EP4073292A1 - Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling - Google Patents

Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling

Info

Publication number
EP4073292A1
EP4073292A1 EP20842011.7A EP20842011A EP4073292A1 EP 4073292 A1 EP4073292 A1 EP 4073292A1 EP 20842011 A EP20842011 A EP 20842011A EP 4073292 A1 EP4073292 A1 EP 4073292A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
section
temperature
cooling
residues
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20842011.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sébastien LEMAIRE
Patrice Sedmak
Florent CODE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fives Stein SA
Original Assignee
Fives Stein SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fives Stein SA filed Critical Fives Stein SA
Publication of EP4073292A1 publication Critical patent/EP4073292A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5735Details
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60Aqueous agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/667Quenching devices for spray quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/60Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0034Details related to elements immersed in bath
    • C23C2/00342Moving elements, e.g. pumps or mixers
    • C23C2/00344Means for moving substrates, e.g. immersed rollers or immersed bearings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0038Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C23C2/0222Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating in a reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C23C2/0224Two or more thermal pretreatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/024Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36Elongated material
    • C23C2/40Plates; Strips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • C23G5/02Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents using organic solvents
    • C23G5/04Apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • TITLE DEVICE AND METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF STEELS INCLUDING WET COOLING
  • the invention relates to annealing lines and hot dip galvanizing lines for flat products, and more particularly to continuous lines equipped with a non-oxidizing and pickling liquid cooling section. It is linked to the field of metallurgy and deals with both heat treatment and the chemistry of steels.
  • a liquid quenching step by spraying on the strip a liquid, or a mixture of a liquid and d. a gas, for example nitrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen.
  • Flow rates and pressures to be implemented in the cooling section depend on the nature of the steels to be treated and the cooling slopes to be observed.
  • the temperature of the strip at the outlet of the cooling section is typically between 50 ° C and 500 ° C.
  • water cooling generates surface oxidation which is often incompatible with the subsequent coating when it is found in large quantities.
  • This oxidation takes the form of FeO, Fe 2 03 and Fe3O4 to a product temperature above 575 ° C, and it takes the form of Fe2O3 and Fe3O4 to a product temperature below 575 ° C.
  • the installation of an intermediate chemical pickling section between the cooling and the coating is therefore made necessary.
  • This chemical stripping section is costly in investment and operation and increases the footprint of the installation.
  • FR3014447 and FR3064279 of the Applicant describe liquid quenching processes in which the cooling liquid is non-oxidizing for the strip and stripping with regard to the oxides present at the surface of the strip, in particular those formed from the addition elements contained in the steel to be treated.
  • This liquid is, for example, composed of a mixture of demineralized water and formic acid.
  • the condition for having a good phosphating is that the sheet is perfectly clean, without pollution of any kind.
  • these residues can be the cause of adhesion defects of the coating and make it incompatible with the desired level of quality, in particular in accordance with the requirements of sheet metal for the automobile.
  • These non-oxidizing and stripping coolant residues must therefore be removed so that the surface quality of the belt at the outlet of the line meets customer expectations.
  • the addition elements present in the new generations of steel are very easy to oxidize, compared to iron, and to pollute the surface of the product, making it incompatible with galvanization because they prevent good adhesion. of the coating.
  • an internal selective oxidation in a preheating or heating section. It differs from pre-oxidation in that it targets only the additive elements. It is obtained by combining, at depth, oxygen atoms from the surface with certain atoms of addition elements, leading to the formation of precipitates of oxides.
  • the internal selective oxidation is generally carried out in a dedicated chamber sufficiently oxidizing to oxidize the additives but not the iron.
  • steel grades After cooling, steel grades require overaging. Its role is to age the steel in order to bring it from a state of metallurgical imbalance after cooling to a state of equilibrium. It is obtained by maintaining the strip at a given temperature for a sufficient time.
  • the overaging temperature generally between 300 ° C and 600 ° C depending on the steel grade, is an important process parameter to be observed.
  • the overaging temperature hold time is typically between 15 seconds and 90 seconds, depending on the steel grade.
  • An overaging chamber may include means for heating the strip to bring the latter to the overaging temperature. As a variant, this heating means can be placed upstream of the overaging chamber. This heating means can be an inductor to quickly bring the strip to the required temperature.
  • the overaging chamber also includes radiant heating elements (candles, radiant tubes or electrical ribbons) which ensure that the temperature of the strip is maintained.
  • An overaging chamber is maintained under a hydrogenated atmosphere composed of a mixture of nitrogen and hydrogen conventionally comprising about 4% hydrogen by volume. This hydrogen content may not be sufficient to reduce the residues present on the belt at usual overaging conditions, or it may require increasing the overaging temperature or lengthening the residence time at the overaging temperature.
  • the strip In an annealing line, leaving the overaging section, the strip is cooled to room temperature.
  • a galvanizing line leaving the overaging section, the strip can be heated or cooled to bring it to a coating temperature, depending on whether the overaging temperature is lower or higher than the coating temperature. This can be done by dipping, that is to say by immersing the strip in a bath containing the metal, or the metal alloy, constituting the coating to be applied to the strip, or by any other means.
  • the coating can be zinc, an alloy containing zinc, or any other kind. For a dip coating, the coating temperature is close to that of the liquid metal bath in which it is immersed.
  • a rapid wet cooling process making it possible to limit the quantity of residues present on a metal strip at the outlet of a rapid cooling section of a continuous line, said residues being formed during cooling of said metal strip by a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas.
  • the method making it possible to limit the quantity of residues present on the belt is characterized in that it comprises a first step with rapid cooling with water, followed by a second rapid cooling step by wet process, with a non-solution. oxidizing for the tape.
  • the residues are formed during rapid cooling by the non-oxidizing solution for the strip, it is advantageous to limit the size of the latter by carrying out the first cooling step with water.
  • the contact between the water and the strip is limited due to the presence of a vapor film on the surface of the strip, which has the effect of limiting the oxidation of the strip.
  • a method for removing residues present on a metal strip at the outlet of a cooling section of a continuous line, the residues being formed during cooling of said metal strip by a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present on the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, in order to make the surface of the strip compatible with subsequent processes ( galvanizing, phosphating, electrogalvanizing ).
  • the method according to the invention comprises a step of removing residues obtained by reducing the residues with hydrogen.
  • the present invention relates to a step of reducing an oxidation-reduction reaction between an oxidant and a reducing agent.
  • the first cooling step cools the strip to a temperature greater than or substantially equal to the Leidenfrost temperature.
  • the temperature is between the Leidenfrost temperature and the latter increased by 50 ° C.
  • the second cooling step cools the strip from a temperature less than or equal to the Leidenfrost temperature. This feature allows efficient stripping of the strip surface, in combination with the end of cooling
  • the residue reduction step can last between 15 seconds and 300 seconds for a strip temperature between 50 ° C and 600 ° C.
  • the residue reduction step can be carried out below the hydrogen content present in the atmosphere of the furnace, that is to say, without increasing it.
  • the hydrogen content can remain at 4%, a content often used on existing lines.
  • the residue reduction step is carried out while the metal strip is in an atmosphere in which the hydrogen content is between 5% and 100%, and preferably greater than or equal to 10% by volume.
  • hydrogen or a hydrogenated atmosphere in which the hydrogen content is between 5% and 100%, and preferably greater than or equal to 10% by volume, can be blown onto the belt. metallic.
  • the hydrogen, or hydrogenated atmosphere, blown onto the metal strip can have a temperature between 500 ° C and 800 ° C. This high temperature of the blown gas allows a greater efficiency of the residue reduction step compared to that obtained by blowing the hydrogen, or the hydrogenated atmosphere, at a lower temperature. The duration of the reduction step, and / or the temperature of the strip during it, can thus be reduced.
  • the blowing speed of the hydrogen, or the hydrogenated atmosphere is between 10 m / s and 160 m / s in contact with the metal strip.
  • the residue removal method according to the first aspect of the invention can be carried out on a continuous line comprising a dip coating section of the metal strip in a molten bath, and can further comprise, after step residue reduction, a step of heating or cooling the metal strip to a temperature close to the temperature of the bath.
  • the hydrogenated atmosphere is for example composed of a mixture of nitrogen and hydrogen.
  • a continuous treatment line for a metal strip comprising a first step of rapid cooling of said metal strip with water, or a mixture of water. and a gas, and a second step of rapid cooling of the strip with a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present on the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, the use further comprising a step of reducing residues with hydrogen, said residues being formed during rapid cooling of the strip.
  • a line for the continuous treatment of a metal strip comprising a section for rapidly cooling the metal strip by spraying thereon with a liquid solution, or a mixture. of a liquid solution and of a gas, comprising a first zone in which the liquid solution is water followed downstream, in the direction of travel of the strip, by a second zone in which the liquid solution is not oxidizing for the metal strip and stripping for the oxides present on the surface of the metal strip, the line further comprising, downstream of said rapid cooling section in the direction of travel of the strip, a section for reducing residues formed during the cooling and present on the strip, said reducing section being designed to implement a suppression method according to one aspect of the invention, or one or more of its improvements.
  • This rapid heating device is necessary when the power of the strip heating means present in this section does not allow this temperature to be quickly reached. Indeed, if the power density of the heating means is low, the time necessary to reach the temperature necessary for the reduction step will have to be added to the residence time of the strip in the section. On a new line, this would lead to lengthening the length of the section, and on an existing line, this would reduce the speed of the belt.
  • the rapid heating means also makes it possible to limit the time during which the strip is brought to a temperature higher than that required to obtain the targeted metallurgy, thus limiting unwanted metallurgical transformations.
  • the residue reduction section may include a means for blowing hydrogen, or a hydrogen atmosphere, onto the metal strip.
  • the line according to the fourth aspect of the invention may further comprise a chamber for pre-oxidation, or internal selective oxidation, of the surface of the strip arranged in a preheating section, a section of heating or a section for maintaining the temperature of the metal strip, said section being placed upstream of the rapid cooling section in the direction of travel of the strip.
  • a computer program product comprising instructions which lead a line according to the fourth aspect of the invention, or one or more of its improvements, to execute the steps of a process according to first aspect of the invention, or one or more of its improvements.
  • the residue reduction step is carried out while the strip is in an atmosphere in which the hydrogen content is greater than or equal to 6%, advantageously greater than or equal to 7%, advantageously greater than or equal to 8%, advantageously greater than or equal to 9%, advantageously greater than or equal to 10% by volume.
  • the thermal and metallurgical cycle of the strip may include one or more of the following steps:
  • Preheating and pre-oxidation of the strip carried out in a direct flame DFF section the pre-oxidation being intended to form a layer of iron oxide on the surface of the strip and thus limit the quantity of oxides d. addition elements present on the surface of the strip upstream of the rapid cooling.
  • the thermal cycle then includes cooling the strip to room temperature.
  • the thermal cycle then includes:
  • the efficiency of the reaction is conditioned in particular by the film temperature at the surface of the strip, the hydrogen content, the dew point of the atmosphere, the duration of contact between the reactants, and the flow rate of hydrogen, or hydrogenated atmosphere, at the surface of the strip.
  • the method according to the invention is implemented in this section d 'overaging by placing it under an atmosphere enriched in hydrogen.
  • This atmosphere has a volume content of hydrogen of between 5% and 100%, depending on the residence time and the temperature of the strip in the overaging section.
  • the hydrogen content is greater than or equal to 10%.
  • the entire overaging section can be maintained at this higher hydrogen concentration where only a portion of it can be, depending on the band residence time required at this higher concentration for removal. residue. In this configuration, it is not necessary to provide any particular device for injecting hydrogen other than those usually present on this device. section.
  • This solution is possible when the overaging temperature is sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues and when the residence time in the section is sufficient to have the time necessary for the elimination of the residues.
  • This embodiment of the invention is thus limited to lines comprising a large overaging section and / or to steel grades allowing a high overaging temperature. It is equally applicable when the end of cooling temperature is equal to the overaging temperature, as shown in FIG. 4, or when the latter is lower than the overaging temperature, as shown in FIG. 5. When it is is lower, the strip is first brought to the overaging temperature, for example by induction heating.
  • the strip, or the film on the surface of the strip in the case where the overaging temperature is not sufficient to initiate the chemical reactions of reduction of the residues, is brought at a temperature sufficient to initiate the chemical reactions before bringing it, or bringing it back, to the overaging temperature.
  • the strip is brought to a temperature sufficient to trigger the chemical reactions at the inlet of the overaging section. This higher temperature and the possible residence time at this temperature are limited to those necessary to initiate the chemical reactions so as not to influence the metallurgy and the mechanical properties of the strip.
  • the hydrogen content is increased in the overaging section to promote residue reduction.
  • heating means for bringing the strip, or the film on the surface of the strip, to the temperature required to start the chemical reactions for reducing the residues.
  • Other means not described may be used.
  • a first heating means for bringing the strip to the temperature required to start the chemical reactions is induction heating. It has the advantage of allowing a high power density for a rapid rise in temperature.
  • a second heating means for bringing the strip to the temperature required to initiate the chemical reactions is convection heating. It consists of blowing on the strip hydrogen, or a hydrogenated atmosphere with a hydrogen content of between 5% and 100% and preferably greater than 10%, and at high temperature, for example 800 ° C.
  • This solution makes it possible to quickly reach a film temperature at the surface of the strip sufficient to initiate the chemical reactions, without the need to bring the entire thickness of the strip to this temperature. Stirring the atmosphere near the surface of the strip also speeds up chemical reactions.
  • the rise to the temperature required to start the chemical reactions is carried out in two stages, the first for example with induction heating, the second with blowing heating as described above.
  • the blowing device can, for example, comprise nozzles, slots, tubes or perforated plates. To simplify the description of the invention, we will deal subsequently only with the case of nozzles without this being in any way restrictive.
  • the blowing device is advantageously placed at the inlet of the overaging section. It can nevertheless be placed at any point of the section for which the remaining length downstream in the overaging section allows sufficient residence time to eliminate residues.
  • the blowing device can comprise several gas jets over the width of the strip and on each of the two large faces of the strip. The jets can be placed opposite, or offset over the width and / or the length of the strip.
  • the pitch between two nozzles in the same row can be chosen according to the jet opening angle and the distance between the nozzles and the strip so as to cover the entire width of the strip while limiting the overlap between the jets. It can typically be between 50 mm and 200 mm.
  • the pitch between two rows of nozzles is defined according to the maximum web running speed. It can typically be between 50 and 200 mm.
  • the jets may be substantially perpendicular to the strip or they are inclined at an angle which may be between 1 ° and 45 ° in the direction of flow of the strip (downstream) or in the direction opposite to the movement of the strip (upstream).
  • the distance from the blowing orifices to the strip is typically between 40 mm and 200 mm.
  • the gas supply flow rate to the nozzles can be controlled individually by row of nozzles, by pair of rows of nozzles (the pair comprising two rows placed substantially facing each other on either side of the strip), or according to any other configuration.
  • the gas exhaust speed from the nozzles is between 10 m / s and 160 m / s and preferably between 80 m / s and 130 m / s.
  • the quantity of gas blown onto the strip can be controlled according in particular to its temperature, its hydrogen content, the running speed of the strip and the film temperature of the strip. It can typically be between 0.5 and 15 kg / m 2 of strip, for example 1 and 3 kg / m 2 of strip for a gas containing 10% hydrogen, a mixing temperature of 800 ° C, a strip 1 m wide moving at 100 m / min and a residence time in the overaging section of 30 s.
  • the nozzles can be supplied with a gas the temperature of which is typically between 500 ° C and 800 ° C.
  • the hydrogen concentration in the gas blown onto the strip can be related in particular to its temperature and to its blowing speed, as well as to the film temperature targeted on the strip. The lower the gas temperature and blowing speed levels are.
  • the temperature of the gas blown onto the strip causes heat exchange with it, mainly by convection.
  • the blowing parameters for example the gas temperature, can be controlled so that the heat input to the web by the blown gas is limited to the amount of heat necessary to wear and / or hold the web, or the film. on the surface of the strip, at the desired temperature.
  • the heating power of the heating devices at the inlet of the overaging section, or upstream thereof, is controlled so that they provide the amount of additional heat that may be required to bring, or maintain, the strip to the desired temperature.
  • the gas blown onto the strip can be recirculated with a recirculation fan whose suction is connected to the overaging section and whose discharge is connected to the supply to the nozzles.
  • the recirculation circuit may include means for controlling the temperature of the gas (heating and or cooling) in order to bring the gas to the desired temperature at the exhaust from the nozzles.
  • a partial renewal of the atmosphere of the overaging section can be carried out continuously to maintain the desired hydrogen concentration at the exhaust from the nozzles.
  • the device can also include at least one injection point for new gas in cross-section, this gas possibly having the desired hydrogen concentration at the nozzle exhaust or a higher concentration of up to 100% hydrogen.
  • the hydrogen content of the overaging section, and / or that of the gas possibly blown onto the strip is also chosen according to the type of steel to be treated and the desired coating quality.
  • the hydrogen content can be reduced depending on the amount of residual residue tolerated.
  • FIG. 1 is a schematically and partially shown view, in longitudinal view, of a vertical furnace galvanizing line according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG.2 is an enlargement of the rapid cooling section of Fig. 1;
  • FIG.3 is an enlargement of the rapid cooling section according to an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a graph schematically illustrating the variation of the exchange coefficient at the surface of the strip as a function of the strip temperature, during its rapid cooling;
  • FIG.5 is an enlargement of the induction heating and overaging 106 sections 105 of Fig. 1;
  • Fig. 6 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a first example of implementation of the method according to the invention;
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a second example of implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a third example of implementation of the method according to the invention
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a fourth example of implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a fifth example of implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a sixth example of implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating, for a galvanizing line, the temperature of the strip as a function of time for 3 different overaging temperatures according to the first example of implementation of the method according to the invention illustrated in FIG. 8 .
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient. to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection includes at least one feature, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if only this part is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • a vertical furnace galvanizing line according to an exemplary embodiment of the invention, in which a metal strip 1 circulates. It comprises, successively and in the direction of travel of the strip, a direct flame preheating section 100 in which a pre-oxidation of the strip is carried out, a heating section 101, a holding section 102, a section 103 of slow gas cooling, a section 104 for rapid cooling by an aqueous liquid solution, an induction heating section 105, an overaging section 106, a furnace outlet section 107, and a dip galvanizing section 108.
  • a graph can be seen illustrating schematically the variation of the exchange coefficient at the surface of the strip as a function of the strip temperature, during its rapid cooling in section 104
  • the temperature of the strip we have the temperature of the strip and on the ordinate, the exchange coefficient.
  • the change in the exchange coefficient during the cooling of the strip can be read from right to left.
  • the strip is cooled in stable mode due to the presence of a film of vapor on the surface of the strip. This temperature L is the so-called Leidenfrost temperature.
  • the strip is cooled in a transition mode with an unstable vapor film.
  • the exchange coefficient thus increases sharply due to the rupture of the insulating vapor layer. Then, from temperature N until the end of cooling, it is carried out in a nucleated boiling regime.
  • the Leidenfrost temperature is a critical point which depends on many parameters, in particular the spray characteristics such as the surface density of the projected water, the speed and the diameter of the drops, the mesh of the nozzles, the distance of the nozzles to the belt. , the temperature and the nature of the fluid. These parameters can be determined experimentally for different types of spray nozzles in order to constitute tables applicable to industrial production cases. Typical Leidenfrost temperature values are between 200 ° C and 700 ° C depending on the cooling efficiency. An experimental database makes it possible to know the determination of the Leidenfrost temperature associated with each case of production of the line.
  • FIG. 1 An enlarged view of the section 104 for rapid cooling by an aqueous liquid solution of Figure 1 can be seen. It comprises at the inlet a means 5 for separating atmospheres allowing the separation of atmospheres. 'prevent the reducing atmosphere of the gaseous slow cooling section 103 upstream from being polluted with water vapor from section 104.
  • this section 104 the strip is cooled by spraying a liquid onto it, or a mixture of a liquid and a gas, by means of nozzles 3 arranged on either side.
  • This cooling section comprises two zones 109, 110, located on two different strip strands. In the example shown, the first strand is descending and the second is ascending. As a variant, the first strand could be upward and the second downward.
  • zone 109 On the descending strand of zone 109, the strip is cooled with water, or with a mixture of water and a gas. This cooling in zone 109 makes it possible to bring the strip to a temperature substantially equal to the Leidenfrost temperature.
  • cooling is carried out by a non-oxidizing liquid solution for the strip and a stripper for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas.
  • an atmosphere separation lock 5 On the horizontal strand placed between the descending strand of the zone 109 and the rising strand of the zone 110 is arranged an atmosphere separation lock 5.
  • This airlock prevents vapors of the non-oxidizing liquid from zone 110 from entering zone 109 and polluting the water vapor present in this zone.
  • the vapors drawn off in this lock can be condensed and the liquid obtained can be returned to the cooling liquid recirculation circuit of zone 110.
  • gas knives 15 make it possible to limit the quantity of water carried away. by the strip from zone 109 to zone 110. These gas knives 15 blow gas on the strip at high speed in order to expel the water present thereon.
  • Each zone 109, 110 has a collection tank 16 making it possible to collect the water runoff from the zone before returning it to the nozzles in the zone with means not shown, in particular a pump.
  • the two zones 109, 110 are arranged on the same strip strand. This strand is descending in the example illustrated but it could also be ascending.
  • the induction heating section 105 includes an inductor 2 for heating the strip.
  • the overaging section 106 comprises other means for separating atmospheres 5, arranged at the inlet and at the outlet of said section.
  • the atmospheric separation means make it possible to have different atmospheres in each section.
  • the atmosphere of the overaging section 106 may contain 20% hydrogen while the atmospheres of the sections arranged upstream and downstream contain only 4%.
  • the atmospheric separation means may be of the roller type, with a single pair of rollers placed facing each other on either side of the strip or more.
  • they comprise two pairs of rollers and a withdrawal is carried out between the two pairs of rollers to increase the efficiency of the atmosphere separation.
  • the furnace outlet section 107 comprises a gaseous cooling chamber in the rising strand and an inductor 6 in the falling strand. Depending on whether the overaging temperature is higher or lower than the immersion temperature of the strip in the coating bath 7, the strip is either cooled in the cooling chamber or heated by the inductor 6.
  • FIG. 1 an enlargement of FIG. 1 can be seen schematically showing in more detail the sections 105 of induction heating and 106 of overaging. These two sections include injection points 10, 12 and exhaust points 11, 13 for the gas mixture forming the atmosphere of these sections.
  • the overaging section comprises means 8, 14 for heating the strip intended to bring the strip, or the film to the surface of the strip, to a temperature sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues, in particular when the overaging temperature is not sufficient for this.
  • the heating means 8 is for example radiative or by induction. It is chosen from those allowing a large heat transfer to the strip over a short length.
  • the heating means 14 is convective. It consists in blowing a gas at high temperature on the strip, for example at 800 ° C.
  • the overaging section may comprise only one of the means 8, 14 for heating the strip. If it comprises both, the heating means 8 can be placed downstream of the heating means 14, in the direction of travel of the strip, as shown in FIG. 5, or upstream thereof.
  • the overaging section also includes a strip cooling means 9 for quickly bringing the strip back to the overaging temperature.
  • the steel grade and the targeted metallurgical structure do not require cooling the strip below the overaging temperature. Likewise, they lead to an overaging temperature TO sufficient to trigger the chemical reactions of reduction of the residues and the length of the overaging section is such that the residence time of the strip at the overaging temperature is sufficient for remove residues.
  • the strip is cooled in section 104 to the overaging temperature TO, and it is maintained at this temperature in the overaging section 106 by the heating means of the section, for example radiant tubes.
  • the induction heating section 105 is not used.
  • the atmosphere of the overaging section includes a hydrogen content suitable for this steel and operating conditions. It is for example 10% for 4% in the upstream 105 and downstream 107 sections.
  • the steel grade and the targeted metallurgical structure require cooling the strip to a temperature TRR lower than the overaging temperature.
  • the overaging temperature TO is always sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues and the length of the overaging section is such that the residence time of the strip at the overaging temperature makes it possible to eliminate the residues.
  • the web is cooled in section 104 to temperature TRR.
  • the inductor of the heating section 105 makes it possible to raise the temperature of the strip to the overaging temperature TO and it is maintained at this temperature in the overaging section 106 by the heating means of the section.
  • the steel grade and the targeted metallurgical structure lead to an overaging temperature insufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues.
  • the strip does not require the strip to be cooled below the temperature TE necessary to start the chemical reactions.
  • the strip is cooled in section 104 to temperature TE, for example 400 ° C.
  • the induction heating section 105 is not used.
  • the level E at the temperature TE is limited to the time necessary to start the chemical reactions, for example one minute. Depending on the running speed of the strip, this level can be obtained when the strip passes through the induction heating section 105, the thermal insulation of which prevents the strip from cooling. If the residence time of the strip in the induction heating section is not sufficient, stage E ends at the start of the overaging section. RE cooling is then carried out to bring the strip to the overaging temperature TO.
  • cooling can be obtained simply by controlling, in particular stopping, the heating equipment placed at the entry of the section. overaging. If this is not sufficient, a cooling means 9 makes it possible to cool the strip to the temperature TO. This means consists for example in blowing a gas on the strip at an appropriate temperature. The strip is then maintained at the overaging temperature by the section heating means.
  • the steel grade and the metallurgical structure targeted lead to an overaging temperature that is still insufficient to trigger the chemical reduction reactions.
  • they require cooling the strip below the temperature TE necessary to start the chemical reactions.
  • the web is thus cooled in section 104 to temperature TRR.
  • the induction heating section 105 is used to heat the strip to the temperature TE.
  • the level E at temperature TE is limited to the time necessary to start the chemical reactions.
  • the steel grade and the targeted metallurgical structure require cooling the strip below the overaging temperature TO. In addition, they lead to an overaging temperature insufficient to initiate the chemical reduction reactions when this temperature TO is reached by the induction heating of the section 105.
  • the strip is cooled in the section 104 to the temperature TRR.
  • the inductor of the heating section 105 makes it possible to raise the temperature of the strip to a temperature T1, lower than the overaging temperature TO.
  • a second heating CC makes it possible to bring the strip to the overaging temperature.
  • This DC heater is produced by blowing a hot gas on the strip, for example at 800 ° C., by means 14 visible in FIG. 2. It leads to a film temperature at the surface of the strip at least equal to the temperature.
  • the example of FIG. 11 is close to that of FIG. 10. It differs from the latter in that the overaging temperature TO is appreciably lower.
  • the second DC heating is also carried out by blowing a hot gas on the strip by means 14. It leads to a film temperature at the surface of the strip at least equal to the temperature TE necessary to start the chemical reactions for reducing the residues. , while the core of the band only reaches a temperature TS lower than TE, but this is here higher than the overaging temperature TO.
  • RE cooling is then carried out to bring the strip to the overaging temperature.
  • Figure 12 illustrates three examples of thermal cycles depending on the overaging temperature for a galvanizing line.
  • the first example shown in solid lines corresponds to the case of Figure 6, namely that the overaging temperature T01 is lower than the temperature Tl at which the strip must be immersed in the coating bath.
  • the strip is heated from T01 to T1 in the furnace outlet section 107 by means of the inductor 6.
  • FC cooling brings the strip to room temperature.
  • the second example shown in broken lines corresponds to the case where the overaging temperature T02 is equal to the temperature T1 at which the strip must be immersed in the coating bath.
  • the strip simply passes through the furnace outlet section 107 without being heated or cooled.
  • the third example represented by a succession of crosses corresponds to the case where the overaging temperature T03 is greater than the temperature T1 at which the strip must be immersed in the coating bath.
  • the strip is cooled from T03 to T1 in the furnace outlet section 107. This cooling is achieved by blowing a gas on the strip, for example a mixture of nitrogen and hydrogen.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for rapidly cooling a metal strip and removing residues present on the strip after this cooling, wherein the residues are formed during a cooling of said metal strip by a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and a stripping liquid solution for the oxides present on the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF ET PROCEDE DE TRAITEMENT THERMIQUE DES ACIERS COMPRENANT UN REFROIDISSEMENT HUMIDE TITLE: DEVICE AND METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF STEELS INCLUDING WET COOLING
Désignation du domaine technique concerné Designation of the technical field concerned
L’invention se rapporte aux lignes de recuit et aux lignes de galvanisation à chaud au trempé de produits plats, et plus particulièrement aux lignes continues équipées d’une section de refroidissement liquide non oxydant et décapant. Elle est en lien avec le domaine de la métallurgie et traite à la fois du traitement thermique et de la chimie des aciers. The invention relates to annealing lines and hot dip galvanizing lines for flat products, and more particularly to continuous lines equipped with a non-oxidizing and pickling liquid cooling section. It is linked to the field of metallurgy and deals with both heat treatment and the chemistry of steels.
Problèmes techniques auxquels répond l’invention Technical problems addressed by the invention
Les lignes équipées d’un refroidissement par gaz ne permettent pas de couvrir l’ensemble des aciers à haute limite élastique en raison d’une pente de refroidissement insuffisante. En effet, le refroidissement par gaz, typiquement réalisé par soufflage à haute vitesse sur le produit d’un mélange d’azote et d’hydrogène, permet d’atteindre des vitesses de refroidissement allant jusqu’à 200 °C/s pour des bandes d’acier d’épaisseur 1 mm. Cela est insuffisant par rapport aux pentes visées pour obtenir la structure métallurgique souhaitée des aciers de dernière génération à haute limite élastique, en particulier les aciers martensitiques, qui requièrent typiquement des vitesses de refroidissement entre 500 °C/s et 1000 °C/s, voire 2000 °C/s, pour des bandes d’acier d’épaisseur 1 mm. Lines equipped with gas cooling cannot cover all high yield strength steels due to insufficient cooling slope. In fact, gas cooling, typically carried out by high speed blowing on the product of a mixture of nitrogen and hydrogen, makes it possible to achieve cooling speeds of up to 200 ° C / s for strips. steel thickness 1 mm. This is insufficient in relation to the slopes targeted to obtain the desired metallurgical structure of the latest generation steels with high elastic limits, in particular martensitic steels, which typically require cooling speeds between 500 ° C / s and 1000 ° C / s, or even 2000 ° C / s, for steel strips 1 mm thick.
Pour obtenir une pente de refroidissement suffisante pour les cycles thermiques des aciers de dernières générations, il est nécessaire de passer par une étape de trempe liquide, par projection sur la bande d’un liquide, ou d’un mélange d’un liquide et d’un gaz, par exemple de l’azote ou un mélange d’azote et d’hydrogène. Les débits et pressions à mettre en œuvre dans la section de refroidissement sont fonction de la nature des aciers à traiter et des pentes de refroidissement à respecter. La température de la bande à la sortie de la section de refroidissement est typiquement comprise entre 50 °C et 500 °C. Or le refroidissement par eau engendre une oxydation de surface souvent incompatible avec le revêtement ultérieur lorsqu’on la retrouve en forte quantité. Cette oxydation prend la forme de FeO, Fe203, et Fe3Û4 pour une température du produit au-dessus de 575 °C, et elle prend la forme de Fe2Û3 et Fe3Û4 pour une température de produit en dessous de 575 °C. La mise en place d’une section de décapage chimique intermédiaire entre le refroidissement et le revêtement est dès lors rendue nécessaire. Cette section de décapage chimique est coûteuse en investissement et en exploitation et elle accroît l’empreinte au sol de l’installation. FR3014447 et FR3064279 de la demanderesse décrivent des procédés de trempe liquide dont le liquide de refroidissement est non oxydant pour la bande et décapant à l’égard des oxydes présents à la surface de la bande, en particulier ceux formés à partir des éléments d’addition contenus dans l’acier à traiter. Ce liquide est, par exemple, composé d’un mélange d’eau déminéralisée et d’acide formique. Il peut être projeté sur la bande au moyen de buses, seul ou avec un gaz, par exemple de l’azote ou un mélange d’azote et d’hydrogène. Ces procédés ont prouvé leur efficacité pour éviter ou réduire la présence d’oxydes à la surface du produit, en limitant leur formation et/ou en décapant directement ceux qui ont pu se former à la surface de la bande. La mise en place d’une section de décapage intermédiaire n’est ainsi plus nécessaire. To obtain a sufficient cooling slope for the thermal cycles of the latest generation steels, it is necessary to go through a liquid quenching step, by spraying on the strip a liquid, or a mixture of a liquid and d. a gas, for example nitrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen. Flow rates and pressures to be implemented in the cooling section depend on the nature of the steels to be treated and the cooling slopes to be observed. The temperature of the strip at the outlet of the cooling section is typically between 50 ° C and 500 ° C. However, water cooling generates surface oxidation which is often incompatible with the subsequent coating when it is found in large quantities. This oxidation takes the form of FeO, Fe 2 03 and Fe3O4 to a product temperature above 575 ° C, and it takes the form of Fe2O3 and Fe3O4 to a product temperature below 575 ° C. The installation of an intermediate chemical pickling section between the cooling and the coating is therefore made necessary. This chemical stripping section is costly in investment and operation and increases the footprint of the installation. FR3014447 and FR3064279 of the Applicant describe liquid quenching processes in which the cooling liquid is non-oxidizing for the strip and stripping with regard to the oxides present at the surface of the strip, in particular those formed from the addition elements contained in the steel to be treated. This liquid is, for example, composed of a mixture of demineralized water and formic acid. It can be projected onto the belt by means of nozzles, alone or with a gas, for example nitrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen. These processes have proven their effectiveness in preventing or reducing the presence of oxides on the surface of the product, by limiting their formation and / or by directly stripping those which may have formed on the surface of the strip. The installation of an intermediate stripping section is thus no longer necessary.
Cependant, la demanderesse a observé que l’utilisation d’un liquide de refroidissement non oxydant et décapant conduit à la formation de résidus, par exemple des sels formates ou des hydroxydes de fer, qui restent présents sur la bande. Sur une ligne de recuit, ces résidus confèrent une coloration à la bande en sortie de ligne. Ils sont susceptibles de poser des problèmes pour l’usage ultérieur de la tôle, en particulier pour le traitement de phosphatation pour les produits destinés au marché automobile. La phosphatation est la première étape d’un process de mise en peinture. On fait subir ce traitement à la tôle pour que les couches de peinture appliquées ensuite adhèrent correctement et sur une longue durée. Si la phosphatation a des défauts, il y a un risque de décollement/écaillage/corrosion ultérieur lors de l’utilisation du véhicule. La condition pour avoir une bonne phosphatation est que la tôle soit parfaitement propre, sans pollution d’aucune sorte. Sur une ligne de galvanisation au trempé, ces résidus peuvent être à l’origine de défauts d’accrochage du revêtement et rendre celui-ci incompatible avec le niveau de qualité recherché, notamment conforme aux exigences des tôles pour l’automobile. Ces résidus du liquide de refroidissement non oxydant et décapant doivent donc être supprimés pour que la qualité de surface de la bande en sortie de ligne soit conforme aux attentes des clients. Par ailleurs, les éléments d’addition présents dans les nouvelles générations d’acier ont une grande facilité à s’oxyder, comparé au fer, et à venir polluer la surface du produit, la rendant incompatible avec une galvanisation car ils empêchent la bonne adhérence du revêtement. On peut ainsi trouver en surface du produit la présence de MnOx, SiOx, BOx, Mn2Si04, MnAl204 et MhB2q4, même lorsque l’atmosphère du four présente un point de rosée très bas, par exemple à -40 °C. A l’inverse de l’oxyde de fer, ces oxydes ne sont pas réduits sous l’atmosphère présente dans le four. Celle-ci est composée d’un mélange d’azote et d’hydrogène, typiquement avec 4 % d’hydrogène. L’ajout d’une pré- oxydation pendant la phase de chauffage permet de limiter la présence de ces oxydes en surface de la bande. Cette pré-oxydation est, par exemple, réalisée dans une section de préchauffage à flamme directe DFF (pour l’anglais Direct Firing Furnace) par l’intermédiaire de brûleurs fonctionnant en excès d’air. Elle peut également être réalisée dans une section de chauffage à tubes radiants RTF (pour l’anglais Radiant Tube Furnace), par exemple dans une chambre dédiée avec une atmosphère oxydante composée d’un mélange de N2 et d’Ü2 ou bien de N2 et de FI2O, ou par une autre atmosphère oxydante. Lors de cette pré-oxydation, une barrière d’oxyde de fer se forme en surface empêchant la migration des éléments d’addition vers la surface, l’oxygène diffuse dans la matrice et vient oxyder ces éléments et ainsi les bloquer dans l’acier. L’oxyde de fer est par la suite réduit dans les sections en aval du four, sous une atmosphère réductrice. Seuls les oxydes des éléments d’addition présents initialement en surface, et une partie limitée de ceux ayant pu migrer vers la surface, sont ainsi présents à la surface du produit. However, the Applicant has observed that the use of a non-oxidizing and stripping cooling liquid leads to the formation of residues, for example formate salts or iron hydroxides, which remain present on the strip. On an annealing line, these residues impart coloring to the strip leaving the line. They are likely to pose problems for the subsequent use of the sheet, in particular for the treatment of phosphating for products. intended for the automotive market. Phosphating is the first step in a painting process. This treatment is applied to the sheet so that the layers of paint applied subsequently adhere properly and over a long period. If the phosphating has any defects, there is a risk of subsequent peeling / chipping / corrosion when using the vehicle. The condition for having a good phosphating is that the sheet is perfectly clean, without pollution of any kind. On a dip galvanizing line, these residues can be the cause of adhesion defects of the coating and make it incompatible with the desired level of quality, in particular in accordance with the requirements of sheet metal for the automobile. These non-oxidizing and stripping coolant residues must therefore be removed so that the surface quality of the belt at the outlet of the line meets customer expectations. In addition, the addition elements present in the new generations of steel are very easy to oxidize, compared to iron, and to pollute the surface of the product, making it incompatible with galvanization because they prevent good adhesion. of the coating. We can thus find on the surface of the product the presence of MnO x , SiO x , BO x , Mn2Si04, MnAl204 and M h B2q4, even when the oven atmosphere has a very low dew point, for example at -40 ° C. . Unlike iron oxide, these oxides are not reduced under the atmosphere present in the furnace. This is composed of a mixture of nitrogen and hydrogen, typically with 4% hydrogen. The addition of a pre-oxidation during the heating phase makes it possible to limit the presence of these oxides at the surface of the strip. This pre-oxidation is, for example, carried out in a direct flame preheating section DFF (for English Direct Firing Furnace) by means of burners operating in excess of air. It can also be carried out in a heating section with RTF radiant tubes (for English Radiant Tube Furnace), for example in a dedicated chamber with an oxidizing atmosphere composed of a mixture of N 2 and Ü 2 or else of N 2 and FI 2 O, or by another oxidizing atmosphere. During this pre-oxidation, an iron oxide barrier forms on the surface preventing the migration of the addition elements towards the surface, the oxygen diffuses in the matrix and comes to oxidize these elements and thus block them in the steel. The iron oxide is subsequently reduced in the downstream sections of the furnace, under a reducing atmosphere. Only the oxides of the addition elements initially present at the surface, and a limited part of those which may have migrated to the surface, are thus present at the surface of the product.
Pour certaines nuances d’acier, il est avantageux de réaliser une oxydation sélective interne dans une section de préchauffage ou de chauffage. Elle se distingue de la pré-oxydation en ce qu’elle cible uniquement les éléments d’addition. Elle est obtenue par combinaison, en profondeur, d’atomes d’oxygène en provenance de la surface avec certains atomes d’éléments d’addition, conduisant à la formation de précipités d’oxydes. L’oxydation sélective interne est réalisée généralement dans une chambre dédiée suffisamment oxydante pour oxyder les éléments d’addition mais pas le fer. For certain grades of steel, it is advantageous to carry out an internal selective oxidation in a preheating or heating section. It differs from pre-oxidation in that it targets only the additive elements. It is obtained by combining, at depth, oxygen atoms from the surface with certain atoms of addition elements, leading to the formation of precipitates of oxides. The internal selective oxidation is generally carried out in a dedicated chamber sufficiently oxidizing to oxidize the additives but not the iron.
Cette pré-oxydation, ou cette oxydation sélective interne, associée à un refroidissement à l’eau n’a pas grand intérêt puisque si elle limite la formation d’oxydes en surface à partir des éléments d’addition pendant la chauffe, le refroidissement liquide à l’eau qui va suivre va générer des oxydes de fer en surface incompatibles avec le procédé de galvanisation au trempé. Dans ce cas, il faudrait rajouter une section de décapage chimique avant le revêtement. This pre-oxidation, or this internal selective oxidation, associated with water cooling is of little interest since if it limits the formation of oxides on the surface from the addition elements during heating, liquid cooling to the water which follows will generate iron oxides on the surface incompatible with the dip galvanizing process. In this case, a chemical stripping section should be added before coating.
En résumé, la combinaison d’une pré-oxydation du produit, ou d’une oxydation sélective interne, et d’un refroidissement humide non oxydant et décapant permet d’éviter les principaux inconvénients évoqués précédemment. Cependant, elle peut entraîner la formation de résidus à la surface du produit et occasionner une moindre qualité de surface, par exemple des défauts d’accrochage d’un revêtement ultérieur. L’invention permet de limiter la formation de ces résidus et de traiter/éliminer ceux qui ont été formés et qui sont présents à la surface de la bande après le refroidissement liquide. Arrière-plan technique In summary, the combination of a pre-oxidation of the product, or of an internal selective oxidation, and of a non-oxidizing and pickling wet cooling makes it possible to avoid the main drawbacks mentioned above. However, it can lead to the formation of residues on the surface of the product and cause a lower surface quality, for example adhesion defects of a subsequent coating. The invention makes it possible to limit the formation of these residues and to treat / eliminate those which have been formed and which are present on the surface of the strip after liquid cooling. Technical background
La demanderesse n’a pas connaissance de solution selon l’état de la technique qui adresse la réduction de la formation de ces résidus ou leur suppression, notamment car le refroidissement de la bande par un liquide non oxydant et décapant n’est pas encore exploité sur des lignes industrielles en production. The Applicant is not aware of any solution according to the state of the art which addresses the reduction of the formation of these residues or their elimination, in particular because the cooling of the strip by a non-oxidizing and pickling liquid is not yet exploited. on industrial lines in production.
Après le refroidissement, des nuances d’acier nécessitent un overaging (vieillissement). Il a pour rôle de faire subir un vieillissement à l’acier afin de le faire passer d’un état de déséquilibre métallurgique en sortie de refroidissement à un état d’équilibre. Il est obtenu en maintenant la bande à une température donnée pendant un temps suffisant. La température d’overaging, comprise généralement entre 300 °C et 600 °C selon la nuance d’acier, est un paramètre important du process à respecter. Le temps de maintien à température d’overaging est typiquement compris entre 15 secondes et 90 secondes, selon la nuance d’acier. After cooling, steel grades require overaging. Its role is to age the steel in order to bring it from a state of metallurgical imbalance after cooling to a state of equilibrium. It is obtained by maintaining the strip at a given temperature for a sufficient time. The overaging temperature, generally between 300 ° C and 600 ° C depending on the steel grade, is an important process parameter to be observed. The overaging temperature hold time is typically between 15 seconds and 90 seconds, depending on the steel grade.
Après le refroidissement, il convient de ne pas dépasser une température, au-delà de la température d’overaging, qui entraînerait une transformation métallurgique de l’acier non souhaitée, qui risquerait d’annuler les effets métallurgiques de la trempe et de dégrader les propriétés mécaniques de la bande. Une chambre d’overaging peut comprendre un moyen de chauffage de la bande pour porter celle-ci à la température d’overaging. En variante, ce moyen de chauffage peut être placé en amont de la chambre d’overaging. Ce moyen de chauffage peut être un inducteur pour porter rapidement la bande à la température requise. La chambre d’overaging comprend, par ailleurs, des éléments chauffants rayonnants (bougies, tubes radiants ou rubans électriques) qui assurent un maintien en température de la bande. Une chambre d’overaging est maintenue sous une atmosphère hydrogénée composée d’un mélange d’azote et d’hydrogène comprenant traditionnellement environ 4 % d’hydrogène en volume. Cette teneur en hydrogène peut ne pas être suffisante pour réduire les résidus présents sur la bande aux conditions habituelles d’overaging, ou elle peut nécessiter d’augmenter la température d’overaging ou d’allonger le temps de séjour à la température d’overaging. After cooling, it is advisable not to exceed a temperature, beyond the overaging temperature, which would lead to an unwanted metallurgical transformation of the steel, which would risk canceling the metallurgical effects of the quenching and degrading the mechanical properties of the tape. An overaging chamber may include means for heating the strip to bring the latter to the overaging temperature. As a variant, this heating means can be placed upstream of the overaging chamber. This heating means can be an inductor to quickly bring the strip to the required temperature. The overaging chamber also includes radiant heating elements (candles, radiant tubes or electrical ribbons) which ensure that the temperature of the strip is maintained. An overaging chamber is maintained under a hydrogenated atmosphere composed of a mixture of nitrogen and hydrogen conventionally comprising about 4% hydrogen by volume. This hydrogen content may not be sufficient to reduce the residues present on the belt at usual overaging conditions, or it may require increasing the overaging temperature or lengthening the residence time at the overaging temperature.
Dans une ligne de recuit, en sortie de la section d’overaging, la bande est refroidie jusqu’à la température ambiante. Dans une ligne de galvanisation, en sortie de la section d’overaging, la bande peut être chauffée ou refroidie pour l’amener à une température de revêtement, selon que la température d’overaging est inférieure ou supérieure à la température de revêtement. Celui-ci peut être effectué au trempé, c’est- à-dire en plongeant la bande dans un bain contenant le métal, ou l’alliage métallique, constituant le revêtement à appliquer sur la bande, ou par tout autre moyen. Le revêtement peut être du zinc, un alliage contenant du zinc, ou de toute autre nature. Pour un revêtement au trempé, la température de revêtement est voisine de celle du bain de métal liquide dans lequel elle est plongée. In an annealing line, leaving the overaging section, the strip is cooled to room temperature. In a galvanizing line, leaving the overaging section, the strip can be heated or cooled to bring it to a coating temperature, depending on whether the overaging temperature is lower or higher than the coating temperature. This can be done by dipping, that is to say by immersing the strip in a bath containing the metal, or the metal alloy, constituting the coating to be applied to the strip, or by any other means. The coating can be zinc, an alloy containing zinc, or any other kind. For a dip coating, the coating temperature is close to that of the liquid metal bath in which it is immersed.
Résumé de l’invention Summary of the invention
Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un procédé de refroidissement rapide par voie humide permettant de limiter la quantité de résidus présents sur une bande métallique en sortie d’une section de refroidissement rapide d’une ligne continue, lesdits résidus étant formés lors d’un refroidissement de ladite bande métallique par une solution liquide non oxydante pour la bande métallique et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz. Le procédé permettant de limiter la quantité de résidus présents sur la bande est caractérisé en ce qu’il comprend une première étape avec un refroidissement rapide à l’eau, suivie d’une seconde étape de refroidissement rapide par voie humide, par une solution non oxydante pour la bande. According to a first aspect of the invention, there is proposed a rapid wet cooling process making it possible to limit the quantity of residues present on a metal strip at the outlet of a rapid cooling section of a continuous line, said residues being formed during cooling of said metal strip by a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas. The method making it possible to limit the quantity of residues present on the belt is characterized in that it comprises a first step with rapid cooling with water, followed by a second rapid cooling step by wet process, with a non-solution. oxidizing for the tape.
Les résidus étant formés lors du refroidissement rapide par la solution non oxydante pour la bande, il est avantageux de limiter l’importance de celui-ci en réalisant la première étape de refroidissement à l’eau. De plus, lors de la première étape de refroidissement à l’eau, le contact entre l’eau et la bande est limité en raison de la présence d’un film de vapeur à la surface de la bande, ce qui a pour effet de limiter l’oxydation de la bande. Since the residues are formed during rapid cooling by the non-oxidizing solution for the strip, it is advantageous to limit the size of the latter by carrying out the first cooling step with water. In addition, during the first stage of cooling with water, the contact between the water and the strip is limited due to the presence of a vapor film on the surface of the strip, which has the effect of limiting the oxidation of the strip.
Selon un second aspect de l’invention, il est proposé un procédé de suppression de résidus présents sur une bande métallique en sortie d’une section de refroidissement d’une ligne continue, les résidus étant formés lors d’un refroidissement de ladite bande métallique par une solution liquide non oxydante pour la bande métallique et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz, afin de rendre la surface de la bande compatible avec les procédés ultérieurs (galvanisation, phosphatation, électrozingage...). According to a second aspect of the invention, there is provided a method for removing residues present on a metal strip at the outlet of a cooling section of a continuous line, the residues being formed during cooling of said metal strip. by a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present on the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, in order to make the surface of the strip compatible with subsequent processes ( galvanizing, phosphating, electrogalvanizing ...).
Le procédé selon l’invention comprend une étape de suppression des résidus obtenue par une réduction des résidus par de l’hydrogène. The method according to the invention comprises a step of removing residues obtained by reducing the residues with hydrogen.
Par étape de suppression des résidus, la présente invention vise une étape de réduction d’une réaction d’oxydoréduction entre un oxydant et un réducteur. By step of removing residues, the present invention relates to a step of reducing an oxidation-reduction reaction between an oxidant and a reducing agent.
De préférence, la première étape de refroidissement refroidit la bande à une température supérieure ou sensiblement égale à la température de Leidenfrost. Par exemple, la température est comprise entre la température Leidenfrost et cette dernière augmentée de 50°C. Preferably, the first cooling step cools the strip to a temperature greater than or substantially equal to the Leidenfrost temperature. For example, the temperature is between the Leidenfrost temperature and the latter increased by 50 ° C.
De préférence, la seconde étape de refroidissement refroidit la bande à partir d’une température inférieure ou égale à la température de Leidenfrost. Cette caractéristique permet un décapage efficace de la surface de la bande, en combinaison de la fin du refroidissementPreferably, the second cooling step cools the strip from a temperature less than or equal to the Leidenfrost temperature. This feature allows efficient stripping of the strip surface, in combination with the end of cooling
L’étape de réduction des résidus peut être d’une durée comprise entre 15 secondes et 300 secondes pour une température de bande comprise entre 50 °C et 600 °C. The residue reduction step can last between 15 seconds and 300 seconds for a strip temperature between 50 ° C and 600 ° C.
L’étape de réduction des résidus peut être réalisée sous la teneur en hydrogène présente dans l’atmosphère du four, c’est-à-dire, sans l’augmenter. Ainsi, par exemple, la teneur en hydrogène peut rester à 4%, teneur souvent utilisée sur les lignes existantes. Pour obtenir une réduction efficace des résidus, il est alors nécessaire soit d’allonger l’étape de réduction des résidus, soit d’augmenter la température de la bande lors de celle-ci, ou une combinaison des deux, comparé à une réduction des oxydes qui serait réalisée sous une teneur plus élevée en hydrogène. The residue reduction step can be carried out below the hydrogen content present in the atmosphere of the furnace, that is to say, without increasing it. Thus, for example, the hydrogen content can remain at 4%, a content often used on existing lines. To obtain an effective reduction of residues, it is then necessary either to lengthen the residue reduction step, or to increase the strip temperature during this, or a combination of the two, compared to a reduction of the oxides which would be achieved under a higher hydrogen content.
Avantageusement, l’étape de réduction des résidus est réalisée alors que la bande métallique se trouve dans une atmosphère dont la teneur en hydrogène est comprise entre 5 % et 100 %, et de préférence supérieure ou égale à 10 % en volume. Advantageously, the residue reduction step is carried out while the metal strip is in an atmosphere in which the hydrogen content is between 5% and 100%, and preferably greater than or equal to 10% by volume.
Pour l’étape de réduction des résidus, de l’hydrogène, ou une atmosphère hydrogénée dont la teneur en hydrogène est comprise entre 5 % et 100 %, et de préférence supérieure ou égale à 10 % en volume, peut être soufflé sur la bande métallique. For the residue reduction step, hydrogen, or a hydrogenated atmosphere in which the hydrogen content is between 5% and 100%, and preferably greater than or equal to 10% by volume, can be blown onto the belt. metallic.
L’hydrogène, ou l’atmosphère hydrogénée, soufflé sur la bande métallique peut présenter une température comprise entre 500 °C et 800 °C. Cette température élevée du gaz soufflé permet une plus grande efficacité de l’étape de réduction des résidus par rapport à celle obtenue en soufflant l’hydrogène, ou l’atmosphère hydrogénée, à une température inférieure. La durée de l’étape de réduction, et/ou la température de la bande lors de celle-ci, peuvent ainsi être réduites. The hydrogen, or hydrogenated atmosphere, blown onto the metal strip can have a temperature between 500 ° C and 800 ° C. This high temperature of the blown gas allows a greater efficiency of the residue reduction step compared to that obtained by blowing the hydrogen, or the hydrogenated atmosphere, at a lower temperature. The duration of the reduction step, and / or the temperature of the strip during it, can thus be reduced.
Selon une possibilité, la vitesse de soufflage de l’hydrogène, ou de l’atmosphère hydrogénée, est comprise entre 10 m/s et 160 m/s au contact avec la bande métallique. According to one possibility, the blowing speed of the hydrogen, or the hydrogenated atmosphere, is between 10 m / s and 160 m / s in contact with the metal strip.
Le procédé de suppression de résidus selon le premier aspect de l’invention peut en outre comprendre une étape de pré-oxydation, ou d’oxydation sélective interne, de la surface de la bande réalisée dans une section de préchauffage, de chauffage ou de maintien à température de la bande métallique, disposée avant la section de refroidissement. The method for removing residues according to the first aspect of the invention can further comprise a step of pre-oxidation, or of internal selective oxidation, of the surface of the strip produced in a preheating, heating or holding section. at the temperature of the metal strip, placed before the cooling section.
Le procédé de suppression de résidus selon le premier aspect de l’invention peut être mis en œuvre sur une ligne continue comprenant une section de revêtement au trempé de la bande métallique dans un bain en fusion, et peut en outre comprendre, après l’étape de réduction des résidus, une étape de chauffage ou de refroidissement de la bande métallique à une température voisine de la température du bain. L’atmosphère hydrogénée est par exemple composée d’un mélange d’azote et d’hydrogène. The residue removal method according to the first aspect of the invention can be carried out on a continuous line comprising a dip coating section of the metal strip in a molten bath, and can further comprise, after step residue reduction, a step of heating or cooling the metal strip to a temperature close to the temperature of the bath. The hydrogenated atmosphere is for example composed of a mixture of nitrogen and hydrogen.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé une utilisation d’une ligne de traitement en continu d’une bande métallique comprenant une première étape de refroidissement rapide de ladite bande métallique par de l’eau, ou un mélange d’eau et d’un gaz, et une seconde étape de refroidissement rapide de la bande par une solution liquide non oxydante pour la bande métallique et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz, l’utilisation comprenant en outre une étape de réduction de résidus par de l’hydrogène, lesdits résidus étant formés lors du refroidissement rapide de la bande. According to a third aspect of the invention, there is proposed a use of a continuous treatment line for a metal strip comprising a first step of rapid cooling of said metal strip with water, or a mixture of water. and a gas, and a second step of rapid cooling of the strip with a non-oxidizing liquid solution for the metal strip and pickling for the oxides present on the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, the use further comprising a step of reducing residues with hydrogen, said residues being formed during rapid cooling of the strip.
Selon un quatrième aspect de l’invention, il est proposé une ligne de traitement en continu d’une bande métallique comprenant une section de refroidissement rapide de la bande métallique par projection sur celle-ci d’une solution liquide, ou d’un mélange d’une solution liquide et d’un gaz, comprenant une première zone dans laquelle la solution liquide est de l’eau suivie en aval, dans le sens de défilement de la bande, d’une seconde zone dans laquelle la solution liquide est non oxydante pour la bande métallique et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande métallique, la ligne comprenant en outre, en aval de ladite section de refroidissement rapide dans le sens de défilement de la bande, une section de réduction de résidus formés lors du refroidissement et présents sur la bande, ladite section de réduction étant conçue pour mettre en œuvre un procédé de suppression selon un aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements. According to a fourth aspect of the invention, there is provided a line for the continuous treatment of a metal strip comprising a section for rapidly cooling the metal strip by spraying thereon with a liquid solution, or a mixture. of a liquid solution and of a gas, comprising a first zone in which the liquid solution is water followed downstream, in the direction of travel of the strip, by a second zone in which the liquid solution is not oxidizing for the metal strip and stripping for the oxides present on the surface of the metal strip, the line further comprising, downstream of said rapid cooling section in the direction of travel of the strip, a section for reducing residues formed during the cooling and present on the strip, said reducing section being designed to implement a suppression method according to one aspect of the invention, or one or more of its improvements.
La section de réduction peut comporter des moyens de réduction des résidus par de l’hydrogène comportant un moyen de soufflage d’hydrogène, ou d’une atmosphère hydrogénée, sur la bande métallique pour exposer la bande métallique à une atmosphère dont la teneur en hydrogène est comprise entre 5% et 100% en volume, et à une température comprise entre 500°C et 600°C. La section de réduction de résidus peut comprendre, en entrée dans le sens de défilement de la bande, un dispositif de chauffage rapide pour porter la bande à une température proche ou égale à une température prédéterminée à laquelle s’enclenche des réactions chimiques de réduction des résidus. The reduction section may include means for reducing the residues by hydrogen comprising a means for blowing hydrogen, or a hydrogenated atmosphere, on the metal strip to expose the metal strip to an atmosphere with a hydrogen content. is between 5% and 100% by volume, and at a temperature between 500 ° C and 600 ° C. The residue reduction section may include, at the input in the direction of travel of the strip, a rapid heating device for bringing the strip to a temperature close to or equal to a predetermined temperature at which chemical reactions are initiated to reduce the residues. residues.
Ce dispositif de chauffage rapide est nécessaire lorsque la puissance des moyens de chauffage de la bande présents dans cette section ne permet pas d’atteindre rapidement cette température. En effet, si la densité de puissance des moyens de chauffage est faible, le temps nécessaire pour atteindre la température nécessaire pour l’étape de réduction devra être ajouté au temps de séjour de la bande dans la section. Sur une ligne neuve, cela conduirait à allonger la longueur de la section, et sur une ligne existante, cela conduirait à réduire la vitesse de la bande. Le moyen de chauffage rapide permet également de limiter le temps pendant lequel la bande est portée à une température plus élevée que celle requise pour obtenir la métallurgie visée, limitant ainsi les transformations métallurgiques non souhaitées. This rapid heating device is necessary when the power of the strip heating means present in this section does not allow this temperature to be quickly reached. Indeed, if the power density of the heating means is low, the time necessary to reach the temperature necessary for the reduction step will have to be added to the residence time of the strip in the section. On a new line, this would lead to lengthening the length of the section, and on an existing line, this would reduce the speed of the belt. The rapid heating means also makes it possible to limit the time during which the strip is brought to a temperature higher than that required to obtain the targeted metallurgy, thus limiting unwanted metallurgical transformations.
Selon une possibilité, la section de réduction de résidus fait partie d’une section d’overaging. In one possibility, the residue reduction section is part of an overaging section.
La section de réduction de résidus peut comprendre un moyen de soufflage d’hydrogène, ou d’une atmosphère hydrogénée, sur la bande métallique. The residue reduction section may include a means for blowing hydrogen, or a hydrogen atmosphere, onto the metal strip.
Selon un mode de réalisation, la ligne selon le quatrième aspect de l’invention peut comprendre en outre une chambre de pré-oxydation, ou d’oxydation sélective interne, de la surface de la bande disposée dans une section de préchauffage, une section de chauffage ou une section de maintien à température de la bande métallique, ladite section étant placée en amont de la section de refroidissement rapide dans le sens de défilement de la bande. According to one embodiment, the line according to the fourth aspect of the invention may further comprise a chamber for pre-oxidation, or internal selective oxidation, of the surface of the strip arranged in a preheating section, a section of heating or a section for maintaining the temperature of the metal strip, said section being placed upstream of the rapid cooling section in the direction of travel of the strip.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent une ligne selon le quatrième aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements, à exécuter les étapes d’un procédé selon le premier aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements. According to another aspect of the invention, there is provided a computer program product comprising instructions which lead a line according to the fourth aspect of the invention, or one or more of its improvements, to execute the steps of a process according to first aspect of the invention, or one or more of its improvements.
Avantageusement, l’étape de réduction des résidus est réalisée alors que la bande se trouve dans une atmosphère dont la teneur en hydrogène est supérieure ou égale à 6 %, avantageusement supérieure ou égale à 7 %, avantageusement supérieure ou égale à 8 %, avantageusement supérieure ou égale à 9 %, avantageusement supérieure ou égale à 10 % en volume. Advantageously, the residue reduction step is carried out while the strip is in an atmosphere in which the hydrogen content is greater than or equal to 6%, advantageously greater than or equal to 7%, advantageously greater than or equal to 8%, advantageously greater than or equal to 9%, advantageously greater than or equal to 10% by volume.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, le cycle thermique et métallurgique de la bande peut comprendre, une ou plusieurs des étapes suivantes : According to an exemplary embodiment of the invention, the thermal and metallurgical cycle of the strip may include one or more of the following steps:
• Un préchauffage et une pré-oxydation de la bande réalisés dans une section à flamme directe DFF, la pré-oxydation étant destinée à former une couche d’oxyde de fer à la surface de la bande et ainsi limiter la quantité d’oxydes d’éléments d’addition présents en surface de la bande en amont du refroidissement rapide. • Preheating and pre-oxidation of the strip carried out in a direct flame DFF section, the pre-oxidation being intended to form a layer of iron oxide on the surface of the strip and thus limit the quantity of oxides d. addition elements present on the surface of the strip upstream of the rapid cooling.
• Un chauffage et un maintien à température dans deux sections à tubes radiants RTF, sous une atmosphère réductrice d’azote et d’hydrogène, pour obtenir la métallurgie souhaitée avant le refroidissement rapide, notamment la proportion d’austénite visée. Pendant ce chauffage et ce maintien, les oxydes de fer présents à la surface de bande sont progressivement réduits par l’hydrogène. Tant que la couche d’oxyde de fer n’est pas totalement réduite, elle empêche la migration des éléments d’addition vers la surface de la bande. Il est donc avantageux que la couche d’oxydes de fer ne soit totalement supprimée qu’à la fin du maintien, avant le début du refroidissement rapide. S’il reste des oxydes de fer à la fin du maintien, ceux-ci seront décapés lors du refroidissement. Leur présence en fin de maintien n’est cependant pas souhaitée car les produits du décapage viendraient polluer la solution pulvérisée pour le refroidissement. Il serait ainsi nécessaire de la renouveler plus souvent, entraînant une consommation accrue d’acide et d’eau déminéralisée. Les oxydes formés à partir des éléments d’addition ne sont eux pas réduits dans le RTF. • Heating and maintaining a temperature in two sections with RTF radiant tubes, under a reducing atmosphere of nitrogen and hydrogen, to obtain the desired metallurgy before rapid cooling, in particular the target proportion of austenite. During this heating and maintenance, the iron oxides present on the strip surface are gradually reduced by the hydrogen. As long as the iron oxide layer is not completely reduced, it prevents the migration of additive elements to the surface of the strip. It is therefore advantageous that the layer of iron oxides is not completely removed until the end of the maintenance, before the start of rapid cooling. If iron oxides remain at the end of the holding, they will be pickled during cooling. Their presence at the end of maintenance is however not desired because the pickling products would pollute the sprayed solution for cooling. It would thus be necessary to renew it more often, leading to an increased consumption of acid and water. demineralized. The oxides formed from the addition elements are themselves not reduced in the RTF.
• Une trempe par un fluide non oxydant et décapant dans une section de refroidissement afin d’obtenir la métallurgie souhaitée, notamment la transformation d’une partie de l’austénite en martensite. Cette trempe non oxydante décape en surface les oxydes qui pourraient être néfastes à la qualité de la galvanisation mais laisse des résidus sur la bande. • Quenching with a non-oxidizing and pickling fluid in a cooling section in order to obtain the desired metallurgy, in particular the transformation of part of the austenite into martensite. This non-oxidizing quenching removes oxides on the surface which could be harmful to the quality of the galvanization but leaves residues on the strip.
• Un réchauffage de la bande à une température proche de la température d’enclenchement des réactions de réduction des résidus présent sur la bande dans une section de chauffage par induction. • Reheating of the strip to a temperature close to the starting temperature of the residue reduction reactions present on the strip in an induction heating section.
• En entrée de section d’overaging, un soufflage d’hydrogène, ou d’une atmosphère hydrogénée, sur la bande pour porter sa température à celle nécessaire pour enclencher les réactions de réduction des résidus. • At the inlet of the overaging section, a hydrogen blast, or a hydrogenated atmosphere, on the belt to bring its temperature to that necessary to start the residue reduction reactions.
• Un refroidissement de la bande à la température d’overaging. • Cooling of the tape to the overaging temperature.
• Un maintien à la température d’overaging pour figer la structure métallurgique pendant lequel la surface de la bande est nettoyée (les résidus formés lors de la trempe et présents en surface de la bande en sortie de trempe sont éliminés). • Maintaining the overaging temperature to freeze the metallurgical structure during which the surface of the strip is cleaned (residues formed during quenching and present on the surface of the strip after quenching are eliminated).
Pour une ligne de recuit, le cycle thermique comprend ensuite un refroidissement de la bande jusqu’à la température ambiante. For an annealing line, the thermal cycle then includes cooling the strip to room temperature.
Pour une ligne de galvanisation au trempé, le cycle thermique comprend ensuite : For a hot dip galvanizing line, the thermal cycle then includes:
• Un réchauffage ou un refroidissement de la bande à une température de revêtement dans une section de chauffage par induction ou une section de refroidissement gazeux. • Reheating or cooling the strip to a coating temperature in an induction heating section or a gas cooling section.
• Un revêtement de la bande par immersion à chaud dans un bain de zinc. • Coating the strip by hot dipping in a zinc bath.
• Un refroidissement final de la bande dans une tour de refroidissement. Des exemples de réactions entre l’hydrogène et les résidus mis en œuvre selon le procédé de l’invention sont repris ci-dessous, pour le cas du manganèse : • Final cooling of the strip in a cooling tower. Examples of reactions between hydrogen and the residues implemented according to the process of the invention are given below, for the case of manganese:
• (HCOO)2Mn + H2 - CO + C02 + H20 + Mn • (HCOO) 2 Mn + H 2 - CO + C0 2 + H 2 0 + Mn
• (HCOO)2Mn + H2 ^ 2HCOOH + Mn • (HCOO) 2 Mn + H 2 ^ 2HCOOH + Mn
• HCOOH + H2 ^ H2CO + H20 (formaldéhyde) • HCOOH + H 2 ^ H 2 CO + H 2 0 (formaldehyde)
• H2CO + H2 ^ CHsOH (méthanol) • H 2 CO + H 2 ^ CHsOH (methanol)
Des réactions similaires se produisent pour le fer et d’autres éléments d’addition. Similar reactions occur for iron and other addition elements.
L’efficacité de la réaction est conditionnée notamment par la température de film à la surface de la bande, la teneur en hydrogène, le point de rosée de l’atmosphère, la durée de contact entre les réactifs, et la vitesse d’écoulement de l’hydrogène, ou de l’atmosphère hydrogénée, à la surface de la bande. The efficiency of the reaction is conditioned in particular by the film temperature at the surface of the strip, the hydrogen content, the dew point of the atmosphere, the duration of contact between the reactants, and the flow rate of hydrogen, or hydrogenated atmosphere, at the surface of the strip.
Pour simplifier la description de l’invention, nous considérerons par la suite que la suppression des résidus est réalisée dans une section d’overaging. Elle peut également être réalisée dans une section dédiée à cette fonction, notamment si la ligne ne comprend pas de section d’overaging. To simplify the description of the invention, we will consider hereafter that the removal of residues is carried out in an overaging section. It can also be done in a section dedicated to this function, especially if the line does not include an overaging section.
Selon un mode de réalisation de l’invention sur une ligne comprenant une section d’overaging de grande dimension, et/ou lorsque l’overaging est réalisé à une température élevée, le procédé selon l’invention est mis en œuvre dans cette section d’overaging en plaçant celle-ci sous une atmosphère enrichie en hydrogène. Cette atmosphère a une teneur volumique d’hydrogène comprise entre 5 % et 100 %, selon le temps de séjour et la température de la bande dans la section d’overaging. De préférence, la teneur en hydrogène est supérieure ou égale à 10 %. L’ensemble de la section d’overaging peut être maintenue à cette concentration plus élevée en hydrogène où seule une partie de celle-ci peut l’être, selon le temps de séjour de la bande requis à cette concentration plus élevée pour l’élimination des résidus. Dans cette configuration, il n’est pas nécessaire de prévoir de dispositif particulier d’injection d’hydrogène autre que ceux habituellement présent sur cette section. Cette solution est possible lorsque la température d’overaging est suffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus et que le temps de séjour dans la section est suffisant pour disposer du temps nécessaire à l’élimination des résidus. Ce mode de réalisation de l’invention est ainsi limité aux lignes comprenant une section d’overaging de grande dimension et/ou aux nuances d’aciers autorisant une température élevée d’overaging. Il s’applique indifféremment lorsque la température de fin de refroidissement est égale à la température d’overaging, comme représenté en figure 4, ou lorsque celle-ci est inférieure à la température d’overaging, comme représenté en figure 5. Lorsqu’elle est inférieure, la bande est d’abord portée à la température d’overaging, par exemple par un chauffage par induction. According to one embodiment of the invention on a line comprising a large overaging section, and / or when the overaging is carried out at a high temperature, the method according to the invention is implemented in this section d 'overaging by placing it under an atmosphere enriched in hydrogen. This atmosphere has a volume content of hydrogen of between 5% and 100%, depending on the residence time and the temperature of the strip in the overaging section. Preferably, the hydrogen content is greater than or equal to 10%. The entire overaging section can be maintained at this higher hydrogen concentration where only a portion of it can be, depending on the band residence time required at this higher concentration for removal. residue. In this configuration, it is not necessary to provide any particular device for injecting hydrogen other than those usually present on this device. section. This solution is possible when the overaging temperature is sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues and when the residence time in the section is sufficient to have the time necessary for the elimination of the residues. This embodiment of the invention is thus limited to lines comprising a large overaging section and / or to steel grades allowing a high overaging temperature. It is equally applicable when the end of cooling temperature is equal to the overaging temperature, as shown in FIG. 4, or when the latter is lower than the overaging temperature, as shown in FIG. 5. When it is is lower, the strip is first brought to the overaging temperature, for example by induction heating.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, dans le cas où la température d’overaging n’est pas suffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, la bande, ou le film à la surface de la bande, est portée à une température suffisante pour enclencher les réactions chimiques avant de l’amener, ou de la ramener, à la température d’overaging. Avantageusement, la bande est portée à une température suffisante pour enclencher les réactions chimiques en entrée de section d’overaging. Cette température plus élevée et le temps de séjour éventuel à cette température sont limités à ceux nécessaires pour enclencher les réactions chimiques de sorte de ne pas influer sur la métallurgie et les propriétés mécaniques de la bande. Comme pour le précédent mode de réalisation, la teneur en hydrogène est augmentée dans la section d’overaging pour favoriser la réduction des résidus. According to another embodiment of the invention, in the case where the overaging temperature is not sufficient to initiate the chemical reactions of reduction of the residues, the strip, or the film on the surface of the strip, is brought at a temperature sufficient to initiate the chemical reactions before bringing it, or bringing it back, to the overaging temperature. Advantageously, the strip is brought to a temperature sufficient to trigger the chemical reactions at the inlet of the overaging section. This higher temperature and the possible residence time at this temperature are limited to those necessary to initiate the chemical reactions so as not to influence the metallurgy and the mechanical properties of the strip. As with the previous embodiment, the hydrogen content is increased in the overaging section to promote residue reduction.
Comme illustré aux figures 4 et 6, lorsque la métallurgie de l’acier ne nécessite pas de refroidir la bande en dessous de la température nécessaire pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, le refroidissement de la bande est avantageusement arrêté à cette température. Comme illustré aux figures 5 et 7 à 9, lorsque la métallurgie de l’acier nécessite de refroidir la bande en dessous de la température nécessaire pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, il est d’abord nécessaire de porter la bande, ou le film à la surface de la bande, à cette température. Comme nous le verrons par la suite, cette remontée à la température nécessaire pour enclencher les réactions chimiques peut être réalisée avec un équipement selon l’état de la technique ou par un équipement dédié selon l’invention. Elle peut se faire de manière progressive ou par paliers. Elle peut être plus ou moins rapide suivant le type de chauffage appliqué. As illustrated in FIGS. 4 and 6, when the metallurgy of the steel does not require cooling the strip below the temperature necessary to initiate the chemical reactions for reducing the residues, the cooling of the strip is advantageously stopped at this temperature. As illustrated in Figures 5 and 7 to 9, when the metallurgy of steel requires cooling the strip below the temperature necessary to engage the chemical reactions to reduce residues, it is first necessary to bring the strip, or the film on the surface of the strip, to this temperature. As we will see below, this rise to the temperature necessary to initiate the chemical reactions can be carried out with equipment according to the state of the art or by dedicated equipment according to the invention. It can be done gradually or in stages. It can be more or less rapid depending on the type of heating applied.
Dans la suite de la description de l’invention, nous décrirons deux exemples de moyens de chauffage pour porter la bande, ou le film à la surface de la bande, à la température requise pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus. D’autres moyens non décrits peuvent être utilisés. In the remainder of the description of the invention, we will describe two examples of heating means for bringing the strip, or the film on the surface of the strip, to the temperature required to start the chemical reactions for reducing the residues. Other means not described may be used.
Un premier moyen de chauffage pour porter la bande à la température requise pour enclencher les réactions chimiques est un chauffage par induction. Il présente l’avantage d’autoriser une forte densité de puissance pour une montée rapide en température. A first heating means for bringing the strip to the temperature required to start the chemical reactions is induction heating. It has the advantage of allowing a high power density for a rapid rise in temperature.
Un second moyen de chauffage pour porter la bande à la température requise pour enclencher les réactions chimiques est un chauffage par convection. Il consiste à souffler sur la bande de l’hydrogène, ou une atmosphère hydrogénée avec une teneur en hydrogène comprise entre 5 % et 100 % et de préférence supérieure à 10 %, et à haute température, par exemple 800 °C. Cette solution permet d’atteindre rapidement une température de film à la surface de la bande suffisante pour enclencher les réactions chimiques, sans qu’il soit nécessaire de porter toute l’épaisseur de la bande à cette température. Le brassage de l’atmosphère à proximité de la surface de la bande permet également d’accélérer les réactions chimiques. A second heating means for bringing the strip to the temperature required to initiate the chemical reactions is convection heating. It consists of blowing on the strip hydrogen, or a hydrogenated atmosphere with a hydrogen content of between 5% and 100% and preferably greater than 10%, and at high temperature, for example 800 ° C. This solution makes it possible to quickly reach a film temperature at the surface of the strip sufficient to initiate the chemical reactions, without the need to bring the entire thickness of the strip to this temperature. Stirring the atmosphere near the surface of the strip also speeds up chemical reactions.
En variante, la remontée à la température requise pour enclencher les réactions chimiques est réalisée en deux étapes, la première par exemple avec un chauffage par induction, la seconde avec un chauffage par soufflage comme décrit précédemment. As a variant, the rise to the temperature required to start the chemical reactions is carried out in two stages, the first for example with induction heating, the second with blowing heating as described above.
Le dispositif de soufflage peut, par exemple, comprendre des buses, des fentes, des tubes ou des plaques à trous. Pour simplifier la description de l’invention, nous ne traiterons par la suite que le cas des buses sans que cela ne soit en rien restrictif. The blowing device can, for example, comprise nozzles, slots, tubes or perforated plates. To simplify the description of the invention, we will deal subsequently only with the case of nozzles without this being in any way restrictive.
Le dispositif de soufflage est avantageusement placé en entrée de section d’overaging. Il peut néanmoins être placé en tout point de la section pour lequel la longueur restante en aval dans la section d’overaging permet un temps de séjour suffisant pour éliminer les résidus. Le dispositif de soufflage peut comprendre plusieurs jets de gaz sur la largeur de la bande et sur chacune des deux grandes faces de la bande. Les jets peuvent être placés en vis-à-vis, ou décalés sur la largeur et/ou la longueur de la bande. The blowing device is advantageously placed at the inlet of the overaging section. It can nevertheless be placed at any point of the section for which the remaining length downstream in the overaging section allows sufficient residence time to eliminate residues. The blowing device can comprise several gas jets over the width of the strip and on each of the two large faces of the strip. The jets can be placed opposite, or offset over the width and / or the length of the strip.
Le pas entre deux buses d’une même rangée peut être choisi selon l’angle d’ouverture du jet et la distance entre les buses et la bande de sorte de couvrir toute la largeur de la bande tout en limitant le recouvrement entre les jets. Il peut être typiquement compris entre 50 mm et 200 mm. The pitch between two nozzles in the same row can be chosen according to the jet opening angle and the distance between the nozzles and the strip so as to cover the entire width of the strip while limiting the overlap between the jets. It can typically be between 50 mm and 200 mm.
Selon la vitesse maximale de défilement de la bande, plusieurs rangées de buses peuvent être placées sur chaque face de la bande. Le pas entre deux rangées de buses est défini selon la vitesse maximale de défilement de la bande. Il peut être typiquement compris entre 50 et 200 mm. Depending on the maximum web running speed, several rows of nozzles can be placed on each side of the web. The pitch between two rows of nozzles is defined according to the maximum web running speed. It can typically be between 50 and 200 mm.
Les jets peuvent être sensiblement perpendiculaires à la bande ou ils sont inclinés d’un angle pouvant être compris entre 1 ° et 45° dans le sens d’écoulement de la bande (vers l’aval) ou dans le sens contraire au défilement de la bande (vers l’amont). De préférence, la distance des orifices de soufflage à la bande est comprise typiquement entre 40 mm et 200 mm. The jets may be substantially perpendicular to the strip or they are inclined at an angle which may be between 1 ° and 45 ° in the direction of flow of the strip (downstream) or in the direction opposite to the movement of the strip (upstream). Preferably, the distance from the blowing orifices to the strip is typically between 40 mm and 200 mm.
Le débit d’alimentation en gaz des buses peut être contrôlé individuellement par rangée de buses, par paire de rangées de buses (la paire comprenant deux rangées placées sensiblement en vis-à-vis de part et d’autre de la bande), ou selon tout autre configuration. The gas supply flow rate to the nozzles can be controlled individually by row of nozzles, by pair of rows of nozzles (the pair comprising two rows placed substantially facing each other on either side of the strip), or according to any other configuration.
De préférence, la vitesse d’échappement du gaz des buses est comprise entre 10 m/s et 160 m/s et de préférence entre 80 m/s et 130 m/s. La quantité de gaz soufflée sur la bande peut être contrôlée selon notamment sa température, sa teneur en hydrogène, la vitesse de défilement de la bande et la température de film de la bande. Elle peut être typiquement comprise entre 0,5 et 15 kg/m2 de bande, par exemple 1 et 3 kg/m2 de bande pour un gaz à 10 % d’hydrogène, une température de mélange de 800 °C, une bande de largeur 1 m défilant à 100 m/min et un temps de séjour dans la section d’overaging de 30 s. Preferably, the gas exhaust speed from the nozzles is between 10 m / s and 160 m / s and preferably between 80 m / s and 130 m / s. The quantity of gas blown onto the strip can be controlled according in particular to its temperature, its hydrogen content, the running speed of the strip and the film temperature of the strip. It can typically be between 0.5 and 15 kg / m 2 of strip, for example 1 and 3 kg / m 2 of strip for a gas containing 10% hydrogen, a mixing temperature of 800 ° C, a strip 1 m wide moving at 100 m / min and a residence time in the overaging section of 30 s.
Les buses peuvent être alimentées avec un gaz dont la température est typiquement entre 500 °C et 800 °C. La concentration en hydrogène dans le gaz soufflé sur la bande peut être notamment liée à sa température et à sa vitesse de soufflage, ainsi qu’à la température de film visée sur la bande. Elle sera d’autant plus faible que les niveaux de température du gaz et de la vitesse de soufflage sont importants. The nozzles can be supplied with a gas the temperature of which is typically between 500 ° C and 800 ° C. The hydrogen concentration in the gas blown onto the strip can be related in particular to its temperature and to its blowing speed, as well as to the film temperature targeted on the strip. The lower the gas temperature and blowing speed levels are.
La température du gaz soufflé sur la bande entraîne un échange de chaleur avec celle-ci, principalement par convection. Les paramètres de soufflage, par exemple la température du gaz, peuvent être contrôlés de sorte que l’apport de chaleur à la bande par le gaz soufflé se limite à la quantité de chaleur nécessaire pour porter et/ou maintenir la bande, ou le film à la surface de la bande, à la température souhaitée. La puissance de chauffe des dispositifs de chauffage en entrée de la section d’overaging, ou en amont de celle-ci, est contrôlée de sorte qu’ils apportent la quantité de chaleur complémentaire éventuellement nécessaire pour porter, ou maintenir, la bande à la température souhaitée. Le gaz soufflé sur la bande peut être recirculé, avec un ventilateur de recirculation dont l’aspiration est raccordée à la section d’overaging et dont le refoulement est raccordé à l’alimentation des buses. Le circuit de recirculation peut comprendre des moyens de contrôle de la température du gaz (chauffage et ou refroidissement) pour porter le gaz à la température souhaitée à l’échappement des buses. Un renouvellement partiel de l’atmosphère de la section d’overaging peut être réalisé en continu pour conserver la concentration en hydrogène souhaitée à l’échappement des buses. Le dispositif peut également comprendre au moins un point d’injection de gaz neuf dans la section, ce gaz pouvant avoir la concentration en hydrogène souhaitée à l’échappement des buses ou une concentration supérieure pouvant aller jusqu’à 100 % d’hydrogène. The temperature of the gas blown onto the strip causes heat exchange with it, mainly by convection. The blowing parameters, for example the gas temperature, can be controlled so that the heat input to the web by the blown gas is limited to the amount of heat necessary to wear and / or hold the web, or the film. on the surface of the strip, at the desired temperature. The heating power of the heating devices at the inlet of the overaging section, or upstream thereof, is controlled so that they provide the amount of additional heat that may be required to bring, or maintain, the strip to the desired temperature. The gas blown onto the strip can be recirculated with a recirculation fan whose suction is connected to the overaging section and whose discharge is connected to the supply to the nozzles. The recirculation circuit may include means for controlling the temperature of the gas (heating and or cooling) in order to bring the gas to the desired temperature at the exhaust from the nozzles. A partial renewal of the atmosphere of the overaging section can be carried out continuously to maintain the desired hydrogen concentration at the exhaust from the nozzles. The device can also include at least one injection point for new gas in cross-section, this gas possibly having the desired hydrogen concentration at the nozzle exhaust or a higher concentration of up to 100% hydrogen.
La teneur en hydrogène de la section d’overaging, et/ou celle du gaz éventuellement soufflé sur la bande, est également choisie selon le type d’acier à traiter et la qualité de revêtement recherchée. La teneur en hydrogène peut être réduite en fonction de la quantité de résidus résiduels tolérée. The hydrogen content of the overaging section, and / or that of the gas possibly blown onto the strip, is also chosen according to the type of steel to be treated and the desired coating quality. The hydrogen content can be reduced depending on the amount of residual residue tolerated.
Selon la nature et la teneur en éléments d’addition présents dans l’acier à traiter, il peut être nécessaire d’adjoindre une pré-oxydation, ou une oxydation sélective interne, dans l’une des sections de chauffage en amont du refroidissement, telle que décrite précédemment. Depending on the nature and the content of addition elements present in the steel to be treated, it may be necessary to add a pre-oxidation, or an internal selective oxidation, in one of the heating sections upstream of the cooling, as described above.
Brève description des figures Brief description of the figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows, for the understanding of which reference is made to the accompanying drawings in which:
[F ig .1 ] est une vue schématiquement et partiellement représentée, en vue longitudinale, d’une ligne de galvanisation à four vertical selon un exemple de réalisation de l’invention ; [Fig. 1] is a schematically and partially shown view, in longitudinal view, of a vertical furnace galvanizing line according to an exemplary embodiment of the invention;
[Fig.2] est un agrandissement de la section de refroidissement rapide de la figure 1 ; [Fig.2] is an enlargement of the rapid cooling section of Fig. 1;
[Fig.3] est un agrandissement de la section de refroidissement rapide selon une variante de réalisation de l’invention ; [Fig.3] is an enlargement of the rapid cooling section according to an alternative embodiment of the invention;
[Fig.4] est un graphique illustrant schématiquement la variation du coefficient d’échange à la surface de la bande en fonction de la température de bande, lors de son refroidissement rapide ; [Fig. 4] is a graph schematically illustrating the variation of the exchange coefficient at the surface of the strip as a function of the strip temperature, during its rapid cooling;
[Fig.5] est un agrandissement des sections 105 de chauffage à induction et 106 d’overaging de la figure 1 ; [Fig. 6] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un premier exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig.5] is an enlargement of the induction heating and overaging 106 sections 105 of Fig. 1; [Fig. 6] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a first example of implementation of the method according to the invention;
[Fig. 7] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un second exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig. 7] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a second example of implementation of the method according to the invention;
[Fig. 8] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un troisième exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig. 9] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un quatrième exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig. 8] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a third example of implementation of the method according to the invention; [Fig. 9] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a fourth example of implementation of the method according to the invention;
[Fig. 10] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un cinquième exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig. 10] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a fifth example of implementation of the method according to the invention;
[Fig. 11 ] est un diagramme illustrant la température de la bande en fonction du temps selon un sixième exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention ; [Fig. 11] is a diagram illustrating the temperature of the strip as a function of time according to a sixth example of implementation of the method according to the invention;
[Fig.12] est un diagramme illustrant, pour une ligne de galvanisation, la température de la bande en fonction du temps pour 3 températures d’overaging différentes selon le premier exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention illustré en figure 8. [Fig. 12] is a diagram illustrating, for a galvanizing line, the temperature of the strip as a function of time for 3 different overaging temperatures according to the first example of implementation of the method according to the invention illustrated in FIG. 8 .
Description détaillée de l’invention Detailed description of the invention
Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Since the embodiments described below are in no way limiting, it is in particular possible to consider variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient. to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art. This selection includes at least one feature, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if only this part is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. In the remainder of the description, elements having an identical structure or similar functions will be designated by the same references.
En se reportant au schéma de la figure 1 des dessins annexés, on peut voir schématiquement et partiellement représentée, en vue longitudinale, une ligne de galvanisation à four vertical selon un exemple de réalisation de l’invention, dans laquelle circule une bande métallique 1. Elle comprend, successivement et dans le sens de défilement de la bande, une section 100 de préchauffage à flamme directe dans laquelle est réalisée une pré-oxydation de la bande, une section 101 de chauffage, une section 102 de maintien, une section 103 de refroidissement lent gazeux, une section 104 de refroidissement rapide par une solution liquide aqueuse, une section 105 de chauffage à induction , une section 106 d’overaging , une section 107 de sortie de four, et une section 108 de galvanisation au trempé. Referring to the diagram of Figure 1 of the accompanying drawings, one can see schematically and partially shown, in longitudinal view, a vertical furnace galvanizing line according to an exemplary embodiment of the invention, in which a metal strip 1 circulates. It comprises, successively and in the direction of travel of the strip, a direct flame preheating section 100 in which a pre-oxidation of the strip is carried out, a heating section 101, a holding section 102, a section 103 of slow gas cooling, a section 104 for rapid cooling by an aqueous liquid solution, an induction heating section 105, an overaging section 106, a furnace outlet section 107, and a dip galvanizing section 108.
En se reportant au schéma de la Figure 4 des dessins annexés, on peut voir un graphique illustrant schématiquement la variation du coefficient d’échange à la surface de la bande en fonction de la température de bande, lors de son refroidissement rapide dans la section 104. En abscisse, nous avons la température de la bande et en ordonnée, le coefficient d’échange. Sur ce graphique, l’évolution du coefficient d’échange lors du refroidissement de la bande se lit de droite à gauche. Jusqu’à atteindre la température repérée par la lettre L sur l’axe des abscisses, le refroidissement de la bande se réalise en mode stable du fait de la présence d’un film de vapeur à la surface de la bande. Cette température L est la température dite de Leidenfrost. Depuis cette température L et jusqu’à ce que la bande atteigne la température marquée par la lettre N sur l’axe des abscisses, le refroidissement de la bande se réalise dans un mode de transition avec un film de vapeur instable. Le coefficient d’échange augmente ainsi fortement du fait de la rupture de la couche de vapeur isolante. Ensuite, depuis la température N jusqu’à la fin du refroidissement, celui-ci se réalise en régime d’ébullition nucléée. Referring to the diagram of Figure 4 of the accompanying drawings, a graph can be seen illustrating schematically the variation of the exchange coefficient at the surface of the strip as a function of the strip temperature, during its rapid cooling in section 104 On the abscissa, we have the temperature of the strip and on the ordinate, the exchange coefficient. On this graph, the change in the exchange coefficient during the cooling of the strip can be read from right to left. Until the temperature indicated by the letter L on the abscissa axis is reached, the strip is cooled in stable mode due to the presence of a film of vapor on the surface of the strip. This temperature L is the so-called Leidenfrost temperature. From this temperature L and until the strip reaches the temperature marked by the letter N on the abscissa axis, the strip is cooled in a transition mode with an unstable vapor film. The exchange coefficient thus increases sharply due to the rupture of the insulating vapor layer. Then, from temperature N until the end of cooling, it is carried out in a nucleated boiling regime.
La température de Leidenfrost est un point critique qui dépend de nombreux paramètres, en particulier les caractéristiques de pulvérisation telles que la densité surfacique d’eau projetée, la vitesse et le diamètre des gouttes, le maillage des buses, la distance des buses à la bande, la température et la nature du fluide. Ces paramètres peuvent être déterminés expérimentalement pour différents types de buses de pulvérisation afin de constituer des tables applicables aux cas de production industrielle. Les valeurs typiques de température de Leidenfrost sont comprises entre 200 °C et 700 °C selon l’efficacité du refroidissement. Une base de données expérimentales permet de connaître la détermination de la température de Leidenfrost associée à chaque cas de production de la ligne. En se reportant au schéma de la Figure 2 des dessins annexés, on peut voir une vue agrandie de la section 104 de refroidissement rapide par une solution liquide aqueuse de la Figure 1. Elle comprend en entrée un moyen 5 de séparation d’atmosphères permettant d’éviter que l’atmosphère réductrice de la section 103 de refroidissement lent gazeux située en amont ne soit polluée par de la vapeur d’eau provenant de la section 104. The Leidenfrost temperature is a critical point which depends on many parameters, in particular the spray characteristics such as the surface density of the projected water, the speed and the diameter of the drops, the mesh of the nozzles, the distance of the nozzles to the belt. , the temperature and the nature of the fluid. These parameters can be determined experimentally for different types of spray nozzles in order to constitute tables applicable to industrial production cases. Typical Leidenfrost temperature values are between 200 ° C and 700 ° C depending on the cooling efficiency. An experimental database makes it possible to know the determination of the Leidenfrost temperature associated with each case of production of the line. Referring to the diagram of Figure 2 of the accompanying drawings, an enlarged view of the section 104 for rapid cooling by an aqueous liquid solution of Figure 1 can be seen. It comprises at the inlet a means 5 for separating atmospheres allowing the separation of atmospheres. 'prevent the reducing atmosphere of the gaseous slow cooling section 103 upstream from being polluted with water vapor from section 104.
Dans cette section 104, le refroidissement de la bande est réalisé par projection d’un liquide sur celle-ci, ou d’un mélange d’un liquide et d’un gaz, au moyen de buses 3 disposées de part et d’autre de la bande. Cette section de refroidissement comprend deux zones 109, 110, situées sur deux brins de bande différents. Dans l’exemple illustré, le premier brin est descendant et le second est montant. En variante, le premier brin pourrait être montant et le second descendant. In this section 104, the strip is cooled by spraying a liquid onto it, or a mixture of a liquid and a gas, by means of nozzles 3 arranged on either side. Of the band. This cooling section comprises two zones 109, 110, located on two different strip strands. In the example shown, the first strand is descending and the second is ascending. As a variant, the first strand could be upward and the second downward.
Sur le brin descendant de la zone 109, le refroidissement de la bande est réalisé à l’eau, ou par un mélange d’eau et d’un gaz. Ce refroidissement dans la zone 109 permet de porter la bande à une température sensiblement égale à la température de Leidenfrost. Sur le brin montant de la zone 110, le refroidissement est réalisé par une solution liquide non oxydante pour la bande et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz. On the descending strand of zone 109, the strip is cooled with water, or with a mixture of water and a gas. This cooling in zone 109 makes it possible to bring the strip to a temperature substantially equal to the Leidenfrost temperature. On the rising strand of zone 110, cooling is carried out by a non-oxidizing liquid solution for the strip and a stripper for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas.
Sur le brin horizontal placé entre le brin descendant de la zone 109 et le brin montant de là zone 110 est disposé un sas 5 de séparation d’atmosphères. Ce sas évite que des vapeurs du liquide non oxydant de la zone 110 n’entre dans la zone 109 et ne viennent polluer la vapeur d’eau présente dans cette zone. Les vapeurs soutirées dans ce sas peuvent être condensées et le liquide obtenu peut être renvoyé dans le circuit de recirculation du liquide de refroidissement de la zone 110. En amont du sas 5, des couteaux de gaz 15 permettent de limiter la quantité d’eau emportée par la bande de la zone 109 dans la zone 110. Ces couteaux de gaz 15 soufflent un gaz sur la bande à grande vitesse afin d’expulser l’eau présente sur celle-ci. En limitant l’entrée d’eau de la zone 109 dans la zone 110, on limite la dilution de la solution liquide utilisée en section 110. On the horizontal strand placed between the descending strand of the zone 109 and the rising strand of the zone 110 is arranged an atmosphere separation lock 5. This airlock prevents vapors of the non-oxidizing liquid from zone 110 from entering zone 109 and polluting the water vapor present in this zone. The vapors drawn off in this lock can be condensed and the liquid obtained can be returned to the cooling liquid recirculation circuit of zone 110. Upstream of the lock 5, gas knives 15 make it possible to limit the quantity of water carried away. by the strip from zone 109 to zone 110. These gas knives 15 blow gas on the strip at high speed in order to expel the water present thereon. By limiting the entry of water from zone 109 into zone 110, we limit the dilution of the liquid solution used in section 110.
Chaque zone 109, 110 dispose d’un bac 16 de collecte permettant de récolter le ruissellement d’eau de la zone avant de renvoyer celle-ci vers les buses de la zone avec des moyens non représentés, notamment une pompe. En sortie de la section 104 de refroidissement liquide est placé un moyen 5 de séparation d’atmosphères précédé par des couteaux de gaz 15. Ils permettent d’éviter que l’atmosphère réductrice de la section avale 105 de chauffage par induction ne soit polluées par de la vapeur provenant de la section 104 ou de l’eau emporté par la bande. En se reportant au schéma de la figure 3 des dessins annexés, on peut voir une représentation de la section 104 de refroidissement rapide selon une variante de réalisation de l’invention. Dans celles-ci, les deux zones 109, 110 sont disposées sur un même brin de bande. Ce brin est descendant dans l’exemple illustré mais il pourrait également être montant. Each zone 109, 110 has a collection tank 16 making it possible to collect the water runoff from the zone before returning it to the nozzles in the zone with means not shown, in particular a pump. At the outlet of the liquid cooling section 104 is placed a means 5 for separating atmospheres preceded by gas knives 15. They make it possible to prevent the reducing atmosphere of the downstream induction heating section 105 from being polluted by gas. steam from section 104 or water carried by the belt. Referring to the diagram of Figure 3 of the accompanying drawings, one can see a representation of the rapid cooling section 104 according to an alternative embodiment of the invention. In these, the two zones 109, 110 are arranged on the same strip strand. This strand is descending in the example illustrated but it could also be ascending.
La section 105 de chauffage par induction comprend un inducteur 2 destiné à réchauffer la bande. La section 106 d’overaging comprend d’autres moyens de séparation d’atmosphères 5, disposés en entrée et en sortie de ladite section. Les moyens de séparation d’atmosphères permettent de disposer d’atmosphères différentes dans chaque section. Ainsi, par exemple, l’atmosphère de la section 106 d’overaging peut contenir 20 % d’hydrogène alors que les atmosphères des sections disposées en amont et en aval n’en contiennent que 4 %. Les moyens de séparation d’atmosphères peuvent être de type à rouleaux, avec une seule paire de rouleaux placés en vis-à-vis de part et d’autre de la bande ou d’avantage. Avantageusement, ils comprennent deux paires de rouleaux et un soutirage est réalisé entre les deux paires de rouleaux pour accroître l’efficacité de la séparation d’atmosphère. The induction heating section 105 includes an inductor 2 for heating the strip. The overaging section 106 comprises other means for separating atmospheres 5, arranged at the inlet and at the outlet of said section. The atmospheric separation means make it possible to have different atmospheres in each section. Thus, for example, the atmosphere of the overaging section 106 may contain 20% hydrogen while the atmospheres of the sections arranged upstream and downstream contain only 4%. The atmospheric separation means may be of the roller type, with a single pair of rollers placed facing each other on either side of the strip or more. Advantageously, they comprise two pairs of rollers and a withdrawal is carried out between the two pairs of rollers to increase the efficiency of the atmosphere separation.
La section 107 de sortie de four comprend une chambre de refroidissement gazeux dans le brin montant et un inducteur 6 dans le brin descendant. Selon que la température d’overaging est supérieure ou inférieure à la température d’immersion de la bande dans le bain 7 de revêtement, la bande est soit refroidie dans la chambre de refroidissement, soit chauffée par l’inducteur 6. The furnace outlet section 107 comprises a gaseous cooling chamber in the rising strand and an inductor 6 in the falling strand. Depending on whether the overaging temperature is higher or lower than the immersion temperature of the strip in the coating bath 7, the strip is either cooled in the cooling chamber or heated by the inductor 6.
En se reportant au schéma de la figure 5 des dessins annexés, on peut voir schématiquement un agrandissement de la figure 1 montrant plus en détail les sections 105 de chauffage à induction et 106 d’overaging. Ces deux sections comprennent des points d’injection 10,12 et des points d’échappement 11 ,13 du mélange gazeux formant l’atmosphère de ces sections. La section d’overaging comprend des moyens 8, 14 de chauffage de la bande destinés à porter la bande, ou le film à la surface de la bande, à une température suffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, en particulier lorsque la température d’overaging n’est pas suffisante pour cela. Le moyen 8 de chauffage est par exemple radiatif ou par induction. Il est choisi parmi ceux permettant un important transfert de chaleur à la bande sur une courte longueur. Il doit en effet permettre de porter rapidement la bande à la température nécessaire pour enclencher les réactions chimiques de sorte de limiter le temps de séjour de la bande à une température supérieure à la température d’overaging. Le moyen 14 de chauffage est convectif. Il consiste à souffler un gaz à haute température sur la bande, par exemple à 800 °C. La section d’overaging peut ne comprendre qu’un seul des moyens 8, 14 de chauffage de la bande. Si elle comprend les deux, le moyen 8 de chauffage peut être placé en aval du moyen 14 de chauffage, dans le sens de défilement de la bande, comme représenté en figure 5, ou en amont de celui-ci. Referring to the diagram of FIG. 5 of the accompanying drawings, an enlargement of FIG. 1 can be seen schematically showing in more detail the sections 105 of induction heating and 106 of overaging. These two sections include injection points 10, 12 and exhaust points 11, 13 for the gas mixture forming the atmosphere of these sections. The overaging section comprises means 8, 14 for heating the strip intended to bring the strip, or the film to the surface of the strip, to a temperature sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues, in particular when the overaging temperature is not sufficient for this. The heating means 8 is for example radiative or by induction. It is chosen from those allowing a large heat transfer to the strip over a short length. It must in fact make it possible to rapidly bring the strip to the temperature necessary to initiate the chemical reactions so as to limit the residence time of the strip at a temperature above the overaging temperature. The heating means 14 is convective. It consists in blowing a gas at high temperature on the strip, for example at 800 ° C. The overaging section may comprise only one of the means 8, 14 for heating the strip. If it comprises both, the heating means 8 can be placed downstream of the heating means 14, in the direction of travel of the strip, as shown in FIG. 5, or upstream thereof.
La section d’overaging comprend également un moyen 9 de refroidissement de la bande permettant de ramener rapidement la bande à la température d’overaging. The overaging section also includes a strip cooling means 9 for quickly bringing the strip back to the overaging temperature.
En se reportant aux diagrammes des figure 6 à 12 des dessins annexés, on peut voir schématiquement représentés des exemples de cycles thermiques de la bande en fonction du temps, selon des exemples d’applications du procédé selon l’invention. Sur ces diagrammes, la température de la bande est en ordonnée et le temps est en abscisse. Pour tous ces exemples, nous considérons un même format de bande et une même vitesse de défilement de la bande. Les courbes de ces diagrammes démarrent par un palier illustrant la fin du maintien M, à une température TM, dans la section 102, suivi d’un refroidissement lent gazeux RL, jusqu’à la température TRL, dans la section 103, puis un refroidissement rapide liquide RR dans la section 104 jusqu’à une température TRR, un overaging O, à une température TO, en section 105. Referring to the diagrams of Figures 6 to 12 of the accompanying drawings, one can see schematically represented examples of thermal cycles of the strip as a function of time, according to examples of applications of the method according to the invention. On these diagrams, the temperature of the strip is on the ordinate and the time is on the abscissa. For all these examples, we consider the same tape format and the same tape running speed. The curves in these diagrams start with a plateau illustrating the end of the hold M, at a temperature TM, in section 102, followed by slow gas cooling RL, to temperature TRL, in section 103, then cooling. rapid liquid RR in section 104 to temperature TRR, overaging 0, to temperature TO, in section 105.
Dans l’exemple de la figure 6, la nuance d’acier et la structure métallurgique visée ne nécessitent pas de refroidir la bande en dessous de la température d’overaging. De même, elles conduisent à une température d’overaging TO suffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus et la longueur de la section d’overaging est telle que le temps de séjour de la bande à la température d’overaging est suffisant pour éliminer les résidus. La bande est refroidie dans la section 104 jusqu’à la température d’overaging TO, et elle est maintenue à cette température dans la section 106 d’overaging par les moyens de chauffage de la section, par exemple des tubes radiants. La section de chauffage à induction 105 n’est pas mise à contribution. L’atmosphère de la section d’overaging comprend une teneur en hydrogène adaptée à cet acier et aux conditions opératoires. Elle est par exemple de 10 % pour 4 % dans les sections amont 105 et aval 107. In the example of FIG. 6, the steel grade and the targeted metallurgical structure do not require cooling the strip below the overaging temperature. Likewise, they lead to an overaging temperature TO sufficient to trigger the chemical reactions of reduction of the residues and the length of the overaging section is such that the residence time of the strip at the overaging temperature is sufficient for remove residues. The strip is cooled in section 104 to the overaging temperature TO, and it is maintained at this temperature in the overaging section 106 by the heating means of the section, for example radiant tubes. The induction heating section 105 is not used. The atmosphere of the overaging section includes a hydrogen content suitable for this steel and operating conditions. It is for example 10% for 4% in the upstream 105 and downstream 107 sections.
Dans l’exemple de la figure 7, la nuance d’acier et la structure métallurgique visée nécessitent de refroidir la bande à une température TRR inférieure à la température d’overaging. La température d’overaging TO est toujours suffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus et la longueur de la section d’overaging est telle que le temps de séjour de la bande à la température d’overaging permet d’éliminer les résidus. La bande est refroidie dans la section 104 jusqu’à la température TRR. L’inducteur de la section de chauffage 105 permet de remonter la température de la bande à la température d’overaging TO et elle est maintenue à cette température dans la section 106 d’overaging par les moyens de chauffage de la section. Dans l’exemple de la figure 8, la nuance d’acier et la structure métallurgique visée conduisent à une température d’overaging insuffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus. Par contre, elles ne nécessitent pas de refroidir la bande en dessous de la température TE nécessaire pour enclencher les réactions chimiques. La bande est refroidie dans la section 104 jusqu’à la température TE, par exemple de 400 °C. La section de chauffage à induction 105 n’est pas mise à contribution. Le palier E à la température TE est limité à la durée nécessaire pour enclencher les réactions chimiques, par exemple une minute. Selon la vitesse de défilement de la bande, ce palier peut être obtenu lors du passage de la bande dans la section de chauffage à induction 105 dont l’isolation thermique évite le refroidissement de la bande. Si le temps de séjour de la bande dans la section de chauffage à induction n’est pas suffisant, le palier E se termine en début de section d’overaging. Un refroidissement RE est ensuite réalisé pour amener la bande à la température d’overaging TO. Selon notamment le format de la bande, sa vitesse de déplacement et l’écart de température entre TE et TO, le refroidissement peut être obtenu simplement par le contrôle, notamment l’arrêt, des équipements de chauffage disposés en entrée de section d’overaging. Si cela n’est pas suffisant, un moyen de refroidissement 9 permet de refroidir la bande à la température TO. Ce moyen consiste par exemple à souffler sur la bande un gaz à une température appropriée. La bande est ensuite maintenue à la température d’overaging par les moyens de chauffage de la section. In the example of FIG. 7, the steel grade and the targeted metallurgical structure require cooling the strip to a temperature TRR lower than the overaging temperature. The overaging temperature TO is always sufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues and the length of the overaging section is such that the residence time of the strip at the overaging temperature makes it possible to eliminate the residues. The web is cooled in section 104 to temperature TRR. The inductor of the heating section 105 makes it possible to raise the temperature of the strip to the overaging temperature TO and it is maintained at this temperature in the overaging section 106 by the heating means of the section. In the example of FIG. 8, the steel grade and the targeted metallurgical structure lead to an overaging temperature insufficient to initiate the chemical reactions for reducing the residues. On the other hand, they do not require the strip to be cooled below the temperature TE necessary to start the chemical reactions. The strip is cooled in section 104 to temperature TE, for example 400 ° C. The induction heating section 105 is not used. The level E at the temperature TE is limited to the time necessary to start the chemical reactions, for example one minute. Depending on the running speed of the strip, this level can be obtained when the strip passes through the induction heating section 105, the thermal insulation of which prevents the strip from cooling. If the residence time of the strip in the induction heating section is not sufficient, stage E ends at the start of the overaging section. RE cooling is then carried out to bring the strip to the overaging temperature TO. Depending in particular on the format of the strip, its speed of movement and the temperature difference between TE and TO, cooling can be obtained simply by controlling, in particular stopping, the heating equipment placed at the entry of the section. overaging. If this is not sufficient, a cooling means 9 makes it possible to cool the strip to the temperature TO. This means consists for example in blowing a gas on the strip at an appropriate temperature. The strip is then maintained at the overaging temperature by the section heating means.
Dans l’exemple de la figure 9, la nuance d’acier et la structure métallurgique visée conduisent à une température d’overaging toujours insuffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction. De plus, elles nécessitent de refroidir la bande en dessous de la température TE nécessaire pour enclencher les réactions chimiques. La bande est ainsi refroidie dans la section 104 jusqu’à la température TRR. La section de chauffage à induction 105 est mise à contribution pour réchauffer la bande à la température TE. De nouveau, le palier E à la température TE est limité à la durée nécessaire pour enclencher les réactions chimiques. In the example of Figure 9, the steel grade and the metallurgical structure targeted lead to an overaging temperature that is still insufficient to trigger the chemical reduction reactions. In addition, they require cooling the strip below the temperature TE necessary to start the chemical reactions. The web is thus cooled in section 104 to temperature TRR. The induction heating section 105 is used to heat the strip to the temperature TE. Again, the level E at temperature TE is limited to the time necessary to start the chemical reactions.
Dans l’exemple de la figure 10, la nuance d’acier et la structure métallurgique visée nécessitent de refroidir la bande en dessous de la température d’overaging TO. De plus, elles conduisent à une température d’overaging insuffisante pour enclencher les réactions chimiques de réduction lorsque cette température TO est atteinte par le chauffage par induction de la section 105. La bande est refroidie dans la section 104 jusqu’à la température TRR. L’inducteur de la section de chauffage 105 permet de remonter la température de la bande jusqu’à une température Tl, inférieure à la température d’overaging TO. Après ce premier chauffage Cl, un second chauffage CC permet de porter la bande à la température d’overaging. Ce chauffe CC est réalisé en soufflant un gaz chaud sur la bande, par exemple à 800 °C, par le moyen 14 visible sut la figure 2. Il conduit à une température de film à la surface de la bande au moins égale à la température TE nécessaire à enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, alors que le cœur de la bande peut rester à plus basse température. Il n’est ainsi pas nécessaire de porter la bande à une température supérieure à la température d’overaging pour enclencher ces réactions. L’exemple de la figure 11 est proche de celui de figure 10. Il se distingue de celui-ci en ce que la température d’overaging TO est sensiblement plus basse. Le second chauffage CC est également réalisé en soufflant un gaz chaud sur la bande par le moyen 14. Il conduit à une température de film à la surface de la bande au moins égale à la température TE nécessaire à enclencher les réactions chimiques de réduction des résidus, alors que le cœur de la bande n’atteint qu’une température TS plus basse que TE, mais celle-ci est ici supérieure à la température d’overaging TO. Comme dans l’exemple de la figure 8, un refroidissement RE est ensuite réalisé pour amener la bande à la température d’overaging. In the example of FIG. 10, the steel grade and the targeted metallurgical structure require cooling the strip below the overaging temperature TO. In addition, they lead to an overaging temperature insufficient to initiate the chemical reduction reactions when this temperature TO is reached by the induction heating of the section 105. The strip is cooled in the section 104 to the temperature TRR. The inductor of the heating section 105 makes it possible to raise the temperature of the strip to a temperature T1, lower than the overaging temperature TO. After this first heating C1, a second heating CC makes it possible to bring the strip to the overaging temperature. This DC heater is produced by blowing a hot gas on the strip, for example at 800 ° C., by means 14 visible in FIG. 2. It leads to a film temperature at the surface of the strip at least equal to the temperature. TE necessary to initiate chemical reactions to reduce residues, while the core of the strip can remain at a lower temperature. It is thus not necessary to bring the strip to a temperature above the overaging temperature in order to initiate these reactions. The example of FIG. 11 is close to that of FIG. 10. It differs from the latter in that the overaging temperature TO is appreciably lower. The second DC heating is also carried out by blowing a hot gas on the strip by means 14. It leads to a film temperature at the surface of the strip at least equal to the temperature TE necessary to start the chemical reactions for reducing the residues. , while the core of the band only reaches a temperature TS lower than TE, but this is here higher than the overaging temperature TO. As in the example of FIG. 8, RE cooling is then carried out to bring the strip to the overaging temperature.
La figure 12 illustre trois exemples de cycles thermiques selon la température d’overaging pour une ligne de galvanisation. Le premier exemple représenté en trait plein correspond au cas de figure 6, à savoir que la température d’overaging T01 est inférieure à la température Tl à laquelle la bande doit être plongée dans le bain de revêtement. La bande est chauffée de T01 à Tl dans la section 107 de sortie de four au moyen de l’inducteur 6. Pour ces 3 exemples, après la sortie du bain, un refroidissement FC amène la bande à la température ambiante. Le second exemple représenté en traits interrompus correspond au cas où la température d’overaging T02 est égale à la température Tl à laquelle la bande doit être plongée dans le bain de revêtement. La bande traverse simplement la section 107 de sortie de four sans qu’elle ne soit ni chauffée ni refroidie. Le troisième exemple représenté par une succession de croix correspond au cas où la température d’overaging T03 est supérieure à la température Tl à laquelle la bande doit être plongée dans le bain de revêtement. La bande est refroidie de T03 à Tl dans la section 107 de sortie de four. Ce refroidissement est réalisé en soufflant un gaz sur la bande, par exemple un mélange d’azote et d’hydrogène. Figure 12 illustrates three examples of thermal cycles depending on the overaging temperature for a galvanizing line. The first example shown in solid lines corresponds to the case of Figure 6, namely that the overaging temperature T01 is lower than the temperature Tl at which the strip must be immersed in the coating bath. The strip is heated from T01 to T1 in the furnace outlet section 107 by means of the inductor 6. For these 3 examples, after exiting the bath, FC cooling brings the strip to room temperature. The second example shown in broken lines corresponds to the case where the overaging temperature T02 is equal to the temperature T1 at which the strip must be immersed in the coating bath. The strip simply passes through the furnace outlet section 107 without being heated or cooled. The third example represented by a succession of crosses corresponds to the case where the overaging temperature T03 is greater than the temperature T1 at which the strip must be immersed in the coating bath. The strip is cooled from T03 to T1 in the furnace outlet section 107. This cooling is achieved by blowing a gas on the strip, for example a mixture of nitrogen and hydrogen.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In addition, the different characteristics, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or mutually exclusive.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de refroidissement rapide d’une bande (1 ) métallique en défilement dans une ligne continue réalisé dans une section (104) de ladite ligne et de suppression de résidus formés lors dudit refroidissement rapide dans une section (106) de ladite ligne, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape de refroidissement à l’eau, ou par un mélange d’eau et d’un gaz, suivie d’une seconde étape de refroidissement par une solution liquide non oxydante pour la bande et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz, ladite seconde étape conduisant à la présence de résidus en surface de la bande, suivie d’une étape de suppression desdits résidus obtenue par une réduction desdits résidus par de l’hydrogène. 1. A method of rapidly cooling a metal strip (1) traveling in a continuous line carried out in a section (104) of said line and removing residues formed during said rapid cooling in a section (106) of said line, characterized in that it comprises a first step of cooling with water, or by a mixture of water and a gas, followed by a second step of cooling with a non-oxidizing liquid solution for the strip and a stripper for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, said second step leading to the presence of residues on the surface of the strip, followed by a step of removing said residues obtained by a reduction of said residues with hydrogen.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la première étape de refroidissement refroidit la bande à une température supérieure ou égale à la température de Leidenfrost. 2. The method of claim 1, wherein the first cooling step cools the strip to a temperature greater than or equal to the Leidenfrost temperature.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la seconde étape de refroidissement refroidit la bande à partir d’une température inférieure ou égale à la température de Leidenfrost. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the second cooling step cools the strip from a temperature less than or equal to the Leidenfrost temperature.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de suppression des résidus est réalisée alors que la bande (1 ) métallique a une température comprise entre 50 °C et 600 °C et pendant une durée comprise entre 15 secondes et 300 secondes. 4. Method according to any one of the preceding claims, wherein the residue removal step is carried out while the metal strip (1) has a temperature between 50 ° C and 600 ° C and for a period of between 15 seconds and 300 seconds.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de suppression des résidus est réalisée alors que la bande (1 ) métallique se trouve dans une atmosphère dont la teneur en hydrogène est comprise entre 5 % et 100 % en volume, et de préférence supérieure ou égale à 10 %. 5. Method according to any one of the preceding claims, wherein the step of removing residues is carried out while the metal strip (1) is in an atmosphere in which the hydrogen content is between 5% and 100% in volume, and preferably greater than or equal to 10%.
6. Procédé selon la revendication 1 , comprenant en outre une étape de pré-oxydation, ou d’oxydation sélective interne, de la surface de la bande (1 ) métallique, réalisée dans une section (100) de préchauffage de la bande ou une section (101 ) de chauffage de la bande, ou une section (102) de maintien à température de la bande, ladite section (100, 101 , 102) étant disposée en amont de la section (104) de refroidissement rapide de la bande, selon le sens de défilement de la bande. 6. The method of claim 1, further comprising a step of pre-oxidation, or internal selective oxidation, of the surface of the metal strip (1), carried out in a section (100) for preheating the strip or a section (101) for heating the strip, or a section (102) for maintaining the temperature of the strip, said section (100, 101, 102) being disposed upstream of the section (104) for rapidly cooling the strip, according to the direction of travel of the tape.
7. Procédé selon la revendication 1 , mis en œuvre sur une ligne continue comprenant une section (108) de revêtement au trempé d’une bande (1 ) métallique dans un bain (7) en fusion, comprenant en outre, après l’étape de suppression des résidus, une étape de chauffage de la bande, ou une étape de refroidissement de la bande, pour porter la bande à une température voisine de la température du bain. 7. The method of claim 1, carried out on a continuous line comprising a section (108) of dip coating a metal strip (1) in a molten bath (7), further comprising, after step removal of residues, a strip heating step, or a strip cooling step, to bring the strip to a temperature close to the temperature of the bath.
8. Ligne de traitement en continu d’une bande (1 ) métallique comprenant une section (104) de refroidissement rapide de la bande et une section (106) de suppression de résidus formés lors du refroidissement de la bande avec par une solution liquide non oxydante pour la bande et décapante pour les oxydes présents en surface de la bande, ou par un mélange de cette solution liquide et d’un gaz, lesdites sections de refroidissement rapide et de suppression de résidus étant aptes à mettre en œuvre un procédé de refroidissement et de suppression de résidus selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. 8. Continuous treatment line for a metal strip (1) comprising a section (104) for rapid cooling of the strip and a section (106) for removing residues formed during the cooling of the strip with a non-liquid solution. oxidizing for the strip and stripper for the oxides present at the surface of the strip, or by a mixture of this liquid solution and a gas, said rapid cooling and residue removal sections being able to implement a cooling process and removing residues according to any one of claims 1 to 7.
9. Ligne selon la revendication précédente, dans laquelle la section (106) de suppression de résidus comprend, en entrée dans le sens de défilement de la bande, un dispositif de chauffage rapide (14) pour porter la bande à une température proche ou égale à une température prédéterminée à laquelle s’enclenche des réactions chimiques de réduction des résidus. 9. Line according to the preceding claim, wherein the section (106) for removing residues comprises, at the input in the direction of travel of the strip, a rapid heating device (14) for bringing the strip to a temperature close to or equal. at a predetermined temperature at which chemical residue reduction reactions start.
10. Ligne selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle la section (106) de suppression de résidus fait partie d’une section d’overaging.10. The line of claim 8 or 9, wherein the residue removal section (106) is part of an overaging section.
11. Ligne selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans laquelle la section de suppression de résidus comprend un moyen de soufflage d’hydrogène (14), ou d’une atmosphère hydrogénée, sur la bande métallique (1 ). 11. A line according to any one of claims 8 to 10, wherein the residue removal section comprises means for blowing hydrogen (14), or a hydrogen atmosphere, onto the metal strip (1).
12. Ligne selon la revendication 11 , comprenant en outre une chambre de pré-oxydation, ou d’oxydation sélective interne, de la surface de la bande disposée dans une section (100) de préchauffage, une section (101 ) de chauffage ou une section (102) de maintien à température de la bande métallique (1 ), ladite section étant placée en amont de la section (104) de refroidissement rapide dans le sens de défilement de la bande. 12. Line according to claim 11, further comprising a chamber for pre-oxidation, or internal selective oxidation, of the surface of the strip disposed in a preheating section (100), a heating section (101) or a heating section (101). section (102) for maintaining the temperature of the metal strip (1), said section being placed upstream of the rapid cooling section (104) in the direction of travel of the strip.
13. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent une ligne selon l’une quelconque des revendications 8 à 12 à exécuter les étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. 13. A computer program product comprising instructions which lead a line according to any one of claims 8 to 12 to perform the steps of a method according to any one of claims 1 to 7.
EP20842011.7A 2019-12-09 2020-12-08 Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling Pending EP4073292A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1913980A FR3104178B1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 DEVICE AND METHOD FOR HEAT TREATMENT OF STEELS INCLUDING WET COOLING
PCT/FR2020/052340 WO2021116594A1 (en) 2019-12-09 2020-12-08 Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4073292A1 true EP4073292A1 (en) 2022-10-19

Family

ID=69903386

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20841995.2A Pending EP4073291A1 (en) 2019-12-09 2020-12-07 Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling
EP20842011.7A Pending EP4073292A1 (en) 2019-12-09 2020-12-08 Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20841995.2A Pending EP4073291A1 (en) 2019-12-09 2020-12-07 Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20230014843A1 (en)
EP (2) EP4073291A1 (en)
KR (2) KR20220113973A (en)
FR (1) FR3104178B1 (en)
MX (2) MX2022007100A (en)
WO (2) WO2021116582A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3014447B1 (en) 2013-12-05 2016-02-05 Fives Stein METHOD AND INSTALLATION FOR CONTINUOUS THERMAL TREATMENT OF A STEEL BAND
FR3064279B1 (en) 2017-03-22 2020-06-26 Fives Stein METHOD AND DEVICE FOR COOLING A STRIP OF STEEL THROUGHOUT A COOLING SECTION OF A CONTINUOUS LINE

Also Published As

Publication number Publication date
CN114929940A (en) 2022-08-19
US20230017287A1 (en) 2023-01-19
CN114929941A (en) 2022-08-19
US20230014843A1 (en) 2023-01-19
KR20220113973A (en) 2022-08-17
WO2021116582A1 (en) 2021-06-17
EP4073291A1 (en) 2022-10-19
WO2021116594A1 (en) 2021-06-17
FR3104178B1 (en) 2022-12-02
FR3104178A1 (en) 2021-06-11
KR20220110813A (en) 2022-08-09
MX2022007100A (en) 2022-07-11
MX2022007102A (en) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1735116B1 (en) Method for producing mat-surfaced austenitic stainless steel straps
EP3077554B1 (en) Method and apparatus for continuous thermal treatment of a steel strip
EP3601623B1 (en) Method and device for cooling a steel strip travelling in a continuous line cooling section
BE1014997A3 (en) Continuous annealing of steel strip prior to galvanising using direct flame preheating to form an oxide film followed by full annealing and reduction stages to mature this oxide film
WO2021116594A1 (en) Device and method for heat treatment of steels, including a wet cooling
EP3686534B1 (en) Method and furnace for thermal treatment of a high-resistance steel strip including a temperature homogenisation chamber
CN114929941B (en) Device and method for heat treatment of steel, including wet cooling
EP1300477B1 (en) Continuous annealing process for obtaining an improved surface appearance
CN114929940B (en) Device and method for heat treatment of steel, including wet cooling
EP0707661B1 (en) Method of low pressure nitriding a metal workpiece and oven for carrying out said method
CN109451605B (en) Surface treatment method for electric heating belt of preheater
EP4370719A1 (en) Liquid cooling of a strip running in a continuous line
JP6194019B2 (en) Steel plate heat treatment method and apparatus for its implementation
EP0710732A1 (en) Method for hot-dip coating without alloying a interstitial free steel plate
JP3889019B2 (en) Method for producing hot-dip galvanized steel sheet
JP6298081B2 (en) Method of processing traveling iron alloy sheet and processing line for its implementation
BE882780A (en) METHOD OF CONTINUOUSLY ANNUATING STEEL STRIPS
BE880587A (en) CONTINUOUS HEAT TREATMENT PLANT FOR STEEL SHEETS
WO2003000939A1 (en) Method and device for quenching steel in pressurized air
JPH0967617A (en) Method for annealing and descaling stainless steel strip and device therefor
FR2846341A1 (en) METHOD FOR TREATING SHEET BEFORE GALVANIZATION
BE894339A (en) Clean cold-rolled steel strip prodn. - by weak lubricant emulsion injection at last mill stand
LU82785A1 (en) PROCESS FOR THE CONTINUOUS HEAT TREATMENT OF METAL SHEET
JPH09324249A (en) Hot dip metal plating device and production of hot dip metal plated hot rolled steel strip
FR2854170A1 (en) Surface treatment of steel sheet prior to heat treatment operations by passing it past an oxy-fuel burner and spraying with solid particles of carbon dioxide as a substitute to degreasing operations

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220613

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)