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EP3601623B1 - Procede et dispositif de refroidissement d'une bande d'acier en defilement dans une section de refroidissement d'une ligne continue - Google Patents

Procede et dispositif de refroidissement d'une bande d'acier en defilement dans une section de refroidissement d'une ligne continue Download PDF

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Publication number
EP3601623B1
EP3601623B1 EP18715224.4A EP18715224A EP3601623B1 EP 3601623 B1 EP3601623 B1 EP 3601623B1 EP 18715224 A EP18715224 A EP 18715224A EP 3601623 B1 EP3601623 B1 EP 3601623B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solution
formic acid
liquid
advantageously
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18715224.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3601623B2 (fr
EP3601623A1 (fr
Inventor
Eric MAGADOUX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fives Stein SA
Original Assignee
Fives Stein SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58739209&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3601623(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fives Stein SA filed Critical Fives Stein SA
Priority to RS20210951A priority Critical patent/RS62170B2/sr
Priority to PL18715224.4T priority patent/PL3601623T5/pl
Publication of EP3601623A1 publication Critical patent/EP3601623A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3601623B1 publication Critical patent/EP3601623B1/fr
Publication of EP3601623B2 publication Critical patent/EP3601623B2/fr
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    • C23G3/028—Associated apparatus, e.g. for pretreating or after-treating for thermal or mechanical pretreatment

Definitions

  • the invention relates to the wet cooling sections of continuous lines for annealing or galvanizing steel strips.
  • galvanizing the present description relates to all dip coatings, whether they are zinc, aluminum, zinc and aluminum alloys, or any other type of coating.
  • the steel strip can typically enter at a temperature between 500 ° C and 1000 ° C, for example 800 ° C, and can exit at a temperature close to room temperature or at a temperature intermediate.
  • Gas cooling typically carried out by spraying on the steel strip a mixture of N 2 H 2 at high speed and with a high hydrogen content, makes it possible to achieve cooling speeds of up to 200 ° C / s for steel strips 1 mm thick. Since this cooling is carried out by means of a reducing gas, the steel strip is not oxidized after having passed through this type of cooling. Galvanization of the strip is then possible without any intermediate chemical step, such as pickling. However, the cooling rate being limited to 200 ° C / s, gas cooling does not make it possible to produce steels with high mechanical and metallurgical properties which require higher cooling rates.
  • An aim of the invention is to provide a method for cooling a steel strip which improves the performance of the methods according to the state of the art.
  • Another object of the invention is to provide a cooling process with greater efficiency than the processes according to the state of the art.
  • Another aim of the invention is to provide a cooling process that is less expensive than the processes according to the state of the art.
  • At least one objective of the invention is achieved with a process for cooling a steel strip traveling in a cooling section of a continuous line, comprising spraying said steel strip with an aqueous solution to spraying, said aqueous solution to be sprayed being a liquid solution or a mixture comprising a liquid and a gas, the volume proportion of liquid in the mixture being for example between 1% and 5%.
  • the formic acid concentration of said solution is between 0.1% and 6% by mass of the solution.
  • the liquid of said mixture has a formic acid concentration also of between 0.1% to 6% by mass.
  • the gas present in the mixture to be sprayed is advantageously an inert gas, for example nitrogen, or hydrogenated nitrogen.
  • Tests were carried out by the applicant on different types of steels, standard steels and steels alloyed with conventional alloying elements. such as manganese and silicon, in order to determine the ideal concentration of formic acid. These tests consist for example in placing a sample of 100 mm x 40 mm x 1 mm between two connecting pieces and bringing it rapidly to a temperature of 800 ° C, under an N 2 H 2 atmosphere at 5% H 2 and a dew point of -60 ° C, by circulating an electric current through the sample. A formic acid solution is then sprayed onto the sample for a determined period of time so that it reaches a temperature of 50 ° C.
  • the sample is reheated to a temperature of 80 ° C while it is swept with N 2 H 2 at 5% H 2 and a dew point of -60 ° C. It resulted from these tests that a formic acid solution with a concentration of between 0.1% and 6% by mass of the solution is sufficient to obtain a steel strip which can be galvanized without requiring intermediate chemical treatment.
  • the concentration of formic acid in the liquid solution is adjusted according to the content of the steel in alloying elements with high redox potential, such as aluminum, manganese or silicon. The higher it is, the more the solution will have a high concentration of formic acid.
  • the concentration of formic acid is between 0.1 and 5.5%, advantageously between 0.1 and 5%, advantageously between 0.1 and 4.5%, advantageously between 0.1 and 4%, advantageously between 0.1 and 3.5%, advantageously between 0.1 and 3%, advantageously between 0.1 and 2.5%, advantageously between 0.15% and 2.5%, advantageously between 0.2 and 2.5 %, advantageously between 0.3% and 2%, advantageously between 0.35% and 2.5%, advantageously between 0.4% and 2.5%, advantageously between 0.45% and 2.5% by mass of the solution.
  • the concentration of formic acid is between 0.46% and 2.4%, advantageously between 0.47% and 2.3%, advantageously between 0.48% and 2.2%, advantageously between 0 , 49% and 2.1% by mass of the solution. Even more advantageously, the concentration of formic acid is between 0.5% and 2% by mass of the solution.
  • the formic acid solution used to cool the strip rapidly does not require any further chemical treatment to be carried out on the strip after it has cooled. It also does not require rinsing the strip with water after rapid cooling. Only drying can be carried out. It is therefore particularly advantageous for galvanizing lines since the strip can be immersed in the zinc bath at the end of the wet cooling, after a simple drying of the strip.
  • Formic acid is the simplest of the carboxylic acids. Its chemical composition being very simple, the risk of creating complex carbonaceous deposits, adhering to the steel strip, or on the walls of the equipment, which would prevent the implementation of a galvanizing step without other intermediate treatment, is very limit. More complex acids, for example citric acid, can leave heavy carbon deposits on the belt which can prevent good galvanization.
  • Formic acid also called methanoic acid, with the chemical formula HCOOH or CH 2 O 2 , and the products of its decomposition, have very reducing properties which are ideal for the application of the invention.
  • the spray solution may take the form of a mist, a water knife, or other forms.
  • the decomposition of formic acid takes place mainly by decarboxylation while it takes place mainly by dehydration when formic acid is in gaseous form.
  • the aqueous solution to be sprayed is sprayed onto the steel strip by spraying
  • the solution to be sprayed is an aqueous solution.
  • An aqueous solution has the advantage, over other solutions, of respecting the environment better, since it does not produce toxic or harmful discharges during its use.
  • An aqueous solution is also less expensive than other solutions.
  • the aqueous solution to be sprayed can be mainly composed of demineralized water.
  • deposits on the steel strip are further limited. This solution does not lead to rejections going against the environmental standards of steel producing countries and does not entail too great an additional cost per tonne of steel produced.
  • part of the solution produced by the thermochemical reaction of the sprayed solution and of the steel strip is recovered in a recirculation unit, preferably in a recirculation tank, and the solution to be sprayed is taken in a unit of projection, preferably in a projection tank, connected to the recirculation unit. It is thus possible to reuse the planned solution, that is to say to minimize operating costs.
  • the flow rate of solution to be used for cooling the strip is between 200 and 1000 m 3 / h, and more generally around 500 m 3 / h.
  • Only a small proportion of the sprayed solution is altered by its chemical reaction with the steel strip and its thermal decomposition. In order not to achieve prohibitive consumption and production costs, it is therefore important to reuse, or even to recycle, a very large part of this solution.
  • at less than 50% of the solution is recycled. Even more advantageously, at least 60%, advantageously at least 70%, advantageously at least 80%, advantageously at least 90% of the solution is recycled.
  • At least 91%, advantageously at least 92%, advantageously at least 93%, advantageously at least 94%, advantageously at least 95%, advantageously at least 96%, advantageously at least 97%, advantageously at least 98%, advantageously at least 99% of the solution is recycled. In an even more advantageous embodiment, 100% of the solution is recycled.
  • the method according to the invention can comprise a control, continuous or periodic, for example every hour, of the solution present in the recirculation unit, which control comprises a measurement of at least one physicochemical datum of said solution. chosen from the group comprising the pH, the density and the concentration of formic acid, or a combination of these physicochemical data, and, when this measurement does not fall within a predetermined tolerance range, a predetermined volume of the solution present in the recirculation unit is withdrawn and a same predetermined volume of a formic acid solution is injected into the projection unit (13), said predetermined volume of an injected formic acid solution having an acid concentration formic such that the liquid solution to be sprayed has, after injection, an acid concentration formic is between 0.1% to 6% by mass.
  • control comprises a measurement of at least one physicochemical datum of said solution. chosen from the group comprising the pH, the density and the concentration of formic acid, or a combination of these physicochemical data, and, when this measurement does not
  • the liquid solution to be sprayed has, after injection, a formic acid concentration of between 0.1 and 5.5%, advantageously between 0.1 and 5%, advantageously between 0.1 and 4.5%, advantageously between 0.1 and 4%, advantageously between 0.1 and 3.5%, advantageously between 0.1 and 3%, advantageously between 0.1 and 2.5%, advantageously between 0.15% and 2.5%, advantageously between 0.2 and 2.5%, advantageously between 0.3% and 2%, advantageously between 0.35% and 2.5%, advantageously between 0.4% and 2.5%, advantageously between 0.45 % and 2.5% by mass.
  • the liquid solution to be sprayed has, after injection, a formic acid concentration of between 0.46% and 2.4%, advantageously between 0.47% and 2.3%, advantageously between 0.48% and 2.2%, advantageously between 0.49% and 2.1% by weight.
  • the liquid solution to be sprayed has, after injection, a formic acid concentration of between 0.5% and 2% by mass.
  • the predetermined volume of the solution withdrawn from the recirculation unit is determined according to the difference in the concentration of formic acid between the measured value and the minimum value of the predetermined tolerance range and the concentration of formic acid of the injected solution so that the formic acid concentration of the sprayed solution again exhibits a desired concentration.
  • the tolerance range is for example +/- 10% of the set value, whether this is for example a formic acid concentration value, a density value or a pH value.
  • the formic acid concentration and the tolerance range can be adjusted as a function of the addition elements of the steel constituting the strip and in particular its sensitivity to oxidation.
  • the concentration of formic acid and the tolerance range can be adjusted according to the configuration of the line, its operating mode and the nature of the steels treated, depending on whether these favor more or less the formation of oxides at the strip surface.
  • the formic acid concentration and the tolerance range can for example be determined by tests carried out on samples which are subjected to a thermal cycle representative of those carried out on the line.
  • the recirculation system reduces consumption of formic acid. However, the solution taken is lost. This is why the invention proposes, according to a particular embodiment, to recycle this sampled solution.
  • the solution taken is treated by oxidation with hydrogen peroxide and then filtered to extract therefrom iron III hydroxides and other alloying elements, the injected solution coming from a recirculation of the filtered solution or fresh solution.
  • the present description is aimed at a solution having a formic acid concentration of between 0.1% to 6 by mass of the solution.
  • the new solution has a concentration of formic acid of between 0.1 and 5.5%, advantageously between 0.1 and 5%, advantageously between 0.1 and 4.5%, advantageously between 0.1 and 4% , advantageously between 0.1 and 3.5%, advantageously between 0.1 and 3%, advantageously between 0.1 and 2.5%, advantageously between 0.15% and 2.5%, advantageously between 0.2 and 2.5%, advantageously between 0.3% and 2%, advantageously between 0.35% and 2.5%, advantageously between 0.4% and 2.5%, advantageously between 0.45% and 2.5% by mass of the solution.
  • the new solution has a formic acid concentration of between 0.46% and 2.4%, advantageously between 0.47% and 2.3%, advantageously between 0.48% and 2.2%, advantageously between 0.49% and 2.1% by mass of the solution. Even more advantageously, the new solution has a formic acid concentration of between 0.5% and 2% by mass of the solution.
  • the solution taken can be treated with hydrogen peroxide in order to obtain a mixture of formic acid and iron III hydroxide.
  • This mixture can then be filtered in order to separate the formic acid from the iron III hydroxides.
  • the formic acid treated and filtered can be used again and reinjected into the circuit.
  • This method has the advantage of making it possible to precisely measure the quantity of hydrogen peroxide necessary to react with the quantity of iron III hydroxide present in the solution. This not only makes it possible to control the chemical reaction so that all the hydrogen peroxide is consumed, but above all, to implement a reaction which is almost instantaneous.
  • the consumption of the system is therefore mainly hydrogen peroxide and the only discharges, apart from the gaseous discharges, are iron III hydroxides and other alloying elements of the steel strips.
  • the formic acid solution can be completely or partially recirculated.
  • Oxidation with hydrogen peroxide can restore the desired concentration of formic acid. Filtration can make it possible to extract the metal oxides, for example by a filter press. Thus, the releases only include iron III hydroxides and other metal alloying elements.
  • the dissolved oxygen present in the solution is a source of oxidation of the strip. By removing this source of oxidation, the surface condition of the strip is only better.
  • the solution taken from the recirculation unit can be treated by deoxygenation before being projected.
  • the level of dissolved oxygen remaining in the spraying solution can be less than 1 ppm.
  • Dissolved oxygen can be removed from solution through a system of nitrogen swept membranes on one side and vacuum on the other.
  • dissolved oxygen can be removed from the solution by bubbling it with nitrogen, or another neutral gas, to enhance natural deoxygenation.
  • the method can further comprise a collection of vapors which results from the projection of the solution to be projected onto the steel strip, a condensation of said collected vapors, and an injection of said condensed vapors into a fluid circuit. in which said solution to be sprayed is taken.
  • the vapor collection can be carried out by a vapor collector placed above a unit for spraying the solution to be sprayed.
  • the gas resulting from the condensation of the vapors can be sent to a chimney.
  • the condensation of the collected vapors can be carried out by a washing tower.
  • a cooling device arranged to cool a steel strip traveling in a cooling section of a continuous line comprising means arranged to implement a cooling method such as described above by spraying on said steel strip an aqueous solution, said aqueous solution being a liquid solution or a mixture of a liquid solution and a gas, the formic acid concentration of said aqueous solution being included in 0.1% and 6% by mass, the device comprising a system of membranes designed to deoxygenate said solution.
  • the means of the device according to the invention may comprise an enclosure comprising a unit for projecting a solution to be projected, preferably nozzles, arranged to project a liquid, or a mixture comprising a gas and a liquid, onto the strip of steel.
  • the membrane system designed to remove oxygen dissolved in the solution to be sprayed is placed upstream of these nozzles.
  • the means of the device may comprise, at the outlet of the enclosure, in the direction of travel of the strip, a set of liquid knives arranged to remove most of a runoff liquid present on the strip.
  • the means of the device may comprise, downstream of the set of liquid knives, a set of gas knives arranged to remove the liquid still present on the strip.
  • the means of the device may comprise, downstream of the enclosure and, where appropriate, of the set of liquid knives, and where appropriate of all or part of the set of gas knives, a return tank arranged to collect the liquid. coolant sprayed from the nozzles.
  • the return bin can be arranged so as to be located below the path of the tape at the outlet of the enclosure.
  • the return tank may include a second set of gas knives arranged to remove the liquid still present on the strip.
  • the means of the device may comprise a recirculation tank and means for transferring liquid from the return tank to the recirculation tank.
  • the liquid transfer means may comprise a filter designed to remove the metal particles present in the solution.
  • the means of the device may comprise supply circuits comprising a pump and an exchanger for supplying the projection unit.
  • the supply circuit may include a bypass circuit making it possible to send a liquid part pumped by the pump in the recirculation tank to another tank.
  • the means of the device may comprise means for actuating the bypass circuits, said means being actuated when it is necessary to renew part of the liquid contained in the cooling section in order to maintain the performance thereof within a range of predetermined operation.
  • the means of the device may comprise a system of membranes designed to deoxygenate the solution, said membranes being nitrogen swept on one side with vacuum on the other.
  • the membrane system can be positioned immediately upstream of the spray unit, the pump can be placed upstream of the membrane system, in which case the formic acid solution management circuit does not need to be isolated from oxygen sources.
  • the pump can also be placed between the diaphragm system and the spray system which allows the pressure in the diaphragms to be lowered.
  • the membrane system can be positioned on a recirculation loop on the blast pan or between the blast pan and the recirculation pan.
  • the remainder of the solution management circuit is preferably sealed against oxygen.
  • All tanks can be gas-tight and swept by an inert atmosphere, preferably nitrogen.
  • the means of the device can comprise a treatment assembly in which the solution withdrawn can be treated with hydrogen peroxide.
  • the treatment assembly can include a filter, for example a filter press, the waste of which can be removed by conveyors.
  • the treatment assembly can comprise means for injecting a solution at the outlet of the filter into the projection tank.
  • the invention consists, apart from the arrangements set out above, of a certain number of other arrangements which will be dealt with more explicitly below with regard to an exemplary embodiment described with reference to the appended drawing, but which does not 'is in no way limiting.
  • Figure 1 is a schematic view of one embodiment of a cooling section according to the invention.
  • This embodiment is in no way limiting, it is in particular possible to produce variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below, as described or generalized, isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the art.
  • a cooling section of a continuous galvanizing line comprising a first part 2 in which a steel strip 1 running vertically from top to bottom is cooled by spraying a liquid according to the invention.
  • Nozzles 3, arranged on either side of the strip 1, project the cooling liquid onto the strip. Upstream of these nozzles in a liquid circuit, a membrane system 4 makes it possible to remove the oxygen dissolved in the solution.
  • bubbling 31 with nitrogen or another neutral gas is placed in a projection tank 13 to amplify the natural deoxygenation.
  • a measurement of the level of oxygen dissolved in the solution is carried out in the projection tank 13 by means of a probe 35.
  • At the outlet of part 2, in the direction of travel of the strip there is a set of knives 5.
  • the strip then passes through a return tank 7 in which the cooling liquid projected by the nozzles 3 and the assembly 5 of liquid knives is collected. In this tank, a second set 8 of gas knives is intended to remove the liquid still present on the strip.
  • the strip then passes through a part 9 equipped with heating tubes 10 making it possible to remove all traces of liquid on the strip.
  • the strip passes through an airlock 11 for separating the atmosphere between the wet parts 2, 7, 9 and parts 12 located downstream in the direction of travel of the strip. In this atmosphere separation lock, an injection and / or a suction of gas make it possible to reinforce the separation of atmospheres between the sections upstream and downstream of the lock.
  • the liquid projected onto the strip by the nozzles 3 and the assembly 5 of liquid knives is collected in the return tank 7 and then sent to the projection tank 13.
  • the liquid is transferred from the return tank 7 to a recirculation tank 27.
  • This tray is equipped with 32 compartments in cascade to maintain a maximum of particles in the first compartments.
  • Electromagnets 33 placed under the tank 27 and a system of drawers 34 make it possible to recover and remove the metal particles without having to empty the tank.
  • the liquid then passes through a set 28 of external filters in order to remove the residual metal particles before being returned to the projection tank 13 by means of a pump 30.
  • the set 28 of external filters and the pump 30 are doubled in order to ensure the maintenance of this equipment without stopping the installation.
  • Supply circuits 14 comprising a pump 15 and a heat exchanger 16 make it possible to supply the rows of nozzles 3 of part 2 with cooling liquid at the pressure and temperature required from the liquid contained in the tank 13 projection.
  • the supply circuits 14 include a bypass circuit 17 making it possible to send a liquid part pumped in the tank 13 to a tank 18.
  • the bypass circuit 17 takes its source in the recirculation tank 27.
  • the bypass circuit 17 is actuated when it is necessary to renew part of the liquid contained in the cooling section in order to maintain the performance thereof within the desired operating range.
  • a vapor collector 19 is placed in part 2 above the rows of nozzles 3.
  • the collected vapors are sent to a wet scrubber 20 in which the vapors are condensed and sent to the tank 18.
  • the gas freed of its vapors is sent to a chimney 21.
  • the liquid collected in the tank 18 is sent to a treatment unit 22 in which the spent formic acid solution is dosed with hydrogen peroxide in order to obtain a mixture of formic acid and iron III hydroxide and alloying elements of steel.
  • This mixture is then filtered through a filter press (not shown) in order to separate the formic acid from the iron III hydroxides, the latter being discharged by conveyors 23.
  • the regenerated formic acid is used again and reinjected as new solution. by means of a circuit 24 in a tank 25.
  • a supply of new formic acid is also made in this tank 25 by means of a circuit 26.
  • the liquid collected in the tank 25 can then be sent to the projection tank 13 by means of a circuit 29 comprising a pump (not numbered) placed in tray 25.

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Description

  • L'invention est relative aux sections de refroidissement humide des lignes continues de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier. Par galvanisation, la présente description vise tous les revêtements au trempé, qu'il s'agisse de revêtements de zinc, d'aluminium, d'alliages de zinc et d'aluminium, ou tout autre type de revêtement. Dans ces sections de refroidissement, la bande d'acier peut typiquement entrer à une température comprise entre 500 °C et 1000 °C, par exemple de 800 °C, et peut en ressortir à une température proche de la température ambiante ou à une température intermédiaire.
  • Selon l'état de l'art, il existe deux types de technologies pour refroidir les bandes d'acier dans les applications de ligne continue : le refroidissement par gaz et le refroidissement humide.
  • Le refroidissement par gaz, typiquement réalisé par projection sur la bande d'acier d'un mélange de N2H2 à haute vitesse et à haute teneur en hydrogène, permet d'atteindre des vitesses de refroidissement allant jusqu'à 200 °C/s pour des bandes d'acier d'épaisseur 1 mm. Ce refroidissement étant réalisé au moyen d'un gaz réducteur, la bande d'acier n'est pas oxydée après être passée dans ce type de refroidissement. Une galvanisation de la bande est alors possible sans aucune étape intermédiaire à caractère chimique, telle qu'un décapage. Cependant, la vitesse de refroidissement étant limitée à 200 °C/s, le refroidissement par gaz ne permet pas de réaliser des aciers à hautes propriétés mécaniques et métallurgiques qui nécessitent des vitesses de refroidissement plus élevées.
  • Le refroidissement humide avec de l'eau, par projection d'eau ou par projection d'un mélange d'eau et de gaz sur la bande d'acier ou par immersion de la bande d'acier dans un bac d'eau, peut permettre d'atteindre des vitesses de refroidissement de l'ordre de 1000 °C/s pour une bande d'acier d'épaisseur 1 mm. Ces vitesses de refroidissement permettent ainsi de réaliser des aciers à hautes propriétés mécaniques et métallurgiques. Cependant, avoir recours à l'eau comme fluide de refroidissement oxyde la bande et rend impossible l'utilisation de ce type de refroidissement sur une ligne de galvanisation sans une étape de décapage intermédiaire.
  • La demande internationale WO2015/083047 de la déposante propose l'utilisation d'une solution aux propriétés décapantes ou non oxydantes vis-à-vis du fer et des éléments d'alliage de l'acier pour réaliser le refroidissement, par exemple une solution d'acide formique de pH inférieur à 5, permettant d'obtenir des vitesses de refroidissement de l'ordre de 1000 °C/s pour une bande d'acier d'une épaisseur d'environ 1 mm tout en n'oxydant pas la bande.
  • Un but de l'invention est de proposer un procédé de refroidissement d'une bande d'acier qui améliore les performances des procédés selon l'état de l'art.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de refroidissement d'une plus grande efficacité que les procédés selon l'état de l'art.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de refroidissement moins onéreux que les procédés selon l'état de l'art.
  • On atteint au moins un objectif de l'invention avec un procédé de refroidissement d'une bande d'acier en défilement dans une section de refroidissement d'une ligne continue, comprenant une projection sur ladite bande d'acier d'une solution aqueuse à projeter, ladite solution aqueuse à projeter étant une solution liquide ou un mélange comprenant un liquide et un gaz, la proportion volumique de liquide dans le mélange étant par exemple comprise entre 1 % et 5 %.
  • Lorsque la solution à projeter est une solution liquide, la concentration en acide formique de ladite solution est comprise en 0,1 % et 6 % en masse de la solution. Lorsqu'un mélange comprenant un liquide et un gaz est projeté, le liquide dudit mélange présente une concentration en acide formique également comprise entre 0,1 % à 6 % en masse. Le gaz présent dans le mélange à projeter est avantageusement un gaz inerte, par exemple de l'azote, ou de l'azote hydrogéné.
  • Des tests ont été menés par la déposante sur différents types d'aciers, des aciers standards et des aciers alliés avec des éléments d'alliage classiques tels que le manganèse et le silicium, dans le but de déterminer la concentration idéale d'acide formique. Ces tests consistent par exemple à placer un échantillon de 100 mm x 40 mm x 1 mm entre deux pièces de raccordement et à le porter rapidement à une température de 800 °C, sous une atmosphère N2H2 à 5 % de H2 et un point de rosée de -60 °C, en faisant circuler un courant électrique dans l'échantillon. Une solution d'acide formique est ensuite projetée sur l'échantillon pendant une durée déterminée pour qu'il atteigne une température de 50 °C. Dès l'arrêt de la pulvérisation de la solution acide, l'échantillon est réchauffé jusqu'à une température de 80 °C alors qu'il est balayé par du N2H2 à 5 % de H2 et un point de rosée de -60 °C. Il a résulté de ces essais qu'une solution d'acide formique de concentration comprise entre 0,1 % et 6 % en masse de la solution est suffisante pour obtenir une bande d'acier pouvant être galvanisée sans nécessiter de traitement chimique intermédiaire. La concentration en acide formique dans la solution liquide est ajustée selon la teneur de l'acier en éléments d'alliage à fort potentiel redox, tels que l'aluminium, le manganèse, ou silicium. Plus elle sera importante, et plus la solution aura une concentration élevée en acide formique.
  • Avantageusement, la concentration en acide formique est comprise entre 0,1 et 5,5 %, avantageusement entre 0,1 et 5 %, avantageusement entre 0,1 et 4,5 %, avantageusement entre 0,1 et 4 %, avantageusement entre 0,1 et 3,5 %, avantageusement entre 0,1 et 3 %, avantageusement entre 0,1 et 2,5 %, avantageusement entre 0,15 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,2 et 2,5 %, avantageusement entre 0,3 % et 2 %, avantageusement entre 0,35 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,4 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,45 % et 2,5 % en masse de la solution. De manière plus avantageuse, la concentration en acide formique est comprise entre 0,46 % et 2,4 %, avantageusement entre 0,47 % et 2,3 %, avantageusement entre 0,48 % et 2,2 %, avantageusement entre 0,49 % et 2,1 % en masse de la solution. De manière encore plus avantageuse, la concentration en acide formique est comprise entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution.
  • Avantageusement, il a été constaté que l'utilisation d'une solution d'acide formique de concentration comprise entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution permet de traiter des nuances d'aciers peu sensibles à l'oxydation, par exemple à faible teneur en manganèse, aluminium ou silicium.
  • De manière avantageuse, la solution à projeter à un pH compris entre 1.5 et 3.
  • La solution d'acide formique utilisée pour refroidir rapidement la bande, par exemple en 1 à 3 secondes, ne nécessite pas d'effectuer d'autre traitement chimique sur la bande après son refroidissement. Elle ne nécessite pas non plus de rincer la bande avec de l'eau après le refroidissement rapide. Seul un séchage peut être réalisé. Elle est donc particulièrement avantageuse pour les lignes de galvanisation puisque la bande peut être immergée dans le bain de zinc dès la fin du refroidissement humide, après un simple séchage de la bande.
  • L'acide formique est le plus simple des acides carboxyliques. Sa composition chimique étant très simple, le risque de créer des dépôts carbonés complexes, adhérents à la bande d'acier, ou sur les parois des équipements, qui empêcheraient la mise en œuvre d'une étape de galvanisation sans autre traitement intermédiaire, est très limité. Des acides plus complexes, par exemple l'acide citrique, peuvent laisser des dépôts carbonés importants sur la bande qui peuvent empêcher une bonne galvanisation.
  • Lors du refroidissement de la bande d'acier chaude par la solution, deux réactions chimiques indépendantes se produisent :
    • une décomposition thermique de la solution,
    • une réaction chimique entre la bande et la solution et entre la bande et les produits de la décomposition thermique.
  • L'acide formique, également appelé acide méthanoïque, de formule chimique HCOOH ou CH2O2, et des produits de sa décomposition, possèdent des propriétés très réductrices idéales pour l'application de l'invention.
  • En effet, à basse température, l'acide formique se décompose par décarboxylation en eau et monoxyde de carbone selon la réaction :

            HCOOH → H2O + CO

  • A plus haute température, à partir de 150 °C environ, l'acide formique se décompose par déshydratation en dihydrogène et en dioxyde de carbone selon la réaction :

            HCOOH → H2 + CO2

  • Une fois projetée, la solution à projeter peut prendre une forme de brouillard, de couteau d'eau, ou d'autres formes.
  • Sous forme liquide, la décomposition de l'acide formique se fait principalement par décarboxylation alors qu'elle se fait principalement par déshydratation lorsque l'acide formique est sous forme gazeuse.
  • Selon l'invention, la solution aqueuse à projeter est projetée sur la bande d'acier par pulvérisation
  • Dans les deux cas, la décomposition de l'acide formique produit des gaz réducteurs, d'une part CO, d'autre part CO2 et H2.
  • De préférence, la solution à projeter est une solution aqueuse. Une solution aqueuse a pour avantage, par rapport à d'autres solutions, de mieux respecter l'environnement, car elle ne produit pas de rejets toxiques ou nocifs au cours de son utilisation. Une solution aqueuse est par ailleurs moins onéreuse que d'autres solutions.
  • De préférence, la solution aqueuse à projeter peut être principalement composée d'eau déminéralisée. Ainsi, les dépôts sur la bande d'acier sont encore limités. Cette solution n'entraîne pas de rejets allant à l'encontre de normes environnementales des pays producteurs d'acier et n'entraîne pas non plus un surcoût trop important de la tonne d'acier produit.
  • Avantageusement, une partie de la solution produite par la réaction thermochimique de la solution projetée et de la bande d'acier est récupérée dans une unité de recirculation, de préférence dans un bac de recirculation, et la solution à projeter est prélevée dans une unité de projection, de préférence dans un bac de projection, reliée à l'unité de recirculation. Il est ainsi possible de réutiliser la solution projetée, c'est-à-dire de minimiser les coûts d'exploitation.
  • À titre d'exemple, pour des productions d'aciers usuelles, le débit de solution à utiliser pour refroidir la bande est compris entre 200 et 1000 m3/h, et plus généralement d'environ 500 m3/h. Seule une petite proportion de la solution projetée est altérée par sa réaction chimique avec la bande d'acier et sa décomposition thermique. Afin de ne pas atteindre des consommations et des coûts de production rédhibitoires, il est donc important de réutiliser, voire de recycler une très grande partie de cette solution. Avantageusement, au moins 50 % de la solution est recyclée. De manière plus avantageuse encore, au moins 60 %, avantageusement au moins 70 %, avantageusement au moins 80 %, avantageusement au moins 90 % de la solution est recyclée. Dans un mode de réalisation plus avantageux, au moins 91 %, avantageusement au moins 92 %, avantageusement au moins 93 %, avantageusement au moins 94 %, avantageusement au moins 95 %, avantageusement au moins 96 %, avantageusement au moins 97 %, avantageusement au moins 98 %, avantageusement au moins 99 % de la solution est recyclée. Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, 100 % de la solution est recyclée.
  • L'interaction de la solution d'acide formique en phase liquide ou en phase gazeuse, ainsi que celle de ses produits de décomposition en phase liquide ou en phase gazeuse, avec la bande met en œuvre des réactions dont la compréhension n'est pas aisée, notamment par leurs rapidités et leurs niveaux inhabituels de température. La cinétique des interactions entre les éléments en présence est également rendue complexe par une vaporisation de la solution au contact de la bande et le phénomène de Leindenfrost qui en résulte. Il y a ainsi des réactions chimiques entre des phases gazeuses et des phases liquides issues de la solution acide et la bande, dont la contribution à l'effet observé sur la surface de la bande par une approche expérimentale est difficile à quantifier.
  • Avantageusement le procédé selon l'invention peut comprendre un contrôle, continu ou périodique, par exemple toutes les heures, de la solution présente dans l'unité de recirculation, lequel contrôle comprend une mesure d'au moins une donnée physico-chimique de ladite solution choisie dans le groupe comprenant le pH, la densité et la concentration en acide formique, ou une combinaison de ces données physico-chimique, et, lorsque cette mesure n'appartient pas à une plage de tolérance prédéterminée, un volume prédéterminé de la solution présente dans l'unité de recirculation est prélevé et un même volume prédéterminé d'une solution d'acide formique est injecté dans l'unité (13) de projection, ledit volume prédéterminé d'une solution d'acide formique injecté présentant une concentration en acide formique telle que la solution liquide à projeter présente, après injection, une concentration en acide formique est comprise entre 0,1 % à 6 % en masse. Avantageusement, la solution liquide à projeter présente, après injection, une concentration en acide formique comprise entre 0,1 et 5,5 %, avantageusement entre 0,1 et 5 %, avantageusement entre 0,1 et 4,5 %, avantageusement entre 0,1 et 4 %, avantageusement entre 0,1 et 3,5 %, avantageusement entre 0,1 et 3 %, avantageusement entre 0,1 et 2,5 %, avantageusement entre 0,15 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,2 et 2,5 %, avantageusement entre 0,3 % et 2 %, avantageusement entre 0,35 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,4 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,45 % et 2,5 % en masse. De manière plus avantageuse, la solution liquide à projeter présente, après injection, une concentration en acide formique comprise entre 0,46 % et 2,4 %, avantageusement entre 0,47 % et 2,3 %, avantageusement entre 0,48 % et 2,2 %, avantageusement entre 0,49 % et 2,1 % en masse. De manière encore plus avantageuse, la solution liquide à projeter présente, après injection, une concentration en acide formique comprise entre 0,5 % et 2 % en masse. Le volume prédéterminé de la solution prélevé dans l'unité de recirculation est déterminé selon l'écart de concentration en acide formique entre la valeur mesurée et la valeur minimale de la plage de tolérance prédéterminée et la concentration en acide formique de la solution injectée de sorte que la concentration en acide formique de la solution projetée présente à nouveau une concentration souhaitée.
  • Ainsi, une mesure en continu de la performance de la solution d'acide formique permet de vérifier qu'elle se trouve dans la plage de tolérance prédéterminée. La plage de tolérance est par exemple de +/- 10 % de la valeur de consigne, que celle-ci soit par exemple une valeur de concentration en acide formique, une valeur de densité ou une valeur de pH.
  • La concentration en acide formique et la plage de tolérance peuvent être ajustées en fonction des éléments d'addition de l'acier constituant la bande et notamment sa sensibilité à l'oxydation.
  • La concentration en acide formique et la plage de tolérance peuvent être ajustées en fonction de la configuration de la ligne, son mode d'exploitation et la nature des aciers traités, selon que ceux-ci favorisent plus ou moins la formation d'oxydes à la surface de la bande.
  • La concentration en acide formique et la plage de tolérance peuvent par exemple être déterminées par des tests réalisés sur des échantillons auxquels on fait subir un cycle thermique représentatif de ceux réalisés sur la ligne.
  • Le système de recirculation permet de réduire les consommations en acide formique. Toutefois, la solution prélevée est perdue. C'est pourquoi l'invention propose, selon un mode de réalisation particulier, de recycler cette solution prélevée.
  • Au contact de l'acier et des oxydes créés par les molécules d'eau, l'acide formique réagit selon la réaction :

            2CH2O2 + FeO → (CHO2)2Fe + H2O

  • La solution prélevée peut alors être traitée par oxydation du (CHO2)2Fe avec du peroxyde d'hydrogène, aussi désigné sous le nom d'eau oxygénée dans la présente description, afin d'obtenir la réaction suivante :

            2(CHO2)2Fe + H2O2 + 2CH2O2 → 2(CHO2)3Fe + 2H2O

  • Après la formation de formiate ferrique, une seconde réaction peut être réalisée, régénérant l'acide formique et créant des hydroxydes de fer III :

            (CHO2)3Fe + 3H2O → 3CH2O2 + Fe(OH)3

  • La réaction est ici présentée pour l'oxyde de fer, mais des réactions similaires se produisent avec les oxydes des éléments d'addition.
  • Selon une particularité de l'invention, la solution prélevée est traitée par oxydation avec de l'eau oxygénée puis filtrée pour en extraire des hydroxydes de fer III et d'autres éléments d'alliage, la solution injectée provenant d'une recirculation de la solution filtrée ou d'une solution neuve. Par solution neuve, la présente description vise une solution présentant une concentration en acide formique comprise entre 0,1 % à 6 en masse de la solution. Avantageusement, la solution neuve présente une concentration en acide formique comprise entre 0,1 et 5,5 %, avantageusement entre 0,1 et 5 %, avantageusement entre 0,1 et 4,5 %, avantageusement entre 0,1 et 4 %, avantageusement entre 0,1 et 3,5 %, avantageusement entre 0,1 et 3 %, avantageusement entre 0,1 et 2,5 %, avantageusement entre 0,15 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,2 et 2,5 %, avantageusement entre 0,3 % et 2 %, avantageusement entre 0,35 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,4 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,45 % et 2,5 % en masse de la solution. De manière plus avantageuse, la solution neuve présente une concentration en acide formique comprise entre 0,46 % et 2,4 %, avantageusement entre 0,47 % et 2,3 %, avantageusement entre 0,48 % et 2,2 %, avantageusement entre 0,49 % et 2,1 % en masse de la solution. De manière encore plus avantageuse, la solution neuve présente une concentration en acide formique comprise entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution.
  • Ainsi, la solution prélevée peut être traitée avec de l'eau oxygénée afin d'obtenir un mélange d'acide formique et d'hydroxyde de fer III. Ce mélange peut alors être filtré afin de séparer l'acide formique des hydroxydes de fer III.
  • L'acide formique traité puis filtré peut être utilisé de nouveau et réinjecté dans le circuit. Cette méthode a pour avantage de permettre de doser précisément la quantité d'eau oxygénée nécessaire pour réagir avec la quantité d'hydroxyde de fer III présente dans la solution. Cela permet non seulement de contrôler la réaction chimique de façon à ce que toute l'eau oxygénée soit consommée, mais surtout, de mettre en œuvre une réaction qui est quasi instantanée.
  • La consommation du système est donc principalement de l'eau oxygénée et les seuls rejets, hormis les rejets gazeux, sont les hydroxydes de fer III et d'autres éléments d'alliage des bandes en aciers.
  • La solution d'acide formique peut être entièrement ou en partie recirculée.
  • L'oxydation avec de l'eau oxygénée peut permettre de retrouver la concentration souhaitée en acide formique. La filtration peut permettre d'extraire les oxydes métalliques, par exemple par un filtre-presse. Ainsi, les rejets ne comprennent que des hydroxydes de fer III et autres éléments d'alliage métalliques.
  • Il est possible d'améliorer l'efficacité de cette solution, et ainsi d'améliorer l'aptitude de la bande à être galvanisée, en retirant l'oxygène dissous présent dans cette solution. En effet, l'oxygène dissous présent dans la solution est une source d'oxydation de la bande. En enlevant cette source d'oxydation, l'état de surface de la bande n'en est que meilleur.
  • Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, la solution prélevée dans l'unité de recirculation peut être traitée par désoxygénation avant d'être projetée.
  • Avantageusement, le niveau d'oxygène dissous restant dans la solution à projeter peut être inférieur à 1 ppm.
  • L'oxygène dissous peut être retiré de la solution grâce à un système de membranes balayées d'azote d'un côté et en tirant au vide de l'autre. En variante, l'oxygène dissous peut être retiré de la solution grâce à un bullage de celle-ci à l'azote, ou un autre gaz neutre, pour amplifier la désoxygénation naturelle.
  • Dans une version avantageuse, le procédé peut en outre comporter une collecte de vapeurs qui résulte de la projection de la solution à projeter sur la bande d'acier, une condensation desdites vapeurs collectées, et une injection de desdites vapeurs condensées dans un circuit de fluide dans lequel est prélevée ladite solution à projeter.
  • La collecte de vapeur peut être réalisée par un collecteur de vapeurs disposé au-dessus d'une unité de projection de la solution à projeter.
  • Le gaz résultant de la condensation des vapeurs peut être envoyé vers une cheminée.
  • La condensation des vapeurs collectées peut être réalisée par une tour de lavage.
  • Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de refroidissement agencé pour refroidir une bande d'acier en défilement dans une section de refroidissement d'une ligne continue comprenant des moyens agencés pour mettre en œuvre un procédé de refroidissement tel que décrit précédemment précédentes par projection sur ladite bande d'acier d'une solution aqueuse, ladite solution aqueuse étant une solution liquide ou un mélange d'une solution liquide et d'un gaz, la concentration en acide formique de ladite solution aqueuse étant comprise en 0,1 % et 6 % en masse, le dispositif comportant un système de membranes agencé pour désoxygéner ladite solution.
  • Les moyens du dispositif selon l'invention peuvent comprendre une enceinte comportant une unité de projection d'une solution à projeter, de préférence des buses, agencées pour projeter un liquide, ou un mélange comprenant un gaz et un liquide, sur la bande d'acier.
  • Le système à membranes agencé pour retirer de l'oxygène dissous dans la solution à projeter est disposé en amont de ces buses.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre, en sortie de l'enceinte, dans le sens de défilement de la bande, un ensemble de couteaux de liquide agencé pour supprimer l'essentiel d'un liquide de ruissellement présent sur la bande.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre, en aval de l'ensemble de couteaux de liquide, un ensemble de couteaux de gaz agencé pour supprimer le liquide encore présent sur la bande.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre, en aval de l'enceinte et le cas échéant de l'ensemble de couteaux liquide, et le cas échéant de tout ou partie de l'ensemble de couteaux de gaz, un bac de renvoi agencé pour collecter le liquide de refroidissement projeté par les buses. Le bac de renvoi peut être disposé de sorte à se trouver en dessous du trajet de la bande en sortie d'enceinte.
  • Le bac de renvoi peut comprendre un second ensemble de couteaux de gaz agencé pour supprimer le liquide encore présent sur la bande.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre, un bac de recirculation et des moyens de transfert de liquide du bac de renvoi au bac de recirculation.
  • Les moyens de transferts du liquide peuvent comprendre un filtre agencé pour éliminer les particules métalliques présentes dans la solution.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre, des circuits d'alimentation comprenant une pompe et un échangeur pour alimenter l'unité de projection.
  • Le circuit d'alimentation peut comprendre un circuit de dérivation permettant d'envoyer une partie liquide pompée par la pompe dans le bac de recirculation vers un autre bac.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre des moyens d'actionnement des circuits de dérivation, lesdits moyens étant actionnés lorsqu'il est nécessaire de renouveler une partie du liquide contenu dans la section de refroidissement afin de maintenir les performances de celui-ci dans une plage de fonctionnement prédéterminée.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre un système de membranes agencé pour désoxygéner la solution, lesdites membranes étant balayées d'azote d'un côté avec un tirage au vide de l'autre.
  • Le système de membranes peut être positionné immédiatement en amont de l'unité de projection, la pompe pouvant être placée en amont du système de membranes, auquel cas le circuit de gestion de la solution d'acide formique n'a pas besoin d'être isolé de sources d'oxygène.
  • La pompe peut également être placée entre le système à membranes et le système de projection ce qui permet d'abaisser la pression dans les membranes.
  • Le système de membranes peut être positionné sur une boucle de recirculation sur le bac de projection ou entre le bac de projection et le bac de recirculation.
  • Lorsque le système de membranes est positionné au niveau d'un apport en eau déminéralisée, le reste du circuit de gestion de la solution est de préférence étanche à l'oxygène.
  • Tous les bacs peuvent être étanches au gaz et balayés par une atmosphère inerte, préférablement de l'azote.
  • Les moyens du dispositif peuvent comprendre un ensemble de traitement dans lequel la solution prélevée peut être traitée avec de l'eau oxygénée.
  • L'ensemble de traitement peut comprendre un filtre, par exemple un filtre-presse, dont les déchets peuvent être évacués par des convoyeurs.
  • L'ensemble de traitement peut comprendre des moyens d'injection d'une solution en sortie du filtre dans le bac de projection.
  • L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit en référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif.
  • Sur ce dessin, la Figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'une section de refroidissement selon l'invention. Ce mode de réalisation n'étant nullement limitatif, on pourra notamment réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique.
  • Il est représenté en Figure 1, une section de refroidissement d'une ligne continue de galvanisation comprenant une première partie 2 dans laquelle une bande d'acier 1 en défilement vertical de haut en bas est refroidie par projection d'un liquide selon l'invention. Des buses 3, disposées de part et d'autre de la bande 1, projettent le liquide de refroidissement sur la bande. En amont de ces buses dans un circuit de liquide, un système 4 à membranes permet de retirer l'oxygène dissous dans la solution. En variante, un bullage 31 à l'azote ou un autre gaz neutre est placé dans un bac 13 de projection pour amplifier la désoxygénation naturelle. Une mesure du taux d'oxygène dissous dans la solution est réalisée dans le bac 13 de projection au moyen d'une sonde 35. En sortie de la partie 2, dans le sens de défilement de la bande, se trouve un ensemble 5 de couteaux de liquide destiné à supprimer l'essentiel du liquide de ruissellement présent sur la bande. L'ensemble 5 de couteaux de liquide est suivi, dans le sens de défilement de la bande, par un ensemble 6 de couteaux de gaz destiné à supprimer le liquide encore présent sur la bande. La bande traverse ensuite un bac 7 de renvoi dans le lequel est collecté le liquide de refroidissement projeté par les buses 3 et l'ensemble 5 de couteaux de liquide. Dans ce bac, un second ensemble 8 de couteaux de gaz est destiné à supprimer le liquide encore présent sur la bande. La bande traverse ensuite une partie 9 équipée de tubes chauffants 10 permettant de supprimer toute trace de liquide sur la bande. En sortie de cette partie 9, la bande traverse un sas 11 de séparation d'atmosphère entre les parties humides 2, 7, 9 et des parties 12 situées en aval dans le sens de défilement de la bande. Dans ce sas de séparation d'atmosphère, une injection et/ou une aspiration de gaz permettent de renforcer la séparation d'atmosphères entre les sections en amont et en aval du sas.
  • Le liquide projeté sur la bande par les buses 3 et l'ensemble 5 de couteaux de liquide est collecté dans le bac 7 de renvoi puis envoyé vers le bac 13 de projection. A cet effet, le liquide est transféré depuis le bac 7 de renvoi dans un bac 27 de recirculation. Ce bac est équipé de compartiments 32 en cascade pour maintenir un maximum de particules dans les premiers compartiments. Des électro-aimants 33 placés sous le bac 27 et un système de tiroirs 34 permettent de récupérer et d'évacuer les particules métalliques sans devoir vidanger le bac. Le liquide passe ensuite dans un ensemble 28 de filtres externes afin d'éliminer les particules métalliques résiduelles avant d'être renvoyé vers le bac 13 de projection au moyen d'une pompe 30. L'ensemble 28 de filtres externes et la pompe 30 sont doublés afin d'assurer la maintenance de ces équipements sans arrêter l'installation.
  • Des circuits d'alimentation 14 comprenant une pompe 15 et un échangeur de chaleur 16 permettent d'alimenter les rangées de buses 3 de la partie 2 en liquide de refroidissement à la pression et à la température requises à partir du liquide contenu dans le bac 13 de projection. Les circuits d'alimentation 14 comprennent un circuit 17 de dérivation permettant d'envoyer une partie liquide pompée dans le bac 13 vers un bac 18. En variante, le circuit de dérivation 17 prend sa source dans le bac 27 de recirculation. Le circuit 17 de dérivation est actionné lorsqu'il est nécessaire de renouveler une partie du liquide contenu dans la section de refroidissement afin de maintenir les performances de celui-ci dans la plage de fonctionnement souhaitée.
  • Un collecteur 19 de vapeurs est placé dans la partie 2 au-dessus des rangées de buses 3. Les vapeurs collectées sont envoyées vers une tour de lavage (scrubber en anglais) humide 20 dans laquelle les vapeurs sont condensées et envoyées vers le bac 18. En sortie de la tour de lavage, le gaz débarrassé de ses vapeurs est envoyé vers une cheminée 21.
  • Le liquide collecté dans le bac 18 est envoyé dans un ensemble de traitement 22 dans lequel la solution usée d'acide formique est dosée avec de l'eau oxygénée afin d'obtenir un mélange d'acide formique et d'hydroxyde de fer III et d'éléments d'alliage de l'acier. Ce mélange est alors filtré par un filtre-presse (non représenté) afin de séparer l'acide formique des hydroxydes de fer III, ces derniers étant évacués par des convoyeurs 23. L'acide formique régénéré est utilisé de nouveau et réinjecté comme solution neuve au moyen d'un circuit 24 dans un bac 25. Un apport en acide formique neuf est également réalisé dans ce bac 25 au moyen d'un circuit 26.
  • Le liquide collecté dans le bac 25 peut alors être envoyé dans le bac 13 de projection au moyen d'un circuit 29 comportant une pompe (non numérotée) disposée dans le bac 25.
  • Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims (9)

  1. Procédé de refroidissement d'une bande d'acier (1) en défilement dans une section de refroidissement (2) d'une ligne continue, comprenant une projection sur ladite bande d'acier d'une solution aqueuse à projeter, ladite solution aqueuse à projeter étant une solution liquide ou un mélange d'une solution liquide et d'un gaz, caractérisé en ce que la concentration en acide formique de ladite solution liquide est comprise en 0,1 % et 6 % en masse et en ce que la solution à projeter est projetée sur la bande d'acier par pulvérisation.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la solution liquide a une concentration massique en acide formique comprise entre 0,5 % à 2 %.
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un contrôle, continu ou périodique, de la solution liquide à projeter, lequel contrôle comprend une mesure d'au moins une donnée physico-chimique de ladite solution choisie dans le groupe comprenant le pH, la densité et la concentration en acide formique, ou une combinaison de ces données physico-chimique, et, lorsque cette mesure n'appartient pas à une plage de tolérance prédéterminée, un volume prédéterminé de la solution liquide à projeter est prélevé et un même volume prédéterminé d'une solution d'acide formique est injecté dans l'unité (13) de projection, ledit volume prédéterminé d'une solution d'acide formique présentant une concentration en acide formique telle que la solution liquide à projeter présente après injection une concentration en acide formique comprise entre 0,1 % à 6 %.
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la concentration massique en acide formique de la solution liquide à projeter après injection est comprise entre 0.5 % à 2 %.
  5. Procédé selon les revendications précédentes, dans lequel la solution prélevée est traitée par oxydation avec de l'eau oxygénée puis filtrée pour en extraire des hydroxydes de fer III et d'autres éléments d'alliage, la solution injectée provenant d'une recirculation de la solution filtrée ou d'une solution neuve.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solution prélevée dans l'unité (13) de recirculation est traitée par désoxygénation avant d'être projetée.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une collecte de vapeurs qui résulte de la projection de la solution à projeter sur la bande d'acier, une condensation desdites vapeurs collectées, et une injection de desdites vapeurs condensées dans un circuit de fluide dans lequel est prélevée ladite solution à projeter.
  8. Dispositif de refroidissement agencé pour refroidir une bande d'acier (1) en défilement dans une section de refroidissement (2) d'une ligne continue comprenant des moyens agencés pour mettre en œuvre un procédé de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes par projection sur ladite bande d'acier d'une solution aqueuse, ladite solution aqueuse étant une solution liquide ou un mélange d'une solution liquide et d'un gaz, la concentration en acide formique de ladite solution aqueuse étant comprise en 0,1 % et 6 % en masse, le dispositif comportant un système de membranes (4) agencé pour désoxygéner ladite solution.
  9. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les membranes sont balayées d'azote d'un côté avec un tirage au vide de l'autre.
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