BE740377A - Cladding finishing process - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  " Procédé et appareil pour le finissage de l'enrobage métallique d'un toron ferreux* 
Cette invention concerne un procédé de finissage de l'enrobage de métal fondu appliqué sur un fil d'acier servant d'âme, dans lequel le toron est retiré du bain de métal à travers une filière immergée, avec un faible jeu, à grande vitesse et dans une atmosphère non oxydante. 



   L'appareil de la présente invention comprend un sup- port pour la filière, libre de se déplacer suivant une direction quelconque dans un seul plan et pouvant être ajusté dans un plan normal au plan du mouvements 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Cette invention présente une utilité particulière dans le finissage d'un enrobage de sine fondu appliqué à un fil d'acier à haute teneur en carbone (plus de 0,45%) destiné à des conditions d'application sévères. Tandis que cette appli- cation concernera principalement cette forme de réalisation de l'invention, il doit être entendu que le procédé et l'appa- reil divulgués ici sont utiles dans le finissage d'autres enro- bages de métaux fondus sur un objet cylindriques quelconque, tel qu'un fil ou un tube. 



   A titre d'exemple, on citera le fil d'acier enrobé de zinc servant   d'âme   dans les câbles en aluminium renforcés d'acier (désignés ci-après par ACSR). Ce fil doit avoir une résistance à la traction très élevée (au minimum 112 kg/mm2) et devrait posséder un haut degré de résistance à la corrosion. 



  Dans certains cas, les torons doivent être garantis pour une durée de 30 à 50 ans. A ces fins, la pratique habituelle exige l'utilisation d'un fil d'acier à enrobage métallique; la résistance à la traction dont question ci-dessus est assurée par le matériau de départ et la résistance à la corrosion est   obte-   nue par l'enrobage métallique:
L'ASTM (Société Américaine pour l'Essai des Matériaux) spécifie pour les enrobages de la classe A repris sous la désignation   B245-63,   que le fil d'acier enrobé servant d'âme au câble en aluminium ayant un diamètre de l'ordre de   0,264   cm à   0,304   cm doit avoir un enrobage d'un poids minimum de   0,244   kg/m2 de surface de fil non enrobée.

   Suivant la pratique anté- rieure, on n'obtenait des enrobages de zinc de cet ordre de poids qu'avec des vitesses de fil relativement réduites. 



   Par exemple, on fabriquait anciennement avec succès un produit ayant les caractéristiques   nécessaires,   en   utili-   sant un lit de charbon de bois d'une épaisseur nominale de- 7,5 cm environ flottant sur la surface d'un bain d'enrobage et en retirant le toron enrobé à travers ce lit. Le lit de charbon de bois a pour effet d'essuyer l'enrobage adhérant au 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 toron mais permet de retenir sur celui-ci un enrobage suffi- sant pour répondre aux conditions exposées ci-dessus. L'expé- rience acquise dans cette opération a montré que des vitesses de fil de l'ordre de 20 à 25 m/min. sont réalisables. A des vitesses plus élevées, l'enrobage adhérant au fil entraîne du charbon de bois hors du lit et on n'obtient qu'une surface rugueuse. 



   On sait également que l'on peut employer une filière de finissage au lieu du lit de charbon de bois, pour communi- quer à l'enrobage métallique les caractéristiques superficiel- les désirables. Suivant la pratique générale,ces filières de finissage sont espacées à une courte distance au-dessus du niveau normal de la surface du bain de métal d'enrobage et servent à arrêter l'enveloppe d'oxyde formée à la surface du bain et à empêcher sont entraînement par le toron. Cette pra- tique est largement utilisée dans le cas des enrobages   d'alu-   minium de poids inférieurs et intermédiaires appliqués aux fils d'acier à basse teneur en carbone. 



   Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil pour finir l'enrobage de métal fondu adhérant à un fil d'acier devant servir   d'âme   qui donneront des poids d'enrobage élevés et de bonnes carac- téristiques superficielles et permettront de grandes vitesses opératoires. 



   Suivant la présente invention, il est fourni un pro- cédé de finissage d'un enrobage de métal fondu sur un toron ferreux dont la surface a été complètement nettoyée au préa- lable pour la rendre réceptive au métal d'enrobage; le brin bain de ' nettoyé ayant ensuite été passé dans un/métal d'enrobage fondu; ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste à extraire le toron du bain à travers une filière immergée, avec un faible jeu, et à prévoir une atmosphère non oxydante pour le toron sortant de cette filière. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   L'appareil pour finir un toron ferreux enrobé d'un métal, suivant la présente invention, est constitué par une filière présentant une ouverture pour le passage de ce toron, un support pour cette filière, comprenant un dispositif de fixation de celle-ci, une monture pour le support, permettant' à celui-ci de se déplacer suivant une direction quelconque dans un seul plan, et un dispositif pour ajuster la position de cette monture dans un plan normal au plan du mouvement du support. 



   On se reportera maintenant aux dessins annexés, où : la figure 1 est une vue de face, en élévation, de la monture pour la filière et le support de cette invention; la figure 2 est une vue de profil, en élévation, de la monture de la figure 1, montrant la relation entre celle-ci et le support de la filière, et la figure 3 est une coupe partielle, à plus grande échelle, suivant la ligne 3-3 de la figure 1, montrantles      détails de la construction du support et de la filière. 



     L'enrobage   continu par trempage à chaud d'un toron de base en acier implique un traitement préparatoire de celui- ci, pour rendre sa surface réceptive au métal d'enrobage fondu.' Ceci veut dire que la surface du toron doit être sufisamment nettoyée, de manière qu'un mouillage extrêmement rapide et complet par le métal d'enrobage fondu se produise sur immer- sion dans le bain d'enrobage. 



   Divers procédures de préparation sont bien connues dans ce domaine . Une procédure industriellement très répandue prépare la surface par un traitement thermique du toron dans      une atmosphère oxydante   où   se forme sur celui-ci un enrobage d'oxyde contrôlé qui est ensuite éliminé dans une atmosphère- réductrice. Ces procédures sont décrites en détail dans les brevets Sendaimir n  2.110.893, 2.136.957 et 2.197.662. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   De telles procédures sont extrêmement avantageuses pour la plupart des opérations d'enrobage par métaux. Toute-   fais,   elles exigent des températures relativement élevées,   '-'au'cours'du'traitement   thermique de réduction en particulier, et ces températures ont un effet nuisible sur les propriétés mécaniques originelles du toron de base. Ces procédures sont donc quelque peu moins désirables pour le présent procédé où il est nécessaire de retenir les propriétés que le toron possède au départ. 



   D'autres processus de préparation et spécifiquement celui qui est le mieux approprié à la présente invention im- pliquent l'emploi de sels complexes comme fondant. Spécifique- ment, on fait passer le toron dans un bain de nettoyage   acide,   on le rince pour enlever la plus grande partie de l'acide du toron, puis on le fait passer dans un bain de fondant, tel qu'un bain de chlorure de zinc et d'ammonium. Lorsqu'il sort      du bain de fondant, le toron est chauffé pour sécher le fondant!      qu'il a entraîné, puis on le fait passer dans le bain   d'enro- :   bage de métal fondu. 



   Les phases préparatoires généralement décrites ci- dessus ne font pas parties comme telles de cette invention, mais on comprendra qu'une préparation de surface appropriée est nécessaire pour la mise en pratique de cette invention, 
On supposera, en vue de la description qui suit, que la sur- face du toron a été adéquatement préparée par une procédure quelconque conforme à ce qui a été exposé ci-dessus. 



   Passant maintenant à la figure 3, on voit que le bain d'enrobage de métal fondu est désigné par   10   et le toron fer- reux de base, par 12. On se rend compte que le toron 12 est      extrait du bain suivant un parcours vertical. Il est géné rale- ment reconnu que dans l'enrobage d'un toron cylindrique, le trajet vertical de sortie du bain est désirable, du fait que les forces naturelles de gravité et d'inertie n'ont pas ten- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
Suivant la forme préférée de cette invention, la monture décrite ci-dessus a une largeur lui permettant de rece- voir plusieurs supports. La figure 1 montre un de ces supports en place.

   Quand plusieurs supports sont prévus, on se rend compte que la   largeur   de la fente doit être suffisante pour permettre un mouvement relatif entre les supports engagés par glissement dans celle-ci. 



   Des pinces de serrage 40 et des goussets 42 sont      fixés à l'élément horizontal 34 à partir duquel ils s'étendent vers le haut. Ces pinces de serrage peuvent être fixées, dé manière à pouvoir les desserrer, au moyen de boulons 44 à une charpente appropriée quelconque voisine du pot d'enrobage. 



   Dans les dessins;1 cette charpente est généralement indiquée par 46. 



   Deux paires d'oreilles taraudées 48 sont également fixées à la charpente 46. Ces oreilles sont destinées à rece- voir les vis de réglage 50 dont l'extrémité inférieure est fixée   relativement   à l'élément horizontal 34 par les boulons de protection 42. 



   On croit que le fonctionnement de la monture ressort clairement de la description qui précède. Quand on desserre les boulons 44, les vis de réglage peuvent être actionnées par un dispositif approprié quelconque afin de relever ou d'abaisser les éléments horizontaux 34 et   38  et naturellement la fente délimitée entre les deux) et faire varier la position   vertica-   le du support par rapport au bain de métal d'enrobage. Une fois que la position désiréc   a   été réglée, la monture est verrouil- lée en place au moyen des boulons 44. 



   Ainsi qu'on le   volt   à la   figura   3, le réglage verti- cal préféré de la monture est tel qu'au moins une partie da l'extrémité Inférieure du support 20 et de la filière 14 soit immergée dans   .le   bain de métal d'enrobage. L'étendue d'immer- 
 EMI6.1 
 -.2 -- --Jt.1l¯.lt""",- ¯.-..Ao.....- "I8¯¯.."s¯-- ..s..., w n i t -- sr¯ ¯. ¯sa .¯ ..,. -- ...SI Di 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 portance exacte de l'immersion   n'est   pas critique; il est très important   que la   filière soit toujours maintenu immergée, afin d'empêcher l'enrobage   d'oxyde   qui se forme à la surface du bain   d'arriver à   la face d'entrée de la filière. 



   On croit que ce qui précède constitue en exposé complet de cette invention. Quoiqu'on ait décrit celle-ci à propos d'une force d'exécution   donnée   à titre d'exemple, il doit être entendu   qu'on   ne peut en déduire aucune limitation, sauf ce qui est exposé spécifiquement dans les revendications qui suivent.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S 1,, Procédé de finissage d'un enrobage de métalfondu sur un toron ferreux dont la surface a été au préalable complè- tement nettoyée pour la rendre réceptive au métal d'enrobage et dans lequel le toron nettoyé a été passé dans un bain de métal d'enrobage fondu, caractérisé en ce qu'il consiste à retirer ce toron du bain à travers une filière immergée ne i présentant qu'un faible jeu et à prévoir une atmosphère non oxydante pour le toron sortant de celle-ci.

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le métal d'enrobage est le zinc.

   3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que la filière est immergée dans le bain sur une distance allant de 3,2 à 6,4 mm 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le nettoyage complet de la surface du toron est réalisé en le faisant passer dans un bain de nettoyage acide. en le rinçant, puis en le faisant passer dans un bain de òn- dant et en le chauffant finalement pour sécher le fondant adhé- rant à celui-ci, d'une manière connue.

   5. Appareil pour finir un enrobage de métal fondu sur un toron ferreux, caractérisé par une filière présentant <Desc/Clms Page number 8> dance à détruire la concentricité entre le toron et l'enrobage métallique.

   Comme le montre la figure 3, le toron 12 est extrait du bain d'enrobage 10 par une filière désignée généralement par 14 et ne présentant qu'un faible jeu. La filière 14 devrait être en un matériau réfractaire n'étant pas mouillé facilement par le zinc fondu. Comme indiqué en général ci-dessus, l'ou- verture 16 de la filière 14 ne présente qu'un jeu plutôt réduit autour du fil en cours d'enrobage. Il a été déterminé que le jeu du passage 16 par rapport au fil 12 ne devrait pas dépas- ser 50% du diamètre du toron de base. En pratique, on a consta- té qu'un jeu approximatif de 0,76 à 0,89 mm pour un diamètre de 3,35 mm convenait pour la production d'enrobages dé la classe A. (24% environ du diamètre du fil de base).

   On observera aussi que l'arête d'entrée 18 de l'ouver- ture 16 est une arête vive. Telle qu'utilisée dans cette spé- cification, l'expression " arête d'entrée vive" implique deux éléments importants. Tout d'abord, l'angle formé entre la paroi du passage 16 et la face d'entrée de la filière ne doit pas dépasser 90 . Ceci veut dire que si cet angle dépassait aurait 90 , l'entrée/en effet la forme d'une cloche qui permettrait l'accumulation d'écume,.de laitier, etc...à l'entrée de l'alé- sage. En second lieu, l'expression "arête d'entrée vive" exige qu'il n'y ait essentiellement aucun arrondi à l'ar&te 18. Cette arête d'entrée vive est nécessaire pour éplucher l'oxyde qui pourrait autrement être emporté du bain par le toron en mouve- ment.

   En se reportant également à lafigure 3, on voit que la filière 14 est fixée dans un suralésage 22 du support, dési- gné gêné ralement par 20. La filière est fixée solidement au support au moyen de la vis de pression 24. <Desc/Clms Page number 9>

   La partie supérieure du support 20 est munie de l'ou- verture du passage 26 formant, près de la face de sortie de la filière 14, une chambre dans laquelle on maintient une atmosphère non oxydante, nette atmopshère est introduite dans la chambre par le tuyau 28 et la chambre 30 dans la paroi du support 20. Dans une opération commerciale appliquant cette invention, du gaz naturel peut être amené par le tuyau 28 et le passage 30 et enflammé à l'extrémité ouverte de l'ouverture 26. La pression du gaz est suffisamment basse pour qu'il n'exerce sur l'enrobage métallique aucun effet notable autre que l'apport d'une atmosphère non oxydante.

   On verra également que le support 20 est muni d'un élément allongé 32 s'avançant à partir de celui-ci dans un plan normal au trajet du fil.

   La monture destinée à recevoir le support décrit ci-dessus est illustrée aux figures 1 et 2 et est en général agencée pour permettre le mouvement du support suivant une direction quelconque, dans un plan normal au trajet du fil.

   La monture est aussi disposée pour permettre un mouvement ré- glable du support dans un plan parallèle au déplacement du fil, afin de contrôler la relation entre le niveau du métal fondu dans le bain et la position de la filière.

   Comme le montrent les figures 1 et 2, la monture comprend un élément horizontal 34 portant, sur sa face inférieure, plusieurs blocs d'écartement 36. Ces blocs ont essentiellement la même épaisseur que l'élément allongé 32 du support 20. Des éléments horizontaux 38 sont fixés au bord infé- rieur des blocs d'écartement 36. On voit que les éléments horizontaux 34 et 38 délimitent entre eux une fente horizontale qui, comme le montre la figure 3, reçoit par glissement l'élément allongé 32 du support. On voit, en examinant ces figures, que cette disposition permet un mouvement universel du support dans un plan normal au trajet du fil et empêche le support de se déplacer parallèlement à ce trajet. <Desc/Clms Page number 10>

   .filière., comprenant un moyen pour la fixer dans celui-ci, une monture pour le support, lui permettant de se déplacer suivant une direction quelconque dans un seul plan, et un dispositif pour ajuster la position de cette monture dans il..'1 plan normal au plan du mouvement du support.

   6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif pour ajuster la position de la monture maintient au moins une partie de la filière immergée dans le bain.

   7. Appareil suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le support comprend un élément allongé s'avançant à partir de celui-ci dans le plan de son mouvement et en ce que la monture présente une fente prévue pour recevoir cet élément par glissement.

   8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la largeur de la fente lui permet de recevoir les éléments allongés de plusieurs supports.

   9. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de la filière présente une arête d'entrée vive.

   10. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support comprend une partie formant une chambre adjacente à la face de sortie de la filière, et en ce que des moyens sont prévus pour maintenir dans cette chambre une atmos- phère non oxydante.

   11. Appareil suivant la revendication 10, caracté- risé en ce que les moyens prévus pour maintenir une atmosphère ' non oxydante dans la chambre comprennent, dans la partie du support communiquant avec celle-ci, un passage dirigé vers la. région de 1?ouverture de la filière 12. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le jeu entre l'ouverture de la filière et le toron ferreux ne dépasse pas 50% du diamètre de celui-ci. <Desc/Clms Page number 11>

   13. Appareil suivait la revendication 1, caractérisé par un moyen pour nettoyer la surface du toron, afin de rendre celle-ci réceptive au métal d'enrobage, un bain de métal d'en- robage fondu, et un moyen cour déplacer ce toron dans ce dispo- sitif de nettoyage et ce bain qui sont connus comme tels.