FR2480423A1 - Controlled strip cooling appts. - with water sprays either side of moving strip and opposing cooling air jets - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif pour assurer le refroidissement contrôlé d'un article en ruban continu, en particulier d'un ruban composite, c'est-à-dire formé d'une série de couches en des matériaux qui diffèrent les uns des autres par leurs caractéristiques physico-chimiques et techniques. Tel est le cas, par exemple,.' des plaques de couverture constituées par une tôle d'acier protégée par un matériau mauvais conducteur de la chaleur et revêtue, sur ses deux faces, d'une couche en un matériau capable de résister aux agents atmosphériques. The present invention relates to a device for ensuring the controlled cooling of a continuous ribbon article, in particular of a composite ribbon, that is to say formed of a series of layers of materials which differ from each other. others by their physico-chemical and technical characteristics. This is the case, for example. ' cover plates made of a sheet of steel protected by a material which is a poor conductor of heat and coated, on both sides, with a layer of a material capable of withstanding atmospheric agents.
Comme ce matériau mauvais conducteur de la chaleur est normalement coulé ou appliqué à température élevée sur le ruban continu et que les phases mécaniques ultérieures (profilage, pliage, découpage, etc.) nécessitent que le ruban soit à la température ambiante ou même à une température inférieure à la température ambiante, il est évidemment très important de refroidir ce ruban avant de procéder auxdites opérations mécaniques. As this poor heat conducting material is normally poured or applied at high temperature onto the continuous tape and the subsequent mechanical phases (profiling, folding, cutting, etc.) require that the tape is at room temperature or even at a temperature below ambient temperature, it is obviously very important to cool this strip before proceeding with said mechanical operations.
L'invention vise un dispositif conduisant à un refroidissement rapide et peu coûteux du ruban. The invention relates to a device leading to rapid and inexpensive cooling of the ribbon.
Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de gicleurs pour envoyer sur les deux faces du ruban, un brouillard d'eau destiné à se vaporiser instantanément en prélevant de la chaleur à ce ruban, des moyens pour diriger vers les deux faces du ruban, une lame d'air froid orientée tangentiellement, et un tunnel dans lequel de l'air froid circule à contre-courant en vue de compléter le refroidissement jusqu'à obtention, à la sortie , d'une température sensiblement uniforme dans toute l'épaisseur du ruban. According to the invention, this device is characterized in that it comprises a set of nozzles for sending on the two faces of the ribbon, a mist of water intended to vaporize instantaneously by taking heat from this ribbon, means for direct towards the two sides of the ribbon, a tangential cold air blade, and a tunnel in which cold air circulates against the current in order to complete the cooling until obtaining, at the outlet, a substantially uniform temperature throughout the thickness of the tape.
De préférence, les gicleurs sont répartis suivant deux rangées sur les deux faces du ruban en mouvement et sont montés dans une chambre de pulvérisation délimitée par un carter comportant des moyens pour chasser la vapeur d'eau, et ce carter comprend deux éléments, l'élément supérieur étant muni d'une soupape servant à régler le débit de la vapeur chassée, tandis que l'élément inférieur comporte une vidange pour les produits condensés. Preferably, the nozzles are distributed in two rows on the two faces of the moving ribbon and are mounted in a spraying chamber delimited by a casing comprising means for expelling water vapor, and this casing comprises two elements, the upper element being provided with a valve serving to regulate the flow rate of the expelled vapor, while the lower element comprises a drain for condensed products.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawings and giving, by way of explanation but in no way limiting, an embodiment.
Sur ces dessins
la figure 1 représente, de façon schématique, la fabrication selon une technique connue, d'un ruban continu, muni d'un matériau de revêtement et d'un matériau protecteur
la figure 2 représente, de façon schématique, en élévation latérale et en coupe, le dispositif selon l'invention
la figure 3 représente de façon détaillée les éléments servant à souffler de l'air à vitesse élevée
la figure 4 est une vue en coupe du ruban, à très grande echelle ; et
la figure 5 représente trois courbes (A,B,C) de variation de la Température en fonction de l'épaisseur S du ruban, ces trois courbes correspondant à trois phases différentes du refroidissement.On these drawings
Figure 1 shows, schematically, the manufacture according to a known technique, of a continuous tape, provided with a coating material and a protective material
Figure 2 shows, schematically, in side elevation and in section, the device according to the invention
Figure 3 shows in detail the elements used to blow air at high speed
Figure 4 is a sectional view of the ribbon, on a very large scale; and
FIG. 5 represents three curves (A, B, C) of variation of the Temperature as a function of the thickness S of the ribbon, these three curves corresponding to three different phases of cooling.
On connaît un procédé de fabrication de plaques de couverture constituées par une tôle d'acier protégée par une couche en un matériau mauvais conducteur de la chaleur. La tôle d'acier (figure 1) contenue dans un rouleau 1 se chauffe en passant dans un bain 2 en matière thermo-plastique, maintenu à l'état fondu, à température élevée ; à la sortie de ce bain, on applique sur la tôle qui a subi ce chauffage préalable, une couche d'une matière thermo-plastique à l'état fondu 3 ; on applique ensuite, sur la face supérieure et sur la face inférieure du ruban, deux pellicules 4 en des matériaux capables de résister aux agents atmosphériques, par exemple en aluminium, en cuivre, en acier inoxydable ou en polyéthylène. There is a known method of manufacturing cover plates formed by a steel sheet protected by a layer of a material which is poorly conductive of heat. The steel sheet (FIG. 1) contained in a roller 1 is heated by passing through a bath 2 made of thermo-plastic material, kept in the molten state, at high temperature; at the end of this bath, a layer of a thermoplastic material in the molten state is applied to the sheet which has undergone this prior heating; then applied to the upper face and the lower face of the tape, two films 4 made of materials capable of withstanding atmospheric agents, for example aluminum, copper, stainless steel or polyethylene.
On fait passer l'article ainsi obtenu entre deux cylin dres calibreurs 5 dont le rôle est d'uniformiser l'épaisseur de la couche 3 de matière thermo-plastique, introduite entre la tôle 1 et la pellicule extérieure 4. Ce procédé connu de fabrication comporte ensuite les opérations de refroidissement (en 6) de l'article obtenu, en vue de traitements mécaniques ultérieurs (en 7), par exemple le profilage et le pliage, ainsi que le découpage (en 8) de l'article terminé en pièces de dimension donnée. The article thus obtained is passed between two cylinders of calibrators 5 whose role is to standardize the thickness of the layer 3 of thermo-plastic material, introduced between the sheet 1 and the outer film 4. This known manufacturing process then comprises the cooling operations (in 6) of the article obtained, with a view to subsequent mechanical treatments (in 7), for example profiling and folding, as well as cutting (in 8) of the finished article into pieces of given dimension.
On comprend aisément que, pour que l'on puisse procéder correctement aux traitements mécaniques de l'article ainsi constitué, il est nécessaire que les couches de matière thermo-plastique qui le composent soient portées à la température ambiante, ou même à une température inférieure à la température ambiante afin de leur assurer une résistance mécanique suffisante pour que l'on puisse procéder aux opérations mécaniques ultérieures. It is easily understood that, in order to be able to carry out the mechanical treatments of the article thus constituted correctly, it is necessary that the layers of thermo-plastic material which compose it are brought to ambient temperature, or even to a lower temperature. at room temperature in order to provide them with sufficient mechanical strength so that subsequent mechanical operations can be carried out.
Il est bien évident également que la vitesse d'entrai- nement du ruban est d'autant plus grande que l'opération de refroidissement est plus efficace et plus rapide. It is also obvious that the tape drive speed is higher the more efficient and faster the cooling operation.
La figure 2 représente l'appareillage selon l'invention. Figure 2 shows the apparatus according to the invention.
On plonge le ruban 1, qui est encore à une température élevée, dans un récipient 9 dans lequel se trouve un brouillard d'eau formé par des gicleurs ou pulvérisateurs 10. Les gouttelettes d'eau qui viennent au contact de la surface chaude de l'article se vaporisent instantanément en donnant de la vapeur d'eau qui est ensuite aspirée par l'intermédiaire d'un carter adjacent 11, muni d'une soupape régulatrice 12. Dans cette chambre 9, le ruban se refroidit très rapidement en perdant sa chaleur sous l'effet du passage de l'eau de l'état liquide à l'état de vapeur. On sait, en effet, que la chaleur de vaporisation de l'eau est de 539 Cal/kg. Par conséquent, pour chaque kilogramme d'eau évaporée à l'inte- rieur de la chambre 9, on extrait 539 Cal du ruban.Grâce à un tei procédé, et à la condition de régler convenablement le débit des gicleurs 10, ainsi que leur partition dans la chambre, on parvient à une baisse tres rapide de la température du ruban, dans un espace particulièrement réduit. The ribbon 1, which is still at a high temperature, is immersed in a container 9 in which there is a mist of water formed by nozzles or sprayers 10. The water droplets which come into contact with the hot surface of the 'article vaporize instantly giving steam which is then sucked through an adjacent casing 11, provided with a regulating valve 12. In this chamber 9, the ribbon cools very quickly losing its heat under the effect of the passage of water from the liquid state to the vapor state. It is known, in fact, that the heat of vaporization of water is 539 Cal / kg. Consequently, for each kilogram of water evaporated inside the chamber 9, 539 Cal is extracted from the ribbon. Thanks to a method, and on condition that the flow rate of the nozzles 10 is properly adjusted, as well as their partition in the room, we achieve a very rapid drop in the temperature of the tape, in a particularly small space.
A la sortie de la chambre 9, sont disposés deux éléments souffleurs 13 (figure 3) qui envoient de l'air animé d'une grande vitesse tangentiellement sur le ruban, ce qui permet de chasser mécaniquement de la surface de l'article, des traces éventuelles d'eau à l'état liquide qui peuvent se présenter sur cet article, surtout si sa surface n'est pas parfaitement uniforme et lisse. At the outlet of the chamber 9, two blowing elements 13 are arranged (FIG. 3) which send animated air of high speed tangentially to the ribbon, which makes it possible to mechanically expel from the surface of the article, possible traces of water in a liquid state which may appear on this article, especially if its surface is not perfectly uniform and smooth.
A la sortie des éléments souffleurs 13, le ruban pénètre dans le tunnel 14. à l'intérieur duquel de l'air froid, entraîné
par des ventilateurs 15, circule à contre-courant
Ce tunnel 14 a pour rôle d'uniformiser la température du ruban dans toute son épaisseur, de provoquer l'évaporation de l'humidité résiduelle demeurant éventuellement sur l'article et de permettre le réglage de la température du ruban à l'entrée dans la profileuse ; en réglant, à l'aide de volets 16, la quantité d'air en circulation dans le tunnel 14, on peut régler la température du ruban à la sortie de ce tunnel car l'air envoyé à une température inférieure à celle du ruban, occasionne un nouveau transfert de calories du ruban dans l'air.At the outlet of the blowing elements 13, the ribbon enters the tunnel 14. inside which cold air, entrained
by fans 15, flows against the current
The purpose of this tunnel 14 is to standardize the temperature of the ribbon throughout its thickness, to cause the evaporation of the residual moisture possibly remaining on the article and to allow the temperature of the ribbon to be adjusted upon entry into the roll forming machine; by adjusting, with the aid of flaps 16, the amount of air circulating in the tunnel 14, the temperature of the ribbon at the outlet of this tunnel can be adjusted because the air sent at a temperature lower than that of the ribbon, causes a new transfer of calories from the ribbon into the air.
Le tunnel 14 a en particulier pour rôle d'uniformiser la température du ruban en cours d'élaboration, dans le sens de son épaisseur ; en effet, la tôle d'acier logée à l'intérieur de l'article composite possède une capacité calorifique élevée et, par conséquent, elle absorbe une quantité importante de chaleur au cours des phases 2 et 3 de la figure 1 ; par suite, au cours de la traversée du tunnel 14, la température de l'article a tendance à s'uniformiser dans le sens de l'épaisseur du fait que la tôle cède de la chaleur aux matériaux -qui l'entourent. En maintenant une circulation d'air animée d'une vitesse élevée sur les faces extérieures de l'article composite, on a la possibilité de chasser la chaleur résiduelle en la cédant à l'air. Ainsi, a la sortie du tunnel, la température de l'article est bien régulière sur toute son épaisseur et sa valeur est très voisine de celle de l'air entrant à contre-courant. The tunnel 14 has in particular the role of standardizing the temperature of the ribbon being produced, in the direction of its thickness; in fact, the steel sheet housed inside the composite article has a high heat capacity and, consequently, it absorbs a significant amount of heat during phases 2 and 3 of FIG. 1; as a result, during the passage of the tunnel 14, the temperature of the article tends to become uniform in the direction of the thickness because the sheet metal gives up heat to the materials which surround it. By maintaining an animated air circulation at a high speed on the outer faces of the composite article, it is possible to expel the residual heat by transferring it to the air. Thus, at the exit of the tunnel, the temperature of the article is very regular over its entire thickness and its value is very close to that of the air entering against the current.
La figure 4 représente, en coupe, le ruban composite et sur la figure 5 sont représentés trois schémas des variations de la température en fonction de l'épaisseur S du ruban. Le schéma A représente les variations de la température è l'en- trée du tunnel 14, tandis que les schémas B et C représentent respectivement les variations de la température en un point intermédiaire du tunnel et à la sortie de ce dernier. FIG. 4 represents, in section, the composite ribbon and in FIG. 5 are represented three diagrams of the variations in temperature as a function of the thickness S of the ribbon. Diagram A represents the variations of the temperature at the entrance of the tunnel 14, while diagrams B and C represent respectively the variations of the temperature at an intermediate point of the tunnel and at the exit of the latter.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à cet exemple sans sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the example described and shown, and numerous modifications can be made to this example without departing from the scope of the invention.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
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