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Rouleau composite pour Le transport d'un produit métallique à haute temperature. La présente invention concerne un rouleau composite pour Le transport d'un produit métallique Åa haute température.
Dans Le domaine de l'élaboration du traitement des metaux, nombreuses sont les situations où L'on doit assurer Le transport de produits metaLLiques à haute température. De teLLes situations se presentent notamment dans Le cadre de La fabrication de L'acier, où il est
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frequent que La temperature des produits transportes atteigne ou depasse 10000C. C'est Le cas en particulier dans Les Laminoirs 6 chaud et dans les autre installations de coulee continue. Ucesituation frequente est Le traitement thermique en continu des bandes d'acier, dans des fours où la temperature est habitueLlement comprise entre 7000e et 1000 C environ.
Pour des raisons liées notamment à La
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qualite de La surface et à La stabiLite des produits geometriquetransportes, on utilise dans ces situations des rouleaux de transport comportant un manchon réfractaire venant en contact avec lesdits produits. Le manchon réfractaire est généralement monté sur une structure métallique, afin de réduire Le coût du rouleau de transport et de lui conférer une résistance mecanique appropriée. Un exemple d'un teL rouleau de transport est. fourni par Le brevet GS-A-1, 389, 852.
Un tel rouleau de transport, que L'on designera dans la suite par l'expression "rouleau composite", conduit cependant à de sérieux
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probLemes découlant directement des conditions de temperature auxqueLLes iL est soumis en service.
Les temperatures élevées provoquent une diLatation beaucoup plus importante de La structure métalLique intérieure que du manchon réfractaire extérieur; cette difference de dilatation entraîne rapidement La ruine du rouleau composite par rupture ou fissuration du manchon refractaire.
La présente invention a pour objet de proposer un rouleau composite pour Le transport d'un produit métaLlique à haute température, qui permet par des moyens simples, de remedier à L'inconvénient précité et de prolonger dans une mesure appréciable La duree de vie d'un tel rouleau de transport.
Conformément à La présente invention, un rouleau composite pour Le transport d'un produit métallique à haute température, qui comporte un manchon refractaire extérieur monté sur une structure métallique intérieure, est caractérisé en ce que ladite structure métallique supporte Ledit manchon réfractaire et en ce que Lesdites surfaces de contact sont des surfaces tronconiques coaxiales audit manchon réfractaire, dont Le sommet est situé à l'intérieur dudit manchon réfractaire et qui sont inclinées, par rapport un plan perpendiculaire à L'axe longitudinal dudit manchon réfractaire, d'un angle dont La tangente est égale au rapport entre la Longueur et Le diamètre moyen dudit manchon refractaire.
Au sens de La présente invention, Le diamétre moyen est celui qui correspond à La demi-epaisseur dudit manchon réfractaire.
L'invention sera pLus aisément comprise et mise en oeuvre grâce à la description détaiLlée, donnee ci-dessous à titre d'exemple, d'une réaLisation préferentieLLe d'un rouLeau composite conforme à la presente invention. Cette description est ilLustrée par les dessins annexes, dans LesqueLs La
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Figure 1 illustre en coupe radiaLe Le principe de L'assemblage forme à L'invention et La con-Figure 2 montre, à plus grande échelle, Le comportement d'un teL assemblage Lors d'une variation de température.
Dans ces figures qui sont des representations schématiques, on n'a volontairement fait apparaître que les éLéments qui sont directement necessaires a La bonne compréhension de l'invention. En outre, des éléments identiques ou analogues sont désignés par Les memes repères numériques dans toutes les figures.
La figure 1 iLLustre Le principe de L'assembLage, conformement à L'invention, d'un manchon refractaire 1 sur une structure metaLLique en vue de constituer un rouleau composite pour Le transport d'un produit métallique à haute température. La structure metaLLique est en partie connue et ne sera pas décrite en detaiL ici. A titre d'exemple, eLLe peut être constituee d'un tambour cylindrique assembLé par des fLasques d'extrémité 2, 3 à un arbre 4. Conformément à L'invention, cette structure est complétée par deux jantes 5,6 boulonnées sur Le tambour precite et proLongeant Lesdits flasques 2, 3 vers L'exterieur.
Les jantes présentent des surfaces tronconiques 7, 8 sur LesqueLLes Le manchon réfractai re repose librement par des surfaces tronconiques correspondantes. l'angle d'inclinaison de ces surfaces tronconiques par rapport Åa un pLan perpendiculaire à L'axe du manchon refractaire 1 est teL que sa tangente est égale au rapport L/D, L étant La Longueur du manchon refractaire et D étant son diamètre intérieur.
La figure 2 montre, à pLus grande échelle, Le comportement d'un tel rouLeau de transport lors d'une variation de temperature. La situation initiale est representee en traits pLeins : Le manchon réfractaire 1 repose Librement sur La jante 6 par La surface de contact 8. Cette situation correspond à La température ambiante. Au cours du chauffage jusqu'à sa temperature de service, Le rouleau subit une dilatation à La fois en direction axiale et en direction radiale. La jante prend ainsi La position 6' représentée en trait mixte, tandis que Le manchon
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refractaire vient dans La position 1', également representee en trait mixte. Les diLatations sont exagérées pour La clarté du dessin ; toutefois, La di Latation de La structure métallique est plus forte que
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celle du manchon réfractaire.
La combinaison des diLatations axiaLe et radiale a pour résuLtat que chaque point de La surface de La jante 6 se depLace en oblique par rapport à L'axe du rouLeau ; iL en va de même pour chaque point de La surface 8 du manchon réfractaire 1. En choisissant L'angLe
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d'inclinaison de cette surface de contact 8 conformement à L'invention, c'est-à-dire teL que tga = chaque point de La surface 8 se depLace en restant dans cette surface, tant pour La jante 6 que pour Le manchon réfractaire 1. IL en résulte que Les surfaces de contact glissent librement L'une sur L'autre, et que Le chauffage n'induit aucune contrainte de traction dans Le manchon réfractaire.
Le comportement inverse se manifeste lors d'un refroidissement progressif du rouleau, et on revient ainsi à La situation initiale representee en traits pleins.
Le rouleau composite conforme à l'invention élimine donc Le probLeme
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de La rupture du manchon réfractaire consécutive à La forte dilatation de La structure métallique. On peut bien entendu chercher à réduire cette dilatation, par exemple en refroidissant la structure metallique par tout moyen approprié. L'assemblage à dilatation libre proposé par la presente invention réduit cependant La necess-ite. de recounr a de tels moyens. Aux avantages techniques précités s'ajoute ainsi l'intérêt d'un prix de revient économique du rouleau composite proposè.
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Composite roller for transporting a metallic product at high temperature. The present invention relates to a composite roller for transporting a metallic product at high temperature.
In the field of metal treatment development, there are many situations in which the transport of metal products at high temperature must be ensured. Such situations arise in particular in the context of steel making, where it is
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frequent The temperature of the transported products reaches or exceeds 10000C. This is particularly the case in hot rolling mills 6 and in other continuous casting installations. Frequent use is The continuous heat treatment of steel strips, in ovens where the temperature is usually between about 7000 and 1000 C.
For reasons related in particular to
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surface quality and stability of geometriquetransportes products, in these situations are used transport rollers comprising a refractory sleeve coming into contact with said products. The refractory sleeve is generally mounted on a metal structure, in order to reduce the cost of the transport roller and to give it an appropriate mechanical strength. An example of such a transport roller is. provided by Patent GS-A-1, 389, 852.
Such a transport roller, which will be designated below by the expression "composite roller", however, leads to serious
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problems arising directly from the temperature conditions to which they are subjected in service.
The high temperatures cause a much greater expansion of the inner metal structure than of the outer refractory sleeve; this difference in expansion quickly leads to the ruin of the composite roller by rupture or cracking of the refractory sleeve.
The object of the present invention is to provide a composite roller for the transport of a metallic product at high temperature, which makes it possible, by simple means, to remedy the aforementioned drawback and to extend to an appreciable extent the service life of such a transport roller.
According to the present invention, a composite roller for transporting a metallic product at high temperature, which comprises an outer refractory sleeve mounted on an inner metallic structure, is characterized in that said metallic structure supports said refractory sleeve and in that Said contact surfaces are frustoconical surfaces coaxial with said refractory sleeve, the apex of which is situated inside said refractory sleeve and which are inclined, with respect to a plane perpendicular to the longitudinal axis of said refractory sleeve, by an angle of which La tangent is equal to the ratio between the length and the average diameter of said refractory sleeve.
Within the meaning of the present invention, the average diameter is that which corresponds to the half-thickness of said refractory sleeve.
The invention will be more easily understood and implemented thanks to the detailed description, given below by way of example, of a preferred embodiment of a composite roll according to the present invention. This description is illustrated by the accompanying drawings, in which the
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Figure 1 illustrates in radial section The principle of the assembly forms the invention and The con-Figure 2 shows, on a larger scale, the behavior of such assembly during a temperature variation.
In these figures which are schematic representations, we have voluntarily shown only the elements which are directly necessary for a good understanding of the invention. In addition, identical or analogous elements are designated by the same reference numerals in all the figures.
FIG. 1 illustrates the principle of assembling, in accordance with the invention, a refractory sleeve 1 on a metallic structure in order to constitute a composite roller for transporting a metallic product at high temperature. The metallic structure is partly known and will not be described in detail here. By way of example, it can be made up of a cylindrical drum assembled by end plates 2, 3 to a shaft 4. According to the invention, this structure is completed by two 5.6 rims bolted to the drum. above and extending said flanges 2, 3 to the outside.
The rims have frustoconical surfaces 7, 8 on which the refractory sleeve freely rests by corresponding frustoconical surfaces. the angle of inclination of these frustoconical surfaces with respect to a plane perpendicular to the axis of the refractory sleeve 1 is such that its tangent is equal to the ratio L / D, L being the length of the refractory sleeve and D being its internal diameter .
Figure 2 shows, on a larger scale, the behavior of such a transport roller during a temperature variation. The initial situation is shown in solid lines: The refractory sleeve 1 freely rests on the rim 6 by the contact surface 8. This situation corresponds to ambient temperature. During heating up to its operating temperature, the roller undergoes expansion both in the axial direction and in the radial direction. The rim thus takes the 6 'position shown in phantom, while the sleeve
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refractory comes in position 1 ', also shown in phantom. The readings are exaggerated for the clarity of the drawing; However, the latation of the metal structure is stronger than
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that of the refractory sleeve.
The combination of axial and radial expansion results in each point on the surface of the rim 6 moving obliquely to the axis of the roller; The same goes for each point on the surface 8 of the refractory sleeve 1. By choosing the angle
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of inclination of this contact surface 8 in accordance with the invention, that is to say that the tga = each point of the surface 8 is displaced while remaining in this surface, both for the rim 6 and for the refractory sleeve 1. As a result, the contact surfaces slide freely on each other, and the heating induces no tensile stress in the refractory sleeve.
The opposite behavior manifests itself during a progressive cooling of the roller, and one thus returns to the initial situation represented in solid lines.
The composite roller according to the invention therefore eliminates the probLeme
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The rupture of the refractory sleeve following the strong expansion of the metal structure. One can of course seek to reduce this expansion, for example by cooling the metal structure by any suitable means. The free expansion assembly proposed by the present invention, however, reduces the necessity. to use such means. In addition to the aforementioned technical advantages, there is also the advantage of an economic cost price of the proposed composite roller.