Brevet FR2150592A1 — publié le 19730413

L'invention concerne les installations de coulée continue du métal comportant des lingotières rotatives ou tournantes. On connaît une installation pour la coulée continue du métal comportant, fixée sur un support, une lingotière tournante refroidie à l'eau avec cavité annulaire sur la frette qui est obturée par une bande métallique sans fin lknveloppant partiellement, une roue de tension et une roue folle. Cette installation comporte un dispositif de refroidissement secondaire avec des rouleaux tendant la bande sans fin par ses extrémités et l'éloignant de la lingotière, ainsi que des tuyères délivrant directement l'eau au lingot. Be métal liquide est coulé dans la cavité de la frette obturée par la bande métallique sans fin. Sous l'action de l'eau de refroidissement débitée à l'enceinte de la lingotière, il se forme au début la "peau" extérieure ou couche superficielle du lingot. Sur le secteur de refroidissement secondaire, le lingot est séparé de la surface de la frette et se dépose sur la bande sans fin dont les extrémités sont tendues par les rouleaux du dispositif de refroidissement secondaire. Be lingot est alors redressé, et sa peau, encore insuffisamment rigide, orientée vers le fond de la cavité de frette et soumise à des efforts de traction et se fendille. I1 en résulte que dans les installations connues, l'angle suivant lequel la lingotière est enveloppée par la bande atteint jusqu'à 1800. Be lingot est de plus intensivement refroidi par l'eau que l'on verse dans l'enceinte de la lingotière et sur la bande. Cependant, pendant le processus de cristallisation du lingot il se produit un retrait de ce dernier, à la suite de quoi le lingot cesse d'adhérer à la surface de la frette de la lingotière, et il se forme entre lui et le fond de la cavité de la frette un vide s'opposant à son refroidissement. Ainsi donc, pour obtenir à la sortie de la lingotière un lingot suffisamment solide sans réduire le rendement de l'installation, il faut assurer une évacutation intensive de la chaleur du lingot en cours de cristallisation à partir du moment où se forme la peau. On a essayé de verser l'eau directement sur les lingots posés sur la bande sans fin, mais mme dans ce cas, le lingot était sujet à des déformations et des fendillements du fait que par suite de son contact direct avec l'eau, il se formait entre l'eau et le lingot une pellicule de vapeur instable s'opposant à l'évacuation de la chaleur. De plus, la résistance de la bande soumise à des contraintes thermiques alternées est réduite du fait que les rouleaux courbant sa bordure engendraient dans cette bande des contraintes mécaniques supplémentaires s'ajoutant aux contraintes thermiques. Sous l'effet de la somme de ces contraintes, bande se fendillait rapidement et devenait inutilisable. Be but de la présente invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Dans cette invention l'on se propose de créer une installation de coulée continue du métal qui assure un rendement plus élevé, une meilleure qualité des lingots, et augmente la durée d'emploi des éléments essentiels de la lingotière. Cet objectif est atteint par le fait que l'installation de coulée continue du métal, comportant une lingotière tournante, fixée sur un support, avec cavité annulaire sur la frette obturée par une bande métallique sans fin enveloppant partiellement la frette, et un dispositif à rouleaux de refroidissement secondaire est caractérisée en ce que, conformément à l'invention, elle comporte une cale pour séparer le lingot de la bande sans fin, cette cale étant située dans le sens de rotation de la lingotière, et en amont du dispositif à rouleaux de refroidissement secondaire, tandis qu'en aval du dispositif à rouleaux de l'installation se trouve un mécanisme appliquant le lingot sur la lingotière par l'intermédiaire des rouleaux de cedit dispositif. La réalisation de l'installation avec une cale pour la séparation du lingot de la bande métallique sans fin et avec un mécanisme pour l'application du lingot sur la lingotière, favorise l'amélioration du refroidissement du lingot, tout en évitant des déformations (les tractions) de la peau du lingot adhérant à la lingotière. Be c Lez mécanisme pour l'application du lingot sur la lingo- tière est réalisé de préférence sous forme d'un couple à vis dont la vis est rigidement reliée au dispositif de refroidissement secondaire. Ceci permet de régler la force appliquant le lingot sur la lingotière, donc de modifier l'intensité du refroidissement du lingot. Il est préférable que la cale soit montée sur des ressorts afin qu'elle soit en contact souple avec le lingot et le brin descendant de la bande sans fin. Ceci permet de séparer le lingot de la bande sans fin sans le soumettre à des forces destructives. Il est possible de doter le dispositif de refroidissement secondaire de coussinets recevant les rouleaux, montés sur ressorts, exécutés avec des biseautages admettant la translation des axes longitudinaux des rouleaux dans les plans radiaux de la lingotière. Cela permet d'éviter la détérioration du lingot pendant sont application sur la lingotière. On décrira maintenant un exemple d'exécution d'une installation de coulée continue du métal conforme à l'invention avec référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente la vue générale de l'installation conforme à l'invention; - la figure 2, montre là lingotière de l'installation et le dispositif de refroidissement secondaire avec cale en coupe suivant le plan vertical; - la figure 3, montre la cale pour séparer le lingot de la bande sans fin en coupe suivant le plan vertical; - la figure 4, montre le dispositif de refroidissement secondaire en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5, montre le dispositif de refroidissement secondaire en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2. L'installation de coulée continue du métal comporte une lingotière tournante 1 (figure 1), avec cavité sur la frette 2 (figure 2) obturée par une bande métallique sans fin 3 enveloppant partiellement la frette 2, une roue de tension 4 (figure 1) et une roue folle 5. Pour envoyer le métal sous la bande sans fin 3 dans la cavité de la frette 2 de la lingotière 1, on prévoit une capacité 6 avec dispositif de dosage 7. Be dispositif à levier et rouleaux 8-applique la bande sans fin 3 sur la lingotière tournante 1. Sur le support situé entre la lingotière 1 et le brin descendant de la bande 3 est monté d'une façon mobile un dispositif à rouleaux 9 assurant le refroidissement secondaire avec un couple à vis 10 d'un mécanisme appliquant le lingot sur la lingotière 1. Pour la séparation du lingot de la bande 3, on prévoit une cale 11 (figure 3) comportant un ressort réglable 12 et dirigeant le lingot avec les rouleaux 13 (figures 4 et 5) du dispositif 9 (figure I) de refroidissement secondaire. 'les rouleaux montés sur ressort 13 (figures 4 et 5) sont fixés sur le chassis 14 du dispositif 9 (figure 1) de refroidissement secondaire, et peuvent tourner dans des paliers 15 (figure 5) montés dans des coussinets 16.Pour le réglage de l'effort d'application des rouleaux 13 sur le lingot, sont prévues des vis 17 transmettant la pression, par l'intermédiaire des crapaudines 18, aux ressorts 19 et aux coussinets 16. Be dispositif 9 (figure 1) de refroidissement secondaire comporte des tuyères 20 (figure 4) disposées deux par deux entre les rouleaux 13 et fixées sur le tube collecteur 21 solidaire du chassis 14. A la partie inférieure du châssis 14 du dispositif de refroidissement secondaire 9 (figure 1) est fixée'la cale à ressort 11. Pour mettré la lingotière en rotation on prévoit une commande (non représentée sur le dessin). Afin d'éviter la détérioration des rouleaux 13 du dispositif de refroidissement secondaire 9, ainsi que de la frette 2 et de la bande 3 dans le cas d'une présence accidentelle de métal entre la bande et les bordures de la frette, le rouleau 22 applique la bande 3 sur la frette 2 par l'intermédiaire du contrepoids 23, et le rouleau 8 par l'intermédiaire d'un ressort. La roue de tension 4 et la roue folle 5 ainsi que les rouleaux de pression 8 et 22 sont disposés de telle façon, que l'angle suivant lequel la bande sans fin 3 enveloppe la lingotière tournante 1 constitue environ 1200. Ce secteur de la lingotière 1 constitue la zone de refroidissement primaire du lingot. L'installation fonctionne de la façon suivante On enclenche la commande (non représentée sur le dessin) faisant tourner la lingotière 1, et l'eau est amenée pour le refroidissement de la frette 2. 1'eau est également amenée vers la bande métallique sans fin 3 et les tuyères 20 (figure 4) du dispositif de refroidissement secondaire 9. 1a capacité 6 est remplie de métal liquide qui est amené, par l'intermédiaire du dispositif de dosage 7, à la cavité de la frette 2 recouverte par la bande sans fin 3 sur un angle de 1200. Be métal liquide, en se déplaçant avec la lingotière d'un angle de 1200 lui cède ses calories et se solidifie depuis le pourtour, vers le centre de la section transversale.Au moment où il franchit l'arc de 1200, le lingot est déjà recouvert d'une peau ou d'une croûte suffisamment solide pour résister à la pression statique du noyau liquide du métal, mais qui n'est pas suffisante pour résister aux contraintes engendrées au cours du redressement du lingot. Le retrait transversal du lingot qui s'amorce à ce moment, ainsi que le vide qui est alors engendré, augmentent nettement la résistance thermique du système lingot-videlingotière-eau. La résistance thermique de l'espace vide peut alors atteindre 80 à 90% de la résistance thermique totale du système. La diminution de la résistance thermique de l'espace vide est réduite en appliquant le lingot sur la frette 2 de la lingotière 1 à l'aide des rouleaux 13 du dispositif de refroidissement secondaire 9.En franchissant le secteur du dispositif de refroidissement secondaire 9, le lingot se cristallise entièrement, se refroidit à une température inférieure à celle du point de cristallisation, et il acquiert alors une résistance élevée et une bonne plasticité. A l'angle de 2100 on comble le lingot par rapport à la lingotière 1 sans courrir le risque d'y voir apparaître des fissures au cours du redressement. Pendant l'opération de coulée continue il est possible de régler l'effort appliquant le lingot sur la frette 2 de la lingotière 1 par l'application du dispositif 9 de refroidissement secondaire à l'aide du couple à vis 10. L'utilisation du dispositif de refroidissement secondaire 9 mentionné permet d'obtenir un lingot continu de saute qualité avec un rendement élevé de l'installation, ainsi que d'améliorer la résistance de la bande sans fin 3 et de la frette 2 de la lingotière 1. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ntont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celle-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVEND ICAT IONS 1.- Installation de coulpe d'un métal comportant une lingotière tournante, fixée sur un support, avec cavité annulaire sur la frette obturée par une bande métallique sans fin enveloppant partiellement la frette, et un dispositif à rouleaux de refroidissement secondaire, caractérisée en ce qu'elle comporte une cale 11 séparant le lingot de la bande sans fin 3 placée dans le sens de rotation de la lingotière 1, en amont du dispositif à rouleaux de refroidissement secondaire 9, tandis qu'en aval du dispositif 9 est monté un mécanisme 10 appliquant le lingot sur la lingotière 1 à l'aide des rouleaux. 13 du dispositif précité à rouleaux 9. 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le mécanisme 10 appliquant le lingot sur la lingotière 1 est constitué par un couple à vis 10 dont la vis est solidaire du dispositif de refroidissement secondaire 9 mentionné ci-dessus. 3.- Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la cale 11 comporte un ressort et assure un contact souple avec le lingot et le brin descendant de la bande sans fin 3. 4.- Installation suivant l'une des revendications précédents caractérisée par le fait que dans le dispositif de refroidissement secondaire 9 les rouleaux sur ressort sont montés dans des coussinets 16 conçus avec des biseautages admettant le déplacement des axes longitudinaux des rouleaux 13 dans les plans radiaux de la lingautière 1.