Brevet FR2542644A1 — publié le 19840921

L'invention concerne un dispositif de ventilation de lit refroidisseur dans les trains de laminage à petits fers destine au refroidissement accéléré de la matière laminée coupée à la longueur du lit refroidisseur. Dans les trains de laminage à petits fert, ou petits trains, on utilise la plupart du temps pour le refroidissement de l'acier laminé marchand fini des lits refroidisseurs à râteaux. La barre est coupée en morceaux ayant la longueur du refroidisseur et est amenée soit à la température finale de laminage soit à une température moins élevée après un parcours de refroidissement à l'eau. La plupart des nuances d' acier doivent présenter à la sortie du lit refroidisseur, sous les cisailles à froid, une température comprise entre 373 kelvin (100bu) et 523 kelvin (25DOC). Pour quelques aciers spéciaux, il est-nécessaire qu'ils arrivent aux cisailles à froid à des températures pouvant atteindre 823 kelvin (550 C). Pour pouvoir se tirer d'affaire avec la même surface de lit refroidisseur tout en ayant un rendement de laminage plus grand, ou pour réduire la surface de lit refroidisseur sans modifier le rendement de laminage, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de refroidissement. Selon le DE-OS 26 05 754, on connaît un lit refroidisseur dans lequel le produit de laminage refroidit depuis le système d'amenée Jusqu t au train de rouleaux d'évacuation par rayonnement et convection naturelle . Pour avoir un bon refroidissement par convection, il est nécessaire que de l'air frais arrive latéralement dans la fosse de lit refroidisseur en venant du mur extérieur du hall ou bien du hall voisin, et, sous l'effet de la force ascensionnelle de l'air, soit aspiré en balayant la surface du produit laminé chaud. I1 est évident que l'arrivée de l'air à la fosse de lit refroidisseur est fortement gênée par les installations mécaniques dans la zone du train de rouleaux d'évacuation et du système d'enlèvement ce qui provoque une augmentation du temps de refroidissement. Selon un autre mode de réalisation connu, lorsque le train de laminage à petits fers est construit en étage, on obtient une amélioration de l'arrivée latérale de l'air en dessous du lit refroidisseur. Comme on peut le voir dans les publications techniques (Degenhard, W., entre autres : "Abkühlungsbedingungen an Xùhlbetten" dans Stahl und Eisen 88 (1968) nO 22, pages 1216 à 1224), on n'a porté que peu d'intérêt à faciliter la sortie de l'air hors du hall de lit refroidisseur, et on utilise des lanterneaux de toit ou des fenêtres qui ont une action nréju- diciable sur la convection naturelle (thermique). Les résistances susdites, relativement grandes, s'opposant à l'écoulement de l'air de refroidissement du côté de l'entrée et du côté de la sortie ont pour suite de diminuer le refroidissement par convection et, par conséquent, d'augmenter les tem ratures du produit laminé à la sortie du lit refroidisseur. L'augmentation des vitesses de refroidissement a l'aide de ventilateurs supplémentaires et/ou de buses à eau disposées en dessous du lit refroidisseur ainsi que le prévoit le DE-AS 23 61 305 se traduit par une augmentation de la dépense en matériaux jointe à une élévation de la consommation d'énergie. C'est un but de l'invention d'améliorer le rendement de refroidissement en renforçant le balayage du produit laminé par l'air de refroidissement, sans pour autant augmenter les dépenses de construction pour le lit refroidisseur. L'invention se propose, en apportant des modifications appropriées au hall de lit refroidisseur, d'amener au lit refroidisseur et aux fondations de lit refroidisseurs des courants d'air de refroidissement et, en même temps, de diminuer au maximum les résistances d'écoulement de l'air froid depuis l'entrée d'air dans le hall de lit refroidisseur jusqu' à la sortie d'air prévue dans le toit du hall, afin d'obtenir un meilleur refroidissement du produit laminé, notamment à l'emplacement du système d'enlèvement du lit refroidisseur, grâce au renforcement de la convection naturelle. Ce résultat est obtenu par l-'invention grâce au fait que, pour harmoniser de façon optimale les coefficients de résistance à la circulation d'air, les murs latéraux du hall possèdent dans la zone du lit refroidisseur des ouvertures d'entrée d'air dont la forme est fixée de façon optimale au point de vue de la technique de circulation des fluides, et que, pour augmenter la surface totale destinée à l'évacuation de l'air, il est prévu, outre des ouvertures de sortie d'air connues ménagées dans la zone du toit, des ouvertures de sor tie d'air supplémentaires percées dans la partie supérieure des murs latéraux. Pour renforcer le courant d'air froit venant de 11 extérieur, les ouvertures d'entrée d'air sont équipées de dispositifs de guidage offrant une résistance très réduite à l'écoulement d'air. Selon un mode de réalisation de l'invention, les ouvertures d'entrée d'air et les ouvertures de sortie d'air sont munies de volets de réglage du type jalousie. En outre, il est prévu dans les ouvertures d'entrée d'air et de sortie d' air des instruments de mesure destinés à déterminer la vitesse et la température de l'air qui sont raccordés à un système d'affichage et de régulation. Pour commander l'arrivée de 1' air à certaines zones déterminées du produit de laminage, il est prévu en dessous du système de râteaux des volets de guidage d'air réglables à volonté, des cloisons de séparation ajourées à résistance à l'écoulement d'air réglable, ou des murettes de retenue d'air de différentes hauteurs disposées sur la base de la semelle. En liaison avec les murettes de retenue, la base de la semelle peut également présenter une pente ascendante dans le sens de l'écoulement d'air. Les caractéristiques et avantages de l'inventiôn ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe du hall de lit refroidisseur de type à étage - la figure 2 est une vue en coupe du hall de lit refroidisseur avec circulation d'air renforcée - la figure 3 est une vue en coupe du hall de lit refroidisseur avec volets de guidage d'air - la figure 4 est une vue en coupe du hall de lit refroidisseur avec cloisons de guidage d'air - la figure 5 est une vue en coupe du hall de lit refroidisseur avec base de semelle en pente ascendante. A la figure 1 est représenté le hall de lit refroidisseur avec train de rouleaux d'amenée I se trouvant dans la zone du lit refroidisseur, le système de transfert 2, le système de râteaux 3, le dispositif d'enlèvement 4 et le train de rouleaux d'évacuation 5. Le hall de train de laminage est de type à étage, de sorte que le plafond intermédiaire 6 représente en nême temps le niveau du sol de l'usine qui se trouve notable- ment en dessus du terrain environnant 7 D Dans la paroi de hall latérale 8 se trouvent les ouvertures d'entrée d'air 9 et 10 et, au point le plus élevé du toit du hall est prévu le lanterneau ll avec l'ouverture de sortie d'air 12 Pour diminuer la résistance à la circulation de 15air froid, il est prévu, comme le montre la figure 2, des dispositifs déflecteurs 13, 14 et des plans inclinés de fondation 15 supplémentaires, formant buses d'aspiration pour des ouvertures d'entrée d'air 9gb 10' ainsi que des lanterneaux 16 de forme favorable au point de vue de la technique de circulation des fluides et des chicanes supplémentaires 17 pour les ouvertures de sortie d'air 18 et 19. Dans la zone des ouvertures d'entrée dtair 9', 10' et des ouvertures- de sortie d'air 18, 19, ainsi qu'en dessous de la couche de barres posée sur le lit refroidisseur sont disposés des instruments de mesure 20 destinés à déterminer la vitesse et la température de l'air. Dans les ouvertures d'entrée d'air 9', 10' et les ouvertures de sortie d'air 18, 19 sont montés les volets de réglage 21. De plus, il est possible de prévoir des volets déflecteurs 22, des cloisons de séparation ajourées 23 ou des murettes de retenue d'air 24 de différentes hauteurs disposées en dessous des grilles et râteaux du lit refroidisseur. La sole du lit refroidisseur 25 est en pente ascendante dans le sens d'écoulement de l'air. La ventilation de lit refroidisseur fonctionne de la façon suivante. Les barres marchandes arrivant sur le train de rouleaux d'amenée 1 sont déposées au moyen du système de transfert 2 sur le système de râteaux 3, eiles refroisissent, en transport transversal, par rayonnement et convection naturelle, elles sont déposées par le dispositif d'enlèvement 4 sur le train de rouleaux d'évacuation 5 et sont évacuées par celui-ci dans le sens longitudinal (figure 1). L'air entre dans le hall de lit refroidisseur non seulement par l'ouver- ture d'entrée d'air 9 mais également par l'ouverture 10. Grâce à cette disposition, l'air balaie le produit laminé également dans la zone du train de rouleaux d'évacuation 5, du dispositif d'enlèvement 4 et de la dernière partie du râteau.Dans les lits refroidisseurs connus jusqu'à maintenant, il se for mais dans cette partie de l'installation des "zones de calme" Un inconvénient typique de ce mode de réalisation est la formation d'une grande turbulence secondaire 26 dont l'air ne participe pas au refroidissement. A la figure 2 est représenté un refroidissement à air amélioré qui permet d'obtenir des vitesses de circulation plus grandes dans la zone du lit refroidisseur et, de-cette façon, d'améliorer le refroidissement par convection en harmonisant les coefficients de résistance des ouvertures d'entrée d1air et des ouvertures de sortie d'air ainsi que des fondations de lit refroidisseur et des installations mécaniques. En réalisant de façon appropriée sous forme de buses d' aspiration les dispositifs de déflection 13, 14 ainsi que le plan incliné de fondation 15, en donnant une forme arodyna- mique aux supports de fondation 27 et en donnant une forme appropriée au lanterneau 16 et aux dispositifs de chicane 17, on obtient une diminution sensible de la résistance à l'ecou- lement. A l'aide des volets de réglage 21 du type jalousie commandés par les appareils de mesure 20, l'entrée de l'air et la sortie de l'air sont régulées de façon à assurer un refroidissement optimal et prédéterminé du produit de laminage. A une vitesse de refroidissement maximale, l'air froid balaie la totalité de la couche de barres à refroidir. La vitesse de refroidissement souhaitée est réglable en fonction du programme de laminage et des conditions climatiaues. Le temps de refroidissement total peut être abrégé en amenant l'air de refroidissement princaalement dans la zone du lit refroidisseur où la température des barres est inférieure à 773 kelvin (5000C). On voit à la figure 3 comment l'arrivée d'air s'effectue dans les zones de lit refroidisseur au moyen de volets déflecteurs 22 réglables. Le rôle attribué aux volets déflecteurs 22 peut également être joué par des volets de réglage du type jalousie qui sont disposés dans un plan horizontal en dessous de l'ensemble du système de râteau 3 et qui peuvent pivoter par fractions. La figure 4 montre un autre mode de réalisation. Des cloisons de séparation 23 percees d'ajours ou bien des murs constitués de volets déflecteurs réglables dont la résistance à l'écoulement d'air augmente dans le sens de l'écoulement empêchent la fraction principale de l'air d'atteindre uniquement le produit laminé à l'étant incandescent et dirigent des courant d'air partiels sur du produit laminé plus froid mais refroidissant lentement. Le même but est celui que vise le mode de réalisation représenté à la figure 5. Grâce à la pente ascendante que forme la semelle du lit refroidisseur 25 et à l'aide des murettes de retenue 24 disposées sur la fondation, le courant d'air est ici aussi dirigé principalement à travers la couche de barres déjà refroidie partiellement. REVENDICATIONS 1. Ventilation de lit refroidisseur dans les trains de laminage pour petits fers, destiné au refroidissement accélé- ré du produit laminé devant être transporté transversalement d'un côté ou des deux côtés sur un lit refroidisseur de type courant à l'intérieur du hall de lit de refroidissement, caractérisé en ce que les parois latérales (8) du hall présentent dans la zone du lit refroidisseur des ouvertures d'entrée d'air (9', 10') dont la forme est optimale au point de vue de la technique d'écoulement des fluides, et que les parois latérales (8) sont munies dans la partie supérieure d'ouvertures de sortie d'air (19). 2. Ventilation de lit refroidisseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ouvertures d'entrée d'air (9', 10') sont équipées de dispositifs de -guidage dgair (13, 14) présentant une résistance à l'écoulement d'air très re- duite. 3. Ventilation de lit refroidisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les ouvertures de sortie d'air (19) et l'ouverture de sortie d'air (18) prévue au centre du toit du hall sont munies de volets de réglage du type jalousie. 4. Ventilation de lit refroidisseur selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, dans la zone d'écoulement d'air des ouvertures d'entrée d'air (9', 10'), et des ouvertures de sortie d'air (18, 19), il est prévu des instruments de mesure (20) de la vitesse et de la temnerature de l'air. 5. Ventilation de lit refroidisseur selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des volets déflecteurs (22) réglables sont disposés en dessous du système de râteau. 6. Ventilation de lit refroidisseur selon une quelconque des revendications.l à 3, caractérisée en ce que des murettes de retenue (28) de différentes hauteurs sont disposées en dessous du système de râteau (3) sur la semelle de fondation (25). 7. Ventilation de lit refroidisseur selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que plusieurs cloisons de séparation (23) percées d'ajours à résistance à l'écoulement d'air réglable sont disposées sur la semelle de fondation (25) en dessous du système de râteau (3). 8. Ventilation de lit refroidisseur selon une des figu- res 1, 2, 3 et 5, caractérisée en ce qu'il est prévu à l'extérieur du hall un plan incliné de fondation (15) en pente ascendante vers la paroi latérale (8) ou en ce que la semelle de fondation (25) est en pente ascendante dans le sens s'écoulement de l'air.