LU84999A1 - Procede et dispositif de refroidissement de produits metalliques lamines - Google Patents

Description

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Procédé et dispositif de refroidissement de produits métalliques laminés.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de re-5 froidissement de produits métalliques, notamment de poutrelles, au cours du laminage.

Il est connu qu'on peut conférer des propriétés mécaniques particulières aux produits laminés en leur faisant subir un traitement 10 thermique spécial en cours et/ou en fin de laminage. Un de ces traitements thermiques, décrit p.ex. dans le brevet BE 824.100, consiste à soumettre le produit en mouvement, après la dernière passe de laminage, à une trempe superficielle suivie d'un auto-revenu. Ce procédé de trempe suivi d'un auto-revenu est couramment utilisé dans le 15 laminage de ronds à béton. Les tentatives d'appliquer le procédé à d'autres produits, tels que les poutrelles et les profilés, n'ont cependant jamais dépassé le stade d'essais au cours desquels il est apparu que la spécificité de ces produits nécessitait la mise au point d'un procédé spécial tenant compte de la forme géométrique des 20 produits à traiter ainsi que des conditions dans lesquelles ceux-ci sont élaborés. Un tel procédé a récemment été décrit dans la demande ' de brevet BE 6/47803 déposée le 31 mars 1983. Dans ce procédé on contrôle la distance entre le produit et le dispositif de refroidissement, et on la module de manière à la garder égale ou du moins la 25 plus proche possible d'une valeur prédéterminée, cette dernière pouvant être variable dans le temps. Dans une variante préférentielle, le contrôle de la distance est effectué de manière continue. Selon cette demande, on crée sur le pourtour de la section du produit métallique en : - 2 - , * mouvement, qui est dans le cas présent une poutrelle ou un profilé similaire, à la sortie de la dernière cage de laminage, un film d'eau maintenu en agitation par des jets d'eau laminaires provenant d'un certain nombre de caissons de refroidissement disposés autour 5 du produit. Pour l'application correcte et efficace du procédé de refroidissement utilisé, les caissons doivent être aptes à épouser la forme de la surface de la poutrelle de façon à créer un film d'eau d'une épaisseur de 10 à 20 mm.

10 La mise en oeuvre de ce procédé nécessite un équipement complexe et onéreux. D'un autre côté les nombreuses possibilités de traitement offertes par ce dispositif ne sont pas pleinement exploitables dans le cas de trains de laminage sur lesquels défilent des produits de sections très différentes.

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La présente invention a comme but de proposer un procédé simple et efficace qui évite les désavantages mentionnées ci-devant et qui est à même de soumettre des produits laminés du même type à une opération de trempe.

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Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, dans lequel on soumet les parties verticales du produit à l'action de jets d'eau laminaires et les parties horizontales en partie à l'action de jets d'eau laminaires et en partie à l'action d'une couche d'eau. Des va- 25 riantes d'exécution préférentielles du procédé et du dispositif pour sa mise en oeuvre, sont décrites dans les sous-revendications.

Etant donné que la section de la poutrelle peut fréquemment changer en cours de laminage on a prévu des caissons adaptables, capables de 30 garantir la constance de l'épaisseur du film d'eau. D'autre part la suspension des caissons supérieurs comporte un système d'ouverture rapide pour permettre de faire passer une poutrelle dont la section a été accidentellement déformée, sans qu'il y ait endommagement.

35 L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins qui se rapportent à un mode d'exécution possible.

• - 3 - i; m ; La figure 1 représente une vue en élévation du dispositif de refroi- ; dissement selon 1' invention.

La figure 2 montre une coupe selon la ligne II-II à travers le dis-5 positif représenté en figure 1.

La figure 3 montre un caisson-barrage conforme à l'invention.

La figure 4 montre une vue de dessus d'une variante d'un caisson de 10 refroidissement.

Sur les figures 1 et 2 on distingue la poutrelle 1 se déplaçant sur le train de rouleaux 2 dans le sens indiqué par la flèche F ainsi i que les caissons de refroidissement 3, 4 et 5 munis d'orifices sen-! 15 siblement cylindriques et équidistants sur les faces en regard du produit à refroidir. Toutes les lignes d'orifices sont légèrement inclinées par rapport à l'axe de laminage afin de garantir un refroidissement régulier sur le contour des profils laminés. Les cais-i sons de refroidissement extérieurs 5 sont montés sur les guides de 20 sortie 6, mobiles dans le sens perpendiculaire au sens de déplace-; ment des poutrelles. La hauteur de ces caissons doit dépasser le bord supérieur de la poutrelle 1. Il s'ensuit que l'eau déborde dans la chambre supérieure de la poutrelle refroidie par les caissons supérieurs 4. L'écartement de ces caissons 4 est réglable par les 25 écrous 7. En cours de fonctionnement l'écartement des caissons est maintenu par les ressorts 8 conférant aux caissons une certaine , flexibilité pour parer à d'éventuels mouvements de la section dans le sens transversal.

30 Une butée réglable 11 actionnée par un moteur 12 s'appuie contre un taquet 14 solidaire du bras 10 et permet un réglage en hauteur précis des caissons supérieurs 4. Les bras de suspension 10 pivotant dans le sens de déplacement des poutrelles assurent une certaine flexibilité dans le sens longitudinal, nécessaire pour éviter l'en-35 dommagement des caissons 4 dû à des défauts éventuels de l'âme et des ailes de la poutrelle, comme p.ex. des ondulations ou des soufflures. Les caissons peuvent en particulier s'éclipser complètement i 1 — 4 - i par actionnement du piston 9.

Les caissons de refroidissement inférieurs 3 sont prêmontés en dehors du train, l'écartement étant ajusté par des entretoises 13 5 choisies en fonction de la hauteur de la poutrelle à laminer. Ayant la forme et la fonction d'un guide, les caissons inférieurs sont rigides et possèdent la solidité nécessaire pour résister â des chocs provoqués par des contacts intempestifs avec le produit. La mise en place des caissons inférieurs se fait lors du changement des cylin-10 dres de laminage, pour passer d'un profil à un autre.

Le centrage de la poutrelle sur la table de rouleau est assuré par 2 paires de rouleaux de centrage, qui se trouvent â l'entrée et à la sortie de la rampe de refroidissement. Pour éviter des déplacements 15 transversaux du produit entre les deux ensembles de rouleaux de centrage la longueur d'une rampe sera de préférence limitée à 3 ou 3,5 m. Etant donné que pour des produits à section élevée on aura besoin de rampes plus longues pour avoir l'effet désiré, on installera plu-sieurs tronçons, chaque tronçon étant formé par les mêmes éléments 20 que ceux représentés aux figures 1 et 2. On augmentera la vitesse de défilement pour des produits à section plus faible. Pour une installation comportant deux tronçons de 3 m, les vitesses de défilement varient entre 0,5 et 4 m/s pour des poutrelles H, dont les dimensions sont comprises dans la gamme standard des poutrelles 25 européennes et américaines avec hauteur d'âme de 200 â 1000 mm.

On constate qu'en cours de fonctionnement la chambre supérieure de la poutrelle se remplit d'eau. Le film d'eau uniforme d'une épaisseur de 10 à 20 mm est interrompu entre les deux caissons 4 où se 30 forme une colonne d'eau d'une hauteur égale à la moitié de la largeur d'aile de la poutrelle. Pour éviter cette discontinuité susceptible d'entraîner un refroidissement non uniforme on peut assembler les caissons 4 par des entretoises identiques à celles qui maintien-w nent la distance entre les caissons inférieurs 3. L'expérience a 35 toutefois montré, qu'on peut renoncer aux entretoises entre les caissons de refroidissement supérieurs, l'homogénéité du refroidissement n'étant pas affectée par l'accumulation d'eau dans la chambre - 5 - supérieure. De même on a constaté que l’absence de jets laminaires sur les parties supérieures et inférieures de l’âme comprises entre les caissons 3 resp. 4, n'affecte pas les propriétés mécaniques visées par le traitement thermique envisagé, à condition que l'épais-5 seur totale des pièces intercalaires 13 resp. l'écartement des caissons 4 reste inférieure à 30% de la hauteur de l'âme. La dimension des caissons 3 et 4 n'est donc constante que pour une gamme restreinte de profils définie par les limites données ci-dessus. Pour augmenter l'écartement maximum permis de deux caissons, on peut leur 10 donner une une forme en créneaux (figure 4). Les 2 caissons d'une ’ même paire possèdent des saillies qui se pénètrent mutuellement lorsque l'épaisseur totale des pièces intercalaires 13 respectivement l'écartement des caissons 4 est faible. Pour des épaisseurs plus importantes, le refroidissement de la partie centrale de l'âme 15 diminue mais reste suffisant.

t Pour éviter l'entraînement de l'eau accumulée dans la chambre supé rieure et un refroidissement indésirable, au delà de la trempe superficielle, on ferme la chambre supérieure à l'aide d'un caisson 20 barrage disposé à la sortie de la rampe de refroidissement. Un tel caisson sans système de suspension et sans amenée d'eau et d'air, est représenté sur la figure 3. On y distingue la poutrelle 1 et le caisson 32 muni d'une fente continue 33 par laquelle on projette un jet d'eau dirigé dans le sens opposé au sens de défilement de 25 la poutrelle. Le jet agit en quelque sorte comme un joint et empêche l'eau de refroidissement d'être entraînée par la poutrelle. Le caisson-barrage 32 doit évidemment être changé pour chaque type de poutrelle.

Claims (12)

1. Procédé de refroidissement de produits métalliques, notamment de poutrelles, au cours du laminage, caractérisé en ce qu'on soumet 5 les parties verticales du produit à l'action de jets d'eau lami naires et les parties horizontales en partie à l'action de jets d'eau laminaires et en partie à l'action d'une couche d'eau.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet 10 au moins 70% de la surface du produit disposée horizontalement à l'action de jets d'eau laminaires.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on main tient au moins une partie de ladite couche d'eau à une épaisseur 15 comprise entre 10 et 20 mm.

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des reven dications 1 à 3 sur des poutrelles, comportant des rouleaux de guidage horizontal (2) sur lesquels s'appuient les ailes de la 20 poutrelle, des rouleaux de guidage vertical ainsi que des caissons de refroidissement de section rectangulaire (3, 4, 5) reliés à une source d'eau, caractérisé en ce que lesdits caissons sont ! munis d'orifices équidistants sur les faces en regard de la pou trelle (1), en ce que les caissons (5) servant à refroidir les 25 façes extérieures des ailes ont une hauteur totale au moins égale à celle des ailes, en ce que les caissons (3, 4) servant à refroidir les faces intérieur des ailes ainsi que l'âme ont leurs côtés verticaux qui couvrent pratiquement toute la surface des ailes et leurs côtés horizontaux qui couvrent une partie de la 30 surface de l'âme.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits côtés horizontaux des caissons (3, 4) couvrent ensemble au i moins 70% de la surface de l'âme. 35

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits côtés horizontaux des caissons (3,4) possèdent des créneaux - 2 - I A munis d'orifices équidistants, disposés de manière â ce que deux caissons d'une même paire puissent s'interpénétrer.

7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les 5 caissons de refroidissement (5) des faces extérieures des ailes sont disposés sur des guides de sortie (6) du train de laminage et en ce que la hauteur de ces caissons dépasse le bord supérieur du produit.

8. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les caissons (4) de refroidissement des faces intérieures des ailes ainsi que de la face supérieure de l'âme sont montés sous des bras (10) capables de pivoter dans le sens de laminage.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les bras (10) peuvent pivoter sous l'action d'un vérin (9).

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'inclinaison des bras (10) est ajustable à l'aide d'une butée (11), 20 qui s'appuie contre un taquet (14).

11. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'écartement des caissons de refroidissement des faces intérieures des ailes est réglé à l'aide d'écrous (7) et est maintenu par 25 des ressorts (8).

12. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les caissons de refroidisseriient des faces intérieures des ailes sont séparés par des entretoises (13).