EP0126057A2

EP0126057A2 - Perfectionnement aux procédés de réglage de l'épaisseur d'un revêtement métallique déposé par immersion

Info

Publication number: EP0126057A2
Application number: EP84870062A
Authority: EP
Inventors: Jacques Pelerin; Dimitri Coutsouradis
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1984-11-21
Also published as: EP0126057A3

Abstract

Procédé de réglage de l'épaisseur d'un revêtement métallique (1 ) déposé par immersion sur un produittel qu'une bande ou un fil d'acier consistant à créer un courant gazeux (5) dirigé vers le bain de métal de revêtement (2) et de direction sensiblement parallèle à la direction du mouvement du produit revêtu, à faire circuler le produit à contre-courant dans ce courant gazeux et à ajuster le débit du courant gazeux, de façon à régler l'épaisseur du dit revêtement. Le courant gazeux traverse une tuyère de Venturi; il résulte de l'insufflation d'un flux gazeux (6) sous pression immédiatement avant le col de la tuyère et transversalement à celle-ci.

Description

La présente invention concerne un procédé perfectionné pour le réglage de l'épaisseur d'un revêtement métallique déposé par immersion.
Elle s'applique notamment aux bandes et aux fils d'acier galvanisés en continu. La description qui va suivre fera plus spécialement référence à cette application. Il doit cependant être bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à cette seule application et qu'elle peut s'étendre à tout type de revêtement rentrant dans le cadre des revendications jointes.
Le revêtement à chaud, en particulier la galvanisation, constitue un procédé très répandu de protection de l'acier contre la corrosion.
La résistance à la corrosion d'un produit en acier galvanisé est sensiblement proportionnelle à l'épaisseur du revêtement de zinc. Diverses raisons, tant techniques, liées notamment à l'adhérence du dépôt, qu'économiques, ont cependant amené les producteurs à limiter l'épaisseur des dépôts de zinc, en particulier sur les bandes et les fils.
La résistance à la corrosion et l'aspect des produits en acier galvanisés dépendent également de la régularité de l'épaisseur du revêtement de zinc.
Pendant de nombreuses années, le réglage de l'épaisseur du revêtement de zinc a été réalisé par voie mécanique.
En particulier, on a utilisé des rouleaux, dits rouleaux es- soreurs, pour les bandes, tandis que les fils _étaient conduits à la sortie du bain de zinc, à travers une couche de matière granulaire inerte, par exemple du charbon de bois ou de l'asbeste. Cette dernière technique est connue, notamment par les brevets belges n° 729.567 et n° 790.433.
Les lignes modernes de galvanisation de bandes pratiquent souvent actuellement des vitesses de défilement de l'ordre de 100 à 180 m/min., pour lesquelles les moyens mécaniques précités de réglage d'épaisseur ne sont plus suffisants.
On a dès lors développé d'autres méthodes de réglage de l'épaisseur du revêtement, notamment l'emploi de couteaux d'air ou de gaz, tels que ceux qui sont décrits dans le brevet belge n° 699.500. En général, il s'agit de lames d'air ou de gaz sous pression, perpendiculaires ou faiblement inclinées par rapport à la surface de la bande, qui règlent la quantité de zinc entraînée par celle-ci.
Bien qu'elle ait permis de galvaniser des bandes d'acier défilant à vitesse élevée, cette méthode présente cependant deux inconvénients principaux. En premier lieu, elle met en oeuvre des débits importants de gaz sous pression, ce qui entraîne un coût élevé de fonctionnement. Ensuite, les jets de gaz sous pression frappant transversalement la bande risquent d'y induire des vibrations qui peuvent être préjudiciables à la qualité du revêtement. Ce dernier inconvénient est surtout sensible dans le cas, fréquent, où l'épaisseur du revêtement n'est pas la même sur les deux faces de la bande.
Dans le domaine de la galvanisation des fils, de nombreuses lignes de traitement fonctionnent encore à des vitesses relativement faibles et utilisent des lits de matières granulaires inertes pour régler l'épaisseur des dépôts.
Dans le but d'augmenter la vitesse des lignes de galvanisation de fils, on a tenté de leur appliquer la technique des couteaux d'air; on a ainsi proposé de faire passer le fil à travers une bague pourvue d'une fente annulaire par laquelle on insuffle 1' air sous pression sur le fil.
Cette technique se heurte à un inconvénient pratique important. En effet, les lignes de galvanisation de fil traitent en parallèle un grand nombre de fils et, dans la méthode indiquée, chaque fil doit être pourvu de sa bague de soufflage d'air. Cette exigence donne lieu à des difficultés sérieuses, par exemple lorsqu'un fil se rompt et qu'il faut le réintroduire dans sa bague.
En outre, cette méthode implique également la consommation de grandes quantités de gaz sous pression.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier aux divers inconvénients qui viennent d'être rappelés.
Le procédé de l'invention s'applique aussi bien aux bandes qu'aux fils; il permet d'obtenir des revêtements très minces présentant un bel aspect de surface sans nécessiter de consommation importante de gaz sous pression.
A cet effet, le procédé qui fait l'objet de la présente invention, pour le réglage de l'épaisseur d'un revêtement métallique déposé par immersion dans un bain de métal fondu, est caractérisé en ce que l'on crée au moins un courant gazeux dirigé vers le dit bain de métal fondu, de direction sensiblement parallèle à la direction du mouvement du produit revêtu, mais de sens inverse au sens de ce mouvement, en ce que l'on fait circuler le dit produit à contre-courant dans le dit courant gazeux et en ce que l'on ajuste le débit du dit courant gazeux, de façon à régler l'épaisseur du dit revêtement.
Selon une mise en oeuvre particulièrement intéressante du procédé de l'invention, on fait circuler le dit produit revêtu dans un conduit disposé au-dessus du bain et dans lequel circule le dit courant gazeux, le dit conduit présentant un profil longitudinal en forme de tuyère de Venturi dont la partie divergente est dirigée vers la surface du bain, et on crée le dit courant gazeux en insufflant immédiatement en amont du col du dit conduit un flux gazeux sous pression, selon une direction sensiblement perpendiculaire à celle du dit courant gazeux.
Egalement selon l'invention, on insuffle le dit flux gazeux par un canal présentant un profil transversal en forme de tuyère de Venturi, la partie divergente du dit canal étant dirigée vers le dit courant gazeux.
Selon l'invention, on ajuste le débit du dit courant gazeux en faisant varier la pression du dit flux gazeux insufflé dans le dit conduit.
_Egalement selon l'invention, on ajuste la vitesse du dit courant gazeux en faisant varier la section du dit conduit.
A cet effet, on peut en particulier faire varier la largeur du dit conduit, par exemple en modifiant la distance entre la rampe et la surface de la bande.
Toujours selon l'invention, on peut régler l'épaisseur du revêtement en modifiant la distance entre la rampe et la surface du bain et/ou la position angulaire de la rampe par rapport à la surface de la bande.
Afin de faire mieux comprendre le procédé de l'invention, on va maintenant en décrire une mise en oeuvre préférée, en se référant à la figure jointe.
Cette figure illustre l'application du procédé au réglage de l'épaisseur d'un revêtement de zinc déposé sur une bande.
La bande 1 sort verticalement du bain de zinc fondu 2 en entraînant un revêtement de zinc 3. Elle traverse une rampe 4 dans laquelle circule un courant gazeux, représenté par les flèches 5, à contre-courant par rapport à la bande. La rampe 4 présente un profil transversal en forme de tuyère de Venturi. Le courant gazeux 5 est provoqué par insufflation d'un flux de gaz 6 sous pression, à faible débit, à l'amont du col du Venturi. Ce flux est lui-même insufflé par un canal profilé en tuyère de Venturi et orienté perpendiculairement à la surface de la bande.
La détente du flux 6 dans la partie divergente du canal provoque une aspiration de l'air ambiant à travers la rampe et crée le courant d'air 5 sensiblement parallèle à la bande 1. Ce courant d'air subit également une certaine détente dans la partie divergente de la rampe, ce qui renforce l'aspiration d'air à travers la rampe. A la sortie de la rampe, le courant d'air est dévié par des déflecteurs 7, afin d'éviter un impact brusque sur le bain.
Il est également possible d'appliquer le procédé de l'invention au cas où la bande traverse une enceinte fermée contenant un gaz protecteur, tel que l'azote. Dans ce cas, une rampe peut être installée à l'intérieur de l'enceinte; un flux de gaz protecteur est insufflé en 6 et il aspire en 5 un courant de gaz protecteur qui peut alors circuler en circuit fermé. Le rôle moteur du gaz est assuré par un flux de gaz dont le débit compense par exemple les pertes de gaz par les sas d'entrée et de sortie de la bande dans l'enceinte.
En outre, le procédé de l'invention s'applique également au réglage de l'épaisseur du revêtement dans les lignes de traitement de fils.
Le demandeur a en effet découvert que le courant gazeux créé dans une rampe linéaire se répartit uniformément autour des fils et agit de façon homogène sur toute leur périphérie. Il n'est donc plus nécessaire de prévoir des bagues entourant chaque fil.
Il ne sortirait cependant pas du cadre de la présente invention d'utiliser, pour chaque fil, une tuyère de Venturi circulaire, créant un courant gazeux parallèle à l'axe du fil. A cet égard, il faut noter que l'introduction du fil dans une tuyère est plus aisée que dans une bague insufflant une lame d'air sous un angle déterminé.
Le procédé de l'invention offre une grande souplesse de fonctionnement et de réglage. Il permet d'agir sur l'épaisseur du revêtement soit en ajustant simplement le débit du flux de gaz moteur soit en faisant varier la section du courant gazeux.
De même, il est aisé, par ce procédé, de régler à des épaisseurs différentes, les revêtements déposés sur les deux faces d'une bande.
En particulier, il est possible, par le procédé de l'invention, d'atteindre des épaisseurs de revêtement nettement plus faibles que par les couteaux gazeux classiques.
En outre, le procédé de l'invention ne nécessite qu'une faible consommation de gaz comprimé. En effet, le débit du courant gazeux aspiré naturellement dans le dit conduit est nettement plus élevé que le débit du flux gazeux sous pression insufflé à l'entrée du conduit. Le rapport de ces débits est le souvent compris entre 10 et 20, selon les caractéristiques géométriques du dit conduit.
Le procédé de l'invention permet encore d'améliorer la stabilité transversale de la bande ou des fils au cours de l'opération de réglage du revêtement, en supprimant toute vibration transversale, ce qui exerce un effet bénéfique sur l'aspect superficiel du produit revêtu.
Bien qu'elle ait été décrite dans son application à la galvanisation, la présente invention s'étend également à d'autres types de revêtements déposés par immersion, notamment au dépôt d'aluminium, d'étain, de plomb ou d'alliages de ces métaux.

Claims

1. Procédé de réglage de l'épaisseur d'un revêtement métallique déposé par immersion sur un produit tel qu'une bande ou un fil d'acier, caractérisé en ce que l'on crée au moins un courant gazeux dirigé vers le bain de métal de revêtement, de direction sensiblement parallèle à la direction du mouvement du produit. revêtu, mais de sens inverse au sens de ce mouvement, en ce que l'on fait circuler le dit produit à contre-courant dans le dit courant gazeux et en ce que l'on ajuste le débit du dit courant gazeux, de façon à régler l'épaisseur du dit revêtement.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait circuler le dit produit revêtu dans un conduit disposé au-dessus du bain et dans lequel circule le dit courant gazeux, le dit conduit présentant un profil longitudinal en forme de tuyère de Venturi dont la partie divergente est dirigée vers la surface du bain, et en ce que l'on crée le dit courant gazeux en insufflant immédiatement en amont du col du dit conduit un flux gazeux sous pression, selon une direction sensiblement perpendiculaire à celle du dit courant gazeux.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on insuffle le dit flux gazeux par un canal présentant un profil transversal en forme de tuyère de Venturi, la partie divergente du dit canal étant dirigée vers le dit courant gazeux.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'on ajuste le débit du dit courant gazeux en faisant varier la pression du flux gazeux insufflé dans le dit conduit.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans le cas d'une bande, on crée des courants gazeux de débit différent de part et d'autre de la bande, de façon à former des revêtements d'épaisseur différente sur les deux faces.

61 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le gaz utilisé est l'air.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lorsque le produit est soumis à sa sortie du bain de métal, à l'action d'un gaz protecteur, on utilise ce gaz protecteur pour constituer le courant gazeux et le flux gazeux.