Perfectionnements aux installations pour le refroidissement du fil machine.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux installations pour le refroidissement de fil machine du genre de celles que l'on dispose habituellement à la sortie de ce fil hors d'un laminoir à chaud, perfectionnements applicables aussi bien pour le fil en acier dur que pour le fil en acier doux.
On sait que la plupart des caractéristiques d'un fil machine, par exemple ses propriétés mécaniques, sa microstructure, l'homogénéité de cette microstructure, la nature et l'épaisseur de la calamine, etc., dépendent presque exclusivement non seulement du traitement subi par le fil dans les dernières cages du laminoir, mais encore de toutes les opérations auxquelles il est soumis depuis sa sortie, par exemple un refroidissement contrôlé.
Pour obtenir du fil machine de bonne qualité, surtout celui destiné au tréfilage, on lui fait subir ordinairement un prépatentage et un patentage au plomb. Ces opérations étant particulièrement coûteuses, les producteurs se sont évertués à trouver des procédés qui, au moyen d'opérations moins onéreuses, permettaient de conserver au fil des propriétés sensiblement identiques à celles obtenues au moyen du patentage. Dans cette optique, pour épargner le coût d'une opération de prépatentage, on a déjà imaginé des installations de refroidissement contrôlé d'un fil machine disposé en spires non serrées, soit étalé sur un transporteur, soit enroulé autour d'un même axe.
La présente invention révèle des perfectionnements apportés à un dispositif de ce genre, permettant dans de meilleures conditions d'économie de réaliser un fil de propriétés plus homogènes, tout en supprimant aussi bien l'opération de patentage que celle du prépatentage.
L' installation envisagée comporte un dispositif de réception du fil machine venant de la dernière cage du laminoir, un dispositif d'enroulement du fil en spires et un dispositif de dépose des spires de façon non serrée sur un transporteur, le dit transporteur étant disposé de façon inclinée dans une cuve contenant un fluide aqueux, la dite cuve étant recouverte d'une hotte empêchant un refroidissement exagéré du bain, celui-ci étant en général porté à la température d'ébullition. Le plus souvent, un condenseur destiné à la récupération des produits d'évaporation est prévu dans cette hotte.
Enfin, l'inclinaison du transporteur et le sens de déplacement qu'il imprime aux spires sont tels que ces spires, après leur dépose au bas du transporteur, situé au fond de la cuve, remontent progressivement vers la surface supérieure du bain et sortent du bain à une certaine distance de l'extrémité côté sortie de la cuve.
Pour obtenir en fin de traitement un fil particulièrement apte au tréfilage, ses caractéristiques mécaniques doivent être aussi constantes que possible autour de valeurs considérées comme optimales, et sa structure doit être aussi homogène que possible. Toutes ces conditions sont à respecter aussi bien dans une même spire que tout au long de la bobine, la température de sortie du fil devant toutefois pouvoir être réglée dans une plage déterminée.
Comme dit plus haut, la présente invention se rapporte à une installation perfectionnée, grâce à laquelle on peut obtenir des fils vérifiant les conditions ci-dessus mentionnées, aussi bien pour le fil en acier dur que pour le fil en acier doux.
Avant de préciser de façon plus nette les caractéristiques de cette installation, on va en décrire un exemple de réalisation, exemple non limitatif, faisant appel à des schémas dessinés non à l'échelle.
La figure 1 représente de façon très simplifiée un type d'installation dont la présente invention révèle des perfectionnements.
Sur cette figure 1, on peut observer :
- en 1 : le dispositif formateur de spires,
- en 2 : un convoyeur auxiliaire, par exemple à rouleaux, recevant les spires du dispositif 1 et permettant d'amener les spires au-dessus du bain, sans mettre le dispositif formateur 1 dans la vapeur,
- en 3 : une cuve de traitement du fil à l'eau chaude, si possible proche de la température d'ébullition.
Les parois de cette cuve sont avantageusement calorifugées pour pouvoir obtenir une température uniforme dans le bain,
- en 4 : un convoyeur incliné, partiellement immergé et pourvu d'un prolongement horizontal 5 pour assurer la sortie des spires hors de la cuve 3,
- en 6 : un couvercle pourvu seulement de deux ouvertures aussi étroites que possible, l'une en 7 à l'entrée des spires, l'autre en 8 à leur sortie,
- en 9 : un dispositif de circulation du bain contenu dans la cuve, assurant en outre sa filtration, son homogénéisation, son niveau.
L'installation représentée schématiquement à la figure ci-dessus est, suivant les précisions données ci-après et qui constituent l'essentiel de l'invention, munie de perfectionnements qui doivent assurer au bain de métal une température homogène dans pratiquement tout son volume, température aussi élevée que possible, supérieure à 90[deg.]C et de préférence à 95[deg.]C.
La possibilité de réaliser des conditions opératoires qui, dans une même installation, permettent de traiter de façon satisfaisante aussi bien les fils durs que les fils doux, et cela sans pratiquement de perte de temps pour modification dans les installations, a conduit le demandeur à munir son installation d'un dispositif permettant de régler dans de larges mesures le
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nente une circulation forcée du bain, de manière à s'assurer d'une excellente homogénéisation de sa température, de la filtration du fluide le constituant, etc.
Il a été signalé plus haut qu'un couvercle était disposé au-dessus de la cuve; celui-ci, qui en conception habituelle sert à la condensation des vapeurs qui s'en échappent et à réduire les pertes de calories en provenance du bain vers le haut, présente, selon la présente invention, une conception particulièrement originale.
Selon cette conception, le couvercle comporte une partie destinée à la condensation des vapeurs et une autre destinée à empêcher les pertes de calories, les aires relatives couvertes par ces deux parties étant ajustables
à volonté, suivant le niveau du bain dans la cuve de traitement. Cet ajustement se fait suivant l'invention au moyen d'une voûte mobile réfractaire, disposée sous la partie condensante du couvercle et susceptible de se déplacer horizontalement sous celle-ci, de manière à n'en masquer que la part surplombant
la partie émergée du convoyeur. (Ce déplacement se fait par exemple à la manière d'un tiroir).
Un exemple non limitatif de réalisation d'une installation conforme à l'invention est schématisé aux figures 2 et 3.
Sur la figure 2, on a représenté en 2 le transporteur d'entrée des fils dans la cuve 3, dont le fond 10 suit l'inclinaison du transporteur 4, prolongé par l'auxiliaire 5. La cuve 3 est remplie d'un fluide liquide 11 dont
le niveau est susceptible de varier selon les nécessités. Le niveau repéré 12 correspond à un bain destiné au traitement d'un fil en acier doux, tandis que
le niveau plus élevé 13 correspond à un bain destiné au traitement d'un fil en acier dur.
Au-dessus du bac 3 se trouve le couvercle constitué d'une voûte en chicanes 14 s'étendant sur la totalité de la cuve. Un tiroir très réfractaire
15 disposé sous la voûte 14 côté sortie du bac est susceptible de glisser horizontalement selon un axe longitudinal ou transversal du bac de façon à occuper
la position la plus adéquate. On a représenté sur la figure la position 16 du tiroir correspondant au niveau 12 et celle 15 correspondant au niveau 13. Dans ces deux positions, le tiroir réfractaire permet de réduire autant que possible la vitesse de refroidissement du fil (par exemple de façon à maintenir dans cette zone de température un fil doux sortant du bain à une température comprise entre 625[deg.]C et 400[deg.]C). Le tiroir réfractaire qui, par ailleurs, peut se prolonger au-dessus du convoyeur auxiliaire, recouvre uniquement la partie non immergée du transporteur 4, l'autre partie du transporteur et donc du bain étant directement recouverte par la voûte en chicanes 14. Cette voûte en chicanes est avantageusement constituée d'une suite de caissons 17 refroidis à leur face supérieure
par de l'air ou de l'eau et pourvus latéralement de rigoles 18 de récupération
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de façon étanche suivant un dispositif connu en soi. Leur nombre, comme dit
plus haut, est tel qu'ils recouvrent l'entièreté du bac de traitement, mais il ne sort pas du domaine de l'invention de le limiter à une partie de celui-ci, par exemple la partie immergée du convoyeur, le restant étant alors couvert
par le tiroir réfractaire, lequel doit se trouver aussi proche que possible de
la partie émergée du dit convoyeur, pour réduire la vitesse de refroidissement du fil sorti du bain.
Etant donné que l'installation doit pouvoir fonctionner aussi bien pour le fil en acier dur que pour le fil en acier doux, il importe de maintenir
la température du bain à une valeur supérieure à 90[deg.]C et de préférence supérieure
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volume de liquide contenu dans la cuve, on peut calculer facilement la valeur minimale en-dessous de laquelle ne peut descendre la température de l'eau
de condensation et adapter en conséquence l'effet de refroidissement dû au con-
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température du bain en-dessous de la valeur désirée. En pratique, le condenseur est calculé de façon à assurer la condensation totale des vapeurs et à obtenir
un condensat dont la température est aussi élevée que possible, par exemple supérieure à 60[deg.]C et de préférence à 80[deg.]C.
Ayant ainsi décrit une installation conforme à la présente
invention, il est maintenant aisé d'en présenter les caractéristiques essentielles.
L'installation faisant l'objet de la présente invention, laquelle
est destinée à obtenir un fil machine de caractéristiques mécaniques données
et de structure donnée, et comporte à la sortie de la dernière cage du laminoir
à fil un dispositif de formation du fil en spires, un dispositif de dépose des
spires de façon non serrée sur un transporteur disposé dans une cuve contenant
un bain aqueux se trouvant à une température voisine de son point d'ébullition,
le dit transporteur ayant son entrée sous le niveau du bain et sa sortie au-dessus du niveau du bain, une hotte surmontant la cuve et munie d'un condenseur destiné
à la récupération des vapeurs, cette installation, du genre de celle décrite cidessus, est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens pour assurer et maintenir dans le bain une température sensiblement homogène.
Suivant une modalité de l'invention, les moyens utilisés sont constitués par des gicleurs disposés à l'intérieur de la cuve pour assurer la circulation du fluide; les dits gicleurs pouvant être eux-mêmes alimentés à
des débits variant d'un gicleur à l'autre, aux fins notamment d'assurer de
façon certaine la transformation allotropique complète de toutes les parties
des spires de fil.
Suivant une autre modalité de l'invention, la cuve de traitement
est pourvue de parois calorifugées.
Suivant une troisième modalité intéressante de l'invention,
la cuve de traitemenc est recouverte dans sa totalité par un couvercle constitué
de deux parties distinctes, à savoir :
- la première constituée d'un condenseur en chicane du type par contact, disposé au-dessus de la cuve, depuis son côté entrée au moins jusqu'à l'endroit où le transporteur émerge du bain,
- la seconde, isolant thermique de nature, depuis cet endroit jusqu'à la sortie de la cuve et éventuellement jusqu'au-dessus d'un convoyeur terminal disposé
à la suite du transporteur de la cuve et assurant le relai dans le transport
des spires hors du bain et de la cuve.
Avantageusement, le couvercle susdit peut être constitué d'un condenseur s'étendant sur l'entièreté de la cuve et d'une partie isolant thermique que l'on peut disposer et déplacer sous le condenseur de façon à ne couvrir
que la partie émergée du transporteur, quel que soit le niveau du bain dans la cuve.
Avantageusement encore, les deux parties du couvercle, condenseur et Isolant thermique, sont constituées chacune d'éléments analogues, dont le nombre est adapté aux parties respectives à couvrir dans la cuve.
Le dispositif condenseur par contact, tel que décrit ci-dessus, est muni côté refroidissant d'une alimentation en un fluide refroidissant dont
la capacité spécifique est calculée de façon à ce que l'eau condensée soit à
une température supérieure à 60[deg.]C et de préférence à 80[deg.]C, au moment où
elle retombe dans le bain.
Le dispositif en chicane décrit et représenté dans la présente description ne l'est qu'à titre d'exemple, afin de faire comprendre son mécanisme de fonctionnement. Tous les dispositifs remplissant manifestement la même fonction doivent être considérés comme faisant partie du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Installation pour le refroidissement du fil machine, destinée
à obtenir un fil machine de caractéristiques mécaniques données et de structure donnée, comportant à la sortie de la dernière cage du laminoir à fil un dispositif de formation du fil en spires, un dispositif de dépose des spires de façon non serrée sur un transporteur disposé dans une cuve contenant un bain aqueux
se trouvant à une température voisine de son point d'ébullition, le dit transporteur ayant son entrée sous le niveau du bain et sa sortie au-dessus du niveau
du bain, une hotte surmontant la cuve et munie d'un condenseur destiné à la récupération des vapeurs, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens pour assurer et maintenir dans le bain une température sensiblement homogène.