Brevet FR2263053A1 — publié le 19751003

La présente invention a pour objet un systeme de sup portage et de refroidissement des produits coulés en continu. Dans les installations de coulée continue des métaux à point de fusion élevé, tels que l'acier, on utilise généralement des rouleaux transversaux pour guider et maintenir le produit coulé, le refroidissement étant assure par arrosage ou pulverisa- tion d'eau. Ces rouleaux sont treks rappochés, notamment dans la zone située immédiatement en aval de la lingotière, et de ce fait la surface du produit coulé accessible à l'agent de refroidisse ment est limitée. On a également proposé de supporter le lingot au moyen de plaques comportant des surfaces de contact sur lesquelles glisse le produit coulé, le reste de la plaque étant en retrait de façon à ménager entre la plaque et la surface du produit coulé un espace où circule dé l'eau à grande vitesse. Dans certaines installations les plaques ont été rem placées par des grilles formées de barreaux sur lesquels glisse le produit coulé, et de l'eau est projetée sur la surface du pro duit dans les vides de a grille. Ces deux solutions occasionnent un frottement entre les éléments de support et le produit coulé préjudiciable à la tenue de la croûte solidifiée du produit qui risque de se percer. Le but de la présente invention est de réaliser un sup portage par rouleaux, ctest-à-dire sans frottement, permettant d'augmenter la surface du produit coulé acceessible å l'agent de refroidissement. Le système de supportage et de refroidissement objet de l'invention est constitué par des rouleaux creux dont la paroi est percée dtouvertures et par des dispositifs de pulvérisation placés a l'intérieur des rouleaux et disposés de facon que les jets rails mettent atteignent la surface du produit coulé a travers les ouvertures des rouleaux Le dispositif de pulverisa- tion peut etre constitué par une serie de buses monter sur un tuile d'alimentation ou par ulule rampe d'atomisation. Une partie du fluide de refroidissement servira donc effectivement au refroidissement du produit coulé, l'autre partie servairt au refroidissement du rouleau. I,es rouleaux peuvent être constitués par des barreaux dont les extrémités sont fixées a des anneaux ; ces barreaux peuvent etre rectilignes et parallèles à l'axe des rouleaux ou avoir la forme dhélices. Cette dernière solution permet d'assurer le contact simultané de plusieurs barreaux avec le produit coulé et de limiter les contraintes thermiques dans les barreaux Pour la coulée de produits de grande largeur, les rouleaux peuvent comporter entre les anneaux d'extrémité des anneaux intermé- diaires auxquels sont fixés les barreaux qui peuvent êre divises en plusieurs éléments reliant les anneaux voisins entre eux. Les rouleaux de grande largeur peuvent également etre constitués de plusieurs rouleaux élémentaires comportant deux anneaux d'extrémité et mis bout a bout suivant le meme axe. Les rouleaux peuvent aussi etre constitués par des tubes percés de trous ou de lumières. Ils peuvent comporter a leurs extrémités des tourillons montés sur des paliers, ces tourillons étant creux pour permettre la mise en place et le démontage du dispositif de pulvérisation et laisser passer les tuyauteries d'alimentation. Les rouleaux peuvent aussi être supportés par des galets d'appui dont les axes sont parallèles à ceux des rouleaux. Dans les zones d'appui la surface des rouleaux est continue et forme un chemin de roulement ; celui-ci peut être constitué par les anneaux mentionnés ci-dessus. Chaque rouleauest supporté par au moins deux paires de galets ; pour les rouleaux de grande longueur il est préférable d'utiliser un plus grand nombre d!ap puis. Chaque galet peut servir d'appui a deux rouleaux adjacents, d'axes parallèles. Les galets peuvent être remplacés par des axes ou des cylindres s'étendant sur toute la longueur du rouleau ou sur une fraction seulement de leur longueur. Les galets sont montés sur des arbres tournants dans des paliers positionnés sur une charpente supportant i ensemble du système. Tous les galets d'appui d'une meme ligne peuvent être montés sur un seul arbre. La positi on des paliers est réglable, par exemple ali moyen de cales, pour permettre I e réglage des rou 1 ealtY . Les galets placés aux extrémités des rouleaux peuvent être munis de l)olldins pour limiter les mouvements axiaux des roui. eaux Pour maintenir les rouleaux ori place eii l'absence de lingot & de mannequin de démarrage, > ,i pellet utiliser deux rails fixes ou réglables places devant les r()ltLeaux avec un jeu suffi sant pour qu'ils ne soient pas en contact avec les rouleaux pendant la coulée.Ces rails seront, de préférence, constitués par des cornières disposées de façon à limiter également les déplacements axiaux des rouleaux. Dans le même but on peut utiliser des galets cylindri quels ou coniques placés a l'intérieur des rouleaux à leurs extrémités, et rouant sur des pistes cylindriques ou coniques, respectivement, ces galets étant placés de façon à maintenir les rouleaux sur les galets d'appui. Si on utilise des galets cylindriques ceux-ci comporteront, de préférence, des boudins limitant les déplacements axiaux des rouleaux. Dans le cas d'utilisation de galets coniques, les galets et la piste ont un sommet commun pour qutil y ait roulement sans frottement. La description qui suit se refère aux dessins l1accompa- gnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, quelques modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une vue partielle, en élévation, d'un système de supportage et de refroidissement conforme à l'invention La figure 2 est une;ue en élévation dun rouleau et des galets de support du système de la figure 1 La figure 3 illustre une variante de montage des rouleaux ; La figure 4 est une coupe transversale du système de supportage de la figure 1 sur laquelle on nE pas représenté les supports des rouleaux et qui montre l'action des jets d'agent refroidissant sur le lingot à travers les ouvertures ménagées dans les rouleaux. Les figures 5a et 5b sont des vues respectivement en élévation et en coupe transversale d'un élément de rouleau utilisable dans le système de la figure 1 ; et Les figures 6a et 6b sont des vues respectivement en élévation et en coupe transversale d'un autre élément de rouleau. Sur la figure I, on a représenté une partie d'lue installation de culée continue situee au-delà de la lingotière. La brame 10 partiellement refroidie est maintenue entre deux rangées de rouleaux 12 et 14 jusqu'a solidification complète. Chaque rouleau est formé de plusieurs éléments assemblés par soudage ou boulons. Chaque élément est formé de deuxanneaux reliés entre eux par plusieurs barreaux en hélices 18 espacés les uns des autres. Chaque rouleau est supporté par deux lignes de galets 20 portés par un arbre 22 monté sur des paliers 24. Ceux-ci sont fixés sur la charpente 26 avec interposition de cales 28 permet tant de régler leurs positions et, par conséquent, celle des rou leaux. Les galets se trouvent au droit des anneaux qui servent de chemins de roulement Pour limiter les déplacements des rouleaux parallèle ment et perpendiculairement à leur axe, lorsqu'il nty- a ni brame ni mannequin de démarrage entre les rouleaux1 on prévoit, à leurs extrémités, deux rails en cornière 30 dont une aile est placée devant la face frontale des rouleaux et dont l'autre aile surplom be i-e bord des rouleaux ; cette dernière est placée de façon à ne pas etre en contact avec les rouleaux lorsque ceux-ci sont en appui sur les galets 20. Pour limiter le déplacement axial des rouleaux1 on pour rait aussi prévoir des boudins sur les galets 20 situés aux deux extrémités des rouleux. A l'intérieur de chaque rouleau est disposée une rampe d'atomisation 32 qui peut, par exemple, être du type décrit dans les demandes de brevet 74/00227 du 4 janvier 1974 et 74/00765 du 10 janvier 1974. Ces rampes sont supportés par des moyens appropriés, non représentés, prenant appui sur la charpente. Elles produisent sur toute la longueur des rouleaux des jets homogènes formés de fines gouttelettes d'eau en suspension dans un courant d'air. Une partie de ce fluide de refroidissement est projetée sur les faces de la brame a travers les ouvertures ménagées entre les barreaux des rouleaux ; l'autre partie est interceptée par les barreaux et sert à refroidir les rouleaux (figure 4). On pourrait aussi utiliser des rampes de pulvérisation ou d'arrosage constituées par des pulvérisateurs montés sur un tuyau d'alimentation en eau. La figure 3 illustre une variante dans laquelle les rouleaux sont maintenus sur les galets d'appui 20' par des galets coniques 34 roulant sur des pistes coniques 36 prévues à llinté- rieur des rouleaux, à leurs deux extrémités, les conicités des galets et des pistes et leurs positions relatives étant choisis pour qu'il y ait roulement sans frottement Les figures 5 et 6 montrent des éléments de rouleaux formés respectivement de barreaux rectilignes et hélicoldauxz à section triangulaire et dont les extrémités sont fixées à des anneaux. Les rouleaux pourraient évidemment ne eomporter qu'un seul élément, en particulier stils sont courts. Ils pourraient aussi être constitués par des tubes percés de trous ou de lumières pour le passage du fluide de refroidissement. En variante, les rouleaux pourraient être munis à leurs extrémités de tourillons creux montés sur des paliers fixés à la charpente, les rampes pouvant dans ce cas être mises en place et alimentées à travers les tourillons Bien que le système représenté surales figures i et 4 soit destiné à assurer le guidage rectiligne du lingot, il est bien évident que l'invention s'applique aussi aux installations où le lingot est guidé suivant un arc de cercle ou une courbe quelconque R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Système de supportage et de refroidissement de produits coulés en continu comportant deux rangées parallèles de rouleaux formant un passage pour le produit coulé, caractérisé en ce que les rouleaux sont creux, leur paroi est ajourée et des dispositifs de pulvérisation sont placés à l'intérieur des rouleaux et disposés de façon que les Jets qu'ils émettent atteignent la surface du produit coulé à travers les ouvertures des rouleaux. 2. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rouleaux sont constitués par des barreaux rectilignes ou hélicoïdaux, espacés les uns des autres et dont les extrémités sont fixées à des anneaux. 3. Système de supportageet de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rouleaux sont formés de plusieurs éléments assemblés bout à bout, chaque élément étant constitué par des barreaux dont les extrémités sont fixées à des anneaux. 4. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les rouleaux sont munis à leurs extrémités de tourillons creux montés sur des paliers 5. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 1,2,3 ou 4, caractérisé en ce que les rouleaux sont supportés par des galets d'appui dont les axes sont parallèles à ceux des rouleaux. 6. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rouleaux sont supportés à leurs extrémités par des galets munis de boudins limitant les mouvements axiaux des rouleaux. 7. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les galets alignés sur un même axe sont solidaires d'un arbre monté sur des paliers fixés sur une charpente support avec interposition de cales permettant de régler la position des rouleaux. 8. Système de supportage et de refroidissement selon la revendicatien 5,6 ou 7, caractérisé en ce outil comporte des rails placés devant les rouleaux pour limiter le rapprochement des rouleaux des deux rangées. 9. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les rails sont placés aux entre mités des rouleaux et sont constitués par des cornières comportant des ailes placées de part et d'autre des rouleaux pour limiter leurs mouvements axiaux. 10. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 5,6 ou 7, caractérisé en ce que les rouleaux sont maintenus sur les galets appui par des galets cylindriques ou coniques placés à l'intérIeur des rouleaux, a leurs extrémités, et reliant sur des pistes cylindriques ou coniques, respectivement 11. Système de supportage et de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de pulvérisation sont des rampes d'atomisation produisant sur toute leur longueur un jet homogène formé de gouttelettes d'eau en suspension dans un courant d'air.