Brevet FR2392340A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne le laminage à chaud et plus particulièrement un procédé de réchauffage et un four à réchauffer pour un train de laminoirs à chaud. Dans les installations modernes de production de l'acier, les économies d'énergie et de travail et un rendement élevé sont constamment recherchés en utilisant différents procédés. La ligne de production allant de ia coulée continue au laminage ne fait pas exception à cette tendance et la continuité des traitements a été recherchée en plaçant un four à réchauffer entre la machine de coulée continue et le laminoir. Dans les systèmes considérés ci-dessus comme la vitesse de coulée continue diffère dans une grande mesure de la vitesse de laminage, cette dernière étant normalement plusieurs fois supérieure à la première le four de réchauffage doit servir comme zone tampon pour résorber la différence des capacités de production des deux traitements} dans toute la mesure du possible.Plus particulièrement, pour satisfaire à cette condition, il est nécessaire d'utiliser un four à réchauffeur pouvant simultanément extraire les pièces pour le laminoir à une vitesse élevée et recevoir continuellement les pièces provenant de la machine de coulée à une vitesse plus faible, sans modifier la cadence de transport des pièces. De plus, les fours de réchauffage doivent être combinés pour économiser le travail par réduction, dans toute la mesure du possible, de la fréquence des opérations de mise en marche et d'arr8t du laminoir fonctionnant à grande vitesse, en accumulant dans le four une quantité prédéterminée de pièces a laminer ayant été coulées de façon continue à vitesse faible ét aussi en faisant avancer progressivement les pièces en bloc du four au laminoir.Dans ce but, le four à réchauffeur doit comporter, sans que cela augmente sa longueur, des zones de chauffage et de mise en attente à l'état chaud pour retenir la chaleur dans les pièces réchauffées devant être laminées jusqu'à ce que la dernière pièce entrée dans le four ait été chauffée a la température prédéterminée pour le laminage. Si l'extraction à la vitesse supérieure et le chargement continu à la vitesse inférieure doivent avoir lieu simultanément avec un même four utilisé pour le chauffage et la mise en attente, les intervalles pour le transport des pièces à l'intérieur du four sont inévitablement longs, conduisant à un four de réchauffage peu économique, la longueur du four étant augmentée dans des proportions correspondantes.Pour éviter \'augmentation de la longueur du four, il est nécessaire de prévoir des groupes d'entrainement dans la partie avant et la partie arrière du four ou de prévoir plusieurs postes de chargement des pièces cette combinaison n'étant cependant pas pratique en raison des différentes limitations relatives aux opérations réelles et aux pertes supérieures de chaleur résultant du chauffage inutile de certaines parties du four. De même, il peut être envisagé d'utiliser plusieurs fours de réchauffage en parallèle, mais cela se traduit par une augmentation du prix de l'installation et aussi la nécessité d'un espace important. La présente invention a pour objet un procédé de réchauffage pour des pièces ou des matières devant être laminées dans un train de laminoirs à chaud et avec lequel la perte thermique dans un four à réchauffer occupant un espace faible est réduite pour un bon rendement de chauffage et de conservation des pièces devant être laminées, les inconvénients des procédés antérieurs de chauffage étant pratiquement éliminés. L'invention a aussi pour objet un four à réchauffer pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. L'invention a aussi pour objet un four à réchauffer du type ci-dessus, d'une construction simple et d'un fonctionnement stable, et pouvant être facilement incorporé dans un train de laminoirs à chaud. Conformément à l'invention, le four à réchauffer est placé entre un équipement de coulée continue à vitesse faible et un équipement de laminage à une vitesse supérieure pour constituer une zone de réchauffage et une zone tampon, Le four à réchauffer est divisé longitudinalement en deux sections de chauffage utilisées alternativement pour recevoir les pièces à chauffer, l'une des deux sections recevant les pièces quand l'autre section a été remplie et aussi pour avancer collectivement les pièces chauffées à la température prédéterminée de laminage vers l'équipement de laminage pour permettre un rendement élevé de laminàge, de sorte que non seuletnent les pertes de chaleur du four à réchauffer sont réduites, mais aussi que l'augmentation de la longueur est évitée, en réduisant le prix par rapport au cas d'utilisation de plusieurs fours de réchauffage dans le même but. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure I représente schématiquement une chaine de laminage à chaud à partir d'un système à coulée continue vers un train de laminoirs, avec un réchauffeur selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 2 représente schématiquement en plan un four à réchauffer selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 3 est une coupe verticale schématique du four de la figure 2; - la figure 4 est une coupe verticale longitUdinale de la partie du four représentée sur la figure 3 montrant le mécanisme à rails mobiles; - la figure 5 est une coupe transversale du four de la figure 4;; - les figures 6(a) à 6(d) sont des diagrammes montrant le fonctionnement dans la chaine de laminage continu à chaud; - la figure 7 montre schématiquement la succession des étapes du four à réchauffer; et - la figure-8 est une coupe similaire à celle de la figure 5 montrant une modification de la cloison de division du four. La figure 1 représente une channe de laminage à chaud partant d'un système de coulée continue C vers un équipement de laminage R, avec un four de réchauffage H selon llinvention formant une zone de chauffage et de séjour tampon, ce four étant représenté plus en détail sur les figures 2 à 7.Dans l'équipement de coulée continue C, Ie métal en fusion m contenu dans us" poche de coulée C1 passe dans un appareil de coulée C2 pour être mcalé dans un moule de coulée continue C3 pour former, par exemple, une barre continue 2 qui passe ensuite entre une série de paires de rouleaux de guidage r le long d'un trajet courbe vers un redresseur C4, la barre étant ensuite découpée en pièces à travailler, c'est-àdire des billettes s dans un appareil de découpage C5 d'une façon connue. Les billettes sont ensuite transportées sur des rouleaux transporteurs rb à une table de chargement (non représentée) située à côté de l'entrée Ha du four a réchauffer Hss les pièces était introduites par des poussoirs P. Les billettes traitées dans le four 1 de la façon décrite ci-après sortent du four H sur une table de déchargeuent (non représentée) située à la sortie Hb du four H par l'action d'extracteurs E, les billettes étant ensuite transportées par des rouleaux transporteurs r c vers l'équipement de laminage R pour le laminage, par exemple sous la forme de tôles d'acier f. En considérant les figures 2 et 5, le four à réchauffer H selon l'invention, par exemple du type à transporteur à rails mobiles3 comporte un corps de four 1 en matière réfractaire supporté au-dessus du sol par les supports t. Le four de réchauffage H comporte une cloison de séparation 2, par exemple en briques réfractaires, approximativement dans la partie centrale entre l'extrémité de chargement Ha et l'extrémité de déchargement Hb pour diviser l'intérieur du four H en deux sections de chauffage 3 et 4 ayant des entrées séparées 3a et 4a et des sorties séparées 3b et 4b pour les pièces W (c'est-à-dire les billettes s).Dans chaque section de chauffage 3 et 4, un certain nombre de colonnes supports du type portique avec une traverse supérieure et deux montants 6 dépassent vers le haut de la partie approximativement centrale de la sole 5 du four, en étant espacées dans la direction longitudinale du four H > et des rails fixes 7 sont fixés aux extrémités supérieures des colonnes 6 pour former deux rangées dans la direction longitudinale du four H.Sur les entés opposés des rails fixes 7 sont situées deux rangées de rails mobiles 9 parallèles aux rails fixes 7 et à l'extérieur par rapport à ceux-ci, les rails 9 étant fixés aux extrémitéssupérieures de colonnes mobiles 8 passant à travers des ouvertures de la sole 5 et dont les extrémités inférieures sont fixées à des chariots 10, ainsi qu'il apparat plus particulièrement sur la figure 5.Les rails mobiles 9 sont déplacés verticalement sur les chariots 10 par des mécanismes indépendants ll comportant, par exemple, des roues excentrées Ila en contact avec les côtés inférieurs des chariots 10 et supportées pour pouvoir tourner, conjointement avec des poulies llp, par des supports 1-, les roues étant fixées à des arbres à vilebrequins 11h et les poulies étant entraînées par des courroies passant directement sur les poulies 11g et un moteur d'entratnenent llf. Les rails mobiles 9 sont entraînés horizontalement,par par exemple par une paire de vérins hydrauliques lOa articulés aux extrémités opposees des chariots 10 et dont les autres extrémités sont articulées à des support s lOb fixés au sol (figure 4).De cette façon, les pièces v chargées dans le four de réchauffage H sont transportées à travers le four en étant placées alternativement sur les rails mobiles 9 et les rails fixes 7 quand les rails mobiles 9 sont entraînés verticalement et horizontalement de la façon décrite ci-dessus.De plus, pour chauffer suffisamment les faces supérieures et inférieures des pièces W, des brûleurs, par exemple des brûleurs à écoulement axial 12 et 1S, sont commandés individuellement pour la variation de la température dans la direction longitudinale du four à réchauffer H, par un système de commande non représenté. I1 sera noté que la cloison de séparation 2 du four H peut titre une structure creuse pour améliorer encore les caractéristiques d'isolement athermique, de la façon représentée sur la figure 8. Pendant le fonctionnement du four H décrit ci-dessus, les pièces W du système de coulée continue C sont chargées successivement dans l'une des sections 3 et 4, par exemple la section 3, jusqu'à ce que celle-ci soit pleine et, ensuite, dans l'autre section 4, les mouvement d'entratnement en avant des rails mobiles 9 de la section 3 étant alors arrdtés et la température dans chaque section de chauffage étant commandée dans la direction longitudinale du four > de façon que, jusqu'à ce que la dernière pièce W chargée dans le four H ait été chauffée jusqu' la température prédéterminée pour le laminage, les autres pièces W soient maintenues å cette température prédéterminée de laminage. Le fonctionnement du four de réchauffage H est décrit plus en détail ci-après en considérant les figures 6(a) à 6(d) et 7 pour deux exemples de fonctionnement. Suivant la figure 6(a), le métal en fusion, par exemple de l'acier en fusion, est envoyé dans le système de coulée continue C à partir d'un convertisseur (non représenté) avec un débit de 200 tonnes en trois heures et les pièces moulées W sont constamment chargées dans le four de réchauffage H sous la forme de blocs ou de billettes relative ment chauds à une vitesse de 100 tonnes en 1,5.h (f (figure 6(c)) pour être successivement chauffées à la température prédéterminée de laminage dans le four H, les pièces W ayant été chauffées étant maintenues à l'état chauffé (figure 6(c)) jusqu'à ce qu'un total de 400 tonnes de pièces W ait été chauffé à la température prédéterminée de laminage.En supposant les sections de chauffage 3 et 4 du four de réchauffage H successivement chargées avec les pièces W dans l'ordre a, b, c, d et e (figure 7) atteignant la forme f' au temps f de la figure 6(d) à laquelle la dernière pièce chargée nO 4 se trouvant dans la section de chauffage 3 a été chauffée, le total des 400 tonnes de pièces W étant maintenu à la température prédéterminée de laminage, les pièces nO I à 4 sont avancées collectivement de la section de chauffage 3 vers l'équipement de laminage R de la façon indiquée en sur la figure 7, pour démarrer le laminage qui est terminé après 1,5 h, tandis qu'une nouvelle pièces travailler nO 7 est chargée dans la section de chauffage 4 pour etre chauffée, la pièce nO 5 chauffée étant maintenue à la température prédéterminée de laminage (h sur la figure 7). Quand la pièce n" 8 finalement chargée dans la section de chauffage 4 a été chauffée à la température prédéterminée de laminage, les pièces nO 5 à 8 sont avancées collectivement de la section de chauffage 4 vers l'équipement de laminage R pour démarrer le laminage (figure 6(d) et figure 7 en j).En répétant les opérations ci-dessus en e' à t' (figure 7); les pièces W produites continuellement dans le système de coulée continue C et chargées alternativement dans les sections de chauffage 3 et 4 du four à réchauffer H, pour être chauffées et dtre maintenues à la température prédéterminée de laminage sont laminées par l'équipement de laminage R actionné de façon intermittente avec des intervalles prédéterminés de laminage (4,5 h). Comme il ressort de la description qui précède, le four de réchauffage H utilisé comme zone de chauffage et zone tampon et raccordé directement au système de traitement à vitesse plus faible, tel que le système de coulée continue C, et communiquant directement avec le système de laminage R fonctionnant à une vitesse superieure, est divisé longitudinalement en deux sections 3 et 4 qui reçoivent alternativement les pièces W pour les chauffer de façon que les pièces W soient chargées dans l'une des deux sections quand l'autre a été remplie, et pour avancer collectivement les pièces chauffées W au système de laminage R, par une combinaison telle qu'elle évite l'augmentation de la longueur du four en permettant d'abaisser le prix de cette installation par comparaison à l'utilisation simultanée de plusieurs fours de réchauffage, tout en obtenant un réchauffage efficace dans un espace plus réduit, le chargement continu à la vitesse faible et le déchargement à la vitesse supérieure pouvant avoir lieu simultanément. De plus, comme les deux sections de chauffage 3 et 4 du four H sont séparées par la cloison 2, les températures peuvent etre commandées en fonction des conditions existant à l'intérieur du four de réchauffage et un rendement thermique élevé est possible avec des frais réduits de fonctionnement. I1 sera noté que, Dien que l'invention ait été décrite ci-dessus en considérant un four à rails mobiles à chauffage par le dessus et le dessous, elle n'est pas limitée à cette application et peut etre utilisée pour un four à sole mobile ayant une sole en briques. il sera noté aussi que l'invention n'est pas limitée a son utilisation dans une chaine de laminage à chaud continu entre le point de coulée et le laminage, mais peut aussi être utilisée pour un four intermédiaire dans une channe de traitement entre un laminoir hlooming et un laminoir à tôles fortes, d'après le procédé de laminage direct à chaud récemment proposé. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour chauffer des pièces dans un four à réchauffer entre un système de coulée pour produire des lingots et un laminoir pour le laminage après réchauffage, les pièces étant laminées à une vitesse supérieure à la vitesse de coulée, caractérisé par le réchauffage dans un four a réchauffer divisé longitudinalement en une première et une seconde section de chauffage communiquant directement avec le transporteur dq pièces, l'utilisation alternative de la première et de la seconde section de façon que les pièces soient chargées successivement dans la seconde section de chauffage quand la première section de chauffage a été chargée successivement et a été remplie de pièces provenant du système de coulée, et l'extraction collective des pièces réchauffées par groupes à partir de l'une des sections de réchauffage après chauffage et maintien des pièces à une température prédéterminée jusqu'à ce que la dernière pièce chargée dans la première section de chauffage ait été chauffée a la température prédéterminée, afin que les pièces provenant de la première et de la seconde section de chauffage soient envoyées de façon continue å l'équipement de laminage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par la division du four à réchauffer en une première et une seconde section de chauffage en établissant dans la partie centrale du four une cloison de séparation s'étendant dans la direction longitudinale du four à réchauffer, la première et la seconde section de chauffage comportant chacune un mécanisme de sole mobile; chacun de ces mécanismes étant commandé individuellement par un système d'entraînement et chaque section comportant des brûleurs pour chauffer les pièces et des ouvertures d'entrée et de sortie pour le chargement et le déchargement. 3. Four à réchauffer pour une ligne de laminage à chaud, ce four étant situé après le système de coulée et avant l'équipement de laminage et les pièces arrivant du système de coulée à une vitesse inférieure à la vitesse de laminage, caractérisé par une enveloppe s'étendant dans la direction de transport des pièces et ayant des entrées et des sorties pour les pièces et une première et une seconde section de chauffage à l'intérieur de cette enveloppe, ces sections étant formées par division de l'enveloppe par une cloison longitudinale séparant l'intérieur de l'enveloppe en deux parties, la première et la seconde section de- chauffage étant utilisées alternativement de façon que les pièces soient chargées successivement dans une seconde section de chauffage quand une première section de chauffage a été chargée et a été remplie de pièces provenant successivement du système de coulée, les pièces étant collectivement extraitessoit de la première, soit de la seconde section de chauffage après que les pièces ont été chauffées et ont été maintenues à une température prédéterminée jusqu'à ce que la dernière pièce chargée dans une première section de chauffage ait été chauffée à la température prédéterminée afin que toutes les pièces de l'une et l'autre des deux sections de chauffage soient envoyées de façon continue à l'équipement de laminage. 4. Four à réchauffer selon la revendication 3.caractérisé en ce que l'enveloppe du four est divisée en une première et une seconde section de chauffage indépendantes llune de l'autre par une cloison de séparation disposée au milieu de l'enveloppe et s'étendant dans la direction longitudinale du four, la première et la seconde section de chauffage comportant chacune un mécanisme de sole mobile commandé individuellement par un système d'entraînement et chaque section comportant des broyeurs pour chauffer les pièces et une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie a l'extrémité de chargement et a l'extrémité de déchargement. 5. Four à réchauffer selon la revendication 4 caractérisé en ce que la cloison de séparation est une cloison creuse.