EP0297077A2 - Dispositif pour le refroidissement d'un produit métallique en mouvement. - Google Patents

Dispositif pour le refroidissement d'un produit métallique en mouvement. Download PDF

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EP0297077A2
EP0297077A2 EP88870111A EP88870111A EP0297077A2 EP 0297077 A2 EP0297077 A2 EP 0297077A2 EP 88870111 A EP88870111 A EP 88870111A EP 88870111 A EP88870111 A EP 88870111A EP 0297077 A2 EP0297077 A2 EP 0297077A2
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compartment
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compartments
front wall
box
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Stéphan Wilmotte
Jean-François Noville
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a device for cooling a moving metal product. It applies particularly, but not exclusively, to the cooling of wide flat products, in particular heavy plates.
  • a device of this type is already known from patent BE-A-900,784.
  • This known device comprises two transverse perforated boxes, arranged respectively above and below the metal product and distributing the coolant uniformly along the width of this metal product.
  • the present invention provides a simple way to remedy this drawback, by an appropriate modification of the known device mentioned above.
  • a device for cooling a moving metal product which comprises an upper box and a lower box respectively arranged at above and below the trajectory of said metallic product and oriented transversely with respect to said trajectory, said boxes being provided, in a front wall, with holes for the passage of a coolant in the direction of said metallic product, is characterized in that the lower box is divided into at least two substantially parallel compartments oriented in the longitudinal direction of said lower box, in that said division into compartments is produced by at least one partition substantially parallel to the longitudinal direction of said lower box and forming an angle with said front wall, and in that each of said compartments has a part of said passage orifices and comprises means for supplying coolant.
  • said partition delimits on the one hand with a part of said front wall a first compartment, said interior compartment, which is connected to a first source of coolant and on the other hand with another part of said front wall and with the external wall of said lower box a second compartment, said external compartment which surrounds said internal compartment and which is connected to a second source of coolant.
  • said lower box has a longitudinal plane of symmetry, and the inner compartment, respectively the outer compartment, are each arranged symmetrically with respect to said longitudinal plane of symmetry.
  • said first and second sources of refrigerant are constituted by a single source, which supplies said two compartments separately, possibly under different pressures.
  • a lower box forming part of a cooling device according to the invention is generally designated by the reference numeral 1. It is mounted between two transport rollers 2 and 3, shown diagrammatically in phantom, which symbolize a bank of rollers on which moves, in the direction of arrow A, a metallic product 4 to be cooled.
  • the box is shown in cross section, the cutting plane being therefore parallel to the direction of movement of the metal product 4.
  • the box 1 has a longitudinal plane of symmetry, which is a vertical plane whose trace 5 is shown in phantom.
  • the box 1 rests on the frame of the roller bench by means of suitable supports.
  • the lower box 1 has an outer wall 6, having the general shape of a U, which is closed by a front wall 7 parallel to the direction of movement of the product 4.
  • a partition inner 8 which also has the general shape of a U and which is also closed by the front wall 7.
  • the outer wall 6 and the partition 8, both in the shape of a U are each arranged symmetrically relative to the plane 5.
  • the partition 8 delimits on the one hand, with a part of the front wall 7, an interior compartment 9 and on the other hand, with another part of the front wall 7 and with the outer wall 6, an outer compartment 10 which symmetrically surrounds the inner compartment 9.
  • the front wall 7 is pierced with a plurality of orifices intended to allow the passage of the refrigerant in the direction of the metallic product 4.
  • a part of these orifices in this case those which are designated by the reference 12, open out in the interior compartment 9, while other orifices, identified 11, open into the exterior compartment 10.
  • these orifices are distributed in an appropriate manner in the front wall 7 to ensure repair.
  • desired tition preferably a uniform distribution, of the refrigerant by one and / or the other of the compartments 9 and 10.
  • the outer compartment 10 is equipped with supply lines 13 from which the refrigerant spreads in said compartment 10 according to the arrows B to reach the orifices 11.
  • the interior compartment 9 is equipped with supply lines 14, which pass through sealingly the external compartment 10, and from which the refrigerant circulates according to the arrows C by turning the jet breaker 15, in the direction of the orifices 12.
  • the jet breaker 15 is intended to ensure a uniform distribution of the pressure and the flow of coolant in all of the orifices 12
  • the supply lines 13 and 14 are also distributed appropriately along the length of the lower box 1.
  • Such a box can operate in different ways, depending on the specific flow rate of refrigerant, necessary to ensure the desired cooling of the metal product 4.
  • specific flow rate is meant here the quantity, generally the volume of refrigerant per unit of surface of the product to be cooled.
  • the refrigerant used is preferably water or an aqueous liquid.
  • the quantity of heat to be extracted is greater the greater the drop in temperature to be ensured and the greater the thickness of the product. It is therefore necessary to apply a high specific flow rate of the refrigerant.
  • the two compartments 9 and 10 are simultaneously supplied with refrigerant, and the box 1 then functions as a lower box of the known type.
  • the invention is obviously not limited to feeding one or other of the exterior 10 and interior 9 compartments.
  • the cooling device according to the invention thus offers a flexibility of operation that the known devices did not have.
  • the invention is however not limited to the embodiment which has just been described and illustrated, but it also extends to the various possible variants coming within the scope of the following claims.

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Abstract

Dispositif pour le refroidissement d'un produit métallique en mouve­ment, qui comporte un caisson supérieur et un caisson inférieur pour­vus, dans une paroi frontale, d'orifices de passage d'un agent réfri­gérant en direction du produit métallique. Le caisson inférieur (1) est divisé en au moins deux compartiments (9, 10) sensiblement paral­lèles orientés suivant la direction longitudinale du caisson infé­rieur, la division en compartiments étant réalisée par au moins une cloison (8) sensiblement parallèle à la direction longitudinale du caisson inférieur et formant un angle avec la paroi frontale (7). Cha­cun des compartiments (9, 10) présente une partie des orifices de passage (11, 12) et comporte des moyens d'alimentation (13, 14) en agent réfrigérant.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif pour le refroidissement d'un produit métallique en mouvement. Elle s'applique particulièrement, mais pas exclusivement, au refroidissement des pro­duits plats de grande largeur, notamment des tôles fortes.
  • Un dispositif de ce type est déjà connu par le brevet BE-A-900.784. Ce dispositif connu comporte deux caissons transversaux perforés, dispo­sés respectivement au-dessus et en dessous du produit métallique et distribuant l'agent réfrigérant de manière uniforme selon la largeur de ce produit métallique.
  • On a cependant constaté que, dans les cas où le débit spécifique d'agent réfrigérant est faible, une quantité appréciable d'agent ré­frigérant n'atteint pas la face inférieure du produit; le refroidis­sement de celui-ci n'est alors pas assuré de façon satisfaisante.
  • La présente invention propose un moyen simple de remédier à cet in­convénient, par une modification appropriée du dispositif connu rappelé plus haut.
  • Conformément à la présente invention, un dispositif pour le refroi­dissement d'un produit métallique en mouvement, qui comporte un caisson supérieur et un caisson inférieur disposés respectivement au­ dessus et en dessous de la trajectoire dudit produit métallique et orientés transversalement par rapport à ladite trajectoire, lesdits caissons étant pourvus, dans une paroi frontale, d'orifices de passage d'un agent réfrigérant en direction dudit produit métallique, est caractérisé en ce que le caisson inférieur est divisé en au moins deux compartiments sensiblement parallèles orientés suivant la direction longitudinale dudit caisson inférieur, en ce que ladite division en compartiments est réalisée par au moins une cloison sensiblement pa­rallèle à la direction longitudinale dudit caisson inférieur et formant un angle avec ladite paroi frontale, et en ce que chacun des­dits compartiments présente une partie desdits orifices de passage et comporte des moyens d'alimentation en agent réfrigérant.
  • Selon une réalisation particulière du dispositif de l'invention, la­dite cloison délimite d'une part avec une partie de ladite paroi fron­tale un premier compartiment, dit compartiment intérieur,qui est relié à une première source d'agent réfrigérant et d'autre part avec une autre partie de ladite paroi frontale et avec la paroi extérieure du­dit caisson inférieur un second compartiment, dit compartiment exté­rieur qui entoure ledit compartiment intérieur et qui est relié à une seconde source d'agent réfrigérant.
  • D'une façon avantageuse, ledit caisson inférieur possède un plan de symétrie longitudinal, et le compartiment intérieur, respectivement le compartiment extérieur, sont chacun agencés de façon symétrique par rapport audit plan de symétrie longitudinal.
  • Par ailleurs, il est intéressant que lesdites première et seconde sources d'agent réfrigérant soient constituées par une source unique, qui alimente séparément lesdits deux compartiments, éventuellement sous des pressions différentes.
  • D'autres particularités intéressantes de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre de simple exemple, d'une réalisation préférée du dispositif de l'invention. Cette description se réfère au dessin annexé, dont la figure unique montre la section transversale d'un caisson inférieur divisé en deux compartiments de section symétrique.
  • Dans cette figure unique, un caisson inférieur faisant partie d'un dis­positif de refroidissement conforme à l'invention est globalement dé­signé par le repère numérique 1. Il est monté entre deux rouleaux de transport 2 et 3, schématisés en trait mixte, qui symbolisent un banc de rouleaux sur lequel se déplace, dans le sens de la flèche A, un produit métallique 4 à refroidir. Le caisson est représenté en coupe transversale, le plan de coupe étant de ce fait parallèle à la direc­tion de déplacement du produit métallique 4. Dans la configuration re­présentée ici, le caisson 1 possède un plan de symétrie longitudinal, qui est un plan vertical dont la trace 5 est représentée en trait mixte. Le caisson 1 repose sur la charpente du banc de rouleaux par l'intermédiaire de supports appropriés.
  • Le caisson inférieur 1 comporte une paroi extérieure 6, ayant la forme générale d'un U, qui est fermée par une paroi frontale 7 parallèle à la direction de déplacement du produit 4. A l'intérieur de la paroi extérieure 6 est disposée une cloison intérieure 8, qui présente également la forme générale d'un U et qui est également fermée par la paroi frontale 7. Comme le montre la figure, la paroi extérieure 6 et la cloison 8, toutes deux en forme de U, sont chacune agencées symé­triquement par rapport au plan 5. Dans cette réalisation, la cloison 8 délimite d'une part, avec une partie de la paroi frontale 7, un com­partiment intérieur 9 et d'autre part, avec une autre partie de la paroi frontale 7 et avec la paroi extérieure 6, un compartiment exté­rieur 10 qui entoure symétriquement le compartiment intérieur 9.
  • La paroi frontale 7 est percée d'une pluralité d'orifices destinés à permettre le passage de l'agent réfrigérant en direction du produit métallique 4. Une partie de ces orifices, en l'occurrence ceux qui sont désignés par le repère 12, débouchent dans le compartiment inté­rieur 9, tandis que d'autres orifices, repérés 11, débouchent dans le compartiment extérieur 10. Bien entendu, ces orifices sont distribués de façon appropriée dans la paroi frontale 7 pour assurer la répar­ tition désirée, de préférence une répartition uniforme, de l'agent ré­frigérant par l'un et/ou l'autre des compartiments 9 et 10.
  • A l'arrière des deux compartiments 9 et 10, c'est-à-dire ici dans les parois constituant respectivement les âmes des U 6 et 8, sont prévus des moyens de raccordement à des sources d'agent réfrigérant, non représentées.
  • Le compartiment extérieur 10 est équipé de conduites d'alimentation 13 à partir desquelles l'agent réfrigérant se répand dans ledit com­partiment 10 suivant les flèches B pour gagner les orifices 11. Le compartiment intérieur 9 est équipé de conduites d'alimentation 14, qui traversent de façon étanche le compartiment extérieur 10, et à partir desquelles l'agent réfrigérant circule suivant les flèches C en cntournant le brise-jet 15, en direction des orifices 12. Le brise-jet 15 est destiné à assurer une répartition uniforme de la pression et du débit d'agent réfrigérant dans l'ensemble des orifices 12.
  • Les conduites d'alimentation 13 et 14 sont également réparties de façon appropriée suivant la longueur du caisson inférieur 1.
  • Un tel caisson peut fonctionner de différentes manières, en fonction du débit spécifique d'agent réfrigérant, nécessaire pour assurer le refroidissement désiré du produit métallique 4. Par débit spécifique, on entend ici la quantité, généralement le volume d'agent réfrigérant par unité de surface du produit à refroidir. Il faut en outre comprendre que l'agent réfrigérant utilisé est de préférence l'eau ou un liquide aqueux.
  • Il peut être nécessaire d'abaisser fortement la température d'un pro­duit métallique. Dans ce cas, la quantité de chaleur à extraire est d'autant plus grande que la chute de température à assurer est importante et que l'épaisseur du produit est forte. Il convient dès lors d'appliquer un débit spécifique élevé de l'agent réfrigérant. A cet effet, on alimente simultanément les deux compartiments 9 et 10 en agent réfrigérant, et le caisson 1 fonctionne alors comme un caisson inférieur du type connu.
  • Il arrive cependant aussi que la chute de température à assurer, ainsi qu'éventuellement l'épaisseur du produit 4, ne nécessitent l'extraction que d'une quantité de chaleur relativement faible. Il en résulte une diminution parfois importante du débit spécifique de l'agent réfri­gérant, et le risque, avec un caisson classique, qu'une partie de l'agent réfrigérant n'atteigne pas le produit à refroidir.
  • Dans ce cas, il est possible, avec un caisson in érieur conforme à l'invention, de n'alimenter qu'un seul compartiment, afin de concentrer le débit spécifique faible sur un plus petit nombre d'orifices. Le débit de chaque orifice est ainsi augmenté et l'agent réfrigérant atteint plus aisément le produit métallique 4 à refroidir.
  • L'invention n'est évidemment pas limitée à l'alimentation de l'un ou l'autre des compartiments extérieur 10 et intérieur 9.
  • Il s'est cependant avéré avantageux d'alimenter de préférence le com­partiment extérieur 10, qui délivre l'agent réfrigérant dans les deux zones de bord du caisson 1, alors que le compartiment intérieur 9 n'est pas alimenté. Il en résulte un avantage hydraulique, du à un meilleur écoulement de l'agent réfrigérant, et un avantage métallurgique dû à une meilleure répartition du refroidissement suivant la longueur du produit mùétallique.
  • Le dispositif de refroidissement conforme à l'invention offre ainsi une souplesse de fonctionnement que ne présentaient pas les dispositifs connus. L'invention n'est cependant pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et illustré, mais elle s'étend également aux différentes variantes possibles entrant dans le cadre des revendications suivantes.

Claims (7)

1. Dispositif pour le refroidissement d'un produit métallique en mou­vement, qui comporte un caisson supérieur et un caisson inférieur disposés respectivement au-dessus et en dessous de la trajectoire dudit produit métallique et orientés transversalement par rapport à ladite trajectoire, lesdits caissons étant pourvus, dans une paroi frontale, d'orifices de passage d'un agent réfrigérant en direction dudit produit métallique, caractérisé en ce que ledit caisson infé­rieur (1) est divisé en au moins deux compartiments (9, 10) sensible­ment parallèles orientés suivant la direction longitudinale dudit caisson inférieur, en ce que ladite division en compartiments est réa­lisée par au moins une cloison (8) sensiblement parallèle à la direc­tion longitudinale dudit caisson inférieur et formant un angle avec ladite paroi frontale (7), et en ce que chacun desdits compartiments présente une partie desdits orifices de passage (11, 12) et comporte des moyens d'alimentation (13, 14) en agent réfrigérant.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cloison délimite d'une part avec une partie de ladite paroi frontale un premier compartiment, dit compartiment intérieur, qui est relié à une première source d'agent réfrigérant, et d'autre part avec une autre partie de ladite paroi frontale et avec la paroi extérieure du­dit caisson inférieur un second compartiment, dit compartiment exté­rieur, qui entoure ledit compartiment intérieur et qui est relié à une seconde source d'agent réfrigérant.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit caisson intérieur possède un plan de symétrie longitudinal (5) et en ce que le compartiment intérieur (9) respectivement le compartiment extérieur (10) sont chacun agencés de façon symétrique par rapport au­dit plan de symétrie longitudinal.
4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, ca­ractérisé en ce que les moyens d'alimentation dudit compartiment intérieur traversent de façon étanche ledit compartiment extérieur.
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation dudit compartiment intérieur comportent un brise-jet.
6. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation desdits compartiments sont répartis suivant la longueur dudit caisson inférieur.
7. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les différents compartiments sont alimentés séparément à partir d'une source commune d'agent réfrigérant.
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