FR2470165A1 - Procede et dispositif pour compenser des differences locales de temperature dans un produit d'acier - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UN DISPOSITIF POUR COMPENSER DES DIFFERENCES LOCALES DE TEMPERATURE DANS UN PRODUIT D'ACIER. SELON L'INVENTION, IL COMPREND DES CYLINDRES INFERIEURS 1 DEFINISSANT UN TRAJET POUR LE PRODUIT D'ACIER 3, DES CYLINDRES SUPERIEURS 8 FACE AUX CYLINDRES INFERIEURS, DES BRULEURS INFERIEURS 10 ENTRE LES CYLINDRES INFERIEURS, DES BRULEURS SUPERIEURS 9 ENTRE LES CYLINDRES SUPERIEURS, UN CHASSIS VERTICALEMENT MOBILE 6 OU SONT MONTES LES CYLINDRES ET LES BRULEURS SUPERIEURS AFIN QU'ILS PUISSENT ETRE DEPLACES VERS ET AU LOIN DU PARCOURS, SELON L'EPAISSEUR DU PRODUIT D'ACIER, UN MOYEN 16 DE DETECTION DE TEMPERATURE POUR DETECTER LES DISTRIBUTIONS DE TEMPERATURE, DE SURFACE DU PRODUIT D'ACIER, UNE UNITE ARITHMETIQUE ET LOGIQUE 17 POUR COMPARER LES SIGNAUX A LA SORTIE DU MOYEN DE DETECTION 16 A UNE TEMPERATURE DE REFERENCE, ET UN MOYEN DE COMMANDE 18 DES BRULEURS. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA TREMPE, AU REVENU ET AU RECUIT.
Description
La présente invention se rapporte à un procéaé et à un dispositif pour
compenser en température ou chauffer
aux températures requises des produits d'acier comme des-
t8les, tubes, barres, profilés et ainsi de suite quand ils sont soumis à divers traitements thermiques comme une
trempe, un revenu et un recuit.
Dans le cas dé traitements thermiques comme une trempe, un revenu et un recuit de produits d'acier, il est de pratique courante de refroidir les produits en acier laminé à la température ambiante puis de les chauffer aux
températures requises pour les traitements thermiques.
Plus particulièrement, dans le cas de la trempe, les produits d'acier sont refroidis puis réchauffés aux températures de trempe dans un four qui est à l'extérieur de la ligne de laminage. Le four doit donc être prévu et il faut une quantité importante d'énergie thermique pour réchauffer des produits d'acier à tremper. De plus, comme les produits d'acier doivent passer par ce four, l'étape
de trempe ne peut être incorporée dans la ligne de laminage.
Dans le cas du revenu, les produits d'acier sont refroidis à la température ambiante puis réchauffés aux températures requises de revenu. Par conséquent, un four
doit être installé, qui s'étend sur une distance considéra-
blement longue. De plus, afin de chauffer les produits d'acier pour leur revenu, à partir de la température ambiante jusqu'aux températures requises de revenu, il faut une quantité importante d'énergie thermique. Par ailleurs, du fait de la difficulté de maintenir les produits d'acier trempés à des niveaux souhaités de température, i) sont soumis à un refroidissement à des températures en dessous
du niveau requis pour la transformation en martensite.
- Dans le cas du recuit, les produits d'acier qui ont
été refroidissont réchauffés aux températures de recuit.
Par conséquent, comme dans le cas du revenu, il faut
installer un four qui s'étend sur une distance considérable-
ment longue,et une quantité importante d'énergie thermique est requise pour chauffer les produits d'acier de la
température ambiante aux températures de recuit.
Etant donné ce qui précède, la présente invention a pour objet principal un procédé et un dispositif pour le traitementthermique de produits d'acier permettant de réduire la consommation en énergie thermique à un niveau considérablement faibleimpossible à atteindre jusqu'à maintenant par un procédé et dispositif selon
l'art antérieur.
La présente invention a pour autre objet un procédé et un dispositif pour chauffer uniformément, auxniveaux souhaitésde température pour les traitements thermiques,
les produits d'acier, même miles distributions de tempéra-
ture ne sont pas uniformes avant leur introduction dans le dispositif ou l'installation de traitement thermique ce qui permet d'améliorer les qualités des produits
d'acier ainsi que d'économiser du travail.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de compensation de température selon la présente invention, combiné avec un dispositif ou une installation pour la trempe d'une tôle d'acier; - la figure 2 est une vue en regardant dans la direction indiquée par la flèche II sur la figure 1; - la figure 3 (A) montre une disposition d'une ligne de trempe o est incorporé un dispositif de compensation de température. selon la présente invention; la figure 3 (B) montre une disposition d'une ligne de revenu o est incorporé un dispositif de compensation de température selon la présente invention; - la figure 3 (C) montre une disposition d'une ligne de recuit o est incorporé un dispositif de compensation de température selon la présente invention; - la figure 4 est une coupe longitudinale d'un brûleur utilisé dans un dispositif de compensation de température selon la présente invention; - la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne indiquée par une flèche V sur la figure 4; et - la figure 6 est une coupe transversale faite
suivant la ligne indiquée par la flèche VI sur la figure 4.
La présente invention sera décrite en détail en se référant à un procédé et un dispositif comme cela est représenté sur les figures 1 et 2 pour la trempe d'une tôle d'acier, un dispositif de compensation de température selon-l'invention étant placé immédiatement avant un
dispositif de trempe.
En se référant aux figures 1 et 2, la tôle d'acier 3 est transférée à travers le dispositif de compensation de température le long d'un trajet défini par un agencement de cylindres inférieurs 1 et un agencement de cylindres supérieurs 8.DarB oe modee e réalisationx l 'agencement de cylindres inférieurs se compose de trois cylindres inférieurs. 1 qui sont espacés en direction longitudinale d'unè distance appropriée, qui sont montés rotatifs sur un châssis inférieur stationnaire 2 et qui peuvent être entraînés par un
dispositif d'entraînement 4 tel qu'un moteur électrique.
Chaque cylindre inférieur 1 se compose d'un certain nombre de disques espacés les uns des autres en direction axiale d'une distance appropriée comme on peut mieux le voir sur
la figure 2.
L'agencement de cylindres supérieurs qui est sensible-
ment analogue par sa construction à l'agencement inférieur,
est disposé immédiatement au dessus de ce dernier. L'agen-
cement de cylindres supérieurs est monté rotatif sur un châssis verticalement mobile 6 qui à son tour est monté
sur une structure de support de type portique ou châssis 5.
Sur la structure de support 5 sont montés des dispositifs
d'entraînement 7 pour déplacer verticalement le châssis -
mobile 6 et par conséquent l'agencement des cylindres supérieurs vers ou au loin de l'agencement de cylindres inférieurs selon l'épaisseur de la tôle 3 à traiter thermiquement. Un agencement de brûleuis supérieurs 9 est également monté sur le châssis mobile 6 de façon que les brûleurs supérieurs 9 soient placés entre les cylindres supérieurs 8.et les tuyères des brûleurs supérieurs 9 peuvent être - espacées de la tôle 3 d'une distance appropriée quand les
cylindres supérieurs 8 sont en contact avec elle.
Pi0 Un agencement de brûleurs inférieurs 10 est monté sur le châssis stationnaire 2 de façon que les brûleurs inférieurs 10 puissent être placés entre les cylindres inférieurs 1 et les tuyères des brûleurs inférieurs 10 peuvent être espacées de la tôle en déplacement 3 d'une distance appropriée quand les cylindres inférieurs 1-sont
en contact avec elle..
Des deux côtés du parcours de la tôle 3 sont disposés des brûleurs latéraux 11 pour chauffer les bords de la tôle 3. Par conséquent, la tôle 3 est rapidement chauffée de tous les côtés par les brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, 10 et 11 qui sont commandés individuellement
ou en groupe comme onle décrira en plus de détails ci-
après. Les agencements des cylindres supérieurs 8 et des brûleurs supérieurs 9 et des cylindres inférieurs 1 et des brûleurs inférieurs 10 sont entourés de couvercles d'isolement thermique 12 et 13, respectivement, qui, à leur tour, sont montés sur les châssis mobile et stationnaire 6 et 2 respectivement, mais les côtés inférieurs et supérieurs des agencements ne sont pas couverts par les couvercles 12 et 13. Par conséquent, on peut réaliser
non seulement l'utilisation efficace des énergies thermi-
ques des produits de combustion déchargés par les brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, 10 et 11, mais également l'isolement thermique efficace de la tole 3
en déplacement.
Un certain nombre de capteurs 14 pouvant capter ou détecter le bord avant de la tôle 3, son épaisseur et sa vitesse d'entrée, sont placés à proximité de l'entrée du dispositif de compensation de température et sont transversalement espacés les uns des autres d'une distance appropriée. Au-dessus et en dessous d'une table d'entrée se composant de cylindres 15, se trouvent des capteurs de température 16 comme des caméras à infrarouge ou des capteurs optiques de température pour détecter les distributions de température sur les deux surfaces de la tôle 3 en déplacement. Ces capteurs 14 et 16 sont reliés à une unité logique et arithmétique 17 dont la fonction est comparable au moins à un microcalculateur, ainsi, en réponse aux signaux de sortie des capteurs 14 et 16, l'unité 17 peut produire diverses données ou paramètres
requis pour chauffer uniformément la tôle 3 à la tempé-
rature souhaitée. Les données ou paramètres sont le nombre et les positions des brûleurs 9, 10 et 11 à allumer et les intervalles de combustion qui dépendent de la différence entre les températures de surface de la tôle 3 et un niveau de température de référence,de la dimension et la vitesse d'entrée dela tôle 3,de l'intervalle de temps écoulé depuis que la tôle 3 a été laminée et ainsi de suite. La sortie de l'unité arithmétique et logique 17 est reliée à une unité 18 de commande des brûleurs, qui, à son tour commande les brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9,10 et 11, individuellement ou en groupe de façon que la différence entre la température de surface de la tôle 3 et la température de référence
devienne -presque nulle.
Les brûleurs latéraux 11, qui sont disposés des deux côtés du parcours de la tôle 3,peuvent être agencés de façon à se déplacer vers ou au loin des bords de la tôle 3. Comme les couvercles d'isolement thermique 12 et 13 sont prévus pour réaliser non seulement l'utilisation effective des produits de combustion évacués des brûleurs 9 et 10 mais également l'isolement thermique effectif de la tôle 3, ils sont enduits de matériaux appropriés d'isolement thermique comme des fibres de céramique. Il
est préférable de faire s'écouler de l'eau de refroidisse-
-5 ment à travers les arbres des cylindres supérieurs et
inférieurs 8 et 11 pour les refroidir.
Le dispositif de trempe qui est combiné et placé immédiatement derrière ou en aval du dispositif de compensation de température selon la présente invention est du type à cylindres o la tôle 3 émergeant du dispositif de compensation de température est transférée le long d'un trajet défini entre un agencement de cylindres supérieurs longitudinalement espacés 19 et un
agencement de cylindres inférieurs également longitudinale-
ment espacs21, les cylindres supérieurs et inférieurs 19 et 21 étant montés rotatifs sur les châssis mobile et stationnaire 6 et 2, respectivement, comme le sont les cylindres supérieurs et inférieurs 8 et 1 du dispositif de compensation de température. Sur les châssis mobile et stationnaire 6 et 2 sont également montées cs tubulures ou tuyères supérieurE et inférieuresde pulvérisation d'un fluide de refroidissement rapide ou & trempe 20 et 22, qui pulvérisent un fluide approprié de refroidissement comme de l'eau contre les surfaces de la tôle 3 entre les cylindres supérieurs et inférieurs 19 et 21. Evidemment, les cylindres supérieurs 19 et les tuyères supérieures sont verticalement mobiles vers ou au loin de la tôle 3 en unisson avec les cylindres supérieurs 8 et les brûleurs supérieurs 9 du dispositif de compensation
de température, selon l'épaisseur de la tôle 3.
On décrira maintenant le mode de fonctionnement du dispositif de compensation de température combiné au dispositif de trempe. La tôle 3 qui émerge d'un laminoir (non représenté), entre dans le dispositif de compensation de température o elle est chauffée très
rapidement avant d'entrer dans le dispositif de trempe.
Plus particulièrement, avant que la tôle 3 n'entre dans le dispositif de compensation de température tandis qu'elle est toujours sur la table d'entrée 15, les capteurs de température 16 mesurent les températures des surfaces supérieure et inférieure de la tôle 3, ainsi on peut obtenir les distributions de température sur les
surfaces supérieure et inférieure, par l'unité arithméti-
que et logique 17. L'unité 17 détermine le nombre et les positions des brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, et 11 à allumer ainsi que les intervalles de combustion selon la différence entre la température de référence et les températures de surface de la tôle 3 détectées par les capteurs 16, la dimension et la vitesse d'entrée de la tôle, l'intervalle de temps écoulé depuis le passage à travers une opération précédente tel qu'un laminage et ainsi de suite. En réponse au signal àla sortLde l'unité 17, l'unité 18 de' commande des brûleurs choisit et allume des brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, 10 et 11 appropriés de façon que la tôle 3, dont la distribution de température n'est généralement pas uniforme et dont certaines températures locales sont en dessous de la température souhaitée ou de référence, puisse être uniformément chauffée à la température de référence avant qu'elle ne quitte le dispositif de compensation de température et n'entre dans le dispositif
de trempe.
En plus des sorties des capteurs de température 16, les données requises pour que l'unité 17 prenne la décision ci-dessus décrite, sont transmises par des moyens capteurs appropriés ou analogues à la ligne-précédente et le capteur 14 de la tôle qui détéote son épaisseur,
sa position et sa vitesse d'entrée.
Loedispositifsd'entrainement 7 sont entraînés de façon que les cylindres supérieurs 8 et 19, les brûleurs
supérieurs 9 et les tubulures supérieures 20 de pulvérisa-
tion d'eau sur le châssis mobile 6 puissent être élevés ou abaissés à une hauteur appropriée selon l'épaisseur de
la tôle 3.
Tandis que la tôle 3 passe par le dispositif de compensation de température, lesbrûleurschoisis 9, 10 et 11 sont allumés afin que des parties choisies de la tôle 3 à des températures locales inférieures au niveau de référence puissent être chauffées à ce niveau de référence. Par suite, la tôle 3 peut être chauffée rapidement et
uniformément à la température souhaitée ou de référence.
La tôle 3 est transférée entre les cylindres
supérieurs et inférieurs 8 et 1 le long du trajet prédéter-
miné et la distance entre la tôle 3 et les brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, 10 et 11 peut être maintenue constante et minimale afin que les flammes des brûleurs 9, 10 et 11 puissent faire impact contre la tôle 3 à des vitesses assez rapides. Par suite, on peut assurer une efficacité considérablement supérieure de chauffage. Les cylindres supérieurs et inférieurs 8 et 1 servent également à empêcher des dégâts des brûleurs 9,
et 11 du fait des déformations de la tôle 3.
Quand la tôle 3 quitte le dispositif de compensa-
tion de température et entre dans le dispositif de trempe, elle a été chauffée à une température au-dessus d'une température de transformation tE a-mtéite. Dans le dispositif de trempe, la tôle chauffée 3 est trempée ou refroidie rapidement par le fluide tel que de l'eau pulvérisée à haute pression contre les surfaces supérieure' et inférieure de la tôle 3 par les tubulures supérieures et inférieures 20 et 22. Comme les tubulures 20 et 22 sont placées entre les cylindres supérieurs et inférieurs 19 et 21 et sont espacées d'une distance appropriée du parcours de la tôle 3, les dégâts dûs à des déformations
thermiques ou autres de la tôle 3 peuvent être évités.
La présente invention a été décrite jusqu'à maintenant en détail en se référant à-des opérations de trempe de la tôle d'acier, mais on comprendra que la présente invention peut également s'appliquer à d'autres
produits d'acier.
En se référant maintenant à la figure 3, on décrira
certaines dispositions de lignes de traitement thermique.
La figure 3 (A) montre une disposition d'une ligne de -trempe du type décrit ci-dessus en se référant aux figures
1 et 2, et qui suit immédiatement un laminoir a en tandem.
Le produit d'acier qui a été chauffé ou égalisé - à une température appropriée (de 1100 à 1200WC) entre dans le laminoir a o le produit d'acier est encore laminé à la forme souhaitée. Le produit laminé est transféré par une table b1 vers un raidisseur c et le produit raidi est
transféré par une table b2 vers le dispositif de compensa-
tion de température d selon l'invention o le produit d'acier est rapidement et uniformément chauffé à une température au-dessus d'une température de transformation
En austénite (de 800 à 10000C) à la façon décrite ci-dessus.
Le produit d'acier chauffé est alors rapidement refroidi dans le dispositif de refroidissement rapide ou de trempe e à la façon décrite cidessus et le produit trempé ou rEfoidi rapidement est transféré par une table b3 à la ligne suivante ou analogue. Comme le produit laminé est chauffé encore et est immédiatement transféré par le raidisseur c jusqu'au dispositif de compensation de
température b, aucun four de réchauffage n'est nécessaire.
De plus, la ligne de trempe d et e peut être agencée
en tandem avec la ligne de laminage a.
La figure 3 (B) montre une disposition d'une ligne de revenu. Dans le dispositif de refroidissement rapide e, le produit d'acier est rapidement refroidi à une température de transformation en martensite comprise entre 200 et 4000C,
et le produit trempé ou refroidi rapidement est immédiate-
ment et rapidement chauffé à la température requise de revenu (comprise entre 400 et 7000C) dans le dispositif de compensation de température d selon l'invention à la façon décrite ci-dessus. Le produit d'acier chauffé est alors transféré par une table b1 à un four de revenu f o le produit est maintenu à une température prédéterminée pendant un intervalle prédéterminé de temps. Le produit d'acier revenu est alors transféré par une table b2 à la ligne suivante ou analogue. Comme le produit d'acier est rapidement chauffé dans le dispositif d de compensation de température, il suffit au four f de revenu de maintenir le produit d'acier à une température prédéterminée de revenu. Par suite, il n'est pas nécessaire d'ajouter de l'énergie thermique au four de revenu f, ainsi ce four peut être de dimension compact et on peut atteindre une économie considérable d'énergie thermique. De plus, on peut également utiliserun four à sole à rouleaux ou un
four à balancier comme four de revenu f.
La figure 3 (C) montre une disposition d'une ligne de recuit. Le produit d'acier laminé par le laminoir a est transféré par une table b1, le raidisseur c et le table b2 à une table de transfert & d'o le produit d'acier est transféré à une ligne latérale ou une ligne de recuit comprenant le dispositif de compensation de température d et un four de recuit h. Dans la ligne latérale ou secondaire, le produit d'acier est rapidement chauffé à une température au-dessus d'une température de transformation&L austénite et est ensuite transféré dans le four de recuit h o
le produit d'acier est maintenu à une température prédéter-
minée de recuit pendant un intervalle prédéterminé de temps.
Comme avec la ligne de production représentée sur la figure 3 (B), l'alimentation en énergie thermique vers le four de recuit h n'est pas nécessaire ainsi ce four de recuit h peut être de dimension compacte et on peut atteindre un degré considérable d'économie d'énergie thermique. De plus, un four à sole à rouleaux ou un four
à balancier peuvent être utilisés.
Afin de démontrer les avantages des lignes de traitement thermique o est incorporé le dispositif de compensation de température selon la présente invention que l'on peut voir sur les figures 3 (A), 3 (B) et 3 (C) par rapport aux lignes de traitement thermique selon l'art antérieur, le tableau ci-après montre des données de comparaison, ces données étant obtenues des opérations de
traitement thermique de plaques d'acier ayant 25mm d'épissewr.
Tableau
..........DTD: Trempe Revenu Recuit art anté- présente art anté- présente art anté- présente rieur invention rieur invention rieur invention Température des plaques avant chauffage 30 C 700C 30 C 300 C 30 C 700 C Température de chauffage 930 C 930 C 650 C 650 C 910 C 910 C Durée de chauffage 40 mn 100 s 60 mn 60 s 40 mn 100 s Quantité de chaleur requise pour chauffer une tonne de plaques 400.000 110.000 260.000 150.000 400.000 110.000 à la température de kcal kcal kcal kcal kcal kcal traitement thermique Temps d'égalisation O O 30 mn 30 mn 20 mn 20 mn r4 Ob. ta On peut voir, par le tabbau ci-dessus, que quand le dispositif de compensation de température selon l'invention est incorporé dans une ligne de traitement-Lermique pour la trempe, le revenu ou le recuit, le temps de chauffage peut être considérablement réduit et la quantité de
chaleur peut être remarquablement diminuée.
Les brûleurs supérieurs, inférieurs et latéraux 9, 10 et 11 ont de préférence une construction telle que celle que l'on décrira en détail ciaprès en se référant aux figures 4, 5 et 6 afin de chauffer rapidement et uniformément les produits d'acier. Le brûleur comporte un cylindre creux et externe 29 et un cylindre creux et interne 23 qui s'étend au fond ou à la face extrême opposée à une tuyère 31 du cylindre externe 29, coaxialement avec elle. Le cylindre interne 23 a une construction à deux parois. En effet, il comporte des parois cylindriques coaxdales externe et interne avec un espace annulaire ou cylindrique 24 entre elles l'extrémité avant de cet espace 24 étant fermée. Le cylindre interne 23 comporte de plus une entrée 25 des gaz en communication avec l'espace cylindrique ou annulaire 24 et un certain nombre de tuyères 26 des gaz percées ou autrement formées à travers la paroi
externe en relation circonférentiellement et équiangulaire-
ment espacée, les unes avec les autres, à proximité de la
paroi avant-fermée de l'espace cylindrique ou annulaire 24.
Un brûleur pilote ou une bougie d'allumage 27 traverse
l'alésage cylindrique du cylindre interne 23.
Le cylindre externe 29 est enduit d'un matériau réfractaire approprié et comporte la tuyère 31, une entrée d'air 32 débouchant dans l'espace cylindrique entre les cylindres externe et interne 29 et 23 à proximité du fond du brûleur et une chambre de combustion 30 définie adjacente à la tuyère 31. Le cylindre externe 29 comporte deplus un agencement de premièreschicanes331 s'étendant radialement vers l'intérieur et équiangulairement sur une distance appropriée dans l'espace entre l'extrémité avant du cylindre interne 23 et la tuyère 31 du cylindre externe 29 comme on peut le voir sur les figures 4 et 6. Le cylindre externe 29 comporte de plus un agencement de secondes chicanes332 sensiblement analogues par leur agencement, au premier agencement de chicane 331. Le second agencement de chicane 3 est placé entre le premier agencement 331 et la tuyère 31 et est espacé du premier agencement 331 d'une distance appropriée. Les secondes chicanes 332 sont légèrement plus courtes que les première chicanes 331 et agencées de façon que, comme on peut mieux le voir sur la figure 6, ellesne passent recouvrir les premières chicane 331 en regardant dans la direction indiquée par la flèche VI sur la figure 4. La chambre de combustion est par conséquent subdivisée en un certain nombre de compartiments ou analogue communiquant entre eux par les premières et secondes chicanes 331 et 332' une combustion
complète peut donc être assurée.
Un ventilateur 28 est disposé entre les cylindres externe et interne 29 et 23 comme on peut mieux le voir
sur la figure 5.
On décrira maintenant le mode de fonctionnement.
L'air de combustion introduit par l'entrée d'air 32 dans le brûleur traverse axialement l'espace entre les cylindres externe et interne 23 et 29 vers le ventilateur 28 qui change l'écoulement axial de l'air de combustion en un écoulement tourbillonnant. Un gaz de combustion s'écoule de l'entrée 25 des gaz dans l'espace 24 et il est injecté par les tuyères 26 dans l'espace entre les cylindres externe et interne 29 et 23 juste derrière.ou en aval du ventilateur 28, ainsi le gaz peut être bien mélangé à l'air de combustion qui tourbillonne. Le mélange de combustion est allumé par le brûleur pilote ou la bougie d'allumage 27, ainsi une combustion primaire avec une flamme très stabilisée se produit à l'avant de l'extrémité avant du cylindre interne 23. Les produits de combustion et le mélange combustible non brûlé font impact contre les premier et second agencements de chicanes331 et 332 ainsi les forces de tourbillonnement sont amorties avec 14- pour résultat un écoulement turbulent. En conséquence, la combustion est accélérée et une combustion complète peut être assurée. Les gaz de combustion à haute température sont évacués par la tuyère 31 à une grande vitesse (comprise entre 50 et 300 m/s) et ils font impact contre
le produit d'acier, ce dernier est ainsi rapidement chauffé.
En vertu des premier- et second agencements de chicanes 331 et 332' la combustion est accélérée ou facilitée à un degré impossible à atteindre jusqu'à maintenant par aucun brûleur selon l'art antérieur, ainsi la chambre de combustion 30 peut être de dimension compactik De plus, un taux supérieur de combustion, de plus de 106 kcal/m3h est assuré. Par ailleurs, les premier et second agencements de chicanes331 et 332 subdivisent la chambre de combustion en petites chambres, ainsi même si la longueur effective réelle de la chambre de combustion est raccourcie, la combustion pulsatoire qui produit un bruit intermittent à de hauts niveaux et pruvocqe des vibrations du brûleur peut être évitée. Par ailleurs, comme les premier et second agencements de chicanes331 et 332 sont prévus et que les secondes chicanes 332 sont plus courtes que les premières chicanes 331î non seulement
on peut empêcher les flammes à extrêmement haute tempéra-
ture s'étendant vers la tuyère 31 de faim impact contre les parois de la chambre de combustion, mais de plus l'écoulement tourbillonnant peut également être
efficacement amorti.
La présente invention a été décrite en détails en se référant à un mode de réalisation préféré mais on comprendra que diverses modifications sont possibles. Par exemple, le dispositif de compensation de température selon l'invention peut être installé derrière ou en aval d'une ligne continue de forgeage afin d'effectuer la compensation de température de brames et billettes. Le dispositif de compensation de température peut être installé à la sortie d'un four de chauffage afin d'éliminer des défauts de surface tels que des marques sur des brames et billettes. On peut utiliser un grand nombre de brûleurs d'une faible capacité ou d'un faible taux de combustion de l'ordre de 50.000 à 300.000 kcal/h, en n' allumant qu'un nombre minimum requis de brûleurs, ce qui permet encore d'économiser le combustible. Le signal à la sortie d'un capteur représentant l'épaisseur d'un produit d'acier sur la ligne précédente peut être directementappliqué auxdispositifs d'entratnement 7 (voir figures 1 et 2) afin que le capteur de la tôle 14 (voir également figure 1) puisse être utilisé uniquement pour détecter le bord avant et la vitesse d'entrée d'un
produit d'acier.
Les nouveaux avantages et caractéristiques de la présente invention peuvent être résumés comme suit: (I) les capteurs de température 16 et l'unité 17 sont combinés de façon à pouvoir détecter les parties d'un produit d'acier dont les températures locales sont inférieures à une température de référence et seules ces partiessont chaufféespar les brûleurs 9, 10 et 11. En
conséquence, le produit d'acier peut être chauffé rapide-
ment et uniformément à la température souhaitée avec une quantité minimum d'énergie thermique, ce qui améliore
beaucoup les qualités du produit d'acier traité thermi-
quement. (II) Tandis que dans les opérations de traitement thermique selon l'art antérieur, on chauffe les produits d'acier de la température ambiante à la température souhaitée, selon la présente invention, les produits d'acier qui ont été chauffés à un certain niveau sont de plus chauffés, ainsi, en comparaison avec les opérations de traitement thermique selon l'art antérieur, l'énergie
thermique peut être réduite de 50 à 75%.
(III) Avec le dispositif de compensation de tempé-
rature selon la présente invention, l'opération de trempe Oen ligne" devient possible et cela permet d'éliminer un four de traitement thermique de grande dimension. En conséquence, le prix initial ou de construction peut être réduit et on peut atteindre une économie d'énergie thermique. (IV) Le dispositif de compensation de température est très simple par sa construction, et il peut être facilement incorporé dans une installation existante de traitement thermique ou analogue. Par ailleurs, l'espace
pour son installation peut être réduit.
(V) Comme les brûleurs supérieurs 9 sont montés sur le châssis mobile 6, la distance entre les-tyères
lG- des brûleurs 9 et la surface supérieure du produit.
d'acier 3 peut être maintenue constante quLle quesoit l'épaisseur de ce produit 3. Par suite, on peut être assuré non seulement d'une compensation stabilisée de température mais de plus, l'inspection et l'entretien
peuvent être bien facilités.
(VI) Comme les brûleurs supérieurs et inférieurs 9 et 10 sont placés entre les cylindres 8 et 1, les dégâts des brûleurs dûs à des déformations du produit
d'acier peuvent être évités.
(VII) En utilisant les brûleurs du type décrit en se référant aux figures 4, 5 et 6, un chauffage rapide et uniforme peut être accompli entre 1/10 et 1/100 du
temps requis en utilisant les brûleurs selon l'art antérieur.
De plus, l'espace pour l'installation des brûleurs peut
être réduit.
(VIII) Selon la présente invention, les produits d'acier qui ont été précédemment chauffés et dont les
températures locales varient sont chauffés aux tempéra-
tures uniformes souhaitées. En d'autres termes, dans la présente invention, on ne chauffe pas les produits d'acier
de la température ambiante aux températures souhaitées.
Par suite, on peut évidemment atteindre des économies considérables d'énergie thermique. De plus, les fours de traitement thermique peuvent être de dimension très compacte Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (5)
1. Procédé pour compenser des différences locales de température dans un produit d'acier caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de préparer un certain nombre de brûleurs, d'utiliser un moyen de détection de la distribution de température pour mesurer les distributions de température de surface dudit produit d'acier qui a été précédemment chauffé au-dessus de la température ambiante, de comparer les distributions de température de surface à une température de référence afin de détecter
ainsi les parties dudit produit d'acier dont les tempéra-
tures locales sont inférieures à ladite température de référence, et de choisir et d'allumer un ou plusieurs brûleurs de façon que lesdites parties dudit produit d'acier soit chauffées et qu'en conséquence la température de surface dudit produit d'acier atteigne uniformément la
température de référence.
2. Dispositif pour compenser des différences locales de température dans un produit d'acier, caractérisé en ce qu!il comprend: un agencement de cylindres inférieurs (1) qui définit un parcours dudit produit d'acier (3) , un agencement de cylindres supérieurs (8) disposé en relation face à face avec lesdits cylindres inférieurs, un agencement de brûleurs inférieurs (10) placés entre lesdits cylindres inférieurs, un agencement de brûleurs supérieurs (9) placés entre lesdits cylindres supérieurs, un châssis verticalement mobile (6) sur lequel sont montés lesdits cylindres supérieurs et lesdits brûleurs afin que ces derniers puissent ttre déplacés vers ou au loin du parcours selon l'épaisseur dudit produit d'acier, un moyen de détection de température (16) pour détecter les distributions de température de surface dudit produit d'acier avant qu'il n'entre dans ledit dispositif, une unité arthmétique et logique (17) pour comparer les signaux à la sortie dudit moyen de détection de température' à une température de référence, afin de détecter ainsi les parties dudit produit d'acier dont les températures locales sont en dessous de la température de référence, un moyen de commande des brûleurs (18) sensible au signal à la sortie de ladite unité arthmétique et logique pour sélectivement allumer un ou plusieurs brûleurs supérieurs et inférieurs, ainsi lesdites parties dudit produit d'acier sont chauffées et en conséquence la température de surface dudit produit d'acier peut
atteindre uniformément la température de référence.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tuyères d esbrûleurssupérieurs(9) précités sont verticalement espacéesvers le haut d'un plan
en contact avec le bas des cylindres supérieurs (8);-
et en ce que les tuyères des brûleurs inférieurs (10) précités sont verticalement espacées vers le bas d'un plan
en contact avec le sommet des cylindres inférieurs (1).
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des brûleurs supérieurs (9) et inférieurs (10) précités est pourvu d'un certain nombre d'agencements
de moyens formant chicanes (331 332) s'étendant radiale-
ment vers l'intérieur d'une paroi cylindrique interne
d'une chambre de combustion (30).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica-
tieons 2 ou 3, caractérisé en ce que les cylindres supérieurs (8) et les brûleurs supérieurs (9) précités sont entourés d'un couvercle supérieur (12) tandis que les cylindres inférieurs (1) précités et les brûleurs inférieurs (10)
précités sont entourés d'un couvercle inférieur (13).
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