Brevet FR2726288A1 — publié le 19960503

L'invention a pour objet un dispositif à lame d'air pour le réglage de l'épaisseur d'une couche déposée sur une bande à la sortie d'un bain et s'applique en particulier aux installations de galvanisation de bande métallique. Une installation de galvanisation comprend, d'une façon générale, un bain de métal liquide tel que du zinc dans lequel on fait défiler en continu la bande métallique qui, à la sortie du bain, se trouve recouverte, sur ses deux faces, d'un dépôt métallique. I1 est nécessaire de régler l'épaisseur de la couche métallique ainsi déposée, et, dans ce but, on utilise généralement, sur au moins une face de la bande, un dispositif de régulation à lame d'air permettant de souffler un jet plat de fluide sur la bande suivant une direction sensiblement perpendiculaire à celle-ci. Pour réaliser un jet plat, on utilise généralement une buse de soufflage alimentée en fluide sous pression et munie d'une ouverture rectangulaire limitée par deux lèvres écartées d'une faible distance et s'étendant sur toute la largeur de la bande.L'épaisseur du revêtement est fonction de la distance entre la buse et la bande et de la pression exercée par le jet, celle-ci pouvant d'ailleurs être réglée en modifiant l'écartement des lèvres. La géométrie de la ligne et les conditions de mise en oeuvre du procédé telles que le processus de solidification du zinc et les tensions de la bande entraînent des vibrations de la tôle d'amplitudes et de fréquences assez erratiques. Or ces vibrations, dont les amplitudes peuvent aller jusqu'à plus de dix millimètres, entraînent des variations d'épaisseur incompatibles avec les exigences de qualité ainsi que des frais supplémentaires dus à la surconsommation de zinc. Ce métal étant, généralement, cher, il est souhaitable de limiter l'épaisseur du dépôt à la valeur souhaitée. Pour réduire les vibrations, on peut envisager d'agir sur la traction de la bande ou la disposition des rouleaux ou bien de placer des moyens d'amortissement, par exemple pneumatiques ou magnétiques, le long de la tôle. De tels moyens compliquent, cependant, l'installation et sont, de toute façon, assez coûteux. En outre, il est très difficile d'amortir suffisamment les vibrations pour donner entière satisfaction aux exploitants. L'invention a pour objet un dispositif très simple, peu onéreux et particulièrement efficace qui agit immédiatement au niveau du lame d'air et peut, en outre, grâce à son faible encombrement, être placé sur des installations existantes sans modification notable de celles-ci. L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à un dispositif de réglage à lame d'air comportant au moins une buse de soufflage limitée par deux lèvres écartées d'une faible distance et alimentée en fluide sous pression, lesdites lèvres limitant une ouverture allongée s'étendant au moins sur toute la largeur de la bande pour le soufflage sur celle-ci d'un jet plat de fluide suivant une direction transversale à la bande. Conformément à l'invention, le dispositif à lame d'air est associé à au moins un moyen de stabilisation par coussin de fluide disposé au moins sur un côté de la buse le long d'une lèvre de celle-ci et comportant une paroi sensiblement plane qui s'étend à partir de ladite lèvre de la buse suivant une direction sensiblement parallèle à la bande de façon à définir un espace plat de faible épaisseur entre ladite paroi et la bande, et des moyens d'introduction d'un fluide dans ledit espace pour la formation d'un coussin de fluide susceptible de stabiliser les vibrations de la bande. La paroi plane limitant l'espace dans lequel est introduit le fluide de stabilisation s'étend sur toute la largeur de la bande à partir d'un bord interne disposé le long de la lèvre correspondante de la buse et sur une longueur suffisante pour assurer la stabilisation de la bande compte tenu de la pression du fluide. Dans un mode de réalisation particulièrement simple et avantageux, le bord interne de la paroi est écarté d'une faible distance de la lèvre correspondante de la buse de façon à définir un orifice allongé de faible largeur pour l'introduction du fluide dans le coussin de stabilisation, ledit orifice étant relié à une chambre d'alimentation en fluide placée le long de la paroi, du côté opposé à la bande. Celle-ci peut avantageusement être directement ouverte sur l'extérieur de façon que le fluide de stabilisation soit constitué par de l'air qui s'introduit librement dans la chambre d'alimentation et est aspiré par le jet de fluide sous pression soufflé par la buse et dévié par la bande. Dans un mode de réalisation préférentiel, la distance entre la paroi et la bande est légèrement supérieure à la distance entre le débouché de la buse et la bande de façon à ménager un faible retrait susceptible de favoriser l'aspiration d'air par l'orifice rectangulaire. Généralement, la buse de soufflage sera placée à une faible distance de la surface du bain métallique et le coussin de stabilisation sera ménagé au-dessus de la buse, c'est-à-dire en aval de celle-ci dans le sens de défilement de la bande. Mais l'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté sur le dessin annexé. La Figure 1 représente très schématiquement, en coupe transversale, l'ensemble d'un dispositif de réglage d'épaisseur à lame d'air selon l'invention, la Figure 2 étant une vue de détail à échelle agrandie. Une installation de traitement de bande telle qu'une ligne de galvanisation au trempé comprend, d'une façon générale, un bain de métal, tel que du zinc 1 dans lequel on fait défiler une bande métallique 2 qui sort du bain suivant une direction 20 sensiblement verticale. De tels moyens sont bien connus et ne sont donc pas représentés sur la figure. Sur les deux faces de la partie 20 de la bande sortant du bain se trouve déposée, par adhérence, une couche 11 de métal liquide. Pour respecter les exigences de qualité imposées au produit et limiter la consommation de métal à la seule quantité nécessaire, on place généralement, à une distance assez faible, au-dessus de la surface 10 du bain 1, un dispositif de régulation d'épaisseur à lame d'air qui, d'une façon générale, comprend deux buses 3, 3' placées respectivement de part et d'autre de la bande 20 et comportant chacune une chambre formant collecteur 31 alimentée en un fluide sous pression, par exemple de l'air, et munie, du côté de la bande 20, d'une ouverture de sortie 32 limité par deux lèvres respectivement supérieure 33 et inférieure 34.Celles ci s'étendent au moins sur toute la largeur maximale de la bande et limitent donc une ouverture allongé de hauteur d égale à l'écartement entre les deux lèvres 33, 34, et de longueur au moins également, et de préférence un peu supérieure à la largeur de la bande 2. Il se forme ainsi dans l'ouverture 32, un jet plat 4 de fluide sous pression sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement de la bande 20 et qui exerce sur la bande 2 une pression que l'on peut moduler en faisant varier la largeur de l'orifice 32, c'est-à-dire l'écartement entre les deux lèvres 33 et 34. A cet effet, l'une des deux lèvres est généralement mobile. Lorsque les deux lèvres 33, 34, sont sensiblement parallèles, l'ouverture 32 est rectangulaire, mais on peut aussi faire varier l'écartement des lèvres sur la largeur de la bande, la largeur d de l'ouverture 32 étant, par exemple, légèrement plus faible dans la partie centrale que sur les bords. De tels dispositifs sont bien connus et n'ont pas besoin d'être décrits en détail. L'épaisseur de la couche 12 déposée sur les deux faces de la bande 2 dépend, notamment, de la pression du fluide soufflé, de la largeur d de l'ouverture 32 et de la distance D entre les bords 35 des deux lèvres et la bande 2 et ces paramètres doivent donc, autant que possible, être maintenus constants pour assurer la régularité du dépôt. Le plus souvent, on utilise deux buses symétriques 3, 3', dont les effets s'équilibrent, mais il est difficile, cependant, d'éviter des vibrations de la bande 2 qui défile à grande vitesse et, par conséquent, des variations de la distance D et de l'épaisseur du dépôt 12. L'invention propose un dispositif très simple de stabilisation des vibrations associé à chaque buse 3, qui comprend essentiellement une paroi plane 5 parallèle à la bande 20 sortant du bain, et écarté de celle-ci d'une faible distance D1 de façon à ménager, le long de la bande 2, un espace en forme de caisson plat 50 s'étendant sur toute la largeur de la bande 2 et sur une hauteur H. Généralement, on donnera à la paroi 5 une forme rectangulaire, mais d'autres formes allongées peuvent être envisagées. La paroi 5 est ménagée sur le côté d'une pièce de support 51 fixée, par exemple, sur une poutre 36 de support de la buse 3. Le côté 52 de la pièce 51 tournée vers le support 36 est séparé de celui-ci par un espace de façon à ménager une chambre 6 qui débouche dans un orifice 61 placé à la partie inférieure de la paroi 5, immédiatement au-dessus de la lèvre correspondante 33 de la buse 3. Par exemple, dans le mode de réalisation le plus simple représenté sur la figure, le bord interne 53 de la paroi 5 est écarté d'une distance d' de l'extrémité 35 de la lèvre 33 de façon à limiter un orifice sensiblement rectangulaire de hauteur d' s'étendant au-dessus de la buse 3, sur toute la largeur de l'ouverture 32.Le côté 52 de la pièce de support 51 est prolongé par une partie 54 qui s'étend le long de la paroi correspondante 37 de la buse 3 en se rapprochant progressivement de celle-ci de façon que le canal d'alimentation 60 ainsi limité se resserre progressivement jusqu'à l'orifice de sortie 61. En outre, la chambre 6 ménagée entre la paroi 51 et le support 36 de la buse débouche directement sur l'extérieur par un orifice 62 largement ouvert qui, en cas de besoin, peut simplement être muni d'un filtre. Or, on sait qu'un jet de fluide soufflé à grande vitesse dans un espace tend à aspirer l'atmosphère environnante. Ce phénomène se produit dans le dispositif selon l'invention car le jet de fluide sous pression 4 qui est soufflé à grande vitesse vers la bande 20 se partage en deux parties qui sont déviées vers le haut et vers le bas et la partie 41 déviée vers le haut passe devant l'orifice 61 en aspirant l'air qui se trouve dans la chambre 6 et qui peut être renouvelé en continu en s'introduisant par l'ouverture supérieure 62. Le flux d'air 63 ainsi aspiré peut, d'ailleurs, s'accélérer dans le convergent 60. L'air additionnel 64 aspiré par l'ouverture 61 et qui se mélange ainsi avec la partie 41 du fluide sous pression déviée vers le haut se répand dans le caisson plat 50 limité d'un côté par la paroi 5 et de l'autre par la bande 2 et forme un coussin de fluide 65 qui permet d'amortir et même de supprimer les vibrations de la bande 2. La longueur du coussin de fluide, qui correspond à la hauteur h de la paroi 5 est déterminée de façon à assurer la stabilisation de la bande compte tenu de la pression que l'on peut donner au fluide 65 et de l'amplitude des vibrations à amortir. Par exemple, la largeur (d') de l'orifice 61 pourra être d'environ 10 fois la largeur d de la buse de soufflage 32 -et la hauteur H de la paroi 5 sera d'au moins 250 mm dans les installations classiques. De préférence, la distance D1 entre la paroi 5 et la bande 20 sera légèrement supérieure à la distance D entre le bord 35 de la buse 3 et la bande 20 de façon à ménager un léger retrait qui favorise l'aspiration de l'air par l'orifice 61, ce retrait pouvant être par exemple de l'ordre de 2 à 5 mm. I1 faut noter que, dans certains cas, on peut faire varier l'orientation de la lame de fluide 4 par rapport à la bande en faisant pivoter la buse, mais il est préférable que la paroi 5 soit indépendante de l'orientation de la buse et reste sensiblement parallèle à la bande 20 pour mieux assurer l'effet de coussin de fluide recherché. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre de simple exemple. En particulier, on utilise le plus souvent deux buses 3, 3' placées symétriquement de part et d'autre de la partie 20 de la bande 2 sortant du bain et celles-ci seront avantageusement associées chacune à une paroi 5, 5' de stabilisation. En effet, dans ce cas, les deux coussins de fluide placés de part et d'autre de la bande s'équilibrent mutuellement et assurent un amortissement immédiat des vibrations. Cependant, dans des dispositifs plus simples, on pourrait utiliser un coussin de fluide placé d'un seul côté de la bande. D'autre part, les buses de soufflage 3 et 3' n'ont été représentées que schématiquement car l'invention présente l'avantage de ne nécessiter qu'une modification assez minime de la buse et peut donc être appliquée à des buses de tout type connu. Par ailleurs, il n'est pas indispensable que le coussin de fluide de stabilisation s'étende de façon continue sur toute la largeur de la bande. On pourrait, en effet, envisager d'associer à chaque buse de soufflage 3 plusieurs parois 5 de longueur réduite ménageant des coussins de fluide écartés les uns des autres. I1 faut enfin noter que le dispositif de stabilisation qui vient d'être décrit permet d'amortir les vibrations de la bande aussi bien dans le sens transversal que dans le sens longitudinal de défilement. 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. Dispositif à lame d'air pour le réglage de l'épaisseur d'une couche (11) déposée sur une bande (2) à la sortie d'un bain (1), comportant au moins une buse (3) de soufflage limitée par deux lèvres (33, 34) écartées d'une faible distance (d) et alimentée en fluide sous pression, lesdites lèvres (33, 34) limitant au moins une ouverture allongée (32) s'étendant au moins sur toute la largeur de la bande (2) pour le soufflage sur celle-ci d'au moins un jet plat de fluide (4) suivant une direction transversale à la bande, caractérisé par le fait qu'il est associé à au moins un moyen de stabilisation par coussin de fluide disposé au moins sur un côté de la buse (3) le long d'une lèvre (33) de celle-ci et comportant une paroi (5) sensiblement plane s'étendant à partir de ladite lèvre (33) de la buse (3) suivant une direction sensiblement parallèle à la bande (2) de façon à définir un espace plat (50) de faible épaisseur entre ladite paroi (5) et la bande (2), et des moyens (6) d'introduction d'un fluide (65) dans ledit espace (50) pour la formation d'un coussin de fluide (65) susceptible de stabiliser les vibrations de la bande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi plane (5) limitant l'espace (50) dans lequel est introduit le fluide de stabilisation (65) s'étend à -partir d'un bord interne (53) disposé le long de la lèvre (33) correspondante de la buse (3), sur une hauteur (H) déterminée en fonction de la pression qui peut atteindre le fluide (65) dans ledit espace (50) pour assurer la stabilisation de la bande, compte tenu de l'amplitude des vibrations à amortir. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le bord interne (53) de la paroi (5) est écarté d'une faible distance (d') de la lèvre (33) correspondante de la buse (3) de façon à définir un orifice allongé (61) de faible largeur pour l'introduction du fluide dans le coussin de stabilisation (65), ledit orifice (61) étant relié à une chambre (6) d'alimentation en fluide placée de long de la paroi (5), du côté opposé à la bande (2). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'orifice (61) d'introduction du fluide (65) est relié à la chambre d'alimentation (6) par un canal (60) qui se resserre progressivement, en section transversale, jusqu'à l'orifice de sortie (61). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le fluide de stabilisation (65) est constitué par de l'air s'introduisant librement dans un espace ménagé le long de la paroi plane (5) du côté opposé à la bande (2), et ouvert directement sur l'extérieur, de façon à constituer la chambre (6) d'alimentation en fluide, ce dernier étant aspiré par le jet (4) de fluide sous pression soufflé par la buse (3) et dévié par la bande (2) en passant devant l'orifice d'introduction (61), la partie déviée (41) du fluide sous pression se mélangeant à l'air aspiré (64) pour constituer le coussin de stabilisation (65). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la distance (D1) entre la paroi (5) et la bande (2) est légèrement supérieure à la distance (D) entre le débouché (35) de la buse (3) et la bande (2) de façon à ménager un faible retrait susceptible de favoriser l'aspiration d'air par l'orifice d'introduction (61). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le coussin de stabilisation (65) est ménagé en aval de la buse de soufflage (3), dans le sens de défilement de la bande (2). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi (5) de stabilisation s'étend sur toute la longueur de la buse (3) de façon à constituer un coussin de stabilisation unique. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la buse de soufflage (3) est associée à au moins deux parois de stabilisation s'étendant chacune le long d'une partie de la lèvre (33) correspondante de façon à constituer au moins deux coussins de stabilisation espacés le long de la même buse (3). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant deux buses de soufflage (3, 3') placées symétriquement de part et d'autre de la bande (2), caractérisé par le fait que chaque buse (3, 3') de soufflage est associée à au moins une paroi (5, 5') pour la réalisation d'un coussin de fluide de stabilisation (65, 65') associé à chaque buse (3, 3').