Brevet FR2754545A1 — publié le 19980417

La présente invention concerne le revêtement en continu d'une bande métallique par trempage dans un bain de revêtement liquide, et notamment la galvanisation à chaud au trempé, le revêtement étant un alliage métallique à base de zinc, d'aluminium ou d'étain. Dans cette technique ancienne de galvanisation, la bande plonge en continu dans un bain d'alliage liquide d'où elle ressort en entraînant une pellicule d'alliage liquide dont on règle l'épaisseur au moyen d'un essorage gazeux. Cet essorage consiste à souffler, par des buses transversales au défilement de la bande, une lame d'air ou d'azote qui tend à faire refluer en direction du bain une quantité d'alliage liquide plus ou moins importante selon la pression du jet sur la bande toutes choses égales par ailleurs. On obtient ainsi un calibrage de l'épaisseur de l'alliage qui reste sur la bande et qui s'y cristallise. L'un des problèmes délicats à résoudre dans le cas de l'essorage pneumatique est la conservation d'une épaisseur sensiblement constante de l'alliage de protection sur toute la surface de la bande. En effet, de nombreux facteurs peuvent influencer l'épaisseur de ce revêtement. On citera par exemple les vibrations transversales de la bande en défilement qui font varier la distance entre ses surfaces et les buses d'essorage correspondantes, les irrégularités de débit du gaz d'essorage dans le temps et le long de la largeur de la bande... et surtout les effets de bord. Le long des rives de la bande, le comportement physique de l'alliage sur la bande est différent de celui au centre de celle-ci. A cela vient s'ajouter un comportement complexe et turbulent de la lame d'air qui ne rencontre plus d'obstacle au-delà du bord latéral de la bande, ce qui perturbe son écoulement. On constate alors ce qu'il est convenu d'appeler une surépaisseur de rive, le revêtement étant à cet endroit plus épais qu'au centre de la bande. L'inconvénient majeur de ce défaut intrinsèque au procédé réside dans l'impossibilité d'enrouler la bande revêtue correctement pour la conditionner en bobine. On remédie à cet inconvénient en procédant à l'élimination de chacun des bords portant cette surépaisseur par deux découpes longitudinales de la bande revêtue avant son enroulement. Il s'agit là d'une complication du procédé de fabrication qui, en outre, dégarnit les chants de la bande de son revêtement de protection. L'un des objectifs de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en éliminant la formation de cette surépaisseur sur les bords latéraux d'une bande galvanisée en continu au trempé et à chaud. A cet effet, l'invention a donc pour premier objet un procédé d'essorage d'un substrat métallique en forme de bande à la sortie d'un bain de revêtement liquide duquel elle est issue en continu selon lequel on refoule un excédent de liquide entraîné par la bande en direction du bain par application d'un champ de forces sensiblement perpendiculaire à la surface du substrat revêtu. Conformément à l'invention, ce champ de forces comprend au niveau des rives de la bande, une pression électromagnétique. Le champ de forces créé de manière électromagnétique ne possède pas l'inconvénient d'un champ de forces pneumatique dont l'efficacité est, comme rappelé ci-dessus, contrariée au niveau des rives de la bande par les turbulences du jet pneumatique. En outre, compte tenu du fait que ce champ de forces électromagnétique s'exerce sur une faible surface de la bande, les vibrations transversales de celle-ci ne sont pas préjudiciables à la régularité de l'essorage. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ce champ de forces électromagnétique vient s'ajouter à un essorage pneumatique classique et de préférence en amont de celui-ci par rapport au sens de défilement de la bande. De préférence, le champ de forces électromagnétiques sera alternatif de fréquence élevée de l'ordre de 500 KHz à 1 MHz. Cette haute fréquence permet de bénéficier d'un effet de peau sur le substrat et de concentrer les effets du champ dans la couche liquide de revêtement. En outre on se placera avantageusement à saturation du substrat, c'est-à-dire avec une induction suffisante. Un second objet de l'invention est formé par un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé susdit appliqué au revêtement au trempé des deux faces d'une bande métallique. Ce dispositif comprend au droit de chaque rive de la bande une paire d'inducteurs électromagnétiques à flux opposés définissant entre eux un intervalle dans lequel circule la rive correspondante de la bande, un écran de confinement du champ électromagnétique étant associé à chaque inducteur dans l'intervalle ets'étendant parallèlement au plan de défilement. Les écrans de confinement sont de forme étudiée pour que la pression magnétique ait pour effet un refoulement du revêtement liquide vers le bain d'où est issue la bande et, dans une moindre mesure, vers le centre de la bande, en inhibant un refoulement vers le haut qui viendrait contrarier l'action de l'essorage final par jet gazeux. Quant à la composante du refoulement vers le centre de la bande, on a constaté qu'il ne constituait pas un inconvénient majeur à l'obtention d'une bonne qualité de l'essorage gazeux qui suit car, plus on s'éloigne du bord de la bande, plus le refroidissement de celle-ci est lent. Le revêtement au centre est donc maintenu dans un état de fluidité tel que l'essorage gazeux reste efficace malgré une augmentation de l'excédent de revêtement à refouler. En outre, il est aussi possible d'adapter le flux gazeux pour qu'il exerce à cet endroit un champ de forces adapté à refouler cette augmentation d'excédent. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention apparaîtront au cours de la description d'un de ses modes de réalisation donné ci-après à titre d'exemple. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant de profil une installation pour mettre en oeuvre l'invention - la figure 2 est un schéma de face illustrant cette installation - la figure 3 est un schéma des inducteurs mis en oeuvre le long d'une rive de la bande à essorer. A la figure 1, on a représenté une bande métallique 1 circulant dans le sens A pour entrer dans un bain d'alliage 2 et en sortir sensiblement perpendiculairement à la surface libre 3 du bain. La bande 1 passe ensuite entre des buses 4 et 5 d'essorage pneumatique dont l'effet tend à refouler l'excédent de matériau liquide entraîné par la bande afin de régler l'épaisseur du revêtement de celleci. Ces buses 4 et 5 s'étendent sur toute la largeur de la bande 1 et agissent sur chacune des faces de celle-ci. On a représenté en 6 et 7 des inducteurs permettant un essorage complémentaire ou additionnel au niveau de chacune des rives de la bande. La figure 2 qui est une vue suivant F du schéma de la figure 1 fait apparaître les deux rives 8 et 9 de la bande, l'inducteur 7 de la paire d'inducteurs 6 et 7 concernant l'essorage magnétique de la rive 8, et un inducteur 10 appartenant à une paire d'inducteurs identiques à ceux 6 et 7 déjà représentés pour l'essorage de la rive opposée 9 de cette bande 1. Sur le schéma de la figure 2, seul la buse 5 est visible. Chacun des inducteurs représentés est constitué par un enroulement dont l'axe 13, 14 est sensiblement perpendiculaire au plan de défilement de la bande 1, le sens des enroulements étant tel que lorsque ces inducteurs sont alimentés, les champs qu'ils engendrent sont opposés. Ces enroulement sont placés l'un en face de l'autre et de part et d'autre de la bande 1 dont la rive correspondante peut circuler dans l'intervalle 15 qu'ils définissent. En outre, chacun des inducteurs est associé, de manière fixe ou réglable, à un écran 16, 17, 18 de confinement du flux magnétique qu'il engendre de sorte que le champ de pression magnétique produit par chaque inducteur sur la tôle a pour effet, comme symbolisé par les flèches 19 de refouler le liquide entraîné par la bande principalement vers le bas, c'est-à-dire vers la surface libre 3 du bain avec une composante vers le centre de la bande. Les écrans sont des éléments conducteurs dans lesquels le champ magnétique est absorbé, transformé en courants de Foucault et dissipé par effet Joule. On aura prévu un dispositif d'échange de chaleur intégré avec écrans pour les refroidir si besoin est. Afin d'éviter un refoulement du liquide vers le bain mais avec une composante vers les rives de la bande, il sera préférable que l'axe tel que 11 et 13 de chacun des inducteurs soit décalé de manière que son intersection avec le plan de défilement de la bande soit à l'extérieur des rives 9 et 8 de celle-ci. Lorsque la bande quitte le niveau des inducteurs, l'épaisseur de la couche de revêtement liquide au voisinage de ses rives 8 et 9 est beaucoup plus faible que celle existant au centre. On notera à cet égard qu'un effet secondaire de la pression magnétique est l'échauffement de la bande au niveau de ses rives qui sont en général plus froides au sortir du bain que la partie centrale de cette bande. Il s'ensuit un maintien du liquide de revêtement dans un état de viscosité inférieur à ce qu'il est classiquement sur les rives et donc une plus grande facilité à le refouler. En aval des inducteurs, la bande passe au droit des buses 4 et 5 qui de manière classique procède au refoulement du liquide entraîné par la bande comme l'illustrent les flèches 20. On comprend que la diminution d'efficacité de l'essorage pneumatique au niveau des rives 8 et 9 de la bande est par avance compensée par le refoulement obtenu par les inducteurs ayant agi préalablement sur la matière liquide voisine des bords de la bande. On obtient donc une bande revêtue dont les surépaisseurs de rive sont éliminées et qui possèdent encore un revêtement sur ses chants. Ce résultat est particulièrement avantageux car d'une part, il permet de conditionner la bande revêtue en bobine sans intervention ultérieure et d'autre part, il constitue une protection totale de la bande notamment pendant tout le temps où elle reste sous forme de bobine prévenant ainsi les amorces de corrosion que peuvent constituer des chants de bande dégarnis de protection avant même que la bande revêtue ait atteint son utilisateur final. REVENDICATIONS 1. Procédé d'essorage d'un substrat métallique en forme de bande (1) à la sortie d'un bain (2) de revêtement liquide duquel elle est issue en continu selon lequel on refoule un excédent de liquide entraîné par la bande (1) en direction du bain par application d'un champ de forces sensiblement perpendiculaire à la surface du substrat revêtu, caractérisé en ce que ce champ de forces comprend au niveau des rives de la bande une pression électromagnétique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ de forces agissant sur les rives (8, 9) de la bande comprend une pression pneumatique. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la pression électromagnétique est appliquée avant la pression pneumatique dans le sens A de défilement de la bande (1). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le champ de forces magnétiques est alternatif, d'une fréquence comprise entre 500 KHz et 1 MHz. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'induction magnétique est située aux valeurs créant une saturation magnétique dans le substrat métallique. 6. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes appliqué au revêtement au trempé des deux faces d'une bande métallique, caractérisé en ce qu'il comprend au droit de chaque rive (8, 9) une paire d'inducteurs (6, 7) électromagnétiques à flux opposés, définissant entre eux un intervalle (15) dans lequel circule le bord (8) correspondant de la bande (1), un écran (16, 17) de confinement du champ électromagnétique étant associé à chaque inducteur (6, 7) et s'étendant parallèlement au plan de défilement de la bande (1) dans l'intervalle (15). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'essorage pneumatique (4, 5) disposé au-dessus de chaque inducteur (6, 7, 10) 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que chaque inducteur (6, 7), possédant un axe (13, 14) de symétrie, sa position relative par rapport à la bande est telle que l'intersection de cet axe (13, 14) avec le plan de défilement de la bande (1) est à l'extérieur de celle-ci.