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La présente invention concerne le 'recuit en continu de bandes de métal. Ce mode de recuit, largement utilisé, présente, sur le recuit par lots successifs, un certain nombre d'avantages, dont le plus important est une grande uniformité du produit obtenu.
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Toutefois, le recuit on continu, tel qu'on l'a pratiqué jusqu'à maintenant, constitue une opération de courte durée, par exemple de deux ou trois minutes pour un cycle complet, par opposition à une durée de plusieurs centaines de minutes dans le cas du recuit par lots; en conséquence, il n'a pas été possible jusqu'à présent de reproduire, dans le recuit en continu, les résultats qu'on avait obtenus avec le recuit par lots. Par exemple, dans le recuit en continu de bandes en acier à faible teneur en carbone, bien que les températures puissent être équivalentes à celles que l'on atteint dans ie recuit par lots et puissent être appliquées d'une façon plus uniforme, leur durée d'application est nécessairement courte, de sorte que la structure de l'acier qui en résulte présente un grain plus fin que celui obtenu par le recuit par lots.
Bien que les propriétés physiques et particulièrement l'allongement soient excellents, la limite élastique est un peu plus élevée, de sorte que la bande obtenue est plus rigide. Ceci présente des inconvénients dans certaines opérations de formage.
Si dans des fours en continu, on doit atteindre une grande production, telle que, par exemple, 5 à 20 tonnes par heure, ou bien des vitesses de plusieurs centaines de mètres par minute, on doit faire le tour très long afin que la bande, qui se déplace rapidement, puisse sûrement être mise en température avant d'être, refroidie. Les fours de grande production ont déjà,' atteint des limites de longueur pratiques et, non seulement dans la plupart des cas, il serait impraticable d'essayer de les allon encore, mais cela augmenterait
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considérablement leur prix, sans augmentation utile réelle de la durée d'application do la température de recuit.
On a suggéré do mettre la bande en boucles sur des rouleaux convenables, dans certaines parties, du four, mais ceci augmente beaucoup la dimension transversale du four et son prix, sans fournir l'augmentation escomptée de la durée du cycle. En outre, cela complique énormé- ment les problèmes d'enfilage au départ ou en cas de rupture de la bande au cours du traitement.
L'invention a pour objet un procédé et des moyens pour augmenter, dans de très grandes proportions, la durée d'un cycle continu de recuit, sans augmenter pro- portionnellement les dimcnsion et le prix de revient du four. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé et des moyens permettant, dans un four rela- tivement court, d'accumuler une quantité de bande suffisante, sous des températures élevées, pour réaliser une application effective à toutes les parties de la bande de la température de recuit pendant une durée d'au moins un quart d'heure à une heure, et même davantage.
L'invention vise également un procédé et des moyens pour accumuler une très grande longueur de bande dans un four çontinu qui, non seulement est relativement court, mais présente aussi une dimension transversale relativement petite.
L'invention vise aussi un procédé et des moyens qui permettent d'accumuler une très grande quantité de bande dans un espace relativement petit, avec un appareil- lage minimum et en rendant l'opération d'enfilage très facile .
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L'invention a encore pour obje't un procédé et 'des moyens qui permettent d'accumuler une bandedans un petit espace, de telle façon que la bande ne soit pas éraflée, ératignée, ou autrement détériorée, soit pendant son accumulation, soit à son entrée ou à sa sortie de la zone d'accumulation.
L'invention vise enfin un procédé et des moyens propres à permettre l'accumulation d'une grande longueur de bande dans un petit espace, mais de telle façon que, dans ledit espace, la bande puisse être uniformément soumise à des moyens de -contrôle de la température.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins :
La Fig. 1 est une coupe verticale schématique d'une installation de four établie suivant les principes de l'invention, et
Les Figs. 2 et 3.sont des vues analogues de variantes.
On peut appliquer l'invention avec fruit chaque fois qu'on peut effectuer un recuit en continu; et, bien qu'elle soit particulièrement intéressante pour les opérations de recuit en atmosphère protégée, elle n'est pas limitée à cotte application.. Un domaine particulier d'application dans lequel on pratique actuellement, sur une grande échelle, le recuit en continu, réside dans les opérations qui consistent à recouvrir d'une couche de métal des matières en bande, par immersion dans un bain dudit métal fondu suivant les enseignements du brevet belge 413.215.
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On va décrire l'invention appliquée à une opération de ce genre, étant entendu qu'elle n'est pas limitée à cotte application.
Suivant l'invontion, on fait descendre, par gra- vite, la bande qui entre dans la chambre d'un four, à l'intérieur de ce four, d'une distance appréciable depuis le point de support de la bande qui peut être son point d'entrée, un rouleau de support, ou une paire de rouleaux enserrant la bande, jusqu'à ce qu'elle rencontre un support mobile longitudinalement.
La bande se dépose par gravité sur le support mobile, et s'y accumule en une configuration qu'on peut appeler en accordéon. En d'autres termes, l'extrémité inférieure do la partie do la bande qui descend par gravité se balance d'avant en arrière, à une fréquence sensiblement régulière, dans uno direction transversale par rapport à la lareure de la bande, et se dépose sur le support mobile en une série de plis ou de boucles qui se recouvrent partiellement ct qui sont sensiblement de dimension régulière.
Le mot "pli", utilisé ici, ne doit pas être considéré dans une acception limitative impliquant que la bande soit repliée sur elle-même avec un pli marqué, et les configurations qui se forment sur le support peuvent être caractérisées par des bords en boucle ou arrondis, comme représenté sur les dessins, sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention.
La forma- tion des plis s'accomplit sans cndommagement de la bande puisqu'on no la fait glisser ni sur elle-môme, ni sur le --support on mouvement La profondeur descnfiguratins
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est déterminée; par des facteurs tels qu, la distance comprise entre le point où commence la descente par gravite et le support en mouvement, les vitesses rela- tives de la bande et du support en mouvement, l'épaisseur et la rigidité du la bande, et autres, tous ces facteurs ayant une influence sur la période d'oscillation naturelle de l'extrémité inférieure de la partie de bande suspbnduo.'
Les "plis" d'une profondeur donnée, et la longueur du support mobile ou transporteur,
déterminent la quantité de bande qui peut s'accumuler sur ledit transporteur.
La partie de bande accumulée est continuellement éloignée du point ou de la zone d'accumulation sur le support mobile et elle en est continuellement enlevée à l'extré- mité opposée à l'accumulation. On a constaté que l'on peut effectuer cet enlèvement également sans glissement et, par conséquent, sans égratignures, ni éraflures, si l'on retourne la partie de bande accumulée, sens dessus dessous, à l'intérieur du four de façon à pouvoir la prélever ensuite par la partie qui se trouvait ini- tialement en dessous, dans l'accumulation. A cet effet, le support mobile ou transporteur conduit l'ensemble accumulé en longueur à un dispositif de renversement.
Lorsque l'ensemble accumulé a été libéré par le support mobile et repose sur le dispositif de retournement, on, peut tirer la bande vers le haut sur un rouleau ou entre deux rouleaux de pinçage et la sortir du four.
Sur la Fig. 1, on voit une bande 1, par exemple de l'acier laminé à froid, prélevée par une paire de rouleaux de pinçage 2 dans une bobine 3. Etant donné
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que 1''appareil est conçu pour fonctionner d'une façon continue, il est prévu des moyens pour souder les oxtré- mités dos bandes successives la chiffre de référence 4 indique un appareil destine à cet usage, qui peut compor- ter un- cisaille etun ponte de soudure, ou' autres moyens conveables, suivi d'une paire de cylindres d'entraînement 5.
Afin que 1'opération de soudure des extrémités des bandes n'interrompe pas la passage continu de la bande dans le four, il est prévu, dans la chaîne, un dispositif mettant la bande en forme d'accordéon à boucles pendantes verticales 6.La bande entre dans une chambre de chauffage 7 après être passée entre des cylindres d'entraînement 8 qui résistent suffisamment pour que la bande soit tendue dans la chambre de chauffage. La, chambre de chauffage peut être horizontale, verticale ou incline.
Dans bien des cas, il est souhaitable de faire subir, à la bande, un traitement préalable avant de la faire entrer dans la chambrede chauffage. Ainsi, on peut la faire passer dans un four d'oxydation pour brûler les huiles et les graisses qui se trouvent à sa surfaco et pour former, sur celles-ci, une mince, pellicule contrôlée d'oxyde. On peut aussi soumettre la bande à un nettoyage chimique, un mouillage et un séchage et autres traitements préalables, tous suivant le brevet précité.
Des dispositifs pour do tels traitements pré- alables n'ont pas été inclus dans les dessins de la pré- sente demande, sauf pour indiquer qu'il est possible de subdiviser la chambre de chauffage 7, au moyen d'une cloison ou joint d'étanchéité 9, en une zone oxydante 7a et une zone réductrice 7b. La zone oxydante est normale-
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ment chauffée par des brûleurs à flamme nue dont lés produits de la combustion sont légèremetn oxydants, tandis que la zonéréductrice peut être chauffée éloctri- quement, ou par des tubes à radiations, et peut contenir une atmosphère réductrice.
Il est préférable, bien que ce ne soit pas nécessaire, d'amener la bande à la tempé- rature élevée désirée, avant de la faire entrer dans la partie ou zone suivante10 du four. La zone 7 du four peut- être munie d'éléments à chauffage rapide ayant des caractéristiques d'oxydation retardée de façon que, lorsque la bande 1 est amenée dans. la zone de recuit 10 du four, où chacune de ses parties est soumise pendant un temps prédéterminé à la température de recuit, elle se trouve recouverte d'une couche submicroscopique d'oxyde instantanément réductible.
La bande est alimentée dans la zone 10 du four par des rouleaux d'entraînement 11 et elle passe sur un cylindre 12, d'où. elle descend libre; ment, par gravité, sur un support mobile ou transporteur qui peut comporter des chaînes 14 passant sur des roues do chaînes 15 et 16, dont 1',une, au moins, est entraînée, le brin supérieur dus chaînes étant supporté par des galets ou des roues, dentées 17.
Le transporteur 13 est entraîné à une vitesse qui - n'est qu'une fraction de la vitesse-linéaire de la bande 1.
Si le transporteur était fixe, la bande qui tombe librement sur lui se déposerait en plis empilés verticalement, les uns sur les autres, mais, étant donné qu'il est entraîné, les plis de la bande sont plus ou moins décalés les uns par rapport aux autres et la bande accumulée: se déplace le long du transporteur La hauteur de bande accumulée
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c'est-à-dire le nombre de plis superposés qu'elle forme, demeure constant tant que le rapport entre la vitesse de la bande et la vitesse du transporteur demeure constant.
Ainsi à titro d'exemple, si la vitesse du transpor- tour est do l'ordre do 1,5 m/min, tandis que la vitesse de la bande est de 150 m/mn, le rapport est de 1/100; et la bande accumulée sur le transporteur fait 50 plis en profondeur, ce qui correspond à 100 épaisseurs do bande.
A 1'oxtrémité aval du transporteur à chaînes sont disposés des moyens do retourncemet de la bande accumulée en accordéon. Ces moyens consistent dans l'extrémité amont 13a incurvée vers le haut, d'un second transporteur 13 qui s'étend horizontalement sensiblement sur toute la longueur de la zone 10 du four. Ce transporteur 13 peut être formé de rouleaux ontrainés en rotation, résistant à la chaleur, disposés tout près les uns des autres, ou bien ce peut être un transporteur à chaîne entraînée, résistant à la chaleur. La partie 1a de bande accumulée s'engage entro les deux transporteurs et est retournée sens dessus dessous, comme représenté en 1d.
Après son retour, la bande accumulée repose librement sur le transporteur 13, à l'extrémité aval duquel on peut la prélever, par le haut, par une simple op ration de dépliage ne comportant ni glissement ni patinage et, par conséquent, sans risque d'éraflures de ladite bande.
Celle-ci passe sur un rouleau 18 et sort de la zone 10 du four pour se diriger vers une zone de refroidissement.
Si la longueur du transporteur est de 150 m environ 10 temps pendant lequel toute portion de la bande séjourne
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dans la zone 10 du four est de 100 mn; ceci est une du- rée tout à fait suffisante pour que toute la masse trai- tée soit portée à la température de recuit, après quoi on peut refroidir la bande en un seul brin sans dommage pour la structure du grr.in de l'acier. Les nombres donnés ci-dessus ne sont, évidemment, que des exemples sans caractère limitatif.
La zone 10 du four peut être de toutu construc- tion convenable et elle peut être chauffée par tout moyen convenable compatible au maintien de toute atmosphère désirée dans cette zone. Il s'agit, habituellement,d'une atmosphère réductrice. On peut utiliser des tubes de chauffage émettant des radiations, ou d'autres moyens appropriés (non représentés). On peut modifier la forme du four et l'adapter étroitement aux appareils et à la bande accumulée qui s'y trouvent,on gardant présent à l'esprit qu'il faut prévoir des moyens pour le cheminement vertical de 1a bande,lorsqu'elle entre dans la zone d'accu- mulation ot lorsqu'ol sort: On peut choisir les tempe ratures atteintes dans le four do façon à obtenir les ef- fets désirés.
En reproduisant des effets comparables à ceux d'un rcuit par lots, on chauffe l'acier laminé à froid, -' . à und température supérieure au point de recristallis atin soit 950 C par exemple. La zone 10 du four est une zone dans laquelle la bande doit ûtru maintenue à une tompé- rature de recuit désirée pendant un temps prédéterminé.
On peut maintenir constante la température de la bande dans toute l'étendue de la: zone 10 du four, mais il est possible,dans de nombruux cas,d'effdtuer une diminution appréciable lone de la température de la bande pendant qu'elle est encore pliée, près de l'extrémité dessertie de
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ladite zone du four, par exemple jusqu'à uno température inférieure à colle du point de recristallisation.
On , peut faire varier la longueur do cette zone du four entreo toutes limites acceptables. La. configuration de la bande, dans sa partie accumulée on accordéon, est favorable au maintien d'une température uniforme. d na le CES d'un recuit brillant ou d'un recouvre- ment par un métal fondu, la bande est amenée à une chambre do refroidissement 20 pour''être encore refroidie davantage ou être refroidie rapidement dans une atmosphère non oxydante jusqu'à un.: température qui dépend de la nature du produit fini à obtenir. La chambre de refroidissement peut présenter dos formes diverses.
Ce peut être simple- ment unchambre (la refroidissement de forme allongée, de type connu, alimentée on gaz'non oxydant, ou bien ce peut êtreune chambre plus courte, dans laquelle la bande est mise en boucles pour être refroidie. Si l'on recherche un recuit brillant, la chambre peut être conçue de façon à refroidir la bande jusqu'à une température telle qu'elle ne risque pas de s' oxyder en passant de la chambre dans l'air extérieur. Dans le cas d'un recouvrement, la tem- pérature sera, de préférence, abasiée jusqu'à un point situé légère) lent au-dessus de la, température de fusion du métal de recouvrement.
Dans le modo de réalisation de la Fig.1 la bande est tirée dans la chambre de refroidissement 20 par une paire de rouleaux 21 et'forme, dans cotte chambre, des boucles 1b Dans la. chambre du refroidissement, on pout utiliser des moyens do refroidissement tels qu'une série de tubes 22 refroidis intérieurement par un fluide.
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Dans ce mode de réalisation particulier, la bande pénètre dans un baiun de métal de recouvrement 23, à travers un capot 24 qui trempe dans le bain do façon à former un joint étache La bain est maintenu dans un bac 25 et l'on peut compter, en totalité ou on partie, sur la chaleur de la bande, pour maintenir le métal do recouvre- ment on fusion dans le bain. On pout introduire dans ' l'apprxeil, à travers des moyens 26, une atmosphère non oxydante, ou réductrice, destinée à protéger le métal dans tout l'intérieur du capot, de la chambre de refroi dissemont, de la chambre de recuit 10 et du four de chauffage 7.
La bande passe sous un rouleau 27 immergé dans le métal fondu de recouvrement et ressort du bain, par le haut, entre deux rouleaux de sortie 28 lorsque c'est possible. On fait monter la bande traitée, d'une hauteur suffisante pour que le métal de recouvrement se solidifie complètement sur la surface de ladite bande que l'on peut alors mettre en boucle, comme représenté schématiquement en la, jusqu'à co que sa température soit suffisamment basse pour qu'on puisse l'enrouler en 29, la découper en feuilles, ou lui faire subir d'autres traitements. Il est compréhensible que, dans los cas où l'on peut abaisser suffisamment la température do 1a bande, après une période d'application convenable de la température de recuit dans la zone 10,. on peut supprimer une telle chambre de re- froidissement.
4a Fig. 2 montro une variante dans laquelle l'accu- mulation de bande dans la zone 10 du four, est effectuée d'abord sur un transporteur inférieur 13. En un point
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voisin de son point do formation, 1a partie accumulée de bande la entre un contact avec un transporteur horizontal supérieur comportant, par exemple, des chaînes 30 montées sur dus roues de chaîne 31 et 32. Le brin inférieur des chaînes est supporté par des galets espacés 33, et son brin supérieur, par des galets espacés 34.
Le transporteur que l'on vient de décrire est de forme très allongée. Le transporteur inférieur 13 s'in- curvo à son extrémité aval comme indiqué cn 13a et puis se termine, de sorte que la bande accumulée et retournée, revient comme indiqué on ld sur le dessus du transporteur supérieur. Ceci permet d'augmenter effectivement 1a lon- goeur de bande accumulée, pour une longueur donnée quel- conque de la zone 10 du four. On peut retirer la. bande de la. partie accumulée, en 1a faisant passer sur un rouleau 18 disposé en un point situé près de l'entrée de la zone 10 du four.
On a indiqué, schématiqueemen en 35 et 36 des éléments tubulaires de chauffage par radiations. La disposition représentée sur la Fig. 2 permet une plus grande uniformité du traitement de la bande. Si on le désire, on peut entraîner le transporteur supérieur qui comporte les chaînes 30, mais, dcns de nombreux cas, il peut cependant être entraîné simplement par frottement, par la bande accumulée la.
La fig 3 représente une autre variante dans laquelle, dans la zone 10 du four, la partie accumulée la de bande se forme, comme décrit plus haut, sur un transporteur 13.
Celui-ci s'incurve autour d'un tambour 37 (le .':rand diamètre, de sorte que la bande accumulée 1a monte jusqu'à une position
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le où elle est libérée par le transporteur et repose sur le dessus du tambour 37 d'où. l'on peut la retirer, comme décrit plus aut, en. la. faisant passer sur un rou-
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leau 18. Le tambour 37 peut ".tre untrainé d'une ;'.çon indëpcndp-ntc ou bien p.r le frottomcnt de 1;:. br.nde CCEtilllr.34 la.
La disposition représentée sur la Fig. 3 ne permet pas d'accumuler une longueur de bande aussi grande que les dispositions dans lesquelles 10 transporteur est plus long, mais il est possible de prévoir plusieurs dispositifs,
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tels. que celui de la Fig. 3, dans la mcïio C1[1.Jl0re, ou dans des chaires contigücs de chauffage.
Dans toutes les installations rerpésentées, on peut réaliser des temps d'application de la température de recuit de longue durée dans un four do recuit en continu, sans égratigner la bande et sans la soumettre à une tension excessive.
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Bien entendu 11 invol1tion n'est pas liiaiûéc r.u=: modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnés à titre d'exemples; on peut y apporter do nombreuses modifications accessibles à l'homme de 1'art, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention.