Brevet FR2239310A1 — publié le 19750228

La présente invention concerne un procédé pour tronçonner une barre d'acier à sa sortie d'-une- installation de coulée continue d'acier, selon lequel la longueur de barre à tronçonner est déterminée d'après une longueur de consigne du tronçon plus une majoration correspondant à la grandeur du retrait ou supplément de retrait. Lors de la coulée continue, la barre produite de façon continue est divisée en tronçons au moyen d'une machine à tronçonner en vue du façonnage subséquent de l'acier. Le tronçonnage s'effectue selon l'un ou l'autre de deux procédés. Dans'l'un de ces procédés, le tronçonnage s'effectue pendant que la barre se déplace à la vitesse de coulée, la machine à tronçonner étant déplacée en synchronisme avec la barre. Selon l'autre procédé, on vide tout d'abord la poche de coulée. A la fin de la coulée, on fait avancer la barre au-dessus des chalumeaux d'une machine à tronçonner stationnaire sur une distance correspondant à la longueur désirée du tronçon puis on arrête l'avance de la barre. Les chalumeaux effectuent ensuite le tronçonnage pendant que la barre est arrêtée.La longueur des tronçons de barre, des tronçons de brame par exemple, doit correspondre exactement à une valeur déterminée en vue du façonnage subséquent,par exemple, arin que les tôles produites par laminage à partir des tronçons de brame possèdent la longueur voulue. Les longs tronçons de brame sont souvent subdivisés; après la coulée et en dehors de l'installation de coulée continue, en plusieurs tronçons plus courts en vue de la production de oboles plus courtes. Pour éviter les déchets, il faut tenir compte du retrait de la brame, dont la température au moment du tronçonnage est élevée. A cet effet, on ajoute, pour le processus de tronçonnage,un supplément de retrait défini une fois pour toutes à la longueur désirée du tronçon de barre à la température ambiante. Les différentes opérations de mise en route de la machine à tronçonner font partie de l'état connu de la technique. Cette mise en route s'effectue, soit par un opérateur, soit par une commande automatique faisant également partie de l'état connu de la technique. Pendant la coulée continue, on ne peut pas éviter la variation des paramètres de coulée -pour des raisons connues, par exemple par suite de brèves interruptions dans la coulée, ou en raison de variations plus ou moins grandes de la vitesse de coulée lors de coulées séquentielles par suite de l'adaptation nécessaire au cycle du convertisseur et ainsi de suite- et cette variation influence également la tem pérature de la brame. Cette température peut varier considérablement sur une seule et même installation, par exemple dans une plage allant de 600 à 10000C. Les différences de retrait découlant de cette variation de température peuvent cependant influencer de façon considérable la longueur effective des tronçons de barre lorsque ceux-ci sont refroidis à la température ambiante, surtout si les tronçons de brame sont relativement longs.Lorsque ces derniers sont ensuite subdivisés, une partie des tronçons obtenus par la subdivision risque d'être trop courte, ce qui entraîne des quantités excessives de déchets. L'invention vise à éviter ces déchets résultant de tronçons de barre n'ayant pas la longueur voulue, ainsi que les inconvénients qu'ils entraînent. Selon l'invention, on obtient ce résultat par un procédé qui est caractérisé par la mesure de la température de la partie de barre à tronçonner, l'addition d'un supplément de retrait correspondant à cette température à la longueur de consigne du tronçon à k température ambiante, et le déclenchement de l'opération de tronçonnage lorsque la longueur de la partie de barre à tronçonner, mesurée également, correspond à la somme de cette longueur de consigne et de ce supplément. Lorsque, conformément à l'invention, on mesure en continu la température de la surface de la barre pour d8terminer le supplément de retirait, il devient possible de produire des tronçons de barre ayant les longueurs désirées à l'état froid et d'optimaliser ainsi le rendement de l'installation. L'uniformité de la longueur des tronçons de barre facilite en outre les différences phases du façonnage subséquent, par exemple le centrage des tronçons dans le four poussant. Toutefois, les variations de la température à la surface de la barre, découlant de la variation des paramètres de coulée, entraînent également des variations dans le gradient de température entre le coeur et la surface de la barre qui sont susceptibles d'influencer la grandeur du retrait. Pour que cette source de différences soit égale ment éliminée, une autre caractéristique de l'invention prévoit la détermination de la température moyenne de la barre à partir de la mesure de température à la surface et du gradient de température entre le coeur et la surface de la barre, et l'addition d'un supplément de retrait correspondant à cette température moyenne. Comme déjà indiqué, la température à la surface de la barre subit des variations par suite des variations dans les paramètres de coulée. La mesure de cette température risque cependant d'être faussée en outre par la calamine recouvrant la surface de la barre. Pour éliminer cet inconvénient et pour obtenir une valeur de température de la partie de barre à tronçonner qui soit aussi proche que possible de la réalité, une autre caractéristique de l'invention prévoit, pour b détermination de la température à la surface de la barre, la mesure des températures de pointe de la partie de barre à tronçonner et l'établissement de la moyenne de ces températures de pointe. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, les suppléments de retrait correspondant à différentes températures moyennes sont mis en mémoire et la détermination d'une température moyenne donnée provoque la transmission d'un signal pour l'application du supplément de retrait correspondant. Dans les installations comprenant une machine à tronçon ner se déplaçant en synchronisme avec la barre et commandée automatique- ment, qui est mise en mouvement en synchronisme avec la barre par un signal transmis lorsque la partie de barre à tronçonner a atteint une longueur prédéterminée, et dont l'opération de tronçonnage et le retour à la position de repos après le tronçonnage sont déclenchés par d'autres signaux, il est possible, selon encore une autre caractéristique de l'inventions d'ajouter le supplément de retrait sélectionné à la longueur de consigne du tronçon dans une calculatrice, de comparer dans cette dernière la somme de cette longueur de consigne et du supplément de retrait avec la longueur mesurée de la partie de barre à tronçonner, et de déclencher l'opération de tronçonnage par un signal produit lorsque la longueur mesurée de la partie de barre à tronçonner est égale à cette somme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation latérale schEma- tique d'une installation de coulée continue comprenant une machine à tronçonner ; et - la figure 2 est un schéma d'un dispositif pour la commande selon l'invention de la machine à tronçonner représentée sur la figure 1. L'installation de la figure 1 comprend un panier de coulée 1 d'où l'acier seécoule dans une lingotière oscillante 2 refroidie à l'eau dans laquelle se forme une bàrre 3, par exemple une brame. La barre 3 est guidée et refroidie davantage dans une zone de refroidissement secondaire 4 qui fait suite à la lingotiere 2. La barre 3 est ensuite redressée à l'horizontale par un appareil à entraîner et à dresser 5, lui-même suivi par des rouleaux commandés 6 servant également à l'entraî- nement de la barre.En aval de l'appareil à entraîner et à dresser 5, et en aval du point le plus bas du cratère liquide de la barre coulée 3, l'installation comprend une machine à tronçonner 10 qui est formée essen tellement d'un chariot ll monté mobile sur -des rails. Le chariot ll est équipé de chalumeaux découpeurs 12 et d'un dispositif de serrage 13 pour l'accouplement du chariotwll à la barre en mouvement. Dès qu'une longueur déterminée de la brame a dépassé les chalumeux coupeurs 12, le dispositif de serrage 13 accouple la machine à tronçonner- 10 -occupant à ce moment sa position de repos- à la brame 3, de manière que le chariot 11 se déplace ensuite à la vitesse de coulée, c'est-à-dire en synchronisme avec la barre. Le moment d'accouplement est déterminé par une calculatrice 30 (figure 2) qui envoie par une ligne 32 et au moment où la partie de la barre ayant dépassée les chalumeaux 12 atteint une longueur ddterminée, un signal d'excitation d'un électro- aimant 31 qui actionne le dispositif de serrage 13.Dès que l'accouplement a eu lieu, la calculatrice envoie d'autres signaux qui déclenchent l'opération de tronçonnage de la barre par les chalumeaux 12 et qui ramènent la machine à tronçonner 10 à sa position de repos lorsque le tronçonnage est termine. A un rouleau commandé 7 de l'appareil à entraîner et à dresser 5 est accouplé un capteur-générateur d'impulsions 20 dont les signaux de sortie sont transmis par une ligne 21 à la calculatrice 30. La fréquence des impulsions de ce capteur 20 est une mesure de la vitesse d'avance de la barre et le nombre des impulsions fournies permet de déterminer la longueur du parcours couvert par la barre, et par suite la longueur d'une partie de barre à tronçonner, ainsi que la longueur totale de la barre. D'-autres indications concernant la commande de la machine à tronçonner 10 par la calculatrice 30 sont contenues dans la demande de brevet soumise à l'inspection publique de la République Fédé- rale d'Allemagne nO 1 932 884, qui peut être consultée à cet effet. Les dispositifs prévus pour la détermination du supplément de retrait dont il faut tenir compte pour obtenir des tronçons de barre ayant la longueur désirée à la température ambiante seront décrits ci-après. Sur le chariot 11 est monté un pyromètre optique à rayonnement 40 pour mesurer la température au milieu de la surface de la barre 3. Cette mesure s'effectue pratiquement sur toute la longueur de la partie debarre à tronçonner. Etant donné que la température mesurée par le pyromètre 40 est faussée dans une certaine mesure par la calamine, seules les valeurs de pointe de ces températures sont prises en compte et sont envoyées sous forme de signaux correspondants par une ligne 41 à une mémoire des valeurs maximales 42, où les signaux sont mis en mémoire et d'où ils-- sont envoyés par une ligne 43 à un appareil 44 établissant la valeur moyenne de ces températures de pointe et envoyant un signal correspondant par une ligne 45 à une mémoire des valeurs de consigne 46. La grandeur du retrait d'une partie de barre dépend de la température mais également de la composition de l'acier. Dans la mémoire des valeurs de consigne 46 sont mis en mémoire les suppléments de retrait dépendant de ces paramètres par unité de longueur de la barre. Le nombre des données mises en mémoire dépend des paramètres d'utilisation de l'installation de coulée continue et notamment du format des barres à couler de la composition de l'acier, de la température à laquelle on désire effectuer le tronçonnage, et ainsi de suite.Ce nombre peut être très élevé puisquton introduit dans la mémoire 46, pour chacune de plusieurs compositions, par exemple, les suppléments de retrait par mètre de longueur de barre échelonnés avec des intervalles de vingt degrés -les intervalles étant fonction de la précision désirée- dans une plage de températures allant de 600 à 1000"C. Pour un acier au carbone à 0,22 % de carbone, le supplé ment de retrait sera, par exemple, de 11 > 6 mm 8 900oC, de 11,35 ma à 8800C et de 11,1 mm à 8600C.Au moyen du signal de température transmis par la ligne 45 > la mémoire 46 sélectionne le supplément de retrait par unité de longueur correspondant à cette température et elle envoie un signal correspondant à ce supplément de retrait par une ligne 4W à la calculatrice 30. La calculatrice 30 présente en outre une entrée 50. Le signal appliqué à cette entrée correspond à la longueur que doit avoir le tronçon de barre à la température ambiante. A ce signal est ajouté le signal entrant par la ligne 47 et correspondant au supplément de retrait à appliquer, et un signal correspondant au cumul de çes,deux signaux et représentant h longueur effective à laquelle la partie de barre doit être tronçonnée est mis en mémoire. Dès que le total des impulsions arrivantpar la ligne 21 et représentant la longueur de la partie de barre ayant passé devant les chalumeaux correspond au signal représentant la longueur effective à la laquelle la partie de barre doit être tron çonnée, l'électro-aimant 31 est excité.Le dispositif de serrage 13 est donc actionné et la machine à tronçonner commence à se déplacer en synchronisme avec la barre. les autres fonctions dé la machine à tronçonner sont exécutées de la façon déjà mentionnée. Pour-pouvoir tenir compte des variations de la température moyenne qui résultent des différences variables entre la température au coeur et la température à la surface de la barre, il faut calculer les gradients de température correspondant aux différentes températures que la surface de la barre est susceptible de présenter et, à partir de ces gradients de température, les températures moyennes de la barre. Les suppléments de retrait correspondant à ces températures moyennespeuvent également être calculés et mis en mémoire dans la calculatrice 30.Lorsqu'un signal de température est appliqué à la ligne 47, la calculatrice 30 détermine le supplément de retrait correspondant à cette température, l'ajoute à la longueur de consigne du tronçon et déclenche l'opération de tronçonnage déjX décrite lorsque la longueur déterminée par le capteur 20 est égale à la longueur totale ainsi déterminée. Quoique la machine à tronçonner de exemple qui vient d'être décrit soit commandée par une calculatrice, il est parfaitement possible aussi de commander la machine manuellement. Le signal correspondant à la température moyenne appliqué à la ligne 45 est dans ce cas transmis à un indicateur de température dans la cabine de la machine à tronçonner. Le signal de longueur fourni par le capteur 20 à la ligne 21 est également transmis à un appareil indicateur dans cette cabine. Le supplément de retrait correspondant aux différentes températures superficielles a préalablement été ajouté aux différentes longueurs désirées des tronçons et les longueurs totales de consigne ainsi déterminées sont indiquées sur un tableau. L'opérateur dans la cabine lit la température de la partie de barre à tronçonner sur l'indicateur de température, recherche sur le tableau la longueur de consigne correspondant à cette température, et actionne le dispositif de serrage et de tronçonnage de la barre au moment où le signal de longueur fourni par le capteur 20 correspond à cette longueur de consigne. Un signal déclenché par l'opérateur après le tronçonnage ramène la machine à tronçonner à sa position de repos. Bien que le mouvement de la machine à tronçonner en synchronisme avec la barre soit assuré dans l'exemple qui vient d'être décrit par un serrage, il est possible également de prévoir un mécanisme d'entraînement séparé ou d'autres moyens pour produire ee mouvement synchrone de la machine à tronçonner. Il est possible également d'utiliser plusieurs pyromètresoptiques à rayonnement, au lieu d'un seul, pour mesurer les températures superficielles sur la partie de barre à tron çonner, l'établissement de la moyenne de ces températures ne s'effectuant que peu avant le tronçonnage. Le procédé selon l'invention est bien entendu applicable à des barres de différentes sections transversales, donc non seulement aux brames comme dans l'exemple qui vient d'être décrit, par exemple, à des barres ou des profilés pour la production de poutres de grande longueur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour tronçonner une barre d'acier à sa sortie d'une installation de coulée continue d'acier, selon lequel la longueur de barre à tronçonner est déterminée d'après une longueur consigne du tronçon plus une majoration correspondant à la grandeur du retrait ou supplément de retirait, caractérisé par la mesure de la température de la partie de barre à tronçonner, l'addition d'un supplément de retrait correspondant à cette température à la longueur de consigne du tronçon à la température ambiante, et le déclenchement de l'opération de tronçonnage lorsque la longueur de la partie de barre à tronçonner, mesurée également, correspond à la somme de cette longueur de consigne et de ce supplément. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la détermination de la température moyenne de la barre au moyen de la température mesurée et du gradient de température entre le coeur et la surface de la barre et par 1!addition, à la longueur de consigne du tronçon, d'un supplément de retrait correspondant à cette température moyenne. 3.. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la température superficielle de la barre est déterminée par la mesure des températures des pointe à la surface de la partie de barre à tronçonner et par l'établissement de la moyenne de ces températures. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la mise en mémoire des suppléments de retrait correspondant aux différentes températures noyennes. 5. Procédé selon l'une qùelconque des revendications 1 à 4, caractérisé. par l'utilisation d'un signal correspondant à la température moyenne pour la sélection du supplément de retrait correspondant à cette température moyenne. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 applicable à une installation comportant une machine à tronçonner pour tronçonner la barre pendant le défilement de celle-ci, cette machine étant mise-en mouvement depuis sa position de repos. et étant déplacée en synchronisme avec le défilement de la barre par le. déclenchement d'un signal correspondant au défilement d'une longueur de barre prédeterminée, I'opération de tronçonnage et le retour de la machine à tronçonner à sa position de repos étant déclenchés par d'autres signaux, caractérisé en ce que le supplément de retrait sélectionné est ajouté à la longueur de consigne d tronçon dans une calculatrice, en ce que la somme de cette longueur de consigne et du supplément est comparée avec la longueur de défilement de la partie de barre à tronçonner, et en ce qu'un signal produit par cette comparaison déclenche l'opération de tronçonnage.