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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
On constate que l'échange thermique est sensiblement amélioré et que, par conséquent, la longueur de la ligne d'eau est sensiblement réduite.
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.
Selon une forme d'exécution préférée, les trous d'une série de trous sont disposés en face des trous de l'autre série.
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.
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.
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.
De préférence, l'installation de refroidissement comporte un tube unique.
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.
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.
En outre, les examens de structure du produit refroidi montrent que le refroidissement est homogène toute la circonférence.
L'invention est décrite plus en détail, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
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).
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.
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).
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.
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.
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.