Dispositif de refroidissement de produits en acier laminés.
La présente invention est relative à un dispositif de refroidissement de produits en acier laminés, applicable aussi bien aux ronds à béton, au fil machine, aux barres de section circulaire ou non, tous produits ci-après repris sous le vocable de "ronds", qu'aux profilés constitués, soit essentiellement d'un fer plat, soit de plusieurs plats solidarisés entre eux, le vocable de "profilés" englobant également les laminés tels que les largets et même les tôles.
Les principales qualités que les utilisateurs
.réclament des produits en acier laminés tels que les ronds <EMI ID=1.1> possible pour la nuance d'acier utilisée ainsi que, suivant
le cas et l'usage auquel le produit est destiné, une résistance à la fatigue, une ductilité, une soudabilité voire même une tréfilabilité satisfaisante.
A cette fin, le demandeur a déjà préconisé de soumettre le produit laminé, dès sa sortie de la cage finisseuse du laminoir, à un refroidissement approprié au moyen d'un fluide, de telle façon que l'on réalise une trempe martensitique et/ou bainitique de la couche superficielle du produit; en outre, il convient qu'à la sortie de la zone de refroidissement par le fluide, la partie non trempée du produit laminé se trouve à une température suffisante pour permettre, lors d'un séjour ultérieur à l'air, de réaliser un revenu de la couche superficielle de martensite et/ou de bainite. Le fluide de refroidissement utilisé est généralement de l'eau, avec ou sans additifs habituels, des solutions aqueuses de sels minéraux, etc...
Dans le cas d'aciers semi-calmés, (avec par exemple C = 0,15 %, Mn = 1,10 %), un tel traitement effectué sur des ronds crénelés de 20 mm de diamètre avec les dispositifs connus actuellement prend un temps de l'ordre de 1,20 seconde. Si la vitesse de sortie de tels ronds est de l'ordre de 15 m/sec, la longueur à consacrer à ce refroidissement sera de l'ordre de 18 mètres. Les installations actuelles ne permettent pas de disposer d'une telle longueur et on se trouve donc dans la nécessité d'augmenter l'efficacité du refroidissement si on veut pouvoir soumettre les produits à un tel traitement.
La présente invention a pour objet un dispositif particulièrement intéressant à ce sujet, parce qu'il possède un pouvoir refroidisseur très élevé.
Pour augmenter le pouvoir refroidisseur des injecteurs à l'eau, on a déjà préconisé de projeter l'eau sur
le produit à refroidir à des vitesses très élevées, supérieures à celle du son. Dans certains cas, avec de tels injecteurs,
on a obtenu des résultats satisfaisants, mais généralement on obtient un refroidissement irrégulier et très difficile à contrôler. Par contre, le promoteur de la présente invention
a fait la constatation inattendue qu'en projetant sur le produit à refroidir de l'eau sortant de l'injecteur à une vitesse correspondant à un régime laminaire, on obtient un refroidissement très rapide et très énergique. Le dispositif de refroidissement, ou injecteur, proposé par le demandeur, est un appareil d'une construction permettant d'obtenir un écoulement du liquide de refroidissement en régime laminaire, dans les conditions normales d'utilisation.
Le dispositif, objet de la présente invention, de refroidissement des produits en acier laminés sortant de
la cage finisseuse d'un laminoir est essentiellement caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enceinte pourvue de moyens d'alimentation en liquide refroidisseur, par exemple
de l'eau, et d'au moins un orifice de sortie en forme de fente, en ce que chaque circuit parcouru par le liquide de refroidissement dans la dite enceinte comporte au moins un tronçon dit chicane, dont la configuration impose au liquide de refroidissement plusieurs changements de directions successifs, en ce que la longueur totale de la chicane et les dimensions du passage de fluide sont telles que le régime d'écoulement du liquide de refroidissement à travers le dispositif soit laminaire.
Suivant une modalité constructive de l'invention, les injecteurs sont avantageusement distribués radialement autour d'une zone dite zone centrale. Cette distribution radiale permet une répartition spatiale uniforme et dense des injecteurs tout autour et tout au long des produits, par exemple des ronds à refroidir.
Dans une autre modalité constructive de l'invention, plus particulièrement adaptée au cas du traitement des
<EMI ID=2.1> injecteurs du type décrit ci-dessus avec leurs fentes de sortie du liquide refroidisseur parallèles les unes aux autres, sensiblement dans un même plan.
Suivant une autre modalité constructive de l' invention, l'orifice de sortie de chaque injecteur tourné vers les produits à traiter se situe à une distance optimale pour le refroidissement de ces produits.
Il ne sort évidemment pas du cadre de la présente invention, d'utiliser plusieurs dispositifs ou rampes
de refroidissement semblables à celui décrit ci-dessus, disposés à la suite l'un de l'autre à la sortie de la cage finisseuse d'un laminoir, sur la longueur disponible. Les longueurs de ces rampes de refroidissement peuvent être naturellement différentes l'une de l'autre et choisies en fonction de l' installation utilisée et de l'objectif poursuivi.
La figure ci-annexée est donnée à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la présente invention; elle représente une coupe transversale du dispositif ou rampe de refroidissement conforme à la présente invention, montrant de façon schématique une forme particulière des chicanes disposées à l'intérieur d'un injecteur.
Sur cette figure, l'enceinte délimitée par son enveloppe (1) est alimentée en liquide de refroidissement par les buselures (2) et (2'); à l'intérieur de l'enceinte sont disposées des chicanes dont les éléments (3), (4), (5), (3'),
(4') et (5') obligent le liquide à des changements successifs de direction avant d'atteindre le tronçon rectiligne précé-
<EMI ID=3.1>
injecteur, le liquide s'écoule en régime laminaire.
Dans une variante particulière du dispositif de l'invention, le tronçon rectiligne précédant la fentc de sor-
<EMI ID=4.1>
sens de la circulation du liquide, pour encore mieux assurer ¯ le régime laminaire du jet. Un tel élément est représenté en
(8) sur la figure.
REVENDICATIONS
1. Dispositif de refroidissement des produits en acier laminés, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enceinte pourvue de moyens d'alimentation en liquide refroidisseur, par exemple de l'eau,et d'au moins un orifice de sortie en forme de fente, en ce que chaque circuit parcouru par le liquide de refroidissement dans la dite enceinte comporte au moins un tronçon dit chicane, dont la configuration impose au liquide de refroidissement plusieurs changements de direction successifs, en ce que la longueur totale de la chicane et les dimensions du passage du fluide sont telles que le régime d'écoulement du liquide de refroidissement à-travers le dispositif soit laminaire.
Device for cooling rolled steel products.
The present invention relates to a device for cooling rolled steel products, applicable both to reinforcing bars, to wire rod, to bars of circular section or not, all products hereinafter referred to as "rounds", than to profiles consisting either essentially of a flat iron or of several plates joined together, the term "profiles" also including laminates such as beams and even sheets.
The main qualities that users
.Reclaim rolled steel products such as round <EMI ID = 1.1> possible for the steel grade used as well as, following
the case and use for which the product is intended, fatigue resistance, ductility, weldability or even satisfactory drawing.
To this end, the applicant has already recommended subjecting the rolled product, as it leaves the finishing stand of the rolling mill, to appropriate cooling by means of a fluid, so that martensitic quenching and / or bainitic of the surface layer of the product; in addition, it is appropriate that at the outlet of the cooling zone by the fluid, the unhardened part of the rolled product is at a temperature sufficient to allow, during a subsequent stay in air, to achieve tempering of the surface layer of martensite and / or bainite. The cooling fluid used is generally water, with or without the usual additives, aqueous solutions of mineral salts, etc.
In the case of semi-calmed steels (with for example C = 0.15%, Mn = 1.10%), such a treatment carried out on crenellated rounds of 20 mm in diameter with the devices currently known takes a time of the order of 1.20 seconds. If the exit speed of such rounds is of the order of 15 m / sec, the length to be devoted to this cooling will be of the order of 18 meters. Current installations do not make it possible to have such a length and there is therefore a need to increase the cooling efficiency if we want to be able to subject the products to such a treatment.
The subject of the present invention is a device which is particularly advantageous in this regard, because it has a very high cooling capacity.
To increase the cooling power of the water injectors, it has already been recommended to spray water on
the product to be cooled at very high speeds, greater than that of sound. In some cases, with such injectors,
Satisfactory results have been obtained, but generally an irregular cooling is obtained which is very difficult to control. On the other hand, the promoter of the present invention
made the unexpected observation that by projecting on the product to be cooled water leaving the injector at a speed corresponding to a laminar regime, a very rapid and very vigorous cooling is obtained. The cooling device, or injector, proposed by the applicant, is an apparatus of a construction making it possible to obtain a flow of the cooling liquid in laminar regime, under normal conditions of use.
The device, object of the present invention, for cooling the rolled steel products coming out of
the finishing stand of a rolling mill is essentially characterized in that it consists of an enclosure provided with cooling liquid supply means, for example
water, and at least one slot-shaped outlet orifice, in that each circuit traversed by the cooling liquid in said enclosure comprises at least one section called baffle, the configuration of which imposes on the cooling liquid several successive changes of direction, in that the total length of the baffle and the dimensions of the fluid passage are such that the flow regime of the coolant through the device is laminar.
According to a construction method of the invention, the injectors are advantageously distributed radially around a zone called the central zone. This radial distribution allows a uniform and dense spatial distribution of the injectors all around and throughout the products, for example rounds to be cooled.
In another constructive modality of the invention, more particularly suited to the case of the treatment of
<EMI ID = 2.1> injectors of the type described above with their coolant liquid outlet slots parallel to each other, substantially in the same plane.
According to another constructive modality of the invention, the outlet orifice of each injector facing the products to be treated is located at an optimum distance for cooling these products.
It obviously does not depart from the scope of the present invention to use several devices or ramps
cooling systems similar to that described above, arranged one after the other at the outlet of the finishing stand of a rolling mill, over the available length. The lengths of these cooling ramps can naturally be different from each other and chosen according to the installation used and the objective pursued.
The attached figure is given by way of non-limiting example, in order to make the object of the present invention fully understood; it represents a cross section of the cooling device or ramp in accordance with the present invention, schematically showing a particular shape of the baffles arranged inside an injector.
In this figure, the enclosure delimited by its casing (1) is supplied with cooling liquid by the nozzles (2) and (2 '); inside the enclosure are arranged baffles including elements (3), (4), (5), (3 '),
(4 ') and (5') force the liquid to make successive changes of direction before reaching the straight section above.
<EMI ID = 3.1>
injector, the liquid flows in laminar regime.
In a particular variant of the device of the invention, the rectilinear section preceding the exit slot
<EMI ID = 4.1>
direction of the flow of the liquid, to ensure even better the laminar regime of the jet. Such an element is represented in
(8) in the figure.
CLAIMS
1. Device for cooling rolled steel products, characterized in that it consists of an enclosure provided with cooling liquid supply means, for example water, and at least one outlet orifice in slot shape, in that each circuit traversed by the cooling liquid in said enclosure comprises at least one so-called baffle section, the configuration of which imposes on the cooling liquid several successive changes of direction, in that the total length of the baffle and the dimensions of the fluid passage are such that the flow rate of the coolant through the device is laminar.