Brevet FR2496513A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne les moules et plus précisément les lingotières destinés à la coulée des métaux fondus. L'invention concerne en particulier un dispositif de nettoyage des cavités des moules et lingotières, afin que leur durée efficace soit prolongée ou étendue, et on décrit l'invention en référence à cette application. Cependant, les hommes du métier peuvent noter qu'elle a des applications bien plus étendues et qu'elle convient à d'autres domaines. Au cours de la fabrication d'acier, le métal fondu est coulé ou déversé d'un four dans des lingotières. Celles-ci ont une dimension très importante et elles forment des lingots d'acier sensiblement rectangulaires. Chaque lingot ainsi formé est retiré de la lingotière, puis traité habituellement par exemple par laminage dans plusieurs laminoirs, jusqu'à ce que la forme ou configura- tion voulue du lingot corresponde à des caractéristiques dimensionnelles particulières. Les lingotières sont réutilisables afin qu'elles permettent plusieurs coulées de lingot. Cependant, chaque coulée a un effet nuisible sur la lingotière si bien que la qualité des moulages ultérieurs peut être réduite. En particulier, le laitier et les matières analogues se déposent sur les parois latérales de la cavité de la lingotière au cours de l'opération de coulée si bien qu'il y a parfois une quantité suffisante de ces matières pour que les caractéristiques dimensionnelles des lingots formés diffèrent de celles qui sont voulues. En conséquence, lorsque les lingots sont ensuite traités afin qu'ils prennent la forme ou la configuration voulue, les dimen- sions finales sont un peu affectées. De plus, une accumu- lation de laitier ou de matières analogues sur les parois latérales de la cavité de la lingotière peut avoir un effet nuisible sur la composition du lingot au cours de la coulée. On a donc considéré qu'il était souhaitable de disposer d'un arrangement d'un type ou d'un autre permettant un nettoyage efficace et périodique des parois latérales des lingotières afin que ces parois latérales reprennent pratiquement leur conformation, leur dimen- sion et leurs caractéristiques de surface d'origine. Bien qu'il existe déjà certains procédés et dispositifs de nettoyage de lingotières, ils ne se sont pas révélés pleinement satisfaisants à cet égard. L'invention concerne un nouvel arrangement qui correspond aux critères précités et qui ne présente pas les problèmes posés par les dispositifs et techniques connus, l'invention concernant plus précisément un dispo- sitif de nettoyage de lingotières qui est simple, peu coûteux et facilement adaptable à des types et configura- tions différents de lingotières. Plus précisément, l'invention concerne un dispo- sitif de nettoyage de lingotières et plus spécialement de leurs parois latérales. Ce dispositif a un corps qui a la même conformation générale que la cavité de la lin- gotière, mais avec une section de dimension légèrement plus faible ou réduite, dans des régions correspondantes sur sa longueur. Plusieurs organes de nettoyage forment un dessin prédéterminé sur chaque paroi latérale du corps, et ils dépassent de ces surfaces. Lorsque le corps est disposé dans la cavité de la lingotière dans laquelle il a pénétré, les organes de nettoyage viennent au contact des parois correspondantes de la cavité et raclent celles- ci en les nettoyant. Le laitier et les matières analogues qui sont arrachés, retirés ou érodés de ces parois latéra- les peuvent être déchargés par tout dispositif commode. Selon une caractéristique avantageuse de l'in- vention, les organes de nettoyage sont fixés aux parois latérales du corps et le dessin prédéterminé de ces organes de nettoyage forme plusieurs lignes disposées latéralement sur lesparois latérales du'corps, entre les régions supé- rieure et inférieure de celui-ci. Les opérations de netto- yage de la lingotière sont améliorées lorsque les organes de nettoyage des lignes alternées sont alignés en direc- tion parallèle à la longueur du corps. Selon une autre caractéristique avantageuse, les organes de nettoyage comportent chacun un groupe de soies de nettoyage qui dépassent de la paroi latérale du corps. Dans un arrangement avantageux, chaque groupe de soies est formé par plusieurs brins très rapprochés d'un câble métallique. En outre, ces brins sont retenus dans une base de montage afin qu'ils dépassent à une extrémité. L'autre extrémité de chaque base est retenue dans la paroi latérale du corps. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, certains au moins des organes de nettoyage sont repoussés vers l'extérieur par rapport aux parois latérales du corps. Cette force de rappel est exercée par des dispositifs élastiques placés aux extrémités internes ou de montage des organes de nettoyage. L'invention concerne donc un nouveau dispositif de nettoyage de lingotières. Elle se rapporte à un dispositif d'utilisation relativement simple et peu coûteuse. Elle concerne aussi un dispositif de nettoyage de lingotières qui assure un nettoyage efficace et qui s'adapte facilement à différents types et diverses confi- gurations de lingotières. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une élévation latérale d'un dispositif de nettoyage de lingotières selon l'invention - la figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une élévation à plus grande échelle de deux organes de nettoyage, faisant partie du dispositif de nettoyage de lingotières selon l'inven- tion; - la figure 4 est une vue en plan de l'un des organes de nettoyage de la figure 3; et - la figure 5 est une élévation latérale en coupe partielle d'une variante de construction d'organe de nettoyage repoussé par un ressort. Sur les dessins donnés à titre purement illustra- tif et non limitatif, la figure 1 représente un dispositif A de nettoyage de lingotières réalisé selon l'invention. Ce dispositif a une section et-une longueur de dimensions prédéterminées, compatibles de façon générale aux dimen- sions de la cavité d'une lingotière à nettoyer. Cependant, pour des raisons qui apparaissent plus clairement dans la suite du présent mémoire, les dimensions de la section du dispositif de nettoyage sont inférieures à celles des régions correspondantes de la cavité de la lingotière, lors du nettoyage voulu. Plus précisément et comme indiqué sur les figures 1 et 2, le dispositif A de nettoyage a un corps allongé ayant des zones opposées d'extrémité supérieure et inférieure-12, 14 respectivement. Ce corps peut être formé d'un lingot déjà coulé qui a été usiné afin que les dimensions de sa section soient légèrement inférieures à celles des régions correspondantes de la cavité d'une lingotière particulière qui doit être nettoyée. Dans une variante, le corps 10 peut être réalisé afin qu'il soit formé par un bâti relativement rigide. Comme l'indi- quent les figures, le corps 10 a une.section sensiblement carrée ou rectangulaire et il s'élargit de l'extrémité supérieure 12 à l'extrémité inférieure 14. Cependant, il faut noter que l'invention convient également à tout autre configuration ou dessin de la cavité. Le corps a une paroi périphérique formée entre les extrémités supérieure et inférieure, comprenant des parois latérales 16, 18 et des parois opposées d'ex- trémité 20, 22, raccordées par des coins arrondis (figure 2). Un dispositif d'alignement qui porte la référence générale 24, dépasse axialement de l'extrémité supérieure 12 et facilite l'introduction ou le logement du dispositif de nettoyage dans une lingotière associée comme décrit dans la suite du présent mémoire. Bien qu'on puisse utiliser des dispositifs d'alignement très différents, celui qui est représenté sur les figures 1 et 2 a la forme d'une pyramide ou d'une niche. Cette disposition est robuste et peut supporter facilement le type d'effort normalement appliqué lors de la manipulation des lingotières. Dans le dispositif représenté de nettoyage, chacune des parois latérales et d'extrémité 16, 18, 20 et 22 a plusieurs gorges 30 disposées longitudinalement entre les extrémités supérieure et inférieure 12, 14. Les gorges elles-mêmes sont délimitées par des crêtes 32 et des creux 34 qui alternent et donnent une forme générale ondulée. Les gorges 30 correspondent simplement à des gorges analogues de certaines cavités de lingotière afin que le refroidisse- ment du lingot soit facilité, de manière connue. Si la cavité de la lingotière à nettoyer n'a pas de telles gorges, le dispositif A de nettoyage utilisé n'a pas non plus de gorges par exemple. La forme générale des parois 16, 18, 20 et 22 du corps est pratiquement celle de la cavité de la lingotière qui doit être nettoyée, mis à part les dimensions de la section comme indiqué précédemment. Plusieurs organes de nettoyage portant la réfé- rence générale 40, sont disposés sur chacune des parois 16, 18, 20 et 22 du corps. Dans un arrangement avantageux, ces organes de nettoyage forment des rangées distinctes 42, 44 qui alternent. Bien qu'on puisse utiliser d'autres dessins pour les organes de nettoyage, l'arrangement représenté sur la figure 1 est considéré comme donnant les meilleurs résultats globaux. Comme représenté, les organes 40 des rangées 42 sont équidistants les uns des autres en direction latérale, sur toute la largeur de la paroi 20, et sont placés dans les crêtes 32. Les organes des rangées 44 sont aussi espacés latéralement sur toute la largeur de la paroi et sont disposés dans les creux 34. Les autres parois 16, 18 et 22 ont des rangées analogues d'organes de nettoyage, avec des espacements analogues, sauf indication contraire. Les organes de nettoyage eux-mêmes dépassent de la paroi associée du corps afin qu'ils puissent assurer l'action voulue d'abrasion, de nettoyage ou de raclage. Bien que ces organes puissent être de différentes formes, les figures 3 et 4 représentent un mode de réalisation avantageux. Bien qu'on n'ait représenté que deux et un seul de ces organes respectivement, il faut noter que les autres sont identiques. Chaque organe 40 de nettoyage a un manchon cylindrique 50 de retenue à extrémités ouvertes, formé par exemple par un tronçon de tube. Plusieurs brins 52 de câble métallique sont logés sans jeu dans le manchon qui les retient et ils dépassent axialeltent d'une première extrémité du manchon. Les brins 52 peuvent être retenus dans les manchons 50 de toute manière commode, par exemple par sertissage ou analogue, les extrémités externes libres 54 des brins formant ainsi des dispositifs de raclage, de nettoyage ou de brossage. Par exemple, les manchons peuvent avantageusement être formés d'un tube de 34,9 mm de diamètre interne, chaque tronçon ayant une longueur d'environ 85,7 mm. Les brins 52 de câble peuvent avoir une longueur d'environ 136,5 mm si bien que les brins dépassent du manchon associé sur une distance d'environ ,8 mm. Cependant, les hommes du métier peuvent noter que les caractéristiques dimensionnelles précitées sont données à titre purement illustratif et non limitatif. En outre, et comme représenté sur la figure 7, sept brins inviduels du câble forment chacun des organes 40 de nettoyage, mais le nombre de brins peut aussi être plus grand ou plus petit selon le cas, d'une manière satisfaisante. En outre, des fils individuels d'acier à ressort de toute dimension peuvent être utilisés à la place du câble. Les organes individuels 40 de nettoyage sont montés à demeure sur le corps 10 par tout dispositif commode. A cet égard et comme indiqué sur la figure 3, dans un arrangement avantageux, des orifices individuels de logement sont percés dans les parois 16, 18, 20 et 22 du corps aux emplacements convenables des rangées 42, 44 et à une profondeur qui convient au logement des manchons individuels 50 de retenue. Ce logement peut être réalisé par emmanchement à force si bien qu'aucun dispositif ou organe séparé de retenue n'est nécessaire. Comme indiqué sur la figure 3, les manchons 50 se logent pratiquement dans les parois latérales associées du corps en donnant une construction de support très rigide. En outre, les organes individuels 40 de nettoyage associés aux rangées 42, montés dans les crêtes 32, dépassent plus à l'extérieur des parois que les. organes 40 qui sont compris dans les rangées 44 et qui sont disposés dans les creux 34. Cette disposition permet simplement l'adaptation à la configuration ou à la forme des parois latérales de la lingotière à laquelle le dispositif A de nettoyage représenté convient particulièrement bien. Dans le cas o les parois latérales de la cavité sont planes et n'ont pas de gorges ou analogues, les parois 16, 18, 20 et 22 du corps 10 sont aussi planes. Dans ce cas, les organes de nettoyage dépassent tous à l'ex- térieur des parois du corps pratiquement de la même distance ou quantité. Lors de l'utilisation du dispositif de nettoyage de lingotières selon l'invention, ce dispositif peut être placé avec une orientation sensiblement verticale comme représenté sur la figure 1. Une lingotière à nettoyer peut ensuite être soulevée, par exemple avec une grue ou analogue, afin qu'elle soit placée directement au- dessus du dispositif A de nettoyage, et elle est alors abaissée. Comme le corps 10 a la même forme que la cavité de la lingotière nettoyée mais avec une section légère- ment réduite, cette cavité se loge étroitement autour du dispositif A de nettoyage pendant son abaissement. Pendant cette opération, les organes 40 de nettoyage frottent les parois latérales de la cavité de la lingo- tière à un certain point et assurent un raclage ou un nettoyage. Lorsque la lingotière continue à s'abaisser sur le dispositif de nettoyage si bien que la- cavité de la lingotière et le corps 10 sont adjacents sur toute leur longueur, le nettoyage s'intensifie. Les brins ou câbles 52 des organes de nettoyage peuvent se plier ou s'écarter suivant une courbe autour de leur dispositif de montage rigide dans le corps si bien que le nettoyage est encore accentué. L'alignement des organes de nettoyage des rangées alternées 42, 44 permet dans une certaine mesure le passage de la matière raclée sur les parois latérales de la cavité de la lingotière, si bien que cette matière peut tomber le long des parois. Comme les brins 52 de câble des organes de nettoyage peuvent fléchir ou se déplacer, le lingot peut être légèrement soulevé puis abaissé à nouveau plusieurs fois, légèrement déplacé alternativement et/ou légèrement tourné un certain nombre de fois afin que l'effet d'en- lèvement ou de raclage des organes de nettoyage soit meilleur. La zone 24 d'alignement de la partie supérieure 12 du corps facilite la disposition ou l'introduction du dispositif de nettoyage dans la cavité de la lingotière. Après nettoyage, la lingotière peut être soulevée et séparée du dispositif A de nettoyage, le laitier et les autres résidus retirés des parois latérales de la cavité étant enlevés de la région de l'extrémité inférieure 14, l'opération pouvant être répétée pour une autre lin- gotière. Suivant les configurations des lingotières et de leurs cavités, il peut être souhaitable que le processus soit inversé, c'est-à-dire que la lingotière reste fixe et que le dispositif A de nettoyage soit abaissé dans la cavité afin qu'il assure un même type de nettoyage. Il faut noter à nouveau que la configuration particulière du corps 10 représenté sur les figures permet le nettoyage d'une cavité de lingotière de dimension et de configuration particulières. Pour d'autres dimensions et configurations, des dispositifs séparés ou supplémen- taires de nettoyage de dimension convenable sont nécessai- res. La figure 5 représente une variante de construc- tion d'organe de nettoyage. Pour faciliter la compréhension de cette variante, on a utilisé des références identiques pour désigner des éléments correspondants, mais suivies du signe '. Plus précisément, la figure 5 représente un organe de nettoyage repoussé par un ressort si bien que le nettoyage ou le raclage des parois de la cavité est amélioré puisque les brins 52' de câble non seulement peuvent fléchir ou se déplacer comme décrit précédemment mais aussi sont mobiles longitudinalement en direction perpendiculaire à la paroi associée du corps. A cet effet, le dispositif comporte un manchon externe allongé 60 ayant des fentes longitudinales 62, 64 de guidage et de retenue. Ces fentes logent des ergots ou saillies 66, 68 de guidage qui sont fixés au manchon 60' de retenue afin que ces ergots dépassent à des posi- tions diamétralement opposées. Le diamètre interne du manchon 60 et le diamètre externe du manchon 50' sont tels que ces deux manchons peuvent coulisser l'un par rapport à l'autre. Un ressort 70 de compression se loge entre l'extrémité interne du manchon 50' et la paroi inférieure 72 du manchon externe 60. Ainsi, le ressort 70 repousse le manchon 50' et ses brins 52' de câble vers l'extérieur du manchon externe 60 jusqu'à ce que les ergots 66, 68 viennent contre l'extrémité des fentes 62, 64. La force de rappel vers l'extérieur exercée par le ressort peut être dépassée par une force antagoniste, par exemple lorsque le dispositif de nettoyage est logé ou introduit dans une cavité de lingotière. Cette caractéristique de rappel élastique donne une plus grande latitude de déplacement aux brins métalliques et en conséquence permet à ceux-ci de commencer un nettoyage plus tôt lorsque le dispositif A et une 2496513 cavité de lingotière sont placés à proximité l'un de l'autre, et l'action de nettoyage a en outre une plus grande souplesse. Lors de l'utilisation de cette variante de construction pour le nettoyage des organes 40', les manchons externes 60 peuvent être emmanchés à force dans des orifices des parois du corps comme décrit précédem- ment, ou peuvent être fixés de toute autre manière. En plus de la disposition particulière décrite en référence à la figure 5, d'autres dispositifs et cons- tructions peuvent être avantageusement utilisés pour le rappel élastique d'organes de nettoyage. En outre, tous les organes de nettoyage utilisés dans un dispositif A peuvent avoir un ressort de rappel ou certains peuvent être rappelés élastiquement et d'autres peuvent être fixes. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de nettoyage des parois latérales d'une cavité d'une lingotière, ayant une longueur et une section de dimension prédéterminée, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un corps (10) ayant des zones d'extrémité supérieure et inférieure (12, 14) et des parois périphériques (16, 18, 20, 22) entre les extrémités, la configuration générale étant sensiblement la même que celle de la cavité de lingotière à nettoyer, la section au moins du corps, perpendiculaire- ment à la longueur entre les zones d'extrémité supérieure et inférieure, étant légèrement inférieure à la section de la cavité dans des régions correspondantes de la longueur de celle-ci, et plusieurs organes séparés (40) de nettoyage distants les uns des autres sur les parois périphériques du corps afin que ces organes dépassent à une distance prédéterminée à l'extérieur des parois, si bien que le déplacement longitudinal relatif du corps dans une cavité compatible de la lingotière provoque un contact entre les organes (40) de nettoyage et les parois latérales de la cavité, au moins lorsque des régions correspondantes des parois périphériques du corps et des parois périphé- riques de la cavité de la lingotière se déplacent vers la position dans laquelle le corps et la cavité sont adjacents sur toute leur longueur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de nettoyage (40) sont disposés dans les parois périphériques (16, 18, 20, 22) du corps suivant un dessin prédéterminé les uns par rapport aux autres. 3. Diispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dessin prédéterminé comporte plusieurs rangées (42, 44) d'organes de nettoyage, chaque rangée étant disposée en direction sensiblement transversale par rapport aux parois périphériques du corps. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rangées forment deux groupes comprenant chacun une rangée-sur deux en alternance, et les organes de nettoyage (40) des rangées de chaque groupe sont alignés parallèlement à la longueur du corps. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de nettoyage (40) comportent chacun un groupe de soies (52) de nettoyage qui dépassent de la paroi périphérique correspondante du corps. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque groupe de soies de nettoyage est formé par plusieurs brins (52) de câble qui sont très rapprochés. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une base (50) de montage de chacun des organes de nettoyage (40), chaque base ayant des extrémités opposées, l'organe de nettoyage associé étant logé à l'une des extrémités de la base dans laquelle il est retenu et dont il dépasse, l'autre extrémité de la base étant fixée à la paroi périphérique associée du corps. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de rappel (70) coopérant avec certains organes séparés de nettoyage au moins afin qu'une force de rappel vers l'extérieur leur soit appliquée en permanence. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de rappel (70) comprend un ressort de compression disposé dans la paroi périphérique du corps, pour chacun des organes choisis de nettoyage, les ressorts (70) étant destinés à être comprimés lorsque les organes associés de nettoyage viennent en position de nettoyage au contact des parois latérales d'une cavité compatible de lingotière. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alignement (24) placé dans l'une des zones (12, 14) d'extrémité supérieure et inférieure du corps afin que le corps (10) s'aligne sur une cavité compatible d'une lingotière.