Brevet FR2732039A1 — publié le 19960927

La présente invention concerne un dispositif d'essorage d'une bande métallique galvanisée à chaud au trempé dans un bain d'alliage de zinc. L'essorage pneumatique d'une bande à la sortie du bain de galvanisation est en usage depuis de nombreuses années. I1 consiste à refouler l'excédent d'alliage fondu entraîné par la bande au moyen d'une lame de gaz soufflée contre la bande. Cet essorage est en général réalisé dans une enceinte préservant le métal fondu du contact avec l'atmosphère. Le gaz de soufflage qui emplit également l'enceinte est un gaz neutre, le plus souvent de l'azote. Cette technique présente des inconvénients dont la cause essentielle réside dans la turbulence gazeuse existant dans l'enceinte. En effet, cette turbulence engendre la formation de poussières de zinc qui viennent se déposer sur la couche de métal en cours de solidification et polluer celle-ci. Elle est également la cause des irrégularités d'épaisseur du dépôt de zinc et notamment sur les bords de la bande. Elle crée des phénomènes d'entraînement à l'intérieur de l'enceinte de petites quantités de l'atmosphère extérieure qui sont une cause d'oxydation de l'alliage de revêtement en cours de solidification. Elle est aussi une cause de perturbation de la surface supérieure du bain où sont présentes des particules polluantes pour le revêtement telles que des fractions solides d'alliage qui peuvent être entraînées par la bande. La présente invention entend améliorer l'essorage pneumatique d'une bande galvanisée au trempé en proposant des moyens associés aux buses de soufflage du gaz grâce auxquels on peut maîtriser voire supprimer la turbulence à l'intérieur de l'enceinte d'essorage. A cet effet l'invention a donc pour objet un dispositif d'essorage pneumatique d'un matériau en bande assorti d'un bain de galvanisation à chaud comportant un caisson en forme de clocheton, possédant une paroi latérale autour de la bande dont le bord inférieur est voisin de la surface du bain et une paroi de sommet traversée par la bande, deux buses de soufflage à l'intérieur du clocheton s'étendant parallèlement à la surface du bain et à la bande de part et d'autre de celle-ci. En outre, ce dispositif comporte une cheminée formée par deux parois intérieures parallèles s'étendant de part et d'autre de la bande sur toute la largeur de celle-ci, dont le bord inférieur est situé au voisinage supérieur des buses de soufflage et dont le bord supérieur s'étend à l'extérieur de la paroi de sommet du caisson. Cette cheminée, dans laquelle circule la bande recouverte de l'alliage de revêtement encore à l'état liquide, constitue une protection de cette bande contre les turbulences qui se produisent dans le caisson du fait de l'injection du gaz d'essorage. En outre, une partie du jet de gaz qui frappe la bande au niveau de la buse est défléchie vers le haut et est entraînée avec la bande dans la cheminée. L'écoulement gazeux dans la cheminée de chaque côté de la bande est laminaire, ce qui favorise la solidification régulière de la couche de revêtement. La présence de cette cheminée permet également d'orienter les buses de soufflage partiellement vers la surface libre du bain, contrairement à la technique connue qui exigeait une action du jet d'essorage sensiblement perpendiculaire à la surface de la bande. Cette orientation vers le bas a pour conséquence le fait que la plus grande fraction du courant gazeux issu des buses est défléchie en direction du bain, au contact de la bande. L'énergie cinétique de cette fraction du courant gazeux est suffisante pour écarter de la bande les composés qui "flottent" sur la surface du bain, à l'endroit où la bande quitte ce bain.On supprime alors le risque d'entraînement de ces composés par la bande qui constituent des défauts du revêtement une fois solidifié. I1 importe peu que cette action pneumatique sur la surface du bain puisse provoquer des éclaboussures puisque la bande est protégée le long de son trajet dans le caisson par les parois formant cheminée. Par ailleurs on sait que l'efficacité des jets d'essorage est diminuée au voisinage des rives de la bande. C'est en effet l'endroit où les turbulences gazeuses sont les plus importantes. I1 en résulte des surépaisseurs et des irrégularités du revêtement le long de ces rives. Pour remédier à cet inconvénient l'invention propose une solution consistant en ce que la paroi latérale du caisson comporte le long de chaque bord de la bande une plaque coplanaire à la bande dont l'extrémité inférieure est située entre la surface du bain et les buses de soufflage, la largeur des parois de la cheminée étant supérieure à celle de la bande pour encadrer au moins le bord de chacune de ces plaques. Ainsi, en face des extrémités de chaque buse qui s'étend au-delà des rives de la bande, il n'y a qu'un faible espace dépourvu de bande ou de paroi qui n'engendre qu'une faible perturbation dans l'écoulement du gaz. De plus, comme les plaques s'étendent jusque sous le niveau des buses, la fraction du flux d'air détourné vers la surface du bain par ses plaques stationnaires joue le même rôle de nettoyage pneumatique de cette surface à l'aplomb de ses plaques. On constate que cette fonction d'éloigner ment des composants flottants à la surface du bain est également assurée au niveau de l'intervalle entre les rives et chaque plaque. Les bords sortent donc du bain au travers d'une surface dépourvue d'éléments ou particules qui pourraient être entraînés et causer également des défauts de revêtement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des moyens d'aspiration de l'atmosphère interne au caisson possédant des orifices d'aspira tion sous la forme de deux fentes situées entre la surface libre du bain et les buses, de chaque côté de la bande, et s'étendant sur toute la largeur de la bande. La paroi latérale du caisson dans ses parties non pourvues de fentes d'aspiration, c'est-à-dire celles qui forment les côtés orthogonaux à la bande se prolongent sous la surface libre du bain. Cette aspiration à la base du caisson sera réalisée sous un débit tel qu'il se crée et se maintienne dans le caisson une surpression suffisante faisant office de barrière pneumatique à la pénétration de l'atmosphère extérieure à l'intérieur du caisson. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation l'invention. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe verticale de ce dispositif, - la figure 3 est un schéma illustrant l'état de la surface du bain vue de dessus autour de la bande qui sort de ce bain. Sur les figures la surface d'un bain de galvanisation porte la référence 1. Une bande 2 sort de ce bain dans la direction A. A la sortie du bain, la bande 2 est entourée par un caisson 3 représenté ici de forme parallélépipédique qui possède une paroi latérale 4 entourant la bande et une paroi de sommet 5. A la figure 1, une des faces (A) de la paroi latérale 4 a été volontairement omise pour les besoins de l'explication. A l'intérieur de ce caisson 3, le dispositif comporte, de chaque côté de la bande 2, deux répartiteurs 6, 7 d'azote sous pression reliés à deux buses 8, 9 d'essorage de la bande qui s'ouvrent en face de chacune des faces de cette bande pour projeter une lame d'azote sous pression contre ces faces afin de refouler l'excédent de liquide entraîné par la bande. Cet azote sous pression est amené dans les répartiteurs 6, 7 par des conduits 10, 11. De manière connue, les buses 8 et 9 s'étendent transversalement à la bande sur une longueur plus importante que la largeur de la bande. Au-dessus de chaque buse, le caisson comporte une paroi transversale 12, 13, s'étendant sur toute la largeur du caisson entre deux côtés parallèles de la paroi latérale, dont le bord inférieur 14, 15 est situé immédiatement au-dessus du débouché de la buse correspondante et dont le bord supérieur 16, 17 est situé à l'extérieur de la paroi de sommet 5. La bande 2 circule entre ces deux parois transversales 12, 13. Le caisson comporte également entre ces deux parois 12, 13 des plaques latérales 18, 19 qui sont solidaires des côtés de la paroi latérale 4 du caisson qui portent les parois transversales 12, 13 et qui s'étendent sur une largeur telle que leurs bords intérieurs 20, 21 soient voisins des rives de la bande 2. Ces plaques 18 et 19 sont sensiblement coplanaires à la portion de bande logée dans le caisson et leur bord inférieur 22, 23 est situé entre le bain 1 et l'altitude du débouché des buses 8 et 9. Elles s'étendent sur toute la hauteur de la cheminée. A l'exception des côtés latéraux A et B du caisson qui porte les parois 12, 13 ainsi que les plaques 18 et 19, la paroi du caisson qui comprend la paroi de sommet et les autres côtés de la paroi latérale 4, est à double paroi pour ménager un canal d'aspiration 24, 24a qui débouche en partie haute dans un caisson d'aspiration 25, 26 surmontant la paroi de sommet 5 et qui se termine en partie inférieure au voisinage du bain par une fente d'aspiration 27, 28 délimitée par un volet supérieur 29, 30 et un volet inférieur 31, 32. Cette fente est ménagée sur toute la largeur du caisson. Le volet supérieur 29, 30 est situé sous la buse 8, 9 correspondante tandis que le volet inférieur 31, 32 possède un bord libre transversal en retrait par rapport au bord libre du volet supérieur correspondant 29, 30 et est incliné vers la bande et vers le bain.Chacune des plaques latérales formant les côtés A et B du caisson (appartenant à la paroi latérale 4) plonge par son extrémité inférieure dans le bain. La communication entre les canaux 23 et 24 d'aspiration et les caissons 25, 26, s'opère au moyen d'une grille perforée 33, 34 qui constitue un répartiteur et un moyen de réglage du débit aspiré selon la portion de section concernée. Les deux caissons 25, 26 sont connectés à une centrale d'aspiration par des tubulures 35, 36. L'azote d'essorage est admis dans chacun des caissons répartiteurs 6, 7 par les tubes 10 et 11 pour être soufflé contre la bande 2 sous la forme d'une lame pneumatique dont une partie est défléchie vers le haut et une partie défléchie vers le bas, comme illustré par les flèches B et C. La partie de la lame de gaz issue de chaque buse qui est défléchie vers le haut s'écoule entre une face de la bande et des plaques 18, 19 et la paroi correspondante 12, 13 transversale. L'écoulement dans cette cheminée, formée par les parois 12, 13 dans laquelle circule la bande 1, est un écoulement laminaire et régulier qui d'une part, participe au refroidissement de la bande et d'autre part, favorise la solidification régulière de l'alliage qui reste sur la bande. La partie défléchie selon la flèche C vers le bas de la lame de gaz soufflé par la buse 8, 9 agit au niveau du bain de part et d'autre de la bande 2 pour éloigner de la bande les particules qui sont en suspension sur la surface libre du bain 1. La bande sort donc du bain au travers d'une surface libre dépourvue de ces particules. On empêche ainsi l'entraînement de quelques unes de ces particules par la bande lorsqu'elle sort du bain. La fraction de gaz soufflé aux extrémités de chacune des buses 8, 9 est défléchie de la même manière vers le haut et vers le bas par les plaques stationnaires 18 et 19 puisque leur bord inférieur 22 et 23 est situé sous le niveau des buses. De la même manière la partie défléchie vers le bas sert à éloigner de ces plaques les particules en suspens ion à la surface du bain et comme illustré à la figure 3, la zone 37 de la surface du bain dépourvue de particules au droit des plaques 18 et 19 se raccorde à celle 38 dépourvue de particules de part et d'autre de la bande si bien que les rives de la bande sont également protégées de tout entraînement de particules.On a en effet constaté que grâce aux plaques 18 et 19 et à la défection vers le bas de la lame de gaz qu'elle provoque aux extrémités des buses, malgré l'intervalle existant entre les bords de ces plaques et les rives de la bande 2, la zone propre de la surface du bain obtenue par l'énergie cinétique de cette fraction de gaz défléchie vers le bas était sans solution de continuité entre la bande et les plaques. Les rives de la bande 2 sont donc préservées de toute entraînement de particules qui nuirait à la qualité du revêtement une fois solidifié. On comprend que par cette disposition la portion de bande issue du bain est parfaitement protégée d'une part des particules et des poussières en suspension à l'intérieur du caisson et d'autre part des particules en suspension à la surface du bain. La protection contre l'oxydation est obtenue par l'aspiration à la base du caisson au travers des fentes 27 et 28. On réglera le débit d'aspiration de manière que s'établisse et se maintienne en permanence à l'intérieur du caisson une surpression qui constitue entre les extrémités inférieures du caisson 3 et la surface du bain un joint pneumatique interdisant l'entrée de l'atmosphère extérieure dans le caisson donc l'entrée d'oxygène. En prévoyant des volets 29, 30, 31 et 32 articulés et mobiles, on peut ajuster au mieux l'efficacité de ce joint pneumatique. En outre, en ayant prévu par les grilles perforées 33 et 34 d'aspirer des débits différents entre le centre du caisson et ses parois latérales, on peut également mieux contrôler les moyens tendant à s'opposer à la pénétration de l'atmosphère extérieure notamment dans les angles du caisson. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'essorage pneumatique d'un matériau (2) en bande à la sortie d'un bain (1) de galvanisation à chaud, comportant un caisson (3) en forme de clocheton possédant une paroi latérale (4) autour de la bande dont le bord inférieur est voisin de la surface du bain (1) et une paroi de sommet (5) traversée par la bande (2), deux buses (8, 9) de soufflage à l'intérieur du caisson s'étendant parallèlement à la surface du bain (1) et à la bande (2), de part et d'autre de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comporte une cheminée formée par deux parois parallèles (12, 13) s'étendant transversalement à l'intérieur du caisson et de part et d'autre de la bande (2) sur toute la largeur de celle-ci, dont le bord inférieur (14, 15) est situé au voisinage supérieur des buses (8, 9) de soufflage et le bord supérieur (16, 17) est situé à l'extérieur de la paroi (5) de sommet du caisson (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi latérale (4) du caisson comporte le long de chaque bord de la bande (2) une plaque (18, 19) coplanaire à la bande (2) dont l'extrémité inférieure (22, 23) est située entre la surface (1) du bain et les buses (8, 9) de soufflage, la largeur des parois (12, 13) de la cheminée étant supérieure à celle de la bande (2) pour encadrer au moins le bord (20, 21) de chacune de ces plaques (18, 19). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les côtés (A) et (B) de la paroi latérale (4) perpendiculaires à la bande (2) ont une extrémité inférieure située sous la surface libre du bain (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'aspiration de latmos- phère interne au caisson (3) possédant des orifices d'aspiration (27, 28) sous la forme de deux fentes situées entre les côtés (A) et (B) du caisson plongeant dans le bain et entre la surface libre (1) du bain et les buses (8, 9) et s'étendant sur toute la largeur du caisson (2) prise parallèlement à la largeur de la bande. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque fente d'aspiration (27, 28) est délimitée par deux volets (29, 31, 30, 32), le volet supérieur (29, 30) s'étendant jusqu'au niveau de la buse correspondante (8, 9) de soufflage tandis que le volet inférieur (31, 32) est incliné vers la bande et vers la surface libre du bain.