FR3060021A1 - Procede et section de refroidissement rapide d'une ligne continue de traitement de bandes metalliques - Google Patents

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Abstract

Section de refroidissement rapide d'une ligne continue de traitement de bandes métalliques, dans laquelle la bande est refroidie par projection sur celle-ci d'un liquide, ou d'un mélange d'un gaz et d'un liquide, au moyen de buses disposées de part et d'autre de la bande, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement de la bande, elle comprend au moins une rangée de buses à jet plat sur la largeur de bande, suivie d'au moins une rangée de buses à jets coniques sur la largeur de bande.

Description

© N° de publication : 3 060 021 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 62421 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : C 21 D 1/667 (2017.01), B 21 B 43/00, B 05 B 1/04, 1/ 06
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 14.12.16. ©) Demandeur(s) : FIVES STEIN Société anonyme —
©) Priorité : FR.
@ Inventeur(s) : CODE FLORENT, MAGADOUX ERIC,
RAUDENSKI MIROSLAV et HORSKI JAROSLAV.
(43} Date de mise à la disposition du public de la
demande : 15.06.18 Bulletin 18/24.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ©) Titulaire(s) : FIVES STEIN Société anonyme.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : ©) Mandataire(s) : IP TRUST.
PROCEDE ET SECTION DE REFROIDISSEMENT RAPIDE D'UNE LIGNE CONTINUE DE TRAITEMENT DE BANDES METALLIQUES.
FR 3 060 021 - A1 (3j> Section de refroidissement rapide d'une ligne continue de traitement de bandes métalliques, dans laquelle la bande est refroidie par projection sur celle-ci d'un liquide, ou d'un mélange d'un gaz et d'un liquide, au moyen de buses disposées de part et d'autre de la bande, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement de la bande, elle comprend au moins une rangée de buses à jet plat sur la largeur de bande, suivie d'au moins une rangée de buses à jets coniques sur la largeur de bande.
ι
Procédé et section de refroidissement rapide d’une ligne continue de traitement de bandes métalliques
L'invention est relative aux lignes continues de production de bandes métalliques. Elle concerne plus particulièrement les sections de refroidissement rapide des lignes de recuit ou de galvanisation d’une bande d’acier, dans lesquelles la bande est refroidie à une vitesse comprise entre 400 °C/sec et 1200 °C/s.
Dans ces sections de refroidissement, la bande entre à une température îo aux alentours de 800 °C et ressort à une température proche de la température ambiante, ou à une température intermédiaire. Cette étape de refroidissement est primordiale pour obtenir les propriétés métallurgiques et mécaniques voulues. Pour obtenir des aciers ayant des propriétés mécaniques élevées tout en réduisant les quantités d’éléments d’addition, notamment pour réduire le coût des aciers, des vitesses de refroidissement très rapides sont nécessaires, de l’ordre de 1000 °C/s. Ces vitesses sont en partbulier nécessaires à haute température pour former de la martensite, notamment quand la bande est entre 800 et 500 °C environ. En raison du phénomène dit cb Leidenfrost, c’est dans cette plage de température qu’il est particulièrement difficile d’atteindre des pentes de refroidissement importantes lors d’un refroidissement à l’eau. Le principe du phénomène dit de Leidenfrost est qu'une fine pellicule de vapeur se crée à la surface de la bande, ce qui constitue un frein à l’échange thermique entre le fluide de refroidissement et la bande.
Ces aciers à très hautes propriétés mécaniques étant utilisés le plus souvent pour réaliser des pièces de structures, les bandes concernées sont souvent épaisses et peuvent atteindre jusqu’à 2 mm d’épaisseur, voire plus.
La difficulté réside donc dans le fait de pouvoir refroidir très rapidement des bandes relativement épaisses tout en assurant une grande flexibilité et une facilité d’opération de la ligne, afin de pouvoir produire sur la même installation d’autres types d’acier ne nécessitant pas des vitesses rapides de refroidissement. En plus des critères de flexibilité, il est aussi important que le refroidissement soit homogène afin de garantir des propriétés mécaniques et métallurgiques homogènes sur la largeur de la bande.
II existe deux grands types de technologies pour refroidir les bandes d’acier dans une ligne continue : le refroidissement par gaz et le refroidissement par eau.
Le refroidissement par gaz ne permet pas d’atteindre de telles pentes de 5 refroidissement. En effet, même à très haute teneur en hydrogène et même avec des vitesses de soufflage très élevées, la limitation de cette technologie se situe aux environs de 100 °C/s pour une bande d’épàsseur 2mm.
Pour le refroidissement par eau, il y a trois types de technologies :
. le refroidissement par pulvérisation d’un brouillard d’eau à l’aide de buses biîo fluides projetant un mélange de gaz et d’eau sur la bande, . le refroidissement par pulvérisation d’eau à l’aide de buses mono-fluides projetant uniquement de l’eau sur la bande.
. la trempe par immersion dans de l’eau contenue dans un bac, avec agitation ou non de celle-ci.
Le refroidissement par pulvérisation d’un brouillard d’eau à l’aide de buses bi-fluides permet une large flexibilité, mais est limité en performance. En effet, les performances maximales plafonnent à environ 500 °C/s pour une bande d’épaisseur 2 mm avec une pression d’eau usuelle de l’ordre de 5 bars. Cette vitesse de refroidissement est également moindre quand la bande se trouve au-dessus de la température de Leidenfrost. L’avantage de cette technologie est d’avoir une très grande flexibilité. En ajustant les pressions de gaz et d’eau, il est en effet possible de couvrir toute la plage de refroidissement, jusqu’à la valeur maximale.
Le refroidissement par pulvérisation d’eau à l’aide de buses mono-fluide a sensiblement les mêmes caractéristiques. La limite de refroidissement se situe aussi à 500 °C/s dans la gamme de pression usuelle, c’est-à-dire jusqu’à environ 5 bars. La différence majeure vient du fait que ce refroidissement offre moins de flexibilité, notamment pour les faibles vitesses de refroidissement. En effet, pour un bon fonctionnement, la pression d’eau aux buses ne peut pas descendre en dessous d’une certaine valeur, de l’ordre de 0,5 bar. A cette pression, le refroidissement est déjà au-delà de 100 °C/s pour une bande d’épaisseur 2 mm. Ainsi, cette technologie n’est pas capable d’offrir des refroidissements lents avec des vitesses comparables au refroidissement par gaz.
Le refroidissement par trempe dans un bac peut permettre, sous certaines conditions d’agitation, d’atteindre des performances de refroidissement de l’ordre de 1000 °C/s pour des bandes de 2 mm d’épaisseur. Cependant, le défaut principal de cette technologie est son manque de flexibilité. En effet, la bande entrant dans un bac d’eau, il est très difficile de contrôler la vitesse de refroidissement et la température finale de la bande. II est possible d’ajuster l’agitation du bac, la température de l’eau, ou la longueur de la bande immergée, mais cela a un effet modéré sur la vitesse de refroidissement de la bande. II n’est par ailleurs pas possible de régler transversalement le refroidissement. De plus, cette technologie nécessite l’utilisation d’un rouleau immergé assez coûteux. Enfin, pour des bandes nécessitant des refroidissements lents, il faut alors purger le bac, ou le bipasser, ce qui nécessite un processus assez lourd.
L’invention permet de refroidir une bande de 2 mm d’épaisseur dans une grande gamme de vitesses de refroidissement allant jusqu’à 1000 °C/s dans la plage de température 800 - 500 °C, en permettant dàjuster transversalement l’efficacité du refroidissement pour une bonne homogénéité sur la largeur de bande.
Selon un aspect de l’invention, il est proposé une section de refroidissement rapide d’une ligne continue de traitement de bandes métalliques, agencée pour refroidir la bande par projection sur celle-ci d’un liquide, ou d’un mélange d’un gaz et d’un liquide, au moyen de buses disposées de part et d’autre de la bande par rapport à son plan de défilement, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement de la bande, la section de refroidissement comprend au moins une rangée de buses à jet plat, suivie d’au moins une rangée de buses à jets coniques, les rangées de buses étant disposées transversalement au plan de défilement de la bande.
Avantageusement, dans le sens de défilement de la bande, l’au moins une rangée de buses à jet plat peut être mono-fluide.
L’au moins une rangée de buses à jets coniques peut être mono-fluide.
La section de refroidissement rapide peut en outre comprendre au moins une rangée de buses à jets bi-fluides et qui peut suivre, dans le sens de défilement de la bande, l’au moins une rangée de buses à jets coniques. La rangée de buses peut être disposée transversalement au plan de défilement de la bande.
Les buses mono-fluide peuvent être agencées pour projeter un liquide sur la bande.
Les buses bi-fluide peuvent être agencées pour projeter sur la bande un brouillard composé d’un mélange de gaz et de liquide.
Selon un mode de réalisation, la section de refroidissement selon l’invention est agencée pour que la bande circule verticalement de bas en haut.
îo La section de refroidissement peut comprendre, en amont de la rangée de buses à jets plats dans le sens de défilement de la bande, une autre rangée de buses à jets plats dont les jets plats sont inclinés longitudinalement par rapport à un plan transversal et perpendiculaire à la bande d’un angle B supérieur à 15°.
Avantageusement, la section de refroidissement rapide peut comprendre, en outre, en amont des autres buses à jets plats, dans le sens de défilement de la bande, une encore autre rangée de buses à jets plats dont les jets plats sont inclinés longitudinalement d’un angle C par rapport au plan transversal et perpendiculaire à la bande, l’angle C étant supérieur à l’angle B.
Les buses à jet plat, et plus précisément celles de la rangée et/ou l’autre rangée et/ou l’encore rangée, peuvent être inclinées transversalement par rapport à un plan transversal et perpendiculaire à la bande de sorte que les jets plats soient inclinés d’un angle A par rapport au plan supérieur à 5° et inférieur à 15°.
Selon une caractéristique de l’invention, le liquide, ou le mélange d’un gaz et d’un liquide, sont non oxydants pour la bande.
De préférence, la section de refroidissement ne comporte pas, dans le sens de défilement de la bande, de buses à jets coniques disposées en amont de buses à jets plats.
De préférence, chacune des buses à jets coniques de la section de refroidissement selon l’invention est disposée, selon le sens de défilement de la bande, en aval de chacune des buses à jets plats.
De préférence, la section de refroidissement ne comporte pas, dans le sens de défilement de la bande, de buses à jets plats disposées en aval de buses à jets coniques.
De préférence, chacune des buses à jets plats de la section de refroidissement selon l’invention est disposée, selon le sens de défilement de la bande, en mont de chacune des buses à jets conique.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé de refroidissement rapide d’une ligne continue de traitement de bandes métalliques, agencée pour refroidir la bande par projection sur celle-ci d’un liquide, ou d’un mélange d’un gaz et d’un liquide, au moyen de buses disposées de part et d’autre de la bande par rapport à son plan de défilement, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement de la bande, le procédé de refroidissement comprend au moins une projection provenant d’une rangée de buses à jet plat, suivie, temporellement, d’au moins une projection provenant d’une rangée de buses à jets coniques, les rangées de buses étant disposées transversalement au plan de défilement de la bande.
De préférence, il n’y a pas, sur une partie longitudinale de la bande, de projection provenant d’une rangée de buses à jets coniques, préalablement, à une projection provenant d’une rangée de buses à jets plats.
De préférence, il n’y a pas, sur une partie longitudinale de la bande, de projection provenant d’une rangée de buses à jets plats, postérieurement, à une projection provenant d’une rangée de buses à jets coniques.
Selon l’invention, le refroidissement ultra rapide d’une bande de 2mm d’épaisseur à plus de 1000°C/s entre 800 et 500°C e fait en deux étapes successives : D’abord la bande passe devant des premières rangées de buses mono-fluides à jets plats, alimentées en eau à forte pression de l’ordre de 10 bars. Ces buses à jets plats permettent un fort et étroit impact sur la bande et donc une décroissance rapide de la température. L’impact de ces buses sur la bande étant étroit, c’est-à-dire sur une faible surface de bande, cela entraîne l’utilisation d’un fort débit d’eau pour couvrir la surface de bande visée et donc de grosses consommations énergétiques au niveau des pompes à eau.
Une fois que la température de Leindenfrost a été dépassée, il est plus facile de refroidir la bande. C’est la raison pour laquelle le refroidissement se poursuit par des buses à jets coniques mono-fluides sensiblement à la même pression. L’utilisation des buses à jets coniques est à privilégier à partir de cette température intermédiaire afin de garantir une meilleure répartition et couverture d’eau sur la bande. De plus, les buses à jets coniques étant plus efficaces en termes de performance/débit injecté d’eau, surtout lorsque la bande est à plus basse température, elles permettent de réduire le débit d’eau et donc les consommations énergétiques au niveau des pompes à eau.
La vitesse de refroidissement de la bande peut être maintenue constante le long de la section de refroidissement rapide selon l’invention, avec une pente io de refroidissement identique avec les buses à jet plat et les buses à jet conique, ou elle peut être différente selon la nature de l’acier et des propriétés mécaniques visées.
Une fois la température de la bande descendue à 500 °C ou moins, le refroidissement jusqu’à la température ambiante ou jusqu’à une température intermédiaire voulue peut alors s’effectuer par pulvérisation d’un brouillard d’eau à l’aide de buses bi-fluides projetant un mélange de gaz et d’eau sur la bande. Ainsi, cette association de refroidissements permettra une totale flexibilité.
Pour des bandes plus fines, mais nécessitant des refroidissements ultra rapides, il suffira d’adapter la vitesse de la ligne et/ou la pression d’eau dans les buses mono-fluides à jets plats et à jets coniques.
Pour des bandes nécessitant un refroidissement lent, il sera alors possible d’éteindre les buses mono-fluides à jets plats et les buses monofluides à jets coniques et d’utiliser seulement les buses bi-fluides projetant un mélange de gaz et d’eau. En effet, la zone de refroidissement comportant les buses mono-fluides à jets plats et les buses mono-fluides à jets coniques étant courte (1 à 2 mètres maximum), il est tout à fait possible d’éteindre cette section et de réaliser tout le refroidissement avec les buses bi-fluides projetant un mélange d’eau et de gaz.
Les buses sont avantageusement des buses ponctuelles. II est ainsi possible d’avoir un réglage transversal du refroidissement de la bande ce qui n’est pas possible lorsque le refroidissement est réalisé au moyen de buses couvrant toute la largeur de la bande, ou de grande largeur. Pour les bandes étroites, l’utilisation de buses ponctuelles permet également d’arrêter celles qui se trouvent au-delà de la largeur de bande, limitant ainsi le débit projeté et la consommation électrique de la pompe.
Entre deux rangées successives, les buses sont avantageusement placées en quinconce transversalement de sorte d’augmenter l’homogénéité du refroidissement. De même, le quinconce entre les buses est décalé de chaque côté de la bande de sorte de ne pas avoir deux buses en vis-à-vis.
Pour une bande montante, il sera important de rajouter un système de couteaux d’eau en amont des premières buses mono-fluides à jets plats pour que le refroidissement commence de manière nette et ne soit pas perturbé par le ruissellement d’eau provenant des buses situées au-dessus. En effet, s’il y a ruissellement, ce ruissellement entraînera un refroidissement lent et hétérogène avant que la bande soit en vis-à-vis des premières buses. Cela pourrait conduire à des propriétés mécaniques et métallurgiques dégradées de la bande. Pour les bandes descendantes, il est avantageux de placer un système de couteaux d’eau après la dernière rangée de buses, en sortie de la section de refroidissement, afin d’arrêter le refroidissement de manière nette en évitant celui qui résulterait du ruissellement de l’eau.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins :
Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale de la bande dans une section de refroidissement selon un exemple de réalisation de l’invention,
Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale de la bande dans la section de refroidissement selon l’exemple de réalisation de l’invention de la figure 1, et,
Fig. 3 est une vue schématique longitudinale de la section de refroidissement selon l’exemple de réalisation de l’invention des figures 1 et 2.
Ce mode de réalisation n’étant nullement limitatif, on pourra notamment réaliser des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique.
En se reportant au schéma de la figure 1 des dessins annexés, on peut voir schématiquement représentée une coupe transversale d’une bande 1 en cours de refroidissement par projection d’un liquide au moyen de buses 2 disposées de part et d’autre de la bande, selon un exemple de réalisation de l’invention. Pour faciliter la lecture des dessins, nous avons représenté un nombre limité de buses sur la largeur de bande. Le pas transversal entre les buses et la distance entre les buses et la bande sont ajustés en fonction de l’angle d’ouverture des jets 3 de sorte de couvrir toute la surface de la bande et d’obtenir un refroidissement transversal homogène. Comme on peut le voir sur cette figure, nous avons un recouvrement transversal des jets sur la largeur de bande. L’importance de ce recouvrement est limitée à celle nécessaire pour assurer que toute la largeur de la bande est bien couverte par les jets tout en ayant un refroidissement transversal homogène de la bande.
En se reportant au schéma de la figure 2 des dessins annexés, on peut voir schématiquement représentée, une vue longitudinale sur une face d’une portion d’une bande 1 en défilement dans une section de refroidissement par pulvérisation d’un liquide selon un exemple de réalisation de l’invention. Dans cet exemple, la bande circule de bas en haut. En entrant dans la section de refroidissement, la bande rencontre d’abord deux rangées 4, 5 de buses 9, 10 à jets plats 14, 15 à forte vitesse d’écoulement dont la fonction est de chasser le liquide présent sur la bande du fait d’un ruissellement. Celui-ci résulte de l’écoulement le long de la bande d’une partie du liquide projeté sur la bande par les buses situées au-dessus de ces deux rangées 4, 5 de jets plats. Il est nécessaire de supprimer le liquide présent sur la bande car celui-ci aurait pour effet de limiter l’impact sur la bande de jets de rangées de buses de refroidissement disposées en aval dans le sens F de refroidissement. De plus, le liquide présent sur la bande par ruissellement conduirait à un début de refroidissement de la bande avant qu’elle n’atteigne la première rangée de buses. Il en résulterait un début de refroidissement moins intense alors qu’il est souvent nécessaire que celui-ci soit très rapide, notamment pour éviter la formation de phases métallurgiques à moindres propriétés mécaniques, comme de la perlite, lors du début du refroidissement. Dans les sections de refroidissement dans lesquelles la bande circule de haut en bas, ces rangées de buses ne sont pas nécessaires puisque la bande n’est pas recouverte de liquide lors de son entrée dans la section de refroidissement. Ces deux rangées de jets plats sont inclinées longitudinalement dans la direction de défilement de la bande par rapport à un plan transversal et perpendiculaire à la bande. L’inclinaison de la première rangée 4 de jets plats 14 est plus importante que celle de la seconde rangée 5 de sorte de favoriser le décollement du liquide de la bande. Par exemple, la seconde rangée 5 de jets plats est inclinée d’un angle ίο B de 15° et la première rangée est inclinée d’un angle C de 45°.
La bande rencontre ensuite, dans le sens F de défilement de la bande, quatre rangées 6 successives de jets 16 plats. Ces jets assurent un refroidissement rapide de la bande. Ils sont perpendiculaires à la surface de la bande et légèrement inclinés transversalement par rapport au plan transversal et perpendiculaire à la bande d’un angle A de sorte de limiter l’interaction entre les jets tout en assurant que toute la largeur de la bande est bien couverte par les jets. Cette inclinaison reste limitée pour ne pas augmenter le nombre de buses sur la largeur de bande et ne pas accroître la distance transversale entre deux rangées de buses nécessaire pour éviter l’interaction entre les jets des deux rangées. Cette inclinaison est comprise entre 5° et 15° et est avantageusement de 8°. Le nombre de rangées 6 successives de buses 11 à jets 16 plats est fonction du profil de refroidissement de la bande souhaité, des caractéristiques de la bande, notamment de son épaisseur maximale, de la vitesse maximale de défilement de la bande et des caractéristiques des jets, notamment le débit et la vitesse du liquide.
La bande rencontre ensuite quatre rangées 7 successives de jets 17 coniques. Ces jets sont perpendiculaires à la surface de la bande. De nouveau, le nombre de rangées 7 successives de buses 12 à jets 17 plats est fonction du profil de refroidissement de la bande souhaité, des caractéristiques de la bande, de la vitesse maximale de défilement de la bande et des caractéristiques des jets.
De même, la densité des jets sur la surface de la bande, notamment la distance entre les rangées 7 de buses dans le sens longitudinal de la bande, ίο est déterminée selon le profil de refroidissement de la bande souhaité et des performances d’échange thermique des jets.
La pression d’alimentation des buses et la température du fluide de refroidissement sont des paramètres qui peuvent être ajustés pour obtenir la pente de refroidissement souhaitée. Ces paramètres peuvent être maintenus constants le long de la section de refroidissement ou ils peuvent être variables, selon l’objectif thermique visé. La pression d’alimentation des buses 9, 10 peut être plus élevée de sorte de faciliter l’évacuation de l’eau de ruissellement.
La distance entre la bande et les buses est définie en prenant en compte io plusieurs paramètres, notamment les caractéristiques des jets, du flottement de la bande et des accès nécessaires pour la maintenance. Cette distance est par exemple comprise entre 150 et 300 mm. Elle est évidemment prise en compte pour définir le pas entre les buses et la pression d’alimentation des buses.
En se reportant au schéma de la figure 3 des dessins annexés, on peut 15 voir schématiquement représentée une vue longitudinale et latérale de la portion d’une bande 1 en défilement dans la section de refroidissement représentée en figure 2. Cette figure montre plus clairement l’inclinaison longitudinale des deux premières rangées de buses dans le sens F de défilement de la bande, les autres buses étant perpendiculaires à la bande.
Nous décrivons à présent un exemple de réalisation de l’invention, pour une bande circulant de bas en haut dans une section de refroidissement rapide. Le refroidissement ultra rapide de cette bande à plus de 1000°C/s entre 800 et 500 °C se fait en deux étapes successives : D’abord la bande passe devant des rangées 6 de buses mono-fluides 11 à jets plats 16, alimentées en eau 19 à une pression de l’ordre de 10 bars. A partir d’une température d’environ 500 °C, le refroidissement de la bande se poursuit par des buses 12 à jets coniques 17 à la même pression. Une fois la température de la bande descendue à 300 °C, le refroidissement jusqu’à la température ambiante, ou jusqu’à une température intermédiaire voulue, peut alors s’effectuer par pulvérisation d’un brouillard d’eau à l’aide de rangées 8 de buses bi-fluides 13 à jets coniques 18 projetant un mélange 20 de gaz, par exemple de l’azote, et d’eau sur la bande. Ainsi, cette association de refroidissements permet une totale flexibilité.
. pour des bandes plus fines, mais nécessitant des refroidissements ultra π
rapides, il suffit d’adapter la vitesse de la ligne et/ou la pression d’eau dans les buses mono-fluides à jets plats et à jets coniques, . pour des bandes nécessitant un refroidissement lent, il sera alors possible d’arrêter les buses mono-fluides à jets plats et les buses mono-fluides à jets coniques et d’utiliser uniquement les buses bi-fluides projetant un mélange de gaz et de liquide. En effet, la zone de refroidissement comportant les buses mono-fluides à jets plats et les buses mono-fluides à jets coniques étant courte (1 à 2 mètres maximum), il est tout à fait possible d’arrêter cette section et de réaliser tout le refroidissement avec les buses bi-fluides projetant un mélange de liquide et de gaz.
Dans l’exemple de réalisation représenté aux figures 2 et 3, les buses bifluides sont ponctuelles et les jets obtenus sont coniques. Les conditions de refroidissement étant moins critiques pour le refroidissement moins rapide obtenu par ces buses bi-fluides, des buses à fente couvrant toute la largeur de la bande, ou une partie de celle-ci, peuvent également être utilisées.
Dans cet exemple de réalisation avec une bande montante, il est important de rajouter un système de couteaux d’eau en amont des premières buses mono-fluides à jets plats pour que le refroidissement commence de manière nette et ne soit pas perturbé par le ruissellement d’eau provenant des buses situées au-dessus. En effet, s’il y a ruissellement, ce ruissellement entraînera un refroidissant lent et inhomogène avant que la bande soit en vis-àvis des premières buses. Cela pourrait conduire à des propriétés mécaniques et métallurgiques dégradées de la bande. Les jets plats 14, 15 du système de couteaux d’eau sont légèrement inclinés transversalement de sorte de limiter l’interaction entre les jets tout en assurant que toute la largeur de la bande est bien couverte par les jets.
Ce système de couteaux d’eau n’est pas indispensable pour des bandes descendantes. Pour celles-ci, il est cependant avantageux de placer un système de couteaux d’eau après la dernière rangée de buses, en sortie de la section de refroidissement, afin d’arrêter le refroidissement de manière nette en évitant celui qui résulterait du ruissellement de l’eau.
Pour notre exemple de réalisation de l’invention pour le refroidissement d’une bande circulant de bas en haut. Le système de refroidissement se présente de la manière suivante :
. deux rangées 4, 5 de buses mono-fluides 9, 10 à jets plats 14, 15 servant de couteaux d’eau, . quatre rangées 6 de buses mono-fluides 11 à jets plats 16, . quatre rangées 7 de buses mono-fluides 12 à jets coniques 17.
De manière plus précise, les pas entre chaque rangée, les pas entre chaque buse sur une même rangée et les différents angles sont présentés dans le tableau suivant :
Rangées de buses depuis l’entrée de la bande Nature Distance longitudinale depuis la première rangée de buses Inclinaison transversale des jets Inclinaison longitudinale des jets par rapport à un plan perpendiculaire à la bande Distance transversale entre les buses d’une même rangée
1 Couteau d’eau à jets plats monofluide 0 mm 8° 50° 100 mm
2 Couteau d’eau à jets plats monofluide 75 mm 8° 30° 100 mm
3 Jets plats monofluide 130 mm 8° 0° 100 mm
4 Jets plats monofluide 180 mm 8° 0° 100 mm
5 Jets plats monofluide 230 mm 8° 0° 100 mm
6 Jets plats monofluide 280 mm 8° 0° 100 mm
7 Jets coniques mono-fluide 355 mm NA 0° 100 mm
8 Jets coniques mono-fluide 480 mm NA 0° 100 mm
9 Jets coniques mono-fluide 605 mm NA 0° 100 mm
10 Jets coniques mono-fluide 730 mm NA 0° 100 mm
Sur ce tableau, la distance longitudinale depuis la première rangée de buses est prise au niveau de l’axe médian d’impact du jet sur la bande. La 5 distance entre les buses et la bande est de 250 mm pour l’ensemble des buses.
Avec cette configuration, avec de l’eau comme fluide de refroidissement, il est possible d’atteindre les pentes de refroidissement suivantes entre 800 et 500 °C :
- pour une bande de 2 mm d’épaisseur défilant à une vitesse entre 90 et 130 îo m/min, avec une pression de 10 bars aux buses : 1400 °C/s.
- pour une bande de 1 mm d’épaisseur défilant à une vitesse de 240 m/min, avec une pression de 10 bars aux buses : 1500 °C/s.
- pour une bande de 1 mm d’épaisseur défilant à une vitesse de 240 m/min, avec une pression de 7 bars aux buses : 1300 °C/s.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention 5 peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS
    1. Section de refroidissement rapide d’une ligne continue de traitement de bandes métalliques, agencée pour refroidir la bande (1) par projection sur
    5 celle-ci d’un liquide (19), ou d’un mélange (20) d’un gaz et d’un liquide, au moyen de buses (2) disposées de part et d’autre de la bande par rapport à son plan de défilement, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement (F) de la bande, la section de refroidissement comprend au moins une rangée (6) de buses (11) à jet plat (16), suivie d’au moins une io rangée (7) de buses (12) à jets coniques (17), les rangées (6, 7) de buses étant disposées transversalement au plan de défilement de la bande.
  2. 2. Section de refroidissement rapide selon la revendication 1, dans laquelle, dans le sens de défilement de la bande, l’au moins une rangée (6) de buses (11) à jet plat (16) est mono-fluide, l’au moins une rangée (7) de
    15 buses (12) à jets coniques (17) est mono-fluide, la section de refroidissement rapide comprenant en outre au moins une rangée (8) de buses (13) à jets (18) qui est bi-fluide et suit, dans le sens de défilement (F) de la bande, l’au moins une rangée (7) de buses (12) à jets coniques (17), la rangée (8) de buses (13) étant disposée transversalement au plan
    20 de défilement de la bande, les buses (11, 12) mono-fluide étant agencées pour projeter un liquide sur la bande et les buses (13) bi-fluide étant agencées pour projeter sur la bande un brouillard composé d’un mélange de gaz et de liquide.
  3. 3. Section de refroidissement rapide selon la revendication 1 ou 2, agencée
    25 pour que la bande (1) circule verticalement de bas en haut, comprenant, en amont de la rangée (6) de buses (11) à jets plats dans le sens de défilement (F) de la bande, une rangée (5) de buses (10) à jets plats (15) dont les jets plats (15) sont inclinés longitudinalement par rapport à un plan transversal et perpendiculaire à la bande (1) d’un angle B supérieur à
    30 15°.
  4. 4. Section de refroidissement rapide selon la revendication précédente, comprenant en outre, en amont des buses (10) à jets plats, dans le sens de défilement (F) de la bande, une rangée (4) de buses (9) à jets plats (14) dont les jets plats (14) sont inclinés longitudinalement d’un angle C par rapport au plan transversal et perpendiculaire à la bande (1), l’angle C
  5. 5 étant supérieur à l’angle B.
    5. Section de refroidissement rapide selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les buses (9, 10, 11) à jet plat sont inclinées transversalement par rapport à un plan transversal et perpendiculaire à la bande (1) de sorte que les jets plats (14, 15, 16) îo soient inclinés d’un angle A par rapport au plan supérieur à 5° et inférieur à 15°.
  6. 6. Section de refroidissement rapide selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle que le liquide (19), ou le mélange (20) d’un gaz et d’un liquide, sont non oxydant pour la bande (1).
    15
  7. 7. Procédé de refroidissement rapide d’une ligne continue de traitement de bandes métalliques, agencée pour refroidir la bande par projection sur celle-ci d’un liquide, ou d’un mélange d’un gaz et d’un liquide, au moyen de buses disposées de part et d’autre de la bande par rapport à son plan de défilement, caractérisée en ce que, dans le sens de défilement de la
    20 bande, le procédé de refroidissement comprend au moins une projection provenant d’une rangée de buses à jet plat, suivie, temporellement, d’au moins une projection provenant d’une rangée de buses à jets coniques, les rangées de buses étant disposées transversalement au plan de défilement de la bande.
    1/3
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