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WO1992019395A1 - Procede et dispositif de refroidissement d'un profile en cours de laminage - Google Patents

Procede et dispositif de refroidissement d'un profile en cours de laminage Download PDF

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Publication number
WO1992019395A1
WO1992019395A1 PCT/FR1992/000374 FR9200374W WO9219395A1 WO 1992019395 A1 WO1992019395 A1 WO 1992019395A1 FR 9200374 W FR9200374 W FR 9200374W WO 9219395 A1 WO9219395 A1 WO 9219395A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
profile
water
cooling
sprayer
sprayed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1992/000374
Other languages
English (en)
Inventor
Georges Jean Baptiste Chastang
Kenneth Herbert Sayers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bertin Technologies SAS
Original Assignee
Bertin et Cie SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bertin et Cie SA filed Critical Bertin et Cie SA
Publication of WO1992019395A1 publication Critical patent/WO1992019395A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/025—Nozzles having elongated outlets, e.g. slots, for the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/088—H- or I-sections

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for cooling a profile during rolling. More particularly, the invention relates to such a method and such a device making it possible to establish a homogeneous temperature in the profile, capable of preventing deformations of the profile due to differential expansions of the latter resulting from the presence of gradients of temperature.
  • a rolling mill of metal profiles which conventionally comprises a train of rolling rollers 1 disposed between two cooling stations 2 and 3. The profile passes and returns in both directions between the rollers of the train 1, as indicated by the arrows, before crossing a finishing train 4 then a final cooling station 5 where it undergoes a gentle quenching, for example.
  • the temperature distribution in a profile during rolling is not uniform. Some regions are warmer than others, as can be seen with the naked eye by the differences in color of the profile surface, which can vary from bright yellow to dark red.
  • the hottest areas appear concentrated around the junctions of the core and the wings, which is explained by the presence, at this place, with a maximum value of the volume ratio of material / exposed surface which increases the heat flux through the surface (shown diagrammatically by the contours in broken lines of this figure) compared to the heat flux observed on the parallel faces of the core and wings.
  • the resulting temperature gradients are generators of differential expansions liable to deform the profile.
  • the nozzles are circular and therefore diffuse the water sprayed on circular surfaces of the profile, aligned parallel to the running direction of this profile. This results at all times in a certain spatial modulation, parallel to this direction, of the width of the surface of the profile which is subjected to the spraying of water spray.
  • the water jets can, in the event of overlapping of their impact zones, interfere with each other and establish a spatial modulation of the flow of water received, which further reinforces the spatial inhomogeneity of spraying of the profile, that its scrolling in front of the nozzles translates into a temporal modulation unfavorable for obtaining the desired result, namely continuous and well-controlled cooling of the profile capable of preventing any differential expansion and therefore any deformation thereof.
  • the present invention therefore aims to provide a method and a device for cooling a profile during rolling, suitable for minimizing temperature gradients whose uneven distribution could cause deformation and / or residual stresses of the profile by cooling of an intensity whose transverse distribution remains perfectly identical parallel to the direction of travel of the profile during rolling.
  • the present invention also aims to provide such a method and such a device, which make it possible to ensure a transverse distribution of the cooling intensity in accordance with the transverse distribution of the heat fluxes to be absorbed to ensure the reduction of the gradients of temperatures.
  • Another object of the present invention is to provide such a method and such a device making it possible to modulate the angular cover of the cooling water distribution, to adapt the device to the dimensions of the profile to be treated.
  • the water is sprayed by introducing it through a rectilinear slot passing between two other parallel slots supplied with pressurized air ensuring the fractionation and the projection of the water.
  • the cooling due to the sprayed water is concentrated on at least one predetermined longitudinal zone of the surface of the profile, such as an area corresponding to the connection of two parts of the profile (a core and a wing for example).
  • the opening of the dihedral in which the sprayed water is confined is adjusted, by an adjustment of the water flow so as to adjust the transverse spreading of the sprayed water on the surface of the profile on both sides. another of a longitudinal plane of symmetry of the sprayer.
  • the invention provides a device which comprises at least one sprayer linear elongated and oriented towards at least part of the surface of the product, means for supplying a rectilinear slot forming part of this sprayer with cooling water and means for spraying the water leaving said slot.
  • the device advantageously comprises means for adjusting the water flow rate and mounting means allowing the position and / or the relative inclination of the sprayer relative to the profile to be adjusted.
  • the device comprises a plurality of linear sprayers mounted around the axis of travel of the profile to spray each a predetermined longitudinal area of the surface of the profile.
  • FIG. 1 is a diagram in longitudinal section of a rolling mill for a profile, presented in the preamble to this description,
  • FIG. 2 is a cross-sectional diagram of the cooling device according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a linear sprayer used in the device of FIG. 2, and
  • FIG. 4 is a sectional diagram of a cooled I profile according to the present invention, diagram useful for describing the operation of the method according to the invention.
  • the device according to the invention is designed to constitute one or more of the cooling stations 2, 3 or 5 of the rolling mill shown diagrammatically in Figure 1.
  • the invention comprises a plurality of linear sprayers 6,7,8,9 supported so as to spray various parts of the surface of a profile 10 carried by motor rollers 11 to circulate on a path T (see FIG. 1) in a rolling mill.
  • the profile shown is a beam of large section standardized in I or H and progresses in the rolling mill, as is conventional, with its core 12 in a horizontal plane and its wings 13,13 'in vertical planes.
  • the sprayers 6, 7 and 8 are supported by a frame 14 while the sprayer 9 is located under the profile, inside a tank 15 which drains the water that has trickled onto the profile in its passage through a station cooling.
  • the sprayers 6 and 8 are supported by mounting means 16 allowing, as shown schematically by the arrows FI and F2 to move these sprayers horizontally and vertically, respectively, relative to the profile and even to tilt it up or down. bottom as shown by arrow F3.
  • the sprayers 6 and 8 thus water the external faces of the wings of the profile.
  • the sprayer 7 is mounted in the frame 14 above the profile so as to sprinkle its core 12.
  • This sprayer 7, like the lower sprayer 9, can be moved up and down and / or from right to left, or even tilted . It will be noted that the multiplicity of these adjustments makes it possible to adapt any installation to numerous profile conformations.
  • Centering guides or rollers 17, 17 ′ conventionally serve to guide the profile laterally in its passage through the cooling station, as well as in the other parts of the
  • FIG. 3 shows a linear sprayer usable in the device of FIG. 2.
  • These sprayers are of a known type, described in international patent application WO 89/10203 filed in the name of the applicant.
  • the sprayer is in the form of a long parallelepipedic box 20, the lower part of which is arranged to form two separate independent air ducts 23 and 24, in the vertical longitudinal plane of symmetry of the box 20, by a passage or slot 25.
  • the sheaths are closed along one of their longitudinal faces by casings tight 22 and are supplied with pressurized air at one of their ends 26.
  • the inner part of the ducts comprises means 27 for directed ejection of the pressurized air, said means extending longitudinally on either side from the slot 25 through which the cooling water arrives.
  • the upper part of the box 20 houses a longitudinal chamber 28, supplied with cooling water at one of its ends by a conduit 29 connected to the slot 25.
  • a longitudinal chamber 28 supplied with cooling water at one of its ends by a conduit 29 connected to the slot 25.
  • the water leaving through the slot 25 of a sprayer is sprayed by pressurized air leaving the adjacent outlet slots of the ducts 23, 24 of the sprayer.
  • advantage is taken of the elongated shape of such a sprayer to arrange it parallel to an elongated facing surface of the profile so that the mist of water spray projected by this sprayer comes to water this surface.
  • the coextensive nature of the sprayer and of the scrolling profile allows a perfect adequacy of the spatial extension of this mist with the distribution of temperatures to be homogenized, as will now be explained in connection with the diagram in FIG. 4.
  • the graph F y takes the general form of a bell curve centered on the plane of symmetry of the sprayer 8, coincident with that of the core 12 of the profile by a suitable mounting of the sprayer 8 in the frame 14 of the device of FIG. 2.
  • the temperature of the profile has a warmer zone, at the level of the connection of the wing 13 ' and of the core 12.
  • This hotter zone is therefore cooled more vigorously which contributes effectively and advantageously to the establishment of a more uniform temperature on the wing, capable of minimizing any differential expansions and deformations profile associated with them, in accordance with an essential aim of the present invention.
  • the device according to the invention makes it possible to establish cooling flows suitable for both a wing and the core of the profile, this with sprayers of a unique type, a possibility which further illustrates the flexibility of adaptation of the cooling device according to the invention.
  • the lateral and external position of the sprayers relative to the guide means 17, 17 ′ makes it possible to place these sprayers very close to the rolling mill 1, or even inside this rolling mill, where their action is most effective.
  • the invention is not limited to the embodiment described and shown which has been given only by way of example.
  • gases other than air and liquids other than water could be used in the sprayers of the device according to the invention.
  • the invention is not limited to the cooling of the profile shown and on the contrary extends in turn to a type of profiles, in H, in U, in angles, etc., the adaptation of the distribution. in bell of the cooling flow to such or such type of profile, in the presence in particular of a connection of parts of the profile, falling within normal knowledge of those skilled in the art exploiting the teachings of the present invention.

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Abstract

On arrose le profilé (10) avec de l'eau pulvérisée par une pluralité de pulvérisateurs (6, 7, 8, 9) à fente rectiligne allongée parallèlement à la direction de défilement du profilé et orientée de manière à confiner l'émission d'eau pulvérisée dans un dièdre s'ouvrant plus ou moins transversalement pour arroser une bande plus ou moins large de la surface du profilé. La fente (25) est alimentée avec de l'eau passant entre deux autres fentes (23, 24) alimentées en air sous pression. On peut ainsi concentrer le refroidissement à l'eau du profilé sur une zone de raccordement de parties du profilé telles qu'une âme (12) et une aile (13, 13'), pour homogénéiser la distribution des températures dans le profilé et prévenir ainsi des déformations et/ou contraintes résiduelles.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT D'UN PROFILE EN COURS DE LAMINAGE
La présente invention est relative à un procédé et un dispositif de refroidissement d'un profilé en cours de laminage. Plus particulièrement, l'invention est relative à un tel procédé et un tel dispositif permettant d'établir une température homogène dans le profilé, propre à prévenir des déformations du profilé dues à des dilatations différentielles de celui-ci résultant de la présence de gradients de température. Sur la figure 1 du dessin annexé, on a représenté schématiquement un laminoir de profilés métalliques qui comprend classiquement un train de rouleaux de laminage 1 disposé entre deux postes de refroidissement 2 et 3. Le profilé passe et repasse dans les deux sens entre les rouleaux du train 1, comme indiqué par les flèches, avant de traverser un train de finition 4 puis un poste de refroidissement final 5 où il subit une trempe douce, par exemple.
La distribution des températures dans un profilé en cours de laminage n'est pas uniforme. Certaines régions sont plus chaudes que d'autres, comme on peut 1'observer à 1'oeil nu par les différences de couleurs de la surface du profilé, qui peut varier du jaune vif au rouge sombre. Sur un profilé en I tel que celui représenté en coupe transversale à la figure 4 du dessin annexé, les zones les plus chaudes apparaissent concentrées autour des jonctions de l'âme et des ailes, ce que l'on explique par la présence, à cet endroit, d'une valeur maximale du rapport volume de matière/surface exposée qui accroît le flux thermique à travers la surface (schématisée par les contours en trait interrompu de cette figure) par rapport au flux thermique observé sur les faces parallèles de l'âme et des ailes.
Les gradients de température qui en résultent son- générateurs de dilatations différentielles susceptibles de déformer le profilé. Pour tenter d'atténuer ces déformations, on a déjà proposé de refroidir le profilé, dans les postes de refroidissement 2 et 3, en faisant passer celui-ci entre des séries de buses alignées parallèlement à la direction du défilement du profilé et centrées par exemple dans le plan médian des ailes d'un profilé en I pour arroser symétriquement la surface extérieure des ailes avec de l'eau pulvérisée de refroidissement.
Les buses sont circulaires et diffusent donc l'eau pulvérisée sur des surfaces circulaires du profilé, alignées parallèlement à la direction de défilement de ce profilé. Il en résulte à tout instant une certaine modulation spatiale, parallèlement à cette direction, de la largeur de la surface du profilé qui est soumise à l'aspersion d'eau pulvérisée. Les jets d'eau peuvent, en cas de chevauchement de leurs zones d'impact, interférer les uns dans les autres et établir une modulation spatiale du débit d'eau reçu, ce qui renforce encore l'inhomogénéité spatiale d'aspersion du profilé, que son défilement devant les buses traduit en une modulation temporelle défavorable à l'obtention du résultat recherché, à savoir un refroidissement continu et bien contrôlé du profilé propre à prévenir toute dilatation différentielle et donc toute déformation de celui-ci.
La présente invention a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif de refroidissement d'un profilé en cours de laminage, propres à réduire au minimum les gradients de température dont la distribution inégale pourrait engendrer des déformations et/ou contraintes résiduelles du profilé par un refroidissement d'une intensité dont la distribution transversale reste parfaitement identique parallèlement à la direction de défilement du profilé en cours de laminage. La présente invention a aussi pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif, qui permettent d'assurer une distribution transversale de 1'intensité de refroidissement conforme à la distribu-ion transversale des flux thermiques à absorber pour assurer la réduction des gradients de températures.
La présente invention a encore pour but de fournir un tel procédé et un tel dispositif permettant de moduler la couverture angulaire de la distribution d'eau de refroidissement, pour adapter le dispositif aux dimensions du profilé à traiter.
On atteint ces buts de 1'invention ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la présente description avec un procédé de refroidissement d'un profilé en cours de laminage, suivant lequel on arrose le profilé avec de l'eau pulvérisée par au moins un pulvérisateur linéaire allongé parallèlement à la direction de défilement du profilé et orienté de manière à confiner l'émission d'eau pulvérisée dans un dièdre s'ouvrant plus ou moins transversalement pour arroser une bande plus ou moins large de la surface extérieure du profilé.
En arrosant ainsi la surface du profilé avec un pulvérisateur coextensif, on assure une parfaite homogénéité spatiale et temporelle de la distribution d'eau pulvérisée, libre d'éventuels remouillages néfastes que 1'on peut observer lorsqu'on utilise des jets d'eau discrets écartés les uns des autres longitudinalement avec un pas constant ou variable.
Suivant l'invention on pulvérise l'eau en l'introduisant par une fente rectiligne passant entre deux autres fentes parallèles alimentées avec de 1'air sous pression assurant le fractionnement et la projection de l'eau. Suivant une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, on concentre le refroidissement dû à 1'eau pulvérisée sur au moins une zone longitudinale prédéterminée de la surface du profilé, telle qu'une zone correspondant au raccordement de deux parties du profilé (une âme et une aile par exemple). Avantageusement encore, on ajuste l'ouverture du dièdre dans lequel l'eau pulvérisée est confinée, par un réglage du débit d'eau de manière à ajuster l'étalement transversal de l'eau pulvérisée sur la surface du profilé de part et d'autre d'un plan de symétrie longitudinale du pulvérisateur.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention fournit un dispositif qui comprend au moins un pulvérisateur linéaire allongé et orienté vers au moins une partie de la surface du produit, des moyens pour alimenter une fente rectiligne formant partie de ce pulvérisateur en eau de refroidissement et des moyens pour pulvériser 1'eau sortant de ladite fente. Le dispositif comprend avantageusement des moyens de réglage du débit d'eau et des moyens de montage permettant le réglage de la position et/ou de l'inclinaison relative du pulvérisateur par rapport au profilé. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comprend une pluralité de pulvérisateurs linéaires montés autour de l'axe de défilement du profilé pour arroser chacun une zone longitudinale prédéterminée de la surface du profilé.
D'autres caractéristiques et avantages du procédé et du dispositif suivant l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est un schéma en coupe longitudinale d'un laminoir pour profilé, présenté en préambule de la présente description,
- la figure 2 est un schéma en coupe transversale du dispositif de refroidissement suivant l'invention, la figure 3 est une vue en perspective d'un pulvérisateur linéaire utilisé dans le dispositif de la figure 2, et
- la figure 4 est un schéma en coupe d'un profilé en I refroidi suivant la présente invention, schéma utile à la description du fonctionnement du procédé selon l'invention.
Comme on l'a vu plus haut, le dispositif suivant l'invention est conçu pour constituer un ou plusieurs des postes de refroidissement 2,3 ou 5 du laminoir schématisé sur la figure 1. A la figure 2, il apparaît que le dispositif suivant l'invention comprend une pluralité de pulvérisateurs linéaires 6,7,8,9 supportés de manière à arroser diverses parties de la surface d'un profilé 10 porté par des rouleaux moteurs 11 pour circuler sur une trajectoire T (voir figure 1) dans un laminoir. A titre d'exemple illustratif mais non limitatif, le profilé représenté est une poutre de forte section normalisée en I ou H et progresse dans le laminoir, comme il est classique, avec son âme 12 dans un plan horizontal et ses ailes 13,13' dans des plans verticaux.
Les pulvérisateurs 6, 7 et 8 sont supportés par un cadre 14 alors que le pulvérisateur 9 se trouve sous le profilé, à l'intérieur d'un réservoir 15 qui draine l'eau ayant ruisselé sur le profilé dans sa traversée d'un poste de refroidissement. Les pulvérisateurs 6 et 8 sont supportés par des moyens de montage 16 permettant, comme schématisé par les flèches FI et F2 de déplacer ces pulvérisateurs horizontalement et verticalement, respectivement, par rapport au profilé et voire même de l'incliner vers le haut ou vers le bas comme schématisé par la flèche F3. Les pulvérisateurs 6 et 8 arrosent ainsi les faces externes des ailes du profilé. Le pulvérisateur 7 est monté dans le cadre 14 au-dessus du profilé de manière à arroser son âme 12. Ce pulvérisateur 7, comme le pulvérisateur inférieur 9, peut être déplacé de haut en bas et/ou de droite à gauche, voire même incliné. On remarquera que la multiplicité de ces réglages permet d'adapter toute installation à de nombreuses conformations de profilé. Des guides ou rouleaux de centrage 17, 17' servent classiquement à guider latéralement le profilé dans sa traversée du poste de refroidissement, de même que dans les autres parties du laminoir.
On a représenté à la figure 3 un pulvérisateur linéaire utilisable dans le dispositif de la figure 2. Ces pulvérisateurs sont d'un type connu, décrits dans la demande de brevet internationale WO 89/10203 déposée au nom de la demanderesse. Comme décrit dans ce document, le pulvérisateur se présente sous la forme d'un long caisson parallélépipédique 20 dont la partie inférieure est aménagée pour former deux gaines d'air indépendantes 23 et 24 séparées, dans le plan de symétrie longitudinal vertical du caisson 20, par un passage ou fente 25. Les gaines sont fermées selon une de leur face longitudinale par des carters étanches 22 et sont alimentées en air sous pression à l'une de leurs extrémités 26. La partie intérieure des gaines comporte des moyens 27 d'éjection dirigés de l'air sous pression, lesdits moyens s'étendant longitudinalement de part et d'autre de la fente 25 par laquelle arrive l'eau de refroidissement.
La partie supérieure du caisson 20 loge une chambre 28 longitudinale, alimentée en eau de refroidissement à l'une de ses extrémités par un conduit 29 connecté à la fente 25. On pourra se reporter à la demande de brevet précitée pour plus de détails concernant ces pulvérisateurs, demande où ceux-ci sont utilisés dans un tout autre agencement, pour le refroidissement de tôles et non de profilés.
Comme décrit plus complètement à la demande de brevet précitée, l'eau sortant par la fente 25 d'un pulvérisateur est pulvérisée par de l'air sous pression sortant des fentes de sortie adjacentes des gaines 23, 24 du pulvérisateur.
Suivant l'invention, on tire parti de la forme allongée d'un tel pulvérisateur pour disposer celui-ci parallèlement à une surface en regard allongée du profilé de manière que le brouillard d'eau pulvérisée projeté par ce pulvérisateur vienne arroser cette surface. Le caractère coextensif du pulvérisateur et du profilé en défilement permet une parfaite adéquation de 1'extension spatiale de ce brouillard avec la distribution de températures à homogénéiser, comme on va l'expliquer maintenant en liaison avec le schéma de la figure 4.
Sur cette figure, on a représenté seulement, pour la clarté de l'exposition, le profilé 10 et les pulvérisateurs 7 et 8 qui refroidissent respectivement une face de 1'âme 12 et d'une aile 13' de ce profilé, dans le dispositif de la figure 2. Les parties 231,241,25, et 232,242,252 des pulvérisateurs 7 et 8, respectivement, correspondent aux parties 23,24,25 du pulvérisateur de la figure 3. On a également représenté les graphes des flux thermiques de refroidissement Fx et Fr établis par les pulvérisateurs 7 et 8, respectivement, sur les surfaces en regard du profilé. Le graphe Fr fait apparaître plusieurs caractéristiques de la distribution du flux thermique de refroidissement sur 1'aile 13' , obtenues grâce à un pulvérisateur du type représenté à la figure 3, caractéristiques qui sont exploitées avantageusement dans le procédé et le dispositif de refroidissement suivant l'invention.
Tout d'abord le graphe Fy prend la forme générale d'une courbe en cloche centrée sur le plan de symétrie du pulvérisateur 8, confondu avec celui de l'âme 12 du profilé par un montage approprié du pulvérisateur 8 dans le cadre 14 du dispositif de la figure 2. Or, comme on l'a vu plus haut, c'est au droit de la partie haute de cette cloche que la température du profilé présente une zone plus chaude, au niveau du raccordement de l'aile 13' et de l'âme 12. Cette zone plus chaude est donc refroidie plus énergiquement ce qui contribue efficacement et de manière avantageuse à l'établissement d'une température plus uniforme sur l'aile, propre à minimiser d'éventuelles dilatations différentielles et les déformations du profilé qui leur sont associées, conformément à un but essentiel de la présente invention.
Sur la figure 4, on a représenté deux graphes du flux
Fy, l'un en trait plein l'autre en trait interrompu. Il apparaît que le graphe en trait plein est plus étalé que celui en trait interrompu. Suivant la présente invention, on fait varier l'étalement de la pulvérisation d'eau, et donc l'angle d'ouverture θ du dièdre dans lequel l'eau pulvérisée est confinée, par un simple ajustement du débit d'eau fourni au pulvérisateur représenté sur la figure 3. On observera incidemment que le sommet du graphe ne varie pas sensiblement lorsque le débit varie. On comprend qu'il est ainsi aisé d'adapter l'angle θ à la hauteur de l'aile 13' du profilé, lorsque le dispositif suivant l'invention doit être adapté au traitement de profilés de dimensions différentes. Cette deuxième caractéristique donne à ce dispositif une grande souplesse d'adaptation.
Si 1'on considère maintenant la distribution de flux thermique de refroidissement Fx établie par le pulvérisateur 7 sur la face supérieure de l'âme 12 du profilé 10, il apparaît que cette distribution reste sensiblement constante sur toute la largeur de l'âme. Cette distribution résulte en fait d'une déformation de la distribution en cloche étudiée plus haut en liaison avec le pulvérisateur 8, par des effets de bord dus à la présence des ailes 13,13' aux extrémités de l'âme 12, de ruissellements d'eau dans les angles âme/aile renforçant localement le flux thermique de refroidissement comme schématisé en trait tireté à la figure 4. Une telle distribution uniforme convient parfaitement au refroidissement de l'âme dont l'épaisseur constante n'exige pas de renforcements locaux du flux de refroidissement, hormis à la jonction avec les ailes.
Ainsi, dans son application au refroidissement d'un profilé, il apparaît que le dispositif suivant l'invention permet d'établir des flux de refroidissement adaptés aussi bien à une aile qu'à l'âme du profilé, ceci avec des pulvérisateurs d'un type unique, possibilité qui illustre encore la souplesse d'adaptation du dispositif de refroidissement suivant l'invention.
Suivant une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la position latérale et extérieure des pulvérisateurs par rapport aux moyens de guidage 17,17' permet de disposer ces pulvérisateurs très près du laminoir 1, voire à l'intérieur même de ce laminoir, là où leur action est la plus efficace.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi on pourrait utiliser des gaz autres que l'air et des liquides autres que l'eau dans les pulvérisateurs du dispositif suivant l'invention. De même, 1'invention n'est pas limitée au refroidissement du pro ilé représenté et s'étend au contraire à tour type de profilés, en H, en U, à des cornières, etc..., l'adaptation de la distribution en cloche du flux de refroidissement à tel ou tel type de profilé, en présence notamment d'un raccordement de parties du profilé, relevant des connaissances normales de l'homme de métier exploitant les enseignements de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de refroidissement d'un profilé en cours de laminage, suivant lequel on arrose le profilé (10) avec de l'eau pulvérisée par au moins un pulvérisateur allongé parallèlement à la direction de défilement du profilé (10), caractérisé en ce qu'on pulvérise l'eau en l'introduisant par une fente (25) rectiligne passant entre deux autres fentes (23, 24) parallèles alimentées avec de l'air sous pression assurant le fractionnement et la projection de l'eau, lesdites fentes étant orientées de manière à confiner l'émission d'eau pulvérisée dans un dièdre s'ouvrant plus ou moins transversalement pour arroser une bande plus ou moins large de la surface extérieure du profilé.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on concentre le refroidissement dû à l'eau pulvérisée sur au moins une zone longitudinale prédéterminée de la surface du profilé.
3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite zone correspond au raccordement longitudinal de deux parties (12,13;12',13' ) du profilé.
4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajuste l'ouverture (θ) du dièdre dans lequel est confinée l'eau pulvérisée par un réglage du débit d'eau.
5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on ajuste la position et/ou l'inclinaison relative du pulvérisateur par rapport à la surface du profilé à arroser.
6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, comprenant au moins un pulvérisateur linéaire allongé (6,7,8,9) et orienté vers au moins une partie de la surface du profilé (10), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (29) pour alimenter une ente rectiligne (25) formant partie de ce pulvérisateur en eau de refroidissement et des moyens (23,24,26) pour pulvériser l'eau sortant de ladite fente, lesdits moyens de pulvérisation alimentant en air sous pression deux fentes (23,24) longitudinales séparées par la fente (25) alimentée en eau.
7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la pulvérisation présente un plan de symétrie parallèle à la direction de défilement du profilé, ce plan de symétrie coïncidant avec un plan de symétrie longitudinal de la face arrosée du profilé.
8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ledit plan de symétrie du pulvérisateur (6,8) passe par un raccordement longitudinal de deux parties (12,13;12' ,13' ) du profilé (10).
9. Dispositif conforme à 1'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du débit d'eau, pour ajuster l'ouverture θ du dièdre dans lequel est projetée l'eau pulvérisée.
10. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de montage (16) permettant le réglage de la position et/ou de 1'inclinaison relative du pulvérisateur par rapport au profilé.
11. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de pulvérisateurs linéaires (6,7,8,9) montés autour de l'axe de défilement du profilé (10) pour arroser chacun une zone longitudinale prédéterminée de la surface du profilé.
12. Dispositif conforme à la revendication 11, adapté au refroidissement d'un profilé symétrique en I ou H, caractérisé en ce qu'il comprend deux pulvérisateurs (6,8) établissant des flux de refroidissement à distribution en cloche sur la face extérieure des ailes (13,13') du profilé et deux pulvérisateurs (7,9) établissant des flux de refroidissement à distribution sensiblement uniforme sur les deux faces opposées de l'âme (12) du profilé.
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