LU83353A1 - Procede de fabrication de toles galvanisees de qualite amelioree - Google Patents
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Description
X
i t
I · BL-3146/EM/BM
. " C. 2131/8105.
« CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif - Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique)
Procédé de fabrication de tôles galvanisées de qualité améliorée.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de tôles galvanisées de qualité améliorée.
* Celui-ci est particulièrement applicable à la production de tôles * galvanisées sur une ou sur les deux faces qui doivent présenter de bonnes propriétés d'emboutissage et/ou de résistance mécanique.
Il est connu de l'homme de l'art que l'obtention de tôles présentant de bonnes propriétés d'emboutissage est liée au fait que la tôle subit un cycle thermique comportant (après maintien dans'le domaine de la recristallisation) un refroidissement rapide suivi d'un traitement de survieillissement.
D'autre part, les tôles à haute résistance 2 du type "dual phase" sont obtenues en soumettant la tôle à un chauffage jusque dans le domaine intercritique, suivi d'un refroi-i dissement rapide. Suivant la composition de l'acier et l'intensi té de la trempe, un revenu peut être nécessaire après la trempe.
En modulant les valeurs des températures de réchauffage et de revenu, ainsi que la composition de l'acier, on peut également produire des tôles à haute limite élastique.
Les techniques précitées ont eu pour conséquence le développement de diverses technologies de refroidissement rapide, à savoir : - soufflage de gaz d'atmosphère refroidi dans un échangeur gaz-eau (jet cooling); - projection d'eau; - projection d'un brouillard d'eau; - immersion dans l'eau bouillante.
L'évolution de la technique et surtout le souhait d'obtenir des tôles galvanisées présentant de bonnes propriétés d'emboutissage et/ou de résistance a eu pour effet que l'on essaye de réaliser les cycles theim iques précités en les intégrant dans une ligne de galvanisation en continu.
> » C'est ainsi qu'il est connu que le haut * coefficient d'échange calorifique du zinc fondu permet d'exécuter un traitement thermique de la tôle, au cours de l'opération de galvanisation à chaud.
Dans le même contexte, on a aussi proposé de profiter du passage de la tôle dans la cuve de galvanisation à chaud pour réaliser un refroidissement rapide de la dite tôle en la faisant passer au travers d'une couche ce sel fondu surnageant sur le bain de zinc .
• I
3 f ί ί ί
Il découle donc de ce qui précède que l'on peut réaliser dans une ligne de galvanisation à chaud en continu les cycles thermiques optima susceptibles de conférer à la tôle les propriétés d'emboutissage et/ou de résistance désirées.
Toutefois, il est aussi connu que selon la méthode de refroidissement choisie, les problèmes techniques changent.
! ï Dans le cas du "jet coolina", le refrôiâis- ? sement est fort lent et exige une durée ce survieillissement très î longue.
; La méthode des jets d'eau exige que l'or.
4 réchauffe la tôle avant galvanisation et a pour effet la dété- | rioration de la surface de la tcle oui doit subir une Dréoai srior.
supplémentaire avant d'être galvanisée à chaud.
Les refroidissements par projection do brouillard d'eau ou par immersion dans l'eau bouillante permettent l'interruption du refroidissement et par conséquent évitent le réchauffage, mais nécessitent la réduction de l'oxyde formé avant galvanisation.
En ce qui concerne l’utilisation d'un tain de sel fondu surnageant sur le bain de zinc pour opérer le refroidissement de la tôle, on observe une stabilité chimioue orénaire du sel à l'état foncu et une certaine difficulté à assurer es compatibilité avec l'opération de galvanisation à chaud.
Enfin, à propos de la méthode ce refrôidis- sement utilisant le bain de galvanisation lui-même, un probiere 4 majeur à résoudre est 1'évacuation de la chaleur apportée par la tôle dans le bain de zinc fondu et ce si possible aux moindres frais ou du moins en la réutilisant au maximum.
Le procédé, objet de l'invention, utilisant le bain de galvanisation afin d'opérer le refroidissement de la tôle, solutionne de manière originale l'évacuation des calories apportées par la tôle dans le bain et permet d'accomplir les cycles thermiques nécessaires pour conférer à la dite tôle de bonnes propriétés d'emboutissage et/ou de haute limite élastique.
La description qui suit est essentiellement axée sur la galvanisation a chaud de tôles d'acier, toutefois le f * principe du procédé de l'invention pourrait être transposé avec ! de légères modifications au revêtement à chaud utilisant d'autres I métaux par exemple étain, cuivre, aluminium ou des alliages zinc- aluminium,«,., et ce sans trop de peine.
| Le procédé,objet de la présente invention, consistant à galvaniser à chaud une tôle au moyen d'un bain de zinc ou alliage à base de zinc fondu, est essentiellement caractérisé en ce que la dite tôle subit un cycle thermique comportant au moins un refroidissement rapide obtenu en la mettant en contact avec le bain de zinc ou alliage de zinc fondu et en ce que le dit bain est maintenu à température adéquate par l'utilisation d'un dispositif échangeur de chaleur approprié.
η * Suivant une première modalité de réalisation " du procédé de l'invention, le dispositif échangeur de chaleur u-; tilise comme fluide secondaire de la vapeur d'eau, pouvant être humide à l'entrée de l'échangeur et surchauffée à la sortie.
Suivant une deuxième modalité de réalisation du procédé de la présente invention, une section de survieillisse-• ment est prévue en aval de l'opération çalvanisation-refroidisse- \ i * i i; 5 I : ment rapide.
Selon une autre mise en oeuvre du procédé de l'invention, un dispositif de refroidissement supplémentaire est intercalé entre l'opération de galvanisation-refroidissement rapide et la section de survieillissement précitée.
Cette disposition permet de refroidir rapidement les aciers "dual phase" après l'opération trempe-galvanisation suite au passage de la tôle dans la cuve de galvanisation.
I Suivant une mise en oeuvre préférentielle i | du procédé, objet de la présente invention, la tôle passe succes- ! sivement par les sections énumérées ci-après sur le diagramme Ιοί gique (figure 1) gui peuvent être complétées par d'autre traite-
I ments accessoires et consistant essentiellement en une section I
(NOF) de préparation de la surface de la tôle et de préchauffaçe I» de cette dernière; une section 2 (RTF) où l'on opère le chauffage ! final de la tôle; une section 3 (SF) de maintien à température ! déterminée; une section 4 (QGP) de refroidissement rapide et gal vanisation; à laquelle est annexée une section 5 (HES) de régulation de l'évacuation de la chaleur transmise par la tôle au tain de zinc ou alliage de zinc et aussi pour moduler la température de celui-ci; une section 6 (SEC C) de refroidissement secondaire * pour abaisser la température de la tôle à sa sortie du bain de zinc ou alliage de zinc jusqu'à la température de survieillissement dans le cas des aciers doux ou jusqu'à une température inférieure ou égale à 250°C dans le cas des aciers"dual phase"; une section 7 (OAS) de survieillissement; et enfin une section £ (FINC) de refroidissement final par des moyens conventionnels pour abaisser la température de la tôle de la température de survieillissement jusqu'à la température finale de sortie de la tôle sous forme galvanisée et possédant les propriétés d'embou-• tissage et/ou de limite élastique désirées.
6
Suivant encore une autre réalisation préférentielle du procédé de l'invention, le préchauffage dans la section 1 (NOF) est effectué par un four à flamme nue.
Suivant une sixième modalité de réalisation du procédé de l'invention, la préparation de la surface de la tôle ainsi que le préchauffage de celle-ci sont effectuées dans deux installations distinctes comportant l'une un dégraissage électrolytique et l'autre un four à tubes radiants.
Dans une autre modalité d'application du procédé de l'invention, le chauffage final de la section 2 (RTF) est effectué dans un four à tubes radiants, éventuellement élec trique.
; Suivant une huitième modalité d'application du procédé de la présenté invention, le traitement de survieil-; lissement opéré dans la section 7 (OAS), est effectué à une tem pérature d'environ 400°C avec une durée minimum de 45 à 60 secondes et éventuellement par un dispositif multi-passes.
Suivant une modalité préférentielle de réalisation de la section 7 (OAS) telle que décrite dans la modalité précédente, on recouvre les rouleaux de la section 7 (OAS) » d'un revêtement comportant au moins une couche superficielle formée au moyen d'un ou plusieurs constituants des quatre groupes ci-après, pris isolément ou en combinaison : 1. groupe des oxydes, comportant les· oxydes de Mg, Ca, Sr,
Ba, Ti, Zr, Cr, W, Fe, Co, Ni, Zn, Ce, B, Al, Si, Ge, Sr.,
Pb; 2. groupe des silicates, comportant les silicates de Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Ce, Ni, B, Al, Sn, i Pb; 3. groupe des zirconates, comportant les zirconates de Mg,
Ca, Sr, Ba; V f 7 4. groupe dit "mixte", comportant les serpentines, les amphiboles, les carbures de silicium; et qui présente une rugosité appropriée de manière à éliminer le fleurage et/ou une détérioration du revêtement de zinc ou d'alli-! âge de zinc lors de son contact avec les rouleaux de la section 7 (OAS) de survieillissement.
Suivant une modalité préférentielle de réalisation de la section 5 (HRS) du procédé de la présente invention, celle-ci peut comporter, simultanément ou non, les différents ’ éléments décrits sur le diagramme logique (Fig. 2)/ à savoir : un échangeur de chaleur (9) zinc ou alliage de zinc - vapeur d'eau, un râchauffeur (10) du liquide caloporteur, ce qui permet, par inversion du flux dans l'échangeur (9)/ de maintenir le zinc ou l'alliage de zinc à température adéquate même lors des arrêts de la ligne de galvanisation, l'appoint de calories pouvant être fourni par des résistances alimentées par un alternateur (11) ou par le biais d'un autre échangeur d'appoint (12); le dit fluide caloporteur est partiellement vaporisé dans un échangeur (13) économiseur-vaporisateur en utilisant la chaleur sensible des fumées des sections (1) (NOF) et (2) (RTF), ces fumées étant a 600°C environ après les récupérations conventionnelles d'énergie telles que le préchauffage de la tôle et de l'air de combustion des fours utilisés dans l'installation mettant en oeuvre le procédé y • de l'invention; un dispositif de régulation (17) de la température du zinc ou alliage de zinc liquide commandé de préférence par l'ordinateur de commande de la ligne (22) qui agit principalement sur le débit du fluide caloporteur en modifiant par exemple la vitesse de la pompe d'alimentation (14) par action sur un moteur à vitesse variable (15); ces organes de mesure du débit et de la température du zinc ou alliage ce zinc (16); un dispositif condenseur (18) de récupération; et enfin une turbine (19) couplée à un alternateur (20) permettant la production c'énergie électrique pouvant être utilisée dans le réchauffeur (10) d'arrêt . de ligne ou ailleurs (21).
8
Il convient de signaler que le procédé de l'invention présente un certain nombre d'avantages qui sont : - une diminution de la longueur de la ligne de galvanisation, et par conséquent des frais d'investissements, ce par l'élimination du dispositif de refroidissement conventionnel avant gal- * . vanisation et aussi un raccourcissement de la section de survieillissement consécutif à la trempe rapide dans le bain de zinc fondu, - une décroissance de l'énergie consommée par tonne d'acier de par l'élimination des ventilateurs de soufflage des dispositifs de refroidissement conventionnels, la diminution du nombre de rouleaux motorisés et la récupération d'une partie de l'énergie contenue dans la tôle, - la possibilité de traiter des aciers à haute limite élastique et des aciers "dual phase" dans des conditions économiques a savoir avec de faibles teneurs en éléments d'alliage, - l'obtention d'une tôle galvanisée exempte de fleurage.
i i >.
'yî* >
Claims (8)
1. Procédé de fabrication de tôles galvanisées [ de qualité améliorée, consistant à galvaniser à chaud une tôle f | , au moyen d‘un bain de zinc ou alliage à base de zinc fondu, es- | _ sentiellement caractérisé en ce que la dite tôle subit un cycle | thermique comportant au moins un refroidissement rapide obtenu en la mettant en contact avec le bain de zinc ou alliage de zinc fondu et en ce que le dit bain est maintenu à température adéquate par l'utilisation d'un dispositif échangeur de chaleur approprié.
2. Procédé suivant la revendication 1, caracté- I risé en ce que, dans le dispositif échangeur de chaleur, le flui- I ce secondaire est de la vapeur d'eau, pouvant être humide à 1 ' en- ! trée de l'échangeur et surchauffée à la sortie. 3. procédé suivant les revendications 1 ou 2, | caractérisé en ce qu'une section de survieillissement est pré- .. vue en aval de l'opération galvanisation-refroidissement rapide.
4. Procédé suivant une ou plusieurs des reven- ; dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un dispositif de refroidis sement supplémentaire est intercalé entre l'opération de galva- ; s t . nxsation-refroidissement rapide et la section de survieillisse ment précitée. 1 i " Procédé suivant une ou plusieurs des reven- , dications 1 à 4, caractérisé en ce que la tôle nasse successivement par les sections énumérées ci-après : - une section de préparation ce la surface de la tôle et de pré- \ chauffage de cette dernière; - une section où l'on opère le chauffage final de la tôle; - une section de maintien à température déterminée; r ~ une section de refroidissement rapide et galvanisation; à la- h quelle est annexée une section de régulation de l'évacuation de la chaleur transmise par la tôle au bain de zinc ou d'alliage de zinc et aussi pour moduler la température de celui-ci; - une section de refroidissement secondaire pour abaisser la température de la tôle à sa sortie du bain de zinc ou d'alli- s âge de zinc jusqu'à la température de survieillissement dans * , le cas des aciers doux ou jusqu'à une température inférieure ou égale à 250°C dans le cas des aciers "dual-phase"; - une section de survieillissement; -'enfin une section de refroidissement final par des moyens conventionnels pour abaisser la température de la tôle de la température de survieillissement jusqu'à la température finale de sortie de la tôle sous forme galvanisée et possédant les propriétés d'emboutissage et/ou de limite élastique désirées.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le préchauffage est effectué par un four à flamme nue.
7. Procédé suivant les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la préparation de la surface de la tôle ainsi que le préchauffage de celle-ci sont effectuées dans deux installations distinctes comportant l'une un dégraissage électrolytique et l'autre un four à tubes radiants. & v
8. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le chauffage final est | effectué dans un four à tubes radiants, éventuellement électri que. | \ 9. Procédé suivant une ou plusieurs des revencica- I tions 1 à 8, caractérisé en ce eue le traitement de survieillisse- i — ; ment est effectué à une température d'environ 400°C avec une durée j minimum de 45 à 60 secondes et éventuellement par un dispositif i - ; multi-passes. I jr- i il 5 : p » ‘
10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on recouvre les rouleaux de la section de survieillissement précitée d'un revêtement, comportant au moins une couche superficielle formée au moyen d'un ou plusieurs constituants des quatre groupes ci-après, pris isolément ou en combinaison : 1. groupe des oxydes, comportant les oxydes de Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Zr, Cr, W, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, B, Al, Si, Ge, Sn, Pb; 2. groupe des silicates, comportant les silicates de Li, Na, K, ’ Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, V, Cr, Mn, Fe, co, Ni, B, Al, Sn, Pb; 3. groupe des zirconates, comportant les zirconates de Mg, Ca, Sr, Ba; 4. groupe dit "mixte" comportant les serpentines, les amphiboles, les carbures de silicium; et qui présente une rugosité appropriée de manière à éliminer le fleurage et/ou une détérioration du revêtement de zinc ou d'alliage de zinc lors de son contact avec les rouleaux de la section de survieillissement.
11. Procédé suivant une ou plusieurs des reven dications 1 à 10, caractérisé en ce que la section de régulation et d'évacuation de la chaleur transmise au bair. de zinc ou d1 alliage de zinc peut comporter simultanément ou non, les diffé-♦ rents éléments suivants : - un échangeur de chaleur zinc- ou alliage de zinc - vapeur « d'eau, un réchauffeur du liquide caloporteur, le dit fluide caloporteur étant partiellement vaporisé dans un échangeur-* économiseur-vaporisateur en utilisant la chaleur sensible des fumées des sections de préparation ce surface et ce préchauffa- a ge, ces fumées étant à 60C°C environ apres les récupérations conventionnelles d'énergie telles que le préchauffage de la tôle et de l'air de combustion des fours utilisés dans l'installation mettant en oeuvre le procédé de l'invention; -'un dispositif de régulation de la température du zinc ou alliage v ( » t ï i j de zinc licruide commandé de Dréférence par l'ordinateur de ! “ * commande de la ligne gui agit principalement sur le débit du fluide caloporteur en modifiant par exemple la vitesse de la pompe d'alimentation par action sur un moteur à vitesse variable; - des organes de mesure du débit et de la température du zinc ou alliage de zinc; -un dispositif condenseur dé récupération; et enfin une turbine couplée à un alternateur permettant la production d'énergie électrique pouvant être utilisée dans le réchauffeur d'arrêt de ligne ou ailleurs. ___ / i ^ τ ']^ I v »
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU83353A LU83353A1 (fr) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Procede de fabrication de toles galvanisees de qualite amelioree |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU83353 | 1981-05-11 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU83353A1 true LU83353A1 (fr) | 1983-03-24 |
Family
ID=19729650
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
| LU (1) | LU83353A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0126696A1 (fr) * | 1983-05-24 | 1984-11-28 | UNION SIDERURGIQUE DU NORD ET DE L'EST DE LA FRANCE par abréviation "USINOR" | Procédé de fabrication en continu d'une bande d'acier survieillie portant un revêtement de Zn ou d'alliage Zn-Al |
-
1981
- 1981-05-11 LU LU83353A patent/LU83353A1/fr unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0126696A1 (fr) * | 1983-05-24 | 1984-11-28 | UNION SIDERURGIQUE DU NORD ET DE L'EST DE LA FRANCE par abréviation "USINOR" | Procédé de fabrication en continu d'une bande d'acier survieillie portant un revêtement de Zn ou d'alliage Zn-Al |
| FR2546534A1 (fr) * | 1983-05-24 | 1984-11-30 | Usinor | Procede et installation de fabrication en continu d'une bande d'acier survieillie portant un revetement de zn, al ou d'alliage zn-al |
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