FR2552448A1 - Appareil de refroidissement continu d'une plaque metallique chauffee - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE REFROIDISSEMENT D'UNE PLAQUE METALLIQUE. ELLE SE RAPPORTE A UN APPAREIL DANS LEQUEL UNE BUSE 5 PROJETTE DE L'EAU DE REFROIDISSEMENT A LA FACE INFERIEURE D'UNE TOLE FORTE 3 A REFROIDIR. SELON L'INVENTION, LES PERTURBATIONS DUES A LA RETOMBEE DE L'EAU DANS LE RESERVOIR 4 ET A L'ASPIRATION DE BULLESSONT SUPPRIMEES PAR DISPOSITION D'UN CONDUIT 8 DE GUIDAGE QUI EST PARTIELLEMENT IMMERGE DANS L'EAU DE REFROIDISSEMENT CONTENUE DANS LE RESERVOIR 4. LES CARACTERISTIQUES DE REFROIDISSEMENT PEUVENT ETRE MODIFIEES PAR MODIFICATION DES DIMENSIONS ET DE LA POSITION DU CONDUIT DE GUIDAGE 8. APPLICATION AU REFROIDISSEMENT DES TOLES FORTES LAMINEES A CHAUD.

Description

2552448i La présente invention concerne un appareil de refroidissement

d'une plaque métallique chauffée, par exemple une tôle forte chauffée ou autre juste après son laminage à chaud, permettant un refroidissement continu 5 et uniforme sans déformation et donnant en outre des

propriétés avantageuses.

On projette souvent de l'eau de refroidissement

sur les faces supérieure et inférieure des tôles fortes chauffées se déplaçant horizontalement dans leur direction 10 longitudinale afin que la tôle soit refroidie à une température prédéterminée et que sa résistance mécanique et sa ténacité, après laminage à chaud, soient améliorées.

L'appareil classique de refroidissement d'une plaque métallique ou tôle forte chauffée à une tempéra15 ture pédéterminée comporte des buses supérieures de projection d'eau de refroidissement en direction pratiquement verticale sur la face supérieure de la plaque, un collecteur des buses supérieures destiné à transmettre de l'eau de refroidissement à ces buses supérieures, des 20 buses inférieures de projection d'eau de refroidissement

à la face inférieure de la plaque, et un collecteur inférieur destiné à transmettre de l'eau aux buses inférieures.

Comme l'indique la figure 1, les buses supérieures 2 de projection d'eau de refroidissement sont 25 placées à distance les unes des autres, à intervalles prédéterminés, au-dessus de la plaque métallique chauffée (non représentée) dans la direction de la largeur de cette plaque, et elles projettent de l'eau de refoidissement qui leur est transmise par un collecteur 1, en 30 direction sensiblement verticale, sous forme d'une couche

se constituant à la face supérieure de la plaque métallique.

Les buses inférieures (non représentées) sont placées à distance les unes des autres, à des intervalles prédéterminés, au-dessous de la plaque et dans la direction 35 de sa largeur et elles projettent de l'eau de refroidissement qui leur est transmise par le collecteur inférieur (non représenté), en direction sensiblement verticale

et sous forme d'un brouillard parvenant à la face inférieure de la plaque.

Dans l'appareil connu de refroidissement d'une plaque métallique chauffée, il est très important que 5 les buses supérieures 2 de projection de l'eau de refroidissement et que les buses inférieures aient pratiquement les mêmes caractéristiques de refroidissement afin que les déformations et autres inconvénients apparaissant

dans la plaque métallique soient réduits.

A cet effet, on a habituellement augmenté le

débit d'eau de refroidissement transmise au collecteur inférieur, vers les buses inférieures, à une valeur comprise entre 2,0 et 2,5 fois le débit d'eau transmise au collecteur supérieur 1 puis aux buses supérieures 2, dans l'ap15 pareil précité.

La raison en est la suivante L'eau de refroidissement, lorsqu'elle a été projetée par les buses inférieures sur la face inférieure de la plaque métallique chauffée, quitte immédiatement cette surface et tombe, alors que 20 l'eau de refroidissement, après avoir été projetée par les buses supérieures, vers la face supérieure de la plaque, reste un moment sur cette face supérieure et

assure donc un effet secondaire de refroidissement.

En conséquence, lorsque l'eau de refroidissement ejectée 25 sur la face supérieure de la plaque chauffée a le même débit que l'eau projetée à la face inférieure, la face

supérieure se refroidit plus facilement que la face inférieure.

Cependant, la projection d'eau de refroidissement 30 en grande quantité à la face inférieure de la plaque

métallique, comme indiqué précédemment, n'est pas souhaitable pour des raisons de rentabilité.

La demande publiée de brevet japonais n 55-156612

décrit un appareil de refroidissement ne présentant pas 35 l'inconvénient précité On considère maintenant, en référence a la figure 2, le principe de fonctionnement de cet appareil connu de refroidissement d'une plaque métal-

lique chauffée.

Comme l'indique la figure 2, une plaque métallique chauffée 3 est disposée horizontalement Un réservoir 4 d'eau a un fond 4 a et des parois latérales 4 b, il est 5 destiné à contenir de l'eau de refroidissement, et il est placé sous la plaque métallique chauffée 3 Le réservoir 4 a une dimension suffisante pour qu'il collecte la totalité du courant projeté comme indiqué dans la suite Le fond 43 a du réservoir 4 a plusieurs buses 5 de projection 10 d'eau de refroidissement disposées en-direction sensiblement verticale et espacées les unes des autres, à intervalles prédéterminés dans le sens de la largeur de la plaque métallique 3 L'extrémité supérieure de chaque buse 5 se trouve au-dessous de la surface de l'eau de refroidissement 15 placée dans le réservoir 4 Un collecteur inférieur 6 destiné à transmettre l'eau de refroidissement aux buses inférieures 5 est raccordé à ces buses 5 Plusieurs buses supérieures de projection d'eau de refroidissement (non représentées) analogues à celles de la figure 1 sont 20 placées au-dessus de la plaque 3 et sont espacées à intervalles prédéterminés dans la direction de la largeur de la plaque 3, ces buses projetant de l'eau de refroidissement en direction sensiblement verticale vers la

face supérieure de la plaque 3.

Dans l'appareil précité de refroidissement d'une plaque métallique chauffée, lorsque l'eau de refroidissement est transmise par le collecteur inférieur 6 aux buses inférieures 5, alors que le réservoir 4 est rempli d'eau de refroidissement, l'eau provenant des buses infé30 rieures 5 et l'eau qui se trouve dans le réservoir 4 sont projetées sous forme d'un courant 7 en direction sensiblement verticale, vers la face inférieure de la plaque 3 si bien que celle-ci est refroidie à une température prescrite Le courant 7 sous forme d'un jet, lors35 qu'il a été projeté à la face inférieure de la plaque 3, est collecté en totalité dans le réservoir 4 De l'eau de refroidissement, en quantité sensiblement égale à

celle qui est transmise du collecteur 6 aux buses inférieures 5, déborde du réservoir 4.

Dans cet appareil de refroidissement, la face inférieure de la plaque peut être refroidie par de l'eau 5 avec un débit qui peut être un multiple élevé du débit

de l'eau de refroidissement provenant des buses inférieures 5, si bien que les caractéristiques de refroidissement obtenues avec cet appareil sont remarquablement accrues.

En outre, comme le courant 7, après projection à la face 10 inférieure de la plaque métallique 3, est totalement

collecté dans le réservoir 4, seule la quantité d'eau transmise du collecteur 6 aux buses inférieures 5 est consommée sous forme d'eau qui déborde du réservoir 4.

La consommation d'eau de refroidissement est ainsi fortement 15 réduite.

L'appareil décrit pose cependant les problèmes suivants. ( 1) Lorsque la position de l'extrémité supérieure de la buse inférieure 5 de projection d'eau de refroidis20 sement et lorsque le débit d'eau de refroidissement transmis à la buse 5 restent constants, le débit du courant 7 varie lors des variations du niveau de la surface de l'eau dans le réservoir 4 Plus précisément, lorsque la distance comprise entre la face inférieure de la plaque 25 métallique 3 et la surface de l'eau du réservoir 4 restent

constantes, les possibilités de refroidissement de la plaque chauffée 3 dépendent du débit des courants 7.

Il est donc nécessaire que la surface de l'eau de refroidissement reste toujours à un niveau constant dans le 30 réservoir 4 afin que la plaque 3 soit uniformément refroidie Cependant, la chute du courant 7, après sa projection à la face inférieure de la plaque 3 et dans le réservoir 3 provoque des mouvements considérables de la surface de l'eau du réservoir 4 sous forme de vaguelettes, et 35 l'extrémité supérieure de la buse 5 peut même parfois être exposée au-dessus de la surface de l'eau En outre, lorsque le courant 7 retombe dans le réservoir 4 comme indiqué précédemment, des bulles en quantité innombrable se forment à la surface de l'eau qui se trouve dans le réservoir 4 et ces bulles sont piégées dans le courant 7 et réduisent les caractéristiques de refroidissement. 5 Ainsi, dans cet appareil, la plaque ne peut pas être

refroidie uniformément et efficacement.

( 2) Un autre procédé récemment mis au point comprend le traitement d'une tôle forte chauffée, juste après son laminage à chaud, par refroidissement contrôlé 10 en continu afin que les éléments d'alliage soient en quantité minimale, si bien que la tôle d'acier obtenue a une résistance mécanique élevée et une ténacité excellente Selon ce procédé, la vitesse de refroidissement de la tôle ou plaque d'acier chauffée doit être réglée 15 en fonction de l'épaisseur et d'autres caractéristiques de la tôle afin que celle-ci soit fabriquée avec la qualité voulue, et une plus grande plage de réglage de la vitesse de fabrication permet la fabrication d'un plus grand nombre de types de tôles Cependant, lorsque le débit 20 d'eau provenant des buses inférieures 5 est réduit afin que la vitesse de refroidissement diminue, le courant 7 peut ne pas atteindre la face inférieure de la tôle chauffée et, lorsque le débit d'eau provenant des buses inférieures 5 augmente afin que la vitesse de refroidis25 sement augmente, le courant 7 atteignant la surface inférieure de la tôle est au contraire projeté sous une forme analogue à un brouillard, à la face de la tôle, et la vitesse de refroidissement ne peut pas augmenter Ainsi, lors de l'utilisation de l'appareil connu de refroidis30 sement, la vitesse de refroidissement de la tôle chauffée

ne peut pas être réglée dans une large plage.

Dans ces conditions, il est très souhaitable de disposer d'un appareil qui permette, pendant le refroidissement d'une plaque métallique chauffée disposée horizon35 talement au-dessus d'un réservoir d'eau, a une température

prédéterminée et à l'aide d'un courant projeté obtenu à partir de l'eau de refroidissement provenant de buses infé-

rieures placées dans le réservoir et de l'eau de refroidissement de ce réservoir, un refroidissement uniforme et efficace de la plaque métallique ainsi que le réglage de

la vitesse de refroidissement sur une large plage.

L'invention concerne donc un appareil qui permet, lors du refroidissement d'une plaque métallique chauffée disposée horizontalement au-dessus d'un réservoir, la plaque étant refroidie à une temperature prédéterminée par un courant d'eau produit par l'eau de refroidissement 10 provenant de buses inférieures de projection de l'eau placées dans le réservoir, et de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir, un refroidissement uniforme

et efficace de la plaque.

Elle concerne aussi un appareil qui permet 15 un réglage de la vitesse de refroidissement sur une large plage, lors du refroidissement d'une plaque métallique chauffée, disposée horizontalement au-dessus d'un réservoir, la plaque étant refroidie à une température prédéterminée à l'aide d'un courant projeté formé par l'eau de refroi20 dissement de buses inférieures placées dans le réservoir,

et de l'eau de refroidissement disposée dans ce réservoir.

L'invention concerne un appareil de refroidissement continu d'une plaque métallique chauffée disposée horizontalement, l'appareil comprenant: un dispositif supérieur de projection d'eau de refroidissement, placé audessus de la plaque, suivant une droite parallèle à la largeur de la plaque et destiné à projeter en direction sensiblement verticale de l'eau de refroidissement à la face supérieure de la plaque, 30 un collecteur supérieur destiné à transmettre de l'eau de refroidissement au dispositif supérieur de projection, au moins un réservoir d'eau placé sous la plaque et destiné à contenir de l'eau de refroidissement, un dispositif inférieur de projection d'eau de refroidissement, ayant 35 un alésage inférieur de projection d'eau de refroidissement, placé dans le réservoir, le long d'au moins une droite parallèle à la largeur de la plaque, l'alésage inférieur de projection étant disposé sous la surface de l'eau qui se trouve dans le réservoir, le dispositif inférieur de projection étant destiné à projeter, sous forme d'un courant, de l'eau de refroidissement provenant 5 de l'alésage inférieur avec de l'eau de refroidissement qui se trouve dans le réservoir, en direction sensiblement verticale, vers la face inférieure de la plaque, ledit courant projeté, lorsqu'il a été projeté à la face inférieure de la plaque, étant totalement collecté dans le 10 réservoir, et un collecteur inférieur destiné à transmettre de l'eau de refroidissement au dispositif inférieur de projection, caractérisé en ce qu'il comprend: un conduit de guidage du courant projeté, disposé 15 en direction sensiblement verticale entre le dispositif inférieur de projection et la face inférieure de la plaque métallique afin qu'il entoure le courant, la partie inférieure du conduit de guidage étant immergée dans l'eau de refroidissement placée dans le réservoir, l'extrémité 20 inférieure du conduit de guidage étant proche de l'alésage inférieur de projection du dispositif inférieur de projection, et l'extrémité supérieure du conduit de guidage étant placée à distance de la face inférieure de la plaque métallique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective partielle repré30 sentant des buses supérieures classiques de projection d'eau de refroidissement montées sur un collecteur supérieur; la figure 2 est une coupe illustrant le principe de fonctionnement d'un appareil de refroidissement de 35 type connu la figure 3 est une coupe illustrant le principe de fonctionnement de l'appareil de refroidissement selon l'invention; la figure 4 est une perspective partielle d'un mode de réalisation comprenant en combinaison une buse inférieure de projection d'eau de refroidissement, montée sur un collecteur inférieur, et un conduit de guidage d'un courant projeté, dans un appareil de refroidissement selon l'invention; la figure 5 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de conduit de guidage d'un courant projeté dans l'appareil de refroidissement selon l'inven10 tion; la figure 6 est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un conduit de guidage d'un courant projeté dans l'appareil de refroidissement selon l'invention; les figures 7 A, 7 B et 7 C sont des coupes longitudinales partielles représentant un autre mode de réalisation de conduit de guidage d'un courant projeté dans l'appareil de refroidissement selon l'invention; la figure 8 est une perspective avec des parties 20 arrachées d'un autre mode de réalisation représentant la combinaison d'une buse inférieure de projection d'eau de refroidissement et d'un collecteur inférieur, avec un conduit de guidage du courant projeté, dans un appareil de refroidissement selon l'invention; la figure 9 est un graphique représentant la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement de la buse inférieure de projection, porté en abscisses, et la hauteur h du courant au-dessus de la surface de l'eau dans le réservoir, en ordonnées, dans l'appareil 30 selon l'invention et dans un appareil connu; la figure 10 est un graphique représentant la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement de la buse inférieure et la hauteur h du courant au-dessus de la surface de l'eau de refroidissement dans le réservoir, 35 dans le cas de l'appareil selon l'invention ayant un conduit de guidage dont les diamètres internes supérieur et inférieur sont différents; la figure 11 est un graphique représentant la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement de la buse inférieure et le rayon x de la surface mouillée de la plaque métallique chauffée, dans l'appareil selon 5 l'invention, dans le cas de conduits de guidage ayant des diamètres internes supérieur et inférieur différents et dans le cas de l'appareil classique; la figure 12 est un graphique représentant la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement de la buse inférieure, d'une part, et le rapport Q'/Q du débit Q' du courant provenant du conduit de guidage au courant Q d'eau de la buse inférieure d'autre part, dans l'appareil selon l'invention, pour des conduits de guidage ayant des diamètres internes supérieur et 15 inférieur différents et dans le cas d'un appareil connu; la figure 13 est un graphique représentant la relation entre la longueur 12 du conduit de guidage placé sous l'eau, c'est-à-dire sous la surface de l'eau de refroidissement placée dans le réservoir, d'une part, et la 20 hauteur h du courant au-dessus de la surface précitée de l'eau d'autre part, dans le cas d'un appareil selon l'invention; La figure 14 est un graphique représentant la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure et la vitesse moyenne de refroidissement V obtenue dans l'appareil selon l'invention et dans un appareil classique; la figure 15 est une coupe d'un appareil de refroidissement d'une plaque métallique chauffée, selon 30 un mode de réalisation de l'invention; et la figure 16 est une coupe d'un autre mode de réalisation d'appareil selon l'invention lors du refroidissement

d'une plaque métallique chauffée.

Des études poussées ont été réalisées pour 35 la mise au point d'un appareil qui permet un refroidissement uniforme et efficace d'une plaque métallique ou tôle forte ainsi que le réglage de la vitesse de refroi-

dissement, sur une large plage, lors du refroidissement d'une plaque métallique chauffée placée horizontalement au-dessus d'un réservoir d'eau, à une température déterminée à 1 ' courant projeté formé par de l'eau de refroi5 dissement provenant de buses inférieures placées dans le réservoir et de l'eau de refroidissement disposée dans ce réservoir Ces études ont donné les résultats suivants Le débit du courant dépend du débit d'eau de refroidissement provenant du réservoir, cette eau devant 10 être mélangée à l'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure, et le débit de l'eau précitée de refroidissement provenant du réservoir dépend de la distance comprise entre la surface de l'eau dans le réservoir et l'extrémité supérieure de la buse inférieure Il est 15 ainsi possible de maintenir le débit du courant à une valeur prédéterminée constante, en permanence, même lorsque la distance comprise entre la surface de l'eau dans -le réservoir et l'extrémité supérieure de la buse inférieure varient, par disposition d'un conduit sensiblement verti20 cal de guidage du courant d'eau entre la buse et la face inférieure de la plaque métallique chauffée, ce conduit étant destiné à entourer ce courant projeté, celui-ci étant

donc projeté à l'intérieur du conduit de guidage.

L'invention repose sur cette découverte On 25 considère donc maintenant un appareil de refroidissement

continu d'une plaque métallique chauffée selon l'invention.

La figure 3 est une coupe illustrant le principe de fonctionnement de l'appareil de refroidissement d'une plaque métallique chauffée, par exemple d'une t 8 le forte, 30 par mise en oeuvre de l'invention Sur la figure 3, la

plaque métallique chauffée est disposée horizontalement.

Un réservoir 4 d'eau, ayant un fond 4 a et des parois latérales 4 b, destiné à contenir de l'eau de refroidissement, est placé sous la plaque 3 Ce réservoir 4 a 1 1 une dimension suffisante pour qu'il collecte toute l'eau du courant projeté comme indiqué dans la suite du présent mémoire, après projection à la face inférieure de la plaque 3 Comme l'indique la figure 4, plusieurs buses 5 inférieures 5 de projection d'eau de refroidissement sont disposées en direction sensiblement verticale, à distance les unes des autres, à des intervalles prédéterminés, dans la paroi inférieure 4 a du réservoir 4, suivant au moins une droite parallèle à la largeur de la plaque 10 métallique L'extrémité supérieure de chaque buse inférieure est au-dessous de la surface de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir 4 Chaque buse inférieure 5 projette de l'eau de refroidissement qui provient d'un collecteur inférieur 6 qui alimente la buse 5 en eau 15 de refroidissement provenant du réservoir 4, afin que l'eau forme un courant projeté en direction sensiblement verticale à la face inférieure de la plaque 3 Entre chaque buse inférieure 5 et la face inférieure de la plaque 3, un conduit 8 de guidage du courant projeté est 20 placé en direction sensiblement verticale afin qu'il entoure le courant 7 La section du conduit de guidage du courant 8 est supérieure à celle de la buse inférieure 5 de projection La partie inférieure du conduit 8 de guidage est immergée dans l'eau placée dans le réservoir 25 4, et l'extrémité inférieure du conduit 8 est proche de l'extrémité supérieure de la buse inférieure 5, l'extrémité supérieure du conduit 8 étant à distance de la face inférieure de la plaque métallique 3 Le collecteur inférieur 6 destiné à alimenter les -buses inférieures, est 30 relié à ces buses 5 Plusieurs buses supérieures de projection d'eau de refroidissement (non représentées) analogues à celles de la figure 1, sont placées au-dessus de la plaque métallique 3, à distance les unes des autres, à des intervalles prédéterminés suivant au moins une 35 droite parallèle à la largeur de la plaque 3, ces buses

projetant de l'eau de refroidissement en direction sensiblement verticale à la face supérieure de la plaque 3.

Dans l'appareil précité, destiné au refroidissement d'une plaque métallique chauffée, selon l'invention, lorsque l'eau de refroidissement est transmise du collecteur inférieur 6 aux buses inférieures 5 dans le réservoir 5 4 qui est rempli d'eau, l'eau de refroidissement de chacune des buses inférieures 5 et l'eau de refroidissement que contient le réservoir 4 sont projetées sous forme d'un courant 7 par l'intermédiaire du conduit 8 de guidage en direction sensiblement verticale à la face inférieure 10 de la plaque métallique 3 Simultanément, l'eau de refroidissement provenant du collecteur supérieur 1 représenté sur la figure 1 et transmise aux buses supérieures 2 représentées sur la figure 1, est éjectée en direction sensiblement verticale, sur la face supérieure de la 15 plaque métallique 3 Ainsi, la plaque 3 est refroidie uniformément à une température prescrite La quantité totale constituée par le courant 7 après sa projection à la face inférieure de la plaque 3 est collectée dans le réservoir 4 L'eau de refroidissement, en quantité 20 sensiblement égale à celle qui est transmise par le collecteur 6 aux buses inférieures 5 de refroidissement, déborde

du réservoir 4.

Le conduit 8 de guidage du courant projeté, indiqué précédemment, peut avoir une section uniforme 25 en direction axiale, comme indiqué précédemment, ou peut

aussi avoir une section supérieure inférieure à sa section inférieure comme l'indique la figure 5 L'utilisation du conduit 8 de guidage ayant une forme du type représenté sur la figure 5 améliore les caractéristiques de refroi30 dissement par augmentation de la vitesse du jet 7.

Lorsque le conduit 8 de guidage est divisé, comme indiqué sur la figure 6, en un conduit supérieur 8 a et en un conduit inférieur 8 b, le conduit supérieur 8 a est fixé de façon amovible au conduit inférieur 8 d, et 35 la vitesse du courant 7 peut être facilement modifiée par préparation de conduits supérieurs 8 a de guidage avec des configurations différentes telles que représentées sur les figures 7 A, 7 B et 7 C. La buse inférieure précitée de projection d'eau de refroidissement peut être d'un type décrit précédemment ou peut aussi être sous forme d'une buse 5 ' ayant une fente dont la longueur est sensiblement égale à la 5 largeur de la plaque métallique chauffée 3 et qui est parallèle à la largeur de cette plaque 3, comme indiqué sur la figure 8 Lors de l'utilisation de cette buse inférieure 5 ', ayant la fente indiquée, un conduit 8 ' de guidage, ayant une fente telle que représentée sur la 10 figure 8, est utilisé à la place des conduits de guidage

des jets projetés.

On a étudié l'effet de l'eau de refroidissement

provenant d'une buse inférieure 5 sur le courant projeté 7.

Les résultats sont les suivants.

D'abord, la relation entre le débit Q d'eau provenant de la buse inférieure 5 et la hauteur h du courant 7 par rapport à la surface de l'eau dans le réservoir 4 a été étudiée La figure 9 indique les résultats obtenus Sur la figure 9, la référence I désigne la plage 20 de variations de hauteur h du courant 7 dans le cas de l'utilisation de l'appareil selon l'invention ayant le conduit 8, 8 ' de guidage du courant, et la référence II désigne la plage de variations de hauteur h du courant 7 dans le cas de l'utilisation d'un appareil connu de 25 refroidissement qui n'a pas le conduit de guidage (appelé "appareil connu" dans la suite du présent mémoire) Les conditions d'essai étaient les suivantes: ( 1) diamètre interne D de la buse inférieure 5: 9 mm ( 2) distance H d'immersion comprise entre l'extrémité 30 supérieure de la buse inférieure 5 et la surface de l'eau dans le réservoir 4: 100 mm ( 3) diamètre interne D' du conduit 8 de guidage: 27 mm ( 4) longueur 11 du conduit de guidage 8 au-dessus de la surface de l'eau: 250 mm ( 5) longueur 12 du conduit de guidage 8 au-dessous de la surface de l'eau: 100 mm Comme l'indique clairement la figure 9, lors de l'utilisation de l'appareil selon l'invention, la plage de variations de hauteur h du courant 7 par rapport à la surface de l'eau est bien inférieure à celle de l'appareil connu malgré le fait que la chute du courant 7, lorsqu'il a été projeté à la surface inférieure de la

plaque 3, dans le réservoir 4, provoque la formation de vaguelettes très importantes à la surface de l'eau Ceci est dû au fait que la partie inférieure du conduit 8 de guidage est immergée dans l'eau de refroidissement 10 contenue dans le réservoir 4.

Ensuite, on a étudié la relation entre le débit Q de l'eau provenant de la buse inférieure 5 et la hauteur h du courant 7 au-dessus de la surface de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir 4, pour 15 divers diamètres internes D' du conduit 8 de guidage,

dans les mêmes conditions d'essai qu'indiquées en référence à la figure 9 La figure 10 indique les résultats obtenus.

Sur cette figure, les petits cercles blancs correspondent à un diamètre interne D' de 27 mm pour le conduit 8, alors 20 que les carrés blancs correspondent à un diamètre interne de 36 mm et les triangles blancs à un diamètre interne de 50 mm Comme l'indique clairement la figure 10, dans l'appareil selon l'invention, un plus grand débit Q d'eau provenant de la buse inférieure 5 donne une plus grande 25 hauteur h au courant 7 audessus de la surface et, lorsque le débit Q de l'eau des buses inférieures 5 reste constant, la hauteur h du courant 7 au-dessus de la surface de l'eau devient plus grande, lorsque le conduit 8 de guidage

a un plus petit diamètre interne D'.

On a alors étudié la relation entre le débit Q d'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure 5 et le rayon x de la surface mouillée sur la plaque métallique 3, dans les mêmes conditions d'essai qu'indiquées en référence à la figure 9, la plaque métallique chauffée 3 35 étant placéehorizontalement à une distance prescrite B de la surface de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir 4 Les résultats sont indiqués sur la figure 11 sur laquelle les cercles blancs, les carrés blancs et les triangles blancs correspondent à l'utilisation des conduits 8 de guidage selon l'invention ayant les diamètres internes D' indiqués en référence à la figure 10, les 5 croix représentant les résultats obtenus avec l'appareil connu. Le rayon précité x de la surface mouillée de la plaque métallique 3 désigne le rayon du courant circulaire formé par le courant 7 qui s'étale en cercle à 10 la surface inférieure de la plaque 3 après projection

sur cette surface Un plus grand rayon x de la surface mouillée de la plaque 3 donne une possibilité de refroidissement de la plaque 3 sur une plus grande plage.

Comme l'indique la figure 11, le rayon x de 15 la surface mouillée augmente lorsque le débit Q d'eau provenant de la buse inférieure 5 augmente Lorsque le débit Q de l'eau de la buse inférieure 5 reste constant, le rayon x de la zone mouillée peut être augmenté par utilisation de l'appareil selon l'invention, par rapport 20 à l'appareil connu, si bien que l'appareil selon l'invention permet une augmentation du rayon x de la surface mouillée par réduction du diamètre interne D' du conduit 8 de guidage. On a alors étudié la relation entre le débit 25 Q d'eau provenant de la buse inférieure 5 d'une part et le rapport Q'/Q du débit Q' du courant 7 provenant du conduit 8 de guidage au débit précité Q d'autre part, dans les conditions déjà indiquées en référence à la figure 9 Les résultats sont indiqués sur la figure 12 30 sur laquelle, les cercles, les carrés et les triangles blancs correspondent à l'utilisation des conduits 8 de guidage selon l'invention ayant -les diamètres internes respectifs D' décrits en référence à la figure 10, les croix désignant les résultats obtenus avec l'appareil con35 nu Comme l'indique clairement la figure 12, le rapport des débits Q'/Q augmente lorsque le débit Q de la buse inférieure 5 augmente Lorsque le débit Q d'eau de la buse inférieure 5 reste constant, le rapport des débits

25524,8

Q'/Q peut être plus important dans l'appareil selon l'invention que dans l'appareil connu et, selon l'invention, le rapport des débits Q'/Q peut être augmenté par augmentation du diamètre interne D' du conduit 8 de guidage. 5 On a alors étudié la relation entre la longueur immergée 12 du conduit 8 de guidage, au-dessous de la surface de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir 4, et la hauteur h du courant 7 projeté au-dessus de cette surface Les résultats sont 10 indiqués sur la figure 13 sur laquelle les cercles, les carrés et les triangles blancs correspondent au cas de l'utilisation des conduits 8 de guidage selon l'invention ayant les diamètres internes respectifs D' indiqués en référence à la figure 10, les croix désignant l'utilisation 5 de l'appareil connu Les conditions d'essai étaient les suivantes: ( 1) diamètre interne D de la buse inférieure 5 de projection d'eau de refroidissement: 9 mm ( 2) distance d'immersion H comprise entre l'extrémité supé20 rieure de la buse inférieure 5 et la surface de l'eau dans le réservoir 4: 100 mm ( 3) débit Q d'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure 5 de projection: 40 1/min ( 4) diamètre interne D' du conduit de guidage 8: 27 mm 25 ( 5) longueur 1 du conduit 8 de guidage au-dessus de la surface de l'eau: 250 mm Comme l'indique clairement la figure 13, une réduction de la longueur immergée 12 du conduit 8 de guidage au-dessous de la surface de l'eau dans le réservoir 4 30 donne des variations importantes et instables de la hauteur h du courant 7 par rapport à la surface de l'eau La raison en est que, lorsque la longueur immergée 12 du conduit 8 de guidage diminue, la chute du courant 7 provoque la formation de vagues à la surface de l'eau, et l'extrémité 35 inférieure du conduit 8 peut être exposée au-dessus de la surface de l'eau, o des bulles par chute du courant 7 dans l'eau peuvent pénétrer dans le courant 7 Lorsque la longueur immergée précitée 12 du conduit de guidage 8 est grande cependant, la hauteur h du courant 7 au- dessus de la surface de l'eau diminue La raison en est que, lorsque la longueur immergée 12 du conduit 8 augmente, 5 l'extrémité supérieure de la buse inférieure 5 pénètre trop profondément dans le conduit 8 de guidage et rend difficile la pénétration de l'eau de refroidissement du réservoir 4 dans le conduit 8 Pour ces raisons, la longueur immergée précitée 12 du conduit 8 de guidage 10 du courant projeté doit être déterminée en fonction des

considérations qui précèdent.

On a alors étudié la relation entre le débit Q de l'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure 5 et la vitesse moyenne de refroidissement V, lors du 15 refroidissement d'une tale forte 3 de 32 mm d'épaisseur, chauffée à une température d'environ 900 C, de 800 à 500 C, le refroidissement de la plaque étant assuré d'une part par l'appareil selon l'invention et d'autre part par un appareil connu, la plaque métallique chauffée 3 étant 20 déplacée horizontalement en alternance suivant sa longueur à une vitesse de 30 m/min Les résultats sont indiqués sur la figure 14 sur laquelle les cercles blancs désignent les résultats obtenus avec l'appareil selon l'invention et les croix ceux qui sont obtenus avec l'appareil connu. 25 Les conditions d'essai étaient les suivantes: ( 1) diamètre interne D de la buse inférieure 5 de projection d'eau de refroidissement: 9 mm ( 2) diamètre interne D' du conduit 8 de guidage: 27 mm ( 3) longueur 11 du conduit 8 de guidage au- dessus de la 30 surface de l'eau: 250 mm ( 4) longueur immergée 12 du conduit 8 de guidage: 100 mm ( 5) distance B séparant la surface de l'eau de la face inférieure de la plaque métallique chauffée 3: 310 mm ( 6) distance d'immersion H comprise entre l'extrémité supé35 rieure de la buse inférieure 5 et la surface de l'eau dans le réservoir 4: 100 mm Comme l'indique clairement la figure 14, lorsque le débit Q d'eau de refroidissement provenant de la buse inférieure 5 reste le même, la plaque métallique chauffée 3 peut être refroidie à une température prescrite plus rapidement dans l'appareil selon l'invention que dans 5 l'appareil connu En outre, lorsque la vitesse moyenne de refroidissement est la même, le débit Q d'eau de refroidissement de la buse inférieure 5 peut être réduit d'une manière très importante dans l'appareil selon l'invention,

par rapport à l'appareil connu.

Il est évident, d'après les résultats indiqués précédemment que l'appareil selon l'invention, lors du refroidissement de la plaque métallique chauffée 3 placée horizontalement au-dessus du réservoir 4 d'eau par des courants 7 produits par l'eau de refroidissement provenant 15 des buses inférieures 5 placées dans le réservoir 4 et par l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir 4, assure un refroidissement uniforme de la plaque 3 même lorsque la surface de l'eau contenue dans le réservoir 4 se déplace considérablement en direction verticale, et 20 permet le réglage de la vitesse de refroidissement de la plaque 3 d'une manière facile et sur une large plage par réglage du débit de l'eau de refroidissement provenant

des buses inférieures 5.

On considère maintenant un mode de réalisation 25 d'appareil de refroidissement selon l'invention La figure est une coupe d'un tel appareil pendant le refroidissement d'une plaque métallique chauffée Comme l'indique la figure 15, la plaque métallique chauffée 3 se déplace horizontalement dans la direction de sa longueur, sur 30 des rouleaux transporteurs 9 Un réservoir 4 d'eau, ayant un fond 4 a et des parois latérales 4 b, est placé sous la plaque 3, dans chacun des espaces séparant les paires de rouleaux adjacents 9 La longueur du réservoir 4, dans le sens de-la largeur de la plaque 3, est légèrement 35 supérieure à la largeur de cette plaque, et la longueur du réservoir 4 dans la direction de déplacement de la plaque 3 est sensiblement égale à la distance séparant deux rouleaux adjacents 9 Ainsi, la totalité du courant décrit dans la suite du présent mémoire, après projection à la face inférieure de la plaque 3, est collectée dans le réservoir 4 Plusieurs buses inférieures 5 de projection 5 d'eau de refroidissement sont disposées verticalement sur le fond 4 a du réservoir 4 et sont séparées les unes des autres, à intervalles prédéterminés, suivant une droite parallèle à la largeur de la plaque 3 Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 15, les buses infé10 rieures 5 sont disposées au fond 4 a du réservoir 4 suivant

trois droites parallèles à la largeur de la plaque 3.

L'extrémité supérieure de chaque buse inférieure 5 se trouve au-dessous de la surface de l'eau contenue dans le réservoir 4 Un conduit 8 de guidage du courant projeté 15 est placé en direction sensiblement verticale, entre chaque buse inférieure 5 et la face inférieure de la plaque 3 Un collecteur inférieur 6 destiné à transmettre de l'eau de refroidissement aux buses inférieures 5 est raccordé à la face inférieure du fond 4 a du réservoir 4. 20 Plusieurs buses supérieures de projection d'eau de refroidissement (non représentées) analogues à celles qui sont représentées sur la figure 1, sont disposées au-dessus de la plaque métallique 3, à distance les unes des autres, à intervalles prédétemrinés suivant au moins une droite 25 parallèle à la largeur de la plaque métallique 3, et ces buses projettent de l'eau de refroidissement en direction sensiblement verticale à la face supérieure de la

plaque 3.

Dans l'appareil précité de refroidissement 30 selon l'invention, lorsque l'eau de refroidissement est transmise du collecteur inférieur 6 aux buses inférieures 5 alors que le réservoir 4 est rempli d'eau de refroidissement, l'eau de refroidissement de chaque buse inférieure 5 et de l'eau de refroidissement du réservoir 4 sont 35 projetées sous forme d'un courant 7 par l'intermédiaire du conduit 8 de guidage en direction sensiblement verticale, sur la face inférieure de la plaque métallique chauffée 3 pendant son deplacement Simultanément, l'eau de refroidissement transmise par le collecteur supérieur 1 représenté sur la figure 1 aux buses supérieures 2 représentées aussi sur la figure 1 est projetée en direction sensiblement 5 verticale contre la face supérieure de la plaque 3 Ainsi, la plaque 3 est refroidie uniformément à une température prescrite La quantité totale d'eau des courants 7, après projection contre la face inférieure de la plaque 3, est collectée dans le réservoir 4 De l'eau de refroidis10 sement, en quantité sensiblement égale à la quantité

transmise par le collecteur inférieur 6 aux buses inférieures 5, déborde du réservoir 4.

Comme l'indique la figure 16, les courants 7 peuvent être projetés vers toutes les parties de la 15 plaque métallique chauffée 3 par courbure des parties supérieures des conduits 8 de guidage proches des rouleaux

transporteurs 9, vers ces rouleaux 9.

Les modes de réalisation décrits précédemment concernent le cas o une plaque métallique chauffée se 20 déplaçant horizontalement au-dessus du réservoir 4 est refroidie par l'appareil selon l'invention, mais la plaque, disposée horizontalement et à demeure au-dessus d'un réservoir 4, peut aussi être refroidie par mise en oeuvre

de l'appareil selon l'invention.

Ainsi, l'invention permet un refroidissement uniforme d'une plaque métallique chauffée même lorsque la surface de l'eau de refroidissement se trouvant dans un réservoir se déplace considérablement en direction verticale, empêche une réduction du refroidissement grace 30 à l'absence de bulles dans les courants projetés, et

permet un réglage de la vitesse de refroidissement de la plaque d'une manière facile et sur une large plage par réglage du débit de l'eau de refroidissement provenant des buses inférieures de projection, lors du refroidissement 35 d'une telle plaque métallique chauffée placée horizontalement au-dessus du réservoir d'eau, à une température prescrite, à l'aide de courants formées par l'eau de refroi-

dissement provenant des buses inférieures placées dans le réservoir et par l'eau de refroidissement déjà contenue dans le réservoir, si bien que l'invention donne des

effets industriellement utiles.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples

non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Appareil de refroidissement continu d'une plaque métallique chauffée disposée horizontalement, du type qui comprend: un dispositif supérieur ( 2) de projection d'eau de refroidissement, placé au-dessus de la plaque métallique suivant au moins une droite parallèle à la largeur de la plaque, ce dispositif étant destiné à projeter en direction sensiblement verticale de l'eau de refroidissement 10 à la face supérieure de la plaque métallique, un collecteur supérieur ( 1) destiné à transmettre de l'eau de refroidissemfent au dispositif supérieur de projection, au moins un réservoir d'eau ( 4) placé sous la plaque métallique et destiné à contenir de l'eau de refroidissement, un 15 dispositif inférieur ( 5) de projection d'eau de refroidissement, ayant un alésage inférieur de projection, placé dans le réservoir suivant au moins une droite parallèle à la largeur de la plaque métallique, l'alésage inférieur de projection étant placé au-dessous de la surface de 20 l'eau contenue dans le réservoir, le dispositif inférieur de projection d'eau de refroidissement projetant, sous forme d'un courant ( 7), de l'eau de refroidissement provenant de l'alésage inférieur de projection avec de l'eau de refroidissement contenue dans le réservoir, en direction 25 sensiblement verticale contre la face inférieure de la plaque métallique, ledit courant, après projection à la face inférieure de la plaque métallique, étant totalement collecté dans le réservoir, et un collecteur inférieur ( 6) destiné à transmettre de l'eau de refroidissement 30 au dispositif inférieur de projection d'eau de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend: un conduit ( 8, 8 ') de guidage du courant projeté, placé en direction sensiblement verticale entre le disposi35 tif inférieur de projection et la surface inférieure de la plaque métallique ( 3) afin qu'il entoure le courant projeté ( 7), la partie inférieure du conduit de guidage

étant immergée dans l'eau contenue dans le réservoir ( 4), l'extrémité inférieure du conduit de guidage étant proche de l'alésage inférieur de projection du dispositif inférieur de projection, l'extrémité supérieure du conduit de guidage 5 étant à distance de la face inférieure de la plaque métallique ( 3).

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage inférieur de projection du dispositif inférieur de projection d'eau de refroidissement comporte 10 plusieurs buses inférieures ( 5) de projection d'eau de refroidissement séparées les unes des autres en direction

parallèle à la largeur de la plaque métallique ( 3).

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un conduit de guidage ( 8) du courant projeté est 15 associé à chacune des buses inférieures ( 5) de projection

d'eau de refroidissement.

4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage inférieur de projection du dispositif inférieur de projection d'eau de refroidissement est formé 20 par une buse inférieure ( 5 ') de projection d'eau de refroidissement qui a une fente dont la longueur est sensiblement égale à la largeur de la plaque métallique ( 3) et qui

est parallèle à la largeur de la plaque métallique.

Appareil selon l'une quelconque des revendica25 tions 1 à 3, caractérisé en ce que la section supérieure du conduit de guidage ( 8, 8 ') est inférieure à sa section inférieure. 6 Appareil selon la revendication 4, caractérisé

en ce que la section supérieure du conduit de guidage 30 ( 8 ') est inférieure à sa section inférieure.