Brevet FR2085950A1 — publié le 19711231

i 2085950 La présente invention concerne un dispositif de refroidissement pour machines de coulée continue, et plus précisément un dispositif pour envoyer le liquide réfrigérant sur 1*extérieur de la bande métallique enroulée sur un certain angle 5 autour de la roue de coulée. Le brevet fi*an,,a±s -T° 1. 591.701 prévoit un dispositif dans lequel des tuyères ou buses placées autour de la roue de coulée dirigent des jets de liquide réfrigérant sur la surface extérieu re de la bande enroulée sur un certain arc de cercle sur la 10 roue elle-même» Les jets de liquide réfrigérant sont dirigée transversalement à l'axe de la bande elle-même» Les buses peuvent être disposées en une seule file de façon à diriger les jets dans le même sens, ou bien suivant des files opposées. La pratique a montré que la première disposition 15 est la mieux adaptée pour recevoir des perfectionnements très avantageux, en vue d'obtenir tan meilleur rendement dans l'échange de chaleur» L'objectif principal de la présente invention consiste à concevoir et réaliser un dispositif de refroidissement de type 20 perfectionné, de fonctionnement sûr, qui peut assurer un refroidissement uniforme et régulier du lingot en cours de formation, dans les parties qui sont en contact avec la bande. Un autre objectif important de l'invention consiste à concevoir et réaliser un dispositif réduisant au minimum la forma-25 tion de vapeur dans la zone de refroidissement de la bande, de façon à réduire considérablement le risque de défauts ou malformations dans le lingot produit» par suite d'une non-uniformité de l'échange de chaleur» Un autre objectif de l'invention consiste à concevoir et 30 réaliser un disposisif grâce auquel les jets de liquide réfrigérant sont dirigés et guidés de façon à éviter des formations ou de brouillards de jets pouvant provoquer des refroidissements en des points où ils seraient nuisibles, ou bien gêner la visibilité dans les régions où les opérateurs doivent exercer un 35 contrôle visuel direct» Ces objectife, ainsi que d'autres encore, sont atteints par le dispositif de refroidissement pour machines de coulée continue conforme à l'invention, comprenant une pluralité de buses ou tuyères qui sont placées en file l'une derrière l'autre 40 près d'un bord de la bande enroulée partiellement sur la roue 71 12096 2 2085950 de coulée et qui sont disposées de façon à diriger les jets de liquide réfrigérant transversalement à 11axe de la bande, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits jets sont guidés par un corps en forme de plaque courbe définissant un 5 compartiment ou espace intermédiaire pour la formation d'une lame de liquide réfrigérant sensiblement continue, adhérant sur un certain arc de cercle à ladite bande, sensiblement sur toute la largeur de celle-ci, des organes de déflexion étant également associés à ce corps en forme de plaque courbe pour dévier 10 la lame de liquide réfrigérant vers un collecteur de réception et d1évacuat ion• D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'une forme de réalisation préférée mais non exclusive d'un 15 dispositif de refroidissement pour machines de coulée continue conforme à l'invention et en se référant aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif sur lesquels: - la fig» 1 est une vue latérale du dispositif de refroidissement de l'invention, appliqué à une machine de coulée con— 20 tinue; - la fig* 2 représente à échelle agrandie une coupe transversale suivant la ligne XX—II de la fig» 1î — la fig» 3représente à une échelle encore plus grande et en coupe transversale un détail du dispositif de l'invention; ^5 - la fig« 4 représente schématiquement en projection la dis tribution des jets du dispositif sur la bande» On voit sur les figures que le dispositif de refroidissement de l'invention est monté sur deux secteurs 1 et 2 autour d'une roue de coulée 3 comportant une gorge périphérique 4 dans la— 30 quelle est introduit le métal liquide et se forme progressivement le lingot continu, étant retenu dans cette gorge pendant sa formation par une bande métallique 5 qui adhère sur une certaine longueur à la roue de coulée 3 et est entraînée au moyen de deux rouleaux de renvoi 6 (Cette bande 5 est ensuite 35 entraînée à une certaine distance de la roue 3au moyen d'un rouleau non représenté)» La gorge 4 est refroidiejsur sa face intérieure au moyen d'une série de buses 7 portées par une structure—support 8 qui -contribue à la formation du dispositif de refroidissement in-40 térieur» 71 12096 3 2085950 Chacun des deux secteurs î et 2 du dispositif de refroidissement extérieur est supporté par un axe 9 fixé sur une plaque 10 montée avec possibilité de mouvement alternatif sur des guides correspondants solidaires d'une plaque fixe 11 (fig. 2). Le mouvement de la plaque mobile .10 se fait suivant une direction radiale, et est commandé par un cylindre dynamique à fluide 12 qui est assemblé d'une part en 13 à la plaque 10 et d'autre part en 14 à la plaque fixe 11. Chacun des secteurs 1 et 2 est lié à l'axe correspondant 9 au moyen d'un manchon 15 qui peut coulisser sur une petite distance sur cet axe lui—même, sans toutefois pouvoir tourner autour de cet axe par suite de la présence d'une clavette 15a. Le déplacement axial du manchon 15 permet un réglage par interposition des bagues 16 entre le manchon lui-même et des ressauts ou épaulements d'arrêt. L'un de ces épaulements est constitué par un élément de blocage 17 en forme de couvercle cylindrique et pouvant être assemblé avec l'axe 9 au moyen de vis 18, Il est évident que si l'on déplace d'un côté ou de l'autre les bagues 16 par rapport au manchon 15, ce cernier peut être déplacé par petites distances parallèlement à l'axe de la roue de coulée 3« On peut régler la position angulaire de l'axe 9/par suite du secteur correspondant 1 ou 2, en prévoyant une fixation à friction de cet axe sur la plaque mobile 10. Dans ce but, la portion élargie formant la base de l'axe 9 est liée à la plaque 10 au moyen d'un collier 19 fixé avec des vis 20. En serrant ces dernières, on effectue tin blocage à friction de l'axe 9 sur la plaque 10, tandis qu'en desserrant ces vis on peut faire tourner légèrement l'axe 9 sur lui-même, de façon à régler exactement la distance du secteur 1 ou 2 par rapport à la roue de coulée 3, sur toute la longueur de ce secteur» La plaque mobile 10 porte une vis 21 qui constitue un li-miteur de course réglable par suite de son entrée en contact avec le corps du cylindre à fluide 12. En vissant plus ou moins la vis 21, on règle la distance du secteur correspondant î ou 2 par rapport à la roue de coulée 3* Une faut pas oublier que la disposition représentée sur la fig* 2 est la position de fonctionnement, et que, pour permettre de changer la bande 5 ou la roue 3, ou pour faire d'autres opérations d'entretien ou des inspections, on agit sur le cylindre dynamique à fluide 12 de façon à déplacer dans le sens centrifuge la plaque 10, et par 71 12096 it 2085950 suite le secteur 1 ou 2 qu'elle supporte» Chaque secteur 1 ou 2 est constitué suivant cette invention par une pluralité de buses ou tuyères disposées en file l'une derrière l'autre près d'un bord de la bande 5, et montées de 5 sorte que leurs axes soient sensiblement radiaux par rapport à la roue de coulée 3« Comme on le voit clairement sur la fig» 3, chaque buse 22 comporte une dépression courbe 22a, sensiblement en forme de cuillère, en face de la bouche 22b de la buse, de façon à dévier le jet d'eau vers la bande 5* Chaque buse 22 est 10 reliée en outre à un dispositif de soupape 23 pouvant arrêter le fluide réfrigérant qui est envoyé au moyen d*un collecteur 24. Les dispositifs de soupape 23 permettent l'alimentation ou la non—alimentation à volonté des buses22, de façon à régler le refroidissement. 15 Les jets d'eau 25 qui proviennent des buses 22 subissent donc un élargissement et une déviation produits par l'évidement en forme de cuillère 22a, formant ainsi des lames d'eau de faible épaisseur qui sont dirigées transversalement et tangen— tiellement sur la bande 5. Par suite de l'élargissement des 20 jets, il se forme une lame d'eau presque continue au contact de la bande 5. Pour assurer une plus grande adhérence et un débit plus régulier de la lame d'eau, on prévoit pour chaque secteur 1 et 2 un élément en forme de plaque courbe 26, placé à faible distance de la bande 5 et s'étendant concentriquement à 25 cette bande. En coupe transversale, la largeur de l'élément 26 est voisine de celle de la bande 5, si bien qu'il se forme en cours de fonctionnement une lame d'eau 25a (fig. 3) qui est maintenue au contact de la bande 5 pratiquement sur toute sa largeur. L'élément 26 est chanfreiné en 26a et 26b pour mieux 30 guider et diriger les jets d'eau, et l'on prévoit une branche en saillie courbe 27 qui contourne latéralement l'élément 26 de façon à guider et évacuer l'eau qui a déjà baigné le ruban 5, vers un canal récepteur 28, A la hauteur de ce dernier, on prévoit encore des trous 29 faiblement espacés les uns des autres, 35 pour évacuer l'eau vers une cuve réceptrice inférieure (non représentée). On prévoit qu'une partie des tous 29 peuvent être obturés, par exemple au moyen d'une tôle légère fixée par des vis ou autres dispositifs analogues, pour empêcher l'évacuation de l'eau en certains points du dispositif de refroidisse-kO ment, en fonction de la position angulaire de ce dernier par 71 12096 5 2085950 rapport à l'entrée du métal fondu» La jonction du dispositif de refroidissement de l'invention avec les conduits d'alimentation en eau se fait avec des raccords 30 (fig. 1) fixés sur les secteurs 1 et 2. 5 Le dispositif de l'invention prévoit en outre que les buses 22 sont protégées par un élément courbe de forme spéciale 31, recouvrant partiellement les buses 22 de façon à empêcher que des jets ou éclaboussures éventuels de métal liquide, qui pourraient détériorer les buses, ne tombent sur celles-ci. 10 Le fonctionnement du dispositif de refroidissement de cette invention résulte de façon évidente de la description précédente» L'eau provenant du collecteur 24 est déviée par les buses 22 en des jets 25 qui s'élargissent jusqu'à former une lame 15 d'eau presque continue 25a qui adhère d'une façon pacfaite à la bande 5 et qui refroidit celle—ci d'une façon extrêmement efficace . Etant donnée la structure particulière des buses 22, les pertes de charge sont minimes, tandis que la lame d'eau qui se 20 forme près de la bande 5 a une faible épaisseur radiale. La couche d'eau comprise entre la bande 5 et l'élément courbe 26 se renouvelle rapidement car on prévoit des pressions de fonctionnement de plusieurs atmosphères, grâce à quoi l'évacuation de chaleur est très efficace. 25 La branche en saillie 27 dévie les jets d'eau vers le canal récepteur 28 et, du fait qu'elle dépasse légèrement la bande 5 vers l'axe de la roue de coulée 3, elle empêche avantageusement la formation de jets ou de brouillards au—delà de la saillie 27 elle—même. Cela est particulièrement utile, car on évite ain-30 si des refroidissements nuisibles, par exemple sur le métal liquide dans la zone d'entrée, et cette disposition assure une visibilité parfaite dans les régions où les opérateurs doivent faire une observation directe. On peut remarquer que les deux secteurs 1 et 2 du disposi— 35 tif de refroidissement extérieur assurent un refroidissement efficace sur la bande adhérant à la roue de coulée 3 entre les rouleaux de renvoi 6, c'est—à—dire entre les régions d'entrée et de sortie du lingot continu. Pour chacun des secteurs 1 et 2, on peut régler de façon ^0 simple l'épaisseur de là lame d'eau 25a, en agissant sur la vis 71 12096 6 2085950 21, et l'on peut obtenir une bonne uniformité de cette épaisseur en faisant tourner convenablement l'axe 9» par de petits déplacements. On peut ensuite obtenir le centrage comme indiqué plus haut, en déplaçant le manchon 15 sur 1•axe 9• 5 L'invention ainsi conçue et décrite est susceptible de nombreuses variantes rentrant toutes dans le domaine de la conception inventive. Par exemple, les secteurs 1 et 2 peuvent être associés à des buses supplémentaires pour refroidir les partie latérales de la 10 gorge 4 dans la roue 3» Dans la pratique, les matières employées ainsi que les dimensions adoptées pourront être quelconques suivant les nécessités de chaque cas particulier; en outre tous les éléments pourront être remplacés par d'autres éléments techniquement équi-15 valents. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits et illustrés uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention» 71 12096 7 2085950 REVENDICATIONS 1) Dispositif de refroidissement pour machines de coulée continue suivant le brevet français 17° 1.591.701 » comprenant une pluralité de buses ou tuyères qui sont placées en file l'une 5 derrière l'autre près d'un bord de la bande enroulée partiellement sur la roue de coulée et qui sont disposées de façon à diriger les jets de liquide réfrigérant transversalement à l'axe de la bande, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits jets sont guidés par un corps en forme de plaque courbe défi-10 nissant un compartiment ou espace intermédiaire pour la formation d'une lame de liquide réfrigérant sensiblement continue, adhérant sur un certain arc de cercle à ladite bande, sensiblement sur toute la largeur de celle-ci , des organes de déflexion étant également associés à ce corps en forme de plaque 15 courbe pour dévier la lame de liquide réfrigérant vers un collecteur de réception et d'évacuation. 2) Dispositif de refroidissement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites buses sont disposées de sorte que leurs axes soient de préférence sensiblement radiaux par 20 rapport à ladite roue et qu*elles comportent un évidement courbe sensiblement en forme de cuillère en face de la bouche ou trou de sortie du liquide réfrigérant, pour dévier le jet réfrigérant vers ledit espace ou compartiment intermédiaire et pour élargir le jet dans le sens tangentiel par rapport à la 25 roue de coulée. 3) Dispositif de refroidissement suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites buses sont reliées à des organes de soupapes pour arrêter le débit du liquide réfrigérant . 30 4) Dispositif de refroidissement suivant les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits organes de déflexion comprennent une branche en saillie courbe disposée près duduit corps courbe pour dévier le liquide réfrigérant vers un collecteur de réception et d'évacuation, ladite branche en saillie 35 dépassant légèrement ladite bande vers l'axe de la roue de coulée pour empêcher la formation de brouillards et de jets ou écla-boussures de liquide réfrigérant. 5) Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les buses sont 40 protégées contre d'éventuelles éclataissures de métal liquide par 71 12096 8 2085950 Tin élément courbe et spécialement conformé qui recouvre partiellement les buses elles—mêmes. 6) Dispositif de refroidissement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5( caractérisé en ce que les buses sont 5 regroupées dans au moins un secteur mobile radialement dans les deux sens par rauport à la roue de coulée et relié à des organes de commande dynamiques à fluide, ledit secteur étant supporté par un axe qui est de préférence parallèle à l'axe de la roue de coulée et qué 11 on peut faire tourner légèrement autour de 10 lui-même pour effectuer le réglage angulaire. 7) Dispositif de refroidissement suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit secteur est relié à l'axe précité au moyen d'un manchon réglable dans le sens axial» 8) Dispositif de refroidissement suivant les revendications 15 6 et 7, caractérisé en ce que ledit axe est monté sur une structure support mobile qui peut effecttier un mouvement alternatif commandé par des organes dynamiques à fluide -et qui est associée à des organes de réglage de fin de course pour régler l'épaisseur de la lame du liquide réfrigérant près de la bande de 20 coulée. 9 ) Dispositif de refroidissement suivant l'urie quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit secteur comprend un collecteur distributeur pour envoyer le liquide réfrigérant aux buses et un collecteur récepteur d'évacuation.