WO2004063402A1 - Procede de recuit de tole metallique - Google Patents

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WO2004063402A1
WO2004063402A1 PCT/BE2003/000235 BE0300235W WO2004063402A1 WO 2004063402 A1 WO2004063402 A1 WO 2004063402A1 BE 0300235 W BE0300235 W BE 0300235W WO 2004063402 A1 WO2004063402 A1 WO 2004063402A1
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WO
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sheet
heat transfer
transfer gas
cooling
heat
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PCT/BE2003/000235
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Inventor
Jean Marc Raick
Jean-Pierre Crutzen
Michel Renard
Original Assignee
Drever International S.A.
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/767—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material with forced gas circulation; Reheating thereof
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    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length

Definitions

  • the present invention relates to a process for annealing metal sheet in continuous travel in an annealing installation, comprising - heating the sheet,
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks and to develop an industrial process for recovering a large proportion of heat, with the result of a better efficiency of the installation, even if this installation is located in a large line. capacity. It therefore aims to reduce the overall energy consumption of the oven.
  • a method as described at the start is provided according to the invention, in which said heat recovery comprises - a thermal coupling, by circulation of a heat transfer gas, between at least one of said at least one cooling step and a step of preheating the sheet, located upstream of said step of heating the sheet, - a first heat exchange , in the cooling step where the heat transfer gas circulates, between the sheet and the heat transfer gas, during which a cooling of the sheet takes place and a heating of the heat transfer gas, and
  • the invention therefore essentially consists in recovering part of the heat removed from the sheet during cooling from the annealing temperature to ambient temperature, and this in order to preheat the sheet entering the installation and therefore start the cycle. heating. It therefore allows the desired reduction in the energy consumption of the oven.
  • the gas used is a heat transfer gas which will preferably be a gas as currently used to cool the sheets after annealing.
  • some of the cooling stages, in particular the first following annealing are carried out by blowing on the sheet of cooling gas consisting of N 2 , H 2 , mixtures of N 2 + H 2 , or else mixture of N 2 + He.
  • Nitrogen gas or N 2 means not only a pure gas, but also an industrial gas placed on the market as nitrogen gas, and which may contain small amounts of other elements, in particular hydrogen or helium .
  • hydrogen gas or helium gas means not only a pure gas, but also an industrial gas placed on the market as hydrogen gas or helium, which may contain other elements in small proportions.
  • the heat transfer gas is a mixture of N 2 and H 2 , which can contain from 0 to 100% by volume of H 2 .
  • the first heat exchange takes place in the first cooling step following the annealing.
  • the sheet for example of steel, still has a temperature higher than a phase transformation temperature of the steel, which therefore cannot harm the possibilities of rapid quenching or cooling. possibly required in further processing.
  • the quenching step can conventionally be stopped to allow galvanization or overaging, these treatments then being followed by a final cooling step.
  • the recovery comprises a third heat exchange between the heat transfer gas and an external heat exchange agent, to adjust the temperature of the heat transfer gas. It may be desirable, for metallurgical reasons, to increase or even decrease the rate of cooling after annealing. This can be achieved particularly effectively by reducing or respectively increasing the temperature of the heat transfer gas acting in the cooling step.
  • Figure 1 is a graph illustrating the thermal profile of a continuous annealing of sheet metal according to the invention.
  • Figures 2 and 3 show two variants of installation implementing the method according to the invention.
  • Zones A to D correspond to the different stages of the method according to the invention.
  • Zone A corresponds to the preheating stage
  • zone B to the actual heating stage including the holding stage at the annealing temperature which is 800 ° C. in the present example
  • zone C to the first cooling step, here called slow cooling.
  • Zone D provides in solid lines for a rapid quenching or cooling step or, from a temperature for example of 460 ° C., in broken lines for a galvanization or overaging step followed by a new cooling step.
  • a circuit 1 is organized between zone C and zone A, in which a heat transfer gas circulates. This, for example leaving the preheating zone A, has a temperature of 350 ° C. and leaving the rapid cooling zone a temperature of 450 ° C.
  • zone D is applied conventional cooling by gas or by liquid which is shown diagrammatically by assembly 2.
  • FIG 2 there is shown schematically a continuous annealing installation implementing the method according to the invention.
  • the sheet 3 crosses the installation from left to right, being deflected in a current manner, not shown, inside each section of the installation.
  • These sections are in succession the preheating section 4, the heating and annealing section 5, and the cooling section 6.
  • the sheet routinely passes through communication tunnels, not shown, which may or may not be provided with members for sealing the sections.
  • the sheets are in a known manner brought to pass in front of radiant tubes, not shown, in which smoke gases circulate.
  • smoke gases come, schematically, from a burner 7 supplied, on the one hand, with fuel at 8 and, on the other hand, with combustion air at 9.
  • the arrow 10 in bold lines illustrates so schematic the circulation of smoke gases in the radiant tubes not shown and their release outside the installation.
  • this first cooling section comprises a cooling system known per se which consists in blowing, from boxes fitted with nozzles or blowing blades, a cold gas of the N 2 + H 2 mixture type on both sides of the sheet.
  • a cooling system known per se which consists in blowing, from boxes fitted with nozzles or blowing blades, a cold gas of the N 2 + H 2 mixture type on both sides of the sheet.
  • the heat transfer gas used for cooling is heated in section 6 and is brought to the preheating section 4 for example by means of a transfer duct 11.
  • the heat transfer gas is blown on each of the faces of the sheet entering the installation, which allows a preheating of the sheet and a cooling of the heat transfer gas. This, via the return duct 12 is brought back into the cooling section 6.
  • a sheet metal 1000 mm wide and 0.8 mm thick is treated here at a running speed of 130 m / minute, which corresponds at a production of around 50 t / h.
  • the sheet 3 has an inlet temperature of 30 ° C.
  • the heat transfer gas entering through the transfer duct 11 in this section 4 has a temperature of around 400 ° C.
  • the heat transfer gas has a temperature of approximately 250 ° C.
  • the sheet already has a temperature of around 190 ° C.
  • Smoke gases from the combustion of natural gas and air are injected from the burner 7 into the radiant tubes, not shown.
  • the sheet increases in temperature to reach an annealing temperature of around 800 ° C. It is then maintained at this temperature in the downstream part of section 5 and it is therefore this temperature that it presents at the outlet of section 5.
  • the heat transfer gas recycled from the preheating section 4, via the return duct 12 then has a temperature of approximately 230 ° C., its mass flow rate is of the order of 8 kg / s.
  • the heat transfer gas leaves via the transfer duct 11 at a temperature of around 440 ° C to be redirected to the preheating section.
  • the sheet has a temperature of about 700 ° C. at the outlet of the first cooling section.
  • this process makes it possible to reduce the energy consumption (in particular the consumption of combustible gas) of the order of 74 kJ / kg under the conditions indicated above, which corresponds to a reduction of 10% in production.
  • CO 2 approximately 4 kg of CO 2
  • a conventional installation approximately 44 kg of CO 2 per t of steel.
  • cooling rate after annealing it is necessary to increase the cooling rate after annealing, for metallurgical reasons.
  • the increase in cooling rates can be done either by increasing the gas flow rate, or by reducing the temperature thereof.
  • an agent 14 penetrates. external heat exchange and it leaves after heat exchange at 15.
  • the heat exchanger 13 therefore allows an adjustment of the temperature of the heat transfer gas. In such a case, it is then possible to obtain, at the inlet of the cooling section 6, a heat transfer gas temperature of 100 ° C. or less and at the outlet a temperature of 180 ° C., with much more efficient cooling.
  • the heat transfer gas leaves at 150 ° C.
  • the sheet is thus preheated from 20 ° C to around 10O ° C.
  • the heat exchanger 13 then allows the temperature of the heat-carrying gas to be adjusted from 150 ° C. to 100 ° C., before its reintroduction into the cooling section 6.
  • This additional preheating section 16 is equipped in a known manner, similar to the cooling section 6.
  • An additional heat transfer gas is introduced at 17 into this section. After having been blown on the faces of the sheet 3 entering the installation to allow a heat exchange with the sheet, it left the section 16, at 18. It is then brought into a heat exchanger 19 where a heat exchange can occur between the additional heat transfer gas and the smoke gases leaving the radiant tubes of the heating and annealing section 5. The additional heat transfer gas thus heated is then reintroduced at 17 in section 16.
  • the sheet has a temperature of 30 ° C at the entrance to section 16, a temperature of 72 ° C at the entrance to section 4, and at the entrance to section 5 a temperature of the order of 215 ° C.
  • the heat transfer gas has a temperature of 460 ° C, at the inlet to the preheating section 4 a temperature of 420 ° C, at the outlet of this section a temperature of 280 ° C and at the entrance to the cooling section a temperature of 260 ° C.
  • the additional heat transfer gas has a temperature of 175 ° C. which, after passing through the exchanger 19, becomes approximately 260 ° C.
  • the additional heat saving compared to the saving obtained in the embodiment illustrated in FIG. 2 is 2 kg of CO 2 , which makes it possible to achieve a CO 2 production per tonne of steel of only 30 kg, and a heat consumption of 728 MJ / t.

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Abstract

Procédé de recuit de tôle métallique en défilement continu, comprenant un chauffage de la tôle (B), un recuit de la tôle chauffée, au moins une étape de refroidissement (C, D) de la tôle recuite, et une récupération de chaleur, qui comprend un couplage thermique, par circulation (1) d un gaz caloporteur, entre au moins une (C) desdites au moins une étape de refroidissement (C, D) et une étape de préchauffe (A) de la tôle, un premier échange thermique, dans l étape de refroidissement entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu un refroidissement de la tôle et un échauffement du gaz caloporteur, et un deuxième échange thermique, dans ladite étape de préchauffe, entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu la préchauffe de la tôle et un refroidissement du gaz caloporteur.

Description

"Procédé de recuit de tôle métallique"
La présente invention est relative à un procédé de recuit de tôle métallique en défilement continu dans une installation de recuit, comprenant - un chauffage de la tôle,
- un recuit de la tôle chauffée,
- au moins une étape de refroidissement de la tôle recuite, et
- une récupération de chaleur.
La réduction de la consommation d'énergie devient à l'heure actuelle une priorité, ainsi que la production de CO2 qui y est généralement liée.
Dans la production d'acier, il est fréquent de devoir recuire les tôles après un refroidissement préalable, par exemple dans le cas d'un laminage à froid. Ce recuit peut dépasser des températures de 720°C, voire 800°C, pour des qualités d'acier emboutissables, comme celles demandées par le marché automobile.
Dans des installations de recuit continu classiques, le chauffage de la tôle est obtenu par défilement de celle-ci devant des tubes radiants dans lesquels circulent des gaz de fumée provenant de la combustion d'un combustible et d'air. Dans ces installations, on a déjà prévu une récupération de la chaleur des fumées sortant des tubes radiants pour préchauffer l'air de combustion. Toutefois, étant donné les pertes de chaleur par les fumées et les fuites dans l'enceinte de l'installation de recuit, la chaleur consommée vaut, malgré cette récupération, de l'ordre de 1 ,7 fois la chaleur retrouvée dans la tôle, ce qui correspond à un rendement de 60 %. Typiquement, pour un recuit à 800°C, il est produit 44 kg de CO2/t d'acier, si le gaz combustible est du méthane. Etant donné que, après le cycle thermique, la température de l'acier revient à sa température initiale, c'est-à-dire celle d'avant recuit, la chaleur consommée se retrouve en totalité dans l'atmosphère, et/ou dans l'eau de refroidissement.
Si l'isolation des parties chaudes de l'installation et l'amélioration de l'efficacité des récupérateurs sur les fumées permettent d'améliorer le rendement global, il est extrêmement difficile de réduire radicalement la consommation énergétique, sans toucher au fondement même du système de chauffage et de refroidissement.
On a également prévu d'améliorer le rendement du refroidissement d'objets en acier, tels que des tubes, soumis à un recuit continu puis à un refroidissement en plusieurs étapes. Pour ce faire, le gaz de refroidissement est soufflé en cascade sur les tubes, d'une étape de refroidissement à la précédente (v. WO-00/25076). Ce procédé, bien que performant en théorie, ne permet pas une mise en pratique industrielle sur des lignes de recuit de tôles à forte capacité de chauffe, de l'ordre de plus de 40 t/h. Il est en effet impossible de collecter de manière efficace les flux de gaz réchauffés et refroidis successivement dans les différentes sections de la cascade.
La présente invention a pour but de surmonter ces inconvénients et de mettre au point un procédé industriel pour permettre de récupérer une part importante de chaleur, avec pour résultat un meilleur rendement de l'installation, même si cette installation se trouve dans une ligne de grande capacité. Elle a donc pour but une réduction globale de la consommation énergétique du four.
Pour résoudre ces problèmes, on a prévu suivant l'invention un procédé tel que décrit au début, dans lequel ladite récupération de chaleur comprend - un couplage thermique, par circulation d'un gaz caloporteur, entre au moins une desdites au moins une étape de refroidissement et une étape de préchauffe de la tôle, située en amont de ladite étape de chauffage de la tôle, - un premier échange thermique, dans l'étape de refroidissement où circule le gaz caloporteur, entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu un refroidissement de la tôle et un échauffement du gaz caloporteur, et
- un deuxième échange thermique, dans ladite étape de préchauffe, entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu la préchauffe de la tôle et un refroidissement du gaz caloporteur.
L'invention consiste donc essentiellement à récupérer une partie de la chaleur retirée hors de la tôle au cours du refroidissement depuis la température de recuit jusqu'à la température ambiante, et cela pour préchauffer la tôle entrant dans l'installation et donc commencer le cycle de chauffe. Elle permet donc la réduction recherchée de la consommation énergétique du four.
Le gaz utilisé est un gaz caloporteur qui sera de préférence un gaz tel qu'utilisé actuellement pour refroidir les tôles après recuit. Dans les installations classiques, certaines des étapes de refroidissement, en particulier la première suivant le recuit, sont effectuées par soufflage sur la tôle de gaz de refroidissement constitué de N2, de H2, de mélanges de N2 + H2, ou encore de mélange de N2 + He. Par gaz azote ou N2, il faut entendre non seulement un gaz pur, mais aussi un gaz industriel mis sur le marché comme gaz azote, et pouvant contenir en faibles proportions d'autres éléments, notamment de l'hydrogène ou de l'hélium. De même, par gaz hydrogène ou gaz hélium, il faut entendre non seulement un gaz pur, mais aussi un gaz industriel mis sur le marché comme gaz hydrogène ou hélium, qui peut contenir en faibles proportions d'autres éléments. D'une manière préférentielle, le gaz caloporteur est un mélange de N2 et de H2, pouvant contenir de 0 à 100 % en volume de H2.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le premier échange thermique a lieu dans la première étape de refroidissement suivant le recuit. De préférence, au sortir du premier échange thermique, la tôle, par exemple d'acier, a encore une température supérieure à une température de transformation de phase de l'acier, ce qui ne peut donc pas nuire aux possibilités de trempe ou refroidissement rapide exigés éventuellement dans la suite du traitement.
Il faut remarquer que l'étape de trempe peut d'une manière classique être arrêtée pour permettre une galvanisation ou un survieillissement, ces traitements étant alors suivis d'une dernière étape de refroidissement. Suivant une forme avantageuse de réalisation de l'invention, au cours de ladite circulation, la récupération comprend un troisième échange thermique entre le gaz caloporteur et un agent échangeur de chaleur extérieur, pour ajuster la température du gaz caloporteur. Il peut être souhaitable, pour des raisons métallurgiques, d'augmenter ou même de diminuer la vitesse de refroidissement après recuit. Cela peut s'obtenir de manière particulièrement efficace par une réduction ou respectivement une augmentation de la température du gaz caloporteur agissant dans l'étape de refroidissement.
D'autres modes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiqués dans les revendications annexées.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 est un graphique illustrant le profil thermique d'un recuit continu de tôle suivant l'invention. Les figures 2 et 3 représentent deux variantes d'installation mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention.
Sur la figure 1 , on a représenté les variations de température de la tôle au cours du passage de celle-ci dans les différentes zones de l'installation de recuit continu.
Les zones A à D correspondent aux différentes étapes du procédé suivant l'invention. La zone A correspond à l'étape de préchauffe, la zone B à l'étape de chauffage proprement dit y compris le palier de maintien à la température de recuit qui est de 800°C dans le présent exemple, et la zone C à la première étape de refroidissement, dite ici de refroidissement lent. La zone D prévoit en traits pleins une étape de trempe ou de refroidissement rapide ou, à partir d'une température par exemple de 460°C, en traits interrompus une étape de galvanisation ou de survieillissement suivie d'une nouvelle étape de refroidissement.
Ainsi qu'il ressort de la figure 1, un circuit 1 est organisé entre la zone C et la zone A, dans lequel circule un gaz caloporteur. Celui-ci, au sortir de la zone de préchauffe A, présente par exemple une température de 350°C et au sortir de la zone de refroidissement rapide une température de 450°C. Dans la zone D est appliqué un refroidissement classique par gaz ou par liquide qui est schématisé par le montage 2.
Sur la figure 2, on a représenté de manière schématique une installation de recuit continu mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention.
La tôle 3 traverse l'installation de la gauche vers la droite, en étant déviée de manière courante, non représentée, à l'intérieur de chaque section de l'installation.
Ces sections sont en succession la section de préchauffe 4, la section de chauffage et de recuit 5, et la section de refroidissement 6.
D'autres sections connues de refroidissement ou autres peuvent suivre la section 6, mais elles n'ont pas été représentées car elles ne sont pas essentielles pour l'invention.
Entre les sections, la tôle passe d'une manière courante dans des tunnels de communication, non représentés, qui sont munis ou non d'organes d'étanchéification des sections.
Dans cet exemple de réalisation, dans la section de chauffe et de recuit 5, les tôles sont d'une manière connue amenées à défiler devant des tubes radiants non représentés, dans lesquels circulent des gaz de fumée. Ceux-ci proviennent, d'une manière schématisée, d'un brûleur 7 alimenté, d'une part, en combustible en 8 et, d'autre part, en air de combustion en 9. La flèche 10 en traits gras illustre de manière schématique la circulation des gaz de fumée dans les tubes radiants non représentés et leur dégagement hors de l'installation.
Après le palier de recuit, les tôles sortent de la section 5 et sont amenées dans une première section de refroidissement 6. Dans cet exemple de réalisation, cette première section de refroidissement comprend un système de refroidissement connu en soi qui consiste à souffler, à partir de caissons munis de tuyères ou de lames de soufflage, un gaz froid de type mélange de N2+ H2 sur les deux faces de la tôle. En ce qui concerne ce type de refroidissement et les équipements nécessaires pour le mettre en oeuvre, on peut faire référence à l'enseignement des documents de brevet JP-55-1969, EP-B-0761829 et EP-B-0815268.
Suivant l'invention, le gaz caloporteur servant au refroidissement est réchauffé dans la section 6 et est amené à la section de préchauffe 4 par exemple par l'intermédiaire d'un conduit de transfert 11. A l'aide d'un équipement identique à celui utilisé dans la section de refroidissement 6, équipement bien connu et non représenté, le gaz caloporteur est soufflé sur chacune des faces de la tôle entrant dans l'installation, ce qui permet une préchauffe de la tôle et un ref raidissement du gaz caloporteur. Celui-ci, par l'intermédiaire du conduit de retour 12 est ramené dans la section de refroidissement 6.
Il existe donc entre la section de refroidissement 6, le conduit de transfert 11 , la section de préchauffe 4 et le conduit de retour 12 un circuit de gaz caloporteur. La circulation de celui-ci dans le circuit est obtenue par l'utilisation par exemple de ventilateurs connus, appropriés, non représentés.
Dans cet exemple de réalisation, on peut notamment rencontrer les conditions suivantes : on traite ici une tôle d'une largeur de 1000 mm et d'une épaisseur de 0,8 mm à une vitesse de défilement de 130 m/minute, ce qui correspond à une production d'environ 50 t/h. A l'entrée de la section de préchauffe 4, la tôle 3 présente une température d'entrée de 30°C. Le gaz caloporteur entrant par le conduit de transfert 11 dans cette section 4 a une température d'environ 400°C. A la sortie de la section 4, le gaz caloporteur a une température d'environ 250°C.
Entre la section de préchauffe 4 et la section de chauffage et de recuit 5 la tôle présente déjà une température d'environ 190°C.
Des gaz de fumée issus de la combustion de gaz naturel et d'air sont injectés depuis le brûleur 7 dans les tubes radiants non représentés. Devant ces tubes radiants, la tôle augmente de température pour atteindre une température de recuit d'environ 800°C. Elle est ensuite maintenue à cette température dans la partie aval de la section 5 et c'est donc cette température qu'elle présente à la sortie de la section 5. Dans la section de refroidissement 6, le gaz caloporteur recyclé depuis la section de préchauffe 4, par le conduit de retour 12, présente alors une température d'environ 230°C, son débit massique est de l'ordre de 8 kg/s. Après l'échange thermique à l'intérieur de la première section de refroidissement 6, le gaz caloporteur sort par le conduit de transfert 11 à une température d'environ 440°C pour être redirigé vers la section de préchauffe. La tôle présente à la sortie de la première section de refroidissement, une température d'environ 700°C.
Typiquement, ce procédé permet de réduire la consommation d'énergie (en particulier la consommation de gaz combustible) de l'ordre de 74 kJ/kg dans les conditions indiquées ci- dessus, ce qui correspond à une réduction de 10 % de la production de CO2 (environ 4 kg de CO2), par rapport à celle d'une installation classique (environ 44kg de CO2 par t d'acier).
Dans certains cas, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de refroidissement après recuit, pour des raisons métallurgiques. L'augmentation des vitesses de refroidissement peut se faire, soit par augmentation du débit de gaz, soit par réduction de la température de celui-ci. On peut par exemple envisager cette dernière mesure, car très efficace, et prévoir donc notamment, comme représenté en traits interrompus sur la figure 2, un échangeur de chaleur 13 sur le conduit de retour 12. Dans celui-ci pénètre en 14 un agent d'échange thermique extérieur et il en sort après échange thermique en 15. L'échangeur de chaleur 13 permet donc un ajustement de la température du gaz caloporteur. Dans un tel cas il est possible alors d'obtenir à l'entrée de la section de refroidissement 6, une température de gaz caloporteur de 100°C ou moins et à la sortie une température de 180°C, avec un refroidissement beaucoup plus efficace de la tôle, tandis que dans la section de préchauffe le gaz caloporteur sort à 150°C. La tôle est ainsi préchauffée de 20°C à environ 10O°C. L'échangeur de chaleur 13 permet alors l'ajustement de la température du gaz caloporteur de 150°C à 100°C, avant sa réintroduction dans la section de refroidissement 6.
On peut, au moyen de certaines optimisations de processus, prévoir encore des économies supplémentaires en termes de CO2) qui peuvent atteindre 1kg de C02/t, et, en termes de kJ/kg, 8 kJ/kg. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, on a prévu une installation semblable à celle de la figure 2, qui est toutefois couplée à une section de préchauffe additionnelle 16, située en amont de la section de préchauffe 14. Ce cas se justifie par exemple lorsque le système de préchauffage de l'air de combustion des tubes radiants n'est pas très performant.
Cette section de préchauffe additionnelle 16 est équipée d'une manière connue, semblable à la section de refroidissement 6. Un gaz caloporteur supplémentaire est introduit en 17 dans cette section. Après avoir été soufflé sur les faces de la tôle 3 entrant dans l'installation pour permettre un échange thermique avec la tôle, il est sorti de la section 16, en 18. Il est alors amené dans un échangeur de chaleur 19 où un échange thermique peut se produire entre le gaz caloporteur supplémentaire et les gaz de fumée sortant des tubes radiants de la section de chauffage et de recuit 5. Le gaz caloporteur supplémentaire ainsi chauffé est alors réintroduit en 17 dans la section 16.
Ainsi, dans cette variante d'installation, la tôle présente à l'entrée de la section 16 une température de 30°C, à l'entrée de la section 4 une température de 72°C, et à l'entrée de la section 5 une température de l'ordre de 215°C.
A la sortie de la section de refroidissement 6, le gaz caloporteur présente une température de 460°C, à l'entrée dans la section de préchauffe 4 une température de 420°C, à la sortie de cette section une température de 280°C et à l'entrée de la section de refroidissement une température de 260°C.
A la sortie 18, de la section de préchauffe additionnelle 16, le gaz caloporteur supplémentaire présente une température de 175°C, qui, après passage dans l'échangeur 19, devient environ 260°C.
Dans cette installation, l'économie calorifique supplé- mentaire par rapport à l'économie obtenue dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 2 est de 2 kg de CO2, ce qui permet d'atteindre une production de CO2 par tonne d'acier de seulement 30 kg, et une consommation de chaleur de 728 MJ/t.
Si l'on considère une installation de recuit traitant une tôle de 0,8 mm x 1000 mm à une vitesse de 130 m/min, soit 50 t/h, à une température de recuit de 800°C, on calcule qu'en théorie, pour une installation fonctionnant à 100 %, la puissance strictement nécessaire pour ce recuit est de 6842 kW, ce qui correspond à 503 kJ/kg d'acier et à une production de 26 kg de CO2/t.
Il s'avère que, dans une installation classique de l'art antérieur, le rendement global n'est pas de 100 %, mais de 60 %. La chaleur nécessaire pour traiter une tôle telle qu'indiquée ci-dessus devient donc 11400 kW et la production de CO244 kg/t d'acier.
Lorsqu'on met en oeuvre une installation suivant la figure 2, le rendement global croît à 65,8 %-66,5 %, la chaleur nécessaire diminue à 10.394-10.284 kW et la production de CO2 à 40-39 kg/t.
Lorsqu'on met en oeuvre une installation suivant la figure 3, le rendement global est de 69,1 %, la chaleur nécessaire de 9.900 kW et la production de CO2 de 38 kg/t.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
On peut par exemple prévoir, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, un échangeur de chaleur installé sur le circuit chaud, le conduit de transfert 11 , au lieu de l'échangeur 13 monté sur le circuit froid de la circulation de gaz caloporteur.
On peut aussi envisager, sur l'installation illustrée sur la figure 3, et en particulier au niveau de l'échangeur de chaleur 19, au lieu de ou simultanément à l'échange entre les gaz de fumée et un gaz caloporteur additionnel, un échange avec de l'air de combustion qui est introduit par le conduit d'entrée 20, d'abord dans l'échangeur 19, puis sous forme préchauffée dans le brûleur 7, où la combustion est ainsi rendue plus efficace.

Claims

REVENPICATIONS
1. Procédé de recuit de tôle métallique en défilement continu dans une installation de recuit, comprenant
- un chauffage de la tôle, - un recuit de la tôle chauffée,
- au moins une étape de refroidissement de la tôle recuite, et
- une récupération de chaleur, caractérisé en ce que ladite récupération de chaleur comprend
- un couplage thermique, par circulation d'un gaz caloporteur, entre au moins une desdites au moins une étape de refroidissement et une étape de préchauffe de la tôle, située en amont de ladite étape de chauffage de la tôle,
- un premier échange thermique, dans l'étape de refroidissement où circule le gaz caloporteur, entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu un refroidissement de la tôle et un échauffement du gaz caloporteur, et
- un deuxième échange thermique, dans ladite étape de préchauffe, entre la tôle et le gaz caloporteur, pendant lequel ont lieu la préchauffe de la tôle et un refroidissement du gaz caloporteur.
2. Procédé de recuit suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier échange thermique a lieu dans la première étape de refroidissement suivant le recuit.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tôle est en acier et, au sortir du premier échange thermique, elle a encore une température supérieure à une température de transformation de phase de l'acier.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend, après la première étape de refroidissement, une deuxième étape de refroidissement, dite rapide, ou trempe, avec éventuellement un arrêt du refroidissement pour permettre une galvanisation ou un survieillissement.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, au cours de ladite circulation, la récupération comprend un troisième échange thermique entre le gaz caloporteur et un agent échangeur de chaleur extérieur, pour ajuster la température du gaz caloporteur.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chauffage de la tôle comprend un défilement de celle-ci devant des tubes radiants dans lesquels circulent des gaz de fumée chauds issus d'une combustion d'un combustible et d'air et en ce que la récupération de chaleur comprend en outre, entre les gaz de fumée sortant des tubes radiants et l'air servant à la combustion, un quatrième échange thermique pendant lequel a lieu un préchauffage de cet air de combustion.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chauffage de la tôle comprend un défilement de celle-ci devant des tubes radiants dans lesquels circulent des gaz de fumée chauds et en ce que la récupération de chaleur comprend en outre une circulation additionnelle d'un gaz caloporteur supplémentaire, un cinquième échange thermique entre le gaz caloporteur supplémentaire et les gaz de fumée sortant des tubes radiants, pendant lequel ont lieu un refroidissement des gaz de fumée et un chauffage du gaz caloporteur supplémentaire, un sixième échange thermique entre le gaz caloporteur supplémentaire chauffé et la tôle, dans une étape de préchauffe additionnelle qui est située en amont de ladite étape de chauffage et pendant laquelle ont lieu une préchauffe additionnelle de la tôle et un refroidissement du gaz caloporteur supplémentaire.
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape de préchauffe additionnelle est située en amont de ladite étape de préchauffe.
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le gaz caloporteur et/ou le gaz caloporteur supplémentaire comprend un mélange de H2 et de N2, contenant de 0 à 100 % en volume de H2.
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