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Dispositif de refroidissement à très haute puissance spécifique d'une bande métallique en mouvement.
Domaine technique.
La présente invention a trait à un dispositif pour le refroidissement à très haute puissance spécifique d'une bande métallique en mouvement dans un plan horizontal, en particulier d'une bande mince 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 diverses techniques de refroidissement des produits issus de laminoirs à bandes et ceux-ci impliquent généralement l'utilisation de rampes de refroidissement supérieures et inférieures disposées le long du trajet parcouru par la bande à refroidir.
Ces rampes sont destinées à 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.
Actuellement, on constate le développement de techniques de refroidissement dites à très haute puissance spécifique qui semblent promises à un bel avenir de par la qualité améliorée des produits obtenus.
L'application d'un refroidissement à très haute puissance spécifique implique l'utilisation de débits spécifiques d'eau de refroidissement très élevés, dépassant fréquemment 20 I/s. m2 et pouvant atteindre 70 I/s. m2 ou davantage. On constate dans ces conditions opératoires qu'il y a formation d'un matelas d'eau sur le produit à refroidir avec pour conséquence que ledit produit en mouvement subit l'action d'une force de freinage importante.
Dans le cas de bandes moyennes ou épaisses laminées à chaud au TLB ou train à larges bandes, le freinage dû à la présence du matelas d'eau est compensé par la traction exercée sur la bande par les rouleaux de la table de sortie car lesdits rouleaux sont en survitesse par rapport à la bande et l'effort de frottement exercé sur la bande est suffisamment élevé pour assurer l'effort de traction précité. L'enclenchement de
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l'eau de refroidissement peut donc être opéré avant même que la tête de la bande n'entre dans le dispositif de refroidissement et permettre de la sorte le traitement uniforme de la totalité de ladite bande.
Par contre, dans le cas des bandes minces, l'effort de frottement exercé sur la bande est nettement plus faible et l'effort de traction opéré par le banc de rouleaux n'est plus assez grand pour compenser le freinage dû à la présence du matelas d'eau. Il en résulte que l'eau de refroidissement ne peut donc être enclenchée que quand la tête de ladite bande a traversé la section de refroidissement et exerce une traction sur le reste de la bande.
Pour les produits les plus minces, il faut même attendre que la tête de la bande soit engagée dans la bobineuse qui assure alors une traction suffisante pour compenser le freinage dû au matelas d'eau. Cette manière de procéder a pour effet que la tête du produit, sur une longueur au moins égale à la distance entre la dernière cage et la bobineuse (c'est-à-dire fréquemment plus de 100 m), ne subit pas le refroidissement requis et est perdue car non conforme au produit visé.
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, d'éviter la perte des têtes de bandes minces en assurant la régularité du refroidissement à très haute puissance spécifique d'une bande métallique mince en mouvement.
Conformément à la présente invention, un dispositif pour le refroidissement à très haute puissance spécifique d'une bande métallique mince 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, avec éventuellement des chasses d'eau supplémentaires situées entre les moyens de retenue de l'eau précités, est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de rouleaux pinceurs disposés sur le trajet de la bande après son entrée dans la section de refroidissement.
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Les rouleaux pinceurs forment un dispositif composé de cylindres placés face à face entre lesquels la bande passe et qui sont refermés immédiatement après le passage de la tête de la bande de manière à exercer un effort de traction sur ladite bande. La traction exercée par les rouleaux pinceurs étant supérieure à l'effort de freinage dû au matelas d'eau, l'eau de refroidissement peut donc être enclenchée dès que ces rouleaux pinceurs ont prise sur la tête de ladite bande.
Il s'en suit que la longueur de la bande non refroidie et hors tolérances est réduite à la distance entre la dernière cage de laminage et les rouleaux pinceurs, c'est-à-dire environ 20 m contre plus de 100 m en l'absence de rouleaux pinceurs.
En outre, la présence de rouleaux pinceurs présente l'avantage de constituer un barrage pour l'eau de refroidissement accumulée sur la face supérieure de la bande et ainsi de coopérer avec des dispositifs tels que des chasses d'arrêt d'eau montées à la sortie de la section de refroidissement pour empêcher que l'eau ne suive le produit.
Suivant une forme de réalisation particulière, au moins une paire de rouleaux pinceurs est disposée sur le trajet de la bande après sa sortie hors du dispositif de refroidissement.
Suivant une forme de réalisation préférée, il est prévu d'installer au moins une paire de rouleaux pinceurs additionnels à l'intérieur du dispositif de refroidissement, de préférence sensiblement à mi-distance entre la dernière cage de laminage et la première paire de rouleaux pinceurs rencontrés par la bande dans sa progression.
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 illustre un dispositif de refroidissement équipé d'une paire de rouleaux pinceurs installés immédiatement à la sortie de la section de refroidissement et la Fig. 2 illustre un dispositif de refroidissement du type de celui de la Fig. 1 mais pourvu d'une paire de rouleaux pinceurs additionnels installés à l'intérieur même de la section de refroidissement.
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
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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 équipé d'une paire de rouleaux pinceurs installés immédiatement à la sortie de la section de refroidissement. 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 refroidissement 4, de type usuel. Ces rampes sont fixées à une charpente représentée schématiquement ; 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 et des chasses d'eau supplémentaires 10 sont disposées de manière sensiblement régulière pour uniformiser l'épaisseur du matelas d'eau.
Enfin, une paire de rouleaux pinceurs 11 est placée immédiatement à la sortie de la section de refroidissement.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif de refroidissement du même type que sur la figure 1 mais équipé de deux paires de rouleaux pinceurs 11 et 11', l'une disposée immédiatement à la sortie de la section de refroidissement, et l'autre placée à l'intérieur de la section de refroidissement et sensiblement vers son milieu de sorte que la distance entre la dernière cage de laminage 12 et la paire de rouleaux pinceurs 11'soit proche de la distance entre ladite paire de rouleaux pinceurs 11'et la paire de rouleaux pinceurs suivante 11.
Les caractéristiques constructives des rouleaux pinceurs ainsi que leur nombre et leur distribution selon l'axe de progression de la bande peuvent être adaptés en fonction de
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divers paramètres, notamment la vitesse, la température et l'épaisseur du produit à refroidir.
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 en ce qui concerne le nombre de rouleaux pinceurs et le positionnement de ces derniers, pourraient y être apportées par un homme du métier, sans sortir du cadre des revendications qui suivent.
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Very high power cooling device specific to a moving metal strip.
Technical area.
The present invention relates to a device for cooling at very high specific power a metal strip moving in a horizontal plane, in particular a thin 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 Various techniques for cooling products from strip mills are already known and these generally involve the use of upper and lower cooling ramps arranged along the path traveled by the strip to be cooled.
These ramps are intended for uniform and homogeneous cooling thereof. End flushers, having jets that produce pressurized water jets, prevent cooling water from flowing longitudinally out of the device.
Currently, there is the development of so-called very high specific power cooling techniques which seem to promise a bright future due to the improved quality of the products obtained.
The application of very high specific power cooling involves the use of very high specific rates of cooling water, frequently exceeding 20 I / s. m2 and up to 70 I / s. m2 or more. It is found in these operating conditions that there is formation of a water mattress on the product to be cooled with the consequence that said moving product undergoes the action of a significant braking force.
In the case of medium or thick strips hot rolled with TLB or wide strip train, the braking due to the presence of the water mattress is compensated by the traction exerted on the strip by the rollers of the output table because said rollers are overspeed relative to the strip and the friction force exerted on the strip is sufficiently high to ensure the aforementioned tensile force. The engagement of
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the cooling water can therefore be operated even before the head of the strip enters the cooling device and thus allow uniform treatment of the entire said strip.
On the other hand, in the case of thin strips, the friction force exerted on the strip is much lower and the tensile force operated by the bank of rollers is no longer large enough to compensate for the braking due to the presence of the water mattress. As a result, the cooling water can therefore only be engaged when the head of said strip has passed through the cooling section and exerts traction on the rest of the strip.
For the thinnest products, it is even necessary to wait until the head of the strip is engaged in the winder which then provides sufficient traction to compensate for the braking due to the water mattress. This way of proceeding has the effect that the head of the product, over a length at least equal to the distance between the last stand and the winder (that is to say frequently more than 100 m), does not undergo the required cooling and is lost because it does not conform to the targeted product.
Presentation of the invention The object of the present invention is to propose a cooling device of the type mentioned in the introduction, which makes it possible, by simple means, to avoid the loss of the heads of thin strips by ensuring the regularity of the cooling at very high specific power of a thin metallic band in motion.
According to the present invention, a device for cooling at very high specific power a thin metal strip moving in a horizontal plane, which includes upper cooling ramps arranged along the path traveled by said strip, as well as means retaining means disposed respectively at the inlet and at the outlet of the cooling device, with optionally additional flushes located between the aforementioned water retaining means, is characterized in that it comprises at minus a pair of pinch rollers arranged in the path of the strip after it has entered the cooling section.
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The pinch rollers form a device composed of cylinders placed face to face between which the strip passes and which are closed immediately after the passage of the head of the strip so as to exert a tensile force on said strip. The traction exerted by the pinch rollers being greater than the braking force due to the water mattress, the cooling water can therefore be engaged as soon as these pinch rollers have taken hold on the head of said strip.
It follows that the length of the uncooled strip and out of tolerance is reduced to the distance between the last rolling stand and the pinch rollers, that is to say approximately 20 m against more than 100 m in no pinch rollers.
In addition, the presence of pinch rollers has the advantage of constituting a barrier for the cooling water accumulated on the upper face of the strip and thus of cooperating with devices such as flushing flushes mounted at the exit from the cooling section to prevent water from following the product.
According to a particular embodiment, at least one pair of pinch rollers is arranged in the path of the strip after it leaves the cooling device.
According to a preferred embodiment, provision is made to install at least one pair of additional pinch rollers inside the cooling device, preferably substantially halfway between the last rolling stand and the first pair of pinch rollers. encountered by the band in its progression.
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 illustrates a cooling device equipped with a pair of pinch rollers installed immediately at the outlet of the cooling section and FIG. 2 illustrates a cooling device of the type of that of FIG. 1 but provided with a pair of additional pinch rollers installed inside the cooling section.
These figures are of course only very simplified representations of a device for cooling a metal strip by watering. All the elements
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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 fitted with a pair of pinch rollers installed immediately at the outlet of the cooling section. 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 arranged cooling ramps 4, of the usual type. These ramps are fixed to a frame shown schematically; 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 flushes 7,8, arranged respectively at the inlet and at the outlet of the cooling device, prevent water from flowing longitudinally out of the device and additional flushes 10 are arranged in a substantially regular manner to standardize the thickness of the waterbed.
Finally, a pair of pinch rollers 11 is placed immediately at the outlet of the cooling section.
In Figure 2, there is shown a cooling device of the same type as in Figure 1 but equipped with two pairs of pinch rollers 11 and 11 ', one disposed immediately at the outlet of the cooling section, and the another placed inside the cooling section and substantially towards its middle so that the distance between the last rolling stand 12 and the pair of pinch rollers 11 'is close to the distance between said pair of pinch rollers 11' and the next pair of pinch rollers 11.
The constructional characteristics of the pinch rollers as well as their number and their distribution along the axis of progression of the strip can be adapted according to
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various parameters, including the speed, temperature and thickness of the product to be cooled.
It goes without saying that the object of the invention is not limited by the embodiments described and illustrated above. Various modifications, in particular with regard to the number of pinch rollers and the positioning of the latter, could be made by a person skilled in the art, without departing from the scope of the claims which follow.