Brevet FR2086091A1 — publié le 19711231

20§6091 La présente invention a comme objet une machine pour la coulée continue de bandes de métaux non ferreux, en particulier d'aluminium et de ses alliages, comprenant une coquille articulée formée par deux chenilles tournant d'un mouvement sans fin. Suivant un dispositif connu en soi, les 5 demi-coquilles opposées viennent se placer l'une vis-à-vis de l'autre, à l'extrémité côté coulée, et se meuvent dans cette position sur un certain parcours le long duquel elles forment avec d'autres paires de demi-coquilles assemblées successivement de la même façon, le moule (coquille) proprement dit; puis elles se séparent à l'autre extrémité, côté sortie de la bande, 10 pour s'assembler à nouveau peu après, au terme d'un cycle complet de révolution, à l'extrémité côté coulée. Une machine de ce genre a été décrite, par exemple, dans le brevet suisse 475.811 (France 1.582.915); selon ce brevet, les demi-coquilles tournant d'un mouvement sans fin sont fixées aux éléments de guidage et aux 15 éléments moteurs par des supports et des fixations ayant une très faible conductivité thermique effective. Cette machine permet la coulée de bandes de très grande largeur, par exemple de bandes d'aluminium de 20 mm d'épaisseur et de 1500 mm de largeur et même davantage. Pour la coulée verticale descendante dans une telle machine, 20 on peut utiliser un dispositif particulier pour l'amenée du métal, qui est lui aussi déjà décrit dans des brevets, par exemple dans le brevet suisse 461.716. On peut aussi opérer une coulée descendante inclinée, voire même une coulée horizontale. A cette fin, la machine est inclinée vers le bas, 25 en direction de la coulée, d'un angle compris entre 45° et 0°, de préférence entre environ 10° et 1° par rapport à l'horizontale. Une position ainsi inclinée, ou même horizontale, présente des avantages considérables par rapport à la position verticale. L'alimentation en métal est plus facile; par exemple, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à une sous-pression. La 30 bande sort en une position plus favorable et ne doit pas subir un pliage important dans son état de fragilité à chaud. On peut, d'autre part, mieux l'observer et elle reste toujours très accessible. Mais cette position comporte aussi par ailleurs des difficultés, en particulier lorsque la position de coulée ne forme qu'un faible angle avec l'horizontale ou est elle-même horizontale. 35 En position horizontale, il se forme dans la buse d'alimenta tion en métal des bulles de gaz qui ne peuvent s'échapper ou bien des bulles déjà formées restent occluses dans le métal. Le courant de métal fondu, à 71 13360 2 2086091 pression statique de métal égale., n'est pas aussi fort dans la buse d'alimentation que si la machine présente une inclinaison descendante marquée. Lors du démarrage, c'est-à-dire au début de la coulée, il est avantageux d'avoir un angle d!inclinaison, par rapport à l'horizontale, aussi 5 faible que possible car, dans ce cas, la pression statique du métal agissant au niveau de la coulée dans la coquille est plus faible et, de ce fait, il existe un moindre danger que le métal fondu puisse coulert tout autour de la sortie de la buse, |ans l'espace serré, ou interstice, compris entre la buse et les demi-coquilles, dès que la tête de coulée s'est formée sur le faux-fond. 10 Après la mise en marche de la machine (début du mouvement des demi-coquilles), le danger susmentionné n'existe pratiquement plus et,dès lors, il serait avantageux de donner à la machine une position inclinée plus marquée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs 15 exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en coupe longitudinale une coquille articulée sur chenilles, pour la coulée continue de bandes en aluminium, en position pratiquement horizontale; - la figure 2, la même coquille,mais en position inclinée de 6° 20 sous l'horizontale après la mise en marche de la machine; - la figure 3 représente schématiquement une machine de coulée pour la mise en oeuvre du procédé. Sur la figure 1, la coquille sur chenilles est inclinée d'un angle de 1° environ sous l'horizontale, dans lequel cas la position de coulée 25 se trouve à son niveau le plus élevé (coulée descendante). Les demi-coquilles montées sur chenilles et tournant sans fin sont désignées par 10; la buse (ou goulotte) de coulée est représentée par 11 et la largeur de sa sortie correspond approximativement à la largeur de la bande à couler. 12 est la nourrice. La buse est reliée à la nourrice au moyen d'une bride de connexion 13. Un 30 chenal 14 de coulée, flexible, sert à l'alimentation de la nourrice en métal liquide, dont le niveau est indiqué par 15. Au démarrage, un bouchon 17 obture l'ouverture de coulée 16. Le faux-fond est représenté en 18, le volume de coulée en 19, où prend naissance la bande continue. La distance entre l'extrémité de sortie de la buse et l'ouverture de coulée 16 est, par exemple, de 35 680 mm. La différence de hauteur h^ entre le niveau 15 du métal dans la nourrice et: le bord inférieur de sortie de la buse 11 détermine la pression statique du métal au début de la coulée. Cette pression, dans la position de bad original 71 13360 3 2086091 la figure 1, est pratiquement la plus faible que l'on puisse réaliser, du point de vue construction; le niveau 15 doit se trouver quelque peu au-dessus du bord supérieur de l'ouverture 16 de coulée, par exemple de 10 mm. En admettant une épaisseur de 20 mm pour la sortie de la buse et en tenant compte 5 de sa distance (680 mm) de l'ouverture de coulée 163 il s'ensuit que, pour une inclinaison de la coquille de 1°, la hauteur h^ est de 42 mm. La hauteur du niveau du métal dans la poche est, de préférence, maintenue constante, Si on enlève le bouchon 17, le métal liquide coule à travers la buse 11 dans le volume (moule) de coulée 19 jusqu'au faux-fond 18. Il se 10 forme d'abord une tête de coulée 22, avec masselotte liquide 23. Dès que le volume 19 de coulée est rempli, le métal liquide a tendance à s'infiltrer dans l'espace (interstice) 20 compris entre la buse et les demi-coquilles, pour autant que celles-ci ne sont pas en mouvement. Cet interstice est, par exemple, de l'ordre de 0,25 mm. Du fait de la position presque horizontale, 15 la pression statique du métal peut être maintenue si petite que la tension superficielle de l'aluminium et sa pellicule d'oxyde qui le recouvre peuvent empêcher cette pénétration même lorsque la machine n'est pas en mouvement. Dès que les chenilles sont mises en mouvement, le problème d'une pénétration de métal liquide dans l'interstice très mince qui entoure la buse ne se 20 pose plus. Cette pénétration peut toutefois avoir lieu lorsque la machine n'est pas en mouvement, si la pression statique du métal est nettement plus grande, par exemple si l'inclinaison de la coquille sur chenilles est de 6° au lieu de 1° seulement; en d'autres termes, il est très difficile de démarrer 25 l'opération de coulée avec une coquille sur chenilles}inclinée de 6% par exemple, sans que le métal s'infiltre dans l'interstice 20, compris entre la buse et les demi-coquilles. Etant donné qu'avant de déplacer le faux-fond, le métal liquide vient frapper celui-ci avec une vitesse qui dépend de l'inclinaison de la coquille sur chenilles, l'énergie cinétique du flux 30 métallique vient s'ajouter à la pression statique du métal, ce qui augmente encore le danger d'une infiltration du métal liquide dans l'interstice compris entre buse et demi-coquilles, lorsque l'inclinaison est relativement forte. Cela provoque une pression statique du métal accrue, mais qui ne gêne plus dès que les demi-coquilles auront été mises en mouvement. 35 Sur la figure 2, l'inclinaison de la coquille sur chenilles est de 6°. La machine à couler est montrée en marche et la bande 21 sort sur la droite. Les demi-coquilles sont entraînées dans un mouvement sans fin et 71 13360 4 2086091 il n'y a aucune accumulation nuisible dans le moule de coulée 19, Comparé à la position selon figure 1, la différence de hauteur entre le niveau 15 du métal dans la nourrice et le bord inférieur de la sortie de la buse 11 a considérablement augmenté et a atteint, par exemple 301 mm (au lieu de 42 mm 5 seulement)„ La plus forte inclinaison sous l'horizontale présente tout d'abord l'avantage, selon les constatations de la demanderesse, que les bulles occluses peuvent s'échapper dans l'atmosphère malgré l'étroitesse de lsespace de coulée, en montant le long de celui-ci puis à travers le métal de la 10 nourrice. Il présente, en outre, l'avantage que, par suite de la plus grande vitesse d'écoulement dans ,1a buse 11, la coulée est moins susceptible aux dérangements, par exemple beaucoup moins exposée à des obstructions de buse. Il faut, en outre, relever l'avantage supplémentaire que la masselotte liquide dans la tète de coulée contribue maintenant par elle-même à l'augmentation de 15 la pression statique du métal car, contrairement à ce qui se passe lorsque l'inclinaison n'est que de 1°, ce que l'on appelle la pointe de la masselotte liquide (le point le plus bas de la masselotte liquide dans la tête de coulée) est plus basse que le bord inférieur de la sortie de la buse. A la différence de hauteur h^ entre le niveau 15 du métal dans la nourrice et le bord inférieur 20 de la sortie de la buse, qui a d'elle-même déjà augmenté du fait de l'augmentation de l'inclinaison de 1° à 6°, vient maintenant s'ajouter la différence de hauteur h^ entre le bord inférieur de la sortie de la buse et la pointe de la masselotte liquide. La pression statique du métal plus élevée, par l'apport de 1^, contribue à améliorer les conditions nécessaires à l'obtention 25 d'un produit coulé sain (diminution du danger de formation de pores dans la texture du métal et de criques de solidification ); le nourrissage est plus efficace; on évite les poquettes sur la surface de la bande. Les conditions d'écoulement dans la buse sont meilleures car la vitesse de passage est plus élevée. 30 ' Lors d'un démarrage sur une machine inclinée de 6° environ, il faudrait harmoniser de façon très précise la formation de la tête de coulée et le début de-mise en marche des chenilles, ce qui n'est guère possible dans la pratique courante. Mais qu'il suffise de penser que l'infiltration de métal liquide, entre la buse et les demi-coquilles, entraîne forcément une 35 interruption immédiate de l'opération de coulée, et l'on comprendra qu'il fallait absolument trouver une solution à ce problème. BAD ORIGINAL 71 13360 5 2086091 Les considérations faites et les essais entrepris par la demanderesse ont permis de trouver la solution recherchée qui fait l'objet de l'invention. Celle-ci concerne un procédé de mise en marche d'une machine à coquille sur chenilles pour la coulée continue de bandes de métaux non ferreux, 5 en particulier d'aluminium et de ses alliages. Il est caractérisé en ce que l'on coule d'abord avec un très faible angle d'inclinaison descendante,, compris entre 0° et 5° sous l'horizontale, jusqu'à formation d'une tête de coulée, après quoi on met en marche la machine et continue ensuite la coulée dans une position plus inclinée, c'est-à-dire à plus de 4" par rapport à 10 l'horizontale. L'angle d'inclinaison peut être, par exemple, compris entre 0° et 2° sous l'horizontale au moment du démarrage, puis augmenté entre 4° et 6° pour la suite des opérations. Il est aussi possible, par exemple, de commencer avec un angle d'inclinaison entre 3° et 4° puis de continuer avec 6° à 10°, 15 Le choix de l'inclinaison dépend surtout de la pression hydrostatique et de la distance (interstice) entre la paroi de la buse et celle de la coquille. Lors du démarrage de la machine, ce ne sont pas seulement les chenilles qui sont mises en mouvement, et avec elles les demi-coquilles, mais aussi le faux-fond qui est retiré du moule, en fonction de la vitesse de coulée. 20 L'invention a aussi pour objet une machine de coulée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette machine de coulée est caractérisée en ce qu'elle est montée sur un bâti inclinable dans la direction de coulée, sur lequel sont aussi montés la buse et la poche de coulée, les agrégats qui assurent le 25 mouvement et le refroidissement et le dispositif d'avancement de la bande. La figure 3 montre schématiquement un exemple d'exécution d'une telle machine. Les deux chenilles avec les demi-coquilles 10s la buse d'amenée non représentée pour plus de clarté du dessin et fixée par la bride 13 à la poche de coulée, la poche de coulée 12, les installations de refroi-30 dissement 24 (par exemple du type de celles décrites dans le brevet suisse 456.056 (France 1.582.916)), ainsi que le dispositif d'avancement 25, sont tous montés sur le bâti 26, inclinable dans la direction de la coulée; ce bâti repose, à son extrémité correspondant à la poche de coulée^ sur le palier horizontal 27 et à l'extrémité opposée, sur le palier horizontal 28, 35 dont la hauteur peut être ajustée au moyen du vérin 29, actionné de préférence hydrauliquement. Sur le dessin, la flèche indique un angle d'inclinaison de 11°. Le dispositif illustré permet d'incliner le bâti de 11°, dans la 71 13360 6 2086091 direction de coulée, sous l'horizontale, Avec la machine représentée schématiquement, il est donc possible, par exemple, de démarrer la coulée avec une inclinaison descendante de 1° puis de continuer l'opération avec une inclinaison de 10°„ 5 Le fait que le bâti soit inclinable par pivotement autour d'un axe situé à proximité de la poche de coulée facilite énormément le travail de la machine. Si, par contre, le vérin 29 agissait, lui, à proximité de la poche de coulée et si l'axe de pivotement 27 se trouvait à proximité du dispositif d'avancement 25, l'amenée du métal dans la. poche de coulée serait 10 considérablement plus compliquée du fait de la plus grande différence de niveau dans celle-ci;, lors de l'inclinaison. Il est également essentiel que le dispositif d'avancement 25 soit, lui aussi, monté sur le bâti, La bande qui vient de sortir de la coquille est en fait encore dans le domaine de température de la fragilité à chaud, 15 s'il s'agit d'une bande en aluminium ou en ses alliages. La machine de coulée selon l'invention permet de passer d'une position horizontale ou presque horizontale à une position nettement inclinée, sans pour autant interrompre la coulée, Elle n'est pas limitée à une inclina-bilité de 10CT ou 11°; on peut aussi construire des machines conformes à 20 l'invention qui peuvent être inclinées sous l'horizontale d'un angle pouvant aller jusqu'à 45°. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. BAD ORIGINAL 71 13360 7 208.6091 R_B_V_E_N_D_X_Ç _A_T_X_0_N_S 1. Procédé de mise en marche d'une machine à coquille articulée sur chenilles pour la coulée continue de bandes de métaux non ferreux, en 5 particulier d'aluminium et de ses alliages, caractérisé en ce que l'en coule, au début de l'opération d'abord avec un très faible angle d'inclinaison descendante, compris entre 0° et 5° sous l'horizontale, jusqu'à ce que la tête de coulée soit formée, après quoi on met en marche la machine et continue la coulée avec une position de ladite machine nettement inclinée de 4° ou 10 plus sous l'horizontale. 2. Machine de coulée pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est montée sur un bâti inclinable dans la direction de la coulée, ensemble avec la buse et la poche de coulée, les agrégats moteur et de refroidissement et le dispositif 15 d'avancement de la bande. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le bâti repose à son extrémité correspondant à la poche de coulée sur un palier pivotant horizontal et à son extrémité opposée sur un palier horizontal dont la hauteur peut être ajustée au moyen d'un vérin. 20 4. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que le vérin est actionné hydrauliquement. 5. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'on utilise un chenal flexible pour l'amenée du métal dans la poche de coulée.