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Procédé de fabrication d'un feuillard revêtu métallique- ment sur une seule face.
La présente invention se rapporte à un procéda .pour l'application d'un revêtement métallique adhérent aux , une seule face d'un feuillard d'aoier, Elle peut être volontiers considérée comme une modification des procédés de revêtement continus classiques. Le procédé peut éga- lement être mis en oeuvre en liaison avec un four vertical pour le chauffage à flamme nue des feuillards, tel que ceoi est décrit en détail ci-après. Le revêtement du feuillard est réalisé normalement en immergeant celui-ci dans un bain de revêtement à base de métal fondu.
La présente invention est fondée sur l'utilisation de zinc, d'aluminium ou de plomb, ou de tout autre métal de revête- . ment chaud appliqué par immersion.
Au cours des récentes années, la demande en feuil- lards d'acier, galvanisés sur une seule face uniquement, s'est largement développée. Un produit de ce typa est en-
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tierement utile, étantdonné que la face non revêtue peut être soudée plus aisément par des techniques de soudage par pointe et présente de meilleures caractéristiques de peinture que les surfaces galvanisées non traitées. Les procédés, essayes par d'autres pour la. fabrication de nvê- ments appliqués sur une seule face, font usage de matiè- res de dissimulation apposées sur une face du feuillard, en vue d'empêcher que celle-ci soit contactée par le métal de revêtement.
Dans certains procédés, on a essayé simple- ment d'utiliser la technique des rouleaux d'encrage plutôt que l'immersion, dans le but d'appliquer un revêtement sur une seule face uniquement.
La meilleure technique, connue de la demanderesse, comprend trois brevats d'invention et la connaissance de certains résultats indésirables obtenus au cours de la mise en oeuvre d'autres prooédés, à l'aide desquels on s'est efforcé de revêtir l'acier* Le brevet U.S. n 2.894.850, accordé le 14 juillet 1959 à J.S. GREENE et autres, décrit le revêtement d'une seule faoe d'une feuille ou feuillard d'acier à l'aide d'une solution d'aluminate métallique aloaline. Le brevet U.S. n 3.104.993, accordé le 24 septembre 1963 à W.C.
SIEVERT et autres, est relatif à l'application, sur une seule face,d'une feuille de métal ferreux, d'un mince revêtement continu comprenant une composition d'oxyde métallique réfractaire, préparée sous la forme d'une suspension ou d'une solution colloïdale aqueuse contenant un acide oxy-minéral dissous dans celle- ci. Le brevet U.S. n 3.121.019, accordé le 11 février 1964 à J.S. BLAY,.se rapporte au revêtement d'une face de feuillard, qui doit être trempé dans du zinc fondu, à l'aide d'une solution d'un ou de plusieurs hydroxydes al- oalino-terreux, oontenant du calcium, du magnésium, du strontium et du baryum.
Comme indiqué ci-avant, on a constaté qu'un phéno-
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mène se manifeste au cours des opérations de revêtement, lequel a entraîné jusqu'ici l'obtention de revêtements dé- feotueux. Il a été observé à plusieurs reprises, lorsque l'oxygène a accidentellement trouvé sa voie dans le système de revêtement, tel que ceci peut se produire lorsque des fuites apparaissent dans la tuyère du four ou lorsque des tubes de combustion du four se perforent ou se fissurent, que des plaques d'oxyde se forment sur le feuillard, aux- quelies la matière de revêtement adhère pas, de @ que l'on obtient ainsi un produit indésirable.
Par conséquent, un but important de la présente invention est de prévoir un procédé pour le revêtement d'un feuillard d'acier sur une seule face en appliquant sur la face opposée entière une couche d'oxyde continue, avant le moment où le feuillard traverse le métal de revêtement chaud appliqué par immersion.
Un autre but important de l'invention est de prévoir un procédé pour le revêtement d'une seule face d'un feuil- lard d'acier, qui peut être incorporé aisément dans le$ lignes de revêtement d'acier.
En bref, un procédé pour la mise en pratique de l'invention consiste à masquer la face du feuillard d'acier qui ne doit pas être revêtue, o'est-à-dire à oxyder cette face jusqu'aux bords extrêmes sans oxyder l'autre face sur laquelle le métal de revêtement doit être appliqué a chaud par immersion.
Une méthode, selon laquelle les avantages de la pré- sente invention peuvent être obtenus, est mise en oeuvre en liaison avec un four vertical pour le chauffage à flamme nue des feuillards, similaire à celui décrit dans le brevet U.S. n 3.010.844, accordé le 28 novembre 1961 à C.J. KLEIN t autres, et dans lequel la chaleur radiante à haute in- t@sité est produite par des brûleurs ouverts en forme de ouv@@tes du type Selas.
L'air et le gaz, amenés à ces brû-
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leurs, sont dosés avec précision et entièrement prémélan- gés, de façon que les produits de combustion contiennent des combustibles en excès; dans une mesure telle, que l'atmosphère soit chimiquement réduits pour le feuillard d'acier aux températures normales de traitement. Dans la présente invention, les jets d'air ou d'oxygène sont diri- gés contre une face du feuillard chauffe, à proximité du fond de la zo@ de combustion.
L'oxygène contactant le feuillard chaud oxyde la surface de ce dernier sur cette faoa, mais tot, excès d'oxygène est absorbé par les volumes rel@ @vement gr. 'de de gaz de combustion de réduction du four et est rendt séducteur par la oombustion, avant de pouvoir contacter e xyder la face opposée du feuillard.
Dans le procédé de Klen et autres, le feuillard est net- toyé chimiquement au p@alable, de sorte que la fonction du four radiant à flamme @ue consiste principalement à chauffer rapidement le feu ,lard à la température de revê- tement ou à une température .gèrement supérieure (aux environs de 1000 F = 538 C) d ,s une atmosphère prtec- trice.
Cette température relat@@ement basse du feuillard est appropriée, étant donné que @ traitement du four n'est pas requis normalement pour la p@@aration de la et.-face du feuillard et le traitement méta. urgique pour le-. pro- priétés mécaniques du feuillard est \Valise comme une o. @ ration antérieure séparée.
Après passage du feuillard dans le our à flamme nue, ce feuillard traverse une chambre de t@@nsfert adja- cente et fermée et aboutit au bain de revêtement, l'extré- mité de la chambre étant scellée dans le métal de revête- ment fondu. La chambre maintient la propre températura de revêtement du feuillard et la surface chimiquement net- toyée de celui-ci est protégée par une atmosphère protectrice à faible teneur en hydrogène. Après avoir quitté le four, le feuillard, dont une face est oxydée et dont l'autre est . propre, n'est pas exposé aux puissantes conditions de
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réduction, en raison de l'atmosphère à faible teneur en hydrogène de la chambre de transfert et de la basse tem-
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pérature du feuillard.
Cette condition est easentiolle dans la présente invention. Si le feuillard était exposé à de puissantes conditions de réduction (haute teneur en hydro- ,gène et température élevée du feuillard), la surface oxydée serait réduite au moins suffisamment à un point tel qu'un revêtement quasi adhérent serait appliqué sur la surface oxydée, revêtement qu'il serait impossible d'éliminer.
Lorsque la surface oxydée atteint le bain à l'état essen- tiellement non réduit, le métal de revêtement n'adhère absolument pas ou n'adhère que superficiellement. Tout métal de revêtement qui adhère superficiellement peut être aisément éliminé par un brossage métallique ou autre; il n'existe aucune liaison réelle du revêtement au feuillard d'acier sur la face traitée oomme déorit ci-avant.
Ces buts, ainsi que les exposés relatifs à la pré- sente invention, sont davantage détaillés en se référant au dessin annexé et à la description ci-après, ce dessin ne comportant qu'une seule figure.
La figure est une représentation schématique de la technique utilisée pour oxyder une faoe du feuillard en
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liaison avec il-- 1 j f iü W g&...#.'.Ma'cion coniiuau, eim.i.ua. to à celle décrite dans le brevet 3. 010.844 de KLEIN et autres.
En se référant à la figura, il est représenté sché- matiquement une ligne de galvanisation continue, à laquelle la présente invention se rapporte. Une bobine 10 de feuil- lard d'acier à revêtir est disposée à l'entrée de la ligne.
Le feuillard 11, provenant de la bobine 10, peut traverser une série de compartiments 12, 13, 14, 15 et 16, dans lesquels le feuillard peut être exposé successivement à un alcali, un rinçage, un acide, un rinçage st un séchage respectivement. A partir du séchage 16, le feuillard 11
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passe sur un rouleau de deviation 17 et pénètre ensuite verticalement et d'une manière descendante dans un four désigné en général par 18. Ce four 18 est un four vertical pour le chauffage à flamme nue du feuillard, dans lequel une chaleur radiante à haute intensité est produite par des 'brûleurs ouverts en forme de ouvettes du type Selas, désignés en général par 19 .
Les flux d'air et de gaz combustible, provenant de sources non représentées, sont amenés par des conduits 20 et 21 au régulateur 22 déterminant le rapport gaz-air et la sortie du régulateur 22 est raccordée par un conduit 23 à l'entrée de la soupape 24. Cette soupape 24 est munie d'un mécanisme actif 25 qui peut être réglé pour établir une température désirée dans la chambre 26 du four 18 et qui fonctionne en réponse à la température du feuillard passant par la ohambr,e de chauffage du four. Pour ce der- nier but, un organe de détection de température 27, du type pyromètre à radiation ou thermooouple de proximité, est disposé dans la chambre 28 d'une manière adjacente au parcours du feuillard provenant du four 18 et est raccordé au mécanisme aotif 25 de la soupape par un conducteur 29.
Les brûleurs 19 reçoivent un mélange de gaz et d'air, soi- gneusement dosé, à partir des collecteurs 30 et 31 par la soupape 24 et le oonduit d'alimentation 32. Le régulateur
22 est réglé pour. introduire dans le conduit 23 un flux mixte d'air et de gaz combustible d'un rapport approprié, de façon que les produits de combustion gazeux des unités de chauffage ou brûleurs 19 soient non oxydants pour le feuillard.
Le feuillard 11 passe par la chambre de chauffage
26 et la chambre 28 et parvient ensuite sur un rouleau de d' déviation 33,/ou il pénètre dans la chambre 34 de l'élément de transfert adjacent fermé 35. Un rouleau 36 est situé à l'extrémité supérieure de l'élément de transfert 35 pour
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diriger le feuillard 11 vers le bas, par la buse ou glis- sière d'alimentation 37, dans le bain de métal fondu et sur un rouleau d'amarrage 38. L'extrémité de la glissière 37 se prolonge dans le bain de métal fondu 39 contenu dans la cuve 40.
Le feuillard 11 traverse ensuite, en s'élevant verticalement, une section de refroidissement représentée schématiquement et désignée par 41, passe ensuite sur un rouleau de déviation 42 et sur un autre rouleau 43 et est finalement enroulé en une bobine 44 à l'extrémité finale , de la ligne. La section de refroidissement 41 peut se com- poser d'une tour de refroidissement classique non représen- tée et des dispositifs de bobinage, sur lesquels la bobine est formée, peuvent être disposés à l'extrémité finale de la ligne.
Le four 18 permet un contrôle extrêmement précis et poussé du rapport combustible-air, de sorte qu'il est possible d'obtenir, grâce à celui-ci, un potentiel rédue- teur ou un potentiel oxydant relativement au feuillard d'acier. La combustion du gaz naturel (CH4) et de l'oxygène par exemple entraîne un apport de chaleur, y compris des produits de combustion qui consistent en monoxyde de car- bone (CO), bioxyde de oarbone (C0), eau (H2O), hydrogène (H2) et probablement en un certain excès de CH4. Si une dose suffisante d'oxygène est utilisée, une plus grande ce quantité de 002 et d'H20 et un excès d'O2 sont formée,/qui produit ainsi une atmosphère oxydante.
Si une dose moindre d'oxygène est utilisée, on obtient une plus grande quanti- té de CO et d'H2, ce qui produit ainsi une atmosphère ré- duotrioe. Dans le dispositif conforme à la présente inven- tion, le four 18 et les brûleurs 19 situés dans la chambre 26 sont contrôlés de façon à former des produits de oombus-. tion oontenant un excès de combustibles qui sont réducteurs pour le feuillard d'acier.
L'appareil décrit jusqu'ici en liaison spécifique
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avec la figure est classique. La principale caractéristi- que de l'invention eu égard à ce dispositif réside dans la position des éléments désignés en général par 45 et servant à fournir des jets d'air ou d'oxygène dirigés contre une face du feuillard chauffé à proximité du fond de la zone de combustion 26. L'extrémité de sortie 46 des éléments 45 peut 4tre montée à la place d'une ou plusieurs unités de combustion 19 en forme de cuvettes. L'air, l'oxygène ou la flamme oxydante fournie par l'élément 46 peut être diri- gée plus ou moins sur la partie centrale du feuillard 11, un recouvrement complet de ce feuillard étant obtenu par l'action de balayage des gaz oxydants déviés.
L'oxygène, qui contacte le feuillard chaud par l'intermédiaire de l'élément 46 à proximité de l'extrémité finale de la chambre 26', oxyde la surface du feuillard sur la face contaotée, mais cet oxygène est largement absorbé par les volumes relativement grands de gaz de com- bustion de réduction émanant des brûleurs 19, de sorte que l'atmosphère résultante est rendue réductrice par la combustion, avant que l'oxygène injecté puisse contacter et oxyder la face opposée du feuillard 11.
Le four 18 peut être mis en action pour produire des températures de feuillard relativement basses, c'est- à-dire aux environs de 800 à 1000 F (427 à 53800). Bien qu'il soit possible que le fonctionnement normal du four
18 tende à empêcher la formation d'oxydes, l'application d'une couche d'oxyde sur la face 11a du feuillard 11 est positivement assurée, conformément à la présente invention, en dirigeant spécifiquement un gaz oxydait, provenant de la source 45 et du conduit 46, sur cette face lla. Le gaz protecteur à faible teneur en hydrogène, fourni au point
52, est insuffisant pour réduire l'oxyde sur la face 11a.
Dès que la face lla du feuillard 11 a été oxydée jusqu'aux bords de la façon précisément décrite, ce fouil-
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lard passe par la chambre de transfert adjacente fermée 35 et par la buse ou glissière d'alimentation 37 et pêne- tre dans le métal de revêtement fondu 39 contenu dans la cuve 40. Bien que ce métal de rev4tement soit en général du ; zinc, il peut se composer également d'aluminium, de plomb ou d'autres matières de revêtement appropriées. Ce métal de revêtement est lié à la face propre du feuillard 11, mais n'est pas lié à la face 11a qui a été oxydée comme décrit précédemment.
Toutefois, il est possible, dans une certaine mesure, que la couche d'oxyde puisse être très légèrement réduite dans l'intervalle de temps depuis sa sortie du four 18 jusqu'à son entrée dans le bain 39 et qu'une certaine dose de métal de revêtement adhère super- fioiellement à cette couche d'oxyde légèrement réduite; ceci n'est cependant pas une liaison réelle du métal de revêtement à la face oxydée lla. Une adhérence de ce type du métal de revêtement à la couche oxydée peut aisément être éliminée par une simple brosse rotative ou autre, comme représenté au point 47.
Il a été mentionné ci-avant que des difficultés se présentaient auparavant au cours des opérations, pendant lesquelles il est désirable d'effectuer une liaison entre le feuillard d'aoier propre et le métal de revêtement, lorsque des parties du feuillard propre sont accidentelle- ; ment oxydées. Il a été observé que ces parties accidentel- lement oxydées empêchant une liaison correcte du métal de revêtement au feuillard. Ceci a pour conséquence l'ob- tention d'un feuillard de qualité inférieure. Par conséquente en considérant cet inconvénient dans son sens le plus lar- gel une caractéristique de la présente invention consiste à transformer ces phénomèes antérieurs, accidentels et désagréables, en un procédé contrôlé donnant des résultats désirables améliorés.
Dès que le feuillard 13 sort de la cuve de revête-
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ment 40 et que le métal de revêtement .est lié à la face llb du feuillard 11, mais non à la face lla, il peut ou non être nécessaire d'éliminer la couche d'oxyde de la face lla. Ordinairement, il est désirable d'éliminer cette couche d'oxyde et ce ci peut aisément être réalisé par de$ pratiques classiques (chimiques et mécaniques).
La présente invention consiste à appliquer une couche d'oxyde sur la face 11a s'étendant d'un bord 4 l'autre sans aucune oxydation de la face opposée, la couche d'oxyde étant intacte lorsque le feuillard pénètre dans la cuve de revêtement. Le contact direct de l'air ou de l'oxygène provenant du dispositif 45, 46 avec les bords réels de la bande 11 n'est pas nécessaire. Il suffit que le milieu oxydant soit dirigé plus ou moins sur la partie centrale du feuillard, un recouvrement complet de celui-ci étant obtenu par l'action de balayage des gaz oxydants déviés. Ceci élimine le risque possible d'une oxydation des bords de la'face opposée de la bande, c'est-à-dire la face qui doit être revêtue.
La méthode consiste à main- tenir un excès de balayage de gaz réducteurs sur la face opposée, de façon que cet excès se combine immédiatement aveo tout oxygène qui peut déborder à partir de la face 11a, afin que la couche d'oxyde soit limitée à la face lla.
Il est bien évident qu'en raison de la large appli- cation des principes de la présente invention, la façon dont le feuillard à oxyder sur une face est préparé pour le re- vêtement importe peu. Ainsi, par exemple, des gaz peuvent parfois être utilisés pour oxyder et/ou évaporer les con- taminants superficiels et réduire le feuillard en vue de le préparer à la liaison, tandis qu'à d'autres moments, des préparations chimiques peuvent être employées dans ce but. Il importe uniquement que le feuillard soit proprement nettoyé et qu'une face de celui-ci soit oxydée, plus ou moins au dernier moment, sans oxydation aucune de l'autre face.
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En ce qui concerne la couche d'oxyde prévue sur la face lla par les organes et les procédés de la présente ; invention, il doit être souligna que seule une légère couche d'oxyde est nécessitée, c'est-à-dire une couche qui peut présenter une couleur bleue à jaune paille*
On estime que ce qui précède constitue une descrip- tion complète de la présente invention. Il est évident que des modifications peuvent être apportées à celle-ci par les hommes de métier spécialisés dans cette technique, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.
De même, bien que l'invention ait été décrite en termes d'élé- mente et de procédés particuliers, celle-ci n'est pas limi- tée spécifiquement à ces procédés et éléments, sauf dans la mesure où'ils sont spécifiquement exposés dans les re- vendications annexées.
REVENDICATIONS
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1. Procédé de fabrication d'un feuillard d'acier présentant un revêtement sur une seule face, caractérisé par les stades suivants consistant à préparer une première face du feuillard pour recevoir le revêtement, à appliquer un grand volume de gaz réducteurs sur cette première face
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du feuillard, tout en appliquant eilll.1J..L.
"anétileIrt deu quan- tités relativement petites de gaz oxydants sur la seconde face du feuillard, au moment où le feuillard est à une température réactive pour l'oxydation, de façon à former une couche d'oxyde sur la seconde face, sans aucune oxyda- tion sur la première face, à amener le feuillard à la température de revêtement et à transférer le feuillard dans un bain de métal fondu dans des conditions tellea que la couche d'oxyde soit maintanue, et 4 immerger le feuillard dans le bain de métal fondu, de façon à appliquer un revê- tement sur la première face uniquement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.