FR2632286A1 - ROLLER FOR HANDLING STEEL PRODUCTS MOVING INSIDE AN OVEN - Google Patents
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Abstract
Rouleau pour la manutention et le convoyage de produits sidérurgiques à l'intérieur d'un four de traitement thermique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tube 12 refroidi, de préférence à l'eau, comportant une pluralité de disques 14 circulaires perpendiculaires à l'axe dudit tube, chacun de ces disques étant pourvu d'une bande de roulement 16 en contact avec le produit se déplaçant dans le four, les disques étant séparés par un réfractaire isolant 18.Roller for handling and conveying steel products inside a heat treatment furnace, characterized in that it consists of a tube 12 cooled, preferably with water, comprising a plurality of discs 14 circular perpendicular to the axis of said tube, each of these discs being provided with a tread 16 in contact with the product moving in the furnace, the discs being separated by an insulating refractory 18.
Description
La présente invention est relative à des rouleaux destinés à assurer laThe present invention relates to rollers intended to ensure the
manutention de produits sidérurgiques se déplaçant à l'intérieur d'un four de handling of steel products moving inside a furnace
traitement thermique.heat treatment.
On sait que, lors du déplacement d'un produit sidérurgique à l'intérieur d'un four, ce produit doit être amené à un niveau de température déterminé, ce qui impose au système de manutention et de convoyage dudit produit d'être conçu et réalisé en fonction des conditions d'ambiance thermique définies pour ce produit (température élevée en général) et également en fonction des It is known that, when moving a steel product inside an oven, this product must be brought to a determined temperature level, which requires the handling and conveying system of said product to be designed and produced according to the thermal ambient conditions defined for this product (high temperature in general) and also according to the
caractéristiques du produit (charge, nature, etc.). product characteristics (load, nature, etc.).
Par ailleurs, il est nécessaire que la solution retenue pour assurer le déplacement de ce produit sidérurgique à l'intérieur du four permette le déplacement du produit à des vitesses différentes, lentes ou élevées, pour tenir Furthermore, it is necessary that the solution adopted to ensure the movement of this steel product inside the furnace allows the product to move at different speeds, slow or high, to hold
compte des impératifs industriels.account of industrial imperatives.
Enfin, la longévité du système de manutention et de convoyage doit être suffisamment importante vis à vis des autres systèmes mécaniques mis en oeuvre dans le four, c'est à dire que ce système de manutention doit pouvoir maintenir Finally, the longevity of the handling and conveying system must be sufficiently long with respect to the other mechanical systems used in the furnace, that is to say that this handling system must be able to maintain
son niveau de performance initial.its initial level of performance.
Pour résoudre les problèmes ainsi posés, les solutions actuellement connues sont de deux types qui sont, soit adaptés aux produits lourds, mais qui n'autorisent pas de déplacement du produit à vitesse élevée (il s'agit des installations du type longeron cavaleur), soit dépourvus de limites sur le plan de la vitesse de déplacement du produit, mais dont les conceptions actuelles conviennent mal dans le cas d'un produit lourd (il s'agit des installations du To solve the problems thus posed, the solutions currently known are of two types which are either suitable for heavy products, but which do not allow movement of the product at high speed (these are installations of the straddle spar type), either without limits in terms of the speed of movement of the product, but whose current designs are ill-suited in the case of a heavy product (these are installations of the
type rouleaux).roller type).
Parmi les installations du type rouleaux, on connait la technique des rouleaux classiques exécutés en acier réfractaire centrifugé, qui présentent l'inconvénient d'être à la limite du possible pour des températures supérieures ou égales à 1100 degrés, cette solution comportant un tube central refroidi à l'eau exigeant une puissance de chauffage installé importante, afin de compenser les pertes calorifiques de ces tubes. -On connaît également un système de manutention à rouleaux céramiques mais un tel système présente des problèmes de fragilité vis à vis des chocs mécaniques. Enfin, le système également connu consistant à prévoir un rouleau à double enveloppe se révèle à l'usage trop Among the roller type installations, the technique of conventional rollers made of centrifugal refractory steel is known, which has the disadvantage of being at the limit of the possible for temperatures greater than or equal to 1100 degrees, this solution comprising a cooled central tube. to water requiring a significant installed heating power, in order to compensate for the heat losses of these tubes. -We also know a handling system with ceramic rollers, but such a system presents problems of fragility with respect to mechanical shock. Finally, the also known system of providing a double-envelope roller proves to be too
complexe sur le plan de sa réalisation. complex in terms of its realization.
La présente invention se propose en conséquence d'apporter une solution The present invention therefore proposes to provide a solution
technique originale aux problèmes posés ci-dessus. original technique to the problems posed above.
A cet effet, elle concerne un rouleau pour la manutention et le convoyage de produits sidérurgiques à l'intérieur d'un four de traitement thermique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tube refroidi, de préférence à l'eau, comportant une pluralité de disques circulaires perpendiculaires à l'axe dudit tube, chacun de ces disques étant pourvu d'une bande de roulement en contact avec le produit se déplaçant dans le four, les disques étant séparés par un To this end, it relates to a roller for handling and conveying steel products inside a heat treatment furnace, characterized in that it consists of a tube cooled, preferably with water, comprising a plurality of circular disks perpendicular to the axis of said tube, each of these disks being provided with a tread in contact with the product moving in the oven, the disks being separated by a
réfractaire isolant.insulating refractory.
Selon une caractéristique de cette invention, la géométrie des disques est calculée de façon à limiter les contraintes thermo-mécaniques ainsi que les According to a characteristic of this invention, the geometry of the discs is calculated so as to limit the thermo-mechanical stresses as well as the
pertes calorifiques.heat losses.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, chacun des disques est constitué d'une entretoise comportant de préférence des parties aJourées, la fixation de la bande de roulement sur ladite entretoise étant assurée par un According to an exemplary embodiment of the invention, each of the discs consists of a spacer preferably comprising openworked parts, the fixing of the tread on said spacer being ensured by a
cordon de soudure.weld bead.
Selon l'invention, la bande de roulement est régulièrement fendue sur sa circonférence intérieure de façon à faciliter sa dilatation. La fixation de chaque entretoise sur le tube refroidi, est assurée par des pattes soudées sur le According to the invention, the tread is regularly split on its inner circumference so as to facilitate its expansion. The fixing of each spacer on the cooled tube is ensured by lugs welded on the
tube, assurant à la fois la charge et le flux thermique. tube, ensuring both the load and the heat flow.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention
ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés will emerge from the description given below with reference to the accompanying drawings
qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: La figure 1 est une vue schématique en élévation frontale et coupe verticale partielle d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de rouleaux de manutention selon l'invention; La figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle représentant une portion d'un rouleau de manutention selon la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe axiale illustrant le mode de fixation par soudure de l'entretoise constituant un disque d'un rouleau de manutention selon l'invention; La figure 4 est une vue similaire à la figure 2, illustrant un second exemple de réalisation d'un rouleau de manutention selon la présente invention; La figure 5 est une vue en coupe par un plan vertical d'un autre exemple which illustrate various embodiments thereof without any limiting character. In the drawings: FIG. 1 is a schematic view in front elevation and partial vertical section of a first embodiment of a handling roller device according to the invention; Figure 2 is a schematic view on a larger scale showing a portion of a handling roller according to the present invention; Figure 3 is an axial sectional view illustrating the method of fixing by welding the spacer constituting a disc of a handling roller according to the invention; Figure 4 is a view similar to Figure 2, illustrating a second embodiment of a handling roller according to the present invention; Figure 5 is a sectional view through a vertical plane of another example
de réalisation d'un rouleau de manutention selon l'invention. for producing a handling roller according to the invention.
La figure 6 est une vue partielle en coupe par un plan diamétral du rouleau illustré par la figure 5, La figure 7 est une vue en bout d'un autre exemple de réalisation d'un rouleau de manutention selon l'invention et La figure 8 est une vue en coupe par un plan diamétral du rouleau Figure 6 is a partial sectional view through a diametrical plane of the roller illustrated in Figure 5, Figure 7 is an end view of another embodiment of a handling roller according to the invention and Figure 8 is a sectional view through a diametral plane of the roller
illustré par la figure 7.illustrated by figure 7.
On se réfère en premier lieu à la figure 1 qui représente de façon schématique un premier exemple de réalisation d'un rouleau de manutention pour produits sidérurgiques se déplaçant à l'intérieur d'un four. Le produit LO sidérurgique a été désigné par la référence 10 et il peut être constitué par exemple par une brame ou une bande se déplaçant de façon continue à l'intérieur Referring firstly to Figure 1 which schematically shows a first embodiment of a handling roller for steel products moving inside an oven. The LO steel product has been designated by the reference 10 and it may consist, for example, of a slab or a strip moving continuously inside.
du four o il est supporté par les rouleaux de manutention. from the oven where it is supported by the handling rollers.
Chacun de ces rouleaux est constitué d'un tube central 12 refroidi de préférence à l'eau, supportant une pluralité de disques tels que 14 disposes L5 perpendiculairement à l'axe du tube 12, chacun de ces disques 14 étant pourvu d'une bande de roulement 16 qui est au contact avec le produit 10. Les disques 14 sont séparés par un réfractaire isolant 18 destiné à réduire les pertes Each of these rollers consists of a central tube 12 preferably cooled with water, supporting a plurality of discs such as 14 arranged L5 perpendicular to the axis of the tube 12, each of these discs 14 being provided with a strip bearing 16 which is in contact with the product 10. The discs 14 are separated by an insulating refractory 18 intended to reduce losses
thermiques au niveau du tube 12 et des disques 14. thermal at tube 12 and discs 14.
Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, les disques sont constitués par l'ensemble entretoise 14 - bande de roulement 16, leur conception répondant à deux impératifs: l'un d'ordre thermique, visant à réduire et & contrôler les pertes et l'autre d'ordre thermo-mécanique visant à obtenir un niveau de contraintes acceptable, dans le disque et dans le tube 12 refroidi à In the embodiment illustrated in FIG. 1, the discs are constituted by the spacer 14 - tread 16 assembly, their design meeting two requirements: one of a thermal nature, aimed at reducing and & controlling the losses and the other of thermo-mechanical order aiming to obtain an acceptable level of stresses, in the disc and in the tube 12 cooled to
l' eau.the water.
!5 Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2, chaque entretoise 14 qui, avec sa bande de roulement 16, constitue l'un des disques du rouleau de manutention, comporte des parties ajourées 20, circonférentiellement dans sa largeur, et des parties ajourées 22 et 24, transversalement à sa largeur, respectivement en partie inférieure et supérieure. Les parties ajourées 20, 22, 24 donnent lieu à des échanges de type radiatif, permettant de limiter et de contrôler les pertes thermiques par conduction, en réduisant le chemin conductif dans l'entretoise 14. Par ailleurs, ces parties ajourées présentent l'intérêt de ! 5 In the embodiment illustrated in FIG. 2, each spacer 14 which, with its tread 16, constitutes one of the disks of the handling roller, has perforated parts 20, circumferentially in its width, and perforated parts 22 and 24, transversely to its width, respectively in the lower and upper part. The openwork parts 20, 22, 24 give rise to radiative type exchanges, making it possible to limit and control the heat losses by conduction, by reducing the conductive path in the spacer 14. Furthermore, these openwork parts have the advantage of
réduire les surfaces de contact aux interfaces 26, bandes de roulement- reduce the contact surfaces at interfaces 26, treads-
entretoises et 28 entretoises-tubes 12. En effet, à ces interfaces 26-28, les é5 changes thermiques dépendent considérablement de la qualité des contacts, laquelle même si elle est initialement définie par la qualité de l'usinage, est spacers and 28 tube spacers 12. In fact, at these interfaces 26-28, the thermal exchanges depend considerably on the quality of the contacts, which even if it is initially defined by the quality of the machining, is
susceptible de varier dans le temps par matage. likely to vary over time by matting.
De préférence, la fixation de la bande de roulement 16 sur chacune des entretoises 14 est assurée par de la soudure 30. Les surfaces de contact étant réduites, la surface de soudure impose alors une proportion de contact de type purement conductif suffisante pour assurer presque la totalité du transfert Preferably, the fixing of the tread 16 on each of the spacers 14 is ensured by welding 30. The contact surfaces being reduced, the welding surface then imposes a proportion of contact of purely conductive type sufficient to ensure almost the entire transfer
thermique par conduction entre ces surfaces de contact. thermal by conduction between these contact surfaces.
Les surfaces d'échange ainsi définies dans le rouleau selon la présente invention, qui sont purement radiatives ou conductives, présentent l'avantage de rester constantes dans le temps et de permettre de calculer les pertes thermiques et les gradiants de température dans le tube 12, dans l'entretoise 14 et dans la bande de roulement 16 de chaque disque, ces caractéristiques du rouleau étant The exchange surfaces thus defined in the roller according to the present invention, which are purely radiative or conductive, have the advantage of remaining constant over time and making it possible to calculate the heat losses and the temperature gradients in the tube 12, in the spacer 14 and in the tread 16 of each disc, these characteristics of the roller being
constantes dans le temps.constant over time.
La fixation de chaque entretoise 14 sur le tube 12 refroidi à l'eau est assurée de préférence (figure 3) par des pattes telles que 32-32' qui sont soudées sur le tube 12 et qui transmettent à la fois la charge et le flux thermique, ces pattes apportant une certaine souplesse, en ce qui concerne la fixation de chaque disque (14-16) sur le tube 12, tout en autorisant une dilatation radiale du disque sans augmenter trop considérablement les contraintes dans le tube 12 et dans le disque. Ces pattes peuvent être prévues soit d'un même The fixing of each spacer 14 on the water-cooled tube 12 is preferably ensured (FIG. 3) by lugs such as 32-32 ′ which are welded to the tube 12 and which transmit both the load and the flow thermal, these tabs providing a certain flexibility, as regards the fixing of each disc (14-16) on the tube 12, while allowing a radial expansion of the disc without increasing the stresses in the tube 12 and in the disc too considerably . These legs can be provided either from the same
côté soit de part et d'autre du disque et de l'entretoise. either side of the disc and the spacer.
Selon l'invention les pattes telles que 32 32' assurent à la fois la transmission de la charge, la souplesse de la fixation disque/tube et le contrôle des pertes thermiques et de la distribution de température du disque en fonction de la longueur/section de la patte, de l'emplacement et de la surface de la According to the invention, the tabs such as 32 32 ′ ensure both the transmission of the load, the flexibility of the disc / tube attachment and the control of the heat losses and the temperature distribution of the disc as a function of the length / section of the leg, location and surface of the
soudure de la patte sur le tube.welding of the tab on the tube.
Les parties aJourées 22-24 de chaque entretoise 14 présentent l'avantage de relaxer les contraintes notamment dans l'entretoise qui subit un gradiant thermique important et il est possible, selon l'invention, de prévoir des fentes de relaxation telles que 34 lorsque les contraintes dans l'entretoise atteignent The adjoined parts 22-24 of each spacer 14 have the advantage of relieving the stresses in particular in the spacer which undergoes a significant thermal gradient and it is possible, according to the invention, to provide relaxation slots such as 34 when the stresses in the spacer reach
une valeur trop élevée.too high a value.
Afin de faciliter la dilatation de la bande de roulement, celle-ci peut être munie de fentes telles que 36, régulièrement réparties sur sa circonférence intérieure. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 4, chacun des disques 38 supporté par le tube 12 refroidi à l'eau, est constitué d'un ensemble monobloc comportant également des parties ajourées 40 et des fentes de relaxation 42. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, ces fentes de relaxation 42 débouchent sur la circonférence externe du disque qui constitue la surface de roulement sur laquelle repose le produit sidérurgique à convoyer. Ici encore, les disques 38 sont séparés par un réfractaire isolant 18 réduisant les pertes thermiques au niveau du tube 12 et des disques 38, ce matériau réfractaire 18 pouvant être In order to facilitate the expansion of the tread, it can be provided with slots such as 36, regularly distributed over its inner circumference. In the embodiment illustrated in FIG. 4, each of the discs 38 supported by the water-cooled tube 12, is made up of a monobloc assembly also comprising perforated parts 40 and relaxation slots 42. As well as as can be seen in FIG. 4, these relaxation slots 42 open onto the external circumference of the disc which constitutes the rolling surface on which the steel product to be conveyed rests. Here again, the discs 38 are separated by an insulating refractory 18 reducing the heat losses at the tube 12 and the discs 38, this refractory material 18 being able to be
recouvert d'un feuillard réfractaire 44. covered with a refractory strip 44.
Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 5set 6, chacun des disques 46 monté sur le tube 12 refroidi à l'eau est constitué d'un ensemble 0 monobloc pourvu de fentes de relaxation 48, la fixation de chaque disque sur le tube 12 étant réalisée par l'intermédiaire d'une patte 50 soudée de préférence In the exemplary embodiment illustrated by FIGS. 5 and 6, each of the disks 46 mounted on the water-cooled tube 12 consists of a one-piece assembly 0 provided with relaxation slots 48, the fixing of each disk on the tube 12 being produced by means of a leg 50 preferably welded
sur la circonférence externe du tube 12. on the outer circumference of the tube 12.
La variante du rouleau selon l'invention, illustrée par les figures ? et The variant of the roller according to the invention, illustrated by the figures? and
8 est destinée au convoyage de brames minces. 8 is intended for conveying thin slabs.
Dans cette variante, le disque 14' est monobloc et il comporte d'une part des parties ajourées 22' 24', comme le disque 14 décrit ci-dessus en référence & la figure 4 et, d'autre part des pattes latérales 32'" qui sont soudées d'un même c8té du disque et qui sont soudées également sur le tube refroidi 12, comme In this variant, the disc 14 'is in one piece and it comprises on the one hand perforated parts 22' 24 ', like the disc 14 described above with reference to FIG. 4 and, on the other hand side tabs 32' "which are welded on the same side of the disc and which are also welded on the cooled tube 12, as
décrit ci-dessus en référence à la figure 3. described above with reference to Figure 3.
W0 Les disques ou les entretoises qui les constituent peuvent être réalisés en alliages spéciaux et ces disques peuvent être du type peigné, afin de remédier W0 The discs or the spacers which constitute them can be made of special alloys and these discs can be of the combed type, in order to remedy
aux inconvénients pouvant résulter d'un fluage des brames entre deux rouleaux. to the drawbacks which may result from creeping of the slabs between two rollers.
Ainsi qu'on le comprend de la lecture de la description qui précède, As can be understood from reading the above description,
l'invention apporte une solution au problème exposé dans le préambule de la the invention provides a solution to the problem set out in the preamble to the
Z5 présente description en limitant le flux thermique entre les produits Z5 presents description by limiting the heat flow between the products
manutentionnés et le tube central 12 refroidi à l'eau, la géométrie des disques étant calculée de façon à limiter, ainsi qu'on l'a précisé cidessus, d'une part handled and the central tube 12 cooled with water, the geometry of the discs being calculated so as to limit, as has been specified above, on the one hand
les contraintes thermomécaniques et d'autre part les pertes calorifiques. thermomechanical constraints and on the other hand heat losses.
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe It remains to be understood that the present invention is not limited to the various embodiments described and shown, but that it encompasses
toutes les variantes.all variants.
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