Brevet FR2656553A1 — publié le 19910705

- La présente invention est relative au traitement thermique de produits métallurgiques, tels que notamnmnt des brames minces, obtenus par coulée continue, qui doivent être ensuite soumis à une opération de laminage. Dans les ateliers de laminage direct de produits métallurgiques, tels que des brames minces, obtenus à partir d'une ou deux machines de coulée continue, il est nécessaire de soumettre les produits, avant leur passage dans le laminoir, à un traitement thermique de réhomogénéisation et éventuellement de réchauffage, de façon à donner aux produits des caractéristiques physiques homogènes qui permettent de respecter les tolérances de laminage et d'obtenir des produits de très bonne qualité ou premier choix De plus, en assurant une bonne homogénéité thermique entre brames et une bonne reproductibilité de la température quelles que soient les conditions de la coulée, il est possible d'obtenir aisément les tolérances de laminage avec des réglages simples des cylindres du laminoir. Pour résoudre les problèmes ainsi posés, la présente titulaire a conçu un four à rouleaux équipé d'éléments de réchauffage qui sont réalisés sous la forme de brûleurs à combustible fossile dotés d'une bonne impulsion Des résultats similaires peuvent d'ailleurs être obtenus en utilisant des moyens de réchauffage constitués par des éléments rayonnants. Dans ce type d'installation connue, le réchauffage et l'homogénéisation des produits tels que brames minces sont obtenus grâce à une circulation à vitesse contrôlée des brames dans ledit four à rouleaux, afin d'assurer un temps, de séjour convenable de ces brames dans les zones successives de réchauffage puis d'homogénéisation qui composent le four à rouleaux Compte tenu des écarts importants qui peuvent exister entre les températures de début, de milieu et de fin de coulée, il est nécessaire, pour faire face aux besoins de réchauffage avant homogénéisation, de mettre en place des puissances installées de réchauffage correspondant aux écarts les plus importants, et de définir un temps de séjour donc une longueur de zone de réchauffage, correspondant non seulement à cet écart de température maximal mais également aux vitesses de coulée les plus grandes. Cette solution connue présente un inconvénient majeur, lorsqu'elle est appliquée à une seule ligne de coulée continue avec un seul laminoir, elle conduit à une longueur minimale de four de l'ordre de 100 à 150 m, selon les vitesses relatives de coulée, de laminage et les nécessités de stockage de produits et à des écarts entre puissances installées et puissances utilisées de 1 à 10 selon la -2- température d'entrée de la brame, ce qui rend délicate l'exploitation des zones de réchauffage. Le développement d'atelier comportant deux lignes de coulée continue et une seule de laminage entraîne, du fait des transferts nécessaires de brames de l'une quelconque des lignes de coulée vers la ligne de laminage d'une part et de l'obligation de réserver une zone minimale de stockage pour faire face aux situations transitoires d'autre part, des longueurs d'installation qui peuvent s'avérer excessives dans certaines configurations. La présente invention a pour but d'apporter une solution à ce problème qui tient compte du fait que deux opérations indispensables et complémentaires sont nécessaires pour atteindre les résultats recherchés à l'entrée de la ligne de laminage Il faut en effet, d'une part, corriger les hétérogénéités de température entre centre, rives, tête et queue de chaque brame mince, donc rendre homogène chaque brame, et, d'autre part, amener toutes les brames au même niveau de température. En conséquence, cette invention a pour objet une installation pour le traitement thermique de produits métallurgiques, tels que des brames minces, obtenus à partir d'au moins une ligne de coulée continue et devant être soumis à une opération de laminage par un ensemble comportant une ligne unique de laminage, caractérisée en ce qu'elle comporte un four de réchauffage à induction placé en sortie de la coulée continue et dont la puissance est réglée de manière à remonter la température des brames à une valeur moyenne, fixée par les besoins du laminage, sans corriger les hétérogénéités locales de température de chaque brame et; une zone ou four d'égalisation ou d'homogénéisation placé à la sortie dudit four de réchauffage, pour corriger les hétérogénéités thermiques propres à chaque brame mince. Selon un mode de réalisation préféré de l'installation objet de l'invention, le four de réchauffage comporte des rouleaux motorisés sur lesquels se déplacent les brames minces produites par ladite coulée continue, entre lesquels sont placés des inducteurs alimentés par un générateur moyenne fréquence dont la puissance délivrée est déterminée en temps réel par le niveau moyen de température des brames minces sortant de la coulée continue et la zone d'égalisation est munie de moyens de chauffage classiques, tels que notamment des brûleurs & combustible fossile ou résiduaire ou des éléments rayonnants du type résistances. 3D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après exréférence au dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement, en élévation latérale, un exemple de réalisation non limitatif de l'installation selon l'invention. En se référant au dessin, on voit en 10 une machine de coulée continue de type classique produisant une brame mince 12 qui est découpée à la longueur voulue par une cisaille 14. Selon l'invention, on prévoit à la sortie de la machine de coulée continue LO 10, un four de réchauffage à induction, désigné dans son ensemble par la référence 16, afin d'obtenir le temps de séjour le plus long possible compte tenu du fait que les vitesses de coulée sont notablement inférieures aux vitesses de laminage. Comme on peut le voir sur la figure, la brame mince provenant de la machine de coulée continue 10, se déplace sur des rouleaux motorisés, tels que 22, entre L 5 lesquels sont placés réducteurs 24, plats ou solénoïdes ou transverses alimentés par un générateur moyenne fréquence La puissance délivrée par ce générateur est déterminée en temps réel par le niveau moyen de température des brames minces sortant de la machine de coulée continue Selon l'invention, ce niveau moyen est soit mesuré à partir de la température de peau de la brame en utilisant tout moyen ZO connu, tel que par exemple une lunette pyrométrique, soit calculé par un modèle mathématique de solidification ou de refroidissement de la brame pendant la coulée. Compte tenu des caractéristiques du réchauffage par induction sur des produits métallurgiques dont la température est notablement supérieure au point de U 5 Curie, le four de réchauffage par induction 16, prévu dans l'installation objet de l'invention, a pour objectif et pour effet de faire remonter à une valeur moyenne, fixée par les besoins du laminage, la température de chacune des brames et des portions de brames provenant de la coulée continue en un temps minimal sans toutefois corriger les hétérogénéités locales de température de chacune des brames, en particulier entre rives et centre ou entre coeur et peau Pour effectuer cette correction des hétérogénéités locales de température, l'invention prévoit une zone ou four d'égalisation ou d'homogénéisation 18, qui est placé à la sortie du four de réchauffage 16. Cette zone d'égalisation 18 peut utiliser tous moyens classiques de réchauffage notamment des brûleurs à combustible fossile ou résiduaire ou des éléments rayonnants du type résistances Dans cette zone d'égalisation, les 4 - transferts thermiques sont obtenus par rayonnement des gaz, des parois qui sont homogènes et en partie par convection. L'installation selon l'?nvention grâce à la combinaison d'un four de réchauffage par induction placé à la sortie de la coulée continue et corrigeant les hétérogénéités de niveau de température entre les brames produites par la coulée continue et d'une zone ou four d'égalisation ou d'homogénéisation corrigeant les hétérogénéités thermiques propres à chaque brame mince, permet de réduire notablement l'encombrement total de l'équipement de réchauffage et de faire face à des écarts importants de température entre tête, milieu et queue de O coulée notamment en raison du fait que les temps de réponse et les variations instantanées de puissance délivrées par l'induction sont très nettement supérieurs à ceux d'un four de réchauffage classique. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et revendiqué ici mais qu'elle en englobe toutes les o variantes. REVENDICATIONS 1 Installation pour la traitement thermique de produits métallurgiques tels que notamment des brames minces obtenus à partir d'au moins une ligne de coulée continue et devant être soumis à une opération de laminage, caractérisée en ce qu'elle comporte: un four de réchauffage ( 16) à induction placé à la sortie de la coulée continue ( 10) et dont la puissance est réglée de manière à remonter la température des brames à une valeur moyenne, fixée par les besoins du laminage, sans corriger les hétérogénéités locales de température de chaque brame et; un four ou zone d'égalisation ou d'homogénéisation ( 18), placé à la sortie dudit four de réchauffage, pour corriger les hétérogénéités thermiques propres à chaque brame. 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le four de réchauffage ( 16) comporte des rouleaux motorisés ( 22) sur lesquels se déplacent les produits tels que brames minces provenant de la coulée continue, entre lesquels sont placés des inducteurs ( 24) alimentés par un générateur à moyenne fréquence dont la puissance délivrée, est déterminée en temps réel par le niveau moyen de température des brames minces sortant de la coulée continue. 3 Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la zone ou four d'égalisation ( 18) est munie de moyens de chauffage classiques, tels que notamment des brûleurs à combustible fossile ou résiduaire ou d'éléments rayonnants du type résistances. 4 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le niveau moyen de température des produits tels que brames minces est mesuré à partir de la température de peau de la brame par tout moyen classique tel que notamment une lunette pyrométrique. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le niveau moyen de température des produits, tels que brames minces, est calculé par un modèle mathématique de solidification ou de refroidissement de la brame mince durant la coulée.