BE1022052B1 - Dispositif de captage de chaleur par conduction et enceinte de refroidissement comportant un tel dispositif - Google Patents

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BE1022052B1
BE1022052B1 BE2013/0658A BE201300658A BE1022052B1 BE 1022052 B1 BE1022052 B1 BE 1022052B1 BE 2013/0658 A BE2013/0658 A BE 2013/0658A BE 201300658 A BE201300658 A BE 201300658A BE 1022052 B1 BE1022052 B1 BE 1022052B1
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heat recovery
cooling chamber
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BE2013/0658A
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Carlan Florence De
Haytham Sayah
Ludovic Ferrand
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Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A.
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Abstract

Dispositif de captage de la chaleur émise par un produit solide dans une enceinte de refroidissement, le dispositif comprenant des moyens de récupération de chaleur par conduction, ces moyens comprenant au moins un élément de drainage, thermiquement conducteur, agencé pour être amené en contact avec au moins une surface du produit solide, l'élément de drainage comprenant une sole sur laquelle repose le produit solide et l'élément de drainage ayant une surface de contact divisée avec le produit solide.

Description

Dispositif de captage de chaleur par conduction et enceinte de refroidissement comportant un tel dispositif
La présente invention concerne le domaine du refroidissement des produits solides et leur cinétique de refroidissement.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De nombreux procédés industriels font intervenir des étapes de refroidissement de produits solides, par exemple dans le domaine de la sidérurgie en sortie de laminage à chaud. La méthode la plus commune de refroidissement fait appel à la dissipation thermique par convection naturelle entre le produit à refroidir et l'air ambiant. Cette méthode est relativement longue et ne permet pas de contrôler la vitesse de refroidissement, notamment en raison de la variabilité des paramètres liés à l'air ambiant (température, humidité, pression, vent). Or, un refroidissement non contrôlé peut nuire au produit, par exemple par un refroidissement non uniforme entre la surface et le cœur du produit qui crée un gradient de températures susceptible d'engendrer des tensions internes dans le produit. De telles tensions peuvent entraîner une plus grande fragilité des produits sidérurgiques. Des dispositifs de contrôle de vitesse de refroidissement et d'évacuation de la chaleur dégagée ont été mis au point afin de répondre à ce problème. Dans de tels dispositifs, les produits solides à refroidir traversent une enceinte de refroidissement dans les parois de laquelle circule un liquide caloporteur de refroidissement. La chaleur dégagée par les produits est transmise par rayonnemtent. aux parois de l'enceinte puis captée et évacuée par le liquide caloporteur en circulation dans les parois. Les composantes thermodynamiques du liquide caloporteur (pression, débit, température) permettent d'agir sur la vitesse de refroidissement des produits. Il est également connu de réduire la vitesse de refroidissement en injectant de la vapeur dans l'enceinte de refroidissement, ce qui a pour effet de réduire la quantité de chaleur - émise par rayonnement. Efficace pour les températures élevées, l'échange de chaleur par rayonnement voit son efficacité se dégrader rapidement pour des températures faibles et moyennes (inférieures à 600°C) et rend nécessaire de prolonger les temps de séjour des produits dans l'enceinte de refroidissement pour les amener à des températures à partir desquelles la vitesse de refroidissement n'a plus d'impact sur le produit.
Dans un souci d'efficacité énergétique, cette chaleur peut utilement être récupérée et valorisée pour être réinjectée dans d'autres opérations consommatrices de chaleur ou transformée en électricité. A ce titre, on connaît des systèmes utilisant un gaz soufflé sur des produits solides en circulation dans une enceinte de refroidissement. Le gaz circule dans l'enceinte de refroidissement, généralement au moyen d'un ventilateur, et capte la chaleur des produits solides par convection. Le gaz ainsi réchauffé est dirigé vers une série d'échangeurs destinés à chauffer de l'eau pour générer de la vapeur qui est ensuite dirigée vers une turbine de détente. Les échanges par convection nécessitent un dispositif de circulation du gaz qui consomme beaucoup d'énergie et réduit le rendement du procédé. Ces échanges nécessitent également un temps de séjour prolongé des pièces dans l'enceinte en raison d'un faible coefficient d'échange de chaleur entre le gaz en circulation et le produit solide.
Ainsi, les dispositifs existants de captage de la chaleur émise par des produits solides jusqu'à ce qu'ils atteignent une température proche de la température ambiante entraînent des temps de séjour prolongés des produits dans l'enceinte de refroidissement qui sont souvent supérieurs aux cadences de fabrication des produits. Le refroidissement des produits représente dès lors un point critique du procédé de fabrication. Ces contraintes obligent à disposer de plusieurs enceintes de refroidissement et empêchent de contrôler 1'-ensemble du refroidissement des produits fabriqués.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est d'améliorer le contrôle des conditions de refroidissement des produits solides et leur cinétique.
EXPOSE DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de captage de la chaleur émise par un produit solide dans une enceinte de refroidissement, le dispositif comprenant des moyens de récupération de chaleur par conduction, ces moyens comprenant au moins un élément de drainage, thermiquement conducteur, agencé pour être amené en contact avec au moins une surface du produit solide, l'élément de drainage comportant une sole sur laquelle repose le produit solide et l'élément de drainage ayant une surface de contact divisée avec le produit solide.
La conduction permet d'obtenir des coefficients d'échange de chaleur plus importants que ceux de l'art antérieur, notamment pour des températures moyennes -de l'ordre de 600°C. Les temps de séjour des produits à refroidir, jusqu'à ce que ceux-ci atteignent une température proche de la température ambiante, sont donc réduits. L'élément de drainage peut être un élément solide, par exemple unitaire ou sous forme d'un ensemble de solides divisés comme une poudre ou des grains, un produit déformable élastiquement, ou bien encore un produit liquide visqueux. On notera que plus la surface de l'élément de drainage en contact avec le produit est importante et plus le refroidissement est rapide. L'invention concerne également un tel dispositif dans lequel les moyens de récupération de chaleur par conduction comprennent un fluide caloporteur en circulation dans un conduit thermiquement conducteur au contact de l'élément de drainage. Ce fluide comprend un gaz ou un liquide et peut alimenter une turbine de détente. Ce système permet alors de transformer la chaleur du produit solide à refroidir en énergie électrique. L'invention concerne également un tel dispositif dans lequel le fluide caloporteur alimente un circuit de chauffage. La chaleur du produit solide à refroidir peut alors être utilisée pour des opérations consommatrices de chaleur. L'invention concerne également un dispositif dans lequel l'élément de drainage comprend une sole sur laquelle repose le produit solide. La sole peut également être pourvue d'au moins un conduit thermiquement conducteur de circulation d'un fluide caloporteur. L'invention concerne également un dispositif similaire dans lequel les moyens de récupération de la chaleur comprennent également une structure thermiquement conductrice en contact avec une surface supérieure du produit solide ainsi qu'un dispositif comprenant au moins un élément de drainage thermique ayant une surface divisée de contact avec le produit solide. L'invention a également pour objet un tel dispositif, comprenant également des moyens de récupération de chaleur par rayonnement ainsi qu'un dispositif similaire dans lequel les moyens de récupération de la chaleur par rayonnement sont associés, par une liaison de transfert thermique, à un conduit de circulation d'un fluide caloporteur. L'invention concerne aussi un tel dispositif, dans lequel le produit solide est en défilement dans l'enceinte de refroidissement. Le produit solide pouvant être un produit métallique. L'invention comprend également une enceinte de refroidissement d'un produit solide en défilement comprenant successivement, selon le sens de défilement du produit solide dans l'enceinte de refroidissement: - des moyens de récupération de chaleur par rayonnement ; - un premier dispositif de récupération de chaleur par conduction et des moyens de récupération de chaleur par rayonnement ; - un deuxième dispositif de récupération de chaleur par conduction.
On obtient ainsi un dispositif de captage de la chaleur émise par des produits solides qui permet d'ajuster les paramètres de refroidissement des produits solides et qui autorise une valorisation de la chaleur émise par ceux-ci par exemple sous la forme d'une source chaude pour d'autres opérations ou sous la forme d'électricité. La conduction permet de récupérer plus rapidement la chaleur aux moyennes et basses températures et ainsi d'accélérer le refroidissement des pièces. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique en coupe longitudinale selon un plan vertical I-I d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est une vue d'ensemble schématique en coupe longitudinale selon un plan horizontal II-II du mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale selon un plan vertical III-III du mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale selon un plan vertical IV-IV du mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale selon un plan vertical V-V du mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue schématique d'ensemble en perspective partiellement é.corchée du mode, de réalisation de la figure 1 ; - la figure 7 est une vue schématique du circuit du liquide de refroidissement du mode de réalisation de la figure 1 ; - la figure 8 est une vue d'ensemble schématique en coupe longitudinale selon un plan vertical VIII-VIII d'un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 9 est une vue d'ensemble schématique en coupe longitudinale selon un plan horizontal IX-IX du mode de réalisation de la figure 8 ; - la figure 10 est une vue schématique en coupe transversale selon un plan vertical X-X du mode de réalisation de la figure 8.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE
L'INVENTION
En référence aux figures 1 à 6, le dispositif conforme à l'invention comprend une enceinte de refroidissement, généralement désignée 1, délimitant un volume intérieur 2. L'enceinte 1 est éventuellement agencée pour isoler thermiquement le volume intérieur 2 de l'air ambiant. Cette enceinte 1 est sensiblement parallélépipédique et comprend, sur deux faces opposées, une entrée de chargement 3 et une sortie 4 entre lesquelles des brames métalliques 5 sont en défilement selon une direction longitudinale de défilement orientée depuis l'entrée de chargement 3 vers la sortie 4 et représentée par une flèche sur la figure 1. L'entrée 3 - et la sortie 4 * sont éventuellement pourvues de portes thermiquement isolantes. Les brames 5 entrent dans l'enceinte de refroidissement 1 à une température généralement comprise entre 900°C et 1400 °C et reposent ici sur deux supports, schématisés en 6.1 et 6.2, appartenant à un convoyeur, schématisé en 6, qui s'étend depuis l'entrée 3 jusqu'à la sortie 4 de l'enceinte de refroidissement 1. Les supports du convoyeur sont par exemple des longerons- s'étendant parallèlement aux brames et dont au moins certains sont mobiles dans un plan vertical selon un pas de pèlerin pour déplacer les brames. Le convoyeur peut être d'un autre type et, par exemple, les supports, de type connu, sont des rouleaux espacés de telle manière que chaque brame repose sur au moins deux rouleaux. Ces rouleaux peuvent être motorisés ou non, les brames étant poussées les unes par les autres dans ce dernier cas. En variante encore, les supports, de type connu, sont des glissières sur lesquelles reposent les brames qui sont poussées les unes par les autres.
Le volume intérieur 2 de l'enceinte de refroidissement 1 comprend des moyens de récupération de chaleur implantés au-dessus et en dessous des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 en défilement. Ces moyens de récupération de chaleur sont de deux types : des moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 et des moyens de récupération de chaleur par conduction 30. L'enceinte de refroidissement 1 comprend trois zones de refroidissement A, B et C successives selon le sens de défilement des brames 5 et représentées sur les figures 1 à 6. En référence à la figure 3, la première zone A comprend des moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 implantés au-dessus et en dessous des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 en défilement. En référence à la figure 4, la seconde zone B comprend des moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 implantés au-dessus des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 en défilement· et des moyens de récupération de la chaleur par conduction 30 implantés en dessous des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 en défilement. Enfin, en référence à la figure 5, la dernière zone C comprend des moyens de récupération de chaleur par conduction 30 implantés au dessus et en dessous des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 en défilement.
Les moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 et par conduction 30 sont- maintenant détaillés en référence aux figures 1 à 6.
Les moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 comprennent des conduits 21 réalisés en matériau thermiquement conducteur. Par thermiquement conducteur, on désigne un matériau dont la conductivité thermique est comprise ici entre 5 et 500 W/mK. Ces conduits thermiquement conducteurs 21 sont disposés dans le volume intérieur 2 de l'enceinte 1 et s'étendent entre les deux parois longitudinales de l'enceinte de refroidissement 1. Les extrémités de chacun de ces conduits thermiquement conducteurs 21 sont reliées à un circuit de captage de chaleur par rayonnement 50 dans lequel circule un fluide caloporteur 22 par des piquages d'entrée 23 et de sortie 24 qui passent au travers des parois longitudinales de l'enceinte de refroidissement 1. Les conduits thermiquement conducteurs 21 implantés au dessus des supports 6.1, 6.2 et donc des brames 5 sont suspendus au plafond de l'enceinte de refroidissement 1 par des supports 25 et les conduits thermiquement conducteurs 21 implantés sous les supports 6.1, 6.2 reposent au sol de l'enceinte de refroidissement 1 via des supports 26.
Les moyens de récupération de chaleur par conduction 30 comprennent un élément solide de drainage, en matériau thermiquement conducteur, ici une sole conductive 31 en acier, posée sur le sol de l'enceinte de refroidissement 1 et dans laquelle s'étendent, selon une direction transversale à la direction de défilement des brames 5, des conduits thermiquement conducteurs 32 en contact avec la sole conductive 31 et dans lesquels circule un fluide caloporteur 33. Les extrémités de chacun de ces conduits 32 sont reliées à un circuit de captage de chaleur par conduction 100 par des piquages d'entrée 34 et de sortie 35 qui passent au travers des parois longitudinales de l'enceinte de refroidissement 1. Les deux supports 6.1 et 6.2 du convoyeur 6 s'étendent dans des gorges 36.1 et 36.2 ménagées dans la sole, conductive 31. La sole ainsi agencée est amenée en contact avec la surface inférieure des brames 5 lors du défilement de celles-ci dans l'enceinte de refroidissement 1. Les supports sont ici mobiles, par leur mouvement en pas de pèlerin, entre une position légèrement en saillie de la sole dans laquelle les brames sont légèrement au-dessus de la sole et une position escamotée dans la sole, les brames reposant alors sur la sole. L'enceinte de refroidissement 1 comprend également des moyens de récupération de la chaleur par conduction sous la forme d'un second élément de drainage thermiquement conducteur 37 implanté au dessus des brames 5, en partie supérieure de l'enceinte de refroidissement 1. Cet élément de drainage 37 possède une structure identique à celle de la sole conductive 31, et comprend également des conduits thermiquement conducteurs 32 de circulation du fluide caloporteur 33, mais est en contact avec une face supérieure de la brame 5.
En référence aux figures 1 à 7, le circuit de captage de chaleur par rayonnement 50 et le circuit de captage de chaleur par conduction 100 sont maintenant détaillés. Bien que , sur les figures, seuls les circuits de captage de chaleur situés en dessous des brames 5 en défilement soient représentés, les piquages d'entrée 23 et de sortie 24 des moyens de captage de la chaleur par rayonnement situés au dessus des brames 5 en défilement sont également liés au circuit de captage de chaleur par rayonnement 50 et les piquages d'entrée 34 et de sortie 35 des moyens de captage de la chaleur par conduction situés * au dessus des brames 5 en défilement sont également liés au circuit de captage de chaleur par rayonnement 100
Le circuit de captage de chaleur par rayonnement 50 est un circuit fermé qui comprend un conduit 51 auquel sont fluidiquement reliés, dans le sens de circulation du fluide représenté dans le conduit 51 par des flèches, une pompe 52 de circulation du fluide caloporteur 22, une nourrice d'alimentation 53 des piquages d'entrées 23, un collecteur 54, des piquages de sorties 24 ainsi qu'un échangeur de chaleur 55. La pompe 52 alimente ainsi en ' fluide caloporteur 22, les conduits thermiquement conducteurs 21 situés dans l'enceinte de refroidissement 1. Au cours de son passage dans les conduits thermiquement conducteurs 21, le fluide caloporteur 22 emmagasine de la chaleur de rayonnement émise par les brames 5 en défilement et ressort par les piquages de sortie 24 dans le collecteur 54. Le fluide caloporteur 22 -ici de l'eau pure- peut subir au cours de son réchauffement des changements de phase totaux ou partiels et comprendre alors un gaz (vapeur d'eau) et un fluide (eau) ou ne comprendre qu'une seule de ces deux phases. Le fluide caloporteur 22 est ensuite dirigé vers l'échangeur de chaleur 55 dans lequel il cède la chaleur de rayonnement emmagasinée à un circuit de chauffage 60. En sortie de l'échangeur de chaleur 55, le fluide caloporteur 22 retourne à l'entrée de la pompe 52.
Le circuit de captage de chaleur par conduction 100 est un circuit fermé qui comprend un conduit 101 auquel sont fluidiquement reliés, dans le sens de circulation du fluide représenté par des flèches dans le conduit 101, une pompe 102 de circulation du fluide caloporteur 33, une nourrice d'alimentation 103 des piquages d'entrées 34, un collecteur 104 des piquages de sortie 35, une turbine de détente 105 ainsi qu'un condenseur 106. La pompe 102 alimente ainsi en fluide caloporteur 33, les conduits thermiquement conducteurs 32 s'étendant dans la sole conductive 31 et les moyens de drainage 37. Au cours de son passage dans ces conduits 32, le fluide caloporteur 33 emmagasine de la chaleur de conduction et ressort réchauffé par les piquages de sortie 35 dans le collecteur 104. Le fluide caloporteur 33 -ici de l'eau pure- peut subir au cours de son réchauffement des changements de phase totaux ou partiels et comprendre alors un gaz (vapeur d'eau) et un fluide (eau) ou ne comprendre qu'une seule de ces deux phases. Le fluide caloporteur 33 est ensuite dirigé vers la turbine de détente 105 qui transforme la partie vaporisée du fluide caloporteur 33 en travail mécanique ' et en électricité lorsque ladite turbine entraîne une machine électrique telle qu'un alternateur. En sortie de la turbine de détente 105, le fluide caloporteur 33 est dirigé vers le condenseur 10 6 avant de repasser au travers de la pompe 102 .
En fonctionnement, le dispositif entraîne en défilement les brames 5 à travers l'enceinte de refroidissement 1 grâce aux supports 6.1 et 6.2 du convoyeur 6. En traversant les zones de refroidissement A et B de l'enceinte 1, les brames 5 cèdent une partie de leur chaleur par rayonnement aux conduits thermiquement conducteurs 21 implantés au dessus et en dessous des brames 5 en défilement pour la zone A et au dessus des brames 5 en défilement pour la zone B. Les conduits thermiquement conducteurs 21 transfèrent cette chaleur au fluide caloporteur 22 qui les traverse et qui cède ensuite celle-ci au circuit de chauffage 60 dans l'échangeur 55. En sortie de zone A les brames 5 - dont la température est sensiblement descendue d'une température généralement comprise entre 900°C et 1400°C jusqu'à une température généralement comprise entre 400 et 800°C - passent en zone de refroidissement B dans laquelle elles reposent sur une sole conductive 31 qui capte leur chaleur par conduction et la transfère au fluide caloporteur 33 en circulation dans les conduits 32 traversant la sole conductive 31. En zone de refroidissement C, la face supérieure des· brames 5 - qui j reposent toujours sur la sole conductive 31 - vient en contact avec l'élément de drainage 37 qui capte également leur chaleur par conduction et la transmet au fluide caloporteur 33 via les conduits 32 la traversant. Lorsqu'elles atteignent la sortie 4 de l'enceinte de refroidissement 1, les brames 5 ont transféré l'essentiel de leur chaleur aux moyens de récupération de chaleur 20 et 30. . . .
Au cours de leur défilement dans l'enceinte de refroidissement 1, les brames 5 ont réchauffé les fluides caloporteurs 22 et 33 du circuit de captage de chaleur par rayonnement 50 et du circuit de captage de chaleur par conduction 100. Le fluide 22 cède alors sa chaleur dans l'échangeur 55 à un circuit de chauffage 60 avant de retourner à la pompe 52 guand le fluide 33 voit sa phase gazeuse détendue dans la turbine 105 génératrice d'électricité. Le fluide 33 passe ensuite dans un condenseur 106 avant de retourner à la pompe de circulation 102.
Les conditions dans lesquelles le refroidissement des brames 5 en défilement dans l'enceinte de refroidissement 1 est effectué (comme par exemple la vitesse de refroidissement) sont notamment pilotées par l'ajustement des paramètres suivants : -longueurs respectives des zones de refroidissement A, B et C ; -vitesse de défilement des brames 5 ; -nature et paramètres thermodynamiques (parmi lesquels température, débit et pression) des fluides caloporteurs 22 et 33.
On obtient ainsi un dispositif capable de contrôler le refroidissement de produits solides permettant de contrôler leur vitesse de refroidissement et/ou de réduire les temps de séjour des produits dans leur enceinte de refroidissement.
Bien entendu, l'invention n'est pa^s limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que défini par les revendications.
En particulier : - bien que les éléments de drainage (sole conductive 31 et élément de drainage 37) possèdent, ici, une surface de contact pleine avec les brames en défilement, ces surfaces de .contact peuvent.avantageusement être divisée afin de réduire les surfaces en contact et ainsi les efforts de frottement entre ces surfaces' et les brames 5 en défilement. Ces surfaces peuvent comprendre, par exemple, une pluralité d'excroissances cylindriques 38 disjointes telles que représentées aux figures 8 à 10, des brosses métalliques ou une surface ondulée ; - bien que les fluides caloporteurs 22 et 33 soient ici de l'eau pure, l'invention s'applique également à d'autres types de fluides caloporteurs tels que le sodium, l'huile ou de l'eau comprenant un additif tel que du propylène glycol ; - bien qu'ici, la liaison de transfert thermique associant les moyens de récupération de chaleur par rayonnement 20 aux conduits thermiquement conducteurs 21 de circulation du fluide caloporteur 22 soit confondus avec lesdits conduits, l'invention s'applique également à des moyens de récupération de la chaleur par rayonnement distincts des conduits de circulation du fluide caloporteur comme par exemple des ailettes recueillant la chaleur par rayonnement et la transmettant par conduction à un conduit sur lequel les ailettes sont fixées, par soudage par exemple ; - bien qu'ici, le circuit de récupération de chaleur par rayonnement 50 cède sa chaleur à un circuit de chauffage 60, l'invention s'applique également à un circuit de récupération de chaleur par rayonnement alimentant d'autres équipements tels que par exemple une turbine de détente, un échangeur de chaleur avec le circuit 100 ; * - bien qu'ici, les éléments de drainage soient réalisées en acier, l'invention s'applique également à des éléments de drainage réalisés dans une autre matière telle que, par exemple, le cuivre ou un autre métal, le verre... - bien qu'ici les produits solides soient des brames métalliques 5 en défilement, l'invention s'applique également à d'autres produits solides tels que, par exemple, des produits laminés en défilement -continu, des produits solides statiques ou des produits non métalliques comme du verre, du plastique, des scories, de la biomasse, du minerai ou des produits agro alimentaires. L'invention concerne un élément de drainage sous la forme d'un élément solide, d'un ensemble de solides divisés comme une poudre ou des grains, d'un produit déformable par exemple élastiquement, ou d'un produit liquide visqueux.
La sole peut être mobile entre une première position de support des brames et une deuxième position dans laquelle les brames reposent sur le convoyeur. Dans le cas d'un solide déformable ou d'un liquide visqueux, les supports peuvent être fixes en hauteur. *

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de captage de la chaleur émise par un produit solide dans une enceinte de refroidissement, le dispositif comprenant des moyens de récupération de chaleur par conduction, ces moyens comprenant au moins un élément de drainage, thermiquement conducteur, agencé pour être amené en contact avec au moins une surface du produit solide, l'élément de drainage comprenant une sole sur laquelle repose le produit solide et l'élément de drainage ayant une surface de contact divisée avec le produit solide.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de récupération de chaleur par conduction comprennent un fluide caloporteur en circulation dans un conduit thermiquement conducteur au contact de l'élément de drainage.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide caloporteur comprend un gaz et/ou un liquide.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide caloporteur alimente une turbine de détente.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide caloporteur alimente un circuit de chauffage.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la sole est pourvue d'au moins un conduit thermiquement conducteur de circulation d'un fluide caloporteur.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel au moins un conduit thermiquement conducteur de circulation d'un fluide caloporteur s'étend dans -une direction transversale à une direction de défilement des produits dans l'enceinte de refroidissement.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de récupération de la chaleur comprennent également un élément de drainage thermiquement conducteur en contact avec une face supérieure du produit solide.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif comprenant également des moyens de récupération de chaleur par rayonnement.
  10. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les moyens de récupération de la chaleur par rayonnement sont associés, par une liaison de transfert thermique, à un conduit de circulation d'un fluide caloporteur.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit solide est en défilement dans l'enceinte de refroidissement.
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit solide est un produit métallique.
  13. 13. Enceinte de refroidissement d'un produit solide en défilement comprenant au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  14. 14. Enceinte selon la revendication 13, comprenant successivement, selon le sens de défilement du produit solide dans l'enceinte de refroidissement: des moyens de récupération de chaleur par rayonnement ; - un premier dispositif de récupération de chaleur par conduction selon l'une quelconque des revendications précédentes et des moyens de récupération de chaleur par rayonnement ; - un deuxième dispositif de récupération de chaleur par conduction selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3885581A (en) * 1973-03-26 1975-05-27 Usinor Machine for cooling metal sheets or plates
US4334505A (en) * 1977-07-14 1982-06-15 Richard Jablin Cooling metal slabs and other metal products

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885581A (en) * 1973-03-26 1975-05-27 Usinor Machine for cooling metal sheets or plates
US4334505A (en) * 1977-07-14 1982-06-15 Richard Jablin Cooling metal slabs and other metal products

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