BE862906A - Traitement electrothermique a courant continu de toles continues en atmosphere protectrice - Google Patents

Description

   <EMI ID=1.1> 

  
en atmosphère protectrice. 

  
 <EMI ID=2.1>  son déplacement passant par plusieurs postes de traitement entre des rouleaux ou des poulies de transport ou de guidage auxquels des tensions électriques sont appliquées.

  
L'invention est un perfectionnement apporté au brevet canadien n[deg.] 1.004.303 du 25 janvier 1977 et au brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 3.792.684 du 19 février 1974.

  
L'invention vise à améliorer les systèmes connus et, en particulier, les systèmes décrits dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique de Cook n[deg.] 2.457.870 du 4 janvier 1949 et autres. Bien que ce brevet décrive le chauffage par résistance d'un fil électroconducteur dans des postes successifs de longueurs allant en diminuant pour compenser la résistivité du fil croissant à mesure qu'il se déplace de l'entrée vers la sortie du système, à l'aide de l'énergie fournie par du courant alternatif, de graves difficultés surfissent lorsqu'on cherche à utiliser ce système pour chauffer par résistance des longueurs de matière conductrice

  
 <EMI ID=3.1> 

  
épaisseur important, lorsqu'elles sont enfermées dans des chambres métalliques contenant des gaz protecteurs utilisés pour le traitement thermique.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
courant, dans les parois du conduit en tôle délimitant les chambres qui entourent la bande en mouvement, le? qui augmente l'effi-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
d'investissement et les frais d'entretien. Le courant continu aliments au moins trois rouleaux électrifiés, les rouleaux successifs étant de polarités opposées.

  
L'utilisation de courant continu permet de placer le

  
 <EMI ID=7.1> 

  
un espace relativement restreint et que les quantités de gaz qui réagissent avec la tôle en mouvement et/ou avec les revêtements

  
 <EMI ID=8.1>   <EMI ID=9.1> 

  
très compacte et très économique pour le traitement thermique de

  
 <EMI ID=10.1> 

  
taires servant à soumettre le métal à un revenu, à une trempe ou

  
à un traitement chimique préparatoire à d'autres processus de traitement tels que refroidissement brusque, décapage ou revêtement.

  
L'invention a également pour but de procurer Un appa-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
coûteux et qui puisse être maintenu en service pendant des périodes maxima sans exiger d'arrêts onéreux lorsque surviennent des

  
 <EMI ID=13.1> 

  
la longueur de métal en mouvement au cours de son avancement vers un bain de revêtement de métal en fusion. Le gaz protecteur est

  
 <EMI ID=14.1> 

  
recevoir son revêtement, à mesure qu'il se déplace de l'entrée  vers la sortie de l'appareil. 

  
L'invention envisage le traitement thermique économique de longueurs continues de métaux ferreux préparatoire à leur

  
 <EMI ID=15.1>   <EMI ID=16.1> 

  
bles, avec ou sans recuit du notai. En variante, le traitement thermique des longueurs continues de métaux ferreux peut être .  exécuté en préparation au passage à travers des bains de refroidissement rapide du métal chauffé de manière critique, si on souhaite tremper le métal, ou à travers d'autres bains liquides par exemple des solutions décapantes et analogues.

  
D'autres buts ressortiront clairement de la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec références aux dessins annexés, dans lesquels :

  
la Fig. 1 est une vue en coupe transversale schématique de l'appareil conforme à l'invention, et comprend un schéma synoptique de l'alimentation de courant, indiquant la ligne d'avancement d'une tôle continue lorsqu'elle traverse les postes de traitement thermique, les postes de refroidissement et finalement un bain de revêtement; 

  
la Fig. 2 est une vue en coupe d'une autre forme d'exécution du bain de revêtement à l'extrémité de sortie de l'appareil,

  
 <EMI ID=17.1> 

  
'être relevé pendant des périodes'd'arrêt;

  
la Fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du rouleau chargé positivement et de la barre coopérante de nettoyage abrasive qui y est associée;

  
 <EMI ID=18.1> 

  
ligne A-A de la Fig. 3;

  
la Fig. &#65533; est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la Fig. <2>, et

  
la Fig. 6 est un graphique illustrant la relation entre la température et la résistivité d'un feuillard d'acier a basse teneur' en carbone.

  
Dans le schéma de l'installation représenté sur la Fig. 1, un transformateur triphasé 23 est représenté connecté à Tins ligne d'alimentation triphasée Ll, L2 et L3 et abaisse la tension d'alimentation à environ 100 volts dans les secondaires, la sortie du transformateur étant amenée à une batterie de re- <EMI ID=19.1> 

  
quel autre type de redresseur qui produit du courant continu relativement exempt d'ondulations et les éléments redresseurs

  
 <EMI ID=20.1>   <EMI ID=21.1> 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
Les conducteurs de sortie de courant continu du re-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
port de l'installation qui sont chargés électriquement. Comme le contre la Fig. 1, le conducteur principal négatif P- est connecté aux rouleaux 2 et 7 et le conducteur positif principal P+ est

  
 <EMI ID=24.1> 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
chambres ou conduits 13a, 13b, 13c et 13d de section relativement petite, leurs parois étant disposées à proximité immédiate de la

  
 <EMI ID=26.1> 

  
Des rouleaux de guidage supplémentaires 3, 4 et 6 alternent avec les rouleaux 2, 5 et 7 pour inverser le sens de la tôle 1 tandis qu'elle est guidée en zigzag autour du rouleau élec-

  
 <EMI ID=27.1> 

  
conduits de la chambre réductrice. De plus, les rouleaux 8 et 9&#65533;

  
 <EMI ID=28.1>  <EMI ID=29.1> 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
disposition verticale des chambres de refroidissement et réduc-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
16 de matière isolante, de préférence d'une composition céramique, afin d'éviter tout jaillissement d'étincelles entre la tôle et la

  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
de ces rouleaux, entre les rouleaux de guidage qui portent des charges de polarités opposées.

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1>  

  
 <EMI ID=39.1> 

  
de la tôle reste dans une atmosphère normale avant de pénétrer

  
 <EMI ID=40.1> 

  
peut brûler avant que la tôle pénètre dans le premier conduit isolé ou'chambre 13a. Cette chambre est remplie d'un gaz réducteur qui est introduit dans le conduit par l'entrée 15 près de

  
 <EMI ID=41.1> 

  
de la chaleur prélevée de la tôle 1 qui traverse les conduits de refroidissement. Dans certaines conditions, on permet à la tôle de s'oxyder légèrement avant son entrée dans la première chambre
13a parce que la mince couche d'oxyde forme une excellente base pour l'opération de revêtement suivante.

  
Après le premier poste de chauffage au cours de son passage dans les chambres 13a et 13b, la tôle pénètre dans le second poste après être passée sur le rouleau chargé positivement et avoir franchi le rouleau de guidage 6 en direction du rouleau chargé négativement 7. Comme indiqué plus haut, la tôle atteint sa température maximum peu avant d'entrer en contact avec le rouleau 7 et, après avoir traversé le boîtier H qui enferme ce rou- <EMI ID=42.1>  de refroidissement de la chambre réductrice d'où elle passe en dessous du rouleau 8 et sur le rouleau 9 en direction du bain de revêtement en fusion contenu dans la cuve 21 sans être exposée à l'atmosphère.

  
Pour maintenir un bon contact électrique entre la tôle en mouvement et les rouleaux conducteurs 2, 5 et 7 qui se recouvrent d'impuretés, comme de l'huile carbonisée, de l'oxyde ferrique ou de l'oxyde ferreux, etc., des barres abrasives 17 sont prévues près de ces .rouleaux et présentent une surface de nettoyage courbe épousant la surface latérale des rouleaux, des moyens étant prévus pour presser ces barres contre les faces des rouleaux électrifiés.

  
La Fig. 3 est une vue à plus grande échelle du vérin pneumatique ou hydraulique 18 qui peut être actionné périodique-

  
 <EMI ID=43.1> 

  
L'introduction des gaz réducteurs par l'entrée 15 à contre-courant de la tôle en mouvement vers l'orifice de sortie

  
 <EMI ID=44.1> 

  
L'espace étroit qui sépare les parois des chambres réductrices et de refroidissement 13 et 14 de la tôle en mouvement 1, comme le montrent clairement les Fig. 4 et 5, donne une vitesse relati-

  
 <EMI ID=45.1> 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
les fours réducteurs classiques opèrent avec une concentration

  
 <EMI ID=47.1> 

  
plusieurs avantages, par exemple la suppression de la nécessité d'utiliser un dissociateur d'ammoniac qui peut être remplacé par un générateur de gaz exothermique d'un fonctionnement plus simple

  
 <EMI ID=48.1> 

  
drogène élimine les risques d'explosion dans le cas où de l'oxygène pénétrerait accidentellement dans la chambre, parce que l'hydrogène n'est pas inflammable lorsqu'il est dilué jusqu'à une concentration de 10% à peine. Ceci élimine également la nécessité

  
de prévoir des purges prolongées pendant des opérations de mise en route et d'arrêt.

  
L'espace relativement étroit qui sépare la tôle en mouvement des parois des chambres est souhaitable en vue d'utiliser les gaz réducteurs avec un maximum d'efficacité parce que

  
 <EMI ID=49.1> 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
lorsque de larges tôles sont chauffées électriquement par résistance à l'aide de courants alternatifs, ce qui entraîne des pertes

  
 <EMI ID=53.1> 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
Lorsqu'une bande ou un feuillard en mouvement de 
76,2 CE de largeur et de 0,76 mm d'épaisseur est soumis à une intensif de courant alternatif de 333 ampères/mètre, elle at-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
Lorsqu'on, utilise du courant continu dans le même but, un courant

  
 <EMI ID=56.1> 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
l'effet d'induction précité.

  
 <EMI ID=58.1> 

  
ficulté. Au cours des expériences, on a constaté que lorsqu'un  <EMI ID=59.1> 

  
plus grande que le feuillard est plus large. Cet "effet de rive"

  
 <EMI ID=60.1> 

  
 <EMI ID=61.1> 

  
plus élevée.

  
Cela étant, l'utilisation d'énergie de courant continu assure des économies d'énergie et donne une tôle améliorée présentant, des caractéristiques uniformes sur l'ensemble de sa surface.

  
Comme le montre la Fig. 1, le premier poste de chauffage situé entre les rouleaux électrifiés 2 et 5 est beaucoup plus long que le second poste de chauffage situé entre les rouleaux électrifiés 5 et 7, en fait sa longueur est deux fois plus élevée. Ceci garantit une utilisation plus efficace de l'alimen- <EMI ID=62.1>  <EMI ID=63.1> 

  
l est bien connu que la résistivité d'un conducteur est affectée par sa température. Cette relation est représentée dans le graphique de la Fig. 6 où la résistivité d'un acier à basse teneur en carbone est portée en regard de sa température. Ce phénomène rend possible une augmentation de l'efficacité du processus exécuté par le système représenté sur la Fig. 1. Ainsi, la bande ou le feuillard en mouvement atteint le premier rouleau

  
 <EMI ID=64.1> 

  
progressivement de sorte qu'il atteint le second rouleau élec-

  
 <EMI ID=65.1> 

  
suit son chemin et atteint le dernier rouleau électrifié 7 à une

  
 <EMI ID=66.1>  <EMI ID=67.1>  <EMI ID=68.1>  <EMI ID=69.1> 

  
0,58 ohms mm /m et à l'extrémité de ce second poste elle est de

  
 <EMI ID=70.1> 

  
 <EMI ID=71.1>   <EMI ID=72.1>  ble de produire un feuillard galvanisé de 101,6 cm de largeur et de 0,76 mm d'épaisseur avec une consommation de courant de moins de 200 KW/tonne, ce qui représente une économie d'énergie significative comparée a un procédé classique.

  
 <EMI ID=73.1> 

  
13 peuvent être garnies d'une couche isolante 13d, tandis que les

  
 <EMI ID=74.1> 

  
pour améliorer l'opération de refroidissement. Cette mesure contribue à l'obtention des caractéristiques souhaitables de l'in-

  
 <EMI ID=75.1> 

  
quent économiquement possible de faire fonctionner les chambres réductrices par intermittence. Cependant, pendant un processus de galvanisation, il est nécessaire de maintenir le métal contenu dans le bain de zinc 21 dans un état fondu pendant de brèves périodes d'arrêt. Cependant, il n'est pas à conseiller de main-

  
 <EMI ID=76.1> 

  
de le réintroduire dans la chambre. Par conséquent, le rouleau final 10 est monté à rotation à l'extrémité inférieure du conduit d'évacuation C qui est à son tour articulée au moyen d'une charnière 22 à l'extrémité inférieure 19 du conduit de refroidisse-

  
 <EMI ID=77.1> 

  
rouleau de guidage vers une position inactive pendant les périodes d'arrêt, comme indiqué en traits pointillés sur la Fig. 2. En fonctionnement, l'extrémité inférieure bridée 19 est serrée contre une bride correspondante prévue sur le conduit d'évacua-

  
 <EMI ID=78.1> 

  
Le gaz réducteur introduit dans l'entrée 15 est de préférence admis à une pression légèrement supérieure à la pres-

  
 <EMI ID=79.1>  

  
 <EMI ID=80.1> 

  
Procédé pour traiter thermiquement et électrique-

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
atmosphère protectrice contenue dans une chambre destinée à con-

  
 <EMI ID=83.1> 

  
caractérisé en ce que : 
(a) on fait suivre à la bande des trajets continus en <EMI ID=84.1> 

  
mentation située à l'entrée et aboutissant à la sortie en passant par-dessus plusieurs rouleaux de guidage espacés,
(b) on applique des tensions de courant continu à au moins certains rouleaux en métal électroconducteur et ainsi à des longueurs successives de la bande pour les chauffer par résistance sans recourir à un quelconque autre chauffage extérieur à la chambre,
(c) on diminue progressivement les longueurs successives de la bande en mouvement entre son extrémité d'entrée et son extrémité de sortie pour compenser l'accroissement de sa résistivité électrique due à 1'augmentation de sa température au cours de son trajet de manière à égaliser l'effet Joule qui s'exerce dans les longueurs successives,
(d)

   on limite la quantité d'atmosphère ambiante adjacente * la bande en mouvement en confinant le déplacement de la bande travers des boîtiers métalliques de section allongée et réduite correspondant à la grande largeur et à la faible épaisseur de la bande en mouvement, en disposant les parois des boîtiers à proximité immédiate des faces opposées et des rives opposées de la bande en mouvement, de manière à maximaliser la température des boîtiers et de l'atmosphère y contenue uniquement par la chaleur rayonnante émanant de la bande de métal en mouvement, sans qu'aucun chauffage ne soit produit par des courants induits dans les parois des boîtiers et donc sans perte d'énergie électrique, et <EMI ID=85.1> 

  
 <EMI ID=86.1> 

  
la sortie, un agent gazeux qui peut s'échapper près de l'entrée, de telle sorte que le gaz circule à contre-courant de la bande de tôle en mouvement.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent gazeux qui est introduit dans les boîtiers près <EMI ID=87.1>

   <EMI ID=88.1> <EMI ID=89.1>

   en ce que la bande qui subit le traitement thermique est une tôle ferreuse qui est apprêtée en vue d'une galvanisation, suivant

   <EMI ID=90.1>

   <EMI ID=91.1>

   passer dans les divers postes de chauffage par résistance et en la laissant atteindre sa température de traitement maximum au terme de ce passage, puis en la refroidissant par le gaz réducteur entrant.

   5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la température de traitement maximum à la fin du passage dans les postes de chauffage par résistance est d'environ

   1. :jOOOC.

   <EMI ID=92.1>

   <EMI ID=93.1>

   7.- Appareil servant à traiter thermiquement une tôle

   <EMI ID=94.1>

   extrémité d'entrée et une extrémité de sortie à travers un espace non chauffé propre à être balayé par un gaz réducteur, caractérisé en ce qu'il comprend

   (a) plusieurs rouleaux de guidage métalliques servant à guider la tôle en mouvement suivant plusieurs trajets en zigzag <EMI ID=95.1>

   <EMI ID=96.1>

   connexions conductrices servant à appliquer des polarités oppo-

   <EMI ID=97.1>

   décalés le long des trajets, servant de bornes électriques pour la tôle- qui se déplace entre eux et qui peut être chauffée par le

   <EMI ID=98.1>

   (c) des rouleaux supplémentaires entre les rouleaux de guidage pour guider la tôle suivant son trajet en zigzag, chacun de ces rouleaux comportant un recouvrement isolant sur sa surface latérale pour empêcher la mise en court-circuit de la tôle entre les rouleaux de guidage formant 'bornes électriques, (d) les rouleaux de guidage adjacents à l'extrémité d'entrée sont plus largement espacés les uns des autres que les rouleaux de guidage successifs décalés, afin de compenser la tempé- <EMI ID=99.1>

   sistivité plus faible qui en résulte,

   (e) des boîtiers étanches enfermant les rouleaux de guidage au-delà du premier rouleau ainsi que les rouleaux supplémentaires, et (f) des chambres en tôle de petite section raccordant les boîtiers étanches et dont les parois sont disposées à proximité immédiate de la tôle qui est destinée à les traverser.

   <EMI ID=100.1>

   en ce que la distance séparant les rouleaux de guidage à l'extrémité d'entrée vaut environ le double de celle près de l'extrémité de sortie.

   <EMI ID=101.1>

   en ce qu'il comprend une barre mobile présentant une surface de nettoyage courbe épousant la courbure de la surface latérale de chaque rouleau de guidage et un dispositif pour amener périodiquement la barre en contact avec la surface du rouleau à nettoyer

   en vue de maintenir le rouleau de guidage dans un état propre et lisse.

   <EMI ID=102.1>

   en ce que le recouvrement isolant des rouleaux de guidage est en matière céramique.

   11.- Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des rouleaux supplémentaires, des boîtiers

   <EMI ID=103.1>

   sées au-delà du dernier rouleau de guidage formant borne électrique pour permettre le passage de la tôle en vue de son refroidis-

   <EMI ID=104.1>

   chambre afin de permettre au gaz de s'écouler à contre-courant de la tôle en mouvement.

   <EMI ID=105.1>

   sortie de la chambre finale destiné à recevoir la tôle qui en sort.

   <EMI ID=106.1>

   <EMI ID=107.1>

   <EMI ID=108.1> <EMI ID=109.1>

   en fusion, un rouleau de guidage monté à l'extrémité inférieure du conduit d'évacuation, et un dispositif pour sélectivement relever le rouleau hors du bain ou pour l'y abaisser afin d'exécuter l'opération de revêtement de la tôle qui se déplace à travers l'appareil.