Brevet FR2436639A1 — publié le 19800418

L'invention a pour objet des perfectionnements au guidage du métal dans les installations de coulée en continu. On sait que, dans les installations de coulée continue, le métal apporté dans des poches est déversé dans un moule sans fond appelé souvent "lingotière", refroidi énergiquement de façon à former une croute superficielle à l'intérieur de laquelle est enfermé le métal liquide. Cette croute ou peau solidifiée est encore très mince à-la sortie de la lingotière et c'est pourquoi celle-ci est suivie d'un dispositif de refroidissement secondaire appelée parfois "cadre à rouleaux" dans laquelle est assuré, en même temps que le refroidissement, le maintien des parois de la brame au moyen de deux séries d'organes de martien tels que des rouleaux à axes horizontaux placés de part et d'autre de la brame. L'ensemble de la lingotière et du cadre à rouleaux définit ainsi une ligne de coulée verticale ou, plus généralement, courbe. Le cadre à rouleaux est parfois formé de plusieurs éléments montés les uns à la suite des autres sur une structure de support, chaque élément, appelé cage ou segment étant constitué par exemple de deux séries de rouleaux de soutien de la brame, montés sur un châssis. Il est nécessaire que le guidage de la brame s'effectue de fanon aussi continue que possible afin de diminuer le risque de percées, c1 est à dire de déchirures de la croute solidifiée sous I'effet d'une déformation due à un défaut de continuité dans le guidage. Cette continue du guidage est d'autant plus nécessaire que l'épaisseur de la peau solidifiée à la sortie de la lingotière est mince. En effet la hauteur de la lingotière est limitée notamment par la nécessité de donner à celle-ci une conicité adaptée au retrait du produit coulé. I1 risque donc de se produire des percées dans la partie supérieure de la zone de refroidissement secondaire et c1 est pourquoi celle-ci comprend le plus souvent une première partie dans laquelle la peau s'paissit et se consolide et une seconde partie où s1 achève la solidification a' coeur de la bande de métal coulée et où celle-ci est généralement redressée de façon à sortir de la machine selon une direction sensiblement horizontale. En raison du risque de percées, cette première partie du refroidissement secondaire est constituée généralement d'un élément indépendant du cadre à rouleaux proprement dit formant la seconde partie et pouvant être facilement inter change en même temps que la lingotière. Cet élément indépendant, que l'on appelle parfois "Cage O" comprend, comme les segments du cadre à rouleaux, des organes de soutien de la brame montés dans un châssis mais, en raison de lafragilité de la croute solidifiée, ces organes de soutien sont constitués de rouleaux de petit diamètre très rapprochés ou meme, au moins à la partie supérieure, de plaques ou de grilles de guidage. La manière la plus simple d'assurer la continuité du guidage de la brame est évidemment de fixer la cage O sur la partie inférieure de la lingotière, coa- me cela est représenté, par exemple dans le brevet français 2.170.159. De la sorte, le risque de désalignement est reporté dans une zone plus basse que la sortie de la lingotière, à un endroit où la croute solidifiée est plus épaisse. Cependant, comme la lingotière doit être soumise à un mouvement d'oscillation, cette disposition présente l'inconvénient d'augmenter la masse oscillante. Pour assurer la continuité du guidage, on peut aussi placer des organes de guidage coulissants entre la partie inférieure de la lingotière et la cage 0. Ces organes de guidage peuvent être placés sur la structure de support du dispositif de refroidissement, dont la partie supérieure peut être constituée d'un cadre démontable portant la lingotière, les organes de guidage et la cage 0, ce qui facilite les réglages et le remplacement des éléments les plus sensibles. Cependant, les organes de guidage peuvent aussi etre montés directement sur le châssis de la cage 0. Dans ce cas, il est avantageux que la cage O soit montée de façon articulée sur la structure de support du cadre à rouleaux de telle sorte que sa partie supérieure et sa partie inférieure restent dans l'alignement, respectivement, de la lingotière et de 11 entrée du cadre à rouleaux. Cette disposition présente en outre l'avantage de permettre le réglage de l1a- lignement entre la lingotière et la cage O en dehors de la machine sur un cadre prévu à cet effet. Le remplacement de cet ensemble est rapide et se fait par le haut de la machine. Cependant, dans le cas où l'on désire couler à une vitesse élevée, la précision de l'alignement devient essentielle et, pour que la croute solidifiée ait une épaisseur suffisante à la sortie de la cage 00 on est amené à augmenter très sensiblement la longueur de celle-ci. Mais on risque alors de voir la cage O se déformer en cours de coulée et remettre en cause la précision de l'alignement réglé avant le démarrage de la coulée. L'invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Selon ltinvention, la première partie du dispositif de refroidissement secondaire est divisée en deux segments superposés et le segment inférieur est supporté au moyen dtun appui articulé lui laissant une certaine liberté d'orientation de part et d'autre de la ligne de coulée théorique et est guidépar rapport à l'é- lément supérieur le long d'une direction sensiblement parallèle à la ligne de coulée, au moyen d'organes de guidage placés respectivement sur les deux faces adjacentes desdits éléments. Selon un mode de réalisation particulier, la structure de support sur laquelle est monté le dispositif de refroidissement secondaire est munie, à sa partie supérieure, de deux paires de paliers définissant chacune un axe horizontal d'appui de deux tourillons de support fixés à la base de chaque segment de part et d'autre du plan médian, chaque segment étant articulé à sa base autour de l'axe des tourillons et guidé à sa partie supérieure par rapport à l'élément placé audessus de lui, le segment inférieur étant guidé par rapport au segment supérieur et ce dernier par rapport à la lingotière. L'invention va maintenant être décrite, en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté sur les figures annexées. La figure 1 est une vue partielle en élévation de la partie supérieure d'une installation de coulée continue perfectionnée selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation de la partie supérieure d'une installation de coulée, selon un autre mode de réalisation, perfectionnée selon l'invention. La figure 3 est une vue de face en coupe suivant III-III de la figure 2. Sur la figure 1, on a représenté très schématiquement la partie supérieure d'une installation de coulée continue comportant, de façon classique une lingotière oscillante 1 et un cadre à rouleaux 2 montés sur une structure de support 3. La première partie du refroidissement secondaire, où s'effectue la consolidation de la peau solidifiée qui s'est formée dans la lingotière 1, est montée dans la partie supérieure 30 de la structure de support qui porte également le mécanisme 31 de support et d'oscillation de la lingotière et des guides 32 coopé étant avec des faces de guidage ménagées sur la lingotière ou sa table de support, de façon à maintenir l'axe de la lingotière le long de la ligne de coulée L au cours des oscillations. Cette partie 30 de la structure de support peut etre constituée d'un cadre interchangeable permettant de remplacer les éléments de refroidissement les plus sensibles de l'installation et de les règler à l'avance à lté- cart de la machine. Selon l'invention, la partie supérieure du dispositif de refroidissement secondaire est divisée en deux segments superposés 4 et 5 qui se composent chacun, de façon classique, d'un châssis supportant des organes de maintien et des dispositifs de refroidissement de la brame. Ces dispositions classiques ntont pas été représentées en détail. Le segment supérieur 4 peut être monté sur le cadre 30 d'une façon classique lui-permettant notamment de rester aligné avec la lingotière 1. On lui laissera en outre une certaine possibilité de se déformer ou de se déplacer en fonction, notamment des dilatations et des efforts supportés. Le segment inférieur 5 est monté de façon articulée sur la structure de support. I1 peut par exemple être muni à sa base de deux tourillons 51 reposant sur des berceaux 35 ménagés à la partie inférieure du cadre 30. De préférence, l'axe des tourillons Si coupe la ligne de coulée théorique L de façon à conserver l'alignement avec le cadre à rouleaux 2. A sa partie supérieure, le châssis du segment inférieur 5 est relié à la partie inférieure du châssis du segment supérieur 4 par des organes de guindage constitués, par exemple, d'un doigt de guidage 42 solidaire du segment 4 et s'en gageant le long de faces parallèles à la ligne de coulée L, entre deux galets 52 montés sur le châssis du segment 5. De la sorte, on permet à l'ensemble de la partie supérieure du refroidissement secondaire de se déformer ou de se déplacer en fonction des efforts suppor tés et des dilatations, tout en garantissant l'alignement des éléments dans tou tes les zones de transit de la brame coulée, de la lingotière au segment supérieur 4, de celui-ci au segment inférieur 5 et de ce dernier au cadre à rouleaux 2. Cependant, la possibilité de remplacement de l'ensemble de la partie supé rieure de l'installation a été conservée. Sur les figures 2 et 3, on a représenté un mode de réalisation plus parti culier d'une installation de coulée continue, perfectionnée selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, la lingotière 1 est montée sur une table os cillante constituée de deux supports 10 placés de part et d'autre du plan médian P de la machine (de bout sur la figure 3). Les supports 10 sont montés chacun aux extrémités d'un levier 11 et d'une bielle 12 articulés autour de paliers montés à la partie supérieure d'une structure de support 3 en forme de poutre courbe sur laquelle est montée de la partie inférieure II du dispositif de refroidissement secondaire. Celle-ci peut être constituée, par exemple, d'une série de cages su perposées 2 qui peuvent reposer à leur base et être guidés à leur partie supérieure traverses sur des d'appui 33 ménagés sur la structure 3. La première partie I du refroidissement secondaire est disposée entre les deux supports 10 de façon à venir se placer sous la lingotière 1. Comme indiqué plus haut, la zone I se compose de -deux segments superposé s 4 et 5 constitués chacun d'un châssis en forme de cage sur lequel sont montés des soutien et de organes de/guidage de la brame coulée. Ces organes de soutien pourront être par exemple, selon une disposition avantageuse, des grilles 40 sur le segment 4 et 50 des rouleaux rapprochés/de petit diamètre, au moins à la partie supérieure du second segment 5. Le châssis du segment inférieur 5 est muni à sa base de deux tourillons 51 alignés s'appuyant sur deux paliers 35 ménagés aux extrémités de deux bras 36 solidaires de la structure de support 3 et s'étendant de part et d'autre du seg ment 5 parallèlement au plan médian P. L'axe des tourillons 51 passe de préférence par la ligne médiane L de la brame coulée de façon que la brame sorte du segment 5 selon la ligne de coulée théorique. A sa partie supérieure, le segment inférieur 5 est maintenu et guidé par rapport à la base du segment supérieur 4 au moyen d'organes de guidage qui se sur chaque côté composent par exemple/d'un doigt 42 solidaire du châssis du segment 4 et s'appuyant sur deux galets 52 solidaires du châssis du segment 5 le long de faces de guidage parallèles à la ligne de coulée L et perpendiculaires au plan médian P de la machine, de même que les axes des galets 52. Le châssis du segment supérieur 4 peut également être muni de tourillons 41 s'appuyant sur des paliers 34 ménagés à l'extrémité de bras 37 solidaires de la structure de support 3. paires de palres de A sa partie supérieure, le châssis du segment 4 porte deux/galets 43 entre lesquels s'engagé un doigt de guidage 13 solidaire de la lingotière 1 et fixé directement sur celle-ci ou sur le support 10, de chaque coté du plan madian P. La disposition qui vient d'entre décrite permet de garantir un alignement parfait des organes assurant le maintien de la peau du métal pendant la consolidation de celle-ci. Cependant le montage articulé et guidé des deux segments 4 et 5 autorise les déformations de cette partie I du refroidissement secondaire. Cette disposition-ne gêne pas le remplacement des divers éléments par le haut de la machine. En effet, chacun des deux segments 4 et 5 peut être muni de crochets d'élingage 45 qui permettent de le retirer. La lingotière 1 ayant été séparée des organes de support 10, elle se pose sur le segment 4 et est entrainée avec lui lorsque celui-ci est retiré. On peut- alors retirer le segment 5 qui, n'étant plus maintenu par le segment supérieur 4, était venu reposer sur des butées 38 ménagées sur la structure de support 3 et légèrement écartées, en position de service, du châssis du segment 5. Les trois éléments peuvent ainsi être retirés pour réparation et remplacés par d'autres. Sur un stand à l'écart de la machine, les trois éléments de remplacement peuvent être superposés et alignés l'un par rapport à l'autre par réglage des différents organes de guidage. séparément On peut alors soulever/le premier segment 4 avec la lingotière puis le segment inférieur 5-et mettre en place celui-ci sur les paliers 35, le châssis s'appuyant sur les butées 38. Le segment 4 avec la lingotière/est alors introduit dans la machine. La lingotière/se pose d'abord sur ses supports 10. Le segment 4 continue à descendre. Le doigt 42, muni à son extrémité d'unepoint de centrage, s'engage entre les rouleaux 52 du segment 5 et redresse celui-ci qui s'carte des butées 38 puis les tourillons 41 viennent reposer dans les paliers 34. Les trois éléments sont en place et vont rester parfaitement alignés l'un par rapport à l'autre. Il est possible également de retirer puis de remettre en place simultanément l'ensemble des trois éléments superposés. Dans ce but, les paliers 34 sont décalés par rapport aux paliers 35 de manière à laisser le passage des tourillons 51. On peut alors retirer simultanément les deux segments 5 et 4 superposés et la lingotière 1 entrainée par le segment 4. Les trois éléments de remplacement sont règlés sur un stand et peuvent être mis en place ensemble. La lingotière se pose tout d'abord sur ses appuis 10 puis les tourillons 41 sur les paliers 34 et enfin les tourillons 51 sur les paliers 35, les trois éléments restant alignés grâce aux organes de guidage. Les dispositions qui viennent d'être décrites permettent ainsi de donner à la première partie du refroidissement secondaire la longueur nécessaire tout en lui laissant la possibilité de se déformer sans compromettre l'alignement. Les éléments les plus sensibles peuvent toujours être remplacés facilement, par le haut de la machine. En outre, la division en deux parties de la cage 0 permet de munir les deux segments d'organes de maintien de la brame bien adaptés à leur position, par exemple des grilles sur le segment supérieur et des rouleaux rapprochés sur le segment inférieur et chacun des segments peut être réparé ou remplacé indépendamment de l'autre. Bien entendu l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ntont été décrits qutà titre d'exemple. Elle englobe au contraire toutes les variantes et notamment celles qui n'en diffèreraient que par 11 emploi de moyens équivalents. REVENDICATICNS 10/ Perfectionnement au guidage du métal dans une installation de coulée continue comprenant, le long d'une ligne de coulée, une lingotière oscillante pour la formation d'une peau solidifiée, suivie d'un dispositif de refroidissement secondaire comprenant, dans le sens de la coulée, une première partie de consolidation de ladite peau solidifiée et une seconde partie de solidification et de guidage de la bande de métal-coulé, caractérisépar le fait que la première partie du dispositif de refroidissement secondaire est divisée en deux segment s superposés et que le segment inférieur au moins est supporté au moyen d'un appui articulé lui laissant une certaine liberté d'orientation de part et d'autre de la ligne- de coulée théorique et est guidé par rapport au segment supérieur le long d'une direction sensiblement parallèle à la ligne de coulée, au moyen d'organes de guidage placés respectivement sur les deux faces adjacentes desdits segments. 20/ Perfectionnement au guidage du métal dans une installation de cou lée continue selon la revendication ly caractérisé par le fait que l'ensemble du refroidissement secondaire est monté sur une structure de support qui est munie à sa partie supérieure de deux paires de paliers superposés définissant chacune un axe horizontal d'appui de deux tourillons de support ménagés à la base de chaque segment de la première partie du refroidissement secondaire, de part et d'autre du plan médian, chaque segment étant articulé à sa base autour de l'axe des tourillons, et guidé à sa partie supérieure par rapport à l'élément placé au-dessus de lui, le segment supérieur étant guidé par rapport à la lingotière et le segment inférieur par rapport au segment supérieur. 30/ Perfectionnement au guidage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les organes de guidage comprennent un doigt solidaire de l'un des éléments et muni de deux faces de guidage parallèles à la ligne de coulée s'appuyant sur deux galets montés sur l'autre élément autour taxes horizontaux perpendiculaires au plan médian de la brame coulée. 40/ Perfectionnement au guidage du métal selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la structure de support est munie d'une butée placée à une faible distance du châssis du segment inférieur lorsque ce dernier est guidé par le segment supérieur et sur laquelle peut venir s'appuyer ledit segment inférieur lorsque le segment supérieur est retiré, les organes de guidage étant munis de moyens de centrage pour le réalignement des segments lorsque le segment supérieur est remis en place.