LU85281A1 - METHOD FOR COOLING METAL PRODUCTS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME - Google Patents
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Description
C 2240/8303.C 2240/8303.
- 1 - CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES, CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,- 1 - METALLURGICAL RESEARCH CENTER, CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif-Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique) .Non-profit association-Vereniging zonder winstoogmerk in BRUXELLES, (Belgium).
I i Procédé de refroidissement de produits métalliques et disposi- | tif pour sa mise en oeuvre.I i Process for cooling metallic products and disposi | tif for its implementation.
! ! La présente invention a trait à un procédé de refroidissement de produits métalliques et elle décrit aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité.! ! The present invention relates to a method for cooling metallic products and it also describes a device for implementing the above-mentioned method.
Il est connu de l'homme de l'art que l'on soumet les produits métalliques à des traitements thermiques et que ceux-ci peuvent comporter une phase de refroidissement.It is known to those skilled in the art that metal products are subjected to heat treatments and that these can include a cooling phase.
L'objet de la présente invention est relatif à une opération , de refroidissement tu cours de laquelle le produit est en tou- vement; celle-ci étant effectués par action d'eau ou d'autres fluides et considérée seule ou en combinaison avec d'autres traitements <5u produit et ce à cruel niveau que ce soit ce p l'élaboration ou dit croâuit.The object of the present invention relates to an operation, cooling tu during which the product is in motion; the latter being carried out by the action of water or other fluids and considered alone or in combination with other treatments <5u product and this at cruel level whether it is this p development or said crust.
.P.P
Λ 4 - 2 -Λ 4 - 2 -
Toutefois, afin de présenter une description claire de la pré- j sente invention, la suite de l'exposé sera volontairement res- ! treinte au refroidissement de profilés par de l'eau sans li- ! miter pour autant le domaine d'application possible de la ! présente invention.However, in order to present a clear description of the present invention, the rest of the description will be voluntarily repeated! dies when profiles are cooled by water without li-! however, mimic the possible scope of the! present invention.
Lors des opérations de refroidissement d'un produit par sa mise en contact avec un fluide, on a constaté que pour assurer un refroidissement homogène de l'ensemble du produit au cours de son ; * défilement devant les dispositifs de refroidissement, il faut l [ d'une part que la distance entre l'élément à refroidir et le j dispositif délivrant le fluide de refroidissement soit petite j et d'autre part que cette distance soit la plus constante 1 possible pendant le passage du produit.During operations for cooling a product by bringing it into contact with a fluid, it has been found that to ensure homogeneous cooling of the whole of the product during sound; * scrolling in front of the cooling devices, it is necessary l [on the one hand that the distance between the element to be cooled and the j device delivering the cooling fluid is small j and on the other hand that this distance is the most constant 1 possible during the passage of the product.
: î #1 ; î i I - ; | Les solutions proposées pour satisfaire les conditions ci- 1 dessus sont basées essentiellement sur des moyens physiques de guidage strict du produit. Il va de soi que ces moyens doivent être adaptés aux produits et de ce fait deviennent: î # 1; î i I -; | The solutions proposed to satisfy the above conditions are based essentially on physical means of strict product guidance. It goes without saying that these means must be adapted to the products and therefore become
Jji : ! fort coûteux, encombrants, ..., lorsqu'il s'agit de produits I! dont le poids par unité de longueur est grand, comme c'est le cas des poutres, poutrelles, rails ou autres profilés lourds.Jji:! very expensive, bulky, ... when it comes to I products! whose weight per unit of length is large, as is the case of beams, beams, rails or other heavy sections.
Le procédé de la présente invention est mis en oeuvre par un dispositif qui ne possède pas les inconvénients précités.The method of the present invention is implemented by a device which does not have the aforementioned drawbacks.
Le procédé de refroidissement, objet de la présente invention, dans lequel un produit est en mouvement et défile devant un dispositif ce refroidissement, est essentiel;emsnt caractérisé en ce que l'on contrôle la distance entre le produit et le dispositif de refroidissement,appelée ci-après distance d, et que l'on module celle-ci de manière à la carder égale ou eu moins la plus proche possible d'une valeur prédéterminée ? appelée consigne, cette dernière pouvant être variable dans JPThe cooling process, object of the present invention, in which a product is in motion and passes in front of a device for this cooling, is essential; emsnt characterized in that one controls the distance between the product and the cooling device, called hereinafter distance d, and that one modulates this so as to card it equal or had at least as close as possible to a predetermined value? called setpoint, the latter can be variable in JP
7L7L
JJ
j ' le temps.I have time.
! i l! he
Suivant une première modalité de réalisation du procédé de l'invention, le contrôle de la distance d est opéré en continu.According to a first embodiment of the method of the invention, the control of the distance d is operated continuously.
Suivant une autre modalité de réalisation du procédé, objet [ de la présente invention, le contrôle de la distance d corn- I ' | ' prend la mesure de celle-ci.According to another embodiment of the method, object [of the present invention, the control of the distance of corn- I '| 'takes the measure of it.
II Suivant encore une autre modalité de réalisation du procédé 1 de l'invention, le contrôle de la distance d a lieu par le i biais de la mesure de la pression d'eau dans l'espace compris entre le produit et le dispositif de refroidissement.II According to yet another embodiment of method 1 of the invention, the control of the distance d takes place by means of the measurement of the water pressure in the space between the product and the cooling device.
' »I'' I
I Suivant une quatrième modalité de réalisation du procédé de !| l'invention, la mesure de la distance d précitée est opérée , par un système solidaire du dispositif de refroidissement et qui entre en contact avec le produit.I According to a fourth method of carrying out the! the invention, the aforementioned distance d is measured by a system integral with the cooling device and which comes into contact with the product.
! Suivant une cinquième modalité de réalisation du procédé de l'invention, le contrôle de la distance d a lieu par le biais d'une grandeur proportionnelle à l'effort exercé par le produit sur le dispositif de refroidissement ou vice-versa.! According to a fifth embodiment of the method of the invention, the control of the distance d takes place by means of a quantity proportional to the force exerted by the product on the cooling device or vice versa.
Suivant une modalité ce réalisation préférentielle du procédé de l'invention, on déplace le dispositif ce refroidissement de telle sorte qu'un ou des systèmes solidaires ce celui-ci, de préférence un ou des cylindres ,uns ou ces roulettes, un ou des bossages,.... ou combinaison de ceux-ci, prennent contact avec la surface du produit et cardent la même force d'appui, aux variations voulues et tolérées près, pendant toute l'opération de défilement du produit.According to one modality, this preferred embodiment of the process of the invention, the device is moved this cooling so that one or more systems integral with it, preferably one or more cylinders, one or these rollers, one or more bosses , .... or a combination of these, contact the surface of the product and card the same bearing force, with the desired variations and tolerated close, during the whole running operation of the product.
{j Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de{j According to another preferred method of the
HH
fjy____ / - 4 - l'invention, le dispositif de refroidissement est déplacé par l'action de vérins et la mesure de la pression des fluides agissant dans les vérins est utilisée comme variable d'entrée dans le système de contrôle et de modulation de la distance d, de telle sorte que la force d'application du ou des éléments de contact sur le produit soit constante.fjy____ / - 4 - the invention, the cooling device is moved by the action of jacks and the measurement of the pressure of the fluids acting in the jacks is used as an input variable in the control and modulation system of the distance d, so that the force of application of the contact element (s) to the product is constant.
Suivant encore une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, la mesure de la pression d'eau de refroidissement est effectuée dans l'espace défini par la distance d, près de la paroi du dispositif de refroidissement et hors de l'espace directement influencé par la sortie de l'eau du dit dispositif.According to yet another preferred method of the method of the invention, the measurement of the cooling water pressure is carried out in the space defined by the distance d, near the wall of the cooling device and directly outside the space. influenced by the exit of water from said device.
Suivant une modalité de réalisation préférentielle du procédé de la présente invention, le produit est en mouvement et défile devant un dispositif de refroidissement, on déplace par l'action de vérins le dit dispositif jusqu'à obtenir le contact entre le produit et un ou des systèmes de contacts solidaires du dispositif de refroidissement de manière à définir la distance d, on mesure la pression d'eau dans l'espace ainsi défini par la distance d, de préférence en un endroit non directement influencé par le flux de l'eau vers le produit et/ou on mesure les pressions ces fluides agissant dans les vérins? on utilise un ou les deux types de mesures précitées comme variables d'entrée dans un système de contrôle afin de moduler la distance d, la garder constante au cours du temps et/ou égale à la consigne.According to a preferred embodiment of the method of the present invention, the product is in motion and passes in front of a cooling device, the said device is moved by the action of jacks until contact is obtained between the product and one or more contact systems integral with the cooling device so as to define the distance d, the water pressure in the space thus defined is measured by the distance d, preferably at a location not directly influenced by the flow of water to the product and / or we measure the pressures of these fluids acting in the cylinders? one or both of the aforementioned types of measurement are used as input variables in a control system in order to modulate the distance d, to keep it constant over time and / or equal to the setpoint.
Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de refroidissement, objet ce la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte : fi - des movens Dour amener et délivrer un fluide de refroidi/ * . ‘ Γ*· - 5 - dissement, appelés moyens de refroidissement; - des moyens pour déplacer les moyens de refroidissement; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements précités en fonction des mouvements du produit gui passe dans le dispositif en question.The device intended for the implementation of the cooling process, object of the present invention, is essentially characterized in that it comprises: fi - Dens movens to bring and deliver a cooled fluid / *. ‘Γ * · - 5 - smoothing, called cooling means; - means for moving the cooling means; - Means for controlling and modulating the aforementioned movements as a function of the movements of the product which passes through the device in question.
Suivant une première modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens pour amener et délivrer un fluide de refroidissement sont des boîtes de refroidissement appelées ci-après "boîtes", composées essentiellement d'un corps extérieur pourvu d'orifices par lèsquels le fluide sort.According to a first embodiment of the device of the present invention, the means for bringing in and delivering a cooling fluid are cooling boxes hereinafter called "boxes", essentially composed of an external body provided with orifices by from which the fluid comes out.
Suivant une deuxième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les boîtes sont munies de systèmes qui ont pour fonction de prendre contact avec la surface du produit et de le garder en permanence ou non au cours du passage du produit.According to a second embodiment of the device of the present invention, the boxes are provided with systems which have the function of making contact with the surface of the product and of keeping it permanently or not during the passage of the product.
Suivant une troisième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les systèmes précités en contact avec la surface du produit sont composés de roulettes, de cylindres, de bossages ou d'une combinaison de ceux-ci.According to a third embodiment of the device of the present invention, the aforementioned systems in contact with the surface of the product are composed of rollers, cylinders, bosses or a combination of these.
Suivant une autre modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les boîtes sont déplacées par des vérins et/ou des moteurs à vis sans fin.According to another embodiment of the device of the present invention, the boxes are moved by jacks and / or worm screw motors.
Suivant encore une autre modalité de mise eu oeuvre eu dispositif de la présente invention, les moyens ce contrôle et de modulation des déplacements ces boîtes comprennent un système pour mesurer la pression du fluide de refroidissement dans l'espace compris entre les boîtes et le produit, défini “oar la distance d.According to yet another embodiment of the device of the present invention, the means for controlling and modulating the movements of these boxes comprise a system for measuring the pressure of the cooling fluid in the space between the boxes and the product, defined “where the distance d.
4 k__ f / - 6 - s \4 k__ f / - 6 - s \
Suivant une sixième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens de contrôle et de modulation du déplacement des boîtes comprennent la mesure de l'effort exercé par le produit sur les systèmes en contact avec sa surface, éventuellement par le biais de ceux-ci.According to a sixth mode of implementation of the device of the present invention, the means of controlling and modulating the movement of the boxes comprise the measurement of the force exerted by the product on the systems in contact with its surface, possibly through of these.
Suivant une septième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens de contrôle et i de modulation du déplacement des boîtes comprennent la I mesure de la pression des fluides moteurs dans les moyens ide déplacement des boîtes.According to a seventh embodiment of the device of the present invention, the means of controlling and modulating the movement of the boxes comprise the measurement of the pressure of the driving fluids in the means of moving the boxes.
Suivant une modalité de réalisation préférentielle du dis- i ! positif de l'invention, celui-ci comprend : ! | - des boîtes de refroidissement en une ou plusieurs pièces; il! / celles-ci étant aptes à épouser la forme de la surface du produit à traiter, une surface du produit pouvant éventu-According to a preferred embodiment of the dis- i! positive of the invention, it comprises:! | - one or more piece cooling boxes; he! / these being able to match the shape of the surface of the product to be treated, a surface of the product possibly being
• -I• -I
! ellement être traitée par plusieurs éléments des mêmes il ou de différentes boîtes; généralement ces boîtes sont disposées de manière à définir une espace sensiblement fermé dans lequel le produit passe; - des moyens destinés à entrer en contact avec la surface du produit à traiter; ceux-ci étant fixés sur les éléments constitutifs ces boîtes, préférentiellement ce sont des roulettes, cylindres, bossages,...! be treated by several elements of the same eye or from different boxes; generally these boxes are arranged so as to define a substantially closed space in which the product passes; - Means intended to come into contact with the surface of the product to be treated; these being fixed on the constituent elements these boxes, preferably they are casters, cylinders, bosses, ...
- des moyens moteurs tels que par exemple des vérins et/ou ces moteurs à vis sans fin; ceux-ci sont disposés de manière à déplacer les pièces constitutives ces boîtes et à les amener contre la surface eu produit qu'elles sont sensées traiter; - des capteurs destinés à mesurer la pression en un ou plusieurs endroits de l'espace défini entre les éléments lj constitutifs des boîtes et la surface correspondants du "V _____ - 7 - produit à traiter; - des capteurs destinés à mesurer les efforts exercés par le produit aux points de contact avec les boîtes et/ou des capteurs mesurant la pression des fluides agissant pour déplacer les éléments constitutifs des boîtes; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements des éléments constitutifs des boîtes; ceux-ci sont régulés | » par les données recueillies par les capteurs précités.- motor means such as for example jacks and / or these worm motors; these are arranged so as to move the component parts of these boxes and to bring them against the surface of the product that they are supposed to treat; - sensors intended to measure the pressure at one or more places in the space defined between the elements 1j constituting the boxes and the corresponding surface of the "V _____ - 7 - product to be treated; - sensors intended to measure the forces exerted by the product at the points of contact with the boxes and / or sensors measuring the pressure of the fluids acting to move the components of the boxes; - means for controlling and modulating the movements of the components of the boxes; these are regulated | By the data collected by the aforementioned sensors.
j Suivant une autre modalité de réalisation du dispositif de la présente invention, les moyens de refroidissement com-; prennent des boîtes de refroidissement, une boîte destinée j à traiter une surface sensiblement concave étant formée d'au moins deux éléments, la séparation des éléments précités est définie par une fente de forme quelconque, de préférence j non parallèle mais oblique par rapport à un axe longitudinal | de symétrie de la surface à traiter.j According to another embodiment of the device of the present invention, the cooling means com-; take cooling boxes, a box intended to treat a substantially concave surface being formed of at least two elements, the separation of the aforementioned elements is defined by a slot of any shape, preferably j not parallel but oblique to a longitudinal axis | symmetry of the surface to be treated.
Suivant une autre modalité de réalisation préférentielle de [ > la modalité précédente, la surface à traiter est celle d'un profilé dont la section a la forme d'un I, les surfaces concaves sont deux formes en ü et la boîte se compose de deux éléments dont l'association reproduit une forme en U pouvant s'emboîter dans celle du profilé, ces deux éléments étant sépares par une fente rectiligne et oblique par rapport à l'axe longitudinal du profilé.According to another preferred embodiment of [> the previous method, the surface to be treated is that of a profile whose section has the shape of an I, the concave surfaces are two shapes in ü and the box consists of two elements whose association reproduces a U shape which can fit into that of the profile, these two elements being separated by a rectilinear and oblique slot relative to the longitudinal axis of the profile.
Cette particularité de construction des boîtes permet de supprimer toute inhcncré:, Cité es traitement thermique eue à la présence d'un espace entre les éléments constitutifs ces j. boîtes de refroidissement.This particularity of construction of the boxes makes it possible to remove any inhcncré :, Cited es heat treatment had to the presence of a space between the constituent elements these j. cooling boxes.
De la sorte, on peut effectuer le refreidisssraent ce l'âme d'un profile de manière homogène sur la largeur tout en per-j mettant le déplacement latéral des boîtes de refroidissement.In this way, one can perform the refreidisssraent this the soul of a profile homogeneously over the width while per-j putting the lateral movement of the cooling boxes.
Th t- - 8 -Th t- - 8 -
1 . J1. J
ii
La figure 1 présente à titre d'exemple non limitatif une réalisation du dispositif mettant en oeuvre le procédé de la présente invention.Figure 1 shows by way of nonlimiting example an embodiment of the device implementing the method of the present invention.
On y distingue le produit (1) à traiter, les éléments (2) (3) (4) (5) (6) (7) constitutifs des boîtes de refroidissement, les vérins (8) (9) agissant respectivement sur les éléments (2) (3) , les vérins (10) (11) agissent respectivement sur les systèmes formés d'une part par les éléments (4) (5) et [ les vérins (12) (13) et d'autre part les éléments (6) (7) et les vérins (14) (15).We distinguish the product (1) to be treated, the elements (2) (3) (4) (5) (6) (7) constituting the cooling boxes, the jacks (8) (9) acting respectively on the elements (2) (3), the jacks (10) (11) act respectively on the systems formed on the one hand by the elements (4) (5) and [the jacks (12) (13) and on the other hand the elements (6) (7) and the cylinders (14) (15).
I La figure 2 représente dans une vue en élévation une boîte de refroidissement formée de deux éléments et la figure 3 la représente vue en plan.I Figure 2 shows in an elevational view a cooling box formed of two elements and Figure 3 shows the plan view.
On distingue sur les deux figures précitées la surface concave (1) à traiter appartenant au produit (2), les deux éléments (3) i (4) constitutifs de la boîte de refroidissement, la fente Ion- i fi gitudinale (5), les points d'appui (6) (7) (8) (9) des éléments sur le produit.We distinguish in the two aforementioned figures the concave surface (1) to be treated belonging to the product (2), the two elements (3) i (4) constituting the cooling box, the Ion-i fi gitudinal slot (5), the support points (6) (7) (8) (9) of the elements on the product.
: La figure 4 représente un élément de contact (1) entre la boîte de refroidissement (2) et la surface (3) du produit à traiter. Dans cet exemole, l'élément de contact (1) comorend un galet (4): Figure 4 shows a contact element (1) between the cooling box (2) and the surface (3) of the product to be treated. In this example, the contact element (1) comorend a roller (4)
LL
: /: /
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