FR2475435A1 - Dispositif de pulverisation d'un agent de refroidissement sur des brames d'acier - Google Patents
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Abstract
LE DISPOSITIF COMPREND UN BOITIER 15 COMMUN SUR LES SORTIES DE PULVERISATEUR, BOITIER DANS LEQUEL DEBOUCHE UNE CHAMBRE DE MELANGE 16, ET UN RACCORDEMENT D'AGENT DE REFROIDISSEMENT A LA CHAMBRE DE MELANGE, FORME PAR UN TUBE RAPPORTE INTERCHANGEABLE 19 QUI PENETRE DANS LA CHAMBRE DE MELANGE 16. LE BOITIER 15 REALISE CYLINDRIQUEMENT ET PRESENTANT UN ALESAGE D'AMENEE 24 CYLINDRIQUE, PRESENTE EN DEUX ENDROITS DIAMETRALEMENT OPPOSES, EN TANT QUE SORTIE DE PULVERISATEUR, CHACUN UN FRAISAGE PRISMATIQUE 30, 31 QUI DEBOUCHE RADIALEMENT DANS L'ALESAGE D'AMENEE 24. APPLICATION NOTAMMENT AU REFROIDISSEMENT DE COULEES D'ACIER EN CONTINU.
Description
La présente invention a trait à un dispo-
sitif de pulvérisation d'un agent de refroidissement sur des brames d'acier, équipé de pulvérisateurs en amont desquels est disposée une chambre de mélange avec alimentation séparée pour l'agent moteur et l'agent de refroidissement, les sorties des pulvérisateurs étant réalisées de sorte que le mélange d'agent moteur et d'agent de refroidissement parvienne sur la surface des brames en large éventail et sous un angle aigu dans des directions opposées, les sorties des pulvérisateurs partant d'un bottier commun, dans lequel débouche la
chambre de mélange, et le raccordement d'agent de re-
froidissement à la chambre de mélange étant formé par un tube rapporté interchangeable, qui pénètre dans la
chambre de mélange, en particulier dans le cas de cou-
lées au format des brames sortant d'une coquille de coulée en continu, les pulvérisateurs pénétrant dans l'espace intermédiaire entre deux rouleaux de guidage
adjacents de la coulée en continu étant dirigés paral-
lèlement aux axes des rouleaux de guidage et le bottier des pulvérisateurs étant disposé entre le plan des axes
de rouleaux de guidage et de la surface des brames.
Un dispositif présentant les caractéristi-
ques essentielles du type précité fait l'objet de la
demande de brevet allemand antérieure P 28 16 441.2-24.
La demande antérieure précitée vis à résoudre essentiel-
lement les problèmes suivants: 1.) Une répartition uniforme du mélange d'eau-air ou vapeur ou gaz doit être obtenue sur la brame pour une accélération uniforme du mélange dans le cas
de la pulvérisation sur la largeur de la brame.
2.) Une pulvérisation derrière lesiouleaux (espace in-
termédiaire triangulaire entre la surface des bra-
mes et les rouleaux) doit être possible, simulta-
nément par l'effet de soufflage du jet de mélange,
un balayage d'eau stagnante et de particules incandes-
centes hors de la zone entre les rouleaux est souhaité.
3.) Le débit d'eau doit être réglable, et même sans modification de l'aspect de la pulvérisation pour un pulvérisateur déterminé. La présente invention a pour objet de perfectionner le mode d'action d'un dispositif du type indiqué dans le préambule, par le fait que:
a) grâce à un jet large en forme d'éven-
tail, une plus grande surface d'échange de chaleur
peut être obtenue.
b) grâce) des gouttes plus petites, un refroidissement plus intense peut être obtenu et les
différentes gouttes peuvent se vaporiser plus rapide-
ment,
c) les gouttes non vaporisées sont pulvé-
risés latéralement au-dessus de la brame.
En outre, le-pulvérisateur doit être réa-
lisé de façon plus simple.
Conformément à la présente invention, le problème posé est résolu essentiellement par le fait
que le bottier de pulvérisateur réalisé cylindrique-
ment ou sensiblement cylindriquement et présentant un alésage d'amenée cylindrique, présente en deux endroits
diamétralement opposés, en tant que sorties du pulvé-
risateur, chacun un fraisage prismatique qui débouche
radialement dans l'alésage d'amenée.
Grâce à l'invention, la conception mise
en pratique de l'objet de la demande de brevet anté-
rieure P 28 16 441.2-24 d'ouvertures de sortie de pul-
vérisateur opposées, c'est-à-dire presque en vis-à-
vis l'une de l'autre, est évitée. Il est ainsi avan-
tageusement possible d'élargir la profondeur de jet à
la grandeur voulue, sans que les jets se gênent mutuel-
lement (ce qui était le cas pour l'objet de la deman-
de de brevet antérieure).
Grâce à la conception selon l'invention permettant de réaliser le pulvérisateur de sorte que les jets ne soient plus dirigés les uns vers les au-
tres, on obtient simultanément une structure plus sim-
ple du pulvérisateur. Celui-ci se caractérise en ou-
tre, selon une forme de réalisation préférée de l'in-
vention, par le fait que l'alésage d'amenée cylindri-
que du bottier de pulvérisateur est réalisé sous la -
forme d'alésage borgne et présente une terminaison an-
térieure sphérique, et par le fait que les fraisages
latéraux constituant les sorties de pulvérisateur dé-
bouchent dans le rayon de la terminaison sphérique de l'alésage d'amenée en forme de trou borgne du bo5tier
de pulvérisateur.
Une autre caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait qu'à l'intérieur de l'alésage d'amèneé du bottier de pulvérisateur, est disposé, en amont des sorties de pulvérisateur, un
disaue de turbulence. Le disque de turbulence est avan-
tageusement réalisé de sorte que le mélange d'eau et d'air déjà formé en amaont, qui possède au centre de la chambre (en regardant radialement) une proportion d'eau plus grande que sur les zones marginales, se mélange encore plus intensivement. Le diamètre moyen
des gouttes peut ainsi avantageusement être réduit.
L'invention est représentée à l'aide d'exemples de réalisation sur les dessins annexés et
expliqués ci-après en détail.
- La figure I est une vue de dessus (cou-
pe selon la ligne I-I de la figure 2) d'une partie d'une coulée continue introduite entre deux rouleaux
de guidage.
- la figure 2 est une coupe selon la
ligne II-II de la figure 1.
- la figure 3 représente, à grande échel-
le par rapport aux figures 1 et 2, une forme de réa-
lisation d'un dispositif de refroidissement (en éléva- tion correspondant à la figure 2 ou en coupe verticale partielle), dans laquelle les différentes parties sont
représentées pour la plupart en position démontée.
- la figure 4 représente le bo5tier de pulvérisateur de la figure 3, en regardant dans le sens de la flèche A.
- la figure 5 est une coupe selon la li-
gne V-V de la figure 3.
- la figure 6 représente en vue de dessus le disque de turbulence du boîtier de pulvérisateur,
représenté en demi-élévation latérale sur la figure 3.
Sur la figure 1, les références 10, 11, désignent deux rouleaux-de guidage en vis-à-vis d'une installation de coulée en continu de brame d'acier. La brame d'acier guidée entre les rouleaux de guidage
, 11 est désignée par la référence 12.Oomme repré-
senté sur la figure 2, sur les deux cotés de la brame d'acier 12 sont disposés en succession dans le sens de coulée 13, à des écartements relativement petits a, plusieurs rouleaux de guidage parallèles 10, 11 (cf. figure 1).Entre deux rouleaux de guidage 10 pénètre,
sur le côté supérieur de la brame d'acier 12, un dis-
positif de refroidissement qui est désigné dans son
ensemble par 14.
Comme on peut le voir en détail en parti-
culier sur la figure 3, le dispositif de refroidisse-
ment 14 se compose essentiellement de deux complexes, à savoir d'une part d'un bottier de pulvérisateur 15 et d'autre part d'une chambre de mélange 16. Dans la chambre de mélange 16 débouche latéralement un raccord 17 pour l'agent moteur, par exemple de l'air. L'agent de refroidissement, par exemple de l'eau, est amené à
la chambre de mélange 16 par raccord 18.
Comme le montre en outre la figure 3, le raccord 18 de liquide de refroidissement est essentiel- lement réalisé sous la forme d'un tube rapporté 19, qui pénètre coaxialement dans la chambre de mélange 16, également tubulaire. A l'extrémité supérieure du tube rapporté 19 est soudé un écrou de fixation 20, qui présente un taraudage 21. L'écrou 20 et le taraudage 21
servent à la fixation du tube rapporté 19 sur un file-
tage correspondant 22 de la chambre de mélange 16. à l'extrémité supérieure de l'écrou 20 est réalisé un
filetage 23 qui est prévu pour la fixation d'une cana-
lisation de liquide defroidissement, par exemple de
manière habituelle au moyen d'un écrou-chapeau.
Le liquide de refroidissement, par exemple de l'eau, est introduit en 23 dans le tube rapporté 19 etde là, dans la chambre de mélange 16. Le débit du liquide de refroidissement est déterminé avec précision
par le diamètre interne du tube rapporté 19 utilisé.
Par échange du tube rapporté 19 et son remplacement par un autre tube rapporté de plus grand ou de plus petit
diamètre, il est ainsi possible de façon simple de mo-
difier le débit d'eau de refroidissement indépendam-
ment au débit d'air introduit en 17 dans la chambre de mélange et indépendamment de la géométrie du bottier de pulvérisateur 15. Comme le tube rapporté 19 peut facilement être échangé, différents rapports de débit liquide de refroidissement/agent moteur peuvent être choisis de façon simple, sans devoir effectuer des
modifications sur le bottier de pulvérisateur 15 lui-
même. Les rapports de pression sur l'amenée de liquide de refroidissement d'une part et sur l'amenée d'agent moteur d'autre part n'ont également pas besoin d'être
modifiés en aucune façon à cette fin.
En raison de la section relativement grande de la chambre de mélange 16, les pertes par friction du mélange sur le trajet vers les sorties de pulvérisateur sont maintenues faibles, ce qui se ré- percute avantageusement par un accroissement de la
vitesse des jets de pulvérisation s'échappant des sor-
ties des pulvérisateurs, Une répercussion également avantageuse dans le sens précité est que le courant de mélange liquide de refroidissementagent moteur se subdivise tout d'abord à l'intérieur du bottier de pulvérisateur
en deux courants partiels.
La figure 3 permet en outre de constater que le bottier de pulvérisateur 15 présente un alésage d'amenée cylindrique 24, qui est réalisé sous la forme d'un alésage borgne. L'alésage d'amenée 24 présente deux gradins et possède à son extrémité supérieure un
taraudage 25 qui coopère avec un filetage correspon-
dant 26 de la chambre de mélange 16. Dans l'alésage 24 en trou borgne est introduit un disque de turbulence
2'7 qui s'appuie axialement sur un gradin 28 de l'alé-
sage en trou borgne 24 du boCtier de pulvérisateur 15.
Le disque de turbulence 1'7 est, en vue de dessus-, éga-
lement visible sur la figure 6. Il possède à sa sur-
face périphérique circulaire quatre fraisages radiaux
29 disposés à des écarts angulaires de 90 entre eux.
Grâce au disque de turbulence 27 et grâce à la dispo-
sition et à la configuration de celui-ci, on obtient un mélange encore plus intensif du mélange eau-air existant dans la chambre de mélange 16, si bien que de manière avantageuse, une autre réduction du diamètre moyen des gouttes des jets s'échappant du bottier de
pulvérisateur 15 peut être obtenue.
7n5 Comme il ressort en outre des figures 3, 4 et 5, dans le bottier de pulvérisateur 14, en deux endroits diamétralement opposés de celui-ci, sont usinés deux fraisage prismatiques 30, 31 en tant que
sorties de pulvérisateur. Les fraisages 30, 31 (sor-
ties de pulvérisateur) sont réalisés de sorte qu'une pénétration de ceuxci avec l'alésage d'amenée 24 en forme de trou borgoe du bottier 15 de pulvérisateur s'effectue dans la zone terminale sphérique 32 de l'alésage 24. La forme des ouvertures de sortie 33 se formant ainsi est particulièrement bien visible sur la figure 4. Les fraisages prismatiques 30, 31 ont, par rapport à leur plan de symétrie (par exemple 34) vis-àvis du plan horizontal de la surface de brame, un angle d'inclinaison de Y = 50 (cf. figure 3). Grâce aux fraisage prismatiques 30, 31 ou aux ouvertures de sortie de pulvérisateur 33 en résultant, deux jets plans larges dirigés dans des directions opposées (cf. figures 1 et 2) sont engendrés. Les deux jets plans s'élargissent, en vue de dessus (figure 1) sous un
angle plus grand a et, dans la direction perpendiculai-
re à celui-ci (figure 2) sous un angle plus petit P. L'avantage de l'élargissement du jet selon l'angle a réside dans le fait qu'à courte distance de la sortie des pulvérisateurs, toute la largeur, en regardant dans le sens de la coulée 13, de la surface libre de la brame est pulvérisée. L'avantage de l'élargissement des jets selon l'angle P réside dans le fait que la zone d'incidence, en regardant dans le sens du jet 349 du jet de pulvérisation sur la surface de la brame est agrandie. Abstraction faite de l'angle d'incidence Y = 2 - 10 , avantageusement 50 (cf. les explications
ci-dessus et la figure 3), le plan des jets plats s'é-
largissant selon l'angle a se trouve parallèle à la surface des brames. Ceci signifie que la surface de brame devenant libre entre les rouleaux de guidage
, désignée sur la figure 1 par la cote e est pul-
vérisée à plus courte distance du bottier de pulvéri-
sateur 15 dans une mesure plus grande que ceci n'est possible dans le cas de l'objet de la demande antérieu- re P 28 16 441.2-24, Grâce à ces avantages assurés par les angles ac, et Y, l'uniformité du refroidissement des brames est sensiblement améliorée. Les avantages décrits ci-dessus sont à attribuer aux différents jets plans. Le type différent des jets plans engendrés
par l'objet de l'invention par rapport à la réalisa-
tion antérieure selon la demande P 28 16 441.2-24 est essentiellement caractérisé par le fait que des jets
plans isolés à angle de jet large a avec un élargisse-
ment de jet moindre perpendiculairement à celui-ci (angle A) sont formés, par contre dans le cas de la demanie antérieure P 28 16 441.2-24 à partir d'un jet
approximativement rond, on obtient un jet -ovale légè-
rement aplati.
Une autre différence fondamentale par rapport à la réalisation antérieure selon la demande P 28 16 441. 2-24 réside dans le fait que le boîtier de pulvérisateur 15 est disposé à une distance de 150 mm ou plus de l'extrémité côté pulvérisateur du tube rapporté 19 de la chambre de mélange 16.. Cette cote
désignée par b est visible sur la figure 3. Elle s'ap-
plique pour l'état monté des différentes pièces repré-
sentées en position démontée sur la figure 3.
Les figures 1 et 2 montrent en outre une
autre caractéristique essentielle de l'invention.
Celle-ci réside dans le fait que les différents dis-
positifs de pulvérisation 14 se succédant dans le sens
de la coulée 13 sont décalés latéralement en alter-
nance vers la gauche et vers la droite de la distance d de l'axe médian 34 de la coulée. Lés dispositifs de
pulvérisation 14 sont fixés entre les différents rou-
leaux de guidage 10. La distance d du décalage latéral du dispositif de pulvérisation 14 doit être choisie
selon l'écart de pulvérisation caractérisé par la co-
te e. Il s'élève, comme représenté sur la figure 2, à environ la moitié de la largeur f de la surface de brame non pulvérisée. Du fait que le dispositif de pulvérisation est décalé dans l'espace intermédiaire des rouleaux de guidage voisins de la même distance d vers l'autre c8té de l'axe médian 35, on obtient en considérant une paire de rouleaux de guidage, une répartition uniforme de liquide sur toute la largeur
de la brame 12 à pulvériser.
En résumé, les avantages suivants peuvent être essentiellement obtenus grâce au dispositif de
l'invention; grâce aux ouvertures de sortie prismati-
ques 30, 31, 33, qui pulvérisent, en regardant de
l'axe médian de la chambre de mélange 16, vers l'exté-
rieur, des jets plans sont engendrés, qui peuvent être réalisés variables en ce qui concerne leurs angles
de pulvérisation (a et P), selon la géométrie de l'alé-
sage d'amenée 24 et des sorties de pulvérisateur 30, 31, 33. Une pulvérisation plus uniforme de la surface de
brame à refroidir est ainsi possible. Grâce à la cham-
bre de mélange 16 équipée d'un disque de turbulence 27, un meilleur mélange d'eau et d'air peut être obtenu dans le bottier de pulvérisateur 15, et ainsi des gouttes plus petites des jets de pulvérisation. Grâce aux gouttes plus petites des jets de pulvérisation, un refroidissement plus intensif de la surface des brames est assuré, car les différentes gouttes se vaporisent plus rapidement. Enfin, un avantage particulier de l'objet de l'invention réside dans le fait que les
deux jets de pulvérisation ne se coupent pas, mais pul-
vérisent vers l'extérieur. Une réalisation très simple
du bottier de pulvérisateur est ainsi possible.
Claims (8)
1) Dispositif de pulvérisation d'un
agent de refroidissement sur des brames d'acier, équi-
pé de pulvérisateurs en amont desquels est disposée une chambre de mélange avec alimentation séparée pour un agent moteur et l'agent de refroidissement, les sorties des pulvérisateurs étant réalisées de sorte que
le mélange d'agent moteur et d'agent de refroidisse-
ment parvienne sur la surface des brames en large éven-
tail et sous un angle aigu dans des directions opposées entre elles, les sorties des pulvérisateurs partant d'un bottier commun, dans lequel débouche la chambre de mélange, et le raccordement d'agent de refroidissement
à la chambre de mélange étant formé par un tube rappor-
té interchangeable, qui pénètre dans la chambre de mé-
lange, en particulier dans le cas de coulées au format des brames sortant d'une coquille de coulée en continu,
les pulvérisateurs pénétrant dans l'espace intermédiai-
re entre deux rouleaux de guidage adjacents de la cou-
lée en continu étant dirigés parallèlement aux axes
des rouleaux de guidage et le bottier des pulvérisa-
teurs étant disposé entre le plan des axes de rouleaux de guidage et de la surface des brames, caractérisé en
ce que le boîtier de pulvérisateur (15) réalisé cy-
lindriquement ou sensiblement cylindriquement er pré-
sentant un alésage d'amenée (24) cylindrique présente en deux endroits diamétralement opposés, en tant que sorties de pulvérisateurs (33), chacun un fraisage prismatique (30, 31) qui débouche radialement dans
l'alésage d'amenée (24).
2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sorties (30, 31, 33) des pulvérisateurs sont fraisées débouchant dans l'alésage d'amenée (24) du bottier (15) par raport à la surface
des brames sous un angle (Y) de 2 à 10 .
3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle (Y) entre la direction des sorties (30, 31, 33) des pulvérisateurs et la
surface des brames, égale 5 .
4) Dispositif selon l'une des revendica-
tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'alésage d'amenée (24) cylindrique du boîtier (15) du pulvérisateur est
réalisé en tant que trou borgne et présente une ter-
minaison antérieure sphérique (32).
) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fraisages latéraux (30, 31) formant les sorties (33) des pulvérisateurs débouchent
dans le rayon de la terminaison sphérique (32) de l'a-
lésage d'amenée (24) en forme de trou borgne du boi-
tier (15) du pulvérisateur.
6) Dispositif selon l'une des revendica-
tions I & 5, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de
l'alésage d'amenée (24) du bo5tier (15) des pulvéri-
sateurs est disposé en amont des sorties (30, 31, 33)
des pulvérisateurs un disque de turbulence (27).
7) Dispositif selon l'une des revendica-
tions 1 à 6, caractérisé en ce que le bottier (15) du pulvérisateur est disposé à une distance (b) de mm au plus de l'extrémité c8té pulvérisateur du
tube rapporté (19) de la chambre de mélange (16).
8) Dispositif selon l'une des revendica-
tions 1 à 7, caractérisé en ce que les différents dis-
positifs de pulvérisation (14) se succédant dans le
sens de la coulée (13) sont disposés décalés latéra-
lement entre eux, en laternance, en sens opposé d'une quantité déterminée (d), rapportée à l'axe médian (35)
de la coulée (12).
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la grandeur (d) du décalage
latéral des dispositifs de pulvérisation (14) corres-
pond approximativement à la moitié de la largeur (f)
de la surface non mouillée des brames.
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