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(11) | EP 0 328 505 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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Installation de refroidissement d'une barre ou d'un fil métallique Vorrichtung zum Kühlen von metallischen Stäben oder Drähten Device for cooling metal rod or wire |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention est relative à une installation de refroidissement d'une barre ou d'un fil métallique, disposée à la sortie d'une installation de laminage ou de tréfilage ou à la suite d'un traitement thermique ainsi qu'à son utilisation.
[0002] Différentes installations de l'état de la technique sont connues par les documents FR-A- 2 231 440, US-A- 2 747 587, GB-A- 2 021 998 et JP-A- 52 14 507.
[0003] Les installations de refroidissement connues ont en commun le fait de faire circuler l'eau autour du produit, parallèlement à celui-ci. Elles diffèrent les unes des autres par la façon d'amener le fluide de refroidissement, à savoir de l'eau ou un mélange eau/air, éventuellement sous pression dans un tube où circule également le produit à refroidir. On peut aussi citer l'alimentation radiale centrale, le tube de refroidissement pouvant être noyé dans un liquide de refroidissement, par exemple de l'eau ou être agencé dans une chemise à liquide de refroidissement, l'évacuation étant toujours essentiellement axiale.
[0004] Toutefois, la circulation de l'eau autour du produit à refroidir limite la section de passage de l'eau à la différence entre la section du tube et celle du produit. Pour obtenir un débit d'eau suffisant - à moins d'utiliser des pressions d'eau extrêmement élevées - on doit donc garder un rapport diamètre tube/diamètre produit élevé. Dans le cas de produits peu rigides circulant à grande vitesse, il y a un risque élevé pour que le produit flambe sous l'effet de forces de freinage exercées par l'eau.
[0005] D'autre part, l'eau circulant parallèlement au produit se réchauffe à son contact et les échanges deviennent de moins en moins bons au fur et à mesure que l'on progresse vers l'extrémité du tube.
[0006] Dans le cas des systèmes eau-air, l'expérience a montré que la diminution de la force de freinage par unité de longueur de la ligne d'eau est plus que compensée par l'augmentation de longueur rendue nécessaire par la détérioration du coefficient d'échange thermique entre le produit et le mélange eau/air par rapport à l'eau seule.
[0007] La présente invention vise à fournir une installation de refroidissement d'une barre ou d'un fil métallique, destinée à être agencée à la sortie d'une installation de laminage ou de tréfilage ou à la suite d'une installation de traitement thermique, qui ne présente pas les inconvénients des installations de refroidissement connues.
[0008] Selon la présente invention, l'installation de refroidissement comporte un tube horizontal dans lequel circule le fil ou la barre à refroidir et qui présente une première série de trous répartis sur la longueur dudit tube, cette première série de trous étant destinée à l'alimentation en fluide de refroidissement et reliée exclusivement à des moyens permettant cette alimentation, et une deuxième série de trous répartis sur la longueur dudit tube destinée à l'évacuation du fluide de refroidissement et reliée exclusivement à des moyens permettant cette évacuation. L'installation présente deux séries de trous seulement, la deuxième série de trous étant disposée essentiellement en face de la première série de trous.
[0009] En vue d'utiliser au maximum la poussée exercée sur la barre ou le fil par le laminoir disposé en amont par exemple, tout en évitant le flambage de ladite barre ou dudit fil, le fluide de refroidissement est avantageusement alimenté par le bas, c'est-à-dire au travers de la première série de trous agencée à la partie inférieure dudit tube.
[0010] On constate que l'échange thermique est sensiblement amélioré et que, par conséquent, la longueur de la ligne d'eau est sensiblement réduite.
[0011] Grâce à l'agencement de l'installation conforme à la présente invention, la section du tube de refroidissement est notablement réduite pour un type de produit à refroidir donné, face à l'état de la technique. En effet, on fait avantageusement appel à un tube de refroidissement dont le diamètre intérieur est au plus égal à 1,5 x le diamètre du fil à refroidir.
[0012] Selon une forme d'exécution préférée, les trous d'une série de trous sont disposés en face des trous de l'autre série.
[0013] En variante, on peut toutefois prévoir un certain décalage dans le sens longitudinal des trous de la première série par rapport à ceux de la deuxième série, les trous d'une série restant essentiellement en face des trous de l'autre série.
[0014] Selon une forme d'exécution, les trous d'une série sont répartis sur une génératrice de la surface du tube. On peut toutefois également prévoir une répartition selon une courbe adéquate.
[0015] On peut également prévoir que le nombre de trous de la deuxième série est moins élevé ou plus élevé que le nombre de trous de la première série.
[0017] Le fluide de refroidissement est avantageusement de l'eau, mais on peut également prévoir un mélange eau/air et/ou tout autre fluide ou mélange déposé sur le produit.
[0018] Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le produit à refroidir est en contact en continu avec de l'eau froide, les échanges sont donc les meilleurs possibles en tout point et la ligne d'eau est la plus courte possible. Même en utilisant une alimentation en eau à basse pression, l'installation conforme à la présente invention permet un guidage très serré du produit à refroidir dans le tube, évitant ainsi le risque de flambage tout en profitant au maximum de la poussée qu'il subit.
[0019] En outre, les examens de structure du produit refroidi montrent que le refroidissement est homogène toute la circonférence.
[0020] L'invention est décrite plus en détail, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation en coupe longitudinale partielle de l'installation conforme à la présente invention; et
- la figure 2 est une vue en coupe transversale de ladite installation.
[0021] Dans les figures, on a représenté un tube de refroidissement 1 conforme à la présente invention. Ledit tube 1 est ouvert aux deux extrémités 3 et 5 et est destiné au passage d'un fil ou d'une barre métallique à refroidir (non représenté).
[0022] Ledit tube est muni d'une première série de trous 7 répartis sur toute sa longueur, et d'une deuxième série de trous 9 également répartis sur toute la longueur du tube 1.
[0023] Comme représenté, les trous 9 sont disposés en face des trous 7 et ladite première série de trous comporte un nombre de trous sensiblement égal à celui de ladite deuxième série (9).
[0024] Avantageusement, une nourrice d'alimentation 11 est agencée à la partie inférieure du tube 1, en vue d'une alimentation uniformément répartie du fluide de refroidissement, de l'eau en l'occurence, sur toute la longueur du tube 1 au travers des trous 7 de ladite première série.
[0025] Le tube 1 équipé d'une nourrice d'alimentation peut encore être logé dans un réservoir adéquat 13 destiné à récupérer le fluide évacué par les trous 9 de ladite deuxième série. Il est bien évident que le fluide ainsi recueilli peut être recyclé de manière adéquate.
[0026] Il est bien entendu que la présente invention ne se limite pas à la forme d'exécution préférée donnée à titre d'exemple, mais qu'elle s'étend au cadre défini par les revendications annexées. Ainsi par exemple, on peut utiliser à titre de fluide de refroidissement, un mélange d'eau et d'air et/ou tout autre fluide ou mélange déposé sur le produit traversant l'installation.
1. Installation de refroidissement d'une barre ou d'un fil métallique comportant un tube
horizontal dans lequel circule le fil ou la barre à refroidir et qui présente une
première série de trous répartis sur la longueur dudit tube, cette première série
de trous étant destinée à l'alimentation en fluide de refroidissement, et reliée exclusivement
à des moyens permettant cette alimentation, et une deuxième série de trous répartis
sur la longueur dudit tube, destinée à l'évacuation du fluide de refroidissement et
reliée exclusivement à des moyens permettant cette évacuation, caractérisée en ce
qu'elle présente deux séries de trous seulement, la deuxième série de trous (9) étant
disposée essentiellement en face de la première série de trous (7).
2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite première série
de trous (7) destinée à l'alimenta(ion du fluide de refroidissement est agencée à
la partie inférieure dudit tube (1).
3. Installation selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que les trous de la
première série (7) sont disposés sensiblement en face des trous de la deuxième série
(9).
4. Installation selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que les trous de la
première série (7) sont légèrement décalés dans le sens longitudinal par rapport aux
trous de la deuxième série (9) tout en restant essentiellement en face de ceux-ci.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en
ce que les trous d'une série sont répartis sur une génératrice de la surface du tube
(1).
6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que
les trous d'une série sont répartis selon une courbe sur la surface du tube (1).
7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en
ce que le nombre de trous de la première série (7) est égal, supérieur ou inférieur
à celui de la deuxième série (9).
8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en
ce que la partie inférieure du tube (1) est équipée d'une nourrice d'alimentation
(11).
9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en
ce que le tube (1) équipé d'une nourrice d'alimentation (11) est logé dans un réservoir
de récupération (13).
10. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée
en ce qu'elle comporte un tube (1) unique.
11. Utilisation de l'installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour
le refroidissement d'une barre ou d'un fil métallique avec de l'eau ou un mélange
eau/air comme fluide de refroidissement.
1. Vorrichtung zum Kühlen eines metallischen Stabes oder Drahtes, aus einem horizontalen
Rohr, durch das der zu kühlende Stab oder Draht geführt wird, und das eine erste Reihe
von über seine Länge verteilten Löchern aufweist, wobei diese erste Lochreihe für
die Zuführung von Kühlflüssigkeit bestimmt ist und ausschließlich mit Mitteln verbunden
ist, die diese Zuführung ermöglichen, und das außerdem eine zweite Reihe von über
seine Länge verteilten Löchern aufweist, die zur Abführung des Kühlfluids bestimmt
ist und ausschließlich mit Mitteln verbunden ist, die diese Abführung ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, daß sie nur zwei Lochreihen aufweist, wobei die zweite Lochreihe (9) im wesentlichen
gegenüber der ersten Lochreihe (7) angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lochreihe (7), die für die Zuführung des Kühlfluids bestimmt ist, in dem
unteren Teil des Rohrs (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher der ersten Lochreihe (7) im wesentlichen gegenüber den Löchern der zweiten
Lochreihe (9) angeordnet sind.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher der ersten Lochreihe (7) gegenüber den Löchern der zweiten Lochreihe (9)
in Längsrichtung leicht versetzt sind, wobei sie jedoch im wesentlichen gegenüber
diesen Löchern angeordnet sind.
5. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einer Lochreihe über eine Mantellinie der Oberfläche des Rohrs (1) verteilt
sind.
6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einer Lochreihe gemäß einer Kurve auf der Oberfläche des Rohrs (1) verteilt
sind.
7. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Löcher der ersten Lochreihe (7) gleich der Anzahl, größer als die
Anzahl, oder kleiner als die Anzahl der Löcher der zweiten Lochreihe (9) ist.
8. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Rohrs (1) mit einem Zuführungsverteiler (11) ausgerüstet ist.
9. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Zuführungsverteiler (11) ausgerüstete Rohr (1) in einem Rückgewinnungsbehälter
(13) untergebracht ist.
10. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein einzelnes Rohr (1) aufweist.
11. Verwendung der Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 zum Kühlen eines
metallischen Stabes oder Drahtes mit Wasser oder einem Wasser/Luft-Gemisch als Kühlfluid.
1. Installation for cooling a bar or a metal wire comprising a horizontal tube in which
circulates the wire or the bar to be cooled and which has a first series of holes
distributed over the length of the said tube, this first series of holes being intended
for the supply with cooling fluid, and connected exclusively to means permitting this
supply, and a second series of holes distributed over the length of the said tube,
intended for the discharge of the cooling fluid and connected exclusively to means
permitting this discharge, characterised in that it has two series of holes only,
the second series of holes (9) being disposed essentially facing the first series
of holes (7).
2. Installation according to Claim 1, characterised in that the said first series of
holes (7) intended for the supply of the cooling fluid is arranged at the lower part
of the said tube (1).
3. Installation according to Claim 1 or 2, characterised in that the holes of the first
series (7) are disposed approximately facing the holes of the second series (9).
4. Installation according to Claim 1 or 2, characterised in that the holes of the first
series (7) are slightly offset in the longitudinal direction with respect to the holes
of the second series (9) while remaining essentially facing the latter.
5. Installation according to any one of the preceding claims, characterised in that the
holes of one series are distributed on a generatrix of the surface of the tube (1).
6. Installation according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that the holes
of one series are distributed along a curve on the surface of the tube (1).
7. Installation according to any one of the preceding claims, characterised in that the
number of holes of the first series (7) is equal to, greater than or less than that
of the second series (9).
8. Installation according to any one of the preceding claims, characterised in that the
lower part of the tube (1) is fitted with a feed pipe (11).
9. Installation according to any one of the preceding claims, characterised in that the
tube (1) fitted with a feed pipe (11) is housed in a recovery tank (13).
10. Installation according to any one of the preceding claims, characterised in that it
comprises a single tube (1).
11. Use of the installation according to any one of Claims 1 to 10 for cooling a bar or
a metal wire with water or a water/air mixture as cooling fluid.