Brevet FR2443038A1 — publié le 19800627

La présente invention concerne le laminage à chaud et plus précisément un four de réchauffage d'une installation de laminage à chaud et son procédé de mise en oeuvre. Habituellement, dans les usines sidérurgiques modernes, on cherche constamment à économiser l'énergie et la main d'oeuvre et à obtenir un rendement élevé, par utilisation en continu de dif férents processus. L'installation de production, allant de la coulée continue au laminage, a été l'objet de tels efforts et on a tenté de rendre continue l'opération par disposition d'un four de réchauffage entre la machine de coulée continue et le laminoir.Dans les installations classiques du type décrit précédemment, comme la vitesse de coulée continue diffère beaucoup de celle du laminage, cette dernière opération étant normalement bien plus rapide que la première, le four de réchauffage qui est utilisé doit constituer un dispositif tampon ou une zone d'absorption de la différence entre les capacités des deux opérations, dans la mesure du possible. Plus précisément, la satisfaction du critère indiqué nécessite l'utilisation d'un four de réchauffage capable simultanément de décharger des pièces destinées à être laminées, à vitesse élevée, et de se charger en continu de pièces formées par l'opération de coulée, à une vitesse réduite, sans perturbation de la vitesse de transport des pièces.En outre, un tel four de ré chauffage doit permettre un rendement élevé de l'appareil de laminage et des économies de main d'oeuvre par re- duction dans la mesure du possible de la fréquence des opérations de mise en route et d'arrêt du laminoir qui fonctionne à grande vitesse, par stockage d'une quantité prédéterminée de pièces à laminer qui ont été coulées en continu à faible vitesse, et par avance collective des pièces en un seul groupe du four au laminoir. Dans ce but, le four de réchauffage doit assurer, sans augmentation de sa longueur, un chauffage et un maintien en température des pièces chaudes à laminer jusqu'à ce que la dernière pièce chargée dans le four ait atteint la température prédéterminée de laminage. Ainsi, l'invention concerne un procédé perfectionné de chauffage de pièces de matière à laminer dans une installation de laminage, selon lequel la durée de marche à vide d'un four de réchauffage est avantageusement raccourcie afin que les pièces la minées subissent un chauffage et un maintien efficaces en température, avec réduction simultanée de la longueur du four, si bien que les inconvénients des procédés connus de chauffage sont éliminés en grande partie. L'invention concerne ausi un four perfectionné de réchauffage destiné à la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, d'une manière efficace et pour un faible cotit de l'installation. L'invention concerne aussi un four de réchauffage du type décrit dont la construction est simple et le fonctionnement et qui peut être facilement incorporé à une installation de laminage à chaud. Plus précisément, dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un four de réchauffage est monté entre l'appareil de coulée continue qui forme des billettes ou brames à faible vitesse et un appareil de laminage des brames à une vitesse su périeure à la vitesse de coulée des brames, le four de réchauffage constituant une zone de chauffage et tampon ou d'accumulation. Le four de réchauffage comprend au moins trois longerons mobiles ayant chacun un mécanisme indépendant d'entraInement, et des mécanismes d'accouplement des longeons mobiles voisins afin qu'ils puissent se déplacer indépendamment ou en synchronisme, les longeronsmobiles étant disposés de manière que, lors de la commande du mécanisme d'entraInement, ils puissent avoir une vitesse correspondant à la vitesse de déchargement des pièces de l'opération de coulée continue ou qu'un ou deux longerons mobiles puissent être mis en position d'attente ou déplacés à la,vitesse de laminage Gr ce à ceste disposition, non seulement le temps de marche à vide du four est réduit avantageusement, mais la longueur du four est aussi réduite, avec élimination en grande partie des inconvénients des fours connus de réchauffage du type considéré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective schématique d'une installation de laminage à chaud, allant d'un appareil de coulée continue à un appareil de laminage, l'invention pouvant être appliquée à une telle installation - la figure 2 est une coupe schématique d'un four de réchauffage selon un mode de réalisation avantageux de l'invention - les figures 3a à 3e sont des schémas indiquant une séquence d'opérations du four de réchauffage de la figure 1 - la figure 4 est une vue schématique en plan de la structure d'un four de réchauffage selon une variante du mode de réalisation de la figure 2 ; et - les figures 5a à 5e sont analogues aux figures 2a à 2e mais représentent plus précisément la séquence de fonctionnement de la variante de four de réchauffage de la figure 4. I1 faut noter que, sur les dessins, les références identiques désignent des éléments analogues. La figure 1 représente une installation de laminage à chaud, allant d'un appareil C de coulée continue à un appareil R de laminage, entre lesquels est disposé un four H de réchauffage selon l'invention, décrit plus en détail dans la suite en référence aux figures 2 à 5e, et formant une zone de chauffage et d'accumulation.Dans l'appareil C de coulée continue, du métal fondu m plac8 dans une poche C1 parvient à un panier de coulée C2 afin qu'il soit ensuite moulé dans un ensemble C3, sous forme d'une matière coulée en continu, par exemple sous forme d'une barre b qui est transmise, entre un certain nombre de paires de rouleaux r a de guidage, le long d'un trajet courbe passant dans une machine à dresser C4 ou analogue, disposée en série, la barre étant ensuite découpée en pièces telles que des billettes ou des brames s, par un dispositif C5 de'découpe, de manière connue. Les billettes s ainsi formées sont transportées par des rouleaux r b vers une table de chargement non représentée qui es-t adjacente au côté Ha de chargement du four H de réchauffage, et sont chargées dans ce four H par un dispositif P de poussée. Les billettes s traitées dans le four H de la manière décrite dans la suite sont alors déchargées par le four H sur une table de déchargement non représentée, du cbté Hb de déchargement du four H, sous l'action du dispositif E d'extraction, avant transmission à l'appareil R de laminage par des rouleaux r c de transport, si bien que les brames sont laminées par exemple sous forme de plaques f d'acier. Comme indiqué sur la figure 1, le four H de réchauffage selon l'invention, par exemple du type à longerons mobiles, comprend un boitier ou corps Hf de four formé d'une matière réfractaire, supporté au-dessus du sol par des organes convenables non représentés, et disposés longitudinalement de l'extrémité Ha de chargement à l'extrémité Hb de déchargement des pièces w (c'està-dire des billettes s), des longerons mobiles B qui peuvent se déplacer dans le corps Hf et qui sont sépares longitudinalement par exemple en trois sections ou longerons mobiles B1, B2 et B3, et plusieurs brûleurs F, par exemple à courant axial, placés dans le corps Hf à des intervalles prédéterminés et destinés à chauffer les pièces W.Les longerons mobiles B1, B2 et B3 sont associés les uns aux autres par des roues excentriques 1 qui peuvent tourner sous les longerons B1 à B3 et qui sont couplés à un -ensemble d'entrainement non représenté, par exemple un moteur ou analogue, assurant le déplacement vertical des longerons correspondants B1 à B3, par des vérins hydrauliques 21, 22 et 23 placés aussi sous les longerons B1 à B3 et destinés à déplacer ceux-ci horizontalement, et des mécanismes 31 et 32 d'accouplement, par exemple des embrayages magnétiques ou analogues, placés entre les longerons voisins B1 et B2 d'une part et B2 et B3 d'autre part, afin que chaque longeron B1 à B3 puisse être déplacé indépendamment ou en synchronisme avec d'autres longerons.Les roues 1 et les vérins 21, 22 et 23 sont couplés à un circuit Xa de réglage de vitesse d'une commande X qui comprend un circuit logique classique de manière connue, alors que les mécanismes 31 et d'accouplement.sont reliés à un circuit Xb de réglage d'accouplement de la commande X respectivement, afin que les longerons mobiles B1 à B3 puissent être entraînés convenablement. On se réfère maintenant aussi aux figures 3a à 3e pour la description du fonctionment du four H de réchauffage de la figure 2. On suppose que les pièces, par exemple des billettes W à laminer et formées au cours de l'opération de coulée continue par la machine C, sont chargées de façon continue dans le four H de réchauffage à une vitesse intermédiaire de transport de 0,3 m/min, et, à partir de l'état de la figure 3a, les longerons mobiles B1, B2 et B3 sont entrainés ensemble, sous l'action des mécanismes d'accouplement 31 et 32 afin qu'ils se déplacent simultanément à une vitesse de 0,3 m/min, et les pièces W à laminer sont transportées successivement vers l'extrémité Hb de déchargement tout en étant chauffées par les brûleurs F représentés sur la figure 2, cette opération correspondant à la figure 3b. Lorsque toutes les pièces W ont été chargées dans le four H, une pièce avant du groupe W atteignant l'extrémité Hb de déchargement comme indiqué sur la figure 3c, le fléau B1 est séparé du fléau B2 par commande du mécanisme 31 d'accouplement par le circuit Xb, alors que les longerons B2 et B3 continuent à être associés par le mécanisme 32 d'accouplement si bien quils se déplacent simplement verticalement à une faible vitesse de marche à vide, au cours d'une opération de marche à vide, c'est-àdire de conservation de la chaleur. Ainsi, sur les figures, le signe = indique l'accouplement des longerons et le signe X leur séparation.Ensuite, après l'écoulement d'un temps prédéterminé, les pièces W sont déchargées par entrainement en synchronisme des longerons B2 et B3 à une vitesse élevée de déchargement de 0,58 m/min, afin qu'elles parviennent à l'appareil R de laminage. I1 faut noter que les vitesses de déchargement ou de transport des longerons B2 et B3 doivent être modifiées par variation de la durée du cycle. Pendant ce temps, les pièces ou billettes W' qui ont été produites par l'appareil C de coulée continue sont chargées successivement sur le longeron B1 afin qu'elles soient transportées à la vitesse intermédiaire de 0,3 m/min (figure 3d). Plus précisément, dans l'état représenté sur cette figure, le longeron B1 transporte les pièces W' à la vitesse intermédiaire de 0,3 m/min alors que les longerons B2 et B3, se déplaçant simultanément sous l'action du mécanisme 32 d'accouplement, font avancer les pièces W à une vitesse élevée de 0,58 m/min.Ensuite, lorsque les pièces W du longeron B2 ont été transportées sur le longeron B3, les longerons B1 et B2 sont associés par le mécanisme 31 d'accouplement afin que les pièces W' soient transportées successivement à la vitesse intermédiaire de 0,3 m/min alors que le longeron B3 qui est séparé du longeron B2 à la suite du fonctionnement du mécanisme 32 d'accouplement, décharge de façon continue les pièces W à la vitesse élevée de 0,58 m/min, comme indiqué sur la figure 3e. En d'autres termes, dans l'état représenté sur la figure 3e, les longerons B1 et B2 se déplacent en association sous la commande du mécanisme 31 d'accouplement et transportent le groupe de pièces W' à la vitesse intermédiaire de 0,3 m/min alors que le longeron B3 décharge les pièces W à la vitesse élevée de déchargement de 0,58 m/min. Après la fin du déchargement du groupe de pièces W, le longeron B3 est à nouveau associé au longeron B2 par commande du mécanisme 32 d'accouplement et a donc un mouvement associé à celui du longeron B1, et sa vitesse de transport est réduite à 0,3 m/min, en synchronisme avec celle des longerons B1 et B2, si bien que le groupe de pièces W' est transporté successivement vers le côté Hb de déchargement. Ensuite, le four H revient à l'état représenté surla figure 3c, et les pièces W produites par l'appareil C de coulée continue, pendant un intervalle prédéterminé de temps, sont chargées dans le four H, indépendamment du moment du debout du laminage. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5a à Se, la figure 4 représentant une variante du four de ré chauffage H de la figure 2. Dans la variante de four HA de réchauffage de la figure 4, le corps HAf a une cloison Hw formée par exemple de briques réfractaires, à peu près dans sa partie centrale et disposée longitudinalement de l'extrémité Ha de chargement à l'extrémité Hb de déchargement du four HA, afin que l'intérieur du four soit divis en deux lignes de section indépendante de chauffage H1 et H2, ayant des entrées séparées Hla et H2a et des sorties séparées Hlb et H2b des pièces W, les sections H1 et H2 de chauffage étant diviséeslongitudinalement en au moins trois parties comprenant des longerons mobiles B1, B2 et B3 d'une part et B1,, B2, et B3, d'autre part, de la même manière que le four H de la figure 2. On se réfère maintenant aux figures 5a à 5e pour la description du fonctionnement du four HA de réchauffage de la figure 4. Lorsque les pièces à laminer, par exemple des billettes W formées par l'appareil C de coulée continue, sont chargées à chaud dans la première zone H1 de chauffage à une vitesse de char gement de 0,3 m/min, les longerons B1, B2 et B3 sont entrains à une vitesse de 0,3 m/min afin qu'ils transportent successivement les pièces W qui sont chauffées par les brûleurs v représentés sur la figure 2 et, lorsque les pièces W sont arrives dans une partie intermédiaire du longeron B2 (la quantité de pièces W correspond à la moitié de la quantité formée au cours d'une opération de coulée continue), les pièces W qui suivent sont chargées dans la seconde section H2 de chauffage et transportées successivement tout en étant chauffées par les brGleurs F représentés sur la figure 2, cette opération correspondant à l'état de la figure 5a. Ensuite, lorsque l'extrémité antérieure du groupe de piècés Wa de la première section de chauffage H1 a atteint le côté de déchargement Hlb, les longerons mobiles B2 et B3 se déplacent en association afin que l'opération de marche à vide commence et assure le maintien du groupe de pièces Wa à chaud, comme indiqué par l'état de la figure 5b.Ensuite, le groupe de pièces Wb de la seconde section H2 est aussi maintenu à chaud, alors que les pièces W provenant d'une seconde opération de coulée continue sont chargées dans la première section H1 et, apras transport par le longeron B1 pendant une période prédéterminée, les longe- rons B2 et B3 de la première section H1 commencent l'opération deydéchargement des pièces Wa à la vitesse de 0,58 m/min, comme indiqué sur la figure 5c. Ensuite, lorsque les pièces W du second longeron B2 ont été transportées sur le longeron B3, les longerons mobiles B1 et B3 se déplacent ensemble à la vitesse de 0,3 m/min afin que le groupe suivant de pièces Wa' soit aussi transporté sur le longeron B2 comme indiqué sur la figure 5d. Après la fin du déchargement des pièces W du longeron B3, ce dernier est aussi associé aux longerons B1 et B2 afin qu'il assure le transport des pièces à la vitesse de 0,3 m/min et, lorsque le groupe suivant de pièces Wa' (dont la quantité correspond à la moitié de celle qui est formée par la seconde opération de coulée continue) est chargé, l'introduction est commutée afin que la seconde section H2 de chauffage soit char gée et ainsi, comme décrit pour la pr première section H1, le groupe de pièces Wd de la seconde section H2 est déchargé à la vitesse de 0,58 m/min, comme indiqué sur la figure 5e, alors que les longerons B2, et B3, sont commutés successivement à la vitesse de transport de 0,3 m/min de manière que les pièces suivantes Wb' soient transportées vers le côté H2b de déchargement. Ensuite, le four HA est mis dans ltétat représente sur la figure 5b, et les pièces coulées de façon continue par la machine C restent chaudes dans la première ou la seconde section H" o u ou H2 avant le laminage continu dans l'appareil R, après un intervalle prédéterminé de temps. I1 faut noter que, bien qu'on ait décrit l'invention essentiellement en référence à un four à longerons mobiles, chauffé par le haut et par le bas, dans le mode de réalisation considéré, l'invention n'est pas limité à l'utilisation des seuls fours à longerons mobiles, mais elle convient aussi à des fours à sole mobile a chauffage par le haut, ayant une sole de briques. I1 faut aussi noter que l'invention n'est pas limitée a une installation de laminage continu a chaud, comprise entre un appareil de coulée continue et un appareil de laminage, mais elle convient aussi à la mise en oeuvre d'un four "d'accumulation destiné a alimenter une installation de traitement continu comprise entre un laminoir à blooms et un laminoir a brames par exemple, au cours d'une opération de laminage direct à chaud, récemment envisagée. La description qui précède indique que, dans le cas de l'invention, les longerons mobiles du four de réchauffage sont séparés longitudinalement en au moins trois parties ou trois longerons mobiles qui peuvent etre entraînés par des dispositifs separés dentrainement si bien que le déchargement à vitesse éle- vee et le chargement continu à faible vitesse peuvent être réalises simultanément par commutation convenabie des mécanismes d'entraînement, sans modification de la vitesse de transport des pièces à laminer, si bien que les longerons mobiles fonctionnent efficacement et rendent possibles des économies d'éner 9e, dans un four de longueur réduite. Bien entendu, diverses modifications peuvent être appor tées par l'homme de l'art aux dispositifs et aux procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limi tatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de chauffage de pièces dans un four de réchauffage d'une installation de laminage à chaud, comprenant un appareil de coulée de pièces à laminer, relié directement par l'intermédiaire d'un dispositif de chauffage à un appareil de laminage, dans lequel les pièces subissent un laminage à une vitesse supérieure à leur vitesse de production par l'appareil de coulée, ledit procédé étant caractérisé en ce que le dispositif de chauffage est un four de réchauffage ayant des longerons mobiles séparés en au moins trois longerons mobiles ayant chacun un mecanisme indépendant d'entraenement, et le procédé comprend le transport d'une quantité prédéterminée de pièces chargées successivement dans le four de réchauffage à partir de l'appareil de coulée, sur le second et le troisième longeron, du côté de déchargement du four de réchauffage, à une vitesse prédéterminée de chargement, pour chacun des longerons mobiles, puis le maintien à l'état chaud de la seule quantité prédéterminée de pièces par commutation du dispositif d'entrainement, le chargement successif d'une quantité prédéterminée de pieces dans le four de rechauffage, après l'écoulement d'un temps prédéterminé et d'une manière analogue au chargement de la première quantité prédéterminée de pièces, et le déchargement collectif de la quantité pfédéterminée de pièces maintenues chaudes dans le four de réchauffage, par commutation du dispositif d'entraîne- ment à une vitesse correspondant à la vitesse de laminage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la disposition d'une cloison disposée sensiblement dans la partie centrale du four de réchauffage et longitudinalement du côté de chargement et du côté de déchargement du four de réchauffage, afin qu'elle délimite deux lignes de sections indépendantes de chauffage dans le four de réchauffage, les pièces étant ainsi divisées lors du chargement et du déchargement sélectifs du four de réchauffage. 3. Four de réchauffage destiné à une installation de laminage à chaud, le four étant destiné à assurer un chauffage après une opération de coulée de pièces à laminer dans une opération de laminage effectuée à une vitesse supérieure à celle de l'opération de coulée, les opérations de coulée et de laminage étant associées directement par le four de réchauffage, celui-ci étant caractérisé en ce qu'il comprend un boitier disposé dans une direction de transportdespièces et ayant des côtés de chargement et de d6- chargement des pièces à ses extrémités, correspondant aux opérations de coulée et de laminage, un dispositif de transport des pièces comprenant des longerons mobiles divisés en au moins trois longerons mobiles disposés longitudinalement dans le boiter et ayant chacun un dispositif indépendant d'entratnement, et un dispositif d'accouplement des longerons mobiles adjacents afin que ces longerons mobiles puissent se déplacer sélectivement de façon indépendante ou en sychronisme. 4. Four de réchauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bottier comporte en outre une cloison disposée sensiblement dans la partie centrale et longitudinalement du côté de chargement au côté de déchargement, afin que la cloison délimite deux lignes de sections indépendantes de chauffage dans le four, les longerons mobiles et les dispositifs d'accouplement étant montés dans chacune des sections de chauffage.