WO1992006231A2 - Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation - Google Patents

Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation Download PDF

Info

Publication number
WO1992006231A2
WO1992006231A2 PCT/BE1991/000071 BE9100071W WO9206231A2 WO 1992006231 A2 WO1992006231 A2 WO 1992006231A2 BE 9100071 W BE9100071 W BE 9100071W WO 9206231 A2 WO9206231 A2 WO 9206231A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
bath
pickling
baths
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/BE1991/000071
Other languages
English (en)
Other versions
WO1992006231A3 (fr
Inventor
René BRANDERS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Le Four Industriel Belge SA
Original Assignee
Le Four Industriel Belge SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Le Four Industriel Belge SA filed Critical Le Four Industriel Belge SA
Priority to EP91916209A priority Critical patent/EP0560771A1/fr
Priority to US08/039,084 priority patent/US5449447A/en
Publication of WO1992006231A2 publication Critical patent/WO1992006231A2/fr
Publication of WO1992006231A3 publication Critical patent/WO1992006231A3/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F1/00—Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • C23C2/004—Snouts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the present invention relates to a process of pickling, and optionally degreasing, of long metallic elements, in particular steel wires, strips and profiles, according to which these elements are introduced into an electrolyte solution in which a electric current through electrodes.
  • a process as defined above is known in particular from European patent 0209.618.
  • One of the essential aims of the present invention is, on the one hand, to remedy the drawbacks of the process which is the subject of European patent n ° 0209.618, in particular the need to use a frequency converter, and, on the other hand, to propose a process which may be suitable for any type of electric current, both direct current and alternating current at the frequency of the electricity distribution network.
  • these elements are moved, preferably in a substantially continuous manner, in the direction of their length through at least two successive separate baths containing an aqueous solution of hydrochloric acid and / or of a chlorine mineral salt in each of which is placed at least one electrode, an electric voltage being applied to these electrodes in such a way that the sign of the voltage at the electrode of one of the baths is always different from the sign of the voltage at the electrode of the neighboring bath, the baths being isolated from each other so that the electric current passes between two neighboring baths essentially via the part of the element moving between these two neighboring baths.
  • the invention also relates to a device for implementing this method.
  • This device is characterized by the fact that it comprises at least two successive baths each intended to contain a solution of hydrochloric acid and / or a chlorine mineral salt, electrically isolated from one another, at through which the long metallic elements move, an electrode being placed in each of these baths at a certain distance, preferably below, from the place of passage of the abovementioned elements, the electrode of a determined bath being connected to a poles of a low voltage electric current generator, the electrode of an adjacent bath being connected to the other pole of this generator.
  • the invention also relates to a continuous process for galvanizing long elements, in particular steel wires, strips and profiles, comprising at least one heat treatment step, a pickling step possibly combined with a degreasing and a covering step. of the surface of these elements of a zinc-based film, these elements being moved in a substantially continuous manner in the direction of their length through these stages, pickling comprising passing the elements through a bath of an electrolyte solution, in particular of a mineral acid.
  • the wires to be galvanized generally have a surface covered with two distinct substances, namely i 1) of the oxide of the base metal, 2) a drawing lubricant, such as stearates, phosphates, etc.
  • these two substances must be eliminated while limiting the loss of base metal to the strict minimum.
  • the surface treatment precedes the heat treatment.
  • these methods have the drawback of not being able to reach high galvanization rates, the difficulty being the duration of the reduction of the oxide during the heat treatment.
  • chemical surface treatment with acid is excluded since the drawing lubricant is not soluble in acid. The surface treatment thus takes place electrolytically, using direct current.
  • the heat treatment takes place before the surface treatment.
  • the wire drawing lubricant on the surface of the wire is either
  • the surface treatment is chemical pickling with hydrochloric acid; at ambient temperature of the acid (25 ° C), the pickling time is approximately 15 seconds; this time can be reduced to about 8 seconds by raising the acid temperature to 60 ° C, but the acid vapors released then make the operating conditions difficult.
  • Electrolytic processes (HriftSO. In DC current for example) are hardly ever used. Indeed, the pickling time is also long, of the order of 10 seconds. In addition, sulfates are difficult to remove when rinsing with water, even -r -
  • One of the essential aims of the present invention is to present a new galvanizing process, which makes it possible to remedy the drawbacks of known galvanizing processes, in particular by the use of a pickling step, possibly combined with a very effective simultaneous degreasing which will result in a significant reduction not only of the total time of galvanization but also of the equipment of the installation itself of galvanization, more particularly by the elimination of a step of fluxing separated from the zinc bath which is essential in the traditional processes galvanizing.
  • a bath of an aqueous hydrochloric acid solution and / or a mineral salt of chlorine is used in the pickling step, in which an electric current is created. in such a way that this current passes through these elements during their passage through the above-mentioned bath.
  • the invention also relates to a galvanizing installation for the implementation of the new process mentioned above.
  • This installation includes an oven for heat treatment, a pickling and optionally degreasing device, and a bath of molten zinc or electrolytic zinc.
  • Figure 1 is a schematic longitu ⁇ dinal representation of a galvanizing line according to a first particular embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a representation similar to that of Figure 1 of a second particular embodiment of a galvanizing line according to the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation, on a larger scale, of an essential part of a pickling device according to an advantageous embodiment of the invention.
  • the figure is a partial perspective view, on a larger scale, of a tank of a pickling device according to a particular embodiment of the invention.
  • the invention is not necessarily limited to a process and an installation for galvanizing, but in fact relates, in general, to a process and a device for pickling and possibly degreasing which can be applied in any industrial area where pickling with possible degreasing is necessary.
  • galvanizing is a preferred application given the very significant technical advantages obtained in this specific application. For this reason, the description given below will essentially relate to a process and a galvanizing installation in which the particular pickling process and device, according to the invention, are implemented.
  • Figure 1 schematically shows a continuous galvanizing installation comprising, in addition to drive means known per se for moving steel wires 10 continuously and in the direction of their length through this installation, a degreasing and pickling device 1 for these steel wires 10, an oven 18 for the heat treatment of the wires and a tank 20 containing molten zinc to cover the pickled and degreased wires with a film of zinc.
  • the aforementioned pickling device 1 comprises, in the particular embodiment shown in FIG. 1, four successive tanks 2, 3, and 5, the walls of which are made of a material which does not conduct electric current, such as polyvinyl chloride. or polyethylene and which are mounted at a certain distance from each other in a collecting tank 6.
  • Passage openings 7 for the wires 10 are provided both in opposite walls of the collecting tank
  • the electrode 8 of a given tank is connected to one of the poles of a low voltage electric current generator, the electrode of an adjacent tank being connected to the other pole of this generator.
  • the electrode of the first tank 2 is at a positive potential
  • the electrode of tank 3 will be at a negative potential
  • the electric current generator itself has not been shown but simply conductors 9 on which the electrodes 8 of the different tanks are connected in parallel.
  • the electric current generator can be a direct current or alternating current generator.
  • this generator is advantageously formed by the electrical current distribution network, the frequency of which is for example 50 or 60 Hertz, depending on the country where the installation is installed.
  • Each of the tanks contains a solution of hydrochloric acid or a chlorine mineral salt, the level of which is above the passage openings 7 for the wires 10. In this way, the wires 10, passing through these openings 7 to through tanks 2 to 5, will be immersed in the hydrochloric acid solution and / or a mineral salt of chlorine.
  • the solution of hydrochloric acid and / or an inorganic salt of chlorine contained in the tanks 2 to 5 is continuously poured through the passage openings 7 into the collecting tank 6.
  • the solution recovered in the collecting tank 6 is recirculated by a pump 13 and a supply conduit 14 * to the tanks 2 to 5.
  • This conduit 1 preferably opens into one of the side walls of each of these tanks at or slightly below the level passage of the wires 10 in these tanks, so as to create a current of the electrolyte solution transversely to the direction of displacement of the wires 10 (see FIG. 4).
  • the collecting tank 6 containing the various tanks 2 to 5 is preferably mounted below a suction hood 15, which allows the evacuation of the gases formed and any vapors of the electrolyte.
  • the pickled and degreased wires leaving the device 1 immediately enter an air blowing box 16 to allow the acid entrainments to be forced upstream on the surface of the wires 10. Then the wires pass through a unit of rinsing with water 17.
  • a second air blowing box 16 'mounted downstream of the rinsing unit 17 eliminates the entrainment of water on the wires.
  • This oven is extended by a sealed chamber 19 which opens into a molten zinc tank 20.
  • the sealed chamber 19 is for example formed by tubes extending in the extension of the tubes of the furnace 18 and ending in a box 19 'open downward and partially dipping into the molten zinc tank 20.
  • This chamber 19 as well as the oven 18 are supplied with neutral or slightly reducing gas, for example nitrogen containing a small amount of hydrogen.
  • This gas is for example supplied by a cylinder 21 and circulates against the current of the wires up to the outlet of the oven 18 to escape into the open air, thus ensuring the protection of the wires against oxidation for the duration of the heat treatment.
  • the wires 10 having undergone the heat treatment in the furnace 18 are deflected downwards into the tubes of the chamber 19 in order then to be immersed immediately, at the location of the box 19 ′, in the molten zinc contained in the tank 20 for undergo a coating of zinc film there.
  • the wires then leaving the molten zinc bath undergo wiping according to known techniques, so that such a wiping unit has not been shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 relates to a second embodiment of a galvanizing installation according to the invention which differs essentially from the first embodiment represented in FIG. 1 by the fact that the heat treatment takes place upstream of the pickling.
  • a great advantage of this second embodiment is that in principle any type of oven can be used to carry out this heat treatment, unlike what is the case in the first embodiment where significant precautions must be taken to avoid reoxidation of the surface of the wires during this heat treatment.
  • a fluidized bed oven 18 is advantageously used, so as to obtain an efficient heat exchange with the wires which pass through it.
  • the wires leaving the oven 18 will immediately enter a cooling unit 22, so as to minimize the oxidation of the surface of the wires.
  • the wires 10 enter the pickling device 1 which is similar to that of the first embodiment. If necessary, the number of tanks crossed by the wires could be different as a result of the fact that the wires are generally covered by a crust of burnt lubricant and that degreasing is in fact no longer necessary. Also, as in the first embodiment, the pickling device is successively followed by a blowing box 16, a rinsing unit 17 and a second blowing box 16 '.
  • the wires dried in the second blowing box 16 ′ then enter the sealed chamber 19.
  • a flux could be provided on the surface of the molten zinc bath, inside the box 19 ′, which would for example be formed by a layer 25 of a double salt of zinc chloride and floating ammonium on the surface of the molten zinc bath and through which the wires 10 penetrate before entering the molten zinc 20.
  • This double salt is supplied from a tank 26.
  • the electrodes 8 are preferably made of graphite.
  • the voltage applied to the electrodes 8 is advantageously a uniform direct voltage or not, for example a pulsed current, or an alternating voltage.
  • the frequency of this voltage advantageously corresponds to that of the electric current distribution network of the region where the installation is mounted. It is generally a frequency of 50 or 60 Hertz. In this case, it is sufficient to insert a transformer between the electrical current distribution network and the electrodes if one wishes to change the intensity of the current and the voltage at the electrodes.
  • the density of the electric current in the bath the solution of hydrochloric acid and / or an inorganic salt of chlorine is advantageously between 10 and 600 A / dm 2 , preferably between 50 and 500 A / dm 2 .
  • the concentration of hydrochloric acid in the bath is between 100 and 300 g / l and preferably between 120 and 250 g / l
  • the temperature of the bath can generally vary between 15 and 70 ° C, preferably between 20 and 60 ° C.
  • the number and the size of the different tanks and the electrodes are chosen as well as the distance of the latter with respect to the wires, as well as the working parameters so that the time of pickling or stay of the wires in the different baths is a total of 1 to 5 sec.
  • the electrode of a neighboring cell When a determined electrode is at a positive voltage, the electrode of a neighboring cell is at a negative voltage. The portions of wires located opposite the positive electrode are negatively charged, while the portions of wires in the adjacent tank opposite the negative electrode are charged positively.
  • This pickling and degreasing operation is advantageously improved by subjecting the wires to a vibration so as to favor the action of the bubbles and their continuous and rapid detachment from the surface of the wires.
  • Native chlorine on the surface of the positively charged wire portions is very active and therefore strongly attacks the surface of these wire portions.
  • hydrochloric acid gas formed near the surface of the wires as mentioned above, being very soluble in water, will therefore go into solution in the bath. Part of the hydrogen formed will be released from the bath and a corresponding part of chlorine will react with water to reform hydrochloric acid with production of oxygen, the latter therefore also being released from the bath.
  • FIG. 3 relates to a variant of certain constructive parts of the pickling device, according to the invention, which can be used in the galvanizing installations illustrated diagrammatically by FIGS. 1 and 2.
  • electrodes 8 the face of which faces towards the wires 10 is curved so that the distance between the electrode and the wires moving opposite the latter, gradually increases as the wires move on either side of the middle of this electrode towards its two edges extending transversely to this direction of movement.
  • the collecting tank 6 can be divided into compartments by a partition 11 also made of an electrically insulating material. Each tank through which the wires to be stripped and degreased are then found in a separate compartment.
  • a separate recirculation system comprising a pump 13 and a supply line 14, is then provided for each group of compartment and tank.
  • Such a construction of the galvanizing and pickling device allows a more flexible adjustment of the pickling baths in each of the tanks. If necessary, the concentration of hydrochloric acid can be varied from one tank to another.
  • openings 23 can be provided in the boxes 11, preferably near the bottom of the tank 6, allowing the electrolyte solution to pass from one compartment to the other.
  • valves could be provided to adjust the section of these openings 23 and even to close them when deemed necessary. It is preferably necessary to avoid that the jets 24 of the solution overflowing from neighboring tanks can touch each other to prevent a passage of electric current from one tank to another by these jets.
  • Electrolyte temperature 20 ° C - Wire running speed: variable, greater than 100 m / min.
  • Thread speed 70 m / min.
  • Number of electrodes 10. Intensity 15A
  • the electrolyte was formed from an aqueous solution of 5% NaCl.
  • the invention is not limited to the embodiments described above and that many variants could be envisaged without departing from the scope of the present invention.
  • the wires passing through the various successive baths can be guided on the edges of the tanks over which the acid solution overflows with a continuously with a sufficiently large flow so that the wires are completely immersed in the overflowing solution.
  • electrodes could also be provided above the wires.
  • alternating current could be superimposed on direct current.
  • the zinc film on the surface of the long members 10 can be formed by electrolysis.
  • the electrolyte solution is formed from hydrochloric acid and at the same time from an inorganic salt of chlorine, both the acid and this salt will be in a dissociated form, as will be the case. if the solution is formed only from hydrochloric acid or a mineral salt of chlorine.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Procédé et dispositif de décapage et éventuellement de dégraissage, d'éléments métalliques longs, notamment fils, bandes et profilés d'acier, suivant lequel on introduit ces éléments dans une solution d'électrolyte dans laquelle on fait passer un courant électrique par l'intermédiaire d'électrodes, suivant lequel on déplace ces éléments, de préférence d'une manière sensiblement continue, suivant la direction de leur longueur à travers au moins deux bains successifs séparés d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore dans chacun desquels est placée au moins une électrode, une tension électrique étant appliquée à ces électrodes d'une manière telle que le signe de la tension à l'électrode d'un des bains est toujours différent du signe de la tension à l'électrode du bain voisin, les bains étant sensiblement isolés l'un de l'autre pour que le courant électrique passe entre deux bains voisins essentiellement via la partie de l'élément se déplaçant entre ces deux bains voisins.

Description

"Procédé et dispositif de décapage, ainsi que procédé et installation de galvanisation"
La présente invention est relative à un procédé de décapage, et éventuellement de dégraissage, d'éléments métalliques longs, notamment fils, bandes et profilés d'acier, suivant lequel on introduit ces éléments dans une solution d' électrolyte dans laquelle on fait passer un courant électrique par l'intermédiaire d'élec¬ trodes.
Pour la simplicité de l'exposé donné ci-après, les éléments métalliques longs seront désignés par "fils", mais il va de soi que tout ce qui est applicable aux "fils" l'est également aux autres éléments, tels que des bandes et des profilés.
Un procédé tel que défini ci-dessus est notamment connu par le brevet européen 0209.618.
Il a toutefois été mentionné dans ce brevet antérieur que le décapage dans une solution d'acide chlorhydrique par l'application d'un courant électrique nécessite un courant alternatif d'une fréquence relativement élevée, d'au moins 200 Hertz, ce qui nécessite donc généralement l'utilisation d'un convertisseur de fréquence. A cet égard, dans l'introduction de la description de cette demande de brevet, il a été affirmé que l'utilisation ni de courant continu, ni de courant alternatif du réseau de distribution d'électricité (50 ou 60 Hertz) n'est applicable.
Un des buts essentiels de la présente invention est, d'une part, de remédier aux inconvénients du procédé faisant l'objet du brevet européen n° 0209.618, notamment la nécessité d'utiliser un convertisseur de fréquence, et, d'autre part, de proposer un procédé pouvant convenir pour tout type de courant électrique, aussi bien du courant continu que du courant alternatif à la fréquence du réseau de distribution d'électricité. A cet effet, suivant l'invention, l ' on déplace ces éléments, de préférence d'une manière sensiblement continue, suivant la direction de leur longueur à travers au moins deux bains successifs séparés contenant une solution aqueuse d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore dans chacun desquels est placée au moins une électrode, une tension électrique étant appliquée à ces électrodes d'une manière telle que le signe de la tension à l'électrode d'un des bains est toujours différent du signe de la tension à l'électrode du bain voisin, les bains étant isolés l'un de l'autre pour que le courant électrique passe entre deux bains voisins essentiellement via la partie de l'élément se déplaçant entre ces deux bains voisins.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux bains successifs destinés à contenir chacun une solution d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore, isolés électriquement l'un par rapport à l'autre, à travers lesquels se déplacent les éléments métalliques longs, une électrode étant placée dans chacun de ces bains à une certaine distance, de préférence en dessous, de l'endroit de passage des éléments susdits, l'électrode d'un bain déterminé étant connecté à un des pôles d'un générateur de courant électrique à basse tension, l'électrode d'un bain adjacent étant connectée à l'autre pôle de ce générateur.
L'invention est encore relative à un procédé continu de galvanisation d'éléments longs, notamment fils, bandes et profilés d'acier, comprenant au moins une étape de traitement thermique, une étape de décapage combinée éventuellement avec un dégraissage et une étape de recouvrement de la surface de ces éléments d'un film à base de zinc, ces éléments étant déplacés d'une manière sensible¬ ment continue suivant la direction de leur longueur à travers ces étapes, le décapage comprenant le passage des éléments dans un bain d'une solution d'électrolyte, notamment d'un acide minéral.
Dans la pratique, les fils à galvaniser présentent généralement une surface recouverte de deux substances distinctes, à savoir i 1) de l'oxyde du métal de base, 2) un lubrifiant de tréfilage, tel que des stéarates, phosphates, etc. Afin de permettre une liaison durable du zinc sur la surface des fils, il faut éliminer ces deux substances tout en limitant au strict minimum la perte en métal de base. Dans certains procédés connus, le traitement de surface précède le traitement thermique. Ces procédés présentent toutefois l'inconvénient de ne pouvoir atteindre de grandes vitesses de galvanisation, la difficulté étant la durée de la réduction de l'oxyde pendant le traitement thermique. Dans ce type de procédé, le traite- ment de surface par voie chimique à l'acide est exclu étant donné que le lubrifiant de tréfilage n'est pas soluble dans l'acide. Le traite¬ ment de surface a ainsi lieu par voie électrolytique, utilisant le courant continu.
Dans les procédés connus traditionnels, le traitement thermique a lieu avant le traitement de surface. Au cours du traitement thermique, le lubrifiant de tréfilage se trouvant à la surface du fil est soit
- brûlé totalement ou partiellement (fours à feu nu - mouffies)
- craqué à la surface du fil (four à plomb). Après ce traitement thermique, et suivant le type de four utilisé, il reste, à la surface du fil, des résidus de lubrifant (brûlés ou craqués) mais aussi de l'oxyde, en quantité plus ou moins grande, selon la nature de l'atmosphère ambiante à l'intérieur du four ; à cela vient s'ajouter l'oxydation de la surface du fil, au contact de l'air, suivant la température de sortie du fil.
Le traitement de surface, généralement utilisé, est le décapage chimique à l'acide chlorhydrique ; à la température ambiante de l'acide (25°C), le temps de décapage est d'environ 15 secondes ; ce temps peut être réduit à environ 8 secondes en élevant la température de l'acide à 60°C, mais les vapeurs d'acide dégagées rendent alors les conditions d'exploitation difficiles.
Les procédés électrolytiques (H„SO. en courant Continu par exemple) ne sont pratiquement jamais utilisés. En effet, le temps de décapage est également long, de l'ordre de 10 secondes. De plus, les sulfates s'éliminent difficilement au rinçage à l'eau, même -r -
à chaud (cristallisation en présence de fer dans l'acide). Les sulfates, contrairement aux chlorures, réagissent très mal avec le zinc (manque de zinc à la surface du fil).
Un des buts essentiels de la présente invention est de présenter un nouveau procédé de galvanisation, qui permet de remédier aux inconvénients des procédés de galvanisation connus, notamment par l'utilisation d'une étape de décapage, combinée éventuellement avec un dégraissage simultané très efficace qui aura comme conséquence une réduction sensible non seulement du temps total de galvanisation mais également de l'équipement de l'installation même de galvanisation, plus particulièrement par la suppression d'une étape de fluxage séparée du bain de zinc qui est indispensable dans les procédés traditionnels de galvanisation.
A cet effet, suivant l'invention, l'on utilise dans l'étape de décapage un bain d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore, dans lequel on crée un courant électri¬ que d'une manière telle que ce courant traverse ces éléments lors de leur passage dans le bain susdit.
Enfin, l'invention concerne encore une installation de galvanisation pour la mise en oeuvre du nouveau procédé dont question ci-dessus. Cette installation comprend un four pour le traite¬ ment thermique, un dispositif de décapage et éventuellement de dégrais¬ sage, et un bain de zinc fondu ou de zinc électrolytique.
D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, de l'invention avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une représentation schématique longitu¬ dinale d'une ligne de galvanisation suivant une première forme de réalisation particulière de l'invention. La figure 2 est une représentation analogue à celle de la figure 1 d'une deuxième forme de réalisation particulière d'une ligne de galvanisation suivant l'invention.
La figure 3 est une représentation schématique, à plus grande échelle, d'une partie essentielle d'un dispositif de décapage suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention. L a figure est une vue partielle en perspective, à plus grande échelle, d'une cuve d'un dispositif de décapage suivant une forme de réalisation particulière de l'invention.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence concernent des éléments analogues ou identiques.
L'invention n'est pas nécessairement limitée à un procédé et à une installation de galvanisation, mais se rapporte en fait, d'une façon générale, à un procédé et à un dispositif de décapage et éventuellement de dégraissage qui peut s'appliquer dans tout domaine industriel où un décapage avec un dégraissage éventuel s'avère nécessaire.
Toutefois, la galvanisation constitue une application préférentielle étant donné les avantages techniques très importants obtenus dans cette application spécifique. Pour cette raison, la description donnée ci-après concernera essentiellement un procédé et une installation de galvanisation dans lesquels le procédé et le dispositif de décapage particuliers, suivant l'invention, sont mis en oeuvre.
Ainsi, la figure 1 montre schématiquement une instal¬ lation de galvanisation continue comprenant, en plus de moyens d'entraî¬ nement connus en soi pour déplacer des fils d'acier 10 d'une manière continue et suivant la direction de leur longueur à travers cette installa¬ tion, un dispositif de dégraissage et de décapage 1 pour ces fils d'acier 10, un four 18 pour le traitement thermique des fils et un bac 20 contenant du zinc fondu pour recouvrir les fils décapés et dégraissés d'un film de zinc. Le dispositif de décapage susdit 1 comprend, dans la forme de réalisation particulière montrée à la figure 1, quatre cuves successives 2, 3, et 5, dont les parois sont réalisées en une matière non conductrice du courant électrique, telle que du chlorure de polyvinyle ou du polyéthylène et qui sont montées à une certaine distance l'une de l'autre dans un réservoir collecteur 6.
Des ouvertures de passage 7 pour les fils 10 sont prévues aussi bien dans des parois opposées du réservoir collecteur
6 que dans chacune des cuves 2 à 5, d'une manière telle que les fils
10 puissent traverser le réservoir 6 et successivement chacune des cuves 2 à 5. Une électrode 8 est agencée au-dessus du fond de chacune de ces cuves à une certaine distance en dessous de l'endroit de passage des fils 10.
L'électrode 8 d'une cuve déterminée est connectée à un des pôles d'un générateur de courant électrique à basse tension, l'électrode d'une cuve adjacente étant connectée à l'autre pôle de ce générateur.
De cette façon si, par exemple, l'électrode de la première .cuve 2 est à un potentiel positif, l'électrode de la cuve 3 sera à un potentiel négatif, l'électrode de la cuve à nouveau à un potentiel positif et enfin l'électrode de la cuve 5 à un potentiel négatif.
Dans la figure 1, le générateur de courant électrique même n'a pas été représenté mais simplement des conducteurs 9 sur lesquels les électrodes 8 des différentes cuves sont branchées en parallèle. Suivant l'invention, le générateur de courant électrique peut être un générateur de courant continu ou de courant alternatif.
Dans ce dernier cas, ce générateur est avantageusement formé par le réseau de distribution de courant électrique dont la fréquence est par exemple de 50 ou 60 Hertz, suivant le pays où l'installation est montée.
Chacune des cuves contient une solution d'acide chlorhydrique ou d'un sel minéral de chlore dont le niveau se situe au-dessus des ouvertures de passage 7 pour les fils 10. De cette façon, les fils 10, passant par ces ouvertures 7 à travers les cuves 2 à 5, seront immergés dans la solution d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore.
La solution d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore contenue dans les cuves 2 à 5 est continuellement déversée à travers les ouvertures de passage 7 dans le réservoir collec- teur 6.
Afin de maintenir le niveau 12 de cette solution dans les cuves au-dessus du niveau des ouvertures de passage 7, la solution récupérée dans le réservoir collecteur 6 est recirculée par une pompe 13 et un conduit d'alimentation 14* vers les cuves 2 à 5. Ce conduit 1 débouche de préférence dans une des parois latérales de chacune de ces cuves au niveau ou légèrement en dessous du niveau de passage des fils 10 dans ces cuves, de manière à créer un courant de la solution d'électrolyte transversalement à ia direction de déplace¬ ment des fils 10 (voir figure 4).
Il résulte de cet agencement que les bains d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore dans les différentes cuves sont pratiquement isolés électriquement l'un par rapport à l'autre et que le passage du courant électrique d'une électrode d'un des bain à celle du bain voisin devra essentiellement avoir lieu à travers les portions -de fils s' étendant entre les deux cuves voisines. Ainsi, si un fil n'est pas présent, pratiquement aucun passage de courant ne peut avoir lieu.
Le réservoir collecteur 6 contenant les différentes cuves 2 à 5 est de préférence monté en dessous d'une hotte d'aspiration 15, qui permet l'évacuation des gaz formés et des vapeurs éventuelles de l'électrolyte.
Les fils décapés et dégraissés sortant du dispositif 1 entrent immédiatement dans une boîte de soufflage à l'air 16 pour permettre de refouler, en amont, les entraînements d'acide à la surface des fils 10. Ensuite, les fils passent dans une unité de rinçage à l'eau 17.
Une deuxième boîte de soufflage à l'air 16' montée en aval de l'unité de rinçage 17 permet d'éliminer les entraînements d'eau sur les fils. La forme de réalisation particulière de l'installation de galvanisation, telle que représentée à la figure 1, comprend ensuite un four à tubes 18 dans lequel les fils décapés et dégraissés subissent un traitement thermique connu en soi.
Ce four est prolongé par une chambre étanche 19 qui débouche dans un bac de zinc fondu 20.
La chambre étanche 19 est par exemple formée par des tubes s' étendant dans le prolongement des tubes du four 18 et aboutissant dans un caisson 19' ouvert vers le bas et plongeant partiellement dans le bac de zinc fondu 20. Cette chambre 19 ainsi que le four 18 sont alimentés en gaz neutre ou légèrement réducteur, par exemple de l'azote contenant une faible quantité d'hydrogène. Ce gaz est par exemple fourni par une bonbonne 21 et circule à contre- courant des fils jusqu'à la sortie du four 18 pour s'échapper à l'air libre, assurant ainsi la protection des fils contre l'oxydation pendant la durée du traitement thermique. Les fils 10 ayant subis le traitement thermique dans le four 18 sont déviés vers le bas dans les tubes de la la chambre 19 pour ensuite être immergés immédiatement, à l'endroit du caisson 19', dans le zinc fondu contenu dans le bac 20 pour y subir un recouvre¬ ment d'un film de zinc. Les fils sortant ensuite du bain de zinc fondu subissent un essuyage suivant des techniques connues, de sorte qu'une telle unité d'essuyage n'a pas été représentée à la figure 1.
La figure 2 est relative à une deuxième forme de réalisation d'une installation de galvanisation suivant l'invention qui se diffère essentiellement par rapport à la première forme de réalisation représentée à la figure 1 par le fait que le traitement thermique a lieu en amont du décapage.
Un grand avantage de cette deuxième forme de réalisation est qu'en principe tout type de four peut être utilisé pour réaliser ce traitement thermique, contrairement à ce qui est le cas dans la première forme de réalisation où d'importantes précautions doivent être prises pour éviter la réoxydation de la surface des fils lors de ce traitement thermique.
Ainsi, on utilise avantageusement un four à lit fluidisé 18, de manière à obtenir un échange thermique efficace avec les fils qui le traversent.
Suivant la température et la nature de l'atmosphère ambiante à l'intérieur de ce four, il restera à la surface des fils une quantité plus ou moins grande d'oxyde et de résidus de lubrifiant. Dans cette deuxième forme de réalisation de l'installa¬ tion de galvanisation suivant l'invention, les fils sortant du four 18 entreront immédiatement dans une unité de refroidissement 22, de façon à réduire au maximum l'oxydation de la surface des fils.
Ensuite, les fils 10 entrent dans le dispositif de décapage 1 qui est semblable à celui de la première forme de réalisation. Le cas échéant, le nombre de cuves traversées par les fils pourrait être différent par suite du fait que les fils sont généra¬ lement couverts par une croûte de lubrifiant brûlé et qu'un dégraissage n'est en fait plus nécessaire. Egalement, comme dans la première forme de réalisa¬ tion, le dispositif de décapage est suivi successivement d'une boîte de soufflage 16, d'une unité de rinçage 17 et d'une deuxième boîte de soufflage 16'.
Les fils séchés dans la deuxième boîte de soufflage 16' entrent ensuite dans la chambre étanche 19. Toutefois, il pourrait être utile de prévoir un réchauffage local de manière à amener les fils à une température de l'ordre de 100 à 200°C par exemple, surtout afin d'éliminer les traces d'eau qui pourraient encore être présentes à la surface des fils. De plus, on pourrait prévoir à la surface du bain de zinc fondu, à l'intérieur du caisson 19', un flux qui serait par exemple formé d'une couche 25 d'un sel double de chlorure de zinc et d'ammonium flottant sur la surface du bain de zinc fondu et à travers laquelle les fils 10 pénètrent avant d'entrer dans le zinc fondu 20. Ce sel double est alimenté à partir d'un réservoir 26. Dans le dispositif de décapage et éventuellement de dégraissage 1, les électrodes 8 sont de préférence réalisées en graphite.
La tension appliquée aux électrodes 8 est avantageuse¬ ment une tension continue uniforme ou non, par exemple un courant puisé, ou une tension alternative. Dans ce dernier cas, la fréquence de cette tension correspond avantageusement à celle du réseau de distribution de courant électrique de la région où est montée l'installation. Il s'agit généralement d'une fréquence de 50 ou 60 Hertz. Dans ce cas, il suffit d'intercaler un transformateur entre le réseau de distribution de courant électrique et les électrodes si on désire changer l'intensité du courant et la tension aux électrodes.
Il a ainsi été constaté que • de bons résultats ont été obtenus en appliquant aux électrodes une tension de 0,15 à 15 Volts et de préférence de 1 à 10 Volts. La densité du courant électrique dans le bain de la solution d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore est avantageusement comprise entre 10 et 600 A/dm2, de préférence entre 50 et 500 A/dm2.
Il s'est par ailleurs avéré que la vitesse à laquelle les fils se déplacent à travers les cuves 2 à 5 peut, dans certains cas, suivant la nature du courant appliqué aux électrodes, avoir une influence non négligeable sur la qualité du décapage et du dégraissage éventuel.
Ainsi, une préférence est donnée à des vitesses de déplacement du fil dans le bain de la solution acide qui sont comprises entre 30 et 200 mètres/minute.
Les réactions de décapage à la surface des fils traver¬ sant les cuves contenant une solution d'acide chlorhydrique se déroulent dans des circonstances très favorables lorsque la concentration de l'acide chlorhydrique dans le bain est comprise entre 100 et 300 g/1 et de préférence entre 120 et 250 g/1, la température du bain pouvant généralement varier entre 15 et 70°C, de préférence entre 20 et 60°C. Avantageusement, on choisit le nombre et la dimension des différentes cuves et des électrodes ainsi que la distance de ces dernières par rapport aux fils, de même que les paramètres de travail pour que le temps de décapage ou de séjour des fils dans les différents bains soit au total de 1 à 5 sec.
La grande efficacité de décapage et de dégraissage éventuel obtenue par le procédé et le dispositif décrits ci-dessus pourrait être le résultat des phénomènes décrits ci-après.
Lorsqu'une électrode déterminée est à une tension positive, l'électrode d'une cuve voisine est à une tension négative. Les portions de fils se trouvant en regard de l'électrode positive sont chargées négativement, tandis que les portions de fils dans la cuve voisine en regard de l'électrode négative sont chargées positive¬ ment.
Ceci a comme effet que du chlore se dégage à l'élec¬ trode positive et de l'hydrogène à la surface des portions de fils chargés négativement. Il se forme ainsi des bulles de gaz aussi bien sur la surface des électrodes que sur la surface de cette portion de fils. On admet que, sous l'effet des bulles dégagées aux électrodes, le film gras de lubrifiant, qui est éventuellement présent sur la surface desdites portions de fils, se décollera de cette surface.
Ceci expliquerait le dégraissage efficace obtenu par le procédé et au moyen du dispositif de décapage suivant l'invention.
Cette opération de décapage et de dégraissage est avantageusement améliorée en soumettant les fils à une vibration de manière à favoriser l'action des bulles et leur décrochage continu et rapide, de la surface des fils. Le chlore natif à la surface des portions de fils chargés positivement est très actif et attaque par conséquent fortement la surface de ces portions de fils.
Au moment où cette portion de fils, à laquelle s'ac¬ crochent des bulles de chlore gazeux, est chargée négativement, des bulles hydrogène se forment à la surface de cette même portion de fils, l'hydrogène et le chlore étant ainsi dans un état très réactif peuvent, au moins en partie, se recombiner pour former de l'acide chlorhydrique gazeux, qui est un décapant très puissant.
De plus, la réaction de synthèse de l'acide chlorhydri- que à partir de chlore et d'hydrogène étant une réaction exothermique, les calories dégagées à la surface des fils favorisent également le décapage.
Ainsi, ces différents effets cumulés pourraient être à la base du décapage rapide imprévu obtenu par le procédé suivant l'invention.
Si l'on fait usage d'un courant continu, c'est-à-dire lorsqu'une électrode déterminée garde toujours la même polarité, par suite du déplacement des fils en regard des électrodes successives de polarité alternativement positive et négative, un courant alternatif est induit dans les fils dont la fréquence est déterminée par la vitesse de défilement des fils en regard des électrodes. Il y a, en effet, une inversion périodique du sens du courant électrique dans les fils par suite d'une inversion de polarité à la surface, lors du passage d'une électrode en regard de l'électrode suivante. Dans cette hypothèse, aussi bien la dimension de la surface des différentes électrodes dans le sens de déplacement des fils que leur distance mutuelle peuvent avoir une influence sur la nature du décapage et dégraissage des fils.
Si, par ailleurs, une tension alternative est appliquée aux électrodes, cette fréquence interférera avec la fréquence créée dans les fils due à leur vitesse de défilement.
Grâce à ce phénomène, en appliquant une tension continue ou une tension avec une fréquence relativement basse, telle que celle, par exemple, du réseau de distribution local, qui est générale- ment de 50 ou 60 Hertz, en réglant la vitesse de défilement des fils, il est possible de créer dans ces derniers des fréquences de courant relativement élevés.
Cette constatation permet sans doute d'expliquer pourquoi, d'une manière imprévue, du chlore ne se dégage pas des bains d'acide chlorhydrique et/ou de sels minéraux de chlore, même lorsqu'une tension continue est appliquée aux électrodes.
Les phénomènes qui se produisent dans des essais statiques ne peuvent par conséquent pas être transposés tels quels à des essais continus dans lesquels les fils subissent un déplacement en regard d'une succession d'électrodes à des polarités alternativement positive et négative.
Si une tension continue est appliquée aux électrodes, il pourrait être utile de connecter le pôle positif à l'électrode de la dernière cuve. De plus, dans certains cas, on peut avoir intérêt d'utiliser un nombre impair de cuves successives.
De cette façon, une portion déterminée d'un fil traversant cette première cuve sera d'abord chargée négativement, de sorte que de l'hydrogène se formera à sa surface, ce qui permettra, par conséquent, de fixer immédiatement le chlore qui se formera sur cette portion lors de son passage à travers la cuve suivante où elle sera chargée positivement.
La gaz d'acide chlorhydrique formé à proximité de la surface des fils, comme mentionné ci-dessus, étant très soiuble dans l'eau, entrera donc en solution dans le bain. Une partie de l'hydrogène formé se dégagera du bain et une partie correspondante de chlore réagira avec l'eau pour reformer de l'acide chlorhydrique avec production d'oxygène, ce dernier se dégageant donc également du bain.
L'expérience a ainsi montré qu'une solution d'acide chlorhydrique soumise plusieurs heures au passage d'un courant électrique présentera une concentration plus élevée en acide chlorhydrique qu'au départ. La perte en volume de la solution est due à la décomposition de l'eau en hydrogène et en oxygène.
La figure 3 se rapporte à une variante de certaines parties constructives du dispositif de décapage, suivant l'invention, pouvant être utilisé dans les installations de galvanisation illustrées schématiquement par les figures 1 et 2.
Suivant cette variante, on fait usage d'électrodes 8 dont la face orientée vers les fils 10 est bombée de manière à ce que la distance entre l'électrode et les fils se déplaçant en regard de cette dernière, augmente progressivement suivant le déplacement des fils de part et d'autre du milieu de cette électrode vers ses deux bords s' étendant transversalement à cette direction de déplacement.
Il a, en effet, été constaté qu'une telle électrode permet de créer dans la portion de fils en regard de celle-ci une densité de courant sensiblement uniforme, qui a comme résultat d'obtenir à la surface des fils des bulles de gaz d'hydrogène et/ou de chlore s'étendant d'une manière sensiblement homogène le long de cette portion de fils. Ceci pourrait alors, dans certains cas, améliorer la régularité et éventuellement la vitesse de décapage et de dégraissage.
Une autre particularité qui, dans certains cas, pourrait également être très importante est que le réservoir collecteur 6 peut être divisé en compartiments par une cloison 11 également en une matière électriquement isolante. Chaque cuve à travers lesquelles passent les fils à décaper et à dégraisser se trouvent alors dans un compartiment séparé. De plus, un système de recirculation séparé, comprenant une pompe 13 et une conduite d'alimentation 14, est alors prévu pour chaque groupe de compartiment et de cuve. Une telle construction du dispositif de galvanisation et de décapage permet un réglage plus souple des bains de décapage dans chacune des cuves. Le cas échéant, on peut faire varier la concentration en acide chlorhy¬ drique d'une cuve à l'autre. Dans d'autres cas encore, on peut prévoir dans les caissons 11 des ouvertures 23, de préférence à proximité du fond du réservoir 6, permettant à la solution d'électrolyte de passer d'un compartiment à l'autre. Ainsi, on pourrait utiliser une seule pompe de circulation 13 pour alimenter les différentes cuves 2 à 5 en électrolyte. De plus, des clapets pourraient être prévus pour régler la section de ces ouvertures 23 et même pour les fermer lorsqu'on le juge nécessaire. Il faut de préférence éviter que les jets 24 de la solution débordant de cuves voisines puissent se toucher pour empê¬ cher un passage de courant électrique d'une cuve à l'autre par ces jets.
Ci-après sont donnés quelques exemples concrets de décapage et de dégraissage d'un fil dans un dispositif du type tel qu'illustré par les figures annexées.
Les conditions dans lesquelles les essais ont été effectués dans les exemples 1 et 2 donné ci-après sont comme suit :
- Electrolyte HC1 dilué dans H-O : environ 13°Bé.
- Température de l'électrolyte : 20°C - Vitesse de défilement des fils : variable, supérieure à 100 m/min.
- Tension alternative inférieure à 12 Volts
- Fréquences variables : de 0 Hz. inclus à 50/60 Hz inclus
- Distance "fil-électrode" : de 30 à 50 mm.
- Densité de courant : variable de 50 à 500 A/dm2. EXEMPLE 1
- Fil d'acier doux
- Diamètre 1,25 mm
- Lubrifiant de tréfilage utilisé : stéarate
- Tension alternative : 2 volts 50 Hz. - Vitesse de défilement du fil : 60 m/min.
- Nombre d'électrodes : 10. Intensité 10 A.
- Longueur des électrodes dans la direction du défilement des fils : 15 cm.
- Temps de "dégraissage/décapage" : 1 seconde. - Traitement de surface effectue : 1 cas : avant traitement thermique e -
2 cas : après traitement thermique
(Fig.2).
Les résultats obtenus dans les deux cas étaient confor¬ mes aux normes de galvanisation pour l'adhésion du revêtement de zinc.
EXEMPLE 2
- Fil d'acier doux
- Diamètre 0,9 mm
- Lubrifiant de tréfilage utilisé : stéarate - Tension alternative : 2 volts - 60 Hz.
- Vitesse de défilement du fil : 150 m/min.
- Nombre d'électrodes : 19. Intensité 120A.
- Longueur des électrodes : 15 cm.
- Temps de décapage : 1 seconde - Traitement de surface : 1er cas : avant traitement thermique (Fig.l)
2 cas : après traitement thermique (Fig.2). Les résultats obtenus dans les deux cas étaient confor¬ mes aux normes de galvanisation pour l'adhésion du revêtement.
EXEMPLE 3 - Fil d'acier doux
- Diamètre 1,25 mm
- Lubrifiant de tréfilage utilisé : stéarate
- Tension alternative : 2 volts - 50 Hz.
- Vitesse de défilement du fil : 70 m/min. - Nombre d'électrodes : 10. Intensité 15A
- Longueur des électrodes dans la direction du défilement des fils :
15 cm.
- Temps de "dégraissage/décapage" : 1 seconde.
- traitement de surface effectué : 1° cas : avant traitement thermique
2° cas : après traitement thermique.
L'électrolyte était formée d'une solution aqueuse de 5 % de NaCl.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi que, par exemple, dans le dispositif de décapage et de dégraissage suivant l'invention, les fils traversant les différents bains successifs peuvent être guidés sur les bords des cuves par-dessus lesquelles la solution d'acide déborde d'une manière continue avec un débit suffisamment important pour que les fils soient complètement immergés dans la solution débordante.
Le cas échéant, des électrodes pourraient également être prévues au-dessus des fils.
Par ailleurs, dans certains cas, on pourrait superposer différentes fréquences dans les électrodes 8. Plus particulièrement, on pourrait superposer du courant alternatif à du courant continu.
Surtout si les fils entrant dans le dispositif de décapa¬ ge 1 présentent une surface fortement chargée de lubrifiant, il pourrait être utile de prévoir dans les cuves 2 à 5 des moyens particuliers pour évacuer le lubrifiant à la surface du bain.
Dans d'autres cas encore, le film de zinc sur la surface des éléments longs 10 peut être formé par électrolyse.
Bien entendu si la solution d'électrolyte est formée à partir d'acide chlorhydrique et en même temps d'un sel minéral de chlore, tant l'acide que ce sel se présenteront sous une forme dissociée, comme ce sera d'ailleurs le cas si la solution est formée seulement à partir d'acide chlorhydrique ou d'un sel minéral de chlore.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de décapage, et éventuellement de dégrais¬ sage, d'éléments métalliques longs, notamment fils, bandes et profilés d'acier, suivant lequel on introduit ces éléments dans une solution d'électrolyte dans laquelle on fait passer un courant électrique par l'intermédiaire d'électrodes, caractérisé en ce que l'on déplace ces éléments, de préférence d'une manière sensiblement continue, suivant la direction de leur longueur à travers au moins deux bains successifs séparés d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore dans chacun desquels est placée au moins une électro¬ de, une tension électrique étant appliquée à ces électrodes d'une manière telle que le signe de la tension à l'électrode d'un des bains est toujours différent du signe de la tension à l'électrode du bain voisin, les bains étant sensiblement isolés l'un de l'autre poi.ï que le courant électrique passe entre deux bains voisins essentiellement via la partie de l'élément se déplaçant entre ces deux bains voisins.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait passer un courant électrique d'une fréquence de
0 à 70 Hz, de préférence de 50 à 60 Hz, à travers le bain de la solution d'électrolyte.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications
1 et 2, caractérisé en ce que la tension entre les électrodes est de 0,5 à 15 Volts, de préférence de 1 à 10 Volts.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la densité du courant électrique dans le bain de la solution d'électrolyte est comprise entre 10 et 600 A/dm2, de préférence entre 50 et 500 A/dm2.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vitesse relative des éléments précités se déplaçant dans le bain de la solution d'électrolyte est comprise entre 30 et 200 m/minute.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la concentration d'acide chlorhydrique et/ou du sel minéral de chlore dans le bain de la solution d'électrolyte est comprise entre 100 et 300 g/1, de préférence entre 120 à 250 g/1-
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications
1 à 6, caractérisé en ce que la température du bain est comprise entre 15 et 70°C, de préférence de 20 à 60°C.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications
1 à 7, caractérisé en ce que le temps de décapage est de 1 à 5 sec.
9. Dispositif de décapage d'éléments métalliques longs, tels que fils, bandes et profilés d'acier, notamment pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant au moins deux bains successifs (2 à 5) destinés à contenir chacun une solution d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore, essentiellement isolés électriquement l'un par rapport à l'autre, à travers lesquels se déplacent les éléments métalliques longs (10), une électrode (8) étant placée dans chacun de ces bains (2 à 5) à une certaine distance, de préférence en dessous, de l'endroit de passage des éléments susdits (10), l'électrode (8) d'un bain déterminé étant connectée à un des pôles d'un générateur de courant électrique à basse tension, l'électrode d'un bain adjacent étant connectée à l'autre pôle de ce générateur.
10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les bains sont constitués par des cuves ou compartiments séparés successifs (2 à 5) dont les parois sont réalisées en une matière non conductrice de courant électrique et qui sont agencés dans un réservoir collecteur (6), des moyens (13, 14) étant prévus pour faire circuler la solution d'acide chlorhydrique et/ ou d'un sel minéral de chlore, entre ce réservoir (6) et chacun de ces cuves ou compartiments correspondants (2 à 5), et ce de manière à renouveler constamment cette solution à l'endroit du passage des éléments à travers les bains susdits.
11. Dispositif suivant l'une ou Pautre des revendica¬ tions 9 et 10, caractérisé en ce que la forme et la distance des électro¬ des (8) par rapport aux éléments (10) sont telles qu'elles maintiennent dans ces derniers une densité de courant sensiblement constante en regard de chaque endroit des électrodes (8).
12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la distance entre une électrode (8) et les éléments précités ( 10) se déplaçant en regard de cette électrode (8) augmente progressive¬ ment, suivant la direction de déplacement de ces éléments, à partir du milieu de cette dernière, vers ses deux bords s'étendant transversale- ment à cette direction de déplacement.
13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 9 à 12, caractérisé en ce que les électrodes (8) sont réalisées en graphite.
14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour soumet¬ tre les éléments précités à une vibration dans au moins un des bains précités.
15. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 9 à 14, caractérisé en ce que le générateur est un générateur de courant continu.
16. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 9 à 15, caractérisé en ce que les électrodes (8) sont branchées sur le réseau de distribution électrique éventuellement par l'intermédiai¬ re d'un transformateur de tension.
17. Procédé continu de galvanisation d'éléments métalliques longs, notamment fils, bandes et profilés d'acier, comprenant au moins une étape de traitement thermique, une étape de décapage combinée éventuellement avec un dégraissage et une étape de recouvre¬ ment de la surface de ces éléments d'un film de zinc, ces éléments étant déplacés d'une manière sensiblement continue suivant la direction de leur longueur à travers ces étapes, le décapage comprenant le passage des éléments dans un bain d'une solution d'électrolyte, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on utilise dans l'étape de décapage un bain d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique et/ou d'un sel minéral de chlore, dans lequel on crée un courant électrique alternatif d'une manière telle que ce courant traverse ces éléments lors de leur passage dans le bain susdit.
18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que l'on réalise le traitement thermique entre l'étape de décapage et l'étape de recouvrement des éléments par un film de zinc.
19. Procédé suivant la revendication 18, caractérisé en ce que l'on maintient les éléments après leur décapage jusqu'à leur immersion dans le bain de zinc fondu dans une atmosphère inerte ou réductrice, de manière à éviter l'oxydation de leur surface entre l'étape de décapage et l'étape de recouvrement par le film de zinc.
20. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que l'on fait circuler un gaz inerte ou réducteur à contre-courant le long .des éléments entre leur entrée du four et leur introduction dans le bain de zinc.
21. Procédé suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 18 à 20, caractérisé en ce que l'étape de décapage est combinée à un dégraissage simultané.
22. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de traitement thermique en amont de l'étape de décapage.
23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé dans un lit fluidisé.
24. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 22 et 23, caractérisé en ce que le passage des éléments de l'étape de décapage vers l'étape de recouvrement est réalisé sous une atmosphè¬ re sensiblement inerte ou réductrice.
25. Procédé suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 22 à 24, caractérisé en ce que l'on chauffe les éléments décapés avant leur entrée dans le bain de zinc fondu.
26. Procédé suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 22 à 25, caractérisée en ce que l'on refroidit les éléments à la sortie de l'étape de traitement thermique, de manière à réduire au minimum l'oxydation de leur surface avant le décapage.
27. Procédé suivant l'une quelconque des revendica¬ tions 17 à 26, caractérisé en ce que l'on soumet les éléments à la sortie de l'étape de décapage successivement à un courant de gaz à contre- courant, pour refouler la solution acide entraînée à la surface des éléments, à un rinçage à l'eau et à un séchage.
28. Installation de galvanisation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 17 à 27, caractérisée en ce qu'elle comprend un four (18) pour le traitement thermique, un dispositif de décapage et éventuellement de dégraissage simultané (1) et un bain de zinc fondu (20).
29. Installation suivant la revendication 28, caractéri¬ sée en ce que le four (18) est monté entre le dispositif de décapage (1) et de dégraissage et le bain de zinc fondu (20).
30. Installation suivant la revendication 29, caractéri¬ sée en ce que le four (18) est monté en amont du dispositif de décapage (1).
PCT/BE1991/000071 1990-10-08 1991-10-04 Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation Ceased WO1992006231A2 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP91916209A EP0560771A1 (fr) 1990-10-08 1991-10-04 Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation
US08/039,084 US5449447A (en) 1990-10-08 1991-10-04 Method and device for pickling and galvanizing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9000950 1990-10-08
BE9000950A BE1005217A3 (fr) 1990-10-08 1990-10-08 Procede et dispositif de degraissage et de decapage de fils ou rubans metalliques ou d'elements analogues.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO1992006231A2 true WO1992006231A2 (fr) 1992-04-16
WO1992006231A3 WO1992006231A3 (fr) 1992-11-26

Family

ID=3884959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BE1991/000071 Ceased WO1992006231A2 (fr) 1990-10-08 1991-10-04 Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5449447A (fr)
EP (1) EP0560771A1 (fr)
BE (1) BE1005217A3 (fr)
WO (1) WO1992006231A2 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0644276A1 (fr) * 1993-09-17 1995-03-22 Hitachi, Ltd. Procédé et dispositif pour la fabrication et le décapage de tôles d'acier laminées à chaud
US5449447A (en) * 1990-10-08 1995-09-12 Le Four Industriel Belge S.A. Method and device for pickling and galvanizing
EP0695818A1 (fr) * 1994-07-07 1996-02-07 MANNESMANN Aktiengesellschaft Procédé et dispositif pour traitement de surface électrolytique
CN108624939A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 宜兴北宸科技有限公司 节能环保垂直镀阶梯式连续电镀生产系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5795460A (en) * 1996-04-10 1998-08-18 Dynamotive Corporation Method for removal of films from metal surfaces using electrolysis and cavitation action
US6276072B1 (en) * 1997-07-10 2001-08-21 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for heating and cooling substrates
US6994776B2 (en) * 1998-06-01 2006-02-07 Semitool Inc. Method and apparatus for low temperature annealing of metallization micro-structure in the production of a microelectronic device
US6136163A (en) * 1999-03-05 2000-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus for electro-chemical deposition with thermal anneal chamber
US7192494B2 (en) * 1999-03-05 2007-03-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for annealing copper films
US20040079633A1 (en) * 2000-07-05 2004-04-29 Applied Materials, Inc. Apparatus for electro chemical deposition of copper metallization with the capability of in-situ thermal annealing
US7311810B2 (en) * 2003-04-18 2007-12-25 Applied Materials, Inc. Two position anneal chamber
CN102618911A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 柳州市红日焊丝制造有限公司 焊丝生产用金属丝除油装置
CN102758236A (zh) * 2012-06-29 2012-10-31 江苏晨力实业有限公司 不锈钢板、带材连续着色设备
CN102766899B (zh) * 2012-08-16 2014-10-15 无锡市新科冶金设备有限公司 封闭式电解酸洗机组
ITUB20153726A1 (it) * 2015-09-18 2017-03-18 Extra Brushes S R L Procedimento per la realizzazione di una spazzola industriale o per hobbistica e spazzola cosi ottenuta.
CN106269987A (zh) * 2016-08-24 2017-01-04 江苏星火特钢有限公司 一种钢丝拉拔前去油处理工艺和系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2372599A (en) * 1940-03-29 1945-03-27 John S Nachtman Electrolytic cleaning and pickling of metal surfaces
US2719820A (en) * 1951-01-26 1955-10-04 United States Steel Corp Method for coating steel strip
US2860092A (en) * 1957-12-31 1958-11-11 American Can Co Electropickling process
FR1488623A (fr) * 1965-06-30 1967-07-13 Bekaert Pvba Leon Procédé et installation de revêtement d'acier
US3338809A (en) * 1966-06-23 1967-08-29 United States Steel Corp Method of cleaning ferrous metal strands electrolytically, including moving said strands in a horizontal plane through an electrolyte while under the influence of alternating electrical fields
AU4499468A (en) * 1969-09-22 1971-03-25 Australian Iron & Steel Pty. Limited Improvements insteel strip pickling
JPS5017420B1 (fr) * 1970-08-19 1975-06-20
US3914481A (en) * 1973-03-01 1975-10-21 Theodore Bostroem Process of hot dip metallizing of metallic articles
GB1465431A (en) * 1976-01-09 1977-02-23 Electricity Council Electrolytic treatment of elongate articles such as bars tubes or strips
JPS5347336A (en) * 1976-10-12 1978-04-27 Kogyo Gijutsuin Method descaling band steel by electrolysis
PL124218B1 (en) * 1979-04-26 1983-01-31 Produkcji Montazu Obiek K Process for wasteless metallizing,especially zinc coating of steel surface
ATE15236T1 (de) * 1981-02-18 1985-09-15 Mannesmann Ag Vorrichtung zur chemischen oder elektrochemischen oberflaechenbehandlung von behandlungsgut in einem erwaermten fluessigen behandlungsmedium, insbesondere bandbeizanlage.
EP0202870A1 (fr) * 1985-05-17 1986-11-26 David Reznik Appareil et procédé pour traitement anodique
GB8517606D0 (en) * 1985-07-12 1985-08-21 Bekaert Sa Nv Cleaning by electrochemical pickling
JPH01136999A (ja) * 1987-11-20 1989-05-30 Kobe Steel Ltd 線条材の電解処理方法
US5069158A (en) * 1990-03-27 1991-12-03 Italimpianti Of America, Inc. Hydrostatic bearing support of strip
BE1005217A3 (fr) * 1990-10-08 1993-06-01 Four Industriel Belge Procede et dispositif de degraissage et de decapage de fils ou rubans metalliques ou d'elements analogues.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449447A (en) * 1990-10-08 1995-09-12 Le Four Industriel Belge S.A. Method and device for pickling and galvanizing
EP0644276A1 (fr) * 1993-09-17 1995-03-22 Hitachi, Ltd. Procédé et dispositif pour la fabrication et le décapage de tôles d'acier laminées à chaud
CN1068389C (zh) * 1993-09-17 2001-07-11 株式会社日立制作所 一种热轧带钢的制造方法及其设备
EP0695818A1 (fr) * 1994-07-07 1996-02-07 MANNESMANN Aktiengesellschaft Procédé et dispositif pour traitement de surface électrolytique
CN108624939A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 宜兴北宸科技有限公司 节能环保垂直镀阶梯式连续电镀生产系统

Also Published As

Publication number Publication date
BE1005217A3 (fr) 1993-06-01
WO1992006231A3 (fr) 1992-11-26
EP0560771A1 (fr) 1993-09-22
US5449447A (en) 1995-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1992006231A2 (fr) Procede et dispositif de decapage, ainsi que procede et installation de galvanisation
US2165326A (en) Electrolytic treatment of ferrous metals
WO2002039791A1 (fr) Procede de traitement par plasma atmospherique de materiaux conducteurs d'electricite et dispositif pour sa mise en oeuvre
FR2560896A1 (fr) Procede d'obtention d'un metal par electrolyse d'halogenures en bain de sels fondus comportant un double depot simultane et continu et dispositifs d'application
CA2109708C (fr) Electrode pour cellule electrolytique, son utilisation et procede l'utilisant
EP2334846A1 (fr) Methode et installation d'etamage electrolytique d'une bande d'acier en defilement continu dans une unite d'electrodeposition
EP0123631B1 (fr) Procédé et dispositif de traitement électrochimique de la surface de produits métalliques de forme allongée
LU85358A1 (fr) Dispositif pour le traitement electrolytique de rubans metalliques
EP0707661B1 (fr) Procede pour la nitruration a basse pression d'une piece metallique et four pour la mise en uvre dudit procede
KR20120027883A (ko) 자동 전기도금시스템
JPH0121240B2 (fr)
RU2287619C2 (ru) Устройство для электроосаждения алюминия или алюминиевых сплавов из металлорганических электролитов, содержащих алкилалюминий
LU85359A1 (fr) Dispositif pour le traitement electrolytique de rubans metalliques
EP0006046B1 (fr) Utilisation d'une solution pour la formation par électrolyse de revêtements protecteurs de pyrophosphates sur des surfaces de zinc
US6340422B1 (en) Method for electroplating metallic and non-metallic endless products and device for carrying out said method
JP2018059194A (ja) アルミニウム箔の製造方法およびアルミニウム箔の製造装置
EP2167223B1 (fr) Installation et procede pour l'etamage electroly tique de bandes d' acier
EP2173928B1 (fr) Installation et procédé pour l'étamage électrolytique de bandes d'acier, mettant en oeuvre une anode insoluble
EP2173927B1 (fr) Installation et procédé pour l'étamage électrolytique de bandes d'acier, mettant en oeuvre une anode insoluble
CA1193996A (fr) Procede et appareil pour la recuperation du zinc de dechets zinciferes industriels
FR3104178A1 (fr) Dispositif et procede de traitement thermique des aciers comprenant un refroidissement humide
US660116A (en) Process of separating tin from tin-scrap.
US4931159A (en) Installation for continuous manufacturing of an ultrathin metal foil by electrolytic deposition
RU2793361C9 (ru) Электротравление стали
RU2793361C1 (ru) Электротравление стали

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE

AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1991916209

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1991916209

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1991916209

Country of ref document: EP