Dispositif de refroidissement pour fil machine.
La présente invention est relative à un dispositif de refroidissement pour fil machine étalé en spires non coaxiales sur
un convoyeur, ce dispositif pouvant être utilisé indifféremment dans tout traitement thermique, particulièrement à la
sortie du laminoir, comprenant une ou plusieurs phases de
refroidissement.
Le refroidissement du fil machine étalé en spires non coaxiales sur un convoyeur est bien connu et peut être réalisé de
plusieurs manières différentes.
Par exemple, un tel refroidissement peut être produit par
<EMI ID=1.1>
tion dans tous les cas, à cause d'une intensité de refroidissement relativement limitée et d'une homogénéité de refroidissement insuffisante.
<EMI ID=2.1>
homogénéité et d'une intensité de refroidissement plus importante que celle du soufflage d'air. Toutefois, cette modalité
<EMI ID=3.1>
la différence de niveau nécessaire pour effectuer l'immersion des spires dans l'eau bouillante (dénivellation, déflexion,
<EMI ID=4.1>
température revêt de l'importance. C'est en particulier pour cette raison que la température de l'eau reste maintenue à l'ébullition.
Le demandeur a eu l'idée originale de mettre au point un dispositif susceptible de convenir dans tous les cas où un refroidissement de fil machine étalé en spires non coaxiales sur un convoyeur doit être pratiqué, quel que soit le type ou la phase de traitement dans lequel cette opération doit s'insérer. Un tel dispositif constitue précisément l'objet de la présente invention.
Si le traitement comprend plusieurs opérations de refroidissement rapide, plusieurs dispositifs conformes à l'invention peuvent être utilisés aux différents stades correspondant à ces opérations.
Cette invention est basée sur l'utilisation d'un convoyeur sensiblement horizontal sur lequel est étalé le fil en spires non coaxialea, avec recouvrement des spires au moyen d'un déplacement vertical de bas en haut, imposé à un milieu aqueux et en fin de traitement avec émersion des spires au moyen d'un déplacement vertical de haut en bas imposé à ce milieu aqueux. Elle permet de satisfaire les exigences auxquelles une opération de refroidissement mise en oeuvre dans un traitement thermique de fil machine devrait répondre : <EMI ID=5.1>
- facilité d'installation sans modifient ion des trains existants,
- rapidité de commutation du refroidissement milieu aqueux-air.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention, dispositif destiné au refroidissement du fil machine étalé en spires non coaxiales sur un convoyeur, est essentiellement
<EMI ID=6.1>
fil situées sur un convoyeur sensiblement horizontal, et des moyens aptes à abaisser le niveau de ce même milieu pour as-
<EMI ID=7.1>
Il est bien entendu que par milieu aqueux, il faut comprendre un milieu constitué soit d'eau uniquement, soit d'eau contenant en solution et/ou en suspension, des éléments tensioactifs, des inhibiteurs de corrosion, des matières qui renforcent le pouvoir décapant ou la capacité de transfert calorifique, des sels minéraux ou organiques, etc...
Suivant une première modalité de l'invention, les moyens aptes à élever et à abaisser le niveau du milieu aqueux permettent une circulation rapide de ce milieu et une commutation pratiquement instantanée du refroidissement sous milieu aqueux
au refroidissement à l'air.
Suivant une deuxième modalité de l'invention, le dispositif comprend des moyens pour régler la température du milieu aqueux en fonction du traitement à réaliser.
Suivant une troisième modalité de l'invention, le dispositif comprend des moyens pour filtrer le milieu aqueux utilisé (élimination des boues) .
Suivant une autre modalité de l'invention, le milieu aqueux contenu dans le dispositif est de volume faible.
Suivant une modalité particulier "mont avantageuse de l'invention, le dispositif comprend :
- une cuve munie d'orifices d'entrée et de sortie du convoyeur sensiblement horizontal sur lequel repose le fil à refroidir,
- un compartiment de préférence central dit de recouvrement situé en dessous du niveau des orifices d'entrée et de sortie du convoyeur, avec des moyens d'alimentation en milieu aqueux de refroidissement,
- des moyens de récupération du milieu aqueux de recouvrement du fil, situés à la périphérie du compartiment central de recouvrement et de préférence aux extrémités amont 3t aval du dit compartiment,
- un circuit fermé d'alimentation en milieu aqueux comprenant le compartiment de recouvrement, les moyens de récupéra- <EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
- des clapets de retenue du milieu aqueux situés au-dessus du niveau des dits orifices d'entrée et de sortie du convoyeur, clapets dont les extrémités supérieures sont fixées à une articulation et dont les extrémités inférieures reposent librement sur le fil en mouvement.
Les clapets mentionnés ci-dessus sont avantageusement équilibrés par des contrepoids, de manière à présenter une résistance aussi faible que possible au déplacement des spires sur lesquelles leurs extrémités inférieures reposent.
Suivant encore uns autre modalité de l'invention, les seuils des zones d'entrée et de sortie de la cuve pour le passage des spires font situés dans un plan sensiblement horizontal.
De plus, les moyens d'alimentation en milieu aqueux du compartiment de recouvrement sont disposés, suivant l'invention, pour assurer une alimentation forcée du dit compartiment par le bas. Une telle alimentation peut être centrale ou non, unique ou multiple.
Egalement suivant l'invention, la cuve peut être munie, à sa partie supérieure entre les zones d'entrée et de sortie des spires de fil, d'un grillage ou d'une plaque perforée.
Encore suivant l'invention, le dispositif comprend des moyens pour modifier la longueur de la zone de recouvrement des spires par le milieu aqueux, ces moyens consistant avantageusement en orifi.ces obturables pratiqués de préférence dans le grillage ou la plaque perforée dont est munie la partie supéxieure de la cuve.
Le dispositif suivant l'invention peut comprendre un système de conditionnement de la température du milieu aqueux avec possibilité de collecte, évacuation et/ou condensation de
la vapeur formée.
<EMI ID=10.1>
zone de recouvrement des spires par le milieu aqueux, le dispositif peut également comprendre des moyens pour mettre les dites spires sous atmosphère protectrice, par exemple sous azote.
La présente invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du dispositif décrit ci-dessus,
<EMI ID=11.1>
ce dispositif que de poêlez de refroidissement. Dane le cas de l'existence de plusieurs dispooitifa dans une installation, la dernière cuve peut être avantageusement remplie d'un milieu aqueux contenant principalement des matières de décapage.
Le dispositif décrit ci-dessus présente les avantages suivants : <EMI ID=12.1> différence de niveau nécessaire pour effectuer l'immersion des spires dans les installations actuelles : ce résultat
<EMI ID=13.1>
plan sensiblement horizontal,
- rend facile son application dans les installations existantes, ce résultat est égal**- t obtenu notamment par l'horizontalité du plan des zones d'entrée et de sortie de la cuve pour le passage des spires,
- rend possible le passage rapide du refroidissement en milieu aqueux à celui à l'air, grâce à la commutation pratiquement instantanée du déplacement du milieu aqueux de bas en haut à celui de haut en bas,
- disponible dans tous les cas où un refroidissement de fil machine étalé en spires non coaxiales sur un convoyeur horizontal doit être pratiqué, quel que soit le type ou la ou les phases de traitement dans lequel cette opération
est située,
- rend l'application du refroidissement d'une grande souplesse, avec pour conséquence la possibilité d'utiliser des lignes plus courtes,
- permet de réguler avec précision et efficacement la température du milieu aqueux. Ce résultat est obtenu surtout grâce au volume faible du milieu aqueux utilisé.
- rend possible l'application de nouveaux traitements et notamment de cycles dits "courts" concernant cas aciers doux, des aciers pour électrodes do soudure, pendant les phases de préchauffage ou de refroidissement final.
On peut aussi améliorer la qualité d'aciers de précontrainte avec formation de perlite ou fabriquer des qualités nouvelles : aciers pour la frappe à froid avec formation de ferrite-martensite, aciers pour la précontrain-
<EMI ID=14.1>
structure composite, par exemple résultant d'une trempe martensitique suivie d'un autorevenu.
De cette façon, on dispose -l'un dispositif compact qui trouve toujours aisément place en dessous des lignes de traitement et qui assure les conditions d'homogénéité, d'intensité ré-
<EMI ID=15.1>
tous les traitements thermiques de fil machine.
Les figures 1 et 2 ci-jointes représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de construction d'un dispositif conforme à l'invention.
Suivant la figure 1, le dispositif comprend une cuve 1 disposée sur la trajectoire de déplacement du fil 2 étalé en spires non coaxiale" sur les taques perforées 3; le fil se déplace dans le sens de la flèche 4.
Cette cuve 1 comprend un compartiment central 5 de recouvrement entouré de compartiments 6 et 7 d'évacuation (ou récupération) du milieu aqueux en direction de la pompe 8.
<EMI ID=16.1>
toire du fil comportent des zones d'entrée 12 et de sortie 13 des spires dans le dispositif.
Au-dessus du niveau des laques sur la trajectoire du fil sont
<EMI ID=17.1>
mités supérieures fixées à une articulation 11 et dont leurs <EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
pompe 8 est située en dessous de la cuve 1 qu'elle ali-
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
tire de déplacement des spires de fil entre les zones d'en-
<EMI ID=24.1>
lui comprennent les sections suivantes :
La section 17 dite d'injection, par où la milieu aqueux
<EMI ID=25.1>
La section 18 dite de recouvrement où le milieu aqueux re:ouvre les spires. La longueur de cette section peut être codifiée par la présence d'orifices obturables pratiqués
<EMI ID=26.1>
proches de la section d'injection, on raccourcit la longueur
<EMI ID=27.1>
La section 19 dite d'évacuation où le milieu aqueux quitte Les taques 3 au moyen des orifices 20 pour s'écouler par Les compartiments 6 et 7. Les orifices d'évacuation 20 sont mrtout utilisés quand les orifices obturables de la sec:ion 18 sont fermés, les taques 3 de cette section faisant fonction de support plein pour les spires sans évacuation
<EMI ID=28.1>
dispositif comporte également des guides latéraux 21
<EMI ID=29.1>
: les taques 3 entre les zones d'entrée 12 et de sortie 13.
Revendications de brevet.
<EMI ID=30.1>
tement thermique de fil machine étalé en spires non coaxia-
<EMI ID=31.1>
couvrir les spires de fil situées sur un convoyeur sensiblement horizontal et des moyens aptes à abaisser le niveau de ce même milieu pour assurer l'émersion des spires de fil.
Cooling device for wire rod.
The present invention relates to a cooling device for wire rod spread in non-coaxial turns on
a conveyor, this device being able to be used indifferently in any heat treatment, particularly in the
exit from the rolling mill, comprising one or more stages of
cooling.
The cooling of the wire rod spread in non-coaxial turns on a conveyor is well known and can be carried out by
many different ways.
For example, such cooling can be produced by
<EMI ID = 1.1>
tion in all cases, due to a relatively limited cooling intensity and insufficient cooling homogeneity.
<EMI ID = 2.1>
homogeneity and greater cooling intensity than that of the air supply. However, this modality
<EMI ID = 3.1>
the difference in level required to immerse the turns in boiling water (drop, deflection,
<EMI ID = 4.1>
temperature matters. It is in particular for this reason that the water temperature remains maintained at boiling point.
The applicant had the original idea of developing a device capable of being suitable in all cases where a cooling of wire rod spread out in non-coaxial turns on a conveyor must be practiced, whatever the type or the phase of treatment in which this operation must be inserted. Such a device is precisely the object of the present invention.
If the treatment includes several rapid cooling operations, several devices in accordance with the invention can be used at the various stages corresponding to these operations.
This invention is based on the use of a substantially horizontal conveyor on which the wire is spread in coaxial turns, with overlapping of the turns by means of a vertical displacement from bottom to top, imposed on an aqueous medium and at the end of treatment with emersion of the turns by means of a vertical displacement from top to bottom imposed on this aqueous medium. It makes it possible to satisfy the requirements which a cooling operation implemented in a wire rod heat treatment should meet: <EMI ID = 5.1>
- ease of installation without modifying existing trains,
- switching speed of the aqueous-air medium cooling.
The device which is the subject of the present invention, a device intended for cooling the wire rod spread in non-coaxial turns on a conveyor, is essentially
<EMI ID = 6.1>
wire located on a substantially horizontal conveyor, and means capable of lowering the level of this same medium for as-
<EMI ID = 7.1>
It is understood that by aqueous medium, it is necessary to understand a medium consisting either of water only, or of water containing in solution and / or in suspension, surfactant elements, corrosion inhibitors, materials which reinforce the pickling power. or the heat transfer capacity, mineral or organic salts, etc.
According to a first embodiment of the invention, the means capable of raising and lowering the level of the aqueous medium allow rapid circulation of this medium and practically instantaneous switching of the cooling under aqueous medium
air cooling.
According to a second embodiment of the invention, the device comprises means for adjusting the temperature of the aqueous medium as a function of the treatment to be carried out.
According to a third embodiment of the invention, the device comprises means for filtering the aqueous medium used (elimination of sludge).
According to another embodiment of the invention, the aqueous medium contained in the device is of small volume.
According to a particular “advantageous mount of the invention, the device comprises:
- a tank provided with substantially horizontal conveyor inlet and outlet holes on which the wire to be cooled rests,
a preferably central compartment called a covering compartment situated below the level of the inlet and outlet orifices of the conveyor, with means for supplying aqueous cooling medium,
means for recovering the aqueous medium for covering the wire, situated at the periphery of the central covering compartment and preferably at the upstream 3t downstream ends of said compartment,
- a closed supply circuit in an aqueous medium comprising the covering compartment, the recovery means - <EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
- check valves for the aqueous medium located above the level of the said inlet and outlet orifices of the conveyor, valves whose upper ends are fixed to a joint and whose lower ends rest freely on the moving wire.
The valves mentioned above are advantageously balanced by counterweights, so as to have as little resistance as possible to the movement of the turns on which their lower ends rest.
According to yet another embodiment of the invention, the thresholds of the zones of entry and exit of the tank for the passage of the turns are situated in a substantially horizontal plane.
In addition, the means for supplying the covering compartment with an aqueous medium are arranged, according to the invention, to ensure forced feeding of said compartment from below. Such a supply can be central or not, single or multiple.
Also according to the invention, the tank may be provided, at its upper part between the entry and exit zones of the wire turns, with a mesh or a perforated plate.
Still according to the invention, the device comprises means for modifying the length of the zone of recovery of the turns by the aqueous medium, these means advantageously consisting of closable orifices. These preferably made in the mesh or the perforated plate with which the upper part of the tank.
The device according to the invention may comprise a system for conditioning the temperature of the aqueous medium with the possibility of collection, evacuation and / or condensation of
the vapor formed.
<EMI ID = 10.1>
zone of recovery of the turns by the aqueous medium, the device can also include means for placing said turns under a protective atmosphere, for example under nitrogen.
The present invention also relates to an installation for the implementation of the device described above,
<EMI ID = 11.1>
this device than frying pan. In the case of the existence of several dispooitifa in an installation, the last tank can advantageously be filled with an aqueous medium containing mainly pickling materials.
The device described above has the following advantages: <EMI ID = 12.1> level difference required to immerse the turns in current installations: this result
<EMI ID = 13.1>
substantially horizontal plane,
- makes it easy to apply in existing installations, this result is equal ** - t obtained in particular by the horizontality of the plane of the zones of entry and exit of the tank for the passage of the turns,
- makes it possible to quickly switch from cooling in an aqueous medium to that in air, thanks to the practically instantaneous switching of the displacement of the aqueous medium from bottom to top to that from top to bottom,
- available in all cases where a cooling of wire rod spread in non-coaxial turns on a horizontal conveyor must be practiced, whatever the type or the phase or phases of treatment in which this operation
is located,
- makes the application of cooling very flexible, with the consequence of using shorter lines,
- allows the temperature of the aqueous medium to be precisely and effectively regulated. This result is obtained mainly thanks to the low volume of the aqueous medium used.
- makes it possible to apply new treatments and in particular so-called "short" cycles concerning mild steel cases, steels for welding electrodes, during the preheating or final cooling phases.
We can also improve the quality of prestressing steels with perlite formation or manufacture new qualities: steels for cold striking with ferrite-martensite formation, steels for prestressing-
<EMI ID = 14.1>
composite structure, for example resulting from a martensitic quenching followed by a self-coming.
In this way, there is a compact device which is always easily placed below the treatment lines and which ensures the conditions of homogeneity, of intense intensity.
<EMI ID = 15.1>
all wire rod heat treatments.
Figures 1 and 2 attached show, by way of non-limiting example, a method of construction of a device according to the invention.
According to FIG. 1, the device comprises a tank 1 arranged on the path of movement of the wire 2 spread out in non-coaxial turns "on the perforated plates 3; the wire moves in the direction of the arrow 4.
This tank 1 comprises a central covering compartment 5 surrounded by compartments 6 and 7 for evacuating (or recovering) the aqueous medium in the direction of the pump 8.
<EMI ID = 16.1>
wire roofs have zones 12 for entering and leaving 13 for turns in the device.
Above the level of lacquers in the path of the wire are
<EMI ID = 17.1>
upper mites fixed to a joint 11 and whose <EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
pump 8 is located below the tank 1 which it supplies
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
pulls the wire turns from moving between the zones of
<EMI ID = 24.1>
include the following sections:
The so-called injection section 17, through which the aqueous medium
<EMI ID = 25.1>
Section 18, called the covering section, where the aqueous medium re-opens the turns. The length of this section can be codified by the presence of closable holes made
<EMI ID = 26.1>
close to the injection section, the length is shortened
<EMI ID = 27.1>
The so-called evacuation section 19 where the aqueous medium leaves the plates 3 by means of the orifices 20 to flow through the compartments 6 and 7. The evacuation orifices 20 are very used when the closable orifices of the dry: ion 18 are closed, the plates 3 of this section acting as a full support for the turns without evacuation
<EMI ID = 28.1>
device also includes lateral guides 21
<EMI ID = 29.1>
: the plates 3 between the entry 12 and exit 13 areas.
Patent claims.
<EMI ID = 30.1>
thermal wire rod spread in non-coaxial turns
<EMI ID = 31.1>
cover the turns of wire located on a substantially horizontal conveyor and means capable of lowering the level of this same medium to ensure the emergence of the turns of wire.