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WO1995018245A1 - Procede et installation de traitement continu d'une bande d'acier galvanisee - Google Patents

Procede et installation de traitement continu d'une bande d'acier galvanisee Download PDF

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Publication number
WO1995018245A1
WO1995018245A1 PCT/BE1994/000094 BE9400094W WO9518245A1 WO 1995018245 A1 WO1995018245 A1 WO 1995018245A1 BE 9400094 W BE9400094 W BE 9400094W WO 9518245 A1 WO9518245 A1 WO 9518245A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
strip
temperature
ton
treatment method
heating
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.)
Ceased
Application number
PCT/BE1994/000094
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphan Wilmotte
Michel Dubois
Erik Van Perlstein
Simon Vandenbruaene
Michel Beguin
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.)
Sidmar SA
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
ArcelorMittal Liege Upstream SA
Tata Steel Ijmuiden BV
Original Assignee
Sidmar SA
Cockerill Sambre SA
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Hoogovens Groep BV
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
Application filed by Sidmar SA, Cockerill Sambre SA, Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL, Hoogovens Groep BV filed Critical Sidmar SA
Priority to DE69410599T priority Critical patent/DE69410599T2/de
Priority to JP7517690A priority patent/JPH08511064A/ja
Priority to EP95902008A priority patent/EP0686209B1/fr
Publication of WO1995018245A1 publication Critical patent/WO1995018245A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29—Cooling or quenching

Definitions

  • the present invention relates to a process for continuous treatment of a galvanized steel strip, in particular by galvannealing. It also relates to an installation.
  • the galvannealing operation is carried out in an installation where the strip describes at least two vertical passes, namely an ascending pass and a descending pass.
  • this installation can also be used for the manufacture of a conventional galvanized strip.
  • a heating and temperature-maintaining oven above the galvani ⁇ cation bath, immediately after the wringing device consisting of air knives.
  • This oven is generally shrinkable, because it is not used during the production of conventional galvanized strips.
  • a first cooling device generally a group of blowing air fans, so as not to damage the coating on the deflection rollers.
  • the assembly of the oven and the cooling device determine the height of the ascending pass, which generally does not exceed 50 meters due to the vibrations produced at the level of the air knives.
  • a second cooling device for example a second group of fans, is usually placed at the start of the following downdraft.
  • the coated strip leaves the zinc bath at a temperature of about 450 ° C to 480 ° C and then, after wringing by the air knives, it undergoes the galvannealing operation by heating and holding in the above-mentioned oven at a temperature between 460 ° C and 600 ⁇ C depending on the grade of steel considered. It is then cooled first by a first group of fans at the end of the upward pass, then at the start of the downward pass, to an appropriate temperature for further processing of the coated strip.
  • said strip heating means comprise a direct fire oven or an induction oven.
  • These heating means are capable of achieving an increase of 50 ° C to 100 ⁇ C in the temperature of the strip, with a speed which is however moderate and for example, for a strip 0.7 mm thick, by 6 ° C / s in an oven fitted with burners and 30 ⁇ C / s in an induction oven at 10 kHz frequency.
  • heating by gas burners has a low energy efficiency, of the order of 30%, while with conventional induction furnaces with multispire coils, with longitudinal or transverse flow, it may be necessary to correct the irregular transverse distribution of the temperatures.
  • the temperature-maintaining means generally consist of a heat-insulating tunnel, possibly equipped with heating means, for example with electricity or gas; they occupy about a quarter of the height of the ascending vertical strand. All the heating and holding ovens must be long enough to ensure a residence time of more than 10 seconds, and preferably more than 15 seconds, at a temperature above 450 ⁇ C. Designed in this way, the installations do not make it possible to carry out the galvannealing operation under optimal conditions: the low speed of heating of the galvanized strip requires having a significant length of this section and limits the length accordingly. of the temperature-maintaining zone where the diffusion of the iron from the strip into the zinc takes place, which requires the use of higher temperatures. It is also well known that the risk of dusting during stamping decreases when the holding temperature is reduced and the holding time is extended.
  • the purpose of the present invention is to remedy this situation by proposing a thermal cycle which ensures excellent conditions for carrying out the galvannealing treatment: instead of the cycles which are currently practiced, the method of the invention realizes a "square" cycle. "with a long duration of maintenance at a temperature which can be relatively low given the long duration of the treatment.
  • the process for the continuous treatment of a dip-galvanized steel strip which is the subject of the present invention, is characterized in that, after the strip-wringing operation at the outlet of the zinc bath, the strip up to a temperature between 460 ° C and 600 ⁇ C with a heating power density greater than 180 kW / m2 per side of product, in that the strip is kept at substantially constant temperature for a period between 10 seconds and 30 seconds, in that the strip is then rapidly cooled to a temperature below 420 ⁇ C with a cooling power density greater than 100 kW / m2 per side of product.
  • the temperature to which the strip is brought depends on the grade of the steel treated, like what happens in the traditional galvan ⁇ nealing operation; in practice, however, it may be slightly lower and be, for example, between 460 and 560 ° C.
  • the heating power density - respectively cooling - which is expressed in kW / m2 is a concept well known to practitioners, and in particular practitioners of heat treatment of steel sheets. We can easily convert the power density into a rate of temperature change, depending on the thickness of the product.
  • a heating power density of 180 kW / m2 per side of product means a heating rate of 100 ° C / s for a sheet 0.7 mm thick, and 60 ° C / s for a 1.25 mm thick sheet.
  • a cooling power density of 100 kW / m2 per side of the product means a cooling rate of 54 ⁇ C / s for a thickness of 0.7 mm and 30 ⁇ C / s for a sheet 1.25 mm.
  • rapid heating of the strip is ensured by means of an induction furnace at very high frequency, for example between 100 kHz and 500 kHz; this modality makes it possible to achieve very high power densities and therefore to achieve very high heating rates, for example already of 150 ° C./s for a strip of 0.7 mm thickness in an oven at 100 kHz.
  • the use of a very high frequency induction furnace is combined with that of a single coil inductor, for example consisting of a copper foil surrounding the strip.
  • a single coil inductor for example consisting of a copper foil surrounding the strip.
  • the temperature holding zone is constituted by an enclosure possibly provided with heating means such as gas burners to provide calories intended to compensate for local heat losses.
  • the strip is cooled to a temperature below 350 ⁇ C.
  • the operating parameters of the system are adjusted. cooling to ensure a cooling density greater than 125 kW / m 2 per product face.
  • the strip is rapidly cooled by means of water / air mist nozzles.
  • the rise in temperature by induction heating allows, as is already known, better control of the operation of the galvannealing treatment, provided that the temperature distribution in the strip is the most homogeneous possible at the exit of the oven, which depends on the conditions at the exit of the zinc bath.
  • a temperature homogenization section for example equipped with burners arranged across the belt and provided with individual means for adjusting the feed.
  • Fig. 1 shows a typical installation of the current state of the art of galvannealing
  • FIG. 2 represents an embodiment of the invention
  • FIG. 3 represents the temperature / time diagrams of the thermal cycle which is the subject of the invention and of a conventional thermal cycle.
  • FIG. 1 shows an installation for processing a strip of galvanized steel, typical of the current technique.
  • the strip 1 is deflected by a first deflection roller 4, and it leaves the zinc bath 2 in the vertical direction, guided by the rollers 5.
  • the steel strip 1 successively describes an upward vertical trajectory up to a second deflection roller 7, a horizontal path to a third deflection roller 8, then a downward vertical trajectory towards an operation later.
  • an oven comprising a heating section composed of zones 9 and 10 followed by a temperature-maintaining section 11.
  • This oven makes it possible to heat the strip and maintain it at the chosen temperature to cause the migration of iron into the zinc which characterizes the galvannealing treatment. All or part of this oven is retractable in order to be able to produce conventionally galvanized steel strips, without galvannealing treatment; in particular, this oven can make room for other machines, such as for example a minimum flowering installation, often used in conventional galvanization.
  • the strip temperature is around 450 ° C after spinning; by the galvannealing operation in the oven, it is raised to 460 ⁇ C at 600 ° C depending on the grade of steel treated.
  • the conventional installation comprises a device 12 for cooling the galvanized steel strip, which generally consists of a group of supply air fans. These devices cool the galvanized strip, possibly after galvannealing, to a temperature low enough to prevent it from sticking to the return rollers 7.
  • This method does not differ from the prior art as regards the actual galvanization of the strip, as well as the dewatering of the zinc layer.
  • the essential difference relates to the galvannealing furnace which, according to the invention, comprises a short section 10 for rapid heating of the galvanized steel strip, followed by a short zone 13 of temperature equalization and a long zone 11 for maintaining a substantially constant temperature; at the outlet of the oven is arranged a section 14 for rapid cooling equipped with water / air mist nozzles.
  • the length of the upward vertical trajectory (4,7) cannot currently exceed fifty meters, in particular due to transverse vibrations of the strip and the difficulty of adjusting the thickness of the coating. .
  • the space available for the holding area at temperature 11 is limited.
  • the invention makes it possible to greatly extend the duration of the temperature maintenance, which on the one hand facilitates the adjustment of the temperatures and the conduct of the treatment and on the other hand part allows a long hold to be applied at a lower temperature than in the conventional operation, which is favorable for the properties of the coating.
  • FIG. 3 gives the temperature / time diagram respectively of the two operations.
  • the section AB represents the slight cooling which affects the strip at the outlet of the zinc bath at A and the section EF illustrates the temperature decrease which follows the forced cooling before contact with the deflection roller 7.
  • the strip cools slightly, passing from 460 ⁇ C to 445 ⁇ C at its entry into an induction furnace whose heating density is 190 kW / m 2 and which raises the temperature to 490 ⁇ C; the strip is maintained at this temperature for 15.5 seconds, after which it is subjected to intense cooling in an enclosure 3 m in length, the first part of which is equipped with a battery of water / air jets whose cooling power is 180 kW / m 2 per product face; the temperature of the strip leaving the enclosure is 330 ° C.

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Abstract

Après l'opération d'essorage de la bande à la sortie du bain de zinc, on réchauffe rapidement la bande jusqu'à une température comprise entre 460 DEG C et 600 DEG C avec une densité de puissance de chauffage supérieure à 180 kW/m<2> par face de produit, par exemple au moyen d'un four à induction à fréquence comprise entre 100 kHz et 500 kHz. On maintient la bande à température sensiblement constante pendant une période comprise entre 10 secondes et 30 secondes et on la refroidit ensuite rapidement jusqu'à une température inférieure à 420 DEG C avec une densité de puissance de refroidissement supérieure à 100 kW/m<2> par face de produit, par exemple au moyen de gicleurs à brouillard eau/air.

Description

Procédé et installation de traitement continu d'une bande d'acier galvanisée.
La présente invention concerne un procédé de traitement continu d'une bande d'acier galvanisée, en particulier par galvannealing. Elle porte également sur une installation.
On sait que le traitement thermique connu sous le nom de galvannealing consiste à soumettre une bande d'acier galvanisée successivement à un chauffage, un maintien à température puis un refroidissement. Ce trai¬ tement doit assurer la diffusion du fer de la bande à travers le zinc du revêtement, jusqu'à atteindre une teneur comprise entre 7 % et 13 % dans ce revêtement. Ces valeurs définissent la gamme optimale de composition de l'alliage, hors de laquelle,si la teneur en fer est trop élevée, il se produit du poudrage à l'emboutissage, ou si la teneur en fer est trop faible, la soudabilité du produit n'est pas suffisante.
Actuellement, l'opération de galvannealing est effectuée dans une insta- lation où la bande décrit au moins deux passes verticales, à savoir une passe ascendante et une passe descendante. Typiquement, cette installa¬ tion peut également être utilisée pour la fabrication d'une bande galva¬ nisée conventionnelle.
Dans une opération de galvannealing classique, on dispose un four de chauffage et de maintien à température au-dessus du bain de galvani¬ sation, immédiatement après le dispositif d'essorage constitué par des couteaux d'air. Ce four est généralement rétractable, parce qu'il n'est pas utilisé lors de la production de bandes galvanisées conventionnelles. Au-dessus de ce four est situé un premier dispositif de refroidissement, généralement un groupe de ventilateurs de soufflage d'air, de manière à ne pas endommager le revêtement sur les rouleaux de renvoi. L'ensemble du four et du dispositif de refroidissement déterminent la hauteur de la passe ascendante, qui ne dépasse généralement pas 50 mètres en raison des vibrations produites au niveau des couteaux d'air. Un second dispositif de refroidissement, par exemple un second groupe de ventilateurs, est habituellement placé au début de la passe descendante qui suit. Dans une telle installation, la bande revêtue quitte le bain de zinc à une température d'environ 450°C à 480°C puis, après essorage par les cou¬ teaux d'air, elle subit l'opération de galvannealing par chauffage et maintien dans le four précité à une température comprise entre 460°C et 600βC suivant la nuance d'acier considérée. Elle est ensuite refroidie d'abord par un premier groupe de ventilateurs à la fin de la passe ascendante, puis au début de la passe descendante, jusqu'à une tempéra¬ ture appropriée en vue d'un traitement ultérieur de la bande revêtue.
Quant aux bandes galvanisées conventionnelles, elles subissent uniquement un refroidissement depuis environ 450°C à 480βC, qui est leur température après l'essorage, jusqu'à une température inférieure à 330βC au sommet de la passe ascendante, afin d'éviter le collage de la bande sur les rou¬ leaux de renvoi. Le refroidissement se poursuit alors dans le second dis- positif de refroidissement, situé au début de la passe descendante, jusqu'à la température requise pour un traitement ultérieur de la bande galvanisée.
Dans la pratique actuelle, lesdits moyens de chauffage de la bande comprennent un four à feu direct ou un four à induction. Ces moyens de chauffage sont capables de réaliser une augmentation de 50°C à 100βC de la température de la bande, avec une vitesse qui est cependant modérée et par exemple, pour une bande de 0,7 mm d'épaisseur, de 6°C/s dans un four équipé de brûleurs et de 30βC/s dans un four à induction à fréquence de 10 kHz. Par ailleurs le chauffage par brûleurs à gaz a un rendement énergétique faible, de l'ordre de 30 % tandis que avec les fours à induction classiques à bobines multispires, à flux longitudinal ou transversal, on peut être amené à corriger la distribution transversale irrégulière des températures.
De leur côté, les moyens de maintien à température sont généralement constitués d'un tunnel calorifuge, éventuellement équipé de moyens de chauffage, par exemple à l'électricité ou au gaz; ils occupent environ le quart de la hauteur du brin vertical ascendant. L'ensemble des fours de chauffage et de maintien doit être suffisamment long pour assurer une durée de séjour supérieure à 10 secondes, et de préférence supérieure à 15 secondes, à une température supérieure à 450βC. Conçues de cette façon,les installations ne permettent pas de réaliser l'opération de galvannealing dans les conditions optimales: la vitesse peu élevée de chauffage de la bande galvanisée oblige à disposer d'une longueur importante de cette section et limite d'autant la longueur de la zone de maintien à température où se produit la diffusion du fer de la bande dans le zinc, ce qui oblige à recourir à des températures plus élevées. Il est d'autre part bien connu que le risque au poudrage lors de l'emboutissage diminue lorsque la température de maintien est réduite et que la durée de maintien est allongée.
La présente invention a pour but de remédier à cette situation en proposant un cycle thermique qui assure d'excellentes conditions d'exécution du traitement de galvannealing: au lieu des cycles que Ton pratique actuellement, le procédé de l'invention réalise un cycle "carré" avec une longue durée de maintien à une température qui peut être relativement basse étant donné la longue durée du traitement.
Le procédé de traitement continu d'une bande d'acier galvanisée au trempé, objet de la présente invention, est caractérisé en ce que, après l'opération d'essorage de la bande à la sortie du bain de zinc, on réchauffe rapidement la bande jusqu'à une température comprise entre 460°C et 600βC avec une densité de puissance de chauffage supérieure à 180 kW/m2 par face de produit, en ce qu'on maintient la bande à température sensiblement constante pendant une durée comprise entre 10 secondes et 30 secondes, en ce que l'on refroidit ensuite rapidement la bande jusqu'à une température inférieure à 420βC avec une densité de puissance de refroidissement supérieure à 100 kW/m2 par face de produit.
La température à laquelle on porte la bande dépend de la nuance de l'acier traité, à l'instar de ce qui se passe dans l'opération de galvan¬ nealing traditionnelle; en pratique, elle peut cependant être un peu moins élevée et se situer par exemple entre 460 et 560°C.
La densité de puissance de chauffage -respectivement de refroidissement- qui est exprimée en kW/m2 est une notion bien connue des praticiens, et notamment des praticiens du traitement thermique des tôles d'acier. On peut aisément convertir la densité de puissance en vitesse de variation de la température, en fonction de l'épaisseur du produit.
Par exemple, une densité de puissance de chauffage de 180 kW/m2 par face de produit signifie une vitesse de chauffage de 100°C/s pour une tôle de 0,7 mm d'épaisseur, et de 60°C/s pour une tôle de 1,25 mm d'épaisseur. D'un autre côté, une densité de puissance de refroidissement de 100 kW/m2 par face de produit signifie une vitesse de refroidissement de 54βC/s pour une épaisseur de 0,7 mm et de 30βC/s pour une tôle de 1,25 mm.
Suivant une modalité avantageuse du procédé de l'invention, on assure le chauffage rapide de la bande au moyen d'un four à induction à très haute fréquence, par exemple comprise entre 100 kHz et 500 kHz; cette modalité permet d'atteindre des densités de puissance très grandes et de ce fait de réaliser des vitesses très élevées de chauffage, par exemple déjà de 150°C/s pour une bande de 0,7 mm d'épaisseur dans un four à 100 kHz.
Suivant une variante préférentielle de cette modalité, on combine l'emploi d'un four à induction à très haute fréquence avec celui d'un inducteur à spire unique par exemple constitué d'une feuille de cuivre entourant la bande. Cette variante avantageuse améliore la distribution transversale des températures dans la bande: le problème des variations périodiques de la température selon la largeur de la bande disparait et les bords sont réchauffés à la même température que la partie centrale.
Encore suivant l'invention, la zone de maintien à température est constituée par une enceinte éventuellement pourvue de moyens de réchauffage tels que des brûleurs à gaz pour apporter des calories destinées à compenser des pertes locales de chaleur.
Suivant encore l'invention, à la sortie de la zone de maintien à tempé¬ rature, on refroidit la bande jusqu'à une température inférieure à 350βC. Dans une modalité avantageuse du procédé, on règle les paramètres de fonctionnement du système de refroidissement pour assurer une densité de refroidissement supérieure à 125 kW/m2 par face de produit. Dans une mise en oeuvre pratique de l'invention, on assure le refroidis¬ sement rapide de la bande au moyen de gicleurs à brouillard eau/air.
Il est à remarquer que l'élévation de température par chauffage à induction permet, comme on le sait déjà, un meilleur contrôle de l'opéra¬ tion du traitement de galvannealing, pour autant que la distribution des températures dans la bande soit la plus homogène possible à la sortie du four, ce qui dépend des conditions à la sortie du bain de zinc. Dans cette optique, il peut s'avérer utile, toujours suivant l'invention, d'insérer entre la section d'élévation rapide de la température et la zone de maintien à température, une section d'homogénéisation de températures, par exemple équipée de brûleurs disposés en travers de la bande et pourvus de moyens individuels de réglage de l'alimentation.
On va maintenant décrire de façon plus détaillée une modalité de réalisa¬ tion d'une installation conforme à l'invention, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels la :
Fig. 1 montre une installation typique de l'état actuel de la technique de galvannealing; la
Fig. 2 représente une modalité de réalisation de l'invention, et la Fig. 3 représente les diagrammes température/temps du cycle thermique objet de l'invention et d'un cycle thermique conventionnel.
Ces figures constituent bien entendu des représentations schématiques, dans lesquelles on n'a volontairement reproduit que les éléments néces¬ saires à la compréhension de l'invention. Par souci de clarté, des éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes repères numériques dans toutes les figures.
On se réfère en premier lieu à la Fig. 1, qui montre une installation de traitement d'une bande d'acier galvanisée, typique de la technique actuelle.
La bande d'acier 1 provenant d'un four de recuit, plonge dans un bain de zinc fondu 2 contenu dans une cuve de galvanisation 3. La bande 1 est déviée par un premier rouleau de renvoi 4, et elle quitte le bain de zinc 2 en direction verticale, guidée par les rouleaux 5. A la sortie du bain de zinc 2, elle traverse un dispositif d'essorage 6, constitué par des couteaux d'air, qui règle l'épaisseur de la couche de zinc sur la bande d'acier 1.
Ainsi revêtue, la bande d'acier 1 décrit successivement une trajectoire verticale ascendante jusqu'à un deuxième rouleau de renvoi 7, une trajec¬ toire horizontale jusqu'à un troisième rouleau de renvoi 8, puis une tra¬ jectoire verticale descendante vers une opération ultérieure.
Dans la partie inférieure de la trajectoire verticale ascendante, c'est- à-dire peu après le dispositif d'essorage 6, est disposé un four comportant une section de chauffage composée des zones 9 et 10 suivie d'une section de maintien à température 11. Ce four permet d'opérer le chauffage de la bande et son maintien à la température choisie pour provoquer la migration du fer dans le zinc qui caractérise le traitement de galvannealing. Tout ou partie de ce four est rétractable afin de pouvoir produire des bandes d'acier galvanisées de manière convention¬ nelle, sans traitement de galvannealing; en particulier, ce four peut faire place à d'autres engins, tels que par exemple une installation de fleurage minimum, souvent utilisée en galvanisation classique. La température de la bande est d'environ 450°C après l'essorage; par l'opération de galvannealing dans le four, elle est élevée jusqu'à 460βC à 600°C suivant la nuance d'acier traité.
Au-dessus du four, c'est-à-dire dans la partie supérieure de la trajec¬ toire verticale ascendante, l'installation conventionnelle comporte un dispositif 12 de refroidissement de la bande d'acier galvanisée, qui se compose généralement d'un groupe de ventilateurs de soufflage d'air. Ces dispositifs assurent le refroidissement de la bande galvanisée, éventuel¬ lement après galvannealing, jusqu'à une température suffisamment basse pour éviter qu'elle colle sur les rouleaux de renvoi 7.
Dans une telle installation, le cycle thermique s'écarte notablement du cycle carré, ce qui rend l'opération de galvannealing mal contrôlable. Il en résulte notamment des difficultés concernant d'une part la régula¬ tion du traitement et d'autre part la maîtrise de la composition de l'alliage fer - zinc, en particulier sur des bandes d'acier épaisses avec une faible épaisseur de zinc.
Ces problèmes sont résolus par l'installation qui fait l'objet de l'in- vention, dont une modalité de réalisation est illustrée dans la Fig. 2 et décrite ci-dessous.
Cette modalité ne diffère pas de la technique antérieure en ce qui con¬ cerne la galvanisation proprement dite de la bande, ainsi que l'essorage de la couche de zinc.
La différence essentielle porte sur le four de galvannealing qui, conformément à l'invention, comporte une courte section 10 de chauffage rapide de la bande d'acier galvanisée, suivie d'une courte zone 13 d'égalisation de températures et d'une longue zone 11 de maintien à température sensiblement constante; à la sortie du four est disposée une section 14 de refroidissement rapide équipée de gicleurs à brouillard eau/air.
Comme il a été dit plus haut, la longueur de la trajectoire verticale ascendante (4,7) ne peut actuellement pas dépasser une cinquantaine de mètres, notamment en raison de vibrations transversales de la bande et de la difficulté de régler l'épaisseur du revêtement. Dans les installa¬ tions conventionnelles telles que représentées à la figure 1, étant donné la présence d'un long dispositif de refroidissement 12 avant le premier rouleau de renvoi 7 et la longueur du four de chauffage 10 l'espace disponible pour la zone de maintien à température 11 est limité.
En raccourcissant très sensiblement les sections de chauffage et de refroidissement de la bande, l'invention permet d'allonger fortement la durée du maintien à température, ce qui d'une part facilite le réglage des températures et la conduite du traitement et d'autre part permet d'appliquer un maintien long à température moins élevée que dans l'opération classique, ce qui est favorable pour les propriétés du revêtement. Cette différence dans les cycles thermiques du traitement classique de galvannealing et du traitement suivant l'invention est illustrée à la figure 3 qui donne le diagramme température/temps respectivement des deux opérations.
Sur ce diagramme où les températures sont en ordonnée et le temps en abscisse, le tronçon AB représente le léger refroidissement qui affecte la bande à la sortie du bain de zinc en A et le tronçon EF illustre la diminution de température qui suit le refroidissement forcé avant le contact avec le rouleau de renvoi 7.
Le cycle thermique classique BCDE met en évidence l'évolution lente de la température du produit, difficile à contrôler. De son côté, le cycle de l'invention avec ses tronçons BG de chauffage rapide et HE de refroidissement accéléré permet un long maintien GH à température constante.
A titre d'exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on citera le traitement de galvannealing d'une bande en acier à 0,005 % C, 0,110 % Mn, 0,009 % Ti et 0,015 % Nb, bande de 1500 mm de largeur et 0,7 mm d'épaisseur, circulant à la vitesse de 120 m/min.
A la sortie du bain de zinc, la bande se refroidit légèrement, passant de 460βC à 445βC à son entrée dans un four à induction dont la densité de chauffage est de 190 kW/m2 et qui élève la température à 490βC; la bande est maintenue à cette température pendant 15,5 secondes, après quoi elle est soumise à un refroidissement intense dans une enceinte de 3 m de longueur dont la première partie est équipée d'une batterie de gicleurs eau/air dont la puissance de refroidissement est de 180 kW/m2 par face de produit; la température de la bande à la sortie de l'enceinte est de 330°C.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement continu d'une bande d'acier galvanisée au tre - pé, caractérisé en ce que, après l'opération d'essorage de la bande à la sortie du bain de zinc, on réchauffe rapidement la bande jusqu'à une température comprise entre 460βC et 600°C avec une densité de puissance de chauffage supérieure à 180 kW/m2 par face de produit, en ce qu'on maintient la bande à température sensiblement constante pen- dant une période comprise entre 10 secondes et 30 secondes, en ce que Ton refroidit ensuite rapidement la bande jusqu'à une température in¬ férieure à 420°C avec une densité de puissance de refroidissement supérieure à 100 kW/m2 par face de produit.
2. Procédé de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Ton assure le chauffage rapide de la bande au moyen d'un four à induction à fréquence comprise entre 100 kHz et 500 kHz.
3. Procédé de traitement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que Ton assure le chauffage en combinant l'emploi du four à induction avec celui d'un inducteur à spire unique par exemple constitué d'une feuille de cuivre entourant la bande.
4. Procédé de traitement suivant Tune ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Ton assure le maintien à température dans une enceinte éventuellement pourvue de moyens de réchauffage tels que des brûleurs à gaz.
5. Procédé de traitement suivant Tune ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Ton refroidit rapidement la bande jusqu'à une température inférieure à 350°C.
6. Procédé de traitement suivant Tune ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que Ton refroidit rapidement la bande avec une densité de puissance de refroidissement supérieure à 125 kW/m2 par face de produit.
7. Procédé de traitement suivant Tune ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que Ton assure le refroidissement rapide de la bande au moyen de gicleurs à brouillard eau/air.
8. Installation de traitement continu d'une bande d'acier galvanisée, qui comporte une cuve contenant un bain de zinc, des rouleaux de renvoi définissant une trajectoire verticale ascendante de la bande, ainsi que des moyens essoreurs placés après la sortie de ladite cuve sur ladite trajectoire verticale ascendante de la bande, caractérisée en ce qu'elle comporte successivement des moyens de chauffage rapide de la bande constitués par un four à induction à fréquence comprise entre 100 kHz et 500 kHz, des moyens de maintien de la bande à une température sensiblement constante, et des moyens de refroidissement rapide constitués par des gicleurs à brouillard eau/air, tous moyens situés le long de la trajectoire verticale ascendante de la bande.
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