EP2304060A1 - Method and device for adjusting the cooling and energy recovery of a steel strip in an annealing or galvanisation phase - Google Patents

Method and device for adjusting the cooling and energy recovery of a steel strip in an annealing or galvanisation phase

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Publication number
EP2304060A1
EP2304060A1 EP08875607A EP08875607A EP2304060A1 EP 2304060 A1 EP2304060 A1 EP 2304060A1 EP 08875607 A EP08875607 A EP 08875607A EP 08875607 A EP08875607 A EP 08875607A EP 2304060 A1 EP2304060 A1 EP 2304060A1
Authority
EP
European Patent Office
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water
cooling
temperature
pressure
ejector
Prior art date
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EP08875607A
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German (de)
French (fr)
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EP2304060B1 (en
Inventor
Pierre- Jérôme BORREL
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Clecim SAS
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies SAS
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Publication date
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies SAS filed Critical Siemens VAI Metals Technologies SAS
Publication of EP2304060A1 publication Critical patent/EP2304060A1/en
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Publication of EP2304060B1 publication Critical patent/EP2304060B1/en
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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
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • 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
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling

Definitions

  • the present invention relates to a method and a cooling control device necessary for a forced cooling of a continuous circulating steel strip in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping according to the preambles of the claims. .
  • the invention relates to continuous annealing furnaces for the heat treatment of cold rolled steel strips, particularly rapid cooling of said strips.
  • the cold rolling of the steel causes hardening by hardening of the steel which causes a fragility making problematic or prohibiting the subsequent shaping of the rolled strips.
  • such a continuous annealing line is shown schematically in FIG. 1, and typically comprises:
  • an input section comprising one or two belt unrollers (1), a guillotine shear (2), a splicing welder (3) for connecting a tail of a strip from one of the unwinding machines to the d next strip from the other unwinder and thus ensuring a continuous operation of the line, a tape accumulator (4) which, on its downstream, restores the previously accumulated tape when the flow upstream of the accumulator is fixed to perform the splicing weld; • a furnace (5) with a preheating section (6), • a holding section at the annealing temperature (7), a quenching section (8), a section of several units on aging (9) followed by a cooling section under protective gas (10); An outlet section with an outlet accumulator (11), a "Skin-Pass” type strip lamination assembly (12), a shear (13) and one or two alternately working strip reels (14).
  • the furnace must be able to provide, for tape speeds of several hundred meters per minute, heating and cooling rates and holding times adapted to the metallurgy of the treated steel. While the heating and maintenance times essentially affect the length of the furnaces and thus the investment costs, the cooling rate poses real technological problems.
  • the water is treated according to evaporative cooling techniques such as cooling towers or air-cooling devices.
  • evaporative cooling techniques such as cooling towers or air-cooling devices.
  • the efficiency of these cooling processes is limited to minimum temperatures of approximately 30 ° C. at 35 ° C.
  • An object of the present invention is therefore to provide a cooling control method and a device for its implementation, both adapted to a forced cooling of a continuous circulating steel strip in an installation adapted to continuous annealing. or a continuous dipping galvanization allowing advantageous cooling dynamics for any type of band under various annealing or galvanizing conditions.
  • the method and the device according to the invention should have several advantages over existing processes or devices, in that: ⁇ they ensure efficient recovery of the energy yielded by the rolled steel strips during their cooling in the cooling sections of continuous annealing or galvanizing furnaces and their immediate reuse of this energy with maximum efficiency; • they allow to lower the temperature of the cooling water to values below 10 0 C;
  • the invention thus proposes a cooling regulation method and a device for implementing it according to claims 1 and 6.
  • a set of subclaims also has advantages of the invention as described later in the document.
  • FIG. 3a, 3b Schematic diagrams of the device according to the invention, 8 001132
  • FIG. 4 General flow diagram of fluids concerned by the device according to the invention in a continuous annealing installation
  • Figure 5 Schematic diagram of the device according to the invention adapted to a gradual cooling of the strip by blowing
  • FIG. 6 Schematic diagram of the device according to the invention adapted to cooling by immersion in a tank
  • FIG. 2a schematically depicts a rapid cooling by gas jet (or blowing) in a continuous annealing furnace: a steel strip (B) scrolls vertically in a furnace - (5) while passing through at least one cell blowing (51).
  • Each cell (51) comprises a fan motor unit (511) supplying a blow box (513) via a sheath (512).
  • Each blow box (513) surrounds the strip and each of its two faces parallel to the strip is equipped with fresh gas diffusers (5131).
  • the heated gas in contact with the strip is cooled in at least one cooling unit (514), each of which comprises a sheath (5141) ensuring the capture of the hot gas in the furnace chamber to bring it into an exchange device constituted by a gas / water exchanger (5142).
  • a circulation of cold water between inlets and outlets (51421, 51422) lowers the temperature of the gas, which, thus cooled, returns to the suction inlet of the motor-fan (511).
  • Figure 2b schematically describes a rapid cooling by cooled rolls:
  • the steel strip (B) winds between a lower layer (RI) and an upper layer (RS) of several rollers arranged side by side and having parallel main axes, said rollers being cooled by circulation of water under low pressure.
  • At least one of the two plies is able to move vertically in order to adjust the nesting of the rollers and, consequently, the arc of contact of the strip with the surface of the rollers in order to adjust the heat exchange between the two.
  • the greater the arc of contact (by means of a large gap between the layers, that is to say an increase of the consecutive axis deviations of rollers), the more the cooling is intensified, and vice versa for reduce the cooling.
  • FIG. 2c schematically shows the cooling rate range (V Ref ), between 1 and 10,000 ° C./s, of conventional methods for cooling steel strip: a cooled tube process (T), a jet jet process; gas (JG), a cooled-rolled process (RR), a water-spraying process or a water-gas mixture (PE) and finally, for the quickest, a quenching process in a water tank (TE). ).
  • V Ref cooling rate range
  • FIG. 3a shows a schematic diagram of the device according to the invention in relation to FIG. 2a by way of example, where a method of cooling by gas jet
  • blowing cell implements a blowing cell (51) on the strip (B) in continuous scrolling.
  • the heated gas is recovered in the enclosure of the furnace (5) and passes through a gas / water heat exchanger (5142) whose inlets and outlets (51421 and 51422), on the water side (to be cooled) , are connected to a vacuum cooling unit (52) associated with said exchanger (5142).
  • FIG. 3a shows the cooling regulator according to the invention, which is necessary to 8 001132
  • said device for forced cooling of a steel strip (B) circulating continuously in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping galvanization, said device comprising: at least one exchange member (51, 5142 ) providing heat transfer from the steel strip to a cooling water and including an outlet (51422) of the thus reheated cooling water,
  • At least one cooling unit (52) consisting of a sealed enclosure (521) connected to the outlet (51422) of the exchange member (5142) and equipped with at least one outlet (5211) on a device a Venturi effect such as an ejector (522) with ( vapor and in which the cooling water is itself subjected to a vacuum vapor cooling,
  • the blowing of the cooling gas is provided by blowing cells consisting of a motor-blower blowing into diffusion chambers placed on either side of the strip in order to cool them. two faces.
  • the gas reheated in contact with the strip up to about 45 ° C. - 18 ° C. is sucked by the fan into the furnace chamber and passes through an exchange member consisting of a gas / water exchanger from which it exits to 30 0 C - 50 0 C before being reinjected by the fan into the diffusion chambers.
  • the cooling is carried out by several cells placed one after the other along the path of the strip. The cooling thereof is progressive between the maximum temperature of 600 to 800 ° C.
  • the device according to the invention may comprise several units. each having a cell or a battery of several cells of sulfur flage.
  • Each unit can be dimensioned in order to stagger the temperature of the water returned to the exchange member, for example 30 to 100 ° C. in order to stagger the temperature of the cooling gases of the strip in the direction of scrolling of it. The highest water temperature returned upstream of the cooling section and the lowest temperature downstream where the temperature difference between the strip and the cooling gas is the lowest.
  • a first cooling unit associated with a first exchange member situated upstream of the fan acts as described above and a second cooling unit associated with a second exchange member located in downstream of the fan ensures very well, with chilled water whose temperature is between 5 and 10 0 C, the cooling of the gas entering the diffusion chambers.
  • the same principles can be implemented in a belt cooling system with cooled rollers in which the contact of the surface of the strip with the surface of the rollers acts as an exchange member (51, 5142), being connected to the cooling unit (52).
  • This installation is particularly well adapted to an effective staging of the water temperature returned.
  • the exchange member (51, 5142) between the strip and the cooling water can thus advantageously be, depending on the type of embodiment, a water / water or gas / water exchanger and applies to the progressive cooling processes of the band as cooling by cooled tubes or by gas jets or by cooled rollers.
  • the cooling control device may comprise at least one steam condensing member (523) being disposed at the outlet of the ejector (522) of the sealed enclosure and adapted to replenish the enclosure watertight (521) by booster (5214) of a water level required in and, if necessary, adapted to redirect a surplus of said vaporized water to an external pipe (5233) for reuse or vapor dissipation, ideally for plant-specific or steam rejection purposes.
  • at least one steam condensing member (523) being disposed at the outlet of the ejector (522) of the sealed enclosure and adapted to replenish the enclosure watertight (521) by booster (5214) of a water level required in and, if necessary, adapted to redirect a surplus of said vaporized water to an external pipe (5233) for reuse or vapor dissipation, ideally for plant-specific or steam rejection purposes.
  • the cooling device may be of the "barometric" type, that is to say that the partial vacuum chamber is connected to the exchange member by a water column of height, generally equal or greater than eleven meters. This arrangement is particularly well suited to quenching type exchange sources, an example of application of the invention will be presented later.
  • It can also be of closed type, the sealed enclosure under partial vacuum being connected to the exchange member by a closed circuit comprising a circulation pump.
  • This arrangement is particularly suitable for exchange sources of the heat exchanger type.
  • the steam supplying the ejector comes from a boiler for producing steam heated with the flue gases in the direct flame heating portion of the furnace or with the flue gases from the radiant tubes (see example according to Figure 4).
  • the amount of steam thus produced is sufficient to meet both the needs of the ejector and a band degreasing section.
  • the increase in the combustion efficiency reduces the amount of gas burned and the steam production capacity may be insufficient to cover the needs of the degreasing alone but remains sufficient for the feeding of the ejectors.
  • a heat of condensation of the steam exiting the ejector and a heat recovered in the cooling water can be easily recovered in the condensing member (523) supplying hot water at a temperature of 50.degree. high temperature, close to the vaporization temperature at a pressure considered.
  • the condenser member of the steam coming from the ejector may be an exchanger whose steam exchange circuit is supplied with water under low pressure, more or less hot, recovered from the installation, for example from a degreasing section, and reheated in the exchanger at a temperature equal to or slightly less than the vaporization temperature at the pressure in question. It can also be constituted by a direct contact exchanger ensuring a direct exchange between the steam from the ejector and the cooling water to be heated and generally returns a water at a temperature not much lower than the vaporization temperature at a pressure considered.
  • a part of the water leaving the condenser element at a temperature can be used, after optional cooling, as deionized water in the continuous annealing or galvanizing plant.
  • T VE3 a temperature
  • a part of the water leaving the condenser element at a temperature can be used, after optional cooling, as deionized water in the continuous annealing or galvanizing plant.
  • Said device according to the invention is thus advantageously adapted to the implementation of a cooling control method necessary for forced cooling of a steel strip (B) flowing in continuous scrolling in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping, characterized in that a cooling energy is transferred to heated water (ER) by the steel strip and then removed by vaporizing said heated water (ER) at a lower pressure (P ER2 ) at atmospheric pressure (P 0 ) and finally restored by condensation at a higher temperature (T VE2 ) after thermomechanical compression by a venturi-type device supplied with steam at a higher pressure (P VEI ) at atmospheric pressure (P 0 ) and comprising the following steps:
  • the heated water (ER) from the exchange member (5142) is introduced in the form of a jet into a sealed enclosure (521) equipped with at least one ejector (522) as a venturi-type device said ejector being supplied with water vapor (5221) at an inlet pressure (P VEI ) greater than the atmospheric pressure (P 0 ),
  • the ejector provides in the chamber (521) a partial vacuum corresponding to a second pressure (P ER ⁇ ) less than a vaporization pressure of the water at the first temperature (T ERI ), • a cooled water is recovered at an outlet (5213) of the sealed enclosure (521) at a second temperature (T ER2 ) corresponding to a temperature of vaporization of the water at the second pressure (P BR2 ) to be returned to the body of the exchange (5142).
  • a complementary cooling circuit can be used at the outlet of the ejector, for which:
  • a complementary cooling circuit is used at the ejector outlet, for which: a vapor exiting the ejector (522) and having a thermal energy linked to a decreasing kinetic energy and increased by the heat fraction resulting from cooling water obtained by vaporization, is obtained at an outgoing pressure (P VE2 ) greater than atmospheric pressure (Po),
  • Said steam leaves the ejector at an outgoing temperature (T VE2 ) corresponding to a vaporization pressure of the water at the outgoing pressure (P VE2 ) and is put in direct contact in a heat exchanger (direct contact) with water, said water being at an external inlet pressure (P EI ) from an external inlet temperature (T E i) lower than an outgoing temperature (T E2 ) to said outgoing temperature (T E2 ) of the mixture two steam-water fluids able to reach the water vaporization temperature at the external inlet pressure (P EI ) -
  • the method according to the invention allows the water leaving the condensing member (523) at the post-condensation temperature (T V E3) to be reintroduced as an addition in the sealed chamber (521).
  • a sheath (5214) and, if necessary, a surplus of said water is redirected to an external pipe (5233) for reuse (if the condenser is a direct contact heat exchanger) or vapor dissipation (if the condensing member is a wall exchanger). Cooling is thus efficiently achieved in a circulation loop / dynamic heat transfer and also has a possibility to provide an excess of heat or energy remaining to other applications in need.
  • the cooled water recovered at the outlet (5213) of the sealed enclosure (521) is a so-called ice water at the second temperature (T ER 2) of between 5 and 10 ° C. C.
  • T ER 2 the second temperature
  • This is simply conveyed to the inlet (51421) of the exchange member (5142), for example via a sheath (5215), in order to effectively cool the flow of gas circulation in the frame of a blowing band cooling.
  • the invention according to FIG. 3a in view of the process and the device for its implementation thus very advantageously allows a dynamic recovery of energy stored by the water used for the forced cooling of a steel strip circulating continuously, the same water being reused for cooling purposes of the exchange member (51, 5142).
  • the process according to the invention and the device for its implementation have several advantages over existing processes: * They ensure an efficient recovery of the energy yielded by the rolled steel strips when they are cooled in the cooling sections continuous annealing or galvanizing furnaces and its immediate re-use with maximum efficiency. It should be noted here that the targeted energy domain is beyond the Megawatt. Energy recoveries are therefore major and allow among other redistribution cooling loop or to deliver at least a portion of this recovered energy to other points of consumption, such as in the plant itself. The protection of the environment is therefore considerably increased.
  • the condenser (523) of the steam actuating the ejector may be a simple wall exchanger; - The condenser (523) of the steam actuating the ejector may alternatively be a simple direct contact exchanger;
  • the exchange member (51) between the steel strip and the cooling water may be a simple gas / water heat exchanger; between the sealed enclosure (521) and the exchange member (51, 5142), a water circulation circuit comprising a collection pipe (5212) and a return pipe (5215) ideally constituting a column of water equal to or greater than eleven meters may be arranged. between the sealed enclosure (521) and the exchange member (51,
  • a water circulation circuit consisting of a closed circuit comprising at least one circulation pump may be arranged to facilitate the water transfer (for example in case of need for lifting);
  • FIG. 3b describes a variant of the device according to FIG. 3a in which a first cooling unit (52a) is associated with a first exchange member (5142a) placed upstream of the fan (511) and fed with water cooled to 30 ° C and a second cooling unit (52b) is associated with a second exchange member (5142b) located between the fan (511) and the blower box (513) and supplied with ice water with a temperature of less than or equal to 10 0 C.
  • the cooling is thus even more effectively adjustable while having the same energy recovery properties and other advantages associated with the device according to Figure 3a.
  • the exchange member (51) may comprise at least two heat exchangers
  • the device provides for example that:
  • the exchange member (51) comprises at least one fan (511) feeding via an air duct (512) a blower box (513) in which the steel strip passes and fed by an air duct (5141) sensing the heat in the box (513),
  • each of the air ducts. (512, 513) is coupled to one of the two heat exchangers (5142a, 5142b).
  • FIG. 4 describes, by way of example and in connection with FIGS. 3a and 3b, the general flow diagram of fluids concerned by a cooling control device according to the invention in a continuous annealing system (B). .
  • the annealing furnace (5) is equipped with a water cooling unit (52) associated with a rapid cooling unit of the band according to one of the methods previously described and mentioned in FIG. 2c.
  • the device according to the invention also comprises a steam production unit (53) obtained by heating with fumes collected at the entrance of the strip in the oven in the preheating zone by a sheath (531) for collecting the fumes to a boiler
  • the steam thus produced in the boiler feeds the ejector (522) of the cooling unit (52) via the sheath (532).
  • the water heated by the strip heat is sensed at a suction port (51422), cooled in the sealed chamber (521) and returned to a discharge port
  • the condenser (523) receives water at (5231) and discharges heated water at (5232). In this figure, the necessary pumping and winnowing accessories have not been shown for the sake of clarity.
  • the ejector has an auxiliary input (5221) at its other input output (5211) of the sealed enclosure (521) through which the ejector is efficiently supplied by at least part up to all the required steam by means of a furnace (53) producing steam heated with flue gas (531) in a direct flame heating section of the furnace or with radiant tube section fumes.
  • FIG. 5 depicts the block diagram of the device according to the invention adapted to a progressive cooling process (as in FIG. 2a), for example by gas jet using four blast cells (51a, 51b, 51c, 5Id ) each having one of four exchangers (or exchange members) assigned (5142a, 5142b, 5142c, 5142d) and being successively placed in the reverse direction of the strip (B) and two cooling units (52a, 52b) each with a sealed enclosure.
  • the cells (51) are connected in parallel pairs, ie the first two cells (51a, 51b) associated with the first cooling unit (52a) and the two second cells (51c, 5Id) associated with the second cooling unit (52b).
  • Water cooled by the second cooling unit (52b) is discharged at its output (5213b) at a first outlet temperature (T ER2b ) sealed chamber partly in the battery of the first two (in the direction of the band) exchangers (5142c, 5142d) by the tubing (5142Id) and partly in the first cooling unit (52a) by a booster tubing (5214a).
  • the water cooled by the first cooling unit (52a) is then discharged at its outlet (5213a) at a second outlet temperature (T E R2a) lower than the first outlet temperature (T ER2b ) in the battery of the last two (depending on the direction of the band) exchangers (5142a, 5142b) by a pipe (51421b).
  • T E R2a second outlet temperature
  • a high dynamic cooling device such that at least one cooling unit (52a, 52b) is coupled to a plurality of heat exchange members (51a, 51b, 51c, 51d) distributed in the direction of travel of the band (B).
  • Each exchange member or group of exchange members (5142a, 5142b) connected in parallel can thus advantageously be equipped with at least two cooling units connected in series.
  • FIG. 6 depicts the block diagram of the device according to the invention adapted to strip cooling by immersion in a quenching tank.
  • the strip (B) is immersed in a cooling water tank (54) by winding on two guide rollers (541, 542).
  • the cooling unit (52) according to the invention is connected to the tank (54) by two pipes (5214, 5215) of height (H) above the level of the water contained in the tank, thus constituting a column of water at least once the atmospheric pressure and allowing the circulation of water without pumps of the "barometer" type.
  • the exchange member (51) between the steel strip (B) and the cooling water is, for example, a simple quenching cooling tank containing water maintained at a constant temperature.
  • the water of the final quenching tank of a continuous annealing or galvanizing plant is maintained at a temperature of between 5 and 10 ° C. and provides cooling of the so-called
  • the partial vacuum allows, among other things, the degassing of the water tanks and removal of dissolved oxygen, which significantly reduces the oxidation of the hot band.
  • a water circulation circuit consisting of a closed circuit including, if necessary for example for a lifting, at least one circulation pump.
  • FIGS. 7a and 7b illustrate means for bringing devices according to the invention or certain of their elements into series in order to allow a more efficient / dynamic control of the cooling.
  • FIG. 7a describes the series connection connection of two ejectors adapted to equip a sealed cooling enclosure such as that described from FIG. 3a, in that each cooling unit (52) is equipped with at least two ejectors (522a, 522b) connected in series.
  • a steam outlet of the first ejector (522a) is directly disposed at one of the inputs of the second ejector (522b) connectable to a condensing member.
  • the two ejectors are for example commonly supplied with steam by a boiler (5221).
  • the two final and common inputs (5221) of the ejectors are connected to the partial evacuation output of a sealed enclosure.
  • FIG. 7b describes (on the basis of the preceding example according to FIG. 5) the serialization of three cooling units.
  • Tubes (514a, 5214b) successively connect a pregnant "water” outlet to a nearby "water” auxiliary entrance. Partial voids are thus formed in the enclosures, for which each of the outputs of their ejectors can be connected to a common condensing member (523).
  • cooling units can be coupled to an exchange member (51) in order to advantageously stagger a decrease in the temperature of the cooling water.
  • At least one of these cooling units (52a, 52b, 52c) may also be equipped with at least two ejectors connected in series.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for adjusting the cooling of a steel strip in an annealing or galvanisation phase. The device is suitable for the forced cooling of a steel strip (B) continuously running in a plant adapted for the continuous annealing or the continuous tempering galvanisation, and comprises: at least one exchange member (51, 5142) for transferring the heat of the steel strip to a cooling water and including an outlet (51422) for the cooling water thus heated up; at least one cooling unit (52) comprising a sealed enclosure (521) connected to the outlet (51422) of the exchange member (5142) and including at least one outlet (5211) to a Venturi effect device such as a vapour outlet ejector (522), and in which the cooling water itself is subjected to a vacuum-vaporisation cooling; and an auxiliary outlet (5213) of the sealed enclosure (521) connected to an inlet (51421) of the exchange member (51, 5142).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION DE REFROIDISSEMENT ET DE RECUPERATION D'ENERGIE D'UNE BANDE D'ACIER EN PHASE DE RECUIT OU DE GALVANISATION METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING COOLING AND ENERGY RECOVERY OF A STEEL BAND IN ANNEALING PHASE OR GALVANIZATION
DescriptionDescription
Procédé et dispositif de régulation de refroidissement d'une bande d' acier en phase de recuit ou de galvanisationMethod and device for regulating the cooling of a steel strip in the annealing or galvanizing phase
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de régulation de refroidissement nécessaire pour un refroidissement forcé d'une bande d'acier circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé selon les préambules des revendications let 6.The present invention relates to a method and a cooling control device necessary for a forced cooling of a continuous circulating steel strip in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping according to the preambles of the claims. .
En particulier, l'invention se rapporte aux fours de recuit en continu destinés à assurer le traitement thermique de bandes d'acier laminé à froid, particulièrement au refroidissement rapide des dites bandes.In particular, the invention relates to continuous annealing furnaces for the heat treatment of cold rolled steel strips, particularly rapid cooling of said strips.
Le laminage à froid de l'acier provoque un durcissement par écrouissage de l'acier qui entraine une fragilité rendant problématique ou interdisant la mise en forme ultérieure des bandes laminées.The cold rolling of the steel causes hardening by hardening of the steel which causes a fragility making problematic or prohibiting the subsequent shaping of the rolled strips.
Afin de restaurer la ductilité de ces bandes, un traitement thermique dit « de recuit de recristallisation » est mis en oeuvre. Pour ce faire, en alternative aux traitements sta- tiques dans des fours cloches (batch annealing) pratiqués sur les bobines de bandes laminées, des lignes (de recuit) spécialisées ont été construites afin de réaliser le traitement de ces bandes en défilement continu.In order to restore the ductility of these strips, a heat treatment called "recrystallization annealing" is implemented. To do this, as an alternative to static treatments in batch annealing on the rolls of rolled strips, specialized (annealing) lines have been constructed in order to perform the treatment of these strips in continuous scrolling.
A titre d'exemple, une telle ligne de recuit en continu est schématisée en figure 1, et comporte typiquement :By way of example, such a continuous annealing line is shown schematically in FIG. 1, and typically comprises:
• une section d' entrée comprenant une ou deux dérouleuses (1) de bande, une cisaille guillotine (2) , une soudeuse de raboutage (3) permettant de raccorder une queue d'une bande issue d'une des dérouleuses à la tête d'une prochaine bande issue de l'autre dérouleuse et assurant ainsi un fonctionnement continu de la ligne, un accumulateur de bande (4) qui, à son aval, restitue de la bande préalablement accumulée lorsque le déroulement en amont de l'accumulateur est figé pour réaliser la soudure de raboutage ; • un four (5) avec une section de préchauffage (6), • une section de maintien à la température de recuit (7), une section de refroidissement rapide (8), une section de plusieurs unités de sur-vieillissement (9) suivies d'une section de refroidissement sous gaz protecteur (10) ; • une section de sortie avec un accumulateur de sortie (11) , un ensemble de laminage de bande de type « Skin- Pass » (12), une cisaille (13) et une ou deux enrouleuses (14) de bande travaillant alternativement.• an input section comprising one or two belt unrollers (1), a guillotine shear (2), a splicing welder (3) for connecting a tail of a strip from one of the unwinding machines to the d next strip from the other unwinder and thus ensuring a continuous operation of the line, a tape accumulator (4) which, on its downstream, restores the previously accumulated tape when the flow upstream of the accumulator is fixed to perform the splicing weld; • a furnace (5) with a preheating section (6), • a holding section at the annealing temperature (7), a quenching section (8), a section of several units on aging (9) followed by a cooling section under protective gas (10); An outlet section with an outlet accumulator (11), a "Skin-Pass" type strip lamination assembly (12), a shear (13) and one or two alternately working strip reels (14).
Le four doit être capable d'assurer, pour des vitesses de défilement de bande plusieurs centaines de mètres par minute, des allures de chauffage et de refroidissement ainsi que des temps de maintien adaptés à la métallurgie de l'acier traité. Alors que les temps de chauffage et de maintien met- tent essentiellement en cause la longueur des fours et donc les coûts d'investissement, l'allure de refroidissement pose de réels problèmes technologiques.The furnace must be able to provide, for tape speeds of several hundred meters per minute, heating and cooling rates and holding times adapted to the metallurgy of the treated steel. While the heating and maintenance times essentially affect the length of the furnaces and thus the investment costs, the cooling rate poses real technological problems.
On connaît cinq types de procédés de refroidissement utilisables en fonction de la vitesse requise : • les procédés par tubes refroidis à l'eau ou à l'air qui, agissant à l'inverse de tubes de chauffage radiants, absorbent un rayonnement de la bande. Ils n' autorisent que des vitesses de refroidissement faibles de l'ordre de 2 à 10°C/s et ne sont guère utilisés que dans la phase initiale du refroidissement, par exemple entre 800 et 6000C. Ils sont ainsi inadaptés aux fortes vitesses de trempe ; • les procédés de refroidissement par jets de gaz neutre sur la bande comme de l'azote ou un mélange d'azote et d'hydrogène réducteur dont le pourcentage est voisin ou peu supérieur à 5% (aussi connu sous la terminologie « Gas Jet Cooling ») . Ils au- torisent des vitesses de refroidissement de 10 à 150°C/s selon les débits et températures de gaz, la vitesse de défilement et l'épaisseur des bandes. Ils présentent l'avantage de ne pas oxyder la sur- face des bandes et même de réduire les oxydes superficiels qui auraient pu se former en amont dans le four. Ils autorisent cependant des vitesses de refroidissement trop lentes pour certains aciers. De telles installations sont décrites, par exemple, dans les documents EP 1 602 738 et EP 0 182 050 ;There are five types of cooling processes that can be used depending on the speed required: • Water-cooled or air-cooled tube processes which, acting in contrast to radiant heating tubes, absorb radiation from the band . They only allow low cooling rates of the order of 2 to 10 ° C / s and are used only in the initial phase of cooling, for example between 800 and 600 ° C. They are thus unsuited to strong quenching speeds; • the processes of cooling by jets of neutral gas on the strip such as nitrogen or a mixture of nitrogen and of reducing hydrogen whose percentage is close to or little more than 5% (also known under the terminology "Gas Jet Cooling""). They achieve cooling rates of 10 to 150 ° C / s depending on gas flow rates and temperatures, running speed and strip thickness. They have the advantage of not oxidizing the surface of the strips and even of reducing the superficial oxides that could have formed upstream in the furnace. However, they allow slow cooling speeds for some steels. Such installations are described, for example, in EP 1 602 738 and EP 0 182 050;
• les procédés de refroidissement de bande sur rouleaux (aussi connu sous la terminologie « RoIl Quenching ») qui assurent des allures de refroidissement un peu plus élevés de celles obtenues au moyen de jets de gaz. Ces procédés sont fondés sur l'échange entre la surface de la bande et la surface de rouleaux imbriqués et refroidis par circulation d'eau autour desquels la bande serpente. Pouvant être pratiqués sous atmosphère neutre ou . légèrement réductrice, ils présentent les mêmes avantages que les jets de gaz mais aussi certains inconvénients de plissement de la bande, particulièrement pour des bandes larges et fines. D'autre part, l'efficacité de l'échange thermique par conduction diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la bande. De telles installations sont décrites, par exemple, dans le document EP 0 418 166 ; β les procédés de refroidissement par pulvérisation d'eau ou de brouillards air / eau autorisent des vitesses de refroidissement nettement plus rapide pouvant atteindre plusieurs centaines de degrés par seconde, typiquement, en fonction de la densité de brouillard, entre 50 et 400°C/s. Il est alors pos- sible de traiter des aciers à haute résistance, par exemple à structure finale entièrement ou partiellement martensitique. Ils présentent cependant l'inconvénient d'oxyder superficiellement la bande et de nécessiter un décapage en sortie de four. De telles installations sont décrites-, par exemple, dans le document JP 2000 119757 ; β les procédés par trempe directe de bande dans un bac d'eau (aussi connu sous la terminologie « Water Quenching ») à température régulée voisine de 500C autorisent des vitesses de refroidissement pouvant atteindre plusieurs milliers de degrés par seconde, typiquement entre 1000 et 4000 °C/s. Ils présentent de multiples inconvénients comme celui de refroidir la bande à des températures trop basses pour assurer sans réchauffage un sur-vieillissement, celui d'oxyder la bande et celui de produire de la vapeur qui complique le contrôle d'atmosphère du four. Ils nécessitent un réchauffage jusque vers 35O0C avant sur-vieillissement et un décapage en sortie de four. De telles installations sont décrites, par exemple, dans le document JP2005179774.• tape-on-roll cooling processes (also known as "RoIl Quenching") which provide slightly higher cooling rates than those obtained with gas jets. These methods are based on the exchange between the surface of the strip and the surface of nested rolls and cooled by circulation of water around which the strip winds. Can be practiced under neutral atmosphere or. slightly reducing, they have the same advantages as gas jets but also some disadvantages of folding of the band, especially for broad and thin strips. On the other hand, the efficiency of conductive heat exchange decreases with the increase of the thickness of the strip. Such facilities are described, for example, in EP 0 418 166; β cooling processes by water spray or air / water mist allow much faster cooling speeds of up to several hundred degrees per second, typically, depending on the fog density, between 50 and 400 ° C / sec. It is then possible to treat steels with high strength, for example with a final structure that is wholly or partially martensitic. However, they present the disadvantage of superficially oxidizing the strip and requiring stripping out of the oven. Such facilities are described, for example, in JP 2000 119757; β direct strip quenching processes in a water tank (also known under the terminology "Water Quenching") at a controlled temperature close to 50 0 C allow cooling rates of up to several thousand degrees per second, typically between 1000 and 4000 ° C / s. They have many disadvantages, such as cooling the strip at too low temperatures to ensure, without reheating, an over-aging, that of oxidizing the strip and that of producing steam which complicates the furnace atmosphere control. They require reheating up to 35O 0 C before over-aging and stripping on leaving the oven. Such installations are described, for example, in JP2005179774.
Tous ces procédés ont en dénominateur commun le fait d'extraire de la chaleur de la bande et de la restituer en dehors du four par l'intermédiaire d'un médium de refroidissement, de l'eau dans le cas le plus général. Les procédés mettant directement en œuvre cette eau (comme les bacs de trempe) ou indirectement à travers des systèmes échangeurs (comme les jets de gaz) sont alimentés en eau à température ambiante ou proche de l'ambiante, typiquement à 30 ou 35 0C et restituent une eau dont la température n'atteint généralement pas plus de 40 à 70°C. Il est évidemment difficile d' envisager des applications de cette eau réchauffée à température relativement modeste sauf, éventuellement, pour le chauffage des bâtiments. Même s'il est théoriquement possible de rendre plus aisée l'utilisation et la distribution de la chaleur ainsi récupérée en tolérant une température plus élevée de l'eau de refroidissement, cette augmentation de température ne pourrait se faire qu' au détri- ment de l'efficacité du processus de refroidissement de la bande, ce qui n'est évidemment pas souhaitable.All these methods have in common denominator the extraction of heat from the strip and restore it outside the oven via a cooling medium, water in the most general case. Processes directly implementing this water (such as quenching tanks) or indirectly through exchanger systems (such as gas jets) are supplied with water at ambient temperature or close to ambient, typically at 30 or 35 ° C. and return water whose temperature does not generally reach more than 40 to 70 ° C. It is obviously difficult to envisage applications of this heated water at a relatively modest temperature except, possibly, for the heating of buildings. Although it is theoretically possible to make the use and distribution of the recovered heat easier by tolerating a higher temperature of the cooling water, this increase in temperature could only be achieved at the expense of the efficiency of the band cooling process, which is obviously not desirable.
D'une manière plus courante, l'eau est traitée selon des techniques de refroidissement évaporatif comme des tours de refroidissement ou des dispositifs aéroréfrigérants. La température de l'eau ainsi refroidie restant plus élevée que la température de bulbe humide de l'air ambiant et étant de plus soumise aux variations climatiques, l'efficacité de ces procédés de refroidissement se trouve limité à des températures minimales d'environ 30 à 35°C.More commonly, the water is treated according to evaporative cooling techniques such as cooling towers or air-cooling devices. As the temperature of the water thus cooled remains higher than the humid bulb temperature of the ambient air and is also subjected to climatic variations, the efficiency of these cooling processes is limited to minimum temperatures of approximately 30 ° C. at 35 ° C.
Compte tenu du renchérissement constant de l'énergie et de ^'impact de sa génération sur l'environnement, il est de plus en plus nécessaire de récupérer et d'utiliser avec la plus grande efficacité, sur le lieu même où on peut la capter, l'énergie disponible dans les processus de refroidissement qui sont nombreux dans l'industrie métallurgique.In view of the constant increase in energy and the impact of its generation on the environment, it is increasingly necessary to recover and use with the utmost efficiency, in the very place where it can be captured. , the energy available in the cooling processes that are numerous in the metallurgical industry.
Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé de régulation de refroidissement et un dispositif pour sa mise en œuvre, tous deux adaptés à un refroidissement forcé d'une bande d'acier circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé permettant une dynamique avan- tageuse de refroidissement pour tout type de bande dans diverses conditions de recuit ou de galvanisation.An object of the present invention is therefore to provide a cooling control method and a device for its implementation, both adapted to a forced cooling of a continuous circulating steel strip in an installation adapted to continuous annealing. or a continuous dipping galvanization allowing advantageous cooling dynamics for any type of band under various annealing or galvanizing conditions.
En particulier, le procédé et le dispositif selon l' invention devraient présenter plusieurs avantages par rap- port aux procédés ou dispositifs existants, en ce que : β ils assurent une récupération efficace de l'énergie cédée par les bandes d'acier laminé lors de leur refroidissement dans les sections de refroidissement des fours de recuit continu ou de galvanisa- tion et sa réutilisation immédiate de cette énergie avec un maximum d' efficacité ; • ils permettent d'abaisser la température de l'eau de refroidissement jusqu'à des valeurs inférieures à 100C ;In particular, the method and the device according to the invention should have several advantages over existing processes or devices, in that: β they ensure efficient recovery of the energy yielded by the rolled steel strips during their cooling in the cooling sections of continuous annealing or galvanizing furnaces and their immediate reuse of this energy with maximum efficiency; • they allow to lower the temperature of the cooling water to values below 10 0 C;
• ils permettent d' augmenter la vitesse de refroidis- sèment des procédés utilisés sous atmosphère neutre ou réductrice, ne nécessitant ainsi pas de décapage subséquent ;• they make it possible to increase the cooling speed of the processes used under a neutral or reducing atmosphere, thus not requiring subsequent etching;
• ils peuvent également être mis en œuvre, dans le domaine de l'industrie métallurgique, partout où il s'agit de récupérer de l'eau de refroidissement, par exemple celle utilisée dans les rouleaux et parois refroidis de coulée continue de l'acier ou dans les murs et voûtes refroidies des fours électriques de fusion.• they can also be used in the field of the metallurgical industry, wherever it is necessary to recover cooling water, for example that used in the rolls and cold walls of the continuous casting of steel. or in cooled walls and vaults of electric melting furnaces.
L'invention propose ainsi un procédé de régulation de refroidissement et un dispositif pour sa mise en oeuvre selon les revendications 1 et 6.The invention thus proposes a cooling regulation method and a device for implementing it according to claims 1 and 6.
Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention telle que décrite dans la suite du document .A set of subclaims also has advantages of the invention as described later in the document.
Des exemples de réalisation et d'application pour clarifier et aider à une bonne interprétation de l'invention sont fournis à l'aide de figures décrites :Exemplary embodiments and applications for clarifying and aiding in a good interpretation of the invention are provided by means of the figures described:
Figures 2a, 2b, 2c Schémas liés à différents modes de refroidissement rapide dans un four de recuit continu,Figures 2a, 2b, 2c Schemes related to different modes of rapid cooling in a continuous annealing furnace,
Figure 3a, 3b Schémas de principe du dispositif selon l' invention, 8 001132Figure 3a, 3b Schematic diagrams of the device according to the invention, 8 001132
Figure 4 Schéma général de circulation de fluides concernés par le dispositif selon l'invention dans une installation de recuit continu,FIG. 4 General flow diagram of fluids concerned by the device according to the invention in a continuous annealing installation,
Figure 5 Schéma de principe du dispositif selon l'invention adapté à un refroidissement progressif de la bande par soufflage,Figure 5 Schematic diagram of the device according to the invention adapted to a gradual cooling of the strip by blowing,
Figure 6 Schéma de principe du dispositif selon l'invention adapté au refroidissement par immersion dans un bac,Figure 6 Schematic diagram of the device according to the invention adapted to cooling by immersion in a tank,
Figure 7a, 7b Mise en série de dispositifs selon l' invention.Figure 7a, 7b Series of devices according to the invention.
La figure 2a décrit schématiquement un refroidissement rapide par jet de gaz (ou soufflage) dans un four de recuit continu : une bande d'acier (B) défile verticalement dans un four - (5) en passant au travers d'au moins une cellule de soufflage (51) . Chaque cellule (51) comporte un groupe moto- ventilateur (511) alimentant un caisson de soufflage (513) par l'intermédiaire d'une gaine (512). Chaque caisson de soufflage (513) entoure la bande et chacune de ses deux faces parallèles à la bande est équipée de diffuseurs de gaz frais (5131) . Le gaz réchauffé au contact de la bande est refroidi dans au moins une unité de refroidissement (514) dont chacune comporte une gaine (5141) assurant le captage du gaz chaud dans l'enceinte du four pour l'amener dans un dispositif d'échange constitué par un échangeur gaz / eau (5142). Une circulation d'eau froide entre des entrées et sorties (51421, 51422) abaisse la température du gaz qui, ainsi refroidi, retourne à l'ouïe d'aspiration du moto-ventilateur (511).FIG. 2a schematically depicts a rapid cooling by gas jet (or blowing) in a continuous annealing furnace: a steel strip (B) scrolls vertically in a furnace - (5) while passing through at least one cell blowing (51). Each cell (51) comprises a fan motor unit (511) supplying a blow box (513) via a sheath (512). Each blow box (513) surrounds the strip and each of its two faces parallel to the strip is equipped with fresh gas diffusers (5131). The heated gas in contact with the strip is cooled in at least one cooling unit (514), each of which comprises a sheath (5141) ensuring the capture of the hot gas in the furnace chamber to bring it into an exchange device constituted by a gas / water exchanger (5142). A circulation of cold water between inlets and outlets (51421, 51422) lowers the temperature of the gas, which, thus cooled, returns to the suction inlet of the motor-fan (511).
La figure 2b décrit schématiquement un refroidissement rapide par rouleaux refroidis : La bande d'acier (B) serpente entre une nappe inférieure (RI) et une nappe supérieure (RS) de plusieurs rouleaux disposés côte à côte et ayant des axes principaux parallèles, lesdits rouleaux étant refroidis par circulation d'eau sous faible pression. Au moins l'une des deux nappes est apte à se déplacer verticalement afin de ré- gler l'imbrication des rouleaux et, par voie de conséquence, l'arc de contact de la bande avec la surface des rouleaux en vue de régler l'échange thermique entre les deux. Plus l'arc de contact est grand (au moyen d'un fort intervalle entre les nappes, c'est-à-dire une augmentation des écarts d'axes de rouleaux consécutifs) , plus le refroidissement est intensifié, et vice-versa pour diminuer le refroidissement.Figure 2b schematically describes a rapid cooling by cooled rolls: The steel strip (B) winds between a lower layer (RI) and an upper layer (RS) of several rollers arranged side by side and having parallel main axes, said rollers being cooled by circulation of water under low pressure. At least one of the two plies is able to move vertically in order to adjust the nesting of the rollers and, consequently, the arc of contact of the strip with the surface of the rollers in order to adjust the heat exchange between the two. The greater the arc of contact (by means of a large gap between the layers, that is to say an increase of the consecutive axis deviations of rollers), the more the cooling is intensified, and vice versa for reduce the cooling.
La figure 2c montre schématiquement le domaine de vitesse de refroidissement (VRef) , entre 1 et 10000 °C/s, de procédés usuels de refroidissement de bande d'acier : un procédé à tubes refroidis (T), un procédé à jet de gaz (JG), un procédé à rouleaux refroidis (RR) , un procédé à pulvérisation d'eau ou de mélange eau / gaz (PE) et enfin, pour le plus rapide, un procédé par trempe dans un bac d'eau (TE) . Il est à noter que la régulation de refroidissement selon l'invention est avantageusement adaptée à la dynamique de chacun de ces procédés tout en portant solution aux problématiques précédemment soulevées.FIG. 2c schematically shows the cooling rate range (V Ref ), between 1 and 10,000 ° C./s, of conventional methods for cooling steel strip: a cooled tube process (T), a jet jet process; gas (JG), a cooled-rolled process (RR), a water-spraying process or a water-gas mixture (PE) and finally, for the quickest, a quenching process in a water tank (TE). ). It should be noted that the cooling regulation according to the invention is advantageously adapted to the dynamics of each of these processes while providing a solution to the problems previously raised.
La figure 3a montre un schéma de principe du dispositif selon l'invention en relation de la figure 2a à titre d'exemple, où un procédé de refroidissement par jet de gazFIG. 3a shows a schematic diagram of the device according to the invention in relation to FIG. 2a by way of example, where a method of cooling by gas jet
(soufflage) met en œuvre une cellule de soufflage (51) sur la bande (B) en défilement continu. Comme décrit en en figure 2a, le gaz réchauffé est récupéré dans l'enceinte du four (5) et passe dans un échangeur thermique gaz/eau (5142) dont les entrées et sorties (51421 et 51422), côté eau (à refroidir), sont reliées à une unité de refroidissement sous vide (52) associée au dit échangeur (5142) .(blowing) implements a blowing cell (51) on the strip (B) in continuous scrolling. As described in FIG. 2a, the heated gas is recovered in the enclosure of the furnace (5) and passes through a gas / water heat exchanger (5142) whose inlets and outlets (51421 and 51422), on the water side (to be cooled) , are connected to a vacuum cooling unit (52) associated with said exchanger (5142).
De façon plus générale, la figure 3a présente le dispositif de régulation de refroidissement selon l'invention, néces- 8 001132More generally, FIG. 3a shows the cooling regulator according to the invention, which is necessary to 8 001132
saire pour un refroidissement forcé d'une bande d'acier (B) circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé, ledit dispositif comportant : • au moins un organe d'échange (51, 5142) assurant un transfert de chaleur de la bande d' acier à une eau de refroidissement et comprenant une sortie (51422) de l'eau de refroidissement ainsi réchauffée,for forced cooling of a steel strip (B) circulating continuously in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping galvanization, said device comprising: at least one exchange member (51, 5142 ) providing heat transfer from the steel strip to a cooling water and including an outlet (51422) of the thus reheated cooling water,
• au moins une unité de refroidissement (52) constituée d'une enceinte étanche (521) reliée à la sortie (51422) de l'organe d'échange (5142) et équipée d'au moins une sortie (5211) sur un dispositif à effet Venturi tel qu'un éjecteur (522) à ( vapeur et dans laquelle l'eau de refroidissement est elle-même soumise à un refroidisse- ment par vaporisation sous vide,At least one cooling unit (52) consisting of a sealed enclosure (521) connected to the outlet (51422) of the exchange member (5142) and equipped with at least one outlet (5211) on a device a Venturi effect such as an ejector (522) with ( vapor and in which the cooling water is itself subjected to a vacuum vapor cooling,
• une sortie auxiliaire (5213) de l'enceinte étanche (521) reliée à une entrée (51421) de l'organe d'échange (51, 5142) .An auxiliary output (5213) of the sealed enclosure (521) connected to an inlet (51421) of the exchange member (51, 5142).
Dans ce cas de refroidissement par jets de gaz, le soufflage du gaz de refroidissement est assuré par des cellules de soufflage constituées de moto-ventilateur soufflant dans des chambres de diffusion placées de part et d' autre de la bande afin d'en refroidir les deux faces. Le gaz réchauffé au contact de la bande jusque vers 45°C - 18O0C est aspiré par le ventilateur dans l'enceinte du four et passe dans un organe d'échange constitué d'un échangeur gaz / eau d'où il sort vers 300C - 500C avant d'être réinjecté par le ventilateur dans les chambres de diffusion. En général, le refroi- dissement est réalisé par plusieurs cellules placées l'une après l'autre le long du trajet de la bande. Le refroidissement de celle-ci est progressif entre la température maximum soit 600 à 8000C et la température usuelle de survieillissement ou de galvanisation soit 300 à 500 0C. De ma- nière avantageuse, le dispositif selon l'invention peut comporter plusieurs unités de refroidissement comportant chacune une cellule ou une batterie de plusieurs cellules de souf- flage. Chaque unité pouvant être dimensionnée en vue d'étager la température de l'eau restituée à l'organe d'échange, par exemple de 30 à 100C afin d'étager la température des gaz de refroidissement de la bande dans le sens de défilement de celle-ci. La plus forte température d'eau restituée se trouvant à l'amont de la section de refroidissement et la plus faible température à l'aval où la différence de température entre la bande et le gaz de refroidissement est la plus faible. Dans une variante de ce premier mode de refroidissement, une première unité de refroidissement associée à un premier organe d' échange situé en amont du ventilateur agit comme décrit ci-dessus et une seconde unité de refroidissement associée à un second organe d' échange situé en aval du ventila- teur assure fort bien, avec une eau glacée dont la température est comprise entre 5 et 100C, le refroidissement du gaz entrant dans les chambres de diffusion.In this case of cooling by gas jets, the blowing of the cooling gas is provided by blowing cells consisting of a motor-blower blowing into diffusion chambers placed on either side of the strip in order to cool them. two faces. The gas reheated in contact with the strip up to about 45 ° C. - 18 ° C. is sucked by the fan into the furnace chamber and passes through an exchange member consisting of a gas / water exchanger from which it exits to 30 0 C - 50 0 C before being reinjected by the fan into the diffusion chambers. In general, the cooling is carried out by several cells placed one after the other along the path of the strip. The cooling thereof is progressive between the maximum temperature of 600 to 800 ° C. and the usual over-aging or galvanizing temperature of 300 to 500 ° C. Advantageously, the device according to the invention may comprise several units. each having a cell or a battery of several cells of sulfur flage. Each unit can be dimensioned in order to stagger the temperature of the water returned to the exchange member, for example 30 to 100 ° C. in order to stagger the temperature of the cooling gases of the strip in the direction of scrolling of it. The highest water temperature returned upstream of the cooling section and the lowest temperature downstream where the temperature difference between the strip and the cooling gas is the lowest. In a variant of this first cooling mode, a first cooling unit associated with a first exchange member situated upstream of the fan acts as described above and a second cooling unit associated with a second exchange member located in downstream of the fan ensures very well, with chilled water whose temperature is between 5 and 10 0 C, the cooling of the gas entering the diffusion chambers.
Les mêmes principes peuvent être mis en œuvre dans une installation de refroidissement de bande avec des rouleaux refroidis dans lesquels le contact de la surface de la bande avec la surface des rouleaux joue le rôle d'organe d'échange (51, 5142), étant mis en relation avec l'unité de refroidissement (52). Cette installation est en particulier bien adap- tée à un étagement efficace des températures d'eau restituée. L'organe d'échange (51, 5142) entre la bande et l'eau de refroidissement peut ainsi avantageusement être suivant le type de mode de réalisation un échangeur eau / eau ou gaz / eau et s'applique aux procédés de refroidissement progressifs de la bande comme le refroidissement par tubes refroidis ou par jets de gaz ou par rouleaux refroidis.The same principles can be implemented in a belt cooling system with cooled rollers in which the contact of the surface of the strip with the surface of the rollers acts as an exchange member (51, 5142), being connected to the cooling unit (52). This installation is particularly well adapted to an effective staging of the water temperature returned. The exchange member (51, 5142) between the strip and the cooling water can thus advantageously be, depending on the type of embodiment, a water / water or gas / water exchanger and applies to the progressive cooling processes of the band as cooling by cooled tubes or by gas jets or by cooled rollers.
Enfin, le dispositif de régulation de refroidissement selon l'invention peut comprendre au moins un organe de condensa- tion (523) de vapeur étant disposé en sortie de l'éjecteur (522) de l'enceinte étanche et adapté à réalimenter l'enceinte étanche (521) par appoint (5214) d'un niveau d'eau requis dans et, si nécessaire, adapté à rediriger un surplus de ladite eau vaporisée vers une canalisation externe (5233) de réutilisation ou de dissipation de vapeur, idéalement pour des besoins propres à l'usine ou de rejet vapeur.Finally, the cooling control device according to the invention may comprise at least one steam condensing member (523) being disposed at the outlet of the ejector (522) of the sealed enclosure and adapted to replenish the enclosure watertight (521) by booster (5214) of a water level required in and, if necessary, adapted to redirect a surplus of said vaporized water to an external pipe (5233) for reuse or vapor dissipation, ideally for plant-specific or steam rejection purposes.
Le dispositif de refroidissement peut être du type « barométrique », c'est-à-dire que l'enceinte mise sous vide partiel est reliée à l'organe d'échange par une colonne d'eau de hauteur, en règle générale, égale ou supérieure à onze mè- très. Cette disposition est particulièrement bien adaptée aux sources d'échange de type bac de trempe dont un exemple d'application de l'invention sera présenté par la suite.The cooling device may be of the "barometric" type, that is to say that the partial vacuum chamber is connected to the exchange member by a water column of height, generally equal or greater than eleven meters. This arrangement is particularly well suited to quenching type exchange sources, an example of application of the invention will be presented later.
Il peut aussi être de type fermé, l'enceinte étanche mise sous vide partiel étant reliée à l'organe d'échange par un circuit fermé comportant une pompe de circulation. Cette disposition est particulièrement adaptée aux sources d'échange de type échangeur de chaleur.It can also be of closed type, the sealed enclosure under partial vacuum being connected to the exchange member by a closed circuit comprising a circulation pump. This arrangement is particularly suitable for exchange sources of the heat exchanger type.
De manière particulièrement avantageuse, la vapeur ali- mentant l'éjecteur est issue d'une chaudière de production de vapeur chauffée avec les gaz brûlés dans la partie de chauffage à flamme directe du four ou avec les fumées issues des tubes radiants (voir exemple selon figure 4) . Dans les fours à brûleurs classiques, la quantité de vapeur ainsi produite est suffisante pour assurer à la fois les besoins de l'éjecteur et d'une section de dégraissage de bande. Dans le cas de brûleurs dits « régénératifs », l'augmentation du rendement de la combustion diminue la quantité de gaz brûlés et la capacité de production de vapeur peut se révéler insuffi- santé pour couvrir les seuls besoins du dégraissage mais reste suffisante pour l'alimentation des éjecteurs.Particularly advantageously, the steam supplying the ejector comes from a boiler for producing steam heated with the flue gases in the direct flame heating portion of the furnace or with the flue gases from the radiant tubes (see example according to Figure 4). In conventional burner furnaces, the amount of steam thus produced is sufficient to meet both the needs of the ejector and a band degreasing section. In the case of so-called "regenerative" burners, the increase in the combustion efficiency reduces the amount of gas burned and the steam production capacity may be insufficient to cover the needs of the degreasing alone but remains sufficient for the feeding of the ejectors.
Ainsi, une chaleur de condensation de la vapeur sortant de l'éjecteur et une chaleur récupérée dans l'eau de refroi- dissement peuvent être facilement récupérées dans l'organe de condensation (523) fournissant de l'eau chaude à une tempéra- ture élevée, voisine de la température de vaporisation à une pression considérée.Thus, a heat of condensation of the steam exiting the ejector and a heat recovered in the cooling water can be easily recovered in the condensing member (523) supplying hot water at a temperature of 50.degree. high temperature, close to the vaporization temperature at a pressure considered.
L' organe de condensation de la vapeur issue de l'éjecteur peut être un échangeur dont le circuit d'échange avec la vapeur est alimenté en eau sous faible pression plus ou moins chaude récupérée sur l'installation, par exemple en provenance d'une section de dégraissage, et réchauffée dans l' échangeur à une température égale ou peu inférieure à la température de vaporisation à la pression considérée. II peut aussi être constitué par un échangeur à contact direct assurant un échange direct entre la vapeur issue de l'éjecteur et l'eau de refroidissement à réchauffer et restitue globalement une eau à' une température peu inférieure à la température de vaporisation à une pression considérée.The condenser member of the steam coming from the ejector may be an exchanger whose steam exchange circuit is supplied with water under low pressure, more or less hot, recovered from the installation, for example from a degreasing section, and reheated in the exchanger at a temperature equal to or slightly less than the vaporization temperature at the pressure in question. It can also be constituted by a direct contact exchanger ensuring a direct exchange between the steam from the ejector and the cooling water to be heated and generally returns a water at a temperature not much lower than the vaporization temperature at a pressure considered.
De manière avantageuse, une partie de l'eau sortant de l'organe de condensation à une température (TVE3) peut être utilisée, après refroidissement éventuel, en tant qu'eau déminéralisée dans l'installation de recuit continu ou de gal- vanisation. Par exemple pour un nettoyage à haute pression des cylindres d'un laminoir « skin-pass » ou pour 'compenser les pertes d' eau déminéralisée par évaporation ou entraine- ment par la bande dans les bacs de dégraissage / rinçage.Advantageously, a part of the water leaving the condenser element at a temperature (T VE3 ) can be used, after optional cooling, as deionized water in the continuous annealing or galvanizing plant. . For example, for a cylinder of high pressure cleaning of a rolling mill "skin-pass" or to 'compensate for the losses of demineralized water by evaporation or entrainment ment by the band in the degreasing units / rinsing.
Ledit dispositif selon l'invention est ainsi avantageusement adapté à la mise en œuvre d'un procédé de régulation de refroidissement nécessaire pour un refroidissement forcé d'une bande d'acier (B) circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé, caractérisé en ce que une énergie de refroidissement est cédée à de l'eau réchauffée (ER) par la bande d'acier puis prélevée par vaporisation de ladite eau réchauffée (ER) à une pression inférieure (PER2) à la pression atmosphérique (P0) et enfin restituée par condensation à une température plus élevée (TVE2) après compression thermomécanique par un dispositif de type venturi alimenté en vapeur à une pression supérieure (PVEI) à la pression atmosphérique (P0) et comportant les étapes suivantes :Said device according to the invention is thus advantageously adapted to the implementation of a cooling control method necessary for forced cooling of a steel strip (B) flowing in continuous scrolling in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping, characterized in that a cooling energy is transferred to heated water (ER) by the steel strip and then removed by vaporizing said heated water (ER) at a lower pressure (P ER2 ) at atmospheric pressure (P 0 ) and finally restored by condensation at a higher temperature (T VE2 ) after thermomechanical compression by a venturi-type device supplied with steam at a higher pressure (P VEI ) at atmospheric pressure (P 0 ) and comprising the following steps:
• l'eau réchauffée (ER) par la bande est captée dans un organe d'échange (5142) à une première pression (PERI) voisine de la pression atmosphérique (Po) et une première température (TERI) sensiblement inférieure à la température de vaporisation ' de l'eau . à la pression• the water heated (ER) by the band is captured in an exchange member (5142) at a first pressure (P ERI ) close to the atmospheric pressure (Po) and a first temperature (T ERI ) substantially lower than the vaporization temperature of 'water. with pressure
• l'eau réchauffée (ER) depuis l'organe d'échange (5142) est introduite sous forme de jet dans une enceinte étan- che (521) équipée d'au moins un éjecteur (522) en tant que dispositif de type venturi, le dit éjecteur étant annexement alimenté en vapeur d'eau (5221) à une pression entrante (PVEI) supérieure à la pression atmosphéri- que (P0) ,The heated water (ER) from the exchange member (5142) is introduced in the form of a jet into a sealed enclosure (521) equipped with at least one ejector (522) as a venturi-type device said ejector being supplied with water vapor (5221) at an inlet pressure (P VEI ) greater than the atmospheric pressure (P 0 ),
• l' éjecteur assure dans l'enceinte étaήche (521) un vide partiel correspondant à une deuxième pression (PERΣ) inférieure à une pression de vaporisation de l'eau à la première température (TERI) , • une eau refroidie est récupérée à une sortie (5213) de l'enceinte étanche (521) à une deuxième température (TER2) .correspondant à une température -de vaporisation de l'eau à la deuxième pression (PBR2) pour être restituée à l'organe d'échange (5142).• the ejector provides in the chamber (521) a partial vacuum corresponding to a second pressure (P ERΣ ) less than a vaporization pressure of the water at the first temperature (T ERI ), • a cooled water is recovered at an outlet (5213) of the sealed enclosure (521) at a second temperature (T ER2 ) corresponding to a temperature of vaporization of the water at the second pressure (P BR2 ) to be returned to the body of the exchange (5142).
Idéalement (mais non obligatoirement) , le procédé prévoit qu'un circuit de refroidissement complémentaire peut être utilisé en sortie d' éjecteur, pour lequel :Ideally (but not necessarily), the method provides that a complementary cooling circuit can be used at the outlet of the ejector, for which:
• une vapeur sortant de l' éjecteur (522) et ayant une énergie thermique liée à une énergie cinétique décroissante et augmentée de la fraction de chaleur issue d'eau de refroidissement obtenue par vaporisation, est obtenue à une pression sortante (PVE2) de l' éjecteur supérieure à la pression atmosphérique (Po), • ladite vapeur sort de l' éjecteur à une température sortante (TVE2) correspondant à une pression de vaporisation de l'eau à la pression sortante (PVE2) et alimente un or- gane de condensation (523) dont elle ressort à une température post-condensation (TVE3) inférieure à la température sortante (TVE2) de l'éjecteur et sous une pression de vaporisation de l'eau à une pression (PVE3) avoisinant la pression atmosphérique (P0) ,A vapor exiting the ejector (522) and having a thermal energy linked to a decreasing kinetic energy and increased by the fraction of heat resulting from cooling water obtained by vaporization, is obtained at an outgoing pressure (P VE2 ) of the ejector greater than the atmospheric pressure (Po), • the said vapor leaves the ejector at an outgoing temperature (T V E2) corresponding to a vaporization pressure of the water at the outgoing pressure (P VE2 ) and supplies a gold- condensation chamber (523) from which it emerges at a post-condensation temperature (T VE3 ) lower than the outlet temperature (T VE2 ) of the ejector and under a pressure of vaporization of the water at a pressure (P VE3 ) nearby the atmospheric pressure (P 0 ),
• l'organe de condensation (523) assure, à travers une paroi (= libre de contact direct), le réchauffage d'un circuit d'eau externe (5231, 5232) à une pression d'entrée externe (PEI) depuis une température d'entrée externe (TEi) inférieure à une température sortante (TE2) de vaporisation à la pression d'entrée externe (PEI) jusqu'à ladite température de sortie externe (TE2) correspondant à une température de vaporisation de l'eau à une pression de sortie externe (PE2) , étant quasiment égale à la pression d'entrée externe (PEi) à des pertes de charge près .The condensing member (523) ensures, through a wall (= free of direct contact), the heating of an external water circuit (5231, 5232) to an external inlet pressure (P EI ) from an external inlet temperature (T E i) lower than an outgoing temperature (T E2 ) of vaporization at the external inlet pressure (P EI ) to said external outlet temperature (T E2 ) corresponding to a temperature of vaporization of the water at an external outlet pressure (P E2 ), being almost equal to the external inlet pressure (P E i) at pressure losses close.
Alternativement, un circuit de refroidissement complémentaire est utilisé en sortie d'éjecteur, pour lequel : • une vapeur sortant de l'éjecteur (522) et ayant une énergie thermique liée à une énergie cinétique décroissante et augmentée de la fraction de chaleur issue d'eau de refroidissement obtenue par vaporisation, est obtenue à une pression sortante (PVE2) supérieure à la pression atmosphérique (Po) ,Alternatively, a complementary cooling circuit is used at the ejector outlet, for which: a vapor exiting the ejector (522) and having a thermal energy linked to a decreasing kinetic energy and increased by the heat fraction resulting from cooling water obtained by vaporization, is obtained at an outgoing pressure (P VE2 ) greater than atmospheric pressure (Po),
• ladite vapeur sort de l'éjecteur à une température sortante (TVE2) correspondant à une pression de vaporisation de l'eau à la pression sortante (PVE2) et est mise en contact direct dans un échangeur (thermique) à contact direct par eau, la dite eau étant à une pression d'entrée externe (PEI) depuis une température d'entrée externe (TEi) inférieure à une température sortante (TE2) jusqu'à ladite température sortante (TE2) du mélange des deux fluides vapeur-eau apte à atteindre la température de va- porisation de l'eau à la pression d'entrée externe (PEI) - Avantageusement, le procédé selon l'invention permet que l'eau en sortie de l'organe de condensation (523) à la température post-condensation (TVE3) soit réintroduite en tant qu'appoint dans l'enceinte étanche (521) par une gaine (5214) et, si nécessaire, un surplus de ladite eau est redirigé vers une canalisation externe (5233) de réutilisation (si l'organe de condensation est un échangeur à contact direct) ou de dissipation de vapeur (si l'organe de condensation est un échangeur à paroi) . Un refroidissement est ainsi efficacement ré- alise en boucle à circulation/transfert dynamique de chaleur et présente aussi une possibilité de fournir un excès de chaleur ou d'énergie restante vers d'autres applications en nécessitant .Said steam leaves the ejector at an outgoing temperature (T VE2 ) corresponding to a vaporization pressure of the water at the outgoing pressure (P VE2 ) and is put in direct contact in a heat exchanger (direct contact) with water, said water being at an external inlet pressure (P EI ) from an external inlet temperature (T E i) lower than an outgoing temperature (T E2 ) to said outgoing temperature (T E2 ) of the mixture two steam-water fluids able to reach the water vaporization temperature at the external inlet pressure (P EI ) - Advantageously, the method according to the invention allows the water leaving the condensing member (523) at the post-condensation temperature (T V E3) to be reintroduced as an addition in the sealed chamber (521). by a sheath (5214) and, if necessary, a surplus of said water is redirected to an external pipe (5233) for reuse (if the condenser is a direct contact heat exchanger) or vapor dissipation (if the condensing member is a wall exchanger). Cooling is thus efficiently achieved in a circulation loop / dynamic heat transfer and also has a possibility to provide an excess of heat or energy remaining to other applications in need.
Enfin, en sortie de l'unité de refroidissement, l'eau refroidie récupérée à la sortie (5213) de l'enceinte étanche (521) est une eau dite glacée à la deuxième température (TER2) comprise entre 5 et 1O0C. Celle-ci est simplement reconduite vers l'entrée (51421) de l'organe d'échange (5142), par exem- pie via une gaine (5215) , en vue de refroidir efficacement le flux de circulation de gaz dans le cadre d'un refroidissement par soufflage de bande.Finally, at the outlet of the cooling unit, the cooled water recovered at the outlet (5213) of the sealed enclosure (521) is a so-called ice water at the second temperature (T ER 2) of between 5 and 10 ° C. C. This is simply conveyed to the inlet (51421) of the exchange member (5142), for example via a sheath (5215), in order to effectively cool the flow of gas circulation in the frame of a blowing band cooling.
En résumé, l'invention selon figure 3a (et les figures sui- vantes) au vu du procédé et du dispositif pour sa mise en œuvre permet ainsi très avantageusement une récupération dynamique d'énergie emmagasinée par l'eau utilisée pour le refroidissement forcé d'une bande d'acier circulant en défilement continu, cette même eau étant en effet réutilisée à des fins de refroidissement de l'organe d'échange (51, 5142).In summary, the invention according to FIG. 3a (and the following figures) in view of the process and the device for its implementation thus very advantageously allows a dynamic recovery of energy stored by the water used for the forced cooling of a steel strip circulating continuously, the same water being reused for cooling purposes of the exchange member (51, 5142).
En d'autres termes et plus précisément, le procédé selon l' invention et le dispositif pour sa mise en œuvre présentent plusieurs avantages par rapport aux procédés existants : * Ils assurent une récupération efficace de l'énergie cédée par les bandes d'acier laminé lors de leur refroidissement dans les sections de refroidisse- ment des fours de recuit continu ou de galvanisation et sa réutilisation immédiate avec un maximum d'efficacité. Il est ici à noter que le domaine d'énergie visé se situe au-delà du Mégawatt. Des récupérations d'énergie sont donc majeures et permettent entre autre une redistribution en boucle de refroidissement ou bien de délivrer au moins une part de cette énergie récupérée à d' autres points de consommation, telles que dans l'usine même. La protection de l'environnement est donc considérablement accrue.In other words and more specifically, the process according to the invention and the device for its implementation have several advantages over existing processes: * They ensure an efficient recovery of the energy yielded by the rolled steel strips when they are cooled in the cooling sections continuous annealing or galvanizing furnaces and its immediate re-use with maximum efficiency. It should be noted here that the targeted energy domain is beyond the Megawatt. Energy recoveries are therefore major and allow among other redistribution cooling loop or to deliver at least a portion of this recovered energy to other points of consumption, such as in the plant itself. The protection of the environment is therefore considerably increased.
* Ils permettent d'abaisser la température de l'eau de refroidissement jusqu'à des valeurs inférieures à 100C. • Ils permettent d'augmenter la vitesse de refroidissement des procédés utilisés sous atmosphère neutre ou réductrice et qui ne nécessitent pas de décapage subséquent .* They allow to lower the temperature of the cooling water to values lower than 10 0 C. • They make it possible to increase the cooling speed of the processes used under a neutral or reducing atmosphere and which do not require stripping subsequent.
Ils peuvent également être mis en œuvre, dans le domaine de l'industrie métallurgique, partout où il s'agit de récupérer de l'eau de refroidissement, par exemple celle utilisée dans les rouleaux et parois refroidis de coulée continue de l'acier ou dans les murs et voûtes refroidies des fours électriques de fusion.They can also be implemented, in the field of the metallurgical industry, wherever it is a question of recovering cooling water, for example that used in the rolls and cooled walls of continuous casting of steel or in cooled walls and vaults electric melting furnaces.
Concernant le dispositif, de multiples avantages de réalisation sont possibles et donc approprié à un dispositif de refroidissement pour tout type d'une installation actuelle de recuit ou de galvanisation et de facto pour de tout type de bande, en ce que :Regarding the device, multiple realization advantages are possible and therefore suitable for a cooling device for any type of a current annealing or galvanizing and de facto for any type of band, in that:
- partie jusqu'à totalité d'eau sortant de l'organe de condensation (523) est ré-injectable, après refroidissement éventuel, dans un circuit d'eau déminéralisée utilisable par l'installation de recuit continu ou de galvanisation. L'eau en sortie de l'organe de condensation est ainsi avantageusement réintroduite, pour une part, en tant qu'appoint dans l'enceinte étanche (521) par la tubulure (5214) et, pour la part résiduelle et si besoin, dans une unité de production de vapeur de l'usine via la tubulure (5233) ;- Part until all water leaving the condensing member (523) is re-injectable, after optional cooling, in a deionized water circuit used by the continuous annealing or galvanizing system. The water leaving the condensing member is thus advantageously reintroduced, partly as an addition in the sealed enclosure (521) by the tubing (5214) and, for the residual part and, if necessary, in a steam production unit of the plant via the tubing (5233);
- l'organe de condensation (523) de la vapeur actionnant l'éjecteur peut être un simple échangeur à paroi ; - l'organe de condensation (523) de la vapeur actionnant l'éjecteur peut alternativement être un simple échangeur à contact direct ;- The condenser (523) of the steam actuating the ejector may be a simple wall exchanger; - The condenser (523) of the steam actuating the ejector may alternatively be a simple direct contact exchanger;
- l'organe d'échange (51) entre la bande d'acier et l'eau de refroidissement peut être un simple échangeur gaz / eau ; - entre l'enceinte étanche (521) et l'organe d'échange (51, 5142), un circuit de circulation d'eau comprenant une tubulure de captage (5212) et d'une tubulure de retour (5215) constituant idéalement une colonne d' eau de hauteur égale ou supérieure à onze mètres peut être disposé. - entre l'enceinte étanche (521) et l'organe d'échange (51,- The exchange member (51) between the steel strip and the cooling water may be a simple gas / water heat exchanger; between the sealed enclosure (521) and the exchange member (51, 5142), a water circulation circuit comprising a collection pipe (5212) and a return pipe (5215) ideally constituting a column of water equal to or greater than eleven meters may be arranged. between the sealed enclosure (521) and the exchange member (51,
5142), un circuit de circulation d'eau constitué d'un circuit fermé comportant au moins une pompe de circulation peut être disposé pour y faciliter les transferts d'eau (par exemple en cas de nécessité de relevage) ;5142), a water circulation circuit consisting of a closed circuit comprising at least one circulation pump may be arranged to facilitate the water transfer (for example in case of need for lifting);
La figure 3b décrit une variante du dispositif selon la figure 3a dans laquelle une première unité de refroidissement (52a) est associée à un premier organe d'échange (5142a) placé en amont du ventilateur (511) et alimenté en eau refroidie vers 30°C et une seconde unité de refroidissement (52b) est associée à un second organe d'échange (5142b) situé entre le ventilateur (511) et le caisson de soufflage (513) et alimenté en eau glacée de température inférieure ou égale à 100C. Le refroidissement y est ainsi encore plus efficacement ac- centuable tout en ayant les mêmes propriétés de récupération d'énergie et autres avantages liés au dispositif selon figure 3a.FIG. 3b describes a variant of the device according to FIG. 3a in which a first cooling unit (52a) is associated with a first exchange member (5142a) placed upstream of the fan (511) and fed with water cooled to 30 ° C and a second cooling unit (52b) is associated with a second exchange member (5142b) located between the fan (511) and the blower box (513) and supplied with ice water with a temperature of less than or equal to 10 0 C. The cooling is thus even more effectively adjustable while having the same energy recovery properties and other advantages associated with the device according to Figure 3a.
En d'autres termes et plus généralement, l'organe d'échange (51) peut comporter au moins deux échangeurs de chaleurIn other words and more generally, the exchange member (51) may comprise at least two heat exchangers
(5142a, 5142b) disposés en série sur une voie de d'échange de chaleur entre la bande d'acier et l'eau de refroidissement, chacun des échangeurs étant reliés à une de deux unités de refroidissement (51a, 51b), les deux sorties d'éjecteurs (522a, 522b) de ces dernières unités de refroidissement étant couplées en parallèles. Dans le cas d'une simple unité de soufflage, le dispositif prévoit par exemple que :(5142a, 5142b) arranged in series on a heat exchange path between the steel strip and the cooling water, each of the exchangers being connected to one of two cooling units (51a, 51b), the two ejector outputs (522a, 522b) of the latter cooling units being coupled in parallel. In the case of a simple blowing unit, the device provides for example that:
- l'organe d'échange (51) comprend au moins un ventilateur (511) alimentant par l'intermédiaire d'une gaine d'air (512) un caisson de soufflage (513) dans lequel transite la bande d'acier et alimenté par une gaine d'air (5141) captant l'ait chaud dans le caisson (513) ,- The exchange member (51) comprises at least one fan (511) feeding via an air duct (512) a blower box (513) in which the steel strip passes and fed by an air duct (5141) sensing the heat in the box (513),
- chacune des gaines d'air. (512, 513) est couplée à un des deux échangeurs de chaleur (5142a, 5142b) .- each of the air ducts. (512, 513) is coupled to one of the two heat exchangers (5142a, 5142b).
La figure 4 décrit, à titre d' exemple et en rapport avec la figure 3a et 3b, le schéma général de circulation de fluides concernés par un dispositif de régulation de refroidissement selon l' invention dans une installation de recuit continu de bande (B). Le four de recuit (5) est équipé d'une unité de refroidissement d'eau (52) associée à une unité de refroidissement rapide de la bande selon un des procédés précédemment décrits et mentionnés en figure 2c. Le dispositif selon l'invention comprend également une unité de production de vapeur (53) obtenue par chauffage à l'aide de fumées captées en entrée de bande dans le four dans la zone de préchauffage par une gaine (531) de captage des fumées vers une chaudièreFIG. 4 describes, by way of example and in connection with FIGS. 3a and 3b, the general flow diagram of fluids concerned by a cooling control device according to the invention in a continuous annealing system (B). . The annealing furnace (5) is equipped with a water cooling unit (52) associated with a rapid cooling unit of the band according to one of the methods previously described and mentioned in FIG. 2c. The device according to the invention also comprises a steam production unit (53) obtained by heating with fumes collected at the entrance of the strip in the oven in the preheating zone by a sheath (531) for collecting the fumes to a boiler
(53). La vapeur ainsi produite dans la chaudière alimente l'éjecteur (522) de l'unité de refroidissement (52) par l'intermédiaire de la gaine (532). Comme décrit en figure 3a et 3b, l'eau réchauffée par la chaleur de bande est captée à un orifice d'aspiration (51422), refroidie dans l'enceinte étanche (521) et retournée à un orifice de refoulement(53). The steam thus produced in the boiler feeds the ejector (522) of the cooling unit (52) via the sheath (532). As described in FIGS. 3a and 3b, the water heated by the strip heat is sensed at a suction port (51422), cooled in the sealed chamber (521) and returned to a discharge port
(51421). La vapeur sortant de l'éjecteur (522) est, pour sa part, conduite au condenseur (523) d'où elle ressort en (5223) sous forme d'eau chaude qui retourne pour une part dans l'enceinte (521) en tant qu'appoint, vers la tubulure (533) de retour des condensats à la chaudière (53) et vers une sortie (5333=5233 selon figure 3a) apte à alimenter certains dispositifs de la ligne de traitement en eau déminéralisée, par exemple un laminoir de bande de type « skin-pass » ou des bacs de dégraissage / rinçage de bande. Le condenseur (523) reçoit de l'eau en (5231) et rejette de l'eau réchauffée en (5232). Sur cette figure, les nécessaires accessoires de pompage et de vannage n'ont pas été représentés pour des raisons de clarté.(51421). The steam coming out of the ejector (522) is, for its part, conducted to the condenser (523) from where it emerges in (5223) in the form of hot water which returns partly in the enclosure (521) in as a supplement, to the tubing (533) for returning the condensates to the boiler (53) and to an output (5333 = 5233 according to FIG. 3a) capable of supplying certain devices of the demineralized water treatment line, for example a "skin-pass" type strip rolling mill or strip degreasing / rinsing tanks. The condenser (523) receives water at (5231) and discharges heated water at (5232). In this figure, the necessary pumping and winnowing accessories have not been shown for the sake of clarity.
En résumé, l'éjecteur comporte une entrée auxiliaire (5221) à son autre entrée en sortie (5211) de l'enceinte étanche (521) par laquelle l'éjecteur est efficacement alimenté par au moins partie jusqu'à totalité de la vapeur requise au moyen d'une chaudière de production (53) de vapeur chauffée avec des gaz brûlés (531) dans une partie de chauffage à flamme directe du four ou par des fumées de section à tubes radiants .In summary, the ejector has an auxiliary input (5221) at its other input output (5211) of the sealed enclosure (521) through which the ejector is efficiently supplied by at least part up to all the required steam by means of a furnace (53) producing steam heated with flue gas (531) in a direct flame heating section of the furnace or with radiant tube section fumes.
Dans cet exemple de réalisation, une récupération de gaz brûlés ou de fumées, usuellement inutilisés, permet ici une ré- utilisation à des fins de refroidissement en boucle, d'où un gain énergétique considérable et des économies d' énergie conséquentes .In this embodiment, recovery of flue gases or fumes, usually unused, here allows a re-use for loop cooling purposes, resulting in considerable energy savings and consequent energy savings.
La figure 5 décrit le schéma de principe du dispositif selon l'invention adapté à un procédé de refroidissement progressif (comme à la figure 2a) , par exemple par jet de gaz mettant en œuvre quatre cellules de soufflage (51a, 51b, 51c, 5Id) ayant chacun un de quatre échangeurs (ou organes d'échange) attitrés (5142a, 5142b, 5142c, 5142d) et étant successivement placées dans le sens inverse du défilement de la bande (B) et deux unités de refroidissement (52a, 52b) avec pour chacune une enceinte étanche. Les cellules (51) sont montées en parallèle deux à deux, soit les deux premières cellules (51a, 51b) associées à la première unité de refroidissement (52a) et les deux deuxièmes cellules (51c, 5Id) associées à la deuxième unité de refroidissement (52b) . L'eau refroidie par la deuxième unité de refroidissement (52b) est rejetée en sa sortie (5213b) à une première température de sortie (TER2b) d'enceinte étanche pour partie dans la batterie des deux premiers (selon le sens de la bande) échangeurs (5142c, 5142d) par la tubulure (5142Id) et pour partie dans la première unité de refroidissement (52a) par une tubulure d'appoint (5214a). L'eau refroidie par la première unité de refroidissement (52a) est ensuite rejetée en sa sortie (5213a) à une deuxième température de sortie (TER2a) inférieure à la première température de sortie (TER2b) dans la batterie des deux derniers (selon le sens de la bande) échangeurs (5142a, 5142b) par une tubulure (51421b) . Sur cette figure, les nécessaires accessoires de pompage et de vannage n'ont pas été représentés pour des raisons de clarté.FIG. 5 depicts the block diagram of the device according to the invention adapted to a progressive cooling process (as in FIG. 2a), for example by gas jet using four blast cells (51a, 51b, 51c, 5Id ) each having one of four exchangers (or exchange members) assigned (5142a, 5142b, 5142c, 5142d) and being successively placed in the reverse direction of the strip (B) and two cooling units (52a, 52b) each with a sealed enclosure. The cells (51) are connected in parallel pairs, ie the first two cells (51a, 51b) associated with the first cooling unit (52a) and the two second cells (51c, 5Id) associated with the second cooling unit (52b). Water cooled by the second cooling unit (52b) is discharged at its output (5213b) at a first outlet temperature (T ER2b ) sealed chamber partly in the battery of the first two (in the direction of the band) exchangers (5142c, 5142d) by the tubing (5142Id) and partly in the first cooling unit (52a) by a booster tubing (5214a). The water cooled by the first cooling unit (52a) is then discharged at its outlet (5213a) at a second outlet temperature (T E R2a) lower than the first outlet temperature (T ER2b ) in the battery of the last two (depending on the direction of the band) exchangers (5142a, 5142b) by a pipe (51421b). In this figure, the necessary pumping and winnowing accessories have not been shown for the sake of clarity.
En résumé, il est donc possible de réaliser un dispositif à haute dynamique de refroidissement tel qu' au moins une unité de refroidissement (52a, 52b) est couplée à plusieurs organes d'échange (51a, 51b, 51c, 5Id) de chaleur répartis dans le sens de défilement de la bande (B) . Chaque organe d'échange ou groupe d'organes d'échange (5142a, 5142b) montés en parallèle peu ainsi être avantageusement équipé d' au moins deux unités de refroidissement montées en série .In summary, it is therefore possible to produce a high dynamic cooling device such that at least one cooling unit (52a, 52b) is coupled to a plurality of heat exchange members (51a, 51b, 51c, 51d) distributed in the direction of travel of the band (B). Each exchange member or group of exchange members (5142a, 5142b) connected in parallel can thus advantageously be equipped with at least two cooling units connected in series.
La figure 6 décrit le schéma de principe du dispositif selon l'invention adapté à un refroidissement de bande par immersion dans un bac de trempe. La bande (B) plonge dans un bac d'eau de refroidissement (54) en s' enroulant sur deux rouleaux de guidage (541, 542). L'unité de refroidissement (52) selon l'invention est reliée au bac (54) par deux tubulures (5214, 5215) de hauteur (H) au dessus du niveau de l' eau contenue dans le bac, ainsi constituant une colonne d'eau d'au moins une fois la pression atmosphérique et autorisant la circulation de l'eau sans pompes du type « baromé- trique ». Selon ce mode de réalisation, l'organe d'échange (51) entre la bande d'acier (B) et l'eau de refroidissement est donc par exemple un simple bac de refroidissement par trempe directe contenant de l'eau maintenue à une température de 30 à 500C qui assure le refroidissement instantané de la bande par immersion. Cette situation existe dans le bac de trempe en fin de maintien à température de recuit et avant survieillissement dans les fours de recuit continu ainsi que dans les bacs de refroidissement final en sortie de four des lignes de recuit continu ou de refroidissement final en sortie de pot de zinc dans les lignes de galvanisation.FIG. 6 depicts the block diagram of the device according to the invention adapted to strip cooling by immersion in a quenching tank. The strip (B) is immersed in a cooling water tank (54) by winding on two guide rollers (541, 542). The cooling unit (52) according to the invention is connected to the tank (54) by two pipes (5214, 5215) of height (H) above the level of the water contained in the tank, thus constituting a column of water at least once the atmospheric pressure and allowing the circulation of water without pumps of the "barometer" type. According to this embodiment, the exchange member (51) between the steel strip (B) and the cooling water is, for example, a simple quenching cooling tank containing water maintained at a constant temperature. temperature of 30 to 50 0 C which ensures instantaneous cooling of the strip by immersion. This situation exists in the quench tank at the end of maintenance at annealing temperature and before over-aging in the continuous annealing furnaces and in the final cooling tanks at the outlet of the furnace of the continuous annealing or final cooling lines at the outlet of the pot of zinc in the galvanizing lines.
Dans une variante de ce mode de réalisation, l' eau du bac de trempe finale d'une installation de recuit continu ou de galvanisation est maintenue à une température comprise en- tre 5 et 1O0C et assure un refroidissement de la bande ditIn a variant of this embodiment, the water of the final quenching tank of a continuous annealing or galvanizing plant is maintained at a temperature of between 5 and 10 ° C. and provides cooling of the so-called
« en eau glacée »"In icy water"
Dans tous les cas de ce mode de réalisation, la mise sous vide partiel permet, entre autre, le dégazage de l'eau des bacs et l'élimination de l'oxygène dissous, ce qui réduit considérablement l'oxydation de la bande chaude.In all cases of this embodiment, the partial vacuum allows, among other things, the degassing of the water tanks and removal of dissolved oxygen, which significantly reduces the oxidation of the hot band.
Entre l'enceinte étanche (521) et l'organe d'échange (51) est ainsi disposé un circuit de circulation d'eau constitué d'un circuit fermé comportant, si nécessaire par exemple pour un relevage, au moins une pompe de circulation.Between the sealed chamber (521) and the exchange member (51) is thus arranged a water circulation circuit consisting of a closed circuit including, if necessary for example for a lifting, at least one circulation pump. .
Les figures 7a, 7b illustrent des moyens de mise en série de dispositifs selon l'invention ou de certains de leurs élé- ments, afin de permettre une régulation plus efficace/dynamique du refroidissement.FIGS. 7a and 7b illustrate means for bringing devices according to the invention or certain of their elements into series in order to allow a more efficient / dynamic control of the cooling.
La figure 7a décrit le raccordement de mise en série de deux éjecteurs aptes à équiper une enceinte étanche de refroidis- sèment telle que celle décrite à partir de figure 3a, en ce que chaque unité de refroidissement (52) est équipée d'au moins deux éjecteurs (522a, 522b) montés en série. Une sortie vapeur du premier éjecteur (522a) est directement disposée à une des entrées du second éjecteur (522b) pouvant être relié à un organe de condensation. Les deux éjecteurs sont par exemple alimentés communément en vapeur par une chaudière (5221) . Les deux entrées finales et communes (5221) des éjecteurs sont reliées à la sortie de mise en vide partiel d'une enceinte étanche.FIG. 7a describes the series connection connection of two ejectors adapted to equip a sealed cooling enclosure such as that described from FIG. 3a, in that each cooling unit (52) is equipped with at least two ejectors (522a, 522b) connected in series. A steam outlet of the first ejector (522a) is directly disposed at one of the inputs of the second ejector (522b) connectable to a condensing member. The two ejectors are for example commonly supplied with steam by a boiler (5221). The two final and common inputs (5221) of the ejectors are connected to the partial evacuation output of a sealed enclosure.
La figure 7b décrit (sur la base de l'exemple précédent selon figure 5) la mise en série de trois unités de refroidissementFIG. 7b describes (on the basis of the preceding example according to FIG. 5) the serialization of three cooling units.
(52a, 52b, 52c) aptes à assurer une forte diminution de la température de l'eau de refroidissement en trois étapes suc- cessives pour un seul organe d'échange (51, 5142), côté bande à refroidir. Des tubulures (514a, 5214b) relient successive- ment une sortie « eau » enceinte à une entrée d' appoint « eau » voisine. Des vides partiels sont ainsi formés dans les enceintes, pour lesquelles chacune des sorties de leurs éjecteurs peuvent venir se relier sur une organe de condensation commun (523) .(52a, 52b, 52c) adapted to ensure a strong decrease in the temperature of the cooling water in three successive steps for a single exchange member (51, 5142), band side to be cooled. Tubes (514a, 5214b) successively connect a pregnant "water" outlet to a nearby "water" auxiliary entrance. Partial voids are thus formed in the enclosures, for which each of the outputs of their ejectors can be connected to a common condensing member (523).
En résumé, plusieurs unités de refroidissement (52a, 52b, 52c) peuvent être couplées à un organe d'échange (51) en vue d' étager avantageusement une diminution de la température de l'eau de refroidissement. Au moins une de ces unités de refroidissement (52a, 52b, 52c) peut également être équipée d'au moins deux éjecteurs montés en série. In summary, several cooling units (52a, 52b, 52c) can be coupled to an exchange member (51) in order to advantageously stagger a decrease in the temperature of the cooling water. At least one of these cooling units (52a, 52b, 52c) may also be equipped with at least two ejectors connected in series.

Claims

Revendications claims
1. Procédé de régulation de refroidissement nécessaire pour un refroidissement forcé d'une bande d'acier (B) circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé, caractérisé en ce que une énergie de refroidissement est cédée à de l'eau réchauffée (ER) par la bande d'acier puis prélevée par vaporisation de ladite eau réchauffée (ER) à une pression inférieure (PKR2) à la pression atmosphérique (Po) et enfin restituée par condensation à une température plus élevée (TVE2) après compression thermomécanique par un dispositif de type venturi alimenté en vapeur à une >pression supérieure (PVEI) à la pression atmosphérique (P0) et comportant les éta- pes suivantes :1. Cooling control method required for forced cooling of a steel strip (B) circulating continuously in an installation suitable for continuous annealing or continuous dipping, characterized in that a cooling energy is transferred to heated water (ER) by the steel strip and then removed by vaporizing said heated water (ER) at a lower pressure (P KR 2) at atmospheric pressure (Po) and finally restored by condensation to a higher temperature (T VE2 ) after thermomechanical compression by a venturi-type device fed with steam at> higher pressure (P VEI ) at atmospheric pressure (P 0 ) and comprising the following stages:
• l'eau réchauffée (ER) par la bande est captée dans un organe d'échange (5142) à une première pression (PÉRI) voisine de la pression atmosphérique (Po) et une première température (TERi) sensiblement inférieure à la température de vaporisation de l'eau à la pression• the water heated (ER) by the band is captured in an exchange member (5142) at a first pressure (P ERI ) close to the atmospheric pressure (Po) and a first temperature (T ER i) substantially lower than the vaporization temperature of the water at the pressure
• l'eau réchauffée (ER) depuis l'organe d'échange (5142) est introduite sous forme de jet dans une enceinte étan- che (521) équipée d'au moins un éjecteur (522) en tant que dispositif de type venturi, le dit éjecteur étant annexement alimenté en vapeur d'eau (5221) à une pression entrante (PVEI) supérieure à la pression atmosphérique (P0), β l' éjecteur assure dans l'enceinte étanche (521) un vide partiel correspondant à une deuxième pression (PER∑) inférieure à une pression de vaporisation de l'eau à la première température (TERi) ,The heated water (ER) from the exchange member (5142) is introduced in the form of a jet into a sealed enclosure (521) equipped with at least one ejector (522) as a venturi-type device said ejector being supplied with water vapor (5221) at an inlet pressure (P VEI ) greater than atmospheric pressure (P 0 ), β the ejector provides in the sealed enclosure (521) a corresponding partial vacuum at a second pressure (PER Σ ) lower than a vaporization pressure of the water at the first temperature (T ER i),
« une eau refroidie est récupérée à une sortie (5213) de l'enceinte étanche (521) à une deuxième température (TER2) correspondant à une température de vaporisation de l'eau à la deuxième pression (PER2) pour être restituée à l'organe d'échange (5142). "A cooled water is recovered at an outlet (5213) of the sealed enclosure (521) at a second temperature (T ER2 ) corresponding to a vaporization temperature of the water at the second pressure (P E R2) to be restored to the exchange organ (5142).
2. Procédé selon revendication 1, pour lequel un circuit de refroidissement complémentaire est utilisé en sortie d'éjecteur, pour lequel : . • une vapeur sortant de l'éjecteur (522) et ayant une énergie thermique liée à une énergie cinétique décroissante et augmentée de la fraction de chaleur issue d' eau de refroidissement obtenue par vaporisation, est obtenue à une pression sortante (PVE2) de l'éjecteur supérieure à la pression atmosphérique (Po) ,2. Method according to claim 1, for which a complementary cooling circuit is used at the ejector outlet, for which:. A steam leaving the ejector (522) and having a thermal energy linked to a decreasing kinetic energy and increased by the fraction of heat resulting from cooling water obtained by vaporization, is obtained at an outgoing pressure (P VE2 ) of the ejector greater than the atmospheric pressure (Po),
• ladite vapeur sort de l'éjecteur à une température sortante (TVE2) correspondant à une pression de vaporisation de l'eau à la pression sortante (PVE2) et alimente un organe de condensation (523) dont elle ressort à une tempé- rature post-condensation (TVE3) inférieure à la température sortante (TVE2) de l'éjecteur et sous une pression de vaporisation de l'eau à une pression avoisinant la pression atmosphérique (PVE3 = Po) ,Said steam leaves the ejector at an outgoing temperature (T VE2 ) corresponding to a vaporization pressure of the water at the outgoing pressure (P VE2 ) and feeds a condensing member (523) from which it emerges at a temperature of post-condensation erase (T VE3 ) lower than the outgoing temperature (T V E 2 ) of the ejector and under a pressure of vaporization of the water at a pressure close to atmospheric pressure (P VE3 = Po),
• l'organe de condensation (523) assure, à travers une paroi, le réchauffage d'un circuit d'eau externe (5231,The condensing member (523) ensures, through a wall, the heating of an external water circuit (5231,
5232) à une pression d'entrée externe (PEI) depuis une température d'entrée externe (TEi) inférieure à une température sortante (TE2) de vaporisation à la pression d'entrée externe (PEI) jusqu'à ladite température de sor- tie externe (TE2) correspondant à une température de vaporisation de l'eau à une pression de sortie externe (PE2) .5232) at an external input pressure (P EI ) from an external input temperature (T E i) lower than an outgoing temperature (T E2 ) of vaporization to the external input pressure (P EI ) up to said external outlet temperature (T E2 ) corresponding to a vaporization temperature of the water at an external outlet pressure (PE 2 ).
3. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que un circuit de refroidissement complémentaire est utilisé en sortie d'éjecteur, pour lequel : o une vapeur sortant de l'éjecteur (522) et ayant une énergie thermique liée à une énergie cinétique décroissante et augmentée de la fraction de chaleur issue d' eau de refroidissement obtenue par vaporisation, est obtenue à une pression sortante (PVE2) supérieure à la pression atmosphérique (P0) , • ladite vapeur sort de l'éjecteur à une température sortante (TVE2) correspondant à une pression de vaporisation de l'eau à la pression sortante (PVE2) et est mise en contact direct dans un échangeur (thermique) à contact direct par eau, la dite eau étant à une pression d' entrée externe (PEI) depuis une température d'entrée externe (TEI) inférieure à une température sortante (TE2) jusqu'à ladite température sortante (TE2) du mélange des deux fluides vapeur-eau apte à atteindre la température de va- porisation de l'eau à la pression d'entrée externe (PEI) •3. Method according to claim 1, characterized in that a complementary cooling circuit is used at the ejector outlet, for which: a vapor exiting the ejector (522) and having a thermal energy related to a decreasing kinetic energy and increased by the fraction of heat resulting from cooling water obtained by vaporization, is obtained at an outgoing pressure (PVE2) greater than the atmospheric pressure (P 0 ), Said steam leaves the ejector at an outgoing temperature (T VE2 ) corresponding to a vaporization pressure of the water at the outgoing pressure (P VE2 ) and is put in direct contact in a heat exchanger (direct contact) with water, said water being at an external inlet pressure (P EI ) from an external inlet temperature (T EI ) lower than an outgoing temperature (T E2 ) to said outgoing temperature (T E2 ) of the mixture of two steam-water fluids able to reach the temperature of water vaporization at the external inlet pressure (P EI ) •
4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en l'eau en sortie de l'organe de condensation (523) à la température post-condensation (TVE3) est réintro- duite en tant qu'appoint dans l'enceinte étanche (521) par une gaine (5214) et, si nécessaire, un surplus de ladite eau est redirigé vers une canalisation externe (5233) de réutilisation ou de dissipation de vapeur.4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the water at the outlet of the condensing member (523) at the post-condensation temperature (T VE3 ) is reintroduced as an additive in the impervious enclosure (521) by a sheath (5214) and, if necessary, a surplus of said water is redirected to an external pipe (5233) for reuse or dissipation of steam.
5. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en sortie de l'unité de refroidissement, l'eau refroidie récupérée à la sortie (5213) de l'enceinte étanche (521) est une eau dite glacée à la deuxième température (TER2) comprise entre 5 et 100C.5. Method according to one of the preceding claims characterized in that at the outlet of the cooling unit, the cooled water recovered at the outlet (5213) of the sealed chamber (521) is a so-called ice water at the second temperature (T ER2 ) between 5 and 10 ° C.
6. Dispositif de régulation de refroidissement nécessaire pour un refroidissement forcé d'une bande d'acier (B) circulant en défilement continu dans une installation adaptée au recuit continu ou à une galvanisation continue au trempé, caractérisé en ce qu'il comporte :6. Cooling control device required for forced cooling of a steel strip (B) circulating continuously in an installation suitable for continuous annealing or continuous dip galvanizing, characterized in that it comprises:
• au moins un organe d'échange (51, 5142) assurant un transfert de chaleur de la bande d'acier à une eau de refroidissement et comprenant une sortie (51422) de l'eau de refroidissement ainsi réchauffée, • au moins une unité de refroidissement (52) constituée d'une enceinte étanche (521) reliée à la sortie (51422) de l'organe d'échange (5142) et équipée d'au moins une sortie (5211) sur un dispositif à effet Venturi tel qu'un éjecteur (522) à vapeur et dans laquelle l'eau de refroidissement est elle-même soumise à un refroidissement par vaporisation sous vide, • une sortie auxiliaire (5213) de l'enceinte étanche (521) reliée à une entrée (51421) de l'organe d'échange (51, 5142) .At least one exchange member (51, 5142) providing heat transfer from the steel strip to a cooling water and comprising an outlet (51422) for the thus-heated cooling water, at least one unit cooling device (52) consisting of a sealed enclosure (521) connected to the outlet (51422) of the exchange member (5142) and equipped with at least one outlet (5211) on a Venturi effect device such as a steam ejector (522) and in which the cooling water is itself subjected to vacuum vapor cooling, • an auxiliary output (5213) of the impervious enclosure (521) connected to an inlet (51421) of the exchange member (51, 5142).
7. Dispositif selon revendication 6, comprenant au moins un organe de condensation (523) de vapeur étant disposé en sortie de l' éjecteur (522) de l'enceinte étanche et adapté à ré- alimenter l'enceinte étanche (521) par appoint d'un niveau d'eau requis dans et, tsi nécessaire, adapté à rediriger un surplus de ladite eau vaporisée vers une canalisation externe (5233) de réutilisation ou de dissipation de vapeur.7. Device according to claim 6, comprising at least one steam condensing member (523) being disposed at the outlet of the ejector (522) of the sealed enclosure and adapted to refill the sealed enclosure (521) by a back-up a water level required and, t if necessary, adapted to redirect a surplus of said vaporized water to an external conduit (5233) reuse or vapor dissipation.
8. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-7, caractérisé en ce que l' éjecteur comporte une entrée auxiliaire (5221) à son autre entrée en sortie (5211) de l'enceinte étanche (521) par laquelle l' éjecteur est alimenté par au moins partie jusqu'à totalité de la vapeur requise au moyen d'une chaudière de production (53) de vapeur chauffée avec des gaz brûlés (531) dans une partie de chauffage à flamme directe du four ou par des fumées de section à tubes radiants.8. Device according to one of the preceding claims 6-7, characterized in that the ejector comprises an auxiliary input (5221) at its other input output (5211) of the sealed enclosure (521) by which the ejector is powered at least all of the required steam by means of a boiler (53) producing steam heated with flue gases (531) in a direct flame heating section of the furnace or with flue gas radiant tubes.
9. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-8, caractérisé en ce que plusieurs unités de refroidissement (52a, 52b, 52c) sont couplées à un organe d'échange (51) en vue d' étager une diminution de la température de l'eau de refroidissement .9. Device according to one of the preceding claims 6-8, characterized in that a plurality of cooling units (52a, 52b, 52c) are coupled to an exchange member (51) for staging a decrease in the temperature of the 'cooling water .
10. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-11, caractérisé en ce que au moins une unité de refroidissement (52a, 52b) est couplée à plusieurs organes d'échange (51a, 51b, 51c, 5Id) de chaleur répartis dans le sens de défilement de la bande (B) . 10. Device according to one of the preceding claims 6-11, characterized in that at least one cooling unit (52a, 52b) is coupled to a plurality of exchange members (51a, 51b, 51c, 5Id) of heat distributed in the direction scrolling of the band (B).
11. Dispositif selon une clés revendications précédentes 7-10, caractérisé en ce partie jusqu'à totalité d'eau sortant de l'organe de condensation (523) est ré-injectable, après re- froidissement éventuel, dans un circuit d'eau déminéralisée utilisable par l'installation de recuit continu ou de galvanisation.11. Device according to one of the preceding claims 7-10, characterized in this part until all water leaving the condensing member (523) is re-injectable, after possible cooling, in a water circuit. demineralized used by the continuous annealing or galvanizing plant.
12. Dispositif selon une des revendications précédentes 7-11, caractérisé en ce que l'organe de condensation (523) de la vapeur actionnant l'éjecteur est un échangeur à paroi.12. Device according to one of the preceding claims 7-11, characterized in that the condenser (523) of the steam actuating the ejector is a wall exchanger.
13. Dispositif selon une des revendications précédentes 7-11, caractérisé en ce que l'organe de condensation (523) de la vapeur actionnant l'éjecteur est un échangeur à contact direct .13. Device according to one of the preceding claims 7-11, characterized in that the condensing member (523) of the steam actuating the ejector is a direct contact exchanger.
14. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-13, caractérisé en ce que chaque organe d' échange ou groupe d'organes d'échange (5142a, 5142b) montés en parallèle est équipé d'au moins deux unités de refroidissement montées en série.14. Device according to one of the preceding claims 6-13, characterized in that each exchange member or group of exchange members (5142a, 5142b) connected in parallel is equipped with at least two cooling units connected in series. .
15. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-14, caractérisé en ce que chaque unité de refroidissement (52) est équipée d'au moins deux éjecteurs (522a, 522b) montés en série.15. Device according to one of the preceding claims 6-14, characterized in that each cooling unit (52) is equipped with at least two ejectors (522a, 522b) connected in series.
16. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-15, caractérisé en ce que l'organe d'échange (51) entre la bande d'acier et l'eau de refroidissement est un échangeur gaz / eau.16. Device according to one of the preceding claims 6-15, characterized in that the exchange member (51) between the steel strip and the cooling water is a gas / water heat exchanger.
17. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-16, caractérisé en ce que l'organe d'échange (51) comporte au moins deux échangeurs de chaleur (5142a, 5142b) disposés en série sur une voie de d' échange de chaleur entre la bande d'acier et l'eau de refroidissement, chacun des échangeurs étant reliés à une de deux unités de refroidissement (51a, 51b), les deux sorties d'éjecteurs (522a, 522b) de ces dernières unités de refroidissement étant couplées en parallè- les.17. Device according to one of the preceding claims 6-16, characterized in that the exchange member (51) comprises at least two heat exchangers (5142a, 5142b) arranged in series on a heat exchange path between the band of steel and the cooling water, each of the heat exchangers being connected to one of two cooling units (51a, 51b), the two ejector outlets (522a, 522b) of the latter cooling units being coupled in parallel with each other. the.
18. Dispositif selon revendication 17, pour lequel :18. Device according to claim 17, for which:
- l'organe d'échange (51) comprend au moins un ventilateur (511) alimentant par l'intermédiaire d'une gaine d'air (512) un caisson de soufflage (513) dans lequel transite la bande d'acier et alimenté par une gaine d'air (5141) captant l'ait chaud dans le caisson (513) ,- The exchange member (51) comprises at least one fan (511) feeding via an air duct (512) a blower box (513) in which the steel strip passes and fed by an air duct (5141) sensing the heat in the box (513),
- chacune des gaines d'air (512, 513) est couplée à un des deux échangeurs de chaleur (5142a, 5142b) .each of the air ducts (512, 513) is coupled to one of the two heat exchangers (5142a, 5142b).
19. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-18, caractérisé en ce que entre l'enceinte étanche (521) et l'organe d'échange (51, 5142) est disposé un circuit de circulation d'eau comprenant une tubulure de captage (5212) et d'une tubulure de retour (5215) constituant idéalement une colonne d' eau de hauteur égale ou supérieure à 11 mètres .19. Device according to one of the preceding claims 6-18, characterized in that between the sealed chamber (521) and the exchange member (51, 5142) is arranged a water circulation circuit comprising a collection pipe. (5212) and a return line (5215) ideally constituting a water column of height equal to or greater than 11 meters.
20. Dispositif selon une des revendications précédentes 6-15 et 19, caractérisé en ce que l'organe d'échange (51) entre la bande d'acier et l'eau de refroidissement est un bac de refroidissement par trempe directe (54).20. Device according to one of the preceding claims 6-15 and 19, characterized in that the exchange member (51) between the steel strip and the cooling water is a quenching cooling tank (54) .
21. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que entre l'enceinte étanche (521) et l'organe d'échange (51, 5142) est disposé un circuit de circulation d'eau constitué d'un circuit fermé comportant au moins une pompe de circulation. 21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the sealed enclosure (521) and the exchange member (51, 5142) is arranged a water circulation circuit consisting of a closed circuit comprising at least one less a circulation pump.
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