CA2172134A1

CA2172134A1 - Method for dimensioning an electroplating enclosure with a magnetic wiping device for electroplated metallurgical products

Info

Publication number: CA2172134A1
Application number: CA002172134A
Authority: CA
Inventors: Jose Delot; Gerald Sanchez
Original assignee: Individual
Current assignee: GALVACOR Inc
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-01

Abstract

A method for dimensioning an electroplating enclosure with a device for magnetically wiping electroplated metallurgical products, particularly applicable to a continuous electroplating method. The method uses a wiping device which is preferably an inductive element arranged about an outlet channel of the enclosure in order to generate a transversal alternating sliding electromagnetic field at the surface of said products. Said method is characterised in that it comprises, mainly on the basis of the transversal dimensions and axial length of said enclosure, the cross section and velocity of the products, the dynamic viscosity and pressure of the coating fluid within the enclosure, the transversal dimensions of said outlet channel, the displacement speed and magnitude of the electromagnetic field in said liquid, and a parameter representative of the roughness, if any, of said metallurgical products, calculating or controlling the conditions in which the Couette lengths respectively associated with the flow of the coating fluid within the enclosure and in its outlet channel, are maintained below the critical values beyond which said flows become markedly turbulent.

Description

217213~
wos6lo2684 PCTA~94/00907 PROCEDE DE DIMENSIO~N~M~T D'UNE ENCEINTE DE GALVANISATION
POUKV U~ D'UN DISPOSITIF D'ESSUYAGE MAGNETIQUE DE PRODUITS
METALLURGIQUES GALVANISES

La présente invention concerne un procédé de ~ i m~ .sionnement d~une enceinte de galvanisation pourvue d'un dispositif d'essuyage magnétique de produits métallurgiques galvanisés, not~mm~nt utilisable dans le cadre d'un procéd~ de galvanisation en continu.
On sait, par les résultats classiques de l'hydrodynamique, que les forces d'inertie (pesanteur principalement) et les forces de frottement (viscosité, influence de la nature de la paroi) gouvernent totalement l'évolution de l'ecoulement d'un liquide de revêtement au voisinage de la surface d'un produit métallurgique à
recouvrir.
Or, dans des conditions de réactivité données que l'on négligera par la suite pour ce qui concerne l'objet de l'invention, l'évolution de l'~coulement dans la zone proche dudit produit conditionne grandement l'epaisseur finalement deposee sur ce dernier.
A cet egard, 1'etablissement d'un ecoulement l~mi~ire paraît a priori souhaitable en ce sens qu'il permet, dans l'approximation usuelle de la couche limite, de relier par des lois simples et connues les grandeurs physi~ues caracteristiques de l'ecoulement, à savoir le profil des vitesses par rapport a la surface du produit métallurgique, lui-même entraîne a une vitesse constante, la viscosite dynamique du liquide de recou~...Ent, sa densite et la tension superficielle entre ledit produit métallurgique et ledit liquide (parametres de mouillabilite). L'epaisseur deposee est alors conditionnée par celle du film liquide qui est drainé par le produit métallurgique lorsqu'on le tire hors du bain liquide, une approximation utilisable étant, dans ce cas, celle établie par Landau et Levitch dans un article referencé Acta Physicochimica URSS Vol 17, n1-2, 1942 : "Dragging of a liquid by a moving plate~l.
Or, dans ce cas lAminAire ideal, l'épaisseur obtenue 21 7213~
W096/02684 - 2 - PCTA~4/00907 est souvent trop importante pour les applications de galvanisation souhaitées ; c'est pourquoi on a imaginé
diverses formes d'essuyage, c'est-a-dire de réduction de l'épaisseur déposée et, principalement, on a proposé des techniques d~essuyage pneumatique (action de lames d'air formant une contre-pression sur la surface libre du produit métallurgique émergeant du bain liquide), des techniques d'essuyage mécanique (action de rouleaux venant "lécher" le produit métallurgique au moyen de tampons en amiante) et, enfin, des techniques d'essuyage magnétique, la présente invention relevant de cette derniere catégorie.
Il existe à ce jour un nombre très important de dispositifs antérieurs d'essuyage magnétique. Cette dernière technique préconise d'utiliser la force de Lorenz qui peut être développée dans le liquide de reco~v~ ent par un champ magnétique, statique ou alternatif, fixe ou glissant, du fait de la présence des courants électriques induits dans ledit liquide (évidemment conducteur lorsqu'il s'agit de zinc, de cuivre ou d~aluminium) par le déplacement relatif dudit liquide et dudit champ. Dans tous les cas qui seront discutés par la suite, la force de Lorenz est censée s'opposer aux forces d'inertie et de viscosité agissant sur l'écoulement, pour autant bien s~r qu'elle soit suffisamment intense pour modifier le profil des vitesses a proximité de la surface du produit metallurgique. On comprend donc qu'il soit a priori possible d'agir par un champ magnétique sur l'épaisseur de la couche limite, que ce soit d'ailleurs :
- dans le bain liquide de recouv.~ t, avant la sortie du produit métallurgique, l'action du champ venant contr~hAlAncer directement les forces d'inertie, en se soustrayant principalement a la pesanteur, - hors du bain, l'action du champ se faisant sentir uniquement sur le film liquide entraîné, - ou encore par combinaison de ces deux effets.
A cet égard, les techniques connues sous les noms respectifs des sociétés les ayant développées, à savoir W096/02684 ~ PCT~94/00907 ~ 3 ~ x~

ASEA, ARBED, AUSTRALIAN WIRE et LYSAGHT, montrent des exemples de r~alisation couvrant à peu près l'ensemble des techniques mises en oeuvre à ce jour. Par exemple, dans le brevet FR-2 412 109 au nom de AUST~TTA~ WIRE IND
PROPRIETARY, il est préconisé d'employer un champ électromagnétique monophasé fixe, c'est-à-dire non glissant, dont on fait varier soit l'intensité soit la fréquence pour régler l'épaisseur déposée. Dans le brevet FR-2 410 247 au nom de JOHN LYSAGHT AUSTRALIA LIMITED, un dispositif analogue est montré mais les géométries sont différentes de celles utilisées dans le brevet précédent avec, en outre, des fréquences de pulsation du champ magnétique préférentiellement établies autour de 30 kHz.
Dans la technique antérieure ARBED, décrite dans le brevet BE-882 069, il est envisagé entre autre d'utiliser un champ électromagnétique glissant agissant sur 1'excédent de métal liquide entraîné par une tole sortant d'un bain de galvanisation. Enfin, dans le brevet DE-2 023 900 (au nom de ASEA), l'ensemble de possibilités d'essuyage hors du bain de galvanisation est montré (champ alternatif fixe longitl~in~l, transversal ou champ glissant).
Or, les inventeurs se sont aperçus que cette action du champ magnétique n'est sensible, et donc efficacement contrôlable, que dans la mesure où les phénomenes purement hydrodynamiques ne viennent pas masquer les effets d~origine magnétique recherchés. Il est facile de voir que ce point n'est jamais abordé dans aucune des techniques d'essuyage magnétique antérieures et qu'il semble bien, par conséquent, que le probleme posé en l'espece soit tout à fait nouveau.
En particulier, dans tous les brevets antérieurs relatifs à l'essuyage magnétique, les produits métallurgiques a recouvrir traversent verticalement un bain de galvanisation dont la surface libre est horizontale ; il n'existe donc, dans ce cas, aucune possibilité pour le liquide de recouvle...cnt de fuir hors de l'enceinte de galvanisation. Cependant, les contraintes nouvelles de l'industrie du traitement des surfaces W096/02684 21 7 213 ~ PCT~4/00907 conduisent ~ rechercher des solutions d'essuyage magnétique pour une installation de galvanisation en continu telle que d~crite dans le brevet FR-2 647 814 au nom de FRANCE GALVA LORRAINE, qui est disposée à
l'horizontale ; d'autres réalisations du même genre sont également connues, notAmm~nt par les brevets GB-A-777 213 et US-A-2 834 692. On rappelle que, dans ce type d'installations, l'enceinte de galvanisation présente des orifices d'entrée et de sortie alignés sur le défilement des produits à traiter, le niveau supérieur du bain liquide de reco~v,~--.e~lt étant situé au-dessus desdits orifices ; de ce fait, il est nécessaire de prévoir des dispositifs d'étanchéité chargés de compenser la pression hydrostatique qui tend, sinon, à faire s~écouler ledit liquide au dehors de l'enceinte. A cet égard, on peut penser qu'une induction maynétique continue ou alternstive, d'un type g~néralement employé pour l~essuyage magnétique, peut, par un m~c~ni~me physique identique, contribuer à retenir au moins partiellement le liquide dans l'enceinte.
Or, dans la mesure où un champ alternatif fixe ne développe, par principe, aucune force de nature rotationnelle dans le liquide de recouv.e,..cnt (a l~inverse d~un champ glissant), une force de Lorenz suffis~m~^nt intense pour compenser les forces d'inerties du bain de galvanisation ne peut être générée, avec ce type de champ, que pour une fréquence très élevée et/ou un champ magnétique intense ; ce qui conduit, dans le premier cas, à une épaisseur de peau (profondeur de pénétration du champ dans le liquide conducteur) trop faible pour espérer retenir ledit liquide de reco~v~ nt au voisinage du produit métallurgique et, dans le second cas, à un sur~im~nsionnement co~teux de 1'installation. Par conséquent, l'utilisation d'un dispositif d'essuyage magnétique à champ alternatif fixe comme moyen d'étanchéité d'une enceinte de galvanisation horizontale est quasiment exclue.
D'un autre côté, on s'est aperçu que les seuls W096/02684 ~ ~ ? . . ~ PCT~4/00907 produits métallurgiques pouvant être traités avec les installations d'essuyage magnétique antérieurs sont systématiquement lisses. Or, dans la pratique, les inventeurs ont remis en évidence le rôle substantiel joué
par la rugosité de la surface des produits traités, notAmmsnt dans le cas d'une non-validité de l'approximation généralement implicitement admise de la 1 ~mi n~rite de l~écoulement du liquide de recouv~ .e~lt au voisinage de ladite surface. A cet égard, dans l'hypothèse où des phPn~m~neS de turbulence hydrodynamique apparaissent, on sait que la rugosité des produits traités intervient d~autant plus que le liquide de recouv~ Lt se situe dans un espace confiné - ce qui est toujours le cas au milieu de l'entrefer ou de l'enroulement d'un système électromagnétique créant l'induction nécessaire au développement d'une force de Lorenz notable dans ledit liquide -.
On a enfin observé, en rapport avec la remarque qui pr~cède, que les ~im~n~ions transversales et la longueur de l'enceinte de confinement du bain de galvanisation n'etaient pas sans importance du point de vue hydrodynamique. De même, la zone de transition entre le fourreau et le dispositif d~etanchéité et/ou le dispositif d~essuyage magnétique, ainsi que les ~im~n~ions 2S transversales et la longueur du canal de sortie autour duquel on crée une induction magnétique chargée de l'étanchéité et/ou de l'essuyage magnétique, jouent un role en fait prP~in~nt sur la qualité et l'épaisseur de la couche déposée ; cert~i nes des conditions obtenues sont mêmes contradictoires avec les tPn~nces antérieurement mises en oeuvre dans le cas de la galvanisation de produits lisses.
A partir de ces différents constats, la présente invention vise donc :
- à mettre en évidence le probleme nouveau de la réalisation d'un dispositif combiné d'étanchéité et d'essuyage magnétique horizontal, lié a des choix technologiques récents, x W096/02684 ~ PCT~4/00907 217213~
wos6lo2684 PCTA~94/00907 METHOD FOR DIMENSIO ~ N ~ M ~ T OF A GALVANIZING ENCLOSURE
POUKV U~ OF A MAGNETIC WIPING DEVICE FOR PRODUCTS
METALLURGICAL GALVANIZED

The present invention relates to a method of ~ im ~ .sionnement ~ a galvanizing enclosure provided of a magnetic product wiping device galvanized metallurgical, not ~ mm ~ nt usable in the part of a continuous galvanizing process.
We know from the classical results of hydrodynamics, that the forces of inertia (gravity mainly) and frictional forces (viscosity, influence of the nature of the wall) totally govern the evolution of the flow of a coating liquid vicinity of the surface of a metallurgical product at cover.
However, under given conditions of reactivity that will be neglected in what concerns the object of the invention, the evolution of the flow in the area close to said product greatly conditions the thickness finally deposited on the latter.
In this respect, the establishment of a flow l~mi~ire seems a priori desirable in the sense that it allows, in the usual approximation of the boundary layer, to connect by simple and known laws the quantities physical characteristics of the flow, namely the velocity profile with respect to the surface of the product metallurgical, itself drives at a constant speed, the dynamic viscosity of the recovery liquid ~...Ent, its density and surface tension between said product metallurgical and said liquid (parameters of wettability). The deposited thickness is then conditioned by that of the liquid film which is drained by the product metallurgical when pulled out of the liquid bath, a usable approximation being, in this case, that established by Landau and Levitch in an article referenced Acta Physicochimica URSS Vol 17, n1-2, 1942: "Dragging of a liquid by a moving plate~l.
However, in this case the ideal AminAire, the thickness obtained 21 7213~
W096/02684 - 2 - PCTA~4/00907 is often too large for applications of desired galvanization; that's why we imagined various forms of wiping, i.e. reduction of the thickness deposited and, mainly, it has been proposed pneumatic wiping techniques (action of air blades forming a back pressure on the free surface of the metallurgical product emerging from the liquid bath), mechanical wiping techniques (action of rollers coming "lick" the metallurgical product using rubber pads asbestos) and, finally, magnetic wiping techniques, the present invention falling within the latter category.
To date, there are a very large number of prior magnetic wiping devices. This last technique recommends using the Lorenz force which can be developed in the recovery liquid by a magnetic field, static or alternating, fixed or slippery, due to the presence of electric currents induced in said liquid (obviously conductive in the case of zinc, copper or aluminum) by the relative displacement of said liquid and said field. In all cases that will be discussed later, the strength of Lorenz is supposed to oppose the forces of inertia and viscosity acting on the flow, provided of course that it is intense enough to modify the profile velocities close to the surface of the product metallurgical. We therefore understand that it is a priori possible to act by a magnetic field on the thickness of the boundary layer, whether it be:
- in the liquid coating bath, before the output of the metallurgical product, the action of the field coming Directly counteract the forces of inertia, by subtracting mainly from gravity, - out of the bath, the action of the field being felt only on the entrained liquid film, - or by a combination of these two effects.
In this regard, the techniques known as respective of the companies that developed them, namely W096/02684~PCT~94/00907 ~3~x~

ASEA, ARBED, AUSTRALIAN WIRE and LYSAGHT, show examples of r ~ realization covering almost all the techniques used to date. For example, in the patent FR-2 412 109 in the name of AUST~TTA~ WIRE IND
PROPRIETARY, it is recommended to use a field fixed single-phase electromagnetic, i.e. no slippery, of which one varies either the intensity or the frequency to adjust the deposited thickness. In the patent FR-2 410 247 in the name of JOHN LYSAGHT AUSTRALIA LIMITED, a analogous device is shown but the geometries are different from those used in the previous patent with, in addition, pulsation frequencies of the field magnetic preferably established around 30 kHz.
In the prior art ARBED, described in patent BE-882 069, it is envisaged among other things to use a sliding electromagnetic field acting on the excess of liquid metal entrained by a sheet coming out of a bath of galvanization. Finally, in patent DE-2 023 900 (at name of ASEA), the set of possibilities for wiping out of the galvanizing bath is shown (fixed alternating field longitl ~ in ~ l, transverse or sliding field).
However, the inventors have noticed that this action of the magnetic field is sensitive, and therefore effectively controllable, only insofar as phenomena purely hydrodynamics do not hide the effects of magnetic origin sought. It is easy to see that this point is never addressed in any of the techniques magnetic wipers and that it seems fine, therefore, that the problem posed in this case is all completely new.
In particular, in all prior patents relating to magnetic wiping, products metallurgical to be covered cross vertically a galvanizing bath whose free surface is horizontal; there is therefore, in this case, no possibility for the covering liquid to leak out of the galvanizing enclosure. However, the constraints surface treatment industry news W096/02684 21 7 213 ~ PCT~4/00907 drive ~ search for wiping solutions magnetic for a galvanizing installation in continuous as d ~ written in patent FR-2 647 814 in name of FRANCE GALVA LORRAINE, which is willing to the horizontal; other works of the same kind are also known, notAmm ~ nt by patents GB-A-777 213 and US-A-2 834 692. It is recalled that, in this type of installations, the galvanizing enclosure has inlet and outlet ports aligned with the scroll of the products to be treated, the upper level of the bath recovery liquid ~ v, ~--.e ~ lt being located above said orifices; therefore, it is necessary to provide sealing devices responsible for compensating the pressure hydrostatic which tends, otherwise, to make s ~ flow said liquid outside the enclosure. In this regard, one can to think that a maynetic induction continues or alternative, of a type generally employed for magnetic wiping, can, by a physical m~c~ni~me identical, contribute to retain at least partially the liquid in the enclosure.
However, insofar as a fixed alternating field does not develops, in principle, no force of nature rotational in the liquid of recouv.e,..cnt (al ~ inverse of a sliding field), a Lorenz force suffices intense to compensate for the inertial forces of the bath of galvanization cannot be generated, with this type of field, only for a very high frequency and/or a field strong magnetic; which leads, in the first case, to a skin thickness (depth of penetration of the field in the conductive liquid) too weak to expect retain said recovery liquid ~ v ~ nt in the vicinity of the metallurgical product and, in the second case, to a on ~ im ~ nsionnement co ~ teux 1'installation. By therefore, the use of a wiping device fixed alternating field magnetic as medium sealing of a horizontal galvanizing chamber is almost excluded.
On the other hand, we realized that the only W096/02684 ~ ~ ? . . ~ PCT~4/00907 metallurgical products that can be treated with prior magnetic wiper installations are systematically smooth. However, in practice, the inventors have highlighted the substantial role played by the roughness of the surface of the treated products, notAmmsnt in case of invalidity of the generally implicitly accepted approximation of the 1 ~ mi n ~ rite of the flow of liquid recovery ~ .e ~ lt au vicinity of said surface. In this regard, assuming where phPn~m~neS of hydrodynamic turbulence appear, we know that the roughness of the treated products intervenes d ~ all the more that the recovered liquid ~ Lt locates in a confined space - which is always the case in the middle of the air gap or winding of a system electromagnetic creating the induction necessary for the development of a notable Lorenz force in said liquid -.
Finally, we observed, in relation to the remark that pr ~ yields, that the ~ im ~ n ~ transverse ions and the length of the containment enclosure of the galvanizing bath were not unimportant from the point of view hydrodynamic. Similarly, the transition zone between the sheath and the sealing device and/or the device d ~ magnetic wiping, as well as the ~ im ~ n ~ ions 2S transverse and the length of the exit channel around which creates a magnetic induction charged with sealing and/or magnetic wiping, play a role in fact prP ~ in ~ nt on the quality and thickness of the deposited layer; some of the conditions obtained are same contradictions with the tPn ~ nces previously implemented in the case of the galvanization of smooth products.
Based on these various findings, this invention therefore aims:
- to highlight the new problem of production of a combined device for sealing and horizontal magnetic wiping, linked to choices recent technologies, x W096/02684 ~ PCT~4/00907

2~72134 - 6 -- à proposer diverses solutions pratiques sur le ~imen~ionn~m~nt correct dudit dispositif d'essuyage magnétique, en fonction not~m~?~t de la géométrie des produits traités, ces solutions étant d'ailleurs également applicables aux installations de galvanisation verticales, - à permettre la prévision de l'épaisseur déposée sur des produits substantiellement rugueux (par exemple des fers à béton), ce qui s'avèrait impossible jusqu'à
présent.
1~ A cet effet, la présente invention concerne tout d'abord un procédé de ~ ionn~-nt d'une enceinte de galvanisation pourvue d'au moins un dispositif d'étanchéité et/ou d'essuyage du côté d'où ressortent les produits métallurgiques ayant traversé un bain liquide de recouv r ~.ent contenu dans ladite enceinte, ledit dispositif étant préférentiellement un élément inducteur agencé a cet effet autour d'un canal de sortie de l'enceinte pour produire un champ électromagnétique transverse, alternatif et glissant, au niveau de la surface desdits produits, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer ou ~ vérifier, à partir principalement : des ~imen~ions transversales de ladite enceinte, de sa longueur axiale, de la section transversale desdits produits, de leur vitesse, de la viscosité dynamique dudit liquide de re~ouv~ .cnt, de sa préssion dans l'enceinte, des dimensions transversales du canal de sortie de l'enceinte, de la vitesse de déplacement du champ électromagnétique glissant et de son intensité dans ledit liquide, et enfin d'un paramètre représentatif de la rugosité éventuelle des produits métallurgiques, les conditions pour lesquelles les longueurs de Couette associées respectivement a l'écoulement du liquide de recouv~ Ent dans l'enceinte et dans son canal de sortie restent inférieures aux valeurs critiques au-del~
desquelles lesdits écoulements deviennent nettement turbulents.
On rappelle qu'un écoulement de Couette est celui qui caract~rise un fluide incompressible et visqueux, 217213~ ;`
W096/02684 ~ PCT~R94/00907 conducteur ou non, situé entre deux plaques parallèles supposées infinies dont l'une est mise en mouvement parallèlement à elle-même ; l'objet du calcul hydrodynamique de Couette est d'établir les paramètres régissant le profil des vitesses de l'écoulement entre les deux plaques, des complications pouvant intervenir en fonction de la rugosité des surfaces en contact avec le fluide ; on parle d'un écoulement en cisaillement.
Les principes de similitude utilises en mécanique des fluides classique, pour résoudre de manière ~im~n~ ionnelle des problèmes d'écoulement complexe, montrent que le modèle de Couette est applicable au problème de 1'écoulement axisymétrique d'un liquide mis en mo~ve..._.lt dans un espace annulaire dont le noyau se d~eplace à une vitesse supposée constante. Par conséquent, ce modèle est applicable :
- d'une part, au calcul du profil des vitesses de l'écoulement du liquide de recouv~..e.~t qui est situé
entre les parois longitll~i n~ 1 es de l'enceinte de galvanisation cylindrique et le produit métallurgi~ue circulant axialement au travers de cette dernière et, - d'autre part, au calcul du profil des vitesses de l'écoulement du liquide de recouvrement qui est situé
entre les parois du canal de sortie de l'enceinte et ledit produit.
Selon l'invention, on s'est aperçu que ces deux ecoulements (bien sûr continus) conditionnent fortement l'epaisseur de la couche limite, l~mi nA i re OU turbulente, qu'il convient de prendre en compte pour calculer l'épaisseur du film liquide entraîne par le produit métallurgique lorsqu'il emerge, à la verticale ou à
l'horizontale, hors de la surface libre du bain liquide contenu dans l'enceinte de galvanisation.
D'une manière générale, l'épaisseur de la couche limite l~mi n~ i re ou turbulente de l'écoulement à l'entrée du canal de sortie de l'enceinte de galvanisation doit être maintenue en dessous d'une valeur limite au delà de laquelle il n'est plus possible de contrôler son W096/02684 PCT~R94/00907 ~

augmentation. Cet effet résulte directement de ce que, confor~-Ant aux résultats établis par la théorie de la magnétohydrodynamique, les champs magnétiques s'amortissent beaucoup plus vite que la vorticité dans les liquides conducteurs ; comme la vorticité, ~nomm~e également vecteur tourbillon, est directement représentative de la turbulence de l'écoulement, on comprend qu'il faille limiter son influence au niveau des zones du liquide de recouv-el-lent où l'on désire faire agir la ou les forces magnétiques de Lorenz. Ainsi, dans le cas favorable où les longueurs de Couette de l'écoulement dans l'enceinte et son canal de sortie sont connues et maitrisées, le ~;m~n~ionnement du dispositif d'étanchéité
et/ou d'essuyage de l'enceinte de galvanisation peut s'exprimer par l'int~r~ ire des nombres sans ~;mt~n~ion usuels en magnétohydrodynamique, à savoir le nombre de Reynolds magnétique, le paramètre d'interaction, le nombre de Hartmann ainsi que deux paramètres liés à la géométrie du champ magnétique alternatif glissant qui est choisi pour créer la ou les forces magnétiques de Lorenz à
l'intérieur de l'écoulement.
A cet égard, la solution posée par l'invention va tout d'abord dans le sens d'une réduction de la longueur de l'enceinte de galvanisation qui, en fonction de ses ~im~n~ions transverses et de la vitesse du produit, doit rester inférieure ~ la longueur de Couette hydrodynamique de l'écoulement. Cette règle n'est d'ailleurs pas contradictoire avec les conditions notamment posées dans le brevet FR-2 323 772 au nom de José DELOT ; dans ce dernier brevet, il est en effet mis en évidence que l'usage d'une enceinte de galvanisation courte et de faible volume est suffisante pour obtenir une réaction métallurgique correcte entre le produit à traiter et le liquide de rec~uv~ L~lt, pour autant que le produit à
galvaniser ait été décapé, chauffé et maintenu sous atmosphère contrôlée au moins en amont de l'enceinte de galvanisation.
D'un autre côté, puisque le ~im~ionnement correct W096/02684 PCT~94/00907 _ 9 _ .~
de l'enceinte de galvanisation et de son canal de sortie permet essentiellement d'inhiber les conditions d'apparition de la turbulence, l'écoulement dans la zone de sortie du bain de galvanisation est proche de l'écoulement normalement l~mi nA i re qui existe au niveau de la sortie des produits traités dans les installations de galvanisation verticales ; ce qui signifie simplement que la force de Lorenz volumique, développée dans le bain liquide par le champ alternatif glissant, joue, en fait, un rôle analogue à la pesanteur. Cette "hypothèse gravitaire" des forces magnétiques de Lorenz, développées dans le bain de galvanisation par l'élément inducteur agencé à cet effet autour du canal de sortie de l'enceinte de galvanisation, permet de considérer que la forme du m~nisque formé entre la surface libre du bain et le produit métallurgique qui en est extrait conditionne presque totalement l'épaisseur du revêtement déposé sur ledit produit. Par conséquent, dans les conditions strictes posées par l'invention, cette épaisseur sera donnée par une formule tout ~ fait analogue à celle utilisée dans le modèle hydrodynamique de Landau et Levitch, dont on a cité plus haut les références.
On observera également que, si le ménisque est maintenu suffisamment près de l'entrée du canal de sortie de l'enceinte - ce qui est souhaitable si on veut rester en-deçà de la longueur de Couette correspondant à cette partie de l'enceinte - et que la zone de l'élément inducteur où est généré le champ magnétique glissant est relativement longue, il est encore possible d'agir efficacement sur la réduction de l'épaisseur du film liquide se formant au niveau dudit ménisque. A cet égard, on rappelle que, par principe, les forces d'inertie dues à
la pression isostatique du bain liquide dans l'enceinte de galvanisation et a l'effet d'entraînement du produit 3S métallurgique se t~ouv~t compensées dès la sortie du ménisque ; par conséquent, derrière ledit ménisque, les forces volumiques de Lorenz agissent seules sur le film liquide adhérant au produit métallurgique et tendent ~

f, , ~
',: :,, W096/02684 2 17 2 i 3 ~ 10 PCTn~4/00907 amincir ledit film, constituant ainsi un "véritablel' essuyage magnétique (c'est-a-dire débarrassé de toute considération relative a l'étanchéité). L'essuyage magnétique dans le canal de sortie de l'enceinte, du moins en aval du ménisque, est donc sim;l~ire a l'étude connue de l'amincissement d'un écoulement liquide barotrope dit "~ surface libre" (barotrope car l'hypothese gravitaire demeure valable).
Enfin, selon une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé de ~;men~ionnement conforme à
l'invention, on sait tenir compte de la rugosité du produit métallurgique traité sur la nature de l'écoulement et, donc, sur l'épaisseur de revêtement déposée en sortie de l'enceinte de galvanisation. Préférentiellement, le modele retenu pour ce faire est celui de K~rmAn-Nikuradzé.
Ce modèle, largement é~lo~v~ dans le ~nm~ine de l'hydrodynamique, permet de connaître, no~mm~nt par le biais d'abaques, le coefficient de frottement a prendre en compte suivant la rugosité du produit et le nombre de Reynolds hydraulique de l'écoulement. Plus généralement, la prise en compte de ce que les hydrodynamiciens appellent la "loi de paroi" (qui dépend proportionnellement a la perte de charge) est essentielle a la co~n~i~sance fine de l'écoulement même, d'ailleurs, dans le cas de produits métallurgiques lisses puisque, ainsi qu'on le constatera par la suite, la loi de paroi influence d'une maniere considérable sur le comportement de l'~coulement au voisinage imm~ t du produit métallurgique a revêtir.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront encore de la description qui va suivre d'un exemple de ~imen~ionnement d'une enceinte de galvanisation horizontale, pourvue d'un canal de sortie autour duquel est aménagé un élément inducteur créant un champ alternatif glissant de direction axiale, cette enceinte étant plus particulierement destinée au traitement de fils lisses ou rugueux tels que des fers a béton, cet exemple non limitatif de l'invention étant 21721 3~

illustré sur le dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 est une w e en coupe longit~in~le de l'enceinte, de son canal de sortie, de l'élément inducteur, du fil traité, - la figure 2 est un graphe ~s~n~nt~ d'une part, l'épaisseur de zinc déposée sur un fer a béton de rugosité
et de diamètre donnés en fonction de sa vitesse de défilement au travers de l'enceinte de galvanisation et, d'autre part, la longueur sur laquelle pénètre le zinc fondu a l'int~rieur du canal de sortie de ladite enceinte.
L'enceinte de galvanisation 1 représentée sur la figure annexée comporte deux orifices d'entrée 2 et de sortie 3 alignés sur le passage d'un produit metallurgique 4 a galvaniser ; ce produit 4 est, dans l'exemple choisi, un fil en acier lisse ou un fer à béton, présentant donc des crantages répartis plus ou moins régulièrement le long de sa surface. L'enceinte 1 est disposée a l'horizontale, en aval d'un ensemble de dispositifs de décapage et de chauffage, par exemple par induction, et en a~al d~un dispositif de refroissement, par exemple a l'eau, ces différentes unités classiques de post- et de pré-traitement n'étant pas illustrées sur les dessins afin de ne pas obscurcir la représentation des moyens de galvanisation et d'essuyage dont il est ici question.
L'enceinte de galvanisation 1 est destinée a contenir un bain liquide d'un produit de revêtement, préférentiellement un alliage métallique fondu tel que zinc, cuivre, aluminium et leurs alliages habituels (le bain pouvant donc également contenir de faibles proportions de plomb, etc...). Etant disposée a l'horizontale, les orifices d'entrée 2 et de sortie 3 de l'enceinte 1 doivent être pourvus de moyens d'étanchéité
interdisant au bain liquide de fuire par lesdits orifices 2, 3 ; dans le cas ici décrit de produits métallurgiques 4 substantiellement cylindriques, on choisit d'employer des enroulements inducteurs polyphasés 5, 6, qui sont respectivement disposés autour W096/02684 . PCT~4/OC307 2~7~3~ - 12 - ~

des canaux d'entrée 7 et de sortie 8 de l'enceinte 1 pour générer, a la manière de moteurs linéaires synchrones, une contre-pression magnétique sur le produit liquide conducteur ayant t~n~Ance à s'écouler par inertie au travers desdits canaux d'entrée 7 et de sortie 8 ; les ~imen~ions transversales de ces derniers canaux 7, 8 sont calculés en fonction du diametre du produit métallurgique 4, de sa p~rm~Ahilité magnétique relative (de l'ordre de 20 pour l'acier) et de l'intensité du champ magnétique glisssnt engendré par la circulation d'un courant électrique dans les bobines des inducteurs 5, 6 pour que, dans l'espace annulaire longit~ nAl séparant le produit 4 et les parois inte~nes des canaux 7, 8, les lignes du champ magnétique soient subtantiellement transverses au déplacement axial dudit produit 4. Dans le cas du traitement de produits cylindriques a section non circulaires, tels que plats, hAn~c et autres profilés, on s'efforcera également de créer un champ magnétique transverse glissant au niveau de l'espace annulaire correspondant à la géométrie en question, ce qui est toujours possible a l'aide de feuilletages ou de peignes magnétiques conformant le champ magnétique de la manière souhaitée. En outre, comme on se contentera normalement de produire un champ magnétique glissant de fréquence peu ~levée, typiquement inférieure à quelques centaines de herz et préférentiellement égale a 50 herz, les pertes magnétiques occasionnées, par exemple dans les feuilletages magnétiques, demeureront faibles.
Etant donné que le processus de galvanisation nécessite un apport p~rmAn~nt de produit liquide de rev~tement dans l'enceinte 1, compensant au fur et mesure celui qui se dépose sur les produits métallurgiques 4 défilant au travers elle, un canal d'Alim~ntation 9, ici vertical, relie une réserve de produit liquide ~ ladite enceinte 1 ; afin que les pertur~ations hydrodynamiques résultant de cet apport soient le plus faibles possibles, on opte, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pour une W096/02684 - 13 - ,;r .~ PCT~R94/00so7 position centrale de l'embouchure dudit canal d'~l;mentation 9 par rapport aux deux canaux d'entrée 7 et de sortie 8 de l'enceinte 1. Sur l'enceinte de galavanisation 1, on a également aménagé un canal d'équilibre 10, placé verticalement à une position centrale correspondant par exemple a celle du canal d'alimentation 9, et dans lequel le produit liquide de recouv-~"e-~t s'introduit sur une hauteur dont la mesure permet de connaître avec précision la pression isostatique du bain de galvanisation ; en outre, la surface libre de la colonne liquide du bain se trouvant dans le canal d'éq~ ;h~e 10 est normalement en contact avec un gaz protecteur dont la pression peut, le cas échéant, être modifiée par des moyens de compression col~v~lLtionnels. A
lS cet égard, l'ensemble de l'installation de galvanisation est préférentiellement maintenue sous une atmosphère contrôlée, neutre ou légèrement réductrice, pour des raisons métallurgiques par ailleurs parfaitement connues de l'homme de l'art.
D'un autre côté, ainsi qu'on la déjà dit plus haut dans la description, la zone de transition 11 entre la zone centrale de l'enceinte 1 et son canal de sortie 7 est une tuyère convergente, ce qui permet de limiter les risques de turbulence du produit liquide s'écoulant à ce niveau de ladite enceinte 1.
Selon la présente invention, le problème se pose tout d'abord de ~;m~nsionner l'enroulement inducteur polyphasé 6 de sortie pour qu'une étanchéité puisse exister au niveau de l'orifice de sortie 3 de l'enceinte 1, puis de ~;m~n~ionner l'ensem~le des autres paramètres de l'installation permettant d'obtenir l'essuyage souhaité. On abordera maintenant successivement ces deux aspects de l'invention.
1. Problème de l'étanchéit~
Le problème de l'étanchéité nécessite de connaître, ainsi qu'on l'a défini plus haut, la pression hydrodynamique totale s'exerçant jusqu'au ménisque d'équilibre (ou surface libre) du liquide de recouv-~,.,ent W096/02684 217 213 ~ pcTn~4loo9o7 ~
; - 14 -dans le canal de sortie 8 de l'enceinte 1 ; la connaissance de la pression totale permet ensuite de calculer la force volumique de Lorenz qui est nécessaire au maintien de la surface libre du liquide de recouv.e...ent ~ un certain niveau du canal de sortie 8 de ladite enceinte 1, selon les principes énoncés plus haut.
Comme les ~im~n~ions transversales de l'enceinte 1 sont normalement peu importantes par rapport a la ~im~n~ion transversale du produit métallurgique 4 à
traiter, il est nécessaire de traiter l'écoulement liquide dans l'enceinte 1 comme un écoulement de Couette axisymétrique, s'établissant dans 1'espace annulaire compris entre le produit 4 et les parois internes de ladite enceinte 1. Les règles de similitude applicables en la matière montrent ainsi que cet écoulement annulaire est similaire a l'écoulement du même liquide entre deux plaques planes distantes de quatre fois la valeur de l~espace annulaire (ce qui sera montré par la suite), l'u~e des deux plaques se déplaçant exactement ~ la vitesse du produit métallurgique 4 qui traverse l'enceinte de galvanisation 1.
Bien entendu, un calcul de Couette analogue doit aussi etre effectué pour connaître les conditions physiques de l'écoulement dans la partie du canal de sortie 8 de l'enceinte 1 où s'introduit le liquide de re~ouv-lel~es~t.
1.1 Calcul de la Pression totale à compenser Pour étancher l'enceinte Cette dernière est la somme des pressions partielles suivantes :
- la pression partielle isostatique Piso dans la partie centrale de l'enceinte 1, dont la valeur est simplement donnée par le calcul classique d~Arch;m~e~ a savoir par le produit de la densité volumique du liquide (zinc fondu), de l'accélération de la pesanteur et de la hauteur de liquide comprise entre les parois de l'enceinte 1 et le produit 4 ; pour une colonne de zinc fondu à 450 C, et une hauteur de zinc de 2 centimètres, W096/02684 PCTn~4/00907 cette première pression partielle vaut 1350 Pa (ou 135 mbars dans les unités usuelles). On notera que la pression d'Al;m~ntation de l'enceinte 1, au travers du canal d'alimentation 9, équilibre par contre totalement la contribution due à la hauteur de zinc dans le canal d'équilibre 10.
- la pression partielle due au dispositif d'étanchéité amont, c'est-à-dire a l'enroulement inducteur polyphasé 5 aménagé autour du canal d'entrée 7 de l'enceinte de galvanisation 1 ; cette pression sera supposée venir juste équilibrer les forces d'inertie à
l'orifice d'entrée 2, ce qui est vrai dans tous les cas puisque cette pression aval contribue, de fait, à la hauteur de la colonne du liquide de reoo~v.e~.ent dans le canal d'éq~lilihre 10.
- la pression partielle Pc qui résulte de l'entrainement du liquide de reoouvL~...Ent par le produit métallurgique 4 défilant dans la zone centrale de l'enceinte 1.
- la pression partielle Pi qui résulte de l'entrainement du liquide de reoouvl_...E~Lt par le produit métallurgique 4 dé~ilant au travers du canal de sortie de l'enceinte 1.
Suivant l'invention, ces deux pressions partielles d'entraînement se calculent ~ partir des écoulements de Couette similaires en tenant compte de la longueur de la zone centrale de l'enceinte 1, de la longueur du canal de sortie 8 sur laquelle pénetre le zinc, ainsi que des pertes de charge par unité de longueur dans ladite zone centrale et, respectivement, dans ledit canal de sortie 8 de l'enceinte 1.
a~ lonqueur de l'enceinte de qalvanisation 1 Prendre en com~te Le choix de la longueur de l'enceinte conditionne le comportement de l'écoulement liquide au voisinage du produit métallurgique 4 : 1~; nA; re, faiblement turbulent ou turbulent. Le calcul consiste à choisir une longueur d'enceinte 1 a priori, dont on vérifie a posteriori i r i, W096/02684 2 1 7 2 1 3 4 16 - PCTn~4/00907 ~

~u'elle est inférieure à la longueur de Couette critique dans l'enceinte 1. Suivant la géométrie de l'enceinte 1 représentée sur le dessin, qui est symétrique par rapport ~ la zone d'~lim~ntation centrale, la longueur ~ prendre en compte est, en fait, la demie longueur Lc de l'enceinte, prise ici égale a 25 centimètres.
b) Perte de charqe ~ar unité de lonqueur dans la zone centrale de l'enceinte La perte de charge par unité de longueur est classi~uement reliée à la force de frottement par unité de surface. Dans le cas axisymétrique de l'enceinte de galvanisation 1 considérée, cette relation s'exprime simplement en fonction du diametre hydraulique de l'espace annulaire compris entre le produit métallurgique 4 et les parois int~rn~s de ladite enceinte 1, de la densité
volumique du liquide de recouvle...e~t, du carré de la vitesse de l'écoulement et d'un coefficient de perte de charge, lui-même proportionnel à un coefficient de frottement global dépendant de la rugosité des surfaces et du nombre de Reynolds caractérisant l'écoulement, c'est-à-dire, finalement, de la loi de paroi au voisinage du produit métallurgique 4.
bl) diamètre hydraulique ~ prendre en comPte Une analyse purement hydrodynamique du profil de vitesse d'un écoulement de Couette turbulent entre deux plaques planes permet de se rendre compte assez facilement que le diamètre hydraulique à prendre en compte pour un canal annulaire est égal à quatre fois l'espace annulaire.
On remarquera que l'on se place d'office dans le cas d'un ecoulement supposé turbulent car un calcul approché du nombre de Reynolds hydraulique au voisinage du produit metallurgique 4, lequel se déplace ~ assez grande vitesse (à 5avoir Vb = 1 m/s), montre que le régime de l'écoulement est sûrement turbulent.
Typiquement, l'enceinte de galvanisation 1 est presque partout cylindrique et présente un diamètre Tc sensiblement constant qui, dans l'exemples chiffré
développé par la suite, sera pris égal ~ 40 millimètres.

~ l r 217213~
W096/02684 ~ PCT~94100907 Le diamètre du produit métallurgique 4 est, quant ~
lui, pris égal à 10 millimetres, ce qui donne un espace annulaire ec égal à 15 millimetres, et un diamètre hydraulique DHe de 60 millimètres dans la zone centrale de l'enceinte 1.
b2) loi de Paroi Dans le cas d'un conduit ~nnt- 1 A i re de rugosité
donnée, où s~établit un écoulement dont on connait le nombre de Reynolds, on sait que le coefficient de perte de charge est proportionnel a un coefficient de frottement global CF que l'on peut obtenir ~ l'aide des formules ou des abaques de ~rm~n-Nikuradzé ; ces formules sont également valables pour les parois pleinement lisses.
- le nomhre de Reynolds hydraulique ReC est calcul~
en fonction du diamètre hydraulique DHC, de la vitesse Vb (qui est un m~;mllm pour la vitesse moyenne de l'écoulement) et de la viscosit~ ~;n~m~tique du zinc à la température considérée (de l'ordre de 450). On trouve ReC = 120 000, ce qui signifie que l'écoulement est bien légèrement turbulent.
- la rugosit~ uniforme ~quivalente de la paroi du produit métallurgigue 4 est prise égale à
0,35 ~ ;m~tres, pour un fer à béton de diamètre égal à
10 m;ll;m~tres.
- les abaques de Karman-Nikuradzé fournissent alors un coefficient de frottement global CFc = 0,0083, ce qui permet de calculer le coefficient de perte de charge dans la zone centrale de l'enceinte 1.
c) pression Partielle d'entrainement dans la zone centrale de l'enceinte Cette pression partielle Pc est égale à la demie longueur Lc de l'enceinte multipliée par le coefficient de perte de charge calculé précédemment. On trouve Pc = 190 Pa (ou 19 mill;h~rS).
d) Pression Partielle d'entraînement dans la partie du canal de sortie 8 de l'enceinte 1 où Pénètre le zinc Cette pression partielle Pi est égale ~ la longueur Li de zinc dans le canal 8 multipliée par le W096/02684 217 213 4 18 - PCT~4/00907 ~

coefficient de perte de charge de l'écoulement dans ledit canal 8.
Le principe du calcul de ce dernier coe~ficient est identique à ce qui a eté détaillé préc~mment pour le calcul du coefficient de perte de charge dans la zone centrale de l'enceinte 1, seules différant les valeurs numériques à prendre en compte.
A cet égard, le nombre de Reynolds hydraulique Rei est calculé en fonction du diamètre hydraulique DHi du conduit annulaire compris entre le produit métallurgique 4 et les parois du canal de sortie 8, dont le diamètre Tf est égal à 16 millimètres, ce qui donne un espace annulaire ei égal à 3 millimètres et, donc, DHi égal à
12 millimètres. Dans ces conditions, Rei vaut environ 24 000.
La rugosité uniforme équivalente de la paroi du produit métallurgique 4 étant bien sûr toujours identique, les abaques de ~r~n-Nikuradzé fournissent un coefficient de frottement global CFc z 0,0146.
Comme on ne conna~t pas a priori la longueur Li, on calcule tout d'abord le gradient de la pression d~entraînement dans le canal de sortie 8, qui est égal à
12 900 Pa/m, puis on écrit l'équilibre des pressions au niveau du ménisque de sortie du bain de galvanisation.
1.2. Calcul de la force de Lorenz nécessaire au maintien de la bulle de zinc dans l'enceinte de ~alvanisation 1 La somme des pressions calculées précédemment, à
savoir (Piso + Pc + Pi), doit être équilibrée par la pression magnétique volumique Pm engendr~e dans le zinc par le champ glissant transverse créé au niveau de l~enroulement inducteur polyphasé 6 de sortie de l'enceinte 1.
On sait que la pression magnétique Pm est égale au produit de la conductibilit~ ~lectrique du zinc à la température considérée, du carr~ de l'induction efficace Befft de la longueur Li sur laquelle agit le champ et d'un coefficient Vm tenant compte de la g~ométrie 217213'1 ~ W096/02684 PCTn~4/00907 de l'inducteur 6. Si on choisit un demi-pas polaire égal 7 centimètres et une fréquence d'excitation de 50 Hz - ces deux valeurs fournissant la vitesse de déplacement axial du champ magnétique glissant, encore appelée vitesse de dérive -, l'induction efficace Beff étant choisie égale à 0,07 Teslas, on trouve le gradient de pression magnétique nécessaire au maintien de la bulle de zinc dans l'enceinte de galvanisation 1, soit 87 000 N/m3.
On est alors capable de calculer la valeur de la lon~ueur Li et de vérifier qu'elle reste inférieure à la longueur de Couette. On trouve ici Li = 2,1 centimètres, ce qui signifie que le zinc pénètre très peu dans le canal de sortie 8, puisque la longueur de l'enroulement inducteur 6, donnée par le demi-pas polaire, est égale à
lS 28 centimètres.
De manière générale, on "s'arrangera~ toujours pour que le liquide de recouv~ment ne pénètre pas, dans le canal de sortie 8, au-delà de la moitié de la longueur de l'enroulement inducteur 6, cette condition pouvant être simplement remplie :
- soit en réglant la fréquence d'excitation du courant alternatif créant l'induction efficace Beff~
- soit en réglant l'intensité dudit courant alternatif.
2. Problème de l'essuyaqe L'épaisseur déposée sur le produit métallurgique 4 se calcule normalement en deux étapes, à savoir :
- dans la zone du canal de sortie 8 où pénètre le zinc (soit sur la longueur Li), la force volumique d'origine magnétique Vm est c~ l~A~able à une force d'origine gravitaire ; on peut ainsi admettre que les résultats du modèle de Landau et Levitch, développé pour connaitre l'épaisseur entrafnée par une plaque plane extraite à la verticale d'un bain liquide horizontale, sont applicables dans cette zone du canal de sortie 8.
- dans la partie du canal de sortie 8 située derrière le ménisque d'equilibre du bain liquide, le champ magnétique transverse glissant agit sur le film liquide W096/02684 PCTn~4/00907 pour l'amincir, l'épaisseur du film au niveau dudit ménisque étant égale ~ celle prévue par le calcul précédent de Landau et Levitch.
2.1. E~aisseur du film liquide donnée Par le modèle de Landau Levitch Ce modèle tient compte, par une formule complexe pouvant être retrouvée sur la référence mentionnée plus haut : de la tension superficielle du liquide (ici le zinc fondu ~ 450C), de sa viscosité dynamique turbulente (ellc m~mc proportionnelle au coefficient de frottement global CFi), de la vitesse Vb du produit 4 et de l'intensité des forces volumiques développées dans le zinc, que l'on vient juste de calculer pour le problème de l'ét hé-té
anc 1 .
lS En calculant l'épaisseur donnée par ce modèle, on constate qu'elle varie inversement à la racine carrée de l'intensite des forces volumiques d'origine magnétique ;
ce résultat bien sûr attendu signifie que l'on peut assez sensiblement modifier l'épaisseur en question, en augmentant ou en ~i~;ntl~nt l'intensite des forces volumiques, ceci en jouant principalement sur l'intensite de l'induction magnetique efficace Beff. Ce réglage, qui modifie la position du ménisque dans le canal de sortie 8, est possible dans une plage de valeurs de Beff où, selon le critere indiqué plus haut, le liquide de recouv.e...cnt ne pénètre pas, dans le canal de sortie 8, au-delà de la moitié de la longueur de l'enroulement inducteur 6. Ce critère re~ouvle a peu près celui selon lequel Li n'excède pas la longueur de Couette de l'ecoulement situé dans le canal de sortie 8 de l'enceinte de galvanisation 1, c'est-à-dire que ledit écoulement demeure faiblement turbulent ;
si l'un de ces critères n'est plus observé, la turbulence rend totalement inadéquat le modèle de Landau et Levitch.
2.2. Lonqueur d~essuvaqe maqnétique effective 3S Cette longueur d'essauyage magnetique effective est définie comme la longueur résiduelle du canal de sortie 8, situee derriere le menisque d~equilibre du bain de galvanisation, et sur laquelle le champ magnétique 217213~096/02684 PCTn~4/00907 - 21 - ~ ~

transverse glissant est toujours susceptible d'agir.
Les possibilités de réglage de l'épaisseur à ce niveau sont cependant reduites puisque toutes ~es caractéristiques de l'enceinte 1 et de l'inducteur 6 sont déjà fixées. Le calcul de l'amincissement du film liquide jusqu'à l'extrémité aval du canal de sortie 8 peut être effectué par le calcul de l'écoulement à "surface libre"
du film liquide sur la surface du produit métallurgique rugueux 4. En fait, on s'aperçoit que cet smincissement reste négligeable dans la plupart des cas.
Une approximation pratique généralement correcte consiste donc, dans le calcul de l'essuyage, à ne tenir compte que de l'épaisseur du film liquide donnée par le modèle de Landau et Levitch. 2~72134 - 6 -- to propose various practical solutions on the ~ imen ~ ionn ~ m ~ nt correct said wiping device magnetic, depending not~m~?~t of the geometry of the treated products, these solutions also being applicable to vertical galvanizing installations, - to allow the prediction of the deposited thickness on substantially rough products (e.g.
concrete irons), which proved impossible until here.
1 ~ To this end, the present invention relates to any first a process of ~ ionn ~ -nt of an enclosure of galvanization provided with at least one device sealing and/or wiping on the side from which the metallurgical products having passed through a liquid bath of covered r ~ .ent contained in said enclosure, said device preferably being an inductor element arranged for this purpose around an output channel of the enclosure to produce an electromagnetic field transverse, alternating and sliding, at the level of the surface of the said products, characterized in that it consists to calculate or ~ check, mainly from:
~ imen ~ transverse ions of said enclosure, its axial length, of the cross section of said products, their speed, the dynamic viscosity of said re ~ ouv ~ .cnt liquid, its pressure in the enclosure, the transverse dimensions of the outlet channel of the enclosure, the speed of movement of the field sliding electromagnetic field and its intensity in said liquid, and finally a parameter representative of the possible roughness of the metallurgical products, the conditions for which Duvet lengths associated respectively with the flow of liquid from overlapped Ent in the enclosure and in its output channel remain below critical values beyond which said flows become distinctly turbulent.
We recall that a Couette flow is that which characterizes an incompressible and viscous fluid, 217213~;`
W096/02684~PCT~R94/00907 conductive or not, located between two parallel plates supposedly infinite, one of which is set in motion parallel to itself; the object of the calculation Couette's hydrodynamics is to establish the parameters governing the velocity profile of the flow between the two plates, complications that may occur in depending on the roughness of the surfaces in contact with the fluid ; we speak of a shear flow.
The principles of similarity used in mechanics classic fluids, to solve in a way ~im~n~ ional problems of complex flow, show that the Quilt model is applicable to the problem of the axisymmetric flow of a liquid placed in mo~ve..._.lt in an annular space whose core is d ~ eplace at a supposedly constant speed. As a result, this model is applicable:
- on the one hand, to the calculation of the speed profile of the flow of the recovery liquid ~ ..e. ~ t which is located between the walls longitll ~ in ~ 1 es of the enclosure of cylindrical galvanizing and the metallurgical product flowing axially through the latter and, - on the other hand, to the calculation of the speed profile of the flow of the covering liquid which is located between the walls of the outlet channel of the enclosure and said product.
According to the invention, it has been observed that these two flows (of course continuous) strongly condition the thickness of the boundary layer, l~mi nA i re OU turbulent, that should be taken into account to calculate the thickness of the liquid film driven by the product metallurgical when it emerges, vertically or the horizontal, outside the free surface of the liquid bath contained in the galvanizing chamber.
In general, the thickness of the layer l~mi n~ i re or turbulent limit of the flow at the inlet of the outlet channel of the galvanizing chamber must be kept below a limit value beyond which it is no longer possible to control its W096/02684 PCT~R94/00907~

increase. This effect results directly from the fact that, consistent with the results established by the theory of magnetohydrodynamics, magnetic fields decay much faster than vorticity in conductive liquids; like vorticity, ~named~e also swirl vector, is directly representative of the turbulence of the flow, we understands that it is necessary to limit its influence at the level of zones of the slow-recovery liquid where one wishes to act Lorenz's magnetic force(s). Thus, in the case favorable where the Duvet lengths flow into the enclosure and its output channel are known and mastered, the ~; m ~ n ~ ioning of the sealing device and/or wiping of the galvanizing enclosure can to express oneself by the int~r~ ire of numbers without ~;mt~n~ion usual in magnetohydrodynamics, namely the number of Magnetic Reynolds, interaction parameter, number of Hartmann as well as two parameters related to the geometry of the sliding alternating magnetic field which is chosen to create the magnetic Lorenz force(s) at inside the flow.
In this regard, the solution posed by the invention will first in the direction of length reduction of the galvanizing enclosure which, depending on its ~im~n~ transverse ions and the speed of the product, must stay lower ~ hydrodynamic duvet length flow. This rule is not contradictory with the conditions in particular laid down in patent FR-2 323 772 in the name of José DELOT; in this latest patent, it is in fact shown that the use of a short galvanizing enclosure and small volume is sufficient to obtain a reaction correct metallurgical relationship between the product to be treated and the rec~uv~ L~lt liquid, provided that the product to be galvanize has been stripped, heated and kept under controlled atmosphere at least upstream of the containment of galvanization.
On the other hand, since the correct ~im~ioning W096/02684 PCT~94/00907 _ 9 _ .~
of the galvanizing enclosure and its outlet channel essentially inhibits the conditions the onset of turbulence, the flow in the zone outlet of the galvanizing bath is close to the flow normally l~mi nA i re which exists at the level of the exit of the products treated in the installations of vertical galvanizing; which simply means that the volume Lorenz force, developed in the bath liquid by the sliding alternating field, plays, in fact, a role analogous to gravity. This "hypothesis gravity" of the Lorenz magnetic forces, developed in the galvanizing bath by the inductor element arranged for this purpose around the output channel of the enclosure of galvanization, allows to consider that the shape of the m ~ disk formed between the free surface of the bath and the metallurgical product which is extracted from it conditions almost completely the thickness of the coating deposited on said product. Therefore, under the conditions strict posed by the invention, this thickness will be given by a formula completely analogous to that used in the Landau hydrodynamic model and Levitch, whose references were cited above.
It will also be observed that, if the meniscus is kept close enough to the entrance of the output channel of the enclosure - which is desirable if one wants to stay below the length of the Duvet corresponding to this part of the enclosure - and that the area of the element inductor where the sliding magnetic field is generated is relatively long, it is still possible to act effectively on film thickness reduction liquid forming at said meniscus. In this regard, remember that, in principle, the forces of inertia due to the isostatic pressure of the liquid bath in the enclosure of galvanization and has the ripple effect of the product 3S metallurgy is t ~ ouv ~ t compensated as soon as it leaves the meniscus; therefore, behind said meniscus, the volume forces of Lorenz act alone on the film liquid adhering to the metallurgical product and tend ~

f, , ~
',::,, W096/02684 2 17 2 i 3 ~ 10 PCTn~4/00907 thinning said film, thus constituting a "real"
magnetic wiping (i.e. rid of all waterproofing consideration). wiping magnetic in the output channel of the speaker, at least downstream of the meniscus, is therefore sim; the ~ ire has known study thinning of a barotropic liquid flow called "~ free surface" (barotropic because the gravity hypothesis remains valid).
Finally, according to a particularly characteristic advantageous of the method of ~; men ~ ioning in accordance with invention, it is known to take account of the roughness of the metallurgical product treated on the nature of the flow and, therefore, on the thickness of coating deposited at the outlet of the galvanizing enclosure. Preferably, the The model chosen for this is that of K~rmAn-Nikuradze.
This model, widely é~lo~v~ in the ~nm~ine of hydrodynamics, allows to know, name ~ mm ~ nt by the abacus bias, the coefficient of friction to be taken into account account according to the roughness of the product and the number of Reynolds Hydraulic Flow. More generally, taking into account what hydrodynamicists call the "wall law" (which depends proportional to the pressure drop) is essential has the fine co~n~i~ance of the flow itself, moreover, in the case of smooth metallurgical products since, as will be seen later, the wall law significant influence on behavior flow in the immediate vicinity of the product metallurgy to be coated.
Other features and benefits of the present invention will become apparent from the description which will follow with an example of ~imen~ionning of a horizontal galvanizing enclosure, provided with a channel output around which is arranged an inductor element creating a sliding alternating field of axial direction, this enclosure being more particularly intended for the treatment of smooth or rough wires such as irons concrete, this non-limiting example of the invention being 21721 3~

illustrated on the attached drawing on which:
- Figure 1 is a section we longit ~ in ~ the the enclosure, its output channel, the element inductor, treated wire, - Figure 2 is a graph ~ s ~ n ~ nt ~ on the one hand, the thickness of zinc deposited on a roughness rebar and diameter given according to its speed of scrolling through the galvanizing enclosure and, on the other hand, the length over which the zinc penetrates melted inside the output channel of said enclosure.
The galvanizing enclosure 1 represented on the appended figure comprises two inlet orifices 2 and exit 3 aligned with the passage of a product metallurgical 4 to galvanize; this product 4 is, in the chosen example, a smooth steel wire or a concrete iron, therefore having notches distributed more or less regularly along its surface. Speaker 1 is arranged horizontally, downstream of a set of pickling and heating devices, for example by induction, and a ~ al ~ a cooling device, for example in water, these different classic units of post- and pre-treatment not being illustrated on the drawings so as not to obscure the representation of galvanizing and wiping means of which it is here question.
The galvanizing chamber 1 is intended for contain a liquid bath of a coating product, preferably a molten metal alloy such as zinc, copper, aluminum and their usual alloys (the bath can therefore also contain weak proportions of lead, etc.). Being willing to horizontally, the inlet 2 and outlet 3 orifices of enclosure 1 must be provided with sealing means preventing the liquid bath from leaking through said ports 2, 3; in the case described here of products metallurgical 4 substantially cylindrical, one chooses to use field windings polyphase 5, 6, which are respectively arranged around W096/02684. PCT~4/OC307 2~7~3~ - 12 - ~

input 7 and output 8 channels of enclosure 1 for generate, like synchronous linear motors, a magnetic back pressure on the liquid product conductor having t ~ n ~ Ance to flow by inertia to the through said input 7 and output 8 channels; the ~ imen ~ transverse ions of these last channels 7, 8 are calculated according to the diameter of the metallurgical product 4, its p~rm~relative magnetic ahility (of the order of 20 for steel) and the intensity of the magnetic field slide generated by the circulation of a current electricity in the coils of the inductors 5, 6 so that, in the annular space longit ~ nAl separating the product 4 and the internal walls of the channels 7, 8, the lines of the magnetic field are substantially transverse to the axial displacement of said product 4. In the case of treatment of cylindrical products with a section not circular, such as flat, hAn ~ c and other profiles, we will also strive to create a magnetic field transverse sliding at the level of the annular space corresponding to the geometry in question, which is always possible with the help of laminations or combs magnets shaping the magnetic field in the manner desired. Moreover, as we will normally be satisfied with produce a sliding magnetic field of low frequency ~lift, typically less than a few hundred herz and preferably equal to 50 herz, the losses caused, for example in the magnetic laminations, will remain weak.
Since the galvanizing process requires a p ~ rmAn ~ nt intake of liquid product of rev ~ ment in enclosure 1, gradually compensating measures that which is deposited on the products metallurgical 4 scrolling through it, a channel of Alim ~ ntation 9, here vertical, connects a reserve of liquid product ~ said enclosure 1; so that the hydrodynamic disturbances resulting from this contribution are as low as possible, we opt, according to a advantageous characteristic of the invention, for a W096/02684 - 13 - ,;r .~ PCT~R94/00so7 central position of the mouth of said channel of ~ l; 9 mentation compared to the two input channels 7 and output 8 of loudspeaker 1. On the loudspeaker of galvanization 1, we also built a canal of balance 10, placed vertically at a position central corresponding for example to that of the channel supply 9, and in which the liquid product of recouv-~"e-~t is introduced over a height whose measure allows to know with precision the isostatic pressure galvanizing bath; in addition, the free surface of the liquid column of the bath being in the channel of eq ~; h ~ e 10 is normally in contact with a gas protector whose pressure can, if necessary, be modified by collar compression means ~ v ~ lLtionnels. HAS
lS this regard, the entire galvanizing plant is preferably maintained under an atmosphere controlled, neutral or slightly reducing, for metallurgical reasons otherwise well known of the skilled person.
On the other hand, as already mentioned above in the description, the transition zone 11 between the central zone of loudspeaker 1 and its output channel 7 is a convergent nozzle, which makes it possible to limit risks of turbulence of the liquid product flowing at this level of said enclosure 1.
According to the present invention, the problem arises first of ~; m ~ nsionner the inductor winding polyphase 6 output so that a seal can exist at the outlet orifice 3 of enclosure 1, then ~; m ~ n ~ ionner the ensem ~ the others parameters of the installation making it possible to obtain the desired wiping. We will now consider successively these two aspects of the invention.
1. Sealing problem The problem of sealing requires knowing, as defined above, the pressure total hydrodynamics acting up to the meniscus equilibrium (or free surface) of the covering liquid ~,., ent W096/02684 217 213 ~pcTn~4loo9o7~
; - 14 -in output channel 8 of enclosure 1; the knowledge of the total pressure then makes it possible to calculate the Lorenz volume force that is needed maintaining the free surface of the coating liquid ~ a certain level of the output channel 8 of said enclosure 1, according to the principles stated above.
As the ~ im ~ n ~ transverse ions of the enclosure 1 are normally insignificant in relation to the ~ im ~ n ~ transverse ion of the metallurgical product 4 to treat, it is necessary to treat liquid discharge in enclosure 1 as a flow of Duvet axisymmetric, settling in the annular space between the product 4 and the internal walls of said enclosure 1. The rules of similarity applicable in matter thus show that this annular flow is similar to the flow of the same liquid between two flat plates separated by four times the value of the annular space (which will be shown later), the u ~ e of the two plates moving exactly ~ the speed of the metallurgical product 4 which passes through the galvanizing chamber 1.
Of course, an analogous Couette calculation must also be carried out to find out the conditions physics of the flow in the part of the channel of outlet 8 of enclosure 1 where the liquid of re~ouv-lel~es~t.
1.1 Calculation of the total Pressure to be compensated For seal the enclosure This is the sum of the partial pressures following:
- the isostatic partial pressure Piso in the central part of enclosure 1, the value of which is simply given by the classical calculation d~Arch;m~e~ a know by the product of the volumetric density of the liquid (molten zinc), the acceleration of gravity and the height of liquid between the walls of enclosure 1 and product 4; for a zinc column molten at 450 C, and a zinc height of 2 centimeters, W096/02684 PCTn~4/00907 this first partial pressure is 1350 Pa (or 135 mbar in usual units). It will be noted that the Al pressure; m ~ ntation of the enclosure 1, through the supply channel 9, on the other hand totally balances the contribution due to the height of zinc in the channel balance 10.
- the partial pressure due to the device upstream sealing, i.e. to the field winding polyphase 5 arranged around the entrance channel 7 of the galvanizing chamber 1; this pressure will be supposed to come just to balance the forces of inertia to inlet 2, which is true in all cases since this downstream pressure contributes, in fact, to the height of the liquid column of reoo ~ ve ~ .ent in the channel eq ~ lilihre 10.
- the partial pressure Pc which results from the training of the liquid of reouvL~...Ent by the product metallurgical 4 scrolling in the central area of enclosure 1.
- the partial pressure Pi which results from the entrainment of the reoouvl_...E~Lt liquid by the product metallurgical die 4 ~ ilant through the output channel of enclosure 1.
According to the invention, these two partial pressures training are calculated ~ from the flows of Similar duvet taking into account the length of the central zone of enclosure 1, the length of the channel of exit 8 on which the zinc penetrates, as well as head losses per unit length in said zone central and, respectively, in said output channel 8 of enclosure 1.
a ~ length of the qalvanization enclosure 1 take into account The choice of enclosure length determines the behavior of the liquid flow in the vicinity of the metallurgical product 4: 1~; n / A; re, weakly turbulent or turbulent. The calculation consists in choosing a length enclosure 1 a priori, which is checked a posteriori iri, W096/02684 2 1 7 2 1 3 4 16 - PCTn~4/00907~

~if it is less than critical quilt length in enclosure 1. Depending on the geometry of enclosure 1 shown in the drawing, which is symmetrical with respect to ~ the central ~ lim ~ ntation area, the length ~ take into account is, in fact, the half length Lc of the enclosure, taken here equal to 25 centimeters.
b) Load loss ~ per unit of length in the central area of the enclosure The head loss per unit length is classi ~ uely related to the frictional force per unit of surface. In the axisymmetric case of the enclosure of galvanization 1 considered, this relation is expressed simply according to the hydraulic diameter of the space annular between the metallurgical product 4 and the int ~ rn ~ s walls of said enclosure 1, the density volume of the covering liquid...e ~ t, of the square of the flow velocity and a loss coefficient of load, itself proportional to a coefficient of overall friction depending on the roughness of the surfaces and of the Reynolds number characterizing the flow, i.e.
say, finally, of the wall law in the vicinity of the metallurgical product 4.
bl) hydraulic diameter ~ take into account A purely hydrodynamic analysis of the profile of velocity of a turbulent Couette flow between two flat plates makes it quite easy to see that the hydraulic diameter to be taken into account for a annular channel is four times the annular space.
It will be noted that we place ourselves automatically in the case of a supposedly turbulent flow because an approximate calculation of the hydraulic Reynolds number in the vicinity of the product metallurgical 4, which moves ~ fairly high speed (at 5avoir Vb = 1 m/s), shows that the speed of the flow is surely turbulent.
Typically, the galvanizing enclosure 1 is almost everywhere cylindrical and has a diameter Tc substantially constant which, in the numerical examples subsequently developed, will be taken equal to ~40 millimeters.

~lr 217213~
W096/02684 ~ PCT~94100907 The diameter of the metallurgical product 4 is, as ~
him, taken equal to 10 millimeters, which gives a space annular ec equal to 15 millimeters, and a diameter 60 mm DHe hydraulics in the central zone of enclosure 1.
b2) wall law In the case of a conduit ~ nnt- 1 A i re of roughness given, where s~ establishes a flow whose we know the Reynolds number, we know that the coefficient of loss of load is proportional to a coefficient of friction global CF that can be obtained ~ using the formulas or abacuses of ~rm~n-Nikuradze; these formulas are also valid for fully smooth walls.
- the hydraulic Reynolds number ReC is calculated~
depending on the hydraulic diameter DHC, the speed Vb (which is a m~;mllm for the average speed of flow) and viscosity ~ ~; n ~ m ~ tick of zinc at the temperature considered (of the order of 450). We find ReC = 120,000, which means the flow is fine slightly turbulent.
- the uniform ~ equivalent roughness of the wall of the metallurgical product 4 is taken equal to 0.35 ~; m ~ very, for a concrete reinforcement of diameter equal to 10 m; ll; m ~ very.
- the Karman-Nikuradze abacuses then provide an overall coefficient of friction CFc = 0.0083, which calculates the pressure drop coefficient in the central zone of enclosure 1.
c) Partial training pressure in the area center of the enclosure This partial pressure Pc is equal to half length Lc of the enclosure multiplied by the coefficient of head loss calculated previously. We find Pc = 190 Pa (or 19 mill;h~rS).
d) Partial practice pressure in the game of the output channel 8 of the speaker 1 where Penetrates the zinc This partial pressure Pi is equal to the length Li of zinc in channel 8 multiplied by the W096/02684 217 213 4 18 - PCT~4/00907~

head loss coefficient of the flow in said channel 8.
The principle of the calculation of this last coefficient is identical to what was detailed previously for the calculation of the pressure drop coefficient in the area center of loudspeaker 1, only differing values numbers to consider.
In this regard, the hydraulic Reynolds number Rei is calculated according to the hydraulic diameter DHi of the annular conduit between the metallurgical product 4 and the walls of the outlet channel 8, whose diameter Tf is equal to 16 millimeters, which gives a space annular ei equal to 3 millimeters and, therefore, DHi equal to 12 millimeters. Under these conditions, Rei is worth approximately 24,000.
The equivalent uniform roughness of the wall of the metallurgical product 4 being of course always identical, the ~r~n-Nikuradze abacuses provide a coefficient overall friction CFc z 0.0146.
As we do not know a priori the length Li, we first calculate the pressure gradient drive in output channel 8, which is equal to 12,900 Pa/m, then we write the pressure equilibrium at level of the outlet meniscus of the galvanizing bath.
1.2. Calculation of the Lorenz force necessary for the maintenance of the zinc bubble within the enclosure of ~alvanization 1 The sum of the previously calculated pressures, at know (Piso + Pc + Pi), must be balanced by the volumetric magnetic pressure Pm engendered in zinc by the transverse sliding field created at the level of the output polyphase field winding 6 of enclosure 1.
We know that the magnetic pressure Pm is equal to the product of the electrical conductivity of zinc at the considered temperature, from the square of the induction effective Befft of the length Li on which the field and a coefficient Vm taking into account the geometry 217213'1 ~ W096/02684 PCTn~4/00907 of the inductor 6. If we choose a half pole pitch equal 7 centimeters and an excitation frequency of 50 Hz - these two values providing the axial displacement speed of the sliding magnetic field, also called speed of drift -, the effective induction Beff being chosen equal at 0.07 Teslas, we find the pressure gradient magnetic element necessary to maintain the zinc bubble in galvanizing enclosure 1, i.e. 87,000 N/m3.
We are then able to calculate the value of the length Li and to check that it remains lower than the Quilt length. We find here Li = 2.1 centimeters, which means that very little zinc enters the canal output 8, since the length of the winding inductor 6, given by the half pole pitch, is equal to lS 28 centimeters.
In general, we "will always manage to that the recouv ~ ment liquid does not penetrate, in the output channel 8, beyond half the length of field winding 6, this condition can be simply filled in:
- either by adjusting the excitation frequency of the alternating current creating effective induction Beff~
- either by adjusting the intensity of said current alternative.
2. Wiper problem The thickness deposited on the metallurgical product 4 is normally calculated in two steps, namely:
- in the area of the exit channel 8 where the zinc (i.e. along the length Li), the volumetric force of magnetic origin Vm is c~ l~A~able to a force of gravity origin; it can thus be assumed that the results of the Landau and Levitch model, developed for know the thickness dragged by a flat plate extracted vertically from a horizontal liquid bath, are applicable in this area of output channel 8.
- in the part of the output channel 8 located behind the equilibrium meniscus of the liquid pool, the field sliding transverse magnetic acts on the liquid film W096/02684 PCTn~4/00907 to thin it, the thickness of the film at said meniscus being equal ~ that predicted by the calculation precedent of Landau and Levitch.
2.1. Thickness of the liquid film given by the model by Landau Levitch This model takes into account, through a complex formula can be found on the reference mentioned above top: the surface tension of the liquid (here the zinc molten ~ 450C), its turbulent dynamic viscosity (ellc m~mc proportional to the coefficient of friction global CFi), speed Vb of product 4 and the intensity of the volume forces developed in the zinc, which we have just calculated for the problem of summer he-te old 1 .
lS By calculating the thickness given by this model, we find that it varies inversely to the square root of the intensity of the volume forces of magnetic origin;
this of course expected result means that one can quite significantly modify the thickness in question, increasing or increasing the intensity of the forces volumes, this by playing mainly on the intensity effective magnetic induction Beff. This setting, which changes the position of the meniscus in output channel 8, is possible in a range of values of Beff where, according to the criterion indicated above, the recovery liquid does not penetrate, in the output channel 8, beyond the half the length of field winding 6. This criterion re ~ open approximately that according to which Li does not exceed not the length of Duvet of the flow located in the output channel 8 of the galvanizing enclosure 1, that is that is, said flow remains slightly turbulent;
if one of these criteria is no longer observed, the turbulence renders Landau and Levitch's model totally inadequate.
2.2. Effective Magnetic Wash Length 3S This effective magnetic wiping length is defined as the residual length of output channel 8, located behind the equilibrium meniscus of the bath of galvanization, and on which the magnetic field 217213~096/02684 PCTn~4/00907 - 21 - ~ ~

sliding transverse is always likely to act.
The possibilities of adjusting the thickness at this level are however reduced since all ~es characteristics of enclosure 1 and inductor 6 are already fixed. The calculation of the thinning of the liquid film to the downstream end of the output channel 8 can be carried out by the calculation of the flow at "free surface"
liquid film on the surface of the metallurgical product rough 4. In fact, we notice that this thinning remains negligible in most cases.
A generally correct practical approximation therefore consists, in the calculation of the wiping, in not taking account only of the thickness of the liquid film given by the Landau and Levitch model.

3. Généralisation Le dimensionn~m~nt d'une enceinte de galavanisation 1 et de son inducteur 6 de sortie dépend d'sbord des dimensions et de la rugosité éventuelle des produits métallurgiques 4 à revêtir du matériau métallique fondu choisi. On établit alors la géométrie de l'inducteur 6 pour que, à proximité de la surface des produits 4, le champ magnetique cree soit transverse et glissant. On cherche ensuite, pour une large gamme de vitesse de defilement Vb des produits 4 au travers de l'enceinte 1, la fréquence, le pas polaire et l'intensité
de l'induction efficace Beff qu'il convient de prendre pour éqllilihrer les pressions sous la première moitié de l'inducteur 6. Pour que les fuites magnétiques ne soient pas trop importantes, une règle de ~im~n~ionnement supplémentaire consiste à prendre un entrefer tel que le rapport du demi-pas polaire sur ledit entrefer ne soit pas supérieur à 3 ; ceci définit un coefficient dit "de carter~' entre l'induction efficace Beff et l'induction Bo cr~ée par l'enroulement inducteur 6, laquelle est alors donnee par une loi de Byot et Savard correspondant à la geometrie des bobines de l'inducteur 6. On applique enfin le modèle de Landau et Levitch pour calculer l'~paisseur déposee sur les produits métallurgiques 4 correspondant à

.

W096/02684 2 1 7 2 i 3 4 - 22 - PCT ~ 94/00907 ~

chacune des vitesses Vb choisies. On peut également reporter, sur le même graphe, la longueur Li sur laquelle le liquide de revêtement penetre dans le canal de sortie 8 de l'enceinte 1. Un tel graphe, correspondant à l'exemple traité ci-dessus, est donné sur la figure 2.
La plupart des résultats précédents demeurent valables dans le cas d'une installation de galvanisation verticale. 3. Generalization The dimensionn ~ m ~ nt of an enclosure of galvanization 1 and its output inductor 6 depends first of all the dimensions and the possible roughness of the 4 metallurgical products to be coated with metallic material chosen fade. We then establish the geometry of the inductor 6 so that, close to the surface of the products 4, the magnetic field created is transverse and sliding. We then search, for a wide range of scrolling speed Vb of products 4 through speaker 1, frequency, pole pitch and intensity effective induction Beff that should be taken to balance the pressures under the first half of the inductor 6. So that the magnetic leaks are not not too important, a rule of ~im~n~ionning additional consists in taking an air gap such as the ratio of the half pole pitch to said air gap is not greater than 3; this defines a coefficient called "of casing ~ 'between effective induction Beff and induction Bo cr ~ ed by the field winding 6, which is then given by a law of Byot and Savard corresponding to the geometry of the coils of the inductor 6. We finally apply the Landau and Levitch model to calculate the thickness deposited on the metallurgical products 4 corresponding to .

W096/02684 2 1 7 2 i 3 4 - 22 - PCT ~ 94/00907 ~

each of the speeds Vb chosen. We can also plot, on the same graph, the length Li over which the coating liquid enters the outlet channel 8 of enclosure 1. Such a graph, corresponding to the example discussed above, is given in Figure 2.
Most of the previous results remain valid in the case of a galvanizing installation vertical.

Claims

1 - Method for sizing an enclosure of galvanization provided with at least one device sealing and/or wiping on the side from which the metallurgical products having passed through a liquid bath of covering contained in said enclosure, said device preferably being an inductor element arranged for this purpose around an output channel of the enclosure to produce an electromagnetic field transverse, alternating and sliding, at the level of the surface of the said products, characterized in that it consists to be calculated or checked, mainly on the basis of:
transverse dimensions of said enclosure, of its axial length, of the cross section of said products, their speed, the dynamic viscosity of said covering liquid, its pressure in the containment, the transverse dimensions of the outlet channel of the enclosure, the speed of movement of the field sliding electromagnetic field and its intensity in said liquid, and finally a parameter representative of the possible roughness of the metallurgical products, the conditions for which Duvet lengths associated respectively with the flow of liquid from overlap in the enclosure and in its output channel remain below the critical values beyond which said flows become distinctly turbulent.

2 - Method for sizing an enclosure of galvanization according to the preceding claim, characterized in that the thickness of the boundary layer laminar or turbulent flow at the entrance to the outlet channel of the galvanizing enclosure is maintained below a limit value beyond which it is no longer possible to control its increase.

3 - Method for sizing an enclosure of galvanization according to the preceding claim, characterized in that the thickness deposited on the products metallurgical materials treated is given, depending on their running speed in the galvanizing enclosure, by a formula similar to that used in the model hydrodynamics of Landau and Levitch.

4 - Method for sizing an enclosure of galvanizing according to any one of the claims above, characterized in that any roughness metallurgical products treated is taken into account, for the calculation of the deposited thickness, through the wall law of the flow in the immediate vicinity of the metallurgical product to be coated.

5 - Method for sizing an enclosure of galvanization according to the preceding claim, characterized in that the wall law to be taken into account is the one known as Karmann-Nikuradze.

6 - Method for sizing an enclosure of galvanizing according to any one of the claims preceding, characterized in that, in the case where one employs a winding-type field element polyphase (6), we adjust the intensity of the alternating current creating the effective induction Beff so that the liquid of overlap does not penetrate more than half of the length of the field winding (6) which is arranged around the output channel (8) of the loudspeaker galvanizing (1).

7 - Method for sizing an enclosure of galvanizing according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, in the case where a inductor element of the type of a polyphase winding (6), the excitation frequency of the alternating current is adjusted creating the effective induction Beff so that the liquid of overlap does not penetrate more than half of the length of the field winding (6) which is arranged around the output channel (8) of the loudspeaker galvanizing (1).

8 - Method for sizing an enclosure of galvanization according to the preceding claim, characterized in that the air gap of the winding polyphase inductor (6) is chosen such that the ratio of the half pole pitch on said air gap is not greater than 3.