FR2499591A1

FR2499591A1 - DEVICE FOR QUICK COOLING AND CONTROLLED IN AN ANNEAL OR REDUCING ATMOSPHERE OVEN

Info

Publication number: FR2499591A1
Application number: FR8102744A
Authority: FR
Inventors: Robert Wang
Original assignee: Stein Heurtey SA
Current assignee: Fives Stein SA
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1982-08-13
Also published as: DE58607T1; DE3261651D1; EP0058607B1; EP0058607A1; FR2499591B1

Abstract

DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT RAPIDE ET CONTROLE D'UNE BANDE METALLIQUE DANS UN FOUR DE RECUIT EN ATMOSPHERE NEUTRE OU REDUCTRICE, QUI COMPREND UNE SERIE DE ROULEAUX REFROIDIS PAR CIRCULATION DE LIQUIDE ET SUR LESQUELS S'APPLIQUE LA BANDE EN DEFILEMENT CONTINU, CE DISPOSITIF ETANT CARACTERISE EN CE QUE LESDITS ROULEAUX 14 ONT UNE POSITION FIXE DE MANIERE QUE LA LONGUEUR DE L'ARC D'ENROULEMENT DE LA BANDE 10 SUR LES ROULEAUX NE VARIE PAS AU COURS DU REFROIDISSEMENT, ET EN CE QU'ON PREVOIT, EN REGARD DE CHAQUE ROULEAU, UN MOYEN DE SOUFFLAGE PAR JETS DE GAZ DE FACON A PROJETER UN JET GAZEUX 20 PERPENDICULAIREMENT A LA BANDE.DEVICE FOR RAPID COOLING AND CONTROL OF A METAL BAND IN AN ANCURING OVEN IN A NEUTRAL OR REDUCING ATMOSPHERE, WHICH INCLUDES A SERIES OF ROLLS COOLED BY CIRCULATION OF LIQUID AND TO WHICH THE CONTINUOUS SCROLLING BAND APPLIES, THIS DEVICE BY CHARACTERISTICS THAT THE SAID ROLLS 14 HAVE A FIXED POSITION SO THAT THE LENGTH OF THE WINDING ARC OF THE TAPE 10 ON THE ROLLS DOES NOT VARY DURING COOLING, AND AS EXPECTED, WITH REGARD TO EACH ROLL, A BLOWING MEANS BY GAS JETS SO AS TO PROJECT A GAS JET 20 PERPENDICULARLY TO THE BAND.

Description

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La présente invention est relative au refroidissement rapide et con- The present invention relates to rapid cooling and

trôlé d'une bande métallique, dans un four de recuit en atmosphère neutre ou réductrice. On sait que, dans certaines opérations de recuit de bandes métalliques, on cherche à obtenir des pentes de refroidissement élevées, afin d'assurer controlled with a metal strip, in an annealing furnace in a neutral or reducing atmosphere. It is known that, in certain operations of annealing metal strips, it is sought to obtain high cooling slopes, in order to ensure

au métal les propriétés mécaniques finales désirées. Ces pentes de refroi- to metal the desired final mechanical properties. These cooling slopes

dissement élevées peuvent être obtenues principalement par les trois tech- can be obtained mainly by the three tech-

niques de refroidissement suivantes: 1 - par soufflage de jets de gaz sur la bande 2 - par soufflage de jets de gaz chargé de particules d'eau following cooling systems: 1 - by blowing gas jets on the belt 2 - by blowing gas jets loaded with water particles

3 - par projection de jets d'eau.3 - by spraying water jets.

Seule, la première de ces trois techniques permet d'obtenir simulta- Only the first of these three techniques allows simultaneous

nément la régulation voulue de la vitesse de refroidissement et la préserva- In particular, the desired regulation of the cooling rate and the preservation

tion de la surface du métal de toute oxydation. Cependant, cette technique de refroidissement par soufflage de jets de gaz ne permet pas d'atteindre des tion of the metal surface from any oxidation. However, this technique of cooling by blowing gas jets does not make it possible to achieve

niveaux suffisamment élevés de coefficients d'échange. sufficiently high levels of exchange coefficients.

Une autre technique, également bien connue, consiste à effectuer un refroidissement par effet de contact de la bande en défilement continu avec un rouleau métallique sur lequel s'applique cette bande et qui est refroidi par un liquide. Cette technique présente l'inconvénient, pour un enroulement fixe de la bande autour du rouleau refroidi, de ne pas permettre de réguler la vitesse de refroidissement. Il est donc nécessaire, pour pouvoir maintenir à un niveau désiré la température finale de refroidissement, de faire varier la longueur d'enroulement de la bande sur le rouleau, ce qui conduit à des dispositions mécaniques complexes, étant donné que les rouleaux et la bande Another technique, also well known, consists in effecting a cooling by contact effect of the strip in continuous movement with a metal roller on which this strip is applied and which is cooled by a liquid. This technique has the disadvantage, for a fixed winding of the strip around the cooled roller, of not making it possible to regulate the cooling rate. It is therefore necessary, in order to be able to maintain the final cooling temperature at a desired level, to vary the length of winding of the strip on the roller, which leads to complex mechanical arrangements, since the rollers and the strip

à refroidir sont situés dans une enceinte étanche par rapport à l'extérieur. to be cooled are located in a sealed enclosure relative to the outside.

D'autre part, lorsque les angles d'enroulement de la bande sur les On the other hand, when the angles of winding of the strip on the

rouleaux refroidis deviennent faibles, des problèmes de guidage et d'unifor- cooled rollers become weak, problems with guidance and uniformity

mité de contact avec le rouleau et la bande peuvent surgir, ce qui nuit à l'ef- contact with the roller and the tape may arise, which affects the eff-

ficacité du dispositif.effectiveness of the device.

La présente invention se propose d'apporter un dispositif de refroi- The present invention proposes to provide a cooling device

dissement rapide et contrôlé dans un four de recuit en atmosphère neutre ou réductrice, ne présentant pas les inconvénients cités ci-dessus des techniques rapid and controlled drying in an annealing furnace in a neutral or reducing atmosphere, without the drawbacks mentioned above of the techniques

actuellement connues.currently known.

Ce dispositif comprend essentiellement une série de rouleaux re- This device essentially comprises a series of rollers

froidis par liquide, disposés dans le four et sur lesquels s'applique la bande à traiter, et il est caractérisé en ce que lesdits rouleaux ont une position fixe, de manière que la longueur de l'arc d'enroulement de la bande autour d'eux ne varie pas au cours du refroidissement, et en ce qu'on prévoit, en face de liquid-cooled, arranged in the oven and to which the strip to be treated is applied, and it is characterized in that said rollers have a fixed position, so that the length of the arc for winding the strip around d '' does not vary during cooling, and as expected, opposite

chaque rouleau, un moyen de soufflage par jets de gaz conçu de façon à pro- each roller, a gas jet blowing means designed so as to pro-

jeter un jet gazeux perpendiculairement à la bande en défilement continue throw a gas jet perpendicular to the strip in continuous travel

Selon une caractéristique de cette invention, la régulation de la tem- According to a feature of this invention, the regulation of the time

pérature finale de la bande quittant le dispositif est assurée en faisant varier final temperature of the strip leaving the device is ensured by varying

la vitesse de soufflage des jets frappant cette bande. the blowing speed of the jets striking this strip.

Selon une autre caractéristique de cette invention, on utilise un gaz According to another characteristic of this invention, a gas is used

protecteur dans le système de soufflage par jets, selon toute proportion voulue. protector in the jet blowing system, in any desired proportion.

D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront Other features and advantages of this invention will emerge

de la description faite ci-après en référence au dessin annexé, dont la Figure of the description given below with reference to the attached drawing, the Figure of which

unique est une vue schématique, en élévation latérale et en coupe verticale, d'un dispositif selon cette invention, selon un mode de réalisation dépourvu single is a schematic view, in side elevation and in vertical section, of a device according to this invention, according to an embodiment without

de tout caractère limitatif.of any limiting nature.

En se référant au dessin, on voit en 10 la bande se déplaçant de façon continue dans l'enceinte 12 du four de recuit. Cette bande 10 s'applique contre des rouleaux tels que 14, refroidis par circulation de fluide 16, par exemple de l'eau ou un fluide thermique approprié. Les rouleaux refroidis 14 ont une position fixe, c'est-à-dire que la longueur de l'arc d'enroulement de la bande Referring to the drawing, we see at 10 the strip moving continuously in the enclosure 12 of the annealing furnace. This strip 10 is applied against rollers such as 14, cooled by circulation of fluid 16, for example water or a suitable thermal fluid. The cooled rollers 14 have a fixed position, i.e. the length of the strip winding arc

Z5 ne varie pas en cours de fonctionnement. Z5 does not vary during operation.

Selon l'invention, on prévoit, en face de chaque rouleau tel que 14, un moyen de soufflage par jets de gaz. Dans cet exemple de réalisation non According to the invention, there is provided, in front of each roller such as 14, a means of blowing by gas jets. In this example of realization not

limitatif, chacun de ces moyens est constitué par un caisson, tel que 18, mu- limitative, each of these means is constituted by a box, such as 18, mu

ni d'ajutages ou de fentes assurant une projection de jets gazeux 20 perpendi- or nozzles or slots ensuring a projection of gas jets 20 perpendicular

culairement à la bande 10, sur une longueur sensiblement voisine de celle de l'arc d'enroulement de la bande 10 autour du rouleau refroidi 14. Le passage de la bande étant parfaitement délimité dans l'espace, la géométrie des jets peut être choisie de façon à leur conférer une plus grande efficacité de cularily to the strip 10, over a length substantially close to that of the winding arc of the strip 10 around the cooled roller 14. The passage of the strip being perfectly delimited in space, the geometry of the jets can be chosen so as to give them greater efficiency of

refroidissement que celle obtenue avec les systèmes classiques de refroidis- cooling than that obtained with conventional cooling systems

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sement par soufflage de jets gazeux. by blowing gas jets.

Le gaz soufflé à travers les ajutages ou les fentes des caissons 18 est, après échange thermique avec la bande, repris par une conduite 22, pour The gas blown through the nozzles or the slots of the boxes 18 is, after heat exchange with the strip, taken up by a line 22, to

être envoyé dans un échangeur 24 extérieur à l'installation, avant d'être re- be sent to an exchanger 24 outside the installation, before being

cyclé, par l'intermédiaire d'un ventilateur de recirculation 26, dans les cais- cycled through a recirculation fan 26 in the tanks

sons de soufflage 18.blowing sounds 18.

Comme on le comprend, le refroidissement de la bande 10 comporte deux modes ou parties: a - une partie fixe, assurée par le contact de cette bande avec les rouleaux refroidis 14; et, b - une partie variable, assurée par la projection de jets gazeux au travers As will be understood, the cooling of the strip 10 comprises two modes or parts: a - a fixed part, provided by the contact of this strip with the cooled rollers 14; and, b - a variable part, provided by the projection of gas jets through

des caissons de soufflage 18.supply boxes 18.

La régulation de la température finale de la bande 10 quittant le dis- The regulation of the final temperature of the strip 10 leaving the device

positif est assurée par la variation de la vitesse de soufflage des jets gazeux 20 venant frapper la bande. Cette variation peut s'étendre depuis une valeur positive is ensured by the variation of the blowing speed of the gaseous jets 20 striking the strip. This variation can extend from a value

égale à zéro jusqu'à la valeur maximale rendue possible par les caractéris- equal to zero up to the maximum value made possible by the characteristics

tiques du ventilateur de recirculation 26. recirculation fan ticks 26.

Parmi les avantages apportés par le dispositif selon l'invention, on peut citer notamment: - la possibilité de raccourcir la longueur de l'installation par rapport à un système comportant uniquement un refroidissement par rouleaux; - une grande souplesse, qui est fonction des performances relatives des deux modes de refroidissement mis en oeuvre: elle peut se situer entre 1/2 et 2/3; - l'obtention de pentes de refroidissement élevées qui, pour une bande ayant une épaisseur de 1 mm, se situent entre 40 et 1000C/sec.; - la possibilité d'utiliser un gaz protecteur quelconque dans le moyen de soufflage de jets gazeux (caissons 18), tel que notamment, H2 + N2, en toute proportion, et d'employer différents fluides (eau, fluide thermique, Among the advantages provided by the device according to the invention, there may be mentioned in particular: - the possibility of shortening the length of the installation compared to a system comprising only roller cooling; - great flexibility, which is a function of the relative performance of the two cooling modes used: it can be between 1/2 and 2/3; - obtaining high cooling slopes which, for a strip having a thickness of 1 mm, are between 40 and 1000C / sec .; the possibility of using any protective gas in the means for blowing gaseous jets (boxes 18), such as in particular, H2 + N2, in any proportion, and of using different fluids (water, thermal fluid,

d'o possibilité de récupération d'énergie), pour assurer le refroidisse- o possibility of energy recovery), to ensure cooling

ment des rouleaux 14.rollers 14.

Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes It remains to be understood that this invention is not limited to the embodiment described and shown, but that it encompasses all

les variantes.variants.

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Claims

1 - Device for rapid and controlled cooling of a metal strip in an annealing furnace in a neutral or reducing atmosphere, which comprises a series of rollers cooled by circulation of liquid and to which the strip applies in continuous movement, this device being characterized in that said rollers (14) have a fixed position so that the length of the arc for winding the strip (10) on the rollers does not vary during cooling, and in that provides, opposite each roller, a means of blowing by gas jets so as to project a jet

gas (20) perpendicular to the strip.

2 - Cooling device according to claim 1, character-

risé in that the blowing means are constituted by boxes (18)

fitted with nozzles or blowing slots.

3 - Cooling device according to claim 2, character-

laughed at in that the gas blown on the strip is taken up to be sent in

an exchanger (24) before being recycled into said boxes (18) via the

middle of a recirculation fan (26).

4 - Cooling device according to any one of the res-

dications previous, characterized in that the regulation of the final temperature of the strip (10) leaving the device is ensured by varying the

blowing speed of the jets (20) striking this strip.

- Cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in that a protective gas is used in

the gas jet blowing system, in any desired proportion.