BE1011615A6

BE1011615A6 - Procede de controle du refroidissement d'un produit metallique en mouvement.

Info

Publication number: BE1011615A6
Application number: BE9701021A
Authority: BE
Inventors: Pierre Simon; Stephan Wilmotte
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-11-09
Also published as: EP0927769A1

Abstract

Procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement, en particulier d'une bande en acier laminée à chaud, ledit refroidissement étant effectué au moyen d'une série de rampes successives. On mesure la vitesse (V), la température initiale (Ti) et l'épaisseur (e) du produit à refroidir, et on calcule la longueur de refroidissement (L) et le débit total de liquide de refroidissement (Q) nécessaires pour atteindre une température finale (Tf) et une vitesse de refroidissement (VR) prédéterminées du produit. On compare les valeurs calculées de la longueur de refroidissement (L) et du débit total (Q) avec les valeurs effectives de ces paramètres (L) et (Q), et on règle les moyens d'alimentation en liquide de refroidissement de façon à annuler l'écart éventuel constaté entre les valeurs calculées et les valeurs effectives des paramètres (L) et (Q) précités. On règle l'alimentation en liquide de refroidissement au moyen de vannes modulantes individuelles, équipant les rampes de refroidissement.

Description


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  Procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement. 



  Domaine technique. 



  La présente invention concerne un procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement. Elle vise en particulier le refroidissement d'une bande en acier à la sortie d'un train de laminage à chaud de finition. 
 EMI1.1 
 



  Etat de la technique On sait qu'au cours du laminage d'une bande métallique, la température de la bande diminue par contact avec l'atmosphère environnante. Ainsi, la fin de la bande entre dans le train de laminoir à une température inférieure à celle du début de la bande au même endroit. Cette baisse de la température de la bande entraîne inévitablement une variation de la température de la bande à la sortie du train de laminoir. 



  Pour compenser l'effet de cette baisse de la température, la pratique actuelle consiste à augmenter progressivement la vitesse de laminage, de façon à conserver une température de sortie sensiblement constante. Il en résulte que la bande quitte le train de laminoir et pénètre dans le dispositif de refroidissement qui suit à une vitesse variable. Cette variation de la vitesse est le plus souvent une augmentation due à l'effet signalé plus haut. Dans certaines circonstances particulières, elle pourrait être une diminution. Dans les deux cas, cette variation de la vitesse influence défavorablement l'uniformité du refroidissement ultérieur de la bande. D'une manière générale, le refroidissement d'une telle bande est effectué au moyen d'une série de rampes successives. 



  Actuellement il existe en pratique deux types de contrôle classique du refroidissement d'une bande laminée à chaud : a) la longueur de refroidissement (L) est maintenue constante et le débit d'eau de refroidissement (Q) est modulé en fonction des variations des conditions d'entrée, à savoir principalement la vitesse et la température de la bande et, dans une moindre mesure, son épaisseur. Cette modalité permet certes d'atteindre la température de sortie visée.

   Toutefois, en cas de variation
Importante de la vitesse d'entrée de la bande, la vitesse de refroidissement n'est 

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 pas constante le long de la bande ; la chute de température est opérée en un temps plus court lorsque la vitesse est plus élevée ; b) la pression d'alimentation (P) des rampes de refroidissement est maintenue constante et la longueur de refroidissement (L) est modulée en fonction des variations des conditions d'entrée, à savoir principalement la vitesse et la température de la bande et, dans une moindre mesure, son épaisseur. Cette méthode permet certes de maintenir une vitesse de refroidissement constante à la valeur désirée.

   Toutefois, la modulation de la longueur de refroidissement entraîne la mise en   marche-ou l'arrêt-d'une   ou de plusieurs rampes de refroi- dissement ; il se produit dès lors une variation brusque et relativement importante du débit total d'eau de refroidissement   (Q),   ce qui entraîne des variations sensibles de la température de sortie de la bande. 



  Ces méthodes connues présentent donc l'inconvénient de ne pas conduire à un refroidissement uniforme et homogène de la bande. Elles ne permettent par conséquent pas de garantir l'homogénéité des propriétés de la bande. 
 EMI2.1 
 



  Présentation de l'invention La présente invention a pour objet de proposer un procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement, en particulier d'une bande en acier, qui échappe aux inconvénients précités et qui permet, par des moyens relativement simples, d'assurer un refroidissement uniforme et homogène de la bande. 



  Conformément à la présente invention, un procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement, en particulier d'une bande en acier laminée à chaud, ledit refroidissement étant effectué au moyen d'une série de rampes successives, est caractérisé en ce que l'on mesure la vitesse (V), la température initiale (Ti) et l'épaisseur (e) du produit à refroidir, en ce que l'on calcule la longueur de refroidissement (L) et le débit total du liquide de refroidissement   (Q)   nécessaires pour atteindre une température finale (Tf) et une vitesse de refroidissement (VR) prédéterminées dudit produit, en ce que l'on compare les valeurs calculées de la longueur de refroidissement (L) et du débit total (Q) avec les valeurs effectives de ces paramètres (L) et (Q),

   et en ce que l'on règle les moyens d'alimentation en liquide de refroidissement de façon à 

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 annuler l'écart éventuel constaté entre les valeurs calculées et les valeurs effectives des paramètres (L) et   (Q)   précités. 



  Il est intéressant d'effectuer ces opérations à des intervalles de temps déterminés, de préférence réguliers, et de préférence encore de manière continue, afin de suivre au mieux les variations des valeurs initiales mesurées. 



  Dans les installations de refroidissement classiques, le refroidissement est assuré au moyen de rampes successives, équipées de vannes tout ou rien. La mise en service ou l'arrêt d'une rampe de refroidissement, respectivement par l'ouverture ou la fermeture de sa vanne de commande, provoque une variation brusque et relativement importante du débit total d'eau de refroidissement. De plus, la longueur de refroidissement varie également par pas d'une rampe. 



  Selon une mise en oeuvre avantageuse de l'invention, on règle l'alimentation d'une rampe en liquide de refroidissement au moyen de vannes modulantes individuelles, dont le degré d'ouverture peut être réglé avec précision. L'expression "vannes modulantes individuels"signifie que chaque rampe est équipée d'une vanne modulante. 



  Le procédé de contrôle suivant l'invention permet de mettre en service progressivement une rampe de refroidissement supplémentaire, en fonction des besoins déterminés, de préférence en continu, par les valeurs calculées de la longueur de refroidissement L et du débit total Q. 



  Le contrôle du refroidissement par le procédé de l'invention se fonde notamment sur le calcul de la longueur de refroidissement (L) et du débit total de liquide de refroidissement (Q) pour atteindre une vitesse de refroidissement (VR) et une température de sortie (Tf) prédéterminées. 



  Ces calculs sont effectués par les relations suivantes : 
 EMI3.1 
 

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 dans lesquelles : L = longueur du refroidissement (m) Ti = température initiale du produit à refroidir   ( C)   Tf = température finale du produit refroidi   (OC)   VR = vitesse de refroidissement du produit   (0 C/s)   V = vitesse de déplacement du produit (m/s) Q = débit total de liquide de refroidissement (m3/h) 
 EMI4.1 
 Hi = enthalpie initiale du produit à refroidir (kJ/kg) Hf enthalpie finale du produit refroidi (kJ/kg) e = épaisseur du produit à refroidir (mm) k = constante. 



  De façon connue en soi, les enthalpies initiale et finale du produit peuvent être déterminées par les lois de la thermodynamique. 



  D'une manière générale, la longueur du refroidissement L et le débit total Q, calculés par les relations précitées, ne correspondent pas à un nombre entier de rampes de refroidissement. Grâce à l'emploi de vannes modulantes préconisé par l'invention, il est possible de régler le degré d'ouverture de la vanne modulante de la dernière rampe en service de façon à fournir le complément de longueur et de débit requis. 



  A cet effet, le degré d'ouverture de la vanne de la dernière rampe en service est calculé et réglé en permanence sur la base de : - la longueur du refroidissement requis, -le débit total requis, -le débit requis dans la dernière rampe en service, -la pression dans le collecteur principal d'alimentation, -la pression requise dans la dernière rampe en service,   -la   caractéristique hydraulique de la vanne. 



  Une variation de L et/ou de Q entraîne une modification du degré d'ouverture de la vanne de la dernière rampe en service. Au cas où cette modification conduirait au-delà 

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 de la pleine ouverture de la vanne de la dernière rampe en service, il y aurait lieu d'ouvrir partiellement la vanne de la rampe suivante, afin d'assurer le débit requis. 



  Mode de réalisation de l'invention Le procédé de l'invention peut être illustré par un exemple qui en facilite la compréhension, sans en limiter la portée en aucune manière. 



  On a rappelé plus haut que, pendant le laminage à chaud d'une bande d'acier, on augmentait progressivement la vitesse de la bande afin de compenser l'influence de la baisse de la température de cette bande. 



  Toutes autres choses étant égales, on peut par exemple considérer que la baisse de la température initiale impose d'augmenter la vitesse de la bande de 10 m/s à 13 mis, soit une augmentation de 30 % entre le début et la fin du laminage de cette bande. Cette vitesse de laminage est la vitesse V avec laquelle la bande entre dans le dispositif de refroidissement. Au moyen des relations mentionnées plus haut, on calcule les nouvelles valeurs de L et de Q correspondant à la vitesse V plus élevée. 



  Pour simplifier, on considère que la situation initiale correspond à la pleine ouverture des vannes des N premières rampes. Si l'augmentation de la vitesse V nécessite un complément de longueur de refroidissement correspondant à 25 % de la longueur d'une rampe de refroidissement et par conséquent un complément de débit correspondant à 25 % du débit d'une rampe, la vanne (N + 1) sera commandée de façon à atteindre un degré d'ouverture laissant passer 25 % du débit d'une rampe. 



  En revanche, si la situation initiale correspond à un débit de 80 % du débit dans la dernière rampe en service, soit la rampe N, un complément de débit correspondant à 30 % du débit d'une rampe conduira à ouvrir entièrement la vanne de la rampe N et partiellement la vanne de la rampe (N + 1), le pourcentage exact d'ouverture de cette vanne (N + 1) dépendant des caractéristiques hydrauliques de cette vanne et notamment de sa courbe de réponse. 



  Dans tous les cas, la vanne modulante d'une rampe de refroidissement supplémentaire est ouverte sans à-coup, de façon à adapter le débit total de façon continue.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle du refroidissement d'un produit métallique en mouvement, en particulier d'une bande en acier laminée à chaud, ledit refroidissement étant effectué au moyen d'une série de rampes successives, caractérisé en ce que l'on mesure la vitesse (V), la température initiale (Ti) et l'épaisseur le) du produit à refroidir, en ce que l'on calcule la longueur de refroidissement (L) et le débit total de liquide de refroidissement (Q) nécessaires pour atteindre une température finale (Tf) et une vitesse de refroidissement (VR) prédéterminées dudit produit, en ce que l'on compare les valeurs calculées de la longueur de refroidissement (L) et du débit total (Q) avec les valeurs effectives de ces paramètres (L) et (Q),

et en ce que l'on règle les moyens d'alimentation en liquide de refroidissement de façon à annuler l'écart éventuel constaté entre les valeurs calculées et les valeurs effectives des paramètres (L) et (Q) précités.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on règle l'alimentation en liquide de refroidissement au moyen de vannes modulantes individuelles.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on calcule la longueur de refroidissement (L) à partir des valeurs mesurées de la température initiale (Ti) et de la vitesse (V) du produit à refroidir, et des valeurs prédéterminées de la température finale (Tf) et de la vitesse de refroidissement (VR) dudit produit.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on calcule le débit total de liquide de refroidissement (Q) à partir des valeurs mesurées de la vitesse (V), de l'épaisseur (e) et de la température initiale (Ti) du produit à refroidir, et de la valeur prédéterminée de la température finale (Tf) dudit produit.
5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le degré d'ouverture de la vanne modulante de la dernière rampe en service est calculé et réglé en permanence en fonction de : la longueur du refroidissement requis (L) ; - le débit total requis (Q) ; le débit requis dans la dernière rampe en service ; <Desc/Clms Page number 7> - la pression dans le collecteur d'alimentation ; - la pression requise dans la dernière rampe en service ; - la caractéristique hydraulique de la vanne modulante.
6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est exécuté en continu.