Brevet FR2578553A1 — publié le 19860912

L'invention concerne une installation de traitement par pulvcrisation plus particulièrement destinée au refroidissement de produits métallurgiques comportant sucoesssivement des moyens de pulvérisation et un caisson d'aspiration disposés devant un matériau tel que plaque, t8leetc.. défilant en continu On a cherché, dans les installations destinées al rev'tement d'une surface par un produit ou un matériau pulvérulent, à éviter la dispersion dudit produit ou matériau dans l'atmosphbre pour des raisons écologiques et/ou éonomilques, C'est ainsi que les installations de peinture manuelles ou automatiques comportent toujours des moyens d'aspiration dans lesquels le brouillard de peinture et les solvants sont séparés de lVair de pulvérisation avant son rejet dans 19atmosphèreç Des installations ayant les m8mes buts ont été adaptées aux opérations comportant la projection de produits pulvérulents sur des surfaces déjà enduites d'un revêtement de base avant de procéder à la fixation du revOtement par traitement thermique ou chimique. La demande de brevet européen No, 0 117 958 décrit un dispositif destiné à recueillir un gaz chargé de poudre métallique après que celui-ci ait servi à l'enduction d'une bande pourvue d'un revêtement de base. le dispositif comporte un caisson formé de deux carters symétriques entre lesquels circule la bande à recouvrir, le caisson est divisé dans le sens de la longueur en trois compartiments, les premier et dernier eompartiments comportant des moyens pour insuffler le gaz chargé de poudre et le compartiment central présentant des fentes de roprioe pour recueillir le gaz chargé de poudre métallique résiduelle, Le compartimert centbral est relié à l'aspiration d'un ventilateur et le gaz chargé est envoyé dans un dispositif de dosage qui rétablit la teneur en poudre avant son retour dans les moyens d'insufflation du gaz. Aux extrémités du caisson sont prévus des joints aérodynamiques pour emp eher le gaz insufflé chargé de poudre métallique de s'échapper à l'extérieur du dispositif. Ce dispositif convient très bien pour des gaz véhiculant des poudres sèches mais les problèmes à résoudre sont très différents si l'on désire, par exemple recueillir un liquide pulvérisé comme dans le cas d'une installation de traitement thermique comportant des rampes de jets d'eau pulvérisée destinées à refroidir un matériau à haute température défilant devant elles. En effet dans le cas du régime d'ébullition en fila (régime non mouillant) intervenant par exemple pour des t8les dtacier pour des températures de parois supérieures à environ 40000 à 500C0, les gouttelettes d'eau se fractionnent au eontact de la paroi à refroidir avec une très faible évaporation et rejaillissent. Si ces gouttelettes ne sont pas évaeuées, elles grossissent et retombent sur la tble en produisant des accumulations d'eau. Cette eau s'évacue alors vers les oetes de la t8le qui subissent un refroidissement plus intense que le milieu. Pour éviter ceci, il faut créer un écoulement d'air suffisant afin de véhiculer les gouttelettes après leur fractionnement. L'invention a pour but de réaliser une installation de traitement par pulvérisation d'un liquide, destinée au refroidissement d'un produit métallurgique défilant en continu et à l'évacuation de l'eau-pulvérisée par l'organisation des écoulements de gaz véhiculant les gouttelettes de manière à éviter un refroidissement dissymétrique de la surface traitée. L'invention peut notamment être utilisée pour la formation d'une zone de refroidissement modérée telle que prévue dans la demande de brevet français No. 84 15458 du 9 octobre 1984 déposée par la demanderesse, Vinstallation de traitement, selon l'invention, est remarquable en ce qu'elle comporte devant la face supérieure du matériau et au moins en entrée et en sortie un caisson d'aspiration, une rampe de pulvérisation étant disposée entre deux caissons d'aspiration voisins. La succession de rampes de pulvérisation et de caissons d'aspiration est organisée selon les critères suivants: - les rampes et les caissons sont séparés par des espaces libres permettant le passage de l'air venant accompagner les jets des pulvérisateurs. le débit d'air est ainsi supérieur à celui amené par les fentes des pulvérisateurs, ee qui est favorable pour véhiculer les gouttelettes; - les distances entre les rampes de pulvérisation et la face à refroidir d'une part et les distances entre deux rampes de pulvérisation consécutives d'autre part sont définies de façon à organiser l'écoulement de l'air provenant du pulvérisateur et de l'air secondaire pénétrant entre caisson et pulvérisateur et accompagnant le jet, cette organisation ayant pour effet de permettre de véhiculer et évacuer les gouttelettes rejailissant de la surface chaude. En partieulier la distance entre rampes de pulvérisation consécutives sera suffisante pour qu'il n'y ait sensiblement pas interaction directe entre les jets des pulvérisateurs successifs et qu'il soit,de plus, possible de constituer et de séparer des zones d'écoulements dirigées vers le produit à refroidir et des zones d'écoulements s'écartant du produit; - les caissons d'aspiration disposés entre les rampes de pulvérisation et également aux deux extrémités de la machine sont situés à l'aplomb de la zone de rencontre entre les écoulements de gaz et de gouttelettes provenant de deux rampes de pulvérisation successives; ils comportent des Jupes prévues sur les bords de l'ouverture d'aspiration confinant la zone de rejaillissement des écoulements et des gouttelettes. Ies explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement en perspective et en partie arraché un exemple d'installation de traitement selon l'invention. la figure 2 est une vue en perspective d'un caisson d'aspiration. La figure 3 est une vue en coupe transversale du caisson selon la figure 2. Selon l'exemple de réalisation représenté schématiquement figure 1, l'installation selon l'invention, est destinée au refroidissement d'un produit métallurgique défilant horizontalement après, par exemple, sa sortie d'un four de traitement ou d'un laminoir. Un transporteur à rouleaux 1, horizontal, supporte et entratne une t8le 2 dans une installation de traitement par pulvérisation constituée selon l'exemple représenté, de quatre caissons d'aspiration 3, 4, 5, 6 disposés transversalement par rapport à la direction de déplacement de la tàle et de trois rampes de pulvérisation 7, 8, 9 disposées entre les caissons. Selon une réalisation préférée, les rampes sont constituées de pulvérisateurs à jet en nappe bidimentiounelle tels que ceux décrits, par exemple, dans le brevet français No., 2 575 911. les jets des pulvérisateurs atteignent la t8le7 s'étalent le long de sa surface puis rejaillissent lors de linteraction avec les éecoulements provenat des pulvérisateus voisinse OI a constatéq et cela dans une plage de débits assez large, que les gouttelettes, formant les nappes pulvérises iss-ues de deux pulverisateurs voisins, apres leur action de refroidissement sur la t$le, rejaillissent aveo lVair dans une zone relativement limitée, cenre dans l'espaae séparant les deux uiverisata ur Si Ces gouttelettes reja;illisaîtrs ns sont pas évaouées elles grossissent et retombent sur la tloo leeau ainsi déposée dans cette zone s'tvacue par lea bords de la t6le oh elle produit des conditions de refroidissement différentes de celles initialement prévues avee l'eau pulvérisée et réalisées dans la zone centrale de la t81eo Afin d'éviter le gressissement des gouttelettes et leur retombée, les caissons d'aspiration somn disposés entre les pulvérisateurs au-dessus de la zone dans laquelle rejaillissent les éooulements d'air @t de gouttelettes, la zone étant confinée par des jupes portées par les ouvertures des caissons, dont le bord libre descend près de la surface de la t8le. la distance séparant le bord de la jupe de la surfaee de la Ule permet le passage de l'éeooulement d'air véhiculant les gouttelettes rejaillissant après impact sur la t8le. Leinstallation2 selon lVexemple montré étant destinée au refroidissement homogène des t8les, des rampes inférieures 10 dont les jets sont dirigés de bas en haut, sont disposées au-dessous de la t8le, et approximativement en face des rampes supérieures 7, 8, 9 de manière que la surface couverte par les Jets sur la surface inférieure de la t8le, corresponde à celle couverte sur la surface supérieure par les jets des rampes supérieures. On évite ainsi les tensions produites par des différences de refroidissement sur les deux faces de la t8le et par conséquent les déformations. Ie problème de l'évacuation des gouttelettes ayant atteint la t8le ne se pose pas pour les rampes inférieures 10, les gouttelettes retombant par gravité et ne risquant pas de se rassembler sur la t8le pour modifier localement les conditions de refroidissement. Une forme de réalisation des caissons d'aspiration est montrée figure 2. Un caisson est formé d'un châssis métallique, de forme approximativement paralldlépipédique, fermé sur trois de se8 cstés longitudinaux par un coffrage assurant l'étanchéité. les extrémités du caisson sont fermées par des plaques 11 portant une trappe 12 centrale donnant accès au séparateur de gouttes. les profilés constituant la partie supérieure du ch&ssis se prolongent à l'extérieur du coffrage pour assurer la fixation du caisson sur le bâti principal de l'installation. La paroi supérieure 13 du coffrage porte, selon l'exemple de réalisation, deux passages circulaires 14, 15 sur lesquels sont fixés des carters cylindriques 16, 17 reliées à l'aspiration de ventilateurs (non représentés). Selon la coupe transversale de la figure 3, le caisson comporte à sa partie inférieure, approximativement dans le prolongement de ses faces latérales 18, 19, des jupes mobiles 20, 21 qui confinent et isolent la zone de rejaillissement évitent, en cas de déformation de la t8le à traitera la détérioration des caissons et permettant le passage de la t8le déformée, Cette disposition permet de placer les pulvérisateurs supérieurs à une distance suffisante de la ligne de passe (par exemple 097m) pour autoriser le passage de t8les déformées sang détérioration de la machine0 Le caisson laisse à sa partie inférieure une ouverture longitudinale 22 de relativeet grande largeur, limitée d'un eté par une gouttière 23 et de l'autre par une separation 24 qui foraeg ave, aine paroi supérieure 25 et une face deun sépa2ateur de gouttes 26, une chambre dans laquelle est aspiré le mélang air-gouttelettes rejaillissant entre les jupes 209 21, Une certaine partis des gouttelettes se déposent sur les parois et retombent dans la gouttière 23 tandis que l'autre partie passe dans les plaques du séparateur 26 o les gouttelettes sont retenues et s'écoulent dans la partie inférieure comprise entre la séparation 24 et la paroi 19 formant une gouttière 27. Des bottes 28, 29 prévues aux extrémités du caisson, reçoivent l'eau récupérée par les gouttières qui est conduite par des canalisations (non représentées) à une évacuation ou à une installation de recyclage. Le nombre d'éléments de l'installation (caissons d'aspiration et rampes de pulvérisation) dépend de la longueur du produit à traiter mais également de la capacité de refroidissement désirée0 Quelle que soit la longueur de l'installation donc le nombre d'éléments, elle comportera toujours un caisson deaspiration en entrée et un caisson en sortie, ceci afin d'évier dans la mesure du possible une dissémination dans l'atmosphère du brouillard produit par les rampes de pulvérisation0 REVENDICATIONS 1. Installation de refroidissement par pulvérisation comportant successivement des moyens de pulvérisation et un caisson d'aspiration disposes devant un matériau se déplaçant en continu, caractérisée en ce qu'elle comporte devant la face supérieure du matériau et au moins en entrée et en sortie un caisson d'aspiration (3, 6), une rampe de pulvérisation (7 à 9) étant disposée entre deux caissons d'aspiration (3, 4; 4, 5; 5, 6) voisins. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rampes et les caissons sont séparés par des espaces libres permettant le passage d'air secondaire venant accompagner les jets des pulvérisateurs. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les distances entre les rampes de pulvérisation et la face à refroidir d'une part et les distances entre deux rampes de pulvérisation consécutives d'autre part sont défi:.ies de façon à organiser l'écoulement de gaz provenant d'un pulvérisateur et de l'air secondaire pénétrant entre caisson et pulvérisateur et accompagnant le jet, pour véhiculer et évacuer les gouttelettes rejaillissant de la surface chaude. 4. Installation selon la revendication Y. caractérisée en ce que la distance entre rampes de pulvérisation consécutives est choisie suffisamment grande pour qu'il n'y ait sensiblement pas interact--- directe entre les Jets des pulvérisateurs successie et qu'il soit,de plus, possible de constituer et de séparer des zones d'écoulements dirigées vers le produit à refroidir et des zones d'écoulements s'écartant de ce produit. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les 257Y553 caissons dPaspîration sont dîsposes au-dessus de la zone de rencontre entre le. éeoulements d'air et de gouttelettes pronemaant de deux pulvîisateu2s successifs et comportet des jupes mobiles (20, 21) prévues sur les bords de leouvorturo dv aspi io confiraet la eone dlle de s 'e-ontsz et des goudlet;;eso 6J installatio. selon la wndio&a ion 59 carautr7isêe en es que la;pa.UieC fise GeIuPé!iene 0 constitue po les ou!l;.m3ouxs lt la $parie fixo des oaiîson' ct ' =tée G ue istaaee 9 samwent grande de la ligpe de passO pour aotLrisG le1 passage de -t"olo dfosesm sans déterzoration de la machine 75 I. =t,57 nal.aoL selon 'lune dos revendications ' hâ 6e G rao;isSe e oe qua oilsins une rampe de pul.-''?a-';on Dost Const$itne dun. pulv6risateur à jet en nappe 8. Installation solon l'une des revendications 1 à 7, caraoteioée en ee quelle comorte des rampes de puldisation (10) dispos4s- sous la face infsricu'e du Lmteé iau en plaques approximativerct en faCs dos fa2oP3s de pulvrisation (7 à 9) de la face supseieuroe