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Dispositif de refroidissement d'une bande métallique en mouvement.
Domaine technique.
La présente invention concerne un dispositif pour le refroidissement d'une bande métallique en mouvement dans un plan horizontal, en particulier d'une bande se déplaçant à grande vitesse sur un train de rouleaux. Un tel dispositif est en principe installé à la sortie d'un train de laminage à chaud. Son utilisation n'est cependant pas limitée à cette seule application.
Etat de la technique On connaît déjà un dispositif pour le refroidissement de tôles d'acier de forte épaisseur, qui comporte des rampes de refroidissement supérieures et inférieures disposées le long du trajet parcouru par la tôle forte. Ces rampes sont destinées à former un matelas d'eau sur chaque face de la tôle, de façon à assurer un refroidissement uniforme et homogène de celle-ci. Des chasses d'eau d'extrémité, comportant des gicleurs qui produisent des jets d'eau sous pression, empêchent l'eau de refroidissement de s'écouler longitudinalement hors du dispositif. Une telle installation est connue notamment par le document BE-A-900 784 (C 2319).
Ce dispositif connu permet d'opérer un refroidissement satisfaisant dans le cas des tôles de forte épaisseur, qui se déplacent à faible vitesse dans le dispositif de refroidissement.
Dans le cas du refroidissement d'une bande en mouvement, on a cependant constaté que l'eau de refroidissement, fournie par les rampes de refroidissement supérieures, était entraînée par la bande et avait tendance à former un coin liquide sur la face supérieure de la bande.
Il est apparu que ce phénomène se marquait d'autant plus que la vitesse de déplacement de la bande était élevée, c'est-à-dire en particulier dans le cas des bandes minces.
Dans ces dispositifs de refroidissement, l'eau doit s'évacuer uniquement par les côtés du produit à refroidir, à savoir la bande en mouvement. Du fait que l'eau est entraînée par la bande, son évacuation latérale est fortement réduite et l'eau s'accumule à proximité de la sortie du dispositif de refroidissement.
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L'épaisseur de la nappe d'eau n'est donc pas uniforme. sur la longueur de la bande.
De plus l'épaisseur de la nappe d'eau étant plus grande à proximité de la sortie du dispositif de refroidissement, le brassage de l'eau par les jets émanant des gicleurs des rampes de refroidissement est moins intense dans cette zone. L'épaisseur croissante de la nappe d'eau, dans le sens de déplacement de la bande, a dès lors pour effet de ralentir le refroidissement de la bande et de réduire progressivement la puissance
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spécifique de refroidissement de l'installation.
Présentation de l'invention La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de refroidissement du type mentionné dans l'introduction, qui permet, par des moyens simples et peu coûteux, d'éviter les inconvénients précités et d'améliorer la régularité du refroidissement d'une bande métallique en mouvement.
Conformément à la présente invention, un dispositif pour le refroidissement d'une bande métallique en mouvement dans un plan horizontal, qui comporte des rampes de refroidissement supérieures disposées le long du trajet parcouru par ladite bande, ainsi que des moyens de retenue de l'eau disposés respectivement à l'entrée et à la sortie du dispositif de refroidissement, est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une chasse d'eau supplémentaire disposée au-dessus du trajet parcouru par ladite bande, entre lesdits moyens de retenue disposés respectivement à l'entrée et à la sortie du dispositif de refroidissement.
Suivant une forme de réalisation particulière, ladite chasse d'eau supplémentaire est disposée entre deux rampes de refroidissement supérieures successives.
Suivant une forme de réalisation préférée, il est prévu plusieurs chasses d'eau supplémentaires, disposées à intervalles déterminés, de préférence réguliers, entre les rampes de refroidissement supérieures. A titre d'exemple, une telle chasse d'eau supplémentaire peut être installée toutes les deux ou trois rampes.
Dans les dispositifs de refroidissement considérés ici, les rampes de refroidissement sont généralement constituées d'un caisson de distribution, muni de gicleurs dirigés vers le produit à refroidir ; le caisson est en général disposé transversalement par
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rapport à la direction de déplacement de la bande. Les chasses d'eau supplémentaires, installées conformément à la présente invention, comportent des moyens, tels que des gicleurs, orientés de façon à diriger des jets d'eau sous pression vers la face supérieure de la bande ; ces jets d'eau sont de préférence inclinés, dans le sens contraire au sens de déplacement de la bande, d'un angle compris entre 10 et 300 par rapport à une direction perpendiculaire au plan de la bande.
Ces gicleurs peuvent être montés sur un tube, disposé transversalement par rapport à la direction de déplacement de la bande et raccordé à une source d'eau sous pression.
Les gicleurs sont en nombre suffisant et répartis de façon appropriée pour assurer l'effet recherché de chasse d'eau sur la face supérieure de la bande.
Brève description des dessins L'objet de l'invention sera expliqué plus en détails dans la description qui suit, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 montre un dispositif de refroidissement appartenant à l'état de la technique ; la Fig. 2 représente un dispositif de refroidissement du type de celui de la Fig. 1, équipé de chasses d'eau supplémentaires uniformément réparties sur toute sa longueur ; et la Fig. 3 illustre un dispositif de refroidissement du type de celui de la Fig. 1, avec des chasses d'eau supplémentaires inégalement réparties sur sa longueur.
Ces figures ne constituent bien entendu que des représentations très simplifiées d'un dispositif de refroidissement d'une bande métallique par arrosage. Tous les éléments qui ne sont pas indispensables pour la compréhension de l'invention ont été omis.
Toutes les figures montrent les dispositifs de refroidissement en vue latérale. En outre, des éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes repères numériques dans toutes les figures.
Modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre un dispositif de refroidissement appartenant à l'état de la technique, où il est utilisé couramment pour le refroidissement des tôles fortes. Ce dispositif comprend un banc de rouleaux 1, sur lequel le produit plat à refroidir 2 se déplace dans le sens de la flèche 3. Au-dessus du banc de rouleaux 1 sont disposées des rampes de
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refroidissement 4, de type usuel. Ces rampes sont fixées à une charpente schématisée en traits interrompus ; elles sont disposées horizontalement, perpendiculairement à la direction de la flèche 3. Elles comportent des gicleurs 5, orientés verticalement en direction du produit à refroidir 2 ; ces gicleurs 5 sont montés sur des caissons de distribution 6, disposés transversalement et raccordés à une source d'eau de refroidissement non représentée.
Des chasses d'extrémité 7,8, disposées respectivement à l'entrée et à la sortie du dispositif de refroidissement, empêchent l'eau de s'écouler longitudinalement hors du dispositif.
Jusqu'à ce stade, ce dispositif de refroidissement est connu et utilisé couramment pour refroidir des tôles fortes circulant à basse vitesse, à la sortie des trains de laminoir à tôles fortes. Dans ces cas, l'eau de refroidissement fournie par les gicleurs 5 forme une nappe d'épaisseur sensiblement uniforme sur la face supérieure de la tôle forte et peut ensuite s'évacuer sans difficultés par les côtés de la tôle.
L'utilisation d'un tel dispositif pour le refroidissement de bandes, métalliques se déplaçant à grande vitesse conduit cependant à la situation défavorable illustrée dans la figure 1. L'eau fournie par les gicleurs 5 est entraînée dans une large mesure par la bande 2 en mouvement et elle s'accumule à proximité de la sortie du dispositif de refroidissement, où elle est retenue par les chasses d'extrémité 8. Il se forme ainsi sur la bande 2 une nappe d'eau 9 d'épaisseur croissante dans le sens de déplacement de la bande 2. Dans ces conditions, le brassage de l'eau dans la nappe 9 par les gicleurs 5 devient de moins en moins intense à mesure que la bande 1 se rapproche de la sortie du dispositif de refroidissement.
De plus, l'épaisseur de la nappe d'eau ralentit le refroidissement de la bande 2 et la puissance spécifique de refroidissement diminue progressivement, d'autant plus fortement et d'autant plus rapidement que la vitesse de la bande 2 est élevée.
La figure 2 représente un dispositif de refroidissement équipé de chasses d'eau supplémentaires 10, disposées entre les rampes de refroidissement 4. Dans la configuration représentée, les chasses d'eau supplémentaires sont régulièrement réparties, ici toutes
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les deux rampes, le long du trajet de la bande 2. Ces chasses 10 envoient des jets d'eau sous pression qui forment un rideau d'eau 11, incliné vers l'amont de la bande,
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d'un angle d'environ 15 par rapport à une direction perpendiculaire au plan de la bande 2.
Les rideaux d'eau 11 interrompent l'entraînement de l'eau de refroidissement, à inter- valles prédéterminés, et permettent ainsi d'assurer la formation d'une nappe d'eau d'épaisseur plus régulière.
Le nombre et la distribution de ces chasses supplémentaires 10 peuvent être adaptés en fonction de divers paramètres, notamment la vitesse, la température et l'épaisseur du produit à refroidir.
On a par exemple représenté dans la figure 3 un dispositif de refroidissement équipé de chasses d'eau supplémentaires 10, mais dans lequel ces chasses sont moins espacées dans la région de sortie du dispositif que dans sa région d'entrée. Cette disposition permet de faire varier selon les besoins la longueur de refroidissement, appelée quelquefois longueur d'arrosage. Les dernières chasses supplémentaires utilisées, telles que 12, jouent alors le rôle de chasses d'extrémité.
Il va de soi que l'objet de l'invention n'est pas limité par les exemples de réalisation décrits et illustrés ci-dessus. Diverses modifications, notamment de la répartition ou de l'orientation des chasses d'eau supplémentaires, pourraient y être apportées par un homme du métier, sans sortir du cadre des revendications qui suivent.
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Device for cooling a moving metal strip.
Technical area.
The present invention relates to a device for cooling a metal strip moving in a horizontal plane, in particular a strip moving at high speed on a train of rollers. Such a device is in principle installed at the outlet of a hot rolling train. However, its use is not limited to this single application.
STATE OF THE ART A device for cooling thick steel sheets is already known, which includes upper and lower cooling ramps arranged along the path traveled by the heavy sheet. These ramps are intended to form a water mattress on each face of the sheet, so as to ensure uniform and homogeneous cooling thereof. End flushers, having jets that produce pressurized water jets, prevent cooling water from flowing longitudinally out of the device. Such an installation is known in particular from the document BE-A-900 784 (C 2319).
This known device makes it possible to operate satisfactory cooling in the case of thick sheets, which move at low speed in the cooling device.
In the case of the cooling of a moving strip, it has however been found that the cooling water, supplied by the upper cooling ramps, is entrained by the strip and tends to form a liquid wedge on the upper face of the bandaged.
It appeared that this phenomenon was all the more marked as the speed of movement of the strip was high, that is to say in particular in the case of thin strips.
In these cooling devices, the water must be discharged only through the sides of the product to be cooled, namely the moving band. Because the water is entrained by the strip, its lateral discharge is greatly reduced and the water collects near the outlet of the cooling device.
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The thickness of the water table is therefore not uniform. along the length of the strip.
In addition, the thickness of the water table being greater near the outlet of the cooling device, the mixing of the water by the jets emanating from the jets of the cooling ramps is less intense in this area. The increasing thickness of the water table, in the direction of movement of the strip, therefore has the effect of slowing down the cooling of the strip and gradually reducing the power
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specific cooling of the installation.
Presentation of the invention The object of the present invention is to provide a cooling device of the type mentioned in the introduction, which makes it possible, by simple and inexpensive means, to avoid the aforementioned drawbacks and to improve the regularity of the cooling. of a moving metal strip.
According to the present invention, a device for cooling a metal strip moving in a horizontal plane, which comprises upper cooling ramps arranged along the path traveled by said strip, as well as means for retaining water disposed respectively at the inlet and at the outlet of the cooling device, is characterized in that it comprises at least one additional flush disposed above the path traveled by said strip, between said retaining means disposed respectively at the inlet and outlet of the cooling device.
According to a particular embodiment, said additional flush is disposed between two successive upper cooling ramps.
According to a preferred embodiment, several additional flushes are provided, arranged at determined intervals, preferably regular, between the upper cooling ramps. As an example, such an additional flush can be installed every two or three ramps.
In the cooling devices considered here, the cooling ramps generally consist of a distribution box, fitted with nozzles directed towards the product to be cooled; the box is generally arranged transversely by
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relative to the direction of movement of the strip. The additional flushing devices, installed in accordance with the present invention, comprise means, such as sprinklers, oriented so as to direct jets of pressurized water towards the upper face of the strip; these water jets are preferably inclined, in the direction opposite to the direction of movement of the strip, by an angle between 10 and 300 relative to a direction perpendicular to the plane of the strip.
These nozzles can be mounted on a tube, arranged transversely to the direction of movement of the strip and connected to a source of pressurized water.
The sprinklers are in sufficient number and appropriately distributed to ensure the desired flushing effect on the upper face of the strip.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The object of the invention will be explained in more detail in the description which follows, with reference to the accompanying drawings in which FIG. 1 shows a cooling device belonging to the state of the art; Fig. 2 shows a cooling device of the type of that of FIG. 1, equipped with additional flushes uniformly distributed over its entire length; and Fig. 3 illustrates a cooling device of the type of that of FIG. 1, with additional flushes unevenly distributed over its length.
These figures are of course only very simplified representations of a device for cooling a metal strip by watering. All the elements which are not essential for the understanding of the invention have been omitted.
All the figures show the cooling devices in side view. In addition, identical or analogous elements are designated by the same reference numerals in all the figures.
Modes of carrying out the invention.
Figure 1 shows a cooling device belonging to the state of the art, where it is commonly used for cooling heavy plates. This device comprises a bank of rollers 1, on which the flat product to be cooled 2 moves in the direction of the arrow 3. Above the bank of rollers 1 are ramps of
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cooling 4, of the usual type. These ramps are fixed to a frame schematized in broken lines; they are arranged horizontally, perpendicular to the direction of the arrow 3. They comprise nozzles 5, oriented vertically in the direction of the product to be cooled 2; these nozzles 5 are mounted on distribution boxes 6, arranged transversely and connected to a source of cooling water not shown.
End casings 7,8, arranged respectively at the inlet and at the outlet of the cooling device, prevent the water from flowing longitudinally out of the device.
Up to this stage, this cooling device is known and commonly used for cooling heavy plates circulating at low speed, at the outlet of the heavy plate rolling mill trains. In these cases, the cooling water supplied by the nozzles 5 forms a sheet of substantially uniform thickness on the upper face of the heavy plate and can then be evacuated without difficulty through the sides of the sheet.
The use of such a device for cooling strips, metal moving at high speed, however, leads to the unfavorable situation illustrated in Figure 1. The water supplied by the nozzles 5 is driven to a large extent by the strip 2 in movement and it accumulates near the outlet of the cooling device, where it is retained by the end casings 8. A sheet of water 9 of increasing thickness in the direction is thus formed on the strip 2. movement of the strip 2. Under these conditions, the stirring of the water in the sheet 9 by the nozzles 5 becomes less and less intense as the strip 1 approaches the outlet of the cooling device.
In addition, the thickness of the water layer slows the cooling of the strip 2 and the specific cooling power decreases progressively, all the more strongly and all the more quickly the higher the speed of the strip 2.
FIG. 2 represents a cooling device equipped with additional flushes 10, disposed between the cooling ramps 4. In the configuration shown, the additional flushes are regularly distributed, here all
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the two ramps, along the path of the strip 2. These flushes 10 send jets of pressurized water which form a curtain of water 11, inclined upstream of the strip,
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at an angle of about 15 relative to a direction perpendicular to the plane of the strip 2.
The water curtains 11 interrupt the entrainment of the cooling water, at predetermined intervals, and thus make it possible to ensure the formation of a sheet of water of more regular thickness.
The number and the distribution of these additional flushes 10 can be adapted as a function of various parameters, in particular the speed, the temperature and the thickness of the product to be cooled.
FIG. 3 shows for example a cooling device equipped with additional flushes 10, but in which these flushes are less spaced in the outlet region of the device than in its inlet region. This arrangement makes it possible to vary as required the length of cooling, sometimes called the length of watering. The last additional hunts used, such as 12, then act as end hunts.
It goes without saying that the object of the invention is not limited by the embodiments described and illustrated above. Various modifications, in particular to the distribution or the orientation of the additional flushes, could be made by a person skilled in the art, without departing from the scope of the claims which follow.