Brevet FR2421016A1 — publié le 19791026

La présente invention a trait à un procédé pour la circulation et la manutention des mannequins pour le démarrage de la coulée dans les Installations de coulée continue verticale de métal liquide, notamment d'acier. L'invention a également trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que pour démarrer une coulée continue de métal liquide tel que de l'acier, dans laquelle on introduit un jet de métal liquide dans un moule sans fond et on extrait à la partie inférieure du moule l'ébauche solidifiée, il est nécessaire de prévoir un mannequin dont l'extrémité supérieure obture temporairement le fond du moule, le mannequin étant abaissé progréssivement pour entrainer avec lui la barre ou ébauche solidifiée qui se forme au-dessus de lui. Dans ces installations connues le mannequin qui descend est pris en charge par les galets de guidage et les galets extracteurs, puis au cours de sa descente se trouve séparé d'avec l'ébauche par découpage ou sciage et le mannequin est ensuite reçu dans un basculeur qui l'amène de la position verticale à une position horizontale de rangement. Lorsque l'on désire démarrer une coulée il est nécessaire de ramener un mannequin en place et dans les installations de grande hauteur, notamment pour la coulée de l'acier on prévoit de remonter le mannequin en le ramenant en position verticale par le basculeur, le mannequin étant alors remonté vers le haut par les galets d'entrainement jusqu'à voir son extrémité supérieure pénétrer dans l'orifice inférieur du moule. Ce procédé présente un inconvénient sensible lorsque l'on effectue des coulées de diamètre relativement important, par exemple de 300mm. En effet, en raison de la durée importante nécessitée par la solidification, la barre en cours de solidification extraite au-dessous du moule descend à une faible vitesse par exemple 60cm par minute et, à la fin d'une coulée, il faut attendre que la barre soit complétement descendue puis basculée pour que l'accès soit libéré pour le mannequin. I1 en résulte pour des coulées de diamètre important des retards de l'ordre de trois quarts d'heure à une heure. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir, notamment pour des installations de coulée continue verticale d'acier liquide conduisant à des ébauches de grands diamètres, un procédé qui permette une mise place beaucoup plus rapide du mannequin et par conséquent un gain de temps appréciable, réduisant la durée séparant deux coulées consécutives. L'invention a pour objet un procédé de circulation de mannequin dans une installation de coulée continue verticale de métal liquide dans lequel on verse le métal liquide dans un moule sans fond situé sur une plateforme de coulée et on extrait à la partie inférieure l'ébauche ou barre en cours de solidification, caractérisé par le fait que l'on monte le mannequin dans une position verticale, depuis le sol de l'installation jusqu'audessus de la plateforme de coulée, l'on transfère ledit mannequin maintenu de préférence vertical au-dessus de la plateforme de coulée jusqu'en alignement axial avec le moule et au-dessus de celui-ci, que l'on introduit le mannequin par son extrémité inférieure dans le moule jusqu'à le mettre à la position voulue et qu'après le début de la coulée on sépare le mannequin d'avec l'ébauche pour le ramener dans une position verticale écartée de la ligne de coulée. Dans un mode de mise en oeuvre préféré le mannequin maintenu verticalement au-dessus de la plateforme est amené au-dessus du moule par un simple mouvement de translation. De préférence le mannequin lorsqu'il est séparé de l'ébauche après le début de la coulée se trouve basculé pour étre amené à l'horizontale puis éloigné de la ligne de coulée dans une position d'attente. De cette position le mannequin est alors ramené en position verticale dans un mouvement de basculement pour se dresser selon un axe vertical éloigné de la ligne de coulée, position dans laquelle on saisit l'extrémité supérieure du mannequin pour l'amener vers le haut au-dessus de la plateforme de coulée. 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 coulée verticale comprenant un moule sur une plateforme de coulée, des moyens d'extraction de la barre solidifiée au-dessous du moule, des moyens de tron çonnement, et un basculeur à la partie inférieure de la ligne de coulée, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un moyen pour élever un mannequin dans une position verticale depuis la base de l'installation jusqu'au-dessus de la plateforme à l'écart de la ligne de coulée et des moyens pour transférer le mannequin dans sa position verticale au-dessus de la plate forme en alignement avec l'axe du moule de coulée pour l'introduire dans ledit moule. Dans un mode de mise en oeuvre particulièrement préféré lesdits moyens comportent sur la plateforme un chariot muni de moyens de préhension de l'extrémité supérieure du mannequin, tel que par exemple un treuil ledit chariot étant lui-meme susceptible d'être translaté pour s'éloigner et se rapprocher du moule de coulée de façon à venir se disposer soit dans une position arrière dans laquelle la partie frontale dudit chariot, muni desdits moyens de préhension regarde la ligne géométrique verticale de remontée du mannequin soit dans une position avancée dans laquelle ladite face frontale regarde la ligne de coulée. De façon avantageuse le dispositif selon l'invention comporte également, à l'écart de la ligne de coulée, un basculeur de mannequin susceptible de ramener un mannequin depuis une position horizontale dans une position verticale en alignement avec la ligne géométrique du mannequin de façon à présenter l'extrémité supérieure du mannequin à un organe de préhension tel qu'un grappin ou crochet relié à un treuil porté par exemple par le chariot précité. Dans le cas, qui est le plus fréquent, d'installations de coulée comprenant plusieurs lignes parallèles et relativement rapprochées de coulée avec autant de moules le dispositif selon l'invention prévoit des moyens pour basculer le nombre correspondant de mannequins, remonter ces mannequins et les présenter, de préférence à l'aide d'un seul chariot permettant le transfert de la totalité des mannequins correspondant aux différents moules. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique représente une vue schématique en éléva tion d'une installation comportant un dispositif selon l'invention. En se référant au dessin on voit une installation de coulée continue d'acier liquide, par exemple une installation de coulée continue rotative comprenant une structure à étages avec un certain nombre d'étages intermédiaires 1, 2, 3, 4 et un plancher de coulée 5. Au-dessus du plancher de coulée 5 apparait l'ouver ture supérieure d'un moule de coulée continue 6 supporté par un caisson allongé 7 schématiquement représenté et contenant des moyens de refroidissement et des moyens d'extraction de la barre ou ébauche coulée. Axialement aligné au-dessous du caisson 7, dans la ligne de coulée, se trouve un basculeur d'un type quelconque 8 dont on voit la partie supérieure et qui peut pivoter entre la position verticale représentée sur le dessin et la position horizontale autour d'un axe 9. Entre le caisson 7 et le basculeur 8 se trouve un dispositif de tronçonnement non représenté. En fait l'installation selon le dessin comporte plusieurs lignes de coulée situées cote a côte et toutes identiques entre elles, espacées l'une de l'autre ; une seule ligne est visible sur le dessin, les autres étant cachées par elle. L'installation selon l'invention comporte, au-dessus du plancher de coulée, deux rails parallèles 10 dont on voit seulement celui de gauche pour un observateur placé sur le plancher de coulée 5 regardant la ligne de coulée et situé sur la partie gauche de la ligne de coulée sur la figure. Sur les deux rails 10 peut se déplacer un chariot transversal 11. Ce chariot présente des galets convenables 12 qui roulent sur les rails 10 (seuls les galets 12 roulant sur le rail de gauche ont été représentés en trait interrompu) ainsi que des galets 13 prenant appui sous les rails pour empêcher un basculement du chariot. Le chariot 11 supporte un certain nombre de dispositifs élévateurs, par exemple sous forme d'une petite grue ou treuil 14 situés côte a côte à savoir un par ligne de coulée avec un espacement correspondant au pas entre les lignes de coulée. Le chariot 11 peut en outre supporter divers accessoires nécessaires à la coulée, le chariot étant avancé jusqu'au voisinage des lignes de coulée pendant la coulée. Le dispositif comporte encore pour chaque ligne de coulée un dispositif redresseur de mannequin 15 constitué par exemple d'une goulotte articulée autour d'un axe horizontal 16 et pouvant en position horizontale, s'aligner avec la ligne de dégagement des tronçons d'ébauche hors du basculeur. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre de la façon suivante On suppose qu'un mannequin vient d'étre mis en place dans le moule 6, le mannequin se trouvant alors dans la position 17a dans laquelle sa partie supérieure 18 obture le fond du moule 6 et sa partie inférieure 19 est reçue entre les galets d'extraction du caisson 7. On commence alors la coulée et d'une façon classique le mannequin est lentement extrait vers le bas pendant que l'ébauche solidifiée se forme petit à petit. Lorsque le mannequin soudé par sa partie supérieure à l'ébauche, est descendu au-dessous de l'extracteur on sectionne l'ébauche juste au-dessus du mannequin et.le mannequin tombe dans le basculeur 8 en position verticale où il se trouve en position 17b. On effectue alors un basculement du mannequin 8 qui se retrouve à l'horizontale d'une façon classique et est alors extrait du basculeur pour se retrouver dans la position 17c. Le basculeur 8 peut alors à nouveau se redresser pour attendre le premier tronçon d'ébauche. Le mannequin dans sa position 17c repose ainsi dans la goulotte 15.La goulotte en position horizontale est alors redressée dans sa position verticale représentée sur la figure et le mannequin se trouve alors avoir la position 17d, position dans laquelle son extrémité supérieure 18 se trouve au-dessus d'un plancher intermédiaire 20 ce qui permet de changer ou préparer la tête du mannequin pour un démarrage de coulée ultérieure. Pendant ce temps la coulée continue. De préférence le mannequin reste dans cette position 17d jusqu'à la fin de la coulée. A la fin de la coulée le chariot 11 recule jusque dans la position îîa représentée en trait pointillé et la tête d'accrochage 21 du treuil est amenée au-dessus de l'axe géométrique vertical du mannequin dans sa position 17d. Le treuil est alors déroulé et la tête 21 descend verticalement en traversant un orifice 22 convenablement pratiqué dans le plancher de coulée 5 jusqu'à se retrouver au contact de la tête 18 du mannequin dans sa position 17d. On fixe alors le mannequin à la tête d'accrochage 21 et le treuil se réenroule extrayant le mannequin de la goulotte 15 et la faisant monter vers le haut jusque dans sa position représentée en 17e.Ensuite le chariot 11 est avancé et le mannequin se retrouve dans la position représentée en 17f, axialement aligné au-dessus de la ligne de coulée. I1 suffit alors de dérouler le treuil et l'extrémité inférieure 19 du mannequin pénètre dans le moule 6 jusqu'à ce que la tête 18 obture le fond du moule, l'ex- trémité inférieure 19 étant prise en charge par l'extracteur. Dans cette position représentée en 17a le mannequin se trouve alors immobile et l'on décroche la tête d'accrochage 21 que l'on remonte. Le dispositif est alors prêt pour une nouvelle coulée. Le procédé selon l'invention permet, dans les coulées de gros diamètres dans lesquelles la descente de l'ébauche solidifiée est extrêmement lente, un gain de temps entre deux coulées successives pouvant aller jusqu'à une demi-heure èt plus. On comprend que la disposition de la goulotte 15 nécessite la mise en place, lorsque la goulotte est en position verticale, de moyens tels que des galets pour supporter les tronçons d'ébauche évacués hors du basculeur en position horizontale. En variante la goulotte, au lieu de se trouver dans le plan vertical du basculeur pourrait être écartée de ce plan, des moyens tels que des bras pivotants pouvant alors transférer le mannequin depuis sa position 17c jusque dans la goulotte ; dans ce cas il faut prévoir des moyens au niveau du chariot 11 pour amener la tête d'accrochage du treuil en alignement vertical avec la goulotte redressée lorsque le chariot est en position îîa. De même la structure du treuil 14 pourrait être différente, le treuil 14 pouvant par exemple prendre le mannequin en charge à l'arrière du chariot 11, pour ramener le mannequin par dessus le chariot jusque dans la position frontale alignée avec l'axe de coulée. Différentes autres modifications de forme peuvent être apportées à l'invention sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de circulation de mannequin dans une installation de coulée continue verticale de métal liquide dans laquelle on verse le métal liquide dans un moule sans fond situé sur une plateforme de coulée et on extrait à la partie inférieure l'ébauche ou barre en cours de solidification, caractérisé par le fait que l'on monte le mannequin dans une position verticale, depuis le sol de l'installation jusqu'au-dessus de la plateforme de coulée, l'on transfère ledit mannequin au-dessus de la plateforme de coulée jusqu'en alignement axial avec le moule et au-dessus de celui-ci, l'on introduit le mannequin par son extrémité inférieure dans le moule jusqu'a le mettre à la position voulue de démarrage, et qu'après le début de la coulée on sépare le mannequin d'avec l'ébauche pour le ramener dans une position verticale écartée de la ligne de coulée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pendant le transfert du mannequin au-dessus de la plateforme on maintient le mannequin en position verticale. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le transfert du mannequin au-dessus de la plate forme est assuré par un simple mouvement de translation. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que lorsque le mannequin est séparé de l'ébauche après le début de la coulée il est basculé, puis évacué hors de la ligne de coulée. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le mannequin écarté de la ligne de coulée après extraction du basculeur est basculé pour être ramené dans une position verticale éloignée de la ligne de coulée. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait qu'il comporte, dans une installation de coulée verticale comprenant un moule sur une plateforme de coulée, des moyens d'extraction de la barre solidifiée au-dessous du moule des moyens de tronçonnement et un basculeur à la partie inférieure de la ligne de coulée, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un moyen pour élever un mannequin dans une position verticale depuis la base de l'installation jusqu'au-dessus de la plateforme à l'écart de la ligne de coulée et des moyens pour transférer le mannequin dans sa position verticale au-dessus de la plateforme en alignement avec l'axe de la ligne de coulée pour l'introduction dans le moule. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que lesdits moyens comportent sur la plateforme un chariot muni de moyens de préhension de l'extrémité supérieure de mannequin, ledit chariot étant lui-meme translaté pour s 'éloigner et se rapprocher du moule de coulée de façon à venir se disposer soit dans une position arrière dans laquelle la partie frontale dudit chariot munie des moyens de préhension regarde la ligne géométrique verticale de remontée du mannequin soit dans une position avancée dans laquelle ladite face frontale regarde la ligne de coulée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé par le fait qu'il comporte, à l'écart de la ligne de coulée un basculeur de mannequin susceptible de ramener un mannequin depuis une position horizontale dans une position verticale de façon à présenter l'extrémité supérieure du mannequin à un organe de préhension. 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait qu'il comporte une plateforme au niveau de l'extrémité supérieure du mannequin dans sa position verticale après rebasculement pour accéder à ladite tête dulmannequin.