Brevet FR2312318A1 — publié le 19761224

La présente invention, due aux travaux de Monsieur Miche FIEP5EL, est relative à un support d'outillage de revêtement intérieur de coquilles de centrifugation, notamment pour le revêtement de coquilles de gros diamètres, et à une ins .lallation de coulée par centrifugation équipée d'un tel support. Lorsque l'on coule par centrifugation des tuyaux en fonte, on utilise des coquilles de centrifugation en acier qui peuvent être avantageusement enduites par pulvérisation, avant chaque coulée, d'un revêtement réfractaire, dit wwet-spray", à base d'un mélange humide de silice et de bentonite, dans le double but d'éviter un refroidissement trop brutal, donc une trempe, des tuyaux coulés et d'évitér des chocs thermiques préjudiciables à la durée des coquilles. Lorsque la coulée s'effectue au moyen d'un canal de coulée qui déverse progressivement la fonte sur toute la longueur de la coquille, les appareils et accessoires nécessaires au revêtement, par exemple des pistolets de pulvérisation et leurs conduits d'alimentation en air comprimé et en produit à pulvé- riser,peuvent généralement être portés par le canal de coulée lui-même s'ils ne sont pas trop lourds et si la coquille a un petit diamètre, par exemple inférieur à 600 mm. Par contre, lorsque la coquille a un gros diamètre, par exemple d'au moins 800 mm et pouvant aller, dans l'état actuel de la technique, jusqu'à 2000 mm, il faut utiliser un certain nombre de pistolets pour bien tapisser toute la surface de la coquille sur toute sa longueur. Le poids et 1 'encombrement des pistolets et de leurs conduits d'alimentation en "wet-spray" deviennent tels que le canal de coulée n'est plus un support suffisant et qu'il faut un support spécial de forme allongée comme le canal, capable de faire parcourir toute la longueur de la coquille aux appareils de revêtement avant d'effectuer la coulée. Un tel support spécial, qui comprend une poutre dont une extrémité est adaptée pour recevoir ledit outillage, permet d'ailleurs d'éviter à l'outillage de revêtement le contact du canal de coulée susceptible de provoquer par échauffement un colmatage des tuyauteries et pistolets de wet-spray. L'invention a pour but de fournir un support d'outillage de revêtement qui, malgré un poids et un encombrement rela tivement faibles, ne présente que des flexions statique et dynamiques très réduites au cours des diverses opérations e fabrication en série des objets coulés. A cet effet, l'invention a pour objet un support d'outillage de revêtement intérieur d'une coquille de centrifugation, du type uarenant une poutre dont une extrémité est adaptée pour recevoir ledit outillage, caractérisé en ce qutil comporte au moins un tirant dont les extrémités sont fixées sur le dessus de la poutre. L'invention a également pour objet une installation de coulée par centrifugation permettant de réaliser de façon économique une fabrication en série à cadence élevée. Cette installation,du type comprenant une coquille de coulée rotative, un chemin de roulement situé ::.dans le prolongement de cette coquille, un canal de coulée fixé en porte-à-faux sur un chariot pouvant être déplacé sur ce chemin de roulement et un outillage de revêtement intérieur de la coquille, est caractérisée en ce que cet outillage est monté à une extrémité d'un support tel que défini plus haut, l'autre extrémité de ce support étant fixée à un second chariot, et en ce qu'elle comprend un troisième chariot mobile sur un second chemin de roulement perpendiculaire au premier et adapté pour amener alternativement les deux premiers chariots en regard de l'extrémité du premier chemin de roulement opposée à la coquille. D'autres caractEristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple - la Fig. I est une vue schematique en élévation d'une installation de centrifugation équipée d'un support conforme à l'invention - la Fig. 2 est une vue schématique en plan de cette installation - les Fig 3 et 4 sont des vues à plus grande échelle, respectivement en élévation et en plan, du support de cette installation. Linstallation de coulée par centrifugation représentée aux Fig. 1 et 2 comprend un carter 1 ouvert à ses extrémités dans lequel une coquille de coulée 2 peut être entraînée en rotation à vitesse élevée autour de son axe X-X au moyen de rouleaux 3 de support et d'entraînement. L'installation comprend également un chariot 4 de coulée de fonte liquide dans la coquille et un chariot 5 revirent interne de la coquille 2 par du "wet-spray". Une silYlette humaine 6 est schématisée à la Fig. 1 pour montrer les dimensions importantes de cette coquille de centrifugation. Un chariot de support 7 est monté mobile sur des rails 8 perpendiculaires à l'axe X-X et est muni d'une plate-forme de support 9 portant deux paires de rails 10, 11 parallèles à l'axe X-X. Les chariots 4 et 5 sont munis de roues et montés mobiles respectivement sur les rails 10 et 11. Deux rails 12 centrés sur l'axe X-X s'étendent, au niveau de la plate-forme 9, entre celle-ci et le voisinage du carter 1. Des moyens d'entraînement appropriés non représentés,par exemple des verins à double effet, permettent d'une part de déplacer le chariot 7 sur les rails 8 pour amener l'une ou l'autre des paires de rails 10 et il en regard des rails 12, et d'autre part de dEpla- cer le chariot 4 ou 5 ainsi disposé dans l'axe de la coquille 2 le long de ces rails 12. Le chariot 4 supporte un canal de coulée 13 en forme de gouttière à peu près parallèle dans son ensemble à l'axe X-X et en porte-à-faux vers le carter 1 sur une longueur supérieure à celle de la coquille 2. A son extrémité amont (par rapport au sens d'écoulement de la fonte liquide), situéedans le chariot 4, le canal 13 se raccorde à un déversoir évasé 14 dans lequel une poche de coulée basculante 15 peut verser de la fonte liquide au moment de chaque coulée. Sur le chariot 5 est fixé un support 16 d'outillage de wet-spray. Ce support 16 comprend essentiellement une poutre 16a parallèle à l'axe X-X et-en porte-à-faux vers le carter 1 sur à peu près la même longueur que le canal de coulée 13. Comme on le voit mieux sur les Fig. 3 et 4, la poutre 16a a une b section transversale à peu près constante sur toute sa partie 16 en porte-à-faux et présente, à son extrémité fixée c dans le chariot 5, une partie 16C de plus grande section trans- versale. Des appareils et accessoires de revêtement de wet-spray, par exemple des pistolets de pulvérisation et leurs conduits d'alimentation en air comprimé et en produit à pulvériser, schéma tisés par un rectangle 17, sont montés à l'extrémité libre du support 16 et reliés par des conduits d'alimentation 18 à un bac d'alimentation 19 porté par le chariot à 1 'extrémité de celuici opposée au carter 1. Le bac peut être raccordé à une source d'alimentation sous pression (non représentée). Les dimensions transversales des appareils et accessoires 17 sont inférieures de quelques centimètres au diamètre intérieur de la coquille 2. La poutre 16a est munie, au voisinage de ses extrémités et à sa partie supérieure, de plaques de fixation 20 et 21 sur lesquelles sont articulées1par exemple par des boulons 22, les extrémités d'une paire de tirants 23 constitués par des tiges d'acier à bouts filetés. Ces tirants sont munis de tendeurs ou ridoirs 24 formant écrous par rapport aux bouts filetés et permettant d'augmenter ou de diminuer la tension des tirants par vissage ou dévissage. Les tirants 23 sont fixés aux plaques 20, 21 en des emplacements tels qu'ils convergent de I'eatrémit8 amont de la poutre 16a c'est- Sdire la plus proche de la poche de coulée 15, vers l'extrémité aval portant les appareils et accessoires de revêtement 17, ce qui permet d'augmenter la rigidité de l'ensemble dans le sens horizontal. En fonctionnement, on amène tout d'abord le chariot 5 en regard des rails 12, ce qui dispose le support 16 dans l'axe de la coquille 2, puis on lui fait effectuer sur les rails 12 un trajet aller au cours duquel l'outillage 17 pénètre coaxialement dans la coquille jusqu'à son extrémité 2a la plus éloignée, qui est destinée à former un emboîtement du tuyau coulé ; puis on fait effectuer au chariot 5 un mouvement de retour au cours duquel s'effectue le revêtement intérieur de la coquille par du wet-spray. Lorsque l'outillage 17 est ressorti de la coquille 2 et que le chariot 5 est revenu à sa position initiale sur la plateforme 9 du chariot 7, ce dernier est déplacé sur ses rails 8 pour amener le chariot 4 en regard des rails 12. On fait alors effectuer au chariot 4 un.aller-retour le long des rails 12 pour procéder à la coulée de la fonte dans la coquille 2 précédemment revêtue. Les mouvements transversaux des chariots 4 et 5 doivent bien entendu s'effectuer le plus rapidement possible pour augmenter la cadence de fabrication, ce qui soumet le support 16 à deux sortes d'efforts de flexion : d'une part, en raison de son poids propre et étant donné qu'il porte à ses extrémités de lourds appareils et sur toute sa longueur des conduits d'alimentation, le support 16 est soumis à un effort de flexion verticale. D'autre part, lors de la mise en mouvement, dans le sens transversal, du chariot qui le supporte, et lors du freinage et de l'arrêt de ce chariot, le support d'outillage de wet-spray est soumis à des efforts de flexion horizontale alternés conduisant à des oscillations.Le support 16 décrit permet de réduire les flexions horizontales et verticale qui résultent de ces efforts à des valeurs très faibles compatibles avec une bonne pénétration de l'outillage dans la coquille malgré la faible différence de dimensions radiales entre eux, et ce avec un poids et une section transversale du support relativement faibles, comme le montre l'exemple suivant. A titre d'exemple numérique, pour obtenir une tension de 3000 daN dans les tirants 23, le couple de serrage par vissage des tendeurs 24 doit être de 14 m. daN, ce qui permet, à l'aide d'un support 16 comprenant une poutre 16a d'une longueur de 12 mètres environ et d'un poids de l'ordre de 2000 kg, de supporter des appareils et accessoires de revêtement 17 d'un poids total de l'ordre de 500 kg, et les différents conduits d'alimentation 18 répartis sur toute la longueur du support 16 et d'un poids total de l'ordre de 400 kg, avec des flexions horizontale et verticales de quelques r-il' imtres seulement. A titre comparatif, sans les tirants 23, le même support aurait une flèche verticale de plusieurs centimètres et des oscillations latérales, à son extrémité, d'une amplitude de plusieurs centimètres, ce qui est incompatible avec unepénétration rapide de l'outillage dans la coquille, aussitôt le mouvement transversal du chariot terminé, car le jeu entre l'outillage de pulvérisation de wet-spray et la coquille 2 doit être très faible, de l'ordre de quelques centimètres. Pour éviter ces phénomènes de flexion sans employer les tirants de l'invention, il faudrait un support de section beaucoup plus importante qui ne permettrait plus, compte tenu de l'encombrement des accessoires fixés sur la perche, la pénétration de celle-ci dans les coquilles de diamètres inférieurs à 900 mm par exemple. En outre, la poutre 16aserait alourdie et, corrélativement, il en serait de même pour son chariot de support 5. En conséquence, la puissance nécessaire à l'entraînement du chariot en translation aussi bien dans la direction de l'axe X-X que dans la direction transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe X-X, serait augmentée. L'invention permet donc un allégement considérable de l'ensemble du support 16 et du chariot 5 en même temps qu'une rigidification importante du support du fait que les tirants 23, en réalisant une véritable précontrainte de ce support, s'opposent aux flexions verticale aussi bien qu'horizontales de la poutre 16a. I1 faut également remarquer que l'allégement de la poutre 16a permet à sa partie 16C de plus grande section de suffire comme contre-poids, malgré les dimensions importantes de l'ensemble en porte-a-faux. REV E N D I C A T I O N S 1. - Support d'outillage de revêtement intérieur d'une coquille de centrifugation, du type oolFlast une poutre dont une exbMmite estadaptee pourrecevoir ledit outillage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tirant (23) dont les extrémités sont fixées sur le dessus de la poutre (16a). 2. - Support d'outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux tirants (23) qui convergent vers ladite extrémité de la poutre (16a). 3. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les extrémités du ou des tirants (23) sont fixées au voisinage des extrémités de la poutre (16a). 4. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou chaque tirant (23) est muni d'un organe tendeur (24). 5. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou chaque tirant (23) est fixé de façon articulée, à ses extrémités, sur le dessus de la poutre (16a). 6. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités du ou des tirants (23) sont fixées à dcs plaques de fixation (21, 22) elles-mêmes fixées sur le dessus de la poutre (16a). 7. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque tirant (23) est constitué par une tige d'acier. 8. - Support d'outillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la poutre (16a) comprend une partie de plus grande section transversale (16c) à son extrémité opposée à ladite extrémité. 9. - Installation de coulée par centrifugation,du type comprenant une coquille de coulée rotative, fixe en translation, un chemin de roulement situé dans le prolongement de cette coquille, un canal de coulée fixé en porte-à-faux sur un chariot pouvant être déplacé sur ce chemin de roulement et un outillage de revêtement intérieur de la coquille, caractérisée en ce que l'outillage (17) est monté à une extrémité d'un support suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, l'autre extrémité de ce support (16) étant fixé à un second chariot (5), et en ce qu'elle comprend un troisième chariot (7) mobile sur-un second chemin de roulement (8) perpendiculaire au premier et adapté pour amener alternativement les deux premiers chariots (4, 5) en regard de l'extrémité du premier chemin de roulement (12) opposée à la coquille (2). 10. - Installation de coulée selon la revendication 9, caractérisée en ce que le troisième chariot (7) est muni d'une plate-forme (9) de support des deux premiers chariots (4, 5) munie de deux tronçons de chemin de roulement (10, 11) parallèles au premier chemin de roulement (12) et situés au même niveau.