Brevet FR2269383A1 — publié le 19751128

La présente invention concerne un procédé de fabrication en continu de produits laminés, consistant à entraîner en la chauffant, une matière première à comprimer entre deuxbrins mobiles dans le même sens, de bandes sans fin métalliques, en envoyant un fluide sous pression, chaud, dans l'intervalle entre les brins et des plaques de glissement placées derrière les brins. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. De façon connue, on fabrique normalement des plaques revêtues de matière synthétique, dans des presses à temps de séjour d'un ou plusieurs jours. Dans ces conditions, on prévoit une plaque formée de produit absorbant, assimilable à un tissu ou à une nappe non tissée, imbibé d'une matière thermodurcissable telle que par exemple une résine de mélamine, cette plaque se trouvant entre deux plaques de pression chauffées. Ces plaques de pression assurent à la fois la pression et le chauffage de la matière première, pour lui donner la forme et la composition définitives. L'inconvénient le plus grave de ce procédé est de ne pas permettre la fabrication en continu, c'est--dire la fabrication de produits laminés continus. On connaît également un dispositif selon lequel deux rubans d'acier sans fin, distants l'un de l'autre, ont leurs brins en regard appuyés par leur face arrière sur des cylindres d'appui. Pour appuyer des zones aussi nombreuses que possible de la bande d'acier, il est prévu de réaliser des cylindres d'appui de faible diamètre et de les emboîter de façon adéquate les uns derrière les autres. L'inconvénient principal de ce dispositif est qu'il exerce une pression relativement irrégulière sur le produit.Cela se traduit, lors du passage du produit en matière synthétique qui durcit, à une variation entre une pression minimale résultant de l'existence du ruban d'acier et une pression maximale résultant de l'utilisation des cylindres d'appui ou des cylindres de pression 9 cela entraîne une liaison lâche de la matière synthétique, qui présente une structure poreuse et friable. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de remplacer les cylindres d'appui par des patins ou des plaques de glissement ; toutefois le frottement ainsi créé entre le ruban d'acier et les plaques de glissement s'est avéré trop grand. Pour supprimer ces problèmes de frottement, on a prévu d'utiliser des canaux appropriés réalisés dans les plaques de glissementtpour envoyer de l'air comprimé chaud dans les intervalles très minces entre le brin et la plaque de glissement, en exerçant une pression correspondant à la pression qui doit s'appliquer sur le produit. Il en résulte une sorte de graissage par air comprimé du fait qu'il se forme un coussin d'air d'une épaisseur au maximum égale à 25 mm, dans les intervalles.L'air comprimé est préchauffé par de la vapeur injectée coaxialement et par les plaques de glissement également chauffées à la vapeur, pour que l'ensemble soit à la température de fonctionnement, pour pouvoir transférer la chaleur nécessaire au produit à traiter, par l'intermédiaire des brins des bandes sans fin. L'air comprimé qu'il faut continuellement renouveler, s'écoule le long des bords latéraux des plaques de glissement ou des brins ainsi qu'au début et à la fin de ces plaques de glissement, en s'échappant par les intervalles, de sorte qu'il en résulte des chutes de pression et de- tempé- rature particulièrement gênantes, notamment sur les côtés longitudinaux. On peut certes remédier à ces inconvénients en réalisant les intervalles ou les coussins d'air de façon à réduire leur épaisseur ; toutefois, un tel moyen nécessite une précision extrême de réglage pour l'intervalle par ailleurs très réduit, ce qui augmente considérablement le coût.En outre, le transfert calorifique assuré par l'air, entre les plaques de glissement et les rubans d'acier est relativement peu avantageux et l'air sous pression qui s'échappe réduit le rendement de l'échange thermique en entraînant une fraction importante de la chaleur. Par ailleurs, dans cette installation, il faut une certaine alimentation en air comprimé pour arriver à un chauffage quelque peu efficace des rubans d'acier. La présente invention a pour but de créer un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre, permettant de fabriquer des produits laminés, continus, en ne fournissant qu'une énergie acceptable et sans qu'il soit nécessaire de recourir à des précisions inacceptables. A cet effet, la présente invention concerne un procédé du type ci dessus, caractérisé en ce que l'on envoie sous pression le fluide sous pression, a l'état liquide dans l'intervalle fermé de façon étanche et le fluide sous pression et/ou les plaques de glissement sont chauffés directement. Comme en outre, on a des conditions de pression et de température parfaitement identiques dans toutes les zones de l'intervalle, les produits obtenus par ce procédé, sont notablement plus avantageux. Comme fluides sous pression selon l'invention, on envisage avant tout des produits liquides à la température de fonctionnement, comme par exemple de l'huile dont la conductivité thermique est élevée, ce qui assure un bon transfert calorifique vers les brins. Comme les conditions de fonctionnement sont régulières dans toutes les zones et du fait du transfert calorifique important, on peut avoir de grands intervalles, ce qui supprime toute difficulté de précision. On peut, en principe, envisager également d'autres produits qui sont liquides à la température de fonctionnement, comme par exemple de-l'eau, du mercure, des métaux liquides comme du zinc ou des alliages métalliques. Notamment lorsqu'on travaille à des vitesses très élevées, pour avoir des longueurs de dispositif limitées, ou des températres de travail élevées ou encore lorsque la chaleur nécessaire est importante, pour l'opération de durcissement, et si la quantité de chaleur fournie par l'ensemble acierhuile acier au produit à durcir en tenant compte des joints souples n'est plus suffisante, on peut utiliser, comme fluides de transfert de chaleur et de pression, des métaux liquides à la température de fonctionnement ou des alliages métalliques et notamment des alliages de zinc et de lithium, ayant un faible point de fusion ou encore du mercure. Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans son fonctionnement beaucoup moins bruyant que les dispositifs connus alimentés en air comprimé, car l'air comprimé qui s'échappe crée un sifflement très ait5. En outre, il peut ne pas être nécessaire d'assurer un préchauffage du fluide sous pression. Dans la plupart des cas, le chauffage direct des plaques de glissement est suffisant, ces plaques assurant à leur tour le chauffage du fluide sous pression, par conductibilité thermique, et le fluide chauffe les brins. Lorsqu'on utilise de l'huile comme fluide sous pression, on a constaté qu'il était intéressant de travailler à des pression de l'ordre de 20 kg/cm2 dans les intervalles avec des températures de fonctionnement de l'ordre de 1500 C. Ces conditions de fonctionnement moyennes conviennent pour des applications usuelles, mais ces conditions peuvent être modifiées en fonction de ce qui est nécesa saire. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, on chauffe directement les plaques de glissement et on maintient l'huile sous pression en bon contact thermique avec les plaques de glissement. Il est également possible de chauffer l'huile sous pression et de la faire -irculer en circuit dans l'intervalle. Toutefois, la simple injection dans l'intervalle combiné au chauffage par les plaques de glissement est une solution particuièrement simple, peu onéreuse et efficace. Il est avantageux que l'épaisseur de l'intervalle soit de l'ordre de quelques mm. D'une part, une telle épaisseur du coussin d'air suffit sans difficulté pour assurer un trasfert calorifique suffisant entre les plaques de glissement et les brins, et, d'autre part, pour de telles épaisseurs d'intervalles, on ne rencontre pas de problèmes d'étanchéité particuliers, comme pour les dispositifs connus ayant des épaisseurs d'intervalle de l'ordre du micron. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre- du procédé, comportant deux bandes sans fin, en regard, entraînées par des cylindres, les brins adjacents étant appuyés par l'arrière par une plaque de glissement, dispositif caractérisé en ce que l'intervalle entre les brins et les plaques de glissement, est délimité à la fois sur les côtés longitudinaux aux extrémités transversales par des éléments d'étanchéité et en ce que les plaques de glissement sont munies de canaux d'alimentation en fluide sous pression. Un tel dispositif est simple, et les conditions relatives àla précision sont notablement plus réduites que dans les dispositifs connus ; en outre ce dispositif permet un graissage efficace tout en assurant une bonne transmission de la pression et de la chaleur. Suivant une caractéristique de l'invention, entre les cylindres sont prévus respectivement une plaque de glissement supérieure et une plaque de glissement inférieure, ces plaques étant munies d'éléments chauffants. De préférence, ces éléments chauffants sont des résistances électriques. Alors qu'il sera également possible de prévoir plusieurs plaques de glissement superposées ou juxtaposées ou encore combinées, il est particulièrement simple d'utiliser une plaque de glissement en une seule pièce et de la munir d'éléments de chauffage électriques. Ces éléments de chauffage par résistances peuvent également être remplacés par des conduites de vapeur ou des moyens analogues. Toutefois, les éléments de chauffage par résistances électriques fonctionnent très simplement et sans moyens particuliers. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les brins sont des rubans d'acier élastiques, et les plaques de glissement portent des éléments d'étanchéité. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention les -éléments d'étanchéité pénètrent en partie dans des cavités ou rainures, des plaques de glissement et s'appliquent de façon étanche sur les brins en-réglant l'inter- valle de travail voulu. Le ruban d'acier élastique permet un bon transfert de la pression et de la température-entre les plaques de glissement et le produit fabriqué en continu par l'intermédiaire de l'huile sous pression.et les éléments d'étanchéité pressés contre le ruban d'aciers assurent-une bonne étanchéité rapidement sans usure. Le matériau constitutif des moyens d'étanchéité se choisit en fonction du fluide sous pression, des conditions de pression, de température et du coefficient de frottement. Pour arriver à des conditions d'étanchéité particulièrement avantageuses, il est intéressant que les éléments d'étanchéité soient soumis à une pression identique ou supérieure a la pression de l'huile se trouvant dans l'intervalle. A titre d'exemple, les éléments de glissement peuvent être soumis à une pression plus élevée. La pression s'exerçant sur les éléments d'étanchéité peut éga lement être exercée par des accumulateurs mécaniques de force comme par exemple des ressorts ou analogues. Pour créer une pression d'étanchéité avec de l'huile comprimée, il est avantageux, selon l'invention, d'avoir des éléments d'étanchéité en deux parties composés avec des joints d'étanchéité logés dans des ramures des plaques de glissement, ces joints ayant de préférence une section circulaire, ainsi que par des joints logés en partie dans les rainures et s'appuyant en partie sur les brins d'acier, ces joints étant en un matériau résistant à l'usure et à faible coefficient de frottement. Les joints d'étanchéité à section de pré- férence circulaire assurent l'étanchéité dans la chambre de pression a l'intérieur des rainures, alors que les joints d'étanchéité s'appuyant sur les brins, assurent l'étanchéité des intervalles par rapport à l'extérieur. Il est, en outre, avantageux que les plaques de glissement présentent un moyen de réglage en hauteur. Ainsi, lorsqu'on modifie l'épaisseur du produit laminé fabriqué en continu, on peut toujours régler les épaisseurs d'inter- valle voulues, soit globalement, soit séparément, ce qui est par exemple nécessaire dans certains cas, après le remplacement des joints, pour arriver à l'étanchéité à la pression nécessaire, suivant certaines pressions d'application. Dans ce cas, lors du réglage, par l'évacuation de l'intervalle à fluide sous pression entre les plaques de glissement et le ruban d'acier correspondant, il faut veiller à maintenir la géométrie des joints d'étanchéité entre les parties du dispositif. La présente invention est décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisationreprésenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - la figure l est une vue de côté schématique d'un dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue de détail à échelle agrandie coupée selon la ligne Il-Il de la figure l - la figure 3 est une vue de détail à échelle agrandie selon tnx:2 de la figure l - la figure 4 est une vue de dessus schématique d'une plaque de glissement. Selon la figure 1, deux bandes métalliques, sans fin, 10, 12 constituées par des rubans d'acier élastiques adjacents, formant des bandes sans fin, passent respectivement, d'une part, sur des cylindres 14 et 18 et, d'autre part, sur des cylindres d'entraînement 16, 20, entraînes et synchronisés mécaniquement. Les cylindres 14 et 18 sont montés à rotation dans des paliers non représentés d'un bâti 22 alors que les cylindres moteur i6 et 20 sont montés à rotation de façon analogue dans un bâti 24 ; le bâti 24 est distant du bâti 22 d'une distance qui dépend de la longueur des bandes sans fin et du diamètre des cylindres. Les bâtis 22 et 24 sont reliés à un bâti de base par exemple un socle en béton 26. Les brins 28, 30 en regard des bandes sans fin 10, 12 sont appuyés par derrière par des plaques de glissement supérieure et inférieure 32, 34 en maintenant une distance de l'ordre de quelques mm, pour former un intervalle supérieur 36 et un intervalle inférieur 38. Lorsqu'il se trouve entre les brins 28 et 30 un produit de base ou une matière première 40 à traiter sous pression et avec élévation de température, on remplit les intervalles 36 et 38 avec de huile sous pression, non représentée, cette huile étant amenée par des canaux d'alimentation huile sous pression 48, 50 (voir figure 2) pour que l'huile passe dans ces intervalles.Afin que l'huile sous pression ne puisse sortir au niveau de l'arête avant arrière ou de l'arête longitudinale de l'intervalle ou des plaques de glissement, des éléments d'étanchéité 46a et 46b sont prévus dans ces zones, ces éléments d'étanchéité étant placés dans des rainures correspondantes 44 des plaques de glissement et ces éléments sont pressés contre les brins par l'huile sous pression ou par un accumulateur mécanique de force, comme par exemple un ressort précontraint ou analogue. De façon avantageuse, on exerce une pression relativement importante de l'ordre de par exemple 38 bars, sur les éléments d'étanchéité, alors que la pression qui règne dans les intervalles 36 et 38 est par exemple de l'ordre de 30 bars ; on évite ainsi dans une très large mesure les fuites d'huile sous pression ou on réduit au moins ces fuites. Comme éléments d'étanchéité dans l'exemple de ré alisation représenté, est prévue une rainure annulaire 44 dans les plaques de glissement 32 et 34 recevant un joint torique 46a, l'ensemble étant complété par un joint d'étanchéité 46b, par exemple en téflon. Les joints d'étanchéité 46b p-énè- trent en partie dans les rainures 44 et s'appuient en partie sur les surfaces périphériques des brins 28 et 30.Les côtés des plaques de glissement 32 et 34 sont reliés l'un à l'autre par un raccord latéral 52. Une pièce deliaison analogue est également prévue dans la zone d'entrée et dans la zone de sortie des plaques de glissement, comme le montre la vue de détail de la figure 3. Dans la figure 3 ainsi que dans la vue en plan de la figure 4, sont reportées les dimensions importantes pour le dispositif selon l'invention ; ces dimensions correspendent aux conditions de fonctionnement suivant Pression dans les intervalles 36 et 38 : 30 Bars Température dans les intervalles 36 et 38 : 200"C Pression exerce sur le fluide d'étanchéité dans les rainures 44 : 38 bars Vitesse de défilement des brins : 10 à 15 m/min. Du reste, à la figure 4, on a représenté en traits pleins, le tracé de la raînure 44 recevant les éléments d'étanchéité 46a et 46b. Les lignes en tiretés correspondent aux dimensions extérieures du brin28. Selon la figure 1, les plaques de glissement 32 et 34 comportent des éléments chauffants 42 qui sont de préférence des tiges de résistance électriques qu analogues, et peuvent également être le cas échéant des conduits de vapeur ou des chambres de vapeur. Le cas échéant, on peut également envisager un chauffage mixte. Vu dans le sens du mouvement de la matière première 40 entraînée par les brins 28 et 30; on a en aval des cylindres 14, 18, des cylindres à produit laminé 54, 56 qui, dans le mode de réalisation représenté, sont entraînés dans le sens des flèches par les cylindres 14 et 18. Les produits laminés portés par ces cylindres 54 et 56 passent sur les bandes sans fin 10 et 12 pour être réunis à la matière première 40, qui forme le ruban de base passant entre les cylindres 14 et 18, de façon que la pression et la chaleur permettent d'obtenir le produit laminé final, qui sort en aval des cylindres moteur 16 et 20. Toutefois, il est également possible en variante, de faire tourner librement les cylindres à produit laminé 54 et 56 de façon que les nappes de produit de ces cylindres soient tirées par la traction résultant de la pression au niveau des brins 28 et 30, pour passer entre les cylindres 14 et 18. Suivant une autre variante, les cylindres 54 et 56 peuvent comporter des moyens d'entraînement distincts, qui appliquent ks nappes de produit laminé sur la nappe de base selon la figure 1. Les éléments chauffants 42 représentés, sont disposés transversalement par rapport à la direction de déplacement ; toutefois, il est clair que ces éléments-peuvent également être disposés longitudinalement par rapport aux plaques de glissement 32 et 34, qu'il s'agisse de barreaux chauffants ou dé canaux de chauffage. Le procédé selon l'invention ainsi que le dispositif pour la mise enoeuvre de ce procédé, permettent une fabrication très efficace et très avantageuse de produits laminés en continu, réguliers, sans qu'il soit nécessaire de maintenir des conditions de précision particulières, et sans avoir de problème de bruit engendré par de l'air comprimé qui s'échappe. Dans l'ensemble de la zone des intervalles, on arrive à un état régulier pour la pression et la température, sans que les zones latérales soient défavorisées. Ce dispositif simple fonctionne avec une alimentation rédUi-be et un grand rendement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication en continu de produits laminés1 consistant à entraîner en la chauffant, une matière première à comprimer entre deux brins mobiles dans 'le même sens, de bandes sans fin métalliques, en envoyant un 'fluide sous pression, chaud, dans l'intervalle entre les - et des plaques de glissement placées derrièré-- les brins, procédé caractérisé en ce que l'on envoie sous pression, le fluide sous pression1 à l'état liquide dans l'intervalle f e;; de façon é étanche et le fluide sous pression et/ou les plaques de glissement- sont- chauffées directement. - 2.- Procedé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide -sous pression-st un produit liquide à la température de fonctionnement tel que par exemple de lthuile,-de l'eau, du mercure', des métaux liquides, de préférence du zinc ou des alliages métalliques et de préférence des alliages de zinc et de lithium. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que:l'huile constituant le fluide sous pression, est envoyée dans les intervalles à une pression de sensiblement 2 20 Kg/cm et à une température de l'ordre de 150 C. 4.- Procédé selon liune quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que les plaques de glissement sont chauffées directement et l'huile sous pression est maintenue en bon contact thermique avec les plaques de glissement. 5.- Procédé selon ;l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'intervalle est de l'ordre de quelques mm. 6-.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comportant deux bandes sans fin,en regard, entraînées par des cylindres, les brins adjacents étant appuyés par l'arrière par une plaque de glissement, dispositif caractérisé en ce-que l'intervalle (36, 38) entre les brins t28, 30) et les plaques de glissement (32, 34), est délimité à la fois sur les cotés longitudinaux aux extrémités transversales par des éléments d'étanchéité (46a, 46b), et en ce que les plaques de glissement sont munies de canaux d'alimentation en fluide sous pression. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'entre les cylindres (14, 16, 18, 20), sont prévues respectivement une plaque de glissement supérieure (32) et une plaque de glissement inférieure (34), ces plaques étant munies d'éléments chauffants (42). 8.- Dispositif selon la revendicatiun 7, caractérisé en ce que les plaques comportent des éléments chauffants à résistance électrique (42). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les brins (28, 30) sont des rubans d'acier élastiques et des éléments d'étanchéité (46a, 46b) sont fixés aux plaques de glissement (32, 34). 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments d'étanchéité (46a, 46b) pénètrent en partie dans des cavités ou rainures (44) des plaques de glissement (32, 34) et s'appliquent de façon étanche sur les brins (28, 30) en réglant l'intervalle de travail voulu. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les éléments d'étanchéité (46a, 46b) sont soumis à une pression égale ou supérieure à la pression du fluide se trouvant dans les intervalles (36, 38). 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce que les éléments d'étanchéité sont constitués par des joints d'étanchéité (46a) placés dans des rainures (44) des plaques de glissement (32, 34), ces joints ayant de préférence une section circulaire, ainsi que des joints d'étanchéité (46b), penétrant en partie dans les rainures (44) et s'appuyant sur les brins formés par les rubans d'acier (28, 30), ces éléments d'étanchéité étant réalisés en un matériau résistant à l'usure et à faible coefficient de frottement. 13.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plaques de glissement (32, 34) sont réglables en hauteur.