DISPOSITIF POUR L'ESSORAGE HYDRODYNAMIQUE D'UNE BANDE METALLIQUE EN DEFILEMENT CONTINU
Objet de l'invention
[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif hydrodynamique permettant d'essorer une bande métallique en défilement continu à l'issue d'une opération de revêtement au trempé.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement le domaine de la galvanisation au trempé à chaud d'une bande d'acier en mouvement continu. L'action hydrodynamique appliquée à la bande est alors effectuée à la sortie du bain de métal liquide. -
Arrière-plan technologique et état de la technique [0003] On connaît la technique dite de "revêtement au trempé", qui constitue une méthode à la fois simple et efficace pour déposer un revêtement à la surface d'un objet. Selon cette technique, après une éventuelle préparation de la surface, on immerge l'objet à revêtir dans un bain comprenant le produit que l'on veut déposer sur ledit objet. L'objet est ensuite extrait du bain avec enlèvement de l'excès de liquide et le revêtement est rendu solide, par exemple par séchage, solidification, polymérisation, etc.
[0004] L'une des applications les plus répandues de cette technique est le revêtement de pièces en acier au moyen d'un métal tel que le zinc qui lui servira ensuite de protection contre la corrosion.
[0005] Après passage dans le bain de métal liquide, la bande revêtue subit l'opération d'essorage. Cette opération est l'une des plus importantes dans le procédé de revêtement au trempé car elle permet la maîtrise de l'épaisseur finale de revêtement. D'une part, l'essorage doit être homogène sur toute la "section", c'est-à-dire la largeur pour une bande ou la circonférence pour un fil, et sur toute la longueur du produit à revêtir. En même temps, cette opération doit limiter strictement le dépôt à la valeur visée, que l'on exprime d'habitude soit en termes d'épaisseur déposée - typiquement de 3 à 20 [mu]m -, soit en poids de la couche déposée par unité de surface typiquement en gr/m<2>.
[0006] Actuellement, l'essorage est généralement réalisé au moyen de lames ou jets de gaz, linéaires dans le cas des bandes ou circulaires dans le cas de fils, issus de fentes et dirigés le plus souvent perpendiculairement à la surface à traiter. Les lames de gaz agissent comme des "racleurs pneumatiques" et présentent l'avantage de fonctionner sans contact mécanique et donc sans risque de griffer l'objet traité. De telles lames " sont appelées "essoreurs à gaz" ou encore "couteaux d'essorage".
Le gaz sous pression mis en oeuvre est soit de l'air, soit un gaz neutre tel que l'azote dans les applications les plus délicates comme le traitement des bandes d'acier destinées à la fabrication de pièces visibles pour la carrosserie d'automobiles. [0007] L'épaisseur du revêtement dépend notamment d'une part de la "géométrie" de l'essorage -caractérisée par le rapport (Z/d) de la distance entre la bande et les couteaux d'essorage (Z) par l'épaisseur de la fente des couteaux (d)- et, d'autre part, de la pression exercée par le jet de gaz comprimé sur la bande.
[0008] Les limitations liées à cette technologie proviennent de la génération d' éclaboussures à haute vitesse de défilement, de la formation d'une écume composée d'oxydes et d' intermétalliques à la surface du bain, de la corrosion de l'équipement par le métal liquide (zinc), de l'éventualité de traiter une bande de mauvaise planéité associée à la recherche d'une épaisseur finale du produit fine et uniforme.
Problème des éclaboussures
[0009] Les documents "The gas-jet wiping lirai t , the splashing phenomenon " , Dubois et al . , Galvatech Conférence, Chicago, Iron & Steel Institute (Sept. 17-21, 1995), p. 667-673 et "Effect of nozzle til ting on splashing in j et wiping", Dubois et al . , La Revue de Métallurgie, Juin 2005, p. 463-469, indiquent que, pour une épaisseur finale de revêtement donnée et au-delà d'une certaine vitesse critique de défilement de la bande, apparaît un phénomène d' éclaboussures ("splashing") qui perturbe fortement l'essorage du revêtement. Typiquement, pour un revêtement de 10 [mu]m, la vitesse de ''ligne est limitée à 200-220 m/min. ; pour un revêtement de 20 [mu]m, la vitesse de ligne est limitée à 160-180 m/min.
[0010] Ce phénomène, qui relève de la mécanique des fluides, réduit la vitesse maximale, donc la productivité des lignes de galvanisation. Mais aussi, il augmente la formation d'écume à la surface du bain de métal liquide, perturbe l'écoulement en rives du zinc essoré et détériore les conditions de travail des opérateurs.
[0011] Ce phénomène se caractérise par une forte instabilité de l'écoulement du zinc essoré qui provoque la projection de gouttelettes, qui peuvent atteindre l'extrémité du couteau d'essorage.
[0012] Le document JP-A-2005/298908 propose un ensemble constitué d'un coussin d'air et d'un racleur. L'objectif est d'éviter l'apparition de défauts à la surface du produit.
[0013] L'inconvénient de ce type d'équipement est qu'il n'évite pas la formation des éclaboussures, ce qui ne résout pas le problème de l'écume à la surface du bain ni celui des conditions de travail des opérateurs.
[0014] Le document JP-A-54 008124 propose d'implanter des rouleaux pré-essoreurs à la surface du bain. La bande passe dans l'espace laissé entre les rouleaux. [0015] Le document JP-A-54 117331 propose d'implanter des rouleaux essoreurs à la surface du bain de manière à essorer la bande et d'injecter la quantité juste nécessaire au revêtement de la bande sur la partie supérieure de ces rouleaux. La vitesse linéaire des rouleaux est ajustable, de même direction mais d'intensité inférieure à la vitesse de la bande (typiquement 1/3) .
Les rouleaux sont décalés verticalement (typiquement 30 mm) de manière à éviter d' indentër la bande lors du passage éventuel d'une matte entre la bande et les rouleaux. [0016] L'inconvénient de ce type d'équipement réside dans le fait qu'il soit partiellement immergé à la surface du bain, ce qui expose l'ensemble de l'équipement à la corrosion par le métal liquide ainsi qu'à l'accumulation de mattes à sa surface ("dross build-up") . [0017] De plus, l'épaisseur finale du revêtement est conditionnée par l'imbrication des rouleaux, leur vitesse de rotation vis-à-vis de celle de la bande et le débit des pompes . [0018] Or, dans une disposition en double cylindre tout défaut de parallélisme conduit à de grandes variations d'épaisseur finale du produit.
Dès lors, chaque composant doit être réglé, positionné et contrôlé avec la plus grande minutie (dimensions, positions, alignements, vitesses, débits, etc.). Ceci ne correspond pas aux attentes des industriels qui préfèrent du matériel robuste, si possible auto-régulant et facile à mettre en service. [0019] Un autre inconvénient de ce genre d'équipement tient dans l'espace laissé entre les rouleaux. En effet, la géométrie cylindrique s'accommode mal d'une bande cambrée selon une direction perpendiculaire à celle des rouleaux. [0020] Le document JP-A-2005 015837 propose d'utiliser une feuille métallique en guise de pré-essorage. [0021] Dans le cas de tout équipement pré-essoreur, l'inconvénient est qu'il n'empêche pas l'accumulation de liquide sous les couteaux d'essorage étant donné la capacité naturelle de la bande à emporter du liquide.
En effet, cette quantité de liquide finira par retomber sur les rouleaux et l'on retrouvera les conditions de travail identiques au cas conventionnel (sans rouleaux) .
Problème de la planéi té de la bande et de la qualité du revêtement
[0022] Le document JP-A-58 009964 propose d'utiliser des racleurs flexibles capables de suivre les défauts de planéité de la bande. Ces racleurs sont pressés sur la bande au moyen de pistons alimenté en air comprimé. La pression d'alimentation est réglée par l'intermédiaire de vannes de détente et de capteurs de pression. Une bavette est connectée à la partie inférieure des racleurs de manière à éviter l'oxydation du liquide essoré. [0023] L'inconvénient de ce type d'équipement est qu'il ne tient compte que du profil transversal de la bande. Or la réduction progressive de l'épaisseur de film dans le sens du défilement est primordiale pour éviter tout contact et garantir une qualité de produit optimale.
[0024] Le document US-A-2, 338 , 438 propose d'utiliser des rouleaux ou des membranes flexibles, déformés sous la pression hydrodynamique créée par l'essorage d'un film d'étain. Les rouleaux (membranes) ainsi déformés forment un espace convergent-divergent dans lequel évolue la bande.
[0025] La pression appliquée sur les membranes ou les rouleaux flexibles est homogène sur toute la surface des membranes ou des rouleaux.
[0026] Le document US-A-3, 911, 174 propose d'utiliser un rouleau d'essorage contra-rotatif générant une dépression dans la zone d'engagement de la bande sur le rouleau ("reverse roll coating").
[0027] L'inconvénient de ce type d'équipement est que des surfaces antagonistes divergentes conduisent à une instabilité pour des films très minces.
Problème de la stabili té de la bande
[0028] Le document- WO-A-03/054244 propose d'améliorer la qualité de l'essorage au moyen d'une cellule de revêtement où la bande est stabilisée dans un coin hydrodynamique rigide alimenté sous pression. L'essorage final reste de nature conventionnelle (pneumatique) . [0029] Dans le document O-A-01/71051, le brin métallique est guidé verticalement dans un récipient contenant le métal fondu de revêtement et un canal de guidage. Un champ électromagnétique mobile crée des courants induits dans le métal de revêtement de manière à créer une force électromagnétique qui retient le métal de revêtement. Cette force corrige le champ électromagnétique perpendiculaire à la surface de la bande métallique pour stabiliser la position centrale de la bande dans le canal de guidage ou dans l'inducteur.
[0030] De manière similaire, dans le document WO-A01/71052, le métal de revêtement est retenu par l'effet d'une force électromagnétique et la bande métallique est stabilisée en position et forme, par des forces hydrostatiques et hydrodynamiques perpendiculaires à la surface de la bande, durant son passage dans le récipient de métal liquide et/ou le canal de guidage.
[0031] L'inconvénient majeur de ces solutions est la présence d'éléments rigides immobiles qui augmentent le risque de contact avec la bande. De plus, ces équipements nécessitent le recours à une pompe d'alimentation en métal liquide sous pression. Ceci représente non seulement un grave danger pour les opérateurs, mais aussi un coût important tant à l'investissement qu'à l'utilisation. [0032] On notera encore que la manipulation de la bande au travers de ces équipements, le comportement du liquide lors des phases de mise en marche et d'arrêt ainsi que la gestion de la solidification du revêtement sur la bande et dans l'équipement sont autant de points délicats lors de l'utilisation pratique de ces solutions.
[0033] Finalement, le cas du coin hydrodynamique ne prend pas en compte le risque d' indentation de la bande par le passage éventuel de mattes entre la bande et l'équipement, ni l'accumulation de mattes ( dross buildup ) sur certaines parties fixes. Ce problème est moindre dans le cas hydrostatique.
Buts de 1 ' invention
[0034] La présente invention a pour but de proposer une solution au problème de l'essorage d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé, qui permette de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
[0035] En particulier, la présente invention a pour but de fournir un dispositif hydrodynamique pour contrôler finement l'épaisseur finale du revêtement.
[0036] Un but complémentaire de l'invention est de permettre d'éviter le risque d' éclaboussures (splashing) apparaissant lors d'un défilement à grande vitesse (zone critique définie par une équation du type e . Re = Cte ) . [0037] De plus, la présente invention cherche à stabiliser les vibrations de la bande lors de son essorage. Celles-ci exigent de surcharger le revêtement de manière à obtenir une épaisseur minimale sinon elles sont susceptibles d'affecter l'aspect du produit final. [0038] Enfin, la présente invention vise aussi à permettre, lors de l'essorage, l'élimination temporaire, au droit du dispositif, de la cambrure résiduelle que n'auraient pu corriger les rouleaux étaleur et stabilisateur et, par la même occasion, rendre ces rouleaux superflus.
Cette cambrure conduit généralement à un revêtement d'épaisseur irrégulière sur la largeur du produit dans le cadre d'un essorage conventionnel à l'air.
Principaux éléments caractéristiques de 1 ' invention [0039] Un premier objet de la présente invention se rapporte à un dispositif d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande à la sortie d'un bain en brin vertical, ledit dispositif d'essorage comprenant un actionneur et une surface déformable sous l'effet dudit actionneur de manière à ce que ladite surface n'entre jamais en contact avec la bande, la sustentation étant garantie en utilisation par la portance hydrodynamique du film liquide,
ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite surface déformable est- une feuille métallique et en ce que ledit actionneur comporte des moyens pour appliquer progressivement sur ladite feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y), de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement, Ox et Oy désignant respectivement les directions verticale de défilement et horizontale transverse.
[0040] Des modes d'exécution particuliers de
1' invention comportent en outre au moins une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le profil d'épaisseur de film en x, c'est-à-dire vertical, h(x) est sous la forme d'une fonction essentiellement monotone, continue et décroissante de x, satisfaisant les conditions limites suivantes : h)x=0 = h0 pour l'épaisseur de film à l'entrée du dispositif d'essorage ; h)x=L = hL pour l'épaisseur minimale du film à la sortie ; dxh)x=L = 0 pour la surface du film parallèle à la bande ; - d<2>xh)x=L = 0 pour une courbure nulle de film à la sortie, L étant la longueur d'action de la feuille.
- h(x) est une fonction polynomiale, avec n entier > 2, du type h (x) = an x" + an_, x"<¯l> + ... + a2 x<2> + a, x + a0 ; - le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique, de manière à diminuer la portance hydrodynamique et l'effort d'essorage y associé ;
- le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique, de manière à diminuer le gradient de pression (dxp)x=xL à l'extrémité de la feuille. Ceci a pour conséquence de limiter le débit de sortie en réduisant la vitesse moyenne du film fluide et d'augmenter la sécurité de fonctionnement vis-à-vis du contact entre la feuille et la bande ;
- p(x,y) est un profil de pression en y, c'est-à-dire horizontal, essentiellement invariable selon le format de bande près du bord de celle-ci et plat au centre de celle-ci ;
- les actions verticale et horizontale de l' actionneur sont découplables ;
- l' actionneur comprend un réseau de pistons connectés par des ressorts de raideur variable et arrangés en une pluralité de colonnes et appliquant de manière discrétisée via des pistons de tête le champ de pression p(x,y) au dos de la feuille métallique ;
- le dispositif comporte - une pluralité de plaques verticales, chacune de celles-ci agissant sur une colonne entière de pistons de manière à provoquer la mise en place progressive du profil vertical de pression précité ;
- chaque ressort a une raideur kR(x) fixée en fonction de sa position verticale par le champ de pression p(x,y) à appliquer localement ;
- le dispositif comprend au moins deux butoirs montés coulissants horizontalement, parallèlement à la bande et configurés pour contrôler de manière différenciée la position des plaques perpendiculairement à la bande, lesdits butoirs permettant ainsi la mise en place progressive du profil horizontal de pression précité ;
- les butoirs coulissants ont des extrémités comprenant des lames-ressort agencées pour que ces extrémités aient un profil de raideur kB(y) fixable et/ou ajustable en fonction du champ de pression p(x,y) à appliquer localement ;
- le dispositif comprend des moyens d'assujettissement des butoirs à des moyens de suivi de largeur de bande ;
- la surface extérieure des butoirs est configurée pour que la pente du profil de pression appliqué en rive soit inférieure ;
- lesdits moyens pour appliquer progressivement sur la feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y) comprennent une plaque semi-rigide située en sandwich entre les pistons de tête et la feuille métallique, permettant de lisser le profil de pression appliqué à la feuille ; - ladite plaque semi-rigide comprend de la mousse métallique, de préférence en acier inoxydable, nickel ou titane ;
- le dispositif comprend des "moyens de refroidissement par un flux de gaz froid des pistons, des ressorts et de la mousse métallique, au travers de laquelle le gaz s'écoule ;
- le dispositif comprend des éléments intermédiaires entre lesquels vient se placer latéralement la feuille métallique, sur base d'un suivi de la largeur de bande ; - le dispositif comprend des moyens permettant ou facilitant le remplacement de la feuille métallique, en utilisation ; - la bande métallique est en acier et que le procédé de revêtement au trempé est de préférence un procédé de galvanisation au trempé à chaud ;
- le dispositif comporte, à proximité de l'entrée de la bande dans le dispositif d'essorage, des moyens pour maintenir la feuille métallique recourbée de manière à générer un canal progressivement convergent avec la bande en mouvement et de maintenir la base de la feuille écartée de celle-ci. [0041] Un deuxième objet de l'invention se rapporte à un procédé d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande à la sortie d'un bain en brin vertical, mettant en oeuvre le dispositif d'essorage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes :
- de manière continue, sur base d'un suivi de largeur de bande, on positionne les éléments intermédiaires statiques ;
- au démarrage de l'essorage, on approche ledit dispositif de la bande ;
- grâce à la mobilité des butoirs coulissants selon les directions normale et tangentielle au plan de la bande, on met en charge progressivement les plaques verticales depuis le centre du dispositif vers les bords de la bande, pour appliquer sur ladite feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y), de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement uniforme sur toute la largeur de la bande. [0042] Avantageusement, selon ce procédé, le polynôme h(x), auquel sont associées respectivement- les raideurs kp(x) desdits ressorts et kB(y) desdites lames
(19) par l'intermédiaire du profil de pression p(x,y) correspondant, est choisi pour obtenir respectivement une épaisseur de revêtement hL et un gradient de pression
(dxp)x=xL en sortie du dispositif d'essorage, tels que :
- l'épaisseur finale du revêtement hf soit garantie au prix d'un éventuel ajustement de l'effort mécanique à appliquer au dos des butoirs, assujetti à toute mesure de l'épaisseur de revêtement hf ;
- la sécurité vis-à-vis de l'absence de contact entre la feuille et la bande soit la plus grande possible, avec au mieux hL = 2 hf. [0043] Un troisième objet de la présente invention se rapporte à l'utilisation du dispositif divulgué, pour :
- réduire voire supprimer une éventuelle cambrure de la bande métallique lors de son passage dans le dispositif et/ou - amortir voire supprimer les vibrations de la bande au droit du dispositif.
Brève description des figures -
[0044] La FIG.l représente une vue de profil en coupe d'un mode particulier de réalisation du dispositif d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique selon la présente invention.
[0045] La FIG.2 représente une vue en élévation du dispositif de la figure 1. [0046] La FIG.3 représente une vue en plan, ainsi qu'une vue de détail du dispositif de la figure 1.
[0047] La FIG.4 représente la partie latérale du profil de pression bidimensionnel à générer au dos de la feuille métallique selon l'invention pour obtenir un profil particulier d'épaisseur de film.
[0048] La FIG.5 représente l'évolution du profil de pression vertical au centre de la bande, lorsque le dispositif est progressivement mis en charge.
[0049] La FIG.6 représente l'évolution du profil de pression horizontal, lorsque l'on s'approche du bord de la bande.
[0050] La FIG.7 représente le résultat de discrétisation et de lissage du profil de pression vertical précité, obtenu au travers de la mousse métallique selon
1' invention.
[0051] La FIG.8 représente le résultat de discrétisation et de lissage du profil de pression horizontal précité, obtenu au travers de la mousse métallique selon l'invention.
[0052] La FIG.9 illustre des conditions limites particulières (cas non-glissant, resp. glissant) auxquelles correspondent des expressions particulières de l'épaisseur de sortie et de l'épaisseur de revêtement finale.
[0053] La FIG.10 représente un accessoire permettant la gestion des phases transitoires (y compris vue de détail) .
[0054] La FIG.11 représente les extrémités flexibles des butoirs coulissants 14 (y compris vue de détail) .
[0055] La FIG.12 représente un exemple de rainures réalisable sur la surface active de la feuille métallique en vue de réduire l'effort d'essorage.
[0056] La FIG.13 représente un accessoire permettant le remplacement "au vol" de la feuille métallique.
[0057] La FIG.14 représente schématiquement la cambrure de la bande imposée par son passage sur le rouleau de fond et la nécessité de disposer de rouleaux correcteurs immergés . [0058] La FIG.15 représente schématiquement la vibration de la bande lors de son ascension dans la tour, depuis le bain de métal liquide jusqu'à la zone de refroidissement, et son impact au niveau des couteaux d'essorage.
[0059] La FIG.16 représente une carte typique de l'évolution de la pression maximale au sein du film liquide en fonction de la vitesse de bande et de l'épaisseur finale du revêtement. [0060] Ces figures ne représentent qu'un certain nombre de modes particuliers de réalisation de la présente invention, laquelle peut bien entendu être étendue à d'autres modes de réalisation, tel qu'il apparaîtra clairement dans la description détaillée ci-après.
Description détaillée de 1 ' invention
[0061] Selon une modalité d'exécution préférée de la présente invention, on a un dispositif d'essorage hydrodynamique 1 d'une bande métallique 2 en défilement continu dans un procédé de revêtement au trempé, au sortir d'un bain de métal liquide 3 après passage sur un rouleau de fond 4. Ce dispositif comprend une feuille métallique 5 assistée mécaniquement par un actionneur. [0062] Le rôle principal joué par l' actionneur est d'amener la feuille métallique 5 au plus près de la bande 2 sans jamais entrer en contact avec celle-ci. La sustentation est alors garantie par la portance hydrodynamique du film liquide.
Condi tions de fonctionnement
[0063] En l'absence d'effort au dos de la feuille métallique 5, on peut simplifier en considérant qu'il n'y a pas de pression dans le film liquide. Dès lors, les conditions limites d'accrochage (vitesse nulle, pas de glissement) du liquide aux parois de la bande 2 et de la feuille 5 se traduisent, au sein du film, par un profil triangulaire des vitesses d'écoulement (écoulement de Couette) . A cet endroit, la vitesse moyenne vaut la moitié de la vitesse de bande. Par contre, loin du dispositif, le revêtement solidifié évoluant à la vitesse de la bande, le profil de vitesse est nécessairement rectangulaire.
Dès lors, la conservation du débit de revêtement indique qu'à la sortie du dispositif, l'épaisseur nécessaire pour réaliser une épaisseur finale hf, avec au loin une vitesse constante sur l'épaisseur de film, autorise une épaisseur de sortie double de l'épaisseur finale : hL = 2 hf (voir FIG.9a) . [0064] Dans le cas contraire, en présence d'une action au dos de la feuille métallique 5, l'existence d'un gradient longitudinal de pression à l'extrémité du dispositif (voir FIG.5) apporte une contribution supplémentaire (écoulement de Poiseuille) à l'épaisseur finale du revêtement. Ce qui se traduit par un rapport entre les épaisseurs hL et hf, inférieur à 2 : hL < 2 hf.
Détermina tion de la portance hydrodynamique
[0065] La portance hydrodynamique est" le résultat de la relation entre les champs de pression respectifs vertical 6 et horizontal 9 et l'épaisseur de film 7 que traduit l'équation de Reynolds en théorie de la lubrification (pour la signification des symboles de référence, se reporter à la légende des figures, à la fin de la description) . [0066] La figure 16 illustre l'évolution de la pression maximum du profil de pression en fonction de la vitesse de bande et de l'épaisseur de film à atteindre. A deux dimensions, le cas stationnaire peut s'écrire : f 7.3 X h7.
Yl[mu] J \2[mu] j 2 avec p(x,y) = champs de pression vertical 6 et horizontal 9 ; h(x) = profil d'épaisseur de film 7 ; U = vitesse de la bande ; [mu] = viscosité dynamique du fluide.
[0067] La vitesse moyenne en toute abscisse du film de fluide vaut :
Vm = -dxp/12u *h<2> + [upsilon]/2 = C<ste> [0068] Les membres de cette équation peuvent être vus tantôt comme la cause, tantôt comme l'effet du phénomène de portance hydrodynamique.
[0069] Les applications liées à l'hydrodynamique sont nombreuses et vont de la sustentation des têtes de lecture des disques durs des ordinateurs jusqu'aux appuis des axes de turbine en passant par les liaisons entre les éléments d'embiellage de moteur.
[0070] Dans la grande majorité des applications, les surfaces antagonistes sont indéformables. Il s'agit alors de trouver le profil géométrique conduisant à un champ de pression et donc une portance suffisante pour séparer les surfaces, dans des conditions de vitesse et de viscosité données .
[0071] Dans le cas d'espèce, les surfaces en jeu sont constituées de deux matériaux souples : la bande à revêtir 2 et la feuille métallique 5. Il s'agit donc ici de trouver le champ de pression vertical 6 et horizontal 9 conduisant à un profil d'épaisseur de film souhaité 7.
[0072] Pour cela, l' actionneur doit développer progressivement un champ de pression de forme et d'intensité correspondant au profil d'épaisseur de film et donc à l'épaisseur minimale voulue.
Yl[mu] dxp
+ dy dyP
J
2 <x>
Condi tion de glissement parfai t
[0073] Considérons un instant le cas de conditions limites particulières par lesquelles, de par la nature de la feuille, son revêtement ou la présence d'un gaz ou d'un film lubrifiant à l'interface, il n'y aurait pas d'accrochage du métal en fusion sur sa surface active (voir FIG.9b) .
[0074] Dans ces conditions, la surface active de la feuille ne peut supporter un cisaillement fluide et le profil de vitesse y est perpendiculaire. En l'absence d'un gradient de pression, la vitesse moyenne dans le film est celle de la bande. En présence d'un gradient de pression, l'écoulement à la surface de la feuille rendue glissante se produit dans le sens opposé au gradient de pression (si dxp > 0, écoulement vers x < 0 et inversement) .
[0075] La vitesse à la surface de la feuille glissante vaut :
V µ -d[chi]p/2[mu] *h <2> + U [0076] La vitesse moyenne en toute abscisse du film de fluide vaut :
Vm = -d^/3]! *^ + U = C<ste> [0077] Dans ce cas, l'équation de Reynolds s'écrit :
( i? \ Y h<3>
T[mu]<d>>[iota]<> d>> h
6[mu]<¯> <¯d>vP
2 <x>
[0078] La solution de cette équation conduit à une portance hydrodynamique réduite, pour une même vitesse de défilement U et un même profil d'épaisseur de film h(x).
Autrement dit :
- l'obtention d'un même profil d'épaisseur de film nécessitera un effort appliqué deux fois plus faible mais conduira à un revêtement final deux fois plus épais ; - un même effort appliqué au dos de la feuille correspondra à un profil d'épaisseur réduit d'un facteur 2 ainsi -qu'à une épaisseur finale plus épaisse d'un facteur \2.
- il faut doubler l'effort appliqué pour obtenir la même épaisseur finale ; dans ce cas, le profil d'épaisseur de film est réduit de moitié. [0079] Dans le cas présent le rapport entre les épaisseurs hL et hf est inférieur ou égal à 1 : hL < hf. [0080] A la sortie du dispositif, la vitesse moyenne doit raisonnablement rester proche de la vitesse de bande, sans quoi la stabilité du film fluide au-delà de l'équipement est compromise : des projections de métal liquide sont à craindre.
Mise en oeuyre
[0081] L'objectif étant de garantir une épaisseur donnée en limitant le risque de contact, on a opté pour un profil polynomial (n > 1) d'épaisseur de film : h (x) = an x" + an_, x"<¯l> + ... + a2 x<2> +ax x + 0 avec h)xµ 0 = a0 = h0 (épaisseur de film à l'entrée) ; h)x=L = hL (épaisseur minimale à la sortie) ; dxh)x=L = 0 (extrémité parallèle à la bande) ; n > 2 d xh)x=L = 0 (extrémité <">de courbure nulle) ; n > 3 d<3>xh)x=L = 0 (extrémité de courbure constante) ; etc.,
L étant la longueur d'action de la feuille.
[0082] L'utilisation de toute autre fonction monotone décroissante, respectant les mêmes conditions aux limites entre dans le champ d'application de l'invention. [0083] Le champ de pression correspondant est calculé en résolvant numériquement l'équation de Reynolds. Le cas rectangulaire représenté par la feuille et la bande peut être simplifié par séparation des variables entre les directions horizontale et verticale. Le profil de pression peut être ramené à p([phi],[eta]) = p([phi]) . (1 - [eta]<m>) avec [phi] EUR [0, +1] lorsque x e [0, L] ; [eta] G [-1, +1] lorsque y EUR [-b/2, +b/2] ; b = largeur de bande ; m = m(h0, hL, L, b) , m entier. [0084] Le calcul montre que la forme du profil de pression est plus ou moins constante près du bord de la bande quelle que soit sa largeur. Au centre, le profil horizontal est plat (voir FIG.6).
Dès lors, pour peu que l'on assure le suivi par des moyens appropriés 8 de la largeur de bande (voir FIG.l et FIG.3), on peut découpler les actions horizontale 9 et verticale 6 de l' actionneur (voir FIG.4, FIG.5 et FIG.6).
[0085] Les profils de pression respectivement vertical 6 et horizontal 9 au dos de la feuille métallique 5 sont obtenus par discrétisation et lissage (voir FIG.7 et FIG.8) .
Discrétisation du champ de pression
[0086] Dans un premier temps, la discrétisation de la mise en charge du dispositif se fait avantageusement au moyen d'un réseau de deux séries de pistons 10, 11 appuyés sur les extrémités de ressorts 12, tous guidés par le corps du dispositif d'essorage hydrodynamique 1. Ils permettent non seulement une mise en charge régulière et progressive garantissant le contrôle fin et précis de l'ensemble sur une course raisonnable (typiquement 10 mm) mais aussi le passage d'une éventuelle matte en limitant le risque d<1> indentation de la bande et/ou de la feuille (voir FIG.l et FIG.3) . [0087] Le réseau est avantageusement constitué d'une succession de ressorts 12 de différentes raideurs disposés en colonnes. La distribution des raideurs kP(x,Vy) est choisie proportionnellement à la distribution p(x,y=0), au centre de la bande (y=0).
De cette manière, l'action du déplacement d'une plaque verticale 13 sur une colonne entière de ressorts (voir FIG.l et FIG.3) conduit à la mise en place progressive du profil vertical de pression 6 (voir FIG.5). Par contre, chaque ligne du réseau est composée de ressorts de même raideur (Vy) .
[0088] Les plaques verticales 13 sont pressées vers la bande de manière différenciée par le biais de deux butoirs coulissants 14 (voir FIG.3) assujettis aux moyens de suivi 8 de la largeur de bande. Les extrémités des butoirs sont flexibles et présentent un profil de raideur kB(y) proportionnel au profil horizontal de pression p (x=Xp_max,y) , calculé au droit de l'apex (x=xp_max) du profil vertical de pression (voir FIG.4 et FIG.6). De cette manière, les butoirs permettent la mise en charge progressive du champ de pression 9 depuis les rives vers le centre de la bande, de manière à garantir une épaisseur de film constante sur toute la largeur de la bande. [0089] On peut voir sur la FIG.8 que 12 pistons 10, 11, 12 répartis sur une courte distance (par ex. 6 cm) suffisent à décrire le profil de pression en rive 9.
Dès lors, l'atténuation de l'action sur les plaques 13, obtenue grâce aux butoirs coulissants 14, peut se réaliser de manière douce. Dans l'exemple, le pas du réseau vaut 5 mm et la course maximum vaut 10 mm. Dès lors, la pente aux extrémités des butoirs 14 vaut idéalement moins de 30[deg.].
[0090] Un exemple de réalisation pratique des butoirs coulissants 14 est schématisé sur la FIG.11 où les extrémités flexibles 19 sont obtenues à partir d'un ressort de profil de raideur adapté au cas d'espèce, constitué de lames d'épaisseur et de largeur variables. A l'endroit du contact, les plaques 13 et les lames flexibles 19 présentent également un profil favorisant l'engagement progressif des plaques 13 encore inactives lors du déplacement latéral du butoir 14.
[0091] On notera encore que le profil de raideur des extrémités flexibles 19 peut être ajusté, par exemple, par le déplacement latéral d'une butée placée derrière les lames qui en réduisant leur longueur active les rend plus raides .
[0092] L'utilisation de tout autre accessoire permettant l'adaptation du profil de raideur des extrémités des butoirs 14 aux conditions d'essorage entre dans le champ d'application de l'invention.
Lissage du champ de pression discrétisé
[0093] Dans un second temps, entre le dispositif et la feuille métallique 5, les pistons de tête 10 appuient sur une mousse métallique 15 (nickel, titane, etc. ) chargée de lisser le profil de pression ainsi généré (voir FIG.l et FIG.3) .
[0094] Cette mousse métallique 15 protège également le dispositif de 1 ' échauffement dû à sa proximité vis-à-vis de la bande 2, couverte de métal en fusion.
[0095] La protection thermique de l'équipement peut être renforcée, par exemple, par un flux de gaz froid traversant le réseau de pistons 11, les ressorts 12, les pistons 10 jusqu'à la mousse 15. L'écoulement du gaz peut être facilité au-delà des pistons 10 dès lors que la mousse métallique présente des pores ouverts. Phases de démarrage et de changement de forma t [0096] Lors des phases de démarrage, l'ensemble du dispositif est approché de la bande par des moyens appropriés 16, 17. Ensuite, grâce à la mobilité des butoirs coulissants 14, selon les directions normale et tangentielle au plan de la bande, les plaques verticales 13 sont progressivement mises en charge depuis le centre du dispositif vers le bord de la bande.
De cette manière, le dispositif compense tout défaut de planéité ou de cambrage de la bande 2 avant son entrée dans le dispositif essoreur 1, mais aussi, évite le chiffonnement de la feuille souple 5.
[0097] Un exemple de réalisation pratique est montré sur la FIG.10 (y compris vue de détail) où l'action momentanée d'un piston central 22 sur une lame ressort 23 permet la mise en charge progressive de la bande depuis son centre vers les rives.
[0098] Pour un fonctionnement industriel, le dispositif essoreur doit également être équipé d'un accessoire permettant le remplacement "au vol" de la feuille métallique pendant le passage de la soudure entre deux formats différents de bande, comme suite à son éventuelle dégradation par lé passage d'une matte ou par la corrosion progressive par le métal liquide (voir FIG.13). Par exemple, cet accessoire comportera une dérouleuse 20 pour chaque feuille 5 et une cisaille 21.
[0099] L'utilisation de tout autre accessoire facilitant la mise en place ou le remplacement de la feuille 5, des éléments intermédiaires 18 (voir plus loin) ou de la mousse métallique 15 entre dans le champ d'application de l'invention. Importance d ' utiliser des rainures sur la surface active [0100] La FIG.12 montre l'évolution du profil de pression correspondant à des polynômes d'ordre croissant. On y voit également l'effet de la réalisation de rainures sur la surface active de la feuille dans le cas du polynôme d'ordre cubique.
[0101] La portance du film hydrodynamique étant d'autant plus faible que l'épaisseur de film est grande, toute modification locale de la surface active conduisant à une diminution de la part de la surface enveloppe sur la surface globale, permet de diminuer de manière significative l'intensité de la force d'essorage nécessaire pour obtenir une épaisseur finale donnée. [0102] Cette texture particulière de la surface active peut être obtenue, par exemple, par impacts laser ou par attaque chimique.
[0103] L'attaque chimique est réalisée en imprimant un masque sur la surface active de la feuille. La nature chimique du masque constitue un frein à la cinétique de l'attaque chimique de sorte qu'en jouant sur le motif imprimé et la quantité de matière déposée, il est possible de faire apparaître, après traitement chimique, des rainures de profondeur et ''de géométrie quelconque. La nature de l'agent chimique et sa concentration ainsi que la durée de la réaction est liée à la nature chimique et à l'épaisseur du masque ainsi qu'à la nature de la feuille 5 et à son éventuel revêtement.
[0104] De cette manière, un dispositif d'essorage conçu pour une pression maximum de, par exemple, 10 bar pourrait aisément atteindre les performances d'essorage nettement supérieures d'un dispositif conçu pour une pression de 20 bar.
[0105] L'utilisation de toute autre géométrie de rainure ou d'agencement particulier de zones rainurées ou non dans le but d'améliorer les conditions d'essorage, la sécurité vis-à-vis du contact ou la qualité finale du produit entre dans le champ d'application de l'invention.
Importance de la cambrure de la bande
[0106] Lorsque la bande plonge dans le bain de métal fondu et passe sur le rouleau de fond, elle subit une légère déformation sous la forme d'une tuile (voir FIG.14). Cette cambrure est corrigée par l'ajustement de la position relative des rouleaux étaleur et stabiliseur.
[0107] Il est connu de l'homme de métier que l'effort nécessaire pour corriger cette tuile, et rendre la bande plane au droit des essoreurs à gaz, est limité à quelques dizaines de Newton répartis sur la largeur de la bande. Or la portance hydrodynamique que doit vaincre l' actionneur au dos de la feuille métallique est, selon la vitesse de défilement de la bande, la longueur active L de l'équipement et l'épaisseur de film hL en sortie d'équipement, de deux à trois ordres de grandeur supérieure à l'effort de correction de tuile.
Dès lors, l'équipement selon l'invention est susceptible de corriger la tuile de la bande, sinon d'y être totalement insensible. [0108] L'utilisation de toute partie de l'équipement selon l'invention ou l'adjonction de tout accessoire à l'équipement précité dans le but de réduire ou de corriger la tuile d'une bande revêtue au trempé à sa sortie du bain entre dans le champ d'application de l'invention.
Importance des vibra tions de la bande [0109] Lorsque la bande évolue dans la tour audessus du bain de métal fondu, elle est soumise à différentes sollicitations qui induisent sa vibration, notamment les turbulences de l'air de soufflage de la zone de refroidissement (voir FIG.15). [0110] L'impact de ces vibrations se répercute jusqu'au niveau de l'essorage où tout écartement de la bande vis-à-vis de la ligne médiane entre les couteaux d'essorage induit une variation proportionnelle de l'épaisseur finale du revêtement. Ceci oblige les galvaniseurs à surcharger le revêtement de manière à garantir une épaisseur minimum souhaitée par le client. [0111] Il est connu de l'homme de métier que l'effort nécessaire pour amortir ces vibrations au droit des essoreurs à gaz, est limité à quelques dizaines de Newton répartis sur la largeur de la bande.
Or la portance hydrodynamique que doit vaincre l' actionneur au dos de la feuille métallique est, selon la vitesse de défilement de la bande, la longueur active L de l'équipement et l'épaisseur de film hL en sortie d'équipement, de deux à trois ordres de grandeur supérieure à l'effort de stabilisation de la bande. Dès lors, l'équipement selon l'invention est susceptible de stabiliser la bande sinon d'être totalement insensible à sa vibration. [0112] L'utilisation de toute partie de l'équipement selon l'invention ou l'adjonction de tout accessoire à l'équipement précité dans le but de réduire ou de supprimer les vibrations de la bande lors de son essorage au sortir d'une opération de revêtement au trempé entre dans le champ d'application de l'invention.
Qualité du produit en rives
[0113] Finalement, la qualité du produit en rives est assurée dès lors que, sur base du suivi de largeur de bande, des éléments intermédiaires statiques 18, d'épaisseur comparable à celle de la bande, viennent se placer entre les feuilles métalliques 5 (voir FIG.2 et FIG.3, y compris vue de détail) en lieu et place du métal en fusion. De cette manière, les conditions limites d'écoulement du métal empêchent la formation d'une goutte épaisse en rive de bande à l'endroit où celle-ci sort de 1 'équipement .
[0114] L'utilisation de tout autre accessoire facilitant l'élimination de la goutte de rive au sortir de l'équipement entre dans le champ d'application de 1' invention.
Exemple de calcul [0115] Considérons les données suivantes : vitesse de bande = 150 m/min. ; largeur de bande = 2 m ; épaisseur d'entrée = 85 [mu]m ; épaisseur de sortie = 15 [mu]m ; ordre du polynôme = 3 (cubique) ; épaisseur finale = 9 [mu]m ¯ 60 gr/m<2> x face ; longueur active = 50 mm. [0116] La résolution de l'équation de Reynolds, dans le cas unidimensionnel, pour le calcul du profil vertical au centre de la bande :
d [Lambda]-<h>" dxp [lambda]\ = - <U> dxh => dxp = C 6[mu]U [tau]r-<h> -r<h>'- avec U[chi]=[chi]. = h W [identical to] px=[chi]. = pmax
donne une pression maximale environ égale à 5 bar.
Notons que si l'épaisseur de sortie était 9 [mu]m, on aurait alors une pression locale maximum de l'ordre de 12 bar. Dans ce cas (5 bar), l'effort à développer au dos du piston le plus sollicité serait égal à 12,8 N. Et l'effort global à appliquer sur chaque face de la bande serait de 26 kN. [0117] On notera encore que la pression maximale à réaliser est directement proportionnelle à : - U = la vitesse de la bande ;
- [mu] = la viscosité dynamique du liquide. Légende des figures
1. Dispositif d'essorage hydrodynamique
2. Bande métallique
3. Bain de métal liquide ou métal liquide 4. Rouleau de fond
5. Feuille métallique
6. Champ de pression vertical
7. Profil d'épaisseur de film
8. Capteur de position de la bande 9. Champ de pression horizontal
10. Piston avant
11. Piston arrière
12. Ressort
13. Plaque verticale 14. Butoirs coulissants
15. Mousse métallique
16. Contrôle d'approche du dispositif
17. Contrôle d'approche et d'inclinaison de la feuille
18. Eléments intermédiaires statiques 19. Lames-ressort
20. Dérouleuse
21. Cisaille
22. Piston central
23. Elément ressort
DEVICE FOR THE HYDRODYNAMIC SPINNING OF A CONTINUOUSLY CONTINUOUS METAL STRIP
Object of the invention
The present invention relates to a hydrodynamic device for spinning a metal strip in continuous scrolling after a dip coating operation.
The invention relates more particularly to the field of hot dip galvanizing of a steel strip in continuous motion. The hydrodynamic action applied to the strip is then carried out at the outlet of the bath of liquid metal. -
BACKGROUND AND PRIOR ART [0003] The technique known as "dip coating" is known, which constitutes a method that is both simple and effective for depositing a coating on the surface of an object. According to this technique, after a possible preparation of the surface, the object to be coated is immersed in a bath comprising the product that is to be deposited on said object. The object is then removed from the bath with removal of the excess liquid and the coating is made solid, for example by drying, solidification, polymerization, etc.
[0004] One of the most widespread applications of this technique is the coating of steel parts by means of a metal such as zinc, which will then serve as protection against corrosion.
After passing through the liquid metal bath, the coated strip undergoes the spinning operation. This operation is one of the most important in the dip coating process because it allows control of the final coating thickness. On the one hand, the spin must be homogeneous throughout the "section", that is to say the width for a band or the circumference for a wire, and the entire length of the product to be coated. At the same time, this operation must strictly limit the deposit to the target value, which is usually expressed either in terms of thickness deposited - typically from 3 to 20 [mu] m - or by weight of the deposited layer per unit area typically in gr / m <2>.
Currently, the spin is generally achieved by means of blades or throws of gas, linear in the case of bands or circular in the case of son, from slits and usually directed perpendicular to the surface to be treated. The gas blades act as "pneumatic scrapers" and have the advantage of operating without mechanical contact and therefore without the risk of scratching the treated object. Such blades "are called" gas strippers "or" spin knives ".
The pressurized gas used is either air or a neutral gas such as nitrogen in the most delicate applications such as the treatment of steel strips intended for the manufacture of visible parts for the automobile bodywork. . The thickness of the coating depends in particular on the one hand the "geometry" of the spin -characterized by the ratio (Z / d) of the distance between the band and the spinning knives (Z) by the thickness of the knife slot (d) - and, secondly, the pressure exerted by the jet of compressed gas on the strip.
The limitations associated with this technology come from the generation of splashing at high speed of scrolling, the formation of a foam composed of oxides and intermetallics on the surface of the bath, corrosion of the equipment. by the liquid metal (zinc), the possibility of treating a band of unevenness associated with the search for a final thickness of the fine and uniform product.
Splash problem
[0009] The documents "The gas-jet wiping t, the splashing phenomenon", Dubois et al. , Galvatech Conference, Chicago, Iron & Steel Institute (Sept. 17-21, 1995), p. 667-673 and "Effect of nozzle tiling on splashing in and wiping", Dubois et al. , The Review of Metallurgy, June 2005, p. 463-469, indicate that, for a given final thickness of the coating and beyond a certain critical strip running speed, appears a splashing phenomenon which greatly disturbs the spinning of the coating. Typically, for a coating of 10 [mu] m, the line speed is limited to 200-220 m / min. ; for a coating of 20 [mu] m, the line speed is limited to 160-180 m / min.
This phenomenon, which relates to fluid mechanics, reduces the maximum speed, therefore the productivity of the galvanizing lines. But also, it increases the formation of scum on the surface of the bath of liquid metal, disturbs the flow in banks of drained zinc and deteriorates the working conditions of the operators.
This phenomenon is characterized by a strong instability of the drained zinc which causes the projection of droplets, which can reach the end of the wringing knife.
JP-A-2005/298908 proposes an assembly consisting of an air cushion and a scraper. The objective is to avoid the appearance of defects on the surface of the product.
The disadvantage of this type of equipment is that it does not avoid the formation of splashes, which does not solve the problem of scum on the surface of the bath or the working conditions of the operators.
JP-A-54 008124 proposes to implant pre-wiper rollers on the surface of the bath. The band passes into the space left between the rollers. JP-A-54 117331 proposes to implant rollers squeezers on the surface of the bath so as to spin the band and inject the amount just necessary to the coating of the band on the upper part of these rollers. The linear speed of the rollers is adjustable, of the same direction but of intensity lower than the speed of the band (typically 1/3).
The rolls are offset vertically (typically 30 mm) so as to avoid indenting the band during the eventual passage of a matte between the strip and the rollers. The disadvantage of this type of equipment lies in the fact that it is partially immersed in the bath surface, which exposes all the equipment to corrosion by the liquid metal as well as accumulation of mattes on its surface ("dross build-up"). In addition, the final thickness of the coating is conditioned by the nesting of the rollers, their rotational speed vis-à-vis that of the band and the flow of the pumps. However, in a dual cylinder arrangement any parallelism defect leads to large variations in the final thickness of the product.
Therefore, each component must be set, positioned and controlled with the utmost care (dimensions, positions, alignments, speeds, flow rates, etc.). This does not correspond to the expectations of manufacturers who prefer robust equipment, if possible self-regulating and easy to implement. Another disadvantage of this kind of equipment is in the space left between the rollers. Indeed, the cylindrical geometry is poorly adapted to a curved band in a direction perpendicular to that of the rollers. JP-A-2005 015837 proposes to use a metal sheet as a pre-spin. In the case of any pre-wiper equipment, the disadvantage is that it does not prevent the accumulation of liquid under the spinning knives given the natural capacity of the liquid take-away tape.
In fact, this quantity of liquid will eventually fall on the rollers and we will find the same working conditions in the conventional case (without rollers).
Problem of the flatness of the band and the quality of the coating
The document JP-A-58 009964 proposes to use flexible scrapers capable of following the flatness defects of the strip. These scrapers are pressed on the belt by means of pistons fed with compressed air. The supply pressure is set via expansion valves and pressure sensors. A flap is connected to the lower part of the scrapers so as to avoid oxidation of the spun liquid. The disadvantage of this type of equipment is that it only takes into account the transverse profile of the strip. But the gradual reduction of the film thickness in the direction of scrolling is essential to avoid contact and ensure optimal product quality.
US-A-2, 338, 438 proposes to use rollers or flexible membranes, deformed under the hydrodynamic pressure created by the spinning of a tin film. The rolls (membranes) thus deformed form a convergent-divergent space in which the band evolves.
The pressure applied to the membranes or the flexible rollers is homogeneous over the entire surface of the membranes or rollers.
US-A-3,911,174 proposes to use a counter-rotating spinning roller generating a vacuum in the zone of engagement of the strip on the roll ("reverse roll coating").
The disadvantage of this type of equipment is that divergent opposing surfaces lead to instability for very thin films.
Stabilization problem of the tape
The document WO-A-03/054244 proposes to improve the quality of the spin by means of a coating cell where the band is stabilized in a rigid hydrodynamic wedge fed with pressure. The final spin remains conventional (pneumatic). In document O-A-01/71051, the metal strand is guided vertically in a container containing the molten metal coating and a guide channel. A moving electromagnetic field creates induced currents in the coating metal to create an electromagnetic force that retains the coating metal. This force corrects the electromagnetic field perpendicular to the surface of the metal strip to stabilize the center position of the web in the guide channel or in the inductor.
Similarly, in WO-A01 / 71052, the coating metal is retained by the effect of an electromagnetic force and the metal strip is stabilized in position and shape, by hydrostatic and hydrodynamic forces perpendicular to the surface of the strip during its passage through the liquid metal container and / or the guide channel.
The major disadvantage of these solutions is the presence of rigid rigid elements that increase the risk of contact with the band. In addition, these equipment require the use of a liquid metal feed pump under pressure. This represents not only a serious danger for operators, but also a significant cost to both investment and use. It will also be noted that the manipulation of the band through these equipment, the behavior of the liquid during the start-up and shutdown phases and the management of the solidification of the coating on the strip and in the equipment are all delicate points in the practical use of these solutions.
Finally, the case of the hydrodynamic wedge does not take into account the risk of indentation of the band by the possible passage of mattes between the band and the equipment, nor the accumulation of mattes (dross buildup) on certain parts. fixed. This problem is less in the hydrostatic case.
Aims of the invention
The present invention aims to provide a solution to the problem of spinning a metal strip in continuous scrolling, in a dip coating process, which allows to overcome the disadvantages of the state of the technical.
In particular, the present invention aims to provide a hydrodynamic device for finely controlling the final thickness of the coating.
An additional object of the invention is to avoid the risk of splashing occurring during a high speed scroll (critical zone defined by an equation of the type E. Re = Cte). In addition, the present invention seeks to stabilize the vibrations of the band during its spinning. These require overloading the coating so as to obtain a minimum thickness or they may affect the appearance of the final product. Finally, the present invention also aims to allow, during the spin, the temporary elimination, the right of the device, the residual camber that could not correct the spreader and stabilizer rollers and, at the same time make these rolls superfluous.
This camber generally leads to a coating of irregular thickness over the width of the product in the context of a conventional spinning air.
Main characteristic elements of the invention [0039] A first object of the present invention relates to a device for hydrodynamic spinning of a metal strip in continuous scrolling, in a dip coating process where the scrolling of the strip causes driving a liquid film on the strip at the outlet of a vertical strand bath, said wiper comprising an actuator and a deformable surface under the effect of said actuator so that said surface never enters in contact with the belt, the lift being guaranteed in use by the hydrodynamic lift of the liquid film,
said device being characterized in that said deformable surface is a metal sheet and in that said actuator comprises means for progressively applying on said metal sheet a bidimensional field of predetermined pressure p (x, y), so that said Pressure field p (x, y) imposes a thickness profile h (x) of liquid coating which ultimately results in a predetermined minimum thickness hf coating, Ox and Oy respectively designating vertical directions of scrolling and horizontal transverse.
[0040] Particular embodiments of
The invention further comprises at least one or more of the following features: - the film thickness profile in x, that is to say vertical, h (x) is in the form of a substantially monotonous function, continuous and decreasing x, satisfying the following limiting conditions: h) x = 0 = h0 for the film thickness at the inlet of the wiper device; h) x = L = hL for the minimum film thickness at the exit; dxh) x = L = 0 for the film surface parallel to the strip; - d <2> xh) x = L = 0 for zero curvature of film at the exit, where L is the length of action of the sheet.
- h (x) is a polynomial function, with n integer> 2, of type h (x) = an x "+ an_, x" <¯l> + ... + a2 x <2> + a, x + a0; the film thickness profile h (x) has local discontinuities in the form of selected grooves, depth and geometry, made on the surface of the metal sheet, so as to reduce the hydrodynamic lift and the stress of spinning associated with it;
the film thickness profile h (x) has local discontinuities in the form of selected grooves, depth and geometry, made on the surface of the metal sheet, so as to reduce the pressure gradient (dxp) x = xL at the end of the sheet. This has the consequence of limiting the output flow rate by reducing the average speed of the fluid film and increasing the operational reliability with respect to contact between the sheet and the strip;
- p (x, y) is a pressure profile in y, that is to say horizontal, substantially invariable in the strip format near the edge thereof and flat in the center thereof;
- The vertical and horizontal actions of the actuator are uncouplable;
the actuator comprises an array of pistons connected by springs of variable stiffness and arranged in a plurality of columns and discretely applying, via head pistons, the pressure field p (x, y) to the back of the metal sheet;
- The device comprises - a plurality of vertical plates, each of which acts on an entire column of pistons so as to bring about the gradual introduction of the aforementioned vertical pressure profile;
each spring has a stiffness kR (x) fixed as a function of its vertical position by the pressure field p (x, y) to be applied locally;
- The device comprises at least two bumpers mounted sliding horizontally parallel to the band and configured to differentially control the position of the plates perpendicular to the band, said bumpers thus allowing the progressive establishment of the horizontal profile of said pressure;
the sliding bumpers have ends comprising spring blades arranged so that these ends have a stiffness profile kB (y) that is fixable and / or adjustable as a function of the pressure field p (x, y) to be applied locally;
the device comprises means for securing the bumpers to bandwidth tracking means;
- The outer surface of the stops is configured so that the slope of the pressure profile applied to the shore is lower;
said means for progressively applying on the metal sheet a bidimensional field of predetermined pressure p (x, y) comprises a semi-rigid plate sandwiched between the head pistons and the metal sheet, making it possible to smooth the pressure profile applied to leaf ; said semi-rigid plate comprises metallic foam, preferably of stainless steel, nickel or titanium;
the device comprises "cooling means by a flow of cold gas pistons, springs and metal foam, through which the gas flows;
the device comprises intermediate elements between which the metal sheet is placed laterally, on the basis of a tracking of the bandwidth; the device comprises means enabling or facilitating the replacement of the metal sheet, in use; the metal strip is made of steel and the dip coating process is preferably a hot dip galvanizing process;
the device comprises, close to the inlet of the strip in the wiper device, means for holding the curved metal sheet so as to generate a progressively convergent channel with the moving band and to maintain the base of the sheet away from it. A second object of the invention relates to a hydrodynamic spinning process of a metal strip in continuous scrolling, in a dip coating process where the scrolling of the strip causes the driving of a liquid film. on the strip at the outlet of a bath in vertical strand, implementing the wiper device according to any one of the preceding claims, characterized by the following steps:
continuously, on the basis of a bandwidth tracking, the static intermediate elements are positioned;
- At the start of the spin, we approach said device of the band;
thanks to the mobility of the sliding bumpers in the directions normal to and tangential to the plane of the strip, the vertical plates are progressively loaded from the center of the device towards the edges of the strip, to apply to said metal sheet a two-dimensional field of predetermined pressure p (x, y), so that said pressure field p (x, y) imposes a thickness profile h (x) of liquid coating which ultimately results in a predetermined minimum thickness hf of uniform coating across the width of the strip. Advantageously, according to this method, the polynomial h (x), which are associated respectively stiffness kp (x) of said springs and kB (y) of said blades
(19) through the corresponding pressure profile p (x, y) is chosen to obtain a coating thickness hL and a pressure gradient respectively.
(dxp) x = xL at the output of the dewatering device, such as:
the final thickness of the coating hf is guaranteed at the cost of a possible adjustment of the mechanical force to be applied to the backs of the bumpers, subject to any measurement of the coating thickness hf;
- the security with respect to the absence of contact between the sheet and the strip is the greatest possible, with at best hL = 2 hf. A third object of the present invention relates to the use of the disclosed device, for:
- Reduce or eliminate any camber of the metal strip during its passage through the device and / or - dampen or remove the vibrations of the strip to the right of the device.
Brief description of the figures -
[0044] FIG.l is a sectional side view of a particular embodiment of the hydrodynamic wiper device of a metal strip according to the present invention.
FIG. 2 represents an elevational view of the device of FIG. 1. FIG. 3 represents a plan view, as well as a detailed view of the device of FIG. 1.
FIG. 4 represents the lateral part of the two-dimensional pressure profile to be generated on the back of the metal sheet according to the invention to obtain a particular profile of film thickness.
FIG. 5 represents the evolution of the vertical pressure profile at the center of the strip, when the device is progressively loaded.
FIG. 6 represents the evolution of the horizontal pressure profile, as one approaches the edge of the strip.
FIG. 7 represents the result of discretization and smoothing of the above-mentioned vertical pressure profile, obtained through the metal foam according to
The invention.
FIG. 8 represents the result of discretization and smoothing of the aforementioned horizontal pressure profile, obtained through the metal foam according to the invention.
FIG. 9 illustrates particular limiting conditions (non-slip or sliding case) to which particular expressions of the outlet thickness and of the final coating thickness correspond.
FIG.10 represents an accessory for the management of transient phases (including detail view).
FIG.11 shows the flexible ends of the sliding bumpers 14 (including detail view).
FIG. 12 represents an example of feasible grooves on the active surface of the metal sheet in order to reduce the wringing force.
FIG. 13 represents an accessory allowing the "on-the-fly" replacement of the metal foil.
[0057] FIG.14 schematically shows the camber of the band imposed by its passage on the bottom roller and the need for submerged correction rollers. [0058] FIG.15 schematically shows the vibration of the strip during its ascent in the tower, from the liquid metal bath to the cooling zone, and its impact on the spinning knives.
FIG. 16 represents a typical map of the evolution of the maximum pressure within the liquid film as a function of the strip speed and the final thickness of the coating. These figures represent only a number of particular embodiments of the present invention, which can of course be extended to other embodiments, as will become clear in the detailed description below.
Detailed description of the invention
According to a preferred embodiment of the present invention, there is a hydrodynamic spinning device 1 of a metal strip 2 in continuous scrolling in a dip coating process, out of a bath of liquid metal 3 after passing on a bottom roller 4. This device comprises a metal sheet 5 mechanically assisted by an actuator. The main role played by the actuator is to bring the metal sheet 5 closer to the band 2 without ever coming into contact therewith. The lift is then guaranteed by the hydrodynamic lift of the liquid film.
Working conditions
In the absence of effort on the back of the metal sheet 5, we can simplify considering that there is no pressure in the liquid film. Therefore, the boundary conditions (zero velocity, no slip) of the liquid at the walls of the strip 2 and the sheet 5 are reflected, within the film, by a triangular profile of the flow velocities (flow of Couette). At this point, the average speed is worth half the tape speed. By cons, far from the device, the solidified coating evolving at the speed of the band, the speed profile is necessarily rectangular.
Therefore, the retention of the coating flow rate indicates that at the exit of the device, the thickness necessary to achieve a final thickness hf, with a constant speed over the film thickness, allows a double exit thickness of final thickness: hL = 2 hf (see FIG. 9a). In the opposite case, in the presence of an action on the back of the metal foil 5, the existence of a longitudinal gradient of pressure at the end of the device (see FIG. 5) provides an additional contribution (flow of Poiseuille) to the final thickness of the coating. This results in a ratio between the thicknesses hL and hf, less than 2: hL <2 hf.
Determination of hydrodynamic lift
The hydrodynamic lift is "the result of the relationship between the respective vertical 6 and horizontal 9 pressure fields and the film thickness 7 that is expressed by the Reynolds equation in lubrication theory (for the meaning of the symbols of reference, refer to the legend of the figures, at the end of the description.) [0066] FIG. 16 illustrates the evolution of the maximum pressure of the pressure profile as a function of the strip speed and the film thickness. Two-dimensional, the stationary case can be written: f 7.3 X h7.
Yl [mu] J \ 2 [mu] j 2 with p (x, y) = vertical pressure fields 6 and horizontal 9; h (x) = film thickness profile 7; U = speed of the band; [mu] = dynamic viscosity of the fluid.
The average speed in any abscissa of the fluid film is:
Vm = -dxp / 12u * h <2> + [upsilon] / 2 = C The members of this equation can be seen sometimes as the cause, sometimes as the effect of the hydrodynamic lift phenomenon.
Applications related to hydrodynamics are numerous and range from the levitation of the reading heads of computer hard drives to the support of the turbine axes through the connections between the engine linkage elements.
In the vast majority of applications, the opposing surfaces are dimensionally stable. It is then a question of finding the geometric profile leading to a pressure field and therefore a sufficient lift to separate the surfaces, under given speed and viscosity conditions.
In the case in point, the surfaces involved are made of two flexible materials: the strip to be coated 2 and the metal sheet 5. It is therefore here to find the vertical pressure field 6 and horizontal 9 leading to a desired film thickness profile 7.
For this, the actuator must gradually develop a pressure field of shape and intensity corresponding to the film thickness profile and therefore to the desired minimum thickness.
Yl [mu] dxp
+ dy dyP
J
2 <X>
Perfect slip condition
Let us consider for a moment the case of particular limiting conditions by which, by the nature of the sheet, its coating or the presence of a gas or lubricant film at the interface, there would be no need for bonding the molten metal on its active surface (see FIG.9b).
Under these conditions, the active surface of the sheet can not withstand fluid shear and the velocity profile is perpendicular thereto. In the absence of a pressure gradient, the average speed in the film is that of the band. In the presence of a pressure gradient, the flow on the surface of the slippery sheet occurs in the opposite direction to the pressure gradient (if dxp> 0, flow to x <0 and vice versa).
The speed at the surface of the sliding sheet is:
V μ -d [chi] p / 2 [mu] * h <2> + U [0076] The average speed at any abscissa of the fluid film is:
Vm = -d ^ / 3]! * ^ + U = C In this case, the Reynolds equation is written:
(i? \ Y h <3>
T [mu] <D >> [iota] <> d >> h
6 [mu] <¯> <D> vP
2 <X>
The solution of this equation leads to a reduced hydrodynamic lift, for the same speed of travel U and the same film thickness profile h (x).
In other words :
- Obtaining the same film thickness profile will require a force applied twice as low but lead to a final coating twice as thick; the same force applied to the back of the sheet will correspond to a reduced thickness profile by a factor of 2 as well as to a final thickness that is thicker by a factor of 2.
- it is necessary to double the effort applied to obtain the same final thickness; in this case, the film thickness profile is halved. In the present case, the ratio between the thicknesses hL and hf is less than or equal to 1: hL <hf. At the output of the device, the average speed must reasonably remain close to the tape speed, otherwise the stability of the fluid film beyond the equipment is compromised: projections of liquid metal are to be feared.
Implementation
The objective being to guarantee a given thickness by limiting the risk of contact, we opted for a polynomial profile (n> 1) of film thickness: h (x) = an x "+ an_, x" <¯l> + ... + a2 x <2> + ax x + 0 with h) xμ 0 = a0 = h0 (film thickness at the input); h) x = L = hL (minimum thickness at the exit); dxh) x = L = 0 (end parallel to the band); n> 2 d xh) x = L = 0 (end <"> of zero curvature); n> 3 d <3> xh) x = L = 0 (constant end of curvature); etc.
L being the length of action of the sheet.
The use of any other decreasing monotonic function, respecting the same boundary conditions falls within the scope of the invention. The corresponding pressure field is calculated by numerically solving the Reynolds equation. The rectangular case represented by the sheet and the strip can be simplified by separating the variables between the horizontal and vertical directions. The pressure profile can be reduced to p ([phi], [eta]) = p ([phi]). (1 - [eta] <m>) with [phi] EUR [0, +1] when x e [0, L]; [eta] G [-1, +1] when y EUR [-b / 2, + b / 2]; b = bandwidth; m = m (h0, hL, L, b), m integer. The calculation shows that the shape of the pressure profile is more or less constant near the edge of the strip regardless of its width. In the center, the horizontal profile is flat (see FIG.6).
Therefore, provided that the appropriate bandwidth tracking means 8 is monitored (see FIG. 1 and FIG. 3), the horizontal 9 and vertical 6 actions of the actuator can be decoupled (see FIG. .4, FIG.5 and FIG.6).
The respectively vertical 6 and horizontal 9 pressure profiles on the back of the metal sheet 5 are obtained by discretization and smoothing (see FIG.7 and FIG.8).
Discretization of the pressure field
At first, the discretization of the charging of the device is advantageously by means of a network of two sets of pistons 10, 11 supported on the ends of springs 12, all guided by the body of the device. hydrodynamic spinning 1. They allow not only a regular and progressive loading guaranteeing the fine and precise control of the whole on a reasonable stroke (typically 10 mm) but also the passage of a possible matte by limiting the risk of <1> indentation of the tape and / or sheet (see FIG.l and FIG.3). The network is advantageously constituted by a succession of springs 12 of different stiffness arranged in columns. The stiffness distribution kP (x, Vy) is chosen proportionally to the distribution p (x, y = 0), at the center of the band (y = 0).
In this way, the action of the displacement of a vertical plate 13 on an entire column of springs (see FIG.l and FIG. 3) leads to the gradual introduction of the vertical pressure profile 6 (see FIG. 5). . On the other hand, each line of the network is composed of springs of the same stiffness (Vy).
The vertical plates 13 are pressed towards the strip in a differentiated manner by means of two sliding bumpers 14 (see FIG. 3) subject to the tracking means 8 of the bandwidth. The ends of the stops are flexible and have a stiffness profile kB (y) proportional to the horizontal pressure profile p (x = Xp_max, y), calculated in line with the apex (x = xp_max) of the vertical pressure profile (see FIG.4 and FIG.6). In this way, the stops allow the gradual loading of the pressure field 9 from the banks to the center of the strip, so as to ensure a constant film thickness over the entire width of the strip. [0089] It can be seen in FIG.8 that 12 pistons 10, 11, 12 distributed over a short distance (for example 6 cm) are sufficient to describe the pressure profile at the edge 9.
Therefore, the attenuation of the action on the plates 13, obtained thanks to the sliding bumpers 14 can be carried out in a gentle manner. In the example, the grating pitch is 5 mm and the maximum stroke is 10 mm. Therefore, the slope at the ends of the stops 14 is ideally less than 30 [deg.].
An exemplary practical embodiment of the sliding bumpers 14 is shown diagrammatically in FIG. 11 where the flexible ends 19 are obtained from a spring of stiffness profile adapted to the case in point, consisting of blades of thickness and of variable width. At the point of contact, the plates 13 and the flexible blades 19 also have a profile promoting the progressive engagement of the plates 13 still inactive during the lateral displacement of the stopper 14.
Note also that the stiffness profile flexible ends 19 can be adjusted, for example, by the lateral displacement of a stop placed behind the blades which reducing their active length makes them steeper.
The use of any other accessory for adapting the stiffness profile of the ends of the stops 14 to the spin conditions falls within the scope of the invention.
Smoothing of the discretized pressure field
In a second step, between the device and the metal sheet 5, the head pistons 10 support a metal foam 15 (nickel, titanium, etc.) responsible for smoothing the pressure profile thus generated (see FIG.l and FIG.
This metal foam 15 also protects the device from 1 heating due to its proximity vis-à-vis the band 2, covered with molten metal.
The thermal protection of the equipment can be enhanced, for example, by a flow of cold gas passing through the piston network 11, the springs 12, the pistons 10 to the foam 15. The flow of gas can be facilitated beyond the pistons 10 since the metal foam has open pores. Start-up and change-of-form phases [0096] During the start-up phases, the entire device is approached to the strip by appropriate means 16, 17. Then, thanks to the mobility of the sliding bumpers 14, according to the directions normal and tangential to the plane of the strip, the vertical plates 13 are gradually loaded from the center of the device to the edge of the strip.
In this way, the device compensates for any lack of flatness or cambering of the strip 2 before entering the wiper device 1, but also avoids the crimping of the flexible sheet 5.
An exemplary practical embodiment is shown in FIG. 10 (including a detail view) in which the momentary action of a central piston 22 on a leaf spring 23 allows the progressive loading of the band from its center. towards the shores.
For industrial operation, the wiper device must also be equipped with an accessory allowing the replacement "on the fly" of the metal sheet during the passage of the weld between two different formats of tape, as a result of its possible degradation by the passage of a matte or progressive corrosion by the liquid metal (see FIG.13). For example, this accessory will include a peeler 20 for each sheet 5 and a shear 21.
The use of any other accessory facilitating the introduction or replacement of the sheet 5, the intermediate elements 18 (see below) or the metal foam 15 is within the scope of the invention. Importance of Using Grooves on the Active Surface [0100] FIG. 12 shows the evolution of the pressure profile corresponding to increasing order polynomials. We also see the effect of the realization of grooves on the active surface of the sheet in the case of the cubic order polynomial.
The lift of the hydrodynamic film is even lower than the film thickness is large, any local modification of the active surface leading to a decrease in the share of the envelope surface on the overall surface, reduces the significantly the intensity of the spin force necessary to obtain a given final thickness. This particular texture of the active surface can be obtained, for example, by laser impacts or by etching.
The chemical etching is performed by printing a mask on the active surface of the sheet. The chemical nature of the mask is a brake on the kinetics of the chemical attack so that by playing on the printed pattern and the amount of material deposited, it is possible to reveal, after chemical treatment, depth grooves and of any geometry. The nature of the chemical agent and its concentration as well as the duration of the reaction is related to the chemical nature and the thickness of the mask as well as the nature of the sheet 5 and its possible coating.
In this way, a wiper device designed for a maximum pressure of, for example, 10 bar could easily achieve the significantly higher wiping performance of a device designed for a pressure of 20 bar.
The use of any other groove geometry or particular arrangement grooved areas or not in order to improve the spin conditions, the security vis-à-vis the contact or the final quality of the product between in the field of application of the invention.
Importance of the camber of the band
When the strip plunges into the bath of molten metal and passes on the bottom roller, it undergoes a slight deformation in the form of a tile (see FIG.14). This camber is corrected by adjusting the relative position of the spreader and stabilizer rollers.
It is known to those skilled in the art that the effort required to correct this tile, and make the flat strip to the right of gas strippers, is limited to a few tens of Newton distributed over the width of the strip. However, the hydrodynamic lift that must overcome the actuator on the back of the metal foil is, depending on the speed of travel of the strip, the active length L of the equipment and the film thickness hL output of equipment, two three orders of magnitude greater than the tile correction effort.
Therefore, the equipment according to the invention is likely to correct the tile of the band, otherwise to be completely insensitive. The use of any part of the equipment according to the invention or the addition of any accessory to the aforementioned equipment for the purpose of reducing or correcting the tile of a dip-coated strip at its exit from the bath falls within the scope of the invention.
Importance of vibrations of the band When the band moves in the tower above the bath of molten metal, it is subjected to different stresses which induce its vibration, in particular the turbulences of the air blowing from the cooling zone ( see FIG. The impact of these vibrations is reflected to the level of the spinning where any spacing of the band vis-à-vis the median line between the spinning knives induces a proportional variation of the final thickness of the coating. This forces the galvanizers to overload the coating so as to ensure a minimum thickness desired by the customer. It is known to those skilled in the art that the effort required to damp these vibrations at the gas strippers is limited to a few tens of Newton distributed over the width of the strip.
However, the hydrodynamic lift that must overcome the actuator on the back of the metal foil is, depending on the speed of travel of the strip, the active length L of the equipment and the film thickness hL output of equipment, two three orders of magnitude greater than the stabilization effort of the band. Therefore, the equipment according to the invention is likely to stabilize the band otherwise to be totally insensitive to its vibration. The use of any part of the equipment according to the invention or the addition of any accessory to the aforementioned equipment for the purpose of reducing or eliminating the vibrations of the band during its spinning out of a dip coating operation is within the scope of the invention.
Product quality in banks
Finally, the quality of the product in banks is ensured since, on the basis of the bandwidth monitoring, static intermediate elements 18, of thickness comparable to that of the band, are placed between the metal sheets 5 (see FIG.2 and FIG.3, including detail view) instead of the molten metal. In this manner, the limiting flow conditions of the metal prevent the formation of a thick film at the edge of the strip where it leaves the equipment.
The use of any other accessory facilitating the elimination of the edge drop at the end of the equipment falls within the scope of the invention.
Calculation Example [0115] Consider the following data: tape speed = 150 m / min. ; bandwidth = 2 m; input thickness = 85 [mu] m; output thickness = 15 [mu] m; polynomial order = 3 (cubic); final thickness = 9 [mu] m ¯ 60 gr / m <2> x face; active length = 50 mm. The resolution of the Reynolds equation, in the one-dimensional case, for calculating the vertical profile at the center of the band:
d [Lambda] - <h> "dxp [lambda] \ = - <U> dxh => dxp = C 6 [mu] U [tau] r- <h> -r <h> '- with U [chi] = [chi]. = h W [identical to] px = [chi]. = pmax
gives a maximum pressure of about 5 bar.
Note that if the output thickness was 9 [mu] m, then we would have a maximum local pressure of the order of 12 bar. In this case (5 bar), the force to be developed on the back of the most stressed piston would be equal to 12.8 N. And the overall force to be applied on each side of the band would be 26 kN. It will also be noted that the maximum pressure to be produced is directly proportional to: - U = the speed of the strip;
- [mu] = the dynamic viscosity of the liquid. Legend of figures
1. Hydrodynamic wringing device
2. Metal strip
3. Liquid metal bath or liquid metal 4. Bottom roll
5. Metal foil
6. Vertical pressure field
7. Film thickness profile
8. Belt position sensor 9. Horizontal pressure field
10. Front piston
11. Rear piston
12. Spring
13. Vertical plate 14. Sliding bumpers
15. Metal foam
16. Approach control of the device
17. Approach and tilt control of the sheet
18. Static intermediate elements 19. Spring blades
20. Veneer peeler
21. Shear
22. Central piston
23. Spring element