Brevet FR2373343A1 — publié le 19780707

La présente invention concerne une cage de guidage et de refroidissement de la brame dans une machine à coulée continue. Dans une machine à coulée continue, le métal en fusion est déversé dans un moule de refroidissement appelé lingotière et le métal est extrait en continu à la partie inférieure de ce moule alors qu'il n'est que superficiellement solidifié. Â la sortie du moule, la brame de métal passe dans une cage de guidage et de refroidissement comprenant généralement deux rangées opposées de rouleaux parallèles, Ce corset de rouleaux maintient le métal partiellement solidifié, jusqu'à ce que la solidification soit complètement effectuée. L'écartement entre les deux rangées de rouleaux doit être maintenu à une valeur bien déterminée en fonction de l'épaisseur du produit en cours de coulée. La cage doit résister aux efforts dAss à la pression ferro-statique du métal contenu à l'intérieur de la peau solidifiée dont la distance est faible0 Elle doit comporter également les moyens nécessaires pour adapter l'écartement des rou leaux à ltéventail de distensions des produits coulés Enfin il faut que l'écartement des rouleaux puisse passer à une valeur nettement supérieure à l'épaisseur mari du produit coulé afin de permettre éventuellement l'évacuatioa d'une brame entièrement solidifiée à la suite d'un incident quelconque de fonctionnement. On a connu tout d'abord, pour réaliser ces différentes fonctions, des cages à serrage mécanique. Ces cages avaient l'incon- vénient majeur de s'opposer à toute ouverture accidentelle des rouleaux pouvant résulter d'un incident de coulée et par lå de soumettre ceux-ci à des efforts importants pouvant dépasser leur limite de résistance. Dans la DÂS 1.286.699, les rouleaux mobiles peuvent être déplacés, lors du changement de format, par des vis darrSt réglables et par un mécanisme de déplacement hydraulique à vérin. Pendant la coulée, la traverse portant les rouleaux mobiles est appuyée sur les vis d'arr8t, le mécanisme de déplacement hydraulique étant hors fonction0 Les rouleaux ne sont donc pas protégés contre les surchar- ges dues à un incident de coulée. On a cherché à remédier aux inconvénients des cages à serrage mécanique et à cet effet on a utilisé des cages à serrage hy hydraulique, Une cage à serrage hydraulique comporte des rouleaux reposant par l'intermédiaire de leurs paliers sur un châssis fixe. Ce châssis est pourvu de montants qui servent au guidage d'un châssis mobile supportant des rouleaux par l'intermédiaire de paliers. Le mouvement du châssis mobile vers le châssis fixe est limité par des butées de manière que 11 écartement des rouleaux corresponde à lté- paisseur voulue de la brame. Des vérins sont montés directement entre le chtssis mobile et le chtssis fixe, de part et d'autre de la ligne de passage de la brame.Ces vérins tendent à maintenir le chts- sis mobile contre les butées et à maintenir ainsi les rouleaux mobiles en position, par rapport aux rouleaux. fixes. Les vérins sont maintenus sous une pression suffisante pour équilibrer les efforts dAs à la pression ferrostatique. La pression ne peut dépasser une valeur déterminée réglée par une soupape d'échappement tarée. En cas dtincident, le fluide contenu dans les vérins de serrage peut s'échapper par ladite soupape, ce qui permet de limiter les efforts exercées sur les rouleaux0 Dans une machine à serrage hydraulique, le nombre de vérins est élevé.La solution hydraulique est donc oné refuse, Par ailleurs, les efforts que doivent développer les vérins sont importants. La présente invention a pour objet une cage de guidage et de refroidissement de la brame dans laquelle le serrage des rouleaux mobiles par rapport aux rouleaux fixes est obtenu avec un nombre peu élevé de vérins tout en permettant éventuellement, lors d'un incident, l'écartement desdits rouleaux mobiles par rapport auxdits rou veaux fixes, L'invention permet d'obtenir des forces d'appui import tantes sur les butées d'arrêt des rouleaux mobiles en utilisant des vérins donnant des forces relativement modérées mais démultipliées par la solution mécanique adoptée. L'invention a également pour ob- jet un dispositif de commande oléopneumatique qui est associé à chaque vérin pour éliminer les vannes et tuyauteries sous forte pression et permettre une commande pneumatique.La partie hydraulique ne risque particulièrement pas d'engendrer des fuites et la commande pneumatique évite les risques de pollution et d'incendie. La cage de guidage selon l'invention comporte des traverses qui supportent chacune au moins un rouleau servant au guidage d'une face de la brame et qui sont susceptibles d'8tre déplacées par des vérins par rapport à des rouleaux de guidage de la face opposée de la brame, le déplacement desdites traverses vers lesdits rouleaux étant limité par des butées contre lesquelles lesdites traverses sont appliquées sous 11 action desdits vérins.Elle est caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux palonniers qui sont chacun articulés autour d'un axe fixe et sont réunis à une traverse par des articulations situées vers les extrémités opposées de cette traverse et par le fait que l'un au moins desdits vérins est monté parallèlement aux axes des rouleaux et est réuni par des articulations aux deux palonniers qui sont montés symétriquement par rapport à un plan médian perpendiculaire aux rouleaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les palon niers ont sensiblement une forme en équerre, les articulations avec la traverse étant situées entre les articulations fixes. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d' exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure i est une vue de la cage de guidage et de re froidissement conforme à l'invention, cette vue comportant une demivue extérieure et une demi-coupe parallèle aux rouleaux de cette cage. La figure 2 est une coupe selon I-I de la figure 1. La figure 3 est une coupe du système de commande d'un vé rin' de serrage de la cage, en position d'ouverture des rouleaux0 La figure 4 est une coupe du système précédent, en position de fermeture des rouleaux. La cage représentée sur les figures 1 et 2 sert au guidage et au refroidissement de la brame repérée te Cette cage comporte un bâti 2 constituant les parties fixes. Des rouleaux 3 fixes et rangés parallèlement sont montés, par l'intermédiaire de leurs paliers 4, sur le båti. Ces rouleaux fixes 3 épousent une des faces du couloir de guidage de la brame et servent donc au guidage d'une face de la brase 1. La cage comporte des rouleaux 5 mobiles qui sont rangés parallèlement aux rouleaux 3 et qui enveloppent une face de la braie 1. La brame 1 est enserrée entre les rouleaux 3 et 5 qui maintiennent les parois de la braie dont la partie centrale liquide est souw mise à une pression ferrostatique. La cage comporte des traverses 6. Chaque traverse 6 supporte, par des paliers 7, au moins un rouleau 5 servant au guidage d'une face de la brame. Chaque traverse est mobile par rapport aux rouleaux 3, suivant un plan perpendiculaire aux faces de la brame Le déplacement de chaque traverse vers les rouleaux 3 est limité par des butées fixes 21, solidaires du båti 2.Des épaulements 61 soli daires de la traverse peuvent s'appliquer contre les butées, par l'in termédiaire de cales amovibles 8 permettant de régler l'écartement entre les rouleaux 5 et 3. En fonctionnement normal, c'est-à-dire pendant la coulée, les traverses 6 sont appuyées entre les butées 21 qui définissent l'écartement entre les deux rangées de rouleaux. Chaque traverse 6 est assujettie à deux palonniers 9. alLa,- cmi des palonniers est monté sur le bâti 2 par une articulation 10, autour d'un axe 101 qui est perpendiculaire aux rouleaux et est sensiblement parallèle aux faces de la brase. Cette articulation est par exemple une articulation à chape classique comprenant un axe et une chape. Ce pourrait être une articulation à rotule. Les deux palonniers sont réunis par un vérin 12 qui est monté parallèlement aux ases des rouleaux. La tige 121 du vérin est accouplée à l1un des palonniers par une articulation 11 dont l'axe 111 est parallèle aux axes 101. Cette articulation peut être une articulation à chape classique. Le cylindre 122 du vérin est aceou- plé au second palonnier par une articulation 11, autour d'un axe 111 qui est parallèle aux axes 101. Cette articulation peut être une articulation à chape classique. Ltune au moins des articulations du vérin sur les palonniers est une articulation à rotule permettant un défaut de parallèlisme des axes 11. Les extrémités de la traverse 6 sont assujetties aux deux palonniers 9 par des liaisons permettant l'articulation de cette traverse par rapport aux palonniers. La liaison entre chaque extré- Mité de traverse et un palonnier comprend une bielle 15. Chaque bielle est liée par une articulation 13, autour d'un axe 131, à un palonnier et par une articulation 14, autour dtun axe 141, à la traverse 6. L'articulation 14 de chaque bielle 15 avec la traverse 6 est une articulation à rotule. Ainsi la traverse 6 peut osciller autour dtun axe 142 parallèle aux rouleaux. Les butées fixes 81 sont disposées par paires de part et d1autre d'un plan perpendiculaire aux rouleaux. Les deux butées disposées d'un côté de ce plan sont disposées de part et d'autre d'un plan parallèle aux rouleaux et plus précisément sont décalées paral lélement à l'axe longitudinal de la brame. L'oscillation de la traverse 8 autour de l'axe 142 permet aux épaulements de la traverse de s'appliquer correctement contre les butées t1. Chaque bielles 15 est guidée suivant un plan parallèle aux rouleaux et perpendiculaire aux faces de la braie. Ce guidage est assuré par des glissières 22 montées sur le bâti et disposées parallèlement aux rouleaux et perpendiculairement aux faces de la brame. Ces glissières sont associés par paire à une bielle. Chaque bielle est enserrée entre deux glissières 22 et peut coulisser Par défaut de montage, les glissières peuvent n'entre pas exactement perpendiculaires aux axes 101 et les articulations 13 sont de préférence des articulations à rotule. Les glissières 22 absorbent les efforts, parallèles à la brame, appliqués aux rouleaux 5. La liaison entre la traverse 6 et les palonniers 9 pourrait ttre assurée différemment, par exemple à l'aide de lumières. Les palonniers 9 sont montés symétriquement par rapport à un plan médian perpendiculaire aux rouleaux. Chacun des palonniers a une forme en équerre. Les articulations 13 avec la traverse 6 sont situées entre les articulations 10 avec le bâti. Ainsi lorsque la chambre- côté tige-du vérin est mise sous pression, les articulations 11 se rapprochent, les palonniers oscil- lent-, en sens inverse, par rapport au bâti, de la mtme valeur angulaire. Simultanément les bielles avancent vers les rouleaux 3. Le mouvement se poursuit jusqu'8 ce que la traverse 6 s'appuie sur les butées 21, directement ou par l'intermédiaire des cales 8 . On cons tate - donc que, pendant la coulée, le vérin 12 travaille de manière que la tige de ce vérin soit sons tension.La mise sous pression de la chambre, côté fond, du vérin 12 tend à écarter les rouleaux 5 par rapport aurrouleaur30 La distance b entre les articulations Il et 10 d'un palonnier est inférieure à la distance l entre les articulations 10 et 13 de ce mOme palonnier. Les palonniers ont donc un effet démultipli cateur. Chacun des vérins 12 est associé à un dispositif, repré- senté sur les figures 3 et 4, qui fait gavage lors des mouvements d'approche des rouleaux 5, faible pression, et fait multiplicateur de pression lorsque les traverses 6 sont appuyées contre les butées 21,pendant la coulée. Le dispositif de gavage et de mise en pression comporte un vérin de gavage à simple effet 16 qui est formé d'un cylindre 162 dans lequel peut coulisser avec étanchéité un piston 161. Il comporte d'autre part un cylindre 172 dans lequel peut coulisser avec étanchéité un piston 171. Le cylindre 172 communique en amont, par une ou plusieurs ouvertures 189 avec le cylindre 162 et communique en aval avec la chambre côté tige du vérin 12. Le vérin de gavage est alimenté par une arrivée de fluide moteur 163 de manière que la mise en pression détermine le déplacement du piston 161 vers les ouvertures 18. Un fluide hydraulique est contenu dans l'espace formé par la chambre 164 ménagée dans le cylindre 162,du c8té de l'extrémité du piston 171, par la chambre 173 formée à l'intérieur du cylindre 172 et en aval de celui-ci,par la chambre 125 formé à l'intérieur du cylindre 122, du ctd de la tige. Le fluide hydraulique contenu dans l'espace précédent est une graisse de consistance épaisse. Le piston 171 est manoeuvré par un vérin 19 constitué d'un cylindre 192 et d'un piston 191 solidaire du piston 171. Le vérin est alimenté par une arrivée de fluide moteur 193 de manière que la mise en pression détermine le déplacement du piston 171 dans le sens provoquant la fermeture des ouvertures 18. Le piston 123 du vérin 12 est manoeuvré d'un côté par le fluide hydraulique baignant une face du piston 161 et l'extrémité du piston 171 et de 11 autre c8té par un fluide moteur qui arrive dans la chambre-c8td fond-par une arrivée 124. Le fonctionnement du dispositif va maintenant Store expliqué. Lorsque les rouleaux 5 et 3 sont éloignées, la tige 121 du vérin 12 est sortie, conformément à la figure 3. La chambre-a8té fond-du vérin 12 est alors sous pression. le piston 161 est éloigné des ouvertures 18 et le piston 171 est positionné de manière que son extrémité dégage lesdites ouvertures 18. Les arrivées 163 et 193 ne sont pas sous pression0 Lorsque l'on veut rapprocher les rouleaux 5 et les rouleaux 3, la chambre. côté arrivée 163 du vérin 16 est mise sous pression. Le piston 161 se déplace vers les ouvertures 18 et le piston 123 se déplace de manière que la tige 121 rentre dans le cylindre 122. Le piston 161 a un diamètre D important de manière à déplacer beaucoup de graisse avec un faible déplacement. la traverse 6 est alors en appui contre les butées 21. Le vérin 19 est mis sous pression par l'arrive 1930 Le piston 191 dé- place le piston 171 dont le diamètre d est faible Le piston 171 forme clapet et ferme les ouvertures 18. En continuant sa course le piston 171 fait monter la pression du fluide contenu entre son ex-trémité et le piston 123. Le diamètre d étant plus faible que le diamètre D1 du piston 191, le dispositif est fortement démultipli cafteur0 Le desserrage se fait par mise sous pression dela chambre -côtd fond-du vérin 12. Un vérin auxiliaire 20 peut tSre prévu en série pour augmenter lteffort de desserrage. Le fluide moteur alimentant les entrées 124, 163, 193 est de préférence de l'air comprimé. Le piston 161, le vérin 19 de manoeuvre du piston 171 et le piston 123 sont donc manoeuvrés par air comprimé. Dans le mode de réalisation représenté, le piston 161 de grand diamètre est coaxial au piston de petit diamètre 171 et au cylindre associé 172. Le piston 171 de petit diamètre passe au centre du piston 161 de grand diamètre qui a la forme d'une couronne. Le dispositif comporte une douille 2- qui forme le cylin- dre 172 et qui est percée d'une ou plusieurs ouvertures 18. Le piston 161 coulisse extérieurement avec étanchéité sur cette douille. Le piston 171 coulisse avec étanchéité dans la douille 23. Les vé- rins 16 et 19 sont séparés par une paroi qui entoure la douille. Le système à clapet par l'extrémité du piston 171 et par les ouvertures 18 pourrait ere réalisé différemment, par exemple à l'aide d'une bague anti-retour semblable à une bague montée à l'extrémité d'une vis-piston de machine à injecter les matières plastiques. il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et perfectionnements de détails de même qu'envisager ltemploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.- Cage de guidage de brame comportant : un bâti sur lequel sont montés des rouleaux ; des traverses qui supportent chacune au moins un rouleau de guidage et qui sont susceptibles d'être déplacées par des vérins, les déplace ment s desdites traverses étant limités par des butées fixes contre lesquelles lesdites traverses sont appliquées sous ltaction desdits vérins ; au moins deux palonniers qui sont montés à l'aide d'articulations sur le bâti et sont réunis par un desdits vérins par l'intermédiaire d'articulations, caractérisée par le fait que le vérin réunissant les deux palonniers est monté parallèlement aux axes des rouleaux et que les deux palonniers sont réunis à une dite traverse par l'intermédiaire d'articulations. 2.- Cage de guidage de brame selon la revendication 1, caractérisée par le fait que- les deux palonniers ont chacun sensiblement une forme en équerre, les articulations desdits palonniers avec la traverse étant situées entre les articulations desdits palonniers sur le bâti. 3.- Cage de guidage de brame selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chacun des palonniers est réuni par une articulation à une bielle qui est elle-même réunie à la traverse par une articulation. 4.- Cage de guidage de brame selon is revendications précédentes, caractérisée par le fait que les articulations des palonniers sur le bâti ont des axes perpendiculaires aux rouleaux. 5.- Cage de guidage de brame selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les articulations des bielles sur la traverse mobile sont des articulations à rotule. 6.- Cage de guidage de brame selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte, de part et d'autre d'un plan perpendiculaire aux rou leaug des butées décalées parallèlement à l'axe de la brame. 7.- Cage de guidage de brame selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de guidage rectiligne des bielles par rapport au bati. 8.- Cage de guidage de brame selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée par le fait que la distance entre ltarticulation d'un palon- nier sur le bâti et l'articulation dudit palonnier avec le vérin est supérieure à la distance entre ladite articulation sur le bâti et ltarticulation dudit palonnier avec une bielle. 9.- Cage de guidage de brame selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait quelle comporte d'une part un vérin de gavage à simple effet, formé d'un cylindre de grand diamètre dans lequel coulisse un piston, d'autre part un cylindre de faible diamètre communiquant en amont, par au moins une ouverture de communication, avec ledit cylindre de grand diamètre et en aval avec la chambre;; côte tige, du vérin monté entre les deux palonniers, d'autre part un piston qui est manoeuvré par un vérin à simple effet et est susceptible dans son déplacement de fermer la dite ouverture et de s'enfoncer avec étanchéité dans ledit cylindre de faible diamètre, un fluide hydraulique emplissant la chambre de grand diamètre le cylindre de petit diamètre et la chambre côté tige du vérin monté entre les deux palonniers. 10. - Cage de guidage de brame selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le cylindre de faible diamètre est coaxial au cylindre de grand diamètre, le piston de petit diamètre passant au centre du piston de grand diamètre qui a la forme d'une couronne. 11.- Cage de guidage de brame selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée par le fait que le fluide hydraulique est de la graisse et que le piston de grand diamètre, le vérin de manoeuvre du piston de petit diamètre et le piston du vérin monté entre les deux palonniers sont manoeuvrés par 11 air comprimé. 12.- Cage de guidage de brame selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 caractérisée par le fait quelle comporte une douille percée d'ouvertures sur laquelle coulisse le piston de grand diamètre et dans laquelle coulisse le piston de petit diamètre.