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EP0084335B1 - Dispositif d'hypertrempe sur bande d'un métal ou d'un alliage métallique liquide - Google Patents

Dispositif d'hypertrempe sur bande d'un métal ou d'un alliage métallique liquide Download PDF

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Publication number
EP0084335B1
EP0084335B1 EP19830100114 EP83100114A EP0084335B1 EP 0084335 B1 EP0084335 B1 EP 0084335B1 EP 19830100114 EP19830100114 EP 19830100114 EP 83100114 A EP83100114 A EP 83100114A EP 0084335 B1 EP0084335 B1 EP 0084335B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
belt
box
alloy
liquid
Prior art date
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Expired
Application number
EP19830100114
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0084335A3 (en
EP0084335A2 (fr
Inventor
Pascal Fournier
Jean-Claude Peraud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pont a Mousson SA
Original Assignee
Pont a Mousson SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Pont a Mousson SA filed Critical Pont a Mousson SA
Publication of EP0084335A2 publication Critical patent/EP0084335A2/fr
Publication of EP0084335A3 publication Critical patent/EP0084335A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0084335B1 publication Critical patent/EP0084335B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0685—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting belts

Definitions

  • the present invention relates to the hyper-soaking technique, on a strip, according to which a liquid jet of the hyper-soaking product - metal or alloy - is projected onto a moving strip, generally metallic, traveling at high speed, in contact with which this jet is subjected. very brutal cooling (1 O 6 ° C / s), and brought to the state of thin tape.
  • US-A-4221257 illustrates one. More particularly, certain methods use cold fluids injected onto the strip, for example by means of gas cushion boxes with Coanda effect.
  • the present invention calls for the projection of liquid sprayed into fine droplets on the moving strip, this liquid advantageously being water.
  • the present invention therefore relates to a device for the hyper quenching of a metal or a metal alloy according to the preamble of claim 1 which is characterized in that said spraying means are directed towards the face of the opposite strip. to that on which the metal or alloy is sprayed in the liquid state, and that it also comprises, at the level of the zone where the spraying is carried out, a box capable of producing a gas cushion with Coanda effect, and , downstream of said spraying means, means for evacuating the excess sprayed liquid, said box extending at least as far as the zone of said evacuation means.
  • water spraying is therefore carried out on the face of the strip opposite to that on which contact is made with the product to be treated.
  • a vacuum box was also successfully used, arranged downstream of the other means of evacuation (squeegees and brushes) and of the Coanda effect cushion on which these take support.
  • This vacuum box has two slots with a cross-section very close to that of the strip allowing the passage of the latter with a very low air intake.
  • the entire cooling installation is placed inside an enclosure under slight depression, avoiding splashes of coolant and vapor emissions towards the casting zone.
  • the invention thus provides a device allowing a very fine adjustment of the temperature of the strip, which proves to be a particularly critical parameter of the hyperhardening, an optimum temperature of strip appearing for each product to be produced, all other parameters being maintained. unchanged.
  • the appended schematic drawing illustrates an embodiment of a hyperhardening device according to the invention.
  • This device comprises a steel strip 1 driven at high speed (about 40 m / s) on two pulleys 2, 2 ', one of which is powered, preferably the downstream pulley 2', in the direction of advance of the strand upper 1 a of the strip, in order to keep it perfectly taut.
  • the hyper-dipped tape 3 is formed on the upper face of the upper strand 1 a of the strip 1, by projection of a product to be hyper-dipped, from a crucible 4 into a refractory product such as silica comprising an orifice eject 5.
  • a first Coanda effect box 6 is arranged, ensuring in particular that the strip is held in position.
  • This box has, against the strip, a flat surface pierced with holes aligned along the axis of the strip and regularly spaced.
  • the water spray cooling device proposed by the invention is arranged, in the version represented by the drawing, at the level of the lower strand 1b of the strip.
  • This device comprises, placed opposite the underside of this strand, a second box 11 with Coanda effect, of geometry similar to that of box 6.
  • the orifices of the two boxes are supplied with compressed air.
  • a water sprayer 12 is arranged opposite the upper face of the lower strand 1b of the strip, above the box 11 and in the vicinity of its “upstream” end (relative to the movement of the strip).
  • a rotary cylindrical brush 14 rotating in the direction of the arrow f, completes the spinning of the strip.
  • boxes 16 under vacuum, comprising slots or openings arranged in the immediate vicinity of the edges of the strip, so as to suck the water discharged towards the edges of the strip by the squeegees 13.
  • the strip 1 has a length of 4 m and a section of 13 x 0.8 mm.
  • This strip is driven by the pulley 2 'at a speed of around 40 m / s.
  • the flat surface of the box 6 facing the strip 1 has a length of 50 cm and a width of 10 cm. It is pierced with holes with a diameter of 1.5 mm, aligned along the axis of the strip, with a spacing of 25 mm. These holes are supplied with pressurized air with a flow rate of approximately 10 m 3 / h normal.
  • the box 11 has a geometry identical to that of the box 6 and is supplied with air under the same conditions.
  • the rotary brush 14 has a diameter equal to 100 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

  • La présente invention concerne la technique d'hypertrempe, sur bande, selon laquelle un jet liquide du produit à hypertremper- métal ou alliage -est projeté sur une bande mobile, généralement métallique, défilant à grande vitesse, au contact de laquelle ce jet est soumis à un refroidissement très brutal (1 O6° C/s), et amené à l'état de ruban mince.
  • Pour que l'opération puisse se dérouler en continu, il convient d'assurer constamment l'élimination de la chaleur cédée à la bande mobile par le produit à traiter. Sans précaution spéciale, en effet, cet apport de chaleur provoque un rapide échauffement de la bande, au détriment de la qualité du produit obtenu, et entraîne très rapidement l'arrêt de la production, par collage du ruban sur la bande.
  • Divers procédés ont déjà été proposés pour effectuer le refroidissement de la bande, et le brevet US-A-4221257 en illustre un. Plus particulièrement, certains procédés utilisent des fluides froids injectés sur la bande, par exemple au moyen de caissons à coussins gazeux à effet Coanda.
  • Ces procédés nécessitent cependant des dispositifs de grand encombrement, dès que les débits de produits à hypertremper deviennent importants.
  • Pour éviter cet inconvénient, la présente invention fait appel à la projection de liquide pulvérisé en fines gouttelettes sur la bande mobile, ce liquide étant avantageusement de l'eau.
  • La présente invention a par conséquent pour objet un dispositif pour l'hypertrempe d'un métal ou d'un alliage métallique selon le préambule de la revendication 1 qui est caractérisé en ce que lesdits moyens de pulvérisation sont dirigés vers la face de la bande opposée à celle sur laquelle est projeté le métal ou l'alliage à l'état liquide, et qu'il comprend en outre, au niveau de la zone où est effectuée la pulvérisation, un caisson apte à produire un coussin gazeux à effet Coanda, et, en aval desdits moyens de pulvérisation, des moyens d'évacuation du liquide pulvérisé excédentaire, ledit caisson s'étendant au moins jusqu'à la zone desdits moyens d'évacuation.
  • Cette technique, bien connue dans d'autres domaines, exige, dans le cas considéré, l'observation d'un certain nombre de précautions.
  • En effet, les essais effectués par les inventeurs ont montré que, si la surface de la bande mobile qui se présente sous le jet liquide chaud porte des traces d'eau, celle-ci se vaporise au contact du jet, donnant lieu à un phénomène de caléfaction, qui perturbe le contact entre produit et bande et, par conséquent, la formation du ruban hypertrempé. Or on a constaté aussi que, si la surface de la bande a été mouillée, lors de la pulvérisation visant à son refroidissement, il est très difficile de la sécher avant qu'elle ne se présente à nouveau sous le jet liquide chaud, c'est-à-dire en un temps très court (par exemple de l'ordre du dixième de seconde pour une bande de 4 m de longueur entraînée à une vitesse d'environ 30 m/s). De plus, cette même surface doit évidemment être maintenue protégée au maximum contre l'oxydation pour conserver ses qualités dans le processus d'hyper- trempe.
  • Selon l'invention, on effectue donc la pulvérisation d'eau sur la face de la bande opposée à celle sur laquelle on réalise le contact avec le produit à traiter.
  • Il est d'ailleurs possible de régler le débit du ou des pulvérisateurs de telle manière que la température de la bande ne soit pas abaissée au-dessous de la température d'ébullition du liquide pulvérisé (100° C dans le cas de l'eau), et donc que la bande ne soit pas «mouillée», les raclettes et brosses servant alors essentiellement pendant la phase de réglage, puis jouant seulement un rôle de sécurité.
  • Enfin, pour l'élimination des dernières traces du liquide de refroidissement, on a également utilisé avec succès une boîte à vide, disposée en aval des autres moyens d'évacuation (raclettes et brosses) et du coussin à effet Coanda sur lequel ceux-ci prennent appui. Cette boîte à vide comporte deux fentes de section très voisine de celle de la bande permettant le passage de celle-ci avec une rentrée d'air très faible.
  • En outre, avantageusement, l'ensemble de l'installation de refroidissement est disposé à l'intérieur d'une enceinte sous légère dépression, évitant les projections de liquide de refroidissement et les émissions de vapeur vers la zone de coulée.
  • L'invention fournit ainsi un dispositif permettant un réglage très fin de la température de la bande, qui s'avère être un paramètre particulièrement critique de l'hypertrempe, une température optimale de bande apparaissant pour chaque produit à fabriquer, tous autres paramètres étant maintenus inchangés.
  • Le dessin schématique annexé illustre uneforme de réalisation d'un dispositif d'hypertrempe conforme à l'invention.
  • Ce dispositif comprend une bande 1 en acier entraînée à grande vitesse (environ 40 m/s) sur deux poulies 2, 2', dont l'une est motrice, de préférence la poulie aval 2', dans le sens d'avancement du brin supérieur 1 a de la bande, afin de maintenir celui-ci parfaitement tendu. Le ruban hypertrempé 3 est formé sur la face supérieure du brin supérieur 1 a de la bande 1, par projection d'un produit à hypertremper, à partir d'un creuset 4 en un produit réfractaire tel que de la silice comportant un orifice d'éjection 5.
  • Au voisinage de la zone d'impact dudit produit et, dans le cas du dessin, en regard de la face de la bande opposée audit impact, est disposé un premier caisson à effet Coanda 6 assurant notamment le maintien en position de la bande. Ce caisson présente, contre la bande, une surface plane percée de trous alignés selon l'axe de la bande et régulièrement espacés.
  • Le dispositif de refroidissement par pulvérisation d'eau proposé par l'invention est disposé, dans la version représentée par le dessin, au niveau du brin inférieur 1 b de la bande.
  • Ce dispositif comporte, placé en regard de la face inférieure de ce brin, un second caisson 11 à effet Coanda, de géométrie analogue à celle du caisson 6. Les orifices des deux caissons sont alimentés en air comprimé.
  • Un pulvérisateur 12 d'eau est disposé en regard de la face supérieure du brin inférieur 1 b de la bande, au-dessus du caisson 11 et au voisinage de son extrémité «amont» (par rapport au mouvement de la bande).
  • Il comporte deux buses concentriques, l'une, centrale, pour l'amenée du liquide à pulvériser, et l'autre, annulaire, pour l'air comprimé.
  • En aval du pulvérisateur 12 sont disposées deux raclettes 13 en caoutchouc dur, présentant une surface plane contre la bande.
  • A la place de ces raclettes 13 ou en plus, de préférence en aval, une brosse cylindrique rotative 14, tournant dans le sens de la flèche f, complète l'essorage de la bande.
  • L'ensemble de ces organes est avantageusement disposé sous une hotte 15 avec aspiration, dont la jupe vient se raccorder sur le plateau du caisson.
  • Il est avantageux, en outre, de disposer en aval des raclettes 13, de part et d'autre de la bande, des caissons 16 sous dépression, comportant des fentes ou ouïes disposées à proximité immédiate des rives de la bande, de manière à aspirer l'eau évacuée vers les bords de la bande par les raclettes 13.
  • A titre d'exemple, on décrit ci-après un dispositif de ce type dans lequel la bande 1 a une longueur de 4 m et une section de 13 x 0,8 mm. Cette bande est entraînée par la poulie 2' à une vitesse d'environ 40 m/s.
  • La surface plane du caisson 6 tournée vers la bande 1 a une longueur de 50 cm et une largeur de 10 cm. Elle est percée de trous d'un diamètre de 1,5 mm, alignés selon l'axe de la bande, avec un espacement de 25 mm. Ces trous sont alimentés en air sous pression avec un débit d'environ 10 m3/h normaux.
  • Le caisson 11 a une géométrie identique à celle du caisson 6 et est alimenté en air dans les mêmes conditions.
  • La brosse rotative 14 a un diamètre égal à 100 mm.
  • Ce dispositif a notamment été utilisé pour fabriquer un ruban'd'un alliage vitreux de formule: Fe75,6 C" P8 Crs Sio,4, dans les conditions suivantes:
    • - débit de l'alliage: 40 kg/h,
    • - température de l'alliage: environ 1200° C,
    • - distance du nez du pulvérisateur 12 à la bande 1:2 cm,
    • - débits d'alimentation du pulvérisateur 12, eau: environ 30 I/h, air comprimé: environ 10 m3/h normaux,
    • - raclettes 13: première raclette à environ 20 cm du pulvérisateur 12,
    • - alimentation des caissons 6 et 11 :10 m3/h normaux d'air comprimé pour chaque caisson,
    • - température de la bande (mesurée par pyrométrie infrarouge) : de préférence comprise entre 60 et 80° C.
  • Dans de telles conditions, avec une mise en régime très rapide et très stable, il a été possible d'obtenir un ruban d'alliage Fe75,6 C" P8 Cr5 Sio,4 amorphe ou à très faible taux de cristallisation, c'est-à-dire très correctement hypertrempé.

Claims (3)

1. Dispositif pour l'hypertrempe d'un métal ou d'un alliage métallique comprenant une bande (1), entraînée à grande vitesse, des moyens (4, 5) de projection en direction de cette bande (1 ) dudit métal ou dudit alliage à l'état liquide et des moyens (12) de pulvérisation d'un liquide de refroidissement en direction de la bande (1), ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens de pulvérisation (12) sont dirigés vers la face de la bande (1 ) opposée à celle sur laquelle est projeté le métal ou l'alliage à l'état liquide, et qu'il comprend en outre, au niveau de la zone où est effectuée la pulvérisation, un caisson (11) apte à produire un coussin gazeux à effet Coanda, et, en aval desdits moyens (12) de pulvérisation, des moyens (13, 14, 16) d'évacuation du liquide pulvérisé excédentaire, ledit caisson (11 ) s'étendant au moins jusqu'à la zone desdits moyens (13,14,16) d'évacuation.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (13, 14, 16) d'évacuation du liquide excédentaire sont disposés sous une hotte d'aspiration (15), dont la jupe est raccordée au plateau dudit caisson (11 ) apte à produire un coussin gazeux à effet Coanda.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en aval desdits moyens (13,14,16) d'évacuation du liquide excédentaire, une boîte à vide comprenant deux fentes de section très voisine de la bande (1 ) pour le passage de celle-ci.
EP19830100114 1982-01-18 1983-01-08 Dispositif d'hypertrempe sur bande d'un métal ou d'un alliage métallique liquide Expired EP0084335B1 (fr)

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FR8200664 1982-01-18
FR8200664A FR2519891A1 (fr) 1982-01-18 1982-01-18 Procede et dispositif de trempe rapide sur bande d'un metal ou d'un alliage metallique liquide

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0084335A2 EP0084335A2 (fr) 1983-07-27
EP0084335A3 EP0084335A3 (en) 1983-08-03
EP0084335B1 true EP0084335B1 (fr) 1985-08-14

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Country Status (6)

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EP (1) EP0084335B1 (fr)
JP (1) JPS58123833A (fr)
BR (1) BR8300206A (fr)
DE (1) DE3360531D1 (fr)
ES (1) ES8308734A1 (fr)
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Also Published As

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DE3360531D1 (en) 1985-09-19
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EP0084335A3 (en) 1983-08-03
FR2519891B1 (fr) 1984-10-26
BR8300206A (pt) 1983-10-11
ES519037A0 (es) 1983-10-16
ES8308734A1 (es) 1983-10-16
FR2519891A1 (fr) 1983-07-22
EP0084335A2 (fr) 1983-07-27

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