Brevet FR2282472A1 — publié le 19760319

L'invention concerne une installation de traitement de recuit, destinée particulièrement à faire partie d'une ligne de traitement continue pour bandes d'acier, ayant une capacité de traitement élevée, telle que 50 tonnes/heure ou davantage. Une installation de recuit connue de ce type est représentée dans la figure 1. Elle comprend un rouleau de guidage i du côté entrée, une sortie 2 pour les gaz, un four de chauffage à feu direct du type vertical 3, avec des plaques déflectrices intérieures, un rouleau unique de refroidissement à l'eau 4, les rouleaux suivants étant tous du type sans re froidissemenb, un four de réduction 5 avec une atmosphère de 5 à 20 % de H2, qui sert en même temps de four de chauffage par radiation, une zone à refroidissement lent 6, une zone à refroidissement rapide 7, une zone de refroidissement contrôlé 8. La bande d'acier 9 qui doit être recuite se déplace en continu en direction de la flèche. Tous les fours de cette installation sont du type vertical, de sorte que leur longueur peut être prévue plus faible. En outre, la pression à l'intérieur du four 3 peut être facilement ajustée à l'aide d'un volet obturateur de la sortie 2. Les rouleaux de la sole du four 5 tournent en synchronisme avec l'avancement de la bande d'acier. En conséquence, le halage de la bande à travers l'installation peut être réalisé avec une force plus faible, étant donné qu'il n'y a pas d'accrochage ou d'arrachement d'écailles de métal. Le contact de la bande avec le gaz de l'atmosphère intérieure du four est bien assuré de sorte que la réaction de recuit peut être accélérée et un abaissement du pourcentage d'H2 est rendu possible. Cependant, lorsqu'une matière solide, telle qu'une brique, tombe à l'intérieur du four 3, elle pénètre inévitablement dans le rouleau de la sole disposé directement en-dessous. Dans ce cas, si le morceau de matière solide est de grande dimension, il heurte le rouleau de la sole et peut provoquer une chute de la bande d'acier. S'il est de petites dimensions, il donnera lieu à certaines écorchures de la surface de la bande traitée. I1 est difficile de prévoir des moyens pour l'extraction de tels morceaux de matière. I1 est également difficile de prévoir des moyens de répartition des gaz dans une zone étranglée intervenant entre le four 3 et le four 5. En conséztence, les gaz d'ôchappement peuvent serépandre, à partir du four 3, vers le four 5. L'atmosphere interieure de ce dernier four sera alors polluée, avec le résultat Wue la réaction de recuit sur la surface de la bande d'acier sera rendlle plus lente. En outre, l'intérieur du four 3 est maintenue à des températures élevées telles que 1100 à 13000 C parce qu'il est nécessaire d'échau.ffer rapidement la bande d'acier 9 arrivant a la température normale, Jusqu'à 600 ou 7000 C. D'autre part, le rouleau de sole 4 disposé en bas, doit être refroidi a l'eau, à la différence avec les rouleaux de sole a l'intérieur des fours suivants, qui sont à des tem pératures comparativement plus basses. Dans ces conditions, le diamètre extérieur d-u rouleau 4 est tellement grand, par exemple 1220 mm, qu'il tend à se produire une fissure sur la bande 9 chauffée dans le four 3 lorsqu'elle est passée avec un contact sur 1/4 de circonférence autour du rouleau de sole 4 refroidi à l'eau. La bande 9 se trouve ainsi sévèrement refroidie, et ainsi la longueur requise du four vertical suivant avec chauffage par radiation doit être prévue remarquablement plus grande. En ce qui concerne la capacité de l'installation, la capacité maximal.e pour le traitement de bandes d'acier avant une épaisseur de 0,4 à 1,9 mm et une largeur de 1524 mm peut être de 30 t/h. lorsque la hauteur H entre le centre du rouleau de sole 4 du four 3 et le sommet du four est égale à 9,50 mètres et si la hauteur h entre les rouleaux de sole supérieure et inférieure du four 5 est égale à 20 mm. Si l'on désire assurer une capacité de :trai- tement supérieure à celle mentionnée plus haut, il est nécessaire d'augmenter la hauteur du four 3. Cependant, dans ce cas, la distance entre les rouleaux devient trop grande, ce qui tend à accroître le battement de la bande dans son trajet. Dans ce cas, il est difficile de prévoir un support pour empêcher ce battement. et la hauteur du batiment d'usine est inévitabl.ement accrue dans une mesure telle que l'installation ne peut pas être maintenue correctement. Si l'on adopte plusieurs passes pour éviter ces défauts, d'autres difficultés apparaissent relativement au maintien des rouleaux de sole sous de hautes températures. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés de l'art antérieur. Dans ce but, l'invention a pour objet une installation pour le traitement d'une bande d'acier dans une ligne de traitement continue comprenant un four de type horizontal de chauffage direct et un four suivant de type vertical qui comprend a) une zone de chauffage par radiation et de réduction, b) une zone de refroidissement lent c) une zone de refroidissement rapide et, d) une zone de refroidissement contrôlé installation caractérisée en ce que le four de typé horizontal et la zone de réduction du four vertical sont connectés par une portion d'étranglement, dans laquelle sont prévus des moyens pour enlever ou expulser des matières étrangères portées sur la bande d'acier et des moyens pour s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours. Suivant certains modes de réalisation de l'invention - les moyens pour retirer les matières étrangères comprennent un caisson pourvu d'un ajutage de soufflage et d'un bord, l'ajutage étant destiné à souffler un gaz à contre-courant de la direction de déplacement de la bande traitée et le bord étant destiné à repousser et expulser les matières étrangères - les moyens pour s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent un organe'à rideau d'étanchéité consistant essentiellement en une plaque de matière réfractaire au feu suspendu à un organe d'accrochage; ; - les moyens pour s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent un organe d'étanchéité tubulaire constitué avec un tuyau à gaz de tête auquel est connecté un ajutage dirigé vers la bande d'acier circulante, ces moyens étant placés tout près de la surface de la bande et pouvant se déplacer librement vers le haut et vers le bas - l'ajutage de soufflage est orienté suivant un certain angle vers la surface de la bande, et les moyens destinés à s'opposer à un mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent une jupe suspendue autour dudit ajutage de soufflage - les moyens destinés à expulser les matières étrangères et les moyens destinés a s'opposer au mélange des gaz dans les fours, sont constitués par les dispositifs conformes aux revendications 2, 3, et 4 ou 5, disposés dans et ordre de succession. Dans l'installation conforme à l'invention, le four de chauffage à feu direct est du type horizontal. En conséquence, il est possible de supporter une bande d'acier par un jeu de rouleaux de sole de faible diamètre, à la différence avec le rouleau de sole unique 4 de grand diamètre connu décrit plus haut I1 n'y a ainsi plus de risque de craquelures causées par le refroidissement à l'eau du rouleau de sole ou la bande circule sur le rouleau de sole avec un contact linéaire. A la différence avec le cas où la bande est soutenue par un contact de surface avec un rouleau de grand diamètre, il n'y a pas de risque que la bande une fois chauffée soit refroidie par contact avec le rouleau de sole refroidi à l'eau. En conséquence, la longueur du four à zone de chauffage par radiation peut être raccourie.En outre, même si des matières étrangères, y comrpis des morceaux de matière solide, tels que des briquets, tombent àl'intérieur du four à chauf fage direct, ces matières, étant portées par la bande, peuvent être retirées et ne risquent pas d'endommagerlerouleau de sole. I1 n'y a pas non plus de risque de bris de la bande d'acier ou de la production d'écorchures sur elle. En outre, étant donné que le rideau de gaz s'oppose à l'écoulement de gaz à travers la portion étranglée, le gaz d'échappement du four à chauffage direct ne peut pas pénétrer dans la zone de chauffage par radiation et de réduction, ce qui ralentirait la réaction de réduction. Un avantage particulier de l'invention réside en ce que le four de chauffage à feu direct est du type horizontal, ce qui permet une plus grande longueur du four et par conséquent, une facilité d'augmentation de la capacité de production de l'installation. La description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - figure 1 est une vue schématique en élé vation d'un exemple d'installation traditionnelle de traitement de recuit - figure 2 est une vue schématique analogue de l'installation de traitement de recuit conforme à l'invention - figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie de la figure 2 - figure 4,5 et 6 sont des vues en perspective, à échelle agrandie, de parties respectives de la figure 2. Dans l'exemple de la figure 2, la bande d'acier 9 est passée dans un four 13 de chauffage à feu direct de type horizontal, à travers une chambre étanche il pourvue d'un-rideau de gaz inerte 10. Le gaz d'échappement du four 13 est déchargé du four, à travers un tampon 12 de haut de four, de la chambre étanche 11, et à travers un tampon 12t de haut de four, de la première zone, de sorte que la pression à l'intérieur du four peut être contrôlée. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les dispositifs de partition tels que le dispositif de balayage par gaz 14 qui sert de balayage mécanique, une garniture étanche mécanique 15, et un rideau de gaz 16, sont placés dans une portion étranglée, qui s'étend, à partir du four 13, vers un rouleau de sole d'entrée 18 du four à radiation et de réduction 19 du type vertical qui est représentée dans la figure 3. Le dispositif de balayage par gaz 14 qui sert également à l'extraction de matières étrangères est représenté en détail dans la figure 4. Un caisson ou corps principal 31 pour le gaz est constitué en forme de V, dont la partie centrale s'avance dans la direction opposée à la direction de déplacement de la bande d'acier 9 (voir la flèche). La paroiavant et inférieure du V s'ouvre pour constituer un ajutage 34, au-dessus duquel s'avance une portion de paroi 32 qui agit pour éjecter mécaniquement les matières étrangères éventuelles. Cette portion de paroi éjectrice 32 est supportée par la paroi latérale 33 et la paroi avant du caisson, de manière à être inclinée vers le bas. Sur le dessus du caisson, est connecté à joint étanche un tuyau à gaz 28. Ce dispositif 14 est actionné de telle manière que toute matière étrangère, telle que brl.que ou morceau de matiére solide, qu.i est portée par la bande d'acier 9 est saisie par la portion de paroi inclinée 32 et conduite à travers la paroi avant pour être expulsée latéralement hors de la bande, tandis que toute matière en forme de poudre ou en petits morceaux qui arrive au-dessous du bord inférieur de la portion de paroi inclinée 32 est expulsée par soufflage d'un gaz de joint étanche 35 éjécté par l'ajutage ou buse 34. En outre, le dispositif 14 agit, en tant qu'élément de partition à l'intérieur du four, pour fermer l'écoulement du gaz d'échappement et du gaz réducteur provenant respectivement du four 13 horizontal à chauffage direct et du four vertical à chauffage par radiation et de réduction 19, au moyen à la fois du corps du dispositif lui-même et du gaz de joint étanche injecté. En conséquence, il est préférable que l'extrémité inférieure de l'ajutage de buse 34 soit placé plus pres de la surface de la bande 9 que l'extré- mité inférieure du bord de paroi 32. Il est également préférable que l'ensemble du dispositif 14 soit disposé de manière à pouvoir être déplacé librement vers le haut et vers le bas par des moyens nOn représentés. L'organe d'étanchéité à rideau ou organe mécanique 15 est représenté en détail dans la figure 5. I1 comprend une plaque 36 en matière réfractaire ayant une rigidité relativement faible, suspendu par un organe 29 de telle manière qu'elle puisse facilement être déplacée vers le haut et vers le bas. Le bas de la plaque en matière réfractaire 36 est placé extrêmement près de la surface de la bande d'acier 9. D'autre part, la bande 9 est supportée par un rouleau de sole 17 de telle manière que la bande 9 est pincée librement entre l'organe d'étanchéité 15 et le rouleau 17, de sorte que le gaz d'échappement du four 13 est empêché de pénétrer dans le four vertical de chauffage par radiation et de réduction 19. Le rideau de gaz ou organe tubulaire de joint étanche 1 se compose, comme représenté dans la figure 6, d'un tuyau à gaz de tête 37, d'un ajutage 38 et d'une jupe 39, qui est disposée près de la surface de la bande, de sorte qu'elle peut être facilement déplacée vers le haut et vers le bas par des moyens appropriés non représentés. Le bec 38' de l'ajutage 38 peut s'ouvrir directement en-dessous. Cependant, il est préférable qu'il s'ouvre suivant un certain angle opposé à la direction de déplacement de la bande. En fonctionnement, un gaz alimenté par le tuyau 30 est insufflé vers la surface de la bande à partir du bec 38' pour créer une pression statique dans la jupe. Non seulement cette pression statique du gaz s'oppose à une interconnexion de courants entre-le four de chauffage 13 et la zone de réduction 19, mais également le joint d'étanchéité mécanique peut être réalisé, étant donné qu'un rouleau de sole 17' est positionné directement au-dessous du rideau de gaz 16 à travers la bande 9, de sorte que le rouleau 17' et la jupe 39 pincent librement la bande 9 comme cela est le cas par combinaison du joint d'étanchéité 15 et du rouleau 17. Dans cette disposition, l'organe tubulaire 16 est représenté comme étant pourvu de la jupe 39. Cependant, il est également possible de réaliser un tel effet de joint d'étanchéité mécanique même sans la jupe 39. Il est évident, d'après la description cidessus que l'organe de rideau d'étanchéité 15 et l'organe tubulaire 16 constituent le moyen de s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours. Dans ce cas, l'organe 16 peut agir concurremment pour protéger les équipements suivants contre une détérioration par des morceaux provenant de la destruction de l'organe 15 qui les précède. Dans ce sens, il est préférable de positionner le dispositif 14 d'expulsion de matières étrangères, l'organe à rideau 15 et l'organe d'étanchéité tubulaire 16, dans cet organe en direction du passage de la bande d'acier. Ainsi, par une détermination appropriée de la pression de gaz du dispositif 14 et de la distance à la bande, presque toutes les matières étrangères portées par la surface de la bande peuvent être retirées, et des moyens destinés à s'opposer à un mélange des gaz à l'intérieur des fours peuvent être actionnés ensuite dans des conditions d'absence de matières étrangères. Avec l'invention, il est très facile d'augventer la capacité de traitement du four puisque le four 13 à chauffage direct est du type horizontal. Dans l'exemple de la figure 2, il était possible d'augmenter la capacité de traitement jusqu'à 50 tonnes/heure en prévoyant pour le four 13 une longueur L de 32 mètres. Cette capacité représenté une augmentation de 65 % par rapport à la capacité de 30 t/h de l'installation traditionnelle de la figure 2. Dans la figure 2, les fours suivants, tels que la zone verticale de chauffage par radiation et de réduction 19, la zone verticale de refroidissement progressif 20, la zone verticale de refroidissement rapide 21 et la zone verticale 22 d'ajustement du refroidissement sont représentés comme ayant des fonctions correspondant aux fours 5, 6, 7 et 8 de l'installation connue de la figure 1. Cependant, la hauteur h2 des fours ci-dessus dans l'installation de l'invention peut être d'une hauteur plus faible, par exemple 16, 800 mètres dans cet exemple, en comparaison avec l'installation traditionnelle de la figure 1 où la hauteur s'élève a 20 mètres entre les rouleaux supérieur et inférieur. Cet avantage important résulte des conditions ci-après Il n'est pas besoin de prévoir un refroidissement par l'eau du rouleau de guidage d'entrée 18 du four 19 contrairement à l'installation de la figure 1 dans laquelle le rouleau inférieur de sole 4 du four 3 ne nécessite pas de refroidissement par l'eau, d'où il résulte que la bande 9 qui a été échauffée dans le four 13 n'est pas suffisamment refroidie même lorsqu'elle est en contact sur 1/4 de circonférence avec le rouleau de guidage d'entrée 18, au contraire du cas du rouleau 4 de figure 2. En outre, il est prévu trois étapes de dispositifs de partition, à savoir le dispositif de balayage mécanique et de balayage par le gaz 14, l'organe à rideau de joint étanche ou joint mécanique 15, et l'organe tubulaire d'étanchéité à rideau de gaz 16, entre le four 13 et le four 19. Le gaz d'ôchappement du four 13 est ainsi empêché de s'écouler dans le four 19 où il polluerait l'atmosphère réductrice de H2. Le courant de gaz réducteur provenant du four 19 est lui-même empêché de s'écouler dans le four 13, ce qui causerait une perte d'hydrogène dans le four 19. Pour cela on peut utiliser l'organe de balayage unique pour le dispositif 14. En d'autre manière, on peut utiliser pour le dispositif 14 une combinaison des organes mécanique et à gaz. D'autre manière encore, on peut utiliser une seule unité ayant les deux fonctions de balayage mécanique et de balayage par le gaz. Les trois étapes de dispositif de partition mentionnées plus haut peuvent habituellement se composer d'unités indépendantes ou séparées ayant les fonctions respectives dans l'ordre mentionné. Cependant on peut prévoir une ou plusieurs de ces unités dans lesquelles le dispositif 14 et les organes 15 et 16 sont combinés entre eux. En outre, le four à chauffage direct 13 peut être du type horizontal, et ainsi, même si certaines briques ou analogue tombent du ciel du four, elles peuvent être supportées par la surface de la bande d'acier. Il n'y a par conséquent aucun risque de détérioration des rouleaux de sole portant la bande. Il n'y a pas non plus de risques que la bande 9 et le rouleau de guidage 18 qui est en contact avec sa surface supérieure soient endommagés par des fragments de matières, ceux-ci étant expulsés par les dispositifs 14, 15 et 16. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 Installation pour le traitement d'une tande d'acier dans une ligne de traitement continue comprenant un four de -type horizontal de chauffage direct et un four suivant de type vertical qui comprend a) une zone de chauffage par radiation et de réduction b) une zone de refroidissement lent c) une zone de refroidissement rapide ; et d) une zone derefroidissement contrôlé, installation caractérisée en ce que le four de type horizontal et la zone dc réduction du four vertical sont connectés par une portion d'étranglement, dans laquelle sont prévus des moyens pour enlever ou expulser des matières étrangères portées sur la bande d'acier, et des moyens pour opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours. 2") Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour retirer les matières étrangères comprennent un caisson pourvu d'un ajutage de soufflage et d'un bord, l'ajutage étant destiné à souffler un gaz à contre-courant de la-direction de déplacement de la bande traitée et le bord étant destiné à repousser et expulser les matieres étrangères. 30) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent un organe à 4íi rideau d'étanchéité consistant essentiellement en une plaque de matière réfractaire au feu suspendue à un organe d'accrochage. 40) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu.e les moyens pour s'opposer au mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent un organe d'étanchéité tubulaire constitué avec un tuyau à gaz de tête auquel est connecté un ajutage dirigé vers la bande d'acier circulante, ces moyens étant placés tout près de la surface de la bande et pouvant se déplacer librement vers le haut et vers le bas. 50) Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'ajutage de soufflage est orienté suivant un certain angle. vers la surface de la bande, et les moyens destinés à s'opposer à un mélange des gaz à l'intérieur des fours comprennent une jupe suspendue autour dudit ajutage de soufflage. 60) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens destinés à expulser les matières étrangères et les moyens destinés à s'opposer au mélange des gaz dans les fours, sont constitués par les dispositifs conformes aux revendications 2, 3, et 4 ou 5, disposés dans cet ordre de succession.