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Procédé et appareil pour traiter des matières sous forme de feuilles et de bandes.
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La présente invention concerne d'une façon e6nraie la fabrication de feuilles et de bandes et pnrtlculièPeiàent la fabrication de feuilles Métalliques et de bandes métalliques en tronçons continus. Plus pnrtiou.l16re; iqnt, l'lnv(1ntlon concerne la fabrication dé tronçons continus de feuilles et de bandes ntetalliques a partir d'un métal
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en fusion.
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D'une f:1çn!1 i"8nércle l'appareil conçu dx,1s 1'ionvention comprend do3 dispositifs pour enduire en continu une mptire liquide sur une surface en mouvement.. de man1re a en permettre la solidification et l'en1ivCl:ûnt ultérieurs
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es continu <1> la matl1r'? enduite: à partir de la surface en r.10'.Jv('t.cnt sous d'un tronçon continu de feuille et de bande.
Dais la pr6sente àescrtptloÀ le mot "feuillue" signifie une matière ayant une épaisseur comprise entre une
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fraction d'un mill n!!1e et de quelques millièmes de mm, et le mot "bande" signifie une matière analogue à une feuille avant une Epaisseur comprise entre quniqups'millièmes et quelques ce:ltPmes de min. Un dispositif de "tronçons coati- nus" de bande ou de feuille d'une longueur arbitraire de feuille ou de bande est limité par des questions de commodités et non par une limitation du procède de fabrication,
De nombreux procèdes de fabrication de feuilles et de bandes faites à la fois de métaux et de matières non métalliques sont, bien entendu, très connuset certains sont
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bien établis tndustrtellemf'nt.
En ce qui concerne les bandes et feuilles métalliques auxquelles se rapporte principalement la présente invention, le procède de fabrication utilisa le,
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plus commun6ment pour fabriquer de telles feuilles est celui qui consiste à les "laminer". Dans le processus de laminage
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a le4paîsseur d'une plaque métallique est successivement réduite et sa surface est augmentée par des passages successifs notre des cylindrcz. Ce proc6dJ de â.wniblae donne etitl.'4roment satisfaction pour produire des bandes épaisses, mais il donne .un peu moins satisfaction pour produire des feuilles et des bander.minces.
La difficulté principale qu'on rencontre dans le procédé de laminage pour fabriquer des feuill.es réside
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dans le fait que, pour maintenir une unifornite de l'épaisseur des feuilles à mesure qtjp 1 (.'.ur. épaisseur di1limie, ce procè- (le nécessite nneral minent une diminution proportionnelle de
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la largeur des feuilles, ce qui revient à dire que les feuil- les les plus minces ne peuvent être laminées de façon satis- faisante qu'avec des largeurs très failles. La raison de cette difficulté relative à cette largeur dans le procédé de laminage réside dans le fait que les problèmes consistant à maintenir avec précision un faible jeu entre deux cylindres augmentent de façon exponentielle avec la largeur des cylin- dres.
De ce fait, par exemple, alors qu'il est relativement facile de produire des feuilles de cuivre de 1/1000 de mm d'épaisseur et de quelques centimètres de largeur par le pro- cédé de laminage, il est relativement difficile de produire des feuilles de cuivre de la.même épaisseur mais ayant plu- sieurs décimètres de largeur, En conséquence, du fait qu'une demande considérable de feuilles larges, particulièrement de feuilles de cuivre, s'est développée au cours des dernières années, on s'est orienté verii des variantes de procédés de laminage pour fabrLquer des feuilles de ce genre.
Dans le cas d'une feuille de cuivre, par .exemple, le procédé de loin le ' plus avantageux de tous ceux qui ont été proposés jusqu'à ce jour pour fabriquer des feuil.les, a été celui qui consiste à déposer par voie électrolytique un revêtement de cuivre sur une surface en déplacement, de manière à enlever le revête- ment sous forme d'une feuille. Ce procédé d'obtention d'une feuille par un revêtement électrolytique produit une feuille de cuivre d'une épaisseur pouvant aller jusqu'à une fraction d'un millième de mm de largeur et atteindre plusieurs déci- mètres.
La qualité de la feuUle de cuivre produite par le procédé de revêtement électrolytique d'une feuille dépend, bien entendu, finalement de la qualité du cuivre de l'anode et des produits chimiques de la cuve électrolytique qu'on a
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utilisés.¯ Même en utilisant les meilleures qualités dispo- nibles de cuivre d'anode et de produits chimiques de cuve, la qualité de la feuille de cuivre produite par voie électro- lytique est encore un peu inférieure à la qualité la plus élevée de la feuille qu'on peut obtenir par laminage à partir de la qualité la plus élevée d'une plaque de cuivre, Autrenient dit, dans le cas du cuivre par exemple, le procède de fabrication de feuilles par revêtement électrolytique,
bien qu'il supprime la difficulté relative à la largeur dans le procédé, de laminage, ne créait habituellement pas une qua- lité aussi élevée de feuilles. En fait, pour un certain nombre d'applications de' feuilles de cuivre larges, parti- culièrement celles qui nécessitent une conductivité électri- que très élevée et une absence sensiblement complète d'im- perfections mécaniques, comme des trous d'aiguilles, la qualité des feuilles produites par le procédé de fabrication de feuilles par revêtement électrolytique est loin d'être adéquate.
En conséouence, on s'est orienté largement ces derniers temps vers d'autres procédés pour fabriquer des feuilles, particulièrement des feuilles de cuivre, avec pour out de supprimer à la fois la limitation des largeurs du procédé de laminage et le manque de qualité obtenu par le procédé électrolytique. Le moyen général de revêtement d'une surface en vue d'enlever ensuite le revêtement de la surface sous forme d'une feuille, tel qu'il a été établi industriel- lement dans le procédé de fabrication de feuilles pair un revêtement électrolytique décrit ci-dessus, peut évidemment être appliqué pour transformer presque tous les procédés de revêtement en procédés de fabrication de feuilles.
De ce fait, un certain nombre d'autres procédés de fabrication
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de feuilles qui ont pour point commun avec le procède de fabrication de feuilles électrolytique le moyen général consistant à enduire d'une Matière une surface mobile pour qu'elle soit ensuite détachée sous forme d'une feuille est basé par conséquent sur des procédés de revêtement blen connus.
Ces autres procédés de fabrication de feuilles, qui peuvent être considérés coanrne des adaptations évidentes de procédés de revêtement bien connus en .vue du procédé de fabrication de feuilles par un revêtement électrolytique, comprennent le procédé de fabrication de feuilles par revêtement pyrolitique, le procédé de revêtement par une poudre, le procédé de revêtement à la valeur et le procété de revêtement par un liquide.
Le procédé qui apparaît comme le plus semblable au procédé de revêtement électrolytique est le procédé de fabrication de feuilles par revêtement pyrolitique, dans lequel une vapeur d'un produit chimique, contenant la matière devant constituer la feuille à titre de constituant, est décomposée pa:r la chaleur à la surface mobile, de manière à enduire la surface de la matière devant constituer la feuille. Lorsqu'on utilise pour obtenir une feuille de cuivre ce procédé pyrolitique d'obtention de feuilles, il présente beaucoup les mêmes avantages et les mêmes inconvénients'que le procédé électrolytique, entendant par là qu'il n'y a alors pas de limitation de largeur, mais qu'on obtient une qualité pouvant être un peu inférieure à celle qu'on obtient, avec le procédé de laminage.
Il. existe des procédés extrêmement différents soit du procédé de revêtement électrolytique soit du procédé de revêtement pr/olitique, en ce sens que la matière des feuilles 'est déposée directement sans action chimique, et ces procédés
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sont au nombre de trois, à savoir les trois procédés "de revêtement direct", par une poudre et à la vapeur et avec un liquide. Dans le procédé de revêtement ou d'enduction avec une poudre, une surface en mouvement est enduite avec une'matière pulvérulente qu'on faitfondre avec cette surface et qu'on enlève,sous forme d'une feuille.
Dans le procédé d'enduction de feuilles à la vapeur, une matière vaporisée est condensée sur une surface en mouvement de manière à for'ner un revêtement qui est ensutte enlevé sous forme d'une feuille. Dans le procédé d'enduction avec un liquide, une surface en mouvement est enduite avec une matière liquide qui est ensuite solidifiée et enlevée sous forme d'une feuille.
Les trois procédés précités de fabrication de feuilles par revêtement direct sont tous capables par euxmêmes de produire la qualité la plus élevée de feuilles sans limitation en ce qui concerne la largeur, et cela à parti-r de nombrenses matières. Toutefois, dans l'état, actuel des connaissances, aucun de ces trois procédés de revêtement direct n'a encore été utllisé industriellement pour la fabrication de feuilles métalliques larges, pour la raison qu'on éprouve des difficultés considérables dans la mise en oeuvre de ces trois procédés de revêtement direct et qu'on n'a pas encore pu dominer à une échelle industrielle.
Comme il sera expliqué par la suite, si l'on dispose de moyens satisfaisants pour appliquer les revêtements pour chacun des trois procédés de revêtement direct, le procédé de re- vêtement par un liquide a moins d'Inconvénients dans sa mise en oeuvre que l'un ou l'autre des procédés de revête- ment par une poudre ou le procédé de revêtement à la vapeur.
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Toutefois, comme il sera également expliqué par la suite, on n'a pas disposé jusqu'ici d'un procédé et d'un appareil satisfaisants pour appliquer'des revêtements liquides ap- propriés en vue de fabriquer'des feuilles pour des métaux fondus et plus particulièrement pour du cuivre fondu. Par suite, il est facile de comprendre que l'absence jusqu' ci d'un dispositif satisfaisant de revêtement par un liqui de la été l'obstacle,principal à la fabrication industrielle de feuilles par le procédé de revêtement avec un liquide, particulièrement de feuilles métalliques et encore plus parti- culièrement de feuilles de cuivre.
Par suite, on comprendra encore que l'obtention d'un dispositif, satisfaisant au point de vue industriel, de revêtement par un liquide est la clef ouvrant la voie à un procédé industriel pour fabriquer des feuilles de haute qualité, procédé qui présente des avantages intrinsèques par rapport au procédé actuellement utilisé faisant appel à un électrolyte, à un procédé pyrolitiue et à un procédé de laminage, et offrirait des avantages fonctionnels par rapport aux procédés de revêtement par une poudre et de revêtement à la vapeur, si ces deux procédés devaient être mis en'oeuvre industriellement, par- ticulièrement pour des feuilles métalliques et encore plus particulièrement pour des feuilles de cuivre.
En conséquence, la présente invention a pour objet des dispositifs meilleurs pour fabriquer des feuilles et des bandes, et elle vtse également des dispositifs permettant d'obtenir un revêtement par un liquide, dispositifs qui conviennent à la fabrication de feuilles. D'autres buts de la présente invention qui sont un peu plus limités sont les suivants ;
1) créer un dispositif meilleur pour la fabri- cation de feuilles et de band3s en matières non métalliques
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qu'on peut obtenir sous une forme liquide mais qu'on peut
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ensuite soli ifl'r ¯
2) créer un dispositif pour fabriquer des .feuilles et des bandes métalliques par un procédé¯de revêtement par un liquide ;
3) créer un dispositif pour fabriquer des feuilles et des bandes de faon plus économique qu'on ne pouvait le faire jusqu'lci ;
4) créer un dispositif pour obtenir des feuilles et des bandes de cuivre de grandes largeurs, ayant une qualité supérieure à celle qu'on pouvait obtenir jusqu'ici ;
5) créer un dispositif pour fabriquer des feuilles minces de cuivre de haute qualité @ des largeurs plus grandes que celles qu'on pouvait obtenir , squ'ici ;
6) créer un dispositif pour fabriquer des feuil- les et des bandes en tronçons continus ;
7) créer un appareil préféré pour fabriquer des feuilles et des bandes, particulièrement des feuilles et des bandes de cuivre, par un procédé de revêtement de feuilles ou de bandes au moyen d'un liquide.
On comprendra les caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que d'autres par rapport à la technique antérieure en lisant la description qui va suivre dans la- quelle A est un exposé des moyens généraux des procédés de revêtements directs de bandes et B est une description d'un dispositif préféré pour fabriquer des feuilles conformément à la présente invention.
On a fait cette description en se référant au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une vue schématique d'un appareil
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pour fabriquer des feuilles par un procédé de revêtement direct ; la fipure 2 est une coupe schématique d'un ap- pareil pour fabriquer des feuilles et des bandes conformé- ment à la présente invention ; la fige 3 est une vu(,, en perspective d'un appa- reil de revêtement par un liquide, conforme à la présente invention ; la: fige 4 est une coupe transversale agrandie d'une partie de l'appareil représenté sur la fig. 3 ;
la;fig. 5 est une vue de face de l'appareil de la fig,. 4 montrant comment on détermine la largeur des feuilles ; : la fig. 6 est une coupe transversale agrandie d'une partie de la fig. 4 représentant des détails des as- pects de la solidificntion dans le procédé de fabrication de feuilles par revêtement avec un liquide.'
A. Moyens généraux des procédés "de revêtement direct" de feuilles.
Comme mentionne précédemment ici, les trois pro- cédés de revêtement direct pour fabriquer des feuilles sont le proc6dé de revêtement par une poudre, le procédé de re- vêtement à la vapeur et le procédé de revêtement par un li- quide. D'une façon générale, ces trois procédés de revéte- ment de feuilles peuvent être mis en oeuvre grâce à l'appa- reil général qui est schématiquement représenté sur la fi- gure 1. On peut voir sur cette figure que la surface mobile générale 1 sur laquelle la matière est enduite par n'importe lequel des trois procédés de revêtement est représentée par' exemple comme une partie d'une courroie sans fin-2 supportée
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nt entraînée par deux galets ou rouleaux 3.
La référence 4 destine le dispositif Rendrai d'enduction servant à appliquer 'Le revêtement. La référence 5 désigne le dispositif général de solidification servant à solidifier le revêtement appli- . que par le dispositif 4, et la référence 6 désigne lé dis- positif général de décollement servant à enlever le revête- ment à partir de la surface 1. La référence 7 désigne le revêtement enlevé qui est devenu une feuille qu'on appelle ainsi. La référence 8 désigne un rouleau servant à emmaga- siner la feuille 7,et la référence 9 désigne une enceinte disposée autour de l'appareil entier.
Comme mentionné ci- avant, les procédés généraux de fabrication de feuilles consistent respectivement à appliquer un revêtement de poudre, un revêtement à la vapeur ou un revêtement par un liquide sur une surface mobile, puis à décoller le revête- ment solidifié pour le séparer de la surface, et ces procédés peuvent être considérés comme des adaptations évidentes de. procédés de revêtement bien connus.eu égard au procédé de revêtement électrolytique de feuilles et, par suite,l'ap- pareil général de la fig. 1 peut être considéré comme une illustration schématique de ces trois procédés principaux évidents de fabrication de feuilles.
On peut dire d'une façon moins générale en se référant de nouveau à la fig. 1 que dans le cas d'un revê- tement avec une poudre, le dispositif de revêtement 4 peut, par exemple, être constitué par le dispositifbien connu de revêtement avec une poudre d'une trémie contenant une ma- tière pulvérulente et agencée de manière à saupoudrer la matière pulvérulente uniformément et à un débit mesuré sur la surface 1, le dispositif de solidification 5 peut être,
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par exemple, un four entourant une partie de la surface 1 et réglé de manière à faire fondre le revêtement de la matière pulvérulente saupoudrée sur la surface 1 par le dispositif de revêtement 4,
'et le dispositif de décollement 6 peut être par exemple une lame de coupe qui porte contre la surface 1 et grâce à laquelle on utilise un certain manque d'adhérence entre la surface 1 et le revêtement uni par fusion, afin d'obtenir l'action de décollement. Afin d'empêcher une contamination pendant le procède de revêtement avec une poudre, l'enceinte 9 peut par exemple être remplie avec une atmos- phère inrte, comme de l'azote.
Dans le cas d'un revêtement à la vopeur, le dus positif de revêtement 4 de la fig. 1 peut être, par exemple, constitue par, le dispositif bien connu de revêtement à la vapeur 20 d'un creuset contenant la matière devant être enduite, et qu'on chauffe jusqu'à une température à laquelle il se produit une évaporation importante de la matière à partir du creuset. Avec ce type de creusât du dispositif de revêtement à la vapeur, un emplacement meilleur pour le dispositif de revêtement 4 serait un endroit situé en dessous de la partie inférieure de la courroie sans fin 2 et non au-dessus de sa partie supérieure comme indique sur la fige 1.
De façon correspondante, dans ce cas d'un revêtement à la vapeur, le dispositif de solidification 5 peut, par exemple, être constitua par une longue curface, adsorbant la chaleur et refroidie, qui est disposée parallèlement à la surface en mouvement 1 et près de celle-ci, afin d'éli- miner la chaleur de la surface 1 et, de faciliter ainsi la condensation et la solidification suivante sur la surface
1 de la matière évaporée sortant du dispositif de revêtement
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4, et le dispositif de décollement 6 peut, par exemple être remplacé simplement par l'action d'auto-décollement du revêtement solidifie,
une fois que son enlèvement a commence et que le revêtement solidifié se trouve écarté de la surface 11 sous forme d'une feuille 7. Ici encore, l'action de décollement reposerait.un peu sur le fait qu'il n'existe qu'une adhérence limitée entre la surface 1 et le revêtement solii'ifié comme dans l'exemple ci-dessus où l'on fait appel à une lame de coupe. Afin d'empêcher une contamination pendant le procédé de revêtement à la vapeur, on peut utiliser, par exemple, dans l'enceinte 9 une atmosphère inerte ayant une pression très faible par rapport à la pression atmosphérique, et cette très faible pression fa@@ @e également $'évaporation de la matière à partir du dispositif de revêtement 4....
Toujours en se référant à la fig. 1, dans le cas d'un revêtement avec un liquide le dispositif de revêtement 4 peut être, par exemple, un dispositif bien connu de revêtement par un liquide ou bien il peut être obtenu par une pulvérisation destinée à pulvériser des particules de liquide sur la surface en déplacement 1.
Le dispositif de sol@dification 5 peut être constitué, par exemple, simplement par un agencement destiné à refroidir les rouleaux 3 de manière que ces derniers refroidissent alors la courroie sans fin 2, qui elle-même refroidit alors et solidifie le revêtement de particules liquides, et le dispositif de dé- collement 6 peut être constitué simplement par un jet de gaz dirigé de manière à soulever le revêtement solidifié à partir de la surface en déplacement 1 et ici encore, comme dans le cas du dispositif de décollement des exemples
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précédents, on utilise une adhérence plus ou moins limitée entre le revêtement solidifie et la surface 1.
Pour éviter que l'enceinte 9 soit contaminée, on peut, par exemple la remplir dans 'ce cas avec une atmosphère inerte, comme de l'argon.
Les trois exemples particuliers ci-dessus de l'appareil général de la fig. 1, pour fabriquer une feuille au moyen d'un revêtement d'une poudre d'un revêtement à la vapeur et d'un revêtement par un liquide, permettent de se rendre compte qu'on possède des dispositifs classiques pour fabriquer des feuilles par chacun des trois procèdes consistant à appliquer directement un revêtement .pour obtenir une feuille.
De plus, on remarquera d'après les trois exemples ci-dessus que, en ci? qui concerne le dispositif de solidification 5, le dispositif de décollement 6 et le dispositif évitant une contamination au moyen d'un contrôle de l'atmsophère dans l'enceinte 9, les mêmes dispositifs classiques peuvent servir de manière interchangeable à la mise en oeuvre des trois procédés de revêtement jusqu'à un certain point. De ce fait, iL est évident que ces trois procédés de revêtement direct pour obtenir des feuilles peuvent être comparés d'une façon centrale sans avoir recours à de nouveaux moyens généraux.
Une comparaison générale, faite sur la base de la fabrication d'une feuille de cuivre, montre, par exemple, qu'il faut pour fabriquer un kg de feuilles au moyen du procédé de revêtement à la vapeur environ dix fois plus de ¯chaleur que pour le procédé de revêtement par une poudre ou par un liquide. Cette conso:rmation de chaleur élevée par le procédé de revêtement à la vapeur, qui provient
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bien entendu de la chaleur latente élevée de vaporisation du cuivre a une double signification, en ce sens que cette grande quantité de chaleur doit être appliquée à la fois au dispositif de revêtement et ensuite'doit être éliminée dans le dispositif de solidification.
Il en résulte que la consommation de chaleur relativement très élevée du proc4dé de revétement à la vapeur provoque un double inconvénient et se traduit d'une manière générale par un prix de matériel, par kg de feuille produit, qui dépasse considérablement le prix des procédés de revêtement avec une poudre ou un liquide.
La comparaison générale entre les trois procédés montre également, comme autre exemple dans le cas d'une feuille de cuivre, que, tandis qu'on dispose d'un choix considérable dans le procédé de revêtement avec une poudre et avec un liquide entre une pression atmosphérique et une atmosphère inerte sous pression normale comme moyen d'évi- ter la contamination, le procédé de revêtement à la vapeur ' nécessite presque certainement une atmosphère sous pression trs faible afin d'obtenir des vitesses avantageuses de vaporisation.
Une utilisation d'une atmosphère inerte sous pression normale au lieu d'une pression atmosphérique trias faible à' titre de moyen pour éviter une contamination né- cessite un équipement beaucoup plus simple et, de plus, permet l'utilisation de nombreuses techniques, comme un refroidissement par un gaz dans le dispositif de solidi- fication nt un soulèvement au moyen d'un gaz dans le dis- positif de décollement, ce qui est difficile ou impossible à obtenir dans une atmosphère sous pression tr's faible.
Il en résulte que la nécessité d'avoir une atmosphère sous pression très faible dans le procédé de revêtement à la
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vapeur est un autre inconvénient de ce procédé et, de même que la consomption de chaleur relativement très élevée précitée, elle se traduit d'une façon générale par un prix d'équipement beaucoup plus élevé par kg de feuilles produit au Troyen du procédé de revêtement à la vapeur comparativement au procédé de revêtement avec une poudre ou un liquide.
La comparaison générale entre les trois procédés montre également, à titre encore d'un autre exemple que, alors que le procédé de revêtement à la vapeur et le procédé de revêtement par un liquide nécessitent que la surface en déplacement soit seulement refroidie pour solidifier les revêtements le procédé de revêtement avec une poudre nécessite que la surface en mouvement soit chauffée et aussi bien que refroi- die, .-.fin de solidifier le revêtement.
Cette nécessité à la fois d'un chauffage et d'un refroidissement de la surface en mouvement dans le procédé de :revêtement avec une poudre exige, bien entendu, une surface en déplacement un peu plus étendue que celle qui est seule refroidie et, pratiquement, elle empêche l'utilisation de la surface d'un tambour rotatif lequel constitue une variante évidente de la courroie sans fin, représentée sur la .figure 1, pour les procédés de revêtement à la vapeur ou avec un liquide.
On voit maintenant clairement qu'on peut tirer des conclusions en ce qui concerne les avantages et les in- convénierits relatifs des trois procédés d'obtention de feuilles par revêtement directsans procéder à un examen dé- taillé des divers dispositifs de revêtement , de solidifica- .tion, de décollement et de dispositifs évitant la contamination. Par suite, il est évident qu'il faut comprendre dans un sens très large le fait qu'on a mentionné que le procédé
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de revêtement par un liquide présente un potentiel supérieur eu égard à l'économie du matériel et à l'économie de la production, par rapport ?u procédé de revêtement à la vapeur ou au procédé de revêtement à la poudre, particulièrement pour une feuille de cuivre.
Toutefois, il faut comprendre également que ce potentiel supérieur du procédé de revêtement avec un liquide, par rapport au procédé de revêtements à la vapeur et avec une poudre dépend de la faculté de disposer de moyens de revêtement avec des liquides, dont le rendement est au moins comparable (en ce qui concerne l'uniformité et la qualité du revêtement) à des dispositifs disponibles pour obtenir un revêtementà la vapeur et un revêtement avec une poudre. Pour autant q@ .'- le sache, des dispositifs de revêtement avec un liquide ay.. un tel rendement comparable n'ont jamais été réalisés jusqu'ici particulièrement pour des métaux en fusion et encore plus particulièrement pour du cuivre en fusion.
En conséquence, par le fait que la présente invention crée un tel dispositif de revêtement de liquide d'efficacité comparable, elle permet au fabricant de feuilles industrielles d'obtenir une feuilla peu coûteuse et de très bonne qualité pnr un procédé de revêtement au moyen d'un liquide et, de plus, avec des avantages évidents par rapport à la fabrication de feuilles au moyen de procédés de revêtement à la vapeur ou de revêtement avec une poudre, même si ces deux procédés étaient utilisés industriellement.
De plus, étant donné, comme on l'a men- tionné ci-dessus, que le procéié de revêtement avec un li- quide n'est grevé@ni de la limitation de largeur du procédé par laminage ni de la limitation de qualité des procédés électrolytiques ou pyrolitiques, un dispositif de revêtement
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par un liquide, réalisé conformément à la présente invention rend possible un procédé de fabrication de feuilles qui est nettement supérieur à n'impoite quel autre procède de fa- brication de feuilles connu, particulièrement pour des feuil- les métalliques larges et de qualité élevée, et encore plus particulièrement pou'r une feuille de cuivre large de qualité élevée.
On explique ci-après les raisons pour lesquel-. les on n'a pas disposé jusqu'ici de dispositifs de revête- . ment avec un liquide convenant pour fabriquer des feuilles, les difficultés inhérentes à de tels dispositifs et comment ces difficultés sont supprimées par la présente invention.
B. Dispositif pour fabriquer une feuille et une bande conformes à la présente invention
Comme on l'a déjà non tienne, un procédé évident dans son ensemble pour fabriquer une feuille et une bande consiste à appliquer un revêtement d'une matière liquide sur une surface en mouvement, à faire solidifier ensuite le revêtement, puis à détacher sous forme d'une feuille ou d'une bande le revêtement solidifié de la surface en moue- ment. Cornue on l'a également mentionné, ce procédé évident est représenté schématiquement sur la fig. 1.
On a également précisé que l'obstacle à l'utilisation de ce procédé pour fabriquer industriellement des feuilles et des bandes a résidé dans le fait qu'on ne disposait pas de moyens pour produire des revêtements avec des liquides et convenant à la fabrication de feuilles, particulièrement pour des métaux comme le cuivre, et que, de ce fait, un but de la présente invention est la réalisation d'un dispositif de revêtement perfectionné, particulièrement pour des métaux comme le cuivre.
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Etant tienne oue le dispositif principal de revêtement au moyen d'un liquide est actuellement utilisé in- dustri.ellement pour des métaux comme le cuivre, le dispositif de pulvérisation de particules liquides précédemment mentionne ici à titre d'il'ustration est représenté sur la fige 1.
Bien entendu, divers types de ces dispositifs de pulvérisation de particules liquides sont largement utilisés dans l'industrie pour appliquer des revêtements métalliques et d'autres revêtements à des fins de décoration et de protection. A première cvue, il semblerait que ces dispositifs de pulvérisation de particules liquides bien établis pour appliquer des revêtements de décoration et de protection sont adaptables à des fins de fabrication de feuilles. Toutefois, il existe au moins une différence importante entre des revêtements destinés à une décoration et à une protection et des revêtements pour fabriquer des feuilles, c'est--dire celui qui est à considérer ici.
Les revêtements de décoration et de protection sont normalement appliqués à des surfaces adhérentes de manière à assurer la retenue des revêtements, tandis qu'un revêtement conve- nant à des fins de fabrication de feuilles est, de préféren- ce, appliqué à une surface non adhérente de manière à fa- ciliter le décollement du revêtement à partir de la surface.
C'est seulement si le revêtement adhère bien à la surface . qu'on peut supprimer les défauts dans le "revêtement", comme par exemple un manque d'uniformité et une porosité, -et cela en faisant couler de nouveau le revêtement sur la surface après application du premier revêtement. Autrement dit, à propos du dispositif de pulvérisation de particules
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de liquide par application d'un revêtement, c'est seulement si le revêtement adhère bien à la surface à des fins de dé- coration et)de protection qu'il est possible de mettra en oeuvre le procédé permettant .d'atteindre une unformité et une absence de porosité, ce procédé consistant à maintenir le liquide constitué par des particules pendant un temps suffisant après sa rencontre avec la surface,
de Manière qu'il s'écoule sous forme d'un revêtement uniforme et pendant un temps suffisant pour que les gaz emprisonnes (qui sans cela provoqueraient une porosité) puissent s'échapper, étant donné que si l'adhérence entre la surface et le revêtement est faible, en ce qui concerne la fabrication de feuilles un maintien des particules de liquides pendant une durée quelconque aprs leur rencontre avec la surface a pour résultat en général d'amener des particules de liquides sur la surface sois forme de globules.
De ce fait, en général, on comprendra que la nécessité de d4col- ler le revêtement dans la fabrication de feuilles s'oppose à l'obtention d'une uniforrnit3 et à une absence de porosité . dans le revêtement au moyen d'une technique consistant en un nouvel écoulement. Par suite, en particulier, on com- ,prendra également que les dispositifs de pulvérisation de particules liquides ne peuvent pas être adaptés à la fabrication de feuilles au moins pour la raison que ces disposi- tifs ne permettent pas d'obtenir sur une surface un revêtemont ayant une adhérence limitée, qui est suffisamment uniforme et est suffisamment exempt de porosité à des fins de fabrication de feuilles.
A ce sujet, on peut noter en général que la tendance d'un revêtement de liquide à former des globules sur une surface ayant, une faible adhérence présente
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également de l'importance dans des revêtements appliqués à la vapeur et des revêtements appliqués sous forme d'une poudre, étant donné que ces revêtements passent, bien entendu, par une phase-liquide avant 'leur solidification.
Dans le procédé de fabrication de feuilles par enduction à. la vapeur, cet effet de formation de globules peut, par exemple, être la cause principale d'une limitation de la vitesse de production, du fait que la phase liquida est inévitablement prolongée par la grande quantité de chaleur libérée à la surface par la condensation de la vapeur.
D'autre part, dans le procède de revêtement avec une poudre, l'effetde productton de globu@@@ peut par exemple, constituer la limitation principale de : @@alité de la feuille en laissant simplement les particules ... coudre s'agglomérer au lieu d'être totalement fondues ce lui se traduirait par une porosité importante. On peut également noter qu'il est extrêmement difficile de supprimer les limitatlons précitées de la vitesse de production et du potentiel de qualité des procédés de revêtement à la vapeur et de revêtements avec une poudre, limitations provenant de l'effet de formation de globules.
On comprendra facilement qu'un dispositif de revêtement utilisé: avec succès pour appliquer un revêtement de décoration et de protection, ne convient pas nécessairement pour appliquer un revêtement qui doit être décollé ensuite sous forme d'une feuille ou d'une bande. On compren- dra également que les divers dispositifs de pulvérisation de particules de liquides actuellement connus et utilisés pour assurer des revêtements de métaux comme du cuivre à des fins de décoration, de protection et à d'autres fins
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du môme genre ne pC1.'nattcnt pas d'obtenir des revêtements qui soient suffisaient iuiifor,ùux et ex<,;.iptJ de morosité pour constituer des feuilles.
De plus, on conprcndra csalc- ment que du fait que des dispositifs de pulvérisation de particules liquides sont les seuls dispositifs de revêtements industriels et bien connus pour des métaux confie du
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cuivre â part bien entendu le dispositif de troapage dans un liquide, des dispositifs de revêtements au moyen d'un liquide qui conviennent pour la fabrication de feuilles de métal larges et de haute qualité comme du cuivre n'ont pas
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été encore disponibles d,ns l'industrie. ±n ou tre, on con- prendra que l'effet de formation de globules, qui provient de la faible adhérence entre le revêtement et la surface revêtue, adhérence faibl: qui est nécessaire pour que l'on
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puisse décoller le revêtc;
tlaent, constitue une difficulté principale qui doit être vaincue lorsqu'on conçoit un dispositif de revêtement par un liquide donnant satisfaction pour la fabrication de feuilles. On conprendra encore que l'inconvénient concernant l'effet de formation de globules
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dans des dispositifs de revêtement à la vapeur et de revête!:len avec une poudre pour la fabrication de feuilles serait extrenement diffiali à vaincre et que.par conséquente les procèdes de revaeteuiezit à la vapeur et avec une poudre ont une vitesse de production et une qualité limitées par l'effet de formation de globules.
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On va décrire ci-a:
orF3s le dispositif Grâce au- quel la présente invention supprime l'inconvénient relatif à l'effet de formation dE) globules ainsi que d'autres in-
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convénients, de manière û créer un procédé économique de fabrication de feuilles par revêtement au moyen d'un
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liquide pour la fabrication de feuilles larges de haute qualité, particulièrement de feuilles de Métaux comme le cuivre.
On va maintenant se référer à la fig. 2 qui représente schématiquement en coupe! un appareil de fabrication de feuilles qui, du fait qu'il comporte le nouveau dispositif de revêtement par un liquide conforme à la présente invention, constitue un mode de réalisation nouveau et particulier de l'appareil largement décrit à propos de la fig. 1.
Sur la fig. 2, ainsi que sur les figures 1 et 10 qui ont une relation évidente avec cette dernière, on a représenté une surface en mouvement 10 constituée par la périphérie d'un tambour rotatif 11, la référence 12 désignant un dispositif de revêtement au moyen d'un liquide conformément à la présente invention, la référence 13 un dispositif de dé- collement constitué par exemple par un jet de gaz, la référence 14 un rouleau de guidage, la référence 15 un rouleau d'emmagasinage de feuilles, et la référence 16 une enceinte.
On n'a pas représenté sur la tige 2, pour ne pas la surcharger, un dispositif de solidification qui peut être constitué par exemple, simplement par un agencement refroidissant lé tambour 11 en faisant passer par exemple, un gaz à travers le coté intérieur de ce dernier au moyen d'un arbre creux 17.
D'une manière plus détaillée, le dispositif de revêtement 12 par un liquide de la fig. 2 comprend un réservoir 18, une lèvre d'écoulement 19 du réservoir 18 et une barre 20 d'un dispositif de chauffage.
On a déjà mentionne que la fig. 2 n'a qu'un caractère schématique, et l'on comprendra évidemment qu'on n'a pas représenté un grand nombre de détails auxiliaires nécessaires pour un appareil pratique de fabrication de
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feuilles, et cela .pour mieux représenter les détails prin- cipaux. Ces détails auxiliaires comprennent un dispositif de support, un dispositif .;le réglage et un dispositif de chauffage pour le réservoir 18, ainsi qu'un dispositif de réglage et un dispositif d'entraînement pour le tambour 11 et les rouleaux 14 et 15. :De plus, ces détails auxiliaires comprennent, par exemple, des rouleaux supplémentaires, un dispositif de guidage de feuilles et d'autres dispositifs pour mettre en marche, arrêter et régler l'appareil de fa- brication de feuilles.
Sauf dans la mesure où les disposi- tifs de démarrage, d'arrêt et de réglage s'appliquent au dispositif de revêtement 12, comme on l'expliquera par la suite, tous ces détails et d'autres détails auxiliaires non représentés sur la fig. 2 pour ne pas la surcharger peuvent être compris comme ayant un caractère classique dans une combinaison ordinaire ou évidente.
En se référant encore à la fig. 2, on voit qu'une matière en fusion 22 placé dans le réservoir 18 s'écoule entre la barre de chauffage 20 et la surface supérieure de ' ; la lèvre 19, et de' là sur l'extrémité de cette lèvre, puis, vers le bas le long du côté inférieur de la lèvre 19 et en- @ suite sur la surface en mouvement 10 qui est refroidie, en constituant ainsi en continu une feuille ou une bande 23.
Ensuite, la feuille (ou la bande) 23 est séparée de la sur- ,face mobile 10 dans la région 24 par l'action du jet de gaz 13, et elle est guidée par le rouleau 14 jusque sur le rou- . ' leau d'emmagasinage 15. Le niveau de la matière en fusion dans le réservoir 18 est représenté, par exemple, comme étant maintenu par un récipient de maintien 21, capable de refaire continuellement le plein du réservoir 18 à la vites- se à laquelle la matière s'écoule hors du réservoir 18 pour
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être transformée en feuilles.
Afin de décrire plus en détail le procédé de fabrication par un revêtement liquide conformément à la présente invention,on va maintenant se référerà la fige ) qui représente en perspective et en coupe un appareil préféré de revêtement au moyen d'un liquide conformément à la présente invention. Ori remarquera que l'appareil de revêtement par un liquide de la fig. 3 est un peu différent du
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dispositif de revêtement 12 représenté scÉénatiqueL1ent sur la fig. 2 mais on voit clairement que le fonctionnement de ces deux dispositifs est similaire.
On va donc se référer 1; la fig. 3 qui a une relation évidente avec la fig. 2. La ré@@@ vice 30 désigne un réservoir, comprenant un plateau 31, une en@ ppe de chauffage 32 et une enveloppe calorifuge 33. La lettre M désigne une structure d'embouchure d'écoulement, comportait une lèvre 34, qu'on peut appeler une lèvre inférieure et qui comprend une partie intérieure 35 qui est un prolongement du plateau 31, et une partie extérieure 36, la structure d'embouchure d'écoulement M comportant également une partie supérieure ou lèvre 37.
La référence 38 désigne une'barre d'un
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'i1,sl,QQi,t1r ,de J:lhaurraga.. barte ;qui 'oompor'tl)' W'\e :pf\rt.ie 9Xté-. ' rieure 39, une partie calorifuge 40.et un enroulement de chauffage 41. La référence 42 désigne une plate-forme de support pour le réservoir 30, la référence 43 désigne un arbre de support et la référence 44 désigne une butée mobile ; pour compléter les détails principaux de la fig. 3, la référence 45 désigne une partie de la surface mobile du tambour 11 de la figure 2 et la référence 46 désigne l'un de plusieurs éléments de chauffage identiques montés dans
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l'enveloppe de chauffage 32.
Toujours en se référant à la fig. 3, on peut voir que ;Les caractéristiques importantes des matériaux de construction sont les suivantes : l'enveloppe calorifuge 33 peut être constituée par n'importe quel type de matière calorifuge réfractaire convenant à la condition de température qui est, bien entendu, déterminée par la Matière en fusion cu la garnie de matières en fusion à transformer en feuilles. L'enveloppe chauffante 32 peut tre constituée par n'importe quelle matière réfractaire ayant une bonne intégrité structurale en présence de la température et une bonne capacité de conduction de chaleur.
Le plateau 31, la partie inférieure (intérieure) 35, la partie extérieure (inférieure) 36 et la partie supérieu- re 37 sont faites de matériaux de construction, qui ne doivent pas réagir avec la matière en fusion et qui ont une bonne intégrité structurale à la température de la matière en fusion. De plus, la partie inférieure intérieure 35 de la lèvre 34 et une pièce terminale 47 sont faites de Maté- riaux de construction qui ne doivent pas être nouilles par la matière en fusion, tandis que la partie inférieure extérieure 36 est faite d'une matière qui doit être mouillée par la matière en fusion.
La partie extérieure 39 de la barre de chauffage 38 est faite de n'importe .quelle matière réfractaire ayant une bonne intégrité structurale en présence de la température et une'bonne capacité de conduction thermique. La partie isolante 40 de la barre de chauffage 38 est faite de n'importe quelle matière réfractaire élec- triquement isolante appropriée à la température de la bobine de chauffage 41. Cette dernière est constituée par tout fil métallique capable d'assurer un chauffage par résistance
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et convenant pour maintenir la température de la matière en fusion sur la lèvre 34.
lies éléments chauffants 46 de l'enveloppe de chauffage 32 sont constituas par n'importe quels éléments tubulaires de chauffage du type à résistance convenant pour maintenir la température de la matière en fusion dans le plateau 31. La surface mobile 45 ,(du tambour 11, fig. 2) est faite de n'importe quelle matière ayant une adhérence limitée vis-à-vls de la matière en fusion lorsque le tambour 11 est maintenu à une température inférieure au point de solidification de la matière en fusion.
On comprendra, bien entendu, qu'en général lorsqu'on doit utiliser les matériaux de construction ayant des propriétés comme, par exemple, une absence de corrosion, un mouillage ou un non-mouillage et une adhérence limitée, comme dit ci-dessus, on peut obtenir souvent ces propriétés au moyen de matières (placage) qui ne possèdent pas ellesmêmes ces propriétés désirables, par exemple de l'acier (plaqué de chrome).possède une résistance à la corrosion provenant du chrome et non de l'acier.
Dans le cas particulier où la matière en fusion est du cuivre, c'est-à-dire qu'on désire fabriquer une feuille de cuivre, des exemples de matières comme spécifiés cidessus pour construire l'appareil de la fig. 3 sont les suivants : l'enveloppe calorifuge 33 est faite d'un oxyde de magnésium tassé, l'enveloppe de chauffage 32 est faite de graphite tassé, le plateau 31 est en molybdène, la par- tie inférieure intérieure 35 est en molybdène, la partie supérieure 37 est en molybdène, la partie inférieure ex- térieure 36 est en tungstène, la partie extérieure 39 est en graphite tassé, la partie isolante 40 est faite d'oxyde
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de béryllium tassé, la bobine de chauffée 41 est constituée par un fil de tungstène,
les éléments chauffants 46 sont constitués par des tiges de graphite tassé et la surface 45 est en acier. est..n A propos des détails des matériaux de construc- tion décrits ci-dessus, il faut noter les points importants généraux. En ce qui concerne le risque de corrosion, de ; impuretés contenues dans la matière en fusion peuvent f rt bien réagir avec les matériaux de construction qui ne réa- gissent pas à la matière en fusion pure elle-même. De ce fait, dans de nombreux cas, des matériaux de construction convenant pour être utilisés avec une matière en fusion)pu- re ne conviennent pas pour être utilisés avec des Matières de construction impures, ce qui dépend, bien entendu, des types et des quantités d'impuretés.
De plus, en ce qui con- cerne les propriétés de mouillage, de non-mouillage et d'adhérence, des matériaux de construction qui possèdent ces propriétés pour une matière en fusion pure ne possèdent pas nécessairement ces propriétés pour une matière en fu- sion impure, spécialement ;si les impuretés réagissent avec le matériau de construction, ce qui provoque un,effet de surface.
Par suite, dans certains cas, des matériaux de construction qui conviennent pour une utilisation avec des matières en fusion impures lorsqu'on peut considérer que la corrosion est négligeable peuvent ne pas convenir si l'on estime que l'effet nuisible sur de telles propriétés de surface confie le mouillage ou le non-mouillage et l'ad- hérence n'est pas négligeahle.
En conséquence, dans les exemples ci-dessus, des matériaux de construction convenant pour être utilisés dans l'appareil de la fige 3 pour fa-
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briquer des feuilles de cuivre, on admet que lp cuivre en fusion ne contient pas d'impureté capable de réagir de fa- çon notable avec le Molybdène, le tungstène et l'acier, soit du point de vue de la corrosion soit du point de vue d'une modification nuisible de la propriété de non-mouillage du molybdène, de la propriété de mouillge du tungstène ou de la propriété d'adhérence limitée de l'acier.
On expliquera plus complètement par la suite la signification des remarques ci-dessus concernant les effets des impuretés dans des matières en fusion sur les matériaux de construction, particulièrement à propos de la fabrication de feuilles de cuivre.
Pour décrire maintenant le @ @onnement de l'appareil représenté sur la fig. 3, on notera .,celui- ci est représenté vide, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de ma- tières en fusion dans le plateau 31, pas plus que de matiè- res en fusion s'écoulant sur la lèvre 34 jusque sur la sur- face mobile 45. A partir de'cet état vide, un procédé pour permettre d'utiliser l'appareil est brièvement décrit corame suit.
Tout d'abord., on remplitavec une.atmosphère inerte, par exemple l'azote, l'enceinte entourantl'appareil (enceinte 16 de la fige 2) .
Ensuite, on met en action la bobine de chauffa- ge 41. et les éléments chauffants 46, ce qui chauffe le pla- teau 31, la barre de chauffage 38 et la partie supérieure ou lèvre 37 jusqu'à une température de fonctionnement qui, par exemple, peut être d'environ 50 C supérieure à celle du point de fusion de la matière en fusion à utiliser. Dans le cas du cuivre, ces parties peuvent être chauffées par
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exemple jusque 1150 C. Toutefois, on peut obtenir des résultats avantageux si l'on chauffe ces parties jusque n'importe quelle température comprise entre 1100 C et 1500 C.
,Après établissement du chauffage, on soulevé la barre d'arrêt 44 de façon à incliner le fond du plateau 31 d'un angle d'environ 10 , on verse la matière en fusion dans le plateau 31 jusqu'à ce qu'elle remplisse presque complètement l'intervalle compris entre la section exté- rieure inférieure 36 et la section supérieure 37 et jusqu'à ce qu'elle soit tout près de s'écouler sur la lèvre 34, on déplace la surface 45 .et l'on met en marche le dispositif de refroidissement pour cette dernière, on abaisse la barre d'arrêt 44 ce qui laisse la matière en fusion s'é- couler du plateau 31 à travers l'intervalle compris entre la partie extérieure inférieure 36 et la partie supérieure 37, sur le bord de la lèvre 34,
le long du côté inférieur de la lèvre 34 et jusque sur la surface mobile 45 et, fi- nalement, à mesure que la matière s'écoule hors du plateau
31; elle parvient sur la surface mobile 45, le plateau 31 étant d'abord amené à un niveau de fonctionnement cornue on l'expliquera par la suite, et il est ensuite continuelle- ment alimenté avec de la matière en fusion provenant, par exemple, du récipient de maintien (21 sur la figure 2) de manière qu'un niveau constant de matière en fusion soit maintenu dans le plateau 31..
Il est évident, lorsqu'on suit le procédé dé- . crit ci-dessus pour mettre en état de fonctionnement l'ap- pareil de la fig. 3, que la fabrication réelle de la feuil- le ne commence pas tant que la barre d'arrêt 44 n'a pas été
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abaissée. Il est également évident que la feuille produite immédiatement après l'abaissement de la barre d'arrêt 44 varie d'épaisseur jusqu'à ce que la matière en fusion contenue dans le plateau 31 soit amenée à un niveau de fonctionnement et tant que des conditions stables d'écoulement et de température n'ont pas été établies.
De ce fait, on comprendra que comme suite du processus de démarrage, on n'obtient pas une feuille uniforme d'épaisseur désirée jusqu'à ce qu'une certaine quantité de feuilles non uniformes ait été produite. Toutefois, on comprendra également que cette feuille (de départ), bien qu'elle soit finalement rejetée, sert d'abord à permettre aux divers dispositifs de manutention de feuilles et de guidage de feuilles qui font passer la feuille depuis le rouleau de revêtement jusqu'au 'rouleau d'emmagasinage (respectivement 11 et 15, fig. 2) d'assurer un enfilage de la feuille sans risquer d'endommager cette dernière lors du processus d'enfilage.
On ne comprend pas entièrement pourquoi, lorsque la barre d'arrêt 44 est abaissée et fait écouler la matière en fusion sur la lèvre 34, la formation de la feuille commence.
On ne comprend pas plus commenta une fois que la feuille a commence à être formée, les conditions d'écoulement de température se stabilisent de manière à permettre la formation d'une feuille uniforme. De plus, on ne comprend pas non plus que'divers facteurs déterminent finalement la largeur, l'épaisseur, la qualité et la vitesse de produc- tion de la feuille. Toutes ces questions sont exposées par la suite.
On va maintenant examiner la fig. 4 qui montre la partie constituant la lèvre et la barre de chauffage
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de l'appareil de la fig. 3 de manière à permettre de pré- ciser certaines dimensions critiques et de manière à mon- trer cordent s'exécute refoulement de la matière en fu- sion sur la lèvre et jusque sur la surface Mobile. En exa- minant la fig.. 4. qui a un rapport évident avec la fig. 3 on peut voir que la référence 51 désigne la barre de chauf- fage,, la référence 52 désigne la lèvre, la référence 53 désigne la partie supérieure de la monture H, la référence
54 désigne la partie extérieure et la référence 55 désigne la partie intérieure de la lèvre 52 tandis que 56 désigne une partie 'de la surface mobile.
On peut voir encore sur la fig. 4 que la référence 57 désigne la matière en fusion, la référence 58 la matière en fusion se solidifiant, autre- ment dit la feuille à l'état semi-fondu, que 60 désigne l'épaisseur du canal 61 situé entre la partie supérieure 53 et la partie supérieure de La section extérieure 54, que 62 désigne la dimension de l'intervalle de revêtement 63 entre la partie inférieure de la section extérieure 54 de la lè- vre 52, que 56 désigne la surface mobile et que 64 désigne la hauteur de la matière en fusion 57 contenue dans le plateau constituant un réservoir (31 sur la fig. 3) au- dessus de l'extrémité de la lèvre 52,
On comprendra facilement d'après la fig.
4 et d'après des principes hydronécaniques élémentaires que le débit de la matière en fusion 57 dans le canal 61 dépend largement (a) des propriété:: de viscosité de la matière en fusion 57, (b) de l'épaisseur 60 du canal 61 et(c) de la hauteur 64 de la matière en fusion 57. De ce fait, il est évident que (a), (b), et: (c) ci-dessus doivent être des valeurs constantes pour que le débit précité soit lui-
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même constant. Il est également facile de voir d'après la fig. 4 que le débit de la matière en fusion 57 vers le bas de la phase de dessous de la lèvre 52 et jusque sur la surface mobile 56 dépend du débit dans le canal 61.
Par suite, on comprendra que l'épaisseur 65 de la matière . en fusion se solidifiant 58 dépend largement des facteurs précités (a), (b) et (c) et de la vitesse de la surface mobile 56 et que, par conséquent, il faut que ces quatre facteurs soient constants pour que l'épaisseur 65 soit constante.
De ce fait, on comprendra encore que la dimen- . sion 62 ou intervalle de revêtement 63 n'a pas d'influence directe sur l'épaisseur 65, à contition que l'intervalle
62 ne soit pas inférieur à une certa.L. dimension ni su- périeur à une autre certaine dimension. @ dernier cas, il est évident que l'intervalle 62 ne doit 1 s être assez faible pour étrangler l'écoulement de la matière en
Fusion ni être assez grand pour que la matière en fusion soit enlevée de la surface mobile 56, afin qu'elle tombe goutte à goutte et non pas qu'elle s'écoule de la lèvre
52 jusque sur la surface mobile 56.
De plus,' il ce même su- jet, il est également évident que l'épaisseur 65 ne peut pas être supérieure à une certaine valeur par rapport à l' ntervalle 62, ce qui revient à dire que la vitesse de la surface mobile 56 doit être supérieure à une certaine valeur ayant un rapport avec le débit de la matière en fusion dans le canal 61 ce qui, bien en tendu, revient en- core à dire que la vi tesse de la surface mobile 56 doit être suffisante pour transformer en feuilles toute la ma- tière en fusion passant par le canal 61.
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A titre d'illustration de ce que l'on vient de dire, les chiffres suivants pour les dimensions 60, 62, 64
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et pour la vitesse de la surface xobilc 56 de la ric. 4 sont typiques pour la fabrication* de feuilles de cuivre l'upaisscur 60 est égale à environ 4,.27 isa, l'intervalle 62 est compris entre 0,5 et 2 mill7 la hauteur 64 est én1c à environ 101 à 102 mm, et la vitesse de la surface mobile 56 est comprise entre environ 25,4 et 254 mm par seconde pour des épaisseurs de feuilles comprises respectivement entre 0,254 et 0,0254 mm.
Afin d'expliquer comment la largeur de la
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feuille est d6terminée, on va maintenant se rdfurer q la fig. 5 qui est une vue de face de l'appareil de la figure
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3. En se référant à la fig. 5 et Óvide:1rilcnt à la fig. 3, on voit que la fig. 5 représente une barre de chauffage 70,
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la partie supérieure 71 de la structure d-lembouchure, la partie extérieure 72 do la lèvre, la partie intérieure 73 de la lèvre et la surface mobile 74. Comme on l'a déjà mentionné à propos de la fig. 3, la partie inférieure 73 est faite de matières qui ne sont pas mouillées par la matière en fusion, tandis que la partie extérieure 72 de la-lèvre est faite d'une matière qui est mouillée par la matière en fusion.
De ce fait, il est facile de comprendre que la matière en fusion s'écoulant le long du côté inférieur de la lèvre est limitée à la partie extérieure 72 et, de plus, que dans la région 75
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où la natiere en fusion s'ucoule jusque sur la surface mobile 74, cette natière en fusion a une largeur 76 qui est approxl,.1,-itivp-"ient égale à 2.a largeur de la partie extérieure 72. En réalité, la largeur 76 de la Matière en fusion est 1,:re:uc:nt suprieu:e- à colle de la partie exté-
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rieure 72.
Toutefois, il est bien entendu facile de com- prendre que la largeur 76 varie assez faiblement selon des facteurs tels que la largeur de l'intervalle de revêtement (62 sur la fig. 4), la vitesse de'la surface mobile 74 et les propriétés d'adhérence de cette surface mobile, et que cette largeur 76 peut dans certains cas être un peu inférieurs à colle de la partie extérieure inférieure 72.
Dans le cas d'une fabrication de feuilles de cuivre, par exemple dans les gamines de largeurs d'intervalles et de vitesses de surface mobile données précédèrent à titre d'exemple, la variation de la largeur de la feuille ne dépas- se pas.6,35 mm pour une largeur de partie extérieure 72 égale à 1. 524 mm autrement ditce qui dépend de 1 épais- seur, la largeur de la feuille n'est pas inférieure à 6,35 mm ni supérieure à 1.524 L'Un en négligeant,' bien entendu, la contraction thermique qui se produit lors du refroi- dissement.
Les effets mentionnés ci-dessus des facteurs de dimensions et d'autres facteurs de l'appareil de la fig. 3 sur les propriétés ditiensionnelles de la feuille dépendent, bien entendu, de la matière en fusion qui reste en fusion au moins jusqu'à ce quelle entre en contact avec la surface mobile. Autrement dit, en se raturant (le nouveau à la fig. 5, la matière située dans la région 75 se trouvera entièrement à l'état fondu sauf peut-être pour la partie très mince de la région 75 qui est en contact avec la surface mobile et qui y est adjacente.
Afin d'expliquer Mieux encore cet important aspect du fonctionnement de l'appareil de revêtement par un liquide représente sur la fig. 3, on va maintenant examiner la fig. 6 qui est une coupe simplifiée de l'écou- lement de la matière en fusion jusque sur la surface
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mobile, et cette figure illustre la solidification sous forme d'une feuille de la matière en fusion ayant coulé ainsi.
Si l'on se réfère à la fig. 6 et évidemment à la fig. 4, on peut voir que le côté inférieur de la lèvre porte la référence 80, que la surface mobile est référencée 81, que la matière en fusion porte la référence 82 et que la Matière en fusion solidifiée porte la référence 83. On remarquera que la matière en fusion solidifiée 83 n'atteint pas l'épaisseur 84 de la feuille sur une certaine distance à partir du point ini.tial de contact 85 de la matière en fusion 82 avec la surface mobile 81.
Il est facile de comprendre que cette distance 86 dépend principalement de facteurs principaux, commela température de la matière en fusion 82 avant son contact avec la surface mobile, du débit de la matière en fusion 82, des propriétés de conduction de chaleur de cette matière en fusion 82, de la température de la surface mobile 81 avantqu'elle reçoive la matière en fusion 82, des propriétés de conduction de chaleur de la surface mobile 81 et de la vitesse de cette surface mobile. En conséquence, il est également facile de comprendre que la détermination réelle de la distance 86 dans un ensemble donné de conditions est une chose extrêmement compliquée.
Toutefois,- on peut également comprendre que la distance 86 n'est pas un facteur critique dans le procédé de fabrication des feuilles, à condition que la dis- tance 86 nc dépasse pas une certaine valeur et qu'elle ne soitpas inférieure à une autre certaine valeur. A ce sujet, il est évident que la distance 86 ne doit pas être grande au point que la solidification soitincomplète au moment ou la feuille est détachée de la surface mobile, et
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il est évident aussi que cette distance 86 ne doit pas être faible au point que la solidification se poursuive au point que la feuille ait une épaisseur supérieure à celle qu'elle a dans la région où la matière en fusion spécule à partir du côté inférieur à la lèvre 80 jusque sur la surface mobile 81.
Il y a lieu de noter également à propos de la solidification de la matière en fusion sur la surface mobile 81 et à propos de la distance 86 que l'état représenté sur la fig. 6 de solidification commençant presque immédiatement lors du contact de la matière en fusion avec la surface mobile indiquée par la floche 87 constitue l'état normal préférable.
Autrement dit, la @empérature de'la matière en fusion s'écoulant vers le bas le le du côté inférieur de la lèvre, la température de la surface mo@ le avant qu'elle soit rencontrée par la matière en fusil, et les divers facteurs de conduction de chaleur qui en de tendent sont normalement de préférence tels que la solidification commence dans la région où la matière en fusion forme un pont entre le côté de dessous de la lèvre et la surface mobile.
On entend par là, bien entendu, et, de plus, qu'à part la distance de limitation 86 de manière qu'elle soit égale à un minimum et inférieure à un maximum comme men- tionné ci-dessus, la chaleur fournie à la Matière en fusion par la barre de chauffage (38 sur la fig. 3) et la chaleur fournie à la surface mobile ou extraite de celle-ci par le dispositif de solidification (mentionné à propos de la fig. 2) doivent être, de préférence, réglées de manière à assurer que la solidification commence dans la r6gion du pont précité ou très peu après.
Il est plus ou moins fa- cile de comprendre que la raison pour laquelle on préfère
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que la solidification commence dans la région du pont ou très peu de temps' ensuite au lieu de se produire à une certaine distance par la suite réside dans le fait qu'on veut éviter l'inconvénient d'une production de globules mentionnée précédemment. Il est évident qu'en l'absence d'une couche de ratière en fusion solidifiée entre la sur- face mobile non adhérente et la couche de matière fondue, la couche de matière fondue a extrêmement tendance à forcer des globules sur la surface mobile dès qu'elle se trouve hors de la région du pont.
Cette tendance de la matière en fusion à créer des globules sur la surface mobile dépend, bi;en entendu, d'une façon critique des propriétés de tension superficielle de la matière en fusion, des propriétés d'adhérence de la surface mobile par rapport à la salière en fusion et d'autres facteurs, comme la présence d'un gaz dans la matière en fusion, de sorte qu'il est absolument inévitable qu'une formation de globules se produise automa- tiquementsi la solidification ne commence pas dans la région du pont ou très peu après.
Toutefois, même si une formation de globules ne SI;! produit pas, si une solidifi- cation ne commence pas dan.3 la région du pont il en résul- te presque invariablement une action provoquant une varia- tion sporadique de la largeur de la feuille, ce qui perlnet de comprendre l'avantage d'assurer que la solidification commence dans la région du pont ou peu après dans le cas général.
L'exposé ci-dessus avec référence aux figs. 3, 4,
5 et 6 a mis en lumière les facteurs principaux qui régis- sent la conception et l'utilisation de l'appareil de revê- tement par un liquide pour fabriquer des feuilles conformé-
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cent à la présente invention. Autrement dit, on comprend maintenant quelles sont les caractéristiques de la conception de l'appareil et de son utilisation qui ont un caractère critique pour déterminer les propriétés des feuilles, quelles sont les caractéristiques qui n'ont pas un caractè. re critique mais qui sont nécessaires pour obtenir une fabrication entre des limites prescrites, et enfin quelles sont les caractéristiques qui ne sont pas sensiblement critiques.
De ce fait, il reste à exposer les caractéristiques de la matière en fusion elle-même qui, ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, peuvent avoir une influence notable sur la fabrication des feuilles conformément à la présente invention.
A part les propriétés de non-corrosion, de nouillace ou de non-mouillage et d'adhérence de la matière en fusion précédemment Mentionnées à propos de la structure d'un appareil approprié, il est maintenant plus ou moins évident que des propriétés constantes et uniformes de vis- ' cosité et de tension superficielle sont également requises en vue d'un résultat parfait pour la matière en fusion utilisée afin de fabriquer des feuilles conformes à la présente invention.
Ainsi, en se référant encore à la fig. 4 on peut voir qu'une variation du débit dans le canal 61, soit de temps en temns soit en même temps, au droit de la largeur du canal 61, se traduit respectivement par un manque de constance ou par un manque d'uniformité notables dans les propriétés d'écoulement de la matière en fusion et pro- voque des variations d'épaisseur des feuilles respectivement sur la longueur et la largeur de chaque feuille. De ce fait également, une variation notable des propriétés de ten-
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sion superficielle -de la ma.tière en fusion provoque une variation de l'épaisseur des feuilles aux.bords de ces dernières.
Comme il est bien connu, les propriétés de viscosité et de tension superficielle de la matière en fusion sont affectées toutes deux par la température et, de ce fait, des conditions de température bien réglées et ainte- nues de façon régulière sont nécessaires avant tout, si l'on veut obtenir des propriétés constantes d'écoulement uniforme et de tension superficielle'
Il y a lieu de noter que, si l'on désire fabriquer des feuilles, avant tout cet effet de la température sur l'écoulement et sur les propriétés de tension superficielle réside dans l'effet exercé sur ces propriétés par des impuretés dans la matière en fusion, spécialement dans le cas de l'effet de gaz emprisonnés.
Par suite, il doit être entendu, si l'on veut obtenir des propriétés désirables d'anti-corrosion, de mouillage ou de non mouillage et d'adhérence et si l'on veut obtenir un écoulement uniforme et constant et des propriétés constantes de tension superficielle, que les impureté:} contenues dans la Matière en fusion des impuretés sont généralement indésirables lorsqu' on veut fabriquer des feuilles comme exposé précéderont.
On comprendra égalementque, d'une façon générale, dans la fabrication de feuilles à partir d'une matière en fusion conformément à la présente invention, plus la matière en fusion est pure,particulièrement en ce qui concerne les gaz emprisonnés, plus la qualité de la feuille obtenue est constante et uniforme. De plus, on comprendra, encore d'une Manière générale qu'une certaine quantité d'impuretés est inévitable dans la matLère en fusion, mais que cette
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quantité d'impuretés doit, de préférence, être maintenue raisonnablement constante et uniforme, En outre,
on comprendra que la contamination de la matière en fusion avant le revêtement sur la surface mobile, comme par exemple par une exposition de la matière (fondue) à une atmosphère qui ou bien réagit 'sensiblement avec la matière en fusion ou bien se dissout ou s'emprisonne dans cette matière en fusion, doit, de préférence, être évitée. A ce sujet, on comprendra maintenant parfaitement l'importance qu'il y a à éviter l'atmosphère de contamination mentionnée précé- demment à propos des figs. 1 et 2. Conformément à la présente invention, on peut utilise soit un vide soit une atmosphère inerte.
Pour illustrer particulièrement les effets des impuretés dans la matière en fusion sur le procédé de fabrication de feuilles conformément à la présent invention, on peut noter, par exemple, que l'oxygène, qu'il soit dissous, emprisonné ou présent sous forme d'oxyde, même en quantités relativement faibles, affecte d'une manière Générale sensiblement les propriétés d'anti-corrosion et, par suite, les propriétés de mouillage et de non-mouillage et d'adhérence.
On peut également noter, par exemple, que tout gaz, qu'il, soit emprisonné dans la matière en fusion sous forme de bulles même faibles a généralement un effet très prononcé sur les propriétés de viscosité et de tension superficielle. A ce sujet, on peut encore noter que les gaz dissous, ou bien les gaz qui sont emprisonnés dans la matière en fusion sans être sous forme de bulles, peuvent facilement dans les deux cas être transformes en bulles em- prisonnées sous l'effet de variations de températures et de
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pressions, comme celles qui, résultent de variations thermiques ou autres de la matière en fusion pendant le procède de fabrication des feuille ;.
Ce qui précède permet de comprendre que dans le cas d'une feuille et d'une bande en cuivre, par exemple, une source de Matière préférée est constituée par du cuivre fondu et affine par voie électrolytique, à partir duquel l'oxygène et des gaz dissous et emprisonnés ont été pratiquement enlevés,, comme par exemple par un traitement à l'hydrogène suivi d'un traitement sous vide.
On peut finalement noter que l'enlèvement pratiquement total de l'oxygène et des gaz dissous et emprisonnés hors du cuivre affine par voie électrolytique se traduit, d'une part, non seulement par des propriétés désirables du cuivre en fusion en ce qui concerne le procédé de fabrication de feuilles et de bandes proprement dit mais aussi en ce qui concerne les propriétés désirables de la feuille et de la bande de cuivre, comme une absence de tendance à la fragilité, une absence de défaut mécanique comme une porosité, des trous d'aiguille et, d'autre part, une conductivité électrique élevée.