Brevet FR2134391A1 — publié le 19721208

la présente invention concerne une installation de coulage en continu de brames comportant une coquille refroidie à l'eau de laquelle la coulée est étirée en continu, comportant également un dispositif d'appui et de guidage avec des 5 rouleaux entre lesquels la coulée est guidée, ainsi qu'un dispositif de refroidissement avec des tuyères au travers desquelles un fluide de refroidissement, plus particulièrement de l'eau, est pulvérisé sur la coulée ei^Les rouleaux. On connaît différents dispositifs de refroidissement 1C pour les installations de coulage en continu. Par exemple, dans le brevet Autrichien N° 233.186, on décrit un dispositif comportant des injecteurs de pulvérisation de liquide qui sont associés par groupes à certaines zones, les injecteurs juxtaposés et perpendiculaires à la surface de la coulée étant disposés 15 à un certain écartement de la surface de ladite coulée. On s'efforce d'appliquer régulièrement le fluide de refroidissement à l'aide d'un grand nombre d'injecteurs de manière à ce que le déroulement de la température transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la coulée soit si possible régulier. 20 les injecteurs ont la plupart du temps un alésage relativement petit présentant un diamètre de 1,1 à 1,3 mm, l'alésage s'élargissant à son débouché de manière à ce quq/L'injecteur présente une caractéristique plate. D'une manière générale, les installations de coulage en 25 oaitinu de brames à l'.aide desquelles on fabrique des coulées d'une largeur de 1000 à 2000 mm et d'une épaisseur de 150 à 350 mm, comportent environ six injecteurs de ce type disposés les uns à côté des autres et entre les rouleaux du châssis d'appui et de guidage. Dans les installations de coulage en 3G continu pour les brames, les rouleaux sont réalisés en plusiers parties et appuyés en plusieurs endroits, comme ceci est par exemple décrit dans le brevet Autrichien ÏT° 257.074* Tout particulièrement dans les installations de coulage en continu dans lesquelles la coulée est guidée suivant un arc d'appui 35 et de guidage,de la verticale vers l'horizontale, des difficultés naissent lors du refroidissement des rouleaux sur la partie extérieure de l'arc dans la zone de transition vers 72 13611 2 2134391 l'horizontale. Plus l'angle formé entre la tangente de l'arc et l'horizontale est aiguë, plus l'eau qui est pulvérisée sur la surface de la coulée est réfléchie par cette dernière ou déviée par gravité, si bien qu'il n'est plus possible de 5 réaliser lraspersioh régulière et plane de la partie extérieure ou inférieure des brames et des rouleaux. Ceci est particulièrement dangereux pour les rouleaux étant donné qu'un refroidissement insuffisant entraîne une surchauffe locale et le gripp.age définitif des roulements à billes. Dès que 10 les rouleaux ne peuvent plus tourner librement, du mâchefer et autresdépôtstel que des scories se déposent et collent entre lesdits rouleaux et la surface de la coulée, si bien que cette dernière est fortement abimée. le diamètre relativement petit des bases d'aspersion est également à 15 l'origine du fait que les alésages de ces buses se bouchent et s'encrassent bien que pour le refroidissement de la coulée on utilise une eau épurée. la coulée présente un noyau en fluide lorsqu'elle traverse le dispositif d'appui et de guidage en dessous de la coquille ; 20 au fur et à mesure que la rigidification s'installe , il se produit une rétraction de la coulée. Dans certains cas, la coulée se soulève légèrement des rouleaux, c'est-à-dire qu'il se forme entre la coulée et les rouleaux un jeu entraînant l'arrêt des différents rouleaux, l'enveloppe des rouleaux 25 opposée à la surface de la coulée est dnnc exposée à untë1'- irradiation de chaleur particulièrement intense. En conséquence, er^-épit du refroidissement de l'enveloppe des rouleaux opposée à la surface de la coulée, il peut surproduire un grippage de roulement à billes, les rouleaux de guidage et d'appui 30 des installations de coulage en continu sont donc particulièrement exposés à des contrainteg/fchermiques essentiellement provoquées irrégulièrement ou dans certains cas, et doivent être souvent changé s , Ce remplacement ne peut pas être effectué sur pLace mais dans 35 la plupart des cas il est nécessaire de retirer la partie complète d'appui et de guidage, ce qui entraîne des temps d'arrêt correspondants. 72 13611 3 2134391 Le but d^la présente invention est de supprimer ces difficultés et ces inconvénients. L'invention réside dans le fait que pour une installation de coulage en continu du type précédemment décrit, une partie du dispositif de refroidissement ç est formée par des buses à jet plat qui sont disposées parallèlement à la surface de la coulée, c'est-à-dire en direction du côté large des brames, à un certain écartement de ce dernier, l'axe longitudinal de ces buses étant parallèle aux axes de rouleaux. q Une autre caractéristique de 1'invention réside dans le fait que ces buses à jet plat sont disposées à proximité du bord des brames, avantageusement sur chaque bord de brames en étant décalées et en étant disposées en vis-à-vis. Dans une installation de" coul--.~: continu avec un dispositif d'appui et de guidage enferme d'arc de cercle pour dévier la coulée d'une direction sensiblement verticale vers une direction sensiblement horizontale, il est avantageux que le dispositif de refroidissement a proximité de -la déviation et/ou du renvoi, c'est-à-dire au tiers ou aux deux tiers de O0 l'extension en longueur du dispositif d'appui et de refroidissement, soit formé de buses à jet plat. L'invention peut également être appliquée pour les installations de coulage en continu horizontales Dans les installations horizontales, la coulée sort de la coquille or- refroidie à l'eau horizontalement et le cas échéant en 25 étant légèrement inclinée, et elle est également en.appui .■ur de- rouleaux disposés des deux côtés de la coulée contre la pression ièrrostatique et/ou guidée par lesdits rouleaux. Dans les installations horizontales, les buses qui se trouvent à la partie inférieure de la coulée seront avantageusement configurées en buses à jet plat ennformément à l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de l^Ûescription explicative qui va suivre, en se reportant aux 35 dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : 72 13611 4 2134391 - la figure 1 est une vue de côté de l'installation de coulage en continu servant à former des brames d'acier larges, cette vue étant une repœsentation schématique ; - la figure 2 est une vue de dessous en direction de la 5 flèche A de la figure 1, à une échelle agrandie et dans ce cas encore dans une représentation schématique ; et - la figure 3 est une coupe verticale au travers de la coulée et du dispositif d'appui en vue de faire apparaître le mode de fonctionnement du refroidissement conforme à 10 l'invention par rapport au dispositif de refroidissement déjà c onnu. A la figure 1, on voit en 1 une coquille refroidie à l'eau et oscillant en direction verticale, hors de laquelle est tirée la coulée d'acier (brame ) présentant un noyau encore fluide . 15 les rouleaux d'appui et de guidage 3 sont disposés de chaque côté de la brame sur un châssis d'appui en arc de cercle qui n'est pas représenté plus en détail. Les rouleaux 3 sent formés de plusieurs pièces dans la direction longitudinale (figure 2) et comportent plusieurs roulements. L'arc d'appui 20 et de guidage peut être formé d'une pièce fixe à l'extérieur de l'arc et d'une partie mobile à l'intérieur de l'arc, si bien que l'écartement réciproque des rouleaux d'appui et de guidage 3 peut être réglé suivant l'épaisseur variable d^ brames. La coulée est déviée de la verticale à l'horizontale à l'aide 25 cfe l'arc d'appui et de guidage, un châssis combiné d'entraînement, de dressage et de laminage étant prévu en aval, à partir duquel la brame 2 descend horizontalement sur les rouleaux puis est divisée de la manière déjà décrite. L'arc de guidage et d'appui contenant les rouleaux 3 30 comporte un dispositif de refroidissement pour le refroidissement secondaire de la brame 2 jusqu'à sa rigidification complète, ce dispositif se terminant de la manière habituelle à proximité du châssis 4 d'entraînement, de dressage et de laminage. Le dispositif de refroidissement comprend une pluralité de buses 35 d'injection 6 qui sont disposées les unes à côté des autres entre les rouleaux 3 et sont dirigées perpendiculairement à la surface de la coulée. L'eau sortant des buses d'injection 6 à une 72 13611 5 2134391 pression de 3 à 8 at ne refroidit pas uniquement la coulée 2 mais également les rouleaux 3- A la fin de l'arc d'appui et de guidage, c'est-à-dire au niveau du passage à l'horizontale, il est avantageux de refroidir les rouleaux: 3 sur le côté 5 intérieur de l'arc à l'aide de buses de vaporisation 7 dirigées contre leur enveloppe et actionnées avec un mélange d'eau et d'air comprimé. Sur la face intérieure de l'arc aucun problème ne surgit pour le refroidissement des rouleaux3 étant donné que ces derniers sont constamment aspergés par le fluide de 10 refroidissement qui, par suite de la gravité, descend de la surface de la coulée 2 vers les rouleaux disposés à un niveau inférieur. Sur la partie extérieure de l'arc, le pr-ocessu^ést cependant différent : alors que dans la zone 8 faisant suite 15 à la coquille 1 le refroidissement réalisé avec des buses d'injection courantes 6 est suffisant, ceci n'est plus le cas dans les zones suivantes 9 et 10 dans lesquelles l'eau de refroidissement aspergée perpendiculairement contre la surface de la coulée est renvoyée et tombe en s'égouttant du fait 20 de la gravité. Conformément à l'invention, on a donc prévu dans ces zones sur les côtés de la coulée 2 et parallèlement à la surface de cette dernière (face extérieure), des buses 11 à jet plat. Ces buses à jet plat peuvent être fabriquées de manière simple par l'écrasement d'un tube d'arrivée d'eau. On 25 obtient donc une section rectangle ou ovale au débouché de ce tuyau sur environ 10x4 mm, cette ouverture ne pouvant pas être facilement bouchée. Dans la zone 9, on peut avantageusement prévoir des buses d'injection 6 qui sont dirigées perpendiculairement à la surface de la coulée ainsi que des buses à jet plat 11 qui 30 fonctionnent parallèlement à la surface de la brame, comme ceci est représenté à la figure 1. Dans une installation de coulage continu en arc de cercle pour les brames d'acier larges l'extension en longueur des zones 9 et 10 est avantageusement égale au tiers de la partie extérieure totale de l'arc d'appui 35 et de guidage. Dans les installations de coulage en continu à rendement de coulage important la partie de guidage et d'appui s'étend sur plusieurs mètres en direction horizontale,ce qui 72 13611 6 2134391 explique pourquoi sur de telles installations il est nécessaire de disposer des buses 11 à jet plat également en dessous de la partie horizontale de la coulée. La disposition des buses est représentée à la figure 2. 5 Entre les rouleaux de guidage et d'appui 3 qui sont par exemple formés de trois parties, et parallèlement à leurs axes longitudinaux, on a disposé des buses à jet plat en vis-à-vis en les décalant. Ces buses 11 fonctionnent sous une pression d'environ 10 at, si bien que l'on obtient un jet 12 plat et 10 large. Son sens d'écoulement est indiqué par les flèches. Le jet d'eau sous pression qui est plat, recouvre en totalité la partie comprise entre deux rouleaux 3 juxtaposés, seule une partie.de l'eau de Refroidissement participant activement au refroidissement de la coulée. Il ne se produit donc pas un 15 refroidissement trop important à la surface de cette dernière, comme ce serait le cas si l'on aspergeait la même quantité d'eau par un grand nombre de buses disposées perpendiculairement à la surface de la coulée. Le large jet d'eau 12 a également pour but d'éliminer le mâche-fer, les scories et autres 20 impuretés de la surface de la coulée,comme ceci est représenté schématiquement à la figure 3- On voit à la figure 3 le mode de fonctionnement du dispositif de refroidissement conforme à l'invention comparativement à un dispositif de refroidissement déjà connu. On voit en 3, 25 3' et 3" des rouleaux d'appui et de guidage juxtaposés les uns aux autres et disposés sur la partie extérieure de l'arc de la trame 2, les rouleaux 3 se déplaçant au contact de la coulée alors qu'entre les rouleaux 3' et 3" et la surface de la coulée,, il se forme un jeu, si bien que les rouleaux sont arrêtés par 30 suite du soulèvement de la coulée 2 provoqué par la rétraction de cette dernière. Jusqu'à présent, on avait utilisé les buses de vaporisation montées en 7 également sur la partie extérieure de l'arc pour le refroidissement des rouleaux, comme ceci est montré en 3. Ce refroidissement est toutefois totalement 35 inopérant étant donné que le jet de fluide de refroidissement sortant de ces buses qui est indiqué en 13, n'est dirigé que cnntre l'enveloppe opposée à la surface de la coulée si bien 72 13611 7 2134391 que la partie de l'enveloppe supportant la chaleur et dirigée verc la surface de la coulo-', est surchauffée et que les roulements à i illc-s des roui aux se bloquent. Un film 14 de fluide de refroidissement es: seulement entraîné vers le haut '5 dans le sens iiiui .:ué par les :lèches, uniquement au-niveau du rouleau 3 qui tourne . ài nivsau de ce rouleau, le refroidissement ■..et encore satisfaisant tant qu'il n'y a aucun soulèvement de la brame 2. On voit en i 5,schématiquement, une formation et/ou un dépôt de raâclie-fer et de scories sur le rouleau 3" arrêté 0 et surchauffé sur url- de ses faces, ce dépôt exerçant un frottement sur la surface de la coulée. Par contre, le refroidissement conforme à l'invention s'exerce, comme le montre la figure 3, également sur les rouleaux arrêtés. La buse à jet plat 1' conforme à l'invention et le jet d'eau 12 15 large sortant de cette dernière sont représentés à la figure 3. L'écoulement transversal à l'intérieur du jet d'eau et parallèlement à la surface de la coulée et en direction des rouleaux est représenté par les flèches. On voiij&onc qu'un tel jet d'eau large qui est appliqué sous forte pression 10 transversalement à l'axe longitudinal de la coulée 2 et parallèlement au côté large de cette dernière, n'assure pas seulement le refroidissement nécessaire de la coulée mais également le refroidissement des rouleaux et il permet en plus d'éliminer par rinçage les restes de mâche-fer et de scories. 25 Le soulèvement de la coulée au-dessus des rouleaux ne peut donc plus entraîner le grippage des roulements à billes ou le dépôt adhérent de substances dures. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à 50 titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 35 72 13611 8 2134391 REVENDICATIONS 1. - Installation de coulage en continu pour brames, comportant une coquille refroidie à l'eau, .hors de laquelle la coulée est étirée en continu, un dispositif d'appui et de guidage comportant des rouleaux entre lesquels la -coulée est guidée, ainsi qu'un dispositif de refroidissement avec des buses par lesquelles un fluide de refroidissement, plus particulièrement de l'eau, est aspergé sur la coulée et les rouleaux, caractérisée en ce qu'une partie du dispositif de refroidissement est formée par des "buses à jet plat qui sont disposées parallèlement à la surface de la coulée, c'est-à-dire à la largeur de la brame, à un certain écartement de cette dernière, leurs axes longitudinaux s'étendant parallèlement aux axes des rouleaux. 2. - Installation de coulage en continu selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les buses à jet plat sont disposées à proximité du bord de la brame, avantageusement sur les deux bords de la brame en vis-à-vis en étant décalées. 3. - Installation de coulage en continu selon la levendication 1 ou 2 comportant un dispositif d'appui et de guidage en forme d'arc de cercle servant à dévier la coulée d'une direction sensiblement verticale dans une direction sensiblement horizontale, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement à proximité du renvoi ou de la déviation, c'est-à-dire environ au tiers pu aux deux tiers de l'extension en longueur du dispositif d'appui et de guidage, est formé par des buses à jet plat. 4. - Installation de coulage en continu selon la revendication 1 ou 2 comportant un dispositif d'appui et de guidage horizontal, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement à la partie inférieure de la brame/est formé par des buses à jet plat.