Brevet FR2958564A1 — publié le 20111014

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REVETEMENT DE BANDES METALLIQUES. La présente invention est relative aux fours de chauffage par induction de bandes en défilement continu. Elle s'applique par exemple aux fours de séchage de revêtements de prétraitement ou de post-traitement sur les lignes de traitement en continu de bandes métalliques, notamment les lignes de galvanisation ou les lignes de recuit. 10 L'invention s'applique particulièrement aux fours de séchage et de polymérisation des lignes de pré-laquage de bandes métalliques. Dans la suite de ce document, sera traité plus particulièrement le cas des 15 lignes de pré-laquage avec des revêtements protecteurs ou décoratifs utilisant des peintures avec solvants organiques. Le pré-laquage de bandes métalliques en continu consiste à appliquer une mince couche de peinture liquide sur la bande au défilé et à sécher la 20 peinture dans une étuve. Après cuisson, la bande revêtue est ensuite refroidie, en général à l'eau par aspersion ou par immersion dans un bac à eau. 25 Les peintures utilisées contiennent généralement des solvants organiques. Evaporés dans le four, ils sont aspirés et détruits par incinération à haute température. Le chauffage de la bande peut être mené de différentes manières. Le 30 plus souvent il est réalisé par convection avec impact d'air chaud. Cependant d'autres modes de chauffage sont utilisés, en particulier le chauffage par induction électromagnétique. Dans ce cas la température des gaz aspirés reste basse et il en résulte des condensations de solvants et de 35 résines dans le four et dans le circuit d'incinération.5 Le brevet FR2734501 a proposé une méthode pour limiter ces condensations, consistant à réinjecter de l'air chaud dans la section de chauffage et à isoler thermiquement cette dernière. Cet air chaud est injecté et soutiré entre les inducteurs, en particulier pour limiter l'effet de cheminée occasionné lorsque le tunnel est en configuration verticale. Cependant cette conception induit deux contraintes : Il subsiste le problème des émanations diffuses de produits solvantés qui s'échappent de la bande entre le moment où celle-ci sort de la section de chauffage et où elle entre dans la section de refroidissement par eau. Ces émanations diffuses polluent l'environnement immédiat de l'installation en garnissant les planchers, garde-corps, etc., de résidus glissants et rendent l'air difficilement respirable et toxique. De plus, ces résidus sont un combustible potentiel en cas d'incendie. Dans la pratique, la limitation de l'effet de cheminée dans le cas d'une section de chauffage verticale impose de créer une contre pression en ajustant les différents débits de réinjection et de soutirage le long de la section de chauffage. Cet ajustement s'avère délicat à mettre en oeuvre et peut imposer un contrôle complémentaire de la Limite Inférieure d'Explosivité dans les différentes sections de la section. Cela peut conduire à une augmentation du débit de soutirage, et donc de la consommation de combustible de l'incinérateur. L'invention proposée permet de supprimer ces inconvénients. Selon l'invention, un dispositif de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu comprend successivement, dans le sens de défilement de la bande, une section de revêtement pour le dépôt d'un revêtement sur la bande, une section de chauffage, pour évaporer des éléments notamment des solvants et assurer le séchage ou la cuisson du revêtement et un refroidisseur, et est caractérisée en ce que : û une continuité de tôlerie est assurée entre l'entrée de la section de chauffage et la sortie du refroidisseur pour rendre l'ensemble étanche au gaz, û un dispositif de séparation d'atmosphères est placé entre la sortie de la section de chauffage et l'entrée du refroidisseur. Avantageusement, le dispositif de séparation d'atmosphères comprend des moyens d'injection d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments à évaporer. De préférence, le refroidisseur est un refroidisseur à eau. L'invention est également relative à un procédé de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu selon lequel ladite bande, après avoir reçu son revêtement, est chauffée dans une section de chauffage pour évaporer des éléments notamment des solvants et assurer le séchage ou la cuisson du revêtement, puis est refroidie, lequel procédé est caractérisé en ce que : ù une continuité de tôlerie est assurée entre l'entrée du four et la sortie du refroidisseur à eau pour rendre l'ensemble étanche au gaz, ù un dispositif de séparation d'atmosphères, par injection d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments, est placé entre la sortie de la section de chauffage et l'entrée du refroidisseur à eau, Avantageusement, une injection d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments, est réalisée en entrée du four, Généralement, un soutirage principal de gaz est réalisé à la sortie de la section de chauffage, Un soutirage de gaz auxiliaire peut être réalisé en aval du dispositif de séparation d'atmosphères, dans le sens de défilement de la bande. Le soutirage de gaz auxiliaire est avantageusement réalisé en aval du refroidisseur, dans le sens de défilement de la bande, laquelle est de préférence refroidie à l'eau. Dans l'exemple préféré de réalisation de l'invention, le refroidissement de la bande est assuré par une aspersion d'eau. La continuité de la tôlerie permet un capotage de la bande depuis son entrée dans la section de chauffage jusqu'à la sortie du refroidisseur. Les émanations diffuses qui s'échappent de la bande après sa sortie du dernier inducteur peuvent ainsi être captées et incinérées. Pour éviter les condensations de solvants, il faut maintenir la surface interne du capotage au-delà de la température de non-condensation en l'isolant thermiquement et en balayant cet ensemble par de l'atmosphère chaude, qu'il faudra incinérer. Le brevet FR2734501 décrit une solution comprenant l'implantation de plusieurs points de soutirage et de réinjection dans la zone de cuisson. La présence du capotage selon l'invention permet de simplifier les 10 circuits de soutirage et de réinjection. Le procédé selon l'invention conduit, par exemple, à réinjecter un gaz chaud en un seul point, situé à l'entrée du tunnel de cuisson, et à soutirer en un autre point, juste avant le refroidissement à eau. Pour éviter d'augmenter le débit de soutirage total, celui en provenance 15 de la section de chauffage et celui en provenance du refroidisseur, on cherchera à limiter les entrées d'air parasite, c'est-à-dire les flux d'air venant de l'extérieur du four et non chargé en solvants. Pour ce faire on peut utiliser un bac de refroidissement à eau en mode 20 immersion de sorte de créer un joint hydraulique pour avoir une étanchéité parfaite. Cependant cette solution n'est pas satisfaisante, en particulier parce qu'elle impose une configuration verticale du bac à eau, plus contraignante en 25 terme d'implantation et plus coûteuse. Par ailleurs l'immersion ne permet pas de ne pas mouiller une des deux faces de la bande, ce qui peut être requis pour l'application à chaud de certains films. De plus, cette configuration favorise la pollution de l'eau de refroidissement par les émanations diffuses. 30 On préfère donc utiliser un refroidissement conventionnel de type aspersion en rajoutant un système d'étanchéité aéraulique avant le bac à eau, de type sas à rouleaux. Cette séparation permet d'entrainer la majorité des émanations de vapeurs vers le circuit d'incinération, et non vers le circuit de refroidissement. 35 Ainsi, pour limiter les entrées d'air venant du refroidisseur et non chargé en solvants, le procédé selon l'invention comprend un dispositif de séparation5 d'atmosphères placé entre la sortie de la section de chauffage et l'entrée du refroidisseur à eau. Le dispositif de séparation d'atmosphères selon l'invention comprend des organes permettant de limiter la section de passage et donc les flux gazeux. Il peut par exemple s'agir d'un sas à rouleaux, comprenant au moins une paire de rouleaux placés de part et d'autre de la bande. Le dispositif peut également être constitué d'un ou plusieurs rouleaux d'appui sur une face de la bande et de volets sur la face opposée, placés en vis-à-vis des rouleaux. Le dispositif de séparation d'atmosphères selon l'invention comprend avantageusement une injection d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des solvants. Le procédé selon l'invention comprend également un soutirage de l'air humide du refroidisseur. Celui-ci peut être placé juste en aval du dispositif de séparation d'atmosphères, donc en amont du refroidisseur, ou en sortie du refroidisseur à eau. 20 Le procédé selon l'invention permet d'éviter les émanations diffuses en dehors du four. Ainsi, toutes les émanations sont captées et incinérées. Il en résulte une meilleure propreté de l'installation ce qui la rend moins dangereuse par la réduction du risque de propagation d'incendie, du risque de glissade et 25 un air moins vicié. Cette configuration selon l'invention permet l'absence de condensation dans le circuit de circulation des solvants et aussi en dehors de ce circuit. 30 Il permet également une meilleure maîtrise du débit de soutirage. L'air à température ambiante parasite ne provient que de l'entrée de la section de chauffage. Ceci permet de mieux contrôler le débit et la dilution des solvants soutirés. Il en résulte une minimisation de la consommation de combustible de l'incinérateur et une meilleure sécurité de l'installation. Les problèmes 35 antérieurs d'équilibrage des débits dans les différentes branches du tunnel induction, en particulier pour limiter l'effet de cheminée, sont ainsi simplifiés.15 L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins : La Fig.l représente un exemple de four à induction selon l'invention, et La Fig. 2 représente un agrandissement du dispositif de séparation d'atmosphères 11 selon l'exemple de réalisation de la Fig. 1. 10 Comme représenté en Fig. 1, dans cet exemple de réalisation, le four comprend deux inducteurs successifs 1 a et 1 b montés sur une passe verticale dans laquelle la bande 2 circule de bas en haut. Un rouleau déflecteur 3 placé à l'extrémité de la passe verticale permet le renvoi de la bande vers la section de refroidissement 4. 15 La section de refroidissement 4 comprend une première partie équipée d'une pluralité de rampes 18a et 18b de pulvérisation d'eau sur la bande et un bac à eau 20 permettant de collecter l'eau qui ruisselle de la partie supérieure. Une reprise 21 permet d'alimenter de nouveau les rampes 18a et 18b via un 20 circuit fermé, non représenté, comprenant un échangeur à plaques. De l'entrée 5 du four à sa sortie 6, la bande est maintenue dans une enveloppe fermée constituée des parois internes successives du caisson d'entrée 7, de l'inducteur la, du caisson de liaison 8, de l'inducteur 1 b, du 25 caisson de liaison 9, du caisson de renvoi 10, du dispositif de séparation d'atmosphères 11 et du refroidisseur à eau 4 et du bac à eau 20. Une injection principale de gaz chaud 16 est située à l'entrée du four et un soutirage de gaz chaud 17 est situé au niveau du caisson de renvoi 10. 30 Le gaz chaud injecté au niveau des points d'injection 16 et 14 est avantageusement de l'air préchauffé par les fumées d'incinération des solvants. Sa température aux points d'injection est fonction de la température de condensation des solvants. Elle est typiquement supérieure à 200°C 35 Comme représenté en Fig. 2, dans cet exemple de réalisation, le dispositif 11 de séparation d'atmosphères comprend un rouleau support 12 sur lequel repose la bande sur sa face 2a, et en vis-à-vis sur la face opposée, un volet escamotable 13 limitant la section de passage de l'atmosphère. Il5 comprend également une injection de gaz chaud 14 placé en amont de l'ensemble rouleau 12 et volet 13 dans le sens de défilement de la bande et un soutirage de gaz 15 placé en aval. Pour limiter le risque de marquage de la bande, le rouleau 12 peut être motorisé et sa vitesse de rotation régulée de sorte que la vitesse périphérique du rouleau soit identique à celle de la bande. En variante, le rouleau 12 peut être positionné légèrement en retrait de la ligne de passe de la bande de sorte que celle-ci ne soit pas en appui sur le rouleau en fonctionnement normal mais uniquement ponctuellement, par exemple en cas de variation de tension de bande lors de phases transitoires. Un isolant 22 permet de limiter la section libre pour l'écoulement des gaz. Un jeu fonctionnel entre le rouleau 12 et l'isolant permet la rotation du rouleau tout en limitant la circulation des gaz entre l'amont et l'aval du rouleau 12. Le volet 13 est escamotable pour permettre l'introduction de la bande dans le four. Le rouleau 12 permet de maitriser la position de la bande et ainsi minimiser l'ouverture X entre l'extrémité du volet 13 et la bande. Un jeu fonctionnel entre le volet 13 et l'isolant permet la rotation du volet tout en limitant la circulation des gaz entre l'amont et l'aval du volet 13. Selon un autre exemple de réalisation non-représenté, le dispositif 11 de séparation d'atmosphères comprend deux ensembles successifs de rouleau 12 et volet 13. Cette configuration permet d'accroitre l'étanchéité du dispositif par un accroissement de la perte de charge du gaz en mouvement. En amont de l'ensemble rouleau 12 et volet 13 dans le sens de défilement de la bande, la combinaison des deux injections de gaz chaud 14 et 16 et du soutirage 17 permet de maintenir les parois internes de la section de chauffage depuis l'entrée 5 jusqu'à l'ensemble rouleau 12 et volet 13 à une température suffisante pour éviter la condensation de solvants. Elle permet également d'assurer l'évacuation des solvants vers l'incinérateur. La sortie 6 du refroidisseur à eau 4 est à l'air libre. En aval de l'ensemble rouleau 12 et volet 13 dans le sens de défilement de la bande, la combinaison du point de soutirage 15 et de l'entrée d'air par la sortie 6 du refroidisseur permet d'assurer l'évacuation des solvants résiduels émis par le revêtement de la bande vers l'incinérateur. Selon un autre exemple de réalisation non-représenté, le brin de bande 5 compris entre le rouleau déflecteur 3 et la sortie du refroidisseur à eau est horizontal. REVENDICATIONS1. Dispositif de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu comprenant successivement, dans le sens de défilement de la bande, une section de revêtement pour le dépôt d'un revêtement sur la bande, une section de chauffage, pour évaporer des éléments notamment des solvants et assurer le séchage ou la cuisson du revêtement et un refroidisseur, caractérisée en ce que ù une continuité de tôlerie est assurée entre l'entrée (5) de la section de chauffage et la sortie (6) du refroidisseur pour rendre l'ensemble étanche au gaz, ù un dispositif de séparation d'atmosphères (11) est placé entre la sortie de la section de chauffage et l'entrée du refroidisseur. 2. Dispositif de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de séparation d'atmosphères (11) comprend des moyens d'injection (14) d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments à évaporer. 3. Dispositif de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le refroidisseur est un refroidisseur à eau. 4. Procédé de revêtement d'une bande métallique en déplacement continu selon lequel ladite bande, après avoir reçu son revêtement, est chauffée dans une section de chauffage pour évaporer des éléments notamment des solvants et assurer le séchage ou la cuisson du revêtement, puis est refroidie, caractérisé en ce que : ù une continuité de tôlerie est assurée entre l'entrée (5) du four et la sortie (6) du refroidisseur à eau pour rendre l'ensemble étanche au gaz, ù un dispositif de séparation d'atmosphères (11), par injection d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments, est placé entre la sortie de la section de chauffage et l'entrée du refroidisseur à eau, 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une injection (16) d'un gaz à une température supérieure au point de rosée des éléments, est réalisée en entrée (5) du four, 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce qu'un soutirage principal de gaz (17) est réalisé à la sortie de la section de chauffage, 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la bande est refroidie à l'eau. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'un soutirage de gaz auxiliaire (15) est réalisé en aval du dispositif de séparation d'atmosphères, dans le sens de défilement de la bande. 15 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisée en ce que le soutirage de gaz auxiliaire (15) est réalisé en aval du refroidisseur à eau (4), dans le sens de défilement de la bande.10