EP3678794A1 - Installation industrielle comportant un essuyeur sans contact - Google Patents

Installation industrielle comportant un essuyeur sans contact

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EP3678794A1
EP3678794A1 EP18759328.0A EP18759328A EP3678794A1 EP 3678794 A1 EP3678794 A1 EP 3678794A1 EP 18759328 A EP18759328 A EP 18759328A EP 3678794 A1 EP3678794 A1 EP 3678794A1
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EP
European Patent Office
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liquid
strip
industrial plant
lubricant
wiper
Prior art date
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EP18759328.0A
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German (de)
English (en)
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EP3678794B1 (fr
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Bart Vervaet
Hugo Uijtdebroeks
Pepijn ADRIAEN
Jurgen Malbrancke
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Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Original Assignee
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
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Publication date
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/0275—Cleaning devices
    • B21B45/0278—Cleaning devices removing liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally
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    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/029—Liquid recovering devices

Definitions

  • the present invention relates to a wiper or scraper and generally to a device for removing a liquid from the surface of a roller or a strip, without mechanical contact with the roller or the strip, for a use in the field of hot or cold rolling of metallurgical products, such as steel strips, without the invention being limited to such products or uses.
  • the invention also relates to an industrial installation such as a rolling mill comprising a moving metal strip and / or at least one working cylinder and a contactless wiping system as defined above.
  • Figure 1 shows schematically the combination of lubrication and water-oil emulsion cooling in a cold rolling mill cage according to the state of the art, both input and output of the cage.
  • WO 2008/149195 A1 discloses a rolling mill for metal products comprising at least one pair of working rollers and at least one cooling device projecting a plurality of pressurized cooling jets on at least one working roller, the cooling device also comprising at least one scraping jet between the cooling jets and the metal product to be rolled, the scraping jet being oriented in the desired flow direction at a reentrant angle perpendicular to the surface of the working roller .
  • the document also discloses a rolling method using said rolling mill.
  • US 5,737,796 A discloses a wiper system for removing liquids such as lubricants and coolants from the surface of a metal strip.
  • the system includes upper and lower wiper rollers for wiping the top and bottom surfaces of the web, respectively.
  • the wiper rolls each comprise a metal core and a porous resilient coating.
  • the wiper system comprises at least one upper backing roll for said upper wiper roll and at least one lower backing roll for said lower wiper roll providing support for said wiper rolls, for pressing said wiping rollers against respective adjacent band surfaces, resulting in formation of a liquid bead on each surface of said band at the input end of the nip of the wiping roll, to engage the rolls of respective wiping in the contact areas at the inlet ends of which are formed the oil beads pressed by said porous roller coatings.
  • a suction assembly is provided to remove the liquid from each bead.
  • US 5,046,347 relates to a refrigerant containment apparatus for rolling mills in which an aqueous coolant is vaporized on the surfaces of the upper and lower working rolls by respective top and bottom spray heads, only on the the outlet of the rolling mill and which comprises an enclosure maintained at a pressure below atmospheric pressure and surrounding the upper vaporization head and the surfaces of the adjacent upper working cylinder and support cylinder, upper air holding members and lower part extending along the edges of the enclosure above and below the vaporization head so as to define narrow free air spaces on the surfaces of the cylinders, pads connected to the ends of the retaining elements and rubbing on the cylinders so as to maintain constant the width of the free spaces, as well as seals mounted on the roll supports at the ends of the rolling mill and cooperating with the enclosure in order to seal the interior of the enclosure.
  • a trotter removes the coolant from the upper work roll on the mill entry side, while manifolds capture and remove the vaporized refrigerant through the ends of the roll nip on the output side of the rolling mill. Air is blown into the outlet side of the cylinders to move the coolant from the surface of an outgoing laminate metal strip into the manifolds. Below the rolling line, a shield protects the laminated metal strip from the refrigerant exiting the lower vaporization head.
  • JP H0241710 A discloses a non-contact device to ensure a good seal with respect to the coolant on the surface of a rolling mill roll.
  • Hydraulic cylinders are mounted on a guard and sealing material is attached to a piston of the cylinders.
  • the gap between the peripheral surface of a rolling roller and the end of the sealing material is measured by a sensor.
  • the end of the sealing material is positioned by actuating the rolls with a directional control valve so as to adjust said gap in the right sealing zone. The seal is thus made without contact between the sealing material and the peripheral surface of the roll.
  • the present invention aims to provide a contactless wiping solution in hot or cold rolling mills that allows to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the invention aims to control the cooling process in the hot or cold rolling mill without harmful interaction with the lubrication process.
  • the invention also aims to increase the early cooling efficiency. Summary of the invention
  • a first aspect of the present invention relates to an industrial plant comprising a moving metal strip and / or at least one working cylinder and a non-contact wiping system of a jet or liquid stream of cooling and / or lubricant entrained by the surface of said moving metal strip or said working cylinder, said wiper system comprising a separation tab with an integrated cooling liquid supply terminated by a nozzle ramp intended to be placed along the width of the metal strip or the cylinder and separated, in use, by a predetermined interval with respect to the metal strip or the working roll, the nozzle ramp being oriented so as to providing a jet in the form of a curtain of liquid directed in a direction substantially opposite to the direction of travel of the strip or rotation of the cylinder and a liquid recovery channel, so that in use, the liquid sprayed by the sprinklers deflects the jet or stream of liquid and / or lubricant entrained by the belt or cylinder to form a combined flow of liquid or liquid and lubricant mixture that deviates from the belt or roller to fall
  • the industrial installation with wiper system comprises at least one of the following characteristics, or an appropriate combination of several of them:
  • the wiper system is designed to redirect most (i.e. at least 90%) of the liquid or lubricant entrained by the belt or cylinder to the recovery gutter, when the liquid and / or lubricant residual is deflected by the liquid sprayed by the sprinklers;
  • the nozzles have an outlet orifice having a diameter of between 1 and 5 mm;
  • the nozzles are oriented in such a way as to project a liquid on the surface of the strip or working roll in a direction forming an angle with said surface between 0 ° and 45 °;
  • the flow rate of said liquid sprayed by the jets is between 10 and 150 m 3 / h.
  • Another aspect of the present invention relates to a rolling mill stand for metal strips comprising at least one pair of work rolls and at least one cooling device projecting a plurality of pressurized jets on at least one of said rolls through a plurality of nozzles constituting a cooling ramp and a wiper system as described above, characterized in that the wiper system is proximal to the grip of the work rolls and in that the cooling ramp is distal to said right-of-way.
  • the wiper system is located under the dimension of the axis of the working cylinder. Still advantageously, in the aforementioned rolling mill for metal strips, the wiper system is located at the same level as the dimension of the axis of the working roll.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiper system described above, characterized in that the liquid sprayed by the sprinklers of the wiper system is water or a water-oil emulsion .
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiper system described above, at least partially, for the application of a cooling, preferably a highly turbulent early cooling.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiper system described above, either as inlet wiper, to avoid a return flow of the inlet coolant, or as an output wiper , to prevent the coolant from drip downstream on the surface of the strip.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiper system described above, in a hot strip mill, as an inlet wiper.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiper system described above, for the removal of water from a strip surface in horizontal or vertical displacement in a hot strip mill or cold, for tape drying for measuring purposes, application of lubricant or cooling.
  • Figure 1 shows schematically the state of the art in cooling and lubrication in a cold rolling mill cage.
  • Figure 2 schematically shows a first embodiment of the wiper system according to the present invention, for use in the case of a working cylinder.
  • Figure 3 schematically shows a second embodiment of the scraper system according to the present invention, for use in the case of a metal strip as a rolled product.
  • Figures 4A and 4B respectively show two methods of implementation of a wiper installation according to the present invention in the case of cooling and lubrication in a cold rolling cage of a metal strip.
  • Figure 5 shows a method of implementation of a scraping installation according to the present invention in the case of cooling and lubrication in a hot rolling mill of a metal strip.
  • FIG. 6 shows an exemplary flow / pressure relationship in the case of a scraping installation according to the present invention.
  • Figure 7 shows the variation of flow / pressure in the case of a scraping installation according to the present invention, for different sizes of nozzles.
  • FIG. 1 A first embodiment of the wiping system or scraping according to the invention, applicable to a working roller, is shown in Figure 2.
  • the body of the wiper 7 provides the coolant supply and is terminated by a ramp 2 preferably covering the entire width of the cylinder or the working roll 3 and provided with a row of removable nozzles (no shown).
  • the wiper 1 with its nozzle ramp 2 is separated from the working cylinder 3 by a distance or a gap 6.
  • the aforementioned nozzles are directed to produce a jet of coolant 4, in practice water or water-oil emulsion, which opposes the jet or stream of water or emulsion 4 'applied to the cylinder as part of the conventional cooling process thereof and which is driven by this one.
  • the collision of the two opposite jets 4, 4 ' causes a common deflection of all the two jets radially outwardly of the cylinder 3.
  • the deviated common jet 4 "is then collected by a gutter 5.
  • FIG. 3 A second embodiment of the wiper system according to the invention, applicable to a metal strip, is shown in Figure 3.
  • the device is identical to that of Figure 2, except for the presence a flat metal strip 15 in place of the convex surface of the working cylinder 3 above.
  • FIG. 6 shows a flow / pressure curve for a wiper 1.3 m in length with nozzle orifices 2.5 mm in diameter.
  • Figure 7 also shows the calculated flow / pressure curve (nozzle orifice of about 2 mm and 3 mm in diameter respectively) and measured (2 mm orifice). At a distance of 5 mm from the roller, the 2 mm nozzles provide a 90% seal and the 3 mm nozzles provide an almost perfect seal of 95-99%. In this case, the jet boom is 1.8 meters long.
  • an additional advantage of the water wiper according to the invention is that it allows to implement an early and highly turbulent cooling instead of a water bath stationary corresponding to a conventional cooling of work rolls.
  • Early cooling is a cooling that is generally performed between the finishing train and the laminar cooling. It can also be made between the roughing train and the finishing train.
  • the water scraper can replace or be combined with known conventional scrapers in the hot rolling mill.
  • conventional scrapers come into contact with the work rolls, they wear out or burn over time, and coolant leaks may occur at this point. This can result in inhomogeneities of the strip itself or temperature and disruption of lubricant application.
  • the drain gutter is essential and essential to the invention.
  • a limited flow rate of approximately 30 m 3 / h is necessary for the proper functioning of the device according to the invention (at low pressures and low flow rates) for a nozzle orifice of 2.5 mm. Above 2.5 mm, it is necessary to increase the flow of water; the device according to the invention is probably adaptable to more conventional industrial roller cooling configurations (eg with dynamic roll). Description of preferred embodiments of the invention
  • the equipment according to the invention can advantageously be used in the following cases.
  • the invention applies to the cooling of working rolls in a cold strip mill: - either as inlet scraper 1 (see FIG. 4A), which allows avoid the return flow of the inlet cooling 1 1 which notoriously disturbs the lubrication of the band 13 upstream;
  • the invention applies to the cooling of working rolls in the hot strip mill, as input scraper 1 (see Figure 5).
  • Today it is impossible to use inlet cooling with effective right-of-way lubrication.
  • a scraper according to the invention an effective and maintenance-free sealing can be achieved in such a way that effective lubrication of the right-of-way can be achieved.
  • the scraper does not come into contact with the working roller, there will be no wear of the latter.
  • the invention is applicable to the removal of water from a horizontal or vertical strip surface in the strip mill hot or cold.
  • the intended purposes in this case are, for example, strip drying for measuring purposes, application of lubricant or cooling.

Abstract

La présente invention se rapporte à un système d'essuyage (1) sans contact de liquide de refroidissement et/ou de lubrifiant à la surface d'une bande métallique en déplacement (15) ou d'un cylindre de travail (3), comprenant un taquet de séparation (7) avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminée par une rampe de gicleurs (2) destinée à être placée selon la largeur de la bande (15) ou du cylindre (3) et apte à être séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé (6) par rapport à la bande métallique (15) ou au cylindre de travail (3), les gicleurs (2) étant orientés de manière à fournir un jet (4) sous forme de rideau de liquide orienté dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande (15) ou de rotation du cylindre (3) ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide (5), de sorte qu'en utilisation, le liquide projeté par les gicleurs (2) soit apte à dévier un liquide et/ou un lubrifiant (4') entraîné par la bande (15) ou par le cylindre (3) et à former un flux combiné (4") de liquide ou de mélange de liquide et lubrifiant qui s'écarte de la bande (15) ou du rouleau (3) pour retomber dans la gouttière de récupération (5) et permettre l'évacuation dudit flux combiné (4"), sans que pratiquement plus aucun liquide et/ou lubrifiant ne soit entraîné par la bande (15) ou le cylindre (3) en aval du système d'essuyage (1).

Description

INSTALLATION INDUSTRIELLE COMPORTANT UN ESSUYEUR SANS
CONTACT
Objet de l'invention
[0001] La présente invention se rapporte à un essuyeur ou racleur et de manière générale à un équipement visant à enlever un liquide de la surface d'un rouleau ou d'une bande, sans contact mécanique avec le rouleau ou la bande, pour une utilisation dans le domaine du laminage à chaud ou à froid de produits métallurgiques, tels que des bandes d'acier, sans que l'invention soit limitée à de tels produits ou de telles utilisations.
[0002] L'invention se rapporte également à une installation industrielle telle qu'un laminoir comportant une bande métallique en déplacement et/ou au moins un cylindre de travail ainsi qu'un système d'essuyage sans contact comme défini ci-dessus.
Etat de la technique
[0003] Dans le domaine du laminage à chaud ou à froid, il est essentiel d'utiliser un procédé de refroidissement et de lubrification très efficace tant pour les rouleaux de travail que pour le produit traité telle qu'une bande métallique. Afin d'obtenir un bon refroidissement et une bonne lubrification, l'évacuation du liquide de refroidissement, en particulier de l'eau de refroidissement, est un élément crucial du procédé. Lorsque l'eau de refroidissement n'est pas évacuée assez rapidement de la surface du produit, on constate en effet que le refroidissement est moins efficace. En outre, en présence d'un excès d'eau à la surface du produit, le lubrifiant utilisé ne pourra pas adhérer correctement à sa surface (on parle d'o/7 plate-out ou de précipitation/adhésion de l'huile en surface).
[0004] La figure 1 montre schématiquement la combinaison d'une lubrification et d'un refroidissement par émulsion eau-huile dans une cage de laminoir à froid selon l'état de la technique, tant en entrée qu'en sortie de la cage. On voit que la présence de racleurs traditionnels avec contact provoque la fuite d'eau ou d'émulsion vers la bande ou l'emprise et cette eau ou émulsion vient se mélanger avec le lubrifiant qui est projeté sur la bande en amont de la cage et qui est entraîné par la bande, rendant la lubrification moins efficace et pouvant empêcher un plate-out correct.
[0005] Le document WO 2008/149195 A1 divulgue un laminoir pour produits métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail et au moins un dispositif de refroidissement projetant une pluralité de jets de refroidissement sous pression sur au moins un rouleau de travail, le dispositif de refroidissement comportant également au moins un jet de raclage entre les jets de refroidissement et le produit métallique à laminer, le jet de raclage étant orienté dans la direction d'écoulement souhaitée suivant un angle rentrant vers la perpendiculaire à la surface du rouleau de travail. Le document divulgue également un procédé de laminage utilisant ledit laminoir.
[0006] Le document US 5,737,796 A divulgue un système d'essuyage pour éliminer les liquides tels que les lubrifiants et liquides de refroidissement de la surface d'une bande métallique. Le système comprend des rouleaux d'essuyage supérieur et inférieur pour essuyer respectivement les surfaces supérieure et inférieure de la bande. Les rouleaux d'essuyage comprennent chacun un noyau métallique et un revêtement poreux élastique. Le système d'essuyage comprend au moins un rouleau d'appui supérieur pour ledit rouleau d'essuyage supérieur et au moins un rouleau d'appui inférieur pour ledit rouleau d'essuyage inférieur fournissant un support pour lesdits rouleaux d'essuyage, en vue de presser lesdits rouleaux d'essuyage contre les surfaces de bande adjacentes respectives, ce qui entraîne la formation d'un bourrelet liquide sur chaque surface de ladite bande à l'extrémité d'entrée du pincement du rouleau d'essuyage, pour engager les rouleaux d'essuyage respectifs dans les zones de contact aux extrémités d'entrée desquelles sont formées les bourrelets d'huile pressés par lesdits revêtements poreux de rouleau. Un ensemble d'aspiration est prévu afin d'éliminer le liquide de chaque bourrelet.
[0007] Le document US 5,046,347 se rapporte à un appareil de confinement de réfrigérant pour laminoirs dans lequel un liquide réfrigérant aqueux est vaporisé sur les surfaces des cylindres de travail supérieur et inférieur par des têtes de vaporisation respectives supérieure et inférieure, uniquement du côté de la sortie du laminoir et qui comprend une enceinte maintenue à une pression inférieure à la pression atmosphérique et entourant la tête de vaporisation supérieure et les surfaces du cylindre de travail supérieur et du cylindre d'appui adjacents, des éléments de retenue d'air supérieur et inférieur s'étendant le long des bords de l'enceinte au-dessus et au-dessous de la tête de vaporisation de façon à définir des espaces d'air libre étroits sur les surfaces des cylindres, des patins reliés aux extrémités des éléments de retenue et frottant sur les cylindres de façon à maintenir constante la largeur des espaces libres, ainsi que des joints d'étanchéité montés sur les supports des cylindres aux extrémités du laminoir et coopérant avec l'enceinte en vue d'obturer l'intérieur de l'enceinte. Un trotteur retire le liquide réfrigérant du cylindre de travail supérieur du côté de l'entrée du laminoir, tandis que des collecteurs captent et retirent le réfrigérant vaporisé à travers les extrémités de l'emprise des cylindres du côté de la sortie du laminoir. De l'air est soufflé dans l'emprise des cylindres du côté de la sortie, afin de déplacer le liquide réfrigérant de la surface d'une bande de métal laminée sortante jusque dans les collecteurs. Au-dessous de la ligne de laminage, un écran protège la bande de métal laminée du réfrigérant sortant de la tête de vaporisation inférieure.
[0008] Le document JP H0241710 A divulgue un dispositif sans contact pour assurer une bonne étanchéité par rapport au liquide de refroidissement à la surface d'un cylindre de laminoir. Des cylindres hydrauliques sont montés sur une garde et un matériau d'étanchéité est fixé à un piston des cylindres. L'intervalle entre la surface périphérique d'un rouleau de laminage et l'extrémité du matériau d'étanchéité est mesuré par un capteur. L'extrémité du matériau d'étanchéité est positionnée en actionnant les cylindres avec une vanne de contrôle directionnel de manière à régler ledit intervalle dans la bonne zone d'étanchéité. L'étanchéité est donc effectuée sans contact entre le matériau d'étanchéité et la surface périphérique du rouleau. Buts de l'invention
[0009] La présente invention vise à fournir une solution d'essuyage sans contact dans les laminoirs à chaud ou à froid qui permette de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
[0010] En particulier, l'invention vise à contrôler le procédé de refroidissement dans le laminoir à chaud ou à froid sans interaction néfaste avec le processus de lubrification.
[0011] L'invention vise encore à augmenter l'efficacité de refroidissement précoce. Résumé de l'invention
[0012] Un premier aspect de la présente invention se rapporte à une installation industrielle comportant une bande métallique en déplacement et/ou au moins un cylindre de travail ainsi qu'un système d'essuyage sans contact d'un jet ou courant de liquide de refroidissement et/ou de lubrifiant entraîné par la surface de ladite bande métallique en déplacement ou dudit cylindre de travail, ledit système d'essuyage comprenant un taquet de séparation avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminé par une rampe de gicleurs destinée à être placée selon la largeur de la bande métallique ou du cylindre et séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé par rapport à la bande métallique ou au cylindre de travail, la rampe de gicleurs étant orientée de manière à fournir un jet sous forme de rideau de liquide dirigé dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande ou de rotation du cylindre ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide, de sorte qu'en utilisation, le liquide projeté par les gicleurs dévie le jet ou courant de liquide et/ou de lubrifiant entraîné par la bande ou par le cylindre pour former un flux combiné de liquide ou de mélange de liquide et lubrifiant qui s'écarte de la bande ou du rouleau pour retomber dans la gouttière de récupération et permettre l'évacuation dudit flux combiné, sans que pratiquement plus aucun liquide et/ou lubrifiant ne soit entraîné par la bande ou le cylindre en aval du système d'essuyage, ledit intervalle de séparation étant compris entre 3 et 10 mm, le débit dudit liquide projeté par les gicleurs étant compris entre 10 et 200 m3/h et la pression dudit liquide projeté étant comprise entre 0,5 et 5 bars, de préférence entre 2 et 4 bars.
[0013] Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, l'installation industrielle avec système d'essuyage comporte au moins une des caractéristiques suivantes, ou une combinaison appropriée de plusieurs d'entre elles :
- le système d'essuyage est conçu pour rediriger la majeure partie (c'est-à-dire au moins 90%) du liquide ou lubrifiant entraîné par la bande ou le cylindre vers la gouttière de récupération, lorsque le liquide et/ou lubrifiant résiduel est dévié par le liquide projeté par les gicleurs ;
- les gicleurs ont un orifice de sortie ayant un diamètre compris entre 1 et 5 mm ;
- les gicleurs sont orientés de manière telle à projeter un liquide sur la surface de la bande ou du cylindre de travail selon une direction faisant un angle avec ladite surface compris entre 0° et 45° ;
- le débit dudit liquide projeté par les gicleurs est compris entre 10 et 150 m3/h.
[0014] Un autre aspect de la présente invention se rapporte à une cage de laminoir pour bandes métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail et au moins un dispositif de refroidissement projetant une pluralité de jets sous pression sur au moins un desdits rouleaux grâce à une pluralité de gicleurs constituant une rampe de refroidissement ainsi qu'un système d'essuyage tel que décrit ci-dessus, caractérisée en ce que le système d'essuyage est proximal par rapport à l'emprise des rouleaux de travail et en ce que la rampe de refroidissement est distale par rapport à ladite emprise.
[0015] Avantageusement, dans la cage de laminoir pour bandes métalliques précitée, le système d'essuyage est situé sous la cote de l'axe du cylindre de travail. [0016] Encore avantageusement, dans la cage de laminoir pour bandes métalliques précitée, le système d'essuyage est situé au même niveau que la cote de l'axe du cylindre de travail.
[0017] Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, caractérisée en ce que le liquide projeté par les gicleurs du système d'essuyage est de l'eau ou une émulsion eau-huile.
[0018] Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, au moins partiellement, pour l'application d'un refroidissement, de préférence un refroidissement précoce hautement turbulent.
[0019] Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, soit comme essuyeur d'entrée, pour éviter un flux de retour du liquide de refroidissement d'entrée, soit comme essuyeur de sortie, pour éviter que le liquide de refroidissement s'égoutte en aval sur la surface de la bande.
[0020] Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, dans un laminoir de bandes à chaud, comme essuyeur d'entrée.
[0021] Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, pour l'élimination d'eau d'une surface de bande en déplacement horizontal ou vertical dans un laminoir de bandes à chaud ou à froid, en vue du séchage de bande à des fins de mesure, de l'application de lubrifiant ou d'un refroidissement.
Brève description des figures
[0022] La figure 1 représente schématiquement l'état de la technique en refroidissement et lubrification dans une cage de laminoir à froid.
[0023] La figure 2 représente schématiquement une première forme d'exécution du système d'essuyage selon la présente invention, pour une utilisation dans le cas d'un cylindre de travail.
[0024] La figure 3 représente schématiquement une deuxième forme d'exécution du système de raclage selon la présente invention, pour une utilisation dans le cas d'une bande métallique en guise de produit laminé.
[0025] Les figures 4A et 4B montrent respectivement deux modalités de mise en œuvre d'une installation d'essuyage selon la présente invention dans le cas du refroidissement et de la lubrification dans une cage de laminage à froid d'une bande métallique. [0026] La figure 5 montre une modalité de mise en œuvre d'une l'installation de raclage selon la présente invention dans le cas du refroidissement et de la lubrification dans une cage de laminage à chaud d'une bande métallique.
[0027] La figure 6 montre un exemple de relation débit/pression dans le cas d'une installation de raclage selon la présente invention.
[0028] La figure 7 montre la variation de débit/pression dans le cas d'une installation de raclage selon la présente invention, pour différentes tailles de gicleurs.
Description détaillée de l'invention
[0029] Une première modalité d'exécution du système d'essuyage ou raclage selon l'invention, applicable à un rouleau de travail, est représentée sur la figure 2.
[0030] Le corps de l'essuyeur 7 fournit l'alimentation en liquide de refroidissement et est terminé par une rampe 2 couvrant de préférence toute la largeur du cylindre ou du rouleau de travail 3 et pourvue d'une rangée de gicleurs amovibles (non représentés). En utilisation, l'essuyeur 1 avec sa rampe de gicleurs 2 est séparé du cylindre de travail 3 par une distance ou un intervalle 6. Selon l'invention, les gicleurs précités sont dirigés de manière à produire un jet de liquide de refroidissement 4, en pratique d'eau ou d'émulsion eau-huile, qui s'oppose au jet ou courant d'eau ou d'émulsion 4' appliqué au cylindre dans le cadre du procédé de refroidissement conventionnel de celui-ci et qui est entraîné par celui-ci. La collision des deux jets opposés 4, 4' provoque une déviation commune de l'ensemble des deux jets radialement vers l'extérieur du cylindre 3. Le jet commun dévié 4" est alors collecté par une gouttière 5.
[0031] Une seconde modalité d'exécution du système d'essuyage selon l'invention, applicable à une bande métallique, est représentée sur la figure 3. Le dispositif est identique à celui de la figure 2, si ce n'est la présence d'une bande métallique plane 15 en lieu et place de la surface convexe du cylindre de travail 3 précité.
[0032] Le nouveau concept de racleur ou d'essuyeur avec gouttière d'évacuation d'eau décrit ci-dessus a été développé et testé avec succès par les inventeurs. Même dans des cas de débits faibles de moins de 20 m3/h et à des pressions faibles (moins de 2 bar), il a été possible d'empêcher l'écoulement de l'eau de l'unité de refroidissement des rouleaux de travail vers l'emprise, c'est-à-dire vers l'intervalle entre les rouleaux en contact avec la bande (roll gap).
[0033] A titre d'exemple, la figure 6 montre une courbe débit/pression pour un essuyeur de 1 ,3 m de longueur avec des orifices de gicleurs de 2,5 mm de diamètre. [0034] La figure 7 montre en outre la courbe débit/pression calculée (orifice de gicleurs d'environ 2 mm et 3 mm de diamètre resp.) et mesurée (orifice de 2 mm). A un intervalle de 5 mm par rapport au rouleau, les gicleurs de 2 mm assurent une étanchéité de 90% et les gicleurs de 3 mm assurent une étanchéité presque parfaite de 95-99%. Dans le cas présent, la rampe de gicleur est longue de 1 ,8 m.
[0035] Outre de procurer l'étanchéité, un avantage complémentaire de l'essuyeur d'eau selon l'invention est qu'il permet de mettre en œuvre un refroidissement précoce et hautement turbulent en lieu et place d'un bain d'eau stationnaire correspondant à un refroidissement conventionnel de rouleaux de travail. Le refroidissement précoce est un refroidissement qui est en général réalisé entre le train finisseur et le refroidissement laminaire. Il peut également être réalisé entre le train dégrossisseur et le train finisseur.
[0036] De plus, le racleur d'eau peut remplacer ou encore être combiné avec les racleurs classiques connus dans le laminoir à chaud. Comme les racleurs classiques sont amenés à entrer en contact avec les rouleaux de travail, ils s'usent ou brûlent au cours du temps et des fuites de liquide de refroidissement peuvent dès lors apparaître à cet endroit. Cela peut résulter en des inhomogénéités de la bande elle-même ou de température et une perturbation de l'application de lubrifiant.
[0037] Ces essuyeurs avec contact de l'état de la technique doivent donc être remplacés périodiquement. Comme l'essuyeur selon l'invention ne touche pas le rouleau de travail, seul un entretien réduit est nécessaire en se limitant uniquement sur les buses à jet d'eau remplaçables utilisées.
[0038] En conclusion, les essais réalisés par les inventeurs avec le système d'essuyage selon l'invention ont permis de constater les effets suivants :
- obtention d'une étanchéité totale ;
- obtention d'un refroidissement de rouleau de travail hautement turbulent précoce (pas d'eau stagnante à hauteur de l'essuyeur) ;
- remplacement de la garde (« cobble guard ») dans le laminoir de bandes à froid et utilisation avec le refroidissement de rouleaux conventionnel (avec refroidissement flexible) ;
- la gouttière d'évacuation est indispensable et essentielle à l'invention ;
- un débit limité d'environ 30 m3/h est nécessaire au bon fonctionnement du dispositif selon l'invention (aux basses pressions et bas débits) pour un orifice de gicleur de 2,5 mm. Au-delà de 2,5 mm, il faut augmenter le débit d'eau ; - le dispositif selon l'invention est probablement adaptable à des configurations de refroidissement de rouleaux industrielles plus conventionnelles (par ex. avec rouleau dynamique). Description de formes d'exécution préférées de l'invention
[0039] L'équipement selon l'invention peut avantageusement être utilisé dans les cas ci-après.
[0040] Selon une première modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique au refroidissement de cylindres de travail dans un laminoir de bandes à froid : - soit comme racleur d'entrée 1 (voir figure 4A), ce qui permet d'éviter le flux de retour du refroidissement d'entrée 1 1 qui perturbe notoirement la lubrification de la bande 13 en amont ;
- soit comme racleur de sortie 1 ' (voir figure 4A et figure 4B), ce qui permet d'éviter que le liquide de refroidissement ne s'égoutte sur la surface de la bande 15, provoquant ainsi un nettoyage incontrôlé de la bande. Le racleur selon l'invention peut être donc combiné avec un refroidissement sélectif du cylindre de travail. Ainsi un refroidissement du cylindre de travail très en amont et efficace peut être obtenu.
[0041] Selon une deuxième modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique au refroidissement de cylindres de travail dans le laminoir de bandes à chaud, comme racleur d'entrée 1 (voir figure 5). Aujourd'hui il est impossible d'utiliser un refroidissement d'entrée avec une lubrification d'emprise efficace. En utilisant un racleur selon l'invention, une étanchéité efficace et sans maintenance peut être réalisée de manière telle qu'une lubrification efficace de l'emprise puisse être atteinte. De plus, comme le racleur n'entre pas en contact avec le rouleau de travail, il n'y aura pas d'usure de ce dernier.
[0042] Selon une troisième modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique à l'élimination d'eau d'une surface de bande horizontale ou verticale dans le laminoir de bandes à chaud ou à froid. Les finalités visées dans ce cas sont par exemple le séchage de bande à des fins de mesure, l'application de lubrifiant ou le refroidissement. Liste des symboles de référence
I , 1 '. racleur à rideau de liquide
2. rampe de gicleurs amovibles
3. rouleau de travail ou bande métallique (produit laminé)
4. rideau liquide projeté par le système d'essuyage
4'. liquide et/ou lubrifiant entraîné par la bande ou le cylindre de travail
4". jet commun dévié de liquide ou de mélange liquide/lubrifiant
5. gouttière de récupération de liquide
6. intervalle entre le racleur et le rouleau de travail ou la bande métallique 7. alimentation en liquide de refroidissement
8. emprise
9. racleur conventionnel
10. fuites d'eau ou d'émulsion
I I . refroidissement d'entrée de cage conventionnel par émulsion
12. refroidissement de sortie de cage conventionnel par émulsion
13. lubrification conventionnelle de bande
14. refroidissement de bande (via par exemple le « WPC » de la Demanderesse)
15. bande métallique (produit laminé)

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation industrielle comportant une bande métallique en déplacement (15) et/ou au moins un cylindre de travail (3) ainsi qu'un système d'essuyage (1 ) sans contact d'un jet ou courant de liquide de refroidissement et/ou de lubrifiant entraîné par la surface de ladite bande métallique (15) ou dudit cylindre de travail (3), ledit système d'essuyage comprenant un taquet de séparation (7) avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminé par une rampe de gicleurs (2) destinée à être placée selon la largeur de la bande métallique (15) ou du cylindre (3) et séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé (6) par rapport à la bande métallique (15) ou au cylindre de travail (3), la rampe de gicleurs (2) étant orientée de manière à fournir un jet (4) sous forme de rideau de liquide dirigé dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande (15) ou de rotation du cylindre (3), ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide (5), de sorte qu'en utilisation, le liquide projeté par les gicleurs (2) dévie le jet ou courant de liquide et/ou de lubrifiant (4') entraîné par la bande (15) ou par le cylindre (3) pour former un flux combiné (4") de liquide ou de mélange de liquide et lubrifiant qui s'écarte de la bande (15) ou du rouleau (3) pour retomber dans la gouttière de récupération (5) et permettre l'évacuation dudit flux combiné (4"), sans que pratiquement plus aucun liquide et/ou lubrifiant ne soit entraîné par la bande (15) ou le cylindre (3) en aval du système d'essuyage (1 ), ledit intervalle de séparation (6) étant compris entre 3 et 10 mm, le débit dudit liquide projeté par les gicleurs (2) étant compris entre 10 et 200 m3/h et la pression dudit liquide projeté étant comprise entre 0,5 et 5 bars.
2. Installation industrielle selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est conçu pour rediriger la majeure partie du liquide et/ou lubrifiant entraîné par la bande (15) ou le cylindre (3) vers la gouttière de récupération (5), lorsque le liquide et/ou lubrifiant résiduel est dévié par le liquide projeté par les gicleurs (2).
3. Installation industrielle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les gicleurs (2) ont un orifice de sortie ayant un diamètre compris entre 1 et 5 mm.
4. Installation industrielle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les gicleurs (2) sont orientés de manière telle à projeter un liquide sur la surface de la bande
(15) ou du cylindre de travail (3) selon une direction faisant un angle avec ladite surface compris entre 0° et 45°.
5. Installation industrielle selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le débit dudit liquide projeté par les gicleurs (2) du système d'essuyage (1 ) est compris entre 10 et 150 m3/h.
6. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail (3) et au moins un dispositif de refroidissement (1 1 , 12) projetant une pluralité de jets sous pression sur au moins un desdits rouleaux (3) grâce à une pluralité de gicleurs constituant une rampe de refroidissement, dans laquelle le système d'essuyage est proximal par rapport à l'emprise (8) des rouleaux de travail (3) et la rampe de refroidissement est distale par rapport à ladite emprise (8).
7. Installation industrielle sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'essuyage (1 ) est situé sous la cote de l'axe du cylindre de travail (3).
8. Installation industrielle sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'essuyage (1 ) est situé au même niveau que la cote de l'axe du cylindre de travail (3).
9. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le liquide projeté par les gicleurs (2) du système d'essuyage (1 ) est de l'eau ou une émulsion eau-huile.
10. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour appliquer, au moins partiellement, un refroidissement, de préférence un refroidissement précoce hautement turbulent.
1 1. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 sous forme d'un laminoir de bandes à froid, dans lequel le système d'essuyage (1 ) est utilisé soit comme essuyeur d'entrée, pour éviter un flux de retour du liquide de refroidissement d'entrée, soit comme essuyeur de sortie, pour éviter que le liquide de refroidissement ne s'égoutte en aval sur la surface de la bande.
12. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 sous forme d'un laminoir de bandes à chaud, dans lequel le système d'essuyage (1 ) est utilisé comme essuyeur d'entrée.
13. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans laquelle le système d'essuyage (1 ) est utilisé pour l'élimination d'eau d'une surface de bande en déplacement horizontal ou vertical dans le cas d'un laminoir de bandes à chaud ou à froid, en vue du séchage de bande à des fins de mesure, de l'application de lubrifiant ou d'un refroidissement.
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