Brevet FR2343537A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne les rouleaux à refroidissement interne, notamment pour installations de coulée continue. On sait qu'en coulée continue, les rouleaux formant un corset de guidage du produit coulé sont soumis à d'importantes contraintes thermiques en raison de la température élevée du produit å la sortie de la lingotière. En vue d'assurer leur bonne tenue de façon prolongée, il est avantageux de procéder au refroidissement de ces rouleaux. Le refroidissement est habituellement effectué par voie externe ou par voie interne. Il peut également être effectué en combinant ces deux méthodes. Toutefois, la méthode par refroidissement interne est souvent préférée par suite des avantages techniques qu'elle présente. Des rouleaux refroidis intérieurement existent depuis longtemps. Un rouleau connu comporte un noyau central entouré d'une enveloppe cylindrique, des canaux de refroidissement étant ame- nagés entre ces deux éléments. L'exécution de ces canaux exige un usinage délicat d'au moins un de ces éléments ainsi que d'au moins un tourillon du rouleau, ledit tourillon étant solidaire du noyau. La présente invention a surtout pour but d'éviter ces inconvénients. Elle vise essentiellement à réaliser un rouleau de structure simple et d'une fabrication économique. L'invention a pour objet un rouleau à refroidissement interne, notamment pour installation de coulée continue, constitué par un corps cylindrique muni de deux tourillons, ledit rouleau, comprenant au moins un conduit intérieur audit corps pour la circulation d'un fluide réfrigérant et des moyens d'amenée et d'évacuation de ce fluide, étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube qui est disposé dans un logement longitudinal du corps formant conduit intérieur et qui est raccordé à un collecteur traversant l'un des tourillons, ledit collecteur formant moyen d'amenée ou d'évacuation du fluide réfrigérant. Le collecteur est logé b l'intérieur d'un canal pratiqué dans le tourillon traversé par ledit collecteur, ledit canal formant moyen d'évacuation ou d'amenée du fluide réfrigérant. Le rouleau présente une pluralité de logements longitudinaux de forme cylindrique, régulièrement espacés, chaque logement recevant un tube particulier. Suivant une variante, le rouleau présente un logement longitudinal unique, de forme annulaire, et une pluralité de tubes régulièrement espacés à l'intérieur dudit logement. Suivant d'autres variantes, le rouleau présente un logement longitudinal unique, soit de forme annulaire, soit de forme cylindrique, et un tube unique disposé à l'intérieur de ce logement, coaxialement à celui-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tourillon traversé par le collecteur est rapporté par soudage sur le corps du rouleau. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication du rouleau suivant lequel on moule le corps cylindrique de manière à ce qu'il présente au moins un logement longitudinal, on positionne chaque tube à l'intérieur de son logement, et l'on fixe sur le corps un tourillon rapporté autour du collecteur sur lequel chaque tube est raccordé. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du rouleau suivant lequel on usine le corps cylindrique à partir d'une pièce pleine forgée, de manière à ce qu'il présente au moins un logement longitudinal, on positionne chaque tube à l'intérieur de son logement, et l'on fixe sur le corps un tourillon rapporté autour du collecteur sur lequel chaque tube est raccordé. Indépendamment du mode de réalisation des logements longitudinaux, chaque tube peut être fixé sur le tourillon rapporté, avant la mise en place de celui-ci. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant différentes formes de réalisation du rouleau données à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe axiale du rouleau à refroidissement interne suivant une première forme de l'invention. La figure 2 est une coupe transversale de ce rouleau. La figure 3 est une coupe transversale d'un rouleau analogue à celui représenté sur la figure 1, modifié suivant une deuxième forme de l'invention. La figure 4 est une vue en coupe axiale d'un rouleau à refroidissement interne suivant une troisième forme de l'invention. La figure 5 est une coupe transversale de ce rouleau. La figure 6 est une vue en coupe axiale d'un rouleau à refroidissement interne suivant une quatrième forme de l'invention. Les figures 7 et 8 sont des coupes transversales de ce rouleau. Sur les figures 1 et 2, on voit un rouleau constitué par un corps cylindrique 1 muni de deux tourillons, respectivement 5 et 6. Le corps 1 et le tourillon 5 ne forment qu'une seule pièce, tandis que le tourillon 6 est rapporté en 9 par soudage sur le corps 1. Un canal 3 est pratiqué axialement à travers le tourillon 6. Ce canal est obtenu par usinage du tourillon. Il peut également être obtenu par moulage dudit tourillon. Le corps 1 présente plusieurs logements longitudinaux, tels que 2, de forme cylindrique, qui sont régulièrement espacés autour de l'axe du rouleau, comme cela est visible sur la figure 2. Ces logements sont obtenus par forage d'une pièce pleine forgée, à partir de laquelle le corps 1 est réalisé. Les logements 2 peuvent également être obtenus par moulage du corps l. Dans chaque logement 2 est disposé un tube 4 qui occupe ledit logement sur la plus grande partie de sa longueur. Les différents tubes 4 sont raccordés à un collecteur 7 disposé coaxialement à llinté- rieur du canal 3. L'ensemble formé par les tubes 4 et leur collecteur 7, après avoir été mis en position, est fixé par un moyen quelconque sur un support 8, solidaire du corps 1 et disposé axialement.Le tourillon 6 peut alors être mis en place autour du collecteur 7 avant d'être soudé en 9 sur le corps 1 du rouleau. Un fluide réfrigérant, eau par exemple, est introduit dans le corps 1 du rouleau par le canal 3 formant moyen d'amenée. L'veau circule dans l'espace annulaire dudit canal entourant le collecteur 7. Elle parcourt ensuite les conduits intérieurs formés par les différents logements 2. Arrivée au fod d'un logement 2, l'eau pénètre dans le tube 4 de ce logement. Le collecteur 7 reçoit l'eau sortant des différents tubes 4, et forme moyen d'évacuation. Des pompes, non représentées, assurent la circulation de l'eau entre le canal 3 et le collecteur de sortie 7. La circulation de l'eau pourrait, bien entendu, être inversée, le collecteur 7 devenant un collecteur d'entrée qui forme moyen d'amenée, et le canal 3 devenant un moyen d'évacuation. Sur la figure 3, on a représenté un rouleau dont le corps 1 présente un logement longitudinal 2 unique, de forme annulaire. Plusieurs tubes 4 sont disposés à l'intérieur de ce logement. Les tubes 4 sont régulièrement espacés autour de l'axe du rouleau. En vue axiale, cette variante de réalisation ne se distingue pas de la précédente. L'eau de refroidissement introduite par le canal 3, comme précédemment indiqué, parcourt le conduit intérieur formé par le logement 2 de forme annulaire. Arrivée au fond dudit logement, elle pénètre dans les différents tubes 4 et elle est ensuite évacuée par le collecteur 7. La circulation de l'eau, assurée comme dans le cas de l'exemple qui précède, pourrait également être inversée. Sur les figures 4 et 5, on voit un rouleau dont le corps 1 présente un logement longitudinal unique 2 semblable à celui illustré sur la figure 3. Un tube 4 unique, coaxial au logemment 2, est disposé à l'intérieur de l'espace annulaire de celui-ci. Le tube 4 présente une paroi d'extrémité 10 sur laquelle est branché le collecteur 7. L'ensemble formé par le tube 4 et son collecteur 7 est fixé au corps 1 au moyen du support 8. Ce dernier est muni de rainures, telles que 8t, autorisant la circulation de l'eau de refroidissement0 L'eau est introduite par le canal 3 du tourillon 6, le long de l'espace annulaire dudit canal entourant le collecteur 7.Elle parcourt un premier conduit intérieur défini par l'espace annulaire compris entre la paroi externe du tube 4 et celle du logement 2, puis un deuxième conduit intérieur défini par l'espace annulaire compris entre. la paroi interne du tube 4 et celle du logement 2. A la sortie de ce deuxième conduit intérieur, elle pénètre dans le collecteur 7 à travers -les rainures 8' du support 8, ledit collecteur assurant son évacuation. Comme dans le cas des figures précédentes, la circulation de l'eau, assurée par des moyens analogues, pourrait être inversée. Le collecteur 7 devient alors un collecteur d'entrée formant moyen d'amenée et le canal 3 forme alors moyen d'évacua- tion. Sur les figures 6, 7 et 8, on voit un rouleau dont le corps 1 présente un logement longitudinal unique 2, de forme cylindrique. Un tube 4 unique est disposé coaxialement à l'inté- rieur de ce logement. Le tube 4 est muni, au voisinage de son extrémité située du côté du tourillon 6, d'une paroi 10 sur la quelle le collecteur 7 vient se brancher. L'ensemble formé par le tube 4 et son collecteur 7 est fixé en 8 par soudage au tourillon 6. Le tube 4 comporte une pluralité de trous radiaux, tels que 8', autorisant la circulation de l'eau de refroidissement entre le logement 2 et le canal 3. La circulation s'effectue dans des conditions analogues à celles qui ont été précédemment définies. Bien que l'invention ait été décrite en référence à différentes formes de réalisation, il va de soi qu'elle n"y est en rien limitée et que des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son domaine. Les logements longitudinaux du corps du rouleau pourront être réalisés par usinage d'une pièce pleine forgée, notamment par forage, perçage ou trépannage. La nature des matériaux utilisés pourra varier suivant les cas d'application et suivant le procédé de fabrication adopté. Le corps 1 sera avantageusement réalisé en fonte ou en acier. On pourra également faire appel à un fluide réfrigérant de nature quelconque, différent de l'eau. Les dispositions décrites et illustrées sur les figures pourraient, bien entendu, être appliquées à la réalisation de rouleaux chauffants. REVENDICATIONS 1 - Rouleau à refroidissement interne, notamment pour installation de coulée continue, constitué par un corps cylindrique muni de deux tourillons, ledit rouleau, comprenant au moins un conduit intérieur audit corps pour la circulation d'un fluide réfrigérant et des moyens d'amenée et d'évacuation de ce fluide, étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube qui est disposé dans un logement longitudinal du corps formant conduit intérieur et qui est raccordé à un collecteur traversant l'un des tourillons, ledit collecteur formant moyen d'amenée ou d'évacuation du fluide réfrigérant. 2 - Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur est logé à l'intérieur d'un canal pratiqué dans le tourillon traversé par ledit collecteur, ledit canal formant moyen d'évacuation ou d'amenée du fluide réfrigérant. 3 - Rouleau suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente une pluralité de logements longitudinaux de forme cylindrique, régulièrement espacés, chaque logement recevant un tube particulier. 4 - Rouleau suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente un logement longitudinal unique, de forme annulaire, et une pluralité de tubes régulièrement espacés à l'intérieur dudit logement. 5 - Rouleau suivant l'une des revendications l ou 2, caractérisé en ce qu'il présente un logement longitudinal unique, de forme annulaire, et un tube unique disposé à l'intérieur de ce logement, coaxialement à celui-ci. 6 - Rouleau suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente un logement longitudinal unique, de forme cylindrique, et un tube unique disposé à l'intérieur de ce logement, coaxialement à celui-ci. 7 - Rouleau suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tourillon traversé par le collecteur est rapporté par soudage sur le corps du rouleau. 8 - Procédé de fabrication d'un rouleau suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on moule le corps cylindrique de manière à ce qu'il présente au moins un logement longitudinal, on positionne chaque tube à l'intérieur de son logement, et l'on fixe sur le corps un tourillon rapporté autour du collecteur sur lequel chaque tube est raccordé. 9 Procédé de fabrication d'un rouleau suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on usine le corps cylindrique à partir d'une pièce pleine forgée, de manière à ce qu'il présente au moins un logement longitudinal, on positionne chaque tube à l'intérieur de son logement, et l'on fixe sur le corps un tourillon rapporté autour du collecteur sur lequel chaque tube est raccordé. 10 - Procédé de fabrication d'un rouleau suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque tube est fixé sur le tourillon rapporté, avant la mise en place de celui-ci.