Brevet FR2369039A1 — publié le 19780526

La présente invention a trait a un procédé d'extraction de barres d'installations de coulée continue de métal et notanment d'acier, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait qu'une installation de coulée continue verticale ou proche de la verticale comporte principalemen-t un moule sans fond énergiquement refroidi et dans lequel le métal liquide est déversé, des rampes d'arrosage pour refroidir énergiquement la barre en cours de solidification sortant du moule, divers moyens de guidage, et des moyens de tronçonnement de barre tels que des scies ou des chalumeaux susceptibles de se déplacer la vitesse d'extraction de la barre. En général de tels dispositifs, notamment pour la coulée de l'acier, comportent encore a la partie inférieure un basculeur recueillant les tronçons individuels l'un apres l'autre, et les basculant pour les amener dans une position horizontale où ils se trouvent délivrés. Dans les installations actuellement-connues, l'extraction de la barre s'effectue par un extracteur comprenant des galets prenant en charge la barre et entraînés par des moyens moteurs. De tels extracteurs présentent un certain nombre d'incon vénients. Tout d'abord, le montage des galets, la transmission du mouvement moteur et le moteur lui-meme sont- d'un encombrement ge- nant lorsque l'on veut réaliser plusieurs lignes de coulée paral lèles qui doivent être aussi proches les unes des autres que possible pour des raisons tenant a l'alimentation simultanée en métal liquide de la part d'un distributeur ou tundish.Par ailleurs, ces galets moteurs, qui doivent s'opposer au poids important de la barre doivent donc nécessairement s'appliquer contre la barre avec un effort suffisant, ce qui empêche de les appliquer en des niveaux relativement élevés, car la croûte solidifiée de la barre risque de ne pas etre suffisamment résistante. En outre, on sait que pour démarrer la coulée, il est nécessaire de mettre en place un mannequin, c'est-à-dire une fausse barre dont l'extrémité supérieure obture temporairement le fond du moule, et on comprend en conséquence que la longueur de cette fausse barre, et donc la difficulté de l'opération de démarrage, est d'autant plus importante que le dispositif extracteur est plus bas Ces inconvénients, et d'autres encore, se trouvent accrus dans le cas des procédés de coulée continue rotative dans lesquels la barre est amenée à tourner autour de son propre axe, et dans lesquels, par conséquent, il est nécessaire de prévoir un extracteur qui, tout en assurant une translation verticale de la barre, tourne autour de la barre pour assurer ce mouvement de rotation, et l'on est alors amené à des mécanismes extrêmement complexes, coûteux et difficiles d'entretien. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé d'extraction en continu de barres verticales, ou proches de la verticale, de coulée continue de métal liquide et notamment d'acier qui permette, si on le désire, d'appliquer l'effort d'extraction à un niveau supérieur, qui soit dsun prix de revient faible, d'un entretien économique et qui permette une régulation et uns adaptation facile à différentes conditions ou vitesse d'extraction. Le procédé selon l'invention permet en outre l'utilisation de mannequins de plus faible longueur et la construction d'une installation plus simple, plus facile à entretenir et moins onéreuse à réparer en cas de percée accidentelle du métal liquide. L'invention a pour objet un procédé d'extraction en continu de barres de coulée continue verticale ou proche de la verticale, procédé dans lequel on extrait en continu une barre métallique.-. sortant de la partie inférieure d'un moule de coulée continue, caractérisé par le fait que l'on fait defiler la barre devant des moyens dtinduction électro-magnétiquesprovoquant dans ladite barre une force tendant à s'opposer à la descente de la barre. De préférence, la barre reste guidée de façon à être maintenue dans une position axiale définie, par des galets de guidage d'un type en soi connu. Dans le cas d'un procédé de coulée continue rotative, la rotation de la barre peut être provoquée en utilisant d'une façon en soi sonnue des galets de guidage montés dans une cage rotative autour de l'axe de la barre par l'intermédiaire de moyens moteurs convenables. Cependant, dans une variante perfectionnée de l'invention, la rotation de la barre peut également être provoquée par des moyens d'induction électro-magnétiquesfonctionnant à la manière d'un moteur asynchrone dont la barre serait le rotor. Lesdits moyens électro-magnétiques qu'il s'agisse de l'extraction longitudinale ou de la rotation, sont alimentés en courant à des intensités et des voltages suffisants et des fréquences basses, de préférence de l'ordre de quelques Hertz L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte, dans une installation de roulée continue, des moyens inducteurs électro-magnétiques centrés par rapport à l'axe de la barre à une distance déterminée de la surface de la barre pour appliquer sur la barre une force tendant à s'opposer à sa descente. Lesdits moyens peuvent consister par exemple en une ou plusieurs bobines à induction entourant la barre avec un jeu suffisant pour permettre son passage. Toutefois, de préférence lesdits moyens comportent un ou des moteurs linéaires fixes devant lesquels défile la barre, lesdits moteurs étant de préférence montés pour un écartement réglable par rapport à la surface de la barre. Le dispositif comporte encore des moyens d'alimentation usuels en courant électrique de ces bobines ou moteurs. Ces moyens d'induction électro-magnétiques peuvent être disposés en un emplacement déterminé et de préférence à un niveau aussi élevé que possible, compte-tenu de l'épaisseur du métal solidifié à la partie périphérique de la barre. Ils peuvent cependant également être disposés en plusieurs unités axialement décalées les unes des autres pour appliquer en chaque emplacement un effort plus faible. Dans le cas d'un procédé de coulée continue rotative, le dispositif peut comporter des moyens classiques comprenant des galets mobiles supportés par une cage rotative autour de l'axe de la barre. Cependant, dans une forme de réalisation perfectionnée, le dispositif peut comprendre avantageusement un dispositif électro-magnétique analogue à un stator de moteur asynchrone pour provoquer la rotation de la barre. On comprend que dans ce cas tout contact entre la barre et les moyens d'extraction se trouve supprimé, et que effort, aussi bien d'extraction que de rotation, se trouve appliqué dans une zone beaucoup plus importante de la partie solidifiée de la barre, ce qui permet notamment de prévoir des moyens d'estraction une hauteur plus importante, Ir"est--dire plus près du moule. Il en résulte notaamcnt que le mannequin pour le début de la coulée peut avoir une longueur nettement inférieure.Il en résulte que la hauteur du basculeur qui se trouve situé à la partie inférieure de l'installation de coulée continue, hauteur déterminée par la - longueur du mannequin peut être moindre de sorte que le prix de revient de l'installation se trouve encore réduit. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 représente une vue schématique d'un second mode de mise en oeuvre de 11 invention. En se référant a la figure 1, on voit au'on a schémati- quemepltreprésenté un moule 1 de coulée continue rotative muni d'une paroi interne et d'un canal annulaire de refroidissement par eau. La barre d'acier 2 qui sort au-dessous du moule présente une trotte périphérique solidifiée relativement mince et un puits central de métal liquide s'étendant sur une assez grande profondeur. Cette barre defile tout daabord dans une zone 3 dans laquelle sont prévus des dispositifs de puiverisar on d'eau d'un type usuel (non représentés) qui refroidissent énergiquement la surface de la barre. La barre 2 est ensuite prise en charge par une lunette de guidage 4 présentant une pluralité de galets montés fous dans une cage tournante pour maintenir la barre bien centrée sur son axe. Ces lunettes étant d'un type classique, elles n'ont pas à être décrites plus en détail. La barre passe ensuite devant une zone 5 analogue à la zone 3 et présentant des moyens de pulvérisation d'eau de refroidissement puis passe devant des moteurs linéaires opposés deux à deux en croix et dont deux seulement 6, sont représentes. Ces moteurs sont alimentés en courant électrique à basse fréquence de l'ordre de 2 à 10 Hertz, et en fonction de l'alimentation, opposent à la descente de la barre une force plus ou moins grande qui, normalement est inférieure aux forces de pesanteur qui font descendre la barre mais qui peuvent être égales pour maintenir la barre dans une position verticale fixe ou même supérieures si on le désire. Pour une installation de coulée d'acier produisant des barres ayant un diamètre de 80 à 180 ms, la distance entre le moule 1 et les moteurs 6 peut être par exemple de l'ordre de 5 à 15 m. A une certaine distance au-dessous des moteurs 6, le dispositif comporte une lunette tournante 7 munie de galets convenables d'un type classique et entraînés en rotation autour de l'axe de la barre par un moteur 8. Cette lunette tournante provoque la rotation de la barre autour de son axe dans le sens de laflèche du dessin. Toutefois, ceci ne gêne pas l'effort appliqué par les moteurs 6 à la barre. On a encore représente sous la lunette 7 un équipage axialement coulissant 9 muni dtune scie déplaçable 10 pour effectuer le tronçonnement de la barre; cet équipage n'est pas décrit plus en détail étant d t un type également connu. Enfin, on a représenté à la partie inférieure des dessins, la portion supérieure du basculeur il susceptible de provoquer le basculement des tronçons réalisés par la scie 10. On se réfère à la figure 2. Dans cette forme de réalisation qui a trait également à un procédé de coulée continue rotative d'acier, on a représenté schématiquement dans la zone 5, un dispositif 12 analogue à un stator de moteur asynchrone, ce dispositif étant alimenté en courant à basse fréquence, de façon à exercer sur le rotor cons titué par la barre 2 des forces provoquant une rotation de cette barre dans le sens représenté par la flèche. Ce dispositif 12 peut etre avantageusement situé comme dans cet exemple, au-dessus des moteurs 6, car l'effort de rotation à appliquer à la barre est d'une façon générale inférieur à l'effort nécessaire pour assurer son extraction à la vitesse lente qui. correspond au débit d'alimentation. Bien entendu les moteurs 6 peuvent être remplacés par d'autres moyens d'induction électro-magnétiques, notamment par une ou plusieurs bobines d'induction dont la barre forme alors le noyau coulissant. Cependant, on préfère utiliser des moteurs plutot que des bobines, car il est alors plus facile de régler l'écartement entre les moteurs et la barre Bien que l'invention ait été décrite à propos dlune forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle ngy est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction en continu de barres de cou lée continue verticale ou proche de la verticale, dans lequel on extrait en continu une barre métallique sortant de la partie inférieure d'un moule de coulée continue, caractérisé par le fait que l'on fait défiler la barre devant des moyens d'induction électromagnétiques provoquant dans ladite barre une force tendant à s 'op- poser à la descente de la barre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on maintient la barre exactement guidée dans une position axiale définie. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que. l'on provoque la rotation de la barre autour de son axe à l'aide de galets montés dans une cage rotative autour de l'axe de la barre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on effectue la rotation de la barre autour de son axe par des moyens d'induction électromagnétiquesdu type moteur asynchrone. 5. Procédé selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on alimente lesdits moyens d'induction électro-magnétiquespar un courant à basse fréquence. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte, dans une installation de coulée continue, des moyens inducteurs électro-magnétiques centrés par rapport à l'axe de la barre à une distance déterminée de la surface de la barre pour appliquer sur la barre une force tendant à s'opposer à sa descente. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens comportent une ou plusieurs bobines à induction entourant la barre avec un jeu suffisant pour permettre son passage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens comportent un ou des moteurs linéaires fixes devant lesquels défile la barre. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moteurs linéaires sont montés sur un support pour un écartement réglable par rapport à la surface de la barre. 10 Dispositif selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'induc- tion électro-magnétiques sont localisés en un emplacement déterminé à un niveau élevé. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9; caractérisé par le fait que lesdits moyens dwinduc- tion électro-magnétiques sont disposes en plusieurs unités axialement décalées les unes des autres. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à il, pour un procédé de coulée continue rotative, carac- térisé par le fait qu'il comporte des galets mobiles supportes par une cage rotative autour de l'axe de la barre. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif électro-magnétique du type stator de moteur asynchrone entourant la barre pour provoquer sa rotation. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que ledit dispositif du type stator de moteur asynchrone est disposé au-dessus des moyens inducteurs.