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Procédé pour le traitement de bandes métallique .
Cette invention concerne un procédé pour traiter une bande métallique et la surface du bain de pplacage à la vapeur de sodium, dans le placage de bandes de métaux ferreux avec de l'aluminium ou des alliages d'aluminium, par le procédé de trempage à chaud.
Un des procèdes de placage employé très généralement à l'heure actuelle est celui dans lequel on fait d'abord passer la bande de métal dans un four oxydant, pour brûler les haliez et autres substances carbonées couvrant la surface de celle-ci et pour former sur cette bande un film d'oxyde microscopiquement mince. On fait alors passer la bande dans un four de réduction, où emince film d'oxyde est réduit de façon à laisser les surtaxa de la bande absolument propres, état dans lequel elles sont particulièrement spates à recevoir le métal fondu de placage. La bande est ensuite conduite à travers une hotte, sous De protection d'une atmosphère neutre ou réductrice et sans traitement par un flur dans le bain de placage.
La hotte protectrice plonge dans
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la bain de placage, de sorte qu'à aucun moment la bande n'est exposée à l'atmosphère,
Quand le métal de placage est l'aluminium ou un alliage d'aluminium, on a rencontré des difficultés du fait que des dépota se forment à la surface du bain d'alu.- minium et se fixent sur la bande; ces dépota affectent défavorablement l'adhésion du métal de placage fondu. Ce problème a été reconnu et une solution à celui-ci a été di. vulguée et revendiquée dans le brevet américain n 2,437,919 accordé le 16 mars 1948 à K.
Oganowaki, Suivant les indication* d'Oganowski, il était prévu, à l'extrémité de la hotte plongeant dans le bain de placage, une cloche munie d'une cuvette annulaire entourant la bande et dans laquelle était introduit. du sodium métallique, Comme la cuvette était soumise à la chaleur du bain, le sodium métallique était donc fondu et vaporisé,
Oganoweki suggérait que diverses substances, telles que des nitrure., se formaient par interaction du bain avec l'azote de l'atmosphère protectrice d'ammoniac dissocie dans la hotte et qu'il pouvait également se présenter des oxydes et des hydrures, formés par l'interaction des diverses substances en présence avec la vapeur d'eau. 11 suggérait que cea nitrures,
oxydes et hydrures formaient le bain une scorie qui était entraînée dana celui-ci, sur la bande, ce qui provoquait des défauts superficiels
Oanowaki croyait également qu'il était posai.. ble de former sur la surface du bain une couverture pulvéru- lente qui n'adhérerait pas à la bande, empêcherait, dans une large mesure, l'interaction du bain et des constituante de l'atmosphère et, en tout cas, rendrait la bande non adhésive par rapport à ces nitrurea, oxydes et éléments similaires qui pourraient se former.
Oganowaki enseignait que l'on
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pourrait former sur la surface d'un butin d'aluminium une couche consistant principalement en aluminute de sodium pulvérulent, en introduisant des Vapeurs de sodium Sans la hotte, près de la surface de l'aluminium fondu.
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La formation de vapeur de sodium dans la boutta, grâce à la chaleur du bain, compote certains inconve* nient8, due à ce que la température de fusion et due vapori- sation est approximativement celle du bain de placage qui est maintenue relativement constante. Par conséquent la
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vapeur de sodiuoi est seulement engeno1:'ée h une vLtecse constat te. Si l'on essaye d'ajouter du sodium métullîqie plus rapi- dement, le sodium liquide a tendance à éclabousser directe- ment la bande et. ceci également provoque des défauts dans
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le placage.
Si on se rappelle en outre que la batte cQrt1'nt ;le l'hydrogène ou de l'af-unoniac, on comprendra que le aodium réagit rapidement avec l'hydrogène pour former un hydrure de sodium et que, par conséquent, la sodium sa trouvant dane la cuvette est rapidement converti en un produit iriac4i:t, de sorte la perte de sodium est importantes Oganowski suggérait que les vapeurs Ci* sodium pouvaient être engendrées ailleurs et introduites dans la
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hotte, mais indiquait que ceci était difficile, sinon ImposBible, en raison de la dilution des Vl\peU1'S da sodium par 1 atmosphère protectrice et du fait de la vraisemblance d'un* turbulence à l'intérieur de la hotte.
Compte tenu des considérations qui précèdent c'est un but de la présente invention de fournir un procède
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de traitement d'une bande, qui doit ttxu plaquée d'ulur.1in1u# ou d'un alliage d'aluminium, avec de .la vapeur de sodium formée à l'extérieur de la hotte et amenée dans celle-ci au moyen d'un gazporteur, C' est un autre but de l'invention de prévoir un contrôle de 1' addition de vapeur de sodium et
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d'assurer une plus grande uniformité dans le régime d'addi- tion de ces vapeurs.
C'est encore un but de l'invention d'éliminer le danger d'éclaboussures de sodium, en enlevant le sodium solide et liquide du voisinage immédiat de la bande en cours de placage..
Ces buts de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront à toute personne versée dans le métier et sont réalisas par ce procédé dont un exemple de mise en oeuvre sera maintenant décrit,
On se reportera maintenant aux dessins faisant partie de cette spécification et qui illustrent plus ou moins schématiquement un appareil au moyen duquel le procédé peut être mis en oeuvre,
Dans les dessins : - La figure 1 est une vue schématique d'un vaporisateur et d'un bain de placage, montrent la relation entre les deux.
- La figure 2 est une section transversale à travers un exemple de vaporisateur et - La figure 3 est une coupe transversale partielle, suivant la ligne 3 - 3 de la figure 1.
En bref, dans la mise en pratique de l'inven- tion, il est prévu un bac de placage, qui peut être d'un type classique, avec une hotte traditionnelle plongeant dans le métal de placage fondu et constituant un passage protecteur pour la bande,depuis le four de réduction jusqu'au bain de placage, Il est prévu un vaporisateur, avec des dispositifs pour chauffer la chambre de vaporisation et des moyens pour lui amener le sodium métallique. On fait passer un. gaz porteur à travers l'appareil, de façon à entraîner le sodium vaporisé et il est prévu un conduit pour amener le gaz porteur et.la vapeur de sodium entraînée du vaporisateur
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à la hotte.
En se reportant, de façon plus détaillée, aux drains, on voit que le bain de placage est généraient
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désigné par 10 et contient une maU'8 11 de métal de pi.cage fondu. Mans le bain, eut monté le cylindre habituel M, autour duquel passe la bande 13. La hotte 1..' 'tend depuis la sortie du four de réduction Jusque dent le bain 11 et il est prévu des dispositifs (non reprèneutie) pour amener dans la hotte une atmosphère protectrice, qui est
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habituellement de 1 ammoniac dissocié.
On comprendra qu ia bande en passant dans la hotte 14 c été pré- traitée, a manière à gtre absolument propre et elle peaue ensuite dans le bain de placage autour du cylindre 12, puis sort du bain et est abandonnée au refroidissement.,
Dans la figure 1, un vaporisateur est in- diqué généralement par 15. Un gaz porteur est amené dans celui-ci, par un conduit 16, depuis une source appropriée (non représentée) et le gaz porteur, avec la vapeur de sodium qu'il entraîne, passe, par un conduit 17, du vaporisateur
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15 à. la hotte 14.
Le sodium mz-tailique est introduit dans le vaporisateur par le tuyau 18, quel est équipé d'une pgir# de yalves à simple effet, s'ouvrant lurgement, lez et 3.'8bs Il est possible, eu moyen de ces valves, d'introduire le sodium dans le vaporisateur sans y aspirer de l'air.
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En se reportant maintenant a " - figure 1, on voit que le vaporisateur est constitué 1-<.\1" une enceinte 20, communiquant avec le tuyau 18 ainsi qu'avec lee conduits 16 et 17. Ces éléments chauffants électriques, in- diqués schématiquement en 21, sont prévus pour chauffer
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l'enceinte 30 de façon que le 80di\A1I.1 métallique introduit par le tuyau 18 fonde et forme un bin de sodium fondu 1.8. Sous l'influence de la chaleur fournie par les élément. chaux-
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tante électriques 21, le eodiun liquide se Vaporise et le restant de l'enceinte 20 est rempli de vapeur de sodium, comme indiqua en 23.
Il est prévu une chicane 24, pour amener le gaz porteur entrant par le conduit 36 à découler vers le bas, autour de la chicane, de manière à entraîner le sodium vaporisé. Le gaz porteur,avec la vapeur de sodium qu'il entraîne, passe ensuite dans le conduit 17 qui peut être chauffé au moyen d'éléments chauffante 17c et/ou Calo- rifuge cousue en 17d, pour empêcher la condensation de la vapeur avant qu'elle atteigne la hotte,
L'enceinte 20 est enfermée dans un contaipar isolant 25, de façon à réduire au minimisa la perte de Chaleur et à économiser le chauffage.
Comme .le montra la figure 3, à l'endroit où une bande est plaquée, le conduit 17 est muni de deux dérivations 17a et 17b, pénétrant de préférence par lois cotée opposés de la hotte et disposées près de la surface du bain de placage, suivant un angle d'incidence réduit par rapport à la bande, de manière à faire passer la vapeur de sodium en travers de la surface du bain et de la bande avec un minimum de turbulence, afin d'atteindre les résultats exposés ci-dessus,
Un aspect très important de la présente invention est celui du gaz porteur utilisé, On pourrait croire que cossue la hotte contient de l'ammoniac dissocié il serait désirable d'employer le même gaz comme porteur pour la vapeur de sodium.
IIn'en est toutefois pas ainsi, car l'emploi d'ammoniac dissocié aurait pour résultat la formetion d'hydrure de sodium qui aurait tendance à obstruer le conduit 17.
Suivant la présente invention, le gaz porteur utilisé est l'azote, qui est complètement inerte par
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rapport au sodium et qui offre 1'avantage d'être plus lourd
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que l'hydrogène, de sorte que l'hydrogène présent danà X1 atmosphère d'auazow.ac dissocié dans la hotte est déplacé vers le haut par le gaz porteur plus lourd.
C'est ainsi que si une petite quantité d'hydrure peut se- former elle sera négligeable.
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r:!iintent!!1t
On comprendra/que l'uniformité de 1' addition de vapeur de sodium peut être contrôlée avec beaucoup de précision, pur un réglage de la chaleur de vaporisation appliquée par les éléments chauffants 21, par la fréquence
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Ce l'addition du sodium métallique et par la vitesse (4.94cou. lement du gaz porteur.
Sans que ceci constitue une limitation, amis
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titre d'exemple seulement, la procédure exposée Ci-,jS8û8 a été mise en pratique if une tempéra-cure ca:.opx=3ss entre 535 et 5950 C, avec un écoulement d'azote de 4275 litres par heure. On comprendra que la température dait être suffisante pour chauffer le gaz porteur, aussi sien que pour assurer la fusion et la vaporisation du sodium. Quand on emploie un grand volume de gaz porteur, il est conseillé de pré-
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chauffer celui-ci en avant de la -chambre de va.,>ori8ution du sodium, au moyen d'éléments Chauffar'ta 16e, par exemple.
Il est gaiement évident qu'en enlevant la source de vapeur de sodium de la hotte et en faiaant passer
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la bande dans celle-ci, le problème des 4cltouauls de sodium a été entièrement, éliminé. ,[,'t;1'.I..ùoi dleeote comme gaz porteur a élimina l'obstruction des lins par lesquelles la vapeur do sodium nus4e dans la lotte et J.'acrau2stiatx de métal lige 16 ou de iroauita de réuetiou à h....u1. point de fusion à l'intérieur de la hotte a .t';; fortement réduite.
L'élimination de la cuvette à soadiua du brevet O!.\11OWS..1 permet un meilleur transfert de la chaleur'du baia d'alumi-
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nium à l'extérieur de la hotte, par le métal de celle-ci, de façon à empêcher la solidification du métal de placage à l'intérieur de la hotte. Le métal de placage se refroidit parfois au contact de la bande froide ou peut avoir un point de fusion plus élevé en raison de sa contamination par le fer.
Bien qu'on ait décrit ci-dessus l'emploi d'azote, on comprendra que l'on peut utiliser également d'autres gaz, inertes par rapport au sodium et suffisaient lourds pour déplacer 1'hydrogène. L'azote est ai parfaitement adapté à cette fonction, si abondant et si peu coûteux qu'il constitue le porteur par excellence.
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- R E V E iT D ï, .i .' i 0 RI , .. m..m..e ,..... . i. w.m..n.r . w sw .v .n .r ws 1.- Procédé de placage d'un objet en métal ferreux, au moyen d'un métal de placage fondu, d'une classe constituée par l'aluminium et ses alliages, ou l'on fait passer l'article en métal dans un bain de métal de placage fondu à travers une hotte dans laquelle on maintienune atmosphère protectrice, essentiellement non-oxydante via à via des métaux ferreux, Caractérisé en ce qu'il est produit, à l'extérieur de la hotte, de la vapeur .le sodium, en ce qu'on la transfère au moyen d' un courant de gaz porteur, constitué par de l'azote, dans la hotte, à proximité de la surface de métal de placage fondu, afin de soumettre la surface de ce dernier,
ainsi que lessurfacesde l'article en métal en cours de placage, à l'action de cette vapeur de sodium.
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'atmosphère protectrice maintenue
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dans la hotte est constituée par de l'a.,=oniag dissocié.