EP2171105B1 - Procede, dispositif et systeme de traitement thermique d'une bande metallique en defilement - Google Patents

Procede, dispositif et systeme de traitement thermique d'une bande metallique en defilement Download PDF

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EP2171105B1
EP2171105B1 EP08774880A EP08774880A EP2171105B1 EP 2171105 B1 EP2171105 B1 EP 2171105B1 EP 08774880 A EP08774880 A EP 08774880A EP 08774880 A EP08774880 A EP 08774880A EP 2171105 B1 EP2171105 B1 EP 2171105B1
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EP
European Patent Office
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strip
heat
segment
heated
metal strip
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EP08774880A
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EP2171105A1 (fr
Inventor
Jean Marc Raick
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Drever International SA
Original Assignee
Drever International SA
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Filing date
Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • 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
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work

Definitions

  • the present invention relates to a method, a device and a system for heat treatment of a moving metal strip.
  • annealing One type of heat treatment process is called annealing.
  • the metal is heated to temperatures of, for example, 500 ° C to 1100 ° C and then cooled to modify the crystal structure of the metal.
  • a disadvantage of such a process, as well as other heat treatment processes, is its high energy consumption.
  • the heating of the sheet is obtained by running it in front of radiant tubes in which flue gases from the combustion of a fuel and air circulate. In these installations, it has already been planned to recover heat from the flue gases leaving the radiant tubes to preheat the combustion air.
  • the heat consumed is worth, in spite of this recovery, of the order of 1.7 times the heat found in the sheet, which corresponds to a yield of 60%.
  • Such a regenerative process comprises heating the strip, cooling the heated strip, and transferring heat of at least one segment of the strip being cooled to at least one segment of the strip. the strip being heated, so as to effect at least a portion of each of said cooling and heating of the strip.
  • the problem to be solved is the reduction of energy consumption in a heat treatment process of a moving metal strip.
  • said heat transfer is performed from a plurality of segments of the band being heated to a plurality of segments of the band being cooled in reverse order in the tape running direction.
  • said heat transfer is performed from a plurality of segments of the band being heated to a plurality of segments of the band being cooled in reverse order in the tape running direction.
  • the strip is further heated by a heat source external to the strip.
  • a thermal differential for driving said heat transfer is created between the band being cooled and the band being heated.
  • said heat transfer is effected via at least one heat conducting solid element in contact with a segment of the strip being heated and a segment of the strip being cooled.
  • said heat conduction between the segment of the strip being heated and the segment of the strip being cooled is provided by said solid element.
  • said at least one heat-conducting solid element is in the form of a roll, preferably a metal one.
  • a roller can ensure continuous contact, and therefore good heat conduction, with the two segments of the moving strip.
  • the segment of the web being cooled is in contact with said roll at a contact angle of at least 20 °, preferably at least 30 °.
  • a contact angle of at least 20 °, preferably at least 30 °.
  • the segment of the web being heated is in contact with said roll at a contact angle of at least 20 °, preferably at least 30 °.
  • the temperature difference between a metal strip segment being cooled and a strip segment being heated between which at least a portion of said conduction heat transfer takes place is at least 200 ° C and / or or below 500 ° C.
  • Such a difference in temperature would allow a efficient heat transfer, without causing excessive heat shock in the metal strip.
  • the present invention also relates to a heat transmission device for simultaneously heating a metal strip moving upstream of an additional heating zone and cooling downstream of said additional heating zone.
  • the device comprises at least one solid heat conducting element intended to be in contact with said metal strip both upstream and downstream of the main heating zone, so as to transfer heat by conduction between at least one segment of the downstream metal strip and at least one segment of the upstream metal strip.
  • the device comprises a series of several heat-conducting solid elements, for example five, for successively contacting said metal strip both upstream and in reverse order in the running direction of the strip, downstream of the heating zone. principal, so as to transfer heat by conduction between segments of the metal strip downstream and segments of the metal strip upstream. In this way it is possible to ensure a progressive heating of the band during heating and equally progressive cooling of the band during cooling, in order to avoid thermal shocks while ensuring a significant heat transfer.
  • the device further comprises at least one baffle roll for defining a contact angle, preferably at least 20 °, between said metal strip upstream and / or downstream of the furnace and said heat-conducting solid element. in the form of a roll.
  • at least one baffle roll for defining a contact angle, preferably at least 20 °, between said metal strip upstream and / or downstream of the furnace and said heat-conducting solid element. in the form of a roll.
  • the present invention also relates to a heat treatment system, in particular annealing, continuously a strip scroll metal having a main heating zone and a heat transmission device according to the invention.
  • FIG. 1 a conventional method of continuously annealing a moving steel strip is schematically illustrated. After cleaning 1 of the strip, it is heated from 30 ° C to 800 ° C in a heating step 2 in a radiant tube furnace. This specifies an energy input of 210 kW per tonne of steel in the form of natural gas, producing 50 kg of CO 2 and 80 mg of NO x per tonne of steel.
  • FIG 2 an embodiment of the method of the present invention is shown schematically.
  • the heating is divided into a preheating step 2a in which the steel strip is preheated from 30 ° C to 450 ° C, and a step heating unit 2b in a radiant tube furnace, wherein the strip is heated from 450 ° C to 800 ° C.
  • the heat Q 'transferred to the strip in the preheating stage 2a comes from the cooling 3 of the same strip from 800 ° C to 450 ° C and is transmitted by conduction.
  • the figure 3 represents a system 4 for continuously annealing a moving steel strip 5, according to one embodiment of the invention.
  • This system 4 comprises a device 6 for conductive heat transmission for preheating 2a and cooling 3 of the strip 5, and a furnace 7 for radiant tubes 8 for the additional heating 2b of the strip 5.
  • the furnace 7 with radiant tubes 8 is of the vertical type.
  • the device 6 for heat transmission is illustrated in greater detail in the figure 5 .
  • the strip 5 enters the device 6 through the inlet opening 9 and through said device 6 in the direction 10 to the oven 7 by preheating. After the main heater 2b, the strip 5 spring oven and through the device 6 in the opposite direction 11 to the outlet opening 12 while cooling.
  • the device 6 comprises an alignment of seven heat conducting rolls 13 and two alignments of six deflector rollers 14, one on each side of the conductive roller alignment 13.
  • both the conductive rollers 13 and the rollers deflectors 14 have a diameter of 800 mm.
  • the conductive rollers 13 must have a diameter capable of ensuring a good contact surface with the band 5 with a comparatively reduced speed of rotation, while avoiding plastic deformation of the band 5.
  • the deflector rollers 14 must also have a diameter that avoids A plastic deformation of the strip 5.
  • the conductive rollers 13 and baffles 14 may therefore have diameters lying, for example, in a range between 400 and 1600 mm.
  • the speed of the band 5 during cooling is normally higher than its speed during heating.
  • the conductive roller 13 could have an angularly variable radius for adjusting the effective radius of the conductive roller 13 to the speed of the strip 5 on each side of the conductive roller 13.
  • Another possible solution is that the conductive roller 13 is divided into radial segments, having a certain freedom of angular movement relative to each other.
  • the baffle rollers 14 hold segments 5a of the strip 5 during preheating and segments 5b of the strip 5 during cooling at the same time. contact with the conductive rollers 13 at contact angles ⁇ . Different contact angles ⁇ can be envisaged by those skilled in the art depending on the circumstances. Each conductive roll 13 thus transfers heat by conduction of a segment 5b of the band 5 during cooling to a segment 5a of the band being heated. As the strip 5 passes through the device 6 in opposite directions 10,11 during preheating and during cooling, the strip 5 contacts the conductive rollers 13 in reverse order in its course during heating and during cooling.
  • This heat conduction will therefore be performed between the last segment 5b of the strip 5 during cooling and the first segment 5a of the strip 5 being preheated, between the penultimate segment 5b of the strip 5 during cooling and the second segment 5a of the strip 5 during preheating, and so on.
  • the temperatures of the strip 5 during cooling and during preheating follow, respectively, the curves 15 and 16 along the device 6, as illustrated in FIG. figure 6 .
  • this configuration allows a gradual preheating and cooling of the strip 5.
  • the bearings 17 correspond to the temperatures of the conductive rollers 13, each of them being intermediate to those of the segments 5a and 5b with which the respective driver roller 13 is in contact.
  • Table 1 presents the parameters of an embodiment of the thermal treatment method of the invention in the device 6 described above with a strip 5 with a thickness of 1 mm, 1500 mm wide and a speed of 150 m / min for a production of 106 tons per hour.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé, un dispositif et un système de traitement thermique d'une bande métallique en défilement.
  • Dans le domaine métallurgique, il est généralement connu de l'homme du métier de traiter thermiquement des bandes métalliques afin, par exemple, de modifier la structure cristalline du métal pour améliorer ses caractéristiques mécaniques ou autres. D'une manière particulièrement avantageuse, un tel procédé peut être effectué de manière continue, en faisant circuler la bande métallique à travers une pluralité de zones à différentes températures. Ceci permet, par exemple, d'intégrer le traitement thermique de la bande métallique dans une ligne de production continue, avec des avantages certains d'efficacité économique.
  • Un type de procédé de traitement thermique est celui dit de recuit. Dans un procédé de recuit le métal est chauffé pour atteindre des températures allant, par exemple, de 500°C à 1100°C et ensuite refroidi afin de modifier la structure cristalline du métal. Un inconvénient d'un tel procédé, ainsi que d'autres procédés de traitement thermique, est sa grande consommation énergétique. Dans la production d'acier, il est fréquent de devoir recuire des tôles après un refroidissement préalable, par exemple dans le cas d'un laminage à froid. Dans des installations de recuit continu classiques, le chauffage de la tôle est obtenu par défilement de celle-ci devant des tubes radiants dans lesquels circulent des gaz de fumée provenant de la combustion d'un combustible et d'air. Dans ces installations, on a déjà prévu une récupération de la chaleur des fumées sortant des tubes radiants pour préchauffer l'air de combustion. Toutefois, étant donné les pertes de chaleur par les fumées et les fuites dans l'enceinte de l'installation de recuit, la chaleur consommée vaut, malgré cette récupération, de l'ordre de 1,7 fois la chaleur retrouvée dans la tôle, ce qui correspond à un rendement de 60 %.
  • Typiquement, pour un recuit à 800° C, il est produit 50 kg de CO2/t d'acier, si le gaz combustible est du méthane. Etant donné que, après le cycle thermique, la température de l'acier revient à sa température initiale, c'est-à-dire celle d'avant recuit, la chaleur consommée se retrouve en totalité dans l'atmosphère, et/ou dans l'agent de refroidissement.
  • Si l'isolation des parties chaudes de l'installation et l'amélioration de l'efficacité des récupérateurs sur les fumées permettent d'améliorer le rendement global, il est extrêmement difficile de réduire radicalement la consommation énergétique, sans toucher au fondement même du système de chauffage et de refroidissement.
  • On a également prévu d'améliorer le rendement du refroidissement d'objets en acier, tels que des tubes, soumis à un recuit continu puis à un refroidissement en plusieurs étapes. Pour ce faire, le gaz de refroidissement est soufflé en cascade sur les tubes, d'une étape de refroidissement à la précédente, tel que décrit dans la demande internationale de brevet WO 00/25076 . Ce procédé, bien que performant en théorie, ne permet pas une mise en pratique industrielle sur des lignes de recuit de tôles à forte capacité de chauffe, de l'ordre de plus de 40 t/h. Il est en effet impossible de collecter de manière efficace les flux de gaz réchauffés et refroidis successivement dans les différentes sections de la cascade.
  • Pour cette raison, il a été aussi proposé d'utiliser des procédés régénératifs, où au moins une partie de la chaleur retirée de la bande métallique pendant son refroidissement est utilisée pour la préchauffer. Un tel procédé régénératif, décrit dans la demande internationale WO 2004/063402 et formant l'état de la technique le plus proche, comporte un chauffage de la bande, un refroidissement de la bande chauffée, et un transfert de chaleur d'au moins un segment de la bande en cours de refroidissement vers au moins un segment de la bande en cours de chauffage, de manière à effectuer au moins une partie de chacun desdits refroidissement et chauffage de la bande.
  • Toutefois, dans cet état de la technique, ledit transfert de chaleur s'effectue par circulation d'un gaz caloporteur. Ceci présente les inconvénients de n'offrir qu'un taux réduit de transfert de chaleur et d'exiger un apport énergétique supplémentaire pour actionner la circulation du gaz caloporteur. En augmentant le taux de circulation du gaz au delà d'un certain point, tout gain en transfert de chaleur est plus que compensé par le travail additionnel nécessaire pour faire circuler le gaz plus vite.
  • Le problème à résoudre est donc la réduction de la consommation énergétique dans un procédé de traitement thermique d'une bande métallique en défilement.
  • Dans la présente invention, ce problème est résolu en effectuant ledit transfert de chaleur principalement par conduction. De cette manière, la chaleur est transmise de manière très efficace sans nécessité d'un apport énergétique supplémentaire important en forme de travail. Le transfert de chaleur par conduction est la forme de transfert de chaleur la plus efficace.
  • De préférence, ledit transfert de chaleur est effectué d'une pluralité de segments de la bande en cours de chauffage vers une pluralité de segments de la bande en cours de refroidissement en ordre inversé dans le sens de défilement de la bande. De cette manière il est possible d'effectuer un transfert de chaleur important tout en maintenant des gradients de température modérés, et donc en évitant des tensions internes et des déformations de la bande métallique.
  • De préférence, dans ladite étape de chauffage de la bande, la bande est chauffée en outre par une source de chaleur externe à la bande. De cette manière un différentiel thermique servant à impulser ledit transfert de chaleur est crée entre la bande en cours de refroidissement et la bande en cours de chauffage.
  • De préférence, ledit transfert de chaleur est opéré par l'intermédiaire d'au moins un élément solide conducteur de chaleur en contact avec un segment de la bande en cours de chauffage et un segment de la bande en cours de refroidissement. De cette manière, la conduction de chaleur entre le segment de la bande en cours de chauffage et le segment de la bande en cours de refroidissement est assurée par ledit élément solide.
  • De préférence, ledit au moins un élément solide conducteur de chaleur est en forme de rouleau, de préférence métallique. Un tel rouleau peut assurer un contact continu, et donc une bonne conduction de chaleur, avec les deux segments de la bande en défilement.
  • De préférence, le segment de la bande en cours de refroidissement est en contact avec ledit rouleau sous un angle de contact d'au moins 20°, de préférence d'au moins 30°. Avec un tel angle de contact, il est possible d'offrir une bonne surface de contact entre rouleau et bande, et donc un bon transfert thermique.
  • De préférence, le segment de la bande en cours de chauffage est en contact avec ledit rouleau sous un angle de contact d'au moins 20°, de préférence d'au moins 30°.
  • De préférence, la différence de température entre un segment de bande métallique en cours de refroidissement et un segment de bande en cours de chauffage entre lesquels a lieu au moins une partie dudit transfert de chaleur par conduction est d'au moins 200°C et/ou au dessous de 500°C. Une telle différence de température permettrait un transfert de chaleur efficace, sans provoquer un choc thermique excessif dans la bande métallique.
  • La présente invention se rapporte aussi à un dispositif de transmission de chaleur pour simultanément chauffer une bande métallique en défilement en amont d'une zone de chauffage additionnel et la refroidir en aval de ladite zone de chauffage additionnel. Afin d'effectuer un transfert de chaleur efficient sans nécessité d'apport énergétique significatif en forme de travail, le dispositif comporte au moins un élément solide conducteur de chaleur destiné à être en contact avec ladite bande-métallique tant en amont qu'en aval de la zone de chauffage principal, de manière à transférer de la chaleur par conduction entre au moins un segment de la bande métallique en aval et au moins un segment de la bande métallique en amont.
  • De préférence, le dispositif comporte une série de plusieurs éléments solides conducteurs de chaleur, par exemple cinq, pour successivement contacter ladite bande métallique tant en amont que, en ordre inversé dans le sens de défilement de la bande, en aval de la zone de chauffage principal, de manière à transférer de la chaleur par conduction entre des segments de la bande métallique en aval et des segments de la bande métallique en amont. De cette manière il est possible d'assurer un chauffage progressif de la bande en cours de chauffage et un refroidissement tout aussi progressif de la bande en cours de refroidissement, afin d'éviter les chocs thermiques tout en assurant un transfert significatif de chaleur.
  • De préférence, le dispositif comporte en outre au moins un rouleau déflecteur afin de définir un angle de contact, de préférence d'au moins 20°, entre ladite bande métallique en amont et/ou en aval du four et ledit élément solide conducteur de chaleur en forme de rouleau.
  • La présente invention se rapporte aussi à un système de traitement thermique, en particulier de recuit, en continu d'une bande métallique en défilement comportant une zone de chauffage principal et un dispositif de transmission de chaleur suivant l'invention.
  • Des détails concernant l'invention sont décrits ci-après, de manière illustrative, mais non restrictive, faisant référence aux dessins.
    • La figure 1 montre un schéma d'un procédé antérieur,
    • la figure 2 montre un schéma d'un procédé suivant un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 3 montre un système de traitement thermique suivant un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 4 montre un système de traitement thermique suivant un mode de réalisation alternatif de l'invention,
    • la figure 5 montre un dispositif de transmission de chaleur suivant un mode de réalisation de l'invention, et
    • la figure 6 montre des courbes de chauffage et de refroidissement de la bande métallique qui peuvent être obtenues avec le dispositif de transmission de chaleur de la figure 5.
  • Dans la figure 1, un procédé conventionnel de recuit en continu d'une bande d'acier en défilement est schématiquement illustré. Après un nettoyage 1 de la bande, celle-ci est chauffée de 30°C à 800°C dans une étape de chauffage 2 dans un four à tubes radiants. Ceci précise un apport énergétique Q de 210 kW par tonne d'acier, sous forme de gaz naturel, produisant par sa combustion 50 kg de CO2 et 80 mg de NOx par tonne d'acier.
  • Ensuite, pour évacuer une chaleur Q' dans le refroidissement 3 de la bande jusqu'à 450°C, on précise de 2 m3 d'eau par tonne d'acier, ainsi que d'un apport énergétique supplémentaire W sous forme d'électricité de 20 kW par tonne d'acier afin de faire circuler le ou les fluides de refroidissement.
  • Le coût ainsi que l'impact environnemental de ce procédé conventionnel ne sont donc pas négligeables.
  • Dans la figure 2, un mode de réalisation du procédé de la présente invention est représenté schématiquement. Comme dans le procédé conventionnel de la figure 1, la bande d'acier est chauffée après un nettoyage 1. Toutefois, dans ce procédé, le chauffage est divisé dans une étape de préchauffage 2a dans laquelle la bande d'acier est préchauffée de 30°C à 450°C, et une étape de chauffage principal 2b dans un four à tubes radiants, dans laquelle la bande est chauffée de 450°C à 800°C. La chaleur Q' transférée à la bande dans l'étape de préchauffage 2a provient du refroidissement 3 de la même bande de 800°C à 450°C et est transmise par conduction. Avec ce procédé, il suffit d'un apport énergétique Q-Q' dans le four à tubes radiants, réduisant la consommation de gaz naturel à un équivalent de 120 kW par tonne d'acier, ne produisant de cette manière que 30 kg de CO2 et 45 mg de NOx par tonne d'acier. Par ailleurs, le refroidissement peut s'effectuer sans consommation d'eau et sans nécessité d'effectuer un travail pour faire circuler un fluide de refroidissement. Le coût et l'impact environnemental de ce procédé suivant l'invention sont donc sensiblement moindres.
  • La figure 3 représente un système 4 de recuit en continu d'une bande d'acier 5 en défilement, suivant un mode de réalisation de l'invention. Ce système 4 comporte un dispositif 6 de transmission de chaleur par conduction pour le préchauffage 2a et le refroidissement 3 de la bande 5, et un four 7 à tubes radiants 8 pour le chauffage additionnel 2b de la bande 5. Dans le mode de réalisation représenté dans cette figure 3, le four 7 à tubes radiants 8 est du type vertical. Toutefois, on peut aussi considérer, comme illustré dans la figure 4, l'alternative d'un arrangement horizontal du four 7 à tubes radiants 8.
  • Le dispositif 6 de transmission de chaleur est illustré en plus grand détail dans la figure 5. La bande 5 entre dans le dispositif 6 par l'ouverture d'entrée 9 et traverse ledit dispositif 6 dans le sens 10 jusqu'au four 7 en se préchauffant. Après le chauffage principal 2b, la bande 5 ressort du four et traverse le dispositif 6 dans le sens opposé 11 jusqu'à l'ouverture de sortie 12 en se refroidissant.
  • Le dispositif 6 comporte un alignement de sept rouleaux conducteurs de chaleur 13 et deux alignements de six rouleaux déflecteurs 14, un de chaque côté de l'alignement de rouleaux conducteurs 13. Dans le mode de réalisation illustré, tant les rouleaux conducteurs 13 que les rouleaux déflecteurs 14 ont un diamètre de 800 mm. Toutefois, des diamètres alternatifs pour chaque rouleau, ainsi que des arrangements avec des dispositions et nombres différents de rouleaux pourraient être envisagés par l'homme du métier selon les circonstances. Les rouleaux conducteurs 13 doivent avoir un diamètre capable d'assurer une bonne surface de contact avec la bande 5 avec une vitesse de rotation comparativement réduite, tout en évitant une déformation plastique de la bande 5. Les rouleaux déflecteurs 14 doivent aussi avoir un diamètre évitant une déformation plastique de la bande 5. Selon les paramètres géométriques et mécaniques de la bande 5, les rouleaux conducteurs 13 et déflecteurs 14 peuvent donc avoir des diamètres se trouvant, par exemple, dans une plage entre les 400 et les 1600 mm.
  • À cause de la dilatation thermique de la bande 5, la vitesse de la bande 5 en cours de refroidissement est normalement supérieure à sa vitesse en cours de chauffage. Plusieurs solutions sont envisageables par l'homme du métier pour éviter un glissement partiel de la bande 5 sur un rouleau conducteur 13. Par exemple, le rouleau conducteur 13 pourrait avoir un rayon angulairement variable permettant d'ajuster le rayon effectif du rouleau conducteur 13 à la vitesse de la bande 5 de chaque côté du rouleau conducteur 13. Une autre solution envisageable est que le rouleau conducteur 13 soit divisé en segments radiaux, présentant une certaine liberté de mouvement angulaire relativement les uns aux autres.
  • Quand une bande 5 traverse le dispositif 6 tant en cours de préchauffage qu'en cours de refroidissement, les rouleaux déflecteurs 14 maintiennent des segments 5a de la bande 5 en cours de préchauffage et des segments 5b de la bande 5 en cours de refroidissement simultanément en contact avec les rouleaux conducteurs 13 sous des angles de contact α. Des différents angles de contact α sont envisageables par l'homme du métier selon les circonstances. Chaque rouleau conducteur 13 transfère ainsi de la chaleur par conduction d'un segment 5b de la bande 5 en cours de refroidissement à un segment 5a de la bande en cours de chauffage. Comme la bande 5 traverse le dispositif 6 dans des sens opposés 10,11 en cours de préchauffage et en cours de refroidissement, la bande 5 contacte les rouleaux conducteurs 13 en ordre inversé dans son défilement en cours de chauffage et en cours de refroidissement. Cette conduction de chaleur sera donc effectuée entre le dernier segment 5b de la bande 5 en cours de refroidissement et le premier segment 5a de la bande 5 en cours de préchauffage, entre l'avant-dernier segment 5b de la bande 5 en cours de refroidissement et le deuxième segment 5a de la bande 5 en cours de préchauffage, et ainsi de suite. De cette manière, les températures de la bande 5 en cours de refroidissement et en cours de préchauffage suivent, respectivement, les courbes 15 et 16 le long du dispositif 6, telles qu'illustrées sur la figure 6. Comme on peut apprécier dans cette figure, cette configuration permet un préchauffage et un refroidissement progressifs de la bande 5. Les paliers 17 correspondent aux températures des rouleaux conducteurs 13, chacune d'entre elles étant intermédiaire de celles des segments 5a et 5b avec lesquels le rouleau conducteur 13 respectif est en contact.
  • Le tableau 1 présente les paramètres d'un mode de réalisation du procédé de traitement thermique de l'invention dans le dispositif 6 décrit ci-dessus avec une bande 5 avec 1 mm de grosseur, 1500 mm de largeur et un vitesse de défilement de 150 m/min pour une production de 106 tonnes par heure.
  • Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
    • REFERENCES DES FIGURES
    • 1
    Nettoyage
    2
    Chauffage
    2a
    Préchauffage
    2b
    Chauffage principal
    3
    Refroidissement
    4
    Système de recuit en continu
    5
    Bande d'acier
    5a
    Segment de la bande en cours de préchauffage
    5b
    Segment de la bande en cours de refroidissement
    6
    Dispositif de transmission de chaleur
    7
    Four à tubes radiants
    8
    Tubes radiants
    9
    Ouverture d'entrée
    10
    Sens de défilement de la bande en cours de préchauffage
    11
    Sens de défilement de la bande en cours de refroidissement
    12
    Ouverture de sortie
    13
    Rouleau conducteur
    14
    Rouleau déflecteur
    15
    Courbe de préchauffage
    16
    Courbe de refroidissement
    17
    Températures des rouleaux conducteurs
    Table 1 : Paramètres de fonctionnement du dispositif 6
    Position du rouleau conducteur 13 1 er 2ème 3ème 4ème 5ème 6ème 7ème
    Angle de contact α avec segment 5a [°] 31,4 62,9 62,9 62,9 62,9 62,9 31,4
    Coefficient de contact avec segment 5a [%] 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3
    Surface de contact avec segment 5a [m2] 0,0358 0,0716 0,0716 0,0716 0,0716 0,0716 0,0358
    Angle de contact α avec segment 5b [°] 35,7 71,5 71,5 71,5 71,5 71,5 35,7
    Coefficient de contact avec segment 5b [%] 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3 16,3
    Surface de contact avec segment 5b [m2] 0,0407 0,0813 0,0813 0,0813 0,0813 0,0813 0,0407
    Température initiale du segment 5a[°C] 30 64,3 138,1 210,6 286,3 353,8 415,4
    Température de sortie du segment 5a [°C] 64,3 138,1 210,6 286,3 353,8 415,4 442,2
    Chaleur transmise à la bande 5 [kcal/h] 425775 914931 898273 880617 840611 805057 363114
    Température initiale du segment 5b [°C] 482,2 549,7 614,2 675,6 730,4 778,7 800,0
    Température de sortie du segment 5b [°C] 449,8 482,2 549,7 614,2 675,6 730,4 778,7
    Chaleur reçue de la bande 5 [kcal/h] 453947 973283 953595 927897 886571 847638 384988

Claims (14)

  1. Un procédé de traitement thermique d'une bande (5) métallique en défilement, comprenant :
    - un chauffage (2a,2b) de la bande (5),
    - un refroidissement (3) de la bande (5) chauffée, et
    - un transfert de chaleur d'au moins un segment (5b) de la bande (5) en cours de refroidissement vers au moins un segment (5a) de la bande (5) en cours de chauffage, de manière à effectuer au moins une partie de chacun desdits refroidissement et chauffage (3 ; 2a,2b) de la bande,
    et caractérisé en ce que ledit transfert de chaleur s'effectue principalement par conduction.
  2. Un procédé suivant la revendication précédente, dans lequel ledit transfert de chaleur est effectué d'une pluralité de segments (5a) de la bande (5) en cours de chauffage vers une pluralité de segments (5b) de la bande (5) en cours de refroidissement en ordre inversé dans le sens de défilement de la bande (5).
  3. Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel, dans ladite étape de chauffage (2a,2b) de la bande, la bande est chauffée en outre par une source de chaleur externe à la bande.
  4. Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit transfert de chaleur est opéré par l'intermédiaire d'au moins un élément solide conducteur de chaleur en contact avec un segment (5a) de la bande (5) en cours de chauffage et un segment (5b) de la bande (5) en cours de refroidissement.
  5. Un procédé suivant la revendication 4, dans lequel ledit au moins un élément solide conducteur de chaleur est en forme de rouleau (13), de préférence métallique.
  6. Un procédé suivant la revendication 5, dans lequel le segment (5b) de la bande (5) en cours de refroidissement est en contact avec ledit rouleau (13) sous un angle de contact d'au moins 20°, de préférence au moins 30°.
  7. Un procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le segment (5a) de la bande (5) en cours de chauffage est en contact avec ledit rouleau (13) sous un angle de contact d'au moins 20°, de préférence au moins 30°.
  8. Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la différence de température entre un segment (5b) de bande métallique (5) en cours de refroidissement et un segment (5a) de bande (5) en cours de chauffage entre lesquels a lieu au moins une partie dudit transfert de chaleur par conduction est d'au moins 200°C.
  9. Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la différence de température entre un segment (5b) de bande métallique (5) en cours de refroidissement et un segment (5a) de bande (5) en cours de chauffage entre lesquels a lieu au moins une partie dudit transfert de chaleur par conduction est au dessous de 500°C
  10. Un dispositif de transmission de chaleur (6) pour simultanément chauffer une bande métallique (5) en défilement en amont d'une zone de chauffage principal (7) et la refroidir en aval de ladite zone de chauffage principal (7), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément solide conducteur de chaleur qui est en contact avec ladite bande métallique (5) tant en amont qu'en aval de la zone de chauffage principal (7), de manière à transférer de la chaleur par conduction entre au moins un segment (5b) de la bande métallique (5) en aval et au moins un segment (5a) de la bande métallique (5) en amont.
  11. Un dispositif (6) suivant la revendication 10, comportant une série de plusieurs éléments solides conducteurs de chaleur, pour successivement contacter ladite bande métallique (5) tant en amont que, en ordre inversé dans le sens de défilement de la bande (5), en aval de la zone de chauffage principal (7), de manière à transférer de la chaleur par conduction entre des segments (5b) de la bande métallique (5) en aval et des segments (5a) de la bande métallique (5) en amont.
  12. Un dispositif (6) suivant l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel ledit au moins un élément solide conducteur de chaleur est en forme de rouleau (13), de préférence métallique.
  13. Un dispositif (6) suivant l'une quelconque des revendications 10 à 12, comportant en outre au moins un rouleau déflecteur (14) afin de définir un angle de contact entre ladite bande métallique (5) en amont et/ou en aval de la zone de chauffage principal (7) et ledit élément solide conducteur de chaleur en forme de rouleau (13).
  14. Un système de traitement thermique, en particulier de recuit, en continu d'une bande métallique (5) en défilement comportant une zone de chauffage principal (7) et un dispositif de transmission de chaleur (6) suivant lune des revendications 10 à 13.
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