CA2386372C - Cylindre de coulee continue de bande metallique comprenant un circuit de refroidissement - Google Patents
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Abstract
Le corps (110) de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est apte à porter dans sa partie centrale une frette cylindrique (111) et comprend un circuit de refroidissement (200), ledit circuit comprenant au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement (30), au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement (40), au moins un collecteur de distribution (70), au moins un collecteur d'évacuation (80), au moins un tube de répartition (50, 60) reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires (90) reliant les collecteurs d'alimentation et d'évacuation, lesdits collecteurs et canau x annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement circulant dans ledit circuit en contact avec la surface intérieure de la frette (111) de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs (70, 80) sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution (70) et de collecteurs d'évacuation (80). L'invention permet de réduire les hétérogénéités de température en surface de la frette et les variations d'épaisseur des bandes produites par coulée continue.
Description
CYLINDRE DE COULEE CONTINUE DE BANDE METALLIQUE
COMPRENANT UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT
Domaine de l'invention L'invention concerne la coulée continue de bande métallique, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium. L'invention concerne tout particulièrement un circuit de refroidissement de cylindres de coulée continue de bande métallique permettant notamment de réduire l'ovalisation (ou faux rond) thermique apparaissant lo dans lesdits cylindres en cours d'utilisation.
Etat de la technique Tel qu'illustré schématiquement en coupe transversale à la figure 1, une machine de coulée continue de bande métallique contient en général au moins deux cylindres (1 A et l B) identiques situés face à face, séparés par un espace (ou entrefer) E de l'épaisseur de la bande métallique à produire et tournant en sens inverse l'un de l'autre. Le métal (2) est alimenté, à l'état liquide, d'un côté de l'espace à
l'aide d'un injecteur (6), tandis que la bande (3) sort de l'autre côté à son épaisseur nominale Eo.
2o Le métal se solidifie entre les deux cylindres, au niveau de ce qui est connu sous le nom de front de solidification (5).
Avec un tel dispositif, on peut produire des bandes allant de quelques centimètres d'épaisseur à quelques millimètres ou moins.
La figure 2 donne la structure générale d'un cylindre de l'état de la technique. La figure 2a) correspond à une représentation en coupe transversale dans la zone de laminage (20), c'est-à-dire dans la partie du cylindre qui comprend la frette.
La figure 2b) correspond à une représentation en coupe longitudinale selon le plan de coupe I-I' de la figure 2a).
COMPRENANT UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT
Domaine de l'invention L'invention concerne la coulée continue de bande métallique, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium. L'invention concerne tout particulièrement un circuit de refroidissement de cylindres de coulée continue de bande métallique permettant notamment de réduire l'ovalisation (ou faux rond) thermique apparaissant lo dans lesdits cylindres en cours d'utilisation.
Etat de la technique Tel qu'illustré schématiquement en coupe transversale à la figure 1, une machine de coulée continue de bande métallique contient en général au moins deux cylindres (1 A et l B) identiques situés face à face, séparés par un espace (ou entrefer) E de l'épaisseur de la bande métallique à produire et tournant en sens inverse l'un de l'autre. Le métal (2) est alimenté, à l'état liquide, d'un côté de l'espace à
l'aide d'un injecteur (6), tandis que la bande (3) sort de l'autre côté à son épaisseur nominale Eo.
2o Le métal se solidifie entre les deux cylindres, au niveau de ce qui est connu sous le nom de front de solidification (5).
Avec un tel dispositif, on peut produire des bandes allant de quelques centimètres d'épaisseur à quelques millimètres ou moins.
La figure 2 donne la structure générale d'un cylindre de l'état de la technique. La figure 2a) correspond à une représentation en coupe transversale dans la zone de laminage (20), c'est-à-dire dans la partie du cylindre qui comprend la frette.
La figure 2b) correspond à une représentation en coupe longitudinale selon le plan de coupe I-I' de la figure 2a).
2 Un cylindre (1) comprend typiquement un corps cylindrique (10) qui, dans sa partie centrale, est entouré d'une frette (11) destinée à recevoir le métal en fusion et servant au laminage de la bande, et des moyens de refroidissement. Il est en effet nécessaire de refroidir efficacement les cylindres lors de l'opération de laminage.
Le refroidissement est habituellement effectué à l'aide d'un fluide de refroidissement, typiquement de l'eau, circulant dans au moins un circuit de refroidissement (12) situé
à l'intérieur du corps de cylindre (10). Ce circuit comprend au moins un premier conduit (13) destiné à l'amenée d'eau froide (F) et au moins un deuxième conduit 1o (14) destiné à l'évacuation de l'eau réchauffée (C). Ces conduits se présentent essentiellement sous forme de trous borgnes parallèles à l'axe (4) du cylindre qui débouchent à une de ses extrémités, l'autre extrémité étant obturée, et qui s'étendent sur toute la longueur de la frette (11). Une pluralité de tubes radiaux (15, 16) de plus petit diamètre relie chaque conduit (13, 14) à un collecteur (17, 18) correspondant qui prend la forme d'une rainure située juste sous la surface interne de la frette (11) et disposée parallèlement à l'axe (4) du cylindre. Les collecteurs (17, 18) sont reliés à
une pluralité de canaux annulaires (19) situés juste en dessous de la frette (11) dans un plan transversal à l'axe (4) du cylindre. Les canaux annulaires et les collecteurs sont généralement usinés à la surface périphérique du corps de cylindre (10).
Chaque conduit d'amenée d'eau froide (13, 131, 132), ainsi que les tubes radiaux (15, 151, 152) et le collecteur dit de distribution (17, 171, 172) correspondants, constituent un circuit d'alimentation en eau froide. De même, chaque conduit d'évacuation de l'eau réchauffée (14, 141, 142), ainsi que les tubes radiaux (16, 161, 162) et le collecteur dit d'évacuation (18, 181, 182) correspondants, constituent un circuit d'évacuation de l'eau réchauffée. La figure 3 illustre l'alternance, dans le sens périphérique, des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps de cylindre de l'art antérieur (seuls quelques canaux annulaires (19) ont été représentés afin d'alléger la figure). Typiquement, chaque tube radial alimente simultanément 5 canaux 3o annulaires distincts.
Le refroidissement est habituellement effectué à l'aide d'un fluide de refroidissement, typiquement de l'eau, circulant dans au moins un circuit de refroidissement (12) situé
à l'intérieur du corps de cylindre (10). Ce circuit comprend au moins un premier conduit (13) destiné à l'amenée d'eau froide (F) et au moins un deuxième conduit 1o (14) destiné à l'évacuation de l'eau réchauffée (C). Ces conduits se présentent essentiellement sous forme de trous borgnes parallèles à l'axe (4) du cylindre qui débouchent à une de ses extrémités, l'autre extrémité étant obturée, et qui s'étendent sur toute la longueur de la frette (11). Une pluralité de tubes radiaux (15, 16) de plus petit diamètre relie chaque conduit (13, 14) à un collecteur (17, 18) correspondant qui prend la forme d'une rainure située juste sous la surface interne de la frette (11) et disposée parallèlement à l'axe (4) du cylindre. Les collecteurs (17, 18) sont reliés à
une pluralité de canaux annulaires (19) situés juste en dessous de la frette (11) dans un plan transversal à l'axe (4) du cylindre. Les canaux annulaires et les collecteurs sont généralement usinés à la surface périphérique du corps de cylindre (10).
Chaque conduit d'amenée d'eau froide (13, 131, 132), ainsi que les tubes radiaux (15, 151, 152) et le collecteur dit de distribution (17, 171, 172) correspondants, constituent un circuit d'alimentation en eau froide. De même, chaque conduit d'évacuation de l'eau réchauffée (14, 141, 142), ainsi que les tubes radiaux (16, 161, 162) et le collecteur dit d'évacuation (18, 181, 182) correspondants, constituent un circuit d'évacuation de l'eau réchauffée. La figure 3 illustre l'alternance, dans le sens périphérique, des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps de cylindre de l'art antérieur (seuls quelques canaux annulaires (19) ont été représentés afin d'alléger la figure). Typiquement, chaque tube radial alimente simultanément 5 canaux 3o annulaires distincts.
3 L'eau de refroidissement est injectée dans le circuit par les conduits d'amenée d'eau froide (131, 132,...), se répartit dans des collecteurs de distribution (171, 172,...) par l'intermédiaire des premiers tubes radiaux (151, 152,...), entre en contact thermique avec la frette au droit des collecteurs (171, 172,...) et des canaux annulaires (19), assurant ainsi son refroidissement, est ensuite recueillie par des collecteurs d'évacuation (181, 182,...) par l'intermédiaire des seconds tubes radiaux (161, 162,...), puis est évacuée par les conduits d'évacuation (141, 142,...). Les flèches des figures 2a) et 2b) indiquent le sens de circulation du fluide de refroidissement.
1o Habituellement, les cylindres comprennent un nombre identique de circuits d'alimentation en eau froide et de circuits d'évacuation de l'eau réchauffée.
Le nombre de paires de conduits d'amenée et d'évacuation est typiquement de deux, trois ou quatre. Ces conduits, et les canaux correspondants, sont disposés symétriquement dans le corps du cylindre. Le cas illustré à la figure 2 comprend deux paires de circuits qui sont disposées de manière alternée et qui sont décalées de 90 .
Dans les cas de trois ou quatre paires de circuits, le décalage est respectivement de 60 ou 45 .
Problème posé
2o Avec les circuits de refroidissement de l'état de la technique, il apparaît des zones froides et chaudes dans la frette et dans le cylindre au voisinage des collecteurs et canaux d'amenée d'eau froide et d'évacuation de l'eau réchauffée. Cette hétérogénéité
de température, qui peut atteindre 4 C, provoque des dilatations engendrant une déformation du cylindre appelée ovalisation ou faux rond. Ce faux rond se traduit par des irrégularités cycliques de l'épaisseur de la bande métallique coulée et altère ainsi la qualité. Ce défaut est d'autant plus gênant que la bande coulée est mince.
L'hétérogénéité de température modifie également le coefficient d'échange thermique effectif entre le métal et la frette, ce qui produit une variation de l'épaisseur même en l'absence de déformation du cylindre.
1o Habituellement, les cylindres comprennent un nombre identique de circuits d'alimentation en eau froide et de circuits d'évacuation de l'eau réchauffée.
Le nombre de paires de conduits d'amenée et d'évacuation est typiquement de deux, trois ou quatre. Ces conduits, et les canaux correspondants, sont disposés symétriquement dans le corps du cylindre. Le cas illustré à la figure 2 comprend deux paires de circuits qui sont disposées de manière alternée et qui sont décalées de 90 .
Dans les cas de trois ou quatre paires de circuits, le décalage est respectivement de 60 ou 45 .
Problème posé
2o Avec les circuits de refroidissement de l'état de la technique, il apparaît des zones froides et chaudes dans la frette et dans le cylindre au voisinage des collecteurs et canaux d'amenée d'eau froide et d'évacuation de l'eau réchauffée. Cette hétérogénéité
de température, qui peut atteindre 4 C, provoque des dilatations engendrant une déformation du cylindre appelée ovalisation ou faux rond. Ce faux rond se traduit par des irrégularités cycliques de l'épaisseur de la bande métallique coulée et altère ainsi la qualité. Ce défaut est d'autant plus gênant que la bande coulée est mince.
L'hétérogénéité de température modifie également le coefficient d'échange thermique effectif entre le métal et la frette, ce qui produit une variation de l'épaisseur même en l'absence de déformation du cylindre.
4 La demanderesse a donc recherché des moyens efficaces, faciles à réaliser ou à
mettre en oeuvre et peu onéreux, qui permettent de supprimer ou de minimiser les écarts de température dans le cylindre, de façon à améliorer la qualité et la régularité
d'épaisseur de la bande de coulée.
Afin de résoudre ce problème, la demanderesse a proposé, dans la demande française FR 2 723 014 (correspondant à la demande de brevet européen EP 694 356 et au brevet américain US 5 642 772), d'inverser périodiquement le sens de circulation du fluide de refroidissement dans le corps du cylindre, le circuit d'alimentation en fluide froid devenant le circuit d'évacuation du fluide réchauffé et inversement.
Cette solution, qui permet de réduire sensiblement le faux rond sans avoir à changer les cylindres, requiert toutefois une adaptation du circuit externe de refroidissement et du mode opératoire de la machine. En particulier, le régime transitoire et/ou la fréquence d'inversion du sens de circulation dépendent de la nature de l'alliage.
La demanderesse a donc recherché des solutions qui pallient les inconvénients de l'art antérieur et qui permettent en particulier de réduire, voire d'éliminer, les hétérogénéités de température et les variations d'épaisseur de la bande qui en résultent, notamment pour des cylindres de grande longueur (>_ 2 mètres).
Description de l'invention Le corps de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est apte à porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage, une frette cylindrique et comprend un circuit de refroidissement, lequel circuit comprend au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement, au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement, au moins deux collecteurs de distribution, au moins deux collecteurs d'évacuation, au moins un tube de répartition reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires reliant les collecteurs de distribution et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement circulant dans ledit circuit en contact avec une surface intérieure de la frette de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution et de collecteurs d'évacuation.
mettre en oeuvre et peu onéreux, qui permettent de supprimer ou de minimiser les écarts de température dans le cylindre, de façon à améliorer la qualité et la régularité
d'épaisseur de la bande de coulée.
Afin de résoudre ce problème, la demanderesse a proposé, dans la demande française FR 2 723 014 (correspondant à la demande de brevet européen EP 694 356 et au brevet américain US 5 642 772), d'inverser périodiquement le sens de circulation du fluide de refroidissement dans le corps du cylindre, le circuit d'alimentation en fluide froid devenant le circuit d'évacuation du fluide réchauffé et inversement.
Cette solution, qui permet de réduire sensiblement le faux rond sans avoir à changer les cylindres, requiert toutefois une adaptation du circuit externe de refroidissement et du mode opératoire de la machine. En particulier, le régime transitoire et/ou la fréquence d'inversion du sens de circulation dépendent de la nature de l'alliage.
La demanderesse a donc recherché des solutions qui pallient les inconvénients de l'art antérieur et qui permettent en particulier de réduire, voire d'éliminer, les hétérogénéités de température et les variations d'épaisseur de la bande qui en résultent, notamment pour des cylindres de grande longueur (>_ 2 mètres).
Description de l'invention Le corps de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est apte à porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage, une frette cylindrique et comprend un circuit de refroidissement, lequel circuit comprend au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement, au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement, au moins deux collecteurs de distribution, au moins deux collecteurs d'évacuation, au moins un tube de répartition reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires reliant les collecteurs de distribution et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement circulant dans ledit circuit en contact avec une surface intérieure de la frette de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution et de collecteurs d'évacuation.
5 La demanderesse a en effet eu l'idée de modifier le circuit de refroidissement interne des cylindres de manière à permettre une alternance, de préférence rapprochée, des zones d'arrivée de fluide froid F et des zones d'évacuation du fluide réchauffé C, dans les deux directions de la surface de la frette, c'est-à-dire à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal.
La demanderesse estime que cette configuration particulière du circuit de refroidissement, qui n'augmente pas significativement les coûts de fabrication produit, produit une alternance de zones froides et chaudes sous la surface intérieure de la frette apte à favoriser une réduction sensible des hétérogénéité de température de la surface extérieure de la frette. La demanderesse a en outre évalué que, de manière surprenante, le recours à une pluralité de collecteurs entraîne une plus grande uniformité du débit du fluide de refroidissement dans les canaux.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les collecteurs se présentent sous la forme de rainures, dont la longueur est nettement inférieure à la longueur Lf de la frette, qui sont alignées sur des génératrices équidistantes angulairement et qui sont reliées aux conduits d'alimentation et d'évacuation de manière à produire une disposition en réseau régulier, voire en damier, des collecteurs.
L'invention a aussi pour objet un cylindre de machine de coulée continue comprenant une frette et un corps de cylindre selon l'invention.
L'invention a aussi pour objet une machine de coulée continue comprenant au moins un cylindre selon l'invention.
La demanderesse estime que cette configuration particulière du circuit de refroidissement, qui n'augmente pas significativement les coûts de fabrication produit, produit une alternance de zones froides et chaudes sous la surface intérieure de la frette apte à favoriser une réduction sensible des hétérogénéité de température de la surface extérieure de la frette. La demanderesse a en outre évalué que, de manière surprenante, le recours à une pluralité de collecteurs entraîne une plus grande uniformité du débit du fluide de refroidissement dans les canaux.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les collecteurs se présentent sous la forme de rainures, dont la longueur est nettement inférieure à la longueur Lf de la frette, qui sont alignées sur des génératrices équidistantes angulairement et qui sont reliées aux conduits d'alimentation et d'évacuation de manière à produire une disposition en réseau régulier, voire en damier, des collecteurs.
L'invention a aussi pour objet un cylindre de machine de coulée continue comprenant une frette et un corps de cylindre selon l'invention.
L'invention a aussi pour objet une machine de coulée continue comprenant au moins un cylindre selon l'invention.
6 L'invention a aussi pour objet une méthode de refroidissement de cylindres de coulée continue dans laquelle on inverse périodiquement le sens de circulation du fluide de refroidissement circulant dans au moins un cylindre de l'invention.
Figures La figure 1 représente de manière schématique les éléments de base d'une machine de coulée continue.
La figure 2 illustre un cylindre de machine de coulée continue de l'art antérieur.
La figure 3 représente à plat, pour un cylindre de l'art antérieur, la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 4 représente à plat, pour un corps de cylindre selon l'invention, la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 5 représente deux coupes transversales d'un corps de cylindre conforme à
l'invention passant par les tubes de répartition (plans I-I' et II-II' de la figure 4).
La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre conforme à
l'invention (plans I-I' et II-II' de la figure 5).
Description détaillée de l'invention Afin de simplifier le texte, les éléments ayant la même fonction, tels que les collecteurs de distribution et les conduits d'alimentation, sont également désignés collectivement par les références génériques de la figure 6. Ainsi, par exemple, lorsque aucun élément spécifique n'est visé, les collecteurs de distribution (7101, 7102, 7103,...) peuvent être repérés collectivement par la référence (70), les conduits d'alimentation (31, 32, 33,...) peuvent être repérés collectivement par la référence (30).
Figures La figure 1 représente de manière schématique les éléments de base d'une machine de coulée continue.
La figure 2 illustre un cylindre de machine de coulée continue de l'art antérieur.
La figure 3 représente à plat, pour un cylindre de l'art antérieur, la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 4 représente à plat, pour un corps de cylindre selon l'invention, la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 5 représente deux coupes transversales d'un corps de cylindre conforme à
l'invention passant par les tubes de répartition (plans I-I' et II-II' de la figure 4).
La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre conforme à
l'invention (plans I-I' et II-II' de la figure 5).
Description détaillée de l'invention Afin de simplifier le texte, les éléments ayant la même fonction, tels que les collecteurs de distribution et les conduits d'alimentation, sont également désignés collectivement par les références génériques de la figure 6. Ainsi, par exemple, lorsque aucun élément spécifique n'est visé, les collecteurs de distribution (7101, 7102, 7103,...) peuvent être repérés collectivement par la référence (70), les conduits d'alimentation (31, 32, 33,...) peuvent être repérés collectivement par la référence (30).
7 Le corps (110) de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est apte à
porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage (20), une frette cylindrique (111) et comprend un circuit de refroidissement (200), ledit circuit comprenant au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement (30), au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement (40), au moins un collecteur de distribution (70), au moins un collecteur d'évacuation (80), au moins un tube de répartition (50, 60) reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires (90) reliant les collecteurs d'alimentation et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement qui circule dans ledit circuit en contact avec la surface intérieure de la frette (111) de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs (70, 80) sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution (70) et de collecteurs d'évacuation (80).
En d'autres termes, les collecteurs sont disposés sous la surface de la frette de façon à
pouvoir former, par exemple, des séquences 70 / 80 / 70 / 80... à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal. Afin d'obtenir cette alternance, le nombre 2o de collecteurs de distribution (70) est au moins égal à 2 et le nombre de collecteurs d'évacuation (80) est au moins égal à 2.
Afin de simplifier le circuit, le nombre de conduits d'alimentation et d'évacuation est de préférence pair (et typiquement égal à 2, 4 ou 6), ce qui permet d'avoir, lors de l'utilisation, un nombre de conduits d'alimentation égal au nombre de conduits d'évacuation. De cette façon, les conduits d'alimentation et d'évacuation peuvent être disposés en alternance sur un cercle (en coupe transversale) ; il en est de même des collecteurs qui leur sont reliés. Le nombre Na de conduits d'alimentation (30) est de préférence égal au nombre Ne de conduits d'évacuation (40).
De préférence, le nombre total de collecteurs est un multiple entier M du nombre total de conduits. Plus spécifiquement, il est avantageux que le nombre de collecteurs
porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage (20), une frette cylindrique (111) et comprend un circuit de refroidissement (200), ledit circuit comprenant au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement (30), au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement (40), au moins un collecteur de distribution (70), au moins un collecteur d'évacuation (80), au moins un tube de répartition (50, 60) reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires (90) reliant les collecteurs d'alimentation et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement qui circule dans ledit circuit en contact avec la surface intérieure de la frette (111) de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs (70, 80) sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution (70) et de collecteurs d'évacuation (80).
En d'autres termes, les collecteurs sont disposés sous la surface de la frette de façon à
pouvoir former, par exemple, des séquences 70 / 80 / 70 / 80... à la fois dans le sens périphérique et dans le sens longitudinal. Afin d'obtenir cette alternance, le nombre 2o de collecteurs de distribution (70) est au moins égal à 2 et le nombre de collecteurs d'évacuation (80) est au moins égal à 2.
Afin de simplifier le circuit, le nombre de conduits d'alimentation et d'évacuation est de préférence pair (et typiquement égal à 2, 4 ou 6), ce qui permet d'avoir, lors de l'utilisation, un nombre de conduits d'alimentation égal au nombre de conduits d'évacuation. De cette façon, les conduits d'alimentation et d'évacuation peuvent être disposés en alternance sur un cercle (en coupe transversale) ; il en est de même des collecteurs qui leur sont reliés. Le nombre Na de conduits d'alimentation (30) est de préférence égal au nombre Ne de conduits d'évacuation (40).
De préférence, le nombre total de collecteurs est un multiple entier M du nombre total de conduits. Plus spécifiquement, il est avantageux que le nombre de collecteurs
8 PCT/FR00/02755 de distribution soit un multiple entier M du nombre de conduits d'alimentation et que le nombre de collecteurs d'évacuation soit le même multiple entier M du nombre de conduits d'évacuation, où M est supérieur ou égal à 2. Ce choix permet de simplifier la conception et la réalisation pratique du circuit de refroidissement. Dans ce cas, chaque conduit d'alimentation peut être relié à M collecteurs de distribution distincts et chaque conduit d'évacuation peut être relié à M collecteurs d'évacuation distincts.
Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et trois conduits d'évacuation et si chaque conduit est relié à 6 collecteurs (M = 6), alors le nombre total de collecteurs sera de 36.
Les conduits d'alimentation (30) et d'évacuation (40) sont distincts et séparés. Les conduits se présentent de préférence sous forme de trous borgnes sensiblement parallèles à l'axe (4) du cylindre, qui débouchent à une de ses extrémités, l'autre extrémité étant obturée, et qui s'étendent sur sensiblement toute la longueur de la frette (111). Il est également avantageux de répartir les conduits (30, 40) symétriquement autour de l'axe (4) du cylindre. Les conduits (30, 40) sont de préférence à la même distance de l'axe (4). Ces dispositions simplifient notamment la fabrication du corps de cylindre.
2o Le circuit selon l'invention peut comprendre un nombre quelconque de paires de conduits d'alimentation et d'évacuation. De manière à obtenir une homogénéité
optimale de la température en surface de la frette, le circuit selon l'invention comprend de préférence au moins deux paires de conduits d'alimentation et d'évacuation décalés d'un angle a égal à 360 /N, où N est le nombre total de conduits. Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et trois conduits d'évacuation, alors N sera égal à 6 et l'angle a sera de 60 .
Les collecteurs (70, 80) prennent typiquement la forme d'une rainure allongée située juste sous la surface interne (113) de la frette (111) et dont le grand axe est de préférence sensiblement parallèle à l'axe (4) du cylindre. Le nombre de collecteurs distincts reliés à chaque conduit, qui est au moins égal à 2, est déterminé en fonction
Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et trois conduits d'évacuation et si chaque conduit est relié à 6 collecteurs (M = 6), alors le nombre total de collecteurs sera de 36.
Les conduits d'alimentation (30) et d'évacuation (40) sont distincts et séparés. Les conduits se présentent de préférence sous forme de trous borgnes sensiblement parallèles à l'axe (4) du cylindre, qui débouchent à une de ses extrémités, l'autre extrémité étant obturée, et qui s'étendent sur sensiblement toute la longueur de la frette (111). Il est également avantageux de répartir les conduits (30, 40) symétriquement autour de l'axe (4) du cylindre. Les conduits (30, 40) sont de préférence à la même distance de l'axe (4). Ces dispositions simplifient notamment la fabrication du corps de cylindre.
2o Le circuit selon l'invention peut comprendre un nombre quelconque de paires de conduits d'alimentation et d'évacuation. De manière à obtenir une homogénéité
optimale de la température en surface de la frette, le circuit selon l'invention comprend de préférence au moins deux paires de conduits d'alimentation et d'évacuation décalés d'un angle a égal à 360 /N, où N est le nombre total de conduits. Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et trois conduits d'évacuation, alors N sera égal à 6 et l'angle a sera de 60 .
Les collecteurs (70, 80) prennent typiquement la forme d'une rainure allongée située juste sous la surface interne (113) de la frette (111) et dont le grand axe est de préférence sensiblement parallèle à l'axe (4) du cylindre. Le nombre de collecteurs distincts reliés à chaque conduit, qui est au moins égal à 2, est déterminé en fonction
9 de la longueur de la frette de manière à permettre une homogénéisation efficace de la température en surface externe (112) de la frette.
Les collecteurs (70, 80) sont de longueur nettement inférieure à la celle (Lf) de la frette (111), et plus précisément de longueur au plus égale à la moitié
environ de celle de la frette. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les collecteurs (70, 80) ont sensiblement la même longueur Lc.
Les collecteurs (70, 80) sont reliés à une pluralité de canaux annulaires (90) situés juste en dessous de la surface de la frette (111) dans des plans transversaux à l'axe (4) du cylindre. Ces canaux relient chaque collecteur de distribution (70) à au moins un collecteur d'évacuation (80) et font circuler le fluide de refroidissement en contact avec la surface intérieure (113) de la frette (111) de manière à produire une refroidissement efficace de celle-ci. Les canaux annulaires (90) sont répartis sous la surface de la frette et sont de préférence équidistants afin de favoriser une plus grande homogénéité du refroidissement. Le nombre de canaux annulaires est au moins égal à 2.
Le nombre et la section des tubes de répartition (50, 60) sont ajustés de manière à
2o assurer une perte de charge satisfaisante dans le circuit, un flux satisfaisant dans les canaux annulaires (90) et une répartition spécifique (généralement uniforme) du fluide de refroidissement le long de la frette. La section droite des tubes de répartition (50, 60) est, pour ces raisons, de préférence inférieure à celle des conduits.
Selon l'invention, les collecteurs forment avantageusement un réseau régulier sous la surface de la frette (111), de telle manière que chaque collecteur de distribution (70) alterne avec au moins un collecteur d'évacuation (80) dans le sens longitudinal et dans le sens périphérique. La régularité du réseau permet une plus grande maîtrise de l'homogénéité de la température.
Dans le but de simplifier la fabrication du circuit, les collecteurs sont de préférence disposés en files linéaires le long d'une génératrice du cylindre, c'est-à-dire en files longitudinales. Dans ce cas, les conduits (30, 40) sont avantageusement reliés à des collecteurs (70, 80) de files différentes, et de préférence reliés uniquement à des collecteurs (70, 80) de files adjacentes. Le nombre de files de collecteurs (70, 80) est avantageusement égal au nombre de conduits (30, 40), ce qui permet de simplifier le 5 circuit selon l'invention.
Le nombre Nc de collecteurs distincts d'une file, qui est au moins de 2, est déterminé
en fonction de la longueur de la frette de manière à permette une homogénéisation efficace de la température en surface de ladite frette. La longueur Lc de chaque 1o collecteur sera alors légèrement inférieure à Lf / Nc, où Lf est la longueur de la frette. Afin d'assurer simultanément un refroidissement de la frette homogène et un support mécanique complémentaire efficace, les collecteurs d'une file sont de préférence séparés d'une distance comprise entre 5 et 25 % de leur longueur environ.
Le nombre de collecteurs par génératrice est typiquement de 10 par mètre linéaire.
Le fluide de refroidissement est injecté dans le circuit par les conduits d'alimentation en fluide froid (30), se répartit dans des collecteurs de distribution (70) par l'intermédiaire des premiers tubes de répartition (50), entre en contact thermique avec la frette (111) au droit des collecteurs (70) et des canaux annulaires (90), au droit de la surface intérieure (113) de la frette (111), assurant ainsi son refroidissement, est ensuite recueilli par des collecteurs d'évacuation (80) par l'intermédiaire des seconds tubes de répartition (60), puis est évacué par les conduits d'évacuation (40).
L'énergie thermique absorbée par la frette au niveau de sa surface extérieure (112), lors de l'opération de coulée continue, est ainsi transmise au fluide de refroidissement et évacuée à l'extérieur du cylindre par le circuit de refroidissement.
L'invention est particulièrement adaptée à des cylindre de coulée dont la frette a une épaisseur comprise entre 20 et 100 mm.
De manière à augmenter l'homogénéité de la température, la méthode de refroidissement des cylindres de coulée continue peut comprendre l'utilisation d'un cylindre selon l'invention et une inversion périodique du sens de circulation du fluide dans le circuit du cylindre, c'est-à-dire que les conduits d'alimentation deviennent périodiquement des conduits d'évacuation et que les collecteurs de distribution deviennent aussi périodiquement des collecteurs d'évacuation, et inversement, tel que décrit dans la demande FR 2 723 014.
Mode de réalisation préféré de l'invention Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, dont un cas particulier est représenté aux figures 4 à 6, les collecteurs (70, 80) ne s'étendent que sous une faible 1 o partie de la frette (111) (moins de la moitié de sa longueur) et les collecteurs sont répartis sur la surface du corps de cylindre de manière à former des files de collecteurs qui sont de préférence alignés sur une génératrice et qui constituent un réseau régulier de collecteurs. Les collecteurs situés sur une génératrice sont séparés angulairement d'un angle a par rapport à ceux de la génératrice voisine.
Les figures 4 à 6 illustrent un circuit de refroidissement comprenant trois conduits d'alimentation, trois conduits d'évacuation disposés en alternance, et 20 collecteurs par file. Le nombre de files de collecteurs alignés est alors égal au nombre total de conduits, à savoir N = 6. Dans ce cas, par exemple, les collecteurs distincts reliés au conduit d'alimentation en fluide froid (31) sont les collecteurs (7101, 7102, 7103,..., 7120), les collecteurs distincts reliés au conduit d'évacuation de fluide froid (41) sont les collecteurs (8101, 8102, 8103,..., 8120), etc. Les collecteurs de distribution alternent avec des collecteurs d'évacuation situés sur la même génératrice et sur une génératrice voisine. L'angle a séparant deux files de collecteurs est alors de 60 .
La figure 4, qui donne une vue déployée de la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (correspondant à la zone de laminage (20)), montre la disposition en damier des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps de cylindre selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Les lettres F et C
indiquent respectivement les zones d'arrivée de fluide froid et d'évacuation de fluide réchauffé. Afin d'alléger les figures, seuls quelques canaux annulaires (90) ont été
illustrés. Les flèches P et L indiquent respectivement les sens périphérique et longitudinal. La numérotation des références aux collecteurs de distribution (70) et d'évacuation (80) est matricielle : le premier chiffre (7 ou 8) correspond à
la nature du collecteur (d'alimentation ou d'évacuation), le deuxième chiffre correspond au conduit (30 ou 40) auquel le collecteur est relié, et les troisième et quatrième chiffres correspondent à la rangée i dans laquelle le situe le collecteur. Par exemple, le collecteur d'évacuation de référence 8302 est relié au conduit d'évacuation de référence 43 et se situe dans la rangée i = 2.
La figure 5 représente une coupe transversale d'un corps de cylindre correspondant à
ce mode de réalisation de l'invention. Les figures 5a) et 5b) correspondent respectivement aux plans de coupe I-I' et II-II' de la figure 4, et plus généralement à
des alternances paires (i = 2, 4, 6,...) et impaires (i = 1, 3, 5,...) des collecteurs reliés à
chaque conduit (aux références près qui doivent être incrémentées en conséquence, c'est-à-dire que, par exemple, la référence 7101 de la figure 5b) deviendra la référence 7103 pour la coupe correspondant à i= 3, la référence 7105 pour la coupe correspondant à i = 5, etc).
Dans ce mode de réalisation, le circuit de refroidissement peut être décomposé
en tranches (ou sections) identiques, tel qu'illustré à la figure 5, qui se répètent le long du cylindre de manière à produire une alternance du motif des collecteurs.
Cette configuration permet de relier, en alternance, chaque conduit d'alimentation ou d'évacuation à des collecteurs correspondants situés de part et d'autre de celui-ci, de manière à former un réseau régulier. La finesse de la maille de ce réseau est déterminée par le nombre de collecteurs et de conduits.
Comme le montre la figure 5, les conduits sont alors avantageusement décalés angulairement par rapport aux collecteurs correspondant de manière à être situés à la même distance de tous les collecteurs auxquels ils sont reliés. Dans ce cas, les tubes de répartition (50, 60), qui relient les conduits (30, 40) aux collecteurs (70, 80), peuvent être inclinés d'une angle (3 par rapport à un axe radial passant par le conduit ou le collecteur correspondant.
La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Ces coupes correspondent, respectivement, aux plans I-I' de la figure 5a) et II-II' de la figure 5b).
Les flèches indiquent le sens de circulation du fluide de refroidissement.
Dans ce mode de réalisation, les collecteurs (70, 80) ont de préférence sensiblement la même longueur Lc, ce qui permet notamment de simplifier la conception du circuit de refroidissement.
La demanderesse estime que, avec une telle configuration, les écarts de température de la surface de la frette devraient rester inférieurs à 0,5 C par rapport à
la température maximale de cette surface, qui peut être supérieure à 500 C. Dans les mêmes conditions, mais avec un circuit de refroidissement de l'art antérieur, l'écart maximum de température est plutôt de 4 C, ce qui provoque des variations d'épaisseur de la bande de 0,04 mm imputables au faux rond des cylindres.
La demanderesse a également estimé les écarts de débit entre les canaux dans le cas de cylindres typiques comprenant une frette ayant un diamètre de 1150 mm et une épaisseur de 80 mm, et un circuit de refroidissement comprenant trois conduits d'alimentation et trois conduits de d'évacuation alternés, sensiblement parallèles à
l'axe du cylindre et séparés angulairement de 60 , et six collecteurs disposés sur 6 génératrices séparées angulairement de 60 . Dans un cas, correspondant à l'art antérieur, d'un cylindre comprenant 17 tubes radiaux et 85 canaux annulaires (soit 5 canaux annulaires pour chaque tube radial), et dont les collecteurs ont typiquement une longueur de 2050 mm, une profondeur de 10 mm, une largeur de 20 mm, la demanderesse a estimé que le débit des canaux proches des tubes radiaux était environ deux fois celui des canaux les plus éloignés de tubes radiaux. Dans une configuration typique de l'invention, tel qu'illustré aux figures 4 à 6, qui comprend, sur chacune des 6 génératrices, 23 collecteurs d'une longueur de 75 mm, d'une profondeur de 8 mm et d'une largeur de 14 mm, lesquels collecteurs sont disposés en files sur les 6 génératrices, et qui comprend 3 canaux annulaires pour chaque collecteur, la demanderesse a estimé que le débit était sensiblement le même dans tous les canaux.
Avantages de l'invention L'invention est particulièrement avantageuse pour la fabrication de bandes minces, c'est-à-dire pour des épaisseurs inférieures à 5 mm pour lesquelles le faux rond de cylindre est d'autant plus préjudiciable que l'épaisseur est faible.
L'invention présente également l'avantage d'apporter un support mécanique plus uniforme de la frette par la présence de discontinuités dans les collecteurs le long de celle-ci. Cette configuration améliore la tenue à la fatigue mécanique des frettes en limitant la surface des zones de flexion.
Les collecteurs (70, 80) sont de longueur nettement inférieure à la celle (Lf) de la frette (111), et plus précisément de longueur au plus égale à la moitié
environ de celle de la frette. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les collecteurs (70, 80) ont sensiblement la même longueur Lc.
Les collecteurs (70, 80) sont reliés à une pluralité de canaux annulaires (90) situés juste en dessous de la surface de la frette (111) dans des plans transversaux à l'axe (4) du cylindre. Ces canaux relient chaque collecteur de distribution (70) à au moins un collecteur d'évacuation (80) et font circuler le fluide de refroidissement en contact avec la surface intérieure (113) de la frette (111) de manière à produire une refroidissement efficace de celle-ci. Les canaux annulaires (90) sont répartis sous la surface de la frette et sont de préférence équidistants afin de favoriser une plus grande homogénéité du refroidissement. Le nombre de canaux annulaires est au moins égal à 2.
Le nombre et la section des tubes de répartition (50, 60) sont ajustés de manière à
2o assurer une perte de charge satisfaisante dans le circuit, un flux satisfaisant dans les canaux annulaires (90) et une répartition spécifique (généralement uniforme) du fluide de refroidissement le long de la frette. La section droite des tubes de répartition (50, 60) est, pour ces raisons, de préférence inférieure à celle des conduits.
Selon l'invention, les collecteurs forment avantageusement un réseau régulier sous la surface de la frette (111), de telle manière que chaque collecteur de distribution (70) alterne avec au moins un collecteur d'évacuation (80) dans le sens longitudinal et dans le sens périphérique. La régularité du réseau permet une plus grande maîtrise de l'homogénéité de la température.
Dans le but de simplifier la fabrication du circuit, les collecteurs sont de préférence disposés en files linéaires le long d'une génératrice du cylindre, c'est-à-dire en files longitudinales. Dans ce cas, les conduits (30, 40) sont avantageusement reliés à des collecteurs (70, 80) de files différentes, et de préférence reliés uniquement à des collecteurs (70, 80) de files adjacentes. Le nombre de files de collecteurs (70, 80) est avantageusement égal au nombre de conduits (30, 40), ce qui permet de simplifier le 5 circuit selon l'invention.
Le nombre Nc de collecteurs distincts d'une file, qui est au moins de 2, est déterminé
en fonction de la longueur de la frette de manière à permette une homogénéisation efficace de la température en surface de ladite frette. La longueur Lc de chaque 1o collecteur sera alors légèrement inférieure à Lf / Nc, où Lf est la longueur de la frette. Afin d'assurer simultanément un refroidissement de la frette homogène et un support mécanique complémentaire efficace, les collecteurs d'une file sont de préférence séparés d'une distance comprise entre 5 et 25 % de leur longueur environ.
Le nombre de collecteurs par génératrice est typiquement de 10 par mètre linéaire.
Le fluide de refroidissement est injecté dans le circuit par les conduits d'alimentation en fluide froid (30), se répartit dans des collecteurs de distribution (70) par l'intermédiaire des premiers tubes de répartition (50), entre en contact thermique avec la frette (111) au droit des collecteurs (70) et des canaux annulaires (90), au droit de la surface intérieure (113) de la frette (111), assurant ainsi son refroidissement, est ensuite recueilli par des collecteurs d'évacuation (80) par l'intermédiaire des seconds tubes de répartition (60), puis est évacué par les conduits d'évacuation (40).
L'énergie thermique absorbée par la frette au niveau de sa surface extérieure (112), lors de l'opération de coulée continue, est ainsi transmise au fluide de refroidissement et évacuée à l'extérieur du cylindre par le circuit de refroidissement.
L'invention est particulièrement adaptée à des cylindre de coulée dont la frette a une épaisseur comprise entre 20 et 100 mm.
De manière à augmenter l'homogénéité de la température, la méthode de refroidissement des cylindres de coulée continue peut comprendre l'utilisation d'un cylindre selon l'invention et une inversion périodique du sens de circulation du fluide dans le circuit du cylindre, c'est-à-dire que les conduits d'alimentation deviennent périodiquement des conduits d'évacuation et que les collecteurs de distribution deviennent aussi périodiquement des collecteurs d'évacuation, et inversement, tel que décrit dans la demande FR 2 723 014.
Mode de réalisation préféré de l'invention Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, dont un cas particulier est représenté aux figures 4 à 6, les collecteurs (70, 80) ne s'étendent que sous une faible 1 o partie de la frette (111) (moins de la moitié de sa longueur) et les collecteurs sont répartis sur la surface du corps de cylindre de manière à former des files de collecteurs qui sont de préférence alignés sur une génératrice et qui constituent un réseau régulier de collecteurs. Les collecteurs situés sur une génératrice sont séparés angulairement d'un angle a par rapport à ceux de la génératrice voisine.
Les figures 4 à 6 illustrent un circuit de refroidissement comprenant trois conduits d'alimentation, trois conduits d'évacuation disposés en alternance, et 20 collecteurs par file. Le nombre de files de collecteurs alignés est alors égal au nombre total de conduits, à savoir N = 6. Dans ce cas, par exemple, les collecteurs distincts reliés au conduit d'alimentation en fluide froid (31) sont les collecteurs (7101, 7102, 7103,..., 7120), les collecteurs distincts reliés au conduit d'évacuation de fluide froid (41) sont les collecteurs (8101, 8102, 8103,..., 8120), etc. Les collecteurs de distribution alternent avec des collecteurs d'évacuation situés sur la même génératrice et sur une génératrice voisine. L'angle a séparant deux files de collecteurs est alors de 60 .
La figure 4, qui donne une vue déployée de la partie de la surface du corps de cylindre située sous la frette (correspondant à la zone de laminage (20)), montre la disposition en damier des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps de cylindre selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Les lettres F et C
indiquent respectivement les zones d'arrivée de fluide froid et d'évacuation de fluide réchauffé. Afin d'alléger les figures, seuls quelques canaux annulaires (90) ont été
illustrés. Les flèches P et L indiquent respectivement les sens périphérique et longitudinal. La numérotation des références aux collecteurs de distribution (70) et d'évacuation (80) est matricielle : le premier chiffre (7 ou 8) correspond à
la nature du collecteur (d'alimentation ou d'évacuation), le deuxième chiffre correspond au conduit (30 ou 40) auquel le collecteur est relié, et les troisième et quatrième chiffres correspondent à la rangée i dans laquelle le situe le collecteur. Par exemple, le collecteur d'évacuation de référence 8302 est relié au conduit d'évacuation de référence 43 et se situe dans la rangée i = 2.
La figure 5 représente une coupe transversale d'un corps de cylindre correspondant à
ce mode de réalisation de l'invention. Les figures 5a) et 5b) correspondent respectivement aux plans de coupe I-I' et II-II' de la figure 4, et plus généralement à
des alternances paires (i = 2, 4, 6,...) et impaires (i = 1, 3, 5,...) des collecteurs reliés à
chaque conduit (aux références près qui doivent être incrémentées en conséquence, c'est-à-dire que, par exemple, la référence 7101 de la figure 5b) deviendra la référence 7103 pour la coupe correspondant à i= 3, la référence 7105 pour la coupe correspondant à i = 5, etc).
Dans ce mode de réalisation, le circuit de refroidissement peut être décomposé
en tranches (ou sections) identiques, tel qu'illustré à la figure 5, qui se répètent le long du cylindre de manière à produire une alternance du motif des collecteurs.
Cette configuration permet de relier, en alternance, chaque conduit d'alimentation ou d'évacuation à des collecteurs correspondants situés de part et d'autre de celui-ci, de manière à former un réseau régulier. La finesse de la maille de ce réseau est déterminée par le nombre de collecteurs et de conduits.
Comme le montre la figure 5, les conduits sont alors avantageusement décalés angulairement par rapport aux collecteurs correspondant de manière à être situés à la même distance de tous les collecteurs auxquels ils sont reliés. Dans ce cas, les tubes de répartition (50, 60), qui relient les conduits (30, 40) aux collecteurs (70, 80), peuvent être inclinés d'une angle (3 par rapport à un axe radial passant par le conduit ou le collecteur correspondant.
La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Ces coupes correspondent, respectivement, aux plans I-I' de la figure 5a) et II-II' de la figure 5b).
Les flèches indiquent le sens de circulation du fluide de refroidissement.
Dans ce mode de réalisation, les collecteurs (70, 80) ont de préférence sensiblement la même longueur Lc, ce qui permet notamment de simplifier la conception du circuit de refroidissement.
La demanderesse estime que, avec une telle configuration, les écarts de température de la surface de la frette devraient rester inférieurs à 0,5 C par rapport à
la température maximale de cette surface, qui peut être supérieure à 500 C. Dans les mêmes conditions, mais avec un circuit de refroidissement de l'art antérieur, l'écart maximum de température est plutôt de 4 C, ce qui provoque des variations d'épaisseur de la bande de 0,04 mm imputables au faux rond des cylindres.
La demanderesse a également estimé les écarts de débit entre les canaux dans le cas de cylindres typiques comprenant une frette ayant un diamètre de 1150 mm et une épaisseur de 80 mm, et un circuit de refroidissement comprenant trois conduits d'alimentation et trois conduits de d'évacuation alternés, sensiblement parallèles à
l'axe du cylindre et séparés angulairement de 60 , et six collecteurs disposés sur 6 génératrices séparées angulairement de 60 . Dans un cas, correspondant à l'art antérieur, d'un cylindre comprenant 17 tubes radiaux et 85 canaux annulaires (soit 5 canaux annulaires pour chaque tube radial), et dont les collecteurs ont typiquement une longueur de 2050 mm, une profondeur de 10 mm, une largeur de 20 mm, la demanderesse a estimé que le débit des canaux proches des tubes radiaux était environ deux fois celui des canaux les plus éloignés de tubes radiaux. Dans une configuration typique de l'invention, tel qu'illustré aux figures 4 à 6, qui comprend, sur chacune des 6 génératrices, 23 collecteurs d'une longueur de 75 mm, d'une profondeur de 8 mm et d'une largeur de 14 mm, lesquels collecteurs sont disposés en files sur les 6 génératrices, et qui comprend 3 canaux annulaires pour chaque collecteur, la demanderesse a estimé que le débit était sensiblement le même dans tous les canaux.
Avantages de l'invention L'invention est particulièrement avantageuse pour la fabrication de bandes minces, c'est-à-dire pour des épaisseurs inférieures à 5 mm pour lesquelles le faux rond de cylindre est d'autant plus préjudiciable que l'épaisseur est faible.
L'invention présente également l'avantage d'apporter un support mécanique plus uniforme de la frette par la présence de discontinuités dans les collecteurs le long de celle-ci. Cette configuration améliore la tenue à la fatigue mécanique des frettes en limitant la surface des zones de flexion.
Claims (16)
1. Corps de cylindre de machine de coulée continue apte à porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage, une frette cylindrique et comprenant un circuit de refroidissement, ledit circuit comprenant au moins un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement, au moins un conduit d'évacuation du fluide de refroidissement, au moins deux collecteurs de distribution, au moins deux collecteurs d'évacuation, au moins un tube de répartition reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de canaux annulaires reliant les collecteurs de distribution et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement circulant dans ledit circuit en contact avec une surface intérieure de la frette de manière à la refroidir, ledit corps étant caractérisé en ce que les collecteurs sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans un sens périphérique et dans un sens longitudinal, de collecteurs de distribution et de collecteurs d'évacuation.
2. Corps selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits sont en nombre total qui est pair.
3. Corps selon la revendication 2, caractérisé en ce que le nombre total de conduits est 2, 4 ou 6.
4. Corps selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le nombre total de collecteurs est un multiple entier M du nombre total de conduits, M étant supérieur ou égal à 2.
5. Corps selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque conduit d'alimentation est relié à M collecteurs de distribution distincts et en ce que chaque conduit d'évacuation est relié à M collecteurs d'évacuation distincts.
6. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les collecteurs prennent la forme de rainures allongées.
7. Corps selon la revendication 6, caractérisé en ce que les collecteurs ont sensiblement une même longueur Le.
8. Corps selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'un grand axe des collecteurs est sensiblement parallèle à l'axe du cylindre.
9. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les collecteurs forment un réseau régulier sous la surface de la frette.
10. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les collecteurs sont disposés en files longitudinales sous la frette.
11. Corps selon la revendication 10, caractérisé en ce que les conduits d'alimentation et d'évacuation sont respectivement reliés à des collecteurs de distribution et d'évacuation de files différentes.
12. Corps selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les conduits sont reliés uniquement à des collecteurs de files adjacentes.
13. Corps selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les files de collecteurs sont en nombre égal au nombre total de conduits.
14. Cylindre de machine de coulée continue comprenant une frette et un corps de cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Machine de coulée continue comprenant au moins un cylindre selon la revendication 14.
16. Méthode de refroidissement de cylindres de coulée continue caractérisée en ce qu'on inverse périodiquement le sens de circulation du fluide dans le circuit de refroidissement d'au moins un cylindre selon la revendication 14.
Applications Claiming Priority (3)
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| FR99/12655 | 1999-10-06 | ||
| FR9912655A FR2799399B1 (fr) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Cylindre de coulee continue de bande metallique comprenant un circuit de refroidissement |
| PCT/FR2000/002755 WO2001024958A1 (fr) | 1999-10-06 | 2000-10-04 | Cylindre de coulee continue de bande metallique comprenant un circuit de refroidissement |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CA2386372C true CA2386372C (fr) | 2009-02-03 |
Family
ID=9550788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002386372A Expired - Lifetime CA2386372C (fr) | 1999-10-06 | 2000-10-04 | Cylindre de coulee continue de bande metallique comprenant un circuit de refroidissement |
Country Status (24)
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| EP (1) | EP1218128B1 (fr) |
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