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Perfectionnements aux appareils et procédés pour le traitement de dépôts électrolytiques.
L'invention concerne le dépôt de métal sur des métaux ferreux, spécialement des métaux ferreux recouverts de dépôts électrolytiques ayant un bas point de fusion, tels que des dépôts d'étain, et particulièrement un appareil et un procédé pour le traitement de ces dépôts appliqués sur des feuillards d'acier de manière à obtenir une surface brillant au maximum et/ou une liaison maximum du dépôt avec le métal de base de la bande métallique ou feuillard.
L'invention est particulièrement applicable à de l'acier en bandes ou feuillards portant un dépôt électrolytique d'étain.
Il est bien connu que dans le procédé d'obtention de dépôts sur le fer ou l'acier par immersion à chaud, on obtient une surface finie brillante et une liaison formant alliage entre le dépôt et le métal de base. Cependant, ce procédé d'étamage de
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métal ferreux est désavantageux parce que le dépôt varie nota- blement d'un point à un autre sur la tôle immergée à chaud. De plus, une quantité exagérée d'étain est utilisée dans le procé- dé d'immersion à chaud, qui rend le procédé relativement coûteux.
En vue d'écarter ces inconvénients, on a proposé d'appliquer le dépôt sur le métal ferreux par électrolyse. Un tel procédé produit un dépôt d'étain sensiblement uniforme sur la tôle ou le feuillard,mais aucun alliage du dépôt d'étain avec le métal de base ne s'obtient par ce procédé. De même, le dépôt d'étain produit par le procédé électrolytique est d'ordinaire terne et blanc et on n'obtient pas le fini métalli- que brillant caractéristique du procédé d'immersion à chaud.
On a déjà proposé de chauffer le dépôt d'étain de manière à le fondre, au moyen d'huile chaude, de gaz ou d'un courant électri- que. Parmi ces procédés, l'utilisation d'huile chaude donne les résultats les plus satisfaisants car elle assure un chauffage uniforme de la matière du feuillard.
Le procédé à l'huile chaude impose cependant une série de limitations, dont la première con- siste en ce qu'il ne permet pas un contrôle aisé du chauffage et du refroidissement pour tenir compte des différentes vitesses de déplacement du feuillard; secondo, son application exige des appareils auxiliaires coûteux et compliqués pour l'élimination de l'huile de la surface lors de la préparation du feuillard produit ; tertio, par suite de la viscosité de l'huile, une li- mitation de la vitesse de traitement maximum est indispensable pour maintenir l'huile dans le récipient. Le principal incon- vénient du procédé au gaz est qu'il est difficile d'obtenir et de maintenir des conditions de chauffage uniformes. En outre, des modifications rapides de la vitesse du feuillard sont impos- sibles à cause de la capacité des fours et des appareils de chauffage.
De même, il est difficile d'obtenir un chauffage uni- forme par le gaz.
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L'application de l'énergie électrique comme moyen de chauffage,c'est-à-dire l'utilisation de la résistance électri- que du feuillard en faisant passer dans celui-ci un courant électrique, offre de nombreux avantages au point de vue du con- trôle de la fusion du dépôt d'étain et la présente invention se rapporte en particulier au procédé de traitement de bandes ou feuillards d'acier portant un dépôt à bas point de fusion dans lequel le feuillard est chauffé par voie électrique par résistance pendant qu'il se déplace, jusqu'à ce que le dépôt commence à fondre et dans lequel le feuillard est ensuite re- froidi brusquement pendant que le dépôt est à l'état de fusion.
La présente invention concerne également un appareil . pour l'exécution de ce procédé, comprenant une chambre à travers laquelle passe le feuillard, des moyens d'introduire et faire passer le feuillard dans cette chambre, des moyens de chauffage du feuillard par résistance électrique pendant qu'il passe de façon continue à travers la chambre, et des moyens de refroidir brusquement le feuillard lorsqu'il quitte la chambre.
L'application du procédé et de l'appareil précités a d'ordinaire pour résultat un chauffage irrégulier sur la largeur du feuillard. Ceci provient de la forme physique du feuillard.
Un chauffage irrégulier donne lieu à son tour à un aspect non- uniforme du dépôt d'étain après le refroidissmenet brusque. On a trouvé toutefois que la limitation du procédé de chauffage électrique par résistance peut être surmontée et que ses avan- tages peuvent être utilisés si des moyens appropriés sont prévus pour empêcher des pertes de chaleur du feuillard.
Cela étant, le but général de la présente invention est de créer un appareil et un procédé perfectionnés pour le traite- ment de métaux ferreux recouverts d'un dépôt électrolytique ayant un bas point de fusion, permettant d'obtenir une surface recou- verte très brillante d'aspect uniforme.
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Un autre but de l'invention est de créer un appareil et un procédé perfectionnés pour le traitement d'acier en bandes ou feuillards recouverts d'un dépôt électrolytique à bas point de fusion, qui soient d'application simple et peu coûteuse et en même temps efficaces et qui puisse être commodément intro- duits dans des appareillages d'obtention de dépôts électrolyti- ques existants.
Le procédé suivant la présente invention est caracté- risé en ce que, pendant le chauffage par résistance électrique du feuillard recouvert, on prévoit un écran isothermique autour du feuillard, des moyens autres que le feuillard chauffé étant prévus pour chauffer cet écran à une température telle par rap- port à celle du feuillard que l'écran soit capable d'éviter des pertes thermiques du feuillard.
De même, l'appareil suivant la présente invention est caractérisé en ce que des moyens autres que le feuillard chauffé sont prévus pour chauffer les parois de la chambre à une tempé- rature telle qu'elles soient capables d'éviter les pertes de chaleur du feuillard.
Pour que l'invention soit bien comprise, on se référera au dessin annexé qui représente à titre d'exemple une réalisation de l'invention, et dans lequel:
La figure 1 est une coupe verticale de l'appareil per- fectionné conforme à l'invention; la figure 2 est un diagramme des connexions électriques de l'appareil représenté sur la figure 1.
L'appareil représenté comprend une chambre disposée verticalement ou corps 2 possédant une paire de passages 3 espa- cés l'un de l'autre, disposés verticalement, de forme rectangu- laire. Les parois latérales 4 de chacun des passages 3 sont formées de préférence d'un métal ayant une grande conductibilité thermique, une faible susceptibilité magnétique et qui ne se
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corrode pas, tel que le cuivre ou le nickel. L'acier inoxy- dable peut aussi être employé à cet usage. Le long des côtés extérieurs des parois latérales 4 de chacun des passages 3 sont disposés des éléments de chauffage électriques à grille. Dans le présent exemple, ces éléments de chauffage à grille sont repré- sentés sous forme de plusieurs éléments de chauffage espacés les uns des autres 5 qui sont des appareils de chauffage d'espaces ordinaires.
Sur les côtés extérieurs des passages 3 et les pa- rois latérales 4 sont disposés de préférence des isolants 6, de manière à limiter les pertes de chaleur des appareils.de chauf- fage 5.
A l'extrémité inférieure de la chambre 2,et d'un côté de celle-ci, est disposé un récipient ou corps creux 7 qui com- munique et est relié au passage 3 situé au-dessus de lui de préférence au moyen de joints flexibles étanches aux gaz 8. A l'extrémité inférieure de la chambre, et du côté opposé, est disposé un récipient ou corps creux analogue 9 dans lequel peut être placé un liquide de refroidissement. Le récipient 9 com- munique avec le passage 3 situé au-dessus de lui et y est re- lié de préférence par une conduite 10 placée verticalement, de préférence isolée thermiquement et électriquement des parois 4 en 15.
L'extrémité inférieure de la conduite 10 disposée ver- ticalement est placée de telle manière que son extrémité infé- rieure s'étende vers le bas dans le liquide de refroidissement dans le récipient 9, de manière à éviter l'introduction d'air dans le passage 3 au-dessus de lui.
Dans chacun des récipients 7 et 9 est monté, de ma- nière à pouvoir tourner, un rouleau métallique conducteur 12 et des balais électriques sont prévus, raccordés de préférence au secondaire d'un transformateur, pour l'amenée du courant. A l'extrémité supérieure de la chambre 2, dans une partie creuse avec laquelle communiquent les deux passages 3, est placé un
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rouleau de renvoi tournant 13, qui peut être un rouleau conduc- teur mais qui est de préférence un rouleau fou, de faible cha- leur spécifique, de préférence isolé aux points de vue thermique et électrique des autres parties de la chambre 2, de toute maniè- re appropriée. Le rouleau 13 est disposé de telle sorte que sa périphérie soit en alignement tangentiel avec chacun des passa- ges 3.
Au-dessus du rouleau 13, un couvercle 16 ferme le dessus de la chambre et des passages 3.
Sur le schéma des connexions électriques représenté sur la figure 2 du dessin, une borne des appareils de chauffage du feuillard 5 est raccordée à une borne d'une ligne de courant au moyen des fils 17 et l'autre borne des appareils de chauf- fage du feuillard est reliée à l'autre borne de la ligne de courant par des fils 18 par l'intermédiaire d'un élément stan- dard de contrôle de température 19. De préférence à l'extrémité inférieure des passages 3, à la zone de fusion adjacente au ré- cipient de refroidissement 9 est placé un thermocouple 20 qui est raccordé à l'appareil de contrôle de la température 19 par les fils 21.
Le but du thermocouple 20 en conjonction avec l'ap- pareil de contrôle 19 est de régler automatiquement la tempéra- ture des parois des passages 3 de manière à maintenir la tempé- rature des parois à une température inférieure au point de fu- sion de l'étain, dans un but qui est décrit plus loin.
Sur les côtés de chacun des rouleaux conducteurs 12, comme le montre le schéma des connexions, sont placés des ba- lais électriques 22 qui établissent un contact électrique entre les rouleaux 12 et le secondaire d'un transformateur 23. Une des bornes du primaire du transformateur 23 est raccordée à une sourc= convenable de courant électrique au moyen d'un fil 24 et l'autre borne du primaire du transformateur est raccordée à la ligne de courant par un fil 25 sur lequel est placée de préférence une bobine d'absorption à noyau saturable ou un régulateur à induc-
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tion approprié 26 pour régler le courant passant dans le trans- formateur.
Le courant passe des rouleaux conducteurs 12 au feuillard S passant sur les rouleaux conducteurs 12 et le rou- leau isolé 13, pendant toute la durée du passage continu du feuillard à travers l'appareil, de manière que de la chaleur soit engendrée dans le feuillard S par la résistance du feuil- lard au passage du courant électrique qui le traverse.
On voit que la chambre 2 avec les récipients 7 et 9 sont placés dans l'installation d'étamage électrolytique en un endroit approprié quelconque de cette installation, après l'appareil d'étamage électrolytique, et de préférence en un point situé immédiatement après l'appareil de rinçage et de séchage.
L'appareil perfectionné fonctionne comme suit:
La bande ou feuillard de métal ferreux ou acier étamé S, quittant l'opération de séchage de l'installation d'étamage électrolytique,passe de préférence sur un rouleau de guidage supérieur (non représenté), et est dirigé vers le bas à l'in- térieur et à travers une conduite disposée verticalement 14 s'étendant vers le haut au-dessus du récipient 7. Il est impor- tant que la surface du feuillard étamé soit à l'état sec lorsqu'elle pénètre dans le récipient 7. Le feuillard passe ensuite dans le récipient 7 et autour du rouleau conducteur 12 qui s'y trouve.
Du récipient 7, le feuillard passe dans le passage 3 situé au-dessus de lui puis sur le rouleau de renvoi 13 du-dessus de la chambre, et à travers le passage 3 de l'au- tre côté de la chambre vers la conduite 10 et le récipient 9.
Le feuillard passe alors dans le liquide de refroidissement dans le récipient 9 et autour du rouleau conducteur 12 qui s'y trouve, puis monte à l'extérieur du récipient pour être dirigé vers l'opération suivante à exécuter sur le f euillard.
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Lorsque le feuillard traverse l'appareil, comme décrit, la partie s'étendant depuis le rouleau conducteur 12 dans le récipient 7 vers le haut à travers le passage 3 et par dessus le rouleau de renvoi 13 jusqu'au rouleau conducteur 12 placé dans le récipient 9, agit comme résistance électrique et est chauffée par le passage du courant électrique qui la traverse de l'un à l'au tre ces rouleaux conducteurs 12. Les rouleaux conducteurs 12 sont raccordés à une source de courant, par exemple le secon- daire du transformateur, comme le montre le schéma des connexions électriques de la fig.2. On voit donc que le feuillard est chauffé graduellement à mesure qu'il passe du rouleau conducteur 12 et du récipient 7 par dessus le rouleau 13 jusqu'au rouleau conducteur 12 dans le récipient 9.
On remarquera que le feuil- lard est chauffé par l'intérieur plutôt que par l'extérieur du fait que la base d'acier du feuillard agit elle-même comme élément de chauffage. Le courant amené au feuillard pour le chauffer est contrôlé de manière que le feuillard et le dépôt d'étain qu'il porte n'atteignent pas une température à laquelle le dépôt d'étain commence à fondre avant que le feuillard ne soit près de quitter le passage 3.
En d'autres termes, la vites- se du feuillard et le courant qu'il reçoit sont équilibrés de manière que le dépôt d'étain commence à fondre juste avant que le feuillard n'atteigne le liquide de refroidissement dans le récipient 9, et pas plus tôt. Il est évident que, puisque les pertes de chaleur du feuillard sont supprimées par l'action des parois latérales 4 chauffées des passages 3, l'intensité du courant et la tension nécessaires pour maintenir la distance voulue entre le point où commence la fusion et la surface de l'agent de refroidissement/pour une vitesse quelconque du feuil- lard, peuvent être facilement calculées et être facilement réglées.
Les parois des passages 3 à travers lesquels passe le feuillard sont chauffées au moyen des appareils de chauffage
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électriques 5 placés le long des parois 4. Il est bien entendu que les éléments de chauffage ou appareils de chauffage 5 ne sont pas destinés à chauffer le dépôt d'étain sur le feuillard mais servent seulement à maintenir les parois 4 des passages 3 à une température uniforme légèrement inférieure au point de fusion de l'étain, soità une température voisine de 210 C(410 F) le point de fusion de l'étain étant voisin de 232 C (450 F), de manière à éviter des pertes de chaleur pendant que le feuillard est chauffé par le passage du courant qui le traverse de la fa- çon décrite plus haut.
En d'autres termes, les parois 4 des pas- sages 3 agissent comme un écran isothermique pour éviter des pertes de chaleur par radiations. On comprendra que la section transversale des passages 3 est relativement faible de manière à réduire au minimum les pertes de chaleur par convection, et qu'en chauffant les parois 4 des passages 3 à une température uniforme légèrement supérieure ou au moins aussi élevée que la température du feuillard, les pertes par radiation du feuillard sont effectivement éliminées. On a trouvé qu'en chauffant le feuillard électriquement et en chauffant en même temps les pa- rois d'une chambre fermée à une température inférieure au point de fusion du dépôt d'étain, on obtient un chauffage uniforme du feuillard et on évite ainsi les inconvénients résultant du simple chauffage du feuillard par résistance électrique.
Il est important que les éléments de chauffage 5 main- tiennent les parois 4 à une température voisine du point de fusion de l'étain, de préférence légèrement inférieure au point de fusion afin de régler le chauffage du dépôt d'étain. En d'autres termes, la chaleur spécifique des parois est telle que si elles sont maintenues trop chaudes, on perd toute possibilité de réglage de la fusion lors d'une variation de vitesse du feuillard. Il est évident que le maintien de la température des parois au point de fusion ou en dessous du point de fusion de
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l'étain est particulièrement important au cas où l'installation d'électrolyse est arrêtée pour une cause quelconque.
Par exemple, si les parois étaient maintenues au-dessus du point de fusion de l'étain, des dégâts se produiraient au dépôt et au rouleau de renvoi supérieur pendant les périodes où l'installation est arrêtée. Des tels dégâts résulteraient du chauffage du feuil- lard par les parois 4. Une apparence tachetée du feuillard en serait la conséquence. De même, de l'étain serait transféré au rouleau supérieur et provoquerait un dégât mécanique du feuillard étamé et du rouleau, ce qui serait un inconvénient.
D'autre part, en chauffant le feuillard par résistance électrique et chauffant les parois seulement autour du feuillard à une température suf- fisante pour éviter des pertes de chaleur du feuillard pendant qu'il est chauffé par résistance, un réglage du chauffage du dépôt d'étain sur le feuillard peut être commodément maintenu avec précision si l'installation électrolytique est arrêtéepour une raison quelconque. Ceci représente un des aspects les plus importants de la présente invention. En chauffant le feuillard par résistance électrique, il a été trouvé que le chauffage du dépôt d'étain sur le feuillard jusqu'à fusion est arrêté pres- que instantanément lorsque le courant est coupé.
On voit par conséquent que les inconvénients résultant du chauffage des dépôts d'étain par un moyen de chauffage extérieur sont entiè- rement supprimés.
L'invention procure un appareil et un procédé perfec- tionnés de chauffage du dépôt d'étain sur le feuillard, grâce auxquels le métal de base ainsi que le dépôt métallique sont uniformément chauffés. Lorsque le feuillard et le dépôt qu'il porte ont été chauffés à la température uniforme voulue et refroidis brusquement on obtient une surface recouverte d'étain lisse et plane et possédant un éclat élevé de manière à fournir un feuillard étamé ayant un meilleur aspect et un fini notable-
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ment supérieur aux finis obtenus par les moyens de chauffage et de refroidissement brusque proposés et utilisés jusqu'à présent.
Bien qu'on n'ait représenté et décrit qu'une forme de réalisation de l'invention, il est bien entendu que des modifica- tions et variantes peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1) Procédé de traitement de bandes ou feuillards d'acier portant un dépôt à bas point de fusion suivant lequel le feuillard en mouvement est chauffé électriquement par résistance jusqu'à ce que le dépôt fonde et le feuillard est refroidi brusquement pendant que le dépôt est à l'état fondu, caractérisé en ce que pendant le chauffage par résistance électrique du feuillard re- couvert de son dépôt, un écran isothermique est prévu autour du feuillard, des moyens autres que le feuillard chauffé étant pré- vus pour chauffer cet écran à une température telle oar rapport à celle du feuillard que l'écran soit capable d'empêcher les pertes' de chaleur du feuillard.
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Improvements in apparatus and methods for the treatment of electrolytic deposits.
The invention relates to the deposition of metal on ferrous metals, especially ferrous metals coated with electrolytic deposits having a low melting point, such as tin deposits, and particularly to an apparatus and method for the treatment of such applied deposits. on steel strips so as to obtain a maximum gloss surface and / or maximum bonding of the deposit with the base metal of the metal strip or strip.
The invention is particularly applicable to steel in strips or strips bearing an electrolytic deposit of tin.
It is well known that in the process for obtaining deposits on iron or steel by hot dipping, a glossy finished surface and an alloy bond between the deposit and the base metal are obtained. However, this tinning process of
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ferrous metal is disadvantageous because the deposit varies significantly from point to point on the hot dipped sheet. In addition, an excessive amount of tin is used in the hot dip process, which makes the process relatively expensive.
In order to eliminate these drawbacks, it has been proposed to apply the deposit to the ferrous metal by electrolysis. Such a process produces a substantially uniform tin deposit on the sheet or strip, but no alloy of the tin deposit with the base metal is obtained by this process. Likewise, the tin deposit produced by the electrolytic process is usually dull and white, and the shiny metallic finish characteristic of the hot dipping process is not obtained.
It has already been proposed to heat the tin deposit so as to melt it, by means of hot oil, gas or an electric current. Among these methods, the use of hot oil gives the most satisfactory results because it ensures uniform heating of the strip material.
The hot oil process, however, imposes a series of limitations, the first of which is that it does not allow easy control of the heating and cooling to take account of the different speeds of movement of the strip; secondly, its application requires expensive and complicated auxiliary devices for the removal of oil from the surface during the preparation of the strip produced; third, due to the viscosity of the oil, a limitation of the maximum processing speed is essential to keep the oil in the container. The main disadvantage of the gas process is that it is difficult to achieve and maintain uniform heating conditions. Furthermore, rapid changes in strip speed are not possible due to the capacity of the furnaces and heaters.
Likewise, it is difficult to obtain uniform gas heating.
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The application of electrical energy as a means of heating, that is to say, the use of the electrical resistance of the strip by passing an electric current through it, offers many advantages from the point of view. of the control of the melting of the tin deposit and the present invention relates in particular to the process for treating steel strips or strips bearing a low-melting point deposit in which the strip is electrically heated by resistance as it moves, until the deposit begins to melt and in which the strip is then cooled sharply while the deposit is in the molten state.
The present invention also relates to an apparatus. for carrying out this process, comprising a chamber through which the strip passes, means for introducing and passing the strip in this chamber, means for heating the strip by electrical resistance while it passes continuously through through the chamber, and means of suddenly cooling the strip when it leaves the chamber.
Application of the above method and apparatus usually results in uneven heating across the width of the strip. This is due to the physical form of the strip.
Uneven heating in turn results in a non-uniform appearance of the tin deposit after the sudden cooling. It has been found, however, that the limitation of the electric resistance heating method can be overcome and that its advantages can be utilized if suitable means are provided to prevent heat loss from the strip.
However, the general object of the present invention is to provide an improved apparatus and method for the treatment of ferrous metals coated with an electrolytic deposit having a low melting point, allowing a highly coated surface to be obtained. shiny with a uniform appearance.
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Another object of the invention is to provide an improved apparatus and method for the treatment of steel in strips or strips coated with a low-melting point electrolytic deposit, which are simple and inexpensive to apply and at the same time. time efficient and which can be conveniently introduced into existing electroplating apparatus.
The method according to the present invention is characterized in that, during the electric resistance heating of the covered strip, an isothermal screen is provided around the strip, means other than the heated strip being provided to heat this screen to a temperature such as compared to that of the strip that the screen is able to avoid thermal losses of the strip.
Likewise, the apparatus according to the present invention is characterized in that means other than the heated strip are provided for heating the walls of the chamber to a temperature such as to be capable of avoiding heat loss from the chamber. strip.
In order for the invention to be fully understood, reference will be made to the appended drawing which represents by way of example one embodiment of the invention, and in which:
Figure 1 is a vertical section of the improved apparatus according to the invention; Figure 2 is a diagram of the electrical connections of the apparatus shown in Figure 1.
The apparatus shown comprises a vertically arranged chamber or body 2 having a pair of vertically spaced apart passages 3 of rectangular shape. The side walls 4 of each of the passages 3 are preferably formed of a metal having high thermal conductivity, low magnetic susceptibility and which does not collapse.
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not corrode, such as copper or nickel. Stainless steel can also be used for this purpose. Along the outer sides of the side walls 4 of each of the passages 3 are electric grid heating elements. In the present example, these grid heaters are shown as a plurality of heaters spaced apart from each other which are ordinary space heaters.
On the outer sides of the passages 3 and the side walls 4 are preferably arranged insulators 6, so as to limit the heat losses of the heating apparatus 5.
At the lower end of the chamber 2, and on one side thereof, there is disposed a receptacle or hollow body 7 which communicates and is connected to the passage 3 situated above it preferably by means of joints. gas-tight hoses 8. At the lower end of the chamber, and on the opposite side, there is a similar receptacle or hollow body 9 in which a cooling liquid can be placed. The receptacle 9 communicates with the passage 3 situated above it and is connected there preferably by a pipe 10 placed vertically, preferably thermally and electrically insulated from the walls 4 at 15.
The lower end of the vertically arranged pipe 10 is placed such that its lower end extends downwards into the coolant in the container 9, so as to prevent the introduction of air into the coolant. passage 3 above it.
In each of the receptacles 7 and 9 is mounted, so as to be able to turn, a conductive metal roller 12 and electric brushes are provided, preferably connected to the secondary of a transformer, for the supply of the current. At the upper end of the chamber 2, in a hollow part with which the two passages 3 communicate, is placed a
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revolving idler roll 13, which may be a drive roll but which is preferably an idle roll, of low specific heat, preferably thermally and electrically isolated from other parts of chamber 2, from any appropriately. The roller 13 is arranged so that its periphery is in tangential alignment with each of the passages 3.
Above the roller 13, a cover 16 closes the top of the chamber and the passages 3.
In the electrical connection diagram shown in figure 2 of the drawing, one terminal of the heaters of the strip 5 is connected to one terminal of a current line by means of wires 17 and the other terminal of the heaters of the strip is connected to the other terminal of the current line by wires 18 by means of a standard temperature control element 19. Preferably at the lower end of the passages 3, at the zone of Adjacent to the cooling vessel 9 is placed a thermocouple 20 which is connected to the temperature control apparatus 19 by the wires 21.
The purpose of the thermocouple 20 in conjunction with the control apparatus 19 is to automatically regulate the temperature of the walls of the passages 3 so as to maintain the temperature of the walls at a temperature below the melting point of. tin, for a purpose which is described later.
On the sides of each of the conductive rollers 12, as shown in the wiring diagram, are placed electrical balances 22 which make electrical contact between the rollers 12 and the secondary of a transformer 23. One of the terminals of the primary of the transformer. transformer 23 is connected to a suitable source of electric current by means of a wire 24 and the other terminal of the transformer primary is connected to the current line by a wire 25 on which is preferably placed an absorption coil saturable core or an induction regulator
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appropriate option 26 to adjust the current flowing through the transformer.
The current passes from the conductive rolls 12 to the strip S passing over the conductive rollers 12 and the insulated roll 13, throughout the duration of the continuous passage of the strip through the apparatus, so that heat is generated in the strip. S by the resistance of the strip to the passage of electric current passing through it.
It can be seen that the chamber 2 with the receptacles 7 and 9 are placed in the electrolytic tinning installation at any suitable place of this installation, after the electrolytic tinning apparatus, and preferably at a point immediately after the rinsing and drying apparatus.
The advanced device operates as follows:
The strip or strip of ferrous metal or tin-plated steel S, leaving the drying operation of the electrolytic tinning plant, preferably passes over an upper guide roller (not shown), and is directed downwards to the inside and through a vertically disposed conduit 14 extending upwardly above the container 7. It is important that the surface of the tinned strip be in a dry state as it enters the container 7. The strip then passes into the container 7 and around the conductive roll 12 therein.
From the container 7, the strip passes through the passage 3 located above it then over the deflection roller 13 above the chamber, and through the passage 3 on the other side of the chamber towards the pipe. 10 and the container 9.
The strip then passes through the cooling liquid in the container 9 and around the conductive roll 12 therein, then rises outside the container to be directed to the next operation to be performed on the strip.
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As the strip passes through the apparatus, as described, the part extending from the drive roll 12 in the container 7 upwards through the passage 3 and over the return roll 13 to the drive roll 12 placed in the container 9, acts as an electrical resistance and is heated by the passage of the electric current which passes through it from one to the other these conductive rollers 12. The conductive rolls 12 are connected to a current source, for example the second. of the transformer, as shown in the electrical connection diagram in fig. 2. It can therefore be seen that the strip is gradually heated as it passes from the drive roll 12 and the container 7 over the roll 13 to the drive roll 12 in the container 9.
Note that the strip is heated from the inside rather than the outside because the steel base of the strip itself acts as a heating element. The current supplied to the strip to heat it is controlled so that the strip and the tin deposit it carries do not reach a temperature at which the tin deposit begins to melt before the strip is close to leaving. passage 3.
In other words, the speed of the strip and the current it receives are balanced so that the tin deposit begins to melt just before the strip reaches the coolant in vessel 9, and no sooner. It is evident that, since the heat losses of the strip are suppressed by the action of the heated side walls 4 of the passages 3, the intensity of the current and the tension necessary to maintain the desired distance between the point where the melting begins and the area of the coolant / for any strip speed, can be easily calculated and easily adjusted.
The walls of the passages 3 through which the strip passes are heated by means of the heaters
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electric 5 placed along the walls 4. It is understood that the heating elements or heating devices 5 are not intended to heat the tin deposit on the strip but only serve to keep the walls 4 of the passages 3 at one. uniform temperature slightly below the melting point of tin, i.e. at a temperature close to 210 C (410 F) the melting point of tin being close to 232 C (450 F), so as to avoid heat loss while the strip is heated by the passage of current which passes through it in the manner described above.
In other words, the walls 4 of the passages 3 act as an isothermal screen to avoid heat loss by radiation. It will be understood that the cross section of the passages 3 is relatively small so as to minimize heat loss by convection, and that by heating the walls 4 of the passages 3 to a uniform temperature slightly above or at least as high as the temperature. of the strip, radiation losses from the strip are effectively eliminated. It has been found that by electrically heating the strip and at the same time heating the walls of a closed chamber to a temperature below the melting point of the tin deposit, uniform heating of the strip is obtained and thus avoided. the disadvantages resulting from the simple heating of the strip by electrical resistance.
It is important that the heating elements 5 maintain the walls 4 at a temperature near the melting point of tin, preferably slightly below the melting point, in order to control the heating of the tin deposit. In other words, the specific heat of the walls is such that if they are kept too hot, all possibility of adjusting the melting is lost during a variation in the speed of the strip. It is evident that maintaining the temperature of the walls at or below the melting point of
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tin is particularly important in the event that the electrolysis plant is shut down for any reason.
For example, if the walls were kept above the melting point of tin, damage would occur to the deposit and the upper idler roll during times when the plant is shut down. Such damage would result from heating the strip through the walls 4. A speckled appearance of the strip would result. Likewise, tin would be transferred to the upper roll and cause mechanical damage to the tin strip and roll, which would be inconvenient.
On the other hand, by heating the strip by electrical resistance and heating the walls only around the strip to a temperature sufficient to avoid heat loss from the strip while it is being heated by resistance, adjusting the heating of the deposit d The tin on the strip can be conveniently held with precision if the electrolytic plant is stopped for any reason. This represents one of the most important aspects of the present invention. By heating the strip by electrical resistance, it has been found that the heating of the tin deposit on the strip to fusion is stopped almost instantaneously when the power is turned off.
It can therefore be seen that the drawbacks resulting from the heating of the tin deposits by an external heating means are entirely eliminated.
The invention provides an improved apparatus and method for heating the tin deposit on the strip whereby the base metal as well as the metal deposit are uniformly heated. When the strip and the deposit which it bears have been heated to the desired uniform temperature and suddenly cooled, a smooth and flat tin coated surface is obtained and having a high luster so as to provide a tin strip having a better appearance and notable finish-
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ment superior to the finishes obtained by the sudden heating and cooling means proposed and used until now.
Although only one embodiment of the invention has been shown and described, it is understood that modifications and variations can be made thereto without departing from its scope.
CLAIMS
1) A method of treating steel strips or strips bearing a low-melting point deposit whereby the moving strip is heated electrically by resistance until the deposit melts and the strip is suddenly cooled while the deposit is in the molten state, characterized in that during the electric resistance heating of the strip covered with its deposit, an isothermal screen is provided around the strip, means other than the heated strip being provided for heating this screen to such a temperature relative to that of the strip that the screen is able to prevent heat loss from the strip.