EP0157057B1 - Procédé de galvanisation pour produire consécutivement deux revêtements différents sur une bande métallique - Google Patents

Procédé de galvanisation pour produire consécutivement deux revêtements différents sur une bande métallique Download PDF

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EP0157057B1
EP0157057B1 EP84401547A EP84401547A EP0157057B1 EP 0157057 B1 EP0157057 B1 EP 0157057B1 EP 84401547 A EP84401547 A EP 84401547A EP 84401547 A EP84401547 A EP 84401547A EP 0157057 B1 EP0157057 B1 EP 0157057B1
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Guy Gerard
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Fabrique de Fer de Maubeuge
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes

Definitions

  • the coating of a metal strip with a zinc alloy is carried out today by means of an installation called a galvanizing line along which the strip passes and undergoes various treatments.
  • a galvanizing line along which the strip passes and undergoes various treatments.
  • a cleaning station there is successively a cleaning station, a preheating station with or without atmosphere control, a so-called laboratory station where generally the heating of the strip continues in a very reducing atmosphere, possibly a cooling station to finally arrive in a bath of molten zinc alloy.
  • the strip On leaving the bath, the strip is wrung out and cooled to be either wound up or conducted through subsequent treatment stations (such as, for example, heat treatment or surface treatment stations, etc.).
  • the invention intends to propose another solution for the production, on the same galvanizing line, of two different products, that is to say coated with different alloys, successively, by means of a galvanizing process .
  • the arrangements of the invention advantageously allow a change of bath with a minimum of handling of molten metal, maximum safety in particular for the temperature maintenance device and finally in a relatively short time, that is to say without incidence appreciable on the production capacity and therefore on the cost price of the finished product.
  • the subject of the invention is a method for producing consecutively on a single production line at least two metal foil products coated with different metal alloys, the production line comprising in particular a fixed tank of molten alloy in which the metallic sheet scrolls.
  • this process consists, to go from the first to the second product, to place in the bath of said fixed cube, a removable tank of volume smaller than that of the fixed tank, containing the one of the aforementioned alloys different from that contained in the fixed tank and in passing said metal sheet through the bath of the removable tank, and, to move from the second to the first product, in removing said removable tank, the metal sheet then passing through the fixed tank.
  • One of the phases of the process resides in the fact that, prior to the installation of the removable tank, the stationary tank is partially emptied then, after this installation, the two baths are completed to an identical level.
  • the means for guiding the metal strip 3 in the bath 1 during its circulation in the direction A consist of a return roller 4 immersed in this bath by which the strip passes from its plunging path to its substantially vertical extraction path. This guidance is supplemented by a descaling roller 5.
  • the strip 3 is brought into the bath through a sheath 6 for confining the atmosphere which has an end 6a plunging into the bath to seal the internal volume of the sheath relative to outside.
  • a wringing device 7 which may be mechanical by rollers or by spraying gas.
  • the roller 4 (and the roller 5) is carried by an arm 4a (5a for the roller 5) which is detachably fixed to a fixed structure of the line extending above the tank 2 and which also carries the sheath 6.
  • Figure 2 we retoruve a line structure of galvanizing at the level of the bath 2 of molten alloy substantially identical to that of FIG. 1, at least in its main components. Note however that the end 6a of the sheath 6, and the rollers 4 and 5 are brought together in a zone of the bath 1 of predetermined volume. This volume must be smaller than that inside of a removable tank 8 which can be suspended in the fixed tank 2 by means of fixed suspension devices (represented by a frame 9) which extend above the tank 2 and which are integral with the above fixed structure.
  • fixed suspension devices represented by a frame 9
  • the establishment of the removable tank 8 requires clearing access to the fixed tank 2.
  • the sheath 6 one can provide either its retraction by an appropriate articulation on the fixed structure, or a telescopic construction, or finally a lower part carrying the end 6a (or shoe) easily removable.
  • the production of a second product can be carried out on the same line. It is then advisable, after the latter has been stopped, to disassemble or retract the members 4, 5, 6, 7 and / or 11 and, by means of a lifting bridge, to approach the tank 8 of the fixed tank 2 that we will have partially emptied of its content.
  • the tank 8 will preferably contain a start of bath 10 of a second alloy which will have been created for example by means of an oven or by means of an auxiliary heating which it may comprise. It is known in fact that the ingot of ingots is faster when they are in contact with a bath already created.
  • the metal strip then passes through the bath 10 and is coated with the aforementioned second alloy.
  • the operation consisting in the commissioning of the auxiliary tank is relatively quick so that the downtime of the galvanizing line is not prohibitive as regards its impact on the production cost price.
  • the method according to the invention allows the passage without any danger from one alloy to another since these are contained in two different tanks without any possible solution of a component of the first bath in the second. For example, on a single line, one can produce sheets coated with an alloy containing lead and with a zinc-aluminum alloy in which it is known that the lead must be free.

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Description

  • Le revêtement d'une bande métallique par un alliage de zinc s'effectue aujourd'hui au moyen d'une installation appelée ligne de galvanisation le long de laquelle la bande défile et subit divers traitements. C'est ainsi qu'après un poste de déroulage en tête de ligne, on trouve successivement un poste de nettoyage, un poste de préchauffage avec ou sans contrôle d'atmosphère, un poste dit laboratoire où généralement le chauffage de la bande se poursuit dans une atmosphère très réductrice, éventuellement un poste de refroidissement pour finalement arriver dans un bain d'alliage de zinc fondu. Au sortir du bain, la bande est essorée et refroidie pour être soit enroulée soit conduite au travers de postes de traitements ultérieurs (tels par exemple que des postes de traitement thermique ou de traitement de surface...).
  • On peut se render compte qu'une telle ligne de galvanisation est une installation complexe qui est destinée à de fortes productions continues d'un produit unique. Or, il peut être avantageux de pouvoir fabriquer des produits dont les revêtements sont différents. Sur une même ligne de galvanisation cette modification nécessite, outre le réglage de tous les portes de traitement en amount du bain d'alliage, la vidange de la cuve contenant ce bain, qui est une opération délicate et longue, donc coûteuse, compte tenu notamment des moyens de chauffage mis en oeuvre (induction) qui ne fonctionnent correctement qu'en présence d'un bain dans la cuve. Au surplus, la cuve correctement vidée doit subir un nettoyage extrêmement poussé, dans certains cas, pour pouvoir ensuite recevoir le nouvel alliage de revêtement qui peut ne pas tolérer, même en très petite concentration, un ou plusieurs des éléments constituant l'alliage précédent.
  • La fabrication de deux produits différents a donc souvent nécessité l'emploi de deux lignes de galvanisation, spécialisées pour chacune d'elles dans l'un ou l'autre des produits. Il n'est pas besoin d'autre explication pour comprendre que cette solution implique un investissement considérable qui ne peut se justifier que par un amortissement sur de très fortes productions. Il a été cependant réalisé sur une même ligne deux cuves pouvant être alternativement mises en service partranslation transversale au sens de défilement de la bande métallique. Cette solution présente encore l'inconvénient d'immobiliser de grandes quantités de métal fondu et d'entretenir un bain à l'état fondu hors service pendant l'utilisation de l'autre avec la consommation d'énergie que cela représente.
  • l'invention entend proposer une autre solution pour la production, sur une même ligne de galvanisation, de deux produits différents, c'est-à-dire revêtus d'alliages différents, de manière successive, par le moyen d'un procédé de galvanisation. Les dispositions de l'invention permettent avantageusement un changement de bain avec un minimum de manipulation de métal fondu, un maximum de sécurité notamment pour le dispositif de maintien en température et enfin dans un temps relativement réduit, c'est-à-dire sans incidence appréciable sur la capacité de production et donc sur le coût de revient du produit fini.
  • A cet effet l'invention a pour objet un procédé pour produire consécutivement sur une ligne unique de production au moins deux produits en feuille métallique revêtus d'alliages métalliques différents, la ligne de production comportant notamment une cuve fixe d'alliage fondu dans laquelle la feuille métallique défile.
  • Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, ce procédé consiste, pour passer du premier au second produit, à placer dans le bain de ladite cube fixe, une cuve amovible de volume inférieur à celui de la cuve fixe, contenant l'un des alliages susdits différent de celui contenu dans la cuve fixe et à faire défiler ladite feuille métallique dans le bain de la cuve amovible, et, pour passer du second au premier produit, à retirer ladite cuve amovible, la feuille métallique défilant alors dans la cuve fixe.
  • Il est avantageux, dans ce procédé de constituer au moins une amorce de bain dans la cuve amovible avant la mise en place de cette cuve dans le bain de la cuve fixe.
  • Une des phases du procédé réside dans le fait que, préalablement à la mise en place de la cuve amovible, on vide partiellement la cuve fixe puis, après cette mise en place, on complète les deux bains jusqu'à un niveau identique.
  • L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.
  • Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels:
    • a figure 1 est une vue schématique en coupe d'une installation connue de galvanisation dans la zone du bain d'alliage fondu;
    • la figure 2 illustre par une même coupe schématique une installation pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention.
  • En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit une portion de ligne de galvanisation au niveau du bain d'alliage de zinc fondu. Ce bain 1 est contenu dans une cuve fixe 2 qui possède des éléments d'apport de chaleur connus en eux-mêmes et non représentés tels que des inducteurs.
  • Les moyens pour guider la bande 3 métallique dans le bain 1 lors de sa circulation dans le sens A sont constitué par un rouleau de renvoi 4 immergé dans ce bain par lequel la bande passe de son trajet plongeant à son trajet d'extraction sensiblement vertical. Ce guidage est complété par un rouleau décambreur 5.
  • Ainsi, de manière connue, la bande 3 est amenée dans le bain au travers d'une gaine 6 de confinement de l'atmosphère qui possède une extrémité 6a plongeant dans le bain pour assurer l'étanchéité du volume interne de la gaine par rapport à l'extérieur. A la sortie du bain, audelà du rouleau 41a bande pénètre dans un dispositif d'essorage 7 qui pourra être mécanique par rouleaux ou par projection de gaz. On notera que le rouleau 4 (et le rouleau 5) est porté par un bras 4a (5a pour le rouleau 5) qui est fixé de manière démontable à une structure fixe de la ligne s'étendant au-dessus de la cuve 2 et qui porte également la gaine 6.
  • Sur la figure 2 on retoruve une structure de ligne de galvanisation au niveau du bain 2 d'alliage fondu sensiblement identique à celle de la figure 1, au moins dans ses composants principaux. On notera cependant que l'extrémité 6a de la gaine 6, et les rouleaux 4 et 5 sont rassemblés dans une zone du bain 1 de volume prédéterminée. Ce volume doit être plus petit que celui intérieur d'une cuve amovible 8 qui peut être suspendu dans la cuve fixe 2 au moyen de dispositifs de suspension fixes (représentés par une charpente 9) qui s'étendent au-dessus de la cuve 2 et qui sont solidaires de la structure fixe susdite. Lorsque la cuve 8 est en place, sa position par rapport à la cuve 2 est telle qu'elle est presque totalement immergée dans le bain 1 d'alliage fondu qui constitue un moyen de tranfert de chaleur entre les équipements de chauffage fixes par induction de la cuve 1 et un bain 10 contenu dans la cuve 8. On voit donc qu'il y a intérêt à disposer du maximum de surface de contact entre la cuve 8 et le bain 1, donc à l'immerger au maximum. Néanmoins on pourra prévoir un moyen de chauffage supplémentaire solidaire de la cuve 8.
  • La mise en place de la cuve amovible 8 nécessite de dégager l'accès à la cuve fixe 2. Pour ce faire, on aura prévu que les rouleaux 4 et 5 seront démontables ainsi que les buses de soufflage 11 du gaz d'essorage montées à coulissement sur des rails, non représentés, transversaux à la direction de défilement de la bande. Pour ce qui concerne la gaine 6, on peut prévoir soit son escamotage par une articulation appropriée sur la structure fixe, soit une construction télescopique, soit enfin une partie inférieure portant l'extrémité 6a (ou sabot) aisément démontable.
  • La mise en oeuvre du procédé selon l'invention est réalisée avec une installation conforme à celle de la figure 2. On voit qu'en l'absence de la cuve amovible 8 la bande métallique plonge dans le bain d'alliage 1 et est donc revêtu d'un premier revêtement caractérisant un premier produit issu de la ligne de galvanisation.
  • La production d'un second produit, se distinguant du premier par un revêtement de nature différente, peut être réalisée sur la même ligne. Il convient alors, après arrêt de celle-ci, de démonter ou escamoter les organes 4, 5, 6, 7 et/ou 11 et, au moyen d'un pont de levage, d'approcher la cuve 8 de la cuve fixe 2 que l'on aura partiellement vidangée de son contenu. La cuve 8 contiendra de préférence un début de bain 10 d'un second alliage que l'on aura crée par exemple au moyen d'un four ou au moyen d'un chauffage auxiliaire qu'elle peut comporter. On sait en effet que la fusion de lingots est plus rapide lorsque ceux-ci sont en contact avec un bain déjà créé. La cuve 8, alors fixée aux dispositifs 9, trempe dans la partie de bain 1 restant dans la cuve 2 qui lui apporte les calories nécessaires à l'entretien du commencement de bain. On procède ensuite à la remise en place des organes 4, 5, 6, 7 et/ou 11 et au complément de chacun des bains 1 et 10 par apport de lingots ou pour le bain 1, d'une partie de la portion de vidange du bain initial qui aura pu être maintenue à l'état liquide. La bande métallique passe alors dans le bain 10 et est revêtue du second alliage susdit.
  • L'opération consistant à la mise en service de la cuve auxiliaire est relativement rapide si bien que le temps d'arrêt de la ligne de galvanisation n'est pas prohibitif quant à son incidence sur le prix de revient de la production. En outre, le procédé selon l'invention permet le passage sans aucun danger d'un alliage à un autre puisque ceux-ci sont contenus dans deux cuves différentes sans aucune solution possible d'un composant du premier bain dans le second. C'est ainsi par exemple que l'on peu sur une même ligne produire des tôles revêtues avec un alliage contenant du plomb et avec un alliage zinc-aluminium dans lequel on sait que le plomb doit être exempt.
  • L'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'en être donné mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (4)

1. Procédé pour produire consécutivement, sur une ligne unique de production, au moins deux produits en feuille métallique (3) revêtus d'alliages métalliques différents, la ligne de production comportant une cuve (2) fixe d'alliage fondu (1) dans laquelle une feuille métallique défile, caractérisé en ce qu'il consiste pour passer du premier au second produit, à placer dans le bain (1) de ladite cuve fixe (2) une cuve amovible (8) de volume inférieur à celui de la cuve fixe contenant l'un des alliages susdits différents de celui contenu dans la cuve fixe, et à faire défiler ladite feuille métallique dans le bain (10) de la cuve amovible (8), et, pour passer du second au premier produit, à retirer ladite cuve amovible (8), la feuille métallique défilant alors dans la cuve fixe.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on maintient la température du bain (10) de la cuve amovible par régulation de la température du bain (1) dans la cuve fixe (2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'on constitue au moins une amorce de bain dans la cuve amovible (8) avant sa mise en place dans le bain (1) de la cuve fixe (2).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que préalablement à la mise en place de la cuve amovible (8), on vide partiellement la cuve fixe (2) puis, après cette mise en place, on complète les deux bains (1, 10) jusqu'à un niveau identique.
EP84401547A 1984-03-29 1984-07-23 Procédé de galvanisation pour produire consécutivement deux revêtements différents sur une bande métallique Expired EP0157057B1 (fr)

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FR8404902 1984-03-29
FR8404902A FR2562093B1 (fr) 1984-03-29 1984-03-29 Procede de galvanisation pour produire consecutivement deux revetements differents sur une bande metallique

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EP0157057A1 EP0157057A1 (fr) 1985-10-09
EP0157057B1 true EP0157057B1 (fr) 1988-01-07

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IN160743B (fr) 1987-08-01
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