Brevet FR2731716A1 — publié le 19960920

La présente invention concerne un procédé de décapage de bandes de matériau en acier, en particulier en acier inoxydable, dans lequel on fait passer la bande à travers au moins un bain de décapage comportant au moins un acide de décapage. Elle est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Lorsque l'on fabrique des produits plats en acier, à partir d'acier inoxydable, une couche de calamine se forme normalement à la surface de la bande d'acier. Cette couche de calamine est éliminée par décapage. Un mélange sulfonitrique (acide fluorhydrique et acide nitrique) est normalement utilise en tant qu'agent de décapage. L'utilisation d'un mélange sulfonitrique dans l'opération de décapage soulève des problèmes importants dans la plupart des installations à cause de la formation de boue. Puisque l'adaptation des systèmes de décapage au matériau devant être décapé ne peut avoir lieu que lentement, les ateliers sont forcés de décaper des qualités de matériau déterminées les unes après les autres. Ce retard de la production se traduit par des coûts d'immobilisation additionnels très élevés. Pour accroitre la vitesse d'adaptation de l'activité d'un bain de décapage aux exigences, des installations connues adaptent l'activité du bain de décapage aux conditions de fonctionnement requises au moyen da'une commande de la température. Ceci se traduit par un certain risque, car la plage de commande de la température est relativement étroite. Compte tenu d'une variation possible de tempéraure, dans le cas général, de 30 C la vitesse de la réaction chimique peut être augmentée d'environ huit fois. Cependant, par suite de la grande variété des qualités d'acier inoxydable produites, les vitesses d'abrasion du métal peuvent différer d'un facteur allant jusqu'à 100. Les qualités de métal qui sont aisemnent décapées, se trouvent être normalement décapées à l'excès. Par conséquent, le but de l'invention est de fournir un procédé de décapage d'un acier inoxydable dans la totalité de la plage des qualités d'acier inoxydable. A cet effet, il est prévu, suivant la présente invention, de choisir la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide en fonction de la qualite du matériau, du prétraitement et des paramètres de fonctionnement dans l'installation de décapage. Grâce au choix de la concentration de l'acide et/ou de la composition de cet acide, la plage de fonctionnement possible jusqu'à ce jour peut être notablement élargie par la variation de la température. Une forme d'exécution de l'invention est caractérisée en ce que le dosage de l'acide est réalisé en fournissant l'acide à partir de cuves de stockage dans lesquelles la concentration de 2 2731716 l'acide et/ou la composition de cet acide diffrent. Si l'acide est fourni au bain de décapage à partir de cuves de stockage dans lesquelles la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide différent, la concentration exigée de l'acide et/ou la composition exigée de l'acide peuvent être employees d'une manière appropriee. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisee en ce que la température du bain de décapage est également commnandée. Grâce à cette commande additionnelle de la température du bain de décapage, on peut obtenir une plage d'activité du bain de décapage et par conséquent une plage appropriée de qualités d'acier inoxydable devant etre décapées peut être obtenue pour n'importe quelle concentration de l'acide et/ou composition de cet acide. Si la limite de température est atteinte, une autre cuve de stockage peut être simplement utilisée. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que le débit de l'acide fourni est commandé. Grâce à une commande appropriée du débit de l'acide fourni, il est possible d'adapter additionnellement, d'une manière simple, l'activité du bain de décapage aux exigences. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que les paramèntres de fonctionnement des étages de prétraitement sont commandés. Ceci signifie que la densité de courant d'un étage de prédécapage et/ou les paramètres de fonctionnement à l'endroit de l'équipement de grenaillage, des brosses abrasives ou d'un broyeur de calamine peuvent être ajustés. Grâce à la commande des paramèntres de fonctionnement dans les étages de prtraitemeat, l'activité requise du bain de décapage peut être réduite corrélativement et on peut obtenir ainsi un effet de décapage approprié dans la plage de commande de la concentration de l'acide, de la composition de l'acide, de la température du bain de décapage et du débit de l'acide. Une autre forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide sont choisies à partir de la cuve respective et fournies au bain de décapage en fonction de la densité de l'acide de décapage usé dans le bain de décapage. Grâce à la mesure de la densité de l'acide de décapage usé, on peut déterminer l'effet du décapage à partir de la formation de boue et on peut commander cet effet d'une manière appropriée. De ce fait, la formation d'une boue indésirable peut être évitée d'une façon simple. Une autre fornme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide sont choisies a partir de la cuve respective et fournies au bain de décapage en fonction de la conductivité de l'acide de décapage use. La conducivité de l'acide de décapage usé est une mesure de la portion métallique se trouvant dans l'acide si bien qu'une formation excessive de boue peut être également empêchée. La combinaison de la mesure de la densité et de la conductivité avec une commande appropriée est particulièrement avantageuse parce que la densité est influencée principalement par la teneur en métal iais également par la teneur en acide nitrique. Pour compenser l'influence de la teneur en acide nitrique, il est avantageux de prendre également en considération la conductivité. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que l'acide de décapage use est régénéré. Pour maintenir un coût de fonctionnement faible, l'acide de décapage peut être dirigé vers un systeme de régénération approprié. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que l'acide de décapage usé régénéré est mélangé avec de l'acide frais, en fonction de sa composition, et il est recyclé dans les cuves de stockage de l'acide. Grâce à un mélange approprié avec de l'acide frais, un niveau constant de la concentration de l'acide et/ou de la composition de cet acide peut être maintenu dans les cuves individuelles. L'invention a égalernment pour objet une installation pour décaper des bandes de matériau en acier, en particulier en acier inoxydable, dans laquelle la bande passe à travers au moins un bain de décapage contenant au moins un acide de décapage, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux cuves de circulation avant des concentrations de l'acide et/ou des compositions de cet acide différentes. Cette conception permet un changement rapide de la concentration de l'acide et/ou de la composition de cet acide et par conséquent une adaptation rapide de l'effet du décapage aux exigences. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que l'alimentation en acide du bain de décapage est modifiée en effectuant une commutation d'une cuve de circulation vers une autre cuve. Ceci signifie que le système de régénération fonctionne avec des concentrations d'entrée constantes et par conséquent des conditions initiales constantes. En outre, des erreurs d'analyse et de dosage manuel de l'acide sont évitées, ce qui améliore ainsi la qualité du produit et le rendement de l'installation. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce qu'une mesure de la densité est prévue pour l'acide de décapage usé. Grâce a la mesure de la densité de l'acide de décapage usé, la formation de boue dans la cuve de décapage peut être déterminée dune façon simple et elle peut etre réduitc au minimum par des commandes appropriées. Une forme d'exécution avantageuse de l'installation suivant invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux bains de décapage associés chacun a au moins deux cuves de circulation. Si l'installation de décapage comprend deux étages, une plus grande plage de variation du traitement de décapage peut être obtenue en remplissant les cuves de circulation avec des acides ayant une concentration et/ou une composition différentes. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que des échangeurs de chaleur sont prévus dans la boucle de circulation afin de commander la température de l'acide de décapage. Une forme d'exécution avantageuse de l'installation suivant la présente invention est caractérisée en ce que des pompes pourvues d'une commande de débit sont prévues dans la boucle de circulation. Une forme d'exécution avantageuse de l'invention est caractérisée en ce qu'une unité de commande est connectée aux vannes des canalisations d'alimentation en acide, aux commandes de température des échangeurs de chaleur, a la commande du débit des pompes de circulation et aux unités de comnrmande correspondantes pour les paramètres de fonctionnement des unités se trouvant en amont et il est également possible que l'unité de commande soit connectée à un densimutre. L'unité de commande permet d'adapter avantageusement le rendement du décapage de l'installation aux matériaux devant être décapés, ainsi qu'à n'importe quel prétraitement dans une grande plage de variation. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif; une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma de la structure d'un système de décapage suivant la présente invention- La figure 2 illustre diverses options de commutation de l'installation. L'installation de décapage 1 représentée sur la figure 1 comprend deux cuves de décapage 22' à travers lesquelles passe une bande métallique 3. Un acide est fourni aux cuves par l'intermédiaire de canalisations 4,4'. Sur ces canalisations 4,4' sont branchés des échangeurs de chaleur 5,5' ainsi que des pompes de circulation 6,6'. L'acide de décapage est fourni aux cuves de décapage 2.2' à partir de cuves de circulation T1,T2,T3,T4, à travers des vannes ?,7' A partir des cuves de décapage 2,2' l'acide de décapage est retourné aux cuves de circulation a l'extrénité amont 9,9' de chaque cuve et à son extrémité aval 10,10', et ce à travers des vannes 8,8'. Pour le remplissage des cuves de décapage 2.2' avec un acide de décapage ayant la concentration et/ou la composition désirées, il est prévu des canalisations d'alimentation en acide fluorbydrique (HF), en acide nitrique (HNO3), en eau (E) et en diverses qualités d'acide de décapage régénéré, variant en concentration- et/ou composition (AR1, AR2). Suivant une variante, ces canalisations peuvent déboucher dans les cuves de circulation individuelles. Chacune des canalisations 4,4' contient un densimétre 11,11' et un appareil de mesure de conductivite 12,12' à des fins de commande. Les cuves de circulation individuelles T1,T2,T3,T4 sont remplies d'acides ayant des compositions et/ou des concentrations différentes. Un acide de décapage approprié est utilisé pour la première cuve de décapage 2, cet acide provenant par exemple de la première cuve de circulation TI, pour une première qualité de maténriau devant être décapée. L'effet du décapage est adapté aux exigences par une commande du débit de la pompe de circulation 6 et/ou de la température au moyen de l'échangeur de chaleur 5. Si le pretraitement ou, par exemple, la vitesse de production de la bande métallique change, l'effet du décapage peut être adapté d'une manière appropriée en faisant varier le débit et/ou la température. Ceci s'applique également par analogie au décapage dans la cuve de décapage 2'. Si la qualité de la bande métallique devant être décapée est modifiée, un changement notable de l'effet du décapage est alors exigé. Ce changement ne peut plus être obtenu par une simple variation du débit de circulation et/ou de la température. Suivant la présente invention, une commutation est réalisée et l'acide de décapage provenant de la cuve de circulation T2 est utilisé. De la même façon, une commutation peut être effectuée pour la cuve de décapage 2', pour passer de la cuve de circulation T3 à la cuve de circulation T4. Si un seul étage de décapage doit fonctionner avec l'acide, il est possible que la seconde cuve de décapage soit remplie avec de l'eau. Pour obtenir une variabilité encore plus grande en ce qui concerne l'effet du décapage, l'acide provenant de la cuve de circulation T3 ou T4 peut être utilisé dans la cuve de décapage 2. De la même façon, l'acide provenant de la cuve de circulation T1 ou n2 peut être utilisé dans la I cuve de décapage 2'. Si les cuves de circulation sont suffisamment grandes, l'acide provenant de la même cuve de circulation T1,T2,T3 ou T4 peut être utilisé dans les cuves de décapage 2 et 2' et éventuellement, par une adaptation du débit des pompes de circulation 6,6' ou du chauffge assuré par les échangeurs de chaleur 5,5', l'effet du décapage peut être ajusté d'une manièere différente pour les deux cuves de décapage 2,2'. Un densimetre 11,11' peut être également installé dans la canalisation de décharge de l'acide de décapage provenant des cuves de décapage 2,2', par exemple dans la zone des vannes de décharge 8,8', ce densimétre permettant de mesurer la densité de l'acide de décapage usé et la quantité de boue formée. Un appareil de mesure de la conductivité 12,12' peut être également installé afin de compenser l'influence de la teneur en acide nitrique. De préférence, toutes les vannes 7,7', 8,8', la régulation de température des échangeurs de chaleur ,5', le régulateur de débit des pompes de circulation 6,6', les densimntres 11,11' ainsi que les appareils de mesure de la conductivité 12,12', les vannes pour les canalisations d'alinmentation en acide et les paramètres de commande appropriés de l'étage de prétraitement sont connectés à une unité de commande qui commande l'effet du décapage sur la base de l'entrée des paramètres liés aux matériaux. Des canalisations d'évacuation de l'acide usé AU sont également représentées sur la figure 1. Cet acide usé AU est transmis a une installation de régénération de l'acide et l'acide régénéré est finalement recyclé dans l'installation de décapage en tant qu'acide régénéré 1 (AR1) ou 2 (AR2). Les divers modes de fonctionnement et l'utilisation correspondante des acides dans les cuves de circulation individuelles sont illustrés sur la figure 2. Sur cette figure, les modes de décapage sont indiqués par M 1, M2,M3,M4 REVENDICATIONS 1. Procéde de décapage de bandes de matériau en acier, en particulier en acier inoxydable, dans lequel on fait passer la bande a travers au moins un bain de décapage comportant au moins un acide de décapage, caractérisé en ce qu'on choisit la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide en fonction de la qualité du matériau, du prétraitennt et des paramètres de fonctionnement dans l'installation de décapage. 2. Procédé suivant la revendication I caractérisé en ce que le dosage de l'acide est réalisé en fournissant l'acide à partir de cuves de stockage dans lesquelles la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide different. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la température du bain de décapage est également commandée. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caracténrisé en ce que le débit de l'acide fourni est commandé. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les paramtres de fonctionnement des étages de prétraitemrnent sont commandés. 6. Procédé suivant la revendication 5 caractérisé en ce que la densité de courant est commandée dans un étage de prédécapage. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que les paramntres de fonctionnement à l'endroit de l'équipement de grenaillage, des brosses abrasives ou d'un broyeur de calamine sont commandés. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 7 caractérisé en ce que la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide sont choisies à partir de la cuve respective et fournies au bain de décapage en fonction de la densité de l'acide de décapage usé dans le bain de décapage. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la concentration de l'acide et/ou la composition de cet acide sont choisies à partir de la cuve respective et fournies au bain de décapage de la conducutivité de l'acide de décapage use. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'acide de décapage usé est régénéré. 11. Procédé suivant la revendication 10 caractérisé en ce que l'acide de décapage usé régéneré est mélangé avec de l'acide frais, en fonction de sa composition, et il est recyclé dans les cuves de stockage de l'acide. 12. Installation pour décaper des bandes (3) de matériau en acier, en particulier en acier inoxydable, dans laquelle la bande (3) passe à travers au moins un bain de décapage (2,2') contenant au moins un acide de décapage, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux cuves de circulation (T1,T2;T3,T4) ayant des concentrations de l'acide et/ou des compositions de cet acide différentes. 13. Installation suivant la revendication 12 caractérisée en ce que l'alimentation aen acide du bain de décapage est modifiée aen effectuant une commutation d'une cuve de circulation (T1,T2;T3,T4) vers une autre cuve. 14. Installation suivant l'une quelconque des revendications 12 ou 13 caractérisé en ce qu'un appareil de mesure de la densité ( 11) est prévu pour l'acide de décapage usé. 15. Installation suivant l'une quelconque des revendications 12 à 14 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux bains de décapage (2,2') associés chacun à au moins deux cuves de circulation (T1,T2;T3,T4). 16. Installation suivant l'une quelconque des revendications 12 à 15 caractérisée a ce que des échangeurs de chaleur (5) sont prévus dans la boucle de circulation afin de commander la température de l'acide de décapage. 17. Installation suivant l'une quelconque des revendications 12 à 16 caractérisée en ce que des pompes (6) pourvues d'une commande de débit sont prévues dans la boucle de circulation. 18. Installation suivant l'une quelconque des revendications 12 à 17 caractérisée en ce qu'une unité de commande est connectée aux vannes des canalisations (4, 4') d'alimentation en acide, aux commandes de température des échangeurs de chaleur (5), à la commande du débit des pompes de circulation (6) et aux unités de commande correspondantes pour les paramètres de fonctionneent des unités se trouvant en amont. 19. Installation suivant la revendication 18 caractérisée en ce que l'unité de commande est connectée à un densimétre (11).