"Dispositif pour le refroidissement rapide des produits laminés plats métalliques
à la sortie du train finisseur"
La présente invention se rapporte à un dispositif pour assurer
un refroidissement rapide des produits laminés plats métalliques à la sortie du
train finisseur.
L'efficacité d'un dispositif de refroidissement de produits métalliques sortant d'un train de laminoir finisseur, peut s'évaluer de façon assez objective par la grandeur du coefficient de transfert calorifique; plus le coefficient de
transfert est élevé, plus l'efficacité du refroidissement est grande.
i A titre indicatif, pour les installations actuelles des trains à larges bandes, le coefficient de transfert calorifique varie de 0, 04 à 0, 055 cal/
<EMI ID=1.1>
cm . sec. Pour un train présentant une largeur de table de 2 mètres, ces données
<EMI ID=2.1>
Il a déjà été possible d'obtenir des coefficients de transfert nettement plus élevés, mais uniquement, semble-t-il, pour des produits du genre des ronds, et à condition de réaliser des débits spécifiques de refroidissement
<EMI ID=3.1>
D'autres tentatives ont déjà été faites pour accroftre ce coefficient de transfert pour des produits laminés plats, par exemple en remplaçant les jets divergents d'eau pulvérisée par des jets laminaires, ou en guidant un jet d'eau jusqu'à proximité immédiate du produit plat, lequel est à l'endroit de l'impact placé entre deux guides plans horizontaux, peu distants l'un de l'autre, l'eau projetée sur le produit étant forcée de s'échapper suivant une direction transversale à l'axe du dit produit. A la connaissance du demandeur, il ne semble pas que ces dispositifs aient permis d'atteindre industriellement le but poursuivi, à savoir l'obtention d'un coefficient de transfert de valeur élevée, pour des produits laminés plats, tout en maintenant le débit spécifique à des valeurs considérées comme satisfaisantes.
La présente invention a précisément pour objet un dispositif permettant aisément d'arriver à ce résultat, d'une part en évitant les inconvénients décrits ci-dessus et d'autre part, en présentant des avantages propres particulièrement intéressants.
Parmi ces avantages, on peut citer :
- l'augmentation de la rigidité de la tête de bande lors du laminage de tô}es fines, ce qui conduit à une meilleure stabilité de la tôle, et par conséquent permet de réaliser des vitesses de laminage plus élevées, et donc d'accroître la production,
- la diminution de la longueur de la table de refroidissement, ce qui permet de réduire les investissements,
- la diminution de la quantité d'eau totale nécessaire au refroidissement du produit, ce qui permet une économie de fonctionnement, <EMI ID=4.1>
Avant de définir de façon précise les caractéristiques du dispositif de l'invention, on va en décrire un type de réalisation, donné à titre d'exemple sans aucun caractère de limitation, et au moyen de schémas non à l'échelle.
Suivant cet exemple de réalisation, le dispositif de l'invention se compose successivement de :
a. une bofte de refroidissement à eau, éventuellement à double
paroi,
b. une bofte de séchage à air,
c. soit à nouveau une bofte de refroidissement du type repris sous
<EMI ID=5.1>
soit une ou plusieurs boites de refroidissement à eau du type à double paroi, mais appropriées pour pouvoir être disposées entre deux rouleaux consécutifs se trouvant à leur écartement normal.
La bofte de refroidissement 1 du type repris sous a et schématisée sur la figure 1 est associée à un certain nombre de rouleaux 2, 3, de laminoir,
<EMI ID=6.1>
déplacement de la tôle s'effectuant dans le sens de la flèche 5.
La bofte de refroidissement 1 comporte deux parties consécutives, dont la première est un caisson d'entrée 6 composé d'un toit incliné vers le bas dans le sens du déplacement de la tôle, deux pamis latérales 7 et 8 situées aux extrémités des rouleaux 2 et 3, une paroi inférieure 9 située sous la tôle 4 et ne laissant que peu d'espace entre elle-même et les rouleaux 2 et 3, tout en étant légèrement inclinée vers le bas dans le sens de la flèche 5. La beconde des deux parties consécutives de la bofte 1 est constituée par un caisson 10 de hauteur inférieure à celle de l'entrée du caisson 6, dont le toit 11 est sensiblement horizontal, tandis que le plancher 12, laissant peu d'espace entre lui-même et les deux rouleaux 3 et 13 adjacents, est légèrement incliné en sens inverse de celui de la flèche 5.
La bofte de refroidissement 1 est munie d'un dispositif 14 disposé à la partie supérieure dE- l'entrée du toit du caisson 6, et servant à projeter à l'intérieur du dit caisson un ou plusieurs jets d'eau en direction du rouleau de façon à atteindre celui-ci sensiblement à sa zone supérieure 15. On dispose avantageusement en avant du caisson 6 une paire de cylindres 16 et 17, l'un 16 porteur situé à son niveau usuel sous la tôle 4, le second 17 déplacé vers le haut de façon à guider correctement la tôle 4 vers l'entrée du caisson 6, quel que soit le manque de planéité de celle-ci, même en son début. Dans ce caisson, l'excédent d'eau est évacué par le cylindre 3.
La boite de refroidissement qui vient d'être décrite présente
les particularités suivantes :
1. Le guidage de l'eau projetée par le dispositif 14, le long de
la bande laminée 4; ce guidage est obtenu grâce à l'espace confiné restreint ménagé entre le toit 11 du caisson et la bande 4.
2. La possibilité d'accepter sans difficultés des tôles présentant des défauts de planéité.
3. La possibilité d'agir sur la répartition de l'eau suivant la largeur de la tôle, en sélectionnant un ou plusieurs jets d'eau.
4. La possibilité d'exercer un effet d'entraînement de la bande par effet de pinçage en dirigeant les jets d'eau sur la tôle à l'endroit où celle-ci repose sur le cylindre 3; la tôle est ainsi entrafhée vers l'intérieur du caisson
10. En pratique le débit d'eau délivré dans un tel caisson est élevé (de l'ordre
de 1000 m<3>/h) sous une pression assez faible (environ 1 kg/cm<2>). Avec ces données, on atteint fréquemment des coefficients de transfert calorifique dont
<EMI ID=7.1>
La bofte de séchage à air reprise sous b et repérée 18 à la figure 1 est associée à au moins deux cylindres, tels que 13 et 19 supportant la bande 4 durant son passage dans la bofte 18. La hauteur de la section de passage de cette bofte est suffisante pour que la bande puisse y passer, compte tenu de ce qu'elle peut présenter un défaut de planéité, qui lui confère un encombrement <EMI ID=8.1> Le toit de la botte 18 est pourvu d'un certain nombre d'orifices
20 au travers desquels on peut souffler un grand débit de gaz sec, par exemple de l'air, sous une pression faible, de façon d'une part à former un coussin d'air entre la paroi et la bande et d'autre part servir de barrage à l'eau recouvrant la bande au sortir du caisson 10.
Cette opération présente l'avantage que la phase ultérieure de refroidissement peut ainsi être réalisée sur une bande sèche, ce qui accroft considérablement son efficacité.
La bofte de refroidissement à eau 21 du type à double paroi, telle que schématisée à la figure 2, présente en principe la même configuration générale que la boîte 1, avec cette différence que sa partie supérieure 22 et sa partie inférieure 23 qui suit le rouleau 24 sont doublées toutes deux d'une paroi 25 et 26 pourvue d'orifices 27 par lesquels on projette de l'eau contre la bande, ces orifices étant alimentés en eau par les conduits 28 et 29. Cette disposition permet d'une part une meilleure répartition de l'eau sur la bande, et d'autre part un refroidissement pratiquement symétrique de celle-ci.
Suivant l'invention, dans le cas où la place nécessaire au placement des dispositifs décrits précédemment fait défaut, on peut avec avantage faire usage de ceux repris ci-après à la figure 3.
Sur cette figure sont représentés une suite de dispositifs de re- froidissement du type bofte à eau à double paroi. Ceux-ci, repérés 30, 31, 32 , sont disposés en contre-haut entre les rouleaux porteurs 33, 34, 35 et 36, disposés à écartement normal l'un de l'autre. Chacun de ces dispositifs est constitué d'un caisson à doubles parois, dans lequel se déplace la bande à refroidir. Ces caissons présentent deux ouvertures 37 et 38 supérieure et inférieure, pour l'alimentation en un liquide refroidissant, délivré à l'intérieur du caisson entre les parois externes 39 et 40 et les parois internes correspondantes 41 et 42 munies d'orifices destinés à la projection du liquide sur les deux faces de la bande.
Entre ces différents dispositifs 30, 31, 32, on a placé des appareils 43, 44, destinés à projeter sur la bande humide un gaz sec dont les caractéristiques du jet sont suffisantes pour balayer l'eau hors de la bande, de telle façon que la phase d'arrosage subséquente puisse enlever davantage de calories.
<EMI ID=9.1> de la demande, on va maintenant en définir la structure, en fonction des dits éléments.
Le dispositif, objet de la présente invention, dans lequel une bande métallique en cours de laminage est soumise à une opération de refroidissement intense, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte,disposées l'une à la suite de l'autre, au moins :
a. une bofte dite d'entrée, comportant des moyens pour soumettre
la bande à une opération de refroidissement par eau;
b. une bofte dite de séchage à air, comportant des moyens pour
débarrasser la bande de l'eau qu'elle a reçue au cours de son passage dans la bofte reprise sous a.
Suivant une modalité intéressante du dispositif de l'invention, celuici comporte en outre, au moins un caisson à double paroi destiné à parfaire le refroidissement par eau de la bande au sortir de la botte de séchage reprise sous b, et un organe destiné à parfaire le séchage de la bande au sortir du caisson à double paroi.
La botte d'entrée reprise sous a est avantageusement constituée d'un caisson comportant deux parties bien distinctes, dont la première, du côté de l'entrée de la bande, présente une hauteur décroissant jusqu'approximativement à l'aplomb de la génératrice supérieure d'un rouleau de laminoir, rouleau dont la partie supérieure se trouve à l'intérieur de la dite bofte, grâce à la présence d'une ouverture pratiquée dans le plancher de la dite bofte, le toit de la seconde partie étant sensiblement horizontal par rapport au plan pris comme référence
de la bande passant à travers la boue; les planchers des deux parties de la bofte, l'un disposé avant le dit rouleau, l'autre disposé après lui, sont légèrement inclinés vers le dit rouleau, avec lequel ils n'entrent toutefois pas en contact;
également côté entrée de la bande, la bofte est équipée d'un dispositif destiné à projeter de l'eau sur la partie supérieure de la bande sensiblement en direction de la zone où la dite bande supposée plane entre en contact avec le dit rouleau qui la supporte en l'entraînant vers la sortie de la dite bofte.
La botte de séchage telle que reprise sous b, est constituée suivant une modalité préférentielle d'exécution, d'un caisson ouvert aux deux extrémités pour laisser passer la bande à traiter, le toit de la dite botte sensiblement parallèle au plan de la bande, présentant une double paroi, la paroi extérieure étant pourvue d'un orifice permettant le raccord d'une installation d'alimentation en air sous pression, la paroi intérieure étant munie sur la majeure partie de sa longueur d'un certain nombre d'orifices destinés à permettre l'insufflation d'air sur la bande, le plancher du dit caisson étant pourvu d'au moins une échancrure destinée à permettre l'introduction dans la dite bofte de la partie supérieure d'un rouleau de support et d'entraînement de la bande.
Le caisson à double paroi pour l'alimentation en eau est avantageusement constitué d'une bofte allongée, dans le sens du défilement de la bande, ouverte à ses deux extrémités, la dite bofte comportant deux parties bien distinctes dont la première, côté entrée, présente une hauteur décroissant jusqu'approximativement à l'aplomb de la génératrice supérieure d'un rouleau de laminoir, rouleau dont la partie supérieure se trouve à l'intérieur de la dite bofte, grâce à la présence d'une ouverture pratiquée dans le plancher de la dite bofte, le toit de la seconde partie étant sensiblement horizontal par rapport au plan pris comme référence
de la bande passant à travers la bofte, en ce que les planchers des deux parties
de la bofte, l'un disposé avant le dit rouleau, l'autre disposé après lui, sont légè- rement inclinés vers le dit rouleau, avec lequel ils n'entrent toutefois pas en contact, les toits des dites deux parties, ainsi que le plancher de la seconde partie, étant pourvus d'une double paroi, dont l'élément externe est muni d'une ouverture pour le raccord d'un dispositif ci'alimentation en eau, tandis que l'élément intérieur est muni d'une série d'orifices destinés à permettre la projection d'eau sur les deux faces de la bande.
Selon une autre modalité intéressante de construction du caisson
à double paroi, celui-ci, destiné à être disposé à l'aplomb de l'espace compris entre deux rouleaux consécutifs du laminoir, se compose d'une simple bofte parallélépipédique, sans paroi d'entrée ni de sortie, dans le sens du déplacement de la bande, le toit et le plancher de la bofte, étant munis d'une double paroi dont les éléments externes sont pourvus d'une ouverture pour le raccord d'un dispositif d'alimentation en eau, tandis que les éléments intérieurs sont munis d'une série
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
'+
REVENDICATIONS
1. Dispositif dans lequel une bande métallique en cours de laminage est soumise à une opération de refroidissement intense, caractérisé en ce qu'il comporte, disposées l'une à la suite de l'autre, au moins :
a. une bofte dite d'entrée, comportant des moyens pour soumettre
la bande à une opération de refroidissement par eau;
<EMI ID=12.1>
débarrasser la bande de l'eau qu'elle a reçue au cours de son passage dans la bofte reprise sous a.
"Device for the rapid cooling of flat metal rolled products
at the exit of the finishing train "
The present invention relates to a device for ensuring
rapid cooling of flat metal rolled products at the outlet of the
finishing train.
The efficiency of a device for cooling metal products leaving a finishing rolling mill train can be assessed fairly objectively by the magnitude of the heat transfer coefficient; plus the coefficient of
transfer, the greater the cooling efficiency.
i As an indication, for current broadband train installations, the heat transfer coefficient varies from 0.04 to 0.055 cal /
<EMI ID = 1.1>
cm. dry. For a train with a table width of 2 meters, these data
<EMI ID = 2.1>
It has already been possible to obtain significantly higher transfer coefficients, but only, it seems, for products such as rounds, and on condition of achieving specific cooling rates.
<EMI ID = 3.1>
Other attempts have already been made to increase this transfer coefficient for flat rolled products, for example by replacing the divergent jets of sprayed water with laminar jets, or by guiding a water jet to the immediate vicinity of the flat product, which is at the point of impact placed between two horizontal plane guides, not far from each other, the water projected onto the product being forced to escape in a direction transverse to the axis of said product. To the knowledge of the applicant, it does not seem that these devices have made it possible to industrially achieve the aim pursued, namely to obtain a high value transfer coefficient, for flat rolled products, while maintaining the specific flow rate. at values considered satisfactory.
The object of the present invention is precisely a device making it possible to easily achieve this result, on the one hand by avoiding the drawbacks described above and, on the other hand, by exhibiting particular advantages of its own.
Among these advantages, we can mention:
- the increase in the rigidity of the strip head during the rolling of thin sheets, which leads to a better stability of the sheet, and consequently makes it possible to achieve higher rolling speeds, and therefore to increase the production,
- the reduction in the length of the cooling table, which makes it possible to reduce investments,
- the reduction in the total quantity of water necessary for cooling the product, which allows an economy of operation, <EMI ID = 4.1>
Before precisely defining the characteristics of the device of the invention, a type of embodiment thereof will be described, given by way of example without any limitation, and by means of diagrams not to scale.
According to this exemplary embodiment, the device of the invention consists successively of:
at. a water cooling box, possibly double
wall,
b. an air drying box,
vs. or again a cooling box of the type listed under
<EMI ID = 5.1>
or one or more water-cooling boxes of the double-walled type, but suitable for being able to be placed between two consecutive rollers located at their normal spacing.
The cooling box 1 of the type shown under a and shown diagrammatically in FIG. 1 is associated with a certain number of rollers 2, 3, of the rolling mill,
<EMI ID = 6.1>
movement of the sheet in the direction of arrow 5.
The cooling box 1 has two consecutive parts, the first of which is an inlet box 6 composed of a roof inclined downwards in the direction of movement of the sheet, two side pamis 7 and 8 located at the ends of the rollers 2 and 3, a lower wall 9 located under the sheet 4 and leaving only little space between itself and the rollers 2 and 3, while being slightly inclined downwards in the direction of the arrow 5. The beak of the two consecutive parts of the box 1 is constituted by a box 10 of height less than that of the entrance to the box 6, the roof 11 of which is substantially horizontal, while the floor 12, leaving little space between itself and the two adjacent rollers 3 and 13, is slightly inclined in the opposite direction to that of arrow 5.
The cooling box 1 is provided with a device 14 disposed at the upper part of the entrance to the roof of the box 6, and serving to project inside said box one or more jets of water in the direction of the roller. so as to reach the latter substantially at its upper zone 15. Advantageously, a pair of cylinders 16 and 17 are placed in front of the box 6, one 16 carrying one located at its usual level under the sheet 4, the second 17 moved towards the top so as to correctly guide the sheet 4 towards the entry of the box 6, regardless of the lack of flatness thereof, even at its beginning. In this box, excess water is discharged by cylinder 3.
The cooling box which has just been described presents
the following particularities:
1. The guiding of the water projected by the device 14, along
the laminated strip 4; this guidance is obtained by virtue of the restricted confined space provided between the roof 11 of the box and the strip 4.
2. The possibility of accepting without difficulty sheets presenting defects of flatness.
3. The possibility of acting on the water distribution according to the width of the sheet, by selecting one or more water jets.
4. The possibility of exerting a driving effect of the strip by clamping effect by directing the water jets on the sheet at the place where the latter rests on the cylinder 3; the sheet is thus entrafhhed towards the inside of the box
10. In practice, the water flow delivered into such a box is high (of the order of
of 1000 m <3> / h) under a fairly low pressure (about 1 kg / cm <2>). With these data, we often reach heat transfer coefficients of which
<EMI ID = 7.1>
The air drying box under b and marked 18 in Figure 1 is associated with at least two cylinders, such as 13 and 19 supporting the strip 4 during its passage through the box 18. The height of the passage section of this bofte is sufficient for the strip to pass through it, taking into account that it may have a lack of flatness, which gives it a bulk <EMI ID = 8.1> The roof of the boot 18 is provided with a certain number of 'orifices
20 through which one can blow a large flow of dry gas, for example air, under low pressure, so on the one hand to form an air cushion between the wall and the strip and on the other hand serve as a barrier to the water covering the strip as it leaves the caisson 10.
This operation has the advantage that the subsequent cooling phase can thus be carried out on a dry belt, which considerably increases its efficiency.
The water cooling box 21 of the double-walled type, as shown diagrammatically in FIG. 2, has in principle the same general configuration as the box 1, with the difference that its upper part 22 and its lower part 23 which follows the roller. 24 are both lined with a wall 25 and 26 provided with orifices 27 through which water is projected against the strip, these orifices being supplied with water by the conduits 28 and 29. This arrangement allows, on the one hand, a better distribution of water on the belt, and secondly a practically symmetrical cooling thereof.
According to the invention, in the case where the space necessary for the placement of the devices described above is lacking, it is possible with advantage to make use of those listed below in FIG. 3.
This figure shows a series of cooling devices of the double-walled water box type. These, marked 30, 31, 32, are arranged against the top between the carrier rollers 33, 34, 35 and 36, arranged at normal spacing from one another. Each of these devices consists of a box with double walls, in which the strip to be cooled moves. These boxes have two upper and lower openings 37 and 38, for the supply of a cooling liquid, delivered inside the box between the outer walls 39 and 40 and the corresponding internal walls 41 and 42 provided with orifices intended for the cooling. projection of the liquid on both sides of the strip.
Between these different devices 30, 31, 32, devices 43, 44 have been placed, intended to project a dry gas onto the wet strip, the jet characteristics of which are sufficient to sweep the water out of the strip, such that the subsequent watering phase may remove more calories.
<EMI ID = 9.1> of the request, we will now define its structure, according to said elements.
The device, object of the present invention, in which a metal strip during rolling is subjected to an intense cooling operation, is essentially characterized in that it comprises, arranged one after the other, at the less:
at. a so-called entry box, comprising means for submitting
the belt in a water cooling operation;
b. a so-called air-drying box, comprising means for
rid the strip of water it received during its passage through the box taken under a.
According to an interesting modality of the device of the invention, this further comprises at least one double-walled box intended to improve the water cooling of the strip on leaving the drying boot under b, and a member intended to improve drying of the strip on leaving the double-walled box.
The entry boot taken up under a is advantageously made up of a box comprising two very distinct parts, the first of which, on the side of the entry of the strip, has a height that decreases to approximately in line with the upper generatrix. of a rolling mill roll, the upper part of which is located inside said box, thanks to the presence of an opening made in the floor of said box, the roof of the second part being substantially horizontal by compared to the plan taken as reference
tape passing through the mud; the floors of the two parts of the box, one disposed before said roller, the other disposed after it, are slightly inclined towards said roller, with which they however do not come into contact;
also on the inlet side of the strip, the box is equipped with a device intended to project water on the upper part of the strip substantially in the direction of the area where said supposedly flat strip comes into contact with said roller which lays it down. supports by dragging it towards the exit of the said box.
The drying boot as shown in b, is made up according to a preferred method of execution, of a box open at both ends to allow the strip to be treated to pass, the roof of said boot substantially parallel to the plane of the strip, having a double wall, the outer wall being provided with an orifice allowing the connection of a pressurized air supply installation, the inner wall being provided over the major part of its length with a certain number of orifices intended for to allow air to be blown over the strip, the floor of said box being provided with at least one notch intended to allow the introduction into said box of the upper part of a support and drive roller of the band.
The double-walled box for the water supply advantageously consists of an elongated box, in the direction of travel of the strip, open at both ends, the said box comprising two very distinct parts, the first of which, on the inlet side, has a height decreasing to approximately in line with the upper generatrix of a rolling mill roll, the upper part of which is located inside said box, thanks to the presence of an opening made in the floor of said box, the roof of the second part being substantially horizontal with respect to the plane taken as a reference
of the tape passing through the box, in that the floors of the two parts
of the box, one disposed before said roller, the other disposed after it, are slightly inclined towards said roller, with which they do not, however, come into contact, the roofs of said two parts, as well as the floor of the second part, being provided with a double wall, the outer element of which is provided with an opening for the connection of a water supply device, while the inner element is provided with a series of orifices intended to allow water to be sprayed onto both sides of the strip.
According to another interesting method of construction of the box
double-walled, this one, intended to be placed in line with the space between two consecutive rollers of the rolling mill, consists of a simple parallelepipedal box, without inlet or outlet wall, in the direction of the displacement of the band, the roof and the floor of the box, being provided with a double wall, the external elements of which are provided with an opening for the connection of a water supply device, while the internal elements are provided with a series
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
'+
CLAIMS
1. Device in which a metal strip during rolling is subjected to an intense cooling operation, characterized in that it comprises, arranged one after the other, at least:
at. a so-called entry box, comprising means for submitting
the belt in a water cooling operation;
<EMI ID = 12.1>
rid the strip of water it received during its passage through the box taken under a.