EP3601624A1 - Section et procédé de refroidissement d'une ligne continue combinant un refroidissement sec et un refroidissement humide. - Google Patents

Section et procédé de refroidissement d'une ligne continue combinant un refroidissement sec et un refroidissement humide.

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EP3601624A1
EP3601624A1 EP18715225.1A EP18715225A EP3601624A1 EP 3601624 A1 EP3601624 A1 EP 3601624A1 EP 18715225 A EP18715225 A EP 18715225A EP 3601624 A1 EP3601624 A1 EP 3601624A1
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EP
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zone
cooling
cooling zone
wet
strip
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Loïc PHILIPPE
Eric MAGADOUX
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Fives Stein SA
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
    • C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing

Definitions

  • the invention relates to cooling sections of continuous lines for annealing or galvanizing steel strips.
  • the present description is intended for all dip coating, whether it is zinc coatings, aluminum, zinc alloys and aluminum, or any other type of coatings.
  • the invention particularly relates to the rapid cooling sections of these lines.
  • a strip of steel scrolls in different sections inside which it undergoes a heat treatment including in particular phases of heating, cooling or maintenance temperature.
  • the cooling phase of the steel strips is particularly critical. Indeed, it is the cooling phase that mainly conditions the final mechanical and metallurgical properties of the steel strip. Depending on the cooling rate of the steel strip and its chemical composition, different metallurgical phases can be created and thus lead to different mechanical properties of the steel strip.
  • An ideal cooling section should be able to cool a steel strip perfectly evenly over its entire width in order to guarantee the homogeneity of the mechanical and metallurgical properties of the final strip. Such a cooling section should also make it possible to impose different cooling rates in order to produce most types of steels.
  • Gas cooling typically by spraying a mixture of nitrogen and hydrogen, N 2 H 2 , at high speed and with a high hydrogen content, makes it possible to reach cooling rates of the order of 200 ° C. C / s for steel strips 1 mm thick. Since the gas is a reducing agent, the steel strip is not oxidized after passing through such a cooling section of this family of technology. Galvanization of the strip is then possible, without any other intermediate step of a chemical nature being implemented. However, cooling rates being limited to 200 ° C / s, these cooling operations do not make it possible to produce steels with high mechanical and metallurgical properties that require higher cooling rates.
  • An object of the invention is to provide a cooling section which provides more flexibility than the cooling sections according to the prior art.
  • a cooling section of a continuous annealing or galvanizing line of steel strips arranged to receive a metal strip, said section comprising at least one cooling zone dryer arranged to project gas onto said steel strip and at least one wet cooling zone arranged to project a liquid or a mixture of gas and liquid onto said steel strip.
  • the dry cooling zone may include blow boxes arranged to project gas onto the steel strip.
  • the gas may be a mixture of nitrogen and hydrogen.
  • the wet cooling zone may comprise nozzles arranged to project the liquid or mixture of gas and liquid onto the steel strip.
  • the liquid can be water, an acid solution, or any other solution.
  • the cooling section according to the invention can make it possible to produce steels with high mechanical properties which can directly undergo a galvanizing step at the outlet of said section, without the need for an intermediate chemical treatment.
  • the wet cooling zone achieves cooling rates of the order of 1000 ° C / s for a 1 mm thick steel strip.
  • the cooling section according to the invention also makes it possible to can successively perform dry cooling and wet cooling without having to cut the band to bypass one of the cooling zones. The gain in productivity is then substantial.
  • Dry cooling and wet cooling zones can operate at the same time and / or operate separately.
  • the alternation or succession of these two modes of operation provides great flexibility in the use of the cooling section according to the invention for different types of steel strips provided by the order book of the continuous line ("product mix "in English).
  • the wet cooling zone may include an immersion cooling zone.
  • the wet cooling zone is preferably a liquid spray cooling zone.
  • a liquid spray zone can be stopped easily and quickly.
  • spray cooling makes it possible to easily control the temperature of the steel strip at the end of cooling, and therefore its mechanical and metallurgical properties.
  • the wet cooling zone and the dry cooling zone are disposed, respectively, in a first vertical direction and a second vertical direction parallel to the first direction.
  • the wet cooling zone may be arranged upstream, in the direction of travel of the steel strip in the cooling section, or downstream of the dry cooling zone.
  • the wet cooling zone and the dry cooling zone are arranged in the same vertical direction.
  • Those skilled in the art usually designate this variant as a one-pass embodiment.
  • the dry cooling zone can be arranged below the wet cooling zone.
  • a drying system of the steel strip can be interposed between the wet cooling zone and the dry cooling zone.
  • the wet cooling zone may advantageously be disposed below the dry cooling zone. This arrangement increases the compactness of the cooling section which may not have a drying zone interposed between the dry cooling zone and the wet cooling zone.
  • the cooling section according to the invention may further comprise an air separation chamber interposed between the dry cooling zone and the wet cooling zone.
  • the separation chamber may not pollute the wet cooling zone with different gaseous species that result from dry cooling.
  • the separation chamber makes it possible not to create a zone of mixing between the atmospheres of these two zones so as to avoid a potentially dangerous mixture, in particular when the gas cooling is at a high hydrogen content.
  • the separation of the atmospheres between two zones of an oven can be achieved by a lock with two pairs of rollers, or two pairs of shutters indifferently, with a withdrawal between these pairs of rollers.
  • the air separation chamber may comprise three pairs of rollers, each of the pairs being arranged transversely to a running direction of the metal strip, said three pairs of rollers delimiting between them two zones of said airlock , respectively a first zone delimited by the first two pairs of rollers in the running direction of the strip and situated on the side of the dry cooling zone comprising withdrawal means, and respectively a second zone delimited by the last two pairs of rollers in the running direction of the strip and located on the side of the wet cooling zone and comprising means arranged for injecting an inert gas.
  • the roller pairs can be replaced by flaps.
  • this airlock advantageously creates a "clean" zone in which it is possible to carry out a measurement of temperature of the strip over its width, for example by means of a scanner, or point, for example by means of a pyrometer. This temperature measurement can better regulate the cooling process of the strip.
  • the cooling section may further comprise a drying and purging system of the wet cooling zone.
  • this drying and purging system can be implemented when the wet cooling zone is not used to cool the strip.
  • this drying and purging system thus makes it possible to limit the transition times, as a function of the thermal cycles and the order book of the continuous line ("product mix" in English), between a product requiring the use of this product. wet area and a product not to be cooled by the wetland. Indeed, if the wet area were to remain wet, degraded dew point could cause a poor surface condition of the band during its passage in it.
  • the drying and purging system of the wet cooling zone may comprise equipment designed to inject nitrogen, preferably heated, preferably at 50 ° C., in order to purge the wet zone.
  • the nitrogen can be preheated, for example via a heat recovery contained in the flue gases of the heating zones of the continuous line. The drying of the wet zone is thus improved.
  • the drying and purging system may comprise equipment arranged to heat walls of the humid cooling zone. It is thus possible to limit the condensation of the humid cooling zone or to reduce the drying time of the wet zone. Preferably, this heating is achieved by adding elements that heat by conduction or radiation. These can be placed on the inside or outside of the walls.
  • the drying and purging system may include a system of nitrogen knives directed down the wet cooling zone and arranged to blow nitrogen on interior walls of the cooling zone. wet cooling. This system of nitrogen knives makes it possible to better evacuate the liquid from the walls of the humid cooling zone.
  • a method of cooling a continuous annealing or galvanizing line of steel strips arranged to receive a metal strip comprising at least one dry cooling step comprising a projecting a gas onto the steel strip and at least one wet cooling stage comprising spraying a liquid or a mixture of gas and liquid on the steel strip.
  • the liquid may be non-oxidizing for the strip. It may be a formic acid solution whose acid concentration is between 0.1% and 6% by weight of the solution, and advantageously between 0.5% and 2% by weight of the solution.
  • the method according to the second aspect of the invention may further comprise a step of separating atmospheres by means of an air separation lock, interposed between the dry cooling zone and the wet cooling zone, said step of atmosphere separation comprising a step of injecting an inert gas into a first zone of said airlock and a withdrawal step in a second zone of said airlock.
  • the method according to the second aspect of the invention may further comprise a step of drying and purging the wet cooling zone, preferably by means of calories from a heating zone of the continuous line. For example, it is possible to carry out a recovery of energy contained in the fumes of the heating zones of the continuous line.
  • the cooling section according to the first aspect of the invention may comprise control means, preferably computer control means, configured for the cooling section according to the first aspect of the invention, or one of its improvements, for example for activating one or the other of the dry and wet cooling zones according to a product to be cooled.
  • a computer program product downloadable from a communication network and / or stored on a computer readable medium and / or executable by a microprocessor, and loadable in an internal memory of a computing unit, characterized in that it comprises program code instructions which, when they are performed by the computing unit, implement the steps of the method according to the second aspect of the invention or one of its improvements.
  • Fig. 1 is a schematic view of a cooling section, according to a first embodiment of the invention, of a continuous band treatment line,
  • Fig. 2 is a schematic view of a cooling section, according to a second embodiment of the invention, on which there is shown a system for drying and purging the wet cooling zone.
  • a cooling section can be seen of a continuous line of annealing or galvanizing of metal strips arranged to receive a metal strip 1 in a direction of scroll S, successively combining, in the running direction, at least one dry cooling zone 2 and a wet cooling zone.
  • the cooling section further comprises an air separation chamber 4 separating the dry cooling zone 2 and the wet cooling zone 5.
  • the strip 1 enters the cooling section by flowing from top to bottom in the direction of movement S. It first passes through the dry cooling zone 2 in which a mixture of nitrogen and hydrogen is projected onto the strip at 3. The strip then passes through the air separation chamber 4 before entering the wet cooling zone 5.
  • the humic cooling zone 5 comprises nozzles 6 arranged to project a cooling fluid onto the metal strip 1.
  • the wet cooling zone 5 comprises vapor withdrawal means 7 which, in the example shown in the figure, are arranged in the upper part of this humid cooling zone 5.
  • the air separation chamber 4 disposed between the dry zone 2 and the wet zone comprises three successive pairs 8, 9 and 10 of rollers, in the direction of travel S of the metal strip 1. Each of the pairs is arranged transversely to the direction of travel of the metal strip.
  • the zone 1 1 delimited by the pairs of rollers 8 and 9 is located on the side of the dry cooling zone 2
  • the zone 12 delimited by the pairs of rollers 9 and 10 is located on the side of the wet cooling zone.
  • rollers are rotated at the running speed of the web. They are kept in contact with the band, or in a position in the immediate vicinity of the band.
  • a device 13 makes it possible to limit the flow of gas between the zones of the airlock, in particular by limiting the spaces between the fixed parts and the moving parts.
  • a nitrogen injection is carried out in zone 12 by means of a feed 14 constituting a means arranged for injecting an inert gas.
  • a withdrawal is carried out in the zone 1 1 by a withdrawal means 15.
  • the pressure and the rate of injection of the inert gas into the zone 12 and the rate of withdrawal in the zone 1 1 are fixed so that the flow of gas between zones 1 1 and 12 is only from zone 12 to zone 1 1. This avoids the entry of humid atmosphere from the humid zone into zone 1 1 of the lock and any mixture thereof with the dry atmosphere of zone 2.
  • the tape 1 then crosses a return tank 18 in which is collected the coolant sprayed by the nozzles 6 and the knives 16 of liquid before being sent to a recirculation tank not shown by means of a conduit 24.
  • the return pan 18 comprises a second set of gas knives 19 intended to remove the liquid that could still be present on the metal strip 1.
  • the first set 17 and the second set 19 of gas knives are fed by means of feeds from the same feed duct (unnumbered) represented by a vertical arrow.
  • the metal strip 1 then passes through a portion 20 equipped with heating tubes 21 to remove any trace of liquid on the strip. At the outlet of this portion 20, the strip passes through an air separation chamber 22 between the wet parts 5, 18, 20 and parts 23 situated downstream in the running direction of the strip.
  • the web is cooled in the dry zone 2 from a temperature of 800 ° C to a temperature of 700 ° C and is then cooled in the wet zone from a temperature of 700 ° C to a temperature of 700 ° C. 460 ° C.
  • the cooling liquid is, for example, water or an acidic solution containing formic acid.
  • the second embodiment further comprises a system for drying and purging the wet cooling zone according to the invention.
  • the drying and purging system of the wet cooling zone comprises knives of inert gas 27, for example nitrogen, directed downwards and which blow on the inner walls of an envelope of the wet cooling zone ( casing in English) to help evacuate the liquid from the walls to a recirculation duct 24 or to a purge duct 26.
  • the drying and purging system of the cooling zone of the second embodiment comprises injection points 28 for an inert gas, for example nitrogen, and Vents 29 enable rapid blowdown of the wet cooling zone 5.
  • the inert gas supplying the knives 27 and the injection points 28 is preheated, for example at a temperature of approximately 50 ° C.
  • a heating and thermal insulation system of the casing walls of the wet cooling zone is implanted outside the walls of the wet cooling zone.
  • the liquid sprayed onto the strip is a formic acid solution, with a formic acid concentration of between 0.1 and 5.5%, advantageously between 0.1 and 5%, advantageously between 0.1 and 4, 5%, advantageously between 0.1 and 4%, advantageously between 0.1 and 3.5%, advantageously between 0.1 and 3%, advantageously between 0.1 and 2.5%, advantageously between 0.15% and 2.5%, advantageously between 0.2 and 2.5%, advantageously between 0.3% and 2%, advantageously between 0.35% and 2.5%, advantageously between 0.4% and 2.5%, advantageously between 0.45% and 2.5% by weight of the solution.
  • a formic acid concentration of between 0.1 and 5.5%, advantageously between 0.1 and 5%, advantageously between 0.1 and 4, 5%, advantageously between 0.1 and 4%, advantageously between 0.1 and 3.5%, advantageously between 0.1 and 3%, advantageously between 0.1 and 2.5%, advantageously between 0.15% and 2.5%, advantageously between 0.2 and 2.5%, advantageously between 0.3% and 2%, advantageously between 0.35% and 2.
  • the solution has a concentration of formic acid of between 0.46% and 2.4%, advantageously between 0.47% and 2.3%, advantageously between 0.48% and 2.2%, advantageously between 0.49% and 2.1% by weight of the solution. Even more advantageously, the solution has a concentration of formic acid of between 0.5% and 2% by weight of the solution.

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Abstract

Section de refroidissement d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier agencée pour recevoir une bande métallique (1), ladite section comprenant au moins une zone (2) de refroidissement sec agencée pour projeter un gaz sur ladite bande d'acier et au moins une zone (5) de refroidissement humide agencée pour projeter un liquide ou un mélange de gaz et de liquide sur ladite bande d'acier.

Description

SECTION ET PROCEDE DE REFROIDISSEMENT D'UNE LIGNE CONTINUE COMBINANT UN REFROIDISSEMENT SEC ET UN REFROIDISSEMENT HUMIDE L'invention concerne des sections de refroidissement de lignes continues de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier.
Par galvanisation, la présente description vise tous les revêtements au trempé, qu'il s'agisse de revêtements de zinc, d'aluminium, d'alliages de zinc et d'aluminium, ou de tout autre type de revêtements. L'invention concerne notamment les sections de refroidissement rapide de ces lignes.
Dans une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier, une bande d'acier défile dans différentes sections à l'intérieur desquelles elle subit un traitement thermique comportant notamment des phases de chauffage, de refroidissement ou de maintien en température.
La phase de refroidissement des bandes d'acier est particulièrement critique. En effet, c'est la phase de refroidissement qui conditionne principalement les propriétés mécaniques et métallurgiques finales de la bande d'acier. En fonction de la vitesse de refroidissement de la bande d'acier et de sa composition chimique, différentes phases métallurgiques peuvent être créées et mènent ainsi à différentes propriétés mécaniques de la bande d'acier.
Une section de refroidissement idéale devrait permettre de refroidir une bande d'acier de manière parfaitement homogène sur toute sa largeur afin de garantir l'homogénéité des propriétés mécaniques et métallurgiques de la bande finale. Une telle section de refroidissement devrait également permettre d'imposer différentes vitesses de refroidissement dans le but de produire la plupart des types d'aciers.
Il existe deux grandes familles de technologies de refroidissement de bandes d'acier mises en œuvre sur des lignes continues de recuit ou de galvanisation, ou des lignes continues combinant un recuit et une galvanisation : le refroidissement par gaz et le refroidissement humide.
Le refroidissement par gaz, typiquement par projection d'un mélange d'azote et d'hydrogène, N2H2, à haute vitesse et à haute teneur en hydrogène, permet d'atteindre des vitesses de refroidissement de l'ordre de 200 °C/s pour des bandes d'acier d'épaisseur 1 mm. Le gaz étant réducteur, la bande d'acier n'est pas oxydée après être passée dans une telle section de refroidissement de cette famille de technologie. Une galvanisation de la bande est alors possible, sans qu'aucune autre étape intermédiaire à caractère chimique ne soit mise en œuvre. Cependant, les vitesses de refroidissement étant limitées à 200 °C/s, ces refroidissements ne permettent pas de réaliser des aciers à hautes propriétés mécaniques et métallurgiques qui nécessitent des vitesses de refroidissement plus importantes.
Un but de l'invention est de proposer une section de refroidissement qui apporte plus de flexibilité que les sections de refroidissement selon l'art antérieur.
Ce but est atteint avec, selon un premier aspect de l'invention, une section de refroidissement d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier agencée pour recevoir une bande métallique, ladite section comprenant au moins une zone de refroidissement sec agencée pour projeter un gaz sur ladite bande d'acier et au moins une zone de refroidissement humide agencée pour projeter un liquide ou un mélange de gaz et de liquide sur ladite bande d'acier.
La zone de refroidissement sec peut comprendre des caissons de soufflage agencés pour projeter le gaz sur la bande d'acier. Le gaz peut être un mélange d'azote et d'hydrogène.
La zone de refroidissement humide peut comprendre des buses agencées pour projeter le liquide ou le mélange de gaz et de liquide sur la bande d'acier. Le liquide peut être de l'eau, une solution acide, ou toute autre solution.
La section de refroidissement selon l'invention peut permettre de réaliser des aciers à hautes propriétés mécaniques qui peuvent subir directement une étape de galvanisation en sortie de ladite section, sans nécessiter de traitement chimique intermédiaire.
La zone de refroidissement humide permet d'atteindre des vitesses de refroidissement de l'ordre de 1000 °C/s pour une bande d'acier d'épaisseur 1 mm.
La section de refroidissement selon l'invention permet en outre de pouvoir successivement effectuer un refroidissement sec et un refroidissement humide sans avoir à couper la bande pour bipasser l'une des zones de refroidissement. Le gain en productivité est alors conséquent.
Les zones de refroidissement sec et de refroidissement humides peuvent fonctionner en même temps et/ou fonctionner séparément. L'alternance ou la succession de ces deux modes de fonctionnement apporte une grande souplesse à l'utilisation de la section de refroidissement selon l'invention pour différents types de bandes d'acier prévus par le carnet de commandes de la ligne continue (« product mix » en anglais).
La zone de refroidissement humide peut comprendre une zone de refroidissement par immersion.
Avantageusement, la zone de refroidissement humide est de préférence une zone de refroidissement par pulvérisation de liquide. Une zone par pulvérisation de liquide peut être arrêtée facilement et rapidement. De plus, un refroidissement par pulvérisation permet de contrôler facilement la température de la bande d'acier en fin de refroidissement, et donc ses propriétés mécaniques et métallurgiques.
Selon un mode de réalisation, la zone de refroidissement humide et la zone de refroidissement sec sont disposées, respectivement, selon une première direction verticale et une deuxième direction verticale parallèle à la première direction. L'homme du métier désigne usuellement cette configuration en le qualifiant de mode de réalisation à deux passes. Selon ce mode de réalisation, la zone de refroidissement humide peut être disposée en amont, selon le sens de défilement de la bande d'acier dans la section de refroidissement, ou en aval de la zone de refroidissement sec.
Selon une variante, la zone de refroidissement humide et la zone de refroidissement sec sont disposées selon une même direction verticale. L'homme du métier désigne usuellement cette variante en la qualifiant de mode de réalisation à une passe.
Selon cette variante, la zone de refroidissement sec peut être disposée en dessous de la zone de refroidissement humide. En ce cas, un système de séchage de la bande d'acier peut être interposé entre la zone de refroidissement humide et la zone de refroidissement sec. Alternativement, selon cette variante, la zone de refroidissement humide peut être avantageusement disposée en dessous de la zone de refroidissement sec. Cet agencement augmente la compacité de la section de refroidissement qui peut ne pas présenter de zone de séchage interposée entre la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide.
Avantageusement, la section de refroidissement selon l'invention peut en outre comprendre un sas de séparation d'atmosphères interposé entre la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide. Le sas de séparation peut ne pas polluer la zone de refroidissement humide par différentes espèces gazeuses qui résultent du refroidissement sec. Le sas de séparation permet de ne pas créer une zone de mélange entre les atmosphères de ces deux zones de sorte d'éviter un mélange potentiellement dangereux, en particulier lorsque le refroidissement par gaz est à haute teneur en hydrogène.
La séparation des atmosphères entre deux zones d'un four peut être réalisée par un sas à deux paires de rouleaux, ou deux paires de volets indifféremment, avec un soutirage entre ces paires de rouleaux.
Selon une particularité de l'invention, le sas de séparation d'atmosphère peut comporter trois paires de rouleaux, chacune des paires étant disposée transversalement à un sens de défilement de la bande métallique, lesdites trois paires de rouleaux délimitant entre elles deux zones dudit sas, respectivement une première zone délimitée par les deux premières paires de rouleaux dans le sens de défilement de la bande et située du côté de la zone de refroidissement sec comprenant des moyens de soutirage, et respectivement une deuxième zone, délimitée par les deux dernières paires de rouleaux dans le sens de défilement de la bande et située du côté de la zone de refroidissement humide et comprenant des moyens agencés pour injecter un gaz inerte. Il est ainsi créé une zone tampon entre les deux premières paires de rouleaux et un système d'extraction d'atmosphère entre les deux dernières paires de rouleaux. Les échappements de gaz inerte, provenant de la zone tampon, en direction de la section de refroidissement humide et vers la zone de soutirage ne créent pas de difficultés. Les paires de rouleaux peuvent être remplacées par des volets. Outre la fonction de séparation d'atmosphères, ce sas crée avantageusement une zone « propre » dans laquelle il est possible de réaliser une mesure de température de la bande sur sa largeur, au moyen par exemple d'un scanner, ou ponctuelle, au moyen par exemple d'un pyromètre. Cette mesure de température peut permettre de mieux réguler le processus de refroidissement de la bande.
Selon un mode de réalisation, la section de refroidissement peut comprendre en outre un système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide. Avantageusement, ce système de séchage et de purge peut être mis en œuvre lorsque la zone de refroidissement humide n'est pas utilisée pour refroidir la bande. Avantageusement, ce système de séchage et de purge permet ainsi de limiter les temps de transition, en fonction des cycles thermiques et du carnet de commandes de la ligne continue (« product mix » en anglais), entre un produit nécessitant l'utilisation de cette zone humide et un produit ne devant pas être refroidi par la zone humide. En effet, si la zone humide devait rester humide, le point de rosée dégradé pourrait entraîner un mauvais état de surface de la bande lors de son passage dans celle-ci.
Selon une possibilité, le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide peut comprendre un équipement agencé pour injecter de l'azote, préférentiellement réchauffé, de préférence à 50 °C, afin de purger la zone humide. L'azote peut être préalablement réchauffé, par exemple via une récupération de calories contenue dans les fumées de zones de chauffage de la ligne continue. Le séchage de la zone humide est ainsi amélioré.
Pour améliorer les temps de séchage et de purge, deux dispositifs complémentaires peuvent être prévus.
Le système de séchage et de purge peut comporter un équipement agencé pour chauffer des parois de la zone de refroidissement humide. Il est ainsi possible de limiter la condensation de la zone de refroidissement humide ou de réduire la durée de séchage de la zone humide. Préférentiellement, ce chauffage est réalisé par l'ajout d'éléments qui chauffent par conduction ou par rayonnement. Ceux-ci peuvent être placés du côté intérieur ou extérieur des parois.
Le système de séchage et de purge peut comporter un système de couteaux d'azote dirigés vers le bas de la zone de refroidissement humide et agencés pour souffler de l'azote sur des parois intérieures de la zone de refroidissement humide. Ce système de couteaux d'azote permet de mieux évacuer le liquide des parois de la zone de refroidissement humide.
Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de refroidissement d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier agencée pour recevoir une bande métallique, ledit procédé comportant au moins une étape de refroidissement sec comportant une projection d'un gaz sur la bande d'acier et au moins une étape de refroidissement humide comportant une projection d'un liquide ou d'un mélange de gaz et de liquide sur la bande d'acier.
Avantageusement selon l'invention, le liquide peut être non oxydant pour la bande. Il peut être une solution d'acide formique dont la concentration en acide est comprise entre 0,1 % et 6 % en masse de la solution, et avantageusement entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution.
Le procédé selon le deuxième aspect de l'invention peut en outre comporter une étape de séparation d'atmosphères au moyen d'un sas de séparation d'atmosphère, interposé entre la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide, ladite étape de séparation d'atmosphère comportant une étape d'injection d'un gaz inerte dans une première zone dudit sas et une étape de soutirage dans une deuxième zone dudit sas.
Le procédé selon le deuxième aspect de l'invention peut en outre comprendre une étape de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide, de préférence au moyen de calories provenant d'une zone de chauffage de la ligne continue. Il est par exemple possible de réaliser une récupération d'énergie contenue dans des fumées de zones de chauffage de la ligne continue.
La section de refroidissement selon le premier aspect de l'invention peut comprendre des moyens de pilotages, de préférence des moyens de pilotage informatiques, configurés pour la section de refroidissement selon le premier aspect de l'invention, ou l'un de ses perfectionnements, par exemple destinés à activer l'une ou/et l'autre des zones de refroidissement sec et humide selon un produit à refroidir.
Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, et chargeable dans une mémoire interne d'une unité de calcul, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par l'unité de calcul, mettent en œuvre les étapes du procédé selon le deuxième aspect de l'invention ou l'un de ses perfectionnements.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :
Fig. 1 est une vue schématique d'une section de refroidissement, selon un premier mode de réalisation de l'invention, d'une ligne continue de traitement de bandes,
Fig. 2 est une vue schématique d'une section de refroidissement, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, sur laquelle est représenté un système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide.
En se reportant au schéma de la figure 1 annexée, on peut voir une section de refroidissement, selon le premier mode de réalisation, d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes métalliques agencée pour recevoir une bande métallique 1 selon une direction de défilement S, combinant successivement, selon la direction de défilement, au moins une zone 2 de refroidissement sec et une zone 5 de refroidissement humide.
Dans l'exemple représenté, la section de refroidissement comporte en outre un sas 4 de séparation d'atmosphères séparant la zone 2 de refroidissement sec et la zone 5 de refroidissement humide.
La bande 1 entre dans la section de refroidissement en circulant de haut en bas selon le sens de défilement S. Elle traverse d'abord la zone 2 de refroidissement sec dans laquelle un mélange d'azote et d'hydrogène est projeté sur la bande au moyen de caissons de soufflage 3. La bande traverse ensuite le sas 4 de séparation d'atmosphères avant d'entrer dans la zone 5 de refroidissement humide.
La zone 5 de refroidissement humique comporte des buses 6 agencées pour projeter un fluide de refroidissement sur la bande métallique 1 . La zone 5 de refroidissement humide comprend des moyens de soutirage 7 de vapeurs qui, dans l'exemple représenté sur la figure, sont disposés en partie haute de cette zone 5 de refroidissement humide.
Le sas 4 de séparation d'atmosphères disposé entre la zone 2 sèche et la zone 5 humide comprend trois paires successives 8, 9 et 10 de rouleaux, selon le sens de défilement S de la bande métallique 1 . Chacune des paires est disposée transversalement au sens de défilement de la bande métallique.
Les trois paires délimitent entre elles deux zones 1 1 et 12 successives du sas, dans le sens de défilement de la bande. La zone 1 1 délimitée par les paires de rouleaux 8 et 9 est située du côté de la zone 2 de refroidissement sec, la zone 12, délimitée par les paires de rouleaux 9 et 10 est située du côté de la zone de refroidissement humide.
Les rouleaux sont entraînés en rotation à la vitesse de défilement de la bande. Ils sont maintenus en contact avec la bande, ou selon un positionnement à proximité immédiate de la bande.
A l'arrière et sur les côtés des rouleaux, un dispositif 13 permet de limiter la circulation de gaz entre les zones du sas, notamment en limitant les espaces entre les parties fixes et les parties mobiles.
Une injection d'azote est réalisée dans la zone 12 au moyen d'une alimentation 14 constituant un moyen agencé pour injecter un gaz inerte. Un soutirage est réalisé dans la zone 1 1 par un moyen de soutirage 15. La pression et le débit d'injection du gaz inerte dans la zone 12 et le débit de soutirage dans la zone 1 1 sont fixés de sorte que le flux de gaz entre les zones 1 1 et 12 soit uniquement de la zone 12 vers la zone 1 1 . On évite ainsi l'entrée d'atmosphère humide provenant de la zone 5 humide dans la zone 1 1 du sas et tout mélange de celle-ci avec l'atmosphère sèche de la zone 2.
Dans l'exemple représenté, en sortie de la zone 5 de refroidissement humide, selon le sens de défilement de la bande, se trouve un ensemble 16 de couteaux de liquide destiné à supprimer l'essentiel du liquide de ruissellement présent sur la bande. L'ensemble 16 de couteaux de liquide est suivi par un ensemble 17 de couteaux de gaz destiné à supprimer le liquide encore présent sur la bande.
Encore en référence au premier mode de réalisation, la bande métallique 1 traverse ensuite un bac 18 de renvoi dans le lequel est collecté le liquide de refroidissement projeté par les buses 6 et les couteaux 16 de liquide avant d'être envoyé vers un bac de recirculation non représenté au moyen d'un conduit 24.
Le bac 18 de renvoi comprend un second ensemble 19 de couteaux de gaz destiné à supprimer le liquide qui pourrait encore être présent sur la bande métallique 1 .
Dans l'exemple représenté, le premier ensemble 17 et le second ensemble 19 de couteaux de gaz sont alimentés au moyen d'alimentations issues d'un même conduit d'alimentation (non numéroté) représenté par une flèche verticale.
La bande métallique 1 traverse ensuite une partie 20 équipée de tubes chauffants 21 permettant de supprimer toute trace de liquide sur la bande. En sortie de cette partie 20, la bande traverse un sas de séparation d'atmosphère 22 entre les parties humides 5, 18, 20 et des parties 23 situées en aval dans le sens de défilement de la bande.
Par exemple, la bande est refroidie dans la zone 2 sèche depuis une température de 800 °C jusqu'à une température de 700 °C, puis est refroidie dans la zone 5 humide depuis une température de 700 °C jusqu'à une température de 460 °C.
Le liquide de refroidissement est par exemple de l'eau ou une solution acide contenant de l'acide formique.
En se reportant au schéma de la figure 2 annexée, il est illustré un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, uniquement décrit pour ses différences avec le premier mode de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation comprend en outre un système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide selon l'invention.
Le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide comporte des couteaux de gaz inerte 27, par exemple de l'azote, dirigés vers le bas et qui soufflent sur les parois intérieures d'une enveloppe de la zone de refroidissement humide (casing en anglais) pour aider à évacuer le liquide des parois vers un conduit de recirculation 24 ou vers un conduit de purge 26. En complément du gaz inerte apporté par les couteaux 27, le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement du deuxième mode de réalisation comporte des points 28 d'injection d'un gaz inerte, par exemple de l'azote, et des évents 29 permettent une purge rapide la zone 5 de refroidissement humide. Le gaz inerte alimentant les couteaux 27 et les points d'injection 28 est préalablement chauffé, par exemple à une température d'environ 50 °C.
Un système 25 de chauffage et d'isolation thermique des parois du casing de la zone de refroidissement humide est implanté à l'extérieur des parois de la zone de refroidissement humide.
Avantageusement, le liquide projeté sur la bande est une solution d'acide formique, avec une concentration en acide formique comprise entre 0,1 et 5,5 %, avantageusement entre 0,1 et 5 %, avantageusement entre 0,1 et 4,5 %, avantageusement entre 0,1 et 4 %, avantageusement entre 0,1 et 3,5 %, avantageusement entre 0,1 et 3 %, avantageusement entre 0,1 et 2,5 %, avantageusement entre 0,15 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,2 et 2,5 %, avantageusement entre 0,3 % et 2 %, avantageusement entre 0,35 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,4 % et 2,5 %, avantageusement entre 0,45 % et 2,5 % en masse de la solution. De manière plus avantageuse, la solution présente une concentration en acide formique comprise entre 0,46 % et 2,4 %, avantageusement entre 0,47 % et 2,3 %, avantageusement entre 0,48 % et 2,2 %, avantageusement entre 0,49 % et 2,1 % en masse de la solution. De manière encore plus avantageuse, la solution présente une concentration en acide formique comprise entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Section de refroidissement d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier agencée pour recevoir une bande métallique (1 ), ladite section comprenant au moins une zone (2) de refroidissement sec agencée pour projeter un gaz sur ladite bande d'acier et au moins une zone (5) de refroidissement humide agencée pour projeter un liquide ou un mélange de gaz et de liquide sur ladite bande d'acier.
2. Section de refroidissement selon la revendication 1 , dans laquelle la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide sont disposées selon une passe verticale, la zone de refroidissement humide étant disposée en dessous de la zone de refroidissement sec.
3. Section de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un sas (4) de séparation d'atmosphères, interposé entre la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide.
4. Section de refroidissement selon la revendication 3, dans laquelle le sas de séparation d'atmosphère comporte trois paires de rouleaux (8, 9, 10), chacune des paires étant disposée transversalement à un sens de défilement de la bande métallique, lesdites trois paires de rouleaux délimitant entre elles deux zones dudit sas, respectivement une première zone (1 1 ) délimitée par les deux premières paires de rouleaux (8, 9) dans le sens de défilement de la bande et située du côté de la zone (2) de refroidissement sec et comprenant des moyens de soutirage (15), et respectivement une deuxième zone (12), délimitée par les deux dernières paires de rouleaux (9, 10) dans le sens de défilement de la bande et située du côté de la zone (5) de refroidissement humide et comprenant des moyens (14) agencés pour injecter un gaz inerte.
5. Section de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un système de séchage et de purge (24, 25, 26,
27, 28, 29) de la zone de refroidissement humide.
6. Section de refroidissement selon la revendication 5, dans laquelle le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide comprend un équipement (27, 28) agencé pour injecter de l'azote.
7. Section de refroidissement selon la revendication 5, dans laquelle le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide comprend un équipement (25) agencé pour chauffer des parois de ladite zone de refroidissement humide.
8. Section de refroidissement selon la revendication 5, dans laquelle le système de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide comprend un système de couteaux d'azote dirigés vers le bas de la zone de refroidissement humide et agencés pour souffler de l'azote sur des parois intérieures de ladite zone de refroidissement humide.
9. Procédé de refroidissement d'une ligne continue de recuit ou de galvanisation de bandes d'acier agencée pour recevoir une bande métallique (1 ), lequel procédé comporte au moins une étape de refroidissement sec comportant une projection d'un gaz sur ladite bande d'acier et au moins une étape de refroidissement humide comportant une projection d'un liquide ou d'un mélange de gaz et de liquide sur ladite bande d'acier.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisée en ce que le liquide est non oxydant pour la bande.
1 1 . Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le liquide est une solution d'acide formique dont la concentration en acide est comprise entre 0,1 % et 6 % en masse de la solution.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le liquide est une solution d'acide formique dont la concentration en acide est comprise entre 0,5 % et 2 % en masse de la solution.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, comportant en outre une étape de séparation d'atmosphères au moyen d'un sas de séparation d'atmosphère interposé, entre la zone de refroidissement sec et la zone de refroidissement humide, ladite étape de séparation d'atmosphère comportant une étape d'injection d'un gaz inerte dans une première zone dudit sas et une étape de soutirage dans une deuxième zone dudit sas.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, comportant en outre une étape de séchage et de purge de la zone de refroidissement humide, notamment au moyen de calories provenant d'une zone de chauffage de la ligne continue.
15. Produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, et chargeable dans une mémoire interne d'une unité de calcul, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par l'unité de calcul, mettent en œuvre les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 14.
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