EP0828864A1 - Procede et dispositif pour revetir une bande metallique d'un metal ou d'un alliage a plus bas point de fusion ou de liquide que celui du materiau constituant la bande - Google Patents

Procede et dispositif pour revetir une bande metallique d'un metal ou d'un alliage a plus bas point de fusion ou de liquide que celui du materiau constituant la bande

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Publication number
EP0828864A1
EP0828864A1 EP96913420A EP96913420A EP0828864A1 EP 0828864 A1 EP0828864 A1 EP 0828864A1 EP 96913420 A EP96913420 A EP 96913420A EP 96913420 A EP96913420 A EP 96913420A EP 0828864 A1 EP0828864 A1 EP 0828864A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
metal
alloy
enclosure
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96913420A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Tatjana Berce
Michel Kornmann
Guy Negaty-Hindi
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.)
M3d SA
Original Assignee
M3d SA
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Filing date
Publication date
Application filed by M3d SA filed Critical M3d SA
Publication of EP0828864A1 publication Critical patent/EP0828864A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C23C2/0036—Crucibles
    • C23C2/00361—Crucibles characterised by structures including means for immersing or extracting the substrate through confining wall area
    • C23C2/00362—Details related to seals, e.g. magnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for coating a metal strip with a metal or an alloy with a lower melting point or with liquidus than that of the material constituting the strip, according to which the strip is preheated and entrains it from bottom to top through a bath of said metal or of said alloy brought to a temperature higher than that of preheating the strip, then cools this strip at the outlet of said bath to a temperature lower than that of solidification of said metal or alloy.
  • High speed wire coating methods have already been proposed which are passed from bottom to top through a bath of molten metal or alloy. Such methods are described, for example, in US-3,523,815, US-2,565,677, US-3,484,280 and US-4, 169,426.
  • the strips are generally thin, ⁇ 1 mm thick and even ⁇ 0.5 mm, most often. Consequently, the edge of the strip, which, given its surface, develops the lowest driving force on the molten metal when moving this strip from bottom to top, is also the part of the strip which is in front of the largest mass of liquid, that is to say all the liquid metal located between the edge of the strip and the edge of the rectangular opening, taking into account the necessary clearance between this edge and this edge.
  • the width of the opening will be between 0.7 and ⁇ 20 mm, that is to say a width between approximately 2 and 7 times the width of l edge, with a distance of 2 to 4 mm between the edge and the narrow edge of the rectangular opening, hence the difficulty in solving the problem of leaks.
  • Another problem posed by the coating of a strip is that of supplying the layer of liquid which this strip must pass through.
  • a cylindrical space is spared which is fed through a lateral opening.
  • the volume is divided into two halves by this strip, it is necessary to feed each of the halves of this volume with a substantially equal flow rate, in order to ensure the same height of molten liquid on the part and on the other side of the plan of this strip.
  • the problem of homogeneous heating of the strip is also more complex than that of heating a wire. This probably explains why this coating technique was essentially reserved for the wire, or, in the case of bands, to one side only, thus avoiding the problems linked to leaks at the edges of the band, mentioned above.
  • the object of the present invention is precisely to propose a solution making it possible to extend the use of this method to a flat strip.
  • the subject of the present invention is a process for coating a metal strip with a metal or an alloy with a lower melting point or with liquidus than that of the material constituting the strip, according to claim 1.
  • One of the essential advantages of this process is to have a layer of liquid metal in contact with the strip having only a very small volume, of the order of 200 cl per meter of width of the strip.
  • the coating of the strip therefore stops very quickly from the moment when the supply of the liquid metal layer which it passes through ceases. This makes it possible to obtain very great flexibility of use, to stop the installation, to change the coating metal or the strip without having large volumes of metal to be removed from the installation, as is the case. with conventional installations where the strip is immersed in a metal bath resulting in the immobilization of very large volumes of metal.
  • Another advantage of the process according to the invention is that it allows to obtain homogeneous coatings having small thicknesses between 10-20 ⁇ m depending on the operating conditions.
  • Figure 1 is a general sectional elevation view of this embodiment.
  • FIG. 2 is a detail view in section along the line II-II in FIG. 1.
  • Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 2.
  • Figure 4 is an explanatory diagram.
  • Figure 5 is a partial sectional view similar to Figure 3 of an alternative implementation of the method.
  • the installation illustrated in Figure 1 includes a crucible 1 surrounded by a copper tube 2 cooled by internal circulation of water, connected to a high frequency source (not shown) for induction heating.
  • This crucible contains a piston 3, intended to regulate the level of the liquid metal by immersing this piston more or less deeply in the metal.
  • a graphite nozzle 4, formed of two parts 4a, 4b assembled by screws 5, is fixed against the wall of the crucible 1 by screws 6.
  • the crucible comprises two supply channels 7a, 7b (FIG. 2), each of them communicating with a channel 8a, 8b of each part 4a, 4b of the nozzle 4.
  • each channel 8a, 8b opens into an interior parailissepidédique 10 formed between the parts 4a, 4b of the nozzle 4.
  • This space communicates with the outside by two rectangular openings, vertically aligned, 11 and 12, intended to allow the passage of a ribbon 13 to be coated, this ribbon then dividing the interior space 10 into two halves, each supplied by one of the channels 8a, 8b.
  • the lower opening 11 and, preferably, also the upper opening 12 are each formed by two inserts 14a, 14b and 15a, 15b arranged on either side of the plane of the ribbon 13.
  • These inserts 14a, 14b, 15a, 15b are of rectangular section and are maintained in housings formed at the bottom and at the top of the interior space 10. They are made of non-wettable material by the Zn-Al alloy used, preferably in Mo.
  • the presence of the inserts 14a, 14b delimiting the lower opening 11 makes it possible to increase the clearance between the walls of this opening and the ribbon 13, in particular the lateral clearance between the edge of the ribbon 13 and that of the opening, where there has the largest mass of liquid metal for the smallest ribbon drive surface, without detecting any leakage of liquid metal. Thanks to this play, which can reach 2 to 4 mm, the ribbon can move slightly in its plane without touching the edges of the opening.
  • Each part 4a, 4b of the nozzle has two more cylindrical housings intended to receive heating bodies 61a, 16b respectively 17a, 17b to maintain the metal in the liquid state inside the nozzle 4.
  • the ribbon 13 passes through a tubular conduit 18 supplied with reducing gas N 2 + H 2 by conduits 21.
  • a flattened segment 18a of the tubular conduit is surrounded by a copper tube 20 (FIG. 1) internally cooled with water, and connected to a second high frequency source (not shown) intended for preheating the ribbon 13 by induction.
  • the total current was initially set at 15A (0.96A / dm 2 ) and the contact time of the tape in the bath at 5 sec. Teflon spacers were used to prevent the tape from coming into contact with the stainless steel anode.
  • the ribbon was then rinsed with tap water, then with demineralized water at 80 ° C and, finally, dried with hot air previously degreased.
  • This ribbon preparation step takes place horizontally.
  • the rest of the process, i.e. preheating, heating and cooling of the ribbon, takes place vertically and the height necessary for these operations is of the order of 3 m to 4 m, of which 1.5 m at the speed of 10 to 30 m / min are necessary to ensure the solidification of the coating after exiting the strip from the nozzle 4.
  • the ribbon 13 is maintained in the conduit 18-18a supplied with gas [N 2 (50) + 10% H 2 (45)] at a pressure of 20 mm Hg and at a flow rate of 1, 5 1 / min, before entering space 10, supplied with metal or a liquid alloy from crucible 1.
  • gas [N 2 (50) + 10% H 2 (45)] at a pressure of 20 mm Hg and at a flow rate of 1, 5 1 / min, before entering space 10, supplied with metal or a liquid alloy from crucible 1.
  • the tests were carried out with pure zinc (99.998) and with a zinc alloy comprising 0.15% in Al weight (purity 99.98).
  • the HF supply used for preheating the ribbon was of the EMA HG 255 type at a frequency of 375 kHz and with a maximum power of 25 kVA.
  • the HF power supply used for heating the crucible by induction was of the PlusTherm-IG113W5 type at a frequency of 700 kHz and a maximum power of 10.9 kVA-5kW.
  • the role of the lower inserts is to make it possible to provide an opening large enough for the strip 13 never to come into contact with the wall of the opening.
  • the upper inserts 15a, 15b are in particular intended to allow the thickness of the coating to be reduced considerably. Other functions of these upper inserts will be discussed later.
  • the ribbon 13 had a section of 0.3 x 30 mm: two types of inserts 14a, 14b were used to form the lower opening, namely inserts having an opening length 1 of 32 mm and others, whose length 1 was 34 mm.
  • the width d of this same opening varied from 0.4 to 2 mm passing through 0.66; 1, 2; 1, 55 and 1.7 mm.
  • the height h of these inserts was 2 to 4 mm.
  • the upper inserts 15a, 15b some were made of graphite, with a width d of 0.8 mm, others in Mo, with a width d of 0.4 mm, the latter serving to reduce the thickness of the coating.
  • the width d of the upper openings formed by the inserts 15a, 15b made of molybdenum, intended to limit the thickness of the coating was generally smaller than that of the lower openings, up to 5 times, that is, 0.4 versus 2 mm.
  • the feed channels 8a, 8b had sections of 1 mm x 32 mm, 0.8 mm x 34 mm and 1.5 mm x 34 mm.
  • the cooling was carried out using a simple fan blowing air up and down over a distance of 1.5 m. This cooling proved to be sufficient for coating speeds of 40 m / min.
  • the preheating of the ribbon 13 was preferably of the order of 410 "C, although tests were carried out between 390 ° C and 470 ° C, while the temperature of the molten alloy was generally of the order of 510 * 0.
  • the coating thicknesses essentially varied, as has already been said, depending on the presence or not of the upper inserts 15a, 15b.
  • the minimum thickness obtained under these conditions was 12 ⁇ m; without insert, this minimum thickness was 20 ⁇ m.
  • the parameters influencing the thickness of the coating are the preheating temperature of the strip and its speed of movement.
  • the thickness of the coating is dependent on the preheating temperature of the tape and the space between the tape and the inserts. No significant influence was found in the two cases with regard to the temperature of the molten metal or the coating alloy.
  • the maximum coating thicknesses measured were of the order of 80 ⁇ m.
  • FIG. 4 shows the influence of the dimension e (FIG. 3) corresponding to the horizontal surface of the lower molybdenum inserts 14a, 14b on the leaks of molten metal as a function of the height of the bath h in the interior space 10.
  • Two curves are plotted on this diagram, one corresponding to a total space (on both sides) between the strip and the width of the lower opening 11 of 1.2 mm and the other to a space of 2 mm. These curves represent the limit from which a bandless metal leak occurs for an opening 11 34 mm in length.
  • FIG. 5 illustrates a ribbon 13 ′ U-shaped.
  • the inserts 14 ′ a, 14 ′ b must have grooves 22 to allow the passage of the parallel branches of the profile 13 ′.
  • the preheating of the strip can be obtained by means other than induction heating. This is how it could be heated by passing it through a bath of molten metal which does not react with the metal of the strip.
  • a bath of molten metal which does not react with the metal of the strip.
  • bismuth or silver as a preheating bath.
  • the preheating temperature was a big influence on the appearance of the coating.
  • the coating did not have good adhesion and several small holes were observed in the coating .

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Abstract

Une bande (13) de métal préalablement nettoyée, séchée et préchauffée par induction, traverse un bain de métal ou alliage en fusion formé dans une enceinte (10) en entrant par une ouverture inférieure (11) et en sortant par une ouverture supérieure (12) de l'enceinte (10). Le métal ou alliage de revêtement est chauffé dans un creuset (1) et amené dans l'enceinte (10) chauffée par des résistances (16a, 16b, 17a, 17b) à travers deux canaux (7a, 8a, 7b, 8b) débouchant de chaque côté de la bande (13). L'ouverture inférieure (11) et, de préférence, l'ouverture supérieure (12) sont ménagées entre deux inserts (14a, 14b; 15a, 15b) réalisés en matériau réfractaire non mouillable par le métal ou alliage en fusion.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REVETIR UNE BANDE METALLIQUE
D'UN METAL OU D'UN ALLIAGE A PLUS BAS POINT DE FUSION
OU DE LIQUIDUS QUE CELUI DU MATERIAU CONSTITUANT LA BANDE
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour revêtir une bande métallique d'un métal ou d'un alliage à plus bas point de fusion ou de liquidus que celui du matériau constituant la bande, selon lequel on préchauffe la bande et l'entraîne de bas en haut au travers d'un bain dudit métal ou dudit alliage porté à une température supérieure à celle de préchauffage de la bande, puis refroidit cette bande à la sortie dudit bain à une température inférieure à celle de solidification dudit métal ou alliage.
On a déjà proposé des procédés de revêtement de fil à haute vitesse que l'on fait passer de bas en haut à travers un bain de métal ou alliage en fusion. De tels procédés sont décrits, par exemple, dans le US-3,523,815, le US-2,565,677, le US - 3,484,280 et le US-4, 169.426.
Le problème lié au revêtement d'un substrat filiforme à l'aide d'un tel procédé est relativement bien maîtrisé, dans la mesure où i 1 est assez facile d'obtenir une trajectoire rectiligne pour un fil tendu guidé entre deux roues à gorge. De ce fait, le centrage du fil à travers les orifices d'entrée et de sortie est relativement aisé, de sorte que l'espace entre le fil et la paroi de l'orifice peut être relativement faible. En outre, la forme circulaire de l'orifice et de la section du fil permettent à ce dernier d'exercer des forces également réparties sur le métal en fusion pour l'empêcher de fuir à travers l'espace annulaire ménagé entre le fil et l'orifice d'entrée du fil.
Dans le cas d'une bande, il n'est pas possible d'obtenir une trajectoire aussi stable que pour un fil, ni dans le plan de la bande, ni dans un plan perpendiculaire. Il est en effet plus difficile de guider la bande à l'aide d'un rouleau mobile de sorte que la bande subit toujours un certain déplacement. Quant à la bande, elle n'est jamais parfaitement plate mais présente une certaine courbure. En outre, le raccord par soudage bout à bout de deux bandes génère généralement une sur—épaisseur. Il ne faut pas oublier qu'une hauteur de l'ordre de 3-4 mètres sépare les poulies de guidage inférieure et supérieure de la bande. Or, dès qu'une portion de la bande touche une paroi de l'ouverture inférieure d'entrée, cela empêche un dépôt homogène du métal à sa surface. Par conséquent, il est nécessaire d'augmenter l'espace entre la bande et l'ouverture d'entrée de la bande, aussi bien dans le sens de la largeur que de la longueur de cette ouverture. Or, les bandes sont en général minces, < 1 mm d'épaisseur et même < 0,5 mm, le plus souvent. Par conséquent, l'arête de la bande, qui, compte tenu de sa surface, développe la plus faible force d'entraînement sur le métal en fusion lors du déplacement de cette bande de bas en haut, est aussi la partie de la bande qui se trouve en face de la plus grande masse de liquide, c'est-à-dire tout le métal liquide situé entre l'arête de la bande et le bord de l'ouverture rectangulaire, compte tenu du jeu nécessaire entre cette arête et ce bord. En effet,- si cette arête a par exemple 0,3 mm, la largeur de l'ouverture aura entre 0,7 et ≈ 20 mm c'est-à-dire une largeur comprise entre environ 2 et 7 fois la largeur de l'arête, avec une distance de 2 à 4 mm entre l'arête et le bord étroit de l'ouverture rectangulaire, d'où la difficulté à résoudre le problème des fuites.
Un autre problème posé par le revêtement d'une bande est celui de l'alimentation de la couche de liquide que doit traverser cette bande. Dans le cas d'un fil, on ménage un espace cylindrique que l'on alimente à travers une ouverture latérale. Dans le cas d'une bande, le volume est partagé en deux moitiés par cette bande, il est nécessaire d'alimenter chacune des moitiés de ce volume avec un débit sensiblement égal, afin d'assurer une même hauteur de liquide en fusion de part et d'autre du plan de cette bande.
Enfin, le problème du chauffage homogène de la bande est également plus complexe que celui du chauffage d'un fil. Ceci explique sans doute pourquoi cette technique de revêtement a essentiellement été réservée au fil, ou, dans le cas de bandes, à une face seulement évitant ainsi les problèmes, liés aux fuites aux bords de la bande, évoqués ci-dessus. Le but de la présente invention est précisément de proposer une solution permettant d'étendre l'utilisation de ce procédé à une bande plate.
A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé pour revêtir une bande métallique d'un métal ou d'un alliage à plus bas point de fusion ou de liquidus que celui du matériau constituant la bande, selon la revendication 1.
Un des avantages essentiels de ce procédé est d'avoir une couche de métal liquide en contact avec la bande ne présentant qu'un très faible volume, de l'ordre de 200 cl par mètre de largeur de la bande. Le revêtement de la bande s'arrête donc très rapidement à partir du moment où on cesse d'alimenter la couche de métal liquide qu'elle traverse. Ceci permet d'obtenir une très grande souplesse d'utilisation, d'arrêter l'installation, de changer le métal de revêtement ou la bande sans avoir d'importants volumes de métal à évacuer de l'installation, comme c'est le cas avec les installations classiques où la bande est immergée dans un bain de métal entraînant l'immobilisation de très grands volumes de métal. Un autre avantage du procédé selon l'invention est de permet¬ tre d'obtenir des revêtements homogènes présentant des épaisseurs faibles entre 10-20 μm suivant les conditions opératoires.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la suite de la description qui sera faite à l'aide du dessin annexé lequel illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
La figure 1 est une vue générale en élévation coupée de cette forme d'exécution.
La figure 2 est une vue de détail en coupe selon la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est un diagramme explicatif.
La figure 5 est une vue en coupe partielle semblable à la figure 3 d'une variante de mise en oeuvre du procédé.
L'installation illustrée par la figure 1, comporte un creuset 1 entouré par un tube de cuivre 2 refroidi par circulation interne d'eau, relié à une source haute fréquence (non représentée) pour le chauffage par induction. Ce creuset renferme un piston 3, destiné à régler le niveau du métal liquide en plongeant ce piston plus ou moins profondement dans le métal. Une buse en graphite 4, formée de deux parties 4a,4b assemblées par des vis 5, est fixée contre la paroi du creuset 1 par des vis 6. Le creuset comporte deux canaux d'alimenta¬ tion 7a,7b (figure 2), chacun d'eux communiquant avec un canal 8a,8b de chaque partie 4a,4b de la buse 4.
Comme illustré par la figure 2, chaque canal 8a, 8b débouche dans un espace intérieur parailélépidédique 10 ménagé entre les parties 4a,4b de la buse 4. Cet espace communique avec l'extérieur par deux ouvertures rectangulaires, alignées verticalement, 11 et 12, destinées à permettre le passage d'un ruban 13 à revêtir, ce ruban divisant alors l'espace intérieur 10 en deux moitiés, alimentée chacune par l'un des canaux 8a,8b. L'ouverture inférieure 11 et, de préférence, également l'ouverture supérieure 12 sont formées chacune par deux inserts 14a, 14b et 15a, 15b disposés de part et d'autre du plan du ruban 13. Ces inserts 14a, 14b, 15a, 15b sont de section rectangulaire et sont maintenus dans des logements ménagés au bas et au haut de l'espace intérieur 10. Ils sont réalisés en matériau non mouillable par l'alliage Zn-Al utilisé, de préférence en Mo. Certains essais avec des inserts en Si3N4 ont également donné des résultats acceptables, quoique moins bons en ce qui concerne les fuites à travers l'ouverture inférieure 11 de la buse.
La présence des inserts 14a,14b délimitant l'ouverture inférieure 11 permet d'augmenter le jeu entre les parois de cette ouverture et le ruban 13, notamment le jeu latéral entre le bord du ruban 13 et celui de l'ouverture, où il y a la plus grande masse de métal liquide pour la plus faible surface d'entraînement du ruban, sans constater de fuite de métal liquide. Grâce à ce jeu, qui peut atteindre 2 à 4 mm, le ruban peut se déplacer légèrement dans son plan sans toucher les bords l'ouverture.
Chaque partie 4a,4b de la buse comporte encore deux logements cylindriques destinés à recevoir des corps de chauffe 61a, 16b respectivement 17a, 17b pour maintenir le métal à l'état liquide à l'intérieur de la buse 4.
Au-dessous de la buse 4, le ruban 13 passe dans un conduit tubulaire 18 alimenté en gaz réducteur N2+H2 par des conduits 21. Un segment aplati 18a du conduit tubulaire est entouré par un tube de cuivre 20 (figure 1) refroidi intérieurement à l'eau, et relié à une seconde source haute fréquence (non représentée) destinée au préchauffage du ruban 13 par induction.
La partie de l'installation de revêtement destiτιée à décaper le ruban, se situant en amont du conduit tubulaire 18, n'a pas été représentée, étant donné qu'il s'agit d'une installation classique dans ce genre de procédé de revêtement.
Tous les essais ont été réalisés sur des rubans d'acier doux recuit St2 de 30 mm de largeur et 0,3 mm d'épaisseur, fournis par Kaltband AG (CH), chaque ruban ayant préalablement été traité dans un bain électrolytique de dégraissage (bain alcalin : Diversey Distel S27, concentration 60 g/1, température 80°C), comportant un rouleau métallique externe et une feuille d'acier inoxydable interne utilisés en tant que contact et anode respectivement, et le ruban étant mis au potentiel de la cathode.
Le courant total a été fixé initialement à 15A (0,96A/dm2) et le temps de contact du ruban dans le bain à 5 sec. Des éléments d'espacement en Téflon ont été utilisés pour empêcher que le ruban ne vienne en contact avec l'anode en acier inoxydable.
Le ruban a ensuite été rincé à l'eau du robinet, puis à l'eau déminéralisée à 80°C et, enfin, séché à l'air chaud préalablement dégraissé. Cette étape de préparation du ruban se déroule horizontalement. La suite du procédé, c'est-à-dire le préchauffage, le chauffage et le refroidissement du ruban, se déroulent verticalement et la hauteur nécessaire à ces opérations est de l'ordre de 3 m à 4 m, dont 1,5 m à la vitesse de 10 à 30 m/min sont nécessaires pour assurer la solidification du revêtement après sortie du ruban de la buse 4. Durant toute la phase de préchauffage, le ruban 13 est maintenu dans le conduit 18-18a alimenté en gaz [N2(50) + 10 % H2(45)] à une pression de 20 mm Hg et sous un débit de 1,5 1/min, avant de pénétrer dans l'espace 10, alimenté en métal ou alliage liquide à partir du creuset 1. Les essais ont été réalisés avec du zinc pur (99,998) et avec un alliage de zinc comprenant 0,15 % en poids d'Al (pureté 99,98).
L'alimentation HF utilisée pour le préchauffage du ruban était de type EMA HG 255 à la fréquence de 375 kHz et avec une puissance maximum 25 kVA.
L'alimentation HF utilisée pour le chauffage du creuset par induction était de type PlusTherm-IG113W5 à la fréquence de 700 kHz et de puissance maximum 10,9 kVA-5kW.
Les essais ont été réalisés avec différents inserts inférieurs 14a, 14b et avec ou sans inserts supérieurs 15a, 15b. Les inserts inférieurs ont pour rôle de permettre de ménager une ouverture suffisamment grande pour que le ruban 13 ne vienne jamais en contact avec la paroi de l'ouverture. Les inserts supérieurs 15a, 15b sont notamment destinés à permettre de réduire sensiblement l'épaisseur du revêtement. D'autres fonctions de ces inserts supérieurs seront évoquées par la suite.
Le ruban 13 présentait une section de 0,3 x 30 mm : deux types d'inserts 14a, 14b ont été utilisés pour former l'ouverture inférieure, soit des inserts présentant une longueur 1 d'ouverture de 32 mm et d'autres, dont la longueur 1 était de 34 mm. La largeur d de cette même ouverture, a varié de 0,4 à 2 mm en passant par 0,66; 1 ,2;1 ,55 et 1,7 mm. La hauteur h de ces inserts était de 2 à 4 mm. Quant aux inserts supérieurs 15a, 15b, certains ont été réalisés en graphite, avec une largeur d de 0,8 mm, d'autres en Mo, avec une largeur d de 0,4 mm, ces derniers servant à réduire l'épaisseur du revêtement.
Comme on peut le constater, la largeur d des ouvertures supérieures ménagées par les inserts 15a, 15b en molybdène, destinés à limiter l'épaisseur du revêtement, était en général plus faible que celle des ouvertures inférieures, jusqu'à 5 fois, soit, 0,4 contre 2 mm. L'espace parai 1 élépi pédi que 10 ménagé entre les deux ouvertures inférieure et supérieure présentaient les dimensions longueur, largeur, hauteur, suivantes : 32 mm x 4 mm x 19 mm, 32 mm x 4 mm x 17 mm, 34 mm x 3 mm x 19 mm, 34 mm x 3 mm x 15 mm et 34 mm x 4,4 mm x 19 mm.
Les canaux d'alimentation 8a, 8b avaient des sections de 1 mm x 32 mm, 0,8 mm x 34 mm et 1 ,5 mm x 34 mm.
Le refroidissement a été réalisé à l 'aide d'un simple ventilateur soufflant de l'air de haut en bas sur une distance de 1,5 m. Ce refroidissement s'est révélé suffisant pour des vitesses de revêtement de 40 m/min.
Le préchauffage du ruban 13 était de préférence de l'ordre de 410"C, bien que des essais aient été réalisés entre 390°C et 470°C, tandis que la température de l'alliage en fusion était généralement de l'ordre de 510*0.
La tension sur le ruban 13, le long de la partie verticale sur laquelle est effectué le revêtement, était de 12N ou de 60N. La vitesse de défilement du ruban était comprise entre 10 m/min et 40 m/min.
Les épaisseurs de revêtement variaient essentiellement, comme on l'a déjà dit, en fonction de la présence ou non des inserts supérieurs 15a, 15b. L'épaisseur minimum obtenue dans ces conditions a été de 12 μm; sans insert, cette épaisseur minimum était de 20 μm.
En l 'absence d' inserts supérieurs et par un niveau de liquide donné dans l'espace 10, les paramètres influençant l'épaisseur du revêtement sont la température de préchauffage du ruban et sa vitesse de déplacement.
En présence d' inserts supérieurs, l'épaisseur du revête¬ ment est dépendante de la température de préchauffage du ruban et de l'espace entre le ruban et les inserts. Aucune influence notable n'a été constatée dans les deux cas en ce qui concerne la température du métal en fusion ou de l 'al liage de revêtement.
On a encore constaté que la présence des inserts supérieurs en Mo permettait de régulariser l'épaisseur du revêtement et d'éviter les structures importantes de solidi¬ fication, se produisant en particulier lorsque la température du métal ou de l'alliage en fusion est élevée.
Les épaisseurs de revêtement maximum mesurées ont été de 1 'ordre de 80 μm.
Pour amorcer et maintenir le processus de revêtement, un certain niveau de métal liquide a été nécessaire dans l'espace parallélépipédique 10, qui se situe, dans le cas des buses de revêtement susmentionnées, entre 8 et 15 mm, ce dernier niveau ne s'appliquant que lorsque la hauteur de l'espace 10 est 19 mm. La stabilité d'une buse s'est révélée être meilleure aux vitesses de ruban plus élevées ou à une température de préchauffage du ruban plus basse. Il semble qu'il soit avantageux d'avoir une température de préchauffage légèrement inférieure à la température du bain, afin de stabiliser le ménisque du métal liquide sur le ruban. La présence d' inserts supérieurs en Mo, en plus des inserts inférieurs, améliore également la stabilité de la buse. La capacité de rétention des inserts en Si3N4 et en graphite est faible, bien que ne se mouillant pas par le zinc, sans que l'on en connaisse la raison. Avec les inserts en Mo, une largeur d'ouverture inférieure allant jusqu'à 2 mm pour une épaisseur de ruban de 0,3 mm a donné de bons résultats.
Aucune influence sur les fuites de métal n'a été constatée pour des températures du bain comprises entre 460° et 512°C.
Le diagramme de la figure 4 montre l'influence de la dimension e (figure 3) correspondant à la surface horizontale des inserts inférieurs 14a, 14b en molybdène sur les fuites de métal fondu en fonction de la hauteur du bain h dans l'espace intérieur 10. Deux courbes sont tracées sur ce diagramme une correspondant à un espace total (sur les deux faces) entre la bande et la largeur de l'ouverture inférieure 11 de 1,2 mm et l'autre à un espace de 2 mm. Ces courbes représentent la limite à partir de laquelle se produit une fuite de métal sans bande pour une ouverture 11 de 34 mm de longueur.
On constate que, dans les deux cas, la hauteur du bain de métal en fusion dans l'espace 10 peut augmenter lorsque la valeur de e croît. Cette augmentation de hauteur est tout d'abord forte et diminue. La hauteur devient même pratiquement constante dans le cas d'un espace total de 2 mm au-dessus de e = 1,2 mm. On voit que dans tous les cas il est bon que la largeur e soit de l'ordre de 1 mm ou plus bien qu'elle puisse varier de 0,5 à 2,5 mm environ.
L'augmentation de la vitesse de défilement de la bande diminue le risque de fuite du métal en fusion. Ainsi aucune fuite n'a été observée même en travaillant dans des conditions difficiles, c'est-à-dire une température de préchauffage d'environ 470"C, un espace total de 2 mm entre l'épaisseur de la bande et les bords de l'ouverture 11 si la vitesse est supérieure à 30 m/min. Aucune fuite n'a été constatée quelle que soit la vitesse avec des températures de préchauffage sensiblement inférieures à 470°C et avec un espace total de 2 mm entre l'épaisseur de la bande et l'ouverture 11.
Jusqu'ici, il a été question de bandes ou rubans plats. Le procédé s'applique cependant également à des bandes profilées 1ongitudinalement quelle que soit la forme du profilé, que ce profilé soit d'épaisseur constante ou non. La figure 5 illustre un ruban 13' profilé en U. Dans ce cas, les inserts 14'a,14'b doivent présenter des rainures 22 pour permettre le passage des branches parallèles du profilé 13'.
A titre de variante, le préchauffage de la bande peut être obtenu par d'autres moyens que le chauffage par induction. C'est ainsi que l'on pourrait le chauffer en le faisant passer dans un bain de métal en fusion ne réagissant pas avec le métal de la bande. Dans le cas d'une bande en acier, on peut utiliser par exemple du bismuth ou de l'argent comme bain de préchauffage.
La température de préchauffage a été d'une grande influence sur l'aspect du revêtement. Avec l'alliage Zn-0,15 % en poids Al, au-dessous d'une température de préchauffage du ruban 13 de 400°C, le revêtement n'avait pas une bonne adhérence et on a observé plusieurs petits trous dans le revêtement. Au-dessus de 430°C, on a observé de petites ondulations. Entre ces deux températures, le revêtement était 1isse.
Pour étudier la micro-structure du revêtement, on a procédé à une attaque avec une solution de Cr02, Na2S04, H20. On a observé de gros grains et, au grossissement utilisé (160x et 400x), aucun composé intermétallique ni vide ou manque d'adhérence à l'interface acier/zinc.
Les échantillons produits à l 'aide des exemples susmentionnés ont été soumis à des tests d'adhérence par courbure (rayon 1 mm). Tous les revêtements réalisés dans les conditions de nettoyage susmentionnées sans oxyde à la surface, avec un préchauffage du ruban > 400'C et une épais¬ seur de revêtement ne dépassant pas 80 μm, présentaient une excellente adhérence.
Les essais de laboratoire ont été réalisés à l'aide d'un ruban mais le procédé est destiné à être mis en oeuvre industriellement sur des bandes pouvant atteindre plus d'un mètre de largeur sans que les paramètres établis pour le ruban ne changent dans le cas d'une bande plus large.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour revêtir une bande métallique d'un métal ou d'un alliage à point de fusion ou de liquidus de valeur inférieure à celle du matériau constituant la bande, selon lequel on préchauffe la bande et l'entraîne de bas en haut au travers d'un bain dudit métal ou dudit alliage porté à une température supérieure à celle de préchauffage de la bande, puis refroidit cette bande à la sortie dudit bain à une température inférieure à celle de solidification dudit métal ou alliage, caractérisé en ce qu'on entraîne ladite bande au travers d'une enceinte en la faisant entrer par une ouverture inférieure et en la faisant sortir par une ouverture supérieure de cette enceinte, ces ouvertures étant de section rectangulaire parallèles et alignées le long d'un axe commun, on règle la dimension de ces ouvertures pour que la longueur des côtés les plus longs de ladite section soit supérieure à la largeur de la bande et que la largeur de ladite section soit supérieure à l'épaisseur de ladite bande de 0,1 à 2 mm, la surface interne d'au moins l'ouverture inférieure ainsi que le bord de cette ouverture à l'intérieur de ladite enceinte étant en matériau non mouillable par ledit métal ou alliage, on alimente ladite enceinte en métal ou alliage en fusion au fur et à mesure du déplacement de la bande au travers de l'enceinte, de chaque côté de ladite bande, et on règle l'alimentation de l'enceinte en métal ou alliage de façon que le niveau dudit métal ou alliage demeure le même de chaque côté de la bande, tout au long du passage de celle-ci .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réalise la paroi de l'ouverture supérieure sur une certaine hauteur en un matériau non mouillable par ledit métal ou alliage en fusion, la largeur de cette ouverture présentant un jeu total compris entre 0,1 et 0,5 mm.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le métal ou alliage de revêtement est du zinc ou un alliage Zn-Al et que l'on réalise la paroi d'au moins une desdites ouvertures rectangulaires en un métal réfractaire.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on réalise la paroi d'au moins une desdites ouvertures rectangulaires en Mo.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la température de préchauffage de la bande est comprise entre 400" et 470°C.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la température de chauffage du Zn ou du Zn-Al est comprise entre 460° et 520°C.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bande est déplacée à une vitesse comprise entre 10 et 40 m/min.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le niveau de remplissage du volume de ladite enceinte est compris entre 5 et 25 mm.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord d'au moins l'ouverture inférieure en un matériau non mouillable, a une largeur comprise entre 0,5 et 2,5 mm.
10. Dispositif pour revêtir une bande métallique d'un métal ou alliage à point de fusion ou de liquidus de valeur inférieure à celle du matériau constituant la bande, comprenant des moyens pour entraîner la bande selon une trajectoire ascendante, des moyens pour préchauffer la bande dans une atmosphère non oxydante, une enceinte de revêtement munie de deux ouvertures d'entrée et de sortie de la bande, parallèles et alignées le long d'un axe commun et une source de métal ou alliage en fusion pour alimenter cette enceinte, caractérisé par le fait que lesdites ouvertures de l'enceinte sont de sections rectangulaires leurs largeurs respectives étant supérieures de 0,1 à 2 mm à l'épaisseur du ruban et leurs longueurs respectives étant supérieures à la largeur de la bande, la surface interne d'au moins l'ouverture inférieure ainsi que le bord de cette ouverture à l'intérieur de ladite enceinte étant en un matériau non mouillable par ledit métal ou alliage, ladite enceinte étant reliée à ladite source de métal ou alliage en fusion par au moins deux canaux d'alimenta¬ tion débouchant respectivement vis-à-vis de chacune des faces de la bande.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19628512C1 (de) * 1996-07-05 1997-09-04 Mannesmann Ag Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten von Metallband
DE69813174T2 (de) * 1998-01-29 2004-03-04 Le Four Industriel Belge Verfahren und Vorrichtung zum Kontrollieren der Dicke einer flüssigen metallischen Schicht auf einem Filament
EP1225245A1 (fr) * 2001-01-17 2002-07-24 Recherche Et Developpement Du Groupe Cockerill Sambre Procédé pour éviter l'entraínement de particules de zinc sur une tole galvanisée
KR100667174B1 (ko) * 2005-09-02 2007-01-12 주식회사 한국번디 강관의 제조장치 및 제조방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3264692A (en) * 1964-04-29 1966-08-09 Gen Electric Inlet orifice for continuous casting apparatus
US3523815A (en) * 1968-01-02 1970-08-11 Armco Steel Corp Method for producing a uniform metallic coating on wire
DE2247356A1 (de) * 1972-09-27 1974-03-28 Battelle Institut E V Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von langgestreckten, fadenverstaerkten leichtmetallformteilen
JPS56151163A (en) * 1980-04-22 1981-11-24 Mitsubishi Electric Corp Dip forming device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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