EP0013230A1 - Device for removing a fluid from the surface of a long and continuously moving product - Google Patents
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- EP0013230A1 EP0013230A1 EP79401046A EP79401046A EP0013230A1 EP 0013230 A1 EP0013230 A1 EP 0013230A1 EP 79401046 A EP79401046 A EP 79401046A EP 79401046 A EP79401046 A EP 79401046A EP 0013230 A1 EP0013230 A1 EP 0013230A1
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- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
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- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0224—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for wire, rods, rounds, bars
Definitions
- a cooling device essentially comprising a tube traversed by a cooling liquid (usually water) and in the axis of which also circulates a product which is long to cool.
- the tube has, at one end, a coolant supply head and at the other end, a separator whose role is to rid, at the exit of the tube, the product in flow of the liquid jet which the envelope.
- this orifice cannot be made as close as desired to the diameter of the product to be cooled, so that the annular slot, necessarily present between the two, constitutes for the jet a preferred escape route, thus penalizing, and very sensitive, the jet interrupt function that we wanted to assign such a boot.
- the object of the present invention is to provide a separator designed so as to be able to effectively interrupt the liquid jet at the outlet of the tube while ensuring the free passage of the product while scrolling.
- the subject of the invention is a device for separating a long product in movement from a liquid jet which envelops it, constituted by a box having a lateral opening through which the product and the jet surrounding it penetrate, a lateral orifice in alignment with said opening to allow the free passage of the product and a lower outlet for the evacuation of the recovered liquid, the box comprising means for causing a shearing of the jet between the inlet opening of the jet surrounding the product and the orifice for the passage of the latter, device characterized in that the box internally comprises means for weakening the liquid jet surrounding the moving product and consisting of at least one element having an axial recess for the free passage of the product in scrolling and achieving a reduction in the thickness of the jet surrounding the product.
- the expression "at least one secondary jet” is intended to reserve the possibility of several successive jets arranged one after the other, along the axis of the previously defined openings.
- This reduction in thickness can also be achieved by deflecting the peripheral annular layer of the main jet without generally causing a substantial pressure drop.
- the decrease in the amount of movement then takes place only by a decrease in the flow rate of the main jet.
- Such a peripheral deflection can be obtained by a deflector constituted, for example as before, by a frustoconical ferrule placed on the passage of the product in movement but whose convergence is, this time, oriented in a direction opposite to that of the propagation of the jet main.
- the small open base of the deflector necessarily has a smaller section than that of the main jet, the difference between the two determining the thickness of the deflected annular layer.
- the product drying is perfected at the outlet of the casing, by blowing means directing on the product at least one gaseous jet, for example air.
- the cooling bar 8 crosses the device right through and in a rectilinear direction passing along the axis 11 of the tube 1. Openings 9 and 10 formed respectively in the feed head 3 and in the separator 5 allow free passage of the bar 8. It will be recalled that the orifice 10 of the separator is produced in alignment with the opening 6, this in order to ensure the crossing of the bar 8 in a straight line. The opening 6 and the orifice 9 are therefore coaxial and their axis merges with that of the tube designated at 11. It is also recalled that the cooling of the bar takes place essentially during its passage through the tube 1 by direct contact with the water jacket 2 which envelops it and which circulates at high speed.
- the bar 8 and the cooling jacket 2 can circulate, either "co-current", that is to say in the same direction, or
- This secondary jet 12 can be gaseous, or preferably liquid, for example water.
- the nozzle 13 may advantageously consist of the outlet end of a pipe mounted as a bypass on the supply of cooling water serving the supply head 3.
- the position of the nozzle 13 around the axis It does not matter.
- the figure shows it implanted through the upper part of the box 5 so that the shear jet 12 is oriented vertically, thus benefiting to the maximum from the effect of gravity, but it could just as easily have been implanted at through lateral partitions situated in the planes parallel to the plane of the figure.
- the main jet has not been shown so as not to overload them.
- the means of prior weakening of the main jet can be simple ferrules 14, of frustoconical shape and surrounding the product 8. These ferrules can be maintained by any appropriate support structure, such as clamps, etc. ...
- the support structures consist of partitions 15, arranged perpendicular to the axis of the openings 6 and 10. These partitions are fixed to the upper face of the box 5 and left free at their inner end . They have an orifice 16 for the passage of the product 8 and the ferrules 14 are attached to the edges of these orifices.
- the nozzle 13 located in the compartment furthest from the tube gives better results than if it were placed in the middle compartment and, in this case, even better than if it were located in the first compartment into which the tube 1 opens.
- a first arrangement consists, as shown in fig. 2, to dispose small base has a diameter smaller than that of the jet, play the role of a foreign exchange loss member by laminating the main jet which passes through them axially.
- This variant of embodiment appears to be well suited to a circulation produced in scrolling-cooling water in "co-current”, since the ferrules then constitute, with respect to the scrolling product, an introduction cone which facilitates guiding the head of the product as it passes through the box.
- the ferrule 14 fulfills, with respect to the jet (referenced 17), an additional reflection function by causing a part 18 of the water in the main jet to be turned back, a large fraction 19 of this turned part being then folded down on the jet upstream of the shell.
- This "folded" portion 19 disturbs the jet before rolling and thus contributes favorably to its weakening.
- the ferrule 14 fulfills its role of reflector only if its large base through which the jet 17 has a diameter greater than that of the jet.
- FIG. 3 A second possible arrangement is illustrated in FIG. 3.
- This variant is characterized by an arrangement of the frustoconical ferrules 14 so as to make them divergent in the direction of propagation of the main jet.
- This time the reduction in thickness of the latter, is no longer done by rolling and reflection as in the previous variant but, as clearly shown in the enlarged view of FIG. 6, by deflection of a peripheral annular layer 20.
- This deflection role is of course filled by the ferrule 14 which has a small base of diameter smaller than that of the jet and whose beveled end 21 acts in a way, at the like an annular knife which "peels" the jet at its periphery.
- the peripheral annular layer 20 thus cut is then deflected by passing over the external face of the shell.
- FIG. 4 Another possible arrangement is shown in FIG. 4.
- This variant embodiment which can be described as “universal”, since it accommodates both "co-current” and “counter-circulation” circulation current ", is characterized by the fact that the means of weakening the coaxial assembled by their small base.
- the blowing jet can be single or multiple, for example a plurality of radial gas jets which converge at the same point of the product at the outlet of the box and which form a gas disc around the product.
- This gaseous disc eliminates the residual moisture by mechanical effect due to the blowing itself, possibly associated with a thermal effect if the gas is to be preheated.
- the latter can be of any kind.
- air should preferably be used.
- FIG. 2 is a simple circular pipe 23 surrounding the product to be dried 8 and disposed outside the box 5 in the immediate vicinity of the 'passage orifice 10.
- the pipe 23 is secured to the box by means of fixing flanges 24.
- This pipe is supplied by the pipe 25 with pressurized air from a source not shown and the blowing on the product 8 s' performs through a plurality of directed radial outlet nozzles 26
- the means for additional drying of the product at the outlet of the box can implement other known principles for removing residual moisture than those described, for example by absorption, suction, etc.
- other variants can be chosen to produce the gas blast drying means. Indeed, it is not essential that the blowing takes place perpendicular to the product. It is thus possible to modify the inclination of the nozzles 26 at will (FIG. 2), for example so as to direct the gaseous jets onto the passage orifice 10 of the box. The blowing thus causes a gas barrier which thwarts, at the source, the leakage rate of the main jet.
- the nozzles 26 can be oriented in a direction opposite to the previous one, which has the effect of forming around the product to be dried a gaseous sleeve which promotes, by convection, the elimination of residual moisture.
- the annular pipe 23 can be equipped with several series 5 of nozzles of different inclinations, in order to simultaneously implement the drying mechanisms mentioned above.
- the separator according to the invention applies not only to cooling long products at the end of rolling, but to any other industrial field in which it is advantageous to eliminate quickly a liquid film on the surface of a product
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Abstract
Dispositif pour séparer un produit long en défilement 8 d'une enveloppe liquide qui l'accompagne sous forme d'un jet coaxial, constitué par un caisson comportant une ouverture latérale 6 par laquelle pénètre le jet entourant le produit, un orifice latéral 10, dans l'alignement de l'ouverture 6, pour permettre le libre passage en ligne droite du produit 8 en défilement et une sortie inférieure 7 pour l'évacuation du liquide récupéré. Le séparateur selon l'invention se caractérise en ce que le caisson 5 comporte des moyens, tels qu'un jet perpendiculaire 13, pour provoquer un cisaillement du jet entourant le produit, de préférence en association avec des moyens pour affaiblir le jet préalablement à son cisaillement. Le séparateur permet une interruption efficace du jet entourant le produit ainsi que la récupération et l'évacuation du liquide ainsi recueilli. Il trouve son application en tant qu'élément terminal d'un appareil de refroidissement de barres métalliques en fin de laminage ou de produits en cours de coulée continue.Device for separating a long product in movement 8 from a liquid envelope which accompanies it in the form of a coaxial jet, constituted by a box having a lateral opening 6 through which the jet surrounding the product penetrates, a lateral orifice 10, in the alignment of the opening 6, to allow free passage in a straight line of the product 8 while scrolling and a lower outlet 7 for the evacuation of the recovered liquid. The separator according to the invention is characterized in that the box 5 comprises means, such as a perpendicular jet 13, for causing the jet surrounding the product to shear, preferably in combination with means for weakening the jet prior to its shear. The separator allows an efficient interruption of the jet surrounding the product as well as the recovery and evacuation of the liquid thus collected. It finds its application as a terminal element of a device for cooling metal bars at the end of rolling or for products during continuous casting.
Description
Le besoin d'un tel dispositif se rencontre par exemple à la sortie d'un appareil de refroidissement comprenant essentiellement un tube parcouru dr un liquide refroidissant (habituellement de l'eau) et dans l'axe duquel circule également un produit long à refroidir. Le tube comporte, à l'une de des extrémités, une tête d'alimentation en liquide refroidissant et à d'autre extrémité, un séparateur dont le rôle est de débarrasser, à la sortie du tube, le produit en défilement du jet liquide qui l'enveloppe.The need for such a device is encountered for example at the outlet of a cooling device essentially comprising a tube traversed by a cooling liquid (usually water) and in the axis of which also circulates a product which is long to cool. The tube has, at one end, a coolant supply head and at the other end, a separator whose role is to rid, at the exit of the tube, the product in flow of the liquid jet which the envelope.
Sans être d'application limitée à certains domaines industriels particuliers, de tels appareils se rencontrent notamment en sidérurgie, par exemple en coulée continue ou plus spécialement dans le cadre de traitements thermiques spéciaux, pour refroidir rapidement et énergiquement des produits longs en fin de laminage. Face à ces impératifs de refroidissement, on s'est vite rendu compte de la nécessité de prévoir, à la sortie du tube, un élément qui, tout en assurant un libre passage au produit défilant en ligne droite, permet la récupération et l'évacuation du liquide refroidissant en interrompant, pour des raisons d'encombrement de préférence sur la plus courte distance possible, l'enveloppe liquide, qui autrement sortirait du tube en un jet puissant pouvant facilement atteindre une dizaine de mètres et qui, de surcroit, rendrait plus difficile la maîtrise du processus de refroidissement.Without being of application limited to certain particular industrial fields, such devices are encountered in particular in the steel industry, for example in continuous casting or more especially in the context of special heat treatments, for rapidly and vigorously cooling long products at the end of rolling. Faced with these cooling requirements, we quickly realized the need to provide, at the outlet of the tube, an element which, while ensuring free passage for the product moving in a straight line, allows recovery and evacuation coolant by interrupting, for reasons of space preferably over the shortest possible distance, the liquid envelope, which would otherwise exit the tube in a powerful jet which can easily reach ten meters and which, moreover, would make more difficult to control the cooling process.
Pour ce faire, il a déjà été proposé un séparateur constitué d'un simple caisson, ou boîte, de récupération. Cette boîte, ouverte à sa partie inférieure pour l'évacuation du liquide récupéré, comporte une ouverture latérale par laquelle pénètre le jet liquide coaxial au produit et, dans l'alignement de cette ouverture, un orifice latéral dimensionné de manière à permettre au mieux le libre passage du produit en défilement tout en faisant obstacle au jet liquide qui l'enveloppe. Cette solution, avantageuse certes par sa simplicité, présente cependant des inconvénients, notamment en ce qui concerne l'étanchéité de la boîte au niveau de l'orifice de passage du produit. En effet, on ne peut rendre cet orifice aussi proche que l'on veut du diamètre du produit à refroidir, de sorte que la fente annulaire, nécessairement présente entre les deux, constitue pour le jet une voie d'échappement privilégiée, pénalisant ainsi, et de façon très sensible, la fonction d'interruption du jet que l'on souhaitait attribuer une telle botte.To do this, it has already been proposed a separator consisting of a simple box, or box, recovery. This box, open at its lower part for the evacuation of the recovered liquid, has a lateral opening through which the liquid jet coaxial with the product penetrates and, in alignment with this opening, a lateral orifice sized so as to allow the free passage of the product while scrolling while obstructing the liquid jet which envelops it. This solution, which is admittedly advantageous by its simplicity, nevertheless has drawbacks, in particular with regard to the sealing of the box at the level of the orifice for the passage of the product. In fact, this orifice cannot be made as close as desired to the diameter of the product to be cooled, so that the annular slot, necessarily present between the two, constitutes for the jet a preferred escape route, thus penalizing, and very sensitive, the jet interrupt function that we wanted to assign such a boot.
Il a été également proposé, par exemple dans le brevet français 2 226 221 , le brevet américain 1 874 959 et le brevet allemand 2 556 383, afin d'améliorer l'efficacité de tels séparateurs et notamment, de minimiser les quantités d'eau entraînées à l'extérieur, d'appliquer au jet entourant le produit un effet de cisaillement à l'aide d'un jet secondaire faisant un certain angle avec le jet principal. Cependant, cet effet de cisaillement n'est pas toujours suffisant, en particulier dans le cas de jets principaux présentant une quantité de mouvement importante, pour éviter toute sortie d'eau du séparateur.It has also been proposed, for example in French patent 2,226,221, American patent 1,874,959 and German patent 2,556,383, in order to improve the efficiency of such separators and in particular, to minimize the amounts of water entrained outside, apply a shearing effect to the jet surrounding the product using a secondary jet making an angle with the main jet. However, this shearing effect is not always sufficient, in particular in the case of main jets having a large amount of movement, to avoid any outflow of water from the separator.
Le but de la présente invention est de proposer un séparateur conçu de manière à pouvoir interrompre efficacement le jet liquide à la sortie du tube tout en assurant le libre passage du produit en défilement.The object of the present invention is to provide a separator designed so as to be able to effectively interrupt the liquid jet at the outlet of the tube while ensuring the free passage of the product while scrolling.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour séparer un produit long en défilement d'un jet liquide qui l'enveloppe, constitué par un caisson présentant une ouverture latérale par laquelle pénètrent le produit et le jet l'entourant, un orifice latéral dans l'alignement de ladite ouverture pour permettre le libre passage du produit et une sortie inférieure pour l'évacuation du liquide récupéré, le caisson comportant des moyens pour provoquer un cisaillement du jet entre l'ouverture d'entrée du jet entourant le produit et l'orifice de passage de ce dernier, dispositif caractérisé en ce que le caisson comporte intérieurement des moyens pour affaiblir le jet liquide entourant le produit en défilement et constitués par au moins un élément présentant un évidement axial pour le libre passage du produit en défilement et réalisant une réduction de l'épaisseur du jet entourant le produit.To this end, the subject of the invention is a device for separating a long product in movement from a liquid jet which envelops it, constituted by a box having a lateral opening through which the product and the jet surrounding it penetrate, a lateral orifice in alignment with said opening to allow the free passage of the product and a lower outlet for the evacuation of the recovered liquid, the box comprising means for causing a shearing of the jet between the inlet opening of the jet surrounding the product and the orifice for the passage of the latter, device characterized in that the box internally comprises means for weakening the liquid jet surrounding the moving product and consisting of at least one element having an axial recess for the free passage of the product in scrolling and achieving a reduction in the thickness of the jet surrounding the product.
On entend, par le qualificatif "secondaire", distinguer le jet de cisaillement du jet enveloppant le produit, qui, lui, peut être qualifié de "principal".By the qualifier "secondary", we mean to distinguish the shear jet from the jet enveloping the product, which can be described as "main".
De plus, on entend par l'expression "au moins un jet secondaire", se réserver l'éventualité de plusieurs jets successifs disposés l'un à la suite de l'autre, le long de l'axe des ouvertures précédemment définies.In addition, the expression "at least one secondary jet" is intended to reserve the possibility of several successive jets arranged one after the other, along the axis of the previously defined openings.
Par ailleurs, il est utile de préciser pour l'intelligence de l'invention qu'il ne s'agit pas de créer localement une sorte d'écran annulaire entourant le produit et qui pourrait être réalisé par une pluralité de jets secondaires radiaux régulièrement répartis autour de l'axe des ouvertures et concourant en un même point sur ce dernier. Il s'agit plutôt de provoquer un cisaillement du jet principal que l'on veut interrompre, c'est-à-dire Furthermore, it is useful to clarify for the understanding of the invention that it is not a matter of locally creating a sort of annular screen surrounding the product and which could be produced by a plurality of regularly distributed radial secondary jets around the axis of the openings and competing at the same point on the latter. It is rather a question of causing a shearing of the main jet which one wants to interrupt, that is to say
A cette fin, on peut utiliser par exemple, une tuyère, buse, etc... ou une simple virole tronconique, convergente dans le sens de propagation du jet et dans l'axe de laquelle passe librement le produit en défilement, mais dont la section de passage la plus étroite présente, bien entendu, un diamètre inférieur à celui du jet.To this end, one can use for example, a nozzle, nozzle, etc ... or a simple frustoconical ferrule, converging in the direction of propagation of the jet and in the axis of which the product passes freely in movement, but whose The narrowest passage section has, of course, a diameter smaller than that of the jet.
Cette réduction d'épaisseur peut encore être réalisée par une déviation de la couche annulaire périphérique du jet principal sans occasionner globalement une perte de charge sensible. La diminution de la quantité du mouvement s'opère alors uniquement par une diminution du débit du jet principal. Une telle déviation périphérique peut être obtenue par un déflecteur constitué, par exemple comme auparavant, par une virole tronconique placée sur le passage du produit en défilement mais dont la convergence est, cette fois, orientée dans un sens opposé à celui de la propagation du jet principal. Bien entendu, la petite base ouverte du déflecteur présente nécessairement une section inférieure à celle du jet principal, la différence entre les deux déterminant l'épaisseur de la couche annulaire déviée.This reduction in thickness can also be achieved by deflecting the peripheral annular layer of the main jet without generally causing a substantial pressure drop. The decrease in the amount of movement then takes place only by a decrease in the flow rate of the main jet. Such a peripheral deflection can be obtained by a deflector constituted, for example as before, by a frustoconical ferrule placed on the passage of the product in movement but whose convergence is, this time, oriented in a direction opposite to that of the propagation of the jet main. Of course, the small open base of the deflector necessarily has a smaller section than that of the main jet, the difference between the two determining the thickness of the deflected annular layer.
On signale cependant que, pour des raisons qui apparaîtront clairement dans la suite de l'exposé, cette dernière variante est moins bien appropriéu que la première lorsque le produit en défilement et l'enveloppe liquide circulent dans le même sens.It is pointed out, however, that, for reasons which will appear clearly in the remainder of the description, this last variant is less well suited than the first when the product in movement and the liquid envelope circulate in the same direction.
Comme on l'aura déjà compris, la présente invention consiste dans ses caractéristiques principales :
- - à briser le jet principal par cisaillement au moyen d'un jet secondaire qui lui est perpendiculaire,
- - de préférence et préalablement à l'action de cisaillement, à placer sur le parcours du jet principal un ou plusieurs organes successifs ayant pour fonction d'amollir ou, si l'on préfère, d'affaiblir le jet principal,
- - enfin, à enfermer le tout dans un caisson servant à la collecte et à
- - to break the main jet by shearing by means of a secondary jet which is perpendicular to it,
- - preferably and prior to the shearing action, placing one or more successive members on the path of the main jet, the function of which is to soften or, if preferred, to weaken the main jet,
- - finally, to enclose everything in a box used for collecting and
Accessoirement ,on parfait le séchage de produit à la sortie du cais- sun, par des moyens de soufflage dirigeant sur le produit au moins un jet gazeux, par exemple de l'air.Incidentally, the product drying is perfected at the outlet of the casing, by blowing means directing on the product at least one gaseous jet, for example air.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages resso tirunt plus clairement au vu de la description qui suit, donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles
- la fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif pour le refroidissement de barres métalliques en défilement équipe d'un séparateur terminal conforme a l'invention,
- les fig. 2, 3 et 4 représentent chacune, en coupe axiale, une variante de réalisation du séparateur conforme à l'invention,
- . les fig. 5 et 6 illustrent schématiquement le mode d'action des moyens selon l'invention pour affaiblir le jet principal.
- fig. 1 is a schematic view in axial section of a device for cooling metallic bars while traveling, equipped with a terminal separator according to the invention,
- fig. 2, 3 and 4 each represent, in axial section, an alternative embodiment of the separator according to the invention,
- . fig. 5 and 6 schematically illustrate the mode of action of the means according to the invention for weakening the main jet.
Sur toutes les figures, les mêmes éléments sont désignés par des références identiques.In all the figures, the same elements are designated by identical references.
Comme le montre la fig. 1, le dispositif de refroidissement comprend
- - un tube allongé 1 parcouru, dans le sens indiqué par les flèches, par un
courant 2 de liquide de refroidissement que l'on supposera être de l'eau, - - une tête d'alimentation 3 disposée à une extrémité du
tube 1 recevant l'eau par une tubulure d'entrée 4 et l'injectant dans le tube et, - - à l'autre extrémité, un
séparateur 5 recevant le jet d'eau à la sortie du tube par une ouverture latérale 6 et destiné à interrompre ce jet, à recueillir l'eau ainsi récupérée et à l'évacuer par le bas par unesortie 7.
- - an
elongated tube 1 traversed, in the direction indicated by the arrows, by astream 2 of coolant which will be assumed to be water, - a
supply head 3 disposed at one end of thetube 1 receiving the water through an inlet pipe 4 and injecting it into the tube and, - - At the other end, a
separator 5 receiving the water jet at the outlet of the tube through alateral opening 6 and intended to interrupt this jet, to collect the water thus recovered and to evacuate it from below by aexit 7.
La barre à refroidir 8 traverse le dispositif de part en part et selon une direction rectiligne en passant dans l'axe 11 du tube 1. Des ouvertures 9 et 10 ménagées respectivement dans la tête d'alimentation 3 et dans le séparateur 5 permettent le libre passage de la barre 8. On rappelle que l'orifice 10 du séparateur est réalisé dans l'alignement de l'ouverture 6, ceci afin d'assurer la traversée de la barre 8 en ligne droite. L'ouverture 6 et l'orifice 9 sont donc coaxiaux et leur axe se confond avec celui du tube désigné en 11. On rappelle également que le refroidissement de la barre s'effectue essentiellement lors de son passage dans le tube 1 par contact direct avec la chemise d'eau 2 qui l'enveloppe et qui.circule à vitesse élevée.The
On signale à cet égard que la barre 8 et la chemise de refroidissement 2 peuvent circuler, soit à "co-courant", c'est-à-dire dans le même sens, ouIt is pointed out in this regard that the
Ce jet secondaire 12 peut être gazeux, ou de préférence liquide, par exemple de l'eau. Dans ce cas, l'ajutage 13 peut être avantageusement constitué par l'extrémité de sortie d'une conduite montée en dérivation sur l'alimentation en eau de refroidissement déservant la tête d'alimentation 3.This
La position de l'ajutage 13 autour de l'axe Il importe peu. La figure le montre implanté au travers de la partie supérieure de la boîte 5 de sorte que le jet de cisaillement 12 est orienté verticalement, bénéficiant ainsi au maximum de l'effet de la pesanteur, mais on aurait tout aussi bien pu l'implanter au travers des cloisons latérales situées dans les plans parallèles au plan de la figure.The position of the
Lorsque le jet principal présente une importante quantité de mouvement, comme c'est le cas pour le traitement thermique des produits longs en fin de laminage, la puissance du jet secondaire, nécessaire à l'obtention d'un effet de cisaillement efficace, pourrait être telle qu'il serait à craindre, d'abord certaines difficultés dans le guidage du produit, par déviation de la tête au moment de son introduction dans le séparateur, ensuite un pliage du produit (notamment pour les produits de petit diamètre) au lieu d'impact du jet. Il est donc préférable de pouvoir opérer avec un jet secondaire d'impulsion modérée, ce qui implique, toutes choses égales par ailleurs, d'agir sur un jet principal préalablement affaibli. On voit apparaître ici l'intérêt des moyens pour amollir le jet principal, précédemment évoqués, et placés en amont du jet de cisaillement dans le sens de propagation du jet principal.When the main jet has a large amount of movement, as is the case for the heat treatment of long products at the end of rolling, the power of the secondary jet, necessary to obtain an effective shearing effect, could be as it would be feared, first some difficulties in guiding the product, by deflection of the head at the time of its introduction into the separator, then a folding of the product (especially for small diameter products) instead of impact of the jet. It is therefore preferable to be able to operate with a secondary jet of moderate impulse, which implies, all other things being equal, to act on a previously weakened main jet. One sees here appearing the interest of the means for softening the main jet, previously mentioned, and placed upstream of the shear jet in the direction of propagation of the main jet.
A priori, il est correct de penser que, plus le nombre de moyens d'amollissement successifs est important, meilleur sera le résultat final obtenu.A priori, it is correct to think that, the more the number of successive softening means, the better the final result obtained.
En fait, en règle générale, une succession de deux moyens d'amollissement suffisent à adoucir le jet pour, qu'après cisaillement, la quasi- totalité de l'eau soit récupérée dans le séparateur.In fact, as a general rule, a succession of two softening means suffices to soften the jet so that, after shearing, almost all of the water is recovered in the separator.
3 Les figures suivantes illustrent plusieurs variantes de réalisation 3 The following figures illustrate several variant embodiments
Sur les figures 2, 3 et 4, le jet principal n'a pas été représenté pour ne pas les surcharger. Comme un le voit, les moyens d'affaiblissement préalable du jet principal peuvent être de simples viroles 14, de forme tronconique et entourant le produit 8. Ces viroles peuvent être maintenue par toute structure de soutien appropriée, telle que brides d'attaches, etc... Dans les exemples décrits, les structures de soutien sont constituées par des cloisons 15, disposées perpendiculairement à l'axe des ouvertures 6 et 10. Ces cloisons sont fixées à la face supérieure de la boîte 5 et laissées libres à leur extrémité intérieure. Elles présentent un orifice 16 pour le passage du produit 8 et les viroles 14 sont rapportées sur les bords de ces orifices.In FIGS. 2, 3 and 4, the main jet has not been shown so as not to overload them. As can be seen, the means of prior weakening of the main jet can be
On réalise.ainsi une boîte 5`cloisonnée en plusieurs compartiments successifs, alignés le long du produit en défilement et récupérant chacun une fraction de l'eau constituant le jet principal qui sort du tube 1 et dont l'évacuation est assurée par l'entonnoir de sortie 7.We realize . thus a
En principe, les positions relatives entre les viroles 14 et l'ajutage 13 peuvent être inversées. Toutefois, les résultats sont d'autant meilleurs (absence de projection d'eau par l'orifice 10) que, pour un nombre donné de viroles 14 successives, le nombre de viroles interposées entre la sortie du tube et le jet de cisaillement est grand.In principle, the relative positions between the
Ainsi, dans le cas d'une boîte à trois compartiments (donc à deux viroles successives 14) telle que représentée sur les figures, l'ajutage 13 localisé dans le compartiment le plus éloigné du tube donne de meilleurs résultats que s'il était placé dans le compartiment médian et, dans ce cas, meilleurs encore que s'il était localisé dans le premier compartiment dans lequel débouche le tube 1.Thus, in the case of a box with three compartments (therefore with two successive ferrules 14) as shown in the figures, the
Par ailleurs, un nombre de viroles successives égal ou voisin de deux convient dans la majorité des cas. Dans ces conditions, le jet principal est entièrement interrompu dans le caisson 5. En deçà de ce nombre, la quantité d'eau résiduelle jaillissant par l'orifice 10 n'est plus négligeable. Au delà, les moyens deviennent souvent surabondants et pénalisent le dispositif de refroidissement en raison du surcroit de longueur inutile qui en résulte.In addition, a number of successive rings equal to or close to two is suitable in the majority of cases. Under these conditions, the main jet is entirely interrupted in the
On va maintenant décrire quelques agencements possibles de ces moyens d'amolissement préalable du jet principal ainsi que leur mode d'action sur ce dernier.We will now describe some possible arrangements of these means of prior reduction of the main jet and their mode of action on the latter.
i Un premier agencement consiste, comme le montre la fig. 2, à disposerpetite base présente un diamètre inférieur à celui du jet, jouent le rôle J'un organe de perte de change en laminant le jet principal qui les traverse axialement. Cette variante de réalisation apparait bien adaptée à une circulation produit en défilement-eau de refroidissement en "co-courant", car les viroles constituent alors à l'égard du produit en défilement un cône d'introduction qui facilite le guidage de la tête du produit lors de son passage au travers de la boîte.i A first arrangement consists, as shown in fig. 2, to dispose small base has a diameter smaller than that of the jet, play the role of a foreign exchange loss member by laminating the main jet which passes through them axially. This variant of embodiment appears to be well suited to a circulation produced in scrolling-cooling water in "co-current", since the ferrules then constitute, with respect to the scrolling product, an introduction cone which facilitates guiding the head of the product as it passes through the box.
Par ailleurs, un tel agencement présente un autre avantage : comme le montre la vue agrandie de la fig. 5, la virole 14 remplit, à l'égard du jet (référencé 17), une fonction supplémentaire de réflexionen provoquant le rebroussement d'une partie 18 de l'eau du jet principal, une fraction importante 19 de cette partie rebroussée se rabattant ensuite sur le jet en amont de la virole. Cette portion "rabattue" 19 perturbe le jet avant laminage et contribue ainsi favorablement à son affaiblissement. On comprend aisément que la virole 14 ne remplit son rôle de réflecteur que si sa grande base par laquelle pénètre le jet 17 présente un diamètre supérieur à celui du jet.Furthermore, such an arrangement has another advantage: as shown in the enlarged view of FIG. 5, the
Un second agencement possible est illustré sur la fig. 3. Cette variante de réalisation se caractérise par une disposition des viroles tronconiques 14 de manière à les rendre divergentes dans le sens de propagation du jet principal. Cette fois, la réduction en épaisseur de ce dernier, ne se fait plus par laminage et réflexion comme dans la variante précédente mais, comme le montre clairement la vue agrandie de la fig. 6, par déflexion d'une couche annulaire périphérique 20. Ce rôle de déflexion étant bien entendu rempli par la virole 14 qui présente une petite base de diamètre inférieur à celui du jet et dont l'extrémité biseautée 21 agit en quelque sorte, à la manière d'un couteau annulaire qui "épluche" le jet à sa périphérie. La couche annulaire périphérique 20 ainsi découpée est alors déviée par passage sur la face extérieure de la virole. Pour les raisons évoquées précédemment, on comprend qu'une telle variante de réalisation est, cette fois, mieux adaptée à une circulation produit-eau de type "contre-courant".A second possible arrangement is illustrated in FIG. 3. This variant is characterized by an arrangement of the
Un autre agencement possible est représenté sur la fig. 4. Cette variante de réalisation, qui peut être qualifiée d "'universelle", puisqu'elle s'accommode aussi bien d'une circulation à "co-courant" qu'à "contre- courant", se caracterise par le fait que les moyens d'affaiblissement du coaxiales assemblées par leur petite base.Another possible arrangement is shown in FIG. 4. This variant embodiment, which can be described as "universal", since it accommodates both "co-current" and "counter-circulation" circulation current ", is characterized by the fact that the means of weakening the coaxial assembled by their small base.
Il doit être noté que, quelle que soit la variante mise en oeuvre, on constate un fonctiunnement sensiblement amélioré et plus régulier du sépara- teur 5, lorsqu'une ouverture est pratiquée dans celui-ci, voisinage de l'extrémité de l'ajutage 13. Il apparaît donc bénéfique de ménager, au voisinage du jet de cisailiement, une prise d'air que l'on a représentée es 22 sur les figures.It should be noted that, whatever the variant used, there is a substantially improved and more regular operation of the
Il doit être compris que, malgré une interrupcion efficace du jet principal dans le caisson un léger debit de faire s'échappe géneralement par l'ouverture de passage 10. Ce débit de fuite est d'ailleurs inévitable dans le cas d'une circulation à "co-courant", car le produit en défilement entraîne alors avec lui une humidité résiduelle sous la forme d'une fine pellicule liquide ou, au mieux, de gouttelettes qui restent accrochées à la surface. Compte tenu de la température de surface du produit après refroidissement (de l'ordre de 200°C), cette humidité résiduelle s'élimine naturellement au bout de quelques secondes. Toutefois, en raison des vitesses élevées du défilement du produit, l'humidité accompagne ce dernier sur une distance assez appréciable et on peut souhaiter l'éliminer dès la sortie du caisson.It should be understood that, in spite of an effective interruption of the main jet in the box, a slight flow rate of flow generally escapes through the
On y parvient, conformément à une variante de l'invention, en équipant extérieurement le caisson de moyens de séchage complémentaire par soufflage gazeux.This is achieved, in accordance with a variant of the invention, by externally equipping the box with additional drying means by gas blowing.
Le jet de soufflage peut être unique ou multiple, par exemple une pluralité de jets gazeux radiaux qui convergent en un même point du produit à la sortie du caisson et qui forment autour du produit un disque gazeux. Ce disque gazeux élimine l'humidité résiduelle par effet mécanique dû au soufflage lui-même, associé éventuellement à un effet thermique si l'on prévoit un préchauffage du gaz. Ce dernier peut être de nature quelconque. Pour des raisons évidentes de commodité, on emploiera de préférence de l'air. Un exemple de réalisation de ces moyens de séchage complémentaire est illustré sur la figure 2. Comme on le voit, il s'agit d'une simple conduite circulaire 23 entourant le produit à sécher 8 et disposée extérieurement au caisson 5 au voisinage immédiat de l'orifice de passage 10. La conduite 23 est solidaire du caisson au moyen de brides de fixation 24. Cette conduite est alimentée par la tubulure 25 en air sous pression à partir d'une source non représentée et le soufflage sur le produit 8 s'effectue grâce à une pluralité d'ajutages de sortie radiaux 26 dirigés The blowing jet can be single or multiple, for example a plurality of radial gas jets which converge at the same point of the product at the outlet of the box and which form a gas disc around the product. This gaseous disc eliminates the residual moisture by mechanical effect due to the blowing itself, possibly associated with a thermal effect if the gas is to be preheated. The latter can be of any kind. For obvious reasons of convenience, air should preferably be used. An exemplary embodiment of these additional drying means is illustrated in FIG. 2. As can be seen, it is a simple
Enfin, dans le cas de la variante dite "universelle" (fig. 4), on comprend sans difficulté que la seule caractéristique nécessaire de ces moyens d'affaiblissement consiste à leur attribuer un profil interne de ) forme convergente-divergente.Finally, in the case of the so-called "universal" variant (FIG. 4), it is easily understood that the only necessary characteristic of these weakening means consists in assigning them an internal profile of) convergent-diverging shape.
De même, les moyens de séchage complémentaire du produit à la sortie du caisson peuvent mettre en oeuvre d'autres principes connus pour supprimer l'humidité résiduelle que ceux décrits, par exemple par absorption, aspiration, etc... De plus, d'autres variantes peuvent être retenues pour réaliser 5 les moyens de séchage par soufflage gazeux. Il n'est pas indispensable en effet que le soufflage s'opère perpendiculairement au produit. On peut ainsi modifier à volonté l'inclinaison des ajutages 26 (figure 2), par exemple de manière à diriger les jets gazeux sur l'orifice de passage 10 du caisson. Le soufflage provoque ainsi un barrage gazeux qui contrarie, à la 0 source, le débit de fuite du jet principal. Inversement, les ajutages 26 peuvent être orientés dans une direction opposée à la précédente, ce qui a pour effet de former autour du produit à sécher un manchon gazeux qui favorise, par convection, l'élimination de l'humidité résiduelle. Bien entendu, la conduite annulaire 23 peut être équipée de plusieurs séries 5 d'ajutages d'inclinaisons différentes, afin de mettre en oeuvre simultanément les mécanismes de séchage évoqués ci-dessus.Likewise, the means for additional drying of the product at the outlet of the box can implement other known principles for removing residual moisture than those described, for example by absorption, suction, etc. In addition, other variants can be chosen to produce the gas blast drying means. Indeed, it is not essential that the blowing takes place perpendicular to the product. It is thus possible to modify the inclination of the
Par ailleurs, le séparateur, selon l'invention, s'applique non seulement au refroidissement des produits longs en fin de laminage, mais à tout 19 autre domaine industriel, dans lequel il est avantageux d'éliminer rapidement une pellicule liquide de la surface d'un produitest le cas notamment en coulée continue des métaux, par exemple de l'acier, où le refroidissement de la barre coulée dans l'étage dit de "refroidissement secondaire" de l'installation peut s'effectuer par une chemise d'eau canalisée dans un manchon entourant la barre et circulant en contact avec la surface de cette dernière.Furthermore, the separator according to the invention applies not only to cooling long products at the end of rolling, but to any other industrial field in which it is advantageous to eliminate quickly a liquid film on the surface of a product This is the case in particular in continuous casting of metals, for example steel, where the cooling of the casting bar in the so-called "secondary cooling" stage of the installation can be carried out by a jacket of water channeled in a sleeve surrounding the bar and circulating in contact with the surface of the latter.
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