LU87018A1 - Dispositif de refroidissement de produits filiformes - Google Patents

Description

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' .--..A. j _ ‘Z-f. S. ri LL Ar % r)*J·. RG

v< . ’ . -·. " l - Monsieur le Ministre de l'Économie et des Classes Moyennes *....... "”lv ‘ .......................... 55^»^ Service de la Propriété Intellectuelle ,

, ~ ^%3§ LUXEMBOURG

D ernande de Brevet d? In vent ion.

- A&’ , I. Requête ARBED S.A.

Avenue.....3ë......la.....Lïbeft e",.....Γ'-......293 0‘TÜXEMBWRG............................................................. ......... 1 représentée par Messieurs NEYEN René, ingénieur _ ......................................................................................................................LE.1I.Z.....Paul..,.....ingénieur..................................................................

déposent) ce neuf octobre 1900 quatre-vingt-sept______________________________________ (3) à ...................heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente reauête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ................................................................................1.................................................................................-.....................................................-..................................m

Dispositif de refroidissement de produits filiformes ...............__ 2. la délégation de pouvoir, datée de Luxembourg........................ le 8 octobre 198/ 3. la description en langue ...français e..................................de l’invention en deux exemplaires; 4.............................planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 9 octobre 1987 déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) ïnventeur(s) est (sont) : ............................................................................................................................................—________________________________ __________________________________________________ /5) (voir désignation de l'inventeur) revendiçue(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6).............................................................................................déposée(s) en (7)________________________________________________________________________________________________ le ...............................................................................................................................................................................................................................................{3) au nom de..................................................................................................................................................._................................................................... (9) éli i(élisent) pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg____________________ ARBED.....&r.A., A.C.,......Case Postale 1802 , L - 2950 LUXEMBOURG _____(10j sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à_______.18._______________ ___________________mois. (11)

Le ...m.anda.tai.x.e..............-....................

............................-.....

N eV en René Π. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle à Luxembourg, en date du : ' * Pr. le Ministre | £- * $ er ^ Y«. 'c - I \j0 â.........Λ »........heures / £/ ^r\ de l’Economie epfîes Classes Moyennes, 2>vc .... AÄ • * . ψ' ! .

* A 830 *

Demande de brevet Déposant : ARBED S.A.

Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG

Dispositif de refroidissement de produits filiformes - 1 - w i .

Dispositif de refroidissement de produits filiformes L’invention concerne un dispositif de refroidissement par air de produits filiformes déposés sous forme d'un ruban de spires sur un 0 5 convoyeur horizontal se déplaçant devant des tuyères situées en-dessous de celui-ci. Les tuyères sont alimentées en groupes par des ventilateurs puissants.

La ligne de refroidissement la plus courante de ce type est la ligne 10 dite Stelmor dans laquelle les spires du fil sont déplacées par des rouleaux entraînés par moteur. Entre les rouleaux sont disposées les embouchures des tuyères. La section des embouchures est choisie avant tout en fonction de la quantité de métal en regard à refroidir. Ainsi aux deux bords du ruban, où le recouvrement des spires 15 est important, la section est élevée alors qu'au centre elle est réduite. Le nombre, la section, l'inclinaison et la disposition exacte des tuyères a été déterminée par des essais empiriques. Notons pour mémoire qu'une ligne Stelmor a une longueur de quelque cinquante mètres et comprend des tuyères alimentées par une ving-20 taine de ventilateurs dont la puissance totale dépasse le demi MW.

Un refroidissement uniforme des spires est essentiel pour obtenir un fil de qualité homogène, adapté a un tréfilage subséquent. En plus, comme la vitesse de refroidissement influence directement les trans-25 formations de la microstructure de l'acier, un contrôle précis de celle-ci permet d'obtenir les propriétés mécaniques désirées, sans traitement thermique supplémentaire. A cet effet il s'impose de tenir compte de la vitesse du convoyeur et de celle de l'air de refroidissement, de la température de dépose et de celle de l'air, - 2 - F.

du diamètre du fil, de la composition de l'acier etc. En outre, le refroidissement du fil se fait par convection et par rayonnement. La perte de température par rayonnement varie fortement le long de la ligne: elle est élevée derrière le déposeur de spires où celles-ci 5 possèdent une température de quelque 800 °C, pour devenir négligeable vers la fin de la ligne. Le rayonnement thermique des spires est non seulement fonction de la température de dépose, mais également du pouvoir de réflexion thermique du milieu en regard et en particulier de la densité de dépose; pour des segments de spires très 10 rapprochés, le rayonnement chute rapidement. Donc ces variations locales dans le refroidissement "naturel" des spires devraient, dans les limites du possible, également être compensées par le refroidissement par convection.

15 Les lignes de refroidissement existantes sont peu satisfaisantes aussi bien d'un point de vue de l'uniformité du refroidissement que de celui de son efficacité.

La présente invention a comme but de créer une ligne de refroidisse-20 ment évitant les désavantages énumérés plus haut et assurant un refroidissement sélectif du fil, en vue d'aboutir à une température homogène. Ce but est atteint par la ligne selon l'invention, telle que caractérisée dans la revendication 1. Des variantes d'exécution préférentielles sont exposées dans les revendications dépendantes.

25 L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de dessins schématiques. Il a été représenté en - Fig. 1 une vue de dessus sur une partie d'un lit de refroidissement connu et en 30 - Fig. 2 une coupe transversale à travers un lit selon l'invention.

On distingue en Fig. 1 une partie d'un lit de refroidissement sur lequel les spires du fil 1 sont déplacées par les rouleaux 2 en acier réfractaire. Les moteurs d'entraînement situés dans le prolon-35 gement des rouleaux 2, n’ont pas été représentés. Les rouleaux, d'une longueur proche d'un mètre, sont supportés par une dalle en béton réfractaire dans laquelle sont disposées les tuyères et ' ' - 3 - r, .

en-dessous de laquelle sont placés les systèmes d’alimentation en air de tuyères. Les ventilateurs sont commandés en fonction des conditions atmosphériques, de sorte à garder constant la capacité de refroidissement du lit. Légèrement en-dessous du plan défini par les 5 axes des rouleaux, se trouvent les embouchures 3 des tuyères. On remarque la prépondérance des sections des embouchures vers les deux côtés du ruban, de manière a adapter la capacité de refroidissement de l'installation à la densité des spires.

10 La vitesse de l'air à la sortie des tuyères inférieures vaut quelque 50 m/sec. Des essais approfondis ont montré que ces masses d'air primaires entraînent par viscosité des masses d'air secondaires, qui ont une action refroidissante appréciable. D'un autre côté, par suite de la vitesse élevée des jets d'air primaire, il se crée des 15 gradients de vitesse élevés. Les turbulences qui en résultent ont en majorité leurs centres au-dessus et aux bords du ruban de spires et sont trop faibles pour contribuer efficacement au refroidissement du fil.

20 Les réflexions a la base de l'invention partent de l'idée que pour augmenter les possibilités de refroidissement et pour les adapter localement au profil de refroidissement exigé, il ne faut pas soumettre un unique côté du ruban de spires à un flux puissant de gaz, mais il faut souffler des deux côtés du ruban. Loin de diminuer les 25 capacités de refroidissement par freinage mutuel des jets d'air, il s'est avéré qu'une telle manière de procéder les augmente notablement, notamment par une accélération des masses d'air secondaires. En outre comme les jets supérieurs influencent l'intensité de refroidissement de la partie centrale du ruban, on a a sa disposi-30 tion un paramètre de variation supplémentaire, pour réaliser un profil de refroidissement latéral homogène.

Selon l'invention on dispose de manière centrale, à faible distance au-dessus du lit, une ou plusieurs structures creuses allongées, ou 35 ponctuelles qui fournissent sur toute leur longueur ou uniquement en des endroits discrets, des jets d'air en direction des spires. Cette structure est alimentée par un ventilateur et la vitesse des jets f , - 4 - % « * d’air vaut au départ quelque 50 m/sec. Le débit d’air total est au moins quatre fois plus faible que celui fourni par les tuyères inférieures. La structure peut s'étendre sur toute la longueur de la ligne ou bien être limitée à des endroits où un refroidissement 5 rapide et précis du fil est essentiel.

En Fig. 2 on a représenté une telle structure creuse, située à quelque 0,7 m au-dessus du ruban de fil et constituée par un caisson 20

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d’une section de 0,1 m et d’une longueur de 2 m. Le côté du caisson 10 en regard du ruban de fil comporte des trous d’un diamètre de quelque 10 cm, à travers lesquels l’air est soufflé sur le fil. Le caisson 20 est alimenté par l’intermédiaire d'un conduit 22 relié au conduit principal 23 de section élevée, qui est directement mis sous pression par le ventilateur (non représenté). Un tel conduit princi-15 pal 23 alimente plusieurs caissons 20 disposés à faible distance les uns derrière les autres; la forme des embouchures et le débit de soufflage sont avantageusement déterminés à l'aide d'essais. Une fois les modalités optimales de soufflage arrêtées, elle peuvent être surveillées par l'intermédiaire de capteurs de pression situés 20 dans les caissons 20 et commandant le degré d'ouverture de vannes 24.

Au lieu d'un caisson, ont peut choisir un tube; les trous peuvent être remplacés par des fentes ou autres embouchures de forme ob-25 longue. Notons qu'il y a lieu de limiter au maximum la surface en regard du ruban de fil pour ne pas freiner les pertes de chaleur par rayonnement. On distingue en outre sur cette Fig. 2 les côtés latéraux 26 et le fond 27 du lit de refroidissement ainsi que la cavité 28 guidant l'air aux embouchures 3. La figure se rapporte à un 30 endroit du lit ne comportant que des embouchures latérales —p.ex. au niveau de la référence 4 en Fig. 1—. Le niveau auquel se trouve le ruban de fil est marqué par un trait rêpêrê par la référence 25; les rouleaux 2 tout comme les structures de support du caisson 20 n'ont pas été représentés.

La déviation du jet d'air secondaire, due à la présence du fond du lit 27 est accompagnée d'une décélération de l'air et par suite d'une réduction de l'efficacité. Cet effet néfaste peut être diminué 35 f - 5 - *

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en éloignant cette zone de freinage du niveau des spires, p.ex. en prévoyant une cavité 29 en forme de V dans le fond du lit.

A côté de la possibilité de disposer des caissons l'un derrière 5 l'autre et de les alimenter en parallèle, on peut choisir une unique structure allongée, s'étendant sur toute la longueur prévue pour un soufflage supérieur. Dans ce cas, il y a avantage de relier les deux côtés à une alimentation en air; de plus il faut monter dans cette structure des déflecteurs, des chicanes et des vannes égalisatrices 10 de pression pour assurer le soufflage de masses d'air comparables sur toute la longueur de la structure.

Au * lieu de refroidir avec de l'air, on peut également prendre de l'azote ou n'importe quel autre gaz, éventuellement chargé de 15 particules d'eau pour augmenter son effet refroidissant.

Une particularité de l'invention consiste dans la possibilité de pouvoir mettre en oeuvre un soufflage pulsé; celui-ci combine les avantages que possède le soufflage doux -excellent échange thermique 20 entre le milieu refroidissant et l'objet a refroidir- et le soufflage dur -excellente évacuation des calories-. Par suite des puissances mises en oeuvre il est assez délicat de moduler le flux de masses d'air primaire traversant le ruban de spires. Les vibrations risquent de causer des dégâts, sans oublier les effets 25 néfastes des phénomènes de résonance. Le soufflage supérieur par contre, qui met en oeuvre des puissances nettement plus faibles, s'offre à une modulation en intensité et en direction.

Claims (8)

1. Dispositif de refroidissement par gaz de produits filiformes déposés sous forme d'un ruban de spires sur un convoyeur con- 5 stitué par des rouleaux a axes parallèles entraînés par moteur et comportant une multitude de tuyères qui peuvent avoir différentes sections d'embouchure, disposées entre les rouleaux, les tuyères étant alimentées par des ventilateurs, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure creuse allongée, parallèle au 10 ruban de spires, disposée de manière centrale au-dessus du ruban, à une distance comparable a la largeur des rouleaux, en ce que la structure creuse est munie du côté en regard des spires d'au moins une ouverture et en ce que la structure creuse est reliée à une source de gaz sous pression. 15

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure creuse a une section arrondie.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 20 structure creuse a une section rectangulaire.

4. Dispositif selon une des revendications 1 è 3, caractérisé en ce qu'il comporte plusieures structures, coaxiales, disposées l'une derrière l'autre et alimentées en parallèle. 25

5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intérieur de la structure creuse est pourvu de vannes et de chicanes.

6. Dispositif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une des ouvertures, dont est munie la structure creuse, est une fente.

7. Dispositif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce 35 qu'au moins une des ouvertures a une section arrondie.

8. Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu une cavité, sensiblement en forme de V, en-dessous du convoyeur et en regard de la structure creuse.