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PROCEDE PERFECTIONNE DE GALVANISATION PAR IMMERSION A CHAUD PERMETTANT
D'OBTENIR UN REVETEMENT A FORTE ADHERENCE.
La présente invention a pour objet un procédé de galvanisation par immersion à chaud permettant d'obtenir un revêtement à forte adhérence par l'utilisation d'un bain de revêtement fondu constitué par du zinc et un autre métal qui tend à se séparer du zinc.
Dans la galvanisation par immersion à chaud d'un métal, par exemple d'un feuillard, de tôle? d'objets fabriqués ou de tubes en un métal ferreux, on utilise généralement un bain de revêtem ent fondu constitué par du zinc et un autre métal qui tend à se séparer du zinc. Les autres métaux peuvent être l'aluminium, le plomb, l'antimoine, le cadmium, l'étain., etc.., soit seuls, soit en diverses combinaisons. On a recours, dans le bain de revêtement fondu, à du zinc et à un autre métal, comme mentionné ci-dessus, en vue d'améliorer la qualité du revêtement.
Lorsque le métal galvanisé doit être soumis à un emboutissage profond, ou être formé d'une autre manière après galvanisation, il est important que le revêtement de galvanisation adhère d'une façon tenace pour résister à l'opération d'emboutissage ou de formage sans rupture ou écaillement.
Le revêtement galvanisé doit présenter une apparence plaisante, propre et uniforme, pour certains usages, il doit être "lamé" ou "pailleté". Ces divers résultats sont réalisés en incorporant dans le bain de revêtement fondu, en même temps que le zinc, constituant le métal de recouvrement principal, une quantité relativement faible d'un ou de plusieurs autres métaux. A titre de définition, on mentionnera dans la suite de la description chacun des revêtements spéciaux précités comme "revêtement à forte adhérence".
A titre d'explication et d'illustration, la présente invention sera décrite en se référant à la galvanisation par immersion à chaud pour donner un revêtement à forte adhérence sur un feuillard ou une bande en métal ferreux qui doit être utilisé pour l'emboutissage profond. Pour réaliser sur le feuillard une couche de revêtement galvanisé adhérente et tenace, on incorpore dans le bain de revêtement fondu, en même temps que le zinc, une quantité faible, mais caractéristique, comme cela est connu de
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l'homme de Part, d'un autre métal (l'aluminium étant pris comme exemple d'un tel métal, étant donné que c'est le métal d'addition utilisé normalement pour obtenir un revêtement adhérent et tenace).
Il est connu depuis longtemps de l'homme de l'art que lorsque l'on ajoute de l'aluminium en faible quantité au zinc dans le bain de revêtement fondu, on peut former par galvanisation un revêtement adhérent et tenace. Cependant, on a rencontré de grandes difficultés pour obtenir d'une façon uniforme des résultats optima. Quelquefois il se forme une couche parfaitement satisfaisante au point de vue adhérence et d'autres fois, sans changement apparent des conditions de revêtement, on obtient une couche qui se rompt et s'écaille lorsque le métal galvanisé est soumis à un emboutissage profond.
La raison de cette impossibilité d'obtenir des résultats optima uniformes vient apparemment du fait que l'aluminium, ou autre métal, ajouté tend à se séparer du zinc dans le bac de galvanisation pour former des couches de métaux de différentes compositions. Par exemple, l'aluminium tend à flotter sur le zinc. Pour obtenir des résultats satisfaisants, il est nécessaire d'agiter continuellement le bain de revêtement fondu pour maintenir l'aluminium mélangé uniformément au zinc. L'agitation du bain par circulation thermique réalisée par l'application de chaleur depuis l'extérieur du bac de galvanisation -ou par passage de la pièce à traiter à travers le bac ne résout pas le problème. On a proposé d'agiter mécaniquement le bain de revêtement fondu.
L'agitation mécanique n'a cependant pas donné une réponse entièrement satisfaisante au problème. Le mécanisme d'agitation doit être disposé de manière à ne pas interférer avec le mécanisme qui déplace la pièce à traiter à travers le bac de galvanisation, ce qui a pour effet que les agitateurs individuels maintiennent en agitation des régions localisées du bain de revêtement fondu, mais n'assurent pas une composition uniforme dans toute la portion du bain à travers laquelle passe la pièce à traiter pendant qu'elle est galvanisée.
On a effectué des essais pour résoudre le problème en utilisant un excès d'aluminium introduit au fond du bac de revêtement fondu en espérant que, pendant sa fusion et sa séparation, il puisse se frayer lentement un passage vers le haut à travers le bain., mais cette dernière solution ne constitue pas non plus une solution satisfaisante,étant donné que l'aluminium s'élève au sommet du bain très rapidement et s'y oxyde immédiatement en formant un excès d'oxydes et une peau ou croûte qui s'accumule dans le bain de revêtement fondu, ce qui exige son élimination fréquente. En outre, le cotit de l'aluminium supplémentaire est important et rend inadmissible, au point de vue économique, la solution proposée. Antérieurement à la présente invention, on ne connaissait pas de solution entièrement satisfaisante au problème.
La demanderesse a constaté qu'il était possible d'obtenir- un revêtement à forte adhérence optimum uniforme sans l'utilisation d'agitateurs mécaniques dans le bac de galvanisation et sans utiliser un excès d'aluminium. La demanderesse a constaté qu'il était possible de maintenir une composition présentant une uniformité encore jamais atteinte dans la zone du bain de revêtement fondu à travers laquelle passe la pièce à traiter pendant sa galvanisation, par le moyen général consistant à maintenir le bain de revêtement à l'état de fusion par chauffage électrique par induction.
Le chauffage électrique par induction provoque une circulation thermique dans le bain et assure au métal fondu du bain une composition à peu près uniforme, au moins dans la zone du bain à travers laquelle se déplace la pièce à traiter pendant sa galvanisation.
On sait que le chauffage électrique par induction réduit au minimum la formation de laitier ou de scories,mais, antérieurement à la présente invention, on n'avait pas constaté que le chauffage électrique par induction du bain de revêtement fondu permettait d'obtenir un revêtement à forte adhérence. La demanderesse a constaté que le chauffage électrique par induction du bain de revêtement fondu assure à la composition du bain une uniformité non encore atteinte dans la zone du bain à travers laquelle passe la pièce à traiter pendant sa galvanisation. Le chauffage électrique par induction pallie l'inefficacité des agitateurs qui provient du fait de la nécessité de placer les agitateurs de manière qu'ils n'interfèrent
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pas avec les moyens destinés à faire passer la pièce à traiter à travers le bain.
La demanderesse a constaté que lorsque le bain est maintenu en agita- tion par circulation thermique en utilisant le chauffage électrique par in- duction, les portions du bain qui seraient inaccessibles aux agitateurs ne sont pas inaccessibles aux courants de circulation entraînés par le chauffage électrique par induction, et, au moyen d'une disposition convenable des dis- positifs de chauffage électrique par induction, le métal de revêtement fondu peut être maintenu, dans toute la zone du bain à travers laquelle passe la pièce à traiter pendant sa galvanisation, en une condition de mélange sensi- blement uniforme en tout temps, ce qui assure un revêtement à forte adhérence optimum uniforme .
L'avantage sans précédent du chauffage électrique par induction dans la galvanisation permettant d'obtenir une couche à forte adhérence se manifeste d'une autre manière. Pendant le fonctionnement d'un bac de gal- vanisation donnant une couche à forte adhérence, il existe une tendance du métal de revêtement fondu à devenir relativement riche en zinc ,et relativement pauvre en métal de revêtement d'addition et on doit ajouter de temps en temps des quantités du dernier métal pour maintenir la proportion désirée.
Parfois, le bain de revêtement métallique peut devenir tellement pauvre en métal d'addition que l'on note un effet légèrement nuisible sur le revêtement. On ajoute alors immédiatement, dans le bain de revêtement métallique, de l'aluminium ou un autre métal d'addition sous forme solide. Antérieurement à la présente invention, un temps considérable était nécessaire pour fondre le métal solide ajouté et pour le répartir dans le bain d'une, manière suffisante pour inhiber l'effet indésirable. La demanderesse a constaté que lorsque le bain est chauffé par des moyens de chauffage électrique par induction, le métal solide ajouté fond et se répartie d'une manière relativement uniforme, au moins dans la zone du bain à travers laquelle passe la pièce à traiter pendant sa galvanisation, en une faible fraction du temps exigé précédemment.
On croît que ce fait provient de l'efficacité à réaliser un mélange sans précédent du chauffage électrique par induction. Ce mode de chauffage produit une circulation thermique non seulement dans les zones du bain distantes du dispositif de manutention de la pièce à traiter dans lesquelles on peut disposer des agitateurs, mais également dans les zones du bain en relation intime avec le mécanisme de manutention de la pièce à traiter dans lesquelles les agitateurs ne seraient pas efficaces; il ne se produit pas ainsi des zones localisées qui ne sont pas convenablement agitées. L'agitation mécanique présente le défaut fatal que les agitateurs sont incapables d'opérer.à la place même où ils sont le plus utiles, c'est-à-dire dans les interstices du mécanisme qui véhicule la pièce à traiter à travers le bain de revêtement fondu.
La pièce qui est véhiculée à travers le bain par un tel mécanisme traverse nécessairement le mécanisme en contact intime avec celui-ci et à travers de tels interstices, de manière qu'il est apparent que, lorsque les agitateurs mécaniques peuvent agiter seulement d'autres zones du bain, ils sont inefficaces pour maintenir un mélange optimum des constituants du bain dans la région où ceuxci sont les plus ûtiles. C'est le contraire qui se produit dans le cas du chauffage électrique par induction, comme expliqué ci-dessus. On obtient conformément à l'invention, des résultats optima d'une manière continue et uniforme.
D'autres détails, objets et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre des modes de réalisation préférés d'un procédé et d'un appareillage pour la mise en oeuvre de l'invention. Sur le dessin annexé, on a représenté des modes de réalisation de l'appareillage grâce auquel on peut mettre en oeuvre la présente invention.
Sur le dessin : - la figure 1 est une coupe longitudinale verticale, par 1-1 de la figure 2, d'un appareil de galvanisation par immersion à chaud permettant d'obtenir un revêtement à forte adhérence et chauffé par induction électri- que ;
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- la figure 2 est une coupe par II-II de l'appareil représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe longitudinale verticale, suivant III-III de la figure 4, d'un autre mode de réalisation de l'appareil de galvanisation par immersion à chaud permettant d'obtenir un revêtement à forte adhérence et chauffé par induction électrique; - la figure 4, enfin, est une coupe par IV-IV de l'appareil représenté sur la figure 3.
En se référant maintenant plus particulièrement au dessin, on a représenté sur les figures 1 et 2 un appareil pour la galvanisation par immersion à chaud permettant d'obtenir un revêtement à forte adhérence pour la galvanisation en continu d'une bande ou feuillard.
L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 sera décrit en se référant à son utilisation dans la galvanisation par immersion à chaud permettant d'obtenir un revêtement à forte adhérence sur un feuillard en métal ferreux destiné à l'emboutissage profond.
L'appareil des figures 1 et 2 comprend un bac dé galvanisation représenté dams son ensemble par le nombre de référence 2 et comportant un récipient externe 3 en acier, un garnissage 4 en un matériau isolant à 1'intérieur du récipient 3 et un garnissage interne 5 en réfractaire pour contenir le bain de revêtement fondu. Le bain de revêtement fondu pour la galvanisation par immersion à chaud donnant des revêtements à forte adhérence sur une bande ou feuillard comprend du zinc et un métal (habituellement de l'aluminium) qui tend à se séparer avec stratification du zinc dans le bac. L' aluminium est introduit en des quantités très faibles par rapport au zinc.
Il présente un poids spécifique inférieur à celui du zinc et il tend à s'élever jusqu'en haut du bain de revêtement fondu dans le bac et à flotter sur ce bain. Il en résulte une tendance à l'appauvrissement en aluminium du bain de revêtement fondu, sauf à la surface du bain, ce qui a pour conséquence que l'aluminium ne peut pas réaliser efficacement sa fonction désirée à savoir la production d'une couche à forte adhérence. En outre, l'aluminium flottant sur la surface du bain s'oxyde facilement, ce qui a exigé jusqu'à présent l'addition fréquente d'aluminium pour compenser la perte d'aluminium par oxydation. Ceci est vrai même lorsqu'il existe une agitation mécanique du bain de revêtement fondu.
La demanderesse prévoit sur le bac de galvanisation une extension ou prolongement latéral portant dans son ensemble le numéro de référence 6 et comportant une paroi réfractaire 7 communiquant avec le revêtement de garnissage réfractaire 5 du bac proprement dit et formant un passage 8 qui s'étend latéralement et vers le bas à partir d'un c8té du bac.
Le passage 8 communique avec l'intérieur du bac à la partie supérieure de celui-ci, comme représenté sur la figure 1, et s'étend vers l'extérieur et vers le basa Sa section diminue de préférence depuis une section relativement grande à l'endroit où il pénètre dans le bac jusqu'à une section relativement faible à sa partie externe. Le passage 8 communique avec trois conduits 9 dirigés vers le bas et vers l'extérieur qui, à leurs extrémités externes, pénètrent dans un conduit transversal 10. Formant une bobine autour du conduit central des trois conduits 9, on a prévu un noyau magnétique 11. Sur chacun des jambages de ce noyau et s'étendant entre le conduit central 9 et un conduit externe 9, on a disposé une bobine 12 dans laquelle arrive le courant électrique.
Le courant alimentant les bobines 12 peut être par exemple constitué par du courant alternatif monophasé à 60 cycles et 440 volts . On peut prévoir une série de condensateurs statiques pour corriger le facteur de puissance, des contacteurs pour commuter la tension de haute tension en basse tension en vue de contrôler la température, un interrupteur et des dispositifs auxiliaires pour le contrôle automatique de la puissance d'entrée, en vue de maintenir une température désirée dans la masse du bain de revêtement fondu qui se trouve dans le bac.
On produit uie faible tension aux bornes des conduits 9. L'appareil constitue l'analogue d'un transformateur réducteur dont le secondaire,
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court-circuité, est constitué par le métal fondu remplissant les conduits
9 et 10. Etant donné que les conduits 9 et 10 forment un circuit fermé, un courant traversera ces conduits. Le courant engendre de la chaleur dans le métal lui-même, cette chaleur maintenant le bain de revêtement en fus ion
La chaleur engendrée dans le métal provoque une circulation thermique continue et rapide du bain de revêtement fondu à travers le bac, comme représentc par les flèches de la figure 1.
Cette circulation assu- re au bain de revêtement fondu une composition relativement uniforme dans toute la zone du bac à travers laquelle la bande passe pendant sa galvani- sation. Cela empêche la séparation ou la stratification des métaux de poids spécifiques différents, séparation qui présente les désavantages ex- pliqués ci-dessus qui se sont produits pendant toute l'histoire de la tech- nique antérieure à la présente invention et que l'homme de l'art n'a pas été capable de pallier jusqu'à présent.
Une bande 13, qui peut être en acier, est guidée de façon qu' elle puisse être tirée continuellement à travers le bain de revêtement fondu qui se trouve dans le bac. Un rouleau ou galet de guidage 14 est disposé sous la surface du bain de revêtement fondu,alors que d'autres rouleaux ou galets de guidage 15 et 16 sont disposés généralement au-dessus de l'appareil de galvanisation. La bande passe généralement de gauche à droite (en regardant la figure 1) et lorsqu'elle émerge du bain de revêtement fondu, elle passe entre les rouleaux ou galets de revêtement 17 pourvus chacun d'un râcloir 18. Le rouleau 14 et la bande n'ont pas été représentés sur la figure 2 par raison de clarté.
On a constaté que la bande ainsi galvanisée d'une manière continue est nettement supérieure à toute:bande galvanisée d'une manière continue produire jusqu'à présent. Le revêtement présente une adhérence relativement élevée et même si la bande est fortement galvanisée, elle résiste à un emboutissage profond sévère.
Les figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation d'un appareil de galvanisation qui est le même que celui représenté sur les figures 1 et 2, excepté qu'il est adapté à la galvanisation d'articles fabriqués individuels plutôt que pour la galvanisation continue d'une bande. Les éléments représentés sur les figures 3 et 4 qui sont les mêmes que ceux représentés sur les figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes nombres de référence.
Le bac des figures 3 et 4 présente cependant une plaque de séparation 19 qui le traverse complètement et sépare la surface de la masse du bain de revêtement fondu en zones séparées de chaque coté de cette plaqueUn flux 20 flotte sur l'une de ces zones, les articles fabriqués à galvaniser, représentés schématiquement en 21, étant introduits dans le bain de revêtement fondu à travers le flux 20, passent sous la plaque de séparation 19 et sont enlevés du bain de revêtement fondu à l'extrémité opposée de la plaque,de séparation.
Les articles fabriqués peuvent être manipulés par tout moyen convenable bien connu de l'homme de l'art.
Dans le procédé appelé "immersion à la main" d'articles fabriqués, l'uniformité du revêtement et l'aspect de l'article galvanisé achevé sont de première importance. Dans la galvanisation d'articles fabriqués, le bain de revêtement fondu peut contenir, en plus du zinc, d'autres métaux tels que le plomb, l'antimoine, le cadmium, l'étain, l'aluminium, seuls ou en combinaison, en des pourcentages variés. La demanderesse a constaté que l'uniformité du revêtement, l'apparence, ainsi que l'attrait sur l'acheteur des articles fabriqués sont grandement augmentés lorsque l'article fabriqué est galvanisé par le procédé qui vient d'être expliqué.
Alors que l'on a illustré et décrit certains procédés préférés de mise en oeuvre de la présente invention, il est bien entendu que celleci n'est pas limitée à ces modes, mais qu'elle peut être mise en oeuvre d'une manieure quelque peu différente sans s'écarter pour cela de l'esprit général de l'invention.
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PERFECTED HOT-IMMERSION GALVANIZATION PROCESS ALLOWING
TO OBTAIN A HIGH ADHESION COATING.
The present invention relates to a hot-dip galvanizing process making it possible to obtain a coating with high adhesion by the use of a molten coating bath consisting of zinc and another metal which tends to separate from the zinc.
In the hot-dip galvanizing of a metal, for example a strip, sheet metal? of articles or tubes of a ferrous metal, a molten coating bath consisting of zinc and another metal which tends to separate from the zinc is generally used. The other metals can be aluminum, lead, antimony, cadmium, tin, etc., either singly or in various combinations. Zinc and another metal, as mentioned above, are used in the molten coating bath to improve the quality of the coating.
When galvanized metal is to be subjected to deep drawing, or otherwise formed after galvanizing, it is important for the galvanized coating to adhere tenaciously to withstand the stamping or forming operation without breaking or chipping.
Galvanized coating should have a pleasing, clean and uniform appearance, for some uses it should be "laminated" or "glitter". These various results are achieved by incorporating into the molten coating bath, along with the zinc, constituting the main cover metal, a relatively small amount of one or more other metals. By way of definition, each of the aforementioned special coatings will be mentioned in the remainder of the description as “high adhesion coating”.
By way of explanation and illustration, the present invention will be described with reference to hot dip galvanizing to provide a high adhesion coating on a ferrous metal strip or strip which is to be used for deep drawing. . In order to produce an adherent and tenacious galvanized coating layer on the strip, a small but characteristic quantity is incorporated in the molten coating bath, at the same time as the zinc, as is known from
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Man of Part, of another metal (aluminum being taken as an example of such a metal, since it is the addition metal normally used to obtain an adherent and tenacious coating).
It has long been known to those skilled in the art that when aluminum is added in small quantities to the zinc in the molten coating bath, an adherent and tenacious coating can be formed by galvanization. However, great difficulties have been encountered in obtaining optimum results in a uniform manner. Sometimes a perfectly satisfactory adhesion layer forms and other times, with no apparent change in coating conditions, a layer is obtained which breaks and flakes when the galvanized metal is subjected to deep drawing.
The reason for this inability to obtain optimum uniform results is apparently that the added aluminum or other metal tends to separate from the zinc in the galvanizing tank to form layers of metals of different compositions. For example, aluminum tends to float on zinc. To obtain satisfactory results, it is necessary to continuously agitate the molten coating bath to keep the aluminum uniformly mixed with the zinc. The agitation of the bath by thermal circulation carried out by the application of heat from outside the galvanizing tank - or by passing the part to be treated through the tank does not solve the problem. It has been proposed to mechanically agitate the molten coating bath.
Mechanical agitation, however, did not give a fully satisfactory answer to the problem. The stirring mechanism should be arranged so as not to interfere with the mechanism that moves the workpiece through the galvanizing tank, which causes the individual stirrers to keep localized regions of the molten coating bath in agitation. , but do not ensure a uniform composition throughout the portion of the bath through which the workpiece passes while it is galvanized.
Attempts were made to solve the problem by using excess aluminum introduced into the bottom of the molten coating pan in the hope that, as it melts and separates, it could slowly make its way up through the bath. , but the latter solution does not constitute a satisfactory solution either, since the aluminum rises to the top of the bath very quickly and immediately oxidizes there, forming an excess of oxides and a skin or crust which s' accumulates in the molten coating bath, which requires its frequent removal. In addition, the cost of the additional aluminum is high and makes the proposed solution unacceptable from an economic point of view. Prior to the present invention, no fully satisfactory solution to the problem was known.
The Applicant has found that it was possible to obtain a uniform optimum high adhesion coating without the use of mechanical agitators in the galvanizing tank and without using an excess of aluminum. The Applicant has observed that it was possible to maintain a composition exhibiting a uniformity never before achieved in the zone of the molten coating bath through which the part to be treated passes during its galvanization, by the general means consisting of maintaining the coating bath. in the molten state by electric induction heating.
Electric induction heating causes thermal circulation in the bath and provides the molten metal in the bath with a more or less uniform composition, at least in the zone of the bath through which the part to be treated moves during its galvanization.
Electric induction heating is known to minimize slag or slag formation, but prior to the present invention electric induction heating of the molten coating bath has not been found to provide a coating. with strong adhesion. The Applicant has observed that the electric induction heating of the molten coating bath provides the composition of the bath with a uniformity not yet achieved in the zone of the bath through which the part to be treated passes during its galvanization. Electric induction heating overcomes the inefficiency of the agitators which results from the need to position the agitators so that they do not interfere
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not with the means intended to pass the part to be treated through the bath.
The Applicant has found that when the bath is kept in agitation by thermal circulation using electric induction heating, the portions of the bath which would be inaccessible to the stirrers are not inaccessible to the circulation currents caused by the electric heating by induction. induction, and by means of a suitable arrangement of the electric induction heating devices, the molten coating metal can be maintained, throughout the area of the bath through which the workpiece passes during its galvanization, in one substantially uniform mixing condition at all times, ensuring a uniform optimum high tack coating.
The unprecedented advantage of electric induction heating in galvanizing for obtaining a high adhesion layer is manifested in another way. During the operation of a galvanizing tank giving a high adhesion layer, there is a tendency for the molten coating metal to become relatively rich in zinc, and relatively poor in addition coating metal and must be added over time. in time quantities of the last metal to maintain the desired proportion.
Sometimes the metal coating bath can become so low in addition metal that there is a slightly detrimental effect on the coating. Aluminum or another addition metal in solid form is then immediately added to the metal coating bath. Prior to the present invention, considerable time was required to melt the added solid metal and distribute it in the bath in a manner sufficient to inhibit the undesirable effect. The Applicant has observed that when the bath is heated by electric induction heating means, the added solid metal melts and is distributed in a relatively uniform manner, at least in the zone of the bath through which the part to be treated passes for. its galvanization, in a small fraction of the time previously required.
This fact is believed to be due to the efficiency in achieving unprecedented mixing of electric induction heating. This heating method produces thermal circulation not only in the areas of the bath remote from the device for handling the part to be treated in which the stirrers can be placed, but also in the areas of the bath in intimate relation with the handling mechanism of the device. room to be treated in which the agitators would not be effective; localized areas which are not suitably agitated are thus not produced. Mechanical agitation presents the fatal flaw that agitators are unable to operate in the very place where they are most useful, that is to say in the interstices of the mechanism which transports the part to be treated through the bath. of molten coating.
The part which is conveyed through the bath by such a mechanism necessarily passes through the mechanism in intimate contact therewith and through such interstices, so that it is apparent that, when the mechanical agitators can stir only other areas of the bath, they are ineffective in maintaining an optimum mixture of the constituents of the bath in the region where they are most useful. The opposite occurs in the case of electric induction heating, as explained above. Optimum results are obtained in accordance with the invention in a continuous and uniform manner.
Other details, subjects and advantages of the present invention will emerge from the description which follows of preferred embodiments of a method and of an apparatus for implementing the invention. The accompanying drawing shows embodiments of the apparatus by which the present invention can be implemented.
In the drawing: FIG. 1 is a vertical longitudinal section, through 1-1 of FIG. 2, of a hot-dip galvanizing apparatus making it possible to obtain a coating with high adhesion and heated by electric induction;
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- Figure 2 is a section through II-II of the apparatus shown in Figure 1; - Figure 3 is a vertical longitudinal section, along III-III of Figure 4, of another embodiment of the hot-dip galvanizing apparatus for obtaining a coating with high adhesion and heated by electric induction ; - Figure 4, finally, is a section through IV-IV of the apparatus shown in Figure 3.
Referring now more particularly to the drawing, there is shown in Figures 1 and 2 an apparatus for hot-dip galvanizing making it possible to obtain a high-adhesion coating for the continuous galvanizing of a strip or strip.
The apparatus shown in Figures 1 and 2 will be described with reference to its use in hot dip galvanizing for obtaining a high adhesion coating on a ferrous metal strip intended for deep drawing.
The apparatus of Figures 1 and 2 comprises a galvanizing tank shown as a whole by the reference number 2 and comprising an outer container 3 of steel, a lining 4 of an insulating material inside the container 3 and an internal lining. 5 refractory to contain the molten coating bath. The hot dip galvanizing molten coating bath providing high adhesion coatings to a strip or strip comprises zinc and a metal (usually aluminum) which tends to separate with layering of the zinc in the pan. Aluminum is introduced in very small amounts compared to zinc.
It has a lower specific gravity than zinc and tends to rise to the top of the bath of molten coating in the pan and float on that bath. This results in a tendency for the aluminum to be depleted of the molten coating bath, except at the surface of the bath, whereby the aluminum cannot effectively perform its desired function of producing a layer to. strong adhesion. In addition, aluminum floating on the surface of the bath oxidizes readily, which heretofore has required the frequent addition of aluminum to compensate for the loss of aluminum by oxidation. This is true even when there is mechanical agitation of the molten coating bath.
The applicant provides on the galvanizing tank an extension or lateral extension generally bearing the reference number 6 and comprising a refractory wall 7 communicating with the refractory lining 5 of the tank itself and forming a passage 8 which extends laterally. and down from one side of the bin.
The passage 8 communicates with the interior of the tank at the top thereof, as shown in Figure 1, and extends outward and downwarda Its section preferably decreases from a relatively large section to the bottom. 'place where it enters the tank to a relatively small section at its outer part. The passage 8 communicates with three conduits 9 directed downwards and outwards which, at their outer ends, enter a transverse conduit 10. Forming a coil around the central conduit of the three conduits 9, a magnetic core 11 is provided. On each of the legs of this core and extending between the central duct 9 and an external duct 9, there is placed a coil 12 into which the electric current arrives.
The current supplied to the coils 12 may for example consist of single-phase alternating current at 60 cycles and 440 volts. A series of static capacitors can be provided to correct the power factor, contactors to switch the voltage from high voltage to low voltage in order to control the temperature, a switch and auxiliary devices for automatic control of the input power. , in order to maintain a desired temperature in the mass of the molten coating bath which is in the tank.
A low voltage is produced at the terminals of the conduits 9. The apparatus constitutes the analogue of a reducing transformer, the secondary of which,
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short-circuited, consists of the molten metal filling the conduits
9 and 10. Since conduits 9 and 10 form a closed circuit, a current will flow through these conduits. The current generates heat in the metal itself, this heat keeping the coating bath in fusion.
The heat generated in the metal causes a continuous and rapid thermal circulation of the molten coating bath through the pan, as shown by the arrows in Figure 1.
This circulation provides the molten coating bath of a relatively uniform composition throughout the area of the pan through which the strip passes during its galvanization. This prevents the separation or stratification of metals of different specific gravities, a separation which has the disadvantages explained above which have occurred throughout the history of the art prior to the present invention and which those skilled in the art. art has not been able to compensate so far.
A strip 13, which may be of steel, is guided so that it can be continuously drawn through the bath of molten coating which is in the pan. A roller or guide roller 14 is disposed below the surface of the molten coating bath, while other rollers or guide rollers 15 and 16 are disposed generally above the galvanizing apparatus. The strip generally passes from left to right (looking at FIG. 1) and when it emerges from the bath of molten coating, it passes between the rollers or coating rollers 17 each provided with a scraper 18. The roll 14 and the strip have not been shown in FIG. 2 for the sake of clarity.
It has been found that the strip thus continuously galvanized is significantly superior to any continuously galvanized strip produced so far. The coating exhibits relatively high adhesion and even though the strip is heavily galvanized, it withstands severe deep drawing.
Figures 3 and 4 show an embodiment of a galvanizing apparatus which is the same as that shown in Figures 1 and 2, except that it is suitable for galvanizing individual manufactured articles rather than for continuous galvanizing. of a band. The elements shown in Figures 3 and 4 which are the same as those shown in Figures 1 and 2 are designated by the same reference numbers.
The tank of Figures 3 and 4, however, has a separation plate 19 which passes completely through it and separates the surface of the mass of the molten coating bath into separate zones on each side of this plate A flow 20 floats on one of these zones, the articles of manufacture to be galvanized, shown schematically at 21, being introduced into the molten coating bath through the flow 20, pass under the partition plate 19 and are removed from the molten coating bath at the opposite end of the plate, from separation.
The manufactured articles can be handled by any suitable means well known to those skilled in the art.
In the process called "hand dipping" of manufactured articles, the uniformity of the coating and the appearance of the finished galvanized article are of prime importance. In the galvanizing of manufactured articles, the molten coating bath may contain, in addition to zinc, other metals such as lead, antimony, cadmium, tin, aluminum, alone or in combination, in various percentages. The Applicant has found that the uniformity of the coating, the appearance, as well as the attractiveness to the buyer of the manufactured articles are greatly increased when the manufactured article is galvanized by the process which has just been explained.
While some preferred methods of carrying out the present invention have been illustrated and described, it is understood that this is not limited to these modes, but that it can be carried out in some way. slightly different without departing for that from the general spirit of the invention.