EP0166654B1 - Procédé et dispositif d'optimisation dans un procédé de réduction de la dimension du fleurage d'une bande d'acier galvanisé - Google Patents
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- EP0166654B1 EP0166654B1 EP85401193A EP85401193A EP0166654B1 EP 0166654 B1 EP0166654 B1 EP 0166654B1 EP 85401193 A EP85401193 A EP 85401193A EP 85401193 A EP85401193 A EP 85401193A EP 0166654 B1 EP0166654 B1 EP 0166654B1
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- C23C2/265—After-treatment by applying solid particles to the molten coating
Definitions
- the present invention relates to a method and an optimization device in a method for reducing the dimension of the flowering of a strip of galvanized steel.
- the steel strip After having undergone a heat treatment, is immersed in a bath of molten zinc.
- the layer of liquid zinc is then wrung out either by rollers on the low production lines or more generally by the effect of pressure of air or gas jets on the high production lines, then it freezes under the effect of the natural cooling of the ambient air.
- the flowering of the galvanized strips is prohibited in particular in certain applications where the sheet is painted because the weft of the flowers reappears through the layer of paint.
- the germs consist of zinc in fine powder which is transported by air.
- the average particle size is generally around 5 ⁇ l.
- the coating freezes inside the box, in the presence of the germs of crystallization transported in the air coming from the blowing slots.
- this is a precooling box and / or more generally a height adjustment of the box.
- the height adjustment of the box can be effective if the latitude of the adjustment covers the entire production of the line. On the other hand, it is a manual adjustment which cannot have the reliability of an automatic adjustment.
- the present invention aims to improve the process of "minifier” by regulating the temperature of the strip of galvanized steel.
- the subject of the present invention is a method for optimizing the solidification of zinc on a steel strip under the action of germs of crystallization, constituted by zinc in fine powder, which are projected by a transport fluid to the inside of a spray box on both sides of the strip, characterized in that the temperature of the strip at the outlet of the box is measured and this temperature is maintained at an optimum value by regulating the flow of fluid transport in the box depending on the difference between the temperature measurement obtained and the optimal temperature.
- an increase in temperature of the strip will cause an increase in the flow rate of transport fluid and a decrease in temperature will cause a decrease in this flow rate.
- the transport fluid is suitably air, but can be any inert gas.
- the temperature displayed may be a few degrees higher than the solidification temperature of zinc (419 ° C).
- maintaining the temperature at an optimal value is also obtained by subjecting the strip upstream of the spray box to precooling by a cooling fluid controlled by the temperature measurement. performed at the outlet of the box.
- the installation shown in FIG. 1 comprises a box 1 comprising two identical half-boxes 1 and 1 arranged vertically between which a strip 2 of galvanized steel runs vertically.
- the strip 2 of galvanized steel enters the lower part of the casing 1, while the zinc which covers it is still in the molten state.
- Each half-box 1a and 1b has in its center a blowing slot 3a, 3b horizontal and at its lower and upper ends a return slot respectively 4a, 4b and 5a, 5b by which the non-fixed zinc powder is re-aspirated.
- a recirculation fan 7 feeds through a duct 8 on which is placed a flow control member 17 the blowing slots 3a, 3b, its suction being connected by a duct 9 to the return slots 4a, 4b and 5a, 5b.
- perforated walls 6a, 6b are interposed in each part of the box between the slots and the connection to the conduits 8 and 9.
- Fine zinc powder (with an average particle size of 5 ⁇ ) is continuously fed into the suction of the fan 7 from a storage hopper 10 through a device 11 for dosing powder.
- the outlet of the box (at the top) is provided with suction hoods 12a, 12b whose function is to suck up the residual zinc powder which has not been captured by the recovery slots 5a, 5b, these hoods 12a , 12b being connected to the intake of a fan 13 via a duct 14.
- a filter 15 is arranged at the outlet of the fan 13.
- an apparatus 16 for optical measurement of the temperature of the strip which delivers a signal.
- This device is in particular of the radiation pyrometer type.
- the signal obtained is sent to a regulating device 18 which compares it to a reference value or setpoint C representing the optimal temperature value.
- the regulator output signal is then used as will be described below.
- This regulation device is in particular of the derivative integral proportional type.
- the installation comprises, upstream of the spraying box 1, a precooling box 20 which itself consists of two half-boxes 20a and 20b arranged vertically on either side of the steel strip 2 between which it parade.
- Each half-box 20a and 20b comprises a perforated plate 27a and 27b ensuring regular blowing of air onto the coated steel strip 2 in order to ensure pre-cooling.
- a precooling fan 21 feeds through a duct 22, on which is installed a flow adjustment member 24, the parts 20a and 20b of the box 20.
- the output signal of the regulator 18 is sent by a line 19 to the control members 23 and 25 respectively of the flow control members 17 and 24 of the air sent into the spray box 1 and the precooling box 20.
- the control members 23 and 25 are of the current (or voltage) divider type commonly called "ratio-bias", delivering a proportional signal below or above a certain threshold.
- the regulator 18 On a temperature increase detected by the pyrometer 16, the regulator 18 will deliver a new signal which, processed in the "ratio-bias" 23 and 25, will first open the regulating member 17 of the recirculation air flow then, the latter being at its maximum opening, will open the adjustment member 24 of the pre-cooling air flow.
- the regulator 18 On a decrease in temperature detected by the pyrometer 16, the regulator 18 will deliver a new signal which, processed in the "ratio-bias" 23 and 25 will firstly control the closure member 24 for adjusting the pre-cooling air flow and then , the latter being completely closed, will close the adjusting member 17 of the recirculation air flow.
- the "ratio-bias" 23 and 25 can be adjusted so that there is slight overlap between the maximum opening of the regulating member 17 of the recirculation air flow and the minimum opening of the member 24 for adjusting the pre-cooling air flow.
- the cascade or "split-range" operating diagram of the air flow adjustment members 17 and 24 is shown in FIG. 2.
- the control member 23 also controls the powder metering device 11 by a line 28 by varying the speed of rotation of the motor 29 driving this device 11 as a function of the opening of the adjusting member 17 of air flow.
- the spray box is provided with means for displacement in vertical translation along the strip 2 which are controlled by an operator as a function of the output signal from the regulator 18.
- a threshold comparator 26 is installed in bypass on the output signal of the regulator 18. It will be adjusted so that, when this signal arrives above a value approximately equal to 90% (M), an alarm warns the he operator must raise the casing 1 and, conversely when the signal drops below a value close to 45% (B), another alarm indicates to the operator that he must lower the casing.
- the height adjustment of the spray box 1 can be made fully automatic using the threshold comparator 26 and the alarms described above.
- an electrical relay system will control movements in stages.
- the “ascend” alarm will automatically control a rise, for example of one meter in the spray box 1. This operation will be repeated a few moments later if the “ascend” alarm persists.
- the "lower” alarm will automatically control a descent, for example, of one meter from the spray box 1, an operation which will be repeated a few moments later if the "lower” alarm persists.
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Description
- La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'optimisation dans un procédé de réduction de la dimension du fleurage d'une bande d'acier galvanisé.
- Dans les lignes modernes de galvanisation en continu, la bande d'acier, après avoir subi un traitement thermique, est plongée dans un bain de zinc en fusion.
- La couche de zinc liquide est ensuite essorée soit par des rouleaux sur les lignes à faible production soit le plus généralement par effet de pression de jets d'air ou de gaz sur les lignes à forte production, puis elle se fige sous l'effet du refroidissement naturel de l'air ambiant.
- Lors de sa solidification, le zinc forme des cristaux présentant de larges facettes différemment orientées qui, dans leur ensemble, rappellent des fleurs. Ce "fleurage" est caractéristique de l'aspect des tôles galvanisées habituelles.
- Le fleurage des bandes galvanisées est prohibé notamment dans certaines applications où la tôle est peinte car la trame des fleurs réapparaît à travers la couche de peinture.
- On a donc cherché à supprimer la formation du fleurage.
- A cet effet, dans le brevet FR-1 446 335, on a proposé un procédé qui consiste à apporter sur la pellicule de zinc liquide juste avant sa solidification un grand nombre de germes de cristallisation. La densité par unité de surface de ces germes détermine l'aspect final de la surface de la bande. On peut ainsi obtenir une cristallisation très fine avec des cristaux atteignant 0,1 mm contre 15 à 25 mm avec le fleurage normal.
- Les germes sont constitués par du zinc en poudre fine qui est véhiculé par de l'air.
- La granulométrie moyenne est généralement d'environ 5 Il.
- Ces germes sont projetés sur les deux faces de la bande défilant verticalement grâce à deux fentes de soufflage horizontales, disposées de part et d'autre de la tôle et occupant une position centrale respectivement dans deux demi-caissons, chaque demi-caisson comportant également en parties haute et basse deux fentes de reprise symétriques par rapport à la fente de soufflage. Un ventilateur de recirculation alimente les fentes de soufflage, son aspiration étant reliée aux fentes de reprise. De la poudre de zinc est par ailleurs alimentée en continu dans l'aspiration du ventilateur.
- Le figeage du revêtement intervient à l'intérieur du caisson, en présence des germes de cristallisation transportés dans l'air issu des fentes de soufflage.
- Pour obtenir un résultat optimal dans la réduction de la taille du fleurage par ce procédé, il est primordial de réaliser une parfaite coïncidence entre le moment de la présentation des germes de cristallisation et le moment précis qui précède la solidification du zinc. Cette coïncidence n'est pas toujours obtenue et dans ce cas l'alternative suivante se présente :
- - le zinc est déjà solidifié à son entrée dans le caisson et la poudre de zinc n'a aucun effet.
- - le zinc est encore liquide à la sortie du caisson et il y a fusion de la poudre de zinc qui ne peut pas jouer son rôle de germe de cristallisation.
- Dans ces deux cas, le but recherché n'est pas atteint.
- Pour obtenir les meilleures conditions d'obtention du fleurage minimisé, certains moyens mis en oeuvre ont déjà été décrits: il s'agit pour les lignes à forte production d'un caisson de prérefroidissement et/ou plus généralement d'un réglage en hauteur du caisson.
- Le réglage en hauteur du caisson peut être efficace si la latitude du réglage couvre bien toute la production de la ligne. D'autre part, il s'agit d'un réglage manuel qui ne peut avoir la fiabilité d'un réglage automatique.
- La présente invention vise à améliorer le procédé de "minifieurage" grâce à une régulation de la température de la bande d'acier galvanisé.
- Ainsi, la présente invention a pour objet un procédé pour optimiser la solidification du zinc sur une bande d'acier sous l'action de germes de cristallisation, constitués par du zinc en poudre fine, qui sont projetés par un fluide de transport à l'intérieur d'un caisson de pulvérisation sur les deux faces de la bande, caractérisé en ce que l'on mesure la température de la bande à la sortie du caisson et l'on maintient cette température à une valeur optimale en régulant le débit de fluide de transport dans le caisson en fonction de la différence entre la mesure de température obtenue et la température optimale.
- Grâce à ce procédé, une augmentation de température de la bande entraînera une augmentation du débit de fluide de transport et une diminution de température entraînera une diminution de ce débit. Le fluide de transport est de façon appropriée de l'air, mais peut être tout gaz inerte.
- Ceci permet de réaliser une bonne coïncidence entre la projection de la poudre de zinc et le moment de présolidification du zinc sur la bande à l'intérieur du caisson, quelles que soient les variations de vitesse de ligne, de température du bain de zinc, d'épaisseur de revêtement, etc. La température affichée pourra être de quelques degrés supérieure à la température de solidification du zinc (419° C).
- Il n'est pas nécessaire de connaître ni de mesurer avec précision la température optimale à la sortie du caisson, il suffit de régler la température optimale affichée en fonction du meilleur aspect obtenu dans des conditions stables de marche de la ligne. Toute variation de ces conditions qui entraînerait une variation de la température de la bande à la sortie du bain et, par suite, dans le caisson, entraînerait la correction de température par le système de régulation du débit d'air pulsé.
- Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, le maintien de la température à une valeur optimale est en outre obtenu en soumettant la bande en amont du caisson de pulvérisation à un prérefroidissement par un fluide de refroidissement commandé par la mesure de température effectuée en sortie du caisson.
- Ainsi, dans le cas d'un prérefroidissement, la régulation de température est réalisée en cascade et on opère le réglage de la façon suivante :
- - ouverture de la circulation d'air au maximum,
- - puis ouverture et régulation du
- En cas de réglage du caisson en hauteur, avec ou sans prérefroidissement, on peut adjoindre des signaux "trop chaud" et "trop froid" indiquant à l'opérateur le sens de déplacement du caisson vers le haut ou vers le bas.
- L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés qui représentent seulement un mode d'exécution.
- Sur ces dessins:
- la Fig. 1 est un schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention;
- la Fig. 2 est un schéma illustrant le principe du fonctionnement de l'ouverture des vannes du dispositif de régulation de l'invention.
- L'installation représentée sur la Fig. 1 comprend un caisson 1 comportant deux demi-caissons 1 et 1 identiques disposés verticalement entre lesquels défile verticalement une bande 2 d'acier galvanisé.
- La bande 2 d'acier galvanisé pénètre à la partie inférieure du caisson 1, alors que le zinc qui la recouvre est encore à l'état fondu. Chaque demi-caisson la et 1b comporte en son centre une fente de soufflage 3a, 3b horizontale et à ses extrémités inférieure et supérieure une fente de reprise respectivement 4a, 4b et 5a, 5b par laquelle la poudre de zinc non fixée est réaspirée.
- Un ventilateur 7 de recirculation alimente par un conduit 8 sur lequel est placé un organe de réglage de débit 17 les fentes de soufflage 3a, 3b,son aspiration étant reliée par un conduit 9 aux fentes de reprise 4a, 4b et 5a, 5b.
- De manière à obtenir une répartition correcte du soufflage et de la reprise, des parois perforées 6a, 6b sont interposées dans chaque partie du caisson entre les fentes et le raccordement aux conduits 8 et 9.
- De la poudre de zinc fine (de granulométrie moyenne 5 µ) est amenée en continu dans l'aspiration du ventilateur 7 depuis une trémie de stockage 10 à travers un dispositif 11 de dosage de poudre.
- La sortie du caisson (à la partie supérieure) est munie de hottes d'aspiration 12a, 12b dont la fonction est d'aspirer la poudre de zinc résiduelle n'ayant pas été captée par les fentes de reprise 5a, 5b, ces hottes 12a, 12b étant reliées à l'aspiration d'un ventilateur 13 par l'intermédiaire d'un conduit 14. Un filtre 15 est disposé à la sortie du ventilateur 13.
- A la sortie du caisson 1 est disposé un appareil 16 de mesure optique de la température de la bande qui délivre un signal. Cet appareil est notamment de type pyromètre à radiation.
- Le signal obtenu est envoyé dans un dispositif de régulation 18 qui le compare à une valeur de référence ou consigne C représentant la valeur optimale de température. Le signal de sortie du régulateur est ensuite utilisé comme il sera décrit ci-après. Ce dispositif de régulation est notamment du type proportionnel intégral dérivé.
- Selon le mode de réalisation préféré de l'invention qui est décrit à la Fig. 1, l'installation comporte en amont du caisson de pulvérisation 1 un caisson de prérefroidissement 20 qui est lui-même constitué de deux demi-caissons 20a et 20b disposés verticalement de part et d'autre de la bande d'acier 2 entre lesquels elle défile.
- La bande 2 d'acier pénètre à la partie inférieure du caisson 20, alors que le zinc qui la recouvre est encore à l'état fondu. Chaque demi-caisson 20a et 20b comporte une plaque perforée 27a et 27b assurant un soufflage d'air régulier sur la bande d'acier revêtu 2 afin d'en assurer un prérefroidissement.
- Un ventilateur 21 de prérefroidissement alimente par un conduit 22, sur lequel est installé un organe de réglage du débit 24, les parties 20a et 20b du caisson 20.
- Le signal de sortie du régulateur 18 est envoyé par une ligne 19 à des organes de commande 23 et 25 respectivement des organes de réglage du débit 17 et 24 de l'air envoyé dans le caisson de pulvérisation 1 et le caisson de prérefroidissement 20. Les organes de commande 23 et 25 sont du type diviseur de courant (ou de tension) communément appelés "ratio-bias", delivrant un signal proportionnel au-dessous ou au-dessus d'un certain seuil.
- Les réglages se font de la façon suivante :
- Sur augmentation de température détectée par le pyromètre 16, le régulateur 18 délivrera un nouveau signal qui, traité dans les "ratio-bias" 23 et 25, commandera d'abord en ouverture l'organe de réglage 17 du débit d'air de recirculation puis, ce dernier étant à son maximum d'ouverture, commandera en ouverture l'organe de réglage 24 du débit d'air de prérefroidissement.
- Sur diminution de température détectée par le pyromètre 16, le régulateur 18 délivrera un nouveau signal qui, traité dans les "ratio-bias" 23 et 25 commandera d'abord en fermeture l'organe de réglage 24 du débit d'air de prérefroidissement puis, ce dernier étant complètement fermé, commandera en fermeture l'organe de réglage 17 du débit d'air de recirculation.
- Les "ratio-bias" 23 et 25 peuvent être réglés de façon telle qu'il y ait léger recouvrement entre l'ouverture maximale de l'organe de réglage 17 du débit d'air de recirculation et l'ouverture minimale de l'organe de réglage 24 du débit d'air de prérefroidissement. Le schéma de fonctionnement en cascade ou "split-range" des organes de réglage des débits d'air 17 et 24 est représenté en Fig. 2.
- L'organe de commande 23 commande également par une ligne 28 le dispositif 11 de dosage de poudre en faisant varier la vitesse de rotation du moteur 29 d'entraînement de ce dispositif 11 en fonction de l'ouverture de l'organe de réglage 17 de débit d'air.
- Selon une variante, le caisson de pulvérisation est muni de moyens de déplacement en translation verticale le long de la bande 2 qui sont commandés par un opérateur en fonction du signal de sortie du régulateur 18.
- Un comparateur de seuil 26 est installé en dérivation sur le signal de sortie du régulateur 18. Il sera réglé de façon telle que, lorsque ce signal arrive au-dessus d'une valeur environ égale à 90 % (M), une alarme prévient l'opérateur qu'il doit monter le caisson 1 et, inversement lorsque le signal descend en-dessous d'une valeur voisine de 45 % (B), une autre alarme indique à l'opérateur qu'il doit descendre le caisson.
- Le réglage en hauteur du caisson de pulvérisation 1 peut être rendu entièrement automatique en utilisant le comparateur de seuil 26 et les alarmes décrites ci-dessus. Pour éviter des déplacements permanents du caisson de pulvérisation 1, un système électrique à relais commandera des déplacements par palier. Ainsi, l'alarme "monter" commandera automatiquement une remontée par exemple de un mètre du caisson de pulvérisation 1. Cette opération sera répétée quelques instants plus tard si l'alarme "monter" persiste. Il en sera de même en cas d'alarme "baisser" : l'alarme "baisser" commandera automatiquement une descente par exemple de un mètre du caisson de pulvérisation 1, opération qui sera répétée quelques instants plus tard si l'alarme "baisser" persiste.
prérefroidissement.
Claims (6)
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