EP0935004A1 - Perfectionnements apportés aux fours de refroidissement pour produits en bande - Google Patents

Perfectionnements apportés aux fours de refroidissement pour produits en bande Download PDF

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EP0935004A1
EP0935004A1 EP99400142A EP99400142A EP0935004A1 EP 0935004 A1 EP0935004 A1 EP 0935004A1 EP 99400142 A EP99400142 A EP 99400142A EP 99400142 A EP99400142 A EP 99400142A EP 0935004 A1 EP0935004 A1 EP 0935004A1
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heating
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Rummeng Song
Patrick Dubois
Michel Boyer
Françoise Onno
Charlie Lespagnol
Akli Elias
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Fives Stein SA
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Stein Heurtey SA
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5735—Details
    • C21D9/5737—Rolls; Drums; Roll arrangements

Definitions

  • the present invention relates to improvements made to furnaces cooling implemented in thermal treatment installations strip metal products, in particular in annealing furnace systems or continuous galvanizing through which the strip to be treated is conveyed by through rollers.
  • the technical problem which the present invention proposes to solve is that the elimination of this risk of folds forming in the new strip, during the change of tape format, in such cooling chambers strip products.
  • rollers such as 14 have a homogeneous temperature when changing band formats.
  • it either cool the central part of the roll across the width of the strip, which is extremely difficult to achieve, either heating the parts of the roll outside the bandwidth.
  • the invention proposes to provide a simple, effective and inexpensive solution to the problem mentioned above of the formation of folds when changing formats of bands.
  • the invention relates to a device making it possible to avoid the risk of formation of folds on a strip conveyed in a cooling oven of a continuous heat treatment installation, in particular an annealing or galvanizing, through which the strip is conveyed by rollers, these being heated by contact with the strip across its width, the risk of formation of folds occurring when changing band formats, when the next strip is wider, this then passing on rollers having retained the imprint of thermal expansion due to the previous strip, this device being characterized in that one positions: heating elements close rolls, and below them, over the entire width of the oven and, on the side of the rollers opposite said heating elements, aligned panels of so as to form with the wall of the oven, a warm chamber, the moving band continuous serving as a heat shield so that only the part of the roll not covered by the strip is heated by said heating elements.
  • said elements heaters are made in the form of electric candles.
  • the heating of the rollers, by said elements heating can be carried out continuously or discontinuously depending on the frequency of changing band formats, said heating elements operating continuously during frequent format and format changes discontinuously during infrequent format changes, heating being used for a fixed period, immediately before the change of formats.
  • the operation of said heating elements is controlled by a real-time calculator.
  • FIG. 4 represents a cooling oven to which applied the present invention.
  • the device which is the subject of the invention therefore comprises heating elements such as 18 which are positioned near the rollers 14 as seen in Figure 4, in below these, over the entire width of the oven, these heating elements 18 can be made in the form of electric candles for example.
  • the device further includes panels such as 20 which are aligned on the side of the rollers 14, opposite the heating elements 18, these panels being designed and arranged so as to form a warm chamber with the wall of the oven in order to increase heating efficiency.
  • the panels 20 can be produced, inter alia, in ceramic fibers taken between stainless sheets.
  • the heating system such as 18 of the rollers 14 can be controlled by a real-time computer.

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Abstract

Dispositif permettant d'éviter le risque de formation de plis sur une bande véhiculée dans un four de refroidissement d'une installation de traitement thermique en continu, notamment un four de recuit ou de galvanisation, au-travers duquel la bande est véhiculée par des rouleaux, ceux-ci étant chauffés par contact avec la bande dans la largeur de celle-ci, le risque de formation de plis se présentant lors d'un changement de formats de bandes, lorsque la bande suivante est plus large, celle-ci passant alors sur des rouleaux ayant conservé l'empreinte de la dilatation thermique due à la bande précédente, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'on positionne : des éléments chauffants (18) près des rouleaux (14), et en dessous de ces derniers, sur toute la largeur du four (10) et, sur le côté des rouleaux opposé auxdits éléments chauffants, des panneaux (20) alignés de manière à former avec la paroi du four, une chambre tiède, la bande (12) en déplacement continu servant d'écran thermique de manière que seule la partie du rouleau non recouverte par la bande soit chauffée par lesdits éléments chauffants. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne des perfectionnements apportés à des fours de refroidissement mis en oeuvre dans des installations de traitement thermique de produits métalliques en bande, notamment dans des systèmes de fours de recuit ou de galvanisation en continu au travers desquels la bande à traiter est véhiculée par l'intermédiaire de rouleaux.
Sur la figure 1 des dessins annexés, on a représenté, de façon très schématique, un four de refroidissement désigné dans son ensemble par la référence 10 au travers duquel la bande 12 circule en continu en passant sur des rouleaux tels que 14.
Dans l'enceinte du four de refroidissement 10, il existe une différence de température entre la bande 12, qui est chaude, et les rouleaux 14. Lorsque la bande 12 passe sur les rouleaux 14, elle chauffe ceux-ci, par contact, dans une zone qui correspond à la largeur de la bande. On peut à cet égard se reporter à la figure 2 des dessins annexés qui représente en perspective l'enroulement de la bande 12 sur un rouleau 14.
La répartition de températures selon l' axe longitudinal du rouleau prend alors la forme d'un chapeau melon. Sur la figure 3a des dessins annexés, on a représenté la variation de température du rouleau le long de son axe longitudinal. Il résulte d'une telle répartition de température que la table du rouleau prend également une forme en chapeau melon sous l'effet de la dilatation thermique. Sur la figure 3b des dessins annexés, on a représenté la variation du diamètre du rouleau sous l'effet de cette dilatation thermique (avec amplification pour mieux faire ressortir ce phénomène) le long de l'axe longitudinal du rouleau.
Lorsque l'on procède à un changement de format de la bande 12, et si la bande suivante présente une largeur plus importante, elle passe alors sur des rouleaux 14 qui ont conservé « l'empreinte » de la dilatation thermique due à la bande précédente et il existe alors un risque de formation de plis dans la nouvelle bande.
Le problème technique que se propose de résoudre la présente invention est celui de la suppression de ce risque de formation de plis dans la nouvelle bande, lors du changement de format de bande, dans de telles enceintes de refroidissement de produits en bande.
Le risque de formation de plis disparaít si les rouleaux tels que 14 présentent une température homogène lors des changements de formats de bandes. Pour obtenir une température homogène sur les rouleaux 14 de l'enceinte de refroidissement, il faut soit refroidir la partie centrale du rouleau dans la largeur de la bande, ce qui est extrêmement difficile à réaliser, soit chauffer les parties du rouleau en dehors de la largeur de bande.
Afin de diminuer le risque de formation de plis de bandes durant le changement de formats, on utilise à l'heure actuelle, notamment les techniques suivantes :
  • ralentissement du défilement de la bande pendant le changement de formats : cette technique présente l'inconvénient d'impliquer une perte de production en raison de ce ralentissement;
  • chauffage des rouleaux à l'intérieur de ceux-ci, notamment par une résistance électrique interne: il en résulte en général une fabrication des rouleaux complexe et coûteuse et cette technique n'est utilisable que pour quelques formats de bandes ; par ailleurs, cette technique nécessite une très grande stabilité de la position de la bande sur les rouleaux.
L'invention se propose d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse au problème évoqué ci-dessus de la formation de plis lors du changement de formats de bandes.
En conséquence, l'invention concerne un dispositif permettant d'éviter le risque de formation de plis sur une bande véhiculée dans un four de refroidissement d'une installation de traitement thermique en continu, notamment un four de recuit ou de galvanisation, au-travers duquel la bande est véhiculée par des rouleaux, ceux-ci étant chauffés par contact avec la bande dans la largeur de celle-ci, le risque de formation de plis se présentant lors d'un changement de formats de bandes, lorsque la bande suivante est plus large, celle-ci passant alors sur des rouleaux ayant conservé l'empreinte de la dilatation thermique due à la bande précédente, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'on positionne : des éléments chauffants près des rouleaux, et en dessous de ces derniers, sur toute la largeur du four et, sur le côté des rouleaux opposé auxdits éléments chauffants, des panneaux alignés de manière à former avec la paroi du four, une chambre tiède, la bande en déplacement continu servant d'écran thermique de manière que seule la partie du rouleau non recouverte par la bande soit chauffée par lesdits éléments chauffants.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, lesdits éléments chauffants sont réalisés sous la forme de bougies électriques.
Selon la présente invention, le chauffage des rouleaux, par lesdits éléments chauffants peut être réalisé de façon continue ou discontinue en fonction de la fréquence de changement de formats de bande, lesdits éléments chauffants fonctionnant de façon continue lors de changements fréquents de formats et de façon discontinue lors de changements peu fréquents de formats, le chauffage étant utilisé pendant une durée déterminée, immédiatement avant le changement de formats.
Selon la présente invention le fonctionnement desdits éléments chauffants est piloté par un calculateur en temps réel.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif.
Sur les dessins :
  • La figure 1 est une vue schématique d'une enceinte de refroidissement à laquelle s'applique la présente invention ;
  • La figure 2 est une vue partielle en perspective représentant l'enroulement de la bande à traiter sur un rouleau, cette figure ayant été utilisée dans le préambule de la présente description afin d'expliquer les motifs du risque de formation de plis de bande;
  • La figure 3a représente la répartition de la température le long de l'axe longitudinal des rouleaux;
  • La figure 3b représente la variation du diamètre du rouleau sous l'effet de la dilatation thermique (avec amplification) le long de l'axe longitudinal de ce rouleau, ces figures 3a et 3b ayant été commentées dans le préambule de la présente description et,
  • La figure 4 est une vue partielle schématique représentant le dispositif objet de l'invention.
On se réfère à la figure 4 qui représente un four de refroidissement auquel est appliquée la présente invention.
Sur cette figure 4 on voit la bande 12 qui circule en continu dans l'enceinte du four 10 en passant sur les rouleaux tels que 14. La référence 16 désigne la sole du four. Le principe essentiel à la base de l'invention consiste à utiliser la bande 12 comme écran thermique et à chauffer uniquement la partie des rouleaux 14 qui n' est pas recouverte par cette bande.
Le dispositif objet de l'invention comporte donc des éléments chauffants tels que 18 qui sont positionnés à proximité des rouleaux 14 comme on le voit sur la figure 4, en dessous de ces derniers, sur toute la largeur du four, ces éléments chauffants 18 pouvant être réalisés sous la forme de bougies électriques par exemple. Le dispositif comporte en outre des panneaux tels que 20 qui sont alignés du côté des rouleaux 14, opposé aux éléments chauffants 18, ces panneaux étant conçus et disposés de manière à former avec la paroi du four une chambre tiède afin d'augmenter l'efficacité du chauffage.
Selon la présente invention, les panneaux 20 peuvent être réalisés, entre autres, en fibres céramiques prises entre des tôles inoxydables.
Selon la présente invention, la mise en oeuvre du chauffage des rouleaux 14 décrit ci-dessus peut être continue ou discontinue en fonction de la fréquence des changements de format. Ainsi, deux cas peuvent se présenter :
  • Premier cas : changements fréquents de formats de bande : utilisation en continu du chauffage ;
  • Deuxième cas : changements peu fréquents de formats de bande : le chauffage est utilisé pendant une durée déterminée, immédiatement avant le changement de format.
    • Selon la présente invention, le système de chauffage tel que 18 des rouleaux 14 peut être piloté par un calculateur en temps réel.
    On remarquera, que le chauffage de la bande telle que 12 dans un four de refroidissement diminue la capacité de refroidissement du four. Cependant, cette diminution est insignifiante et elle ne nuit en aucun cas à l'efficacité du dispositif objet de la présente invention.
    Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes qui entrent dans le cadre de la portée des revendications annexées

    Claims (7)

    1. Dispositif permettant d'éviter le risque de formation de plis sur une bande véhiculée dans un four de refroidissement d'une installation de traitement thermique en continu, notamment un four de recuit ou de galvanisation, au-travers duquel la bande est véhiculée par des rouleaux, ceux-ci étant chauffés par contact avec la bande dans la largeur de celle-ci, le risque de formation de plis se présentant lors d'un changement de formats de bandes, lorsque la bande suivante est plus large, celle-ci passant alors sur des rouleaux ayant conservé l'empreinte de la dilatation thermique due à la bande précédente, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'on positionne : des éléments chauffants (18) près des rouleaux (14), et en dessous de ces derniers, sur toute la largeur du four (10) et, sur le côté des rouleaux opposé auxdits éléments chauffants, des panneaux (20) alignés de manière à former avec la paroi du four, une chambre tiède, la bande (12) en déplacement continu servant d'écran thermique de manière que seule la partie du rouleau non recouverte par la bande soit chauffée par lesdits éléments chauffants.
    2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits éléments chauffants (18) sont réalisés sous la forme de bougies électriques.
    3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le chauffage des rouleaux, par lesdits éléments chauffants (18) est continu ou discontinu en fonction de la fréquence de changement de formats de bande.
    4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits éléments chauffants (18) fonctionnent de façon continue lors de changements fréquents de formats.
    5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits éléments chauffants (18) fonctionnent de façon discontinue lors de changements peu fréquents de formats le chauffage étant utilisé pendant une durée déterminée, immédiatement avant le changement de formats de bande.
    6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le fonctionnement desdits éléments chauffants (18) est piloté par un calculateur en temps réel.
    7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits panneaux (20) sont réalisés en fibres céramiques prises entre des tôles inoxydables.
    EP99400142A 1998-02-09 1999-01-21 Perfectionnements apportés aux fours de refroidissement pour produits en bande Expired - Lifetime EP0935004B1 (fr)

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    FR9801497A FR2774700B1 (fr) 1998-02-09 1998-02-09 Perfectionnements apportes aux fours de refroidissement pour produits en bande
    FR9801497 1998-02-09

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
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    JP (1) JP3274843B2 (fr)
    DE (2) DE69910854T2 (fr)
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    JPH11315331A (ja) 1999-11-16
    DE69910854D1 (de) 2003-10-09
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    FR2774700B1 (fr) 2000-04-07
    EP0935004B1 (fr) 2003-09-03
    ES2138579T1 (es) 2000-01-16
    DE69910854T2 (de) 2004-07-15
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