CA1127832A

CA1127832A - Procede et installation de decalaminage d'un fil d'acier

Info

Publication number: CA1127832A
Application number: CA330,180A
Authority: CA
Inventors: Jean Bernot
Original assignee: Trefilunion SA
Current assignee: Trefilunion SA
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1982-07-20
Also published as: DE2924703C2; US4333275A; SE7905339L; GB2023469B; CH629980A5; FR2429051A1; FR2429051B1; IT7967598A0; GB2023469A; DE2924703A1; SE441728B; IT1118506B; BE877093A

Abstract

Procédé de décalaminage de fil métallique du type dans lequel on lui fait d'abord subir des flexions permettant de recueillir de la calamine et dans lequel on projette cette calamine à l'intérieur d'une enceinte traversée par le fil, la calamine étant recyclée, le procédé étant caractérisé par le fait que la calamine projetée sur le fil est en suspension dans de l'eau. L'installation comprend une chambre de décalaminage dotée de buses. Un circuit permet de conduire le mélange d'eau et de calamine de la cuve vers les buses. A sa sortie de la chambre de décalaminage, le mélange est recyclé et trié au moyen d'un hydrocyclône et d'un séparateur.

Description

La présente invention est relative au décalaminage d'un fil d'acier en vue d'obtenir un fil "blanc", c'est-3-dire un fil dont l'aspect extérieur est brillant et qui soit apte au tréfilage.
Le décalaminage intervient sur un fil d'acier dit "fil machine" aprés son laminage à chaud et avant son tréfilage 3 travers des filiéres.
On conna~t un procédé de décalaminage dans lequel la calamine récupér~e d'un dispositif mécanique faisant subir au fil des flexions multiples et alternées est reçue dans un bac puis utilisée pour décalamlner le fil, par projection. Un tel procédé prévoit, en outre, un circuit cle recyclage de la cala-mine incorporant un dispositif de triage des partic~lles de celle-ci afin de ~isposer d'une quantité de calamine suffisante pour décalaminer totalement le fil traité.
Dans ce procédé, la calamine utilisée à sec et sim-plement véhiculée par un jet d'air se brise en particules plus petites et, lors du recyclage, il est nécessaire d'éliminer du circuit les particules de calamine devenues trop petites et donc inefficaces lors de leur projection sur le fil.
La Demanderesse a constaté qu'il était possible de limiter cette tendance à se briser qu'a la calamine en opérant non plus avec de la calamine en particules séches mais en utilisant une suspension de calamine dans de l'eau.
A cet e-f-fet, l'invention a pour objet un procédé de décalaminage de fil métallique du type dans lequel on lui fait d'abord subir des flexions permettant de recueillir de la calamine et dans lequel on projet~e ce-tte calamine à l'intérieul- I
d'une enceinte traversée par le fil, la calamine étant projetée plusieurs fois grace à un reGyclage, le procédé étant caractéris~
par le fait que la calamine est utilisée et projetée en suspen-sion dans de l'eau.

~ ~ 2~33~
La Demanderesse a constaté que ce perfecLionnement augmente l'efficacité du décalaminage.
Dans le procédé de l'invention, on conserve le recyclage de la calamine mise en suspension dans de l'eau et, dans le circuit ainsi utilisé, on dispose une pompe de circulation.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un tri de la calamine en suspension dans l'eau est effectué au moyen d'un hydrocyclône qui permet d'obtenir, d'une part, une phase contenant les grosses particules de calamine qui est recyclée et, 10 d'autre part, une eau grisâtre renfermant la poussiére de cala- ;
mine broyée que l'on peut évacuer aprés en avoir extrait l'eau qu; peut elle-même à son tour être recyclée.
L'invention concerne également l'installation permettant la mise en oeuvre du procédé précité.
L'installation utilisée est à peine plus volumineuse que celle utilisée pour un décalaminage à sec, mais elle donne de meilleurs résultats notamment pour ce qui concerne l'aspect du Fi1 décalaminé obtenu qu'il convient cependant de sécher au moyen d'un dispositif de séchage annulaire alirrlenté en air.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appara~tront 3 la lecture de la description ci-aprés en faisant réf~rence à la figure unique qui représente une vue schématique, avec arrachements partiels et coupes partielles, d'une installa-tion permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. ~ ;~
Suivant l'exemple d'exécution illustré à la -Figure anrlexée, l'installation est destinée à traiter un fil métallique 1 provenant d'une bobine de fil machine non représentée et se dépla~cant en continu suivant son axe XX dans la direction de la flèche F.
L'invention comporte:
-un dispositi-f de pliage, -un dispositif de nettoyage ou "sabla~e" par projection

- 2 7~3;~

de calamine en suspension dans de l'eau, -un circuit de recyclage de la calamine en suspension dans l'eau~
-sur le circuit de recyclage, un dispositif permettant de sélectionner la suspension de calamine en Fonction de la grosseur des particules de calamine et de recycler la partie comprenant les particules les plus grosses et de recycler égale-ment l'eau après l'avoir débarrassée des particules de calamine les plus fines.
11 est à noter que, si le terme de "sablage" est employé
ici, il n'est cependant nullement question d'emploi de sable comme abrasif mais seulement d'emploi de calamine en suspension dans l'eau. Le terme de "sablage" est le seul dont on dispose pour désigner l'opération de projection cl'un abrasif qui, con-formément 3 l'invention, est constitué d'une suspension cle cala-mine dans de l'eau. Il est à noter aussi le terme de "calamine", ~;
"scale" en anglais, connu dans l'art se rapporte à la couche d'oxides et similaires formée sur la surface du fil pendant son traitement.
Le dispositif de pliage comporte, comme connu en soi, un premier jeu de trois galets 2 dans un plan par exemple vertical et un deuxiéme jeu de trois galets 3 dans un plan par exemple horizontal, l'orientation du plan du premier jeu de galets 2 étant en tout cas indifférente, mais le pTan du deuxième jeu étant en tout cas orthogonal au premier. -Sous les jeux de galets 2 et 3, est disposée une tremie 4 servant de réceptacle pour recueillir la calamine constituée à ce niveau de l'installation par des particules séches de grosseur variable. La trémie 4 est prolongée par une tubulure de descente 5.
Le dispositif de nettoyage ou "sablage" par projection de calamine dans de l'eau comporte, comme connu, une chambre de ~ ~ ~3. 27~3~

sablage 6 à ouvertures axiales d'entrée et de sortie 7 pour le passage du fil métallique 1 suivant la fléche F. La chambre 6 a une forme générale cylindrique d'axe XX. Ses parois sont de préférence en matériau souple, résistant à l'abrasion, tel que par exemple en caoutchouc d'uréthane~ La chambre 6 comporte des ouvertures 6a à sa partie inférieure. La chambre de décalaminage 6 est fixée par exemple par des colliers rigides 11 à entretoises à l'intérieur d'une enveloppe de protection 8 également cylin-drique et d'axe XX. L'enveloppe de protection 8 est en matériau rigide. Elle est également pourvue d'ouvertures axiales 9 d'entrée et de sortie du fil métajlique 1. Bien entendu, les ouvertures axiales 7 et 9 comportent des bagues ou manchons quide fil qui, dans un souci de schématisation et de clarté du dessin, n'ont pas été représentés. L'enveloppe 8 a des dimensions aussi bien radiales que lonyitudinales, sensiblement supérieures à
celles cle la chambre de décalaminage 6, de manière à ménager avec la chambre 6 un large espace annulaire. On peut utiliser une enveloppe 8 en acier à revêtement interne souple.
L'enveloppe 8 sert également à la récupération et au recyclage du mé1ange M servant à décalaminer le fil par projection sur celui-ci et constitué d'une suspension de calamine dans de l'eau. Pour la récupération de ce mélange M, l'enveloppe 8 com-porte sur sa paroi cylindrique des ouvertures de recyclage 8a le long de sa génératrice inférieure. L'enveloppe 8 est traversée par des buses 10 de projection du mélange M sur le fil débouchant à l'intérieur de la chambre de décalaminage 6. Les buses 10 sont disposées avec un décalage angulaire les unes par rapport aux autres sur la périphérie cylindrique de la chambre 6 et égale-ment suivant un décalage longitudinal par rapport au fil 1.
Le circuit de recyclage du mélange M de calamine et d'eau comprend un bac 12 de stockage de la calamine sèche issue de la trémie Ll, cette calamine est additionnée (dans une phase ~ 4 ,. , . .: , ,,., :, , . ~

~ ~Z783Z

de démarrage de l'installation) d'eau provenant d'un réservoir R muni d'un conduit 30 débouchant à l'intérieur du bac 12; le conduit 30 est doté d'un robinet obturateur 31. Le bac 12 commu-nique par un trop plein réglable 13 avec un bac auxiliaire 15 et est coiffé d'un capot ou d'une hotte 14 qwi recouvre l'ensemble des deux bacs 12 et 15.
Pour l'alimentation des buses 10 en mélange M de cala-mine en suspension dans l'eau, un conduit 17 part de la partie inférieure du bac 12 de mélange M et remonte vers le dispositif de décalaminage 6-8. Dans cette partie, le conduit 17 traverse une pompe de circulation 32 du mélange M. Dans le conduit 17, au voisinage du dispositif de décalaminage 6-8, débouche un injec-teur dlair comprimé 18 à ajutage en venturi. L'injecteur 18 est relié en amont à une source d'air comprimé sous une pression qui est de 1' ordre de 4 à 7 bars et de préférence de 4 à 5 bars. Le conduit 17 est prolongé à la partie supérieure de l'installation par un conduit horizontal 19 auquel est coaxial l'ajutage du venturi de 1' injecteur 18 qui débouche dans ce conduit 19. Le conduit 19 se subdivise en embranchements 20 reliés directement chacun à une buse de projection 10 du mélange M de calamine et d'eau; ces buses 10 étant, par exemple, au nombre de quatre.
Pour le retour ou recyclage du mélange M de calamine et d'eau, un réceptacle 16 est disposé juste au-dessous de llenve-~loppe 8 et notamment de ses ouvertures 8a. La réceptacle 16 est prolongé par un conduit de retour 21 qui conduit le mélange M
de calamine et d'eau à un hydrocyclone 33, le mélange venant d'etre récupéré par le réceptacle 16 après avoir été projeté par les buses 10 sur le fil 1.
Le dispositif de sélection des particules de calamine mises en suspension dans le mélange M comprend un hydrocyclône 33 qui permet de séparer le mélange M qui est fourni par le conduit 21 en deux phases: Une première phase, dans laquelle Z~33~

les particules de calamine sont les plus grosses, est évacuée vers le bac 12 au moyen d'une tubulur-e 24 et est ainsi recyclée.
L'autre phase du mélange M quitte l'hydrocyclône 33 par sa partie supérieure au moyen d'un conduit 34 et est injectée dans un séparateur 35 qui permet d'en extraire l'eau qui est recylcée dans le bac 12 au moyen d'un conduit 36 et les particules les plus fines de calamine qui constituent une boue qui est évacuée de 1' installation au moyen d'un conduit 37. Le séparateur 35 peut être un filtre, une centrifugeuse ou un simple dispositif de décantation.
Le fonctionnement de l'installation va maintenant être décrit.
A l'aide de cette installation, le procédé de l'inven-tion est mis en oeuvre de la manière suivante: Comme connu, le fil métallique 1 défile à une certaine vitesse V dans le sens de la flache F suivant 1' axe XX. Le fil machine I non décalaminé
subit des flexions, en passant sur les deux jeux de galets successifs 2 et 3 qui brisent la couche de calamine et font perdre au fil une partie de sa calamine qui est recueillie dans le réceptacle ou trémie 4 pour être conduite au moyen de la tubulure 5 dans le bac 12. Lors d'une phase de démarrage de l'installa-tion, on met l'obturateur 31 en position d'ouverture de fac,on à .
remplir d'eau, contenue dans le réservoir R, le bac 12 jusqu' à
atteindre le niveau du trop-plein 13. Dans le bac 12 est donc constitué un mélange M de calamine provenant de la trémie 4 et d'eau; ce mélange constitue une suspension de calamine dans de l'e3u dans lequelle les particules de calamine peuvent avoir une grosseur variable.
Le mélange M ainsi obtenu véhiculé par le conduit 17 au moyen de la pompe de circulation 32 va être conduit vers les buses 10; le mélange M ayant été additionné au départ de la partie 19 au conduit 17 d'un jet d'air provenant de la buse 18. Les ~L~.Z~7~32 buses 10 projettent donc sur le fil 1, 3 l'intérieur de la chambre de décalaminage 6, des jets de calamine et d'eau dont l'énergie cinétique est augmentée par l'addition de jets d'air dus ~ la buse 18. Sous cette action, le fil 1 est complétement dépourvu de la calamine qui pouvait encore le recouvrir malgré
son passage sur les jeux de galets 2 et 3 et devient ainsi un fil "blanc" prêt à subir une opération de tréfilage.
Le fil 1 ressort de l~enveloppe 8 et il est séché au moyen d'une chambre annulaire 38 alimentée en air par un conduit ;
39. Le mélange M, qui a été projeté par les buses 10 sur le fil 1, quitte la chambre de décalaminage 6 par les orifices 6a de celle-ci et aboutit à l'intérieur de l'enveloppe 8 dont il est ;~
évacué par les orifices 8a. Le mélange M est amené par le conduit de retour 21 vers l'hyclrocycl8ne 33. A ce niveau, un certain nombre de particules de calamine se sont brisées au cours de leur projection sur le Fil 1 et le mélange M comporte donc de l'eau, de la calamine à grosses particules et de la calamine à parti-cules plus fines. Ce mélange M est admis dans l'hydrocyclône 33 qui le sépare en deux phases. Une première phase, constituée ;
d'eau et des particules de calamine les plus grosses, qui est évacuée par la tubulure 24 vers le bac 12 et ainsi recyclée et une aut:re partie, constituée d'eau et de calamine à particules beaucoup plus fines, évacuée par le conduit supérieur 31~ vers le dispositif séparateur 35. Au niveau du séparateur 35, le mélange de calamine en particules fines et d'eau est divisé en eau qui est recyclée au moyen du conduit 36 qui la déverse à nouveau dans le bac 12 et en une boue cons-titu~e par les particules de calamine fines qui est évacuée hors de 1' installation par le conduit 37.
Ainsi, grâce aux conduits 36 et 21!, le bac 12 est réalimenté et le mélange M, débarrassé de ses particules de calamine les plus fines, est recyclé. Si cela s'avére nécessaire, on peut ajouter de l'eau à la cuve 12, au moyen du réservoir R et de son conduit ~;~r ~t~, 7~32 30. Le mélange M de calamine et d'eau a donc été non seu1ement recyclé, mais également en quelque sorte épuré. En effet, grâce

3 l'hydrocyclane qui sépare du mélange M issu de la chambre de décalaminage 6 la phase contenant les plus grosses particules de calamine et la phase contenant les particules les plus fines, on recycle directement la première phase qui est la plus intér-essante, puisque ses particules sont les plus grosses. La seconde phase, quant 3 elle, est grâce au séparateur 35 également divisée et on recycle l'eau dont la consommation est ainsi minime, de sorte que les remplissages d'appoint du bac 12 au moyen du réservoir R ne doivent être qu'occasionnels. Le conduit 37, qui sort du séparateur 35, permet d~éliminer du mélange M de calamine et d'eau la partie indésirable, c'est-à-dire celle qui est con-stituée de particules de calamine trés fines qui n'auraient, lors de leur projection par les buses 10 sur le fil 1, qu'une action abrasive extremement limitée.
Grâce 3 la buse 18 injectant dans le mélange d'eau et de calamine véhiculé par le conduit 19 de l'air sous une pression de l'ordre de 5 bars, le jet est accéléré à la sortie, son éner-gie cinétique augmente et l'ef-Ficacité du décalaminage opéré 3 l'intérieur de la chambre 6 est augmentée.
Le fait que le fil SOI' te de l'enveloppe 8 mouillé ne constitue pas un inconvénient puisque celui-ci peut etré séché
très rapidement et très efFicacement au moyen de la chambre annulaire 38 par laquelle le fil est soumis à des jets d'air.
Le décalaminage opéré suivant l'invention permet d' obtenir un fil blanc et soyeux, c'est-à-dire parfaitement débar-rassé de la couche de calamine qu'il portait.
Le fait que la calamine, dès sa réception dans le bac 12, soit en suspension dans de l'eau élimine totalemellt la créa-tion de poussières lors du fonctionnement de l'installation.
L'utilisation d'un mélange M de calamine en suspension ..

:
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dans de l'eau permet surtout de réduire le morcellement des parti- -cules de calamine lorsque celles-ci viennent Frapper le fil 1 décalaminer; ainsi, l'évacuation par le conduit 37 des parties les plus fines de la calamine est réduite en quantité.
Suivant 1' invention, non seulement la calamine mise en suspension dans de l'eau pour constituer le mélange M est recyclée mais, de plus, on limite sa tendance à se briser et le recyclage n'en est que plus efficace.
Plusieurs variantes de l'invention sont prévues:
10- Au lieu d'avoir une chambre 6 distincte de l'enveloppe 8 et séparée d'elle par un espace annulaire, on peut utiliser une enveloppe d'acier cylindrique 8 garnie intérieurement d'un revê-tement en matériau souple. Les buses 10 débouchent alors directe-ment dans la cavité de l'enveloppe ~ qui devient alors la chambre de décalaminage proprement dite. Le fonctionnement et les avan-tages de cette variante sont les memes que ceux décrits précédem-ment.
- Au lieu d'avoir un seul conduit 17 permettant de conduire le mélange M depuis la cuve 12 vers les buses 10, unique pour l'ensemble des buses 10, on peut avoir un -tel conduit dis-tinct pour chacune d'elles. Dans ce cas, il faudra bien entendu équiper chaque conduit d'une pompe de circulation telle que 32 et d'une buse d'injection dlair comprimé telle que 1~. Ains;, les buses 10 et leur circuit d~ali`mentation sont indépendants et on peut opérer sur l'une d'elles sans perturber le fonctionnement des autres.
- 11 est envisageable, pour constituer le mélarlge M, d'utiliser un autre liquide que de l'eau ou d'utiliser de l'eau avec un adjuvant afin d'obtenir sur le fil un film, par exemple protecteur.
- Une autre variante consiste à récupérer l'eau issue du séparateur 35 par le conduit 3~, non pas comme dans l'exemple g .

~ 2783~

représenté directement en la déversant dans la cuve 12 contenant le mélange M mais en projetant celle ci sur les galets 2 et 3 du dispositif de décalarninage mécanique disposé à l'entrée de :~.
l'installation. On élimine ainsi complètement la formation de ::~
poussière puisque la calamine récupérée par la trémie 4 est mouillée et on prépare aussi la constitution du mélange M de calamine et d'eau qui est recueilli dans la cuve 12. Cette variante permet de décalaminer un Fil mouillé et il est donc inutile alors de sécher le fil provenant du parc à fil avant de l'introduire dans le dispositif de décalaminage mécanique consti-tué par les jeux de galets 2 et 3.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilége est revendiqué, sont défines comme il suit:

1. Procédé de décalaminage de fil métallique, dans lequel on lui fait d'abord subir des flexions permettant de recuellir de la calamine, on projette cette calamine en sus-pension dans un liquide à l'intérieur d'une enceinte traversée par le fil, et on recycle la calamine récuperée de l'exceinte.

2. Procédé de décalaminage suivant la revendication 1 dans lequel ledit liquide est de l'eau.

3. Procédé de décalaminage suivant l'une des reven-dications 1 ou 2 dans lequel la récupération est effectuée par un circuit de recyclage comportant une pompe de circulation et une buse d'injection de jets d'air.

4. Procédé suivant la revendication 2 dans lequel avant son recyclage, le mélange de calamine en suspension dans l'eau est séparé en deux phases au moyen d'un hydrocyclône qui permet de recycler directement la phase du mélange contenant les particules de calamine les plus grosses et de recycler l'eau contenue dans l'autre phase contenant les particules de calamine les plus fines et d'éliminer, sous forme de boue, lesdites particules les plus fines.

5. Procédé suivant la revendication 2 dans lequel l'eau est recyclée par déversement de celle-ci dans la cuve contenant le mélange de calamine et d'eau.

6. Procédé suivant la revendication 2 dans lequel l'eau est recyclée par projection de celle-ci sur les galets du dispositif de décalaminage mécanique disposé à l'entrée de l'installation.

7. Installation pour lé décalaminage de fil métal-lique, comportant un dispositif de décalaminage mécanique par flexion suivi d'un dispositif de décalaminage à chambre muni des buses de projection de calamine, et d'ouverture d'entrée et de sortie traversées dans le fil, un bac pour contenir un mélange de calamine est d'eau, la calamine étant issue du dispositif de décalaminage mécanique et conduite dans le bac par un conduit relié à une trémie de réception, et l'eau venant d'un reservoir muni d'un conduit et d'un obturateur, et un conduit reliant le bac aux buses de projection de façon que la calamine soit projetée au fil en suspension dans l'eau.

8. Installation suivant la revendication 7 dans laquelle le conduit conduisant le mélange de calamine en suspension dans de l'eau aux buses comporte une pompe de circulation et une buse d'injection d'air comprimé.

9. Installation suivant la revendication 8 dans la-quelle la chambre de décalaminage et son enveloppe extérieure munies d'orifices sont disposées au-dessus d'un réceptacle de récupération du mélange de calamine et d'eau, aprés que celui-ci ait été projeté sur le file à décalaminer.

10. Installation suivant la revendication 9 dans la-quelle le réceptacle conduit le mélange à un hydrocyclône qui le sépare en deux phases, l'une constituée d'eau et des parti-cules de calamine les plus grosses étant récyclée directement par déversement au moyen d'un conduit dans la cuve et l'autre étant con-duit au moyen d'un tubulure vers un séparateur permettant d'en extraire l'eau qui est recyclée, et d'évacuer hors de l'installation au moyen d'un tubulure les particules de cala-mine les plus fines constituées en une boue.

11. Installation suivant la revendication 10 dans laquelle l'eau issue du séparateur par le conduit est recyclée par déversement de celle-ci dans la cuve contentant le mélange d'eau et de calamine.

12. Installation suivant la revendication 10 dans laquelle l'eau issue de séparateur par le conduit est recyclée par projection de celle-ci sur les galets du dispositif de décalaminage mécanique disposé à l'entrée de l'installation.

13. Installation suivant l'une des revendications 7 à 9 dans laquelle le séparateur est un filtre ou un réservoir de décantation.

14. Installation suivant l'une des revendications 7 à 9 dans laquelle le séparateur est une centrifugeuse.

15. Installation suivant l'une des revendications 7 à 9 dans laquelle le fil, à sa sortie de l'enveloppe et de la chambre de décalaminage, traverse un manchon de séchage alimenté en air comprimé au moyen d'un conduit.