BE699498A

BE699498A -

Info

Publication number: BE699498A
Authority: BE
Priority date: 1964-06-15
Filing date: 1967-06-05
Publication date: 1967-11-16

Description

"Feuillard d'acier revêtu, et procédé et appareil pour effectuer un tel revêtement"
La présente invention concerne un nouveau @@pe de feuillard d'acier revêtu., ainsi que des procédés cc. @@@@ et des appareils d'un type améliore permettant la p@@ .ration d'un tel feuillard revêtu.

L'un des principaux buts de l'invention ; @ -liste dans la production d'un feuillard d'acier contine @@tant un nouveau type de revêtement qui présente une @@@@ance élevée à la corrosion, un fini lisse pouvant recevoir des couches de peinture, dont la fabrication se fait dans une chaîne de production continue et dont le revêtement présente

la même étendue que le métal de base,sans aucune fissura- tion.

D'autres bute et avantages de l'invention ressor- tiront de la description ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel la figure 1 est un schéma d'une installation conti- nue de traitement du feuillard selon l'invention; et la figure 2 est un schéma d'une partie de la chat- ne de fabrication également conforme à l'invention.

A la figure 1, le feuillard d'acier provenant des bobines 12 et 14 forme une bande 16 après son passage dans l'appareil de soudage 18. De façon habituelle, le feuillard est nettoyé ou autrement traité dans l'appareil 20 et en- suite il est chauffé dans le four 24, qui peut être par exem- ple un appareil de recuit à fonctionnement continu.

Le feuillard chauffé traverse une goulotte 26 à atmosphère réglée pour arriver dans une cuve de revêtement 28. La goulotte 26 d6bouche à 1 intérieur de la cuve au- dessous de la surface du bain 30 de sorte que le feuillard.

16 pénètre dans le bain directement en provenance d'une at- mosphère réglée. Le bain 30 peut être un bain classique de galvanisation contenant jusqu'à 0,03% d'additions d'alumi- nium et certaines impuretés comme le plomb, l'étain, l'anti- moine, le cadmium, etc, le complément étant du zinc (pureté d'environ 99 en poids).

Selon l'invention, on forme un alliage réglé de fer et de zino possédai: un fini lisse et uniforme, qu'on peut ensuite peindre sans apprêt et sans aucun autre préalable et qu'on peut façonner au même degré que le métal de base sans fissuration. Pour atteindre oea bute et obtenir le

revêtement désiré, le fer du feuillard d'acier doit forme? un alliage avec le zinc sans contact avec une atmosphère oxydante et l'alliage ainsi obtenu, doit être amené à la surface du produit terminé.

L'invention étudie également certaines variantes remarquables concernant les chaînes con- binues de galvanisation du feuillard permettant la fabrioa- tion da nouveau produit revêtu, et la formation du revêtement;
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:;J:' ;16 'telles chaînes de fabrication. a la figure 1, le feuillard 16 et le bain 30 sont
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lite inrr&ture plus élevée que oelle qu'on considère on:.- j'Il 8a tffirâratur& optimale de revêtement. Cette façon d'op6- ; ler est possible grâce à la présence d'un dispositif spécial
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M 5todi8eement occupant une position particulière.

Sauf ;1.!R petîte partie du bain voisine de la sortie du feuil- -Ls--ele aA maintient le bain à environ 462-510 0 ou au-dessus. température est maintenue par le feuillard 16 ou. par " !elul11a.rd en combinaison avec une autre source de chaleur.

L'alliage fer-zino est formé principalement pendant Que la feuillard 16 eut submergé dans le bain 30# grosaiÈ=e- mu, 1 ensre le point d'entrée du feuillard 16 dans le bain 30 6 3on passade sur un rouleau submergé 32. Une des théories :;;'!"ib".es bot quo l'alliage avantageux est forme principale- ment pendant la période à laquelle la température du. feuj.1- lajf.i 1± soe rapproche et atteint la température de la partie 1':;;;..,'1;. : y !f.J.a d.u. b'::Íl'1 30. La formation de l'alliage e 4; ;égl.5. principalement par la capacité calorifique du feuillard 16 tu "esta dernière est fonction de l'épaisseur du eaillari, '.': "'Jiaux lAS épais transportent généralement de.v :;.tase ih ,),"tl" -,or et produisent des revêtements plus lourds, par ,.("mple environ 91 à 108 g par m2 de surface.

Au contraire,

les matériaux mince. produisent des revêtements d'environ
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45 fi. 60 g/fl2.

Le feuillard 16 doit être introduit dans le bain
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30 à une température d'environ 53800 ou. au-dessus. Le feuil- lard est amené à la température requise pendant non passage dane le tour de chauffage 24. Le transfert du feuillard dans
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la ouve 28 est réglé dans la goulotte 26. Ce réglage <sc.Hpran& un contrôle de l'atmosphère dans cette goulotte 26 pour com- pêcher l'oxydation du feuillard 16; dans ce buts on a prévu
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des élêmente de réglage de l'atmosphère, comme par exemple des conduits 34 et 36. Se réglage du 'transfer't du tauillarà comporte également un régulateur doe pertes de o.ne.J.\1r-f -a godctte 26 peut stre oaluelfugèe dans ce but et peut sempox# ter un régulateur de oh&lour 38.

La température du iduil1ari 16 mesurée par les détouteurs thermométriques 40 ec 42 eet maintenue à environ 53800 ou plus, Le feaillard 16 )asae Bar le rouleau submergé 32 et Be dirige vers la zone d galvano-- sation refroidie 44. Après son passage dans la zone 44, le feuillard traverse un régulateur de revêtement 46 et arrive sur un rouleau supérieur 48,
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Pour résimer la forme de réal:l.ee.tion décriée jt;;... qu'ù présent, le fe tt est chauffé dans ;me ohaîne àe fabrication continue à eze <, 53& 0 ou plus Le t'euilla.1."d ont transféré de l'appareil de C!li....:t':tage dans iuie cave 116 revêtement en traversant 'me atmosphère .gM 'et il est 1-,%. traduit dans le bain de galvanisation en fusion h envlton 538 0 ou. plus. On maintient la température du bai.;, ".fi".!.") .U1.. viron 482 et 510 0.

Toutes ces opération;! contiMit..i. ±v3-= gler la formation d'alliage entre la sine 6.u. tain et le fe du feuillard pendant que ce dernier est submergâ au-dessous

de la surface du bain.

La formation de l'alliage fer-zine est contrôlée quantitativement par un réglage des facteurs thermiques pour obtenir des poids de revêtement d'environ 45 à 108 g par m2 de chaque surface du feuillard. En ce qui concerne le contrôle qualitatif de la formation de l'alliage, les facteurs impliqués sont notamment le maintien du feuillard hors de contact d'une atmosphère oxydante, le contrôle de la tempe- rature et l'achèvement pratique de la formation de l'alliage avant tout contact avec une atmosphère oxydante.

A la figure 2, après le passage du feuillard autour d'un rouleau submergé 50, le feuillard revêtu d'un alliage de fer et de zinc 52 arrive dans une zone refroidie 54 du bain. Quatre éléments 56, 58, 60 ot 62 servent à refroidir le bain de galvanisation dans la zone 54 et à régler la tem- pérature dans cette zone. Les détails d'un dispositif appro- prié pour le refroidissement du bain font l'objet de la de- mande de brevet français N 64 661 du 8 Juin 1966, au nom de la même Demanderesse.

Brièvement, ce procédé consiste à ins- taller un ou plusieurs conduits de circulation d'un fluide de refroidissement à proximité du trajet du feuillard dans le bain, à l'endroit très proche de la sortie du bain, et ces conduits servent à refroidir une partie du bain qui correspond à une zone proche de la sortie du feuillard de celui-ci.

La zone refroidie est maintenue à une température d'environ 450 à 460 0, des écarts au-dessous de cette gamme étant possibles avec certaine produits. De toute façon, on ne refroidit pas habituellement la zone au-dessous de 427 0

et on peut utiliser une température d'environ 438 C lorsque les exigences de refroidissement le justifient, c'est-à-di- re pour des feuillards plus épais par exemple. Le restant du bain 56 est maintenu à une température d'environ 482 à 510 C
Un rôle important du dispositif de refroidissement dans le bain de galvanisation consiste à refroidir le bain fondu qui est applique au feuillard revêtu d'un alliage de fer et de zinc et à refroidir l'acier de base.

De cette fa- çon, la formation de l'alliage fer-zinc est terminée avant le contact entre le feuillard revêtu et l'atmosphère envi- ronnante.

Une fois la formation de l'alliage fer-sine termi- née, il convient d'exposer le revêtement sous forme d'une surface déjà finie du produit, A la sortie de la zone re- froidie 54 de galvanisation, le feuillard 52 reçoit un rave- tement intérieur d'un alliage fer-zino et un revêtement ex- térieur de bain de galvanisation, L'alliage fer-zino est ob- tenu à la surface terminée du produit en réglant avec préoi- sion l'enlèvement du bain de galvanisation fondu à partir du revêtement solide d'alliage de fer et de zinc.

Cet enlèvement est réglé par deux ajutages 66 et 68 qui éjectent un courant gazeux formant une barrière, et cette barrière gazeuse per- met, selon une variante de l'invention, d'enlever le bain de galvanisation entièrement des deux surfaces du feuillard recouvert de l'alliage ter-zinc.

La barrière gazeuse ou les jeta de réglage du revê- tement ainsi que le procédé utilisé permettent d'envoyer un gaz chaud contre le feuillard en mouvement pour former ainsi une véritable barrière au passage du revêtement fondu. On ne connaît pas jusqu'à présent d'autres appareils ou procédés

satisfaisants sur le plan pratique pour enlever sensiblement la totalité du bain fondu dans le cadre d'une chaîne de production industrielle. L'alliage do fer et de zinc appa- raît sur toute la surface du feuillard après son passage a travers la barrière gazeuse.

Des rouleaux mécaniques, des raclettes ou autres éléments d'essuyage qu'on utilise à l'heure actuelle laissent des marques sur le feuillard ain- si que des taches du zinc de galvanisation, ce qui oblige la mise au rebut de produite et la formation sur ces derniers d'un revêtement irrégulier, tandis que le présent procédé et appareil avec barrière gazeuse permettent d'obtenir une sur- face d'alliage de fer et de zinc , exempte de zinc de galvani- satî0nt uniforme et avec un fini lisse,
L'appareil de refroidissement du bain remplit d'au-' très fonctions importantes,

par exemple la dissolution du fer réducteur dans le zinc de galvanisation appliqué au feuillard 52. A sa sortie de la zone 54, la température du sine de galvanisation sur le feuillard 52 est égale ou voi- sine de celle de la zone 54. Si cette zone contenait un bain de galvanisation à température élevée, la dissolution du fer et la formation du laitier auraient pour effet d'empêcher la production d'un revêtement lisse comme on le fait selon l'invention. En l'absence d'un tel refroidissement, la sur- face obtenue serait granuleuse et régulière et d'une façon générale inacceptable, et en outre, il serait difficile de maintenir le restant du bain à la température requise pour la fermation de l'alliage désiré,

Avec certaines épaisseurs du feuillard, surtout avec des épaisseurs faibles, il convient d'ajouter de la aleur au bain à partir d'une ou plusieurs sources

extérieures, comme par exemple, le dispositif de chauffage 63, On peut maintenir la température du bain à la valeur désirée d'environ 482 à 510 C en agissant sur le régulateur 64 qui peut être automatiquement synchronisé avec la tempéra- ture du feuillard et/ou la température du bain de galvanisa- tion,

La teneur en fer dans l'alliage de ter-zinc qu'on obtient selon l'invention varie de 10 à 15% environ du poids de l'alliage. Les essaie de corrosion sur le nouveau revête- ment du feuillard selon l'invention permettent de placer ce produit au-dessus de tous les autres revêtements connus de ce type ayant des poids égaux ou supérieurs. Les essais de pulvérisation saline de plus de 100 heures et jusqu'à 165 heures ont pu être effectués sans apparition de rouille. On pense qu'un feuillard d'acier portant un revêtement pesant 162 g/m2 obtenu selon l'invention est équivalent à un feuil- lard portant un revêtement de 456 g/m2 obtenu par une galva- nisation classique.

Le nouveau revêtement est uniforme et très lisse.

Aucune rugosité de surface qui est courante sur des produits galvanisée classiques n'est présente avec le produit de l'invention. Le rev @ment est adhérent sur toute sa profon- deur, est solide et n'er @as poudreux, L'adhérence du revêtement est excellente. On peut former le revêtement sur toute l'étendue du métal de base sans aucune fissuration et sans émiettement. Tous les essaie normalisés, comme par exemple l'essai 'Lock-sear' de Pittsburgh, ont pu être effectués sur ce produit sans dété- riorer l'adhérence des revêtements.

De plus, le produit revêtu se soude aussi bien

, que l'acier non revêtu. Tous les essais normalisés de scoudage ne font ressortir qu'une faible différence on même pas de différence entre les aptitudes au soudage de ce produit et de l'acier non revêtu.. On n'observe aucun des inconvénients d'accumulation sur les pointes des électrodes, qui sont presque toujours présente quand on soude des aciers revêtus.

La soudure par pointe est plue facile grâce à une concentra- tion plus rapide de chaleur qu'avec des aciers revêtus clas- siques.

De plus, après sa production sur la chaîne de fabri- cation, ce nouveau produit revêtu est apte à recevoir les traitements classiques de peinture et d'enduisage qu'on pra- tique sur les aoiers laminés à froid, de aorte qu'on peut façonner le produit conjointement avec les produits de lami- nage à froid. Un autre avantage du présent produit est son aptitude aux traitements thermiques. Par exemple, quand on produit des.matériaux d'emboutissage pour l'industrie auto- mobile, on peut chauffer le présent produit jusqu'à 538 C ou même au-dessus sans endommager la protection offerte par le revêtement et sans endommager le revêtement lui-même.

La ! température de fusion de cet alliage de revêtement est supé- rieure à 538 C,
Un feuillard d'acier à revêtement "différentiel" constitue un autre produit remarquable qu'on peut obtenir par l'invention. A la sortie du feuillard de la zone refroi- die de galvanisation, on utilise les jets gazeux pour enlever entièrement le zinc d'une surface du feuillard et pour ré- gler le poids du revêtement galvanisé sur l'autre surface. du feuillard recouvert avec l'alliage de fer et de zinc.

Un mince revêtement réglé de zinc de galvanisation sur un côté :

du feuillard recouvert avec l'alliage de fer et de zinc est obtenu, et il présente une surface lisse et brillante,
Le revêtement de la surface intérieure de l'allia- ge de fer-zinc dans le produit à revêtement "différentiel" est tel qu'il a été décrit. En d'autres termes, son poids est d'environ 45 à 108 g par m2 de surface de l'alliage fer- zine. On obtient un revêtement de galvanisation d'environ 30,4 à 152 g/m2 sur une surface du produit, tandis que son autre surface reste recouverte avec l'alliage de fer-zinc.

Pour ce résultat, on peut régler la pression du gaz chaud d'alimentation de l'ajutage 66 de façon à enlever tout le revêtement d'une surface du feuillard 52 et on peut régler 'la pression gazeuse de l'autre ajutage 68 de façon à lais- ser une quantité réglée de revêtement de galvanisation.

Le fini de galvanisation sur un tel produit à re- vêtement différentiel est exceptionnellement lisse pour un produit galvanisé. La rugosité qui apparaît en raison des zones marginales pailletées est ioi entièrement supprimée.

On pense que ce caractère exceptionnellement lisse est dû en grande partie à la minceur du revêtement de galvanisation, Un revêtement aussi mince est possible par nuit* du refroi- - dissement d'une partie du bain, comme il a été déorit. En l'absenoe d'un tel refroidissement, un revêtement mince for- merait un alliage à un degré indésirable, après sa sortie de l'appareil de réglage du revêtement et lors de son contact avec l'atmosphère.

Naturellement, les divers prooédés, structures et produite qui ont été décrits ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs et peuvent reoevoir diverses va- riantes sans sortir du cadre de l'invention,

Claims

R E S U ME A- Procède continu de production d'un feuillard d'acier revêtu d'un alliage de fer et de zinc, caractérisé par les pointa suivants séparément ou en combinaisons 1) On chauffe le feuillard d'acier à une température sensiblement supérieure à la température de fusion du zinc de galvanisation; on introduit le feuillard chauffé dans un bain de galvanisation en fusion de facon à ajouter de la chaleur au bain de galvanisation fondu, ce bain de galvanisa- tion étant maintenu à une température d'environ 482 à 510 C;

on forme un revêtement d'alliage fer-zinc sur le feuillard en submergeant le feuillard ohaud au-dessous de la surface du sain de galvanisation en fusion; on fait avancer le feuil. lard chaud à travers le bain de galvanisation vers la sor- tie de celui-ci tout en le conservant Au-dessous de la sur- face du bain; on refroidit une partie du zinc de galanisation fondu près de la sortie du bain à une température d'environ 449 à 460 C; on fait avancer le feuillerd à travers cette zonée refroiie;

on fait sortir le feuillard du bain de galva- nisation après qu'il a traversé la zone refroidie, le feuil- . lard portant un revêtement intérieur d'alliage de zinc et de. fer et un revêtement extérieur de zinc de galvanisation; et on envoie du gaz sous pression contre le feuillard d'acier après sa sortie du bain de galvanisation afin d'enlever tout le zinc fondu de galvanisation de la surface recouverte par l'alliage de fer et de zinc.

2) On chauffe initialement le feuillard à 538 C environ ci plus et on maintient le bain de galvanisation à une température d'environ 477 à 500 C 3) On refroidit la zone de sortie du bain à <Desc/Clms Page number 12> environ 449 à 460 C en effectuant ce refroidissement à proxi- mité immédiate du trajet du feuillard, 4) Après avoir chauffe le feuillard à. une tempéra- ture d'environ 538 C ou. plus, on le fait entrer dans le bain de galvanisation à cette même température.

5) On refroidit la zone de sortie du bain à une température d'environ 427 à 460 C 6) On introduit le feuillard dana un bain de gal- vanisation chauffe à une température supérieure à 480 C et on forme un revêtement d'alliage de fer et de zinc d'un poids d'environ 91 à 212 g par m2 de surface du feuillard.

7) Pour produire un feuillard d'acier revêtu, d'un alliage de fer et de zinc, on forme sur le feuillard un re- vêtement d'alliage de fer et de sine ayant un poids d'envi- ron 182 g par m2 de feuillard,en effectuant cette opération hors de contact d'une atmosphère oxydante.

8) Pour obtenir sur le feuillard un revêtement dit-' férent sur les deux faces, on envoie contre le feullard après sa sortie du bain de galvanisation un jet gazeux pour enlever le revêtement de galvanisation fondu d'une face du produit et en même temps on règle le poids du revêtement de galvanisation sur la @conde face du produit..

9) On forme dans le bain sur le feuillard un revê- tement d'un alliage de fer et de zine ayant un poids compris entre environ 45,5 et 91 g par m2 de chaque surface du feuil- lard, et on règle ultérieurement le poids du revêtement de galvanisation sur la seconde surface de feuillard de façon que le revêtement combine d'alliage de zinc-fer et de zinc de galvanisation soit compris entre environ 121 et 182 g/m2.

B - Appareil de revêtement d'un feuillard continu. <Desc/Clms Page number 13> permettant la production d'un feuillard d'acier revêtu d'un alliage de fer et de zinc, caractérisé par les points sui- vante séparément ou en combinaison : 1) Il comprend un dispositif pour chauffer le feuillard à une température d'environ 538 C ou au-dessus; une cuve de galvanisation par immersion à chaud comprenant un bain fondu de zinc de galvanisation;

un dispositif pour faire passer le feuillard d'acier chaud à travers une atmes- phère non oxydante jusqu'au bain de galvanisation, compre- nant un moyen pour maintenir la température du feuillard aux alentours de 538 C un dispositif pour submerger le feuil- lard chaud au-.dessous de la surface du bain de galvanisation; un dispositif pour déplacer le feuillard à travers le bain de galvanisation; des éléments pour refroidir une partie de ce bain de galvanisation pour obtenir une zone plus froide qui est à une température d'environ 449 à 460 C; un méoanis- me pour faire sortir le feuillard de oe bain de galvanisa- tion après son passage dans la zone refroidie, le feuillard portant alors un revêtement intérieur d'un alliage de fer et de zinc et un revêtement extérieur de zinc de galvanisa- tion;

et des moyens pour envoyer du gaz sous pression contre le feuillard revêtu pour enlever le revêtement de galvanisa- tion fondu de la couche d'alliage de fer et de zinc.

2) Pour obtenir un feuillard portant un revêtement différent sur ses deux faces, on utilise un dispositif qui envoie un jet gazeux sous pression contre une surface du feuillard revêtu pour enlever le revêtement de galvanisation de cette surface, et un autre dispositif qui permet de ré- gler le poids du revêtement de galvanisation sur l'autre surface du feuillard revêtu. <Desc/Clms Page number 14> c- A titre de produit industriel nouveau, un feuil- lard d'acier revêtu., caractérise par les points suivante séparément ou en combinaisons : 1) Il porte un revêtement extérieur uniforme d'un alliage de fer et de zinc qui a été obtenu hors de contact aveo une atmosphère oxydante et dont le poids total est com- pris entre 91,2 et 228 g environ par m2 de feuillard.

2) Le revêtement présente un fini uniforme, lisse et terne, aveo une teneur en fer dans l'alliage d'environ 10 à 15 % du poids total de l'alliage, 3) Le revêtement est différentiel, o'est-à-dire qu'il oonsiste en une couche d'alliage de fer et de zinc sur les deux surfaces du feuillard et une couche uniforme de zinc de galvanisation sur une surface seulement du feuil- lard revêtu avec cet alliage, le poids de l'alliage fer-zinc sur chaque surface du feuillard étant compris entre environ 45 et 108 g par m2 de surface.

4) Le revêtement de galvanisation sur une face du produit est uniforme et présente un fini brillant et paille- té.

5) Le poids de la couche de galvanisation sur une surface du produit est d'au moine 34,4 g par m2 de surface galvanisée, 6) Le poids de la oouohe de galvanisation est com- pris entre environ 30,4 et 152 g par m2 de surface.