WO2009034243A1 - Ligne combinée de recuit et de galvanisation et procédé de transformation d'une ligne de recuit continu en une telle ligne combinée - Google Patents

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galvanizing
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Pierre-Jérôme BORREL
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Siemens Vai Metals Technologies Sas
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    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips

Definitions

  • the invention relates to a combined annealing and galvanizing line of a metal strip and also covers a method of converting an existing annealing line into such a combined line.
  • the cold rolling of a steel strip causes hardening, by hardening, of the metal which causes brittleness making it more difficult and may even prohibit the subsequent use of the rolled strips.
  • FIG. 1 schematically shows, by way of example, the usual arrangement of such a continuous annealing line which comprises successively, in the running direction of the strip:
  • An input device 1 comprising one or two belt unrollers 11, a shear 12, for example with a guillotine, a splicing welder 13 for connecting the tail of a strip from a first unwinder to the head of the next strip from the second unwinder to ensure continuous operation of the line, and a tape accumulator
  • An annealing installation 2 having a preheating section 21, a section 22 for heating and maintaining the annealing temperature for the necessary time, a section of rapid cooling 23, a supernatant section 24 and a second slow cooling section.
  • An output device 3 comprising a tape accumulator 31, possibly a skin-pass rolling mill 32, a shear 33 and one or two winders 34 working alternately.
  • the entire annealing installation forms a furnace generally placed under a controlled atmosphere in a closed enclosure, and wherein the strip travels along a zig-zag path defined by a plurality of deflection rollers and which successively provides the heating of the band in section 21, its maintenance at the annealing temperature in section 22, a first cooling in section 23, fast enough to avoid oxidation, a complement of overaging treatment, in English "overaging" in the section 24, which usually comprises several successive units and a slow cooling in the section 25 which ends, usually, by quenching the strip in a final cooling liquid bath to room temperature.
  • an annealing installation 2 a galvanizing installation 4 comprising a bath of liquid metal 41, a dewatering device 42, an output circuit with, for example, an alloying oven 43 and a cooling equipment 44 and a tundish 45,
  • a device 3 for outputting the line comprising, for example, a skin-pass laminator 32, a passivation section 35, an outlet accumulator 31, a shear 33 and one or two winders 34 working alternately.
  • the annealing installation 2 successively performs the metallurgical annealing and the correct setting of the band before entering the metal bath 41. It therefore comprises a preheating section 21, a retention section 22 at the annealing temperature, a rapid cooling section 23 and a galvanization temperature-setting section 26 in which an activation of the surface to be made can also be carried out. galvanize by superficial chemical migrations.
  • the complete annealing lines of the type shown in FIG. 1 are therefore provided, normally, for steel grades which justify a large tonnage and are provided with all the equipment necessary to adapt to a new grade after modification of the adjustment parameters. , including temperatures and times of heat treatments.
  • the evolution of the market, especially for the automotive industry is leading to a greater variety of grades of steel and their metallurgy as well as a greater demand for galvanized strips.
  • the tonnages required in each grade are relatively small and require rapid changes in setting parameters, sometimes without stopping scrolling, the tail of a coil at the end of unwinding can be welded to the head of a next coil, of different quality and requiring other treatments.
  • a number of continuous line annealing plants, planned for large tonnages no longer become profitable due to market developments and the decrease in tonnages demanded.
  • the demand for galvanized sheet is increasing and it is therefore interesting to produce continuous lines that allow the demand to be met flexibly. It is therefore necessary to achieve new combined lines to continuously perform either an annealing treatment alone, or annealing followed by galvanization.
  • EP-A-0254633 describes such a combined line comprising successively, between a reel and a winder, a horizontal type annealing furnace, a temperature control section and a conventional type of galvanizing installation. There is also a coating coating installation. According to the invention, to allow a passage from one treatment to another, without increasing the complexity and the cost of such an installation, the treated metal flow must be at most 7 tons / hour, at a speed of passage at most equal to 12 meters per minute. The production capacity of such an installation, designed some twenty years ago, would have been very limited.
  • the object of the invention is to solve such problems by means of a particular arrangement of the different equipment necessary, on the one hand for annealing and on the other hand for galvanization, making it possible to produce a combined line capable of performing either annealing alone, or an annealing followed by galvanization, without unduly increasing the congestion in length of the line.
  • this particular arrangement of the equipment makes it possible, according to the invention, to quite simply convert an existing continuous annealing installation to add galvanizing means without excessive modification of the existing installation and remaining in the floor area of the floor. it.
  • the invention makes it possible to continue a profitable exploitation of certain existing continuous annealing installations that are no longer adapted to the requirements of the market, by transforming them into a combined line capable of handling a very wide variety of products.
  • the invention therefore relates to a combined annealing and galvanizing line of a metal strip comprising means for controlling the movement of the strip in a continuous line, between an input device and an output device of the line, successively in a annealing apparatus and a galvanizing plant, the annealing apparatus having a section for heating and holding the band at an annealing temperature, a first annealing section after annealing, an overaging section and a second cooling section up to ambient temperature, and the galvanizing plant having an inlet section of the strip in a galvanizing metal bath, an outlet section of the metal bath of the strip covered on both sides with a layer coating, a cooling section of the coating and a final coolant bath.
  • the galvanizing plant is incorporated inside the annealing plant, between the overaging section and the second cooling section, and at the outlet of the overaging section, the band is directed by selective guiding means, either to the galvanizing plant and then, at the outlet of the final cooling bath, directly to the output device of the line, or directly to the second cooling section and then to the output device of the line.
  • the overfill section and the second cooling section of the annealing plant are each placed in a sealed enclosure filled with a protective gas and the inlet section in the galvanizing metal bath is placed in a sealed duct having an inlet connected to the outlet of the overflow section and two outlets, respectively a first outlet immersed in the metal bath and a second outlet on which is releasably connected a leaktight trough with the second section cooling and annealing installation, said second outlet being provided with removable sealing means.
  • the combined line according to the invention comprises a plurality of deflection rollers defining two paths of the strip at the exit of the overaging section, respectively a first galvanization path comprising an inlet section in the metal bath. passing through the first outlet of the sealed conduit, an outlet section of the metal bath, a cooling section of the coating prior to entry into the final cooling bath, and an exit section of said cooling bath passing above or below the enclosure in which is placed the second cooling section, so as to connect directly to the output device of the line, and a second annealing path alone, passing through the removable connection channel between the second outlet of the sealed conduit and the enclosure of the second cooling section.
  • the combined line comprises two liquid final cooling baths of the strip, respectively a first bath placed at the outlet of the galvanizing installation, and a second bath placed at the outlet of the second cooling section, the strip being directed towards the outlet device of the line after final cooling carried out, either in the first bath after galvanization, or in the second bath after an annealing treatment alone, without galvanizing.
  • the first cooling bath is placed above the metal bath and offset to the inlet side thereof to reduce the bulk of the galvanizing plant.
  • the over-age section has a reduced length compared to the length usually required in a continuous annealing line. and the running speed of the web is adapted to this reduced length in order to obtain the necessary processing time.
  • the invention also covers a process for converting into a combined annealing and galvanizing line, an existing continuous annealing line of a metal strip comprising successively, in a running direction of the product, an input device in the line, a preheating section, an annealing section, a first rapid cooling section after annealing, a supercooling section, a slow cooling section under a protective atmosphere and an output device of the line.
  • part of the overaging section is removed leaving the other sections in place and a galvanizing installation is placed inside the annealing line, in the space thus released between the remaining part of the overfill section and the second slow cooling section, and connected to the scroll control means so as to achieve a combined annealing and galvanizing line without increasing the overall length of the annealing line.
  • the running speed of the web between the input device and the output device of the line is adapted either to the process of receiving alone or to the galvanizing process.
  • the installation of The galvanization replaces only a part of the overaging section and the bandwidth is adjusted, if necessary, so as to carry out a survival treatment in the remaining part of the corresponding section.
  • the temperature in the annealing section is maintained at the desired level for annealing, taking into account the nature of the band and the speed of travel and, between the exit of the survival section and the entrance in the galvanizing bath, the installation comprises combined means of heating and cooling, for adjusting the temperature of the strip to a level suitable for the galvanizing process.
  • the galvanizing installation comprises means for controlling the running of the strip between a galvanizing metal bath and a quenching bath, along a continuous scrolling path passing over a plurality of deflection rollers. and having at least four portions, respectively a first connection portion between the quench section and the inlet to the metal bath, a second exit portion of the metal bath with coating thickness control, a third cooling portion coating before entering the quench bath and a fourth quenching bath outlet portion, connecting directly to the exit section of the annealing line, without passing through the slow cooling section.
  • Figure 2 shows schematically the known arrangement of a continuous line of galvanization after annealing.
  • Fig. 3 is a diagram showing two examples of continuous annealing thermal cycles.
  • Figure 4 shows a typical annealing cycle in a continuous galvanizing line.
  • FIG. 5 schematically shows the arrangement, according to the invention, of a combined annealing and galvanizing line.
  • Figure 6 shows schematically, on an enlarged scale, the arrangement according to the invention of a galvanizing installation.
  • FIG. 7 and FIG. 8 are two diagrams indicating, by way of example, two complete cycles of annealing in a combined line according to the invention.
  • Figure 9 schematically shows the arrangement according to the invention of a galvanizing plant inside a continuous annealing line.
  • Figure 10 shows in a synthetic way, the functions of continuous annealing and galvanizing and those common to both treatments.
  • FIG. 1 represents, schematically, the conventional arrangement of a continuous annealing line comprising, between an input device 1 and an output device 3, an oven 2 in which the strip travels along a path in zig-zag, between two series of deflector rollers, respectively upper and lower, and consisting of successive sections respectively providing heating of the band M in section 21, its maintenance at the annealing temperature in section 22, rapid cooling in section 23, an additional treatment of over-aging or "over aging "in section 24 with several successive units and slow cooling to a moderate temperature, in section 25.
  • FIG. 3 is a diagram showing two examples of continuous annealing cycles represented, respectively, by curve 5 for a direct flame furnace and by the 5 'curve for heating without a direct flame, for example by reverberation.
  • the heating has no particular metallurgical impact up to about 600 ° C. and the rate of rise in temperature (51, 51 ') can be more or less rapid depending on the heating technology used. Above 600 0 C and up to the maximum temperature, the heating is continued at a lower speed (52, 52 ') in order to improve the control of the temperature.
  • the annealing temperature (53, 53 ') depends on the metallurgical q uality desired. It is generally between 650 and 700 0 C for tinplate and 700 to 850 c C for a thin strip for galvanizing.
  • the holding time (53, 53 ') generally close to 15 to 30 seconds, makes it possible to stabilize the annealed structure.
  • This holding phase (53, 53 ') is followed by a controlled cooling (54, 54') at a slow speed, generally below 10 ° C./s up to a temperature of 600 to 700 ° C. to ensure the precipitation of carbides Fe 3 C.
  • the treatment is then continued, in section 24, by maintaining the temperature for a period of one to several minutes (56, 56 '), in order to produce the precipitation of the interstitial carbon in a so-called overaging or "over-aging” phase.
  • the cycle is completed by cooling (57, 57) 'to a moderate temperature, e.g., about 60 0 C. 1 possibly up to room temperature.
  • a moderate temperature e.g., about 60 0 C. 1 possibly up to room temperature.
  • FIG. 4 is a diagram showing a typical annealing cycle in a galvanizing line of the type shown in FIG. 2.
  • Curve 5a which shows the evolution of the temperature as a function of time, is analogous to the curves 5, 5 'previously described. and therefore includes the same temperature raising portions (51a, 52a), maintaining (53a) at the annealing temperature, (54a) controlled cooling at low speed, and then (55a) rapid cooling.
  • thermal regulation section 26 makes it possible, first of all, to over-stress (56a) and then, by cooling (57a) or, optionally, heating, to bring the strip to the temperature (58a) desirable for entry into the galvanizing metal bath.
  • the thermal cycle 5a in the galvanizing line is therefore similar to the cycle 5 in an annealing line of the type shown in FIG. 1, the differences coming essentially from the speed of movement imposed by the galvanizing process which must not exceed, normally , 200 m / min in order to be able to control the thickness of the coating deposited at the outlet of the metal bath while the usual speeds of the continuous annealing lines for thin sheets are of the order of 300 to 500 m / min. Such speeds are necessary to obtain the desired productivity in a conventional continuous annealing line which must be capable of treating steels of different types for which the heat treatment, in particular of over-aging, can be more or less complex and requires the use several successive processing units.
  • the invention is based on the idea that, even for conventional and relatively complex annealing treatments, it should be possible to reduce the length of the overaging section, as compared to the usual length, and that the removal of certain chambers of overaging would provide a space in which a galvanizing plant could be incorporated, without increasing the overall size of the annealing line, to achieve a combined line to perform either an annealing treatment alone or a treatment of galvanization preceded by annealing.
  • An installation of the type shown diagrammatically in FIG. 5 comprising, as in the case of FIG. 2, an input device 1, an annealing furnace 2, a galvanization installation 4 and an output device 3. but in which the galvanizing temperature-setting section 26 corresponds to only a portion 24 'of the super-aging section 24 of the annealing furnace 2 shown in FIG.
  • the galvanizing plant 4 ' is therefore incorporated inside the annealing line since it is placed between the reduced overaging section 26 and the slow cooling section under a controlled atmosphere.
  • the output of the overaging section opens into a selective guiding device 80 for directing the band M, either directly to the slow cooling section 25, for an annealing treatment alone, or to the input T1 of the 4.
  • the strip is directed directly towards the outlet device 3 of the line, by short-circuiting the cooling section 25.
  • the space left by the removal of a portion of the overaging section must have a relatively small length, less than the normal footprint of a conventional galvanizing plant. It is therefore interesting to realize a particularly compact galvanizing installation.
  • one of the ideas of the invention consists in modifying the usual architecture of the continuous galvanizing lines by organizing in a new way the unwinding of the strip at the outlet of the zinc bath, as shown diagrammatically in the figure 5 and in more detail in Figure 6.
  • the strip has been brought to the desired temperature for galvanizing, as shown in the diagram of FIG. 4.
  • the strip coming out of section 26 passes over a deflection roll D 1 which directs it to the galvanizing metal bath 41 formed in a tank and in which is immersed a deflection roll D2.
  • the band M therefore follows a downward path T1 between the output roller D 1 and the immersed roll D2 on which it bears by its upper face A.
  • the strip M then comes out of the bath 41 in an upward path T2 to an upper roll D3, passing in front of a wiper device 42 of known type for controlling the thickness of the coating. All these arrangements are conventional and correspond to those shown schematically in Figure 2.
  • the band M bears on the upper roll D3 by the same side A passing on the immersed roll D2 and, therefore, instead of being directed towards the outside of the tank containing the metal bath 41, the band M returns back towards the entrance side in the tray, that is to say the left side in FIGS. 5 and 6.
  • the strip returns to an upper roll D'3 and descends, by a descending path T3, to a deflector roll D4 immersed in the quenching bath 45.
  • the strip then exits from this bath 45 along a rising path T4 to a pair of upper deflector rollers D5, 5 spaced apart from each other, so as to pass over the entire installation.
  • galvanizing 41 and the slow cooling section 25, then descends, by a downward path T5, to a lower roller D6 to be directed to the accumulator 31 of the output device 3.
  • the quenching bath 45 can be placed above the tank containing the galvanizing metal bath 41.
  • the footprint of the galvanizing plant 4 is reduced compared to the conventional arrangement of Figure 2 since it covers substantially the same length as the galvanizing bath 41.
  • this arrangement requires the construction, above the metal bath 41, of a floor to support the quench tank 45 but this increase in height of the installation does not constitute a real disadvantage, particularly for the transformation of an existing installation.
  • the return towards the rear of the strip from the upper roller D3 makes it possible to incorporate the entire galvanizing installation into the existing reduced space between the remaining part of the overaging section. and the slow cooling section
  • Such an arrangement is also particularly compact since, at each change of direction, the band passes on a single roll returning, as before, to the rear.
  • This arrangement also makes it possible to distribute cooling means 44, 44 'not only along the upward path T2 but also along the downward path T3 so as to provide sufficient cooling of the coating.
  • the face A 'of the strip opposite the face A passing on the immersed roll D2 comes into contact with the lower roll D6 after the upward path T2 and the descending path T3 and, thus, not likely to be deteriorated before curing the coating.
  • Such an arrangement is particularly advantageous in applications where an outer face of the sheet, called “exposed face” must have excellent surface quality, for example for the automobile body.
  • the cooling cells and, where applicable, the alloying oven 43 can advantageously be staggered on the ascending strand T2 and the descending arm T3 which, in the case of FIG. are separated by only one deflector roll D3, which further reduces the footprint of the assembly.
  • such an arrangement distributes the cooling cells 44a, 44b over a greater strip length and thus have a less violent blowing, which reduces the risk of vibration of the band that may have an impact on the uality of the coating, in particular the regulation of its thickness.
  • the outlet section 26 of the oven 2 makes it possible, by adjusting the speed of travel at a moderate level, for example of 200 m / min, to carry out a treatment overaging adapted to the nature of the metal, then to ensure adequate temperature of the band before entering the zinc bath 41.
  • FIG. 7 shows a complete annealing cycle for a "TRI P" type steel which, after annealing, requires isothermal retention in the bainitic transformation zone, that is to say around 290.degree.
  • the outlet section 26 of the oven must raise the temperature of the strip to a level compatible with the temperature of the zinc bath, for example 470 ° C.
  • Figure 8 in contrast, corresponds to the case of a common steel requiring overaging, for example at 560 ° C. In this case, the temperature must be lowered to the temperature of the zinc bath.
  • the temperature control section 26 will therefore be equipped with heating means, preferably by induction and cooling, preferably by neutral gas jet.
  • the galvanizing installation 4 placed, according to the invention, between the outlet section 26 of the oven 2 and the slow cooling section 25, is provided, at its output, with a quenching bath 45 at the output of which the strip is at a temperature close to ambient. Therefore, it is not necessary to pass the strip in the slow cooling section 25, the quenching bath 45 being connected directly to the output accumulator 31.
  • a combined line has thus been realized to ensure, as the case may be, the continuous annealing line functions in the oven 2 and the final cooling section 25 and galvanizing continuous line in the furnace 2 and the galvanizing plant 4 which ends with the quench bath 45.
  • Figure 9 schematically shows the arrangement of an installation to easily switch from one mode of operation to another.
  • the entire annealing furnace 2, with the overaging section 26, is placed in a closed enclosure 8 provided at its base with a conduit 80 which forms a branch with two outlets , respectively a first outlet 81 which plunges inside the metal bath 41 to seal, and a second outlet 82 which can be removably closed by a door 83.
  • the cooling section 25, also placed under a controlled atmosphere is disposed in a sealed chamber 8 'whose input 81' can be connected to the second outlet 82 of the duct 80, by a connecting chute 84 which can be moved, for example by pivoting between the position shown in FIG. 9 for which the trough 84 is connected in leaktight manner to the second outlet 82 of the duct 80 and a spaced apart position allowing the passage of the strip M following the path and T2, at the outlet of the metal bath 41.
  • This mobile chute 84 thus forms a bypass tunnel allowing, when it is put in place and the door 83 open, to ensure the passage of the band M between the deflector roll D1 placed at the outlet of the oven and the section cooling 25, sealing between the two closed enclosures 8 and 8 'in which is formed a neutral atmosphere, for example a mixture of nitrogen and hydrogen.
  • Figure 10 is a block diagram of the operation of such a combined line.
  • the band M successively passes through the various sections of the annealing furnace 2 and, after being put into temperature in the outlet section 26, passes through the first outlet 81 of the duct 80 to open into the zinc bath 41.
  • the band M guided by the deflector rollers D5, D'5, D7 passes below or, optionally, above the slow cooling section 25 to be directed directly to the output device 3 of the line.
  • the connecting trough 84 is put in place and the door 83 is opened. From the deflector roll D1, the band M passes into the connecting chute 84, then into the slow cooling section 25 which preferably terminates in a quenching tank 27 and is then directed by the drive rollers D8 to the output device 3 of the line.
  • the installation is provided, on the other hand, with means not shown in FIG. 9, making it possible to cut the strip, either at a point 85, at the entrance into the connecting chute 84, or at a point 86, at the outlet of the cooling zone 25, upstream of the driving rollers D8.
  • the strip is cut at these two points 85 and 86, the mobile tunnel 84 is raised vertically and held against the front wall of the enclosure 8 'containing the cooling section 25. A band portion remains engaged in the tunnel 84 and section 25. It will serve as a "pull tape” to put the line in annealing configuration in another campaign.
  • the invention thus makes it possible to carry out either an annealing alone or a galvanization after annealing, in a combined line of the type shown in FIG. 5, whose overall size, in length, is of the same order as that of a line conventional continuous annealing system, insofar as the galvanizing plant, particularly if it is made in the particularly compact manner described above, can be incorporated inside the annealing line, between the overaging section and the section slow cooling.
  • the invention will find a particularly interesting application for the transformation of existing continuous annealing lines whose profitability is no longer assured due to the variety of qualities of sheet required and the resulting tonnage decline.
  • the band could pass over the cooling section 25 for descend directly into the quench bath 27 placed at the outlet thereof.
  • the use, according to the preferred embodiment of FIG. 9, of two separate quench tanks, respectively 45 at the outlet of the galvanizing plant 4 and 27 at the outlet of the cooling zone 25, makes it possible to to avoid pollution by zinc dust from the cooling tank 27 through which the uncoated annealed strips pass, in case of annealing operation alone.

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Abstract

L'invention a pour objet une ligne combinée de recuit et de galvanisation d'une bande métallique (1) comportant successivement une installation de recuit (2) avec une section (22) de recuit, une section (23) de refroidissement rapide, une section (26) de survieillissement et une seconde section (25) de refroidissement lent, et une installation de galvanisation (4) se terminant par un bain de trempe. Selon l'invention, l'installation de galvanisation (4) est incorporée à l'intérieur de l'installation de recuit (2), entre la section de survieillissement (26), et la seconde section de refroidissement (25) et à la sortie de la section de survieillissement (26), la bande est dirigée par des moyens de guidage sélectif (80), soit vers l'installation de galvanisation (4) puis, directement vers le dispositif (3) de sortie de la ligne, soit, directement vers la seconde section de refroidissement (25) et le dispositif (3) de sortie de ligne. L'invention couvre également un procédé, particulièrement simple et économique de transformation d'une ligne de recuit continu existante et une ligne combinée de recuit et/ou de galvanisation.

Description

Ligne combinée de récuit et de galvanisation et procédé de transformation d'une ligne de recuit continu en une telle ligne combinée
L'invention a pour objet une ligne combinée de recuit et de galvanisation d'une bande métallique et couvre également un procédé de transformation d'une ligne existante de recuit en une telle ligne combinée. Le laminage à froid d'une bande d'acier provoque un durcissement, par écrouissage, du métal qui entraîne une fragilité rendant plus difficile et pouvant même interdire la mise en œuvre ultérieure des bandes laminées.
Afin de restaurer la ductilité d'une bande laminée, on pratique habituellement un traitement thermique dit « de recuit de recristalϋsation » . Un tel traitement peut être réalisé de façon statique dans des fours cloches (patch annealing) sur la bande enroulée en bobine. Cependant, depuis un certain temps, pour éviter le déroulement et l'enroulement des bobines et leur transport d'une installation à la suivante, on a proposé de réaliser le traitement de ces bandes en défilement continu sur des lignes spécialisées.
La figure 1 montre schêmatiquement, à titre d'exemple, la disposition habituelle d'une telle ligne de recuit en continu qui comporte successivement, dans le sens de défilement de la bande :
- Un dispositif d'entrée 1 comportant une ou deux dérouleuses de bande 11 , une cisaille 12, par exemple à guillotine, une soudeuse de raboutage 13 permettant de raccorder la queue d'une bande issue d'une première dérouleuse à la tête de la bande suivante issue de la seconde dérouleuse afin d'assurer un fonctionnement continu de la ligne, et un accumulateur de bande
14 permettant, lorsque le déroulement est stoppé en amont, pour réaliser la soudure de raboutage, de délivrer à sa sortie, une certaine longueur de bande préalablement accumulée afin de poursuivre le défilement en continu de celle-ci dans les appareillages placés en aval.
- Une installation de recuit 2 comportant une section de préchauffage 21 , une section 22 de chauffage et de maintien à la température de recuit pendant le temps nécessaire, une section de refroidissement rapide 23, une section de survieillissement 24 et une seconde section 25 de refroidissement lent.
- Un dispositif de sortie 3 comportant un accumulateur de bande 31 , éventuellement un laminoir de skin-pass 32, une cisaille 33 et une ou deux enrouleuses 34 travaillant alternativement.
L'ensemble de l'installation de recuit forme un four généralement placé sous une atmosphère contrôlée dans une enceinte fermée, et dans lequel la bande circule en suivant un trajet en zig-zag défini par une pluralité de rouleaux déflecteurs et qui assure successivement le chauffage de la bande dans la section 21 , son maintien à la température de recuit dans la section 22, un premier refroidissement dans la section 23, suffisamment rapide pour éviter l'oxydation, un complément de traitement de survieillissement, en anglais « overaging » dans la section 24, qui comporte habituellement plusieurs unités successives et un refroidissement lent dans la section 25 qui se termine, habituellement, par la trempe de la bande dans un bain liquide de refroidissement final jusqu'à la température ambiante.
Par ailleurs, afin d'améliorer la résistance à la corrosion des tôles métalliques utilisées en particulier, dans certaines applications comme le bâtiment, l'automobile ou l'électroménager, il est courant de déposer à la surface de ces tôles une couche de revêtement en zinc ou en un alliage à base de zinc. Pour cela, habituellement, on fait passer la bande sur un rouleau immergé dans un bain de métal liquide . Il faut donc que la bande, avant son entrée dans le bain, soit portée à la température voulue. Dans la mesure où, habituellement, la bande a subi un traitement de recuit, on peut réaliser des lignes continues de recuit et de galvanisation du type représenté schématiquement sur la figure 2, comprenant successivement, dans le sens le défilement du produit :
- un dispositif d'entrée 1 du type décrit précédemment, comprenant une dérouleuse 1 1 , une cisaille 12, une soudeuse de raboutage 13 et un accumulateu r 14,
- une installation de recuit 2, - une installation de galvanisation 4 comprenant un bain de métal liquide 41 , un dispositif d'essorage 42, un circuit de sortie avec par exemple, un four d'alliation 43 et un équipement de refroidissement 44 et un bac de tempe 45,
- un dispositif 3 de sortie de la ligne comportant par exemple un laminoir skin-pass 32, une section de passivation 35, un accumulateur de sortie 31 , une cisaille 33 et une ou deux enrouleuses 34 travaillant alternativement.
Dans une telle ligne de galvanisation en continu , l'installation de recuit 2 assure successivement les fonctions de recuit métallurgique et de mise à la température correcte de la bande avant son entrée dans le bain métallique 41 . Elle comporte donc une section de préchauffage 21 , une section 22 de maintien à la température de recuit, une section de refroidissement rapide 23 et une section 26 de mise à la température de galvanisation dans laquelle peut aussi s'effectuer une activation de la surface à galvaniser par migrations chimiques superficielles.
D'une façon générale, de telles lignes de traitement continu constituent un équipement lourd ayant un coût très élevé et qui exige, pour être rentable, une production importante. Une modification des paramètres de réglage en fonction de la nuance du métal à traiter et des qualités à obtenir entraîne en effet, un arrêt de la ligne avec une perte de productivité et la production de rebuts.
Les lignes complètes de recuit du type représenté sur la figure 1 sont donc prévues, normalement, pour des nuances d'acier justifiant un tonnage important et sont munies de tous les équipements nécessaires pour s'adapter à une nouvelle nuance après modification des paramètres de réglage, notamment des températures et les durées des traitements thermiques. Cependant, l'évolution du marché, en particulier pour l'industrie automobile, conduit à u ne plus grande variété des nuances d'acier et de leur métallurgie ainsi qu'à une plus forte demande en bandes galvanisées.
De plus, les tonnages demandés dans chaque qualité sont relativement faibles et nécessitent des changements rapides des paramètres de réglage, parfois sans arrêt du défilement, la queue d'une bobine en fin de déroulement pouvant être soudée à la tête d'une bobine suivante, de qualité différente et demandant d'autres traitements. II en résulte qu'un certain nombre d'installations de recuit en ligne continue, prévues pour des tonnages importants, ne deviennent plus rentables en raison de l'évolution du marché et de la diminution des tonnages demandés. En revanche, la demande en tôle galvanisée augmente et il est donc intéressant de réaliser des lignes continues permettant de répondre de façon souple à la demande. On est donc amené à réaliser de nouvelles lignes combinées permettant de réaliser en continu soit un traitement de recuit seul, soit un recuit suivi d'une galvanisation.
Le document EP-A-0254633, par exemple, décrit une telle ligne combinée comportant successivement, entre une dérouleuse et une enrouleuse, un four de recuit de type horizontal, une section de régulation des températures et une installation de galvanisation de type classique. Il est également prévu une installation de revêtement par enduction. Selon l'invention, pour permettre un passage d'un traitement à l'autre, sans augmenter la complexité et le coût d'une telle installation, le débit de métal traité doit être au plus de 7 tonnes/heure, à une vitesse de passage au plus égale à 12 mètres par minute. Les capacités de production d'une telle installation , conçue il y a une vingtaine d'années, auraient, donc été très limitées.
On a aussi proposé, dans le document WO-002/22894, de placer une installation de galvanisation en aval d'une installation de recuit, entre la section de refroidissement sous atmosphère contrôlée et un bac de refroidissement final jusqu'à la température ambiante. L'installation de galvanisation s'ajoute donc à l'installation de recuit et augmente l'encombrement de l'ensemble.
L'invention a pour objet de résoudre de tels problèmes grâce à un arrangement particulier des différents équipements nécessaires, d'une part au recuit et d'autre part à la galvanisation, permettant de réaliser une ligne combinée capable d'effectuer, soit un recuit seul, soit un recuit suivi de galvanisation, sans augmenter exagérément l'encombrement en longueur de la ligne.
En outre, cet arrangement particulier des équipements permet, selon l'invention, de transformer assez simplement une installation existante de recuit continu pour y ajouter des moyens de galvanisation sans modification excessive de l'installation existante et en restant dans l'emprise au sol de celle-ci.
Ainsi, l'invention permet de poursuivre une exploitation rentable de certaines installations existantes de recuit continu qui ne sont plus adaptées aux exigences du marché, en les transformant en une ligne combinée capable de traiter une très grande variété de produits.
L'invention concerne donc une ligne combinée de recuit et de galvanisation d'une bande métallique comportant des moyens de commande du défilement de la bande en ligne continue, entre un dispositif d'entrée et un dispositif de sortie de la ligne, successivement dans une installation de recuit et une installation de galvanisation, l'installation de recuit comportant une section de chauffage et de maintien de la bande à une température de recuit, une première section de refroidissement rapide après recuit, une section de survieillissement et une seconde section de refroidissement jusqu'à la température ambiante, et l'installation de galvanisation comportant une section d'entrée de la bande dans un bain métallique de galvanisation, une section de sortie du bain métallique de la bande recouverte, sur ses deux faces, d'une couche de revêtement, une section de refroidissement du revêtement et un bain liquide de refroidissement final.
Conformément à l'invention, l'installation de galvanisation est incorporée à l'intérieur de l'installation de recuit, entre la section de survieillissement et la seconde section de refroidissement et, à la sortie de la section de survieillissement, la bande est dirigée par des moyens de guidage sélectif, soit vers l'installation de galvanisation puis, à la sortie du bain de refroidissement final, directement vers le dispositif de sortie de la ligne, soit, directement vers la seconde section de refroidissement puis le dispositif de sortie de la ligne.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la section de survieillissement et la seconde section de refroidissement de l'installation de recuit sont placées chacune dans une enceinte étanche remplie d'un gaz protecteur et la section d'entrée dans le bain métallique de galvanisation est placée dans un conduit étanche ayant une entrée branchée sur la sortie de la section de survieillissement et deux sorties, respectivement une première sortie plongeant dans le bain métallique et une seconde sortie sur laquelle vient se brancher de façon amovible une goulotte de liaison étanche avec la seconde section de refroidissement et l'installation de recuit, ladite seconde sortie étant munie de moyens amovibles de fermeture étanche.
Selon une autre caractéristique préférentielle, la ligne combinée selon l'invention comporte une pluralité de rouleaux déflecteurs définissant deux trajets de la bande à la sortie de la section de survieillissement, respectivement un premier trajet de galvanisation comportant une section d'entrée dans le bain métallique passant par la première sortie du conduit étanche, une section de sortie du bain métallique , une section de refroidissement du revêtement avant l'entrée dans le bain de refroidissement final et une section de sortie dudit bain de refroidissement passant au-dessus ou en dessous de l'enceinte dans laquelle est placée la seconde section de refroidissement, de façon à se raccorder directement au dispositif de sortie de la ligne, et un second trajet de recuit seul, passant dans la goulotte de liaison amovible entre la seconde sortie du conduit étanche et l'enceinte de la seconde section de refroidissement.
De façon particulièrement avantageuse, la ligne combinée comporte deux bains liquides de refroidissement final de la bande, respectivement un premier bain placé à la sortie de l'installation de galvanisation, et un second bain placé à la sortie de la seconde section de refroidissement, la bande étant dirigée vers le dispositif de sortie de la ligne après un refroidissement final effectué, soit dans le premier bain après galvanisation , soit dans le second bain après un traitement de recuit seul, sans galvanisation.
De préférence, le premier bain de refroidissement est placé au-dessus du bain métallique et décalé vers le côté d'entrée de celui-ci afin de réduire l'encombrement de l'installation de galvanisation.
Pour permettre l'incorporation de l'installation de galvanisation à l'intérieur de l'installation de recuit sans augmenter la longueur de la ligne, la section de survieillissement présente une longueur réduite par rapport à la longueur habituellement nécessaire dans une ligne de recuit continu et la vitesse de défilement de la bande est adaptée à cette longueur réduite afin d'obtenir le temps de traitement nécessaire.
L'invention couvre également un procédé de transformation en une ligne combinée de recuit et de galvanisation, d'une ligne existante de recuit continu d'une bande métallique comportant successivement, dans un sens de défilement du produit, un dispositif d'entrée dans la ligne, une section de préchauffage, u ne section de recuit, une première section de refroidissement rapide après recuit, une section de survieillissement, une section de refroidissement lent sous atmosphère protectrice et un dispositif de sortie de la ligne.
Selon l'invention , une partie de la section de survieillissement est supprimée en laissant en place les autres sections et une installation de galvanisation est disposée à l'intérieur de la ligne de recuit, dans l'espace ainsi libéré entre la partie restante de la section de survieillissement et la seconde section de refroidissement lent, et reliée aux moyens de commande du défilement de façon à réaliser une ligne combinée de recuit et de galvanisation sans augmentation de la longueur globale de la ligne de recuit.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la vitesse de défilement de la bande entre le dispositif d'entrée et le dispositif de sortie de la ligne est adaptée, soit au processus de recu it seul, soit au processus de galvanisation. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'installation de galvanisation remplace une partie seulement de la section de survieillissement et la vitesse de défilement de la bande est réglée, en cas de besoin, de façon à effectuer un traitement de survieillissement dans la partie restante de la section correspondante.
Selon une autre caractéristique préférentielle, la température dans la section de recuit est maintenue au niveau souhaité pour le recuit, compte tenu de la nature de la bande et de la vitesse de défilement et, entre la sortie de la section de survieillissemeπt et l'entrée dans le bain de galvanisation, l'installation comporte des moyens combinés de chauffage et de refroidissement, pour le réglage de la température de la bande à un niveau adapté au processus de galvanisation.
Dans un mode de réalisation préférentiel, l'installation de galvanisation comporte des moyens de commande du défilement de la bande entre un bain métallique de galvanisation et un bain de trempe, le long d'un trajet continu de défilement passant sur une pluralité de rouleaux déflecteurs et comportant au moins quatre parties, respectivement une première partie de liaison entre la section de refroidissement rapide et l'entrée dans le bain métallique, une seconde partie de sortie du bain métallique avec contrôle de l'épaisseur du revêtement, une troisième partie de refroidissement du revêtement avant d'entrer dans le bain de trempe et une quatrième partie de sortie du bain de trempe, se raccordant directement à la section de sortie de la ligne de recuit, sans passer par la section de refroidissement lent.
Par ailleurs, pour adapter l'encombrement global de l'installation de galvanisation à la longueur de l'espace libéré dans la ligne de recuit, le bain de trempe est placé au-dessus du bain métallique et décalé vers le côté d'entrée de la ligne, de telle sorte que, dans la troisième partie de refroidissement, la bande revient vers l'arrière et, dans la quatrième partie de sortie du bain de trempe, passe au-dessus du bain métall ique puis au dessus ou au dessous de la section de refroidissement lent afin de se raccorder directement au dispositif de sortie de la ligne. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de certains modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples en se référant aux dessins annexés. La figure 1 montre schématiquement la disposition classique d'une ligne continue de recuit, suivie d'une section de finissage.
La figure 2 montre schématiquement la disposition connue d'une ligne continue de galvanisation après recuit.
La figure 3 est un diagramme représentant deux exemples de cycles thermiques de recuit continu.
La figure 4 montre un cycle typique de recuit dans une ligne de galvanisation en continu.
La figure 5 montre schématiquement la disposition, selon l'invention, d'une ligne combinée de recuit et de galvanisation. La figure 6 montre schématiquement, à échelle agrandie, la disposition selon l'invention d'une installation de galvanisation.
La figure 7 et la figure 8 sont deux diagrammes indiquant, à titre d'exemple deux cycles complets de recuit dans une ligne combinée selon l'invention. La figure 9 montre schématiquement la disposition, selon l'invention, d'une installation de galvanisation à l'intérieur d'une ligne de recuit continu.
La figure 10 montre de façon synthétique, les fonctions propres au recuit continu et à la galvanisation ainsi que celles communes aux deux traitements.
Comme indiqué plus haut, la figure 1 représente, schématiquement, la disposition classique d'une ligne de recuit continu comprenant, entre un dispositif d'entrée 1 et un dispositif de sortie 3, un four 2 dans lequel la bande circule en suivant un trajet en zig-zag, entre deux séries de rouleaux déflecteurs, respectivement supérieur et inférieur, et constitué de sections successives assurant respectivement le chauffage de la bande M dans la section 21 , son maintien à la température de recuit dans la section 22, un refroidissement rapide dans la section 23, un complément de traiteme nt dit de survieillissement ou « over aging » dans la section 24 comportant plusieurs unités successives et un refroidissement lent jusqu'à une température modérée, dans la section 25.
La figure 3 est un diagramme montrant deux exemples de cycles de recuit continu représentés, respectivement, par la courbe 5 pour un four à flamme directe et par la courbe 5' pour un chauffage sans flamme directe, par exemple par réverbération.
Le chauffage n'a pas d'impact métallurgique particulier jusque vers 6000C et l'allure de la montée en température (51 , 51 ') peut être plus ou moins rapide en fonction de la technologie de chauffage utilisée. Au-delà de 6000C et jusqu'à la température maximale, le chauffage est poursuivi à vitesse plus réduite (52, 52') afin d'améliorer le contrôle de la température.
La température de recuit (53, 53') dépend de la q ualité métallurgique visée. Elle est généralement comprise entre 650 et 7000C pour du fer blanc et 700 à 850cC pour une bande mince destinée à la galvanisation. Le temps de maintien (53, 53') généralement voisin de 15 à 30 secondes, permet de stabiliser la structure recuite. Cette phase de maintien (53, 53') est suivie d'un refroidissement contrôlé (54, 54') à une vitesse lente, généralement inférieure à 10°C/s jusqu'à une température de 600 à 7000C environ, afin d'assurer la précipitation des carbures Fe3C. On réalise alors, dans la section 23 du four, un refroidissement jusqu'à une température de 350 à 4500C environ, qui est conduit rapidement (55, 55'), la vitesse de refroidissement étant supérieure à 100°C/s et pouvant atteindre 200°C/s afin de maintenir le carbone en solution.
Le traitement se poursuit ensuite, dans la section 24, par un maintien en température pendant un temps de une à plusieurs minutes (56, 56'), afin de produire la précipitation du carbone interstitiel dans u ne phase dite de survieillissement ou « over aging » .
Le cycle se termine par un refroidissement (57, 57)' jusqu'à une température modérée, par exemple environ 600C1 éventuellement jusqu'à la température ambiante.
La figure 4 est un diagramme montrant un cycle typique de recuit dans une ligne de galvanisation du type représenté sur la figure 2. La courbe 5a qui montre l'évolution de la température en fonction du temps est analogue aux courbes 5, 5' décrites précédemment et comporte donc les mêmes parties (51 a, 52a) de montée en température, (53a) de maintien à la température de recuit, (54a) de refroidissement contrôlé à vitesse lente, puis (55a) de refroidissement rapide. Comme indiqué plus haut, la ligne de galvanisation du type représenté sur la figure 2 comporte également une section 26 de régulation thermique permettant d'effectuer, tout d'abord un survieillissement (56a) puis, par un refroidissement (57a) ou, éventuellement un chauffage, d'amener la bande à la température (58a) souhaitable pour l'entrée dans le bain métallique de galvanisation.
Le cycle thermique 5a dans la ligne de galvanisation est donc analogue au cycle 5 dans une ligne de recuit du type représenté sur la figure 1 , les différences venant essentiellement de la vitesse de défilement imposée par le processus de galvanisation qui ne doit pas dépasser, normalement, 200 m/mn afin de pouvoir contrôler l'épaisseur du revêtement déposé à la sortie du bain métallique alors que les vitesses habituelles des lignes de recuit continu pour tôles minces sont de l'ordre de 300 à 500 m/mn. De telles vitesses sont nécessaires pour obtenir la productivité souhaitée dans une ligne de recuit continu classique qui doit être capable de traiter des aciers de différents types pour lesquels le traitement thermique, en particulier de survieillissement, peut être plus ou moins complexe et nécessite l'utilisation de plusieurs unités de traitement successives.
L'invention repose sur l'idée que, même pour réaliser des traitements de recuit classiques et relativement complexes, il devrait être possible de réduire la longueur de la section de survieillissement, par rapport à la longueur habituelle et que la suppression de certaines chambres de survieillissement permettrait de dégager un espace dans lequel une installation de galvanisation pourrait être incorporée, sans augmentation de l'encombrement global de la ligne de recuit, afin de réaliser une ligne combinée permettant d'effectuer, soit un traitement de recuit seul, soit un traitement de galvanisation précédé d'un recuit.
Par exemple, si l'on supprime le tiers des passes dans la section de survieillissement d'un four de recuit continu pour tôles minces dont les équ ipements sont dimensionnés, pour un format de produit donné, afin de permettre une vitesse de l'ordre de 300 m/mn, il suffit de réduire la vitesse de défilement à 200 m/mn pou r réaliser le même traitement sur une section réduite d'un tiers, en conservant le même temps de maintien en température. Or, cette vitesse de 200 m/mn est voisine de la vitesse de défilement imposée habituellement pour le processus de galvanisation et convient donc à une ligne combinée.
On réalise ainsi une installation du type représenté schématiquement sur la figure 5 comportant, comme dans le cas de la figure 2, u n dispositif d'entrée 1 , un four de recuit 2, u ne installation de galvan isation 4 et un dispositif de sortie 3, mais dans laquelle la section 26 de mise à la température de galvanisation correspond à une partie seulement 24' de la section de su rvieillissement 24 du four de recuit 2 représenté sur la figu re 1 . L'installation de galvanisation 4' est donc incorporée à l 'intérieur de la ligne de recuit puisqu'elle est placée entre la section réduite de survieillissement 26 et la section 25 de refroidissement lent sous atmosphère contrôlée.
De plus, la sortie de la section de survieillissement débouche dans un dispositif 80 de guidage sélectif permettant de diriger la bande M, soit directement vers la section de refroidissement lent 25, pour u n traitement de recuit seul, soit vers l'entrée T1 de l'installation de galvanisation 4. Dans ce cas, à la sortie du bain de refroidissement final 45, la bande est dirigée directement vers le dispositif 3 de sortie de la ligne, en court-circuitant la section de refroidissement 25. Cependant, si l 'on sou haite ne pas augmenter la longueur globale de la ligne de recuit, la place dégagée par la suppression d'une partie de la section de survieillissement doit présenter une longueur relativement faible, inférieure à l'emprise normale d'une installation classique de galvanisation. II est donc intéressant de réaliser une installation de galvanisation particulièrement compacte.
Pour cela, l'une des idées de l'invention consiste à modifier l'architecture habituelle des lignes continues de galvanisation en organisant de façon nouvelle le déroulement de la bande à la sortie du bain de zinc, de la façon représentée schématiquement sur la figure 5 et plus en détail sur la figure 6.
A la sortie de la section de survieillissement 26, la bande a été portée à la température souhaitable pour la galvanisation, de la façon indiquée sur le diagramme de la figure 4. La bande sortant de la section 26 passe sur un rouleau déflecteur D 1 qui la dirige vers le bain métallique de galvanisation 41 ménagé dans une cuve et dans lequel est immergé un rouleau déflecteur D2. La bande M suit donc un trajet descendant T1 entre le rouleau de sortie D 1 et le rouleau immergé D2 sur lequel elle prend appui par sa face supérieure A.
La bande M ressort alors du bain 41 suivant un trajet ascendant T2 jusqu'à un rouleau supérieur D3, en passant devant un dispositif d'essorage 42 de type connu permettant de contrôler l'épaisseur du revêtement. Toutes ces dispositions sont classiques et correspondent à celles représentées schématiquement sur la figure 2.
Dans l'invention, cependant, la bande M prend appui sur le rouleau supérieur D3 par la même face A passant sur le rouleau immergé D2 et, de ce fait, au lieu d'être dirigée vers l'extérieur du bac contenant le bain métallique 41 , la bande M revient en arrière vers le côté d'entrée dans le bac, c'est-à-dire le côté gauche sur les figures 5 et 6.
Dans le cas de la figure 5, la bande repasse sur un rouleau supérieur D'3 et redescend, par un trajet descendant T3, jusqu'à un rouleau déflecteur D4 immergé dans le bain de trempe 45. La bande ressort alors de ce bain 45 suivant un trajet montant T4 jusqu'à une paire de rouleaux déflecteurs supérieurs D5, D'5 écartés l'un de l'autre, de façon à passer au-dessus de l'ensemble de l'installation de galvanisation 41 et de la section de refroidissement lent 25, puis redescend, par un trajet descendant T5, jusqu'à un rouleau inférieur D6 afin d'être dirigée vers l'accumulateur 31 du dispositif de sortie 3.
Il résulte de cet arrangement du trajet de la bande que le bain de trempe 45 peut être placé au-dessus de la cuve contenant le bain métallique de galvanisation 41 . Ainsi, l'emprise au sol de l'installation de galvanisation 4 est diminuée par rapport à la disposition classique de la figure 2 puisqu'elle couvre sensiblement la même longueur que le bain de galvanisation 41 .
Certes, cette disposition nécessite la construction, au-dessus du bain métallique 41 , d'un plancher pour supporter la cuve de trempe 45 mais cette augmentation de hauteur de l'installation ne constitue pas un véritable inconvénient, en particulier pour la transformation d'une installation existante. En revanche, le retour vers l'arrière de la bande à partir du rouleau supérieur D3 permet d'incorporer l'ensemble de l'installation de galvanisation dans l'espace de longueur réduite existant, entre la partie restante de la section de survieillissement 26 et la section de refroidissement lent
25.
De façon connue, il est possible de réaliser un traitement thermique dit d'alliation qui assure la diffusion du fer provenant de la bande vers le revêtement de zinc afin de créer un véritable alliage fer/zinc. A cet effet, il est possible de placer un four d'alliation 43 au-dessus du dispositif d'essorage 42. Ce four d'alliation peut être suivi de cellules de refroidissement 44a, 44b qui peuvent être placées non seulement sur le trajet ascendant T2, en amont du rouleau supérieur D3, mais également sur le trajet descendant T3, avant l'entrée dans le bain de trempe 45.
Pour réaliser un refroidissement suffisant de la bande avant la trempe, sans augmenter exagérément la hauteur de l'installation, il est également possible de réaliser l'arrangement représenté schématiquement sur la figure 6 dans lequel, après son passage sur le rouleau supérieur D3, la bande redescend jusqu'à un rouleau inférieur D6, puis remonte jusqu'à un rouleau supérieur D'6 afin de redescendre dans le bac de trempe 45 en passant sur le rouleau immergé D4.
Une telle disposition est également particulièrement compacte puisque, à chaque changement de direction, la bande passe sur un seul rouleau en revenant, comme précédemment, vers l'arrière. Cette disposition permet également de répartir des moyens de refroidissement 44, 44' non seulement le long du trajet ascendant T2 mais également le long du trajet descendant T3 de façon à réaliser un refroidissement suffisant du revêtement.
Il est à noter que, grâce à cette disposition, la face A' de la bande opposée à la face A passant sur le rouleau immergé D2, ne vient au contact du rouleau inférieur D6 qu'après le trajet ascendant T2 et le trajet descendant T3 et, ainsi, ne risque pas d'être détériorée avant le durcissement du revêtement. Une telle disposition est particulièrement intéressante dans les applications où une face externe de la tôle, dite « face exposée », doit avoir une excellente qualité de surface, par exemple pour la carrosserie automobile.
Comme le montre la figure 6, les cellules de refroidissement et, le cas échéant, le four d'alliation 43, peuvent avantageusement être implantés en quinconce sur le brin ascendant T2 et le bras descendant T3 qui, dans le cas de la figure 6, ne sont séparés que par un seul rouleau déflecteur D3, ce qui diminue encore l'emprise au sol de l'ensemble.
De plus, une telle disposition permet de répartir les cellules de refroidissement 44a, 44b sur une plus grande longueur de bande et d'avoir ainsi un soufflage moins violent, ce qui diminue les risques de vibration de la bande pouvant avoir un impact sur la q ualité du revêtement, en particulier la régulation de son épaisseur. Comme ind iqué plus haut, même si sa longueur est réduite par rapport à la disposition habituelle des fours de recuit représentés sur la figure 1 , la section 26 de sortie du four 2 permet, en réglant la vitesse de défilement à un niveau modéré, par exemple de 200 m/mn, d'effectuer un traitement de survieillissement adapté à la nature du métal, puis d'assurer la mise en température adéquate de la bande avant son entrée dans le bain de zinc 41.
Il est à noter, en particulier, que l'évolution actuelle du marché conduit à réaliser des aciers pour lesquels le survieillissement, après recuit, s'effectue à une température relativement basse.
La figure 7, par exemple, montre un cycle complet de recuit pour un acier de type « TRI P » qui nécessite, après recuit, un maintien isotherme dans la zone de transformation Bainitique, c'est-à-dire vers 290°C. Dans ce cas, la section 26 de sortie du four doit remonter la température de la bande jusqu'à un niveau compatible avec la température du bain de zinc, par exemple 4700C.
La figure 8, en revanche, correspond au cas d'un acier courant nécessitant un survieillissement, par exemple à 560°C. Dans ce cas, la température doit être abaissée jusqu'à la température du bain de zinc.
La section 26 de régulation en température sera donc équipée de moyens de chauffage, de préférence par induction et de refroidissement, de préférence par jet de gaz neutre.
Il est à noter, d'autre part, que l'installation de galvanisation 4 placée, selon l'invention, entre la section 26 de sortie du four 2 et la section 25 de refroidissement lent, est munie, à sa sortie, d'un bain de trempe 45 à la sortie duquel la bande se trouve à une température proche de l'ambiante. De ce fait, il n'est pas nécessaire de faire passer la bande dans la section de refroidissement lent 25, le bain de trempe 45 étant relié directement à l'accumulateur de sortie 31 .
On a ainsi réalisé une ligne combinée permettant d'assurer, selon les cas, les fonctions de ligne de recuit continu dans le four 2 et la section de refroidissement final 25 et de ligne continue de galvanisation dans le four 2 et l'installation de galvanisation 4 qui se termine par le bain de trempe 45.
La figure 9 montre schématiquement la disposition d'une installation permettant de passer facilement d'un mode de fonctionnement à l'autre.
Le recuit devant s'effectuer dans une atmosphère contrôlée, l'ensemble du four de recuit 2, avec la section de survieillissement 26, est placé dans une enceinte fermée 8 munie à sa base d'un conduit 80 qui forme un embranchement avec deux sorties, respectivement une première sortie 81 qui plonge à l'intérieur du bain métallique 41 afin d'assurer l'étanchéité, et une seconde sortie 82 qui peut être fermée de façon amovible par une porte 83. D'autre part, la section de refroidissement lent 25, également placée sous atmosphère contrôlée, est disposée dans une enceinte étanche 8' dont l'entrée 81 ' peut être reliée avec la seconde sortie 82 du conduit 80, par une goulotte de liaison 84 qui peut être déplacée, par exemple par pivotement, entre la position représentée sur la figure 9 pour laquelle la goulotte 84 être branchée de façon étanche sur la seconde sortie 82 du conduit 80 et une position écartée permettant le passage de la bande M suivant le trajet T2, à la sortie du bain métallique 41.
Cette goulotte mobile 84 forme donc un tunnel de by-pass permettant, lorsqu'elle est mise en place et la porte 83 ouverte, d'assurer le passage de la bande M entre le rouleau déflecteur D1 placé à la sortie du four et la section de refroidissement 25, en assurant l'étanchéité entre les deux enceintes fermées 8 et 8' dans lesquelles est ménagée une atmosphère neutre, par exemple un mélange d'azote et d'hydrogène. La figure 10 est un schéma de principe du fonctionnement d 'une telle ligne combinée.
Pour effectuer une galvanisation après recuit, la bande M passe successivement dans les différentes sections du four de recuit 2 et, après mise à température dans la section de sortie 26, passe par la première sortie 81 du conduit 80 pour déboucher dans le bain de zinc 41. Comme le montre la figure 9, à la sortie du bain de trempe 45, la bande M guidée par les rouleaux déflecteurs D5, D'5, D7, passe au-dessous ou , éventuellement, au-dessus de la section de refroidissement lent 25 pour être dirigée directement vers le dispositif 3 de sortie de la ligne.
Pour effectuer un recuit seul, la goulotte de liaison 84 est mise en place et la porte 83 est ouverte. A partir du rouleau déflecteur D1 , la bande M passe dans la goulotte de liaison 84, puis dans la section de refroidissement lent 25 qui, de préférence, se termine par un bac de trempe 27, puis elle est dirigée, par les rouleaux entraîneurs D8, vers le dispositif 3 de sortie de la ligne.
L'installation est munie, d'autre part, de moyens non représentés sur la figure 9, permettant de couper la bande, soit en un point 85, à l'entrée dans la goulotte de liaison 84, soit en un point 86, à la sortie de la zone de refroidissement 25, en amont des rouleaux entraîneurs D8.
A l'arrêt d'une campagne de recuit continu, la bande est coupée en ces deux points 85 et 86, le tunnel mobile 84 est relevé verticalement et maintenu contre la paroi avant de l'enceinte 8' contenant la section de refroidissement 25. Une portion de bande reste donc engagée dans le tunnel 84 et la section 25. Elle servira de « bande de tirage » pour remettre la ligne en configuration de recuit lors d'une autre campagne.
De la même façon, à l'arrêt d'une campagne de galvanisation, la bande est coupée en deux points, respectivement
87 à la sortie du bain de zinc 41 et 88 après la sortie du bain de trempe 45. Les brins pendants de la bande sont fixés aux éléments de charpente portant l'installation de galvanisation 4'. Une portion de bande reste donc engagée dans cette zone et servira de bande de tirage pour remettre la ligne en configuration de galvanisation, lors d'une autre campagne.
Pour passer d'une configuration à l'autre, il suffit donc de souder ou d'agrafer la portion concernée de « bande de tirage » au bout de la nouvelle bande, au niveau du rouleau déflecteur D 1 , dans le conduit 80 de sortie de la zone de survieillissement 26, puis de faire avancer cette bande de tirage jusqu'à la cisaille 33, à la sortie de la ligne, pour l'éliminer.
L'invention permet ainsi de réaliser, soit un recuit seul, soit une galvanisation après recuit, dans une ligne combinée du type représenté sur la figure 5, dont l'encombrement global, en longueur, est du même ordre que celui d'une ligne de recuit continu classique, dans la mesure où l'installation de galvanisation, en particulier si elle est réalisée de la façon particulièrement compacte décrite précédemment, peut être incorporée à l'intérieur de la ligne de recuit, entre la section de survieillissement et la section de refroidissement lent.
De ce fait, l'invention trouvera une application particulièrement intéressante pour la transformation de lignes de recuit continu existantes dont la rentabilité n'est plus assurée en raison de la variété des qualités de tôles demandées et de la baisse de tonnage qui en résulte.
En effet, du fait que les tonnages demandés sont plus faibles, II sera possible de réduire la vitesse de défilement et de supprimer certaines unités de la section de survieillissement, la partie restante de cette section étant suffisante pour réaliser les traitements thermiques nécessaires pour la plupart des qualités d'acier demandés actuellement, l'espace ainsi dégagé permettant de loger une installation de galvanisation de type compact telle que décrite précédemment. II est à noter, par ailleurs, qu'un certain nombre des équipements utilisés dans la partie supprimée de la section de survieillissement, en particulier les cellules de refroidissement par jet de gaz et les organes annexes pourront être utilisés dans l'installation de galvanisation. L'invention présente encore d'autres avantages et ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui ont été décrits à titre de simples exemples. Par exemple, après un refroidissement suffisant par les cellules 44a, 44b placées sur le trajet de la bande à la sortie du bain de galvanisation 41 , la bande pourrait passer au-dessus de la section de refroidissement 25 pour descendre directement dans le bain de trempe 27 placé à la sortie de celle-ci. Cependant, l'utilisation, selon le mode de réalisation préférentiel de la figure 9, de deux bacs de trempe séparés, respectivement 45 à la sortie de l'installation de galvanisation 4 et 27 à la sortie de la zone de refroidissement 25, permet d'éviter la pollution par les poussières de zinc du bac de refroidissement 27 dans lequel passent les bandes recuites non revêtues, en cas de fonctionnement en recuit seul.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ligne combinée de recuit et de galvanisation d'une bande métallique (1 ) comportant des moyens de commande du défilement de la bande en ligne continue, entre un dispositif (1 ) d'entrée et un dispositif (3) de sortie de la ligne, successivement dans une installation de recuit (2) et une installation de galvanisation (4), l'installation de recuit (2) comportant une section (21 ) de chauffage, une section (22) de maintien de la bande (M) à une température de recuit, une première section (23) de refroidissement rapide après recuit, une section (24) de survieillissement et une seconde section (25) de refroidissement lent, et l'installation de galvanisation (4) comportant une section (T1 ) d'entrée de la bande dans un bain métallique (41 ) de galvanisation, une section (T2) de sortie du bain métallique de la bande recouverte, sur ses deux faces, d'un revêtement, une section (T3) de refroidissement du revêtement et un bain liquide (45) de refroidissement final, caractérisée par le fait que l'installation de galvanisation (4) est incorporée à l'intérieur de l'installation de recuit, entre la section de survieillissement (24, 26), et la seconde section de refroidissement (25) et que, à la sortie de la section de survieillissement (24, 26), la bande est dirigée par des moyens de guidage sélectif (80), soit vers l'installation de galvanisation (4) puis, à la sortie du bain de refroidissement final (45), directement vers le dispositif (3) de sortie de la ligne, soit, directement vers la seconde section de refroidissement (25) et le dispositif (3) de sortie de la ligne.
2. Ligne combinée selon la revendication 1 , caractérisée par le fait que la section de survieillissement (26) la seconde section (25) de refroidissement de l'installation de recuit (2) sont placées chacune dans une enceinte étanche (8, 8') remplie d'un gaz protecteur et que la section d'entrée dans le bain métallique (41 ) de galvanisation est placée dans un conduit étanche (80) formant un embranchement avec une entrée branchée sur la sortie de l'enceinte (6) de la section de survieillissement (26) et deux sorties, respectivement une première sortie (81 ) plongeant dans le bain métallique (41 ) et une seconde sortie (82) sur laquelle vient se brancher de façon amovible une goulotte (84) de liaison étanche avec l'enceinte (81 ) de la seconde section de refroidissement (25) de l'installation de recuit, ladite seconde sortie (82) étant munie de moyens amovibles (83) de fermeture étanche.
3. Ligne combinée selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte une pluralité de rouleaux déflecteurs définissant deux trajets de la bande à la sortie de la section de survieillissement (16), respectivement un premier trajet de galvanisation comportant une section d'entrée (T1 ) dans le bain métallique passant par la première sortie (81 ) du conduit étanche (80), une section (T2) de sortie du bain métallique (41 ), une section (T3) de refroidissement du revêtement avant entrée dans le bain de refroidissement final (45) et une section (T4, T5) de sortie dudit bain de refroidissement (45), passant au-dessus ou en dessous de l'enceinte (8') dans laquelle est placée la seconde section de refroidissement (25), de façon à se raccorder directement au dispositif (3) de sortie de la ligne, et un second trajet de recuit seul, passant dans la goulotte (84) de liaison amovible entre la seconde sortie (82) du conduit étanche (80) et l'enceinte (81 ) de la seconde section de refroidissement (25).
4. Ligne combinée selon l'une des revendications 1 , 2, 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux bains liquides de refroidissement final de la bande, respectivement un premier bain
(45) placé à la sortie de l'installation de galvanisation (4), et un second bain (27) placé à la sortie de la seconde section de refroidissement (25), la bande (M) étant dirigée vers le dispositif (3) de sortie de la ligne après u n refroidissement final effectué, soit dans le premier bain (45) après galvanisation , soit dans le second bain (27) après un traitement de recuit seul, sans galvanisation.
5. Ligne combinée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le bain de refroidissement final (45) de l'installation de galvanisation (4), est placé au-dessus du bain métallique (41 ) et décalé vers le côté d'entrée de celui-ci afin de réduire l'encombrement de l'installation de galvanisation
(4).
6. Ligne combinée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la section de survieillissement (26) présente une longueur réduite par rapport à la longueur habituellement nécessaire dans une ligne de recuit continu et que la vitesse de défilement de la bande est adaptée à cette longueur réduite afin d'obtenir le temps de traitement thermique nécessaire.
7. Procédé de transformation d'une ligne continue de recuit d'une bande métallique en une ligne combinée de recuit et de galvanisation, ladite ligne de recuit (2) comportant des moyens de commande de défilement en continu de la bande, successivement, dans un dispositif d'entrée (1 ), une section de préchauffage (21 ), une section (22) de recuit avec maintien de la température au niveau souhaité en fonction de la nature de la bande, une première section (23) de refroidissement rapide après recuit, une section (24) de survieillissement, une seconde section (25) de refroidissement lent sous atmosphère protectrice et un dispositif de sortie (3), caractérisé par le fait qu'une partie de la section de survieillissement (24) est supprimée en laissant en place les autres sections et qu'une installation de galvan isation (4) est disposée à l'intérieur de la ligne de recuit (2), dans l'espace ainsi libéré entre la partie restante (26) de la section de survieillissement (4) et la seconde section (25) de refroidissement lent, et reliée aux moyens de commande du défilement de façon à réaliser une ligne combinée de recuit et de galvanisation sans augmentation de la longueur globale de la ligne de recuit (2).
8. Procédé selon la revendication 7 de transformation d'une ligne de recuit en une ligne combinée de recuit et de galvanisation , caractérisé par le fait que la vitesse de défilement de la bande entre le dispositif d'entrée (1 ) et le dispositif (3) de sortie de la bande est adaptée au processus de galvanisation .
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'installation de galvanisation (4) remplace une partie seulement (26) de la section de survieillissement (24) et que la vitesse de défilement de la bande (M) est réglée, en cas de besoin , de façon à effectuer un traitement de survieillissement dans la partie restante (26) de la section correspondante (24).
10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la température dans la section de recuit est maintenue au niveau souhaité pour le recuit, compte tenu de la nature de la bande et de la vitesse de défilement et que, entre la sortie de la section de refroidissement rapide (21 ) et l'entrée dans le bain de galvanisation (41 ), la partie restante (26) de la section de survieillissement (24) comporte des moyens combinés de chauffage et de refroidissement pour le réglage de la température de la bande à un niveau adapté au processus de galvanisation.
1 1 . Procédé selon l'une des revendications 7 à 10 de transformation d'une ligne de recuit continu (1 , 2, 3) en une ligne combinée de recuit et de galvanisation, caractérisé par le fait que l'installation de galvanisation (4) comporte des moyens de commande du défilement de la bande entre un bain métallique (41 ) de galvanisation et un bain de trempe (45) , le long d'un trajet continu de défilement défini par une pluralité de rouleaux déflecteurs (D 1 D6) et comportant au moins quatre parties, respectivement une première partie (T1 ) de liaison entre la section de refroidissement rapide (23) et l'entrée dans le bain métallique
(41 ), une seconde partie (T2) de sortie du bain métallique (41 ) avec contrôle de l'épaisseur du revêtement, une troisième partie
(T3) de refroidissement du revêtement avant entrée dans le bain de trempe (45) et une quatrième partie (T4, T5) de sortie du bain de trempe (45) , se raccordant directement à la section de sortie de la ligne de recuit, sans passer par la section de refroidissement lent (25).
12. Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé par le fait que, pour adapter l'encombrement global de l'installation de galvanisation (4) à la longueur de l'espace libéré dans la ligne de recuit (2), le bain de trempe (45) est placé au-dessus du bain métallique (41 ) et décalé vers le côté d'entrée de la ligne, de telle sorte que, dans la troisième partie (T3) de refroidissement, la bande (M) revient vers l'arrière et, dans la quatrième partie (T4) de sortie du bain de trempe (45), passe au-dessus ou en dessous du bain métallique (41 ) puis de la section de refroidissement (25) lent, afin de se raccorder directement au dispositif (3) de sortie de la ligne.
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