à proximité des bacs. Bien entendu, chaque bac est recouvert d'un couvercle et les vapeurs sont captées mais on ne peut, cependant, éviter totalement les risques de corrosion. Par ailleurs, la consommation en acide est importante en raison des grandes quantités mises en jeu et de la essité de régénérer l'acide pour maintenir la concentration dans chaque bac au niveau voulu. L'invention remédie à l'ensemble de ces inconvénients grâce à de nouvelles dispositions permettant notamment de diminuer l'encombrement et les risques de dégagement de vapeur. L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à une installation de traitement d'un produit en bande comprenant au moins un bac allongé, limité par un fond, deux parois longitudinales et deux parois transversales, et contenant un liquide de traitement, et des moyens de commande du défilement continu du produit en bande, au contact du liquide de traitement, suivant la direction longitudinale du bac, entre une extrémité amont et une extrémité aval de celui-ci. Conformément à l'invention, la bande est guidée à l'intérieur du bac par un ensemble de déflecteurs transversaux placés respectivement aux deux extrémités amont et aval du bac de façon à définir, à l'intérieur de celui-ci, un trajet en zig-zag comprenant au moins deux sections respectivement aller et retour en contact avec le liquide de traitement, s'étendant chacune sensiblement suivant un plan parallèle au fond du bac, entre deux déflecteurs, respectivement amont et aval, en s'enroulant partiellement sur des parties de guidage des déflecteurs qui, dans chaque ensemble amont et aval, sont décalées en hauteur de façon à définir au moins deux niveaux écartés l'un de l'autre, de passage desdites sections aller et retour de la bande. De préférence, les déflecteurs transversaux sont des rouleaux cylindriques montés rotatifs chacun autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale de défilement. De plus, au moins les parties inférieures des rouleaux sont immergées dans le bain et sont placées à des niveaux décalés en hauteur de façon à définir au moins deux niveaux sensiblement horizontaux pour au moins deux sections immergées, respectivement aller et retour de la bande. Dans un premier mode de réalisation, au moins les rouleaux de guidage de la section la plus basse sont montés rotatifs chacun autour de deux paliers immergés dans le bain de liquide et constitués au moins en partie, ou bien protégés par une matière résistant à la corrosion au contact dudit liquide. Dans un autre mode de réalisation, chaque rouleau déflecteur est monté rotatif sur un arbre ayant deux extrémités qui passent dans des orifices ménagés dans les parois longitudinales du bac avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire, et sont portées par des parties placées à l'extérieur du bain, de l'autre côté desdites parois. Mais il est aussi possible de déterminer les diamètres des différents rouleaux déflecteurs en fonction des niveaux à définir pour les sections immergées de façon que la génératrice inférieure de chaque rouleau se trouve au niveau voulu, l'axe de rotation du rouleau étant placé au-dessus de la surface du bain. De façon particulièrement avantageuse, au moins une paroi de séparation de forme allongée, sensiblement plane, est placée à l'intérieur du bac entre deux sections respectivement aller et retour du trajet de la bande. Cette paroi divise le bac en au moins deux cellules, respectivement aller et retour, chaque cellule étant associée à des moyens d'injection du liquide de traitement au moins à son extrémité amont dans le sens de défilement de la bande. De façon avantageuse, on peut faire varier la concentration du liquide de traitement injecté dans chaque cellule en fonction de la position de celle-ci sur le trajet de la bande. Mais l'invention sera mieux comprise dans la description suivante de certains modes de réalisation, donnés à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une installation de décapage selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un autre mode de réalisation, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue de détail, en coupe transversale, selon la ligne IV-IV de la figure 2. Dans l'exemple représenté, sur la figure 1, l'installation comprend un bac de décapage 1 formant une cuve allongée limitée par un fond 11, deux parois latérales longitudinales 12 et deux parois transversales 13, 14 et remplie d'un liquide de traitement 2 jusqu'à un niveau 21. Le produit à décaper se présente sous la forme d'une bande continue 3 associée à des moyens non représentés permettant de la faire défiler à l'intérieur du bac suivant une direction longitudinale parallèle aux parois latérales 12 de celui-ci. Selon l'invention, le bac 1 est muni de deux ensembles 4, 5, de rouleaux déflecteurs placés respectivement aux deux extrémités amont et aval du bac. La bande 3 qui vient de la gauche sur la figure 1 passe tout d'abord au-dessus de la paroi antérieure 13 qui peut être munie d'un seuil formant une surface de guidage arrondie ou bien d'un rouleau déflecteur 41. Au-dessous de celui-ci est placé un second rouleau déflecteur 42 dont la génératrice inférieure 42a est placée à une faible distance au-dessus du fond 11 du bac. A l'extrémité opposée du bac est placé un rouleau déflecteur 51 dont la génératrice inférieure 51a est disposée sensiblement au même niveau que la génératrice 42a du rouleau amont 42 de telle sorte que la bande, qui passe d'abord sur le premier rouleau déflecteur 41, est tendue entre les deux rouleaux 42 et 51 suivant un plan sensiblement parallèle au fond 11 du bac et placé à une faible distance de celui-ci. La bande s'enroule ainsi sur une partie de la périphérie du rouleau 51 puis est déviée par un second rouleau aval 52 dont la génératrice inférieure 52a est placée à une certaine hauteur au-dessus du niveau de la section de bande 31 tendue entre les deux rouleaux 42, 51. La bande revient ainsi vers l'extrémité amont 13 du bac pour s'enrouler sur un rouleau déflecteur amont 43 placé au même niveau que le rouleau aval 52, de telle sorte que la section correspondante 32 de la bande s'étend horizontalement entre lesdits rouleaux 43, 52, à une certaine distance audessus de la première section 31. La bande s'enroule alors partiellement autour du rouleau amont 43 et est déviée par un autre rouleau déflecteur 44 dont au moins la partie inférieure est immergée dans le bain de façon à maintenir la bande au-dessous de la surface 21 du liquide. La bande revient alors vers l'aval jusqu'à un rouleau déflecteur 53 placé sensiblement au même niveau que le rouleau amont 44, en formant une troisième section 33 parallèle à la section de retour 32 et placée à une certaine hauteur au-dessus de celle-ci. Après avoir passé le rouleau 53, la bande peut être déviée par le rouleau 52 placé en aval et sort du bac suivant une direction horizontale en passant, éventuellement, entre des rouleaux essoreurs 16. On remarquera que, les deux sections 32, 33 circulant à la même vitesse et en sens inverse, le rouleau 52 peut servir de déflecteur sur deux secteurs opposés de sa périphérie. Pour éviter d'immerger les paliers des rouleaux, il est avantageux, comme on l'a indiqué sur la Figure 1, de donner aux rouleaux déflecteurs des diamètres différents, déterminés en fonction de leurs positions relatives, de façon que l'axe 45 de chaque rouleau et les paliers correspondants se trouvent à l'extérieur du liquide alors que la génératrice inférieure est immergée au niveau voulu. Ainsi, sur la Figure 1, les rouleaux amont 42 et aval 51 ont un diamètre suffisamment grand pour que l'axe 45 soit au-dessus de la surface 21 du liquide et que la génératrice inférieure 42a, 51a, se trouve à une faible hauteur au-dessus du fond 11 du bac. Les diamètres des rouleaux 43, 52, et 44, 53, sont déterminés de la même façon pour fixer les niveaux des sections, respectivement retour 32 et aller 33, de façon que celles-ci soient immergées, les paliers des rouleaux étant audessus du liquide. Grâce à de telles dispositions, au lieu de suivre, comme habituellement un trajet unique à l'intérieur du bac, la bande 3 forme une première section 31 dans le sens aller entre les rouleaux 42 et 51, une seconde section 32 dans le sens retour entre les rouleaux 52 et 43 et une troisième section 33 dans le sens aller entre les rouleaux 44 et 53. Les distances entre les différents rouleaux de chaque ensemble étant relativement réduites par rapport à la longueur totale du bac, on voit que, de la sorte, on a pratiquement triplé la longueur de bande séjournant à l'intérieur du bac 1 pour une longueur donnée de celui-ci. Il en résulte, inversement, que, pour une même longueur de bande traitée, on peut diviser par trois la longueur de bac nécessaire. On voit que, de la sorte, l'encombrement de l'installation est considérablement diminué. En outre, on réduit également la surface libre du liquide et, par conséquent, les risques de dégagement de vapeur corrosive. Par ailleurs, dans les installations classiques, la bande plonge dans le bain en formant une boucle qui présente une certaine flèche dépendant de la distance entre les deux seuils, du poids de la bande et de la tension. Il est donc nécessaire de donner au liquide une hauteur assez importante pour que la longueur de bande traitée soit suffisante. Grâce à l'invention, en revanche, la même hauteur de liquide peut traiter une longueur beaucoup plus importante de bande et dépend simplement de la distance qu'il faut laisser entre les sections superposées aller et retour et qui peut être comprise, par exemple, entre 100 et 600 mm. La quantité globale de liquide contenue dans le bac est donc fortement réduite pour le même effet de décapage. L'ensemble de l'installation peut comprendre plusieurs bacs successifs réalisés selon l'invention et contenant chacun un bain de concentration donné. Comme on vient de le voir, la longueur de chaque bac sera réduite et l'encombrement global de l'installation sera donc diminué. Mais il est aussi possible, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, de faire varier les concentrations à l'intérieur du même bac de façon que les différentes sections 31,32,33 de la bande soient soumises à l'action de liquides présentant des concentration différentes. En effet, il est possible de placer entre deux sections superposées de la bande, une paroi de séparation 6 ayant une forme rectangulaire allongée qui s'étend sur toute la largeur du bac et peut reposer, par exemple, sur des cales 65 fixées sur les parois latérales 12 du bac. Dans le sens longitudinal, la paroi de séparation 6 s'étend, pratiquement, sur toute la longueur comprise entre les rouleaux déflecteurs amont 42 et aval 51 et constitue ainsi avec le fond 11 du bac une cellule 63 de faible hauteur, traversée par la première section aller 31 de la bande. Une seconde paroi de séparation 61 peut être placée à un niveau intermédiaire entre la section retour 32 et la section aller 33 et s'étend pratiquement sur toute la longueur entre les rouleaux amont 43 et aval 52. Le cas échéant, une troisième paroi 62 peut être placée au-dessus de la section de retour 33, entre les rouleaux amont 44 et aval 53, sensiblement au niveau de la surface supérieure 21 du bain 2 de façon à limiter les risques de dégagement de vapeur corrosive. Ainsi, les parois de séparation 6, 61, 62 divisent le bac 1 en trois cellules superposées 63, 64, 65 de faible hauteur dans lesquelles défilent, respectivement, les trois sections 31, 32, 33 de la bande 3. Il est possible d'associer à chacune des cellules plates ainsi limitées des moyens d'alimentation séparés en liquide permettant d'introduire dans chacune des cellules des liquides de décapage ayant des concentrations différentes. Par exemple, on peut placer à l'extrémité avant de la paroi 6 une rampe d'injection 7 qui injecte le liquide de traitement à l'entrée de la cellule 63, le liquide étant entraîné par le défilement de la bande. On peut aussi prévoir à l'extrémité arrière de la paroi 6 une seconde rampe d'injection 71 dirigée à contre-courant de façon à maintenir le liquide à l'intérieur de la cellule 63. D'autres rampes d'injection 72, 73 peuvent être associées, respectivement, aux autres parois de séparation 61, 62. Des buses d'injection 74 répartis sur toute la longueur de chaque cellule et reliés à des circuits d'alimentation non représentés peuvent aussi être ménagés dans les parois longitudinales 12 du bac, le long de chaque cellule 63, 64 et 65, l'injection se faisant ainsi à partir des rives vers le centre de la bande. Cependant, certaines buses 74 peuvent être dirigées dans le sens d'avancement de la bande et d'autres 74' dans le sens inverse de façon à améliorer l'efficacité du décapage. D'autre part, chaque cellule est, de préférence, munie de moyens de soutirage d'une certaine quantité d'acide, par exemple des orifices ménagés dans les parois longitudinales 12 et reliés à des circuits d'évacuation et de recyclage de l'acide. Chaque cellule 63, 64, 65 se comporte ainsi comme un bac de décapage à l'intérieur duquel circule une solution acide dont la concentration est maintenue au niveau souhaitable compte tenu de la position du bac dans la ligne. De la sorte, un même bac tel que 1 peut remplacer au moins trois bacs placés habituellement l'un après l'autre et l'encombrement est extrêmement réduit pour une nême longueur de bande traitée. Les parois de séparation devront, évidemment, être réalisées en un matériau résistant à l'acide. Pour les dimensions habituelles, en largeur et en longueur d'un bac, il sera particulièrement avantageux d'utiliser un matériau naturel résistant à l'acide, tel que du granit ou une pierre volcanique, en particulier la lave de Volvic qui se prête particulièrement bien à ce genre d'application en raison de son excellente résistance à l'acide et de sa possibilité de découpe en dalles relativement peu épaisses et résistantes. Il est possible, en effet, de réaliser en lave des dalles s'étendant sur une largeur sensiblement égale à celle du bac et qui peuvent être simplement posées sur des supports 74 ménagés le long des faces latérales 12 du bac. Chaque paroi de séparation sera ainsi constituée d'une pluralité de dalles placées bout à bout, associées éventuellement à des joints d'étanchéité en élastomère permettant l'accès et l'entretien. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, les paliers des rouleaux déflecteurs sont placés à l'extérieur du bain d'acide mais doivent donc avoir des diamètres différents. On pourrait envisager d'utiliser des rouleaux immergés montés rotatifs sur des paliers réalisés en un matériau résistant à l'acide tel qu'un acier spécial ou une céramique. Mais il est préférable d'utiliser des dispositions évitant l'immersion des paliers. Par exemple, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2, 3, 4, chaque rouleau 4 est monté rotatif sur un arbre dont les deux extrémités 45 traversent des orifices ménagés dans les parois latérales 12 du bac et sont centrées chacune sur un palier 46 fixé sur une paroi 17 légèrement écartée de la paroi 12. Un joint d'étanchéité annulaire 47, constitué en un matériau résistant à l'acide, tel que du graphite ou une céramique, est alors interposé entre l'arbre 45 et la paroi 12 et les fuites éventuelles d'acide peuvent être recueillies et évacuées par une goulotte 19 ménagée à la partie inférieure de l'espace compris entre les deux parois parallèles 12 et 17. Le couvercle 15 de fermeture du bac 1 repose alors sur les bords supérieurs des parois 17 qui peuvent être munies, comme habituellement, d'un joint à eau 18. Par ailleurs, il est avantageux, dans tous les cas, de régler les impulsions des rampes d'injection 7, 71, placées respectivement à l'amont et à l'aval de chaque cellule telle que 63, de telle sorte que celle-ci soit remplie de liquide mais que le débit de fuite, aux deux extrémités, soit assez limité pour que le liquide de décapage qui peut être recueilli pour évacuation et/ou recirculation à l'extérieur du bac, ne monte pas jusqu'au niveau des paliers des rouleaux, dans les parties extrêmes du bac 1 où sont placés les ensembles 4 et 5, entre les parois transversales 13, 14, et les extrémités des parois de séparation 6, 61. Il faut noter d'autre part que chaque paroi de séparation 6, 61, 62 est avantageusement liée aux parois longitudinales 12 du bac par un joint étanche réalisé de façon à résister à l'acide pour assurer la séparation entre les cellules superposées de concentrations différentes. En outre, les deux extrémités de chaque paroi 6, 61, 62 sont avantageusement prolongées par de courtes cloisons 66 formant des rebords qui s'étendent vers le haut au moins jusqu'au niveau de la section de bande supérieure en passant entre les rouleaux. Chaque cellule 63, 64, 65 forme donc une cuvette dont le fond est constitué par la paroi de séparation inférieure 6, 61 ou le fond 11 du bac et est ainsi isolée des autres cellules. D'une façon générale, l'invention n'est pas limitée aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, d'autres variantes pouvant être imaginées sans s'écarter du cadre de protection défini par les revendications. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1 - Installation de traitement d'un produit en bande comprenant au moins un bac allongé (1), limité par un fond (11), deux parois longitudinales (12) et deux parois transversales (13, 14), et contenant un liquide de traitement (2), et des moyens de commande du défilement continu du produit en bande (3), au contact du liquide de traitement (2), suivant la direction longitudinale du bac (1), entre une extrémité amont (13) et une extrémité aval (14) de celui-ci, caractérisée par le fait que la bande (3) est guidée à l'intérieur du bac (1) par deux ensembles de déflecteurs transversaux (4, 5) placés aux deux extrémités respectivement amont et aval du bac (1) de façon à définir, à l'intérieur de celui-ci, un trajet en aller-retour comprenant au moins deux sections superposées respectivement aller (31) et retour (32) en contact avec le liquide de traitement (2), s'étendant chacune sensiblement suivant un plan parallèle au fond du bac (1), entre deux déflecteurs placés respectivement à l'amont et à l'aval, la bande (3) s'enroulant partiellement sur des parties de guidage desdits déflecteurs (42, 43, 51, 52) qui, dans chaque ensemble amont (4) et aval (5), sont décalées en hauteur de façon à définir au moins deux niveaux espacés de passage desdites sections aller et retour de la bande. 2 - Installation de traitement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le liquide de traitement forme un bain (2) à l'intérieur du bac (1) et que au moins les parties de guidage (42a, 52a) des déflecteurs (42, 52) sont immergées dans le bain avec les sections correspondantes (31, 32) de la bande (3). 3 - Installation de traitement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les déflecteurs transversaux (4, 5) sont des rouleaux cylindriques montés rotatifs chacun autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale du défilement. 4 - Installation de traitement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les parties inférieures (42a, 51a, 43a) des rouleaux déflecteurs (42, 51, 43) sont placées à des niveaux décalés en hauteur de façon à définir au moins deux niveaux sensiblement horizontaux pour au moins deux sections immergées, respectivement aller (31) et retour (32) de la bande (3). 5 - Installation de traitement selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les diamètres des différents rouleaux (4, 5) sont déterminés en fonction des niveaux à définir pour les sections immergées (31, 32), de façon que la génératrice inférieure (42a, 51a, 43a) de chaque rouleau (42, 51, 43) se trouve au niveau voulu, l'axe de rotation du rouleau étant placé au-dessus de la surface (21) du bain (2). 6 - Installation de traitement selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chaque rouleau déflecteur (4, 5) est monté rotatif sur un arbre ayant deux extrémités (45) qui passent dans des orifices ménagés dans les parois longitudinales (12) du bac (1) avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire (47), et sont portées par des paliers (46) placés à l'extérieur du bain (1), de l'autre côté desdites parois (12). 7 - Installation de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'au moins les rouleaux (42, 51) de guidage de la section (51) la plus basse sont montés rotatifs chacun autour de deux paliers (46) immergés dans le bain (2) de liquide, lesdits paliers (46) étant réalisés en une matière résistant à la corrosion au contact dudit liquide (2). 8 - Installation de traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins une paroi de séparation (6) de forme allongée sensiblement plane est placée à l'intérieur du bac entre deux sections, respectivement aller (31) et retour (32) du trajet de la bande (3). 9 - Installation de traitement selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'au moins une paroi de séparation (6) divise le bac en au moins deux cellules, respectivement aller (63) et retour (64) et que chaque cellule (63, 64) est associée à des moyens (7, 71, 74) d'injection et/ou de recirculation d'un liquide de traitement à l'intérieur de ladite cellule (63, 64). 10 - Installation de traitement selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée par le fait que des moyens (7) d'injection du liquide de traitement sont placés au moins dans la partie amont de la cellule (6, 61, 62) et dirigés vers l'intérieur de celle-ci. 11 - Installation de traitement selon la revendication 10, caractérisée par le fait que des moyens (71) d'injection du liquide de traitement sont placés dans la partie aval de la cellule (6, 61) et dirigés vers l'intérieur de celle-ci, à l'inverse du sens de défilement de la bande (3). 12 - Installation selon l'une des revendications 8 à 11 caractérisée par le fait que des moyens (74, 74') d'injection du liquide de traitement sont réparties le long des parois longitudinales (12) au niveau de chaque cellule (6, 61, 62). 13 - Installation selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée par le fait que chaque cellule (6, 61, 62) est associée à des moyens de soutirage d'une certaine quantité d'acide reliés à un circuit d'évacuation et de recyclage. 14 - Installation de traitement selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisée par le fait que la concentration du liquide de traitement introduit dans chaque cellule (63, 64) est adaptée à la position de la cellule (63, 64) sur le trajet de la bande(3). 15 - Installation de traitement selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisée par le fait que chaque paroi de séparation (6, 61, 62) est constituée, au moins superficiellement, d'une matière résistant à la corrosion par le liquide de traitement. 16 - Installation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que chaque paroi de séparation (6, 61, 62) est réalisée en une matière minérale découpable en plaques et résistant à l'acide telle que du granit ou une lave. 17 - Installation selon l'une des revendications 8 à 16, caractérisée par le fait que chaque paroi de séparation (6, 61, 62) est reliée de façon sensiblement étanche aux parois longitudinales (12) du bac (1) et est associée, à ses extrémités, à des rebords (66) limitant avec lesdites parois longitudinales (12) et la paroi de séparation (6, 61, 62), une cuvette de maintien et de récupération de l'acide contenu dans la cellule correspondante (64, 65).