Brevet FR2456578A1 — publié le 19801212

L'invention a pour objet un dispositif de guidage du produit coulé dans une installation de coulée en continu. Les installations utilisées pour couler en continu des métaux et notamment de l'acier comprennent généralement un moule sans fond appelé lingotière dont les parole sont refroidies énergiquement de telle sorte que le produit sortant à la base de la lingotière soit constitué d'une croute de métal solidifié à l'intérieur duquel le métal reste liquide, le refroidissement étant achevé dans un dispositif de refroidissement secondaire qui, dans les installations modernes, sert également à guider le produit selon une ligne de coulée courbe de telle sorte que le produit coulé verticalement sorte de la machine en position horizontale. Entre la lingotière de coulée et la sortie de la zone de refroidissement secondaire, le produit métallique suit une ligne de coulée courbe maintenue entre deux lignes de rouleaux parallèles ménageant entre elles un passage pour le produit ; les rouleaux ont des axes horizontaux et leurs paliers sont montés sur les deux côtés d'un bâti de support, l'ensemble formant le dispositif de guidage et dé refroidissement secondaire appelé souvent "corset de guidage". Les rouleaux ont pour objet de maintenir en forme la peau solidifiée formée dans la lingotière et qui à elle seule ne serait pas assez résistante pour résister à la pression de métal liquide qu'elle contient, notamment au début de la zone de refroidissement secondaire. I1 en résulte que les rouleaux doivent avoir un écartement constant qui correspond à l'épaisseur de produit. Cependant, une installation de coulée continue doit pouvoir couler des produits de différentes dimensions et notamment de différentes épaisseurs. Il est possible généralement de régler les dimensions de la lingotière ou bien de changer la lingotière. De même, dans la zone placée directement à la sortie de la lingotière, le corset de guidage comprend généralement un élément séparé constitué de grilles ou de rouleaux de faible diamètre et très rapprochés de façon à assurer un maintien presque continu du produit dans cette zone où la croute solidifiée est très peu épaisse. Ce premier élément de refroidissement, en raison de ces dimensions relativement réduites, est interchangeable et l'on peut donc disposer d'un certain nombre d'éléments correspondant aux différentes épaisseurs que l'on désire couler. La suite du corset de guidage peut également être constituée d'une série d'éléments interchangeables.Cependant, s'il est utile d'avoir la possibilité de changer des éléments en cas d'avarie, on ne peut envisager d'effectuer un changement complet du corset de guidage chaque fois qu'il est nécessaire de changer ltépaisseur. C'est pourquoi, le bâti étant constitué d'une série de sections élémentaires consécutives portant chacune au moins une paire de rouleaux opposé s, chaque section est constituée par une partie fixe et une partie mobile portant respectivement les rouleaux de chaque ligne et la partie mobile est montée coulissante par rapport à la partie fixe, transversalement à la ligne de coulée, et associée à des moyens de déplacement transversal placés de chaque coté du produit et assurant le réglage de l'écartement entre les rouleaux avant la coulée et le maintien d'un écartement constant pendant la coulée. Cependant, si aucune précaution n'est prise, l'effort exercé par le produit sur les rouleaux peut devenir excessif et provoquer la rupture des rouleaux. Ainsi, en cas d'arrê de coulée, il est nécessaire de continuer à refroidir le métal et la peau solidifiée peut gonfler entre les rouleaux et prendre de l'épaisseur et donc de la résistance. Aussi, lorsque le produit ainsi refroidi sort de la zone de refroidissement secondaire, son passage entre les rouleaux risque de provoquer des efforts excessifs sur ceux-ci. I1 est donc avantageux que le dispositif maintenant ltécarte~ ment des rouleaux constant cède dès que l'effort de séparation atteint une valeur déterminée. Mais l'écartement des rouleaux doit varier aussi peu que possible lorsqu'on passe de l'état où les rouleaux ne supportent aucun effort à celui où s'exerce l'effort maximal. Dans ce but, les dispositifs de maintien des rouleaux peuvent être soumis à un effort de précontrainte supérieur à l'effort qui tend normalement à les écarter. Généralement, on utilise à cet effet, des vérins hydrauliques placés de chaque coté du produit et dont le corps est fixé sur la partie fixe de chaque section de bati et la tige sur la partie mobile ou inversement. Ces vérins peuvent tendre à resserrer les rouleaux les uns vers lea autres, le mouvement d'approche étant limité par des cales interposées entre les deux parties fixe et mobile du bâti. On peut ainsi obtenir l'effort de précontrainte recherché. Cependant, ces dispositifs présentent ltinconvénient de provoquer des fuites du fluide qui actionne les vérins et qui peut polluer 11 eau projetée sur les produits coulés pour les refroidir. Jusqu'à présent, pour éviter-ces inconvénients, an utilisait des dispositifs mécaniques assez compliqués et donc couteux. La présente invention a pour objet des dispositifs de maintien et de réglage de l'écartement des rouleaux permettant d'obtenir les résultats recherchés sans avoir les inconvénients des dispositifs connus. Selon l'invention, les moyens de déplacement transversal de la partie mobile de chaque section de bâti par rapport à la partie fixe comprennent, de chaque caté du produit, au moins un vérin mécanique constitué d'une tige filetée et d'un écrou reliés respectivement l'un à la partie fixe l'autre a' la partie mobile et d'un moyen d'entrainement en rotation de l'un de ces éléments, l'autre étant bloqué, et le serrage des deux parties du bâti contre les cales est assure par un vérin hydraulique à faible course dont un élément prend appui sur la partie du bâti reliée à la tige de déplacement et dont 1'autre élément sert d'appui à l'écrou, ledit vérin d'appui étant alimenté par un fluide à forte viscosite du genre graisse sous une pression susceptible de déterminer un effort de précontrainte de la tige dont la valeur est limitée par une soupape tarée placée sur le circuit d'alimentation dudit vérin d'appui. L' invention va maintenant eAtre décrite, en se référant a' un mode de réalisation particulier, donné a' titre d'exemple et représenté sur les dessins annexes. La figure l est une vue schématique drensemble d'un corset de guidage dans une installation de coulée continue. La figure 2 est une vue en élévation d'un segment de corset de guidage muni des moyens de réglage selon l'invention i la figure 2a est une demi-vue en élévation et la figure 2b est une demi-coupe selon II-II, figure 3. La figure 3 est une coupe transversale selon IIl-III, figure 2. Sur la figure i, on a représenté schématiquement un corset de guidage d'une installation de coulée continue courbe.- La lingotière A et la première section de refroidissement B ont ete représentées schématiquement en traits mixtes car leur constitution et leur mode de montage ne font pas partie de l'invention. Le corset de guidage est constitué essentiellement de deux lignes parallèles de rouleaux 1 et 2 placés respectivement vers ltexté- rieur et vers l'intérieur de la ligne de coulée courbe et montés sur un bati qui, dans l'exemple représenté, est constitué d'une série de sections êlémentaires--3 portées par une poutre courbe 4 s'appyant elle-mXme sur un massif d'appui. Chaque section élémentaire de bâti peut ne supporter qu'une paire de rouleaux ou bien, comme on l'a représenté, plusieurs paires dont le nombre dépend de l'écartement des rouleaux ; dans ce dernier cas, on dit généralement que le corset est constitué de segments accolés.Cependant, il est évident que l'invention ne se limite pas à une réalisation plutôt qu'à une autre, la disposition en segments ayant pour but essentiel de permettre de ne remplacer que certaines parties du corset en cas d'avarie. La figure 2 et la figure 3 représentent en détail un segment de corset de guidage. Chaque segment est constitué par une partie fixe 31 et une partie mobile 32 supportant chacune une série de rouleaux 1 et 2 placés de part et d'autre du produit. A cet effet, chaque rouleau 1 ou 2 sera porté à ses deux extrémités par des paliers 11e 21 montés respectivement sur les parties 31 et 32 du bâti qui constitueront ainsi des sortes d'empoises. La partie fixe 31 est fixée sur la poutre de support 4 par exemple par des glissières 41 ou tous autres moyens connus qui n'ont pas à être décrits en détail. Selon une disposition spéciale, la partie fixe 31 portant les rouleaux extérieurs 1 est prolongée de chaque côté du produit jusqu'à la hauteur des rouleaux intérieurs 2 par une traverse 33 sur laquelle prend appui le dispositif de réglage de l'écartement des rouleaux. La traverse 33 est rendue solidaire de la base 31 du segment par une paire de tiges de serrage 34 qui passent chacune dans une colonne creuse 35 dont les ex trémités 351, 352 s'emboitent dans des orifices correspondants ménagés sur la base 31 et la traverse 33 ; les tiges 34 sont munies à leurs extrémités de tAetes d'appui 36 et 37 respectivement sur la base 31 et la traverse 33, l'une au moins des têtes d'appui étant constituée par un écrou vissé sur l'extrémité filetée de la tige de façon à assurer la mise en précontrainte de la tige, le rapprochement des deux pièces étant limité par des épaulements 353 ménagés aux deux extrémités de chaque colonne 35. Cette disposition permet , sans augmenter exagérément le poids de la partierule du bâti, d'assurer au dispositif de réglage de l'écartement un appui situé sensiblement à la hauteur des rouleaux intérieurs 2. D'autre part, la partie mobile 32 du bâti, sur laquelle sont montés les paliers 21 des rouleaux 2, est munie, au-delà des paliers, de deux prolongements 320 s'étendant au-dessus des deux traverses 33 placées de chaque côté du produit ; chaque prolongement 320 est guidé transversa lement par rapport à la traverse 33 par des glissières 321 coulissant le long de glissières correspondantes 331 ménagées sur la traverse 33. Les moyens de déplacement transversal de la partie mobile 32 du bâti assurant le réglage de l'écartement des rouleaux comprennent, de chaque côté du produit, une tige 5 passant dans un alésage 330 ménagé dans l'axe de la traverse 33 et parallèle aux tiges 34. La tige 5 est munit du côté des rouleaux dtune tête d'appui 50 sur la traverse 33 et son autre extrémité 51 est filetée et stengage dans une douille filetée intérieurement 6 qui forme un écrou entrainé en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur à vis sans fin 60. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'écrou 6 s'appuie sur la partie mobile 32 du bâti par l'intermédiaire d'au moins un vérin à faible course alimenté par un fluide à forte viscosité tel que de la graisse. Dans l'exemple représenté sur la figure, on utilise un vérin annulaire entourant la tige 5 comprenant un corps 7 sur lequel repose la douille 6 par l'intermédiaire d'un appui tournant tel qu'une butée auto-lubrifiante ou à rouleaux 61, alors que le piston 70 prend appui sur le prolongement 320 du bâti mobile 32 passant au-dessus de la traverse 33. Comme on l'a représenté sur les figures, le prolongement 320 aura avantageusement la forme d'une cage munie de deux orifices coaxiaux pour le passage de la tige 5 et de la douille 6 et à l'intérieur de laquelle sera placé le vérin 7.De la sorte, le vérin sera bien protégé et on évitera aussi les projections de graisse sur le produit en cas d'avarie. De plus, cette forme donne plus de rigidité au prolongement 320 et permet le maintien de la douille 6. On voit que le dispositif qui vient d'être décrit est simple, robuste et bien protégé, Son fonctionnement est le suivant : Les réducteurs à vis 60 placés de chaque côté du produit et en trainés en synchronisme par une transmission 62 commandent le déplacement à vide du bâti mobile 32 par rapport au bâti fixe 31 pour les mettre en contact par l'intermédiaire de cales 38 qui sont placées entre le prolongement 320 du bâti mobile 32 et la traverse 33 solidaire du bâti fixe 31 de façon à régler l'écartement des rouleaux. Le vérin 7 peut alors être mis en pression. A cet effet, il est alimenté en graisse par un circuit 8 qui comporte une soupape 80 permettant de limiter à une valeur déterminée la pression maximale dans le vérin 7. Ainsi on peut exercer sur la tige 5 un effort de précontrainte déterminé.L'alimentation du vérin 7 par de la graisse nécessite de très faibles débits et diminue le risque de projection sur le produit coulé en cas de fuite ou d'avarie sur le vérin ou son circuit d'alimentation. Mais l'utilisation de la graisse présente d'autres avantages particulièrement utiles dans cette application. En particulier, les tolérances du vérin sont moins importan- tes et le dispositif est donc moins onéreux. D'autre part, on peut admettre un léger basculement du piston dans le corps du vérin en cas d'ouverture de celui-ci sous un excès de pression. L'utilisation d'un vérin à faible course et donc de petite dimension permet d'autre part, comme on lta vu, de placer celui-ci dans un logement de protection ménagé à l'intérieur du prolongement 320 du bâti. Ainsi, lorsque l'installation est en service, un effort anormal sur les rouleaux dépassant l'effort de précontrainte imposé par les vérins 7 déterminera l'ouverture des soupapes 80 et la mise à la bâche des circuits d'alimentation 8 (les deux vérins pouvant évidemment être alimentés par un circuit unique comprenant une seule soupape). Les vérins 7 n'étant plus alimentés en graisse permettront un léger écartement du bâti mobile 32 par rapport au bâti fixe 31. Dès que ce déplacement est suffisant pour ramener l'effort d'écartement des rouleaux à une valeur normale, la soupape 80 se referme et les vérins 7 remettent les tiges 51 en tension. La soupape 80 peut être munie d'un étranglement assurant la progressivité de ltécartoment du bâti mobile. Lorsque, à lssarrêt, on veut modifier l'écartement des rouleaux, les circuits 8 sont coupés de la source de pression. Les vérins 7 sont alors simplement bloqués et servent simplement d'appui aux écrous 6 qui, entrainés en rotation dans un sens ou dans l'autre par des réducteurs 60, commandent le déplacement du bâti mobile 32 dans le sens voulu pour obtenir un autre écartement des rouleaux déterminé par de nouvelles cales 38. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit en détail, les mêmes principes pouvant être utilisés dans des dispositions équivalentes. REVENDIGATIONS 1.- Dispositif de guidage du produit coulé dans une installation de coulée continue comportant deux lignes de rouleaux opposés ménageant entre eux un passage pour le produit et dont les paliers sont montés sur les deux côtés d'un bâti de support constitué de plusieurs sections élémentaires consécutives comprenant une partie fixe et une partie mobile portant respectivement les rouleaux placés de part et d'autre du produit, chaque partie mobile étant montée coulissante par rapport à la partie fixe du bâti transversalement à la ligne de coulée et associée à des moyens de déplacement transversal placés de chaque côté du produit et assurant le vers serrage l'une I l'autre des deux parties de bâti entre lesquelles sont interposées des cales de réglage de l'écartement entre les rouleaux, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement transversal comprennent, de chaque caté du produit, au moins un vérin mécanique constitué d'une tige filetée et d'un écrou reliés respectivement l'un à la partie fixe, l'autre à la partie mobile de la section de bâti et d'un moyen d'entrainement en rotation do l'un de ces éléments, autre étant bloqué, et que le serrage des deux parties du bâti contre les cales est assuré par un vérin hydraulique à faible course dont un élément prend appui sur la partie du bâti reliée à la tige de déplacement et dont l'autre élément sert d'appui à l'écrou, ledit vérin d'appui étant alimenté par un fluide à forte viscosité du genre graisse sous une pression susceptible de déterminer un effort de précontrainte de la tige dont la valeur est limitée par une soupape tarée placée sur le circuit d'alimentation dudit vérin d'appui. 2.- Dispositif de guidage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tige filetée prend appui sur la partie fixe du bâti et que l'écrou peut être entrainé en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur et prend appui sur l'un des éléments du vérin à graisse par l'intermédiaire d'une butée d'appui tournant. 3.- Dispositif de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vérin d'appui à faible course est monté sur une traverse sensiblement parallèle à la ligne de coulée et solidaire du bâti fixe, ladite traverse étant maintenue écartée du bâti fixe sensiblement à la hauteur des rouleaux portés par la partie mobile du bâti. 4. - Dispositif de guidage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque traverse est reliée à la partie fixe du bâti par au mains deux tiges de serrage passant chacune dans une colonne entretoise munie de parties appui de la traverse et de la partie fixe.