LU82022A1 - COOLING METHOD AND DEVICE FOR METAL TREATMENT - Google Patents
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Description
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0 2 Q ^RANE>-DUCHË DE LUXEMBOURG0 2 Q ^ RANE> -DUCHË DE LUXEMBOURG
Brevet N°...............................................Patent No ...............................................
du .......2.X.....décembre.....197 ) Monsieur le Ministre ....... ÆaS] de l’Économie Nationale et des Classes Moyennesof ....... 2.X ..... December ..... 197) Mr. Minister ....... ÆaS] of the National Economy and the Middle Classes
Titre delivre : ........................................Book title: ........................................
Service de la Propriété Industrielle 5¾¾ LUXEMBOURG5¾¾ LUXEMBOURG Industrial Property Service
Demande de Brevet d’invention I. RequêtePatent Application I. Application
La société dite: HEORTEY METALLURGIE, 15, rue Galvani, (1) 75ol7 PARIS, France, représentée par Monsieur Jacques de Muyser agissant en qualité de mandataire .................................................(2) dépose ce vlngt-et-un décembre 19oo soixante-dix-neuf (3) , IC . .....................................................................................................................................................................................................The company known as: HEORTEY METALLURGIE, 15, rue Galvani, (1) 75ol7 PARIS, France, represented by Mr. Jacques de Muyser acting as agent ................... .............................. (2) deposits this vlngt-et-un december 19oo seventy-nine (3) , IC. .................................................. .................................................. .................................................. ...............................................
a_______________________heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : „ . 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : "Procédé et dispositif de refroidissement pour le traitement (4> des métaux"._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ * * déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : .....................................................................................................................................................................................................................................................................................(5) 2. la délégation de pouvoir, datée de ..PARIS................................................ je l.9....M66ibr6.. .1.9..79, 3. la description en langue........?.?.®.P.Ç.®.X,®.®.....................................de l’invention en deux exemplaires ; 4...........1.................. planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 21 décembre 1979...........................................................a_______________________ hours, at the Ministry of National Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: „. 1. the present request for obtaining a patent for an invention concerning: "Process and cooling device for the treatment (4> of metals") ._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ * * declares, assuming responsibility for this declaration, that the (s) inventor (s) is (are): ...................................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ....................................... (5) 2. the delegation of power, dated from Paris.............................................. .. je l.9 .... M66ibr6 .. .1.9..79, 3. description in language ........?.?. ®.P.Ç.®.X, ®.® ..................................... of the invention in two examples es; 4 ........... 1 .................. drawing boards, in two copies; 5. receipt of the fees paid to the Luxembourg Registration Office on December 21, 1979 .............................. .............................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande© de ... Brevet .. ... France (6) ................................................................................................deposee(s) en (7).....................................................................................................................................claims for the above patent application the priority of one (or more) application (s) of ... Patent .. ... France (6) ................... .................................................. ........................... filed (s) in (7) ............... .................................................. .................................................. ..................
le 22 décembre 1978......(No. 78 36 o99)_______________________________________________________________________________________________________________________m au nom de ΐ?... d^C>sante................................................................................................................................................................................................(9) _ élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg .....................................December 22, 1978 ...... (No. 78 36 o99) _______________________________________________________________________________________________________________________ m on behalf of ΐ? ... d ^ C> sante ................... .................................................. .................................................. .................................................. ....................... (9) _ take up residence for him / her and, if appointed, for their proxy, in Luxembourg ..... ................................
35, bd: Royal" (10) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes (Susmentionnée^, — avec ajournement de cette délivrance à .. ...........LL.................... .......mois.35, bd: Royal "(10) requests the issue of a patent for the subject described and represented in the appendices (Above mentioned ^, - with postponement of this issue to .. ........ ... LL .................... ....... months.
% mjndat^lre | j. j Π. Procès-verbal de Dépôt% mjndat ^ lre | j. j Π. Deposit Minutes
La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du: 21 décembre 1979 .........··. Pr. le Ministre à...........15......... heures / de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, ff «ftfe v\\ fi \\ ίΓη ( j v. _Ig.........£ y ,_ // /_The above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of National Economy and the Middle Classes, Industrial Property Service in Luxembourg, dated: December 21, 1979 ......... ··. Pr. The Minister at ........... 15 ......... hours / of the National Economy and the Middle Classes, ff "ftfe v \\ fi \\ ίΓη (j v. _Ig ......... £ y, _ // / _
Jj- b'oDd- b'o
REVENDICATION DE LA PRIORITECLAIM OF PRIORITY
de !a demande de bre\tet / M En FRANCEfrom! to request for bre \ tet / M In FRANCE
Du 22 décembre 1978 Mémoire Descriptif déposé à l'appui d’une demande deOf December 22, 1978 Description Brief filed in support of a request for
BREVET D’INVENTIONPATENT
» * au" * at
Luxembourg au nom de : heurtey métallurgie pour: "Procédé et dispositif de refroidissement pour le traitement des métaux".Luxembourg in the name of: heurtey metallurgy for: "Cooling process and device for the treatment of metals".
* ! r** -1- ή· - ; 1 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de ref roidissement pour le traitement en continu des métaux, notamment de pièces métalliques ou de bandes traitées, notamment de tôles.*! r ** -1- ή · -; 1 The present invention relates to a cooling method and device for the continuous treatment of metals, in particular of metal parts or of treated strips, in particular of sheets.
I \ Dans de nombreux procédés de traitement des métaux, on utilise, après ’ i f 5 un cycle de chauffage approprié, un refroidissement dont la vitesse est déterminante pour la structure métallurgique finale du produit. Ce refroidissement doit être réglable en fonction des dimensions des pièces ou des bandes traitées, ainsi que de la production horaire de l'installation, afin d'obtenir une pente de refroidissement constante.In many metal treatment processes, after an appropriate heating cycle, cooling is used, the speed of which is decisive for the final metallurgical structure of the product. This cooling must be adjustable according to the dimensions of the parts or strips treated, as well as the hourly production of the installation, in order to obtain a constant cooling slope.
10 On a proposé diverses techniques en vue de répondre à ces exigences.Various techniques have been proposed to meet these requirements.
Parmi ces techniques connues on peut citer: le soufflage de l'air, le soufflage d'une suspension de liquide pulvérisée dans de l’air, l'aspersion par jet d'un ; liquide, etc. ..These known techniques include: blowing air, blowing a suspension of liquid sprayed into air, spraying with a; liquid, etc. ..
, ^ ; Chacune de ces techniques présente des défauts : .15 - le soufflage de l'air seul, même en grande quantité , est inapte à assu- I i rer les coefficients d'échanges élevés; - les procédés selon lesquels on effectue un soufflage d'une suspension i de liquide pulvérisée dans de l'air, bien que souples et efficaces, du point de vue des échanges thermiques réalisés, exigent généralement d'importantes pres- 20. sions de gaz support et ils ne sont donc pas économiques; - les systèmes d'aspersion par jet d'un liquide sont très efficaces sur · i le plan du refroidissement mais iis ne peuvent pas fonctionner dans une large! gamme de coefficients d'échanges., ^; Each of these techniques has shortcomings: .15 - blowing air alone, even in large quantities, is incapable of ensuring the high exchange coefficients; the processes by which a suspension i of a suspension i of liquid sprayed in air is blown, although flexible and effective, from the point of view of the heat exchanges carried out, generally require significant gas pressures. support and they are therefore not economical; - the liquid spraying systems are very efficient in terms of cooling, but they cannot function in a wide range! range of exchange coefficients.
Le procédé selon l'invention se propose d’assurer les caractéristiques 25 de refroidissement recherchées, à savoir coefficients d'échanges élevés et réglage dans une gamme importante de ces coefficients.The method according to the invention proposes to provide the desired cooling characteristics, namely high exchange coefficients and adjustment in a large range of these coefficients.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un jet liquide conique, suivant un emplacement soigneusement choisi, ! dans un jet gazeux à basse pression projeté à forte vitesse sur les produits 30 j à refroidir, l'injection étant réalisée de façon que les particules du liquide ‘ ; ‘ soient répandues dans tout le volume du jet gazeux en formant dans celui-ci j i un brouillard projeté sur les produits à refroidir.The method according to the invention is characterized in that it consists in introducing a conical liquid jet, at a carefully chosen location,! in a low pressure gas jet projected at high speed onto the products 30 days to be cooled, the injection being carried out so that the particles of the liquid ‘; ‘Are spread over the entire volume of the gas jet, forming in it a mist sprayed on the products to be cooled.
’ i ! ; | Selon une caractéristique de cette invention, la pression de gaz, notam- , | < : 1 ment de l'air, est inférieure à 0,15 bar, ce qui présente l'avantage de pouvoir * 35 j j obtenir le jet gazeux en utilisant un ventilateur centrifuge.’I! ; | According to a characteristic of this invention, the gas pressure, in particular, | <: 1 ment of air, is less than 0.15 bar, which has the advantage of being able * 35 j j to obtain the gas jet using a centrifugal fan.
-2- i Dans le procède selon, cette invention, le jet liquide conique, formé par les gouttelettes ayant un diamètre de l'ordre de 0, 8 à 2 mm, injecté dans le jet gazeux, est pris en charge par celui-ci et sous l'effet du frottement est j j brisé en gouttelettes beaucoup plus fines de l'ordre de 0, 05 à 0, 2 mm de dia- 5 : | mètre. Comme indiqué ci-dessus, la géométrie de l'injection est choisie de j telle façon que les particules du liquide, répandues dans le jet gazeux, for- ! : ment un brouillard à l'intérieur de celui-ci. Ce brouillard, projeté sur les produits à refroidir, met en contact les fines particules de liquide avec les ; surfaces très chaudes du produit à refroidir, dont la température peut atteindre 10 1100°C. L'évaporation qui en résulte absorbe la chaleur et se traduit par des échanges thermiques très intenses.-2- i In the method according to this invention, the conical liquid jet, formed by the droplets having a diameter of the order of 0.8 to 2 mm, injected into the gas jet, is supported by the latter and under the effect of friction is jj broken into much finer droplets of the order of 0.05 to 0.2 mm in diameter: 5 | metre. As indicated above, the geometry of the injection is chosen in such a way that the particles of the liquid, scattered in the gas jet, form! : ment a fog inside of it. This mist, projected onto the products to be cooled, brings the fine particles of liquid into contact with them; very hot surfaces of the product to be cooled, the temperature of which can reach 10 1100 ° C. The resulting evaporation absorbs heat and results in very intense heat exchanges.
Selon l'invention, on utilise des débits gazeux importants et des débits de liquide relativement faibles. De préférence, le gaz est chargé en liquide dans une proportion généralement égale ou inférieure à 0, 25 kg de liquide par ; î ' 3 15 ‘ 1 Nm de gaz. Dans ces limites, et en modifiant le débit du liquide, on obtient des coefficients d'échanges thermiques qui varient dans un rapport de 1 à 10. Grâce aux faibles teneurs en liquide et en choisissant bien les débits de gaz, il est possible d'assurer une évaporation totale des gouttes. ; !According to the invention, high gas flow rates and relatively low liquid flow rates are used. Preferably, the gas is loaded with liquid in a proportion generally equal to or less than 0.25 kg of liquid per; î '3 15 ‘1 Nm of gas. Within these limits, and by modifying the liquid flow rate, heat exchange coefficients are obtained which vary in a ratio from 1 to 10. Thanks to the low liquid contents and by choosing the gas flow rates well, it is possible to ensure total evaporation of the drops. ; !
Selon l'invention, la variation d'intensité de refroidissement est obtenue 20 par modifications du débit du liquide ou du débit de gaz ou des deux simultanément.According to the invention, the variation in cooling intensity is obtained by modifications of the liquid flow rate or the gas flow rate or both simultaneously.
L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précisé ci-dessus. Ce dispositif, qui peut être inséré dans une zone de refroidissement d'une installation de traitement en continu de produits métal! 25 lirgiques, comprend, de part et d'autre des faces du produit à refroidir circulant en continu, des rangées soit de tubes, soit de caissons de soufflage du gaz, comportant des ajutages déchargeant le gaz sous forme de jets coniques chaque ajutage étant muni d'un injecteur de liquide, l'injection du liquide dans 1 le jet gazeux étant choisie de manière à obtenir un fractionnement optimal des i ; '30, j gouttelettes issues du jet liquide.The invention also relates to a device for implementing the method specified above. This device, which can be inserted in a cooling zone of an installation for the continuous treatment of metal products! 25 lirgiques, comprises, on both sides of the product to be cooled continuously circulating, rows either of tubes or of gas blowing boxes, comprising nozzles discharging the gas in the form of conical jets each nozzle being provided a liquid injector, the injection of the liquid into 1 the gas jet being chosen so as to obtain an optimal fractionation of the i; '30, j droplets from the liquid jet.
i j Selon l'invention, la hauteur d'un injecteur par rapport à l'ajutage au- i ; dessus duquel il est placé est égale au diamètre contracté de cet ajutage.i j According to the invention, the height of an injector with respect to the nozzle au- i; above which it is placed is equal to the contracted diameter of this nozzle.
! i ; ( | ; Selon une autre caractéristique de cette invention, les ajutages de souf- l i i ! I flage sont disposés en rangées perpendiculaires au sens de déplacement du * ! » • ; 35 produit à refroidir et les ajutages des différentes rangées sont décalés les uns j par rapport aux autres.! i; (|; According to another characteristic of this invention, the blowing nozzles! I flage are arranged in rows perpendicular to the direction of movement of the *! "•; 35 product to be cooled and the nozzles of the different rows are offset j compared to others.
. .- , -3- . ’ ; Selon l'invention, le dit gaz est de l'air et le liquide est de l'eau.. .-, -3-. ’; According to the invention, said gas is air and the liquid is water.
! ! D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre i ; un exemple de réalisation non limitatif. Sur le dessin : j 5 ï : la figure 1 représente schématiquement en perspective un dispositif j selon l'invention appliqué au refroidissement des tôles défilant en continu, et la figure 2 représente schématiquement un exemple de positionnement d'un injecteur par rapport à son ajutage.! ! Other characteristics and advantages of this invention will emerge from the description given below with reference to the attached drawing which illustrates i; a nonlimiting exemplary embodiment. In the drawing: j 5 ï: FIG. 1 schematically represents in perspective a device j according to the invention applied to the cooling of continuously moving sheets, and FIG. 2 schematically represents an example of positioning of an injector relative to its nozzle .
: En se référant à la figure 1, on y voit que la tôle 1, défilant dans le 10 sens indiqué par la flèche traverse la section de refroidissement constituée par un certain nombre de rangées de tubes, tels que 2a, ou de caissons tels que 2b, dans lesquels est soufflé un gaz, notamment de l'air, à basse pression, en utilisant par exemple un ventilateur centrifuge (non représenté). Bien en- ; ! · tendu le système de refroidissement constitué par des tubes ou des caissons ; : ί1! ! ^ 15 : ! représente deux variantes qui ne peuvent exister simultanément sur une seule installation. Ces caissons ou ces tubes sont disposés de part et d'autre de la tôle 1. Les tubes 2a et les caissons 2b sont pourvus d'une pluralité I d'ajutages 3 au travers desquels le gaz est déchargé sous forme de jets coni-; i , i ques. Ainsi qu'on peut le voir sur le dessin, chaque ajutage 3 est pourvu d'un 20: injecteur 4 à pulvérisation mécanique de liquide, l'alimentation de ces injec-j teurs s’effectuant au travers de collecteurs 5.: Referring to Figure 1, we see that the sheet 1, moving in the direction indicated by the arrow 10 through the cooling section consisting of a number of rows of tubes, such as 2a, or boxes such as 2b, in which a gas, in particular air, is blown at low pressure, using for example a centrifugal fan (not shown). Well in; ! · Stretched the cooling system constituted by tubes or boxes; : ί1! ! ^ 15:! represents two variants which cannot exist simultaneously on a single installation. These boxes or these tubes are arranged on either side of the sheet 1. The tubes 2a and the boxes 2b are provided with a plurality I of nozzles 3 through which the gas is discharged in the form of conical jets; i, i ques. As can be seen in the drawing, each nozzle 3 is provided with a 20: injector 4 with mechanical spraying of liquid, the supply of these injectors being effected through collectors 5.
Les ajutages 3 sont disposés dans des plans parallèles à la bande, en rangées perpendiculaires au sens de déplacement de la tôle à refroidir. Les ] ajutages de ces rangées sont décalés les uns par rapport aux autres, ainsi que 25 cela est clairement visible à la figure 1, de façon à assurer une meilleure homogénéité du refroidissement sur la largeur du produit à traiter constitué . ici par la tôle 1.The nozzles 3 are arranged in planes parallel to the strip, in rows perpendicular to the direction of movement of the sheet to be cooled. The nozzles of these rows are offset from one another, as is clearly visible in FIG. 1, so as to ensure better homogeneity of the cooling over the width of the product to be treated constituted. here by sheet 1.
: Le brouillard obtenu, comme indiqué ci-dessus, par la projection des particules du liquide dans tout le volume du jet gazeux est projeté sur la t ' 301 ί tôle à refroidir.: The mist obtained, as indicated above, by the projection of the particles of the liquid in the entire volume of the gaseous jet is projected onto the sheet '301 ôle sheet to be cooled.
! | | > j ^ On détermine la géométrie de l'injection du liquide dans le jet gazeux ! i I ! ·.. | ; de manière à obtenir un fractionnement optimal des gouttelettes issues du jet | j | liquide. En se référant à la figure 2 on voit que la position de l'injecteur 4 est ; ( ! définie par la distance h le séparant de l'ajutage 3 au-dessus duquel il est placé.! | | > j ^ We determine the geometry of the injection of the liquid into the gas jet! i I! · .. | ; so as to obtain an optimal fractionation of the droplets from the jet | j | liquid. Referring to Figure 2 we see that the position of the injector 4 is; (! defined by the distance h separating it from the nozzle 3 above which it is placed.
' I ’ 35! ' Cette distance h est, selon l'invention, sensiblement égale au diamètre d'I ’35! 'This distance h is, according to the invention, substantially equal to the diameter d
iJl___________I---------------------------------------------------------------- -...........—~JiJl ___________ I ------------------------------------------------- --------------- -...........— ~ J
I .4— -4- : !---------------------------------- ------ d - -- ' , ; contracté de l’ajutage 3, le rapport ~ entre ce diamètre contracté et le i ! diamètre réel D de l’ajutage 3 dépendant du profil de cet ajutage.I .4— -4-:! ---------------------------------- ------ d - - ',; contracted from nozzle 3, the ratio ~ between this contracted diameter and the i! actual diameter D of the nozzle 3 depending on the profile of this nozzle.
Le diamètre contracté d est fonction de l’angle de pulvérisation de j i l’injecteur 4, cet angle étant généralement voisin de 30°.The contracted diameter d is a function of the spray angle of j i the injector 4, this angle generally being close to 30 °.
! * j 5 ! A titre d’exemple non limitatif, les autres paramètres caractéristiques de cette installation sont les suivants r- i - Diamètre D des ajutages : 30 à 100 mm - Pression du gaz soufflé (air) : 200 à 1200 da Pa(2000 à 12000N/rr * j 5 2 I ; - Pression du liquide (eau) : 1 à 7. 10 N/m 10; - Débit du liquide (eau) par injecteur : 15 à 200 l/h.! * d 5! By way of nonlimiting example, the other characteristic parameters of this installation are the following r- i - Diameter D of the nozzles: 30 to 100 mm - Pressure of the blown gas (air): 200 to 1200 da Pa (2000 to 12000N / rr * j 5 2 I; - Liquid (water) pressure: 1 to 7. 10 N / m 10; - Liquid (water) flow rate by injector: 15 to 200 l / h.
Dans de telles limites, une installation selon l’invention permet d’obtenir des coefficients moyens d’échanges thermiques situés entre 100 et . : , 2 : : 2000 W/m . °C , ces coefficients étant réglables dans un rapport de 1 à 10 ; ! ! pour une installation donnée.Within such limits, an installation according to the invention makes it possible to obtain average heat exchange coefficients situated between 100 and. :, 2:: 2000 W / m. ° C, these coefficients being adjustable in a ratio of 1 to 10; ! ! for a given installation.
1 j*i ! > 15 I i Parmi les exemples d’application de cette invention, on peut citer : : le refroidissement des bandes ou tôles fortes ou de brames ou billettes.1 day * i! > 15 I i Among the examples of application of this invention, there may be mentioned:: cooling of heavy strips or sheets or slabs or billets.
Il demeure bien entendu que cette invention n’est pas limitée à l’exemple . de réalisation décrit et représenté, mais qu’elle en englobe toutes les varian-' tes.Of course, this invention is not limited to the example. of embodiment described and shown, but that it encompasses all the variations thereof.
i . ! i t , i i ! ; I .i. ! i t, i i! ; I.
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Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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| FR7836099 | 1978-12-22 | ||
| FR7836099A FR2444514A1 (en) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Cooling of metals after continuous heat treatment - by spraying mixt. of gas and liq., esp. an air-water mixt, onto metal strip |
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