Brevet FR2388619A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne un dispositif pour détecter les fissures dtun rouleau de coulée continue formé par un corps cylindrique en métal, notamment en fonte. Un rouleau de coulée continue est soumis a des contraintes sévères qui provoquent des fissures capables d'entraîner la rupture du rouleau Le contact entre le rouleau et le produit coulé à haute température induit, en effet, des contraintes thermiques de peau très élevées et il en résulte une fissuration superficielle du rouleau Au milieu du rouleau, où les contraintes mécaniques sont maximales, ces fissures se propagent par fatigue en flexion rotative jusqu'à rupture brutale du rouleau. Dans le cas d'un rouleau plein, il est très difficile de prévoir la rupture et des accidents graves peuvent ainsi se produire. Une solution connue consiste à forera dans l'axe du rouleau, un canal de circulation doleau. La fuite de l'eau hors du rouleau indique qu'une fissure est arrivée à sa phase ultime et constitue ainsi un signal d'alerte. Lorsque le rouleau est constitue par un matériau relativement fragile, fonte par exemple, une telle solution est inefficace, la rupture pouvant se produire avant que 1 t é- coulement de lteau ait pu etre constaté. De plus, la réalisation d'un canal s'étendant sur toute la longueur du rouleau est très coûteuse, alors que ltexécution d'un rouleau plein en fonte est économiquement très avantageuse. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients susmentionnés. Elle consiste essentiellement à détecter une fissure dangereuse au moyen d'un faisceau de tubes noyes dans le corps du rouleau lesdits tubes étant aménagés de telle sorte que l'un au moins d'entre eux soit rompu par la progression radiale de la fissure avant que cette dernière ait pu atteindre une profondeur importante. L'invention a plus précisément pour objet un dispositif pour détecter les fissures d'un rouleau de coulée continue formé par un corps cylindrique en métal, notamment en fonte, muni de deux tourillons, ledit dispositif étant caracterisé en ce qu'il est cons titué par un faisceau de tubes longitudinaux noyés par moulage dans le corps du rouleau, lesdits tubes étant alimentés en eau, et la partie médiane de chacun d'eux étant située sur la périphérie du corps cylindrique, à une distance de la surface de ce dernier correspondant à la profondeur d'une fissure à détecter, de telle sorte que la progression de ladite fissure provoque la rupture deux tube et la fuite de l'eau hors du rouleau. La distance des tubes à la surface du rouleau est fonction de la ténacité du materiau constituant le rouleau, c' est-à-dire de son aptitude à résister à la progression brutale drune fissure. Le faisceau comprend au moins trois tubes qui sont régulièrement répartis autour de l'axe du rouleau. Il peut etre muni de deux collecteurs raccordés aux extrémités des tubes et disposés axialement dans les deux tourillons du rouleau pour permettre une circulation d'eau dans les tubes. En variante, le faisceau peut comprendre un seul collecteur raccordé à une extrémité des tubes et relié à une source d'eau sous-pression, l'autre extrémité des tubes étant fermée ; dans ce cas, on peut détecter les fuites par la baisse de pression d'eau dans les tubes. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre exemple non liimitatif La figure 1 représente, en coupe axiale, un rouleau de coulée continue comprenant le dispositif de détection suivant l'invention. La figure 2 représente le rouleau en coupe transversale. La figure 3 est une vue de face du faisceau de tubes. La figure 4 en est une vue en bout. Sur les figures, on voit un rouleau de coulée continue formé par un corps cylindrique f en métal, fonte par exemple, muni de deux tourillons 2 et 3 venus de fonderie avec le corps 1 du rouleau Un faisceau 4 de tubes est noyé au moulage dans le corps cylindrique 1. Le faisceau 4 est constitué par trois tubes 5, 6 et 7 stétendant sur toute la longueur du rouleau et raccordés, à leurs extrémités, d'une part à un collecteur 8 dlarrivée d'eau et d'au- tre part à un collecteur 9 de sortie d'eaux Le collecteur 8 qui traverse axialement le tourillon 2, présente une plaque tubulaire d'extrémité 10 sur laquelle sont fixés les tubes 5, 6 et 7.Le collecteur 9, qui traverse axialement le tourillon 3, présente une plaque tubulaire d'extrémité Il sur laquelle sont fixés lesdits tubes. A partir de chaque plaque tubulaire, les tubes 5, 6 et 7 stécar- tent de l'axe A-B du faisceau 4 autour duquel ils sont régulièrement répartis à 1200. L'écartement maximal correspond à la partie médiane de chaque tube, de telle sorte que ladite partie médiane soit située sur la périphérie interne du corps cylindrique i, à une distance de sa surface qui est fonction de la ténacité du ma tériau constituant le rouleau. Lorsque cette profondeur est atteinte par la fissure, celle-ci provoque la rupture de llun au moins des trois tubes 5, 6 et 7. Cette rupture entraîne alors la fuite de liteau hors du rouleau. La disposition que l'on vient de décrire permet de détecter en temps utile les fissures dangereuses, plus particulièrement au milieu de la surface de travail, dans la partie médiane du rouleau. Cette détection s'effectue avantageusement entre deux opérations de coulée lorsque les rouleaux ne sont pas en service. L'écoulement de l'eau hors du rouleau permet alors de déceler qu'une fissure a atteint une profondeur dangereuse et le rouleau est immédiatement remplacé. Un dispositif conforme à l'invention est applicable à des rouleaux de grandes dimensions. il est prévu, par exemple, pour des rouleaux en fonte dont le diamètre est compris entre 200 et 500 mm et dont la longueur de la-surface de travail est comprise entre 1.000 et 2.500 mm. Dans le cas d'une telle application, le faisceau 4 peut être constitué par trois tubes de 30 mm. de diamètre raccordés à des collecteurs de 80 mm. de diamètre ; la distance minimale de chaque tube à la surface du rouleau sera de l'ordre de 60 mm. Bien que l'invention ait été décrite en référence à une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. Le faisceau 4 pourra éventuellement comprendre plus de trois tubes régulièrement répartis autour de 11 axe. Un minimum de trois tubes est indispensable pour assurer une détection des fissures dangereuses dans des conditions satisfaisantes. Suivant une variante de l'invention, le collecteur 9 est suppriméet les différents tubs du faisceau 4 sont fermés a leur extrémité voisine du tourillon 3. Une circulation d'eau peut éventuellement être établie dans chaque tube au moyen d'une tuyauterie d'amenée d'eau de faible diamètre pénétrant à l'intérieur dudit tube. L'eau est alors évacuée dans ltespace annulaire du tube qui entoure ladite tuyauterie. On pourra, bien entendu, remplacer l'un quelconque des moyens décrits par un moyen techniquement équivalent, L'invention couvre donc, outre l'exemple représenté, ses différentes variantes d'exécution possibles. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour détecter les fissures d'un rouleau de coulée continue formé par un corps cylindrique en métal, notamment en fonte, muni de deux tourillons, ledit dispositif étant carac térisé en ce qu'il est constitué par un faisceau de tubes lon gitudinaux noyés par moulage dans le corps du rouleau, lesdits tubes étant alimentés en eau, et la partie médiane de chacun d'eux étant située sur la périphérie du corps cylindrique, à une distance de la surface de ce dernier correspondant à la profondeur d'une fissure à détecter, de telle sorte que la progression de ladite fissure provoque la rupture d'un tube et la fuite de l'eau hors du rouleau. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes du faisceau sont disposés à intervalles réguliers autour de l'axe du rouleau. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caracté risé en ce que le faisceau de-tubes est muni d'un collecteur dtarrivée d'eau disposé axialement dans un tourillon du corps cylindrique. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications i ou 2, caractéZ risé en ce que le faisceau de tubes est muni d'un collecteur de sortie d'eau disposé axialement dans un tourillon du corps cylindrique. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications t à 4, caractéri sé en ce que le faisceau comprend trois tubes.