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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES POUR REFROIDIR DE LONGUES PIECES METALLIQUES CHAUDES ET AUX APPAREILS UTILISES A CET EFFET.
Cette invention concerne le refroidissement de longues pièces métalliques chaudesg telles que des tubes ou des barres;, et les appareils utilisés à cet effet.
Ces longues pièces arrivent des appareils où elles sont produites à des températures élevées ou bien elles peuvent avoir été chauffées séparément et il est nécessaire de les refroidir.
On procède habituellement au refroidissement de ces pièces métalliques sur un transporteur ou un tablier de refroidissement les pièces étant ainsi refroidies par convection et par rayonnement. Les pièces chaudes donnent naissance à des courants d'air de convection . mais la plus grande partie du refroidissement s'opère par rayonnement vers les objets environnants.
S'il s'agit de pièces tubulaires, on les fait en même temps tourner pour aider à les maintenir rectilignes.
L'invention a pour but de perfectionner le refroidissement de ces longues pièces, de telle façon que le refroidissement puisse être réglé et être effectué si on le désire à une allure dépassant celle de la pratique actulle, en permettant ainsi de réduire la durée du refroidissement et de diminuer aussi lencombrement de l'appareil refroidisseur tout en maintenant en même temps la forme rectiligne de la pièce.
On a découvert qu'on peut atteindre ces buts en faisant passer la pièce à refroidir dans un tunnel et en refroidissant en même temps l'intérieur ou l'extérieur du tunnel. o
Suivant la présente invention;, pour refroidir une longue pièce métallique, on déplace celle-ci longitudinalement dans un tunnel et, en même temps, on refroidit l'intérieur et/ou l'extérieur du tunnel. Une caractéristi- que de l'invention consiste à refroidir l'intérieur du tunnel en y faisant
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passer un courant de gaz réfrigérant tel que de l'air, suivant une trajec- toire circulaire ou hélicoidale sur la surface extérieure de la pièce à refroidir.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on refrbidit l'extérieur du tunnél en dirigeant un courant de liquide réfrigérant, tel qu'un courant d'eau, sur la face extérieure du tunnel.
Lorsque la pièce a une section transversale circulaire, on peut la faire tourner autour de son axe longitudinal pendant son passage dans le tunnel et la trajectoiré circulaire ou hélicoïdale du gaz réfrigérant, lorsqu'il en est fait usage, est alors de préférence de sens opposé à celui de la rotation de la pièce.
L'invention concerne aussi un'appareil pour refroidir des longues pièces métalliques,comprenant un tunnel,un transporteur ou un tablier de refroidissement pour une pièce à faire passer longitudinalement dans le tunnel et des dispositifs pour refroidir l'intérieur ou/et l'extérieur de celuici. Les dispositifs pour refroidir l'intérieur du tunnel peuvént comprendre un dispositif pour faire passer un courant de gaz réfrigérant, tel que de l'air,suivant une trajectoire circulaire ou hélicoïdale sur la surface extérieure de la pièce à refroidir.
Les dispositifs pour refroidir l'extérieur du tunnel peuvent comprendre un dispositif pour diriger un courant de liquide réfrigérant,tel qu'un courant d'eau, sur la face extérieure du tunnel. En variante, le couloir péut avoir une double paroi et on peut faire circuler un liquide réfrigérant,tel que de l'eau, entre les deux parois.
L'appareil comprend aussi de préférence un dispositif pour permettre à la pièce de tourner autour de son axe longitudinal pendant son passage dans le tunnel et la rotation de la pièce se fait alors de préférence en sens opposé à celui de la trajectoire circulaire ou hélicoïdale du gaz réfrigérant.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tunnel est fait de parties séparées disposées dans le prolongement axial l'une de l'au- ' tre et le transporteur comprend des rouleaux disposés entre ces parties. Si la rotation de la pièce autour de son axe est désirable, les rouleaux peuvent être disposés de manière que leurs axes fassent avec l'axe du tunnel un angle autre qu'un angle droit.
Quelques formes d'exécution d'appareils pour le refroidissement de longues pièces suivant cette invention et leur mode d'utilisation seront décrits ci-après,à titre d'exemples,avec référence aux dessins annexés, dans lesquels
Fig. 1 est une vue schématique en plan d'un appareil.
Fig. 2 est une vue fragmentaire en plan représentant une seconde forme d'exécution de l'appareil, à plus grande échelle que la Fig. 1.
Fig. 3 est une vue fragmentaire en coupe verticale longitudinale, à plus grande échelle encore,montrant une forme de construction appropriée du tunnel et des dispositifs de refroidissement de celui-ci et des pièces qu'on y fait passer.
Fig. 4 est une coupe suivant laligne IV-IV de la Fig. 3, montrant en traits de chaînette un rouleau transporteur,et
Fig. 5 est une élévation, partie en coupe, montrant une autre construction du tunnel.
Sur la Fig. 1 on a représenté schématiquement un transporteur ou un tablier de refroidissement (appelé transporteur ci-après) qui comprend quatre sections 1, 2, 3, 4 disposées parallèlement entre elles et légèrement espacées l'une de l'autre latéralement. Les pièces à refroidir qui, dans l'exemple représenté sont supposées être des tubes métalliques, sont amenées d'une machine 5 sur la section 1 du transporteur, comme c'est indiqué par la flèche et cette section est pourvue d'un tunnel 6 du genre déjà mentionné.
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Le tunnel est en métal ou autre matière conductrice de la chaleur et peut être continu comme cest représenté. Toutefois;, il comprend de préférence un certain nombre de parties placées dans le prolongement axial l'une de l'autre, espacées entre elles à l'endroit où se trouvent des rouleaux de sup- port fixes du transporteur. Une indication de ces parties et rouleaux est donnée en 7 et 8 respectivement sur la Fig. 2; on remarquera que sur cette figure,les rouleaux 8 du transporteur sont disposés obliquement parce que le transporteur est destiné à fonctionner de manière à faire tourner les piè- ces de section circulaire autour de leur axe pendant leur passage sur le transporteur.
Quelques uns ou la totalité des rouleaux sont actionnés pour faire'avancer les tubes et s'il n'est pas nécessaire de faire tourner les tubes, les rouleaux, qui ne sont pas représentés sur la Fig. 1, seront pla- cés perpendiculairement aux sections 1. 2, 3, 4 du transporteur. Le tunnel ou les parties de tunnel ont de préférence une seétion transversale circu- làire comme c'est représenté sur les Figs. 3 et 4, et sont faits de pièces
9, 9 reliées ensemble d'une manière appropriée, par exemple par les boulons
10, passés dans des brides ou des oreilles extérieures 11 de ces pièces.
Comme c'est indiqué sur la Fig. 1, une table de réception et de transfert 12 est disposée à l'extrémité du tunnel 6 et dirigée vers l'extrémité adjacente ou extrémité d'entrée de la seconde section 2 du transporteur.
Des tables de réception et de transfert semblablés 13 et 14 sont prévues à l'extrémité des deuxième et troisième sections 2, 3 respectivement du transporteur pour transférer les pièces d'une section à la suivante. Ces tables de réception et de transfert sont connues dans le métier et n'ont par conséquent pas besoin d'être décrites en détail. On se rendra compte facilement par les différentes flèches représentées sur la Fig. 1, de la direction suivie par les pièces pendant leur passage dans l'appareil.
A l'extrémité de la quatrième section 4 du transporteur on peut établir une section de refroidissement brusque 15. A la fin de leur parcours sur le transporteur, les tubes sont dirigés vers des récipients ou postes 16 de toute manière appropriée, comme c'est indiqué par la ligne 17 qui peut être supposée représenter un transporteur à rouleaux supplémentaires ou un prolongement du transporteur 1, 2, 3, 4.
En une série de points convenablement espacés le long du tunnel 6, ou si le tunnel estcomposé de parties séparées telles que 7., comme il a été dit précédemmentà l'extrémité avant de chaque partie, se trouve une tuyère à air telle que 18 (cf. Figs. 2 à 4) dirigée'de manière à faire passer un courant d'air suivant une trajectoire circulaire, ou, comme c'est représenté, une trajectoire hélicoïdale sur la surface extérieure d'une pièce qui se déplace dans le tunnel'6. La pièce est représentée sur les Figs.
3 et 4 comme étant un tube 19 etcomme de préférence on donne à une telle pièce, qui est de section transversale circulaire,un mouvement de rotation autour de son axe pendant son parcours sur le transporteur, les tuyères 18 sont convenablement dirigées de telle manière que les courants d'air qui en sortent suivant une'trajectoire de sens contraire au mouvement de rotation de la pièce de section circulaire9 comme c'est indiqué par la flèche sur ces figures.
Le tunnel 6 ou les'parties 7 qui composent le tunnel ayant une section transversale circulaire,font circuler les courants d'air autour et au-dessus de la surfaée extérieure de la pièce soumise au traitement et dans l'appareil représenté, ces courants d'air sortent à l'extrémité avant du tunnél. En vue de contribuer à diriger l'air, la surface'interne du tunnel peut, comme c'est représenté sur le côté droit de la Fig. 3, être pourvue d'ailettes ou d'aubes hélicoïdales telles que 20, qui peuvent être aménagées sur toute la longueur ou seulement sur certaines parties de la longueur du tunnel 6 ou des parties de tunnel 7.
Des dispositifs tels qu'une rampe perforée 21,Figs. 3 et 4, peuvent en outre être prévus pour diriger un courant d'eau de refroidissement, sous un contrôle appropriésur la surface extérieure du tunnel. Ce refroidissement par l'eau peut être appliqué lorsqu'on désire un refroidissement rapide des pièces.
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En ce qui concerne l'appareil représenté sur la Fig. 2on consta- tera que le transporteur, qu'on a déjà signalé comme étant aménagé pour trans- porter des pièces de section transversale circulaire qu'on désire faire tour- ner autour de leur axe, comprend un certain nombre d'arbres 22 pourvus chacun d'un rouleau 8 à chaque extrémité et disposés obliquemént de manière à faire un certain angle avec le tunnel 6.
Ainsi qu'on le voit, le rouleau situé à une extrémité des arbres 22 exerce son action dans une section du transpor- teur, tandis que le rouleau situé à l'autre extrémité agit dans la section après là suivante. Comme précédemment, le transporteur comprend quatre sec- tions 1,2, 3, 4 indiquées par les paires de flèches respectives qui indi- quent aussi le sens dans lequel les pièces circulent dans les diverses sec- tions. Chaque arbre 22, avec sa paire de rouleaux 8, peut être exécuté de manière à former un ensemble placé d'une manière amovible dans le transpor- teur.
Ces ensembles peuvent être disposés à toutes distances convenables les uns des autres le long des sections du transporteur, par éxemple'à des dis- tances de cinq pieds ou 1,50 m environ les uns des autres,et si, comme c'est représenté,le tunnel est composé de parties 7 séparées aux endroits des rou- leaux, cette disposition facilite la mise en place et l'enlèvement des rou- leaux. Si le tunnel est continu, comme c'est représenté sur la Fig. 1, on pourrait y pratiquer à la partie inférieure des ouvertures pour permettre aux rouleaux d'y faire saillie en vue de supporter les pièces en traitement.
Tout dispositif approprié, non représenté,est prévu pour faire tourner les arbres des rouleaux dans le sens voulu. Chaque rouleau 8 est de préférence légèrement concave comme c'est représenté sur la Fig. 2, pour venir en con- tact avec la surface externe des pièces.
Lorsque l'appareil décrit fonctionne,on fait passer d'abord la longue pièce à refroidir, par exemple un tube, longitudinalement sur la pre- mière section 1 du transporteur. Pendant son parcours dans cette section cet- té pièce se déplace dans le tunnel 6. Dans l'appareil représenté sur la Fig.
2, les rouleaux situés entre les parties 7 du tunnel ne font pas seulement avancer la pièce mais la font également tourner autour de son axe longitudi- nal ainsi qu'on s'en rendra compte. Pedant son passage dans le tunnel, la pièce peut être refroidie par de l'air injecté à l'intérieur du tunnel par les tuyères 18, et décrivant une trajectoire circulaire ou hélicoïdale sur la pièce. En même temps, un courant d'eau réfrigérant peut être dirigé sur la surface extérieure du tunnel par la rampe 21.
En soufflant une quantité suffisante d'air par les tuyères 18 (on peut employer si on le désire de l'air froid saturé d'humidité) on peut assurer un refroidissement dépassant la transmission de chaleur par convection proposée précédemment, tout en réa- lisant en même temps une égalisation avantageuse de la température autour de la pièce,cette dernière caractéristique étant très importante,dans une certaine gamme'de températures, pour conserver à la pièce sa forme rectili- gne.
Toutefois, la majeure partie de la transmission de chaleur est obtenue par rayonnement de la surface extérieure du tunnel et cette transmission de chaleur peut être considérablement augmentée, en comparaison de ce qui était obtenu précédemment, par l'emploi du tunnel et le refroidissement extérieur de celui-ci par les jets d'eau provenant de la rampe 21. On se rendra compte de la possibilité d'effectuer un réglage désirable du rayonnement en faisant varier le refroidissement extérieur du tunnel et d'obtenir si on le désire un degré de rayonnement élevéuniforme quelles que soient les conditions at- mosphériques.
Lorsque la pièce soumise au traitement atteint l'extrémité avant du tunnel 6, elle passe sur la table de réception et de transfert 12 qui la transfère à la secondé section 2 du transporteur. Dans celle-ci elle est dé- placée en sens opposé, mais comme cette section n'est pas pourvue d'un tun- nel, la pièce y est soumise au refroidissement ordinaire à l'air libre.
Lors- que la pièce atteint l'extrémité avant de cette section du transporteur et est regue sur la table de réception et de transfert 13, elle est transférée à la troisième section 3 du transporteur où ellé est de nouveau soumise à un refroidissement à l'air libre. subséquemment, lorsqu'elle atteint la ta- ble de réception et de transfert 14, la pièce est transférée à la quatrième
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section 4 du transporteur où un nouveau refroidissement à l'air libre s'effec- tue, jusqu'à ce que la pièce atteigne la section de refroidissement brusque
15 où elle peut être soumise à un jet d'eau pour la refroidir à fond finale- ment. Ensuite, la pièce est envoyée en 17 à l'un ou l'autre des récipients ou postes 16 et sur ce parcours on la laisse sécher.
L'élément 23 représenté sur les Figs. 3 et 4 est simplement une chicane pour empêcher le courant d'eau venant de la rampe 21 de se répandre sur l'extrémité adjacente du tunnel ou de la partie de tunnel.
Un appareil du genre ci-dessus décrit avec référence aux dessins est avantageux pour refroidir des pièces pouvant atteindre au moins quarante pieds ou 12 mètres de longueur environ et comme exemple adéquat de l'encom- brement de l'appareil en longueur on peut mentionner que chaque section du transporteur peut avoir 320 pieds (96 mètres environ) de longueur au moins, ce qui fait 1280 pieds (385 me environ) de transporteur et de dispositifs re- froidisseurs sans compter la longueur des tables de réception et de transfert
12, 13 et 14 et la longueur de la ligne de transport finale 17 pour les piè- ces refroidies. La section de refroidissement brusque 15 peut avoir une lon- gueur égale par exemple au double de celle d'une pièce traitée et le tunnel
6 est représenté comme ayant une longueur égale à une section de transporteur.
L9invention n'est pas limitée aux exemples d'appareils représentés sur les dessins, et des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Par exemple, au lieu de ne munir du tunnel 6 que la première section du transporteur, on peut également munir l'une ou l'autre ou la to- talité des sections subséquentes 2, 3, 4 d'un tunnel ou de tunnels, respecti- vement suivant la nature du refroidissement désiré ou de l'épaisseur, du diamètre ou autre caractéristique des pièces à refroidir. Suivant une autre variante représentée sur la Fig. 5, le tunnel 6 ou les sections de tunnel 7, peuvent être à double paroi et on peut faire circuler de l'eau dans l'espace entre les parois 24, 25 pour refroidir la surface extérieure du tunnel.
La Fig. 5 ne montre que la partie supérieure du tunnel ou d'une partie de tunnel, mais les parties supérieures et inférieures peuvent être toutes deux de la même construction à double paroi. Si on le désire, le tunnel 6 ou les parties de tunnel 7 peuvent être à double paroi de la manière ci-dessus décrite sur une partie de leur longueur et à simple paroi avec refroidissement par courant d'eau d'une rampe telle que 21, sur une autre partie ou le restant de la longueur.
L'appareil suivant la présente-invention a un fonctionnement très souple, car le courant de gaz réfrigérant9 tel que l'air, peut être facilement réglé et le refroidissement du tunnel peut être réglé, de telle sorte que la partie du refroidissement effectué par rayonnement peut aussi être réglée et qu'un refroidissement rapide de la pièce peut être effectué lorsqu'on le désire. Un appareil de refroidissement pour pièces de grande longueur suivant l'invention prend moins de place que les appareils employés précédemment, et on a trouvé que son emploi contribue à maintenir la forme rectili- gne des pièces refroidies.
Il est clair que le gaz réfrigérant peut être refroidi préalablement ou être saturé d'eau avant d'être introduit dans le tunnel. La section transversale du tunnel peut varier pour répondre à diverses conditions de travailo
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour refroidir une longue pièce métallique, caractérisé en ce qu'on transporte la pièce longitudinalement dans un tunnel et on refroidit en même temps l'intérieur ou/et l'extérieur du tunnel.