LU85281A1 - Procede de refroidissement de produits metalliques et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

C 2240/8303.

- 1 - CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES, CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif-Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique) .

I i Procédé de refroidissement de produits métalliques et disposi- | tif pour sa mise en oeuvre.

! ! La présente invention a trait à un procédé de refroidissement de produits métalliques et elle décrit aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité.

Il est connu de l'homme de l'art que l'on soumet les produits métalliques à des traitements thermiques et que ceux-ci peuvent comporter une phase de refroidissement.

L'objet de la présente invention est relatif à une opération , de refroidissement tu cours de laquelle le produit est en tou- vement; celle-ci étant effectués par action d'eau ou d'autres fluides et considérée seule ou en combinaison avec d'autres traitements <5u produit et ce à cruel niveau que ce soit ce p l'élaboration ou dit croâuit.

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Toutefois, afin de présenter une description claire de la pré- j sente invention, la suite de l'exposé sera volontairement res- ! treinte au refroidissement de profilés par de l'eau sans li- ! miter pour autant le domaine d'application possible de la ! présente invention.

Lors des opérations de refroidissement d'un produit par sa mise en contact avec un fluide, on a constaté que pour assurer un refroidissement homogène de l'ensemble du produit au cours de son ; * défilement devant les dispositifs de refroidissement, il faut l [ d'une part que la distance entre l'élément à refroidir et le j dispositif délivrant le fluide de refroidissement soit petite j et d'autre part que cette distance soit la plus constante 1 possible pendant le passage du produit.

: î #1 ; î i I - ; | Les solutions proposées pour satisfaire les conditions ci- 1 dessus sont basées essentiellement sur des moyens physiques de guidage strict du produit. Il va de soi que ces moyens doivent être adaptés aux produits et de ce fait deviennent

Jji : ! fort coûteux, encombrants, ..., lorsqu'il s'agit de produits I! dont le poids par unité de longueur est grand, comme c'est le cas des poutres, poutrelles, rails ou autres profilés lourds.

Le procédé de la présente invention est mis en oeuvre par un dispositif qui ne possède pas les inconvénients précités.

Le procédé de refroidissement, objet de la présente invention, dans lequel un produit est en mouvement et défile devant un dispositif ce refroidissement, est essentiel;emsnt caractérisé en ce que l'on contrôle la distance entre le produit et le dispositif de refroidissement,appelée ci-après distance d, et que l'on module celle-ci de manière à la carder égale ou eu moins la plus proche possible d'une valeur prédéterminée ? appelée consigne, cette dernière pouvant être variable dans JP

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j ' le temps.

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Suivant une première modalité de réalisation du procédé de l'invention, le contrôle de la distance d est opéré en continu.

Suivant une autre modalité de réalisation du procédé, objet [ de la présente invention, le contrôle de la distance d corn- I ' | ' prend la mesure de celle-ci.

II Suivant encore une autre modalité de réalisation du procédé 1 de l'invention, le contrôle de la distance d a lieu par le i biais de la mesure de la pression d'eau dans l'espace compris entre le produit et le dispositif de refroidissement.

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I Suivant une quatrième modalité de réalisation du procédé de !| l'invention, la mesure de la distance d précitée est opérée , par un système solidaire du dispositif de refroidissement et qui entre en contact avec le produit.

! Suivant une cinquième modalité de réalisation du procédé de l'invention, le contrôle de la distance d a lieu par le biais d'une grandeur proportionnelle à l'effort exercé par le produit sur le dispositif de refroidissement ou vice-versa.

Suivant une modalité ce réalisation préférentielle du procédé de l'invention, on déplace le dispositif ce refroidissement de telle sorte qu'un ou des systèmes solidaires ce celui-ci, de préférence un ou des cylindres ,uns ou ces roulettes, un ou des bossages,.... ou combinaison de ceux-ci, prennent contact avec la surface du produit et cardent la même force d'appui, aux variations voulues et tolérées près, pendant toute l'opération de défilement du produit.

{j Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de

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fjy____ / - 4 - l'invention, le dispositif de refroidissement est déplacé par l'action de vérins et la mesure de la pression des fluides agissant dans les vérins est utilisée comme variable d'entrée dans le système de contrôle et de modulation de la distance d, de telle sorte que la force d'application du ou des éléments de contact sur le produit soit constante.

Suivant encore une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, la mesure de la pression d'eau de refroidissement est effectuée dans l'espace défini par la distance d, près de la paroi du dispositif de refroidissement et hors de l'espace directement influencé par la sortie de l'eau du dit dispositif.

Suivant une modalité de réalisation préférentielle du procédé de la présente invention, le produit est en mouvement et défile devant un dispositif de refroidissement, on déplace par l'action de vérins le dit dispositif jusqu'à obtenir le contact entre le produit et un ou des systèmes de contacts solidaires du dispositif de refroidissement de manière à définir la distance d, on mesure la pression d'eau dans l'espace ainsi défini par la distance d, de préférence en un endroit non directement influencé par le flux de l'eau vers le produit et/ou on mesure les pressions ces fluides agissant dans les vérins? on utilise un ou les deux types de mesures précitées comme variables d'entrée dans un système de contrôle afin de moduler la distance d, la garder constante au cours du temps et/ou égale à la consigne.

Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de refroidissement, objet ce la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte : fi - des movens Dour amener et délivrer un fluide de refroidi/ * . ‘ Γ*· - 5 - dissement, appelés moyens de refroidissement; - des moyens pour déplacer les moyens de refroidissement; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements précités en fonction des mouvements du produit gui passe dans le dispositif en question.

Suivant une première modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens pour amener et délivrer un fluide de refroidissement sont des boîtes de refroidissement appelées ci-après "boîtes", composées essentiellement d'un corps extérieur pourvu d'orifices par lèsquels le fluide sort.

Suivant une deuxième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les boîtes sont munies de systèmes qui ont pour fonction de prendre contact avec la surface du produit et de le garder en permanence ou non au cours du passage du produit.

Suivant une troisième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les systèmes précités en contact avec la surface du produit sont composés de roulettes, de cylindres, de bossages ou d'une combinaison de ceux-ci.

Suivant une autre modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les boîtes sont déplacées par des vérins et/ou des moteurs à vis sans fin.

Suivant encore une autre modalité de mise eu oeuvre eu dispositif de la présente invention, les moyens ce contrôle et de modulation des déplacements ces boîtes comprennent un système pour mesurer la pression du fluide de refroidissement dans l'espace compris entre les boîtes et le produit, défini “oar la distance d.

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Suivant une sixième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens de contrôle et de modulation du déplacement des boîtes comprennent la mesure de l'effort exercé par le produit sur les systèmes en contact avec sa surface, éventuellement par le biais de ceux-ci.

Suivant une septième modalité de mise en oeuvre du dispositif de la présente invention, les moyens de contrôle et i de modulation du déplacement des boîtes comprennent la I mesure de la pression des fluides moteurs dans les moyens ide déplacement des boîtes.

Suivant une modalité de réalisation préférentielle du dis- i ! positif de l'invention, celui-ci comprend : ! | - des boîtes de refroidissement en une ou plusieurs pièces; il! / celles-ci étant aptes à épouser la forme de la surface du produit à traiter, une surface du produit pouvant éventu-

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! ellement être traitée par plusieurs éléments des mêmes il ou de différentes boîtes; généralement ces boîtes sont disposées de manière à définir une espace sensiblement fermé dans lequel le produit passe; - des moyens destinés à entrer en contact avec la surface du produit à traiter; ceux-ci étant fixés sur les éléments constitutifs ces boîtes, préférentiellement ce sont des roulettes, cylindres, bossages,...

- des moyens moteurs tels que par exemple des vérins et/ou ces moteurs à vis sans fin; ceux-ci sont disposés de manière à déplacer les pièces constitutives ces boîtes et à les amener contre la surface eu produit qu'elles sont sensées traiter; - des capteurs destinés à mesurer la pression en un ou plusieurs endroits de l'espace défini entre les éléments lj constitutifs des boîtes et la surface correspondants du "V _____ - 7 - produit à traiter; - des capteurs destinés à mesurer les efforts exercés par le produit aux points de contact avec les boîtes et/ou des capteurs mesurant la pression des fluides agissant pour déplacer les éléments constitutifs des boîtes; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements des éléments constitutifs des boîtes; ceux-ci sont régulés | » par les données recueillies par les capteurs précités.

j Suivant une autre modalité de réalisation du dispositif de la présente invention, les moyens de refroidissement com-; prennent des boîtes de refroidissement, une boîte destinée j à traiter une surface sensiblement concave étant formée d'au moins deux éléments, la séparation des éléments précités est définie par une fente de forme quelconque, de préférence j non parallèle mais oblique par rapport à un axe longitudinal | de symétrie de la surface à traiter.

Suivant une autre modalité de réalisation préférentielle de [ > la modalité précédente, la surface à traiter est celle d'un profilé dont la section a la forme d'un I, les surfaces concaves sont deux formes en ü et la boîte se compose de deux éléments dont l'association reproduit une forme en U pouvant s'emboîter dans celle du profilé, ces deux éléments étant sépares par une fente rectiligne et oblique par rapport à l'axe longitudinal du profilé.

Cette particularité de construction des boîtes permet de supprimer toute inhcncré:, Cité es traitement thermique eue à la présence d'un espace entre les éléments constitutifs ces j. boîtes de refroidissement.

De la sorte, on peut effectuer le refreidisssraent ce l'âme d'un profile de manière homogène sur la largeur tout en per-j mettant le déplacement latéral des boîtes de refroidissement.

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La figure 1 présente à titre d'exemple non limitatif une réalisation du dispositif mettant en oeuvre le procédé de la présente invention.

On y distingue le produit (1) à traiter, les éléments (2) (3) (4) (5) (6) (7) constitutifs des boîtes de refroidissement, les vérins (8) (9) agissant respectivement sur les éléments (2) (3) , les vérins (10) (11) agissent respectivement sur les systèmes formés d'une part par les éléments (4) (5) et [ les vérins (12) (13) et d'autre part les éléments (6) (7) et les vérins (14) (15).

I La figure 2 représente dans une vue en élévation une boîte de refroidissement formée de deux éléments et la figure 3 la représente vue en plan.

On distingue sur les deux figures précitées la surface concave (1) à traiter appartenant au produit (2), les deux éléments (3) i (4) constitutifs de la boîte de refroidissement, la fente Ion- i fi gitudinale (5), les points d'appui (6) (7) (8) (9) des éléments sur le produit.

: La figure 4 représente un élément de contact (1) entre la boîte de refroidissement (2) et la surface (3) du produit à traiter. Dans cet exemole, l'élément de contact (1) comorend un galet (4)

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Claims (17)

1. Procédé de refroidissement de produits métalliques, dans I lequel un produit est en mouvement et défile devant un dis- à I positif de refroidissement, caractérisé en ce que l'on con- I · trôle la distance entre le produit et le dispositif de refroi- ! dissement, appelée ci-après distance d, et en ce que l'on module celle-ci de manière à la garder égale ou du moins la plus proche possible d'une valeur prédéterminée appelée consigne, cette dernière pouvant être variable dans le temps.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que I le contrôle de la distance d est opéré en continu. i;

3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le contrôle de la distance d comprend la mesure de celle-ci.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contrôle de la distance d a lieu par le biais de la mesure de la pression d'eau dans l'espace compris entre le produit et le dispositif de refroidissement. 5. procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la mesure de la distance d est opérée par un système solidaire du dispositif de refroidissement et qui entre en contact avec le produit.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce aue le contrôle de is diST-snce d a lieu car le biais d'une c"a"da.* proporcionnelle a l'effort exercé par le produit sur le disoc— sitif de refroidissement ou vice-versa.

7. Procédé suivant les revendications 5 ou 6, caractérisé en i ce qu'on oeplace le dispositif de refroidissement de telle sorte ·>> Î qu'un ou des systèmes solidaires de celui-ci, de préférence un oî des cylindres, une ou des roulettes, un ou des bossages, ... </U combinaison de ceux-ci, prennent contact avec la surface du produit et gardent la même force d'appui, aux variations voulues et tolérées près, pendant toute l'opération de défilement du produit.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'on déplace le dispositif de refroidis-semefjt par l'action de vérins et en ce qu'on utilise la mesure de 1ô pression des fluides agissant dans les vérins comme variable d'entrée dans le système de contrôle et de modulation de la distance d, de telle sorte que la force d'application du ou des éléments de contact sur le produit soit constante. I v-f I ÆL· i 9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, * caractérisé en ce qu'on mesure la pression de l'eau de refroi dissement dans l'espace défini par la distance d, près de la paroi du dispositif de refroidissement et hors de l'espace di-< rectement influence par la sortie de l'eau du dit dispositif. . 10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, j dans lequel le produit est en mouvement et défile devant un fisp'isit if de refroidissement, caractérisé en ce qu'on déplace. _?ar l'action de vérins le oit dispositif jusqu'à obtenir le sont .-»et entre le produit et un ou des systèmes de contacts solidaires du dispositif ce refroidissement de manière à définir la distance a; en ce qu'on mesure la pression c 'eau dans l'espace ai-’-si défini par la distance d, do préférence en un endroit non directement influencé par le flux de l'eau vers le produit et/ou en ce qu'on mesure les pressions des fluides agissant dans les vér-ns; en ce qo ' on utilise un ou les ceux types de masure précitées comme variables d'entrée dans un système de contrôle afin de moduler la distance d, la garder constante au cours du i * * » - 11 - temps et/ou égale à la consigne.

11. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de refroidissement suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens pour amener et délivrer un fluide de refroidissement, appelés moyens de refroidissement; - des moyens pour déplacer les moyens de refroidissement; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements précités en fonction des mouvements du produit qui passe dans le dispositif en question.

12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce * que les moyens pour amener et délivrer un fluide de refro idisse- ment sont des boîtes de refroidissement appelées ci-après "boîtes", composées essentiellement d'un corps extérieur pourvu d'orifices par lesquels le fluide sort.

13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les boîtes sont munies de systèmes qui ont pour fonction de prendre contact avec la surface du produit et de le garder en permanence ou non au cours du passage du produit.

14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les systèmes précités en contact avec la surface du produit sont composés de roulettes, de cylindres, de bossages ou d'une combinaison de ceux-ci.

15. Dispositif suivant l'une ou l'autre ces revendications 11 à 14, caractérisé en ce que les boîtes sont déplacées par des vérins et/ou des moteurs à vis sans fin. p.6. Dispositif suivant l'une ou l'autre ces .revendications 11 à % *'S Μ - 12 - * * 15, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de modulation des déplacements des boîtes comprennent un système pour mesurer la pression du fluide de refroidissement dans l'espace compris entre les boîtes et le produit, défini par la distance d.

17. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 11 à u 16, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de modulation du déplacement des boîtes comprennent la mesure de l'effort exercé par le produit sur les systèmes en contact avec sa surface, éventuellement par le biais de ceux-ci.

18. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que les moyens de contrôle et de modulation du déplacement des boîtes comprennent la mesure de la pression des fluides moteurs dans les moyens de déplacement des boîtes.

19. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que celui-ci comprend : - des boîtes de refroidissement en une ou plusieurs pièces; celles-ci étant aptes à épouser la forme de la surface du produit à traiter, une surface du produit pouvant éventuellement être traitée par plusieurs éléments des mêmes ou ce différentes boîtes; généralement ces boîtes sont disposées de manière à définir un espace sensiblement fermé dans lequel le produit passe; - des moyens destinés à entrer en contact avec la surrace gu produit è traiter; ceux-ci étant fixés sur les éléments constitutifs des boîtes, préférentiellement ce sont des roulettes, cylindres, bossages... *· des moyens moteurs tels que par exemple des vérins et/ou oes Jf moteurs à vis sans fin; ceux-ci sont disposés de manière à ï> jL- •à «« - 13 - déplacer les pièces constitutives des boîtes et à les amener contre la surface du produit qu'elles sont sensées tiaLter? - des capteurs destinés à mesurer la pression en un ou plusieurs endroits de l'espace défini entre les éléments constitutifs des boîtes et la surface correspondante du produit à traiter; - des capteurs destinés à mesurer les efforts exercés par le produit aux points de contact avec les boîtes et/ou des capteurs mesurant la pression des fluides agissant pour déplacer les éléments constitutifs des boîtes; - des moyens de contrôle et de modulation des déplacements des éléments constitutifs des boîtes; ceux-ci sont régulés par les données recueillies par les capteurs précités.

20. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 11 à 19, caractérisé en ce que les moyens.de refroidissement comprennent des boîtes de refroidissement, en ce qu'une boîte destinée à traiter une surface sensiblement concave est formée d'au moins deux éléments et en ce que la séparation des éléments précités est définie par une fente de forme quelconque, ce préférence non parallèle#mais oblique par rapport à un axe longitudinal de symétrie de la surface à traiter.

21. Dispositif suivant la revendication 20, apte à traiter la - surface d'un profilé dont la section a la forme d'un I, les sur faces concaves étant ceux formes en U, caractérisé en ce que la boîte se compose de deux éléments dont l'association reproduit une forme en ü pouvant s'emboîter cars celle eu profilé, et en ce que ces ceux éléments sont séparés par une fente rectiligne et oblique par rapport à l'axe loncitudinal du profilé. y -, ' Ύ