Brevet FR2587243A1 — publié le 19870320

Installation de refroidissement d'un produit en défilement par une batterie de rideaux d'eau L'invention concerne le refroidissement par rideaux d'eau d'un produit en bande défilant dans le sens de la Iongueur. On emploie à cet effet une batterie de rampes à fentes parallèles espacées, orientées perpendiculairement à la direction de défilement et délivrant des rideaux traversés perpendiculairement par le produit en défilement (une tale laminée par exemple). Un tel agencement s'impose à l'esprit pour des raisons de symétrie. Cependant une étude plus fine de l'écoulement des nappes d'eau à la surface du produit fait apparattre le phénomène suivant : chaque rideau se divise sur la ligne d'impact en deux nappes respectivement amont et aval s'éloignant du rideau parallèlement à la direction de défilement. Les nappes amont et aval de deux rideaux consécutifs vont à la rencontre l'une de l'autre, et créent une zone de turbulence où les transferts thermiques sont mal contrôlés. Il existe donc entre les rampes une zone, s'étendant sur toute la largeur de la bande, dans laquelle le refroidissement n'est plus contrôlé. Le but de l'invention est de minimiser l'extension de cette zone, voire de la supprimer totalement. L'invention atteint son but par le fait que les fentes sont disposées par rapport au sens de défilement du produit de manière que les plans des rideaux coupent le produit selon une direction oblique par rapport au sens de défilement. De cette manière, les nappes amont et aval sont orientées obliquement par rapport à la bande, selon deux angles différents dépendant des vitesses de défilement et de la- vitesse propre d'expansion des nappes. Les nappes amont et aval de deux rideaux voisins interfèrent dans une zone plus limitée qu'avec le système classique. Un écartement suffisant des rampes, facilement déterminable par le calcul ou l'expérience, permet même de supprimer totalement les zones de turbulence, mais il y a lieu de tenir compte dans l'écartement retenu de l'influence de celui-ci sur les capacités de refroidissement. Dans la pratique, de petites zones d'interférence peuvent hêtre gardées. La vitesse de défilement de la bande étant généralement relativement faible par rapport à la vitesse propre d'expansion des nappes, une obliquité des rampes de 450 et un espacement entre rampes égal au double de la largeur de la bande permet de supprimer les interférences tout en offrant un refroidissement optimum. Dans la majorité des cas, une obliquité comprise entre 30 et 600 est retenue, et l'écartement est déterminé en fonction des objectifs fixés, sachant que la suppression des interférences est obtenue pour un espacement voisin de 2e/sin2a où e et a désignent respectivement la largeur de la bande et l'obliquité des rideaux par rapport à la direction de défilement de la bande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante. Il sera fait référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente en vue de dessus un dispositif de refroidissement de l'art antérieur avec rideaux d'eau perpendiculaires à la direction de défilement du produit. - la figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1. - la figure 3 représente en vue de dessus un dispositif conforme à l'invention. Le produit à refroidir, par exemple une tôle laminée 1 défile à la vitesse V sous une batterie de rampes 2 à fentes parallèles espacées perpendiculaires à la direction de défilement. Les rideaux d'eau verticaux 3 se divisent, en tombant sur la tale 1, en deux nappes amont 4 et aval 5 s'écartant du plan du rideau 3 à la vitesse v (perpendiculaire audit plan et donc parallèle à la vitesse de défilement V). Les vitesses v et V se composent pour donner des vitesses de déplacement des nappes amont V1 et aval V2 encore parallèles au sens de déplacement. Les deux nappes vont donc à la rencontre l'une de l'autre et siéent une zone de turbulence 6 s'étendant sur toute la largeur de la tôle 1. Selon l'invention (fig.3) les fentes sont disposées obliquement (sous un angle a) par rapport à la direction de déplacement de la tôle 7. La vitesse propre de dégagement des nappes est toujours v, mais son orientation n'est plus parallèle au défilement de la tôle. Les vitesses effectives de déplacement des nappes amont V3 et aval V4, obtenues encore par composition de v et V ne sont plus parallèles à V. La nappe aval va recouvrir au maximum (si aucun obstacle ne l'an empêche) la surface ASC oU 8C est la parallèle à V3 passant par le bord 8 du rideau 3. De même la nappe amont va recouvrir au maximum la surface~ABE ou AE est la parallèle à V4 passant par le bord opposé A. Si l'on souhaite donc éviter toute interférence entre les nappes amont et aval de rideaux consécutifs, il suffit d'écarter les rideaux 3 (donc les fentes 2) d'une distance AC qu'on peut facilement calculer ou évaluer en fonction de v, V, a et la largeur e de la tôle. Plus V est négligeable devant v, plus C se rapproche de D (SD est parallèle à v), situé à une distance de A qu'on calcule immédiatement comme étant égale à 2e/sin2a. Il s'ensuit que cette distance AD est minimale et égale au doubla de la largeur de la bande pour a = 450, angle qui correspond donc à un refroidissement maximum pour un débit d'eau par fente donné et toujours pour V négligeable. Naturellement cette valeur d'angle à refroidissement maximum varie en fonction des valeurs relatives de V et v. Dans la pratique, on peut accepter une légère interférence des nappas, et retenir des inclinaisons de rideau voisines de 30 à 600, d'autant que les calculs simples théoriques donnes plus haut ne tiennent pas compte d'un certain nombre de phénomènes tels que l'apparition d'un matelas de vapeur entre la tôle 1 et les nappes qui désaccouple l'eau et le produit et favorisent le glissement. REVENDICATIONS 1. Installation de refroidissement d'un produit (1) en bande défilant dans le sens de la longueur de la banda, au moyen d'une batterie de rampes (2) à fentes parallèles espacées délivrant des rideaux plans (3) d'eau traversés par le produit (1) en défilement, caractérisée en ce que les fentes sont disposées par rapport au sens de défilement du produit de manière que les plans des rideaux coupent le produit (1) selon une direction ohlique par rapport au sens de défilement. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'obliquité est d'environ 30 à 600. 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'écartement entre deux fentes consécutives est voisin de 2e/sin2a où e et a désignent respectivement la largeur du produit (1) et I'obliquité des rideaux (3).