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La présente invention apporte des améliorations utiles aux procédés de traitement thermique et de laminage écrouisseur de feuillards d'acier ou articles similaires, avec ou sans revêtement par trempage à chaud avec un autre métal, tel que le zinc, le plomb ou l'étain.
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Suivant un procédé décrit -dans le brevet américain n 2.110.893, on fait passer du feuillard d'acier laminé à froid, successivement dans un dispositif de nettoyage oxydant, un dispositif de recuit en atmosphère réductri- ce, une chambre de refroidissement, également en atmo- sphère neutre ou réductrice puis, sans entrer en contact avec l'atmosphère extérieure, dans un bain métallique de trempage à chaud, d'où. le feuillard sort à travers un système de rouleaux, ou autre mécanisme convenable, per- mettant de contrôler le poids du métal de recouvrement et sa répartition. On fait ensuite passer le feuillard à l'air libre pour le refroidir, sur d'autres poulies, disposées en zig-zag, jusqu'à ce qu'on puisse l'enrouler avec une enrouleuse, à l'état recuit et recouvert d'une couche métallique.
Ce procédé présente des avantages importants sur les techniques précédentes, mais ils présente encore certains inconvénients du fait que le feuillard terminé, qu'il soit revêtu ou seulement recuit, est d'une manipu- lation très difficile par la suite, lorsqu'il refroidit, car il a tendance à "canneler" sur les tambours et l'en- rouleuse, même pour de faibles cintrages, c'est-à-dire qu'au lieu de se cintrer uniformément autour du tambour, il se coude très fortement par endroits et demeure droit à d'autres. Il est souvent impossible d'enlever de telles "cannelures" d'une tôle, qui peut ainsi être inutilisable pour certaines utilisations.
Ces cannelures sont habituellement moins visibles sur des tôles galva- nisées ou aluminiées, lorsque le revêtement est épais, mais elles deviennent particulièrement indésirables sur
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les feuillards simplement recuits clairs, ou,étamés, lorsque le revêtement est très léger.
La présente invention pallie complètement ces in- convénients grâce à un laminoir, capable d'amincir légèrement le feuillard, intercalé dans le cours de la fabrication. A partir du moment où un tel amincissement à froid a été réalisé, le feuillard n'est plus suscep- tible de "canneler".
Par exemple, on ne peut faire passer un feuillard recuit, mais non 'laminé à froid, que sur des tambours dont le diamètre n'est pas inférieur à deux mille fois l'épaisseur du feuillard, tandis qu'après un tel amincis- sement on peut utiliser des tambours beaucoup plus petits.
Il est de pratique courante dans l'industrie d'é- crouir par laminage les matériaux recuits, soit sous forme de feuillard, soit sous forme de tôles, afin de les débarrasser des cannelures. On a également essayé sur les machines de revêtement'continu, suivant le procédé décrit dans le brevet précité, d'introduire un dispositif à rouleaux dresseurs afin de faire subir au matériau un certain travail à froid, mais pour tous les matériaux, sauf ceux qui avaient été galvanisés, les "cannelures" ou cassures d'enroulement, laissées par de tels rouleaux dresseurs sont suffisamment prononcées pour donner un aspect indésirable au 'feuillard.
Il ne semble pas qu'on ait pensé jusqu'à-présent, à incorporer directement dans une telle installation, un laminoir à froid ordinaire, capable de laminer et écrouir le feuillard, ce qui permet non seulement
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d'éviter l'opération supplémentaire, entre les deux opérations, avec le stockage de produits semi-finis qu'elle entraine, mais aussi de bénéficier de l'absence de détérioration et de "cannelage" du matériau, puisque celui-ci est de manipulation si délicate avant le lami- nage écrouisseur.
On, réalise aussi une économie considé- rable sur le prix de,l'installation car le matériau se manipule plus facilement, et on peut utiliser des tam- bours et des enrouleurs de plus petits diamètres ; plus, il n'est pas nécessaire que les éléments de support et les rouleaux soient aussi rapprochés les uns des autres.
La combinaison du dispositif de recuit avec un laminoir écrouisseur, permet également de réaliser une économie substantielle dans le capital investi, princi- palement par le fait que l'équipement de tension du feuillard, nécessaire avec un laminoir écrouisseur, représente une forte proportion du prix d'une telle installation, et qu'un équipement de tension est égale- ment nécessaire pour le dispositif de recuit, ou de récuit et de recouvrement métallique, afin de guider le feuillard et aussi de l'égaliser par étirage pendant le cycle de recuit, Bien que les valeurs de tension requises pour ces opérations ne coïncident pas exactement, il est possible de trouver un compromis, en particulier avec un dispositif de laminage écrouisseur, tel que décrit plus loin.
Une machine combinée, utilisant un seul système de tension du feuillard représente'une économie considé- rable sur le prix de deux installations séparées.
En général, que l'on utilise le procédé pour le
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recuit clair seul, ou pour le recuit clair suivi de revêtement métallique, il est préférable de refroidir d'abord considérablement le feuillard avant de le faire passer dans le laminoir écrouisseur. Cependant, en cer- tains cas, il est préférable d'effectuer le laminage écrouisseur directement à la sortie du bain métallique de recouvrement, et d'utiliser, en fait, les rouleaux du laminoir écrouisseur comme rouleaux de sortie de la ma- chine à recouvrir, dont le rôle est de contrôler le poids, la répartition et le fini du recouvrement.
Cette paire de rouleaux peut réaliser entièrement le laminage écrouisseur nécessaire, en une opération, ou bien, elle peut n'en effectuer qu'une partie,.et être suivie d'un autre stade de laminage écrouisseur, à un endroit où le feuillard est déjà beaucoup plus froid.
On constate que, si l'on effectue un laminage écrouisseur à des températures plus élevées, telles que, approximativement la température du bain de recouvrement de zinc fondu, ou même d'étain fondu, certaines proprié- tés physiques du feuillard, principalement l'allongement, sont susceptibles d'être légèrement altérées. On constate que l'on peut améliorer ces conditions, en particulier, lorsqu'on "essuie" le revêtement métallique pour le rendre très mince, par trempage ou refroidissement très rapide du feuillard, directement à sa sortie des rouleaux, par exemple au moyen d'un courant d'air froid ou même réfri- géré, ou par passage sur un cylindre refroidi intérieure- ment, .ou avec des dispositifs équivalents.
Le fait qu'on n'ait jamais encore suggéré, ou essayé de combiner le recuit et le nettoyage continu du
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feuillard avec un laminage écrouisseur, dans un seul procédé, s'explique facilement par le fait que les équipements de laminage classique ne se prêtent pas à une telle opération. Les machines de nettoyage, de recuit et/ou de revêtement, telles que celles décrites dans le brevet américain précité, sont de longues machi- nes à grande production; la longueur du feuillard et, par conséquent, le poids de métal enfermé à chaque instant dans un tel appareillage, est très important.'
Par suite, pour fonctionner économiquement, il est indi pensable, que ces installations tournent sans arrêt, jour et nuit pendant des mois.
On enregistre ordinairement de longues marches continues, sauf lorsqu'un feuillard casse accidentellement à une soudure entre deux rouleàux consécutifs. Alors la machine doit être arrêtée et, évidemment, tout le matériau inclus dans la machine est mis au rebut.
Par ailleurs,' les équipements de laminoirs ne se prêtent pas à un tel traitement. Chaque rouleau de feuillard constitue un tout en lui-même et l'on arrête toujours le laminoir avant de commencer un nouveau rouleau de feuillard. Après quelques heures do fonction. nement, les cylindres de tels laminoirs subissent une usure telle qu'il est nécessaire de procéder à un chan- gement de cylindre, ce qui demande généralement une demi-heure, ou plus, temps pendant lequel le travail est arrêté. De plus, alors que les machines de recuit et de .recouvrement sont des installations encombrantes et onéreuses, dont le prix dépassa couramment 350 millions des francs actuels, leur vitesse est modérée et uniforme.
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Une installation de laminage écrouisseur est également onéreuse, mais sa vitesse n'est pas sujette à de telles limites. Afin d'utiliser celle-ci au maximum, et de compenser les arrêts de travail entre rouleaux de feuillard et pour changement de cylindres, on équipe régulièrement de tels laminoirs avec plusieurs vitesses, cc qui permet d'effectuer la passe à une vitesse supé- rieure à celle qui serait possible pour l'équipement de recuit et de recouvrement en continu.
Bien qu'il ne soit pas exclu d'utiliser des équi- pements de laminoirs classiques, tels que les laminoirs dits "duo" et "double duo", pour la réalisation de l'in- vention, il se trouve que l'on peut obtenir un grand avantage avec le laminoir du type décrit dans les brevets américains n s 2.170.732 et 2.479.974. et, plus particulièrement sur la Fig. 4, détaillée sur les Figs.
5 et 6 du premier de ces brevets. Ces laminoirs sont d'un poids très faible, ils sont construits sous une forme compacte et n'entraînent que de faibles investis- sements de capital, en comparaison avec les laminoirs "double duo". Ils utilisent de petits cylindres de travail en acier spécial à haut titre, tel que par exemple, un acier renfermant 12% de chrome et 2,2% de carbone, qui a une résistance élevée à l'abrasion et qui, par suite, dure longtemps.
De plus, les changements de cylindres sur de tels laminoirs peuvent être effectués très rapidement, c'est-à-dire en une demi-minute environ et, par suite, une petite partie seulement du feuillard , qui passe dans l'installation pendant un tel changement de cylindre, ne subit pas l'écrouissage, il n'est pas
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nécessaire, cependant, d'arrêter l'installation.
La grosse différence entre!le laminage à froid de feuillards d'acier, pour diminuer leur calibre, et le laminage à froid écrouisseur, réside dans le fait que, dans le laminage pour diminution de calibre, par exemple d'un feuillard à basse teneur en carbone, laminé à chaud, d'environ 2 x 813 millimètres en feuillard calibré étamé tel que d'environ 0,254 x 813 millimètres, il faut effectuer des passes de laminage très fortes; or, plus le laminoir est lourd, plus ses paliers sont forts, et plus les cylindres sont petits, plus il est facile de réaliser de fortes passes de cette sorte.
Avec une passe d'écrouissage, au contraire, les caractéristiques physi.- ques nécessitent un certain pourcentage de réduction qu'il faut atteindre pour éliminer le risque de rupture des rouleaux, ou de "cannelure", mais il ne faut pas dépasser ce pourcentage, sous peine de voir le feuillard devenir trop dur et perdre une partie de ses qualités d'étirage, et autres caractéristiques.
Pour cette raison, on considérait, jusqu'alors, que des laminoirs avec des cylindres de diamètre relati- vement grand pouvaient seuls convenir pour le laminage écrouisseur parce qu'un tel laminage est réalisé sur un matériau à l'état recuit, dans lequel on peut obtenir les premiers pour-cent d'amincissement à froid avec une pression très faible. Un laminoir "double duo" classi- que ne convient absolument pas pour une passe d'écrouis- sage s'il est équipé avec des cylindres de travail de petit diamètre, parce que les cylindres s'enfonceraient trop facilement dans le feuillard et ne produiraient
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pas un allongement uniforme.
Il est curieux de constater que le laminoir du type décrit dans les deux brevets précités, qui est, en lui même, à l'autre bout de l'échelle, car on peut l'équiper avec des cylindres de travail de diamètres beaucoup plus petits que ceux d'un laminoir "double duo", se trouve convenir parfaitement comme laminoir écrouisseur, pour une raison tout à fait différente: à cause de sa rigidi- té presque totale et de.la précision extrême du supporta des cylindres de travail. Sous la charge normale de la passe d'écrouissage, les déformations élastiques des colonnes du laminoir sont pratiquement nulles et les ,déformations des éléments rotatifs internes sont, premièrement, extrêmement faibles et, deuxièmement, réparties de manière très uniforme sur toute la largeur du feuillard.
Ces laminoirs ont été conçus pour réaliser des amincissements très importants et se sont montré inesti- mables, spécialement pour amincir des métaux très durs et très résistants. Il est donc intéressant de leur . trouver une nouvelle utilisation de cette sorte. Les conséquences de,cet état de fait sont importantes, car-
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par l'invention.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à 1'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La Fig.l est un schéma d'une installation complète . d'un mode de réalisation de l'invention.
La Fig. 2 est un schéma d'une installation complète d'un autre mode de réalisation de l'invention.
La Fig.3 représente, en coupe verticale, une partie de l'installation comportant un bain d'étain fondu dans lequel trempe la sortie de la chambre de refroidissement, et le laminoir d'essuyage et d'écrouis- sage.
La Fig.3A montre, en coupe verticale, une variante de la partie supérieure du-laminoir de la Fig.3.
La Fig. 4 est une vue en plan correspondant à la Fig.3, avec coupe partielle, et la Fig.5 représente, en coupe verticale, un autre mode de réalisation de l'invention comportant une auge à étain différente, combinée avec le laminoir.
-La représentation schématique de la Fig.l montre un dévidoir 70 qui alimente l'installation en feuillard 1..Le feuillard 1 passe successivement dans un poste de soudure 71 destiné à fixer bout à bout les feuillards successifs, un dispositif 72 de formation d'uneboucle destiné à fournir à l'installation une réserve de feuillard suffisante pour l'alimenter pendant les opérations de soudure des extrémités desdits feuillards.
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A partir du dispositif de formation de boucle, le feuillard 1 progresse sur des supports convenables, dans la zone oxydante 73 du four, dans lequel il subit un chauffage préalable par la chaleur de récupération de la chambre de refroidissement 75, pendant que ses impuretés se consument et qu'il se forme une légère couche d'oxyde de fer, dans le four de recuit 74.Là,le feuillard 1 est chauffé à la température de recuit en atmosphère réductrice, il passe ensuite dans la hotte de refroidissement 75 dans laquelle le feuillard est re- froidi à une température voisine de celle du bain de mé- tal de recouvrement 5 en atmosphère non oxydante.
Le feuillard 1 traverse ensuite ledit bain 5 dans leuqle il entre par la cloche d'étanchéité 2, tout ceci comme dé- crit pratiquement dans le brevet américain n 2.136.597 et représenté sur la Fig.l dudit brevet,puis il monte à travers le mécanisme d'essuyage et de laminage écrouis- seur 76,le dispositif de refroidissement rapide 80,le dispositif tendeur 77,le dispositif de nettoyage 70,et il s'enroule finalement sur l'enrouleuse 79, tandis que des rouleaux d'entraînement par friction 81 font progres- ser le feuillard pendant qu'on enlève un rouleau de feuil- lard terminé et qu'on commence à en enrouler un autre.
La Fig.2 est identique à la Fig.l jusqu'au point où le feuillard 1 sort du bain de métal de revêtement fondu 5. Un mécanisme "de sortie" ou "d'essuyage" 76A, contrôle l'opération de revêtement,mais n'écrouit pas le feuillard.Le feuillard 1 passe alors sur une poulie de grand diamètre 82 et sur des supports à rouleaux rap- prochés 83 disposés le long de son trajet horizontal,
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pour éviter qu'il s'endommage par formation de canne- lures et il est soumis à l'action de ventilateurs de refroidissement 80A.
Il passe ensuite dans le laminoir 84 d'écrouissage et dans un dispositif tendeur 85 de plus petït diamètre, complété par des rouleaux d'entraî- nement par friction 86 destinés à faire progresser le feuillard pendant le changement de rouleaux sur l'enrou- leuse 79 identique à celui de la Fig.l.
L'invention comportant la passe d'écrouissage et de recuit clair n'implique pas nécessairement sa combinai- son avec la phase de recouvrement avec une couche de métal, et elle s'applique au recuit clair suivi de la passe d'écrouissage sans recouvrement avec une couche de métal. On peut supprimer la phase de recouvrement avec une couche de métal, suivant, par exemple, l'installation représentée sur la Fig. 2, et simplement en l'absence de métal liquide dans l'auge 5, avec un joint d'étanchéité convenable à la sortie de la cloche 2. Dans ce cas, il faut évidemment, prolonger la hotte de refroidissement 75 de façon à refroidir suffisamment le feuillard 1, en atmosphère non oxydante, de façon qu'il commence à entrer en contact avec l'atmosphère seulement après avoir été suffisamment refroidi, afin de ne pas s'oxyder au contact de cette atmosphère.
Sur les Figs.3 et 4, qui représentent respective- ment en coupe verticale et en plan, un mode de réalisa- tion de l'invention, le feuillard'passe de la hotte de refroidissement (non représentée) dans la cloche détan- çhéité 2 qui assure un joint étanche aux gaz évitant la contamination de l'atmosphère réductrice, ou au moins
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neutre qui règne dans la hotte. L'auge 4 contient de l'étain fondu 5, ou autre métal de recouvrement conve- nable.
Pour commencer l'opération, on chauffe l'auge 4, par des moyens tels que des brûleurs à gaz,ou des résis- tances électriques, non représentés, mais il n'est pas nécessaire de chauffer pour continuer l'opération, étant donné que le ruban pénètre dans le bain d'étain à une température légèrement supérieur.e à celle du bain lui-même, et que la chaleur qu'il cède au bain est suffisante pour maintenir la température de celui-ci, dans les limites où l'on peut utiliser des moyens de chauffage ou de refroidissement pour contrôler la tempé- rature du bain entre d'étroites limites, comme cela est nécessaire pour le succès de l'opération.
Un rouleau déflecteur 6 est complètement noyé dans le bain d'étain et le feuillard passe sur ce rouleau pour remonter vers la sortie du mécanisme. Ce rouleau n'est pas entraîné en rotation et ses tourillons sont montés, respectivement, dans deux paliers 7 comme décrit dans le brevet précité.
Un bain d'huile de palme 8, ou produit équivalent, flotte sur l'étain fondu, dans un carter 9 qui comporte des paliers pour la première paire de rouleaux de sor- tie 10 et 11, partiellement submergés dans l'étain fondu et partiellement dans l'huile, contre lesquels frottent, de préférence, des râcleurs 12 et 13 pour nettoyer et maintenir leur surface en bon état, d'une façon perma- nente. Le laminoir d'écrouissage 14 est boulonné au car- ter 9, mais il est monté sur des pieds distincts, non représentés, auxquels il est relié par des vis de
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support, ce qui permet d'incliner légèrement le lami- noir 14 au cas où il est nécessaire de décaler légère- ment sa position par rapport à l'horizontale, en vue de faciliter le guidage du feuillard à travers l'ensemble.
Le laminoir 14 présente quatre canaux identiques alésés parallèles 15, qui servent de'bases à des supports 16 espacés les uns des autres qui, à leur tour, servent à fournir un support continu et précis à quatre arbres parallèles 17 qui portent des galets 18 qui supportent directement, sur toùte-leur longueur active, les deux cylindres dé laminage 19 et 20. Ces cylindres servent à la fois à contrôler l'épaisseur de la couche de métal de recouvrement et à faire subir au feuillard lui-même un écrouissage par laminage comme décrit en détail dans ,les deux brevets américains de laminoirs n 2.170.732 et 2.479.974 précités.
Si le produit traité est un feuillard étamé, et que l'on désire effectuer un écrouissage complet, un amincissement de 1 à 5% dans le laminoir suffit dans la majorité des cas, comme cela est bien connu dans cette technique. Si l'on désire effectuer seulement une passe partielle d'écrouissage, au moyen des rouleaux d'essuya- ge 19 et 20, l'amincissement nécessaire peut n'être à froid que de quelques dixièmes de 1%, lorsqu'elle est suivie d'une autre passe d'écrouissage par laminage, de préférence lorsque le ruban est plus froid ou, si cela est nécessaire, au cours d'une opération entièrement différente.
Pour l'opération d'essuyage, les rouleaux 19 et 20 n'agissent que par la pression qu'ils exercent sur le
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feuillard 1, et cette pression contrôle l'épaisseur de la pellicule d'étain fondu et de l'alliage fer-étain qui adhère au ruban 1. Ordinairement, les rouleaux 19 et 20 ne font rien d'autre, en ce qui concerne le revêtement lui-même, car leur teneur relativement élevée en chrome ne permet pas à leur surface d'être "mouillée" par l'étain fondu., Au cas où l'aspect de la couche d'étain d'un tel feuillard est terne et impropre à la vente, on peut'utiliser, pour une opération de finition du feuillard, une autre paire de rouleaux "moullés" semblables au rouleaux 10 et 11 de la Fig..3, mais disposés au-dessus des rouleaux 19 et 20,
ou bien on peut réchauffer à nouveau le feuillard au moyen de bobines d'induction à haute fréquence ou par tout autre moyen convenable, juste au-delà du point de fusion de l'étain, ainsi qu'il est bien connu dans l'industrie de l'étamage électrolytique afin d'obtenir un fini brillant; plus tard, on peùt faire suivre cette opéra- tion d'une légère pulvérisation d'huile de palme, ou produit équivalent, pour obtenir une surface qui ne se raye pas trop facilement. Cette opération est également bien connue.
La variante représentée sur la Fig.5 consiste aussi à faire monter verticalement le feuillard 1 à travers la cloche d'étanchéité 2 où des lèvres 21 et 22 de l'auge à étain 4 forment un joint étanche au gaz qui préserve l'atmosphère neutre de ladite auge, en coopération avec des joints extrêmes d'étanchéité, non représentés, des rouleaux d'étamage 23 et 24.
Comme les rouleaux 23 et 24 tournent dans le bain
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d'étain fondu 5 où ils'sont partiellement immergés, ils se"mouillent" et sont revêtus d'étain entraîné dans l'espace compris entre les rouleaux et limité par la zone de rencontre de leurs surfaces et de contact avec le feuillard 1. L'étain fondu forme un ménisque inversé dans le pincement entre les rouleaux, par suite de l'action conjuguée de l'attraction capillaire et des forces de tension de surface.
Comme le feuillard 1 est, à ce stade, parfaitement exempt de traces d'oxyde, et que sa surface est prête à recevoir l'étain, celle-ci est immédiatement moulée par l'étain qu'elle entraîne vers le haut, dans l'espace 25,à l'intérieur de l'auge
4 et au-dessus du bain de métal fondu 5, qui est hermé- tiquement clos et dans lequel on maintient une atmosphè- re neutre. Cette fermeture hermétique est réalisée par boulonnage serré de l'auge 4, sur le bâti 14 du laminoir combiné d'essuyage et de passe d'écrouissage, identique au laminoir représenté sur la Fig.3.
Une atmosphère de gaz neutre, tel que l'hélium ou l'azote, ou même des combinaisons de gaz qui ne sont pas susceptibles d'oxyder l'étain fondu à des températures voisines de son point de fusion, protège le bain d'étain fondu 5, aussi bien que l'étain fondu répandu à la sur- face des rouleaux mouillés 23 et 24, et à la surface du feuillard 1. On évite ainsi que l'étain ne se recouvre de scories et que celles-ci ne s'accumulent progressive- ment sur les rouleaux. Toutes les petites impuretés qui pourraient se fixer elles-mêmes à la surface des rouleaux, sont'enlevées par grattage de façon classique avec des râcloirs à touche légère 12 et 13.
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On peut utiliser de l'huile de palme, ou un pro- duit équivalent, à la surface du bain d'étain, dans ce mode de réalisation de l'invention, nais il est préfé- rable-de ne pas en utiliser, de crainte que les vapeurs ne viennent contaminer l'atmosphère absolument neutre à l'intérieur de la'cloche 2. De plus, il est préféra- ble d'utiliser une atmosphère neutre à l'intérieur de l'espace 25, même si la présence de l'huile de palme ne la rend pas absolument indispensable, parce que l'huile de palme elle-même s'oxyde facilement. Sous atmosphère protectrice, l'opération devient beaucoup plus propre et la consommation d'huile de palme diminue.
Le gaz neutre d'atmosphère est amené dans l'espace 25 par des tubes 26 et 27, chacun comportant plusieurs ajutages dirigés sur le feuillard 1, mais inclinés de telle sorte que les courants de gaz ainsi créés soient dirigés vers les bords du feuillard. Ceci, afin d'enle- ver par soufflage-tout excès d'étain qui pourrait ruisseler sur le feuillard 1, le renvoyer dans l'auge 4 , et l'empêcher de tomber dans la cloche 2. Le gaz neutre d,'atmosphère doit être alimenté en excès par rapport aux pertes par les joints, do manière à maintenir une pression légèrement supérieure à la pression atmosphéri- que dans l'espace 25, pour éviter toute infiltration d'air par les joints.
Afin de donner aux 'jets de gaz une vitesse suffisante pour souffler l'étain, comme décrit ci-dessus, il faut faire recirculer ledit gaz et, pour cela, il faut le prélever dans l'espace 25, par exemple au moyen d'un raccord 28, ot le faire recirculer dans un circuit fermé par une pompe convenable, non repré-
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sentée, avec addition de gaz frais afin de compenser los pertes par les joints, comme expliqué ci-dessus.
Il est important de sélectionner les gaz convena- bles pour une telle atmosphère protectrice, et il est nécessaire, en certains cas, d'utiliser une certaine proportion d'un gaz réducteur actif tel que l'hydrogène ou l'oxyde de carbone. Cette sélection dépend principa- lement de l'analyse du métal de recouvrement et, natu- rellement, de la température du bain dont elle dépend.
Toutes les fois que, pour obtenir des revêtements pro- pres, on trouve nécessaire de conserver la pression partielle d'oxygène à une valeur extrêmement basse, il est préférable d'utiliser, conjointement au système de recirculation des gaz décrit ci-dessus, un dispositif décrit dans le brevet américain n 2.136.957, principa- lement sur les.Figs.2, 7,8 et autres. Ce dispositif a été conçu à l'origine pour être utilisé dans une chambre de refroidissement-afin d'améliorer l'atmosphère réduc- trice au contact du feuillard d'acier immédiatement avant l'application d'un revêtement de métal fondu.
Cependant, pour neutraliser l'action atmosphérique dans l'espace 25, ou dans d'autres espaces analogues, d'autres modes de réalisation de l'invention, c'est-à-dire, lorsque l'atmosphère est essentiellement en contact avec le métal de recouvrement fondu, on peut considérer que l'utilisation de cette amélioration brevetée donne, après passage du feuillard à travers le bain de recouvrement, de beaux résultats pratiques. On obtient ainsi des revêtéments plus lisses et encore ¯ plus dépourvus de défauts, et cela permet également
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d'augmenter la durée d'utilisation des rouleaux de sortie 23 et 24.
Ce dispositif consiste essentiellement à intro- duire dans le système de recirculation des gaz, un autre bain de métal fondu renfermant certains métaux ayant une affinité élevée pour l'oxygène. Si, par exem- ple, on fait barboter les gaz recirculés dans un tel bain métallique, comme représenté sur la Fig.8 du brevet américain n 2.136.957 précité, tout oxygène présent dans ces gaz se combine avec le métal du bain et forme une couche flottante d'oxyde à la surface du bain. Cette explication de l'action du bain peut être complète, ou non, mais elle est aussi claire que le résultat observé. Cependant, on peut remarquer que son utilisation apporte de grandes améliorations pratiques.
Bien que, dans le brevet précité, il soit prévu un condenseur pour séparer les vapeurs de métal que les- dits gaz recyclés peuvent entraîner, après barbotage à travers ledit bain de métal fondu ayant une affinité élevée pour l'oxygène, il est possible que certaines vapeurs métalliques, pouvant demcurer dans le gaz, soient la cause de l'obtention do revêtements meilleurs et plus propres.
En ce qui concerne l'appareillage utilisé pour le laminage d'écrouissage, avec ou sans autre fonction simultanée, autrement dit le contrôle de l'épaisseur du revétement métallique, on peut utiliser n'importe quel laminoir décrit dans les brevets américains préci- tés n 2.170.732 ou 2.479.974. Ces laminoirs remplissent tous les caractéristiques essentielles de poids relati-
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vement léger et de très faible encombrement, qui con- 'viennent à de telles installations de fours continus et de recouvrement, lorsqu'on ne peut utiliser convena- blement les laminoirs "double duo" ordinaires.
Leurs cylindres actifs sont d'un diamètre-extrêmement petit; par suite on, peut, premièrement, les changer très rapi- dement de sorte qu'ils neprovoquent -,pratiquement pas d'interruption de marche 'de. l'installation qui doit être maintenue en marche d'une manière permanente et, deuxièmement, ils permettent un large choix de matériaux pour de tels cylindres. le matériau le plus largement utilisé, et qu'il est préférable d'utiliser dans de nombreux cas, est l'acier spécial à 2,20% de carbone et 12% de chrome qui a des caractéristiques d'usure extrêmement longues.
Cependant, des dispositifs tels que ceux décrits et représentés sur la Fig. 8 du brevet américain n 2.170.732 précité, et sur ;la Fig. 2 du brevet américain 2.479.974 .précité, ainsi que l'instal- lation décrite ci-après, permettent plus spécialement de choisir des matériaux encore plus durs, mais plutôt cassants, puisque le couple moteur est transmis par les éléments d'appui et que les cylindres de travail ne sont soumis à aucun couple. On peut utiliser des matériaux tels que le carbure de tungstène, le saphir ou même le quartz, ce dernier, naturellement, pour des pressions plutôt faibles, lorsque l'essuyage et le contrôle du revêtement métallique sont les principaux objectifs, et que l'on n'effectue pas, ou seulement peu, de laminage d'écrouissage.
Les matériaux précités ne forment pas en eux-mêmes un alliage, par exemple avec
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l'étain fondu, mais l'alliage d'acier précité peut former un alliage, par exemple avec l'aluminium ou le zinc fondus. En tous cas, lorsqu'il ne se forme pas un tel alliage, le cylindre lui-même n'est pas "mouillé" par le métal de revêtement et, par suite, il contrôle l'épaisseur de la pellicule de métal de revêtement que l'on tolère sur le feuillard, uniquement par la pression qu'il exerce sur ledit feuillard. Lorsqu'un tel alliage est formé, le facteur qui contrôle l'épaisseur du métal de revêtement est fonction, pour une large part, de la tension de surface du métal, qui forme un ménisque néga- tif à l'intérieur du pincement entre les cylindres, ce qui est bien connu des techniciens.
Cependant, dans le but poursuivi, on peut utiliser n'importe quel genre de matériau, dans les limites acceptables, sauf en certains cas où il est'souhaitable que, après avoir déterminé le poids du revêtement au moyen de la paire de rouleaux 51 et 32 (Fig.5), on les fasse suivre immédiatement par une autre paire de rouleaux "mouillés" qui ont seulement besoin de toucher très légèrement la surface du métal, pour former le ménisque précité dans le pincement des rouleaux et produire ainsi un revêtement lisse semblable à un miroir. Ou bien on peut laisser le revêtement métallique devenir solide puis, dans un autre stade de fabrication, mais avant l'enroulage, on peut liquéfier à nouveau ledit revêtement par chauffage, puis le refroidir à nouveau.
Dans le cas de revêtement d'étain, on constate que l'on peut obtenir des revêtements très satisfaisants et lisses, par division de l'opération d'écrouissage
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au passage en deux opérations, et par utilisation des cylindres de laminoir 31 et 32 de la Fig.5 ou des cylindres 19 et 20 de la Fig.3, essentiellement pour réaliser la fonction d'essuyage ou de contrôle du revêtement seule, pratiquement sans action de laminage associée. Dans ce cas, on fait suivre par un appareil- lage similaire, disposé dans la partie de l'installa- tion où le feuillard est beaucoup plus froid, où on accomplit la majeure partie de l'amincissement par laminage écrouisseur désiré, grâce aux cylindres de travail de ce deuxième appareillage.
Il est préférable d'utiliser des cylindres de travail ayant un fini de miroir qu'ils transmettent facilement au feuillard.
Lorsque le stade de laminage écrouisseur du procé- dé est réalisé en une seule opération, comme dans le laminoir 14, Fig.3, la pression exercée par les cylin- dres, sur le feuillard, est d'un ordre si élevé que le revêtement obtenu, serait trop mince pour satisfaire à la plupart des normes industrielles. Dans ce cas, il est préférable,.comme représenté sur la Fig.3A, d'uti- liser une autre paire de rouleaux d'essuyage ou de sortie 41 et 42, comme stade d'essuyage consécutif'au premier stade d'essuyage par les cylindres d'écrouissage 19 et 20, et de prolonger le bain d'huile jusqu'à lui faire occuper toute la cavité comprise entre le laminoir 14 et la hotte 46, de manière à laisser les rouleaux 41 et 42 partiellement immergés dans l'huile de palme, ou produit équivalent.
Puisque l'utilisation d'une deuxiè- me paire de rouleaux d'essuyage 41 et 42 est facultative, on peut 'retirer toute la superstructure de la hotte 46
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et ses éléments associés, du sommet du laminoir écrouisseur 14. On fait recirculer vigoureusement la partie supérieure 45 du bain d'huile, au moyen de pompes, non représentées, capables d'exercer une pression relati- vement élevée et de faire passer l'huile dans des tubes 43 et 43', parallèles aux rouleaux 41 et 42, chacun étant dirigé sur une face opposée du feuillard 1 et débitant l'huile à une vitesse élevée par des ajutages aplatis 47 et 47', perpendiculaires audit feuillard 1, ou légèrement inclinés par rapport à celui-ci.
A l'inté- rieur desdits ajutages 47, se trouvent d'autres ajutages, reliés aux tubes 44 et 44', chacun étant disposé à l'intérieur des tubes d'huile 43 et 43'. Par ces tubes, on fait arriver de l'étain fondu, à titre d'application secondaire. Cet étain fondu, fourni en quantités stric- tement mesurées, est pulvérisé par les courants d'huile à vitesse élevée passant à travers lesdits ajutages 47 et 47', et vient én contact avec la face du feuillard 1, où il se fond avec le revêtement, existant déjà sur celui-ci, mais qui est d'un poids insuffisant. Comme les rouleaux 41 et 42 sont du type "mouillé", c'est-à-dire qu'ils sont entièrement recouverts d'étain, ils étalent uniformément un tel revêtement et lui confèrent un vif éclat.
Ils égalisent également les petites irrégularités de quantité d'étain déposé sur le feuillard par les ajutages individuels 47 et 47', mais ils ne contrôlent pas l'épaisseur du revêtement et ne retiennent pratique- ment pas, ni ne rejettent, d'étain. dudit revêtement, ladite quantité d'étain étant contrôlée, comme indiqué ci-dessus, par la quantité d'étain admise dans les tubes
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44 et 44'.
Dien que les rouleaux 41 et 42 n'aient pas besoin des râcloirs classiques en fonctionnement normal, leur utilisation peut être indiquée pour certaines composi- tions de matériaux des rouleaux de sortie.
Un autre procédé d'application d'une quantité supplémentaire mesurée de métal de revête ent fondu, à la surface du feuillard déjà "mouillé", lorsqu'un tel revêtement n'est pas suffisamment épais, comporte la répartition de l'étain avec les ajutages de pulvérisa- tion précédemment décrits, et réalise simplement des réserves convenables sous les rouleaux d'essuyage 41 et 42, afin de maintenir l'étain fondu à un niveau convenable, pour que les rouleaux soient partiellement immergés dans l'étain fondu, suivant la technique bien connue. Lorsque tournent les rouleaux 41 et 42, l'étain fondu est entraîné dans leur pincement'et réalise un ménisque négatif, de même entre la surface de chaque rouleau et de chaque face du feuillard 1.
Un moyen convenable, suivant l'invention, pour contrôler exactement le poids de métal de recouvrement supplémentaire déposé sur le feuillard, consiste à munir lesdits rouleaux 41 et 42 d'une commande à vitesse régla- ble, et à les entraîner à une vitesse différente de la vitesse du feuillard 1. Si un rouleau d'essuyage 42, est entraîné à une vitesse périphérique inférieure à la vitesse linéaire du feuillard, la quantité de métal de recouvrement fondu entraînée par le feuillard dans le ménisque sera inférieure à celle qui serait entraînée à une vitesse synchrone et, par suite, on obtient un
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revêtement plus léger, comme on le désire.
Si une telle vitesse du rouleau est supérieure à la vitesse du feuillard, dans les limites de débordement du ménisque, le contraire se produit, et on obtient des revêtements plus épais.
On peut également contrôler séparément la vitesse de chacun des rouleaux d'essuyage 41 et 42 et réaliser ainsi un revêtement de poids différent sur chaque face du feuillard. On peut aussi obtenir le même résultat avec le dispositif pulvérisateur d'étain 44 et 44', décrit ci-dessus, avec une alimentation d'étain en quantités différentes entre les pulvérisateurs 47 et les pulvérisateurs 47'.
Les deux procédés ci-dessus, pour réaliser une alimentation supplémentaire en métal de recouvrement sur le feuillard après avoir essuyé si fortement celui- ci que la surface du métal soit à peine mouillée par le métal de revêtement fondu, sont indiqués seulement à titre d'exemple. Le principe du procédé consiste à . essuyer d'abord fortement le feuillard, sans égard pour le poids de revêtement, et à utiliser à volonté des pressions suffisamment élevées pour écrouir, par lami- nage, le feuillard lui-même, avec obtention d'autres avantages, puis à apporter la quantité nécessaire de métal de recouvrement supplémentaire, dans une opéra- tion séparée, par une alimentation extérieure.
Les rouleaux de sortie mouillés, tels qu'on les utilise, par exemple, dans l'industrie de l'étamage, c'est-à-dire, sans l'essuyage forcé préliminaire et l'addition consécutive de métal de recouvrement,
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produisent des revêtements d'un poids limité, car bis ne peuvent donner de revêtement en-dessous d'un certain poids minimum, qui est trop élevé dans de nombreux cas 'd'utilisation. De plus, ils sont limités à des vitesses plutôt basses, par exemple entre 10 et 30 mètres par minute environ, tandis qu'un dispositif du type décrit ci-dessus est capable de fonctionner à des vitesses de 300 mètres par minute environ, ou supérieures.
Comme on peut le remarquer d'après les exemples précédents, le type d'installation de laminage écrouis- seur est très proche de celui des deux brevets de lami- noirs précités, sauf certaines améliorations qui font que les laminoirs suivant la présente invention sont beaucoup mieux adaptés au laminage écrouisseur et au double rôle d'écrouir le feuillard par laminage et d'essuyer le revêtement métallique. Ils comprennent premièrement un bâti de laminoir en acier fondu, tel que le bâti 14 sur les Figs. 3, 4 et 5 dont la forme et les proportions sont, de préférence, modifiées pour les adapter beaucoup mieux aux conditions particulières du laminage écrouisseur.
Lorsque le laminoir amincisseur à froid décrit dans les deux brevets précités, est muni d'un bâti aussi rigide qu'il est pratiquement possible de le réaliser, on constate que l'on y gagne certains avantages particuliers, à l'utilisation comme laminoir d'écrouissage, monté directement dans une installation de recuit et de revêtement, si on lui confère certaines caractéristiques d'élasticité, d'un genre particulier à ce type de laminoir, et qu'il est impossible de confé- rer aux laminoirs de type classique.
Si un laminoir
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classique, par exemple du type "double duo", est conçu pour supporter un degré d'élasticité plus élevé, cer- tains caractères indésirables deviennent beaucoup trop prépondérants et le fléchissement des cylindres de travail au centre du feuillard restent ou deviennent éventuellement supérieurs à ceux des laminoirs "double duo" conçus pour réaliser des amincissements considé- rables. Ceci est habituellement contrebalancé par le bombement des rouleaux nais, avec des variations de pression, un tel bombement a une action opposée sur la forme du feuillard et donne un feuillard avec des bords affaiblis lorsque la pression augmente.
Le bâti 14, tel qu'il est représenté sur les Figs.3 et 4, consiste essentiellement en un bâti rigide d'une seule pièce dont l'ossature est formée par deux poutres maîtresses 90 et 90' reliées par des colonnes 50 et 50', de sorte que le genre de fléchissement décrit n'existe pratiquement pas, avec les pressions de cylindre relativement faibles que l'on rencontre dans le laminage écrouisseur. On constate, cependant, que l'on peut facilement résoudre des problèmes très ennuyeux concernant, entre autres, la forme "aplatie" du feuillard terminé écroui par laminage, si on donne au bâti du laminoir 14 une forme telle qu'elle lui confère certaines caractéristiques particulières d'élasticité. Le problème réside essen- tiellement dans le fait que le feuillard 1, ainsi traité, peut provenir de n'importe quel laminoir.
Les caractéris- tiques de la section transversale d'un tel feuillard sont variables; elles peuvent comporter des différences d'épaisseur entre le centre et les bords du feuillard,
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des différences d'épaisseur d'un bord à l'autre, aussi bien que des différences générales de calibre le long du feuillard, cornue cela peut se produire à la suite d'accélérations ou de ralentissements du laminoir qui a servi à la fabrication du feuillard .et de variations dans le contrôle de sa tension.Ces caractéristiques ren- dent préférable l'utilisation d'un laminoir d'écrouissa- ge pouvant s'adapter lui-même à la forme d'un tel feuil- lard et l'allonger'éventuellement du petit pourcentage prescrit, nécessaire pour le laminage écrouisseur, ne laissant jamais détériorer la forme initiale du feuillard,
mais l'améliorant au contraire autant qu'il est possible.
Il se trouve que ces nécessités sont encore compliquées par le fait que,dans la conception et le fonctionnement de telles installations de recuit et d'écrouissage par laminage, qui peuvent comporter ou non le stade de re- vêtement métallique, il n'est pas facile de concilier les caractéristiques serrées de contrôle de tension re- quises par la passe de laminage écrouisseur, à la fois avant et après les cylindres de travail, avec les carac- téristiques de tension légèrement différentes, requises par les installations de recuit et/ou de recouvrement.
Dans la plupart des cas, le compromis résultant est que l'opération de laminage écrouisseur doit être réalisée de façon satisfaisante à des tensions du feuillard quel- que peu inférieures à celles qui seraient appliquées avec un laminoir d'écrouissage qui ne serait pas lié 'à une installation quelconque de recuit.Les améliorations décrites ci-après rendent ce laminoir écrouisseur tout à fait convenable pour la résolution de tellos
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difficultés de conditions de tension.
On peut réaliser ces conditions avec de profondes rainures 49, pratiquées dans les poutres du bâti,entre chaque groupe de deux supports 48, et aussi de manière à laisser supporter chaque élément de support ou "selle", par l'une des poutres en porte-à-faux 52, entre ce der- nier élément de support et la colonne de laminoir 50. cette mesure, à elle seule, peut permettre aux éléments de support des rouleaux 48 de jouer le rôle de serre- joint écartés des cylindres de travail qu'ils supportent.
Le fléchissement total du'laminoir est ainsi augmenté sous la charge de travail, mais de telle sorte que ce fléchissement supplémentaire soit uniformément réparti sur toute la longueur des cylindres de travail. En effet, ces éléments de support en porte-à-faux 52 fléchissent tous de manière uniforme et la charge est uniformément répartie sur toute la largeur'du-feuillard, qui est pratiquement identique à la longueur totale des cylindres de travail. Ceci résout pratiquement le problème en lui- même puisque les cylindres de travail sont d'un diamètre relativement faible et que, par suite, ils fléchissent.
De cette façon, ils sont capables de s'adapter eux-mêmes à la forme du feuillard, tandis que les éléments de support les soutiennent uniformément sur toute leur longueur et leur permettent ainsi d'exercer une pression uniforme sur tout le feuillard, même si un tel feuillard présente une section bombée ou une forme en coin, ou une épaisseur différente d'un endroit à l'autre de sa lon- gueur..
Il est cependant préférable de ne pas compter
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entièrement sur ces moyens automatiques de compensa- tion qu'il est si facile de réaliser dans ce type de laminoir, suivant l'invention. Au contraire, on peut procurer également à l'utilisateur de l'installation des moyens rapides de contrôle manuel, pour agir encore sur les caractéristiques élastiques du laminoir le long du feuillard, afin de compenser l'usure propre des rouleaux et des éléments de support, la différence de dilatation thermique du laminoir, et d'autres conditions opératoires. Dans le mode de réalisation représenté sur les Figs.3 et 4, il est prévu, à cet effet, plusieurs boulons 51, un pour chaque paire de poutres 52, chacun' comportant une tête et un écrou 53.
Par réglage de ,ceux-ci, l'opérateur peut supprimer partiellement l'élasticité de l'un quelconque des éléments, ou grou- pes d'éléments de support, qu'il peut désirer contrôler ainsi. De cette façon, si l'on constate, durant le fonctionnement, que le feuillard sortant présente quelques défauts, par exemple si l'un de ses bords devient ondulé, l'opérateur peut rapidement remédier à cet état de fait, par augmentation ou diminution de la pression à l'endroit voulu.
Certains moyens de réalisation de ce procédé sur des laminoirs à forte réduction d'épaisseur, comme ceux des brevets précités, ont été incorporés dans ceux-ci, mais en vue de remédier à des déformations élastiques indésirables, alors que la présente amélioration donne, au contraire, au laminoir une élasticité relativement grande, afin de l'adapter totalement à la forme du feuillard qu'il lamine et de permettre d'accroître, ou
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de diminuer, la pression des cylindres toutes les fois que cela est nécessaire.
Si l'on se reporte à nouveau aux Figs.3 et 4,' les deux arbres inférieurs 91 et 92 sont rotatifs, et sont entraînés au moyen d'un moteur associé à une boite de vitesse 93, par l'intermédiaire d'un jeu de pignons classique 94 et d'arbres 95 et 96 à accouplement élas- tique. Les derniers 'éléments de support sont,, dans ce cas, les bagues 97 et 98 qui sont emmanchées à force sur les axes 91 et 92 précités, dans des positions également espacées. Des paliers 99 sont disposés dans les espaces intermédiaires, entre les bagues 97 et 98, pour supporter lesdits arbres 91 et 92, de façon uni- forme sur toute leur-longueur.
Les cylindres de travail 19 et 20 sont ainsi entraînés par'friction par les nombreux derniers élé- ments de support 97 et 98. Au contraire, les deux arbres supérieurs 101 et 17 comportent des bagues similaires 18, montées à des intervalles espacés, exactement comme il a été décrit pour les bagues 97 et sur les arbres inférieurs 91 et 92, sauf que de telles bagues ne sont pas emmanchées à force sur lesdits arbres, mais sont montés, au contraire, sur des paliers à rouleaux permettant aux arbres de rester immobiles, tandis que lesdites bagues 18 supportent les cylindres de travail 19 et 20.
Les supports ou "selles" 102, supportant lesdits arbres 101 et 17, portent des excentriques 103, calés sur lesdits arbres de manière à pouvoir modifier, à volonté, la distance entre les cylindres 19 et 20, par réglage de leur position
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angulaire, ce qui correspond , l'opération dénommée "vissage" sur les laminoirs classiques, comme il est expliqué dans les deux brevets de laminoirs précités.