EP2826570B1 - Systeme de pre-refroidissement avec reglage interne pilote - Google Patents

Systeme de pre-refroidissement avec reglage interne pilote Download PDF

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EP2826570B1
EP2826570B1 EP13176682.6A EP13176682A EP2826570B1 EP 2826570 B1 EP2826570 B1 EP 2826570B1 EP 13176682 A EP13176682 A EP 13176682A EP 2826570 B1 EP2826570 B1 EP 2826570B1
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section
flow rate
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cooling
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EP13176682.6A
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EP2826570A1 (fr
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Stéphane Langevin
M. Michel Dubois
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John Cockerill SA
Original Assignee
Cockerill Maintenance and Ingenierie SA
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Priority to BR112015026569-3A priority patent/BR112015026569B1/pt
Priority to CA2907632A priority patent/CA2907632C/fr
Priority to RU2015150163A priority patent/RU2655411C2/ru
Priority to CN201480024344.4A priority patent/CN105339103B/zh
Priority to PCT/EP2014/056523 priority patent/WO2014177337A1/fr
Priority to EP14714277.2A priority patent/EP2991782A1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • 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
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/0005—Cooling of furnaces the cooling medium being a gas
    • F27D2009/0008—Ways to inject gases against surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F27D2009/0072—Cooling of charges therein the cooling medium being a gas
    • F27D2009/0075—Cooling of charges therein the cooling medium being a gas in direct contact with the charge

Definitions

  • the present invention relates to a new device in the field of pre-cooling chambers by gaseous fluid atmosphere (air, nitrogen, etc.), so-called “pre-coolers”, for example used in the cooling towers of the cooling lines.
  • hot metal coating in particular of aluzinc type (such as Galvalume®, alloy Al-Zn, composed of 55% of aluminum) and aluminized, but also of galvanized coating (galvanized).
  • this device applies to all cooling chambers blowing a gas on a continuously moving metal strip and having a liquid coating and not fixed just to be applied.
  • aluzinc, alumina or other type coatings having been applied to a continuously moving metal strip must be solidified rapidly in order to avoid intermetallic growth and to obtain a correct microstructure in order to obtain good resistance to corrosion.
  • pre-coolers or cooling units called “air cooling chambers or chillers or air ducts” are used, made by technologies and constructions of slots, nozzles or many holes.
  • cooler For simplicity, we will speak here only of "cooler". A series of coolers is usually installed above coating application equipment to the first return roller of the cooling tower.
  • the first cooling device (s) is (are) usually movable to provide the space necessary for the maintenance of the coating application equipment.
  • This (s) first cooler (s) is generally slit technology.
  • Each chiller is generally equipped with a fan operating with a variable speed motor, in order to adjust its flow and its cooling air pressure depending on the strips and coatings to be treated.
  • the document US 2010/0200126 discloses a hot dipping production facility of galvanized / annealed steel sheets under optimum production conditions at any time despite rapid changes in the type of steel, cladding and other external factors.
  • the hot dipping production unit of galvanized / annealed steel sheets is equipped with a holding / cooling furnace for the treatment of steel sheets that have left a rapid heating furnace.
  • the holding / cooling furnace is configured to allow a change in the furnace ratio of the holding zone for quenching the steel sheet by quenching means at a holding temperature of 500 to 650 ° C and the cooling zone for cooling the steel sheet by spray nozzles at an average cooling rate of 5 ° C / second or more.
  • the document US 2001/0000377 discloses a method and a cooling system of a steel strip.
  • a high volume water mist cooler and a low volume water mist cooler are sequentially disposed along the direction in which the steel strip is moving.
  • the high volume water mist cooler vaporizes a high volume water mist on the surface of the steel strip to cool the latter and then, the low volume water mist cooler vaporizes a low fog.
  • volume of water on the surface of the steel strip to cool the steel strip thereby cooling the steel strip while suppressing the influence of the transition boiling, to prevent steel strip from having a portion non-uniform temperature.
  • the document US 2011/0018178 discloses a method for acting on the temperature of a blowing strip of a gas or a water / gas mixture, wherein a plurality of gas jets or a water / gas mixture, extending towards the surface of the strip and arranged in such a way that the impacts of the jets of gas or water / gas mixture on each surface of the strip are distributed at the nodes of a two-dimensional network, are sprayed on each face of the strip.
  • the impacts of the jets on one side are not compared to the impacts of the jets on the other side, and the jets of gas or water / gas mixture from tubular nozzles which are fed by at least one distribution chamber and s' extend at a certain distance from the distribution chamber so as to leave a free space for the flow of the gas or water / gas mixture back which is parallel to the longitudinal direction of the strip and perpendicular to the longitudinal direction of the strip .
  • the document US 2011/0030820 discloses a device for blowing gas on one side of a moving strip material, comprising at least one hollow box having a wall facing the relevant face of the strip material, is equipped with a plurality of blowing holes , for directing gas towards said face of the web material.
  • the hollow box is further equipped laterally, at least on one side thereof with reference to a median plane perpendicular to the plane of the strip, of a movable closure member the function of which is to selectively obscure some of the blowing orifices in order to adapt the width of the blast zone to the width of the strip material concerned.
  • the problem to be solved is the following (see figure 1 ).
  • the non-fixed coating of the strip 2 must be cooled and solidified by the two half-air coolers 11, 12, constituting the cooler 1.
  • the half-coolers 11, 12 are connected to a supply circuit 3 supplied with air by a fan 4 powered by a motor 5.
  • the flow rate of the cooling atmosphere is regulated by a speed variator 6 of the motor 5 of the fan 4 in order to cool the strip, and therefore its coating, more or less quickly depending on the desired quality.
  • a speed variator 6 of the motor 5 of the fan 4 in order to cool the strip, and therefore its coating, more or less quickly depending on the desired quality.
  • the speed and the flow rate of the cooling air must be limited since the coating is still completely in the liquid phase, otherwise a corrugated layer and / or appearance and microstructure not in compliance with quality standards.
  • the cooling must be important in order to avoid intermetallic growth and to obtain a correct microstructure.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the invention aims at adjusting the cooling gas flow rate / pressure parameter for example in the (pre) -cooling boxes or in the upper coolers located at the outlet of the liquid coating application units, depending on the types of metal strips and coatings to be treated, in order to avoid the formation of defects in the coating.
  • the invention aims to divide into several sections a single cooler to obtain multiple flow / pressure regimes over the entire height of the cooler and preferably with a single fan.
  • a second aspect of the present invention relates to a method of cooling a continuously moving metal strip and having a liquid coating to be solidified, by means of the aforementioned installation, comprising a step of modifying the gas flow rate / pressure parameter. injected by means of the internal regulating devices so that the value said injected gas flow rate / pressure parameter is different in the first section from its value in the second section.
  • the injected gas flow rate / pressure parameter is modified so that the value of said injected gas flow rate / pressure parameter is lower in the first section relative to its value in the second section.
  • the flow rate of gas injected into the first section of the cooling installation is regulated to control the front and the rate of solidification of the coating still in the liquid phase at the inlet of the first section.
  • the flow rate of gas injected into the second section of the cooling installation is regulated to be greater than the primary flow rate and compatible with predetermined cooling slopes.
  • the present invention provides a solution to the technical problem stated above (see figure 2 ).
  • internal regulation systems or equipment 7, 8 are respectively installed in the two half-air coolers 11, 12. These control systems 7, 8 are intended to modify and adjust the flow rate of cooling fluid. between the lower parts (chiller inlet) and the upper parts (middle and outlet of the cooler) while maintaining flow rate uniformity per unit area for each section.
  • the care taken to make the equipment to not disturb the flow of gas is very important for a uniform and regular cooling of the coating to be solidified.
  • these separation systems 7, 8 may be duplicated if necessary to obtain different blowing speeds between respectively the inlet, the middle and the outlet of the cooler.
  • These regulation systems 7, 8 are advantageously actuated by pneumatic or electromechanical actuators 9, 10 with the possibility of remote remote control by the operator of the line. These regulation systems 7, 8 are preferably actuated jointly as a function of the air flow rate regulated by the variator 6 of the motor 5 of the fan 4 and the quality of the coating obtained.
  • the system according to the present invention offers the following advantages.
  • the flow of gas in the first part or section of the cooler said "primary" flow can be regulated, to control the front and rate of solidification of the coating always in the liquid phase at the inlet of the cooler and therefore to obtain the better quality of coating possible.
  • Primary internal flow control systems or equipment may be remotely controlled by the operator based on a quality / cooling slope criterion.
  • the "primary" blowing speed remains therefore under control compared to a completely manual system.
  • a pyrometer or other temperature measuring system, suitable for a moving belt, can be installed just after the control systems to control the cooling slope.
  • the second parts or sections of the two half-coolers 11, 12 can then have a "secondary" cooling rate much larger and compatible with the necessary cooling slopes, or with an increase in the cooling capacity of the cooler as a whole .
  • the cooling of the two half-coolers 11, 12 will therefore be adjusted and balanced between the variable speed controller 6 and the control systems 7, 8 delimiting the cooling inlet section. This gives a great flexibility to the cooler.
  • control systems 7, 8 also allow optimum adjustment of the coating quality between the two faces of the strip 2, since they must be able to be controlled individually if necessary.
  • the flow rate of the coolant per unit area is uniform in each of the sections and this, in particular transversely.
  • Another advantage is the flexibility of the system: it will be very easy to move the control system to another position in the (pre-) cooler if the starting position is not suitable or more. For example, three different positions of the control system can be provided.

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Description

    Objet de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un nouveau dispositif dans le domaine des caissons de pré-refroidissement par atmosphère de fluide gazeux (air, azote, etc.), dits « pre-coolers », par exemple utilisés dans les tours de refroidissement des lignes de revêtement métallique à chaud, en particulier de type aluzinc (tels que Galvalume®, alliage Al-Zn, composé de 55% d'aluminium) et aluminé, mais également de revêtement galvanisé (zingué).
  • En particulier, ce dispositif s'applique à tous les caissons de refroidissement soufflant un gaz sur une bande métallique défilant en continu et présentant un revêtement liquide et non figé venant d'y être appliqué.
    • Arrière-plan technologique et état de la technique
  • Il est connu que les revêtements de type aluzinc, aluminé ou d'autres type de même genre venant d'être appliqués sur une bande métallique défilant en continu doivent être solidifiés rapidement pour éviter la croissance intermétallique et obtenir une microstructure correcte en vue d'obtenir une bonne résistance à la corrosion.
  • Pour solidifier ces revêtements, on utilise des unités de refroidissement appelées « pre-coolers » ou bien des unités de refroidissement appelées « caissons de refroidissement à air ou refroidisseurs ou gaines à air », réalisées par des technologies et constructions de fentes, de buses ou bien de trous.
  • Pour simplifier, nous parlerons ci-après uniquement de « refroidisseur ». Une série de refroidisseurs est habituellement installée au-dessus des équipements d'application du revêtement jusqu'au premier rouleau de renvoi de la tour de refroidissement.
  • Le (ou les) premier(s) dispositif(s) de refroidissement est (sont) d'habitude mobile(s) afin de fournir l'espace nécessaire à la maintenance des équipements d'application du revêtement. Ce(s) premier(s) refroidisseur(s) relève(nt) généralement de la technologie à fentes.
  • Chaque refroidisseur est généralement équipé d'un ventilateur fonctionnant avec un moteur à vitesse variable, afin de pouvoir ajuster son débit et sa pression d'air de refroidissement en fonction des bandes et revêtements à traiter.
  • Dans le cas où l'impact du gaz de refroidissement est trop important quand le revêtement n'est pas encore solidifié, une couche onduleuse ou bien des marques ou lignages peuvent se former et donc le produit final obtenu pourra ne pas être conforme à l'exigence de qualité du marché. La sensibilité de la couche liquide à ces défauts dépend essentiellement de la viscosité et de l'épaisseur de la couche liquide ainsi que de l'impact du gaz.
  • Dans le cadre d'une modification de ligne de galvanisation et d'une augmentation de capacité de production, donc de refroidissement, étant donné que les hauteurs de tours sont difficilement modifiables, un même phénomène de mauvaise qualité peut être observé en raison d'un refroidissement trop intense sur un revêtement non solidifié et habituellement dans une certaine gamme de température.
  • Le document US 2010/0200126 divulgue une installation de production au trempé à chaud de tôles d'acier galvanisées/recuites dans des conditions de production optimales à tout moment en dépit des changements rapides dans le type d'acier, de revêtement et d'autres facteurs externes. L'unité de production au trempé à chaud de tôles d'acier galvanisées/recuites est munie d'un four de maintien/refroidissement pour le traitement de tôles d'acier ayant quitté un four de chauffage rapide. En outre, le four de maintien/refroidissement est configuré pour permettre un changement du rapport dans le four de la zone de maintien pour tremper la tôle d'acier par des moyens de trempe à une température de maintien de 500 à 650 °C et de la zone de refroidissement pour refroidir la tôle d'acier par des buses de pulvérisation à une vitesse de refroidissement moyenne de 5 °C/seconde ou plus.
  • Le document US 2001/0000377 divulgue une méthode et un système de refroidissement d'une bande d'acier. Un refroidisseur à brouillard à haut volume d'eau et un refroidisseur à brouillard à bas volume d'eau sont disposés successivement le long de la direction selon laquelle la bande d'acier se déplace. Le refroidisseur à brouillard à haut volume d'eau vaporise un brouillard à haut volume d'eau sur la surface de la bande d'acier pour refroidir cette dernière et ensuite, le refroidisseur à brouillard à bas volume d'eau vaporise un brouillard à bas volume d'eau sur la surface de la bande d'acier pour refroidir cette dernière, refroidissant ainsi la bande d'acier tout en supprimant l'influence de l'ébullition de transition, afin d'empêcher que bande d'acier ait une portion de température non uniforme.
  • Le document US 2011/0018178 divulgue un procédé pour agir sur la température d'une bande en défilement par soufflage d'un gaz ou d'un mélange eau/gaz, dans lequel une pluralité de jets de gaz ou d'un mélange eau/gaz, s'étendant vers la surface de la bande et agencés de telle manière que les impacts des jets de gaz ou de mélange eau/gaz sur chaque surface de la bande sont répartis aux noeuds d'un réseau bidimensionnel, sont pulvérisés sur chaque face de la bande. Les impacts des jets sur une face ne sont pas en regard des impacts des jets sur l'autre face, et les jets de gaz ou de mélange eau/gaz proviennent de buses tubulaires qui sont alimentées par au moins une chambre de distribution et s'étendent à une certaine distance de la chambre de distribution de manière à laisser un espace libre pour l'écoulement du gaz ou du mélange eau/gaz en retour qui soit parallèle à la direction longitudinale de la bande et perpendiculaire à la direction longitudinale de la bande.
  • Le document US 2011/0030820 divulgue un dispositif de soufflage de gaz sur une face d'un matériau en bande en défilement, comportant au moins un caisson creux dont une paroi, tournée vers la face concernée du matériau en bande, est équipée d'une pluralité d'orifices de soufflage, permettant de diriger du gaz vers ladite face du matériau en bande. Le caisson creux est en outre équipé latéralement, au moins d'un côté de celui-ci par référence à un plan médian perpendiculaire au plan de la bande, d'un organe mobile d'obturation ayant pour fonction d'occulter sélectivement certains des orifices de soufflage en vue d'adapter la largeur de la zone de soufflage à la largeur du matériau en bande concerné.
    • Problème technique
  • Le problème à résoudre est le suivant (voir figure 1). Le revêtement non figé de la bande 2 doit être refroidi et solidifié par les deux demi-refroidisseurs à air 11, 12, constituant le refroidisseur 1. Les demi-refroidisseurs 11, 12 sont connectés à un circuit d'alimentation 3 alimenté en air par un ventilateur 4 actionné par un moteur 5.
  • Le débit d'atmosphère de refroidissement est régulé par un variateur de vitesse 6 du moteur 5 du ventilateur 4 afin de refroidir la bande, et donc son revêtement, plus ou moins vite en fonction de la qualité désirée. On notera que, par la suite, le terme paramètre débit/pression sera utilisé car le changement de régime du ventilateur modifie à la fois le débit et la pression de gaz, les deux étant liés.
  • D'une part, dans la première partie du refroidisseur, la vitesse et le débit de l'air de refroidissement doivent être limités étant donné que le revêtement est encore complètement en phase liquide, sous peine d'obtenir une couche onduleuse et/ou d'aspect et microstructure non conformes aux standards de qualité.
  • D'autre part, sur certains formats de bande et d'épaisseur de revêtement, le refroidissement doit être important afin d'éviter la croissance intermétallique et d'obtenir une microstructure correcte.
  • Les deux points précédents sont donc parfois incompatibles étant donné que le débit d'air de refroidissement est envoyé plus ou moins uniformément, selon la technique actuelle, sur toute la hauteur des deux demi-gaines à air 11, 12.
    • Buts de l'invention
  • La présente invention a pour but de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
  • En particulier, l'invention vise à ajuster le paramètre débit/pression de gaz de refroidissement par exemple dans les caissons de (pré)-refroidissement ou dans des refroidisseurs supérieurs situés en sortie des unités d'application de revêtement liquide, en fonction des types de bandes métalliques et revêtements à traiter, afin d'éviter la formation de défauts dans le revêtement.
  • En particulier encore, l'invention vise à diviser en plusieurs sections un seul et unique refroidisseur afin d'obtenir plusieurs régimes de débit/pression sur toute la hauteur de ce refroidisseur et de préférence avec un seul ventilateur.
    • Principaux éléments caractéristiques de l'invention
  • La présente invention se rapporte à une installation pour le refroidissement d'une bande métallique présentant un revêtement liquide à solidifier, ladite bande métallique étant en défilement continu, ladite installation comportant un caisson refroidisseur muni de deux demi-refroidisseurs à gaz, de préférence à air, chacun destiné au refroidissement d'une face de la bande et présentant chacun sur sa face interne en regard de la face respective de la bande une pluralité de buses ou fentes d'injection du gaz à un certain débit, chaque demi-refroidisseur étant divisé sur sa longueur en au moins deux sections, une première section et une deuxième section, disposées successivement dans le sens de défilement de la bande, la première section étant séparée de la deuxième section dans chaque demi-refroidisseur, transversalement par rapport au défilement de la bande, par un dispositif de régulation interne apte à modifier le paramètre de débit/pression dans les première et deuxième sections respectives, l'installation étant caractérisé en ce que les dispositifs de régulation interne :
    • soit sont des diffuseurs comprenant deux plaques superposées présentant chacune une pluralité de trous ou de fentes et dont le déplacement de l'une par rapport à l'autre a pour effet de modifier la section d'ouverture du diffuseur ;
    • soit comprennent un volet rotatif unique ou une pluralité de volets rotatifs ;
    • soit comprennent une plaque mobile réglable de type guillotine.
  • Selon des modes d'exécution préférés de l'invention, l'installation sera limitée par une, ou encore une combinaison appropriée, des caractéristiques suivantes :
    • les dispositifs de régulation interne sont actionnés par des actionneurs pneumatiques ou électromécaniques ;
    • les demi-refroidisseurs sont reliés à un circuit d'alimentation commun, alimenté en gaz par un ventilateur, actionné lui-même par un moteur ;
    • le circuit d'alimentation commun aux deux demi-refroidisseurs est connecté à la deuxième section d'au moins un des deux demi-refroidisseurs ou à la section de plus haut débit ou plus haute pression de gaz ;
    • le moteur est pourvu d'un variateur de vitesse permettant de réguler le paramètre débit/pression de gaz de refroidissement ;
    • l'installation comprend des moyens pour actionner conjointement ou individuellement les dispositifs de régulation interne en fonction du paramètre débit/pression de gaz régulé par le variateur de vitesse et de la qualité de revêtement souhaitée ;
    • les actionneurs des dispositifs de régulation internes sont télécommandables par un opérateur de ligne ;
    • les dispositifs de régulation interne sont dupliqués, créant par là une troisième section, intermédiaire entre la première section, d'entrée de la bande, et la deuxième section, de sortie de la bande, afin d'obtenir des vitesses de soufflage de gaz différentes dans les trois sections précitées ;
    • l'installation est prévue pour un déplacement de la bande en brin vertical ;
    • l'installation comporte un pyromètre installé juste après les dispositifs de régulation interne dans le sens de défilement de la bande, pour contrôler la solidification du revêtement.
  • Un deuxième aspect de la présente invention se rapporte à une méthode de refroidissement d'une bande métallique en défilement continu et présentant un revêtement liquide à solidifier, au moyen de l'installation précitée, comprenant une étape de modification du paramètre débit/pression de gaz injecté au moyen des dispositifs de régulation interne de sorte que la valeur dudit paramètre débit/pression de gaz injecté soit différente dans la première section par rapport à sa valeur dans la deuxième section.
  • Avantageusement, le paramètre débit/pression de gaz injecté est modifié de sorte que la valeur dudit paramètre débit/pression de gaz injecté soit inférieure dans la première section par rapport à sa valeur dans la deuxième section.
  • Toujours avantageusement, le débit de gaz injecté dans la première section de l'installation de refroidissement, appelé débit primaire, est régulé pour contrôler le front et la vitesse de solidification du revêtement toujours en phase liquide à l'entrée de la première section.
  • Encore avantageusement, le débit de gaz injecté dans la deuxième section de l'installation de refroidissement, appelé débit secondaire, est régulé pour être plus important que le débit primaire et compatible avec des pentes de refroidissement prédéterminées.
    • Brève description des figures
    • La figure 1 représente schématiquement un refroidisseur selon l'état de la technique.
    • La figure 2 représente schématiquement un refroidisseur selon la présente invention, équipé d'équipements de débit interne réglable commandés à distance.
    • La figure 3 représente une première forme d'exécution du système de régulation selon l'invention, sous forme d'un diffuseur.
    • La figure 4 représente une seconde forme d'exécution du système de régulation selon l'invention, sous forme d'un volet.
    Description de modes d'exécution préférés de l'invention
  • La présente invention apporte une solution au problème technique énoncé ci-dessus (voir figure 2). Selon l'invention, des systèmes ou équipements de régulation interne 7, 8 sont implantés respectivement dans les deux demi-refroidisseurs à air 11, 12. Ces systèmes de régulation 7, 8 ont pour but de modifier et ajuster le débit de fluide de refroidissement entre les parties inférieures (entrée du refroidisseur) et les parties supérieures (milieu et sortie du refroidisseur) tout en gardant une uniformité de débit par unité de surface pour chaque section. Le soin apporté à réaliser l'équipement pour ne pas perturber l'écoulement du gaz est très important pour avoir un refroidissement homogène et régulier du revêtement à solidifier.
    Selon une forme d'exécution particulière, ces systèmes de séparation 7, 8 pourront être dupliqués si nécessaire afin d'obtenir des vitesses de soufflage différentes entre respectivement l'entrée, le milieu et la sortie du refroidisseur.
  • Ces systèmes de régulations 7, 8 sont avantageusement actionnés par des actionneurs pneumatiques ou bien électromécaniques 9, 10 avec la possibilité d'être télécommandés à distance par l'opérateur de la ligne. Ces systèmes de régulations 7, 8 sont de préférence actionnés conjointement en fonction du débit d'air régulé par le variateur 6 du moteur 5 du ventilateur 4 et de la qualité de revêtement obtenue.
  • Selon des formes d'exécution préférentielles, ces systèmes de régulation 7, 8 peuvent comporter :
    • deux plaques superposées, présentant toutes les deux une succession de trous ou de fentes. Le déplacement d'une des plaques par rapport à l'autre a pour effet de diminuer la section d'ouverture et agit donc comme un « diffuseur » homogène réglable à l'air de refroidissement (voir figure 3),
    • un volet rotatif unique ou bien une succession de petits volets rotatifs (voir figure 4),
    • une plaque mobile réglable de type guillotine (non représentée), etc.
    Effets avantageux du dispositif
  • Le système selon la présente invention offre les avantages suivants.
  • Le débit de gaz dans la première partie ou section du refroidisseur dit débit « primaire » peut être régulé, afin de contrôler le front et la vitesse de solidification du revêtement toujours en phase liquide à l'entrée du refroidisseur et donc afin d'obtenir la meilleure qualité de revêtement possible.
  • Les systèmes ou équipements de régulation interne de débit « primaire » peuvent être commandés à distance par l'opérateur en fonction d'un critère qualité/pente de refroidissement. La vitesse de soufflage « primaire » reste donc sous contrôle comparativement à un système complètement manuel. Un pyromètre ou tout autre système de mesure de température, adapté à une bande en défilement, peuvent être installés juste après les systèmes de régulation afin de contrôler la pente de refroidissement.
  • Les deuxièmes parties ou sections des deux demi-refroidisseurs 11, 12 peuvent alors avoir un débit de refroidissement « secondaire » beaucoup plus conséquent et compatible avec les pentes de refroidissement nécessaires, ou bien avec une augmentation de la capacité de refroidissement du refroidisseur dans son ensemble.
  • Le refroidissement des deux demi-refroidisseurs 11, 12 sera donc ajusté et balancé entre le variateur de vitesse 6 et les systèmes de régulation 7, 8 délimitant la section d'entrée de refroidissement. Cela donne une très grande flexibilité au refroidisseur.
  • Les systèmes de régulations 7, 8 permettent aussi un réglage optimum de la qualité de revêtement entre les deux faces de la bande 2, étant donné qu'ils devront avoir la possibilité d'être pilotés individuellement si nécessaire.
  • De par la conception du système de contrôle du refroidissement des deux parties, le débit du fluide de refroidissement par unité de surface est uniforme dans chacune des sections et ce, en particulier transversalement.
  • Un autre avantage est la flexibilité du système : il sera très facile de déplacer le système de régulation à une autre position dans le (pré-)refroidisseur si la position de départ ne convient pas ou plus. On peut par exemple prévoir trois positions différentes du système de régulation.
    • Liste des repères de référence
    • 1.
    Caisson refroidisseur
    2.
    Bande métallique
    3.
    Circuit d'alimentation en gaz
    4.
    Ventilateur
    5.
    Moteur
    6.
    Variateur de vitesse du moteur
    7.
    Dispositif de régulation interne
    8.
    Dispositif de régulation interne
    9.
    Actionneur
    10.
    Actionneur
    11.
    Demi-refroidisseur
    12.
    Demi-refroidisseur
    13.
    Première section du refroidisseur
    14.
    Deuxième section du refroidisseur
    15.
    Buses ou fentes d'injection de gaz

Claims (14)

  1. Installation pour le refroidissement d'une bande métallique (2) présentant un revêtement liquide à solidifier, ladite bande métallique étant en défilement continu, ladite installation comportant un caisson refroidisseur (1) muni de deux demi-refroidisseurs à gaz (11, 12), de préférence à air, chacun destiné au refroidissement d'une face de la bande (2) et présentant chacun sur sa face interne en regard de la face respective de la bande une pluralité de buses ou fentes (15) d'injection du gaz à un certain débit, chaque demi-refroidisseur (11, 12) étant divisé sur sa longueur en au moins deux sections, une première section (13) et une deuxième section (14), disposées successivement dans le sens de défilement de la bande (2), la première section (13) étant séparée de la deuxième section (14) dans chaque demi-refroidisseur (11, 12), transversalement par rapport au défilement de la bande, par un dispositif de régulation interne (7, 8) apte à modifier le paramètre de débit/pression dans les première et deuxième sections respectives , l'installation étant caractérisé en ce que les dispositifs de régulation interne (7, 8) sont :
    - soit des diffuseurs comprenant deux plaques superposées présentant chacune une pluralité de trous ou de fentes et dont le déplacement de l'une par rapport à l'autre a pour effet de modifier la section d'ouverture du diffuseur ;
    - soit comprennent un volet rotatif unique ou une pluralité de volets rotatifs ;
    - soit comprennent une plaque mobile réglable de type guillotine.
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dispositifs de régulation interne (7, 8) sont actionnés par des actionneurs pneumatiques ou électromécaniques (9, 10).
  3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les demi-refroidisseurs (11, 12) sont reliés à un circuit d'alimentation commun (3), alimenté en gaz par un ventilateur (4), actionné lui-même par un moteur (5).
  4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le circuit d'alimentation (3) commun aux deux demi-refroidisseurs (11, 12) est connecté à la deuxième section (14) d'au moins un des deux demi-refroidisseurs (11, 12) ou à la section de plus haut débit ou plus haute pression de gaz.
  5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moteur (5) est pourvu d'un variateur de vitesse (6) permettant de réguler le paramètre débit/pression de gaz de refroidissement.
  6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour actionner conjointement ou individuellement les dispositifs de régulation interne (7, 8) en fonction du paramètre débit/pression de gaz régulé par le variateur de vitesse (6) et de la qualité de revêtement souhaitée.
  7. Installation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les actionneurs (9, 10) des dispositifs de régulation internes (7, 8) sont télécommandables par un opérateur de ligne.
  8. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de régulation interne (7, 8) sont dupliqués, créant par là une troisième section, intermédiaire entre la première section, d'entrée de la bande, et la deuxième section, de sortie de la bande, afin d'obtenir des vitesses de soufflage de gaz différentes dans les trois sections précitées.
  9. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle est prévue pour un déplacement de la bande en brin vertical.
  10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un pyromètre installé juste après les dispositifs de régulation interne (7, 8) dans le sens de défilement de la bande, pour contrôler la solidification du revêtement.
  11. Méthode de refroidissement d'une bande métallique (2) en défilement continu et présentant un revêtement liquide à solidifier, au moyen de l'installation selon la revendication 1, comprenant une étape de modification du paramètre débit/pression de gaz injecté au moyen des dispositifs de régulation interne (7, 8) de sorte que la valeur dudit paramètre débit/pression de gaz injecté soit différente dans la première section (13) par rapport à sa valeur dans la deuxième section (14).
  12. Méthode selon la revendication 11, caractérisée en ce que le paramètre débit/pression de gaz injecté est modifié de sorte que la valeur dudit paramètre débit/pression de gaz injecté soit inférieure dans la première section (13) par rapport à sa valeur dans la deuxième section (14).
  13. Méthode selon la revendication 11, caractérisée en ce que le débit de gaz injecté dans la première section de l'installation de refroidissement, appelé débit primaire, est régulé pour contrôler le font et la vitesse de solidification du revêtement toujours en phase liquide à l'entrée de la première section.
  14. Méthode selon la revendication 11, caractérisé en ce que le débit de gaz injecté dans la deuxième section de l'installation de refroidissement, appelé débit secondaire, est régulé pour être plus important que le débit primaire et compatible avec des pentes de refroidissement prédéterminées.
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