BE1018202A3 - Dispositif pour l'essorage hydrodynamique d'une bande metallique en defilement contunu. - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un dispositif d'essorage hydrodynamique (1) d'une bande métallique (2) en défilement continu au sortir d'une opération de revêtement au trempé, ayant pour but principal d'éviter les éclaboussures à grande vitesse mais aussi de contrôler finement l'épaisseur du revêtement déposé sur la bande par l'installation. Ce dispositif comprend une feuille métalique (5) en sustentation hydrodynamique sur le revêtement encore liquide. Au dos de cette feuille, un actionneur contrebalance la portance hydrodynamique bidimensionnelle p(x,y) du film liquide de manière à garantir une évolution de l'épaisseur de film h(x) uniforme sur toute la largeur de la bande (2). Un dispositif de suivi automatique (8) permet l'adaptation du profil bidimensionnel de pression aux changements de formats de la bande(2).
Description
DISPOSITIF POUR L'ESSORAGE HYDRODYNAMIQUE D'UNE BANDE METALLIQUE EN DEFILEMENT CONTINU
Objet de l'invention
[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif hydrodynamique permettant d'essorer une bande métallique en défilement continu à l'issue d'une opération de revêtement au trempé.
[0002] L'invention concerne plus particulièrement le domaine de la galvanisation au trempé à chaud d'une bande d'acier en mouvement continu. L'action hydrodynamique appliquée à la bande est alors effectuée à la sortie du bain de métal liquide. -
Arrière-plan technologique et état de la technique [0003] On connaît la technique dite de "revêtement au trempé", qui constitue une méthode à la fois simple et efficace pour déposer un revêtement à la surface d'un objet. Selon cette technique, après une éventuelle préparation de la surface, on immerge l'objet à revêtir dans un bain comprenant le produit que l'on veut déposer sur ledit objet. L'objet est ensuite extrait du bain avec enlèvement de l'excès de liquide et le revêtement est rendu solide, par exemple par séchage, solidification, polymérisation, etc.
[0004] L'une des applications les plus répandues de cette technique est le revêtement de pièces en acier au moyen d'un métal tel que le zinc qui lui servira ensuite de protection contre la corrosion.
[0005] Après passage dans le bain de métal liquide, la bande revêtue subit l'opération d'essorage. Cette opération est l'une des plus importantes dans le procédé de revêtement au trempé car elle permet la maîtrise de l'épaisseur finale de revêtement. D'une part, l'essorage doit être homogène sur toute la "section", c'est-à-dire la largeur pour une bande ou la circonférence pour un fil, et sur toute la longueur du produit à revêtir. En même temps, cette opération doit limiter strictement le dépôt à la valeur visée, que l'on exprime d'habitude soit en termes d'épaisseur déposée - typiquement de 3 à 20 [mu]m -, soit en poids de la couche déposée par unité de surface typiquement en gr/m<2>.
[0006] Actuellement, l'essorage est généralement réalisé au moyen de lames ou jets de gaz, linéaires dans le cas des bandes ou circulaires dans le cas de fils, issus de fentes et dirigés le plus souvent perpendiculairement à la surface à traiter. Les lames de gaz agissent comme des "racleurs pneumatiques" et présentent l'avantage de fonctionner sans contact mécanique et donc sans risque de griffer l'objet traité. De telles lames " sont appelées "essoreurs à gaz" ou encore "couteaux d'essorage".
Le gaz sous pression mis en oeuvre est soit de l'air, soit un gaz neutre tel que l'azote dans les applications les plus délicates comme le traitement des bandes d'acier destinées à la fabrication de pièces visibles pour la carrosserie d'automobiles. [0007] L'épaisseur du revêtement dépend notamment d'une part de la "géométrie" de l'essorage -caractérisée par le rapport (Z/d) de la distance entre la bande et les couteaux d'essorage (Z) par l'épaisseur de la fente des couteaux (d)- et, d'autre part, de la pression exercée par le jet de gaz comprimé sur la bande.
[0008] Les limitations liées à cette technologie proviennent de la génération d' éclaboussures à haute vitesse de défilement, de la formation d'une écume composée d'oxydes et d' intermétalliques à la surface du bain, de la corrosion de l'équipement par le métal liquide (zinc), de l'éventualité de traiter une bande de mauvaise planéité associée à la recherche d'une épaisseur finale du produit fine et uniforme.
Problème des éclaboussures
[0009] Les documents "The gas-jet wiping lirai t , the splashing phenomenon " , Dubois et al . , Galvatech Conférence, Chicago, Iron & Steel Institute (Sept. 17-21, 1995), p. 667-673 et "Effect of nozzle til ting on splashing in j et wiping", Dubois et al . , La Revue de Métallurgie, Juin 2005, p. 463-469, indiquent que, pour une épaisseur finale de revêtement donnée et au-delà d'une certaine vitesse critique de défilement de la bande, apparaît un phénomène d' éclaboussures ("splashing") qui perturbe fortement l'essorage du revêtement. Typiquement, pour un revêtement de 10 [mu]m, la vitesse de ''ligne est limitée à 200-220 m/min. ; pour un revêtement de 20 [mu]m, la vitesse de ligne est limitée à 160-180 m/min.
[0010] Ce phénomène, qui relève de la mécanique des fluides, réduit la vitesse maximale, donc la productivité des lignes de galvanisation. Mais aussi, il augmente la formation d'écume à la surface du bain de métal liquide, perturbe l'écoulement en rives du zinc essoré et détériore les conditions de travail des opérateurs.
[0011] Ce phénomène se caractérise par une forte instabilité de l'écoulement du zinc essoré qui provoque la projection de gouttelettes, qui peuvent atteindre l'extrémité du couteau d'essorage.
[0012] Le document JP-A-2005/298908 propose un ensemble constitué d'un coussin d'air et d'un racleur. L'objectif est d'éviter l'apparition de défauts à la surface du produit.
[0013] L'inconvénient de ce type d'équipement est qu'il n'évite pas la formation des éclaboussures, ce qui ne résout pas le problème de l'écume à la surface du bain ni celui des conditions de travail des opérateurs.
[0014] Le document JP-A-54 008124 propose d'implanter des rouleaux pré-essoreurs à la surface du bain. La bande passe dans l'espace laissé entre les rouleaux. [0015] Le document JP-A-54 117331 propose d'implanter des rouleaux essoreurs à la surface du bain de manière à essorer la bande et d'injecter la quantité juste nécessaire au revêtement de la bande sur la partie supérieure de ces rouleaux. La vitesse linéaire des rouleaux est ajustable, de même direction mais d'intensité inférieure à la vitesse de la bande (typiquement 1/3) .
Les rouleaux sont décalés verticalement (typiquement 30 mm) de manière à éviter d' indentër la bande lors du passage éventuel d'une matte entre la bande et les rouleaux. [0016] L'inconvénient de ce type d'équipement réside dans le fait qu'il soit partiellement immergé à la surface du bain, ce qui expose l'ensemble de l'équipement à la corrosion par le métal liquide ainsi qu'à l'accumulation de mattes à sa surface ("dross build-up") . [0017] De plus, l'épaisseur finale du revêtement est conditionnée par l'imbrication des rouleaux, leur vitesse de rotation vis-à-vis de celle de la bande et le débit des pompes . [0018] Or, dans une disposition en double cylindre tout défaut de parallélisme conduit à de grandes variations d'épaisseur finale du produit.
Dès lors, chaque composant doit être réglé, positionné et contrôlé avec la plus grande minutie (dimensions, positions, alignements, vitesses, débits, etc.). Ceci ne correspond pas aux attentes des industriels qui préfèrent du matériel robuste, si possible auto-régulant et facile à mettre en service. [0019] Un autre inconvénient de ce genre d'équipement tient dans l'espace laissé entre les rouleaux. En effet, la géométrie cylindrique s'accommode mal d'une bande cambrée selon une direction perpendiculaire à celle des rouleaux. [0020] Le document JP-A-2005 015837 propose d'utiliser une feuille métallique en guise de pré-essorage. [0021] Dans le cas de tout équipement pré-essoreur, l'inconvénient est qu'il n'empêche pas l'accumulation de liquide sous les couteaux d'essorage étant donné la capacité naturelle de la bande à emporter du liquide.
En effet, cette quantité de liquide finira par retomber sur les rouleaux et l'on retrouvera les conditions de travail identiques au cas conventionnel (sans rouleaux) .
Problème de la planéi té de la bande et de la qualité du revêtement
[0022] Le document JP-A-58 009964 propose d'utiliser des racleurs flexibles capables de suivre les défauts de planéité de la bande. Ces racleurs sont pressés sur la bande au moyen de pistons alimenté en air comprimé. La pression d'alimentation est réglée par l'intermédiaire de vannes de détente et de capteurs de pression. Une bavette est connectée à la partie inférieure des racleurs de manière à éviter l'oxydation du liquide essoré. [0023] L'inconvénient de ce type d'équipement est qu'il ne tient compte que du profil transversal de la bande. Or la réduction progressive de l'épaisseur de film dans le sens du défilement est primordiale pour éviter tout contact et garantir une qualité de produit optimale.
[0024] Le document US-A-2, 338 , 438 propose d'utiliser des rouleaux ou des membranes flexibles, déformés sous la pression hydrodynamique créée par l'essorage d'un film d'étain. Les rouleaux (membranes) ainsi déformés forment un espace convergent-divergent dans lequel évolue la bande.
[0025] La pression appliquée sur les membranes ou les rouleaux flexibles est homogène sur toute la surface des membranes ou des rouleaux.
[0026] Le document US-A-3, 911, 174 propose d'utiliser un rouleau d'essorage contra-rotatif générant une dépression dans la zone d'engagement de la bande sur le rouleau ("reverse roll coating").
[0027] L'inconvénient de ce type d'équipement est que des surfaces antagonistes divergentes conduisent à une instabilité pour des films très minces.
Problème de la stabili té de la bande
[0028] Le document- WO-A-03/054244 propose d'améliorer la qualité de l'essorage au moyen d'une cellule de revêtement où la bande est stabilisée dans un coin hydrodynamique rigide alimenté sous pression. L'essorage final reste de nature conventionnelle (pneumatique) . [0029] Dans le document O-A-01/71051, le brin métallique est guidé verticalement dans un récipient contenant le métal fondu de revêtement et un canal de guidage. Un champ électromagnétique mobile crée des courants induits dans le métal de revêtement de manière à créer une force électromagnétique qui retient le métal de revêtement. Cette force corrige le champ électromagnétique perpendiculaire à la surface de la bande métallique pour stabiliser la position centrale de la bande dans le canal de guidage ou dans l'inducteur.
[0030] De manière similaire, dans le document WO-A01/71052, le métal de revêtement est retenu par l'effet d'une force électromagnétique et la bande métallique est stabilisée en position et forme, par des forces hydrostatiques et hydrodynamiques perpendiculaires à la surface de la bande, durant son passage dans le récipient de métal liquide et/ou le canal de guidage.
[0031] L'inconvénient majeur de ces solutions est la présence d'éléments rigides immobiles qui augmentent le risque de contact avec la bande. De plus, ces équipements nécessitent le recours à une pompe d'alimentation en métal liquide sous pression. Ceci représente non seulement un grave danger pour les opérateurs, mais aussi un coût important tant à l'investissement qu'à l'utilisation. [0032] On notera encore que la manipulation de la bande au travers de ces équipements, le comportement du liquide lors des phases de mise en marche et d'arrêt ainsi que la gestion de la solidification du revêtement sur la bande et dans l'équipement sont autant de points délicats lors de l'utilisation pratique de ces solutions.
[0033] Finalement, le cas du coin hydrodynamique ne prend pas en compte le risque d' indentation de la bande par le passage éventuel de mattes entre la bande et l'équipement, ni l'accumulation de mattes ( dross buildup ) sur certaines parties fixes. Ce problème est moindre dans le cas hydrostatique.
Buts de 1 ' invention
[0034] La présente invention a pour but de proposer une solution au problème de l'essorage d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé, qui permette de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
[0035] En particulier, la présente invention a pour but de fournir un dispositif hydrodynamique pour contrôler finement l'épaisseur finale du revêtement.
[0036] Un but complémentaire de l'invention est de permettre d'éviter le risque d' éclaboussures (splashing) apparaissant lors d'un défilement à grande vitesse (zone critique définie par une équation du type e . Re = Cte ) . [0037] De plus, la présente invention cherche à stabiliser les vibrations de la bande lors de son essorage. Celles-ci exigent de surcharger le revêtement de manière à obtenir une épaisseur minimale sinon elles sont susceptibles d'affecter l'aspect du produit final. [0038] Enfin, la présente invention vise aussi à permettre, lors de l'essorage, l'élimination temporaire, au droit du dispositif, de la cambrure résiduelle que n'auraient pu corriger les rouleaux étaleur et stabilisateur et, par la même occasion, rendre ces rouleaux superflus.
Cette cambrure conduit généralement à un revêtement d'épaisseur irrégulière sur la largeur du produit dans le cadre d'un essorage conventionnel à l'air.
Principaux éléments caractéristiques de 1 ' invention [0039] Un premier objet de la présente invention se rapporte à un dispositif d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande à la sortie d'un bain en brin vertical, ledit dispositif d'essorage comprenant un actionneur et une surface déformable sous l'effet dudit actionneur de manière à ce que ladite surface n'entre jamais en contact avec la bande, la sustentation étant garantie en utilisation par la portance hydrodynamique du film liquide,
ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite surface déformable est- une feuille métallique et en ce que ledit actionneur comporte des moyens pour appliquer progressivement sur ladite feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y), de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement, Ox et Oy désignant respectivement les directions verticale de défilement et horizontale transverse.
[0040] Des modes d'exécution particuliers de
1' invention comportent en outre au moins une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le profil d'épaisseur de film en x, c'est-à-dire vertical, h(x) est sous la forme d'une fonction essentiellement monotone, continue et décroissante de x, satisfaisant les conditions limites suivantes : h)x=0 = h0 pour l'épaisseur de film à l'entrée du dispositif d'essorage ; h)x=L = hL pour l'épaisseur minimale du film à la sortie ; dxh)x=L = 0 pour la surface du film parallèle à la bande ; - d<2>xh)x=L = 0 pour une courbure nulle de film à la sortie, L étant la longueur d'action de la feuille.
- h(x) est une fonction polynomiale, avec n entier > 2, du type h (x) = an x" + an_, x"<¯l> + ... + a2 x<2> + a, x + a0 ; - le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique, de manière à diminuer la portance hydrodynamique et l'effort d'essorage y associé ;
- le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique, de manière à diminuer le gradient de pression (dxp)x=xL à l'extrémité de la feuille. Ceci a pour conséquence de limiter le débit de sortie en réduisant la vitesse moyenne du film fluide et d'augmenter la sécurité de fonctionnement vis-à-vis du contact entre la feuille et la bande ;
- p(x,y) est un profil de pression en y, c'est-à-dire horizontal, essentiellement invariable selon le format de bande près du bord de celle-ci et plat au centre de celle-ci ;
- les actions verticale et horizontale de l' actionneur sont découplables ;
- l' actionneur comprend un réseau de pistons connectés par des ressorts de raideur variable et arrangés en une pluralité de colonnes et appliquant de manière discrétisée via des pistons de tête le champ de pression p(x,y) au dos de la feuille métallique ;
- le dispositif comporte - une pluralité de plaques verticales, chacune de celles-ci agissant sur une colonne entière de pistons de manière à provoquer la mise en place progressive du profil vertical de pression précité ;
- chaque ressort a une raideur kR(x) fixée en fonction de sa position verticale par le champ de pression p(x,y) à appliquer localement ;
- le dispositif comprend au moins deux butoirs montés coulissants horizontalement, parallèlement à la bande et configurés pour contrôler de manière différenciée la position des plaques perpendiculairement à la bande, lesdits butoirs permettant ainsi la mise en place progressive du profil horizontal de pression précité ;
- les butoirs coulissants ont des extrémités comprenant des lames-ressort agencées pour que ces extrémités aient un profil de raideur kB(y) fixable et/ou ajustable en fonction du champ de pression p(x,y) à appliquer localement ;
- le dispositif comprend des moyens d'assujettissement des butoirs à des moyens de suivi de largeur de bande ;
- la surface extérieure des butoirs est configurée pour que la pente du profil de pression appliqué en rive soit inférieure ;
- lesdits moyens pour appliquer progressivement sur la feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y) comprennent une plaque semi-rigide située en sandwich entre les pistons de tête et la feuille métallique, permettant de lisser le profil de pression appliqué à la feuille ; - ladite plaque semi-rigide comprend de la mousse métallique, de préférence en acier inoxydable, nickel ou titane ;
- le dispositif comprend des "moyens de refroidissement par un flux de gaz froid des pistons, des ressorts et de la mousse métallique, au travers de laquelle le gaz s'écoule ;
- le dispositif comprend des éléments intermédiaires entre lesquels vient se placer latéralement la feuille métallique, sur base d'un suivi de la largeur de bande ; - le dispositif comprend des moyens permettant ou facilitant le remplacement de la feuille métallique, en utilisation ; - la bande métallique est en acier et que le procédé de revêtement au trempé est de préférence un procédé de galvanisation au trempé à chaud ;
- le dispositif comporte, à proximité de l'entrée de la bande dans le dispositif d'essorage, des moyens pour maintenir la feuille métallique recourbée de manière à générer un canal progressivement convergent avec la bande en mouvement et de maintenir la base de la feuille écartée de celle-ci. [0041] Un deuxième objet de l'invention se rapporte à un procédé d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande à la sortie d'un bain en brin vertical, mettant en oeuvre le dispositif d'essorage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes :
- de manière continue, sur base d'un suivi de largeur de bande, on positionne les éléments intermédiaires statiques ;
- au démarrage de l'essorage, on approche ledit dispositif de la bande ;
- grâce à la mobilité des butoirs coulissants selon les directions normale et tangentielle au plan de la bande, on met en charge progressivement les plaques verticales depuis le centre du dispositif vers les bords de la bande, pour appliquer sur ladite feuille métallique un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y), de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement uniforme sur toute la largeur de la bande. [0042] Avantageusement, selon ce procédé, le polynôme h(x), auquel sont associées respectivement- les raideurs kp(x) desdits ressorts et kB(y) desdites lames
(19) par l'intermédiaire du profil de pression p(x,y) correspondant, est choisi pour obtenir respectivement une épaisseur de revêtement hL et un gradient de pression
(dxp)x=xL en sortie du dispositif d'essorage, tels que :
- l'épaisseur finale du revêtement hf soit garantie au prix d'un éventuel ajustement de l'effort mécanique à appliquer au dos des butoirs, assujetti à toute mesure de l'épaisseur de revêtement hf ;
- la sécurité vis-à-vis de l'absence de contact entre la feuille et la bande soit la plus grande possible, avec au mieux hL = 2 hf. [0043] Un troisième objet de la présente invention se rapporte à l'utilisation du dispositif divulgué, pour :
- réduire voire supprimer une éventuelle cambrure de la bande métallique lors de son passage dans le dispositif et/ou - amortir voire supprimer les vibrations de la bande au droit du dispositif.
Brève description des figures -
[0044] La FIG.l représente une vue de profil en coupe d'un mode particulier de réalisation du dispositif d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique selon la présente invention.
[0045] La FIG.2 représente une vue en élévation du dispositif de la figure 1. [0046] La FIG.3 représente une vue en plan, ainsi qu'une vue de détail du dispositif de la figure 1.
[0047] La FIG.4 représente la partie latérale du profil de pression bidimensionnel à générer au dos de la feuille métallique selon l'invention pour obtenir un profil particulier d'épaisseur de film.
[0048] La FIG.5 représente l'évolution du profil de pression vertical au centre de la bande, lorsque le dispositif est progressivement mis en charge.
[0049] La FIG.6 représente l'évolution du profil de pression horizontal, lorsque l'on s'approche du bord de la bande.
[0050] La FIG.7 représente le résultat de discrétisation et de lissage du profil de pression vertical précité, obtenu au travers de la mousse métallique selon
1' invention.
[0051] La FIG.8 représente le résultat de discrétisation et de lissage du profil de pression horizontal précité, obtenu au travers de la mousse métallique selon l'invention.
[0052] La FIG.9 illustre des conditions limites particulières (cas non-glissant, resp. glissant) auxquelles correspondent des expressions particulières de l'épaisseur de sortie et de l'épaisseur de revêtement finale.
[0053] La FIG.10 représente un accessoire permettant la gestion des phases transitoires (y compris vue de détail) .
[0054] La FIG.11 représente les extrémités flexibles des butoirs coulissants 14 (y compris vue de détail) .
[0055] La FIG.12 représente un exemple de rainures réalisable sur la surface active de la feuille métallique en vue de réduire l'effort d'essorage.
[0056] La FIG.13 représente un accessoire permettant le remplacement "au vol" de la feuille métallique.
[0057] La FIG.14 représente schématiquement la cambrure de la bande imposée par son passage sur le rouleau de fond et la nécessité de disposer de rouleaux correcteurs immergés . [0058] La FIG.15 représente schématiquement la vibration de la bande lors de son ascension dans la tour, depuis le bain de métal liquide jusqu'à la zone de refroidissement, et son impact au niveau des couteaux d'essorage.
[0059] La FIG.16 représente une carte typique de l'évolution de la pression maximale au sein du film liquide en fonction de la vitesse de bande et de l'épaisseur finale du revêtement. [0060] Ces figures ne représentent qu'un certain nombre de modes particuliers de réalisation de la présente invention, laquelle peut bien entendu être étendue à d'autres modes de réalisation, tel qu'il apparaîtra clairement dans la description détaillée ci-après.
Description détaillée de 1 ' invention
[0061] Selon une modalité d'exécution préférée de la présente invention, on a un dispositif d'essorage hydrodynamique 1 d'une bande métallique 2 en défilement continu dans un procédé de revêtement au trempé, au sortir d'un bain de métal liquide 3 après passage sur un rouleau de fond 4. Ce dispositif comprend une feuille métallique 5 assistée mécaniquement par un actionneur. [0062] Le rôle principal joué par l' actionneur est d'amener la feuille métallique 5 au plus près de la bande 2 sans jamais entrer en contact avec celle-ci. La sustentation est alors garantie par la portance hydrodynamique du film liquide.
Condi tions de fonctionnement
[0063] En l'absence d'effort au dos de la feuille métallique 5, on peut simplifier en considérant qu'il n'y a pas de pression dans le film liquide. Dès lors, les conditions limites d'accrochage (vitesse nulle, pas de glissement) du liquide aux parois de la bande 2 et de la feuille 5 se traduisent, au sein du film, par un profil triangulaire des vitesses d'écoulement (écoulement de Couette) . A cet endroit, la vitesse moyenne vaut la moitié de la vitesse de bande. Par contre, loin du dispositif, le revêtement solidifié évoluant à la vitesse de la bande, le profil de vitesse est nécessairement rectangulaire.
Dès lors, la conservation du débit de revêtement indique qu'à la sortie du dispositif, l'épaisseur nécessaire pour réaliser une épaisseur finale hf, avec au loin une vitesse constante sur l'épaisseur de film, autorise une épaisseur de sortie double de l'épaisseur finale : hL = 2 hf (voir FIG.9a) . [0064] Dans le cas contraire, en présence d'une action au dos de la feuille métallique 5, l'existence d'un gradient longitudinal de pression à l'extrémité du dispositif (voir FIG.5) apporte une contribution supplémentaire (écoulement de Poiseuille) à l'épaisseur finale du revêtement. Ce qui se traduit par un rapport entre les épaisseurs hL et hf, inférieur à 2 : hL < 2 hf.
Détermina tion de la portance hydrodynamique
[0065] La portance hydrodynamique est" le résultat de la relation entre les champs de pression respectifs vertical 6 et horizontal 9 et l'épaisseur de film 7 que traduit l'équation de Reynolds en théorie de la lubrification (pour la signification des symboles de référence, se reporter à la légende des figures, à la fin de la description) . [0066] La figure 16 illustre l'évolution de la pression maximum du profil de pression en fonction de la vitesse de bande et de l'épaisseur de film à atteindre. A deux dimensions, le cas stationnaire peut s'écrire : f 7.3 X h7.
Yl[mu] J \2[mu] j 2 avec p(x,y) = champs de pression vertical 6 et horizontal 9 ; h(x) = profil d'épaisseur de film 7 ; U = vitesse de la bande ; [mu] = viscosité dynamique du fluide.
[0067] La vitesse moyenne en toute abscisse du film de fluide vaut :
Vm = -dxp/12u *h<2> + [upsilon]/2 = C<ste> [0068] Les membres de cette équation peuvent être vus tantôt comme la cause, tantôt comme l'effet du phénomène de portance hydrodynamique.
[0069] Les applications liées à l'hydrodynamique sont nombreuses et vont de la sustentation des têtes de lecture des disques durs des ordinateurs jusqu'aux appuis des axes de turbine en passant par les liaisons entre les éléments d'embiellage de moteur.
[0070] Dans la grande majorité des applications, les surfaces antagonistes sont indéformables. Il s'agit alors de trouver le profil géométrique conduisant à un champ de pression et donc une portance suffisante pour séparer les surfaces, dans des conditions de vitesse et de viscosité données .
[0071] Dans le cas d'espèce, les surfaces en jeu sont constituées de deux matériaux souples : la bande à revêtir 2 et la feuille métallique 5. Il s'agit donc ici de trouver le champ de pression vertical 6 et horizontal 9 conduisant à un profil d'épaisseur de film souhaité 7.
[0072] Pour cela, l' actionneur doit développer progressivement un champ de pression de forme et d'intensité correspondant au profil d'épaisseur de film et donc à l'épaisseur minimale voulue.
Yl[mu] dxp
+ dy dyP
J
2 <x>
Condi tion de glissement parfai t
[0073] Considérons un instant le cas de conditions limites particulières par lesquelles, de par la nature de la feuille, son revêtement ou la présence d'un gaz ou d'un film lubrifiant à l'interface, il n'y aurait pas d'accrochage du métal en fusion sur sa surface active (voir FIG.9b) .
[0074] Dans ces conditions, la surface active de la feuille ne peut supporter un cisaillement fluide et le profil de vitesse y est perpendiculaire. En l'absence d'un gradient de pression, la vitesse moyenne dans le film est celle de la bande. En présence d'un gradient de pression, l'écoulement à la surface de la feuille rendue glissante se produit dans le sens opposé au gradient de pression (si dxp > 0, écoulement vers x < 0 et inversement) .
[0075] La vitesse à la surface de la feuille glissante vaut :
V µ -d[chi]p/2[mu] *h <2> + U [0076] La vitesse moyenne en toute abscisse du film de fluide vaut :
Vm = -d^/3]! *^ + U = C<ste> [0077] Dans ce cas, l'équation de Reynolds s'écrit :
( i? \ Y h<3>
T[mu]<d>>[iota]<> d>> h
6[mu]<¯> <¯d>vP
2 <x>
[0078] La solution de cette équation conduit à une portance hydrodynamique réduite, pour une même vitesse de défilement U et un même profil d'épaisseur de film h(x).
Autrement dit :
- l'obtention d'un même profil d'épaisseur de film nécessitera un effort appliqué deux fois plus faible mais conduira à un revêtement final deux fois plus épais ; - un même effort appliqué au dos de la feuille correspondra à un profil d'épaisseur réduit d'un facteur 2 ainsi -qu'à une épaisseur finale plus épaisse d'un facteur \2.
- il faut doubler l'effort appliqué pour obtenir la même épaisseur finale ; dans ce cas, le profil d'épaisseur de film est réduit de moitié. [0079] Dans le cas présent le rapport entre les épaisseurs hL et hf est inférieur ou égal à 1 : hL < hf. [0080] A la sortie du dispositif, la vitesse moyenne doit raisonnablement rester proche de la vitesse de bande, sans quoi la stabilité du film fluide au-delà de l'équipement est compromise : des projections de métal liquide sont à craindre.
Mise en oeuyre
[0081] L'objectif étant de garantir une épaisseur donnée en limitant le risque de contact, on a opté pour un profil polynomial (n > 1) d'épaisseur de film : h (x) = an x" + an_, x"<¯l> + ... + a2 x<2> +ax x + 0 avec h)xµ 0 = a0 = h0 (épaisseur de film à l'entrée) ; h)x=L = hL (épaisseur minimale à la sortie) ; dxh)x=L = 0 (extrémité parallèle à la bande) ; n > 2 d xh)x=L = 0 (extrémité <">de courbure nulle) ; n > 3 d<3>xh)x=L = 0 (extrémité de courbure constante) ; etc.,
L étant la longueur d'action de la feuille.
[0082] L'utilisation de toute autre fonction monotone décroissante, respectant les mêmes conditions aux limites entre dans le champ d'application de l'invention. [0083] Le champ de pression correspondant est calculé en résolvant numériquement l'équation de Reynolds. Le cas rectangulaire représenté par la feuille et la bande peut être simplifié par séparation des variables entre les directions horizontale et verticale. Le profil de pression peut être ramené à p([phi],[eta]) = p([phi]) . (1 - [eta]<m>) avec [phi] EUR [0, +1] lorsque x e [0, L] ; [eta] G [-1, +1] lorsque y EUR [-b/2, +b/2] ; b = largeur de bande ; m = m(h0, hL, L, b) , m entier. [0084] Le calcul montre que la forme du profil de pression est plus ou moins constante près du bord de la bande quelle que soit sa largeur. Au centre, le profil horizontal est plat (voir FIG.6).
Dès lors, pour peu que l'on assure le suivi par des moyens appropriés 8 de la largeur de bande (voir FIG.l et FIG.3), on peut découpler les actions horizontale 9 et verticale 6 de l' actionneur (voir FIG.4, FIG.5 et FIG.6).
[0085] Les profils de pression respectivement vertical 6 et horizontal 9 au dos de la feuille métallique 5 sont obtenus par discrétisation et lissage (voir FIG.7 et FIG.8) .
Discrétisation du champ de pression
[0086] Dans un premier temps, la discrétisation de la mise en charge du dispositif se fait avantageusement au moyen d'un réseau de deux séries de pistons 10, 11 appuyés sur les extrémités de ressorts 12, tous guidés par le corps du dispositif d'essorage hydrodynamique 1. Ils permettent non seulement une mise en charge régulière et progressive garantissant le contrôle fin et précis de l'ensemble sur une course raisonnable (typiquement 10 mm) mais aussi le passage d'une éventuelle matte en limitant le risque d<1> indentation de la bande et/ou de la feuille (voir FIG.l et FIG.3) . [0087] Le réseau est avantageusement constitué d'une succession de ressorts 12 de différentes raideurs disposés en colonnes. La distribution des raideurs kP(x,Vy) est choisie proportionnellement à la distribution p(x,y=0), au centre de la bande (y=0).
De cette manière, l'action du déplacement d'une plaque verticale 13 sur une colonne entière de ressorts (voir FIG.l et FIG.3) conduit à la mise en place progressive du profil vertical de pression 6 (voir FIG.5). Par contre, chaque ligne du réseau est composée de ressorts de même raideur (Vy) .
[0088] Les plaques verticales 13 sont pressées vers la bande de manière différenciée par le biais de deux butoirs coulissants 14 (voir FIG.3) assujettis aux moyens de suivi 8 de la largeur de bande. Les extrémités des butoirs sont flexibles et présentent un profil de raideur kB(y) proportionnel au profil horizontal de pression p (x=Xp_max,y) , calculé au droit de l'apex (x=xp_max) du profil vertical de pression (voir FIG.4 et FIG.6). De cette manière, les butoirs permettent la mise en charge progressive du champ de pression 9 depuis les rives vers le centre de la bande, de manière à garantir une épaisseur de film constante sur toute la largeur de la bande. [0089] On peut voir sur la FIG.8 que 12 pistons 10, 11, 12 répartis sur une courte distance (par ex. 6 cm) suffisent à décrire le profil de pression en rive 9.
Dès lors, l'atténuation de l'action sur les plaques 13, obtenue grâce aux butoirs coulissants 14, peut se réaliser de manière douce. Dans l'exemple, le pas du réseau vaut 5 mm et la course maximum vaut 10 mm. Dès lors, la pente aux extrémités des butoirs 14 vaut idéalement moins de 30[deg.].
[0090] Un exemple de réalisation pratique des butoirs coulissants 14 est schématisé sur la FIG.11 où les extrémités flexibles 19 sont obtenues à partir d'un ressort de profil de raideur adapté au cas d'espèce, constitué de lames d'épaisseur et de largeur variables. A l'endroit du contact, les plaques 13 et les lames flexibles 19 présentent également un profil favorisant l'engagement progressif des plaques 13 encore inactives lors du déplacement latéral du butoir 14.
[0091] On notera encore que le profil de raideur des extrémités flexibles 19 peut être ajusté, par exemple, par le déplacement latéral d'une butée placée derrière les lames qui en réduisant leur longueur active les rend plus raides .
[0092] L'utilisation de tout autre accessoire permettant l'adaptation du profil de raideur des extrémités des butoirs 14 aux conditions d'essorage entre dans le champ d'application de l'invention.
Lissage du champ de pression discrétisé
[0093] Dans un second temps, entre le dispositif et la feuille métallique 5, les pistons de tête 10 appuient sur une mousse métallique 15 (nickel, titane, etc. ) chargée de lisser le profil de pression ainsi généré (voir FIG.l et FIG.3) .
[0094] Cette mousse métallique 15 protège également le dispositif de 1 ' échauffement dû à sa proximité vis-à-vis de la bande 2, couverte de métal en fusion.
[0095] La protection thermique de l'équipement peut être renforcée, par exemple, par un flux de gaz froid traversant le réseau de pistons 11, les ressorts 12, les pistons 10 jusqu'à la mousse 15. L'écoulement du gaz peut être facilité au-delà des pistons 10 dès lors que la mousse métallique présente des pores ouverts. Phases de démarrage et de changement de forma t [0096] Lors des phases de démarrage, l'ensemble du dispositif est approché de la bande par des moyens appropriés 16, 17. Ensuite, grâce à la mobilité des butoirs coulissants 14, selon les directions normale et tangentielle au plan de la bande, les plaques verticales 13 sont progressivement mises en charge depuis le centre du dispositif vers le bord de la bande.
De cette manière, le dispositif compense tout défaut de planéité ou de cambrage de la bande 2 avant son entrée dans le dispositif essoreur 1, mais aussi, évite le chiffonnement de la feuille souple 5.
[0097] Un exemple de réalisation pratique est montré sur la FIG.10 (y compris vue de détail) où l'action momentanée d'un piston central 22 sur une lame ressort 23 permet la mise en charge progressive de la bande depuis son centre vers les rives.
[0098] Pour un fonctionnement industriel, le dispositif essoreur doit également être équipé d'un accessoire permettant le remplacement "au vol" de la feuille métallique pendant le passage de la soudure entre deux formats différents de bande, comme suite à son éventuelle dégradation par lé passage d'une matte ou par la corrosion progressive par le métal liquide (voir FIG.13). Par exemple, cet accessoire comportera une dérouleuse 20 pour chaque feuille 5 et une cisaille 21.
[0099] L'utilisation de tout autre accessoire facilitant la mise en place ou le remplacement de la feuille 5, des éléments intermédiaires 18 (voir plus loin) ou de la mousse métallique 15 entre dans le champ d'application de l'invention. Importance d ' utiliser des rainures sur la surface active [0100] La FIG.12 montre l'évolution du profil de pression correspondant à des polynômes d'ordre croissant. On y voit également l'effet de la réalisation de rainures sur la surface active de la feuille dans le cas du polynôme d'ordre cubique.
[0101] La portance du film hydrodynamique étant d'autant plus faible que l'épaisseur de film est grande, toute modification locale de la surface active conduisant à une diminution de la part de la surface enveloppe sur la surface globale, permet de diminuer de manière significative l'intensité de la force d'essorage nécessaire pour obtenir une épaisseur finale donnée. [0102] Cette texture particulière de la surface active peut être obtenue, par exemple, par impacts laser ou par attaque chimique.
[0103] L'attaque chimique est réalisée en imprimant un masque sur la surface active de la feuille. La nature chimique du masque constitue un frein à la cinétique de l'attaque chimique de sorte qu'en jouant sur le motif imprimé et la quantité de matière déposée, il est possible de faire apparaître, après traitement chimique, des rainures de profondeur et ''de géométrie quelconque. La nature de l'agent chimique et sa concentration ainsi que la durée de la réaction est liée à la nature chimique et à l'épaisseur du masque ainsi qu'à la nature de la feuille 5 et à son éventuel revêtement.
[0104] De cette manière, un dispositif d'essorage conçu pour une pression maximum de, par exemple, 10 bar pourrait aisément atteindre les performances d'essorage nettement supérieures d'un dispositif conçu pour une pression de 20 bar.
[0105] L'utilisation de toute autre géométrie de rainure ou d'agencement particulier de zones rainurées ou non dans le but d'améliorer les conditions d'essorage, la sécurité vis-à-vis du contact ou la qualité finale du produit entre dans le champ d'application de l'invention.
Importance de la cambrure de la bande
[0106] Lorsque la bande plonge dans le bain de métal fondu et passe sur le rouleau de fond, elle subit une légère déformation sous la forme d'une tuile (voir FIG.14). Cette cambrure est corrigée par l'ajustement de la position relative des rouleaux étaleur et stabiliseur.
[0107] Il est connu de l'homme de métier que l'effort nécessaire pour corriger cette tuile, et rendre la bande plane au droit des essoreurs à gaz, est limité à quelques dizaines de Newton répartis sur la largeur de la bande. Or la portance hydrodynamique que doit vaincre l' actionneur au dos de la feuille métallique est, selon la vitesse de défilement de la bande, la longueur active L de l'équipement et l'épaisseur de film hL en sortie d'équipement, de deux à trois ordres de grandeur supérieure à l'effort de correction de tuile.
Dès lors, l'équipement selon l'invention est susceptible de corriger la tuile de la bande, sinon d'y être totalement insensible. [0108] L'utilisation de toute partie de l'équipement selon l'invention ou l'adjonction de tout accessoire à l'équipement précité dans le but de réduire ou de corriger la tuile d'une bande revêtue au trempé à sa sortie du bain entre dans le champ d'application de l'invention.
Importance des vibra tions de la bande [0109] Lorsque la bande évolue dans la tour audessus du bain de métal fondu, elle est soumise à différentes sollicitations qui induisent sa vibration, notamment les turbulences de l'air de soufflage de la zone de refroidissement (voir FIG.15). [0110] L'impact de ces vibrations se répercute jusqu'au niveau de l'essorage où tout écartement de la bande vis-à-vis de la ligne médiane entre les couteaux d'essorage induit une variation proportionnelle de l'épaisseur finale du revêtement. Ceci oblige les galvaniseurs à surcharger le revêtement de manière à garantir une épaisseur minimum souhaitée par le client. [0111] Il est connu de l'homme de métier que l'effort nécessaire pour amortir ces vibrations au droit des essoreurs à gaz, est limité à quelques dizaines de Newton répartis sur la largeur de la bande.
Or la portance hydrodynamique que doit vaincre l' actionneur au dos de la feuille métallique est, selon la vitesse de défilement de la bande, la longueur active L de l'équipement et l'épaisseur de film hL en sortie d'équipement, de deux à trois ordres de grandeur supérieure à l'effort de stabilisation de la bande. Dès lors, l'équipement selon l'invention est susceptible de stabiliser la bande sinon d'être totalement insensible à sa vibration. [0112] L'utilisation de toute partie de l'équipement selon l'invention ou l'adjonction de tout accessoire à l'équipement précité dans le but de réduire ou de supprimer les vibrations de la bande lors de son essorage au sortir d'une opération de revêtement au trempé entre dans le champ d'application de l'invention.
Qualité du produit en rives
[0113] Finalement, la qualité du produit en rives est assurée dès lors que, sur base du suivi de largeur de bande, des éléments intermédiaires statiques 18, d'épaisseur comparable à celle de la bande, viennent se placer entre les feuilles métalliques 5 (voir FIG.2 et FIG.3, y compris vue de détail) en lieu et place du métal en fusion. De cette manière, les conditions limites d'écoulement du métal empêchent la formation d'une goutte épaisse en rive de bande à l'endroit où celle-ci sort de 1 'équipement .
[0114] L'utilisation de tout autre accessoire facilitant l'élimination de la goutte de rive au sortir de l'équipement entre dans le champ d'application de 1' invention.
Exemple de calcul [0115] Considérons les données suivantes : vitesse de bande = 150 m/min. ; largeur de bande = 2 m ; épaisseur d'entrée = 85 [mu]m ; épaisseur de sortie = 15 [mu]m ; ordre du polynôme = 3 (cubique) ; épaisseur finale = 9 [mu]m ¯ 60 gr/m<2> x face ; longueur active = 50 mm. [0116] La résolution de l'équation de Reynolds, dans le cas unidimensionnel, pour le calcul du profil vertical au centre de la bande :
d [Lambda]-<h>" dxp [lambda]\ = - <U> dxh => dxp = C 6[mu]U [tau]r-<h> -r<h>'- avec U[chi]=[chi]. = h W [identical to] px=[chi]. = pmax
donne une pression maximale environ égale à 5 bar.
Notons que si l'épaisseur de sortie était 9 [mu]m, on aurait alors une pression locale maximum de l'ordre de 12 bar. Dans ce cas (5 bar), l'effort à développer au dos du piston le plus sollicité serait égal à 12,8 N. Et l'effort global à appliquer sur chaque face de la bande serait de 26 kN. [0117] On notera encore que la pression maximale à réaliser est directement proportionnelle à : - U = la vitesse de la bande ;
- [mu] = la viscosité dynamique du liquide. Légende des figures
1. Dispositif d'essorage hydrodynamique
2. Bande métallique
3. Bain de métal liquide ou métal liquide 4. Rouleau de fond
5. Feuille métallique
6. Champ de pression vertical
7. Profil d'épaisseur de film
8. Capteur de position de la bande 9. Champ de pression horizontal
10. Piston avant
11. Piston arrière
12. Ressort
13. Plaque verticale 14. Butoirs coulissants
15. Mousse métallique
16. Contrôle d'approche du dispositif
17. Contrôle d'approche et d'inclinaison de la feuille
18. Eléments intermédiaires statiques 19. Lames-ressort
20. Dérouleuse
21. Cisaille
22. Piston central
23. Elément ressort
Claims (25)
1. Dispositif d'essorage hydrodynamique - (1) d'une bande métallique (2) en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande (2) provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande (2) à la sortie d'un bain en brin vertical, ledit dispositif d'essorage comprenant un actionneur et une surface déformable sous l'effet dudit actionneur de manière à ce que ladite surface n'entre jamais en contact avec la bande (2), la sustentation étant garantie en utilisation par la portance hydrodynamique du film liquide, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite surface déformable est une feuille métallique (5) et en ce que ledit actionneur comporte des moyens pour appliquer progressivement sur ladite feuille métallique (5) un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y),
de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement, Ox et Oy désignant respectivement les directions verticale de défilement et horizontale transverse .
(2) ; - d<2>xh)xµ L = 0 pour une courbure nulle de film à la sortie, L étant la longueur d'action de la feuille (5) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil d'épaisseur de film en x, c'est-à-dire vertical, h(x) est sous la forme d'une fonction essentiellement monotone, continue et décroissante de x, satisfaisant les conditions limites suivantes :
- h)x=0 = h0 pour l'épaisseur de film à l'entrée du dispositif d'essorage ; - h)x=L = hL pour l'épaisseur minimale du film à la sortie ;
- dxh)x=L = 0 pour la surface du film parallèle à la bande
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que h(x) est une fonction polynomiale, avec n entier > 2, du type h(x)= an x" + an_, x"<¯l> + ... + a2 x<2> + a, x + a0 .
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique (5), de manière à diminuer la portance hydrodynamique et l'effort d'essorage y associé.
5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil d'épaisseur de film h(x) présente des discontinuités locales sous la forme de rainures, de profondeur et de géométrie choisies, réalisées à la surface de la feuille métallique (5), de manière à diminuer le gradient de pression (dxp)x=xL à l'extrémité de la feuille (5) .
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que p(x,y) est un profil de pression en y, c'est-à-dire horizontal,, essentiellement invariable selon le format de bande (2) près du bord de celle-ci et plat au centre de celle-ci.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les actions verticale et horizontale de l' actionneur sont découplables .
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l' actionneur comprend un réseau de pistons (10, 11) connectés par des ressorts (12) de raideur variable et arrangés en une pluralité de colonnes et appliquant de manière discrétisée via des pistons de tête (10) le champ de pression p(x,y) au dos de la feuille métallique (5) .
9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de plaques verticales (13), chacune de celles-ci agissant sur une colonne entière de pistons (10, 11) de manière à provoquer la mise en place progressive du profil vertical de pression précité .
10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que chaque ressort (12) a une raideur kR(x) fixée en fonction de sa position verticale par le champ de pression p(x,y) à appliquer localement.
11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux butoirs (14) montés coulissants horizontalement, parallèlement à la bande (2) et configurés pour contrôler de manière différenciée la position des plaques (13) perpendiculairement à la bande (2), lesdits butoirs (14) permettant ainsi la mise en place progressive du profil horizontal de pression précité.
12. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que les butoirs coulissants (14) ont des extrémités comprenant des lames-ressort (19) agencées pour que ces extrémités aient un profil de raideur kB(y) fixable et/ou ajustable en fonction du champ de pression p(x,y) à appliquer localement.
13. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'assujettissement des butoirs (14) à des moyens de suivi (8) de largeur de bande (2) .
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface extérieure des butoirs (14) est configurée pour que la pente du profil de pression appliqué en rive soit inférieure à 30[deg.].
-->15. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens pour appliquer progressivement sur la feuille métallique (5) un champ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y) comprennent une plaque semi-rigide (15) située en sandwich entre les pistons de tête (10) et la feuille métallique (5), permettant de lisser le profil de pression appliqué à la feuille (5) .
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite plaque semi-rigide (15) comprend de la mousse métallique, de préférence en acier inoxydable, nickel ou titane.
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de refroidissement par un flux de gaz froid des pistons (10, 11), des ressorts (12) et de la mousse métallique (15), au travers de laquelle le gaz s'écoule.
18. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments intermédiaires (18) entre lesquels vient se placer latéralement la feuille métallique (5), sur base d'un suivi de la largeur de bande (2) .
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens permettant ou facilitant le remplacement de la feuille métallique (5), en utilisation.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bande métallique est en acier et que le procédé de revêtement au trempé est de préférence un procédé de galvanisation au trempé à chaud.
21. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à proximité de l'entrée de la bande (2) dans le dispositif d'essorage, des moyens (17) pour maintenir la feuille métallique (5) recourbée de manière à générer un canal progressivement convergent -avec la bande (2) en mouvement et à maintenir la base de la feuille (5) écartée de celle-ci.
22. Procédé d'essorage hydrodynamique d'une bande métallique (2) en défilement continu, dans un procédé de revêtement au trempé où le défilement de la bande (2) provoque l'entraînement d'un film liquide sur la bande (2) à la sortie d'un bain en brin vertical, mettant en oeuvre le dispositif d'essorage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes :
- de manière continue, sur base d'un suivi de largeur de bande, on positionne les éléments intermédiaires statiques (18) ;
- au démarrage de l'essorage, on approche ledit dispositif (1) de la bande (2) ;
- grâce à la mobilité des butoirs coulissants (14) selon les directions normale et tangentielle au plan de la bande (2), on met en charge progressivement les plaques verticales (13) depuis le centre du dispositif vers les bords de la bande (2), pour appliquer sur ladite feuille métallique (5) un champ ^ bidimensionnel de pression prédéterminé p(x,y), de manière à ce que ledit champ de pression p(x,y) impose un profil d'épaisseur h(x) de revêtement liquide qui aboutisse au final à une épaisseur minimale prédéterminée hf de revêtement uniforme sur toute la largeur de la bande.
23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que le polynôme h(x), auquel sont associées respectivement les raideurs kp(x) desdits ressorts (12) et kB(y) desdites lames (19) par l'intermédiaire du profil de pression p(x,y) correspondant, est choisi pour obtenir respectivement une épaisseur de revêtement hL et un gradient de pression (dxp)x=xL en sortie du dispositif d'essorage, tels que :
- l'épaisseur finale du revêtement hf soit garantie au prix d'un éventuel ajustement de l'effort mécanique à appliquer au dos des butoirs (14), assujetti à toute mesure de l'épaisseur de revêtement hf ;
- la sécurité vis-à-vis de l'absence de contact entre la feuille (5) et la bande (2) soit la plus grande possible, avec au mieux hL = 2 hf.
24. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, pour réduire voire supprimer une éventuelle cambrure de la bande métallique (2) lors de son passage dans le dispositif.
25. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, pour amortir voire supprimer les vibrations de la bande au droit du dispositif.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| BE2008/0359A BE1018202A3 (fr) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Dispositif pour l'essorage hydrodynamique d'une bande metallique en defilement contunu. |
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| BE2008/0359A BE1018202A3 (fr) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Dispositif pour l'essorage hydrodynamique d'une bande metallique en defilement contunu. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1018202A3 true BE1018202A3 (fr) | 2010-07-06 |
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ID=40032709
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2008/0359A BE1018202A3 (fr) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Dispositif pour l'essorage hydrodynamique d'une bande metallique en defilement contunu. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1018202A3 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012130464A1 (fr) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Procédé permettant de revêtir une bande d'acier mobile avec un revêtement métallique ou en alliage métallique |
| WO2012130463A1 (fr) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Appareil permettant de recouvrir un matériau en bande mobile avec un matériau de revêtement métallique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589964A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-20 | Nisshin Steel Co Ltd | 鋼帯の連続溶融めつきにおけるめつき厚み制御法およびその装置 |
-
2008
- 2008-06-27 BE BE2008/0359A patent/BE1018202A3/fr not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012130463A1 (fr) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Tata Steel Nederland Technology B.V. | Appareil permettant de recouvrir un matériau en bande mobile avec un matériau de revêtement métallique |
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| CN103562429B (zh) * | 2011-03-30 | 2015-11-25 | 塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司 | 用于利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备 |
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