Brevet FR2112093A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne un procédé d'injec- tion dtune bande continue d'aluminium dans ltacier en fusion contenu dans une lingotière pour fabriquer des lingots d'acier à effervescence interrompue ou acier stabilisé. Elle concerne également appareil destiné à appliquer ledit procédé. L'invention peut éventuellement stappliquer à la fabrication d'aciers calmés en lingotière, de façon à éviter de couler un métal trop gras et par suite, de supprimer certains défauts de surface. Elle est en outre susceptiole d'applications dans la coulée continue de lta- cier. On sait que les aciers dit "stabilisé" par addition d'aluminium, ont une moindre tendance au veillissement et possèdent des caractdristiques mécaniques plus régulières en tete et en pied de lingot. Cette addition se fait dans acier liquide, dans les lingotières, un certain temps après la coulée, et a pour but d'avoir une peau de métal pur la plus épaisse possible. La difficulté de cette addition est de la répartir le mieux possible au sein de ltacier de façon à avoir une teneur résiduaire en aluminium uniforme en pied et en tete du lingot. Pour essayer d'arriver à ce résultat, on a envisa gé plusieurs procédés qui se résument à 10) la projection violente, par le dessus, de grenailles d'aluminium, par exemple par un appareil à air comprimé; 20) l'arrêt de la coulée au niveau de la masselotte puis addition massive de pastilles d'aluminium sur la surface du métal liquide qui est suivie de la tentative d'introduire cet aluminium le plus bas possible dans le lingot par un jet de métal provenant de la poche de coulée. Ces procédés, assez simples, sont plus ou moins valables. En effet, il est très difficile avoir l'assurance que de ltaluminium solide a véritablement atteint le fond du lingot pour y fondre et sly dissoudre dans acier, d'autant plus que la grande différence de densité des métaux ajoutée à ltefferves- cence au départ, à tendance à faire remonter ou localiser l'alu- minium en tête, surtout dans le cas d'une addition massive. Dans le brevet français 1386 390 du 6 décembre 1963 ayant pour titre " Appareils et Procédés facilitant et améliorant la fabrication de lingots d'acier à effervescence interrompue", on a proposé ltintroduction de poudre d'aluminium à travers une canne quton plonge dans acier contenu dans la lingotière. La poudre est chassée dans la canne à l'aide d'argon. Le dispositif est encore trop compliqué. Dans le brevet français N 1405308 du 22 mai 1964 ayant pour titre "Perfectionnements aux procédés et appareils permettant la fabrication des aciers stabilisés", on a proposé un elspositif plus simple où une charge dJaluminium en poudre était plongée au fond de la lingotière remplie dtacier liquide. Ce dispositif lavait pas encore toute la simplicité requise et pouvait apporter des risques de concentration dlaluminium à la base du lingot. Dans le brevet français N 1 503 952 du 7 octobre 1966, ayant pour titre "Procédés et Appareils facilitant la fabrition de lingots d'acier à effervescence interrompuet, on a proposé un dispositif où une barre d'aluminium de section calculée suivant sa rapidité de fusion, et de longueur légèrement supérieure à la hauteur de la lingotière était plongée dans le métal liquide par un appareil très léger manoeuvré à la main, Ce procédé très simple, présente l'inconvénient d'être assez pénible pour le personnel et, dans le cas de très gros lin gots, l'introduction de nombreuses barres ne permet pas d'avoir une répartion uniforme de l'aluminium dans le lingot. Dans ce meme brevet il avait déjà été indiqué, dans l'état de la technique, que l'on povait envoyer dans la lingotière une bande d'aluminium projetée à brande vitesse par une machine à galets. On avait déjà indiqué les inconvénients do ce Procédé. On s'est aperqu que ledit procédé présentait d'autres inconvénients, en particulier, pour obtenir un entraînement le plus régulier possible, il est nécesaire, pour avoir une bonne adhérence, de multiplier le nombre des galets, dloù la necessi- té d'avoir un moteur puissant, un variateur de vitesse important ce qui a pour conséquence d'obtenir une machine lourde et encombrante nécessitant un chemin de roulement spécial pour son déplacement. Cette machine est très onéreuse et nécessite des investissements considérables.Il faut signaler en outre que le changement de section de la barre n'est pas facile et entraîne le chan gement presque complet de tout ltappareil projeteur. Le but de la présente invention est d'obtenir une machine simple, légère, peu encombrante, maniable, peu couteu- se, permettant dlutiliser des profilés , méplats de sections diverses, susceptibles d'être adaptée à tous les bassins, tables de coulée, types de lingots etc. Pour cela, il a fallu adopter le seul système dlen- tratnement permettant d'obtenir le maximum d'adhérence pour projeter la barre régulièrement et verticalement le plus près possible du centre du lingot sans nécessiter une grande force motrice. Le procédé est caractérisé par le fait qu'on projette la barre ou bande rectiligne dans 1$a, le la lingotière à grande vitesse à partir dtun appareil immobtldse par rapport à la lingotière. L'appareil est caractérisé principalement par un bras mobile au bout duquel se trouvent des moyens appui sur le bord supérieur de la lingotière, des moyens dresseurs et un train entraîneur de la bande, ledit train étant conçu pour avoir une grande adhérence avec la bande tout en la guidant le meux possible, permettre l'introduction facile de celle-ci et s'adapter à ses dimensions pour pouvoir projeter la bande verticalement vers le bas à ltendroit et à la vitesse voulus, ltensemble de l'appareil étant mobile sur un chariot autonome. De préférence, le bras est horizontal et peut tourner autour d'un axe vertical et se déplacer verticalement, parallèlement à lui-même, tandis que les appareils qutil supporte sont répartis pour assurer au mieux son équilibre et, pour cela, il se prolonge de part et d'autre de son axe d'oscillatios en supportant, à une extrimité, le train dresseur et entraîneur de la bande vers le bas et, 8 autre extrémité, des moyens moteurs et la réserve de bande, une butée appui sur le bord de la lingotière étant prévu sur le bras, ladite butée étant réglable pour s1 adapter aux diverses lingotières. Le train dresseur est formé de deux galets dont les axes sont déplaçables perpendiculairement à la bande, lesdits galets coopérant avec le train entratneur, celui-ci étant constitub par au moins une channe continue supportant des patins, tounant entre deux pignons, analogues à une chenille de char, stappliquant suivant une surface maximum contre la bande avec un eS- fort voulu sur une contre-butée à chemin de roulement possédant des moyens de roulement contre la bande et susceptible de se mouvoi perpendiculairement à la bande, de fanon à serrer la bande dJalu- minium entre le chenllle entraineuse et le chemin de roulement, lesdits moyens de roulement et les patins possédant des moyens de guidage de la bande, la chaîne étant entraînée par un moyen moteur dont la vite se est réglable. La description ci- après donne un exemple non limitatif de appareil objet de l'invention qui est illustré par les dessins annexés dans lesquels:- - La figure 1 est une vue en élévation de l'ensem- ble de l'appareil. - La figure 2 est une vue en plan simplifiée de lktap- pareil avec deux lingotières. - La figure 3 est une vue en perspective d'un patin de la channe dtentrainement de la barre. - La figure 4 est une vue en élévation partielle dSune deuxième version de appareil où le train entratneur est abaissé par rapport à la version représentée à la figure 1. - La figure 5 est une vue en élévation d'une deuxième version de train entraineur, - La figure 6 est une vue en plan de la deuxième version de train entraSneur représenté à la figure 5. Ltappareil se compose d'un bras mobile repo-sant sur un chariot 2 de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical constitué par un vérin 3 qui permet également de déplacer le bras 1 verticalement parallèlement à lui-même. Le chariot 2 porte des roulettes 4,5 qui reposent sur le sal 6 de l'aciérie ou de la table de coulée. A une extrémité du bras mobile 1 se trouvent des moyens dresseurs 7 et un train entralneur 8 d'une bande continue 9 dlaluminium qui est fournie à l'appareil sous forme enroulée en spirale soit en bobines 10 qui sont placées dans un dévidoir 11 fixé sur le dessus du bras 1 dans sa partie médiane. Sous le bras 1, du côté du train entratneur 8, se trouve une butée appui 12 sur le bord de la lingotière 13, La butée 12 est réglable par un dispositif à vis et écrou par exemple. A la sortie du dévidoir 11, la bande 9 est guidée par un galet 14 et passe ensuite entre 2 galets 15 et 16 qui sont des galets dresseurs. Pour cela, les axes des galets 15 et 16 sont susceptibles de se déplacer perpendiculairement à ltaxe de la barde 9 grace, par exemple, à des lumières percées dans le support 17 sur lequel est fixé aussi le galet 14 et qui prend appui au-dessus du bras mobile 1. Les galets dresseurs 15 et 16 coopèrent avec le train entraîneur 8 pour opérer le dressage de la bande 9 en trois points d'appui. Les galets 14,15,16, comportent des gorges dont la section correspond à celle de la bande 9 de façon à assurer un bon réglage de celle-ci. Le train entratneur 8 est constitué par deux chaînes continues 19 et 18 supportant des patins 20 dont le détail est représenté à la figure 3. La chaîne 18 tourne entre un pignon 21 et un pignon 22, tandis que la chatne 19 tourne entre un pignon 23 et un pignon 24, Les channes 18 et 19 sont analogues à une chenille de char qui comporterait des patins 200 Les patins 20 stappli- quent suivant une surface maximum sur la bande 9 et ils comportent une échancrure qui s'adapte parfaitement à ladite bande 9. Dans l'exemple représenté, la chaîne 18 est motrice et les pignons 21 et 22 ont des axes fixés sur un support solidaire du bras 1. Le pignon 22 est calé sur le même axe qutune roue 25 entraînée par une chatne 26 qui court tout le long du bras mobile I pour etre reliée à un bloc motoréducteur variateur 27 situé à l'extré- mitd opposée du bras mobile I par rapport au train entraineur 8 et qui fait contrepoids. Les pignons 23 et 24 sont montés sur un support 28 mobile par rapport au bras 1. Le support 28 peut se déplacer horizontalement, parallèlement au bras 1 et qui est guidé, en cela, par une tige 29 qui se prolonge tout le long du bras 1 pour se fixer sur un vérin pneumatique 30 qui exerce un effort constant et élastique sur le support 28 qui permet dtappliquer constamment la chatne 19 contre la bande 9 et, par conséquent, contre la chaîne 18.On comprend que ltensemble de la chaîe 19 des pignons 1,23,24, du support 208 et de la tige 29 forment une contrebutée ltencontre de la channe 18. A la figure 1, on a représente un train entraîneur 8 dont les pignons 21 et 23 sont situés au dessus du bras 1. Une autre disposition, représentée à la figure 4, peut être adoptée. Dans celle-ci, au lieu de prévoir des pignons 21 et 23 au-dessus du bras 1, on prévoit des pignons 211et 231 en-dessous du bras 1. Cette disposition à l'avantage de pouvoir rapporcher au maximum le train entratneur de la surface d'acier liquide dans la lingotière 13. Dans les exemples de trains entraineurs 8 décrit ici, il existe une channe continue motrice 18 et une chaîne libre 19 qui ne sert qu'à appuyer la bande 9 contre la channe 18. Une autre version a été représentée aux figures 5 et 6 dans laquelle la contrebuthe. qui remplace la chaîne 19 , est constituée par un train de rouleaux fous, tel que 31 v 32, 33 > 34 et 35 fixés sur une chape 36 et appliqués contre la bande 7 par une tige 37 susceptible de déplacer Parallèlement à elle-même et longitudinalement pour appliquer les rouleaux 31 à 35 contre la bande 7. Le train entraîneur 8 est protége des radiations de l'acier en fusion et des projections qui surviennent lors de la plongée de la bande 9 dans 11 acier er fudicn rar un écran 38 (fig 1) ou figure 39 (fig 2) relié au bras 7 apr des attaches 40, 41,42,43 . Les écrans 38 et 39 peuvent être une simple plaque métallique doublée d'une paroi isolante en amiante, par exemple. Le chariot 2 est conçu pour pouvoir recevoir une pile 45 de bobines de bandes continue dtaluminium 9. Lesdites bobines ont un poids et une longueur calculés en fonction du traitement chimique à apporter à l'acier contenu dans la lingotière 13. Lorsque lton veut opérer le traitement, dans ltacié- rie, de lingotières, on choisit une bobine 10 de poids voulu et on la place dans le dévidoir 11 alors que le bras 1 est dégagé totalement de la lingotière par pivotement autour du vérin 3 (flèche 46) > et, éventuellement par déplacement sur ses roulettes 4, 5, (flèche 47). On introduit la bande 9 sur le galet 14, entre les galets 15 et 16 pour entré les channes 18 et 19 du train 8. Pour cela, on agit sur le verin 30 pour écarter les deui:x channes 18 et 19 de l'insére. On règle les galets 15 et *6 pour assurer un dressage correct de la bande 9 qui a été préalablement courbée par llenroulage dans la bobine 10. On agit sur le vérin 30 pour que la bande 9 soit bien serrée entre les channes 18 et 19. On règle la butée 12 suivant la distance à laquelle on veut que ltextrémi- té du bras l vienne se placer au-dessus de la lingotière. On soulève le bras 1, grâce au verin 3 pour qutil se situe au-dessus du bord supérieur de la lingotière et on le fait pivoter en dépla ayant éventuellement le chariot 2 pour qu5il vienne se placer convenablement au-dessus de la lingotière . Enfin on abaisse le vérin 3 pour que la butée 12 vienne reposer sur le bord de la lingotière 13. I1 ne reste plus qurà mettre en route le motoréducteur variateur .27 pour que la bande 9 soit projetée à une vitesse convenable dans acier en fusion. Lorsque l'opération est terminée on soulè ve le bras 1 grâce au vérin 3 et on fait pivoter ledit bras 1 de manière à le soustraire aux radiations et aux projections de 17acier en fusion. Il ne reste plus quTà placer une autre bobine 10 d'aluminium dans le dévidoir Il. pour l'opération suivante. L'appareil de l'invention est beaucoup moins importante que les appareils utilisés actuellement pour les memes usages et il est beaucoup plus souple d'emplei. Son prix de fabrication est inférieur, si bien que son prix de revient d'exploitation est très avantageux par rapport aux appareils utilisés jusqu'ici. REVENDICATIONS 10 Procédé d'injection d'une bande continue d'alumimum dans la masse d'acier en fusion d'une lingotière de coulée discon tinue, après la coulée, pour fabriquer des lingots d'acier à effer vescence interrompue ou acier stabilisé, c a r a c t é r i s é par le fait qu'on projette la barre ou bande rectiligne dans l'axe de la lingotière à grande vitesse à partir d'un appareil immobilisé par rapport à la liwgotière. 20 Appareil d'injection d'une bande continue d'alumi nium dans l'acier en fusion d'une lingotière de coulée disconti nue, après la coulée, c a r a c t é r i s é par un bras mobile au bout duquel se trouvent des moyens d'appui sur le bord supérieur de la lingotière, des moyens dresseurs et un train entraineur de la bande, ledit train étant conçu pour avoir une grande adhérence avec la bande, tout en la guidant le mieux possible, permettre l'introduction facile de celle-ci et s'adapter à ses dimensions pour pouvoir projeter ladite bande verticalement vers le bas à l'endroit et à la vitesse voulue, l'ensemble de l'appareil étant mobile sur un chariot autonome. 30 Appareil, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait que le bras est horizontal et oscille autour d'un axe vertical et peut se déplacer verticalement parallélement à lui-meme, tandis que les appareils qu'il supporte sont répartis pour assurer au mieux son équilibre et, pour celà, ils se prolongent de part et d'autre de son axe d'oscillation en supportant à une extrémité le train dresseur et entraineur de ban de vers le bas et, à l'autre extrémité, lesmoyens moteurs et la ré;; serve de bande, une butée d'appui sur le bord de la lingotière é tant prévue sous le bras, ladite butée étant réglable pour s'adap ter aux diverses lingotières0 40 Appareil, tel que défini dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é par le fait que le train dresseur est formé de deux galets dont les axes sont déplaçables perpendiculairement à la bande, lesdits galets coopérant avec le train entraîneur celui-ci étant constitué par au moins une channe continue supportant des patins, tournant entre deux pignons, analogues à une chenille de char, s'appliquant suivant une surface maximum de la bande avec un effort voulu grâce à une contrebutée possédant des moyens de roulement contre la bande et susceptlble de se mouvoir perpendiculairement à la bande, lesdits moyens ds roulement et les patins possédant des moyens de guidage de la bande, I la chaîne étant entraînée par un moyen moteur dont la vitesse est réglable. 5 ) Appareil, tel que défini dans la revendication 4, caractérisé par le fait que la contrebutée est constituée par une chaîne continue analogue à la caîne contnue d'entraînement. 60) Appareil, tel que défit dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que la contrebutée est constitué par un train de rouleau. 7 ) appareil, tel que défini dans la revendication 4, ca r a c t é r i s é par le fait que la contrebutée est appliquée contre la bande par un vérin, de préférence ç action élastique, tel qutun vérin pneumatique. 8 ) Appareil, tel que défini das une quelconque des revendications 5 ou 6 prises isolèment, c a r a c t é r isé par le fait que les moyens de guidage de la chaîne à patin et des trains de rouleaux sont des gorges da dimensions adptées à celle de la bande. 90) Appareils tel que défini dans la revendication 4, c a r a z t é r i sé par le fait que les moyens moteurs a vitesse régable sont un groupe motovariateur reliê au train entraîneur par une transmission chaIne. 10 ) Appareil, tel que défind daes ls nevendicatication 9, c a r a c t é r i s é par le fait que le train entraîneur, qui est disposé pour pouvoir être remplacé le plus près possible de la surface du métal en fusion dans la lingotière, est protégé des radiations calorifiques par un écran isolant. 110) Appareil, tel que défini dans la revendication 3 > c a r a c t é r i sé par le fait que le bras oscillant se déplace verticalement grâce à un verin autour duquel il peut osciller.