Brevet FR2113823A1 — publié le 19720630

La présente Invention concerne une machine de coulée continue du type à roue, destinée à produire un lingot métallique continu• Comme il est prévu dans des brevets précédents du même j demandeur, les machines de coulée continue de métaux sont constituées par une roue à gorge périphérique, associée à des organes moteurs eu recouverte partiellement par- un ruban sans fin, pouvant former sur cette roue une coquille continuellement en mouvement. Suivant des dispositions connues, ce ruban est guidé 10 sur des poulies tournant librement; il est entraîné par la roue de coulée, et adhère à cette roue sur tin arc de cercle d'environ 180 à 200°. Ces machines sont d'un emploi très satisfaisant et sont très répandues pour l'aluminium, mais elles présentent des in-15 convénients non négligeables quand il s'agit de couler des métaux fondant à haute température, tels que le cuivre ou l'acier. En particulier, avec ces types de métaux, l'usure du ruban est rapide; ce ruban est normalement constitué par de l'acier à faible teneur de carbone, d'une épaisseur variant entre 1,5 et 20 2,5 mm. Malgré la présence de dispostifs de refroidissement, 1'échauffement important et le contact répété du ruban avec la roue de coulée produisent en effet dans ce ruban des courbures nuisibles qui le mettent hors d'usage en peu de temps, ce qui entraîne des arrêts fréquents du travail pour permettre le rem-25 placement du ruban. XI faut remarquer en outre à ce sujet qu'un arrêt d'une machine de coulée continue est particulièrement onéreux et gênant car, si une telle machine a une précision et un rendement élevés quand elle fonctionne normalement, elle nécessite 30 par contre un travail long et délicat pour la mise en marche, et ce travail doit être effectué par des techniciens hautement spécialisés, et entraîne la formation de rebuts et l'arrêt pendant un certain temps de tout le cycle de travail en aval de la machine elle-même (laminage, bobinage, etc). 35 L'objectif principal de la présente invention consiste à éviter les inconvénients précités des équipements déjà connus, en concevant et réa.lisant une machine de coulée continue qui assure un fonctionnement régulier et ininterrompu pendant une période prolongée, par exemple pendant une ou deux relèves 40 complètes de travail, même quand il s'agit de couler des métaux 71 22673 2 2113823 fondant à haute température tels que le cuivre et l'acier» Un autre objectif important de cecte invention consiste à concevoir et réaliser une machine permettant une production de haute qualité à des prix très avantageux. 5 Ces objectifs ainsi que d'autres sont atteints par la ma chine de coulée continue prevue par la présente invention, qui comprend une roue à gorge périphérique associée à des organes moteurs, cette machine étant caractérisée en ce que la roue est recouverte sur un certain arc de cercle de son pourtour par un 10 ruban ouvert de longuer notable qui peut former sur cette roue une coquille en mouvement et qui, pendant le fonctionnement, passe d'une bobine d'alimentation à une bobine de réception, ce ruban adhérant à la roue pendant la rotation de celle-ci et ayant une longueur qui assure le fonctionnement de la machine 15 elle-même pendant au moins une relève. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré mais non exclusif et-en se référant aux dessins annexés dans lesquels: 20 la fig» 1 est une élévation schématique de la machine de coulée continue suivant la présente invention; la fig. 2 est une vue schématique en plan de la même machine ; la fig« 3 montre à plus grande échelle une partie de la 25 machine de la fig. T. On voit sur les figures que la machine de coulée de la présente invention comprend une roue de coulée 1 à axe horizontal comportant une gorge 1a sur toute sa périphérie. Cette gorge est recouverte sur un certain arc dé cercle, par exemple 180 30 à 200*, par un ruban métallique 2 ayant une longueur notable, et passant d'une bobine d'alimentation 3 à une bobine de réception 4. Suivant des dispositions déjà connues, la roue de coulée 1 est installée dans une dépression ou mié cuve 5, et est as-35 sociée à des organes moteurs correspondants qui pëuvent lui imprimer une rotation continue. / Dans la région de la roue de coulée 1, le rubah'2 est guidé par deux iroùleaux 6 et 7 pouvant tourner librement autour d'ares horizontaux,et déterminant respectivement la zone de 40 sortie dù lingot continu 8 (indiqué1eilpointillé mixte sûr les 71 22673 3 2113823 fig. 1 et 2) et la zone de coulée où se trouve le groupe de coulée 9 (fig* "I et 3) • Avec une telle disposition, le ruban 2 recouvre la gorge 1a (fig. 3) de la roue de coulée, 1, sur un certain arc de cercle dans la région duquel se forme une coquille de coulée. Pendant le fonctionnement de la machine, cette coquille est en mouvement continuel et provoque la formation du lingot continu 8, qui est dévié légèrement dans le sens latéral relativement à la Hjue de coulée 1 et est entraîné sur un groupe de rouleaux 10, puis dans les machines suivantes et déjà connues, par exemple un groupe de sectionnement 11, un groupe de redressement 12, un tunnel de réchauffage 13, un train de laminage 14 (fig. 2) etc.• Les bobines 3 et 4 sont montées de façon à pouvoir tourner autour d'axes parallèles à l'axe de la roue de coulée 1 » et elles sont associées à des supports correspondants 3a, 4a, installés de façon que le ruban 2 suive en plan horizontal im parcours rectiligne passant sur le pourtour de la roue de coulée 1• XI est prévu que le ruban 2 a une longueur importante, de façon à assurer une durée convenable de fonctionnement de la machine de coulée. On a trouvé par exemple que, pour assurer un fonctionnement ininterrompu de la machine de coulée pendant toute une relevée de huit heures, le ruban 2 doit avoir une longueur d'environ 5*000 m. Il est donc évident que les bobines 3 et 4 auront de grands diamètres, et qu'on.devra prévoir des supports robustes pour ces bobines. Bien que cela ne soit pas indiqué sur les figures, on pourra prévoir des organes moteurs pour faire tourner les bobines 3 et 4, de même qu'on pourra prévoir des poulies ou d'autres rouleaux de guidage dans le parcours du ruban 2 entre ces poulies. Suivant des dispositions déjà connues, la roue de coulée 1 est associée à des dispositifs de refroidissement 15, 16 (fig. 3) qui comprennent des jets d'eau dirigés respectivement de l'intérieur sur la coquille formée dans la roue 1, et de l'extérieur sur le tronçon de ruban entourant cette roue. On a représenté sur la fig* 3 certains détails de la roue 1 qui font partie des études précédentes du mime demandeur* Le fonctionnement de la machine de coulée décrite ci—des— 71 22673 4 2113823 sus découle tout naturellement de la description précédente. Comme indiqué par les flèches sur la fig. 1, au cours de la rotation de la roue de coulée 1, le ruban 2 se déroule continuellement sur la bobine d'alimentation 3 pour passer au 5 contact de la roue 1 et s'enrouler ensuite sur la bobine de réception Au début d'un cycle de travail, le ruban 2 est entièrement enroulé sur la bobine d'alimentation 3, tandis qu'à la fin de ce même cycle le ruban 2 sera passé sur la bobine de réception k et se sera déroulé complètement sur la bobine 3. 10 Au cours du fonctionnement, la machine pruduira le lingot continu 8 qui sera envoyé de façon continue aux groupes suivants de travail 11, 12, 13, 1^ etc« La longueur du ruban peut évidemment être choisie de façon à permettre l'exécution d'un cycle continu de travail ayant la 15 durée de deux relèves complètes ou davantage. Comme on le voit par les petits traits sur la fig. 1, la progression du ruban 2 fait varier les diamètres des bobines 3, et k, ce qui fait varier l'inclinaison de ce ruban dans les parties comprises entre les bobines précitées et la roue 1• ' 20 Cela n'entraîne aucun inconvénient du fait que la position du ruban 2 sur la roue 1 ést déterminée par les rouleaux 6 et 7» Quand le ruban 2 est passé complètement ou presque complètement sur la bobine h, on arrête la machine de coulée et on la prépare pour un cycle suivant de travail» Dans ce but, on en-25 roule de nouveau le ruban 2 sur la bobine 3* Ce réenroulement peut se faire directement, sans faire passer le ruban 2 autour de la roue 1» Suivant une variante, la machine de coulée peut être préalablement dispesée en vue du cycle suivant de travail, par permutation entre les bobines 3 et h de façon à rétablir 30 les conditions initiales, mais en s*arrangeant pour que la sollicitation thermique agisse alternativement sur les deux faces du ruban afin de compenser les déformationsinévitables. Comme on l'a déjà indiqué, l'entraînement du ruban 2 peut être assuré par des trganes moteurs appropriés, ou encore par la 35 roue de coulée 1 grS.ce au frottement* On peut remarquer que la machine de coulée de la présente invention permet d'effectuer en toute sécurité des cycles de fonctionnement longs et ininterrompus même quand il s'agit de travailler des métaux fondant à haute température comme par kO exemple le cuivre et l'acier» 71 22673 5 2113823 En effet, alors que dans les types traditionnels une partie du ruban, par exemple le long de la soudure, supporte la chaleur du métal liquide à peu près toutes les minutes, avec le ruban "ouvert" de la présente invention, cette partie supporte 5 la chaleur une fois seulement pendant chaque cycle complet de fonctionnement. XI est donc évident que, dans la machine de coulée de la présente invention, le ruban 2 se déforme beaucoup moins que dans les machines de type connu à ruban sans fin et qu'on évite ainsi des malformations dans le lingot continu que 10 l'on obtient. La durée du ruban est encore notablement augmentée parce que la disposition prévue par la présente invention a le grand avantage de permettre des opérations auxiliaires sur le ruban 2. En effet, en un point intermédiaire par exemple entre la 15 roue de coulée 1 et la bobine 3, on peut installer des groupes divers d'organes pour le graissage , le refroidissement, le redressement, le nettoyage, et autres traitements effectués sur le ruban 2 (ces groupes ne sont pas représentés sur les figures). Un autre avantage du dispositif de la présente invention 20 consiste à pouvoir faire varier la face du ruban 2 qui est exposée au métal liquide, en retournant le ruban lui-même sur les bobines 3 et h. On obtient ainsi une meilleure utilisation du ruban et une plus grande durée. On peut en outre utiliser des rubans 2 de faible épaisseur, 25 par exemple 0,5 mm, ce qui améliore également les échanges thermiques et procure une meilleure qualité du produit obtenu. Avec un tel système, il est possible de programmer exactement les arrête de la machine de coulée, qui sont déterminés par le ruban. 30 Le ruban 2 peut être, non seulement en acier mais également en cuivre. Un autre avantage du système de la présente invention sur les systèmes actuellement en usage consiste à supprimer la soudure du ruban, qui est nécessaire quand le ruban est un ruban 35 sans fin. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans .sortir du cadre .de l'invention* Par exemple, l'axe de;, la roue de coulée,. 1 peut être dispo 71 22678 6 2113823 se perpendiculairement à l'axe de laminage, si l'on prévoit une déviation latérale du ruban 2. Dans ce cas, la déviation latérale du lingot continu 8 ne serait pas nécessaire immédiatement après la formation de ce lingot. 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 techniquement équivalents. 71 22678 7 2113823 REVENDICATIONS 1) Machine de coulée continue, comprenant une roue à gorge périphérique associée à des organes moteurs, cette machine étant caractérisée en ce que la roue est recouverte sur un certain 5 arc de cercle de son pourtour par un ruban ouvert de longueur notable qui peut former sur cette roue une coquille en mouvement et qui» pendant le fonctionnement, passe d'une bobine d'alimentation à une bobine de réception, ce ruban adhérant à la roue pendant la rotation de celle—ci et ayant une longueur qui as— sure le fonctionnement de la machine elle-même pendant au moins une relève. 2) Machine de coulée continue suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le ruban adhère contre la roue de coulée sur un arc de cercle délimité par des rouleaux de renvoi» 15 3) Machine de coulée continue suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les axes des bobines d'alimentation et de réception sont à peu près parallèles à l'axe de la roue de coulée• 4) Machine de coulée continue suivant les revendications 20 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la roue de coulée est disposée de façon que son axe soit de préférence horizontal, et que, en plan horizontal, elle soit inclinée légèrement, relativement à l'axe de laminage. 5) Machine de coulée continue suivant l'une quelconque des 25 revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la roue de coulée est disposée de façon que son axe soit de préférence horizontal, et que, en plan horizontal, elle soit alignée avec l'axe de laminage, le ruban étant dévié légèrement dans le sens latéral dans une région comprise entre la roue de coulée et les 30 bobines « 6) Ruban pour machine de coulée continue suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est disposé alternativement retourné, par exemple après chaque relève de travail, par permutation des bobines ou bien par 35 inversion du mouvement de la bobine de réenroulement, pour faire alterner les faces de contact du ruban lui-même avec le métal liquide afin de compenser lés déformations Inévitables provoquées par les sollicitations thermiques. 7) Machine de coulée continue suivant l'une quelconque ^0 des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend 71 22678 8 2113823 des organes pour nettoyer, refroidir, graisser, laminer ou traiter de toute autre façon le ruban dans le parcours compris entre la bobine d'alimentation et la roue de coulée, et (ou bien) dans le parcours compris entre la roue de coulée et la bobine de réenroulement»