Brevet FR2032370A1 — publié le 19701127

i 2032370 La présente invention est relative à une machine pour la coulée en continu de matières fondues dans une série de moules ou de coquilles mobiles soumises à un mouvement alternatif cyclique . ej On connaît depuis un certain temps différents types de ma chines pour la coulée continue dans des coquilles mobiles pouvant se déplacer dans le sens de la coulée, de matières fondues telles que de l'aluminium ou autres métaux ; dans certains types de machines, toujours utilisées actuellement , on obtient la s.o-10 lidification du métal fondu sur une distance de refroidissement suffisamment'longue qui est réalisée entre la gorge d'une roue et une bande ou ruban qui ferme la périphérie de la gorge. Dans d'autres types de machines, la solidification est obtenue entre deux bandes ou rubans parallèles guidés de façon appropriée 15 et fermés sur leurs côtés, ou encore entre deux cylindres opposés . Dans un autre type de machines, connu par les ouvrages techniques, mais peu répandu , on effectue la coulée dans une série continue de coquilles de type classique comportant deux moitiés 20 opposées, qui sont solidement reliées l'une à l'autre au moyen d'une articulation ou d'une charnière de façon à constituer deux chaînes tournantes horizontales sur des guides de chaîne, l'une des chaînes étant disposée au-dessus de l'autre . Ces types de machines,utilisées en particulier pour la cou-25 lée de l'aluminium, prévoient toujours une longueur totale disponible de coquilles qui est égale à deux à quatre fois la longueur des coquilles nécessaires et utilisée dans la pratique au moment de la solidification du métal fondu ; ceci en raison du fait que la coulée continue est réalisée dans des. zones dans 30 lesquelles les coquilles constituent des parties d'un ensemble qui est cependant continu. Le but de l'invention est de fournir une machine pour la coulée continue en coquilles comportant des moitiés opposées et réalisées de façon à utiliser une série de coquilles dont la lon-y^ gueur totale est seulement légèrement supérieure à la longueur de la chambre de coulée (délimitée par les séries de demi coquilles opposées communiquant entre elles) qui est juste nécessaire pour obtenir la .solidification de la matière fondue. Un autre but de l'invention est de réaliser une machine qui 40 est particulièrement simple et efficace et qui, bien qu'utilisant, 70 06504 2 2032370 un type de coquille classique, permet des cadences de production très élevées et une solidification commandée et uniforme du produit obtenu, grâce à quoi la machine est appropriée pour un fonctionnement continu dans les conditions techniques et économiques 5 les plus favorables . L'invention a pour objet une machine pour la coulée continue de matières fondues dans des coquilles comportant des moitiés opposées et formant une chambre de coulée continue, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend un nombre de coquilles 10 qui est supérieur d'au moins une coquille au nombre de coquilles qui est juste nécessaire pour permettre la solidification de la matière fondue lesdites coquilles étant agencées alignées les unes avec les autres et verrouillées les unes avec les autres, les moitiés opposées des coquilles étant montées sur des chariots 15 mobiles se déplaçant entre des chemins de guidage opposés et formant une boucle fermée, des moyens d'entraînement étant prévus pour agir directement sur les coquilles afin de les entraîner le long desdits chemins de guidage et ces moyens étant adaptés pour assurer que les coquilles sont en prise mutuellement de façon 20 constante, ainsi que des moyens d'entraînement cinématiques soumis à une vitesse supérieure à la vitesse de progression des coquilles et agissant directement sur les demi-coquilles lorsqu'elles libèrent la matière solidifiée, lesdits moyens d'avance étant adaptés pour faire avancer ces demi-coquilles depuis le côté où se pro-25 duit la solidification de la matière, vers le côté d'entrée de la machine, chaque coquille comportant en outre des cavités internes permettant éventuellement une circulation continue d'un fluide de refroidissement ou de chauffage . D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours 30 de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à. titre d'exemple et dans lequel : la Pig.l est une -vue latérale schématique d'une machine de coulée suivant l'invention,. cette machine ne.comportant pas de dispositif de refroidissement des coquilles ; 35 la Fig.2 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie de la machine représentée- à la Fig.l et montrant en particulier les dispositifs prévus sur le..côté d'alimentation des co-coquilles ; - . ; . . - les. Fig-3 et 4 .montrent le. dispositif de refroidissement des 2jq coquilles suivant 1 ' invention . 70 06504 3 2032370 La machine représentée au dessin est particulièrement adaptée pour la production d'un lingot continu ( bien que non limitée à cet usage ) ou d'une barre plate d'aluminium ayant en section une forme rectangulaire constante, prête à subir immédiate tement les traitements subséquent habituels connus . En se référant tout particulièrement aux Pig.l et 2, la machine suivant l'invention comprend un bâti 1 de support qui est articulé par l'une de ses extrémités en 2 sur des montants 3 d'un socle et, par son autre extrémité, sur des vérins hydrauli-■j^O ques 4 ou autres dispositifs analogues appropriés pour permettre d'imprimer au bâti des inclinaisons différentes de l'ensemble de la machine par rapport au plan horizontal. La zone active de la machine le long de laquelle s'effectue la coulée et la solification du métal fondu comprend deux paires d'organes de guidage parallèles superposés 51 et 6' entre lesquels s'effectue le mouvement d'avance des coquilles, ces organes de guidage complétant des boucles formées par des guides 5 et 6 qui sont destinées à assurer l'avance des coquilles depuis le côté B jusqu'au côté A de la machine au moyen de chaînes 17,18 qui agissent à la façon de transporteurs à courroies sans fin. Entre les paires d'organes de guidage 5* et 6' on voit la série de coquilles nécessaires pour la coulée et désignées par les références 7,8,9,10,11, qui sont maintenues accouplées ensemble afin de constituer une chambre de coulée continue efficace. Les paires de demi-coquilles 7*,7Wi8',8n,9',91'ilO',10" et ll',llff constituant les coquilles individuelles sont montées sur des chariots se déplaçant entre les guides annulaires 5,6 de telle sorte que les chambres ou cavités internes de ces coquilles 20 correspondent les unes avec les autres afin de former une chambre de coulée qui reproduit la forme d'une barre solidifiée P. Les coquilles formées par les paires de demi-coquilles 12',12" et 131,13 w sont également montées sur des chariots . Les organes de guidage 5' et 6' sont disposés dans une posi-y- tion inclinée par rapport au plan horizontal, suivant un angle qui, en fonction du type et des caractéristiques de la matière fondue devant être solidifée ,peut varier de préférence entre 10° et 25° ; dans le cas de l'aluminium fondu on a constaté que l'angle d'inclinaison le plus approprié est d'environ 20° par rapport au plan horizontal . Cependant, "si cela est néees- 20 25 bad originM- 70 06504 4 2032370 saire, dans la pratique, la machine suivant l'invention peut également fonctionner en étant disposée suivant des angles d'inclinaison qui se trouvent à peu près en dehors de la gamme d'inclinaison d'environ 10 à 25° mentionnée ci-dessus . 5 A la partie inférieure des demi-coquilles 7">8",9" ,10",11", 12" et 13" sont fixées des crémaillères 14,14' etc .. qui, lorsque les demi-coquilles coulissent entre les organes de guidage 5' et 6', se placent en alignement continu d'une façon exactement analogue à la chambre de coulée . 10 Un pignon d'entraînement 15 qui est monté de façon à engrener de façon constante avec lesdites crémaillères est prévu afin de transmettre le mouvement des coquilles dans le sens avant depuis le côté d'alimentation A de la Machine en direction du côté de sortie B de la barre solidifiée P,tandis qu'un autre pignon d'en-15 traînement 16 qui se trouve de même en position d'engrènement constant avec lesdites crémaillères 14,est prévu pour engendrer une poussée dans le mène sens que le mouvement vers l'avant du cOté A au côté B de la machine,afin d'assurer une application constante des coquilles 7*8,9,10 les unes contre les autres . 20 Dans ce but, le pignon d'entraînement 16 exerçant une poussée a une vitesse supérieure à celle du pignon d'entraînement 15, et il est monté en combinaison avec un dispositif d'embrayage à friction (non représenté) de façon que l'action de poussée exercée sur les crémaillères ait un caractère élastique et soit telle 25 qu'elle ne produise aucune interférence avec la vitesse d'alimentation imprimée par le pignon d'entraînement 15'. Comme on le voit clairement aux Fig.l et 2, les demi-coquilles 13* et 13" constituant la coquille 13 sont représentées dans la position qu'elles occupent en arrivant sur le côté d'allaentation 30 de la machine, et sont représentées prêter - à se placer en position de correspondance, et l'on voit sur le côté B que les moi-tiées 11' et 11" de la coquille 11 se trouvent dans rme position d'ouverture partielle ( par suite de la forme en boucle fermée des guides 5 et 6) afin de libérer la barre solidifiée P et de 35 se préparer à retourner vers le côté A de la machine en se déplaçant le long des guides externes 5 et 6. De cette façon, on obtient une alternance continue et régulière des coquilles . Le mouvement d'avance des demi-coquilles du côté B au côté A 40i la. mac&îne? esfe réalisé au moyen de chaînes 17 et 18 à mail- BAD ORIGINAL 70 06504 5 2032370 Ions articulés, qui sont disposées en boucles fermées de la même façon que les guides 5 et 6, Ges chaînes étant entraînées par des roues dentées 19 et 19* et 20,20'. Aux deux chaînes 17 et 18 sont fixés respectivement des ta-5 qaets 21 et 22 adaptés pour coopérer avec des galets prévus sur 1 es chariots portant les demi-coquilles , en exerçant une poussée sur les demi-coquilles libérant la barre solidifiée F, et pour tirer lesdites demi-coquille.? le long des côtés externes des guides 5 et 6 jusqu'au côté A de la machine . Lesdits taquets li-10 bèrent les demi-coquilles juste au moment où il se produit une variation dans la vitesse des coquilles, c'est-à-dire lorsque ces coquilles s'adaptent ensemble afin de faire entrer en prise leurs crémaillères avec le pignon 16, afin de les entraîner à la vitesse de fonctionnement . 15 Pour faire avancer vers le côté A les demi-coquilles qui se séparent graduellement sur le côté B, la machine est réglée de telle façon que par exemple, à chaque révolution complète du pignon 15 correspond le passage de la crémaillère d'une coquille ( le pignon 15 ayant dans ce but le même nombre de dents que la 20 crémaillère de chaque coquille) et également une révolution complète des roues dentées 19*19' et 20,20'. En outre, toujours à titre d'exemple, les chaînes 17 et 18 comportent chacune ùn nombre de maillons qui est le triple du nombre de dents de l'une des roues dentées et il est prévu trois 25 taquets analogues à ceux désignés par les références 21 et 22 , disposés - chacun à'distance égale des taquets adjacents afin d'assurer le passage alterné ( ou le mouvement d'avance) de seulement une coquille secondaire, c'est-à-dire la coquille formée par les demi-coquilles 12' et 12". 30 Le taquet le plus bas 22 est monté avec une certaine avance par rapport au taquet correspondant le plus haut 21 afin de faciliter la venue en correspondance des demi-coquilles au moment de leur arrivée sur le côté A de la machine . Chaque demi-coquille comporte sur sa surface de contact avec 35 l'autre demi-coquille une ou plusieurs dents 23 adaptées pour assurer une venue en concordance parfaite de chaque paire de demi-coquille et ces demi-coquilles comportent sur un côté des organes d'accrochage 24,25 (Fig.2 , dans laquelle le trait interrompu montre la position prise par les organes d'accrochage après la 40 venue en concordance des deux demi-coquilles ) . 70 06504 6 2032370 Pour faciliter la séparation des demi-coquilles sur le côté B de la machine, on peut utiliser les mêmes organes d'accrochage (24,25) utilisés pour assurer la venue en concordance des demi-coquilles à leur arrivée, par exemple en disposant ces organes 5 sur les extrémités opposées des demi-coquilles (Fig.2) ou encore en utilisant des moyens analogues ayant la même fonction . Grâce à cet agencement on obtient qu'à chaque révolution du pignon 15, les taquets correspondants 21 et 22 des chaînes transporteuses poussent les demi-coquilles 111 et 11" jusque dans 10 les positions correspondantes 12* et 12" , et ces deux demi-coquilles 12' et 12" vers les positions des demi-coquilles 13' et 13" . De même, toutes les coquilles se trouvant entre les organes de guidage 5* et 6' sont déplacées vers le côté B de la machine, c'est-à-dire que la coquille 8 prend la place de la co-15 quille 9 et ainsi de suite , la coquille 10 remplaçant la coquille 11. Du fait que dans les longueurs circulaires des guides 5 et 6, et plus précisément dans le guide supérieur sur le côté A de la machine et dans la partie la plus basse du guide sur le côté B, 20 le propre poids des demi-coquilles les amène à perdre leur contact avec les taquets correspondants 21 et 22, il est prévu sur les roues dentées 19' et 20 des butées radiales 26 ( les butées de la roue dentée 19* ne sont pas visibles au dessin ) qui accompagnent les demi-coquilles le long de leur trajet circulaire et 25 les libèrent à nouveau à la poussée des taquets 21 et 22. Dans le cas où pour une raison quelconque les demi-coquilles tendent à s'arrêter avant 1'engrènement de la crémaillère avec le pignon 16, elles sont poussées vers l'avant par des bras de poussée 27 (Fig.2) montés sur les roues 19,20, jusqu'à ce que 30 ces demi-coquilles atteignent le mécanisme de traction . Avant de faire démarrer la machine, c'est-à-dire avant le commeçicement de la coulée, il est nécessaire de fermer la chambre de coulée de l'une des coquilles afin d'éviter que le métal fondu, qui n'est pas encore solidifié, s'écoule à l'autre ex-35 trémité à la partie inférieure de la coquille avant de la remplir^ lorsque la machine est en fonctionnement, les coquilles avancent d'un mouvement continu et uniforme dans les organes de guidage 5* et 6' ,l'alternance des coquilles le.-,long des parcours externes des guides-se produisant de la même façon . 40 Lfaluminium fondu est distribué dans la chambre de 70 06504 7 2032370 coulée de la première coquille par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 28 et se solidifie progressivement à l'intérieur de la chambre de coulée grâce au refroidissement des coquilles , à la suite de quoi la barre solidifiée P sort en continu de la ma-5 chine par le côté B de celle-ci . Pour effectuer ce refroidissement (Pig.l à 3) on fait s'écouler un fluide approprié, par exemple de l'eau, dans des cavités internes 29,30 etc.. de chaque demi-coquille .L'eau est amenée par l'intermédiaire de tuyaux de remplissage 31*32 etc.. et est 10 évacuée de façon continue par l'intermédiaire de tuyaux de sortie 33,34 etc ... Pour faciliter l'entrée de l'eau de refroidissement dans ces tuyaux pendant le mouvement d'avance des coquilles, les extrémités des tuyaux 31,32 (Fig.4) sont réalisées en forme d'entonnoirs 15 311,32' , grâce à quoi l'eau amenée par des conduits d'alimentation 35,36 peut s'écouler de façon continue sans fuites ou pertes. Le refroidissement des coquilles peut également être réalisé au moyen d'un autre fluide, en modifiant si nécessaire la forme des tuyaux de remplissage .Ce dispositif de refroidissemènt offre 20 un degré élevé de possibilité de réglage qui, avec la possibilité de faire varier lâ vitesse de coulée, permet d'agir sur les caractéristiques de structure et sur la température de sortie du produit obtenu de façon à les adapter aux impératifs des traitements subséquents . 25 On a constaté qu'avec la machine suivant l'invention décrite ci-dessus, dans le cas de solidification de 1'aluminium fondu, la longueur totale des coquilles utilisées est peu supérieure (et est en pratique la longueur de deux coquilles) à la longueur de la chambre de coulée qui est Juste nécessaire pour la solidifica-30 tion du métal fondu . D'une façon générale, cette longueur totale est comprise entre environ la moitié et environ le quart de la longueur nécessaire dans d'autres machines d'un type similaire . Dans une machine suivant l'invention, les vitesses de eoulée possibles dans le cas de l'aluminium sont comprises entre 0,55 35 et 3,0 mètres/minute . Bien entendu de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine suivant l'invention et, en fait il est évident que les dimensions des coquilles, leur nombre, leur forme, aussi bien que leur dispositif de pré-chauffage et de refroidissement, 40 le nombre de coquilles subsidiaires nécessaires pour obtenir l'ai- 70 06504 8 2032370 ternance , l'inclinaison des guides entre lesquels s'effectue la coulée (qui, à la limite , peut varier de 0 à 90*) sont établies en fonction de la matière utilisée, en fonction des dimensions et des caractéristiques désirées pour le produit devant être ob-5 tenu et de son utilisation à la sortie de la machine . De même , le dispositif d'avance des coquilles entre les organes de guidage 5',6' peut être modifié, au moyen de crémaillères disposées soit au-dessus soit sur le côté des coquilles , en inversant la fonction des deux pignons, c'est-à-dire en attri-10 buant au pignon 16 la fonction d'entraînement et en attribuant au pignon 15 la fonction de freinage en lui donnant une vitesse plus faible que celle du pignon 16 , en remplaçant le mouvement obtenu au moyen de la crémaillère et du pignon , par le mouvement obtenu au moyen de bras de poussée etc..On peut également pré-15 voir un accrochage temporaire des coquilles qui se produise seulement sur l'étendue de la distance entre les guides, supprimant ainsi le pignon de poussée, cet accouplement temporaire des coquilles peut également être obtenu en décalant la position des demi-coquilles supérieures par rapport aux demi-coquilles infé-20 rieures, à la suite de quoi leurs dents 23 permettent de maintenir la venue en coïncidence des demi-coquilles . BAD ORIGINAL 70 06504 9 2032370 REVENDICATIONS 1-Machine pour la coulée continue de matières fendues -ian.; des coquilles constituées par des demi-coquilles opposées, caractérisée en ce qu'elle comprend un nombre de coquilles supérieur 5 d'au moins une par rapport au nombre de coquilles qui est nécessaire pour obtenir la solidification de la matière ^ondue les coquilles étant agencées en alignement et s'ajustant les unes aux autres et ayant leurs moitiés opposées montées sur des chariots mobiles se déplaçant entre des guides en forme de boucles fermées, 10 un dispositif d'entraînement étant prévu pour agir directement sur lesdites coquilles et étant adapté pour faire avancer les coquilles le long desdits guides et pour assurer le maintien en œ ntact , en position d'assemblage , des demi-coquilles, et un dispositif cinématique d'avance animé d'une vitesse supérieure 15 à la vitesse d'avance des coquilles et agissant directement sur les demi-coquilles qui libèrent progressivement la matière soli-difl.ée , le dispositif d'avance étant adapté pour faire avancer ces demi-coquilles depuis le côté de solidification de la matière dans la machine vers le côté d'alimentation de la machine, chaque 20 coquille comportant des cavités internes afin de permettre éventuellement la circulation en continu d'un fluide de refroidissement ou de chauffage . 2-Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement comprend au moins un pignon d'en - 25 traînement qui engrène de façon constante avec des crémaillères fixées sur lesdites coquilles, lesdites crémaillères se plaçant les unes à la suite des autres au cours de l'avance desdites coquilles entre lesdits guides . 3-Machine suivant la revendication 1 et la revendication 2, 30 caractérisée en ce que le dispositif cinématique d'avance assurant l'avance des coquilles est constitué.par des chaînes formant chacune une boucle fermée, se déplaçant autour de roues dentées qui tournent à une vitesse supérieure à la vitesse d'avance des coquilles et comportant des organes de poussée agissant sur 35 lesdites demi-coquilles lorsque ces dernières s'ouvrent afin de libérer l.a barre de métal solidifié ,afin d'assurer l'alternance continuéLlex des paires de demi-coquilles . 4-Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3* caractérisée en cë qu'elle comporte au moins un autre pignon 40 d'entraînement qui engrène toujours avec lesdites coquilles et 70 06504 10 2032370 qui tourne à une vitesse supérieure à la vitesse dudit pignon d'entraînement afin de fournir, avec l'aide d'un dispositif à frottement et à glissement, une poussée vers l'avant dans la même direction que celle de la progression des coquilles, sans inter-5 férer avec l'action d'entraînement du pignon d'entraînement . 5-Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits organes de poussée des demi-coquilles au cours de la phase d'alternance de celles-ci sont constitués par des taquets clavetés sur lesdites chaînes et par des butées adap- 10 tées sur lesdites roues dentées, lesdits taquets et lesdites butées étànt espacés les uns des autres de façon à assurer l'alternance par une seule coquille à la fois . 6- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque demi-coquille porte sur 15 sa surface de contact destinée à entrer en contact avec l'autre demi-coquille au moins une dent adaptée pour assurer la venue en coïncidence parfaite des demi-coquilles, par paires, et comporte latéralement un organe destiné à faciliter l'accouplement des demi-coquilles, l'organe: de la demi-coquille supérieure étant adapté 20 pour arriver avec line certaine avance sur l'organe de la demi-coquille inférieure afin d'assurer ledit accouplement . 7-Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bâti de support de la machine est articulé par l'une de ses extrémités et relié à des dispositifs 25 élévateurs à son autre extrémité afin de permettre d'incliner la machine par rapport au plan horizontal, suivant un angle qui est de préférence compris entre 10° et 25° dans le cas de coulée d'aluminium . 8-Machine suivant l'une quelconque des revendications précé- 30 dentes, caractérisée en ce que le refroidissement des demi-coquilles est obtenu parM*introduction d'eau dans des cavités des demi-coquilles en mouvement, cette eau s'écoulant par l'intermédiaire de tuyaux de remplissage reliés aux demi-coquilles et comportant des orifices d'entrée en forme d'entonnoirs ou autre, 35 agencés pour se recouvrir partiellement les uns les autres, évitant ainsi toute fuite ou perte d'eau à partir desdits tuyaux de remplissage au cours du déplacement des coquilles vers l'avant .