BE699497A - - Google Patents

Description

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  "Procédé de revïtement   d'un   feuillard continu avec   un   métal fondu" la présente invention se rapporte à certains per-   feotionnements   apportés au revêtement d'un feuillard   continu.   avec un métal fondu, et elle oonoerne plus   particulièrement   le maintien d'une différence réglée de température dans un bain de métal de revêtement pour un feuillard continue dans le cadre d'un procédé par immersion à ohaud. 



   Les   chaînes   de galvanisation   d'un feuillard   conti- nu peuvent être classées, aux fins de la présente invention, en deux types   principaux. !  1: la chaîne dite "chaude" ou de   préohauffage,  dans laquelle le feuillard est   chauffa   avant 

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   $on   admi sion dans le bain de galvansiation et la chaîne dite "freide" où le feuillard est   chauffé   uniquement dans le bain da galvanisation, Les chaînes avec préchauffage com- prennent un certain nombre de stades de traitement dans une seule chaîne de production, en réduisant ainsi les frais de manutention des bobines de feuillard.

   Dana une telle chaîne, on prévoit habituellement un traitement de   recuit   ou   autre   type de traitement thermique,   qu'on   peut combiner avec un traitement de nettoyage on autre, en plus du stade d'immer- sion à chaud, le tout sous forme d'un procédé continu. On préchauffe le feuillard et eclui-ci introduit au moine une partie de la   chaleur     nécessaire   dans le bain, tandis que dans le procédé   "à   froid; le feuillard prélève au contraire la   chaleur   du. bain. 



   La présente invention est utile   aussi   bien dans le traitement du feuillard   préchauffé   que dans le traitement du feuillard non préchauffé, mais elle   aéra-décrite   à propos des chaînes de production avec préchauffage qui sont actuel- lement d'un usage plus généralise. 



   Un problème qui se pose   constamment   dans le pro- cédé avec préchauffage et qui limite sérieusement la vitesse de production est celui d'un surchauffage du bain Il en résulte une dilution du bain de galvanisation, la "coulée" du revêtement et la formation de surfaces irrégulières et non uniformes du revêtement. La présente invention vise no- tamment   à   surmonter ces inconvénients d'une façon simple et sans aucune Interruption des autres stades du   procédé.   



   Il existe d'autres circonstances lors d'un revê- tement par immersion à chaud, dans lesquelles la température du bain doit être supérieure à la température optimale de 

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 revêtement pour le métal   particulier   de revêtement. La Demanderesse a découvert que dans ces conditions on obtient un produit de meilleure qualité par un   abaissement     préféren-     tiel   de la température du bain dans une zone proche du point de sortie du feuillard de celui-ci. 



   D'autres buts et avantages de 1'invention ressorti-   ion%   de la descripiton   ci-après   en ee référant au dessin an- nexé, sur lequel   t   la figure 1   est   un schéma   d'une   chaîne de galvani- nation continue du feuillard, conforme à   l'invention;   la figure 2 est un schéma de certaines   Béotiens   de la chaîne de galvanisation   continue;

     et la figure 3 est un schéma de certaines autres sec- toins de la chaîne de galvanisation continue selon l'inven- tion 
A la figure 1 on a représenté   schématiquement   une installation continue avec préchauffage, Des feuillards   d'a-   oier sont déroulée des bobines   12   et   14   et sont soudés en une bande continue 16 au poste de soudure   18. Au   poste   20   on soumet la bande à un nettoyage et on peut ensuite la chauffer ou la   recuire   dans un four 22. 



   Après nettoyage et traitement thermique,la banda   est   envoyée dans uns zone de transfert définie par une gou- lotte 24 qui mène de la section de préchauffage à la ouvre de   revêtement 26.   



   On règle l'atmosphère dans la goulotte   24   de fe- con à empêcher   1'oxydation   de la surface de la bande d'acier en   utilisant   à cet effet   un   régulateur 30 de l'atmosphère protectrice, ainsi qu'une ventilation installée par exemple à l'emplacement d'entrée de la bande dans 1'atmosphère 

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 réglée.

   On   maintient   dans la zone de   transfert:   une stamos-   phre   contenant de 20 à 80 % d'hydrogène, le pourcentage   exact   étant détermine   en   fonction de la température prévue pour la bande d'acier, Habituellement, une bande à plus fai- ble température exige une plus forte proportion   d'hydrogène   dans   l'atmosphère   pour empêcher   l'oxydation.     Si   de la   cha..   leur est disponible, la température de la bande et la tam-   pérature   dans la goulotte peuvent être maintenues à une   va,.   leur élevée afin d'économiser   1 hydrogène,   D'une façon géné- rale,

   une température élevée de la bande est avantageuse aus- ai bien pour le traitement thermique que pour les opérations de nettoyage. 



   La goulotte 24 peut   être   calorifugée afin de con- sevver la chaleur   de   la bande pendant le transfert, Cette goulotte 24 peut également comporter un dispositif de   chant-        fage et   un   régulateur de température 32. On peut alors mainte- nir la température de la bande à une valeur particulière   ba- '     *de   sur le pourcentage d'hydrogène dans   l'atmosphère   de la goulotte.

   Une coordination correcte entre ces   facteurs   est   indispensable   afin d'obtenir et de maintenir une bonne adhé-   rence   du revêtement dans une installation de galvanisation continue avec préchauffage, 
Outre les problèmes   précités   de contrôle de   l'et-   mosphère et de la température, un réglage efficace d'une ins- lallation   avec   préchauffage est extrêmement complexe en rai- son du nombre des   stades   de traitement mis en jeu   conjointe- '   ment.

   Il est rare de   pouvoir   disposer d'une installation dans laquelle on utilise les capacités maximales de nettoya- ge, de recuit .ou autre traitement   thermique   de   l'installa-   tion, tout en assurant la vitesse maximale dont cette 

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   installation   est   capable,   Jusqu'à présent   l'opération   de re- vêtement dans une cuve par immarsion à   ohaud   constituait le principal facteur de limitation de la vitesse et de la capa- cité de   l'installation   dans procédé de galvanisation   oonti-   na   avec   préchauffage, L'un des problèmes était un surchauf- fage possible du bain de galvanisation. 



   La température du bain est déterminée en grande partie par la température de la bande au moment oû cette dernière est introduite dans la cuve de revêtement, et aussi par la vitesse et l'épaisseur de la bande, bien qu'on puisse introduire de la chaleur supplémentaire dane la cuve en uti- lisant des dispositifs   auxiliaires   de   chauffage,,   oomme il est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N  2,647.305.   Habituellement,   la bande est à une température supérieure à la température de fusion du bain de galvanisa- tion et la chaleur disponible de la bande est utile pour plusieurs usages possibles.

   Toutefois, à mesure que   l'épais-   .seur de la bande et sa vitesse changent à partir de valeurs théoriques idéales avec lesquelles la température de la cuve peut être correcte, on observe un changement de la tempéra- ture du bain de   galvanisation.   Si   l'on   augmente le rendement d'apport de chaleur pour un procédé continu de ce type, on est en mesure d'accélérer le fonctionnement de l'installa- tion, mais la cuve de revêtement   tend à   être trop chaude. 



  Il n'a pas été possible d'aménager les installations de galvanisation déjà en service pour obtenir efficacement les divers produite galvanisés par immersion à chaud qui sont actuellement demandés par l'industrie, en raison des exigen- ces contradictoires de température pour l'obtention d'un revêtement optimal. Le stade de revêtement   lui-mêms   ralentit 

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 la capacité de l'installation car un réglage non synchroni- 36 entre   les   divers stades du   procédé   a un effet nuisible sur l'adhérence du revêtement, son fini et divers facteurs associés.      



   Un des résultats   d'un   bain de   zinc   trop chaud est un fini granuleux sur la bande galvantisée. On pensa qu'il en est ainsi en   raiaon   d'une augmentation du fer dissous lors de l'acoroisaement de la température du   bain.   Un bain trop chaud provoque également   l'encrassement   dee rouleaux de ré- glage du revêtement, ayant   po'ur   effet d'abîmer encore plus le fini du revêtement de galvanisation et de détruire l'uni- formité de ce revêtement. La présente invention permet d'é- liminer le problème d'un revêtement granuleux sur la bande, indépendamment du mode de réglage utilisé pour le revêtement, et aussi de réduire en grande partie les problèmes concer- nant l'encrassement des rouleaux de revêtement.

   Les marquée usuelles   laissées   par les rouleaux de réglage sont également   très   réduites,, 
Comme il a été dit, des problèmes sérieux se posent dans une installation de galvanisation avec préchauffage   lors     d'un   changement de la température, de   l'épaisseur   ou de la vitesse de la bande, Chaque changement de ce genre modifie la température de la cuve et agit sur le réglage du poids   du.   revêtement. On pense que ces problèmes proviennent des changements de la   viscosité   du bain; toutefois, on n'a ja- mais réussi à étudier cette question à fond.

   D'ailleurs, il serait inutile de s'apesantir sur cet aspect de la question puisque l'invention élimine entièrement tous les problèmes   découlant   d'un changement de la température, de la vitesse ou de l'épaisseur de la bande, 

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L'invention prévoit qu'un bain de galvanisation idéal doit être à une température d'environ   450   à 46000 quand le procède   ont   du type   à     préohauffage.   Si   l'on   désire obtenir un revêtement plus lourd, on peut utiliser une tem- pérature d'environ 438 C Le bain de galvanisation est d'un type usuel et peut   contenir   une faible proportion d'aluminium (environ 0,1 à 0,3   )   et des faibles proportions de plomb, d'antimoine, de oadmium,

   d'étain et d'autres impuretés, le complément étant du zinc (d'une pureté de plus de 98 %). La température de fusion de ce bain de galvanisation est de   l'ordre   de   420 0.   En conséquence, il convient de maintenir normalement la température du bain de galvanisation au-des-   une   de 425 C environ.

   Cependant, le bain de galvanisation dans une cuve de revêtement moderne aveo un   processus   com- portant le préchauffage, monte   facilement à   des températures de 482 à 516 C ou. même au-dessus,   Fréquemment,   on est obligé de ralentir la progression, d'arrêter   l'installation   ou de   recourir   à un   réglage   d'importance majeure, quand on cons- tate que la température du bain dépasse   516 C.   



   L'invention élimine tous ces problèmes en régalant la température du bain tondu qui   formera   le revêtement final sur la   bande.   Une   roue     refroidie   de bain fondu, est ménage dans le bain de galvanisation de manière 4 débiter une ban- de qui   %et   revêtue aveo du zine à la température désirée en vue d'un réglage efficace du   revêtement   et de l'obtention d'un revètement lieue.

   Selon l'invention, on arrive 4 ce ré-   sultat   par des moyenu   simplifiés   de réglage sans interrompre le   fonctionnement   normal de l'installation et sans se   préoc-     ouper   du préchauffage ou d'une autre partie   du.     procédé.   



   A la figure 2, on voit la bande 34 qui pénètre 

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 dans le bain de galvanisation 36 par la goulotte 38.   Après   passage sur   un   rouleau immergé   40,'la   bande remonte vers le dispositif de réglage du revêtement qui comprend   Ion   rou-   leaux   de revêtement   41   et 42. Aux approchée de ces rouleaux, la bande traverse une   zone   44 de bain légèrement refroidie   (en   trait interrompu sur la figure). Dans cette   zone,    le   bain à la température désirée est appliqua à la bande. 



   Dans certaine cas, la température du bain de gal- vanisation d'une installation connue s'élève   au-dessus   de      460 C et peut varier entre environ 482 et 516 C ou même   plus$   selon l'épaisseur de la bande, sa   vitesse,     etc...   Cependant, avec   l'invention,   il est facile de contrôler la température du métal dans la zone refroidie 44 et on peut la régler faoi- lement à la valeur idéale pour le revêtement, Le régulateur de température peut être d'une   construction   relativement      simple et de fonctionnement automatique,

   de telle aorte   qu'une   régulateur parfaitement simple permet   d'éliminer   les pro- blème   complexes   de coordination entre plusieurs   procédés   et      les problèmes de   revêtements   qui se posent lors des change- mente de la   vitesse,   de l'épaisseur et de la température de la bande. 



   Des conduits   tale   que 46, 48, 52 et 54 sont sub- mergés dans le bain fondu de   galvanisation   pour établir et maintenir une cône plue froide de bain fondu à   proximité   du trajet de la bande d'acier lorsque cette dernière se   rappro-   ohe de la sortie du bain de galvanisation. Un réglage du débit du fluide de   refroidissement,   qui peut être l'eau, dans des conduits submergés dans le bain, ainsi que le   nom- '   bre de ces conduits, contribuent à définir la zone 44 et   ses   propriétés. 

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   L'invention prévoit le réglage ou contrôle de la température du   métal   de revêtement qui est   appliqua   à la bande lors de sa sortie du bain. c'est ce métal   particulier ,   qui détermine la   efface   de la bande et le Maternent d'un poids exactement réglé. L'invention permet d'effectuer   très   facilement un réglage de ce type, et aon effet sur une matie- re épaisse apparaît immédiatemet par   une  impie   inspection à l'oeil nu. Les bandes épaisses et galvanisées   qu'on   ob- tient en utilisant le système de refroidissement du bain do galvanisation se distinguent par un revêtement de galva- nisation qui cet brillant, lisse et uniforme.

   En l'absence des perfectionnements de l'invention, on obtient sur un pro- duit similaire une surface granuleuse, non uniforme et terne. 



   On s'aperçoit de divers autres aspects fâcheux de la température trop élevée dans la ouve de revêtement quand on traite des matériau relativement épais, par exemple des feuillards métalliques qui seront utilisée pour la fabrica- tion des garde-tons. L'apport de chaleur dans le bain en provenance du feuillard augmente avec 1'épaisseur de ce der- nier. La température peut dépasser 538 C et le revêtement peut devenir trop mince. Le problème se complique encore par suite de la nécessité usuelle de former un revêtement épais sur une matière épaisse. Par exemple, un surchauffage dans la cuve oblige l'opérateur de ralentir le   fonctionne-   ment de toute l'installation.

   Cependant, le ralentissement de l'installation réduit à son tour la quantité de métal de revêtement appliqué au feuillard,   d'où   impossibilité d'ob- tenir le revêtement massif désiré. 



   Depuis des années, on préparait les matériaux pour les garde-fous en utilisant des cuves d'un modèle 

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 ancien au lieu de8 0"00 modernes faisant partie d'une ins- lallation continue. et ceci dans le seul but d'obtenir un   revêtement   plus épais sur le produit. Avec les améliorations 
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 récente$ de *non-ooulde* (voir par exemple le brevet des Etats-Unis dtrique nt 3,104.981) on peut fabriquer des mat6riaux pour des garde-foua ou similaires en utilisant   certaines   installations continues de galvanisation.   Le   pro-      duit était   limité à   un revêtement pesant environ 760 g par      mètre carre (total pour les deux faces) et qu'on obtenait 
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 à des vitesses d'environ 17 à 21 mètr../m1nute.

   En utilisant les mêmes installations, mais avec le concours de la pré- sente invention, on peut atteindre des vitesses d'environ 
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 26 mètreB/'II1inute pour obtenir des matériaux ayant un poids total de revêtement de 1.266 g par m2 de surface et plus, avec une zone refroidie du bain de galvanisation à une   tempé-   rature de   450   à   460 0.   



   En maintenant cette zone refroidie dans le bain 
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 de galtanination à environ 438"Ct on peut augmenter en- oore le poids du revêtement aur une bande epaiaae, A des vi- teases plus élevéess o'est-à-dire de 40 mètres/minute, on obtient facilement des revétementa d'un poids total (sur - lea deux faces) de   1.824   g/m2. 



   Le problème d'un revêtement trop mince et d'un revêtement trop fluide n'est pas limité aux matéraiux épais. 



  La coulée d'un revêtement était un inconvénient fréquent à pratiquement toutes les épaisseurs du revêtement quand la température de celui-ci dépassait 460 C Cet effet de   coulée   
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 est observé plus facilement sur des revêtemente plus légers quand on applique un traitement plus réduit de "lamage", Des marques qui apparaissent sur la bande de façon visible sont 

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 parfois appelées "effet tigré". Ce défaut est entièrement éliminé par la présente invention. 



   De môme, une augmentation de la vitesse possible du traitement n'est pas limitée pour des matériaux épais, et reste valable à toutes les épaisseurs, 
L'invention trouve une application   particulière   quand il a' agit   d'établir   une température élevée du feuil- lard et une température élevée dans le bain pour produire un revêtement du type désiré, et en même temps lorsqu'on désire effectuer le revêtement à la température optimale du bain et débiter le feuillard du bain   à   une température voisi- ne de   la.   température optimale du revêtement. Un exemple de cette considération est le procédé de revêtement d'un al- liage faisant l'objet de la demande de brevet français N  64 660 du 8 Juin 1966, au nom de la même Demanderesse. 



  Ces exigences peu usuelles de la température et des autres conditions du bain de galvanisation sont satisfaites   effica-   cement par la   présente     invention.   



   On peut régler la zone refroidie du bain fondu partiellement en réglant le débit du fluide dans les conduite individualeessumrgés La figure 3 représente   schématiquement   une vue de face d'un appareil de revêtement dans lequel un conduis ce fluide de   refroidissement   56 utilise une soupape de réglage du débit 58. Le   conduit   56 est entouré   d'une   che-   mise   de transmission de chaleur et de protection 60 qui est   remplie   de plomb 62. Ce plomb fond lorsque le dispositif de refroidissement est msi en route et constitue un bon conduc- teur de chaleur.

   La chemise 60 offre une bonne protection contre les fuites accidentelles lorsque le fluide de 

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 refroidissement est un liquide tel que   l'eau,   
Dans la pratique on utilise plusieurs conduite pour définir la zone et régler la température du bain re- froidi. Pour se conformer à des exigences variables d'é-      ohange de chaleur, l'expédient   principal   consiste   à   faire varier le nombre utilisé des conduits submergés, car un écou- lement   excessif   d'un fluide de refroidissement dans un nom-      bre trop restreint de conduits aura pour seul résultat de      congeler le zinc fondu sur la surface extérieure du ou des conduits venant en contact direct aveo le bain. 



   Lorsque le réglage du débit du fluide de   refroi-.   dissement est manuel, il convient d'arrêter l'écoulement lorsque l'installation est mise au repos. On doit réduire le débit lors d'an ralentissement de la vitesse du feuillard ou lors d'une diminution autrement réalisée de l'apport de chaleur au bain. Cependant, il est facile de rendre le pré- sent système tout à fait automatique par une mesure perma- nente de la température de la zone refroidie de bain, par exemple en installant un dispositif thermométrique   à   fonc- tionnement continu, comme on le voit en 64 à la figure 3. 



  Ce dispositif therm 'trique 64 envoie des signaux à un régulateur de températu 66 et on peut utiliser ces signaux pour   oommander   la soupape 58 ou encore une série de soupapes afin de maintenir la température désirée dans la sone con- sidérée de bain. Avec un tel agencement, l'opération de re- vêtement qui constitue un des stades d'un traité, ent multi- ple continu de feuillard peut être normalisée malgré les variations éventuelles dans les autres stades de traitement ou des variations de la nature du produit traité, 
On a donc décrit des nouveaux   procédés,   des 

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 nouveaux appareils et des produits nouveaux que l'invention permet   d'obtenir,

     en même temps que des avantage écounmiques asscoinés à une galvanisation se déroulant suivant un   procédé     continue   Naturellement,   on   peut apporter diverses modifica-   %ion*   à la description sans sortir pour autant du. cadre de l'invention, par exemple, l'invention reste applicable à d'autres bains de revêtement pour immersion à   chaud,   tels que   des   bains   d'étamage   ou de revêtement d'aluminium. où des considérations du même type sont à envisager.

Claims (1)

1. R E S U M E A- procédé continu, de galvanisation d'un feuil- lard d'acier caractûrisé par les pointa suivaants, séparément ou en combinaisons 1) On chauffe le feuillard à une température au.-. dessus de la tempériture de fusion du, bain de galvanisation;

   on introduit le feuillard chauffé dans le bain fondu de gal- vanisation, ce bain étant chauffe dans des conditions nor- taies de fonctionnement à une température d'environ 482 à 516 C on refroidit une section de ce bain de galvanisation en établissant l'écoulement.d'un fluide de refroidissement dans des conduits submergée de refroidissement afin de main- tenir une.zone plue froide de métal fondu à une température qui n'est pas inférieure à 427 C et qui ne dépasse pas 450 C; on fait avancer le feuillard à travers la zone de galvanisa- tion à la température normale et à travers la zone refroidie;

   on fait sortir le feuillard du bain de galvanisation après son passage à travers la zone de bain refroidi; et on règle le poids du revêtement de galvanisation sur le feuillard au moment de la sortie de ce feuillard du bain de galvanisation fondu. <Desc/Clms Page number 14> EMI14.1

   2) On fait Passer le eeuillard à triera une zone de transfert ayant une atmosphère et une tompdr&tue prédé" terminées, et ensuite on l'introduit dans le bain de galvani- EMI14.2 aation qui est z, une température supérieure i Q t1 la sono refroidie de ce bain étant réglée à une température d'envi- EMI14.3 ron 438 460000 3) on préchauffe le feuillard 4 une température supérieure à la température de funion du bain de ga7,vacisa. tiont en introduieant de la chaleur dans ce bain par l'ad- miasion du feuillard préchauffé dans celaî-oi.

   B - Appareil de galvanisa%ion continue d'un feuil- lard d'acier, caractéried par les pointa auivanta, séparément ou en combinaisons EMI14.4 1) Il comprend un dispositif de pré-chauffage du feuillard à une température supérieure à la température de fusion du bain de galvanisation; un dispositif de revête. ment par immersion à chaud comportant un bain fondu de gal- vanisation ayant un côte d'entrée et un côté de sortie; des moyens pour introduire le feuillard chauffé dans le bain de galvanisation, comportant une zone de transfert maintenue avec une atmosphère réglée; un moyen pour régler l'échange de chaleur dans la zone de transfert de façon à maintenir la température du feuillard au-dessus de la température du bain de galvanisation;

   des conduits de refroidissements sub- mergés dans le bain fondu de galvanisation, ces conduits EMI14.5 étant disposée à proximité immédiate du trajet suivi par le feuillard à l'approche de la sortie du bain: une source pour fournir un fluide de refroidissement à ces conduits; un dispositif pour faire sortir le feuillard du bain; et des moyens pour régler le poids du revêtement appliqué au <Desc/Clms Page number 15> feuillard au moment cô celui-ci sort du gain de galvanisetion.

   2) Les conduits de refroidissement définissent une zone plus froide dans le bain de galvanisation à proximité immédiate du trajet du feuillard dans le bain, à l'endroit cù le feuillard se rapproche de la sortie de lain 3) On prévoit au moine un conduit submerge pour le passage du fluide de refroidissement dans le bain de gel.. vanisation, 4) Il est prévu un moyen pour régler le débit du fluide de refroidissement, C- A titre de produite industrielas nouveaux 1) Feuillard d'acier sono forme d'une bande oonti- nue qui a été galvanisa par le procédé spécifié au paragera- plie A et/ou, par l'appareil selon le paragraphe B,

   portant un poids total de revêtement de galvanisation d'environ 1.520 grammes par mètre carré de surface, ou un revêtement d'un poids supérieur, 2) Feuillard. continu d'une épaisseur de 1,786 mm ou au-dessus qui a été galvanisa par le procédé et/0%1 l'ap- pareil précitée de façon à porter un revêtement d'un sids total Compris entre environ 912 et 1,824 grames par @@@@ carre de surface,, 3) Natériau amélioré pour la fabrication de? garde- EMI15.1 toge et similaires, aons%itu6 par un feuillard 'ks . :¯, . un poids total de revêtement d'environ 912 6ranmerz . - tre carre de surface, oa plus, ce matériau ayK:it '. :

   .r à, se par le procédé et/ou l'appareil précités.