Brevet FR2383733A1 — publié le 19781013

L'invention concerne un guide pour soutenir une barre coulée partiellement solidifiée dans une installation de coulée continue d'acier, comprenant plusieurs paires de rouleaux qui se suivent dans le sens de l'avance de la barre; les paliers d'au moins un rouleau étant disposés sur une traverse parallèle à l'axe longitudinal du rouleau qui est susceptible d'être serrée contre des butées déterminant la section de la barre et qui coopère à ses deux extrémités avec des leviers basculants articulés sur un montant faisant partie du bâti du guide et sur un dispositif de manoeuvre. Dans la coulée continue de barres d'acier, en particulier de barres sous forme de brames; les rouleaux de guidage, de cintrage et d'entratnement de la barre sont exposés, pendant la coulée a d'importantes sollicitations en ce qui concerne la résistance mécanique, la flexion, la tenue aux variations de température, la tenue à l'usure etc. En cas de perturbations, de percées, par exemple, il nFest généralement possible de faire sortir les brames du guide qu'après un refroidissement considérable et a I'état complètement solidifié. Les rouleaux sont alors souvent soumis à des efforts allant au-delà de leur charge limite prévue, ce qui provoque leur courbure ou leur rupture en bien des cas Pour augmenter la disponibilité d'installations de coulée continue, on remplace, dans le cadre de ltentretien préventif,des des éléments et/ou de rouleaux individuels du guide, il étant d'un intérêt particulier de pouvoir exécuter ces travaux d'entretien dans un temps aussi court que possible. Il est cependant important aussi de pouvoir remplacer des rouleaux défectueux aussi rapidement que possible dans le cas d'une perturbation. I1 est connu de serrer des rouleaux de guidage, de cintrage et dtentra4nement de la barre hydrauliquement contre la face de la barre de manière que, en cas de surcharge d'un rouleau par la barre, ce rouleau puisse stécarter en s'éloignant de la barre. Lors du montage et du déirontage de tels rouleaux, il faute suivant la construction du bâti du guide à rouleaux, soit enlever les vérins hydrauliques coopérant avec les paliers du rouleau en meme temps que ce dernier soit détacher les éléments de transmission de pression, qui sont reliés aux traverses portant les rouleaux pour les séparer des traverses. Ces deux constructions impliquent un long travail de démontage avec, généralemento une mauvaise accessibilité.De plus, l'équipement des rouleaux du guide pour machines destinées à la coulée continue de brames avec des dispositifs hydrauliques de protection contre les surcharges nécessite, dans des installations connues par rouleau, au moins un vérin hydraulique de chaque côté de la barre > de sorte que ces dispositifs de protection représentent un coût global considérable. On connaît également un guide pour soutenir et guider une barre coulée dans lequel des paliers de plusieurs rouleaux qui se suivent dans le sens de l'avance de la barre et qui sont situés d'un cté d'une voie définie par des rouleaux sont disposés sur des traverses parallèles aux axes longitudinaux des rouleaux. De telles traverses peuvent être serrées contre des butées déterminant l'épaisseur de la barre. A leurs deux extrémités, ces traverses présentent des surfaces d'appui qui coopèrent avec des leviers basculants articulés sur les deux côtés du montant faisant partie du bâti du guide. Ces leviers sont reliés, en vue de leur basculement, à des dispositifs de manoeuvre sous forme de broches filetées. Le mouvement du rouleau d'un tel guide perpendiculairement a la surface guidée de la barre doit être empêché pendant la coulée. Le guide comprend en outre des dispositifs qui évitent la transmission aux dispositifs de manoeuvre des efforts que la barre exerce sur les rouleaux. Ces rouleaux n'ont pas de protection contre les surcharges. La courbure et la rupture des rouleaux et I'endormagement ou la destruction de paliers par des surcharges ne sont donc pas a exclure. L'objet de l'invention est un guide qui assure une protection automatique des rouleaux contre les surcharges, dont la construction est simple et économique, qui nécessite tout au plus une source d'énergie par rouleau monté et soutenu dans le guide et qui permet en même temps des montages et des démontages simples des rouleaux. Selon l'invention, un guide tel que défini au début est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif de manoeuvre est formé d'un organe moteur qui relie les deux leviers basculants et produit une composante de force sensiblement parallèle aux axes des rouleaux sur les deux leviers et serrant la traverse élastiquement en direction de la barre contre les butées et qui permet que la traverse s'écarte automatiquement des butées lorsqu'une charge limite déterminée attribuée à la traverse est atteinte. Un guide selon l'invention réunit de façon particulièrement avantageuse les avantages combinés mentionnés dans l'avant-dernier paragraphe. La protection des rouleaux contre les surcharges assure la diminution de l'usure des rouleaux, Le guidage plus précis de la barre, entraînant a son tour l'amélioration de la qualité du produit, et la diminution des frais d'entretien. La solution selon l'invention assure en outre que les rouleaux peuvent titre montés et démontés rapidement et de façon simple parce que les organes moteurs, sous forme de vérins hydrauliques ou pneumatiques par exemple, restent reliés aux leviers basculants correspondants, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de déconnecter des tuyaux pour ces vérins. I1 en résulte un raccourcissement des travaux d'entretien sur l'installation de coulée continue. La conception simple et economique du guide selon l'invention se traduit en outre par une diminution considérable des organes moteurs ou sources d'énergie et par une réduction correspondante des conduites d'arrivée et de sortie ou de retour. Un mode de réalisation de la liaison entre les leviers basculants et la traverse est caractérisé en ce que la traverse est pourvue de surfaces de glissement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du rouleau et coopérant avec des surfaces de pression prévues sur les leviers. L'angle entre les surfaces de glissement inclinées sur les traverses et l'axe longitudinal des rouleaux peut être choisi librement. On obtient une solution particulièrement-avantageuse, en ce qui concerne le triangle de forces qui resulte de cet angle, pour la force de serrage de l'organe moteur, agissant élastiquement, lorsque les surfaces de glissement inclinées forment un angle de 450 par rapport a l'axe longitudinal des rouleaux. La résistance par frottement entre les surfaces de pression et les surfaces de glissement peut être diminuée et la réalisat;on des leviers basculants peut en même temps être simplifiée lorsque les leviers sont pourvus de galets presseurs. Dans certaines conditions, par exemple lorsqu'il faut faire sortir du guide d'une installation en arc des tronçons de barre courbes qui se sont refroidis à la suite d'une perturbation dans la coulée, il peut être nécessaire d'augmenter, de 200 à 500 mm par exemple, l'écart entre les plans de guidage opposés définis par les rouleaux situés de part et d'autre de la voie formée entre eux pour la barre coulée. Pour qu'unie telle opération soit réalisable avec les dispositifs disponibles, tels que leviers basculants traverse et galets presseurs, il est recommandé, selon l'invention, de doter la traverse de saiilies formant des crochets a la suite des surfaces de glissement inclinées. Les traverses portant deux ou davantage de rouleaux ne peuvent pas être empêchéésd'effectuer des mouvements de basculement. Les surfaces de glissement inclinées participent cependant également a ces mouvements. Pour que la pression spécifique entre les surfaces de glissement sur les traverses et les surfaces de pression des leviers basculants reste . constante , même en cas de basculement de la traverse, il est recommandé, selon l'invention, de prévoir les surfaces de glissement inclinées sur des patins qui sont articulés sur la traverse par des axes parallèles a l'axe longitudinal des rouleaux. La hauteur a laquelle la traverse peut être soulevée transversalement a l'axe longitudinal du rouleau ou des rouleaux est limitée par la course de l'organe moteur. Or > lors de perturbations, il peut etre avantageux de pouvoir écarter les rouleaux sur une distance supérieure à 100 uB par exemple par rapport è la barre coulée, sans que cela nécessite des travaux de démontage ou des organes moteurs ayant des courses aussi longues. Selon une autre caractéristique de l'invention, on obtient cette possibilité lorsque les surfaces de glissement inclinées sont suivies par des surfaces de glissement supplémentaires qui sont perpendiculaires a l'axe longitudinal des rouleaux. Un autre mode de réalisation de la liaison entre les leviers basculants et la traverse est caractérisé en ce que les leviers sont munis d'éléments presseurs qui coopèrent avec des surfaces d'appui disposées à peu près horizontalement sur la traverse. Une solution recommandée consiste å munir les leviers basculants d'éléments presseurs sphériques ou cylindriques. Cependant, afin que la pression spécifique sur les surfaces de pression et de glissement puisse rester faible, il peut être avantageux de munir les leviers basculants de supports articulés, sur lesquels sont montés, a la cardan, des éléments presseurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, la force que doit pouvoir développer l'organe moteur agissant élastiquement pour soutenir, cintrer, redresser et entraîner la barre coulée peut être diminuée lorsque le bras de levier effectif du levier basculant entre l'articulation sur le montant et l'appui sur la traverse est plus petit que le bras du levier effectif entre l'articulation sur le montant et l'articulation sur l'organe moteur. Grâce a cette mesure, les bâtis des guides, en particulier s'il s'agit d'installations pour la coulée continue de brames, peuvent être simplifiés encore davantage. Cette mesure permet en outre d'utiliser des organes moteurs plus petits ou, par exemple des pressions hydrauliques plus faibles, ca-e celles qui sont nécessaires dans le cas d'une installation hydraulique utilisant de l'eau comme fluide de pression. L'organe moteur peut être formé, par exemple, par n'importe quel amortisseur agissant élastiquement, par un cylindre rempli d'une masse ou d'une substance élastique, par un empilage de ressorts ou des éléments analogues, par exemple. Il est cependant avantageux d'utiliser un vérin hydraulique ou pneumatique comne organe moteur. Pour éviter des pertes de fluide de pression en cas d'utilisation d'une installation hydraulique avec de i'huile comme fluide de pression, il est possible, par exemple, de prévoir une installation hydraulique & convertisseur de pression et commande pneumatique. Le montage horizontal de lourds vérins hydrauliques peut provoquer, sur les garnitures d'étanchéité annulaires destinées à assurer l'étanchéité entre I'intérieur du cylindre et la tige de piston, une pression qui est répartie inégalement dans le sens de la circonférence de la garniture; ce qui se traduit par une usure irrégulière sur les garnitures et les tiges de piston. Ces inconvénients peuvent être supprimés lorsque les vérins sont articulés à peu près en leur centre de gravité aux leviers basculants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur -lesquels la figure 1 est une coupe verticale d'un guide selon l'invention , la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 la figure 4 est une coupe verticale partielle d'un guide selon un autre exemple de réalisation de l'invention la figure 5 montre encore un autre exemple d'un guide selon l'invention, partiellement en élévation et partiellement en coupe ; et la figure 6 est une coupe verticale partielle d'encore un autre exemple. Dans les figures 1 å 3, î désigne une brame partiellement solidifiée dans un guide de la ligne d'une installation de coulée continue d'acier. Le guide comprend un bâti dont fait partie un montant 2, sur lequel sont montés rotatifs, par des paliers 3, des rouleaux inférieurs 5. De tels rouleaux inférieurs peuvent cependant s'appuyer également sur le montant 2 par l'intermgdiaire de vérins à fluide de pression par exemple, lorsqu'on désire une suspension élastique des rouleaux. Sur le capté supérieur de la barre sont prévus des rouleaux 4 qui sont montés par l'intermédiaire de paliers 6 sur une traverse 8 qui est sensiblement parallèle å l'axe longitudinal 9 des rouleaux. Les rouleaux 5 ou 4 peuvent également être soutenus par trois ou davantage de paliers sur le montant 2 ou la traverse 8 s'il s'agit d'installations de coulée continue pour brames de très grande largeur. La traverse 8 est déplaçable le long de guides 11 disposés perpendiculairement à la surface guidée de la barre sur le montant 2. Les deux extrémités de la traverse 8 présentent, sur des patins 7 > des surfaces de glissement inclinées 12. Celles-ci coopèrent avec des leviers basculants 13 qui sont articulés par des axes 14 sur le montant 2. Les deux leviers 13 coopérant avec la traverse 8 sont reliés par un tirant 15 à un dispositif de manoeuvre qui est constitué dans cet exemple par un organe moteur 16 sous forme d'un vérin. L'organe moteur 16 relie les deux leviers 13 et produit sur eux une composante de force qui est essentiellement parallèle aux axes 9 des rouleaux. Chacun des leviers 13 est pourvu d'une pièce d'appui articulée 18 dont les surfaces de pression 19 coopèrent avec les surface de glissement 12 delta traverse 8. Les surfaces de glissement inclinées 12 forment un angle 21 de 450 avec l'axe longitudinal 9 des rouleaux. Les patins 7 sont articulés sur la traverse 8 par des axes 10 qui sont parallèles aux axes longitudinaux 9 des rouleaux.Ce montage articulé permet un ajustement automatique des patins par rapport aux surfaces de pression 19 lorsque la traverse 8 effectue un basculement dans le cas d'une surcharge de seulement l'un des rouleaux 4. Le guide décrit jusqu'ici fonctionne de la maniere suivante Par l'intermssdiaire des leviers basculants 13 et des pièces d'appui 18 > l'organe moteur 16 serre la traverse 8 élastiquement en direction de la barre et contre des butées 22. L'effort de soutien produit p.r 11 organe moteur sur les rouleaux 4 de la traverse est suffisant pour contenir la pression ferrostatique du coeur liquide de la barre 1.Lorsque, dans le cas d'une perturbation, par exemple, lors de l'évacuation d'une barre complètement solidifiée, des efforts plus importants sont exercés par la barre sur les rouleaux 4, c'est-à-dire également sur la traverse 8, l'organe moteur 16 permet, lorsque la charge atteint une limite de charge attribuée a la traverse 8, que cette traverse s'écarte automatiquement de la barre. Pendant un tel écartement, les pièces d'appui 18 glissent sur les surfaces inclinées 12, pendant que les leviers 13 tournent autour des axes 14, et la traverse 8 s'écarte des butées 22. Les rouleaux 4 sont ainsi protégés contre les surcharges. La surcharge disparue, la traverse 8 s'applique de nouveau contre les butées 22. La figure 2 montre que la traverse 8 porte deux rouleaux 4. La réalisation adéquate des surfaces de guidage 24 - coopérant avec les guides 11 - sur la traverse 8 permet à cette dernière de basculer, de manière que chacun des deux rouleaux 4 peut s'écarter indépenanent des butées 22 prévues pour lui. Pour le démontage des rouleaux 4, on fait tout d'abord basculer les deux leviers 13 vers l'extérieur au moyen du vérin 16. Après enlèvement d'un axe 25, le tirant-15 peut etre relevé à peu près à la verticale. La traverse 8 est maintenant dégagée et peut être soulevée hors du guide au moyen d'un pont roulant. Si désiré, les rouleaux inférieurs 5 peuvent être démontés ensuite. Le remontage s'effectue dans l'ordre inverse. La figure 4 représente une traverse 34 qui ne porte qu'un seul rouleau 4. La pièce d'appui 18 est remplacée ici par un galet presseur 30 sur le levier basculant 13. La traverse 34 possède par ailleurs, à la suite des surfaces de glissement inclinées 31, des saillies 33 formant des crochetas, dans lesquels peuvent s'engager les galets presseurs 30 pour soulever la traverse 34 lors du basculement des leviers 13 vers l'extérieur. La flèche 35 représente schématiquement un vérin à double effet. Lorsque le levier 13 de la figure 4 bascule vers la gauche autour de l'axe 14 par lequel ce levier est articulé sur le montant 2, le galet presseur 30 vient se placer sous la saillie 33 formant crochet et soulève la traverse 34. Lorsque le levier 13 bascule vers la droite) la traverse reprend appui sur la butée 22. Aux surfaces de glissement 31 se raccordent des surfaces de glissement supplémentaires 36 qui sont perpendiculaires à l'axe longitudinal 9 du rouleau. Lorsque la traverse 34 s'écarte suffisamment de la butée 22, par exemple sous l'effet d'une déformation de la barre coulée, le galet presseur 30 roule par l'arrondi 39 sur la surface 36. Les cotes 37 et 38 représentent schématiquement les deux bras de levier effectifs du levier 13 : entre l'articulation sur le montant 2 et le vérin représenté par la double flèche 35 ; et entre l'articulation sur le montant 2 et le galet presseur 30. La force devant être développée par le vérin 35 peut être choisie librement, à l'intérieur de limites fixées par la construction, par le choix approprié du rapport entre les deux bras de levier effectifs 37 et 38, afin de produire L'effort de serrage nécessaire pour une section de barre déterminée sur la traverse 34. A la place d'un vérin commandé par un fluide de pression et comprenant un cylindre avec un piston mobile à l'intérieur, il est possible aussi d'utiliser un organe moteur 16 agissant élastiquement qui est constitué par un ressort. La surface de glissement inclinée 12 peut dans ce cas être une surface courbe pour compenser la variation - résultant de la caractéristique élastique - de la force transmise par le ressort aux leviers basculants 13. I1 devient ainsi possible de produire avec un ressort également un effort de serrage régulier, tout au moins sur une première partie de la course de serrage à partir de la butée 22. La figure 5 représente une traverse 41, portant un seul ou plusieurs rouleaux 40, qui présente des surfaces d'appui 43 qui sont sensiblement parallèles à la surface guidée 42 de la barre. Les surfaces d'appui 43 coopèrent avec des éléments presseurs 44 fixés sur des leviers basculants 45. Les éléments presseurs 44 possèdent des surfaces de pression sphériques. I1 peuvent cependant avoir également une surface cylindrique par exemple. I1 est concevable encore que la surface d'appui 43 soit sphérique et que l'élément presseur 44 présente une surface de pression plane. Un vérin 47 commandé par un fluide de pression est suspendu en son centre de gravité au levier basculant 45'. Chacune des deux extrémités de la traverse 41 est pourvue d'un guide 48 glissant le long d'une glissière 49 prévue sur le montant 50 de la machine et orientée perpendiculairement à la surface guidée 42 de la barre. Pour la variation télécommandée de la section de la barre coulée, le guide de la figure 5 comprend un dispositif de reglage électrique qui commande, par l'intermédiaire d'un arbre cardan 52, un mécanisme 53 a vis sans fin. Un capteur inductif 55 est préw pour la commande de ce dispositif et pour le contrôle précis de la position de la traverse 41. La figure 6 représente un élément presseur 62 appliqué contre une traverse 63. Cet élément presseur est articulé a-la cardan sur un levier basculant 60 au moyen de deux axes 64 et 65 et par l'intermédiaire d'un support 61. Le dispositif de guidage qui vient d'être décrit peut être utilisé aussi bien dans la partie de refroidissement secondaire d'une installation de coulée continue que dans des appareils d'entratnement, de cintrage etjou de dressage. REVENDICATIONS 1. Guide pour soutenir une barre coulée partiellement soli du fiée dans une installation de coulée continue d'acier, comprenant plusieurs paires de rouleaux qui se suivent dans le sens de l'avance de la barre, les paliers dlau moins un rouleau étant disposés sur une traverse parallèle à l'axe longitudinal du rouleau qui est susceptible d'être serrée contre des butées déterminant la section de la barre et qui coopère à ses deux extrémités avec des leviers basculants articulés sur un montant faisant partie du bâti du guide et sur un dispositif de manoeuvre, caractérisé en ce que. le dispositif de manoeuvre est formé d1un organe moteur qui relie les deux leviers basculants et produit une composante de force sensiblement parallèle aux axes des rouleaux sur les deux leviers et serrant la traverse élastiquement en direction de la barre contre les butées et qui permet que la traverse s'écarte automatiquement des butées lorsqu'une charge limite déterminée attribuée à la traverse est atteinte. 2. Guide selon la revendication 1 > caractérisé en ce que la traverse est pourvue de surfaces de glissement inclinées par rapport à Itaxe longitudinal du rouleau ou des rouleaux et coopérant avec des surfaces de pression prévues sur les leviers. 3. Guide selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces de glissement forment un angle de 45 avec l'axe du rouleau ou des rouleaux. 4. Guide selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les leviers basculants sont munis de galets presseurs. 5. Guide selon l'une quelconque des revendications 2 4, caractérisé en ce que la traverse présente des saillies formant des crochets à la suite des surfaces de glissement inclinées. 6. Guide selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les surfaces de glissement inclinées sont prévues sur des patins qui sont articulés sur la traverse par des axes disposés parallèlement à l'axe longitudinal du rouleau ou des rouleaux. 7. Guide selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les surfaces de glissement inclinées sont suivies par des surfaces de glissement supplémentaires qui sont perpendiculaires à l'axe longitudinal du rouleau ou des rouleaux. 8. Guide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les leviers basculants sont munis d'éléments presseurs qui coopèrent avec des surfaces d'appui prévues sur la traverse et disposées à peu près parallèlement à la surface guidée de la barre. 9. Guide selon la revendication 8, caractérisé en ce que les leviers basculants sont munis d'éléments presseurs sphériques ou cylindriques. 10. Guide selon la revendication 8, caractérisé en ce que les leviers basculants sont munis d'éléments presseurs présentant des surfaces de pression et articulés à la cardan sur les leviers basculants. 11. Guide selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le bras de levier effectif du levier basculant entre l'articulation sur le montant et l'appui sur la traverse est plus petit que le bras de levier effectif entre l'articulation sur le montant et l'articulation sur l'organe moteur. 12. Guide selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe moteur est un vérin mu par un fluide de pression. 13. Guide selon la revendication 12, caractérisé en ce que le vérin est articulé à peu pres en son centre de gravité sur le levier basculant.