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"Procédé et dispositif de décapage de fils et/ou rubans métalliques"
La présente invention est relative à un procédé de décapage de fils et/ou rubans métalliques, comprenant un défilement d'au moins un fil et/ou ruban métallique au travers d'un bain de liqueur de décapage, suivant une direction de défilement, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.
On connaît depuis longtemps de tels procédés et dispositifs, en particulier dans lesquels la liqueur de décapage est un acide, notamment de l'acide chlorhydrique ou de l'acide sulfurique (voir par exemple BE-A-1005217).
Pour améliorer l'efficacité du bain acide, on a déjà prévu d'introduire dans le bain un choc hydraulique provoquant en surface une vague dirigée à contre-courant du défilement des fils métalliques (voir Ph. P. Cowie et al., Fumeless Acid Wave Pickle, in Wire & Cable Technology International, July 2001, p. 58-59 ; US-A-4. 950.333 et US-A- 4. 951.694). L'efficacité d'un tel décapage reste toutefois insatisfaisante car la puissance de la vague s'amenuise au fur et à mesure de sa progression ce qui donne lieu à un décapage peu régulier. D'autre part, la vague s'étend sur toute la largeur de la cuve, c'est-à-dire avec une déperdition d'énergie là où elle ne rencontre aucun objet à décaper.
La présente invention a pour but d'améliorer l'efficacité d'un procédé de décapage de fil et/ou ruban métallique d'une manière simple et avec une dépense d'énergie aussi faible que possible.
On résout ce problème suivant l'invention par un procédé tel que décrit au début, comprenant en outre
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- une formation dans le bain, par fil et/ou ruban métallique, d'au moins un courant turbulent de liqueur de décapage qui s'écoule suivant une direction transversale à ladite direction de défilement, et - pendant ledit défilement, un passage de chaque fil et/ou ruban métallique au travers dudit au moins un courant turbulent qui lui correspond.
Chaque fil et/ou ruban passant dans le bain est ainsi traité individuellement et le courant turbulent qui agit sur lui est dirigé transversalement à la direction de défilement ce qui augmente de manière décisive le degré d'action de la liqueur de décapage.
Suivant une forme de réalisation de l'invention chaque courant turbulent susdit s'écoule suivant ladite direction transversale de manière ascensionnelle. Ainsi, les courants turbulents agissent de bas en haut dans le bain et tous les fils pendant leur défilement passent aisément par des courants de même intensité, car provenant d'une source située à équidistance des fils et/ou rubans.
Suivant une forme de réalisation préférentielle de l'invention, pendant ledit défilement, chaque fil et/ou ruban métallique passe au travers de plusieurs desdits courants turbulents, en succession.
Avantageusement, chaque courant susdit a une forme de jet à section arrondie qui, au-dessus d'un niveau correspondant au bain de repos, forme une excroissance turbulente de type geyser. Chaque fil et/ou ruban passe ainsi en travers d'une succession régulière de petits geysers en traversant non seulement le courant ascensionnel de chacun d'eux, mais aussi la turbulence intermédiaire provoquée par la retombée de la liqueur de décapage depuis le sommet de chaque geyser vers le bain.
Suivant une forme perfectionnée de réalisation de l'invention, le procédé comprend, en aval et/ou en amont du bain de liqueur de décapage, un rinçage dudit au moins un fil et/ou ruban métallique au travers de plusieurs rideaux successifs de liquide de rinçage, qui s'écoulent de manière turbulente et au travers desquels
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défile ledit au moins un fil et/ou ruban métallique. D'une manière tout à fait avantageuse, le rinçage comprend une projection desdits rideaux de liquide de rinçage suivant un écoulement turbulent ascensionnel. On obtient ainsi par les rideaux successifs de liquide de rinçage, une excellente étanchéification de la cuve de décapage à l'entrée et à la sortie. Le rinçage est parfait et adaptable en fonction des besoins, par diminution ou augmentation du nombre de rideaux à faire traverser.
Dans le cas où la formation des geysers de liquide de rinçage sont obtenus par des bulles de gaz sous pression guidées, comme il sera décrit plus en détail ci-après, on peut même se passer de pompes à liquide dans les cuves de rinçage, ce qui représente une grande économie d'énergie.
D'autres détails concernant le procédé suivant l'invention sont indiqués dans les revendications 1 à 9.
L'invention concerne également un dispositif de décapage de fils et/ou rubans métalliques, comprenant - des moyens d'entraînement en défilement d'au moins un fil et/ou ruban métallique, et - une cuve contenant un bain de liqueur de décapage que traverse ledit au moins un fil et/ou ruban métallique suivant une direction de défilement.
Suivant l'invention, ce dispositif comprend en outre des moyens de formation, dans le bain, d'au moins un courant turbulent de liqueur de décapage par fil et/ou ruban métallique qui s'écoule suivant une direction transversale à ladite direction de défilement, ces moyens de formation étant agencés dans la cuve de façon que chaque fil et/ou ruban métallique passe, pendant son défilement, au travers dudit au moins un courant turbulent qui lui correspond.
D'autres détails concernant le dispositif suivant l'invention sont indiqués dans les revendications 10 à 17.
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D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une installation de décapage suivant l'invention dans une vue schématique en coupe longitudinale.
La figure 2 représente une vue de haut en perspective d'une cuve de décapage suivant l'invention.
Sur les différents dessins, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Sur la figure 1 on a représenté un dispositif de décapage qui comprend une cuve 1 contenant un bain de liqueur de décapage 2.
Cette liqueur de décapage consiste d'une manière générale en un acide dilué, par exemple de l'acide chlorhydrique ou sulfurique. Dans l'exemple représenté, on fait usage d'une solution aqueuse de HCI à 17 % (186 gll).
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, on traite une nappe de fils d'acier 3 qui défilent parallèlement et dont un seul est visible sur la figure 1. Ces fils sont mis en mouvement à l'aide de moyens d'entraînement en défilement 4 et 5 connus en soi, et représentés uniquement de manière schématisée.
Dans l'exemple illustré, un caisson 6 est agencé dans le bain de décapage en dessous de la nappe de fils 3. Ce caisson 6 présente une cavité 7 qui par un conduit inférieur 8 est en communication avec une pompe 9, connue en soi, par exemple de type centrifuge, qui est immergée dans le bain de décapage 2. Cette pompe 9 est capable d'aspirer la liqueur de décapage du bain 2 et de la refouler sous pression dans la cavité 7 du caisson 6.
Le côté du caisson 6, faisant face à la nappe de fils 3, forme un couvercle de fermeture 10 qui présente des ouvertures 11par lesquelles s'écoulent des courants turbulents ascensionnels 29 de liqueur de décapage. Dans l'exemple illustré, les ouvertures 11sont des
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orifices de forme circulaire qui sont disposés à intervalles réguliers en dessous de chacun des fils de la nappe de fils.
Le couvercle de fermeture 10 présente des dimensions variables en fonction des produits à décaper. Sur cette plaque les ouvertures 11peuvent être disposés de la même manière pour chaque fil ou en quinconce.. On peut prévoir entre les orifices un pas par exemple de l'ordre de 50 x 38 mm, pour un diamètre de trou de par exemple 7 mm.
Le caisson est supporté dans la cuve, d'une manière non représentée, de façon à s'étendre de l'entrée 12 à la sortie 13 de la cuve, en dessous de la nappe de fils 3 en défilement. Toutefois, dans l'exemple illustré, un intervalle de déversement subsiste entre le caisson 6 et l'entrée 12 et respectivement la sortie 13 de façon que la liqueur de décapage parvenue au bord du caisson puisse se déverser dans le fond de la cuve 1.
Des éléments d'appui 14 maintiennent à intervalles la nappe de fils de façon que ceux-ci soient constamment à petite distance du couvercle de fermeture du caisson 6, tout en étant constamment submergés par la. liqueur de décapage sortant par les ouvertures 11.
Lorsque la pompe 9 est mise en oeuvre la liqueur de décapage est pompée dans le caisson 6 d'où elle s'échappe par les orifices 11sous une pression par exemple de 5000 I/h/m2 de surface de caisson. La liqueur de décapage forme ainsi une succession de petits geysers (v. en particulier figure 2) que traversent les fils à décaper, ce qui permet d'obtenir une efficacité de décapage excellente pour une faible dépense d'énergie.
En amont et/ou en aval de la cuve de décapage 1, on peut prévoir une cuve de rinçage des fils. Dans l'exemple illustré, on a uniquement représenté une cuve de rinçage 15 disposée en aval de la cuve de décapage, une cuve agencée symétriquement en amont pouvant aussi être prévue.
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Dans l'exemple illustré, la cuve de rinçage 15 contient de l'eau de rinçage. L'eau peut être alimentée par une entrée 16 et être évacuée par un trop-plein 17. Celui-ci peut être en communication avec une entrée inférieure 18 de manière à mettre l'eau de rinçage en circulation.
La cuve 15 comprend, dans l'exemple de réalisation illustré, des moyens de projection de rideaux d'eau ascensionnels. Ceux-ci comprennent des conduits d'alimentation à air 19 à 21 disposés au fond de la cuve parallèlement l'un à l'autre et transversalement au sens de défilement des fils et/ou rubans. Chacun de ces conduits est relié, de manière indépendamment obturable, à une source d'air sous pression, non représentée. Les conduits 19 à 21 sont perforés et alimentent donc, dans l'eau de la cuve, des bulles d'air sous pression. Par-dessus chaque conduit 19 à 21, deux plaques de guidage 22 et 23 sont supportées par les parois longitudinales de la cuve de manière à traverser celle-ci de part en part. A leur extrémité haute, située au-dessus du niveau d'eau, les plaques de guidage sont peu écartées et forment ainsi une mince fente de sortie.
A leur extrémité basse, située un peu plus bas que leur conduit d'alimentation à air, les plaques de guidage 22 et 23 présentent un écartement nettement supérieur à celui présenté à leur sommet. Les plaques de guidage forment ainsi une espèce de toiture entre les deux pans de laquelle les bulles sont guidées de manière forcée vers le haut.
Avec une pression d'air uniquement légèrement supérieure à la colonne d'eau, dans le cas illustré une pression de l'ordre de 1000 mm de H20 (9806 Pa) par exemple, les bulles d'air entraînent l'eau de la cuve pendant leur ascension et expulsent un rideau d'eau turbulent 24 vers le haut. Au sommet du rideau d'eau, il peut se partager en deux et former deux chutes d'eau turbulentes 25 et 26 que le fil à rincer doit aussi traverser.
Les paires de plaques de guidage 22,23 peuvent être agencées de manière suffisamment serrée dans leur succession pour
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que les chutes d'eau de deux rideaux voisins puissent se croiser. De cette manière, le fil défile en continu dans de l'eau, sur une largeur de rideau généralement supérieure à 15 cm. Ce qui permet d'étanchéifier complètement la cuve de décapage vis-à-vis d'une sortie d'acide.
On peut envisager dans certains cas, un couvercle 27 qui ferme la cuve vers le haut et qui avantageusement présente des déflecteurs 28 pour orienter la direction des chutes d'eau 25 et 26.
On obtient ainsi un rinçage efficace, sans pompage de liquide, et sans nécessiter de cascades.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, mais que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
On peut par exemple prévoir que les orifices dans le caisson aient une forme allongée, qui en projection horizontale présente un axe longitudinal superposé à la direction de défilement du fil ou ruban correspondant. On peut même envisager qu'il n'y ait qu'un seul orifice allongé pour chaque fil, cet orifice s'étendant le long de son fil sur une grande partie de la longueur du caisson 6. Chaque fil passe alors au travers d'un seul courant turbulent ascensionnel de grande longueur.
On peut encore envisager dans le caisson 6 plusieurs ouvertures allongées transversalement aux directions de défilement des fils et/ou rubans. Il se forme alors dans la cuve 1 plusieurs rideaux ascensionnels de liqueur de décapage que chaque fil et/ou ruban à décaper doit traverser successivement.
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"Method and device for pickling metal wires and / or ribbons"
The present invention relates to a process for pickling metallic wires and / or ribbons, comprising a running of at least one metallic wire and / or ribbon through a bath of pickling liquor, in a running direction, thus than to a device for implementing such a method.
Such processes and devices have been known for a long time, in particular in which the pickling liquor is an acid, in particular hydrochloric acid or sulfuric acid (see for example BE-A-1005217).
To improve the efficiency of the acid bath, provision has already been made to introduce a hydraulic shock into the bath, causing a surface wave directed against the flow of the metal wires (see Ph. P. Cowie et al., Fumeless Acid Wave Pickle, in Wire & Cable Technology International, July 2001, p. 58-59; US-A-4. 950.333 and US-A- 4. 951.694). The effectiveness of such a stripping remains unsatisfactory, however, because the power of the wave diminishes as it progresses, which gives rise to an irregular stripping. On the other hand, the wave extends over the entire width of the tank, that is to say with a loss of energy where it does not meet any object to be stripped.
The object of the present invention is to improve the efficiency of a process for pickling wire and / or metal tape in a simple manner and with as little energy expenditure as possible.
This problem is solved according to the invention by a method as described at the start, further comprising
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a formation in the bath, by wire and / or metallic strip, of at least one turbulent stream of pickling liquor which flows in a direction transverse to said direction of travel, and - during said travel, one passage of each wire and / or metallic ribbon through said at least one turbulent current which corresponds to it.
Each wire and / or ribbon passing through the bath is thus treated individually and the turbulent current which acts on it is directed transversely to the direction of travel, which decisively increases the degree of action of the pickling liquor.
According to an embodiment of the invention each aforesaid turbulent current flows in said transverse direction in an ascending manner. Thus, the turbulent currents act from bottom to top in the bath and all the wires during their movement pass easily through currents of the same intensity, since coming from a source located equidistant from the wires and / or ribbons.
According to a preferred embodiment of the invention, during said scrolling, each wire and / or metal strip passes through several of said turbulent currents, in succession.
Advantageously, each aforementioned current has a form of jet with rounded section which, above a level corresponding to the quiescent bath, forms a turbulent outgrowth of the geyser type. Each wire and / or ribbon thus passes through a regular succession of small geysers, crossing not only the rising current of each of them, but also the intermediate turbulence caused by the fall of the pickling liquor from the top of each geyser towards the bath.
According to an improved embodiment of the invention, the method comprises, downstream and / or upstream of the pickling liquor bath, rinsing said at least one wire and / or metallic strip through several successive curtains of rinsing, which flow in a turbulent manner and through which
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said at least one wire and / or metallic strip passes. In an entirely advantageous manner, the rinsing comprises a projection of said rinses of rinsing liquid according to a turbulent upward flow. The successive curtains of rinsing liquid thus obtain excellent sealing of the pickling tank at the inlet and at the outlet. The rinsing is perfect and adaptable according to needs, by reducing or increasing the number of curtains to pass through.
In the case where the formation of the rinsing liquid geysers is obtained by guided gas bubbles under pressure, as will be described in more detail below, it is even possible to dispense with liquid pumps in the rinsing tanks, this which represents a great energy saving.
Other details concerning the process according to the invention are indicated in claims 1 to 9.
The invention also relates to a device for pickling metal wires and / or ribbons, comprising - means for driving in scrolling at least one metal wire and / or ribbon, and - a tank containing a bath of pickling liquor that crosses said at least one wire and / or metal strip in a running direction.
According to the invention, this device further comprises means for forming, in the bath, at least one turbulent stream of pickling liquor by wire and / or metallic strip which flows in a direction transverse to said direction of travel. , these training means being arranged in the tank so that each wire and / or metal strip passes, during its travel, through said at least one turbulent current which corresponds to it.
Other details concerning the device according to the invention are indicated in claims 10 to 17.
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Other details and particularities of the invention will emerge from the description given below, without implied limitation and with reference to the attached drawings.
Figure 1 shows a pickling installation according to the invention in a schematic view in longitudinal section.
2 shows a top perspective view of a pickling tank according to the invention.
In the various drawings, identical or analogous elements are designated by the same references.
FIG. 1 shows a pickling device which comprises a tank 1 containing a bath of pickling liquor 2.
This pickling liquor generally consists of a dilute acid, for example hydrochloric or sulfuric acid. In the example shown, use is made of an aqueous solution of HCl at 17% (186 gll).
In the example shown in FIG. 1, a sheet of steel wires 3 which run parallel and of which only one is visible in FIG. 1 is treated. These wires are set in motion by means of drive means. scroll 4 and 5 known per se, and shown only schematically.
In the example illustrated, a box 6 is arranged in the pickling bath below the sheet of wires 3. This box 6 has a cavity 7 which by a lower duct 8 is in communication with a pump 9, known per se, for example of the centrifugal type, which is immersed in the pickling bath 2. This pump 9 is capable of sucking the pickling liquor from the bath 2 and of discharging it under pressure into the cavity 7 of the box 6.
The side of the box 6, facing the ply of wires 3, forms a closure cover 10 which has openings 11 through which flow upward turbulent currents 29 of pickling liquor. In the example illustrated, the openings 11 are
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orifices of circular shape which are arranged at regular intervals below each of the wires of the sheet of wires.
The closure cover 10 has variable dimensions depending on the products to be stripped. On this plate, the openings 11 can be arranged in the same way for each wire or in staggered rows. A pitch can be provided, for example, of the order of 50 × 38 mm, for a hole diameter of, for example, 7 mm. .
The box is supported in the tank, in a manner not shown, so as to extend from the inlet 12 to the outlet 13 of the tank, below the sheet of wires 3 in movement. However, in the example illustrated, a spillage interval remains between the box 6 and the inlet 12 and respectively the outlet 13 so that the pickling liquor which reaches the edge of the box can be poured into the bottom of the tank 1.
Support elements 14 hold the ply of wires at intervals so that they are constantly at a short distance from the closure cover of the box 6, while being constantly submerged by the. pickling liquor leaving through the openings 11.
When the pump 9 is used, the pickling liquor is pumped into the box 6 from which it escapes through the orifices 11 under a pressure for example of 5000 l / h / m2 of box surface. The pickling liquor thus forms a succession of small geysers (see in particular Figure 2) which the wires to be pickled pass through, which makes it possible to obtain an excellent pickling efficiency for a low energy expenditure.
Upstream and / or downstream of the pickling tank 1, a wire rinsing tank can be provided. In the example illustrated, there is only shown a rinsing tank 15 disposed downstream of the pickling tank, a tank arranged symmetrically upstream can also be provided.
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In the example illustrated, the rinsing tank 15 contains rinsing water. The water can be supplied by an inlet 16 and be discharged by an overflow 17. The latter can be in communication with a lower inlet 18 so as to put the rinsing water into circulation.
The tank 15 comprises, in the illustrated embodiment, means for projecting rising water curtains. These include air supply ducts 19 to 21 arranged at the bottom of the tank parallel to one another and transversely to the direction of travel of the wires and / or ribbons. Each of these conduits is connected, independently closable, to a source of pressurized air, not shown. The conduits 19 to 21 are perforated and therefore supply pressurized air bubbles in the water in the tank. Over each conduit 19 to 21, two guide plates 22 and 23 are supported by the longitudinal walls of the tank so as to pass through it from one side. At their upper end, located above the water level, the guide plates are not far apart and thus form a thin outlet slot.
At their lower end, located a little lower than their air supply duct, the guide plates 22 and 23 have a spacing clearly greater than that presented at their top. The guide plates thus form a kind of roof between the two sides of which the bubbles are forcedly guided upwards.
With an air pressure only slightly higher than the water column, in the illustrated case a pressure of the order of 1000 mm of H20 (9806 Pa) for example, the air bubbles entrain the water from the tank during their ascent and expel a curtain of turbulent water 24 upwards. At the top of the water curtain, it can be split in two and form two turbulent waterfalls 25 and 26 that the rinsing wire must also pass through.
The pairs of guide plates 22, 23 can be arranged sufficiently tightly in their succession to
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that the waterfalls of two neighboring curtains can cross. In this way, the thread runs continuously in water, over a curtain width generally greater than 15 cm. This allows the stripping tank to be completely sealed against an acid outlet.
In certain cases, it is possible to envisage a cover 27 which closes the tank upwards and which advantageously has deflectors 28 to orient the direction of the waterfalls 25 and 26.
An effective rinsing is thus obtained, without pumping liquid, and without requiring waterfalls.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the embodiments described above, but that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the appended claims.
One can for example provide that the orifices in the box have an elongated shape, which in horizontal projection has a longitudinal axis superimposed on the direction of travel of the corresponding wire or ribbon. We can even consider that there is only one elongated orifice for each wire, this orifice extending along its wire over a large part of the length of the box 6. Each wire then passes through a single turbulent ascending current of great length.
We can also consider in the box 6 several elongated openings transverse to the directions of travel of the son and / or ribbons. It then forms in the tank 1 several ascending curtains of pickling liquor that each wire and / or strip to be stripped must pass successively.