Brevet FR2358224A1 — publié le 19780210

L'invention concerne un dispositif d'extraction de la brame solidifiée à la sortie d'une machine de coulée continue de braies0 Dans les machines de coulée continue de brames, à la suite de la zone de refroidissement secondaire, la brame en cours de solidification ou dédà solidifiée à coeur est prise en charge par un dispositif qui a pour rOle, en particulier, d'extraire la braie de la machine de coulée continue et que l'on déeigne généralement sous le ici d'extracteur. Ces extracteurs comportent un bâti et un ensemble de rouleaux à axes horizontaux, certains, de ces rouleaux étant montée fous dans le bâti et loi autres étant motorisés. La brate paee, au cours de soa déplacement, entre Çgs rouleaux généralement disposés par paire l'un au dessus de l'autre. Ces rouleaux ont pour rCle de permettre la mise en place et l'extraction de la fausse braie au démarrage de la coulée , d'extraire la brame, de la décintrer et de supporter la partie solidifiée de la braie dans la zone où celle-ci n' est pas solidifiée à coeur, pour en liiiter les déformations provoquées par la pression ferrostatique qui lui est appliquée. I1 est particulièrement important de supporter la brame dans la zone ot elle-oi n'est pas solidifiée à coeur dans le cas oh la vitesse de coulée est importante, ce qui est le cas dans la plupart des installations récentes où la vitesse de coulée est telle que dans la zone où il est nécessaire de prévoir des rouleaux de guidage motorisés la brame n'est pas encore solidifiée à coeur. Les dispositifs dtextration connus actuellement présentent un certain nombre d'inconvénients dont les principaux sont le fait que les rouleaux ne peuvent autre montés et démontés rapidement, que leur structure est telle que le nombre d'éléments constitutifs est impor- tant ce qui complique les opérations d'entretien et que les réglages qu'il faut faire en fonctionnement sur les rouleaux ou au démarrage d'une opdration sont longs et difficiles à réaliser. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif d'extraction de la brame solidifiée à la sortie d'une machine de cou lée continue comportant un bSti fixe et des rouleaux montés rotatifs dans le bUti entre lesquels passe la brame en cours d'extraction pour son soutien et son entrainement, certains de ces rouleaux étant moteurs, dispositif qui permet un démontage rapide et facile des rouleaux dont l'entretien est grandement facilité par le fait de la standardisation d'un grand nombre d'éléments constitutifs de l'extrac- teur, ce dispositif permettant d'autre part un réglage de la position et de l'écartement des rouleaux extrimexent facile et rapide. Dans ce but, la machine comporte un bti qui se compose de deux montants parallèles en forme de peigne fixés sur un socle commun et disposés symétriquement par rapport b l'axe de coulée, de part et d'autre de la brame en déplacement et des éléments portant chacun deux rouleaux entre lesquels passe la brame qui sont disposés transversalement entre les deux montants du bSti et dans les interdents de ces montants, ces éléments comportant deux traverses perpendiculaires aux dents des montants portant chacune un rouleau et des dispositifs de traction et de poussée reliés aux extrémités de ltune au moins des deux traverses pour son maintien en appui sur le bSti par l'intermédiaire de cales permettant le réglage de la posi tion et de lc*tement des rouleaux. On va maintenant décrire, en se reportant aux figures jointes en annexe un mode de réalisation d'un extracteur suivant l'invention. Ta figure 1 représente une vue en élévation latérale d'une machine de coulée continue munie d'un extracteur suivant l'invention. La figure 2 représente dans une vue suivant Â de la figure 1, un ensemble de deux rouleaux fous et son cadre de soutien disposés à l'intérieur du bâti. La figure 5 représente dans une vue suivant B de la figure 1, un ensemble constitué par un rouleau moteur et un rouleau fou ainsi que le cadre de soutien de ces rouleaux disposés a' l'intérieur du bâti. La figure 4 représente suivant C de la figure 1 un élément moteur disposé à l'intérieur du btti dans la zone de décintrage de la brame comportant une traverse inférieure constituée par un rouleau de soutien. La figure 5 représente une vue suivant la flèche F de la figure 2. Sur la figure 1, on voit une installation de coulée continue comportant de façon classique une lingotière 1 et une zone de refroidissement secondaire 2 à la sortie de laquelle on obtient une brame entièrement ou partiellement solidifiée se déplaçant suivaat l'axe de coulée 4 grace aux efforts exercés par l'extracteur. L'extracteur 3 comporte un bUti fixe constitué par un 50- cle 5 et deux montants verticaux 6 disposés symétriquement par rapport à l'axe de coulée de part et d'autre de la brame en déplacement et fixés à leur partie inférieure sur le socle 5. Les montants 6 verticaux sont constitués par un ensemble de dents de peigne 7 ménageant entre elles des espaces 8 à l'intérieur desquels sont disposés des éléments comportant les rouleaux de l'extracteur qui seront dé crits en se reportant aux figures 2 à 5. Les éléments disposés dans les interdents 8 peuvent comprendre un rouleau moteur ou au contraire être équipés uniquement de rouleaux foui. Sur la figure 2 est représenté un élément équipé de rouleaux foui disposés transversalement entre les deux montants 6 à l'intérieur d'un interdent 8, la figure 5 étant une vuesuivant F de la figure 2. L'élément représenté à la figure 2 comporte une poutre supérieure 11 portant un rouleau 12 par l'intermédiaire de paliers 13 fixés rigidement sur la poutre Il et une poutre inférieure 14 por taist un rouleau 15 par l'intermédiaire de paliers 16 fixés rigidement sur la poutre 14.Les rouleaux 12 et 15 sont espacés de façon à lais; ser le passage à la brame 10 tout en assurant son guidage et son sou- tien, Loi extrémités des poutres Il et 14 sont réunies par des dispositifs de traction constitués par des vérins 17 que l'on a repréneités en coupe, dont le corps est en appui sur la face inférieure de la poutre 14 par l'intermédiaire de portées sphériques 23 et dont les tiges 18 passant dans une lumière ménagée à l'intérieur de la poutre 14 sont réunies à un attelage 19 solidaire de la poutre 11 par l'interiédiaire l'articulations 20.Les poutres 11 et 14 comportent également des crochets 21 et 22 respectivement, les crocheta 21 et 22 permettent le soulèvement des poutres 11 et 14 par un pont roulant par exemple. Loi montants 6 du bZti 5 sont constitués par un ensemble de dents 26 ménageant entre elles dans la direction perpendicllaire au plan de la figure 2 des interdents de largeur un peu supérieure à l'épaisseur des poutres Il et 14 qai doivent pouvoir s'intercaler librement dans ces interdents, tout en étant guidées parfaitement par les surfaces internes disposées on vis-à-vis de deux dents consé- cutines limitant l'interdent. Chacune des denti possède des encoches dans lesquelles sont fixées des traverses 27, démontables. La poutre supérieure Il repose sur les traverses 27 par l'intermédiaire de cales 28. D'autres cales 29 sont interposées entre la poutre 14 et les traverses 27 et servent de butées à la poutre 14 lorsqu'elle est tirée vers le haut par les vérins 17 dont les tiges 18 sont reliées aux attelages 19 solidaires de la poutre 11. On comprend que l'élément qui vient d'erre décrit est maintenu à l'intérieur de l'interdent de largeur très peu supérieure à 11 épaisseur des poutres 11 et 14 grâce aux efforts exercés par les vérins 17 qui tendent à rapprocher l'une ae l'autre les poutres Il et 14 qui sont en appui sur des cales portées par les traverses 27 fixées sur les montants verticaux du bâti. La figure 3 représente un élément qui ne diffère de l'élément qui vient d'être décrit que par le fait que le rouleau supérieur 12 est réuni par l'intermédiaire de son axe et d'un manchon d'accouplement 31 à un moteur non représenté et que les cales 28 de la figure 2 sont remplacées par des vérins 37 dont les tiges 38 viennent en appui par leur extrémité sur des cales 34 en appui sur les pièces d'attelage 19. Les rouleaux motorisés tels que le rouleau 12 représenté à la figure 3 doivent pouvoir- transmettre à la brame un effort nécessaire à son extraction.Cet effort d'extraction est transmis du moteur à la brame par l'effort de frottement s'eserçant.entre le -rou- leau et la brame. l'effort d'extraction transmissible est donc sensiblement proportlonnel à l'effort d'application du rouleau moteur contre la brame. Cet effort d'application doit d'une part astre suffisant pour que l'effort d'extraction nécessaire puisse autre transmis par le rouleau et d'autre part être limité pour qu'il n'y ait pas réduction sensible de ltepaisseur de la brame par laminage. Enfin, il faut que les rouleaux motorisés puissent transmettre à la fausse brame les efforts nécessaires à sa mise en place et à son extraction. Or la-fausse brame peut eAtre d'épaisseur inférieure à celle de la brame. Le dispositif représenté à la figure 3 vise donc à obtenir un réglage de 11 effort d'application du rouleau moteur contre la brame. Si on se reporte à la figure 3, on voit que la brame 10 en cours d'extraction et de décintrage à l'intérieur de l'élément muni de rouleaux représenté subit de la part de ces rouleaux une force de pression produite par les vérins 17 reliés aux extrémités des poutres 11 et 14. Au départ de l'opération, on choisit l'épaisseur des cales 34 et 29 de telle sorte quelorsque la tige du vérin 37 est en pleine extension comme représenté à la figure 3, cette tige vienne en contact avec les cales 34 lorsque l'écartement des rouleaux est-égal à l'epaieseur nominale de la brame la position de la ligne de passe étant définie par l'épaisseur des cales 29 contre lesquelles la poutre inférieure 14 est en appui. Si l'on suppose que les chambres côté tige des vérins 17 sont alimentées à une pression ri, ces vérins exerçant une force FI et que les vérins 37 sont alimentés côté fond à une pression P2 créant une force F2, la force de pincement exercée sur la brame sera une fonction de F1 et F2. Dans le cas où l'écartement des rouleaux, nécessaire au passage de la brame, est inférieur ou égal à l'épaisseur nominale de la brame, l'extrémité de la tige du vérin 37 est en contact avec les cales 34 et la force de pincement qui s'exerce sur la brame est égale à la force exercée par les vérins 17 diminuée de la force exercée par les vérins 37 sur la poutre supérieure 11. Cette force est donc égale à 2 F1 - 2 F2.En effet, les forces qui s' exercent entre la poutre supérieure 11 et la poutre inférieure 14 sont alors la force de traction exercée par la tige des vérins 17, le corps de ce vérin étant en appui par l'intermédiaire des rotules 23 contre la poutre inférieure 14 elle-même en appui contre les cales 29 solidaires de la traverse 27 fixée au bGti, et la force exercée par les tiges des vérins 37 sur la poutre supérieure 11 par l'intermédiaire des cales 34 et de ltattelage 19, les corps des vérins 37 étant en appui contre la traverse 27 fixée au bâti. Si par contre l'épaisseur de la brame déterminant ltécarte- ment des rouleaux est supérieure à l'épaisseur nominale de cette brame, les tiges des vérins 37 ne sont plus en contact avec les cales 34 et la seule force qui s'exerce entre les traverses 11 et 14 est la force exercée par les vérins 17 c'est à dire la force 2 F1. Dans ce cas, la force qui s'exerce sur la brame est importante et il se produit un certain laminage de la brame qui est cependant sans inconvénient puisque le produit est dans ce cas trop épais. Par contre, dans le cas où l'épaisseur de la brame est inférieure à l'épaisseur nominale, il ne se produit aucune réduction d'épaisseur de cette brame puisque les forces du vérin Fl et F2 sont choisies de façon que la force 2F1 - 2F2 soit suffisante pour avoir un effet d'entrainement suffisant de la brame mais pour que cette force ne soit pas supérieure à la limite à partir de laquelle on aurait une réduction notable d'épaisseur de la brame. En particulier 2F1 - 2F2 est toujours inférieur ou égal à la force due à la pression ferrostatique du métal au centre de la brame. Dans le cas où la brame a tendance à s'écarter de son contact avec le rouleau inférieur, elle subit, un effort de décin trage2Z1 exercé par les vérins 17 sur le rouleau supérieur, la traverse supérieure n'étant plus en contact avec la tige du vérin 37. Dans le cas où c'est la fausse brame, d'épaisseur inférieure à la brame qui est en prise entre les rouleaux, l'effort de pincement sur cette fausse brame est égal à 2 PI - 2 F2 puisque la poutre supérieure est alors en appui sur l'extrémité de la tige du vérin 57 par l'intermédiaire des cales 34, la tige du vérin 37 étant en retrait dans le corps de ce vérin alimenté côté fond à la pression P2 d'une longueur égale à la différence entre l'épaisseur nominale de la brame et ltOpaisseur de la fausse brame, Dans ce cas, comme dans le cas d'une brame d'épaisseur inférieure ou égale à l'épaisseur nominale, 1' effort de pincement 2F1 - 2F2 est suffisant pour provoquer l'entraînement de la fausse brame quelle que soit l'épaisseur de cette fausse brame. Entre deux opérations de coulée, l'écartement des rouleaux peut autre amené à sa valeur maximale pour l'ouverture de la cage de l'extracteur par alimentation des vérins 17 côté fond aussi bien dans le cas d'une cage avec rouleaux fous comme représenté à la figure 2 que dans le cas d'une cage avec rouleaux moteurs comme représenté à la figure 3. Les corps des vérins 17 présentent des pièces d'appai 47 qui viennent alors reposer sur le châssis fixe, ces pièces d'appui supportant aussi bien la poutre supérieure par l'intermédiaire des tiges des vérins 17 et de la cha:bre de pression du vérin que la poutre inférieur 14 qui vient en repos sur les rotules 23 solidaires de la chambre du vérin 17. Le débattement existant entre les extrémités de la poutre inférieure 14 et les pièces 27 liées rigidement au btti fixe permet un réglage de la position de la ligne de passe gracie aux cales 29, dont on peut faire varier l'épaisseur. Dans le cas des rouleaux non moteurs représentés à la figure 2, les cales 29 permettent de la même façon de régler la position de la ligne de passe. Dans le cas où les efforts qui s'exercent sur le rouleau inférieur sont très importants il peut être nécessaire de soutenir ce rouleau inférieur sont très importants il peut btre nécessaire de soutenir ce rouleau par un rouleau d'appui. Sur la figure 4, un tel rouleau d'appui 50 est fixé sur le socle 5 du btti fixe par l'interv médiaire dq paliers 51 qui permettent la rotation de ce rouleau autour d'un axe horizontal. ur les paliers 51 sont fixés rigidement des supports 52 portant les paliers 53 du rouleau inférieur 55. Lié- paisseur de ces supports étant réglée de sorte que le rouleau 55 soit effectivement porté par le rouleau 50. Entre les paliers 51 et le bâ- ti 5, sont disposées des cales 54 permettant le réglage- de la ligne de passe. Un élément (ou module) tel que représenté à la figure 4 peut être disposé dans la zone de décintrage à l'entrée de l'extracteur et le montage de la traverse supérieure portant le rouleau moteur 57 sur le bâti par -l'intermédiaire d'un vérin d'appui est identique au montage des traverses supérieures pour les modules comportant un rouleau moteur aéjà décrit en se référant à la figure 3. Dans ce cas, les vérins d'actionnement 61-dont la tige est reliée par l'intermédiaire d'une articulation 62 à l'attelage solidaire de la poutre supérieure 59 viennent en appui par l'intermédiaire d'une rotule 60 contre une pièce 61 fixée au båti fixe lorsque la chambre du vérin caté tige est alimentée en fluide sous pression. Un des avantages de l'extracteur modulaire qui vient d'être décrit est le fait qu'on peut démonter et remonter rapidement et facilement les rouleaux pour les changer en cas d'avarie ou pour l'entretien normal de l'installation, puisqu'il suffit de désaccoupler les tiges des vérins tels que 17 et 61 de la poutre supérieure, ces vérins venant alors reposer sur le bâti et de soulever à l'aide d'un pont roulant, par exemple, les poutres supérieures et inférieures grdce à leurs crochets 21 puis de remettre en place ces poutres munies de nouveaux rouleaux ou d'autres poutres spécialement préparées à cet effet et de rétablir la jonction entre la tige des vérins et la nouvelle poutre supérieure. La lumière ménagée dans la poutre inférieure permet le passage de la tige à l'intérieur de la poutre inférieure pour son dégagement vers le haut. Le fait que les éléments comprenant un rouleau supérieur et un rouleau inférieur entre lesquels passe la brame sont constitués d'un grand nombre de pièces identiques d'un élément ou module à un autre fait que le nombre de pièces de rechange nécessaire est assez faible et que l'entretien de l'installation est ainsi facilité. D'autre part, la réalisation sous forme de cadre des modules comportant les rouleaux de ltextracteur comme représenté aux figures 2 et 3 permet une répartition dans le cadre et les rouleaux eux-mêmes de l'effort de séparation que subissent les rouleaux du fait de la pression ferrostatique au moment de 11 extraction de la brame si bien que ces efforts dont la valeur est importante ne sont pas transmis au bâti de la machine. Dans le cas du rouleau représenté à la figure 4, en appui sur un rouleau supporté par le bâti fixe, il n'y a pas cet effet de rebouclage des efforts entre les rouleaux, bien entendu, mais ces modules avec rouleaux d'appui ne sont situés que dans la zone où la brame est décintre et cette absence, de rebouclage de l'effort ne nécessite qu'un renforcement local du btti. D'autre part, il est possible également dans ce cas d'obtenir un rebouclage de l'effort en prolongeant les paliers 51 dès rouleaux d'appui 50 par des éléments de poutre venant se guider dans les interdents du bdti et en faisant prendre appui à la partie su- périeure du corps des vérins 61 sur ces prolongements des supports 51, de sorte qu'on réalise à l'aide du rouleau 50 et de ses paliers 51 une poutre comparable à la poutre 14 en ce qui concerne sa liaison avec les vérins. il sera de meme possible, dans le cas d'une poutre inférieure constituée à laide d'un rouleau d'appui et de paliers portant des prolongements encastrés dans les interdents de deux montants, de réaliser un dispositif analogue à celui représenté figure 5, c'està-dire un dispositif dans lequel les prolongements des paliers s 'ap- puient par l'intermédiaire de cales 29 sur une traverse 27, et où la poutre supérieure s 'appuie sur cette traverse 27 par l'intermédiaire de cales 34 et d'un vérin 37. D'autres avantages du dispositif suivant l'invention se trouvent dans un réglage facilité de la ligne de passe grGee au système de cales solidaires du btti, de sorte que tous les rouleaux situés d'un même côté de la brame se trouvent mis en place afin de définir le trajet désiré pour la brame. D'autre part, le réglage de l'écartement des rouleaux est lui-même très facile et permet en particulier le guidage d'une fausse brame d'épaisseur différente de la brame. Un autre avantage du dispositif suivant l'invention est de pouvoir permettre le réglage de 11 effort d'application d'un rouleau moteur sur la brame de telle sorte que l'entraInement de cette brame soit efficace sans que la réduction d'épaisseur par laminage soit excessive. Enfin, la disposition des vérins hydrauliques tels que 17, qui sont les plus nombreux, est telle qu'une fuite dans le circuit hydraulique ne puisse en aucun cas titre dirigée vers la brame, et d'autre part, lors d'un changement de rouleaux, il nty a pas interventions sur les connexions hydrauliques reliant ces vérins au circuit puisque ces vérins restent en place-avec leurs connexions les reliant au circuit lorsqu'on effectue un changement des rouleaux sur le module correspondant. L'extracteur suivant l'invention peut comprendre concurremment des modules de la forme représentée aux figures 2, 3 et 4, les modules tels que représentés à la figure 4 étant utilisés dans la zone du décintrage ctest à dire dans la zone où la brame est redressée. Le nombre de modules comprenant des rouleaux moteurs par rapport au nombre de modules total ou au nombre de modules ne comprenant que des rouleaux fous pourra Outre déterminé en fonction des conditions d'exploitation de 11 extracteur. Le mode de réalisation qui vient d'autre décrit est nullement limitatif et on peut imaginer des modifications de points de détail sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'à la place des vérins 17 ou 61 on peut utiliser d'autres dispositifs de traction et de poussée pour exercer une force entre la traverse supérieure et la traverse inférieure. De même les vérins d'appui 37 de la poutre supérieure peuvent être remplacés par d'autres dispositifs de poussée. 'extracteur qui vient d'être décrit comportait un ensemble de rouleaux supérieurs et de rouleaux inférieurs pour l'entraînement de la brame disposés les uns au-dessus des autres de part et d'autre de la brame, le bâti fixe étant en position verticale ou pratiquement vertige sur toute la longueur de 11 extracteur, le trajet de la brame étant pratiquement horizontal, cependant il est possible d'imaginer ltutilisation d'un extracteuqf3uivant l'invention pour le guidage, le décintrage, l'extraction ou le support de la brame dans une partie non horizontale de son trajet. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'extraction de la brame solidifiée à la sortie d'une machine de coulée continue de brames comportant un bti fixe et des rouleaux montés rotatifs dans le bâti entre lesquels passe la brame en cours d'extraction pour son soutien et son--entrai- nement, certains de ces rouleaux étant moteurs, caractérisé par le fait que le bâti se compose de deux montants parallèles en forme de peigne fixés sur un socle commun et disposés symétriquement par rapport à l'axe de coulée perpendiculairement et de part et d'autre de la brame en déplacement et que des éléments portant chacun deux rouleaux entre lesquels passe la brame sont disposés transversalement entre les deux montants du bâti et dans les interdents de ces montants, ces éléments comportant deux traverses perpendiculaires aux dents des montants portant chacune un rouleau et des dispositifs de traction et de poussée reliés aux extrémités de l'une au moins des deux traverses glissant librement dans l'ieterdent du bâti pour son maintien en appui sur le bâti par l'intermédiaire de cales permettant le réglage de la position et de l'écartement des rouleaux. 2.- Dispositif d'extraction suivant la revendication I caractérisé par le fait qu'une partie au moins des éléments porteurs de rouleaux est réalisée sous la forme de cadres rectangulaires dont deux cavés sont constitués par les traverses portant les rouleaux et les deux autres côtés par des élément de traction reliés à des tiges de vérin permettant d'exercer entre les extrémités des traverses des forces tendant à les rapprocher, chacune. des poutres venant en appui sur le bâti par l'intermédiaire de cales. 3.- Dispositif d'extraction suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une partie des éléments porteurs de rouleaux dans la zone de décintrage de la brame comporte une traverse constituée par un rouleau fixé rotatif sur le bZti servant d'appui au rouleau d'extraction correspondant et que la deuxième traverse est constituée par une poutre se déplaçant librement dans l'inter- dont ieq etremte's sont àent du bâti reliées à une tige d'un verin dont le corps est en ers chacune sur le bSti. 4. Dispositif suivant la revendication 2 dans lequel une des traverses est constituée par un rouleau, formant appui pOurle rouleau porté par cette traverse, et par les paliers de ce rouleau d'appui portant des prolongements glissant librement dans l'interdent du bâti. 5.- Dispositif d'extraction suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que dans le cas des éléments comportant un rouleau moteur, l'une des traverses se déplaçant librement dans l'interdent du bftti vient en appui par liinteriédiaire de cales sur la tige d'un vérin du appui dont le corps est fixé sur le bâti, ce vérin d'appui étant alimenté de fa çon à exercer sur la traverse une force opposée à la force exercée par le moyen de traction et de poussée pour la mise en appui de la traverse.