En Chine, les usines équipées de lignes de production 55 % Al-Zn-Si (ligne Galvalume) sont généralement de grande taille, dotées d'une capacité de production élevée, de talents techniques variés et d'une qualité de produit stable. En 2025, plus de 50 % de leurs produits seront exportés vers les marchés internationaux, dépassant largement les ventes sur le marché intérieur.
Aujourd’hui, de plus en plus de capitaux de pays investissent dans des lignes de production de galvanisation (notamment la ligne de galvanisation, la ligne Galvalume et la ligne de production ZAM).
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Le client des Émirats arabes unis a installé la première ligne de Galvalume en bobine continue dans la région du Golfe. Après une évaluation approfondie, HiTo (Sea Route) a pris en compte les facteurs suivants :
1. Le client ne dispose pas d’une équipe de production professionnelle et expérimentée.
2. L’environnement naturel des Émirats arabes unis (chaud et humide pendant la saison chaude).
3. Conservation de l’énergie et protection de l’environnement du point de vue du client.
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Dès la conception initiale, l'équipe technique de HiTo a conçu la ligne de production pour qu'elle soit simple et facile à utiliser, afin de réduire les exigences des opérateurs, de réaliser des économies d'énergie et de protéger l'environnement, d'assurer la stabilité de la production et de fabriquer des produits de haute qualité. La sélection spécifique des équipements de production correspondants est la suivante :
1. La structure et la fonction de l'équipement à entraînement unique adoptent celles qui ont fait leurs preuves sur le marché chinois pour garantir la fiabilité et la durabilité.
2. Une soudeuse à recouvrement étroit de type C est sélectionnée, qui présente une automatisation élevée, une qualité de soudage élevée, un temps de soudage court et une maintenance simple.
3. La section de nettoyage est équipée d'une section de dégraissage électrostatique, dont la fonction principale est d'éliminer efficacement l'huile de laminage, la poudre de fer, la poussière et d'autres contaminants de la surface de la bande d'acier grâce à l'effet synergique de l'adsorption électrostatique et du dégraissage chimique, fournissant ainsi une surface de substrat propre pour le processus de revêtement à chaud ultérieur.
Configurations et équipements clés :
1 Le corps du réservoir de dégraissage doit être résistant à la corrosion et isolé.
2 Système électrostatique haute tension - Composants principaux : générateur électrostatique haute tension, plaque d'électrode.
3 Système de circulation du dégraissant : composé de pompes de circulation et de vannes de canalisation, le dégraissant est mis à jour en temps réel en fonction des conditions réelles (le cycle de remplacement du dégraissant est généralement de 14 à 25 jours).
④ Dispositif de guidage et de stabilisation de bande d'acier :
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- Système de rouleaux combinés de direction : empêche la bande d'acier de dévier, assure un espacement uniforme entre la bande d'acier et la plaque d'électrode et évite le déséquilibre du champ électrostatique local.
- Rouleaux presseurs : Situés à la sortie de la section de dégraissage, ils pressent le fluide de dégraissage résiduel à la surface de la bande d'acier pour réduire la quantité de fluide transportée dans la section de rinçage.
4. Un four à tubes radiants (RTF) est choisi comme four de recuit. Il réalise le recuit de recristallisation de la bande d'acier par chauffage indirect par tubes radiants et contrôle précisément la température et les propriétés microstructurales de la bande, garantissant ainsi une adhérence uniforme et une qualité stable du revêtement galvanisé ultérieur. Voici une explication détaillée des fonctions principales, des principes de fonctionnement, des structures clés, des caractéristiques du procédé et des précautions d'application :
⑴ Fonctions principales
L'objectif principal du four de recuit à tubes radiants est de chauffer, d'isoler et de refroidir (recuit et réduction) la bande d'acier laminée à froid sous atmosphère protectrice (afin d'éviter son oxydation). Ses fonctions spécifiques comprennent :
1 Contrôle de la microstructure : grâce à un chauffage précis (généralement à une température de 650 à 850 °C), les grains à l'intérieur de la bande d'acier sont recristallisés, l'écrouissage par laminage à froid est éliminé et les propriétés mécaniques requises telles que la limite d'élasticité et l'allongement (par exemple, bande d'acier souple ou semi-dure) sont obtenues.
2 Protection de surface : De l'azote (N₂) ou un mélange azote-hydrogène (avec une teneur en H₂ de 5 à 20 %) est introduit dans le four comme atmosphère protectrice pour isoler l'air, empêcher la formation d'oxyde de fer à la surface de la bande d'acier due à l'oxydation et assurer une bonne liaison entre le zinc liquide et la bande d'acier lors de la galvanisation ultérieure.
③ Homogénéisation de la température : Grâce à la disposition uniforme des tubes radiants et au contrôle de la température du four, l'écart de température dans les directions de la largeur et de la longueur de la bande d'acier est assuré à ≤±5℃, évitant ainsi les différences d'épaisseur du revêtement galvanisé ou la déformation de la bande d'acier causée par des irrégularités de température locales.
⑵ Principe de fonctionnement
Le four de recuit à tubes radiants fonctionne selon un procédé de chauffage indirect : « combustion de combustible (ou chauffage électrique) → chauffage par tubes radiants → transfert de chaleur radiant → chauffage de la bande d'acier ». Le processus spécifique est le suivant :
1 Source d'alimentation en chaleur : Le combustible (tel que le gaz naturel, le gaz de pétrole liquéfié) est mélangé à l'air et brûlé à l'intérieur du tube radiant, ou des éléments chauffants électriques (tels que des fils de résistance, des bobines d'induction) sont utilisés pour le chauffage, de sorte que la température de la paroi du tube radiant s'élève à 800-1000℃.
2. Transfert de chaleur radiante : La paroi du tube radiant haute température transfère la chaleur à la bande d'acier traversant la chambre du four par rayonnement thermique (principalement) et par convection thermique de l'atmosphère protectrice du four. La bande d'acier défile en continu dans le four (à une vitesse de 45 à 150 m/min) et traverse successivement les sections de préchauffage, de chauffage et de conservation de la chaleur pour atteindre progressivement la température de recuit cible.
③ Refroidissement et contrôle de la température : Une fois la transformation de la microstructure de la bande d'acier terminée dans la section de conservation de la chaleur, elle entre dans la section de refroidissement du four et la température est réduite à 450-580℃ (s'adaptant à la température du zinc liquide pour la galvanisation ultérieure) grâce à un gaz de refroidissement (tel que l'azote de refroidissement), et enfin le processus de recuit est terminé.
⑶ Composants structurels clés
La structure du four de recuit à tubes radiants doit être adaptée aux spécifications des bandes d'acier (épaisseur : 0,15 à 1,0 mm, largeur : 700 à 1 250 mm) et au rythme de production. Les principaux composants sont :
1 Chambre du four et enveloppe du four :
- Chambre du four : Construite avec des matériaux réfractaires résistants aux hautes températures (tels que des briques à haute teneur en alumine, des fibres céramiques) pour former un espace fermé et réduire les pertes de chaleur ; des rouleaux de guidage de bande d'acier sont disposés à l'intérieur pour assurer le fonctionnement stable de la bande d'acier.
- Enveloppe du four : La couche extérieure est une plaque d'acier et le milieu est rempli de matériaux d'isolation thermique (tels que la laine de roche, la laine de silicate d'aluminium), de sorte que la température de surface du corps du four est ≤ 60 ℃ et que la consommation d'énergie est réduite.
2. Ensemble de tubes radiants :
- Tube radiant : Élément chauffant central, généralement en acier résistant à la chaleur (tel que le Cr25Ni20) ou en céramique, de forme U, W et tube droit (le type W étant le plus couramment utilisé en raison de sa puissance élevée et de sa facilité d'installation et d'entretien). Il est disposé uniformément sur les faces supérieure et inférieure de la chambre du four (avec un espacement de 100 à 200 mm) pour assurer un chauffage uniforme des faces supérieure et inférieure de la bande d'acier.
- Système de combustion (type combustible) : comprenant des brûleurs, des conduites de gaz et des préchauffeurs d'air (récupérant la chaleur des gaz de combustion pour améliorer l'efficacité de la combustion) ; le type de chauffage électrique est équipé d'une armoire de commande de puissance et d'une boîte de jonction d'éléments chauffants.
③ Système d'atmosphère protectrice :
- Dispositif de génération de gaz : Tels que les générateurs d'azote et les fours de décomposition d'ammoniac (produisant un mélange azote-hydrogène), pour assurer la pureté de l'atmosphère protectrice (teneur en O₂ ≤10ppm, teneur en H₂O ≤20ppm).
- Système de circulation et d'échappement des gaz : Un ventilateur de circulation est disposé dans le four pour assurer un flux uniforme de l'atmosphère protectrice ; un orifice d'échappement est placé à la queue pour évacuer une petite quantité de gaz résiduaires générés par la combustion (pour le type de combustible) ou l'air de fuite.
④ Système de contrôle de la température et de la tension :
- Contrôle de la température : des thermocouples sont disposés dans la chambre du four pour surveiller la température de chaque section en temps réel, et l'alimentation en combustible (ou la puissance de chauffage électrique) est ajustée via le système PLC pour obtenir un contrôle précis de la température.
- Contrôle de la tension : Des rouleaux de tension sont placés à l'entrée et à la sortie pour contrôler la tension de la bande d'acier dans le four (généralement 50-200 N/mm²) et empêcher la bande d'acier de dévier ou de se froisser.
⑷ Caractéristiques du processus
Comparé aux autres fours de recuit (tels que les fours de chauffage à flamme nue et les fours de chauffage par induction), les principaux avantages du four de recuit à tube radiant complet sont les suivants :
① Bonne uniformité de chauffage : Le chauffage indirect des tubes radiants évite le contact direct entre les flammes nues et la bande d'acier, réduit la surchauffe locale ou la différence de température, entraîne un faible écart de température de la bande d'acier et améliore l'uniformité de l'épaisseur du revêtement galvanisé de 10 à 15 %.
2. Excellente qualité de surface : aucune oxydation ne se produit dans l'atmosphère protectrice, la surface de la bande d'acier est propre et l'adhérence du revêtement de zinc est plus forte lors de la galvanisation ultérieure, réduisant les défauts tels que le « placage manquant » et les « particules de zinc ».
③ Équilibre entre la consommation d'énergie et la maintenance : les tubes radiants de type combustible peuvent réduire la consommation d'énergie grâce à la récupération de la chaleur perdue (efficacité thermique de 60 à 70 %) ; le type de chauffage électrique n'a pas d'émission de gaz d'échappement et une maintenance plus simple, ce qui convient aux scénarios avec des exigences élevées en matière de protection de l'environnement.
⑸ Précautions d'utilisation et d'entretien
① Fonctionnement sûr :
- Pour les fours à combustible, l'étanchéité des conduites de gaz doit être vérifiée régulièrement pour éviter les fuites de gaz.
2. Entretien quotidien :
- Tubes radiants : Vérifiez l'épaisseur de la paroi tous les 3 à 6 mois (pour éviter le grillage) et remplacez-les à temps si une déformation ou un dommage est constaté ; pour les tubes à combustible, nettoyez les buses du brûleur pour éviter tout blocage.
- Système d'atmosphère protectrice : Détectez quotidiennement la pureté du gaz et remplacez régulièrement l'élément filtrant pour empêcher les impuretés de pénétrer dans la chambre du four.
③ Contrôle des paramètres du processus :
- Température de recuit : Adaptée en fonction du matériau de la bande d'acier (acier à faible teneur en carbone, acier à haute résistance, etc.). Par exemple, la température de recuit de l'acier à faible teneur en carbone est de 700 à 750 °C, tandis que celle de l'acier à haute résistance doit être portée à 800 à 850 °C.
- Vitesse de la bande d'acier : Adaptée à la température de recuit. Une vitesse trop rapide peut entraîner un chauffage insuffisant, tandis qu'une vitesse trop lente affecte l'efficacité de la production. Elle doit être ajustée dynamiquement en fonction du rythme de la ligne de production.
5. L'équipement de la zone des cuves de zinc est également spécialement configuré en fonction de la composition du zinc liquide requise par le client. Comme le client produit des produits à 55 % Al-Zn-Si, notre sélection est la suivante :
1. Corps du pot en zinc : Les angles internes du pot en zinc sont généralement arqués avec du R600, ce qui facilite l'écoulement du zinc liquide et la conduction thermique, et empêche la formation de coins morts froids. Sa capacité est généralement de 70 à 90 tonnes, ce qui permet d'homogénéiser la température et la composition grâce à l'agitation magnétique, tout en réduisant les pertes de chaleur.
2. Inducteur : En raison de la plage de température de solidification spécifique de l'alliage liquide Al-Zn-Si à 55 %, lorsque la température du pot est inférieure à 595 °C, l'aluminium contenu dans l'alliage liquide cristallise et précipite en premier. Par conséquent, l'inducteur doit fonctionner fréquemment ou en continu à haute puissance pour purger le canal de fusion interne, éviter son blocage ou sa réduction de section jusqu'à son endommagement, et uniformiser simultanément la température et la composition du pot de zinc. HiTo a configuré quatre inducteurs pour le pot de zinc principal de la ligne de production du client, d'une puissance maximale de 350 à 400 kW, disposés respectivement sur les quatre côtés du pot.
③ Cuve de préfusion : En général, une ligne de production d'Al-Zn-Si à 55 % est équipée d'une cuve de préfusion. Il s'agit d'une cuve de préfusion à chauffage par induction céramique à fréquence industrielle de petite capacité, dotée de deux inducteurs et d'une puissance de 400 kW×2. Un orifice de trop-plein est aménagé sur le bord supérieur de la paroi, lequel est relié à une goulotte (canalisation liquide 55Al-Zn-Si) menant à la cuve de zinc principale. L'alliage liquide s'écoule dans la cuve principale par ajout de lingots d'alliage afin d'augmenter le niveau de zinc liquide de la cuve principale.
④ Dispositifs auxiliaires : Comprend les rouleaux d'enfoncement, les rouleaux stabilisateurs et leurs dispositifs de réglage, généralement appelés « trois rouleaux, six bras et un bec de zinc ». Ils se composent d'un rouleau d'enfoncement, d'un rouleau de correction, d'un rouleau stabilisateur, de six bras supportant les trois rouleaux à immerger dans le bac de zinc, et d'un bec de zinc guidant la bande d'acier dans le bac de zinc. De plus, afin d'éliminer les scories de zinc sur les rouleaux, un racleur électrique est installé sur la poutre du bras afin d'améliorer l'efficacité et la durée de vie des rouleaux d'enfoncement.
6. La section de refroidissement est spécialement équipée d'un système de refroidissement par air pulsé (refroidissement par air mobile). Après sa sortie du creuset de zinc, la bande traverse une section de refroidissement par air pulsé. La température de la bande est réduite de 600 °C à 450 °C en 3 à 5 secondes, avec une vitesse de refroidissement minimale de 30 °C/s.
7. Un broyeur à peau humide haut de gamme est configuré.
1 Fonctions principales : En calandrant la surface de la tôle d'acier après sa sortie du creuset de zinc, le laminoir skin-pass aplanit la surface de la bande d'acier, permettant ainsi au revêtement de zinc de mieux adhérer à la surface. Il améliore également la finition et le lissé de la bande d'acier, élimine les petits défauts d'uniformité, les contraintes internes et la limite d'élasticité du matériau, améliore les performances d'usinage, améliore la forme de la tôle dans une certaine mesure et transfère la rugosité, facilitant ainsi le traitement antirouille de la bande d'acier calandrée.
2. Structure de base : Le laminoir skin-pass se compose principalement d'un carter, d'un support, de rouleaux, d'un système hydraulique et d'autres composants et mécanismes. Les rouleaux constituent les composants principaux et adoptent généralement une structure à quatre rouleaux, comprenant des rouleaux de travail supérieurs, des rouleaux de travail inférieurs, des rouleaux d'appui supérieurs et des rouleaux d'appui inférieurs.
8. Un dispositif de revêtement de passivation est configuré pour le traitement de passivation et antirouille sur la surface de la bande, et un dispositif de revêtement anti-empreintes digitales est configuré pour revêtir la surface de la bande avec un revêtement anti-empreintes digitales.
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