BE627041A - - Google Patents

Description

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  Procédé de traitement thermique et de recouvrement de fils métalliques et appareillages permettant la mise en ceuvre d'un tel procédé, 
La présente invention se rapporte au trai-ement en continu de métal ferreux sous la forme de fil. La matière à traiter est ci-après désignée par l'appellation "fil", mais il est entendu que cette dénomination comprend des fils dont la section n'est pas nécessairement circulaire. 



   L'invention concerne particulièrement le traitement en continu d'un fil constitué par de l'acier au carbone,   traitement;   comportant une phase de patentage dudit fil avant sa gakvanication 

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 dans le but de protéger ce fil vis-à-vis de la corrosion lorsqu'il est exposé à l'atmosphère. Le patentage d'un fil est un procédé
Appliqué à un fil d'acier au carbone hypo-eutectoide, dans le but de produire une structure totalement homogène de sorbite, sans ferrite libre, avant l'étirage à froid. A titre de variante, dans certains cas particuliers, une structure lamellaire fine de perlite est acceptable. 



   Le procédé Sendzimir bien connu de galvanisation d'une 'bande comprend une phase'de chauffage de ladite bande en présence d'air, aboutissant ainsi à une oxydation en surface de ladite bande, à une température de l'ordre de 400 à 500*C, une phase de réduction de la couche d'oxyde à une température plus élevée sous   atmosphère   d'hydrogène, une phase de refroidissement et une phase d'immersion dans un bain de zinc, à une température de 400 à   500*C,   au cours le laquelle la galvanisation est effectuée. Si la galva-   nisation   est effectuée à température plus élevée, des couches interfaciales contenant une quantité excessive d'alliage fragile fer-zinc sont formées et amoindrissent quelques-uns des avantages du procédé Sendzimir.

   Ce procédé Sendzimir est en général utilisé uniquement pour les bandes. 



   Le but de la présente invention est de combiner le patentage d'un fil et les traitements   Sendzimir   dans un processus unique de production d'un fil protégé vis-à-vis de la corrosion atmosphérique et capable d'être subséquemment réduit en ce qui concerne sa section sans détérioration appréciable du recouvrement protecteur. 



   Selon l'invention, le procédé de traitement d'un fil d'acier au carbone consiste en un chauffage d'un fil en cours dtavanca longitudinale à une température de l'ordre de 400 à   500 C   dans une atmosphère oxydante, en un chauffage du fil oxydé à une température de l'ordre de 850 à   950 C   en atmosphère réductrice, afin de développer une structure austénitique dans le métal et de 

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 réduire simultanément le recouvrement d'oxyde, à tremper le fil à une température de l'ordre de   500   650 C, à faire passer le fil dans un bain de métal   deecouvrement   fondu galvanisant, à une température del'ordre de 400 à 500 C, et à extraire le fil dudit bain avec un recouvrement du métal dudit bain adhérant sur ledit fil. 



   La couche d'oxyde produite sur le fil pendant le chauffage initial à une température d'environ 400 à 500*C en atmosphère oxydante, couche qui est réduite subséquemment en métal pendant le développement de la   .structure   austénitique dans le fil, rend le recouvrement du métal de galvanisation capable d'adhérer énergiquement audit fil. 



   Puisque le but du chauffage Initial suivi d'une trempe est en premier lieu de développer une structure austénitique dans le fil, laquelle est transformée en structure sorbitique ou perlitique pendant la trempe, il est souhaitable que cette trempe soit effectuée avec une gradation contrôlée. 



   La phase de trempe peut être exécutée de diverses manières. Dans le cas d'un fil pour lequel la trempe à l'air pourrait être adoptée normalement, ledit fil peu'.- être extrait d'un four dans lequel est effectuée la phase d'austénisation dans des conditions réductrices pour passer dans une enceinte extérieurement refroidie et contenant une atmosphère réductrice, et être directement conduit au bain de galvanisation. Par contrôle du gradient de température dans ltenceinte extérieurement refroidie, on peut obtenir que le fil entrant dans ledit bain de galvanisation soit ainsi à une température plus basse que 500 C.

   Selon une autre variante, la trempe peut être effectuée en faisant passer le fil qui provient du four d'austénisation au travers d'un bain de   plomb   fondu maintenu à la température de trempe avant de faire passer ledit fil trempé dans le bain de galvanisation. 

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   Lorsque la trempe est effectuée par passage du fil dans un bain qui contient du plomb fondu maintenu à la température de trempe, suivi par passage du fil dans un bain qui   contient   du zinc fondu, les deux bains peuvent être combinés en un bain unique à l'intérieur duquel un gradient de température   convenable   est entretenu, la séparation entre le plomb fondu et le zinc fondu étant maintenue sous l'effet des poids spécifiques différents de ces métaux. 



   Dans tous les cas, il est nécessaire d'empêcher la réoxydation du fil au cours de son passage entre le four dans   lequel   est obtenu le chauffage initial et avant son entrée dans le bain   d     métal   fondu de recouvrement. Ceci peut être obtenu en entourant le passage du fil, à son départ du four de chauffage, au moyen   d'un.'  enveloppe tubulaire dont l'extrémité éloignée du four plonge sous la surface du métal fondu utilisé pour la trempe ou peur le   recouvrement   du fil. 



   La descripticn qui va suivre, en regard des dessins annekés à   titre   d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment   l'invention   est mise en pratique. 



   La fig. 1   montre   une coupe schématique de la région terminale   d'un:   ligne de traitement de fil. 



   La fig. 2 contre en coupe une première variante. 



   Les fig. 3 et 4 montrent de même d'autres variantes. 



   Dans les diverses figures, on utilise les mêmes chiffres . férence pour désigner des parties correspondantes des apparcillages. 



   Dans les formes atexécution représentées, on doit comprendre que les dessins ont été simplifiés par suppression des fours au travers desquels un fil d'acier au carbone avance longitudinalement, de manière à développer une structure austénitique dans le métal et à réduire simultanément la couche d'oxyde formée sur ledit fil antérieurement à un tel traitement. 

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   En se reportant à la fige 1, un fil à   traiter   est montré comme sortant d'un four 2 d'austénisation à   l'intéri@@@@r   duquel une atmosphère réductrice est entretenue. Le four est 
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 chauffé de façon telle que le fil soit porté à une l:ep6 ra 'C.:':? de l'ordre de 850 à 950 C. Après passage au travers du fc:,- 'J le fil est trempé avant d'être i ,co:ult à un bain 3 i6 né-aï ): par exemple du zinc, à une température de l'ordre de Hoc- h 5CO'C, Lo fil recouvert est extrait du zinc 3 et oo.duit v-rrs un cw:.c.u =' Sur la fige 1, l'agencement qui permet l'exécut. - v la phiij J ;;. trempe utilise la conduite de ce fil au travers - #-< ."? e: "jI.t.

    ; de forme tubulaire à l'intérieur de laquelle le fil refro: ,11 1:; progressivement d'une température de l'ordre de 850 à 95Qv à laquelle il quitte le four 2, jusqu'à une température d'environ   500 C à   laquelle il entre dans le bain 3. A cet effet, l'enceinte 5 est extérieurement refroidie par une gatne du genre   d'un   water- 
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 Jaoket 6. A l'intérieur de cette enceinte le gradient J-3 te-né- rature est tel que son extrémité la plus voisine du four 2 soit à température plus élevée que l'extrémité éloignée   duait   four.

   Il est nécessaire de protéger le fil vis-à-vis de l'oxydation pendant 
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 son passage du four 2 au bain 3 et l'extrémité de l'encciri'e 5 qui est éloignée dudit four 2 plonge de   façcn     convenable     sous   la 
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 surface du métal fondu dans le bain 3. Par ce "'<*yen, l fair atmosphérique est maintenu hors de contact avec le fil. Si cals. est désiré, un gaz non oxydant peut être amené à traverser la chambre 5 sous l'effet d'un ventilateur 7, un tel gaz étant chauffé ou refroidi à volonté au moyen d'un échangeur 8   inséré   dans le 
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 circuit de gaz.

   Le chauffage du fil .et la trempe suséqu>:nt produisent la structure désirée dans ledit fil et, puisque ce dernier pénètre dans le bain 3 sans contact avec l'atmosphère, la couche externe d'oxyde réduit est utilisée comme liaison   satis@@@@   santé pour le métal fondu de recouvrement dans le bain 3. 

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   Dans l'agencement montré sur la fig. 2, la trempe du fil qui émerge du four 2 est effectuée par passage dudit fil dans un bain 9 contenant du plomb fondu, maintenu à une température comprise entre 500 et   650 C.   Comme pour l'agencement de la fig. 1, le fil est protégé à sa sortie du four 2 par une enveloppe 5 plongeant sous la surface du pbmb fondu dans le bain 9.   Du   bain 9, le fil passe au bain 3 dans lequel est présent le métal fondu de recouvrement. Dans l'agencement représenté, les bains 9 et 3 sont à 
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 1'!- combinés en un bain unique pourvu d'une cloison de séparation 10 isolant le plomb du zinc, profitant de la différence de poids spé- cifique entre les deux métaux.

   Les niveaux différents entre les métaux des bains 9 et 3 correspondent aux poids spécifiques dif- férents du zinc et du plomb, le plomb supportant une colonne de sine indiquée comme ayant un niveau supérieur à celui de la colonne de plomb. La face de séparation entre plomb et zinc est Indiquée par la. référence 11. Un gradient de température oonvenable peut être maintenu dans les bains 9 et 3 par toute forme convenable de moyens de chauffage, les bains   séparas   ayant des régulateurs de température individuels et les moyens de chauffage étant réglés pour fournir le gradient requis. 



   En se reportant à présent   à   la fig. 3,   l'agencement   représenté est une variante de celui qui est montré sur la fig. 2 et, dans cet agencement, la trempe du fil est   effectuée   dans un bain 9 précédant le bain 3 dans lequel est entretenue la fusion du métal de recouvrement, les métaux fondus des deux bains étant séparés par une cloison 12 pourvue d'une ouverture 13 pour le passage du fil. Alors que les métaux fondus des bains 9 et 3 sont, en contact au niveau de l'ouverture 13, de façon telle que le zine plus léger dans le bain 3 trouve un niveau supérieur à celui du plomb dans le bain 9, le mélange   desétaux   est pour le moins largement empêché par le calibre relativement petit de l'ouverture 13.      

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  La cloison 12 est d'une épaisseur et d'un isolement qui conviennent à l'établissement et au maintien d'une différence de températures d'au moins 100 C entre les bains, ces derniers pouvant être chauffés, comme   indiqué,   par des moyens inductifs représentés schématiquement sous la forme de noyaux 14, 15, respectivement. 



  Dans cet agencement, il est essentiel que le niveau du plomb entre le bain de plomb et le bain de zinc, soit approximativement au centre de la cloison séparatrice 12, comme montré sur la figure. 



  Comme pour   1'agencement.décrit   en regard de la fig. 2, chaque bain possède des moyens de contrôle séparés de température et des alimentations d'énergie séparées, pour le chauffage. 



   Dans l'agencement représenté sur la fig. 4, d'autres moyens sont envisagés pour la trempe du fil à sa sortie du four 2. 



  Dans cette variante, on fait usage d'un lit   fluidisé   16 en tant que médium de trempe, lit au travers duquel le fil est passé dès sa sortie du four 2. Le litfluidisé 16 est maintenu à la température de trempe entre 500 et 650 C par des moyens de chauffage convenables (non représentés) et ce lit peut être constitué à l'aide d'une matière granuleuse, par exemple du sable, qui est, maintenue en fluidisation par une alimentation en gaz non oxydant tel que l'hydrogène, amené par un ajutage d'entrée   17,   de sorte que le fil, à l'intérieur du lit, est maintenu dans des   conditions   de non oxydation. En quittant le lit 16, le fil passe dans le bain 3 de métal de recouvrement fondu comme dans les agencements ci-dessus décrits.

   De façon à assurer que le fil pénètre dans le bain 3 sans oxydation, un recouvrement 18 plongeant sous la surface du métal fondu dans le bain 3 est prévu de manière à empêcher l'air atmosphérique de venir en contact avec le fil. Des garnitures sont montrées en 20 et ont pour but de prévenir à la fois une perte de matière granuleuse et une perte excessive de gaz d'atmosphère par le four d'austénisation ou de réduction, ou en provenance de ce dernier four. 

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   Il va de soi que sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui , viennent d'être décrites. j -   REVENDICATIONS -  
1. Procédé de traitement de fil d'acier au carbone, caractérisé par le faitqu'il comprend une phase de chauffage d'un fil en cours d'avance longitudinale à une température de   400   à 500 C soue atmosphère oxydante, une phase de chauffage dudit fil oxydé à une température d'environ 850 à 950 c sous atmosphère réductrice, de manière à développer dans le métal une structure austénitique et simultanément réduire le recouvrement, d'oxyde,   une     phse   de trempe du fil à une température de 500 à 650 C,

   une phase de   passera   du fil dans un bain de galvanisation de métal fondu de   recouvrement   à une température de 400 à   500 C   et une phase d'extraction du fil hors dudit bain avec un recouvrement adhérant audit fil du métal dudit bain.

Claims (1)

1. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pha3e de trempe est effectuée par passage du fil dans une enceinte refroidie extérieurement et contenant un gaz d'atmos- phère réducteur, 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le gradient de température dans l'enceinte est contrôlé de façon telle que le fil a son entrée dans le bain de galvanisation @ à uns température inférieure à 500 C.

   4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la phase de trompe est accomplie lors du passade du fil au travers d'un bain de plomb fondu maintenu la température de trempe, 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la phase de galvanisation est effectuée par passage du fil dans un bain de zinc fondu, dans lequel des bains contenant le plomb fondu et le zinc fondu sont combinés en un bain composite <Desc/Clms Page number 9> où les poids spécifiques différents du plomb et du zinc fondu sont utilisés pour assurer leur séparation.

   6. Appareillage de mise en oeuvre d'un procédé szlon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le fil est protégé de la réoxydation après son passage au travers de l'atmosphère réductrice par une enveloppe tubulaire dont l'extrémité la plus distante d'un four dans lequel le fil est chauffé, plerge dans le bain de métal fondu utilisé pour la phase de trempe ou la phase de galvanisation.

   7. Appareillage selon la revendication caractrie par le fait que l'enveloppe tubulaire est utilisa commenceinte extérieurement refroidie, enceinte dans laquelle la phase 'e trempe est accomplie.

   8. Appareillage destiné à la mise en oeuvre d'un procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fp.it qu'il comporte un bain composite de trempe et de galvanisation, bain où le fil est conduit après son chauffage développant dans Ledit fil une structure austénitique, ledit bain contenant des métaux fendas de poids spécifiques différents séparés l'un de l'autre par une cloison de séparation, au-desscus ou au travers de laquelle ledit fil passe, ledit fil chauffé pénétrant dans le métal fondu de poids spécifique élevé et massant ensuite dans le métal fondu de poids spécifique moindre,

   les niveaux des métaux fondus de part et d'autre de ladite cloison de séparation étant déterminés par leurs poids spécifiques respectifs et un gradient de température voulu étant maintenu dans ledit bain composite.

   9. Appareillage selon la revendication. 8, carrctérisé par le fait que les métaux du bain composite sont chauffas par induction.

   10. Appareillage destiné à la mise en oeuvre d'un procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il ces- porte un lit fluidisé traversé par le fil après son chauffage y <Desc/Clms Page number 10> développant une structure austénitique, ledit lit étant maintenu à la température de trempe et étant fluidisé par un gaz non oxydant.

   11. Appareillage selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le fil est conduit du lit fluidisé dans un bain de @ métal fondu galvanisant sous un recouvrement dont la bordure in- férieure plonge sous la surface du métal fondu de manière a prévenir tout contact entre ledit fil et l'air atmosphérique.