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CA 02386372 2002-04-04
WO 01/24958 PCT/FR00/02755
CYLINDRE DE COULEE CONTINUE DE BANDE METALLIQUE
COMPRENANT UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT
Domaine de l'invention
L'invention concerne la coulée continue de bande métallique, notamment en
aluminium ou en alliage d'aluminium. L'invention concerne tout
particulièrement un
circuit de refroidissement de cylindres de coulée continue de bande métallique
permettant notamment de réduire l'ovalisation (ou faux rond) thermique
apparaissant
lo dans lesdits cylindres en cours d'utilisation.
Etat de la technique
Tel qu'illustré schématiquement en coupe transversale à la figure 1, une
machine de
coulée continue de bande métallique contient en général au moins deux
cylindres
(1 A et l B) identiques situés face à face, séparés par un espace (ou
entrefer) E de
l'épaisseur de la bande métallique à produire et tournant en sens inverse l'un
de
l'autre. Le métal (2) est alimenté, à l'état liquide, d'un côté de l'espace à
l'aide d'un
injecteur (6), tandis que la bande (3) sort de l'autre côté à son épaisseur
nominale Eo.
2o Le métal se solidifie entre les deux cylindres, au niveau de ce qui est
connu sous le
nom de front de solidification (5).
Avec un tel dispositif, on peut produire des bandes allant de quelques
centimètres
d'épaisseur à quelques millimètres ou moins.
La figure 2 donne la structure générale d'un cylindre de l'état de la
technique. La
figure 2a) correspond à une représentation en coupe transversale dans la zone
de
laminage (20), c'est-à-dire dans la partie du cylindre qui comprend la frette.
La figure
2b) correspond à une représentation en coupe longitudinale selon le plan de
coupe I-I'
de la figure 2a).
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Un cylindre (1) comprend typiquement un corps cylindrique (10) qui, dans sa
partie
centrale, est entouré d'une frette (11) destinée à recevoir le métal en fusion
et servant
au laminage de la bande, et des moyens de refroidissement. Il est en effet
nécessaire
de refroidir efficacement les cylindres lors de l'opération de laminage.
Le refroidissement est habituellement effectué à l'aide d'un fluide de
refroidissement,
typiquement de l'eau, circulant dans au moins un circuit de refroidissement
(12) situé
à l'intérieur du corps de cylindre (10). Ce circuit comprend au moins un
premier
conduit (13) destiné à l'amenée d'eau froide (F) et au moins un deuxième
conduit
1o (14) destiné à l'évacuation de l'eau réchauffée (C). Ces conduits se
présentent
essentiellement sous forme de trous borgnes parallèles à l'axe (4) du cylindre
qui
débouchent à une de ses extrémités, l'autre extrémité étant obturée, et qui
s'étendent
sur toute la longueur de la frette (11). Une pluralité de tubes radiaux (15,
16) de plus
petit diamètre relie chaque conduit (13, 14) à un collecteur (17, 18)
correspondant
qui prend la forme d'une rainure située juste sous la surface interne de la
frette (11) et
disposée parallèlement à l'axe (4) du cylindre. Les collecteurs (17, 18) sont
reliés à
une pluralité de canaux annulaires (19) situés juste en dessous de la frette
(11) dans
un plan transversal à l'axe (4) du cylindre. Les canaux annulaires et les
collecteurs
sont généralement usinés à la surface périphérique du corps de cylindre (10).
Chaque conduit d'amenée d'eau froide (13, 131, 132), ainsi que les tubes
radiaux (15,
151, 152) et le collecteur dit de distribution (17, 171, 172) correspondants,
constituent un circuit d'alimentation en eau froide. De même, chaque conduit
d'évacuation de l'eau réchauffée (14, 141, 142), ainsi que les tubes radiaux
(16, 161,
162) et le collecteur dit d'évacuation (18, 181, 182) correspondants,
constituent un
circuit d'évacuation de l'eau réchauffée. La figure 3 illustre l'alternance,
dans le sens
périphérique, des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps de
cylindre de
l'art antérieur (seuls quelques canaux annulaires (19) ont été représentés
afin d'alléger
la figure). Typiquement, chaque tube radial alimente simultanément 5 canaux
3o annulaires distincts.
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L'eau de refroidissement est injectée dans le circuit par les conduits
d'amenée d'eau
froide (131, 132,...), se répartit dans des collecteurs de distribution (171,
172,...) par
l'intermédiaire des premiers tubes radiaux (151, 152,...), entre en contact
thermique
avec la frette au droit des collecteurs (171, 172,...) et des canaux
annulaires (19),
assurant ainsi son refroidissement, est ensuite recueillie par des collecteurs
d'évacuation (181, 182,...) par l'intermédiaire des seconds tubes radiaux
(161,
162,...), puis est évacuée par les conduits d'évacuation (141, 142,...). Les
flèches des
figures 2a) et 2b) indiquent le sens de circulation du fluide de
refroidissement.
1o Habituellement, les cylindres comprennent un nombre identique de circuits
d'alimentation en eau froide et de circuits d'évacuation de l'eau réchauffée.
Le
nombre de paires de conduits d'amenée et d'évacuation est typiquement de deux,
trois
ou quatre. Ces conduits, et les canaux correspondants, sont disposés
symétriquement
dans le corps du cylindre. Le cas illustré à la figure 2 comprend deux paires
de
circuits qui sont disposées de manière alternée et qui sont décalées de 90 .
Dans les
cas de trois ou quatre paires de circuits, le décalage est respectivement de
60 ou 45 .
Problème posé
2o Avec les circuits de refroidissement de l'état de la technique, il apparaît
des zones
froides et chaudes dans la frette et dans le cylindre au voisinage des
collecteurs et
canaux d'amenée d'eau froide et d'évacuation de l'eau réchauffée. Cette
hétérogénéité
de température, qui peut atteindre 4 C, provoque des dilatations engendrant
une
déformation du cylindre appelée ovalisation ou faux rond. Ce faux rond se
traduit par
des irrégularités cycliques de l'épaisseur de la bande métallique coulée et
altère ainsi
la qualité. Ce défaut est d'autant plus gênant que la bande coulée est mince.
L'hétérogénéité de température modifie également le coefficient d'échange
thermique
effectif entre le métal et la frette, ce qui produit une variation de
l'épaisseur même en
l'absence de déformation du cylindre.
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La demanderesse a donc recherché des moyens efficaces, faciles à réaliser ou à
mettre
en oeuvre et peu onéreux, qui permettent de supprimer ou de minimiser les
écarts de
température dans le cylindre, de façon à améliorer la qualité et la régularité
d'épaisseur de la bande de coulée.
Afin de résoudre ce problème, la demanderesse a proposé, dans la demande
française
FR 2 723 014 (correspondant à la demande de brevet européen EP 694 356 et au
brevet américain US 5 642 772), d'inverser périodiquement le sens de
circulation du
fluide de refroidissement dans le corps du cylindre, le circuit d'alimentation
en fluide
froid devenant le circuit d'évacuation du fluide réchauffé et inversement.
Cette
solution, qui permet de réduire sensiblement le faux rond sans avoir à changer
les
cylindres, requiert toutefois une adaptation du circuit externe de
refroidissement et du
mode opératoire de la machine. En particulier, le régime transitoire et/ou la
fréquence
d'inversion du sens de circulation dépendent de la nature de l'alliage.
La demanderesse a donc recherché des solutions qui pallient les inconvénients
de l'art
antérieur et qui permettent en particulier de réduire, voire d'éliminer, les
hétérogénéités de température et les variations d'épaisseur de la bande qui en
résultent, notamment pour des cylindres de grande longueur (>_ 2 mètres).
Description de l'invention
Le corps de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est apte
à porter
dans sa partie centrale, dite zone de laminage, une frette cylindrique et
comprend un
circuit de refroidissement, lequel circuit comprend au moins un conduit
d'alimentation
en fluide de refroidissement, au moins un conduit d'évacuation du fluide de
refroidissement, au moins deux collecteurs de distribution, au moins deux
collecteurs
d'évacuation, au moins un tube de répartition reliant chaque collecteur au
conduit
correspondant, et une pluralité de canaux annulaires reliant les collecteurs
de
distribution et d'évacuation, lesdits collecteurs et canaux annulaires servant
à mettre le
fluide de refroidissement circulant dans ledit circuit en contact avec une
surface
intérieure de la frette de manière à la refroidir, et est caractérisé en ce
que les
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collecteurs sont disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans
le sens
périphérique et dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution et
de
collecteurs d'évacuation.
5 La demanderesse a en effet eu l'idée de modifier le circuit de
refroidissement interne
des cylindres de manière à permettre une alternance, de préférence rapprochée,
des
zones d'arrivée de fluide froid F et des zones d'évacuation du fluide
réchauffé C, dans
les deux directions de la surface de la frette, c'est-à-dire à la fois dans le
sens
périphérique et dans le sens longitudinal.
La demanderesse estime que cette configuration particulière du circuit de
refroidissement, qui n'augmente pas significativement les coûts de fabrication
produit, produit une alternance de zones froides et chaudes sous la surface
intérieure
de la frette apte à favoriser une réduction sensible des hétérogénéité de
température
de la surface extérieure de la frette. La demanderesse a en outre évalué que,
de
manière surprenante, le recours à une pluralité de collecteurs entraîne une
plus
grande uniformité du débit du fluide de refroidissement dans les canaux.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les collecteurs se
présentent sous
la forme de rainures, dont la longueur est nettement inférieure à la longueur
Lf de la
frette, qui sont alignées sur des génératrices équidistantes angulairement et
qui sont
reliées aux conduits d'alimentation et d'évacuation de manière à produire une
disposition en réseau régulier, voire en damier, des collecteurs.
L'invention a aussi pour objet un cylindre de machine de coulée continue
comprenant
une frette et un corps de cylindre selon l'invention.
L'invention a aussi pour objet une machine de coulée continue comprenant au
moins
un cylindre selon l'invention.
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L'invention a aussi pour objet une méthode de refroidissement de cylindres de
coulée
continue dans laquelle on inverse périodiquement le sens de circulation du
fluide de
refroidissement circulant dans au moins un cylindre de l'invention.
Figures
La figure 1 représente de manière schématique les éléments de base d'une
machine
de coulée continue.
La figure 2 illustre un cylindre de machine de coulée continue de l'art
antérieur.
La figure 3 représente à plat, pour un cylindre de l'art antérieur, la partie
de la surface
du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 4 représente à plat, pour un corps de cylindre selon l'invention, la
partie de
la surface du corps de cylindre située sous la frette (zone de laminage).
La figure 5 représente deux coupes transversales d'un corps de cylindre
conforme à
l'invention passant par les tubes de répartition (plans I-I' et II-II' de la
figure 4).
La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre
conforme à
l'invention (plans I-I' et II-II' de la figure 5).
Description détaillée de l'invention
Afin de simplifier le texte, les éléments ayant la même fonction, tels que les
collecteurs de distribution et les conduits d'alimentation, sont également
désignés
collectivement par les références génériques de la figure 6. Ainsi, par
exemple,
lorsque aucun élément spécifique n'est visé, les collecteurs de distribution
(7101,
7102, 7103,...) peuvent être repérés collectivement par la référence (70), les
conduits
d'alimentation (31, 32, 33,...) peuvent être repérés collectivement par la
référence
(30).
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Le corps (110) de cylindre de machine de coulée continue selon l'invention est
apte à
porter dans sa partie centrale, dite zone de laminage (20), une frette
cylindrique (111)
et comprend un circuit de refroidissement (200), ledit circuit comprenant au
moins
un conduit d'alimentation en fluide de refroidissement (30), au moins un
conduit
d'évacuation du fluide de refroidissement (40), au moins un collecteur de
distribution
(70), au moins un collecteur d'évacuation (80), au moins un tube de
répartition (50,
60) reliant chaque collecteur au conduit correspondant, et une pluralité de
canaux
annulaires (90) reliant les collecteurs d'alimentation et d'évacuation,
lesdits
collecteurs et canaux annulaires servant à mettre le fluide de refroidissement
qui
circule dans ledit circuit en contact avec la surface intérieure de la frette
(111) de
manière à la refroidir, et est caractérisé en ce que les collecteurs (70, 80)
sont
disposés de manière à produire une alternance, à la fois dans le sens
périphérique et
dans le sens longitudinal, de collecteurs de distribution (70) et de
collecteurs
d'évacuation (80).
En d'autres termes, les collecteurs sont disposés sous la surface de la frette
de façon à
pouvoir former, par exemple, des séquences 70 / 80 / 70 / 80... à la fois dans
le sens
périphérique et dans le sens longitudinal. Afin d'obtenir cette alternance, le
nombre
2o de collecteurs de distribution (70) est au moins égal à 2 et le nombre de
collecteurs
d'évacuation (80) est au moins égal à 2.
Afin de simplifier le circuit, le nombre de conduits d'alimentation et
d'évacuation est
de préférence pair (et typiquement égal à 2, 4 ou 6), ce qui permet d'avoir,
lors de
l'utilisation, un nombre de conduits d'alimentation égal au nombre de conduits
d'évacuation. De cette façon, les conduits d'alimentation et d'évacuation
peuvent être
disposés en alternance sur un cercle (en coupe transversale) ; il en est de
même des
collecteurs qui leur sont reliés. Le nombre Na de conduits d'alimentation (30)
est de
préférence égal au nombre Ne de conduits d'évacuation (40).
De préférence, le nombre total de collecteurs est un multiple entier M du
nombre
total de conduits. Plus spécifiquement, il est avantageux que le nombre de
collecteurs
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de distribution soit un multiple entier M du nombre de conduits d'alimentation
et que
le nombre de collecteurs d'évacuation soit le même multiple entier M du nombre
de
conduits d'évacuation, où M est supérieur ou égal à 2. Ce choix permet de
simplifier
la conception et la réalisation pratique du circuit de refroidissement. Dans
ce cas,
chaque conduit d'alimentation peut être relié à M collecteurs de distribution
distincts
et chaque conduit d'évacuation peut être relié à M collecteurs d'évacuation
distincts.
Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et trois
conduits
d'évacuation et si chaque conduit est relié à 6 collecteurs (M = 6), alors le
nombre
total de collecteurs sera de 36.
Les conduits d'alimentation (30) et d'évacuation (40) sont distincts et
séparés. Les
conduits se présentent de préférence sous forme de trous borgnes sensiblement
parallèles à l'axe (4) du cylindre, qui débouchent à une de ses extrémités,
l'autre
extrémité étant obturée, et qui s'étendent sur sensiblement toute la longueur
de la
frette (111). Il est également avantageux de répartir les conduits (30, 40)
symétriquement autour de l'axe (4) du cylindre. Les conduits (30, 40) sont de
préférence à la même distance de l'axe (4). Ces dispositions simplifient
notamment la
fabrication du corps de cylindre.
2o Le circuit selon l'invention peut comprendre un nombre quelconque de paires
de
conduits d'alimentation et d'évacuation. De manière à obtenir une homogénéité
optimale de la température en surface de la frette, le circuit selon
l'invention
comprend de préférence au moins deux paires de conduits d'alimentation et
d'évacuation décalés d'un angle a égal à 360 /N, où N est le nombre total de
conduits. Par exemple, si le circuit comprend trois conduits d'alimentation et
trois
conduits d'évacuation, alors N sera égal à 6 et l'angle a sera de 60 .
Les collecteurs (70, 80) prennent typiquement la forme d'une rainure allongée
située
juste sous la surface interne (113) de la frette (111) et dont le grand axe
est de
préférence sensiblement parallèle à l'axe (4) du cylindre. Le nombre de
collecteurs
distincts reliés à chaque conduit, qui est au moins égal à 2, est déterminé en
fonction
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de la longueur de la frette de manière à permettre une homogénéisation
efficace de la
température en surface externe (112) de la frette.
Les collecteurs (70, 80) sont de longueur nettement inférieure à la celle (Lf)
de la
frette (111), et plus précisément de longueur au plus égale à la moitié
environ de
celle de la frette. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les
collecteurs
(70, 80) ont sensiblement la même longueur Lc.
Les collecteurs (70, 80) sont reliés à une pluralité de canaux annulaires (90)
situés
juste en dessous de la surface de la frette (111) dans des plans transversaux
à l'axe (4)
du cylindre. Ces canaux relient chaque collecteur de distribution (70) à au
moins un
collecteur d'évacuation (80) et font circuler le fluide de refroidissement en
contact
avec la surface intérieure (113) de la frette (111) de manière à produire une
refroidissement efficace de celle-ci. Les canaux annulaires (90) sont répartis
sous la
surface de la frette et sont de préférence équidistants afin de favoriser une
plus
grande homogénéité du refroidissement. Le nombre de canaux annulaires est au
moins égal à 2.
Le nombre et la section des tubes de répartition (50, 60) sont ajustés de
manière à
2o assurer une perte de charge satisfaisante dans le circuit, un flux
satisfaisant dans les
canaux annulaires (90) et une répartition spécifique (généralement uniforme)
du
fluide de refroidissement le long de la frette. La section droite des tubes de
répartition (50, 60) est, pour ces raisons, de préférence inférieure à celle
des conduits.
Selon l'invention, les collecteurs forment avantageusement un réseau régulier
sous la
surface de la frette (111), de telle manière que chaque collecteur de
distribution (70)
alterne avec au moins un collecteur d'évacuation (80) dans le sens
longitudinal et
dans le sens périphérique. La régularité du réseau permet une plus grande
maîtrise de
l'homogénéité de la température.
Dans le but de simplifier la fabrication du circuit, les collecteurs sont de
préférence
disposés en files linéaires le long d'une génératrice du cylindre, c'est-à-
dire en files
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longitudinales. Dans ce cas, les conduits (30, 40) sont avantageusement reliés
à des
collecteurs (70, 80) de files différentes, et de préférence reliés uniquement
à des
collecteurs (70, 80) de files adjacentes. Le nombre de files de collecteurs
(70, 80) est
avantageusement égal au nombre de conduits (30, 40), ce qui permet de
simplifier le
5 circuit selon l'invention.
Le nombre Nc de collecteurs distincts d'une file, qui est au moins de 2, est
déterminé
en fonction de la longueur de la frette de manière à permette une
homogénéisation
efficace de la température en surface de ladite frette. La longueur Lc de
chaque
1o collecteur sera alors légèrement inférieure à Lf / Nc, où Lf est la
longueur de la
frette. Afin d'assurer simultanément un refroidissement de la frette homogène
et un
support mécanique complémentaire efficace, les collecteurs d'une file sont de
préférence séparés d'une distance comprise entre 5 et 25 % de leur longueur
environ.
Le nombre de collecteurs par génératrice est typiquement de 10 par mètre
linéaire.
Le fluide de refroidissement est injecté dans le circuit par les conduits
d'alimentation
en fluide froid (30), se répartit dans des collecteurs de distribution (70)
par
l'intermédiaire des premiers tubes de répartition (50), entre en contact
thermique avec
la frette (111) au droit des collecteurs (70) et des canaux annulaires (90),
au droit de
la surface intérieure (113) de la frette (111), assurant ainsi son
refroidissement, est
ensuite recueilli par des collecteurs d'évacuation (80) par l'intermédiaire
des seconds
tubes de répartition (60), puis est évacué par les conduits d'évacuation (40).
L'énergie
thermique absorbée par la frette au niveau de sa surface extérieure (112),
lors de
l'opération de coulée continue, est ainsi transmise au fluide de
refroidissement et
évacuée à l'extérieur du cylindre par le circuit de refroidissement.
L'invention est particulièrement adaptée à des cylindre de coulée dont la
frette a une
épaisseur comprise entre 20 et 100 mm.
De manière à augmenter l'homogénéité de la température, la méthode de
refroidissement des cylindres de coulée continue peut comprendre l'utilisation
d'un
cylindre selon l'invention et une inversion périodique du sens de circulation
du fluide
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dans le circuit du cylindre, c'est-à-dire que les conduits d'alimentation
deviennent
périodiquement des conduits d'évacuation et que les collecteurs de
distribution
deviennent aussi périodiquement des collecteurs d'évacuation, et inversement,
tel que
décrit dans la demande FR 2 723 014.
Mode de réalisation préféré de l'invention
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, dont un cas particulier
est
représenté aux figures 4 à 6, les collecteurs (70, 80) ne s'étendent que sous
une faible
1 o partie de la frette (111) (moins de la moitié de sa longueur) et les
collecteurs sont
répartis sur la surface du corps de cylindre de manière à former des files de
collecteurs qui sont de préférence alignés sur une génératrice et qui
constituent un
réseau régulier de collecteurs. Les collecteurs situés sur une génératrice
sont séparés
angulairement d'un angle a par rapport à ceux de la génératrice voisine.
Les figures 4 à 6 illustrent un circuit de refroidissement comprenant trois
conduits
d'alimentation, trois conduits d'évacuation disposés en alternance, et 20
collecteurs
par file. Le nombre de files de collecteurs alignés est alors égal au nombre
total de
conduits, à savoir N = 6. Dans ce cas, par exemple, les collecteurs distincts
reliés au
conduit d'alimentation en fluide froid (31) sont les collecteurs (7101, 7102,
7103,...,
7120), les collecteurs distincts reliés au conduit d'évacuation de fluide
froid (41) sont
les collecteurs (8101, 8102, 8103,..., 8120), etc. Les collecteurs de
distribution
alternent avec des collecteurs d'évacuation situés sur la même génératrice et
sur une
génératrice voisine. L'angle a séparant deux files de collecteurs est alors de
60 .
La figure 4, qui donne une vue déployée de la partie de la surface du corps de
cylindre située sous la frette (correspondant à la zone de laminage (20)),
montre la
disposition en damier des collecteurs d'alimentation et d'évacuation des corps
de
cylindre selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Les lettres F et
C
indiquent respectivement les zones d'arrivée de fluide froid et d'évacuation
de fluide
réchauffé. Afin d'alléger les figures, seuls quelques canaux annulaires (90)
ont été
illustrés. Les flèches P et L indiquent respectivement les sens périphérique
et
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longitudinal. La numérotation des références aux collecteurs de distribution
(70) et
d'évacuation (80) est matricielle : le premier chiffre (7 ou 8) correspond à
la nature
du collecteur (d'alimentation ou d'évacuation), le deuxième chiffre correspond
au
conduit (30 ou 40) auquel le collecteur est relié, et les troisième et
quatrième chiffres
correspondent à la rangée i dans laquelle le situe le collecteur. Par exemple,
le
collecteur d'évacuation de référence 8302 est relié au conduit d'évacuation de
référence 43 et se situe dans la rangée i = 2.
La figure 5 représente une coupe transversale d'un corps de cylindre
correspondant à
ce mode de réalisation de l'invention. Les figures 5a) et 5b) correspondent
respectivement aux plans de coupe I-I' et II-II' de la figure 4, et plus
généralement à
des alternances paires (i = 2, 4, 6,...) et impaires (i = 1, 3, 5,...) des
collecteurs reliés à
chaque conduit (aux références près qui doivent être incrémentées en
conséquence,
c'est-à-dire que, par exemple, la référence 7101 de la figure 5b) deviendra la
référence 7103 pour la coupe correspondant à i= 3, la référence 7105 pour la
coupe
correspondant à i = 5, etc).
Dans ce mode de réalisation, le circuit de refroidissement peut être décomposé
en
tranches (ou sections) identiques, tel qu'illustré à la figure 5, qui se
répètent le long
du cylindre de manière à produire une alternance du motif des collecteurs.
Cette
configuration permet de relier, en alternance, chaque conduit d'alimentation
ou
d'évacuation à des collecteurs correspondants situés de part et d'autre de
celui-ci, de
manière à former un réseau régulier. La finesse de la maille de ce réseau est
déterminée par le nombre de collecteurs et de conduits.
Comme le montre la figure 5, les conduits sont alors avantageusement décalés
angulairement par rapport aux collecteurs correspondant de manière à être
situés à la
même distance de tous les collecteurs auxquels ils sont reliés. Dans ce cas,
les tubes
de répartition (50, 60), qui relient les conduits (30, 40) aux collecteurs
(70, 80),
peuvent être inclinés d'une angle (3 par rapport à un axe radial passant par
le conduit
ou le collecteur correspondant.
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La figure 6 représente deux coupes longitudinales d'un corps de cylindre selon
le
mode de réalisation préféré de l'invention. Ces coupes correspondent,
respectivement, aux plans I-I' de la figure 5a) et II-II' de la figure 5b).
Les flèches
indiquent le sens de circulation du fluide de refroidissement.
Dans ce mode de réalisation, les collecteurs (70, 80) ont de préférence
sensiblement
la même longueur Lc, ce qui permet notamment de simplifier la conception du
circuit
de refroidissement.
La demanderesse estime que, avec une telle configuration, les écarts de
température
de la surface de la frette devraient rester inférieurs à 0,5 C par rapport à
la
température maximale de cette surface, qui peut être supérieure à 500 C. Dans
les
mêmes conditions, mais avec un circuit de refroidissement de l'art antérieur,
l'écart
maximum de température est plutôt de 4 C, ce qui provoque des variations
d'épaisseur de la bande de 0,04 mm imputables au faux rond des cylindres.
La demanderesse a également estimé les écarts de débit entre les canaux dans
le cas
de cylindres typiques comprenant une frette ayant un diamètre de 1150 mm et
une
épaisseur de 80 mm, et un circuit de refroidissement comprenant trois conduits
d'alimentation et trois conduits de d'évacuation alternés, sensiblement
parallèles à
l'axe du cylindre et séparés angulairement de 60 , et six collecteurs disposés
sur 6
génératrices séparées angulairement de 60 . Dans un cas, correspondant à l'art
antérieur, d'un cylindre comprenant 17 tubes radiaux et 85 canaux annulaires
(soit 5
canaux annulaires pour chaque tube radial), et dont les collecteurs ont
typiquement
une longueur de 2050 mm, une profondeur de 10 mm, une largeur de 20 mm, la
demanderesse a estimé que le débit des canaux proches des tubes radiaux était
environ deux fois celui des canaux les plus éloignés de tubes radiaux. Dans
une
configuration typique de l'invention, tel qu'illustré aux figures 4 à 6, qui
comprend,
sur chacune des 6 génératrices, 23 collecteurs d'une longueur de 75 mm, d'une
profondeur de 8 mm et d'une largeur de 14 mm, lesquels collecteurs sont
disposés en
files sur les 6 génératrices, et qui comprend 3 canaux annulaires pour chaque
CA 02386372 2002-04-04
WO 01/24958 PCT/FR00/02755
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collecteur, la demanderesse a estimé que le débit était sensiblement le même
dans
tous les canaux.
Avantages de l'invention
L'invention est particulièrement avantageuse pour la fabrication de bandes
minces,
c'est-à-dire pour des épaisseurs inférieures à 5 mm pour lesquelles le faux
rond de
cylindre est d'autant plus préjudiciable que l'épaisseur est faible.
L'invention présente également l'avantage d'apporter un support mécanique plus
uniforme de la frette par la présence de discontinuités dans les collecteurs
le long de
celle-ci. Cette configuration améliore la tenue à la fatigue mécanique des
frettes en
limitant la surface des zones de flexion.
