Procédé et dispositif pour déplacer en continu un élément flexible en forme de bande ou de fil d'un matériau solide dans un bain de traitement. Beaucoup d'industries, et entre autres les industries métallurgiques, utilisent. comme matières premières des produits solides semi- ouvrés qui leur sont livrés en bandes flexi bles de grande longueur. feuiillard,s et fils, par exemple.
On désignera ci-après, sous le terme générique de bande , aussi bien une bande plane ou profilée qu'un fil d'un matériau so lide. On envisagera. le cas où ladite bande ayant une grande longueur présente une flexi bilité suffisante pour qu'on puisse l'enrouler sur un support sous forme de spirale ou de couronne, ou lui donner toute autre disposi tion que l'on qualifiera. de. serrée , suscepti ble de diminuer son encombrement sans nuire aux qualités exigées du matériau qui consti tue la. bande.
Cette disposition serrée, favorable au ma gasinage, au transport et à la manutention, se prête mal à certains traitements préalables du matériau: un traitement de surface par exemple, tel que le .décapage de feuillards li vrés en couronnes, est difficile à réaliser dans de bonnes conditions en opérant sur ces cou ronnes mêmes.
En effet, les spires .des cou ronnes étant jointives, il est indispensable de les écarter pour que les solutions d e décapage pénètrent entre ces spires. Malgré les dispo sitions prises clans ce but (ondulation des spires, cales intercalaires...), il subsiste tou jours des contacts entre :spires et, par suite, des taches de calamine préjudiciables au trai tement ultérieur du métal.
Aussi, .chaque fois qu'un décapage parfait est exigé par les opérations ultérieures (lami nage à froid, fabrication de tubes soudés, etc.), on déroule la. couronne de feuillard, et on fait parcourir à l'axe de la bande dévelop pée une trajectoire sensiblement linéaire plane qui passe à travers les différents bains de traitement.
Ce procédé de déplacement continu de la bande, que l'on peut qualifier de passage en continu à trajectoire linéaire plane, peut. être appliqué pour faire passer la bande dans des chambres aussi bien que dans des bains de traitement. Il présente l'inconvénient d'exiger un grand développement en longueur des installations de traitement et des construe- tions qui les abritent..
Dans le cas du décapage, par exemple, si le métal doit rester en contact cinq minutes avec le bain liquide, et si la capacité de pro duction .doit être de 7.0 mètres à la, minute, lia cuve devra avoir une longueur @minimLun de 10 X 5 = 50 mètres. De telles installations sont, par le seul fait de leurs dimensions, très coûteuses, car elles nécessitent des cuves de construction spéciale et de vastes bâtiments.
La présente invention a. pour but de pal lier les inconvénients précités. Elle a pour objet un procédé pour obtenir, à travers un bain de traitement, le passage continu d'un élément flexible en forme de bande ou de fil d'un matériau solide devant subir un traite ment, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on déplace l'élément flexible suivant un trajet de forme générale hélicoïdale en le poussant à l'entrée .du bain et en le tirant. à. la sortie du bain.
L'invention a. également pour objet un appareil pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention, caractérisé par un méca- nisme déroulant l'élément à traiter et lui don nant la forme générale d'-une hélice, ce mé- eanisme poussant ledit élément à travers le bain de traitement.,
par un support placé au- dessus du bain et supportant les boucles de l'hélice, et. par Lui mécanisme de traction placé à la sortie du bain et tirant l'élément hors de ce bain. Outre l'économie procurée par la.
réduction de l'importance des installations de traite ment des produits semi-ouvrés en bande, on verra que l'invention procure d'autres avan tages en examinant à nouveau le cas envisagé ci-dessus d'un traitement par immersion .dans un bain durant cinq minutes et pour une pro duction de 10 mètres à la minute.
Si la bande suit une trajectoire hélicoïdale dont le pas est de 0,10 m et le .diamètre de 1,60 m, et si des deux tiers ( ,(a) .du développement de l'hé lice sont immergés pour une longueur de cilve de 0,10 m, la partie immergée aura une Ion- gueur de 3,14 X<B>1,60</B> X 2;3 = 3,35 m environ.
En d'autres termes, avec le procédé selon l'invention, une longueur de .cuve de 1 m peut suffire à immerger 33,50 m de feuillard, et une cuve de 1,50 m de longueur suffira là où il fallait lune cuve de 50 m -de longueur avec l'ancien procédé de passage continu à trajectoire linéaire plane.
Il en résulte une diminution :des pertes en calories ou des pertes par évaporation du pro duit traitant., par suite de la réduction des surfaces de rayonnement, d'évaporation, des fuites moindres sur une longueur réduite, et de plus grandes facilités pour isoler l'instal lation de l'atmosphère ambiante.
Un autre avantage que permet d'atteindre le procédé selon l'invention, et qui ressort par ticulièrement dans le cas des feuillards dis posés en spirale, est une diminution de l'ef fort nécessaire pour entraîner la bande; le mécanisme d'entraînement peut être allégé et sa puissance motrice diminuée par rapport à ce qu'il doit être dans le cas d'une trajectoire linéaire plane. Enfin, le métal peut subir une déformation et, par suite, un écrouissage moindres; de plus, l'entrée et. la sortie de la.
bande dans la. cuve ou la chambre de traite ment peuvent se faire sans déviation no-, table, ce qui n'est pas le cas dans le procédé à trajectoire linéaire plane.
On va. décrire maintenant, à titre des pos sibilités de mise en couvre de l'invention, sans aucun caractère !imitatif de la portée de celle- , ci, -une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention prise comme exemple et repré- sentée sur le dessin schématique annexé sur lequel La. fig. 1 est. une vue en plan d'une instal- lation pour le décapage de feuillards d'acier.
La fi-. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II .de la. fig. 1.
La fie. 3 est une vue en élévation suivant III-III de la. fig. l., montrant le dispositif, de tête qui entraîne le feuillard à traiter.
La fit. 4 est une vite montrant le profil des galets d'entraînement. de tête du dispositif de la. fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale montrant , une variante du dispositif d'entraînement intermédiaire de la. bande décrivant un tra jet hélicoïdal.
La fi-. 6 est une vue en bout du dispositif de la fig. 5.
L'installation de décapage de feuillards comporte, comme d'habitude, trois cuves A, B, C qui contiennent. respectivement: un bain acide (en général acide sulfurique), un bain basique (en général solution de chaux) s et un bain de lavage (en général eau).
La couronne 1 de feuillard F est montée sur un dévidoir 2 et peut tourner librement autour d'un axe 2' supporté par un bâti 3. Un moteur 11 électrique fait. tourner, par l'intermédiaire d'un mécanisme enfermé dans uni carter 4, deux galets 5-5' extérieurs à profils concave et convexe superposés et mon tés sur des axes 6-6' qui traversent le car ter 4.
Deux galets 7 cylindriques sont montés sur des axes 8 qui traversent le carter 4, et l'un ait moins de ces galets est entraîné par le moteur JI, l'autre étant alors fou autour de son axe. Un galet 9 est, monté fou sur un axe 10 tourillonné dans le carter 4.
Des volants V-V'-V" permettent de ré jler le serrage mutuel des galets 5-5', des ga lets 7 et la position du galet 9 qui détermine la courbure de la boucle H hélicoïdale.
L'ensemble du carter 4 et de son méca nisme est analogue au type de machine cou ramment utilisé pour la fabrication des garde- boue et des jantes de cycle. Sous l'action de ce mécanisme, le feuillard F forme une boucle d'hélice H dont la rigidité est assurée par le cambrage transversal .donné au feuillard F par les galets 5--5'. L'hélice H est supportée à sa partie supérieure par un arbre 11 tou- rillonné dans des supports 7.2 placés à cha que extrémité des bacs.
Cet arbre 11 doit. tourner à la. même vitesse périphérique que celle à laquelle se déplace l'hélice qu'il sup porte.
Des barreaux 13 sont placés transversale ment au-dessus des cuves et fixés à intervalles convenables sur les bords 14 longitudinaux desdites cuves. Les barreaux 13 maintiennent les boucles (le l'hélice H à écartement conve nable; les parois transversales des cuves peu vent être protégées contre l'usure par une barre 15 amovible.
A la sortie du bac C, le feuillard est en gagé sur un galet 9 et -des galets 5-5', 7-7 portés par un carter ;l' analogue au carter 4 de tête et actionné par un moteur D'l' électri que; on engage le feuillard sur un dévidoir ?" analogue au précédent, mais ce dévidoir tourne autour de son axe sous l'action d'un moteur lI" électrique;
16 désigne un disposi tif d'entraînement par glissement clé manière il maintenir une tension constante sur le feuil- lard F s'enroulant sur une .couronne montée sur l'axe du dévidoir 2".
On petit utiliser un seul moteur H et une liaison mécanique pour entraîner le méca nisme des machines 4-4'. L'arbre 11 peut être entraîné par tout moyen convenable, no tamment par une courroie 17 croisée., étant donné qu'il ne transmet qu'un faible effort, son mouvement ayant surtout pour but d'évi ter un frottement, nuisible.
Dès que le feuillard F est dégagé de la couronne 1 et qu'on l'a engagé entre les ga lets 7-7 et<B>5-5'</B> après avoir réglé la position clu galet 9 qui donne la courbure, le moteur JI étant en marche, l'hélice<I>II</I> se forme; on engage l'extrémité de cette hélice entre les barres 13 successives et, on aide par une ma noeuvre convenable le passage des rebords 7.5 des cuves; le feuillard, malgré sa cambrure, se prête facilement à une variation du. pas de l'hélice décrite.
Puis, le moteur 11I' étant mis en marche, on engage l'extrémité de l'hélice entre las galets de la machine 4'; enfin, après avoir arrêté s'il le faut les moteurs 31 et 3F, on fixe le feuillard sur sa couronne d'enrou lement portée par le dévidoir 2" et l'on met en marelle les différents moteurs 11",<I>11', M.</I>
Lorsque la. couronne 1 est complètement. déroulée, on arrete les différents moteurs et l'on peut mettre une deuxième couronne dont l'extrémité libre peut être accrochée par tort moyen convenable à, l'extrémité terminale de la première couronne déroulée. Après remise en marche des moteurs, on peut ainsi saris manipulation engager la nouvelle couronne en hélice à travers les trois bacs -4, B, C.
Il suffit d'interrompre la marche à. nouveau pour enlever la couronne l' du .dévidoir 2" après avoir séparé l'extrémité terminale du feuillard de la première .couronne de l'extré mité libre dit feuillard de la deuxième cou ronne. On opère ensuite pour cette deuxième couronne comme précédemment.
Dans eerta.ins cas, il peut être avantageux de conserver 1a cambrure du feuillard après traitement; les galets de la machine 4' sont alors prévus en conséquence. De même, i1 peut être avantaeux de lie pas enrouler en cou- Il ronne le feuillard qui vient d'être traité si cela. facilite les opérations ultérieures aux quelles il .doit être soumis.
Dans une variante du procédé (voir fig. 5 et<B>6),</B> on évite .de cambrer le feuillard; les galets 5-5' sont alors remplacés par .des ga lets -cylindriques. Le dispositif d'entraînement de l'hélice H par l'arbre 11 est alors complété par l'adjonction de deux arbres 18 que l'on entraîne en sens inverse du sens de rotation de l'arbre 11 par tout moyen de transmission convenable.
Les arbres 18 portent des joues 19 entre lesquelles sont. disposés des galets 20 qui reposent. librement. de tout leur poids sur l'hélice H du feuillard à l'aplomb de l'arbre Il.; ces galets 20 sont .entraînés en rotation par les arbres 18 sur lesquels ils reposent éga lement et à une vitesse périphérique légère ment supérieure à celle de l'arbre 11.
Il est bien entendu que l'on peut apporter au mode de réalisation décrit divers change ments, perfectionnements ou additions, ou remplacer certains dispositifs par .des dispo sitifs équivalents sans altérer pour cela l'éco nomie générale de l'invention. C'est ainsi que l'on peut disposer un couvercle, en éléments démontables, clans le but de diminuer les per tes par évaporation du bain; ce couvercle peut, en même temps foi-mer racleur pour évi ter un entraînement de liquide par les por tions non immergées de la bande hélicoïdale.
Par l'expression en foi-me générale d'hé lice , on doit entendre une courbe gauche pré sentant des boucles successives dont le pas et. le rayon peuvent être variables.
A method and device for continuously moving a flexible strip or wire-shaped member of a solid material in a treatment bath. Many industries, and among others the metallurgical industries, use. as raw materials solid semi-finished products which are delivered to them in flexible bands of great length. strip, s and wires, for example.
Hereinafter, under the generic term of strip, both a flat or profiled strip and a wire of a solid material will be designated. We will consider. the case where said strip having a great length has sufficient flexibility so that it can be wound on a support in the form of a spiral or a crown, or give it any other arrangement which will be qualified. of. tight, likely to reduce its bulk without harming the required qualities of the material which constitutes it. bandaged.
This tight arrangement, favorable to storage, transport and handling, does not lend itself well to certain preliminary treatments of the material: a surface treatment for example, such as the stripping of strips wrapped in rings, is difficult to achieve in good conditions by operating on these very crowns.
Indeed, the turns .des crowns being contiguous, it is essential to separate them so that the pickling solutions penetrate between these turns. Despite the arrangements made for this purpose (corrugation of the turns, spacers, etc.), there is always contact between: turns and, as a result, scale spots detrimental to the subsequent processing of the metal.
Also, each time a perfect pickling is required by the subsequent operations (cold rolling, manufacture of welded tubes, etc.), it is carried out. ring of strip, and the axis of the developed strip is made to travel on a substantially linear plane path which passes through the various treatment baths.
This method of continuous movement of the strip, which can be described as continuous passage with a flat linear path, can. be applied to pass the tape through chambers as well as treatment baths. It has the drawback of requiring a large development in length of the treatment installations and the buildings which house them.
In the case of pickling, for example, if the metal is to remain in contact with the liquid bath for five minutes, and if the production capacity is to be 7.0 meters per minute, the tank should have a minimum length of 10 X 5 = 50 meters. Such installations are, by the sole fact of their size, very expensive, since they require specially constructed tanks and large buildings.
The present invention a. for the purpose of alleviating the aforementioned disadvantages. It relates to a process for obtaining, through a treatment bath, the continuous passage of a flexible element in the form of a strip or wire of a solid material to undergo treatment, said process being characterized in that the flexible element is moved along a path of generally helical shape by pushing it to the inlet of the bath and pulling it. at. out of the bath.
The invention a. also for object an apparatus for the implementation of the method according to the invention, characterized by a mechanism unwinding the element to be treated and giving it the general shape of a helix, this mechanism pushing said element through the treatment bath.,
by a support placed above the bath and supporting the helix loops, and. by Him a traction mechanism placed at the exit of the bath and pulling the element out of this bath. In addition to the savings provided by the.
reduction of the importance of the processing installations of semi-finished products in strip, it will be seen that the invention provides other advantages by examining again the case envisaged above of a treatment by immersion in a bath. for five minutes and for a production of 10 meters per minute.
If the belt follows a helical path with a pitch of 0.10 m and a diameter of 1.60 m, and if two-thirds (, (a). Of the development of the propeller are submerged for a length of cilve of 0.10 m, the submerged part will have an Ion- ity of 3.14 X <B> 1.60 </B> X 2; 3 = 3.35 m approximately.
In other words, with the method according to the invention, a tank length of 1 m may be sufficient to submerge 33.50 m of strip, and a tank 1.50 m in length will suffice where it is necessary to have a tank. 50 m in length with the old continuous passage process with a flat linear path.
This results in a reduction: losses in calories or losses by evaporation of the treating product., As a result of the reduction of the surfaces of radiation, of evaporation, less leaks over a reduced length, and greater facilities for isolating the installation of the ambient atmosphere.
Another advantage which the method according to the invention makes it possible to achieve, and which emerges in particular in the case of strips arranged in a spiral, is a reduction in the ef fort necessary to drive the strip; the drive mechanism can be lightened and its driving power reduced compared to what it should be in the case of a flat linear trajectory. Finally, the metal can undergo less deformation and, consequently, less work hardening; in addition, the entrance and. the exit of the.
strip in the. the tank or the treatment chamber can be done without significant deviation, which is not the case in the planar linear path method.
We go. describe now, by way of the possibilities of implementing the invention, without any imitative of the scope thereof, -an embodiment of the apparatus according to the invention taken as an example and shown - shown in the accompanying schematic drawing on which Fig. 1 is. a plan view of a plant for pickling steel strip.
The fi-. 2 is a sectional view along the line II-II .de la. fig. 1.
The fie. 3 is an elevational view along III-III of the. fig. l., showing the head device which drives the strip to be treated.
The fit. 4 is a quick view showing the profile of the drive rollers. head of the device. fig. 3.
Fig. 5 is a vertical section showing a variant of the intermediate drive device of the. band describing a helical path.
The fi-. 6 is an end view of the device of FIG. 5.
The strip stripping installation comprises, as usual, three tanks A, B, C which contain. respectively: an acid bath (generally sulfuric acid), a basic bath (generally lime solution) and a washing bath (generally water).
The ring 1 of strip F is mounted on a reel 2 and can rotate freely around an axis 2 'supported by a frame 3. An electric motor 11 is produced. turn, by means of a mechanism enclosed in the housing 4, two 5-5 'external rollers with concave and convex profiles superimposed and mounted on 6-6' pins which pass through the housing 4.
Two cylindrical rollers 7 are mounted on axes 8 which pass through the housing 4, and one of these rollers is driven by the JI engine, the other then being idle around its axis. A roller 9 is mounted idle on a pin 10 journalled in the housing 4.
Handwheels V-V'-V "make it possible to adjust the mutual tightening of the rollers 5-5 ', of the rollers 7 and the position of the roller 9 which determines the curvature of the helical loop H.
The whole of the casing 4 and its mechanism is analogous to the type of machine commonly used for the manufacture of fenders and cycle rims. Under the action of this mechanism, the strip F forms a helical loop H, the rigidity of which is ensured by the transverse camber. Given to the strip F by the rollers 5--5 '. The propeller H is supported at its upper part by a shaft 11 twisted in supports 7.2 placed at each end of the tanks.
This tree 11 must. turn to. same peripheral speed as that at which the propeller it supports moves.
Bars 13 are placed transversely above the tanks and fixed at suitable intervals on the longitudinal edges 14 of said tanks. The bars 13 maintain the loops (the propeller H with suitable spacing; the transverse walls of the tanks can be protected against wear by a removable bar 15.
On leaving tank C, the strip is secured to a roller 9 and rollers 5-5 ', 7-7 carried by a casing; the analogous to the head casing 4 and actuated by a motor D'l' electric; the strip is engaged on a reel? "similar to the previous one, but this reel rotates around its axis under the action of an electric motor;
16 designates a key sliding drive device so as to maintain a constant tension on the strip F winding on a crown mounted on the axis of the reel 2 ".
We can use a single motor H and a mechanical link to drive the mechanism of machines 4-4 '. The shaft 11 can be driven by any suitable means, in particular by a crossed belt 17, given that it transmits only a small force, its movement having the main purpose of avoiding harmful friction.
As soon as the strip F is released from the crown 1 and has been engaged between the gaets 7-7 and <B> 5-5 '</B> after having adjusted the position of the roller 9 which gives the curvature , with the JI engine running, the propeller <I> II </I> is formed; the end of this helix is engaged between the successive bars 13 and, by a suitable maneuver, the passage of the rims 7.5 of the tanks is helped; the strip, despite its camber, easily lends itself to a variation of. pitch of the propeller described.
Then, the engine 11I 'being started, the end of the propeller is engaged between the rollers of the machine 4'; finally, after having stopped if necessary the motors 31 and 3F, one fixes the strip on its winding ring carried by the reel 2 "and one puts in hopscotch the various motors 11", <I> 11 ', M. </I>
When the. crown 1 is completely. unwound, we stop the various motors and we can put a second crown whose free end can be hooked by wrong means suitable to, the terminal end of the first unwound crown. After restarting the engines, it is thus possible without manipulation to engage the new helical ring gear through the three tanks -4, B, C.
Just stop walking at. again to remove the crown l 'of the .deliver 2 "after having separated the terminal end of the strip of the first crown from the free end called the strip of the second crown. The operation is then carried out for this second crown as before.
In this case, it may be advantageous to retain the camber of the strip after treatment; the rollers of the machine 4 'are then provided accordingly. Likewise, it may be advantageous not to wind up in a crown. The strip which has just been treated if that is the case. facilitates subsequent operations to which it must be subjected.
In a variant of the process (see fig. 5 and <B> 6), </B> one avoids .de arching the strip; the rollers 5-5 'are then replaced by .des -cylindriques ga lets. The device for driving the propeller H by the shaft 11 is then completed by the addition of two shafts 18 which are driven in the opposite direction to the direction of rotation of the shaft 11 by any suitable transmission means.
The trees 18 have cheeks 19 between which are. arranged rollers 20 which rest. freely. with all their weight on the helix H of the strip directly above the shaft II .; these rollers 20 are driven in rotation by the shafts 18 on which they also rest and at a peripheral speed slightly greater than that of the shaft 11.
Of course, various changes, improvements or additions can be made to the embodiment described, or certain devices can be replaced by equivalent devices without thereby altering the general economy of the invention. Thus it is possible to have a cover, in removable elements, with the aim of reducing losses by evaporation of the bath; this cover can, at the same time faith-mer scraper to avoid entrainment of liquid by the non-submerged portions of the helical strip.
By the expression in general faith of helix, one should understand a left curve presenting successive loops including the pitch and. the radius can be variable.