EP0157708B1 - Procédé de dégraissage d'une bande métallique laminée à froid - Google Patents

Procédé de dégraissage d'une bande métallique laminée à froid Download PDF

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EP0157708B1
EP0157708B1 EP85400669A EP85400669A EP0157708B1 EP 0157708 B1 EP0157708 B1 EP 0157708B1 EP 85400669 A EP85400669 A EP 85400669A EP 85400669 A EP85400669 A EP 85400669A EP 0157708 B1 EP0157708 B1 EP 0157708B1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/0275—Cleaning devices
    • B21B45/0278—Cleaning devices removing liquids
    • B21B45/0284—Cleaning devices removing liquids removing lubricants

Definitions

  • the present invention relates to a method for degreasing a cold-rolled metal strip, and more particularly a continuously treated strip, preferably a ferrous strip, or a copper strip.
  • the atmosphere used is constituted by a mixture of N 2 , H 2 , H 2 0, C0 2 , and CO, and it results from a sub-stoichiometric combustion of a fossil fuel (gas or fuel ).
  • Total degreasing of the metal strip is therefore obtained by heating and cracking the oils, by chemical action of the gases in the atmosphere of the fumes from the combustion of this fossil fuel.
  • the atmosphere having the composition specified in the prior patent therefore comprises reducing gases (H 2 and CO), and also oxidizing gases (H 2 0 and C0 2 ).
  • N Z -H 2 -H 2 0 mixture comprising a single reducing gas and a single oxidizing gas, of a particular composition, gives the same effects as a mixture with two components of each kind.
  • the present invention relates to a method of degreasing a cold-rolled strip, according to which the degreasing is carried out at the same time as the heating of the strip, by chemical effect at high temperature of an atmosphere of suitable composition, on the oil layer present on the strip, in an enclosure provided with means for supplying heat by radiation, in which the heating and degreasing actions are carried out separately and independently, characterized in that said atmosphere consists essentially of a mixture of nitrogen and hydrogen enriched in water vapor injected into said degreasing section in which the hydrogen content is between 2 and 30% and the water vapor content is between 5 and 30% of the gas mixture filling the enclosure.
  • the metal strip can be brought, by the radiant heating means, to a temperature between 350 and 700 ° C., necessary for carrying out degreasing by chemical effect of the atmosphere.
  • the injected gas mixture can be preheated to a temperature of the order of 700 ° C, by any suitable means.
  • the water vapor from the atmosphere can be injected into a stream N 2 , H 2 (mixture of nitrogen and hydrogen) already preheated .
  • the atmosphere is produced by injecting air in an amount such that the combination of the oxygen contained in the air with the hydrogen present in said atmosphere gives the same final composition of atmospheric gases which if a mixture of nitrogen, hydrogen and water vapor was injected directly, as described above.
  • the injected air supplies the nitrogen of the final composition of the atmosphere, and the water vapor necessary for this final atmosphere results from the combustion of part of the hydrogen of l atmosphere in the presence of oxygen from the air.
  • the degreasing atmosphere is obtained by an injection of air, as specified above, combined with an injection of fumes from the combustion of a gaseous fuel, this combustion being able to be carried out either inside or outside the enclosure where degreasing takes place.
  • the combustion of the gaseous fuel is preferably a sub-stoichiometric combustion, in premix or not, with a rate of unburnt of between 0.5 and 10%.
  • This variant provides a simplification of implementation compared to the process described above, while allowing the same oxidation potential with respect to the strip, since the final composition of the degreasing atmosphere remains the even.
  • an N 2 + H 2 mixture flow rate of 150 Nm 3 / h is injected in the vicinity of the metallization bath. This flow passes through the cooling and annealing sections, and reaches the degreasing section.
  • the atmosphere is produced by injecting oxidizing fumes in an amount such that the excess oxygen contained in the fumes combines with the hydrogen present in the atmosphere to produce water vapor which is added to the water vapor already present in the injected fumes.
  • the degreasing atmosphere thus produced contains hydrogen, water vapor, and a small amount of C0 2 introduced with the fumes.

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Description

  • La présente invention est relative à un procédé de dégraissage d'une bande métallique laminée à froid, et plus particulièrement d'une bande traitée en continu, de préférence une bande ferreuse, ou une bande de cuivre.
  • Cette invention constitue un perfectionnement de celle décrite et revendiquée dans le brevet européen N° 00 69 009, déposé le 22 juin 1982 par la présente titulaire. Dans ce brevet antérieur, on a décrit un procédé de dégraissage d'une bande métallique laminée à froid dans lequel les actions chauffage et dégraissage sont séparées, c'est-à-dire que quels que soient les besoins de chauffage, le dégraissage est réalisé de façon indépendante.
    • a) le chauffage est effectué dans une enceinte pourvue de moyens d'apport de chaleur par rayonnement, notamment électriques;
    • b) le dégraissage est obtenu par effet d'une atmosphère appropriée dans cette enceinte de chauffage.
  • Dans ce brevet antérieur, l'atmosphère utilisée est constituée par un mélange de N2, H2, H20, C02, et CO, et elle résulte d'une combustion sous-stoechiométrique d'un combustible fossile (gaz ou fuel). Le dégraissage total de la bande métallique est donc obtenu par chauffage et craquage des huiles, par action chimique des gaz de l'atmosphère des fumées issus de la combustion de ce combustible fossile.
  • L'atmosphère ayant la composition précisée dans le brevet antérieur comporte donc des gaz réducteurs (H2 et CO), et également des gaz oxydants (H20 et C02).
  • La demanderesse a constaté qu'un mélange NZ-H2-H20, comportant un seul gaz réducteur et un seul gaz oxydant, d'une composition particulière, procurait les mêmes effets qu'un mélange avec deux composants de chaque nature.
  • En conséquence, la présente invention concerne un procédé de dégraissage d'une bande laminée à froid, selon lequel le dégraissage est effectué en même temps que le chauffage de la bande, par effet chimique à haute température d'une atmosphère de composition appropriée, sur la couche d'huile présente sur la bande, dans une enceinte pourvue de moyens d'apport de chaleur par rayonnement, dans laquelle les actions de chauffage et dégraissage sont réalisés de façon séparée et indépendante, caractérisé en ce que ladite atmosphère est constituée essentiellement par un mélange d'azote et d'hydrogène enrichi en vapeur d'eau injecté dans ladite section de dégraissage dans lequel la teneur en hydrogène est comprise entre 2 et 30% et la teneur en vapeur d'eau est comprise entre 5 et 30% du mélange gazeux remplissant l'enceinte.
  • Les autres conditions du traitement, spécifiées dans le brevet antérieur, demeurent inchangées.
  • Selon une caractéristique de cette invention, la bande métallique peut être portée, par les moyens de chauffage par rayonnement, à une température comprise entre 350 et 700°C, nécessaire à la réalisation du dégraissage par effet chimique de l'atmosphère.
  • Pour accroître l'effet chimique de l'atmosphère, le mélange gazeux injecté peut être pré-chauffé jusqu'à une température de l'ordre de 700°C, par tous moyens appropriés.
  • Selon l'invention, pour éviter toute condensation de la vapeur d'eau dans l'enceinte de dégraissage, la vapeur d'eau de l'atmosphère peut être injectée dans un courant N2, H2 (mélange azote et hydrogène) déjà préchauffé.
  • La lecture de la description qui précède montre que cette invention apporte un procédé simplifié par rapport au procédé décrit dans le brevet européen N° 00 69 009, le remplacement des gaz de combustion, constitués de N2, H2, CO, C02 et H20, par un mélange de N2, H2 et de vapeur d'eau, injecté au même niveau que dans le procédé antérieur, ou même dans la zone de température plus basse, permettant d'obtenir le même potentiel d'oxydation vis-à-vis de la bande que les fumées de l'atmosphère du brevet antérieur.
  • Selon une variante de cette invention, on peut envisager une mise en oeuvre différente de l'atmosphère de dégraissage.
  • Selon cette variante, l'atmosphère est réalisée par injection d'air en une quantité telle que la combinaison de l'oxygène contenu dans l'air avec l'hydrogène présent dans ladite atmosphère donne la même composition finale de gaz d'atmosphère qui si un mélange d'azote, d'hydrogène et de vapeur d'eau était injecté directement, comme décrit ci-dessus.
  • On comprend que, selon cette variante, l'air injecté fournit l'azote de la composition finale de l'atmosphère, et la vapeur d'eau nécessaire à cette atmosphère finale résulte de la combustion d'une partie de l'hydrogène de l'atmosphère en présence de l'oxygène de l'air.
  • Les autres conditions du traitement spécifiées ci-dessus demeurent inchangées.
  • Selon une autre caractéristique de cette variante, l'atmosphère de dégraissage est obtenue par une injection d'air, comme précisé ci-dessus, combinée avec une injection de fumées issues de la combustion d'un combustible gazeux, cette combustion pouvant être réalisée soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'enceinte où s'effectue le dégraissage. La combustion du combustible gazeux est de préférence une combustion sous-stoechiométrique, en pré-mélange ou non, avec un taux d'imbrûlés compris entre 0,5 et 10%.
  • Cette variante apporte une simplification de mise en oeuvre par rapport au procédé décrit ci-dessus, tout en permettant le même potentiel d'oxydation vis-à-vis de la bande, étant donné que la composition finale de l'atmosphère de dégraissage demeure la même.
  • On a donné ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé selon cette variante. Le schéma'annexé illustre les étapes du procédé ainsi mis en oeuvre.
  • Dans les conditions typiques d'application du procédé, on injecte un débit de mélange N2+H2 de 150 Nm3/h au voisinage du bain de métallisation. Ce débit traverse les sections de refroidissement et de recuit, et atteint la section de dégraissage.
  • On injecte, dans cette section de dégraissage, un débit d'air de 35 Nm3/h. L'oxygène contenu dans l'air se combine avec de l'hydrogène contenu dans ce gaz de balayage, et l'atmosphère qui en résulte contient 4,4% de H2, 8,3% de H20, le reste étant constitué par le l'azote.
  • Le débit total de cette atmosphère étant de 178 Nm3/h, cette opération est équivalente à l'injection, dans la section de la préchauffe, de 361 Nm3/h d'un mélange contenant 11,7% H20 et 88,3% N2.
  • Le tableau ci-après résume les conditions de fonctionnement. (cas 1 et Cas 2).
  • Selon une autre variante de cette invention, l'atmosphère est réalisée par injection des fumées oxydantes selon une quantité telle que l'oxygène excédentaire contenu dans les fumées se combine avec l'hydrogène présent dans l'atmosphère pour produire de la vapeur d'eau qui s'additionne à la vapeur d'eau déjà présente dans les fumées injectées. L'atmosphère de dégraissage ainsi réalisée contient de l'hydrogène, de la vapeur d'eau, et une faible quantité de C02 introduit avec les fumées. Les conditions de fonctionnement sont résumées dans le tableau (cas 3).
    Figure imgb0001

Claims (8)

1. Procédé de dégraissage d'une bande laminée à froid, selon lequel le dégraissage est effectué en même temps que le chauffage de la bande, par effet chimique à haute température d'une atmosphère de composition appropriée, sur la couche d'huile présente sur la bande, dans une enceinte pourvue de moyens d'apport de chaleur par rayonnement, dans laquelle les actions de chauffage et dégraissage sont réalisés de façon séparée et indépendante, caractérisé en ce que ladite atmosphère est constituée essentiellement par un mélange d'azote et d'hydrogène enrichi en vapeur d'eau injecté dans ladite section de dégraissage dans lequel la teneur en hydrogène est comprise entre 2 et 30% et la teneur en vapeur d'eau est comprise entre 5 et 30% du mélange gazeux remplissant l'enceinte.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande est portée par ledit chauffage par rayonnement à une température comprise entre 350 et 700°C.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le mélange gazeux injecté dans la section de dégraissage de l'enceinte est soumis à un préchauffage jusqu'à une température de l'ordre de 700°C.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vapeur d'eau nécessaire à l'atmosphère de dégraissage est injectée dans un courant du mélange gazeux azote et hydrogène, déjà préchauffé.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère de dégraissage est obtenue par injection d'air selon une quantité telle que la combinaison de l'oxygène contenu dans l'air avec l'hydrogène présent dans l'atmosphère donne la même composition finale de gaz d'atmosphère qui si un mélange d'azote, d'hydrogène et de vapeur d'eau était injecté directement.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on injecte en outre, dans l'atmosphère de dégraissage, des fumées issues de la combustion d'un combustible gazeux, réalisée soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'enceinte de dégraissage.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise une combustion sous-stoechiométrique, en pré-mélange ou non, avec un taux d'imbrûlés compris entre 0,5 et 10%.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère de dégraissage est obtenue par injection de fumées oxydantes en quantité telle que l'oxygène excédentaire contenu dans les fumées se combine avec l'hydrogène présent dans ladite atmosphère, en produisant de la vapeur d'eau qui s'additionne à la vapeur d'eau déjà présente dans les fumées injectées, l'atmosphère de dégraissage ainsi réalisée contentant de l'hydrogène, de la vapeur d'eau, de l'azote et une faible quantité de C02 introduit avec les fumées.
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