Brevet FR2329384A1 — publié le 19770527

L'invention se rapporte aux rouleaux utilises dans les installations de roulée continue pour le guidage et le soutien du produit coulé entre la lingotiere et les rouleaux extracteurs Dans ce type d'installation, la surface des rouleaux est soumise à des variations de température très importantes du fait de la rotation à faible vitesse au contact de la surface très chaude du produit coulé; ces variations provoquent la forma- tion de criques et de fissures à la surface des rouleaux entrai- nant rapidement la cassure des rouleaux. Pour réduire l'effet néfaste de ces criques, on a proposé de former des rainures circulaires ou he3icowdeles sur la surface des rouleaux, mais cette solution ne donne pas zti-e satisfaction en raison des défauts de surin J produit coulé ds aux marques imprimées par es rainures elles-mêmes et par les crps étrangers qui s'y sont incrustés. Le but de la presente invention est de rêalser des rouleaux de coulée continue dans lesquels l'effet sur la résistance mécanique des rouleaux des contraintes thermiques ce surface dues aux variations périodiques de température est réduit, comme corne das les rouleaux rainures connus, et qui présentent une surface lisse ne laissant pas d'empreinte sur le produit coulé. Ce but est atteint, conformément a l'invention, introduisant dans des rainures usinées dans la surface des rouleaux un matériau les remplissant complètement tout en laissant subsister dans la zone superficielle des rouleaux soumise aux variations de température des discontinuités libérant les tensions dans cette zone. Différents procédés peuvent tre utilisés pour garnir les rainures Un premier procédé consiste à introduire dans chaque rainure, de préférence hélicoidale, usinée sur la surface du rouleau, un profilé ayant la même section que la rainure, de façon à la garnir complètement. Ce profilé peut être enroulé à chaud dans la rainure et fixé à chaque extrémité, par exemple par soudure, à l'extérieur de la portion utile de la surface du rouleau. La surface du rouleau peut etre ensuite usinée avec la précision requise Un deuxième procédé consiste à remplir les rainures par métallisation, c'est-à-dire par projection à chaud de particules métalliques. Suivant un troisième procédé, on garnit le fond des rainures d'une matière réfractaire, tel qu'un flux de soudage, puis on effectue un rechargement par soudure fissurante pour com pléter le remplissage, csest-à-dire qu'on dépose sur la couche de matière réfractaire un métal fondu choisi pour qu'il se fissure lors de s solidification. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant lu montrent, à titre d'exemple non limitatif, quelques modes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figurer 1 est une vue en élévation d'un rouleau conforme R 1 'invention; La figure 2 est une vue en coupe dune rainure garnie d'un profilé; La figure 3 est "ne vue en coupe 'une rainure rem plXe par métallisation; et La figure 4 est une vue en coupe dune rainure avec rechargement fissurant et flux de soutien, La figure I montre un rouleau 10 muni ae tourillons 12 et sur la surface duquel est usinee une rainure hèlicoidale 14 s'étendant sur toute sa lonoueur Cette rainure est garnie d1un profilé 16 ayant sensiblement la me section que la rainure. Ce profilé peut être mis en place par tout moyen convenable. Une solution consiste à l'enrouler à chaud et à le fixer à chacune de ses extrémités en dehors de la surface de travail, par un moyen quelconque, par exemple par des soudures en 18 et 20. Apres refroidissement, les spires sont serrées sur le fond de la rainure et la surface du rouleau peut ensuite être usinée avec la précision requis. Grâce au jeu latéral visible sur la figure 2, entre le profilé et la rainure, celle-ci peut jouer son rôle en libérant les tensions dans la zone superficielle du rouleau. Plusieurs rainures hélicoidales pourraient être prévues sur le rouleau. La figure 3 illustre une variante dans laquelle la ou les rainures 22 d'un rouleau sont remplies d'une masse de particules métalliques 24 projetées à chaud et agglomérées par-un procédé usuel de métallisation. Si les rainures sont suffisamment lisses, l'adhérence des particules métalliques aux parois des rainures est faible, ce qui créée entre la masse des particules métalliques et le reste du rouleau des discontinuités qui libèrent les tensions dans la zone superficielle du rouleau. Par contre la résistance à la compression des cette masse est suffisante pour quelle soutienne efficacement le produit coulé. Après remplissage des rainures. la surface du rouleau peut être usinée avec la précision requise. Le rouleau peut comporter une série de rainures circulaires espacées l'une de l'autre, ou une ou plusieurs rainures hélicoldales. La figure 4 illustre une troisième solution dans laquelle la ou les rainures 25 du rouleau sont rechargées par soudure fissurante. Pour cela, on garnit le fond des rainures d'un matériau 26 du type de ceux qui sont utilisés comme flux" en soudage à l'arc submergé, puis on remplit les rainures par rechargement en choisissant le métal d'apport et les conditions de soudage, de façon qu'il se produise tcut le log des cordons de métal 2-, une fissure 30 intéressant toute l'épaisseur des cordons. La couche de flux empêche la pénétration du métal d'apport jusqu'au fond des rainures et évite que les fissures se propagent dans le rouleau. En service, ces fissures libèrent les tensio 's dans la zone superficielle du rouleau. Le rouleau peut comporter plusieurs rainures circulaires espacées l'une de l'autre ou une ou plusieurs rainures hélicoldales. Dans tous les cas, la largeur, la profondeur et le pas des rainures doivent être établis en fonction du type de rouleau, qui peut être massif ou creux, avec ou sans circulation d'un fluide-de refroidissement, et en fonction des sollicitations thermiques et mécaniques auxquelles il est soumis. Il peut par exemple être avantageux de rapprocher plus ou moins les rainures irculai- res dans les zones les plus sollicitées ou dlutiliser un rainurage hélicoïdal à pas variable au lieu du pas uniforme représenté figure 1. REVENDICATIONS 1 - Rouleau de guidage et de soutien à surface lisse pour installation de coulée continue, caractérisé en ce que sa surface comporte des rainures qui sont garnies d'un matériau les remplissant complètement tout m laissant subsister dans la zone superficielle du rouleau des discontinuités libérant les tensions dans cette zone 2 - Rouleau selon là revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs rainures hélicoïdales dans chacune desquelles est logé un profilé de même section que la rainure et dont les extrémités sont fixées au rouleau en dehors de sa surface utile 3 - Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont remplies d'une masse de particules métalliques agglomérées dont l'adhérence aux parois des rainures est faible. 4 - Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont obturées par des cordons d'un métal apporté par soudage et qui comportent une fissure longitudinale intéressant toute leur épaisseur, et un espace est ménagé entre les cordons et le fond des rainures. 5 - Procédé de fabrication d'un rouleau conforme à la revendica tion 2, caractérisé en ce que le profilé est enroulé à chaud dans la rainure respective et ses extrémités sont fixées au rouleau de telle sorte que ses spires soient serrées sur le fond de la rainure après refroidissement, et la surface du rouleau est ensuite usinée. 6 - Procédé de fabrication d'un rouleau conforme à la reendication 3, caractérisé en ce que les rainures sont remplies par projection à chaud de particules métalliques et la surface du rouleau est ensuite usinée. 7 - Procédé de fabrication d'un rouleau conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le fond des rainures est garni d'un flux solide de soudage, puis les rainures sont obturées par rechargement au moyen de soudure fissurante et la surface du rouleau est ensuite usinée.