Brevet FR2595593A1 — publié le 19870918

L'invention concerne un élément disposé dans le voisinage de postes de refroidissement destinés au refroidissement de couronnes de fil ou de petits fers dans les parcours de transport de bobineuses, utilisées dans le domaine de la technique du laminage. Selon le brevet DD 224 506, l'espace intérieur de la couronne est fermé en haut de façon étanche par un couvercle à contrepoids qui comporte un cône de centrage et/ou une croix de centrage à introduire dans le diamètre. intérieur de la couronne, ou un cône d'étanchéité pour le centrage et l'étanchéification de l'espace intérieur de la couronne. Le cône est pourvu d'une conicité de 450 (cône 1 :1) à partir du diamètre intérieur de la couronne. Il est prévu de plus dans l'ouverture de passage d'air de la barre d'appui disposée de façon fixe une tête ou une couronne de buses par laquelle passe couronne de produit laminé transportée. L'inconvénient de cet agencement est que l'étanchéification de l'espace intérieur de la couronne est insuffisante lorsqu'on utilise le couvercle à contrepoids avec croix de centrage et/ou cône de centrage, que les têtes ou la couronne de buses risquent d'être détériorées lors des opérations de transport et que les buses sont soumises à des contraintes thermiques et à l'encrassement par la calamine. Le brevet DE 12 96 112 décrit un dispositif de refroidissement de fil laminé bobiné en couronnes dans lequel l'espace intérieur de la couronne est obturé par un couvercle pivotant ou une plaque. Ce type de couvercle a été décrit par le brevet DE-OS 21 58 459, le brevet SU 168 624 et le brevet US 3 442 029 ainsi que par Fachberichten Hüttenpraxis Metallverarbeitung 19 (1981) 10 pages 880 à 889. Vient s'ajouter à celà le fait que lorsqu'il y a ventilation forcée par le bas, il se forme un maximum de pression immédiatement en dessous du couvercle sur la surface latérale intérieure de la couronne. Etant donné que l'étanchéité procurée par les types de couvercle décrits est insuffisante, il se produit des pertes de pression et de fluide et on obtient dans la zone du couvercle un taux de refroidissement particulièrement élevé du produit laminé qui, au bout du compte, donne naissance à des inégalités dans les propriétés mécaniques du produit laminé. L'invention a pour but d'utiliser de façon optimale les fluides de refroidissement nécessaires, d'éviter dans la plus large mesure possible les pertes de pression et de fluide, d'assurer la qualité de la couronne de produit laminé, en particulier les propriétés mécaniques, et d'obtenir une constance de disponibilité élevée du poste de refroidissement. Le problème à résoudre par l'invention consiste à créer un dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé avec lequel sont évitées les pertes de pression et de fluide dans le refroidissement des couronnes à l'air ou à l'air et à l'eau pulvérisée sous pression ainsi que les différences dans le taux de refroidissement et les propriétés mécaniques du produit laminé à l'intérieur de la couronne de produit laminé. Un autre problème consiste à disposer le dispositif de ventilation existant de façon qu'il puisse être facilement éloigné du parcours de transport du matériel, et que les éléments de construction sensibles soient à l'abri du calaminage et d'une température trop élevée. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que le dispositif de ventilation se présente sous la forme d'un élément d'insertion conique disposé au-dessus de la couronne de produit laminé qui peut être descendu au moyen d'un dispositif connu de levage et de pivotement dans la couronne de produit laminé de façon aussi étanche que possible. Le dispositif d'aération selon l'invention est constitué par un cône ayant une conicité de 5 à 200 (cône 1 11 à 1 : 2,5), de sorte que le diamètre intérieur de la couronne qui est reproduit de façon constante dans les couronnes de petits fers bobinées est utilisé pour rendre étanche vers le haut l'espace intérieur de la couronne de produit laminé au moyen du cône. Grâce à un fond avec tôle de fond fixé de façon rigide en dessous du cône est formé un récipient ouvert en haut qui reçoit le tuyau souple à eau, isolé à la chaleur, déposé en spirales. Les raccords de tuyau souple passent à travers la tôle de fond en son centre ou excentriquement. A l'intérieur du récipient est de plus disposée la suspension pour le dispositif d'aération avec ses contrepoids.Sur la surface intérieure du fond il est prévu de 12 à 24 tôles de turbulence s'étendant en spirale depuis le diamètre intérieur du fond jusqu'au bord extérieur du fond. Le diamètre extérieur du fond doit être plus petit que le diamètre intérieur de la couronne de produit laminé d'au moins 7 z et forme de plus un ajustement avec jeu avec le diamètre intérieur du cône. En dessous des tôles à turbulence sont disposés dans un plan horizontal une couronne de buses constituée par un tuyau à eau courbé avec un rayon de courbure R = (0,1 ... 0,25) x Di, un tuyau répartiteur et un nombre quelconque de buses à jet laminaire vissables et donc réglables, réparties uniformément sur la circonférence du tuyau à eau, inclinées extérieurement vers le bas d'environ 50 à 250.De plus sont disposées sur le fond des baguettes de guidage, l'intervalle entre deux baguettes voisines d'entre ces baguettes réparties sur la périphérie du fond étant, pour des raisons d'entretien, supérieur à la cote maximale de la couronne de buses supérieure. Sur ces baguettes de guidage est disposée de façon fixe une plaque à turbulence, le diamètre extérieur de cette plaque à turbulence devant être inférieur d'au moins 14 % au diamètre intérieur de la couronne de produit laminé. La distance entre la plaque à turbulence et les tôles à turbulence du fond résulte de la hauteur obtenue du jet des buses à jet laminaire de la couronne de buses supérieure.Sur la surface inférieure de la plaque à turbulence pourvue d'une ouverture sont montées de façon fixe également de 12 à 24 tôles de turbulence s'étendant en spirale depuis le diamètre intérieur jusqu'au diamètre extérieur de la plaque à turbulence. Les spirales des tôles à turbulence du fond et celles de la plaque à turbulence tournent en sens inverse les unes des autres. En dessous de la plaque à turbulence, les baguettes de guidage sont inclinées de 200 à 300 vers le centre et sont recourbées en arrière afin d'assurer un abaissement sans frottement de l'ensemble du dispositif de ventilation dans la couronne de produit laminé. En dessous des tôles à turbulence de la plaque à turbulence est disposée une couronne de buses inférieure dont la structure est identique à celle de la couronne de buses supérieure. Selon un point remarquable de l'invention, il est possible de faire varier à volonté, en fonction de la hauteur de la couronne de produit laminé, le nombre des plaques à turbulence, éventuellement pourvues de couronne de buses, en modifiant de façon correspondante la longueur des baguettes de guidage et l'échelonnement des diamètres intérieur et extérieur des plaques à turbulence. Selon un autre point remarquable de l'invention, il est possible d'utiliser en fonction des nécessités technologiques, au lieu de buses à jet laminaire, des buses à brouillard à double jet avec des raccords appropriés pour l'air comprimé et l'eau pure. Le fonctionnement de l'invention est décrit ciaprès. Le dispositif de ventilation à insertion selon l'invention suspendu à une chaine au-dessus de la couronne de produit laminé est déposé au moyen d'un dispositif de levage et de pivotement dans la couronne de produit laminé à refroidir de façon approximativement étanche. L'étanchéité correcte de l'espace intérieur de la couronne est obtenue grâce à la forme conique du dispositif de ventilation. Pendant la descente, le dispositif de ventilation se centre au moyen des barres de guidage et grâce à sa forme conique. Ensuite, un courant d'air de refroidissement est soufflé d'en bas dans l'espace intérieur de la couronne de produit laminé à travers une ouverture ménagée dans la surface d'appui du transporteur à avance intermittente. La plaque à turbulence laisse passer par son diamètre intérieur une partie du courant d'air de sorte qu'il se forme des maxima de pression sur la surface intérieure de la couronne dans la zone des tôles de turbulence situées en dessous du fond et dans la zone des tôles de turbulence situées en dessous de la plaque à turbulence. Dans l'espace intérieur de la couronne règne une surpression de plus de 0,5 KPa qui provoque une circulation dans le sens radial de l'air de refroidissement à travers la couronne de produit laminé. Cette surpression est dûe entre autres à l'expansion de l'air de refroidissement qui se réchauffe. Pendant la durée de la ventilation, et en fonction des nécessités technologiques, la couronne de produit laminé est aspergée intérieurement à des intervalles de temps déterminé avec de l'eau pure pulvérisée par les buses à jet laminaire ou les buses à brouillard à double jet. Il en résulte une augmentation de l'humidité de l'air dans l'espace intérieur de la couronne de produit laminé ce qui provoque une augmentation de la dissipation de chaleur. Il est possible de cette façon d'assurer un taux de refroidissement approximativement identique sur toute la hauteur de la couronne de produit laminé. Après qu'a été atteinte la température de sortie souhaitée de la couronne de produit laminé, le dispositif d'aération est soulevé hors de la couronne de produit laminé et on le fait éventuellement pivoter de côté, Ensuite s'effectue de façon connue le transport d'enlèvement de la couronnne de produit laminé. Lorsque le dispositif d'aération est soulevé, le tuyau souple à eau repose en spirale dans le récipient du dispositif d'aération et est ainsi à l'abri des effets dela chaleur. L'invention est expliquée ci-après au moyen de deux exemples de réalisation en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe du dispositif d'insertion pour la ventilation en position de travail la figure 2 montre ce même dispositif suivant la flêche A de la figure 1. L'anneau de produit laminé 1 selon les figures 1 et 2 repose de façon connue en soi avec son axe vertical sur le convoyeur à mouvement intermittent au-dessus de l'ouverture de sortie du tuyau de ventilation. Au-dessus de la couronne de produit laminé 1 est disposé le cône 3 formant le dispositif de ventilation à insertion 2 selon l'invention. Le diamètre intérieur de la couronne de produit laminé est utilisé pour fermer de façon étanche l'espace intérieur de la couronne de produit laminé 4 vers le haut au moyen du cône 3. Grâce à un fond 5 fixé de façon rigide en dessous du cône 3, au-dessus duquel est disposée la tôle de fond 6, est formé un récipient 7 ouvert en haut qui reçoit le tuyau souple à eau 8 isolé à la chaleur, déposé en spirale. Les raccords de tuyau souple 9 passent à travers la tôle de fond 6 et le fond 5 en leur centre ou excentriquement. A l'intérieur du récipient 7 est de plus disposée la suspension 10 pour le dispositif de ventilation 2 à contrepoids 11.Sur la surface inférieure du fond 5 il est prévu de 12 à 24 tôles à turbulence (12) (hauteur minimale 40 mm) s'étendant en spirale depuis le diamètre intérieur du fond 5 jusqu'au bord extérieur du fond 5. Au-dessous des tôles à turbulence 12 est disposée une couronne de buses 13 supérieure constituée par un tuyau à eau 14 courbé suivant un rayon de courbure R = (0,1 ... 0,25) x Di, un tuyau répartiteur 15 et un nombre quelconque de buses à jet laminaire ou de buses à brouillard à double jet 16. De plus sont associées au fond 6 des baguettes de guidage 17 réparties sur sa circonférence, la distance entre deux baguettes de guidage 17 voisines étant, pour des raisons d'entretien, supérieure à la cote maximale de la couronne de buses.Sur ces baguettes de guidage 17 est disposée de façon fixe une plaque à turbulence 19 pourvue d'une ouverture 18, la distance entre la plaque à turbulence 19 et les tôles à turbulence 12 du fond 5 résultant de la hauteur atteinte par le jet des buses 16 ou à jet laminaire ou à double jet de la couronne de tuyères 13. Sur la surface inférieure de la plaque à turbulence 19 il est prévu également de 12 à 24 tôles à turbulence 20 (hauteur minimale 60 mm) disposées de façon fixe, s'étendant en spirale du diamètre intérieur au diamètre extérieur de la plaque à turbulence 29.En dessous de la plaque à turbulence 19 les baguettes de guidage 17 sont inclinées de 200 à 300 vers le centre et sont courbées versl'arrière. Sous les tôles à turbulence 20 de la plaque à turbulence 19 est disposée une couronne de buses inférieure 21 dont la structure est semblable à celle de la couronne de buses supérieure 13. Selon un autre mode de réalisation on peut faire varier le nombre des plaques à turbu lence 19, éventuellement pourvues de couronnes de buses 21, en modifiant de façon correspondante la longueur des baguettes de guidage 17 et l'échelonnement des diamètres intérieur et extérieur des plaques à turbulence 19. Les avantages de l'invention sont les suivants. Les pertes de pression et de fluide lors du refroidissement de la couronne sont restreintes par la disposition et le mode de réalisation particuliers de l'invention. Les différences dans le taux de refroidissement sur la hauteur de la couronne de produit laminé 1 sont égalisées. Celà revient à dire que la tolérance des propriétés mécaniques de i'ensemble de la couronne de produit laminé 1 est notablement resserrée. De plus, le dispositif d'insertion pour l'aération 2 selon l'invention est réalisé de telle sorte que la disposition particulière des buses 16 les met à l'abri de l'encrassement et que le tuyau souple à eau 8 est logé à l'abri d'une chaleur trop élevée ; l'ensemble du dispositif de ventilation 2 peut, pendant le transport des couronnes de produit laminé, être retiré et pivoté vers le côté de sorte que tous les agrégats sont soustraits au risque de détérioration et qu'ainsi est assurée une constance de disponibilité élevée du dispositif de ventilation 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé dans la zone de postes de refroidissement sur les parcours de transport de bobineuses, caractérisé en ce que le dispositif de ventilation suspendu à un dispositif de levage et de pivotement connu, se présentant sous la forme d'un élément d'insertion pour ventilation (2), est pourvu d'un cône (3) qui au moyen de son fond (5) avec tôle de fond (6), disposé dans la partie inférieure, forme un récipient (7) ouvert, qu'au fond sont associées des baguettes de guidage (17) disposées sur sa circonférence et que, sur celui-ci, est disposée une plaque à turbulence (19) percée d'une ouverture (18). 2. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cône (3) possède une conicité de 50 d 200 (cône 1 : 1 à 1 : 2,5) 3. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur la surface inférieure du fond (5) ainsi que sur la surface inférieure de la plaque à turbulence (19), sont disposées de préférence de façon rigide de 12 à 24 tôles à turbulence (respectivement (12) et (20)) s'étendant en spirale depuis le diamètre intérieur jusque, respectivement, au bord extérieur du fond (5) et à celui de la plaque à turbulence (19). 4. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sous les tôles à turbulence (12) et (20) sont disposées dans un plan horizontal respectivement une couronne de buses (13) et une couronne de buses (20) constituées par un tuyau à eau (14) courbé suivant un rayon de courbure R, un tuyau distributeur (15) et un nombre quelconque de buses à jet laminaire ou de buses à brouillard à double jet (16), vissables et réglables, réparties uniformément sur la périphérie du tuyau à eau (14) et inclinées extérieurement vers le bas d'environ 50 à 250. 5. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les baguettes de guidage (17) sont inclinées en dessous de la plaque à turbulence (19) vers le centre du dispositif de ventilation (2) sous un angle de 200 à 300 et sont recourbées vers l'arrière, et sont disposées suivant une certaine conicité vers le bas, en même temps que le fond (5) dont les dimensions sont inférieures d'au moins 7 z au diamètre intérieur de la couronne de produit laminé, et que la plaque à turbulence (19) dont les dimensions sont inférieures d'au moins 14 % au diamètre intérieur de la couronne de produit laminé. 6. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du récipient (7) sont disposés la suspension (10), un tuyau souple à eau (8) enroulé en spirale avec des raccords de tuyau souple (9), et des contrepoids (11). 7. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on peut faire varier à volonté la hauteur du dispositif de ventilation (2) en fonction de la hauteur de la couronne de produit laminé (1), en modifiant en même temps le nombre des plaques à turbulence (19) éventuellement pourvues de couronnes de buses (21) et la longueur des baguettes de guidage (17) ainsi que l'échelonnement des diamètres intérieur et extérieur de la plaque de turbulence (19). 8. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les spirales des tôles de turbulence (12) et (20) tournent en sens inverse les unes des autres. 9. Dispositif de ventilation pour le refroidissement de couronnes de produit laminé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les raccords de tuyau souple (9) passent à travers la tôle de fond (6), le fond (5) et la plaque à turbulence (19) en leur centre ou excentriquement et sont reliées aux couronnes de buses (13) et (21).