EP3678794B1 - Installation industrielle comportant un essuyeur sans contact - Google Patents

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EP3678794B1
EP3678794B1 EP18759328.0A EP18759328A EP3678794B1 EP 3678794 B1 EP3678794 B1 EP 3678794B1 EP 18759328 A EP18759328 A EP 18759328A EP 3678794 B1 EP3678794 B1 EP 3678794B1
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EP
European Patent Office
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liquid
strip
cooling
industrial facility
wiping system
Prior art date
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EP18759328.0A
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German (de)
English (en)
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EP3678794A1 (fr
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Bart Vervaet
Hugo Uijtdebroeks
Pepijn ADRIAEN
Jurgen Malbrancke
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Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Original Assignee
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
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Publication date
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/0275—Cleaning devices
    • B21B45/0278—Cleaning devices removing liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/029—Liquid recovering devices

Definitions

  • the present invention relates to a wiper or scraper and generally to equipment for removing liquid from the surface of a roll or web, without mechanical contact with the roll or web, for use in the process. field of hot or cold rolling of metallurgical products, such as steel strips, without the invention being limited to such products or such uses.
  • the invention also relates to an industrial installation such as a rolling mill comprising a moving metal strip and / or at least one working roll as well as a contactless wiping system as defined above.
  • the figure 1 schematically shows the combination of lubrication and cooling by water-oil emulsion in a cold rolling mill stand according to the state of the art, both at the inlet and at the outlet of the stand. It can be seen that the presence of traditional scrapers with contact causes the water or emulsion to leak towards the belt or the grip and this water or emulsion comes to mix with the lubricant which is projected. on the belt upstream of the cage and which is driven by the belt, making lubrication less effective and may prevent proper plate-out.
  • the document WO 2008/149195 A1 discloses a rolling mill for metal products comprising at least one pair of working rollers and at least one cooling device projecting a plurality of cooling jets under pressure onto at least one working roll, the cooling device also comprising at least one jet of scraping between the cooling jets and the metal product to be rolled, the scraping jet being oriented in the desired flow direction at an angle re-entering perpendicular to the surface of the work roll.
  • the document also discloses a rolling process using said rolling mill.
  • the document US 5,737,796 A discloses a wiping system for removing liquids such as lubricants and coolants from the surface of a metal strip.
  • the system includes upper and lower wiper rollers for wiping the upper and lower surfaces of the web, respectively.
  • the wiper rolls each include a metal core and an elastic porous coating.
  • the wiping system comprises at least one upper backing roller for said upper wiping roller and at least one lower backing roller for said lower wiping roll providing support for said wiping rollers, for the purpose of pressing said wiper rolls against respective adjacent web surfaces, resulting in the formation of a liquid bead on each surface of said web at the entry end of the wiping roll nip, to engage the rollers of respective wiping in the contact areas at the inlet ends of which are formed the oil beads pressed by said porous roller coatings.
  • a suction assembly is provided to remove liquid from each bead.
  • the document US 5,046,347 refers to a refrigerant containment apparatus for rolling mills in which an aqueous refrigerant liquid is vaporized on the surfaces of the upper and lower working rolls by respective upper and lower vaporizing heads, only on the outlet side of the rolling mill and which comprises an enclosure maintained at a pressure below atmospheric pressure and surrounding the upper spray head and the surfaces of the upper working cylinder and the adjacent back-up cylinder, upper and lower air retaining members extending along the sides edges of the enclosure above and below the spray head so as to define narrow free air spaces on the surfaces of the cylinders, pads connected to the ends of the retainers and rubbing against the cylinders so to keep the width of free spaces constant, as well as Sealing gaskets mounted on the cylinder supports at the ends of the rolling mill and cooperating with the enclosure with a view to closing off the interior of the enclosure.
  • a slider removes coolant from the upper working roll on the inlet side of the rolling mill, while manifolds pick up and remove vaporized coolant through the ends of the roll nip on the outlet side of the rolling mill. Air is blown into the nip of the cylinders on the outlet side, in order to displace the coolant from the surface of an exiting rolled metal strip into the manifolds. Below the rolling line, a screen protects the rolled metal strip from coolant exiting the lower spray head.
  • the document JP H0241710 A discloses a contactless device for ensuring a good seal against the cooling liquid on the surface of a rolling mill roll.
  • Hydraulic cylinders are mounted on a guard and sealant is attached to a piston of the cylinders.
  • the gap between the peripheral surface of a lamination roll and the end of the sealant is measured by a sensor.
  • the end of the sealant is positioned by operating the cylinders with a directional control valve so as to set said gap in the correct seal area. Sealing is therefore carried out without contact between the sealing material and the peripheral surface of the roller.
  • WO 97/11797 A1 which is considered to be the closest state of the art, discloses an industrial installation comprising a moving metal strip and / or at least one working cylinder as well as a descaling system, said descaling system comprising a cleat of separation with an integrated coolant supply terminated by a nozzle ramp intended to be placed according to the width of the metal strip or of the cylinder and separated, in use, by a determined interval with respect to the metal strip or the cylinder of work, the nozzle ramp being oriented so as to provide a jet in the form of a liquid curtain directed in a direction substantially opposite to the direction of travel of the strip or of rotation of the cylinder, as well as a liquid recovery gutter.
  • the present invention aims to provide a contactless wiping solution in hot or cold rolling mills which overcomes the drawbacks of the state of the art.
  • the invention aims to control the cooling process in the hot or cold rolling mill without harmful interaction with the lubrication process.
  • the invention further aims to increase the efficiency of early cooling.
  • a first aspect of the present invention relates to an industrial installation comprising a moving metal strip and / or at least one working cylinder as well as a contactless wiping system of a jet or stream of cooling liquid and / or at least one working cylinder. or lubricant entrained by the surface of said metal strip in displacement or of said working cylinder, said wiping system comprising a separation cleat with an integrated supply of coolant terminated by a nozzle ramp intended to be placed according to the width of the metal strip or of the cylinder and separated, in use, by a determined interval with respect to the metal strip or the working cylinder, the nozzle ramp being oriented so as to provide a jet in the form of a curtain of liquid directed in a direction substantially opposite to the direction of travel of the strip or of rotation of the cylinder as well as a liquid recovery gutter, so that in use, the liquid projected by the jets deflects the jet or stream of liquid and / or lubricant entrained by the belt or cylinder to form a combined flow of liquid or mixture of
  • Another aspect of the present invention relates to a rolling mill stand for metal strips comprising at least one pair of working rollers and at least one cooling device projecting a plurality of jets under pressure on at least one of said rollers by virtue of a plurality.
  • nozzles constituting a cooling ramp as well as a wiping system as described above, characterized in that the wiping system is proximal to the grip of the working rollers and in that the ramp of cooling is distal to said grip.
  • the wiping system is located under the dimension of the axis of the working roll.
  • the wiping system is located at the same level as the dimension of the axis of the working roll.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiping system described above, characterized in that the liquid projected by the jets of the wiping system is water or a water-oil emulsion.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiping system described above, at least partially, for the application of cooling, preferably highly turbulent early cooling.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiping system described above, either as an inlet wiper, to prevent back flow of the inlet coolant, or as an outlet wiper, to avoid that coolant drips downstream onto the belt surface.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiping system described above, in a hot strip rolling mill, as an inlet wiper.
  • Yet another aspect of the invention relates to a use of the wiping system described above, for removing water from a strip surface in horizontal or vertical movement in a hot or cold strip rolling mill, for tape drying for measurement, lubricant application or cooling.
  • a first embodiment of the wiping or scraping system according to the invention, applicable to a working roller, is shown in Figure figure 2 .
  • the body of the wiper 7 provides the supply of coolant and is terminated by a ramp 2 preferably covering the entire width of the cylinder or of the working roller 3 and provided with a row of removable nozzles (not shown).
  • the wiper 1 with its nozzle ramp 2 is separated from the working cylinder 3 by a distance or an interval 6.
  • the aforementioned nozzles are directed so as to produce a jet of cooling liquid 4, in practice of water or water-oil emulsion, which opposes the jet or stream of water or emulsion 4 'applied to the cylinder as part of the conventional cooling process thereof and which is driven by this one.
  • the collision of the two opposite jets 4, 4 ' causes a common deflection of the set of two jets radially outwardly of the cylinder 3.
  • the common deflected jet 4 "is then collected by a gutter 5.
  • FIG. 3 A second embodiment of the wiping system according to the invention, applicable to a metal strip, is shown in Figure figure 3 .
  • the device is identical to that of the figure 2 , except for the presence of a flat metal strip 15 instead of the convex surface of the aforementioned working cylinder 3.
  • the figure 6 shows a flow / pressure curve for a 1.3 m long wiper with 2.5 mm diameter nozzle orifices.
  • the figure 7 additionally shows the calculated flow / pressure curve (nozzle orifice approx. 2 mm and 3 mm diameter resp.) and measured (orifice 2 mm). Spaced 5mm from the roller, the 2mm nozzles provide a 90% seal and the 3mm nozzles provide a near perfect seal of 95-99%. In this case, the nozzle ramp is 1.8 m long.
  • an additional advantage of the water wiper according to the invention is that it makes it possible to implement early and highly turbulent cooling instead of a stationary water bath corresponding to conventional cooling of work rolls.
  • the early cooling is a cooling which is generally carried out between the finishing train and the laminar cooling. It can also be carried out between the roughing train and the finishing train.
  • the water scraper can replace or be combined with the conventional scrapers known in the hot rolling mill.
  • conventional scrapers come into contact with the work rollers, they wear out or burn over time and coolant leaks can therefore appear at this location. This can result in inhomogeneities of the tape itself or in temperature and disruption of lubricant application.
  • the equipment according to the invention can advantageously be used in the following cases.
  • the invention applies to the cooling of working rolls in the hot strip rolling mill, as an inlet scraper 1 (see figure 5 ).
  • an inlet scraper 1 see figure 5 .
  • the invention By using a scraper according to the invention, efficient and maintenance-free sealing can be achieved such that efficient lubrication of the grip can be achieved.
  • the scraper since the scraper does not come into contact with the work roll, there will be no wear of the latter.
  • the invention applies to the removal of water from a horizontal or vertical strip surface in the hot or cold strip rolling mill.
  • the intended purposes in this case are, for example, the drying of the tape for measuring purposes, the application of lubricant or the cooling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

    Objet de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un essuyeur ou racleur et de manière générale à un équipement visant à enlever un liquide de la surface d'un rouleau ou d'une bande, sans contact mécanique avec le rouleau ou la bande, pour une utilisation dans le domaine du laminage à chaud ou à froid de produits métallurgiques, tels que des bandes d'acier, sans que l'invention soit limitée à de tels produits ou de telles utilisations.
  • L'invention se rapporte également à une installation industrielle telle qu'un laminoir comportant une bande métallique en déplacement et/ou au moins un cylindre de travail ainsi qu'un système d'essuyage sans contact comme défini ci-dessus.
    • Etat de la technique
  • Dans le domaine du laminage à chaud ou à froid, il est essentiel d'utiliser un procédé de refroidissement et de lubrification très efficace tant pour les rouleaux de travail que pour le produit traité telle qu'une bande métallique. Afin d'obtenir un bon refroidissement et une bonne lubrification, l'évacuation du liquide de refroidissement, en particulier de l'eau de refroidissement, est un élément crucial du procédé. Lorsque l'eau de refroidissement n'est pas évacuée assez rapidement de la surface du produit, on constate en effet que le refroidissement est moins efficace. En outre, en présence d'un excès d'eau à la surface du produit, le lubrifiant utilisé ne pourra pas adhérer correctement à sa surface (on parle d'oil plate-out ou de précipitation/adhésion de l'huile en surface).
  • La figure 1 montre schématiquement la combinaison d'une lubrification et d'un refroidissement par émulsion eau-huile dans une cage de laminoir à froid selon l'état de la technique, tant en entrée qu'en sortie de la cage. On voit que la présence de racleurs traditionnels avec contact provoque la fuite d'eau ou d'émulsion vers la bande ou l'emprise et cette eau ou émulsion vient se mélanger avec le lubrifiant qui est projeté sur la bande en amont de la cage et qui est entraîné par la bande, rendant la lubrification moins efficace et pouvant empêcher un plate-out correct.
  • Le document WO 2008/149195 A1 divulgue un laminoir pour produits métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail et au moins un dispositif de refroidissement projetant une pluralité de jets de refroidissement sous pression sur au moins un rouleau de travail, le dispositif de refroidissement comportant également au moins un jet de raclage entre les jets de refroidissement et le produit métallique à laminer, le jet de raclage étant orienté dans la direction d'écoulement souhaitée suivant un angle rentrant vers la perpendiculaire à la surface du rouleau de travail. Le document divulgue également un procédé de laminage utilisant ledit laminoir.
  • Le document US 5,737,796 A divulgue un système d'essuyage pour éliminer les liquides tels que les lubrifiants et liquides de refroidissement de la surface d'une bande métallique. Le système comprend des rouleaux d'essuyage supérieur et inférieur pour essuyer respectivement les surfaces supérieure et inférieure de la bande. Les rouleaux d'essuyage comprennent chacun un noyau métallique et un revêtement poreux élastique. Le système d'essuyage comprend au moins un rouleau d'appui supérieur pour ledit rouleau d'essuyage supérieur et au moins un rouleau d'appui inférieur pour ledit rouleau d'essuyage inférieur fournissant un support pour lesdits rouleaux d'essuyage, en vue de presser lesdits rouleaux d'essuyage contre les surfaces de bande adjacentes respectives, ce qui entraîne la formation d'un bourrelet liquide sur chaque surface de ladite bande à l'extrémité d'entrée du pincement du rouleau d'essuyage, pour engager les rouleaux d'essuyage respectifs dans les zones de contact aux extrémités d'entrée desquelles sont formées les bourrelets d'huile pressés par lesdits revêtements poreux de rouleau. Un ensemble d'aspiration est prévu afin d'éliminer le liquide de chaque bourrelet.
  • Le document US 5,046,347 se rapporte à un appareil de confinement de réfrigérant pour laminoirs dans lequel un liquide réfrigérant aqueux est vaporisé sur les surfaces des cylindres de travail supérieur et inférieur par des têtes de vaporisation respectives supérieure et inférieure, uniquement du côté de la sortie du laminoir et qui comprend une enceinte maintenue à une pression inférieure à la pression atmosphérique et entourant la tête de vaporisation supérieure et les surfaces du cylindre de travail supérieur et du cylindre d'appui adjacents, des éléments de retenue d'air supérieur et inférieur s'étendant le long des bords de l'enceinte au-dessus et au-dessous de la tête de vaporisation de façon à définir des espaces d'air libre étroits sur les surfaces des cylindres, des patins reliés aux extrémités des éléments de retenue et frottant sur les cylindres de façon à maintenir constante la largeur des espaces libres, ainsi que des joints d'étanchéité montés sur les supports des cylindres aux extrémités du laminoir et coopérant avec l'enceinte en vue d'obturer l'intérieur de l'enceinte. Un frotteur retire le liquide réfrigérant du cylindre de travail supérieur du côté de l'entrée du laminoir, tandis que des collecteurs captent et retirent le réfrigérant vaporisé à travers les extrémités de l'emprise des cylindres du côté de la sortie du laminoir. De l'air est soufflé dans l'emprise des cylindres du côté de la sortie, afin de déplacer le liquide réfrigérant de la surface d'une bande de métal laminée sortante jusque dans les collecteurs. Au-dessous de la ligne de laminage, un écran protège la bande de métal laminée du réfrigérant sortant de la tête de vaporisation inférieure.
  • Le document JP H0241710 A divulgue un dispositif sans contact pour assurer une bonne étanchéité par rapport au liquide de refroidissement à la surface d'un cylindre de laminoir. Des cylindres hydrauliques sont montés sur une garde et un matériau d'étanchéité est fixé à un piston des cylindres. L'intervalle entre la surface périphérique d'un rouleau de laminage et l'extrémité du matériau d'étanchéité est mesuré par un capteur. L'extrémité du matériau d'étanchéité est positionnée en actionnant les cylindres avec une vanne de contrôle directionnel de manière à régler ledit intervalle dans la bonne zone d'étanchéité. L'étanchéité est donc effectuée sans contact entre le matériau d'étanchéité et la surface périphérique du rouleau.
  • WO 97/11797 A1 , qui est considéré comme l'état de la technique le plus proche, divulgue une installation industrielle comportant une bande métallique en déplacement et/ou au moins un cylindre de travail ainsi qu'un système de décalaminage, ledit système de décalaminage comprenant un taquet de séparation avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminé par une rampe de gicleurs destinée à être placée selon la largeur de la bande métallique ou du cylindre et séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé par rapport à la bande métallique ou au cylindre de travail, la rampe de gicleurs étant orientée de manière à fournir un jet sous forme de rideau de liquide dirigé dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande ou de rotation du cylindre, ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide.
    • Buts de l'invention
  • La présente invention vise à fournir une solution d'essuyage sans contact dans les laminoirs à chaud ou à froid qui permette de s'affranchir des inconvénients de l'état de la technique.
  • En particulier, l'invention vise à contrôler le procédé de refroidissement dans le laminoir à chaud ou à froid sans interaction néfaste avec le processus de lubrification.
  • L'invention vise encore à augmenter l'efficacité de refroidissement précoce.
    • Résumé de l'invention
  • Un premier aspect de la présente invention se rapporte à une installation industrielle comportant une bande métallique en déplacement et/ou au moins un cylindre de travail ainsi qu'un système d'essuyage sans contact d'un jet ou courant de liquide de refroidissement et/ou de lubrifiant entraîné par la surface de ladite bande métallique en déplacement ou dudit cylindre de travail, ledit système d'essuyage comprenant un taquet de séparation avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminé par une rampe de gicleurs destinée à être placée selon la largeur de la bande métallique ou du cylindre et séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé par rapport à la bande métallique ou au cylindre de travail, la rampe de gicleurs étant orientée de manière à fournir un jet sous forme de rideau de liquide dirigé dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande ou de rotation du cylindre ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide, de sorte qu'en utilisation, le liquide projeté par les gicleurs dévie le jet ou courant de liquide et/ou de lubrifiant entraîné par la bande ou par le cylindre pour former un flux combiné de liquide ou de mélange de liquide et lubrifiant qui s'écarte de la bande ou du rouleau pour retomber dans la gouttière de récupération et permettre l'évacuation dudit flux combiné, sans que pratiquement plus aucun liquide et/ou lubrifiant ne soit entraîné par la bande ou le cylindre en aval du système d'essuyage, ledit intervalle de séparation étant compris entre 3 et 10 mm, le débit dudit liquide projeté par les gicleurs étant compris entre 10 et 200 m3/h et la pression dudit liquide projeté étant comprise entre 0,5 et 5 bars, de préférence entre 2 et 4 bars.
  • Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, l'installation industrielle avec système d'essuyage comporte au moins une des caractéristiques suivantes, ou une combinaison appropriée de plusieurs d'entre elles :
    • le système d'essuyage est conçu pour rediriger la majeure partie (c'est-à-dire au moins 90%) du liquide ou lubrifiant entraîné par la bande ou le cylindre vers la gouttière de récupération, lorsque le liquide et/ou lubrifiant résiduel est dévié par le liquide projeté par les gicleurs ;
    • les gicleurs ont un orifice de sortie ayant un diamètre compris entre 1 et 5 mm ;
    • les gicleurs sont orientés de manière telle à projeter un liquide sur la surface de la bande ou du cylindre de travail selon une direction faisant un angle avec ladite surface compris entre 0° et 45° ;
    • le débit dudit liquide projeté par les gicleurs est compris entre 10 et 150 m3/h.
  • Un autre aspect de la présente invention se rapporte à une cage de laminoir pour bandes métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail et au moins un dispositif de refroidissement projetant une pluralité de jets sous pression sur au moins un desdits rouleaux grâce à une pluralité de gicleurs constituant une rampe de refroidissement ainsi qu'un système d'essuyage tel que décrit ci-dessus, caractérisée en ce que le système d'essuyage est proximal par rapport à l'emprise des rouleaux de travail et en ce que la rampe de refroidissement est distale par rapport à ladite emprise.
  • Avantageusement, dans la cage de laminoir pour bandes métalliques précitée, le système d'essuyage est situé sous la cote de l'axe du cylindre de travail.
  • Encore avantageusement, dans la cage de laminoir pour bandes métalliques précitée, le système d'essuyage est situé au même niveau que la cote de l'axe du cylindre de travail.
  • Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, caractérisée en ce que le liquide projeté par les gicleurs du système d'essuyage est de l'eau ou une émulsion eau-huile.
  • Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, au moins partiellement, pour l'application d'un refroidissement, de préférence un refroidissement précoce hautement turbulent.
  • Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, soit comme essuyeur d'entrée, pour éviter un flux de retour du liquide de refroidissement d'entrée, soit comme essuyeur de sortie, pour éviter que le liquide de refroidissement s'égoutte en aval sur la surface de la bande.
  • Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, dans un laminoir de bandes à chaud, comme essuyeur d'entrée.
  • Encore un autre aspect de l'invention concerne une utilisation du système d'essuyage décrit ci-dessus, pour l'élimination d'eau d'une surface de bande en déplacement horizontal ou vertical dans un laminoir de bandes à chaud ou à froid, en vue du séchage de bande à des fins de mesure, de l'application de lubrifiant ou d'un refroidissement.
    • Brève description des figures
    • La figure 1 représente schématiquement l'état de la technique en refroidissement et lubrification dans une cage de laminoir à froid.
    • La figure 2 représente schématiquement une première forme d'exécution du système d'essuyage selon la présente invention, pour une utilisation dans le cas d'un cylindre de travail.
    • La figure 3 représente schématiquement une deuxième forme d'exécution du système de raclage selon la présente invention, pour une utilisation dans le cas d'une bande métallique en guise de produit laminé.
    • Les figures 4A et 4B montrent respectivement deux modalités de mise en oeuvre d'une installation d'essuyage selon la présente invention dans le cas du refroidissement et de la lubrification dans une cage de laminage à froid d'une bande métallique.
    • La figure 5 montre une modalité de mise en oeuvre d'une l'installation de raclage selon la présente invention dans le cas du refroidissement et de la lubrification dans une cage de laminage à chaud d'une bande métallique.
    • La figure 6 montre un exemple de relation débit/pression dans le cas d'une installation de raclage selon la présente invention.
    • La figure 7 montre la variation de débit/pression dans le cas d'une installation de raclage selon la présente invention, pour différentes tailles de gicleurs.
    Description détaillée de l'invention
  • Une première modalité d'exécution du système d'essuyage ou raclage selon l'invention, applicable à un rouleau de travail, est représentée sur la figure 2.
  • Le corps de l'essuyeur 7 fournit l'alimentation en liquide de refroidissement et est terminé par une rampe 2 couvrant de préférence toute la largeur du cylindre ou du rouleau de travail 3 et pourvue d'une rangée de gicleurs amovibles (non représentés). En utilisation, l'essuyeur 1 avec sa rampe de gicleurs 2 est séparé du cylindre de travail 3 par une distance ou un intervalle 6. Selon l'invention, les gicleurs précités sont dirigés de manière à produire un jet de liquide de refroidissement 4, en pratique d'eau ou d'émulsion eau-huile, qui s'oppose au jet ou courant d'eau ou d'émulsion 4' appliqué au cylindre dans le cadre du procédé de refroidissement conventionnel de celui-ci et qui est entraîné par celui-ci. La collision des deux jets opposés 4, 4' provoque une déviation commune de l'ensemble des deux jets radialement vers l'extérieur du cylindre 3. Le jet commun dévié 4" est alors collecté par une gouttière 5.
  • Une seconde modalité d'exécution du système d'essuyage selon l'invention, applicable à une bande métallique, est représentée sur la figure 3. Le dispositif est identique à celui de la figure 2, si ce n'est la présence d'une bande métallique plane 15 en lieu et place de la surface convexe du cylindre de travail 3 précité.
  • Le nouveau concept de racleur ou d'essuyeur avec gouttière d'évacuation d'eau décrit ci-dessus a été développé et testé avec succès par les inventeurs. Même dans des cas de débits faibles de moins de 20 m3/h et à des pressions faibles (moins de 2 bar), il a été possible d'empêcher l'écoulement de l'eau de l'unité de refroidissement des rouleaux de travail vers l'emprise, c'est-à-dire vers l'intervalle entre les rouleaux en contact avec la bande (roll gap).
  • A titre d'exemple, la figure 6 montre une courbe débit/pression pour un essuyeur de 1,3 m de longueur avec des orifices de gicleurs de 2,5 mm de diamètre.
  • La figure 7 montre en outre la courbe débit/pression calculée (orifice de gicleurs d'environ 2 mm et 3 mm de diamètre resp.) et mesurée (orifice de 2 mm). A un intervalle de 5 mm par rapport au rouleau, les gicleurs de 2 mm assurent une étanchéité de 90% et les gicleurs de 3 mm assurent une étanchéité presque parfaite de 95-99%. Dans le cas présent, la rampe de gicleur est longue de 1,8 m.
  • Outre de procurer l'étanchéité, un avantage complémentaire de l'essuyeur d'eau selon l'invention est qu'il permet de mettre en oeuvre un refroidissement précoce et hautement turbulent en lieu et place d'un bain d'eau stationnaire correspondant à un refroidissement conventionnel de rouleaux de travail. Le refroidissement précoce est un refroidissement qui est en général réalisé entre le train finisseur et le refroidissement laminaire. Il peut également être réalisé entre le train dégrossisseur et le train finisseur.
  • De plus, le racleur d'eau peut remplacer ou encore être combiné avec les racleurs classiques connus dans le laminoir à chaud. Comme les racleurs classiques sont amenés à entrer en contact avec les rouleaux de travail, ils s'usent ou brûlent au cours du temps et des fuites de liquide de refroidissement peuvent dès lors apparaître à cet endroit. Cela peut résulter en des inhomogénéités de la bande elle-même ou de température et une perturbation de l'application de lubrifiant.
  • Ces essuyeurs avec contact de l'état de la technique doivent donc être remplacés périodiquement. Comme l'essuyeur selon l'invention ne touche pas le rouleau de travail, seul un entretien réduit est nécessaire en se limitant uniquement sur les buses à jet d'eau remplaçables utilisées.
  • En conclusion, les essais réalisés par les inventeurs avec le système d'essuyage selon l'invention ont permis de constater les effets suivants :
    • obtention d'une étanchéité totale ;
    • obtention d'un refroidissement de rouleau de travail hautement turbulent précoce (pas d'eau stagnante à hauteur de l'essuyeur) ;
    • remplacement de la garde (« cobble guard ») dans le laminoir de bandes à froid et utilisation avec le refroidissement de rouleaux conventionnel (avec refroidissement flexible) ;
    • la gouttière d'évacuation est indispensable et essentielle à l'invention ;
    • un débit limité d'environ 30 m3/h est nécessaire au bon fonctionnement du dispositif selon l'invention (aux basses pressions et bas débits) pour un orifice de gicleur de 2,5 mm. Au-delà de 2,5 mm, il faut augmenter le débit d'eau ;
    • le dispositif selon l'invention est probablement adaptable à des configurations de refroidissement de rouleaux industrielles plus conventionnelles (par ex. avec rouleau dynamique).
    Description de formes d'exécution préférées de l'invention
  • L'équipement selon l'invention peut avantageusement être utilisé dans les cas ci-après.
  • Selon une première modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique au refroidissement de cylindres de travail dans un laminoir de bandes à froid :
    • soit comme racleur d'entrée 1 (voir figure 4A), ce qui permet d'éviter le flux de retour du refroidissement d'entrée 11 qui perturbe notoirement la lubrification de la bande 13 en amont ;
    • soit comme racleur de sortie 1' (voir figure 4A et figure 4B), ce qui permet d'éviter que le liquide de refroidissement ne s'égoutte sur la surface de la bande 15, provoquant ainsi un nettoyage incontrôlé de la bande. Le racleur selon l'invention peut être donc combiné avec un refroidissement sélectif du cylindre de travail. Ainsi un refroidissement du cylindre de travail très en amont et efficace peut être obtenu.
  • Selon une deuxième modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique au refroidissement de cylindres de travail dans le laminoir de bandes à chaud, comme racleur d'entrée 1 (voir figure 5). Aujourd'hui il est impossible d'utiliser un refroidissement d'entrée avec une lubrification d'emprise efficace. En utilisant un racleur selon l'invention, une étanchéité efficace et sans maintenance peut être réalisée de manière telle qu'une lubrification efficace de l'emprise puisse être atteinte. De plus, comme le racleur n'entre pas en contact avec le rouleau de travail, il n'y aura pas d'usure de ce dernier.
  • Selon une troisième modalité d'utilisation avantageuse, l'invention s'applique à l'élimination d'eau d'une surface de bande horizontale ou verticale dans le laminoir de bandes à chaud ou à froid. Les finalités visées dans ce cas sont par exemple le séchage de bande à des fins de mesure, l'application de lubrifiant ou le refroidissement.
    • Liste des symboles de référence
    • 1,1'.
    racleur à rideau de liquide
    2.
    rampe de gicleurs amovibles
    3.
    rouleau de travail ou bande métallique (produit laminé)
    4.
    rideau liquide projeté par le système d'essuyage
    4'.
    liquide et/ou lubrifiant entraîné par la bande ou le cylindre de travail
    4".
    jet commun dévié de liquide ou de mélange liquide/lubrifiant
    5.
    gouttière de récupération de liquide
    6.
    intervalle entre le racleur et le rouleau de travail ou la bande métallique
    7.
    alimentation en liquide de refroidissement
    8.
    emprise
    9.
    racleur conventionnel
    10.
    fuites d'eau ou d'émulsion
    11.
    refroidissement d'entrée de cage conventionnel par émulsion
    12.
    refroidissement de sortie de cage conventionnel par émulsion
    13.
    lubrification conventionnelle de bande
    14.
    refroidissement de bande (via par exemple le « WPC » de la Demanderesse)
    15.
    bande métallique (produit laminé)

Claims (13)

  1. Installation industrielle comportant une bande métallique en déplacement (15) et/ou au moins un cylindre de travail (3) ainsi qu'un système d'essuyage (1) sans contact d'un jet ou courant de liquide de refroidissement et/ou de lubrifiant entraîné par la surface de ladite bande métallique (15) ou dudit cylindre de travail (3), ledit système d'essuyage comprenant un taquet de séparation (7) avec une alimentation intégrée en liquide de refroidissement terminé par une rampe de gicleurs (2) destinée à être placée selon la largeur de la bande métallique (15) ou du cylindre (3) et séparée, en utilisation, d'un intervalle déterminé (6) par rapport à la bande métallique (15) ou au cylindre de travail (3), la rampe de gicleurs (2) étant orientée de manière à fournir un jet (4) sous forme de rideau de liquide dirigé dans un sens sensiblement opposé au sens de défilement de la bande (15) ou de rotation du cylindre (3), ainsi qu'une gouttière de récupération de liquide (5), de sorte qu'en utilisation, le liquide projeté par les gicleurs (2) dévie le jet ou courant de liquide et/ou de lubrifiant (4') entraîné par la bande (15) ou par le cylindre (3) pour former un flux combiné (4") de liquide ou de mélange de liquide et lubrifiant qui s'écarte de la bande (15) ou du rouleau (3) pour retomber dans la gouttière de récupération (5) et permettre l'évacuation dudit flux combiné (4"), sans que pratiquement plus aucun liquide et/ou lubrifiant ne soit entraîné par la bande (15) ou le cylindre (3) en aval du système d'essuyage (1), ledit intervalle de séparation (6) étant compris entre 3 et 10 mm, le débit dudit liquide projeté par les gicleurs (2) étant compris entre 10 et 200 m3/h et la pression dudit liquide projeté étant comprise entre 0,5 et 5 bars.
  2. Installation industrielle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conçu pour rediriger la majeure partie du liquide et/ou lubrifiant entraîné par la bande (15) ou le cylindre (3) vers la gouttière de récupération (5), lorsque le liquide et/ou lubrifiant résiduel est dévié par le liquide projeté par les gicleurs (2).
  3. Installation industrielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gicleurs (2) ont un orifice de sortie ayant un diamètre compris entre 1 et 5 mm.
  4. Installation industrielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gicleurs (2) sont orientés de manière telle à projeter un liquide sur la surface de la bande (15) ou du cylindre de travail (3) selon une direction faisant un angle avec ladite surface compris entre 0° et 45°.
  5. Installation industrielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le débit dudit liquide projeté par les gicleurs (2) du système d'essuyage (1) est compris entre 10 et 150 m3/h.
  6. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques comprenant au moins une paire de rouleaux de travail (3) et au moins un dispositif de refroidissement (11, 12) projetant une pluralité de jets sous pression sur au moins un desdits rouleaux (3) grâce à une pluralité de gicleurs constituant une rampe de refroidissement, dans laquelle le système d'essuyage est proximal par rapport à l'emprise (8) des rouleaux de travail (3) et la rampe de refroidissement est distale par rapport à ladite emprise (8).
  7. Installation industrielle sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'essuyage (1) est situé sous la cote de l'axe du cylindre de travail (3).
  8. Installation industrielle sous forme d'une cage de laminoir pour bandes métalliques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système d'essuyage (1) est situé au même niveau que la cote de l'axe du cylindre de travail (3).
  9. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le liquide projeté par les gicleurs (2) du système d'essuyage (1) est de l'eau ou une émulsion eau-huile.
  10. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour appliquer, au moins partiellement, un refroidissement, de préférence un refroidissement précoce hautement turbulent.
  11. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 sous forme d'un laminoir de bandes à froid, dans lequel le système d'essuyage (1) est utilisé soit comme essuyeur d'entrée, pour éviter un flux de retour du liquide de refroidissement d'entrée, soit comme essuyeur de sortie, pour éviter que le liquide de refroidissement ne s'égoutte en aval sur la surface de la bande.
  12. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 sous forme d'un laminoir de bandes à chaud, dans lequel le système d'essuyage (1) est utilisé comme essuyeur d'entrée.
  13. Installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans laquelle le système d'essuyage (1) est utilisé pour l'élimination d'eau d'une surface de bande en déplacement horizontal ou vertical dans le cas d'un laminoir de bandes à chaud ou à froid, en vue du séchage de bande à des fins de mesure, de l'application de lubrifiant ou d'un refroidissement.
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