Brevet FR2511276A1 — publié le 19830218

? 276 L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de fabri- cation d'une lingotière tubulaire de coulée continue On sait que, dans les installations de coulée continue, l'acier liquide est coulé dans des moules sans fond appelés lingotières dont la paroi est refroidie énergiquement de façon à former une croute dolidifiée enfermant l'acier liquide et permettant la production continue d'une barre qui s'échappe par le fond de la lingotière et passe dans un dispositif de refroidissement secondaire ou elle achève de se solidifier. Pour assurer un refroidissement efficace, la paroi interne de la lingotière est constituée normalement en cuivre. Lorsque la lingotière doit avoir une section importante, elle est constituée le plus souvent de quatre plaques formant un rectangle En revanche, pour les installations de taille moyenne de production de billettes et de blooms, on utilise généralement des lingotières tubulaires constituées d'une enveloppe fermée formant un conduit tubulaire dont la section droite carrée ou rectangulaire, a sensiblement la forme du produit que l'on désire obtenir. Pour tenir compte du retrait qui se produit pendant le refroidisse- ment de l'acier, il est habituel de donner au conduit tubulaire une certaine conicité, les parois latérales étant légèrement inclinées par rapport à l'axe du conduit pour converger vers le centre. En outre, la lingotière est animàée d'un mouvement d'oscillation en suivant souvent un trajet en arc de cercle de grand rayon et le conduit tubulaire doit alors être courbé de telle sorte que son axe forme un arc de cercle de même rayon. La fabrication des lingotières tubulaires présentent certaines difficultés dues à l'exigence de cette forme courbe et convergente et au fait que l'enveloppe formant le conduit est constituée en cuivre et a donc une épaisseur relativement peu importante. On a déjà proposé, pour la fabrication d'une lingotière tubulaire en arc de cercle, d'introduire à l'intérieur dfun tube un mandrin de tubulaire calibrage ayant la forme souhaitée et de tirer le conduit/contenant le mandrin à travers une filière de façon à obliger les parois du conduit à prendre la forme du mandrin Une telle méthode ne permet pas de donner aux parois internes du tube la conicité voulue. On a également proposé de déformer le conduit par explosion pour lui donner la forme d'un moule, mais cette méthode est évidemînent assez difficile à mettre en oeuvre. L'invention a pour objet un nouveau procédé et un dispositif permettant d'obtenir facilement des lingotières tubulaires courbes et, si nécessaire,à parois convergentes. Conformément à l'invention, les faces internes incurvées du conduit tubulaire sont réalisées par enlèvement de métal sur une lingotière brute fixée sur un plateau au moyen d'un outil de rabotage animé d'un mouvement parallèle à l'axe du conduit tubulaire et que l'on guide transversalement, pendant son déplacement, sur un gabarit de forme cylindrique parallèle à la forme à donner à la face usinée. L'invention a également pour objet un dispositif de rabotage spécialement adapté pour la fabrication d'une lingotière tubulaire courbe; . On sait qu'un dispositif de rabotage comprend, d'une facon générale un outil monté sur un porte-outil animé d'un mouvement longitudinal alter- natif par rapport à la pièce à raboter et des moyens permettant de modifier transversalement la position relative de l'outil et de la pièce au début de chaque mouvement alternatif. Dans certains dispositifs de rabotage, le moyen de règlage transversal de la position de l'outil par rapport à la pièce est constitué par une pièce formant coin interposé entre le porte-outil et son support auquel elle est fixée par une tige de manoeuvre de longueur réglable; cette pièce sert d'appui fixe au porte-outil pendant le mouvement alternatif longitudinal et, à cet effet, est guidée dans une glissière fixe parallèle à la direction de déplacement Le coin s'appuie sur le porte- outil par l'intermédiaire d'une face inclinée coopérant avec une face d'appui correspondante du porte-outil et le règlage de la longueur de la tige de manoeuvre permet de modifier l'enfoncement du coin et par conséquent la position relative trans- versale de l'outil au début de chaque mouvement alternatif Dans le dispo- sitif oelon l'invention, le fond de la glissière de guidage du coin d'en- trainement est constitué par un gabarit de forme cylindrique parallèle à la forme à donner à la face usinée, le coin d'entraînement est articulé sur la tige de manoeuvre autour d'un axe parallèle aux génératrices du gabarit cylindrique et l'une au moins des faces d'appui correspondantes du coin et du porte-outil est convexe* Dans un mode de réalisation particulier, l'axe du conduit tubulaire est incliné par rapport à la direction du gabarit d'un angle correspondant à la conicité à donner à la paroi de la lingotière en cours d'usinage. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexes. La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une lingotière tubulaire en cours d'usinage selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus, partiellement en coupe selon II-Il figure 1. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une lingotière tubulaire constitué d'une enveloppe fermée en cuivre 1 à l'intérieur de laquelle est ménagé un conduit tubulaire 10 centré sur un axe 100. Deux des faces latérales opposées 13 et 14 du conduit 10 sont planes alors que les deux autres faces opposées 11 et 12 sont incurvées en forme de portion de cylindre à génératrices perpendiculaires à l'axe 100 qui est lui-même courbé en arc de cercle de rayon égal au rayon d'oscilla- tion de la lingotière. Sur la figure, la lingotière a été représentée en fin d'usinage de facon à faire apparaître les faces cylindriques 11 et 12 Cependant, avant l'usinage, la lingotière brute de fonderie est limitée par des parois internes 15, qui dans l'exemple représenté sont supposées planes et indi- quées en trait mixte sur la figure. Pour son usinage, la lingotière brute est placée sur un plateau 2, fixé en position règlable sur un bâti 40 et sur lequel est-ménagé un orifice 21 correspondant au conduit 10 et de section suffisante pour permettre le dégagement du dispositif de rabotage qui est placé à l'intérieur du conduit tubulaire 10 et comprend un porte outil 3, un coin d'appui 4 et une glissière de guidage 5. L'outil de rabotage 31 est fixé de façon classique sur le porte- outil 3 qui sur sa face opposée à l'outil et tournée vers la glissière 5, est muni d'une face d'appui 32 inclinée par rapport à la direction de déplacement de l'outil et sur laquelle s'appuie le coin 4 Celui-ci est muni du c 8 té du porte outil 3, d'une face d'appui inclinée 41 coopérant avec la face d'appui 32 du porte outil 3 Du côté opposé au porte outil, le coin 4 est muni d'une face de guidage constituée de deux patins 42 qui s'appuient sur le fond de la glissière 5, celle-ci ayant une section en U et comportant deux ailes latérales 51 de maintien du coin 4. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le fond de la glissière 5 est constitué par un gabarit 6 dont la forme correspond à celle que l'on désire donner à la face usinée D'une façon générale, le gabarit 6 aura donc la forme d'une surface cylindrique convexe pour l'usinage de la face concave 11 et, inversement, concave pour ltusinage de la face convexe 12. Le porte-outil 3 avec l'outil 31 et le coin d'appui 4 sont animés d'un mouvement longitudinal alternatif par rapport à la lingo- tière 1 et à la glissière de guidage 5. A cet effet, le plateau 2 de support de la lingotière 1 et la glissière 5 avec le gabarit 6 sont solidaires du bâti 40 de la machine sur lequel est guidé un coulisseau 8 animé d'un mouvement axial alternatif par des moyens non représentés et auquel sont reliés le porte outil 3 et le coin 4 par l'intermédiaire d'une tige de manoeuvre 7. Le plateau de support 2 de la lingotièrel est fixé sur le bâti 40 pendant une passe d'usinage, mais sa position peut être règlée de façon à modifier la zone d'action de l'outil 31 D'une façon générale, le plateau peut être monté sur le bâti 40 à la manière d'une table de fraiseuse. L'effort de coupe ainsi que des moyens élastiques schémati- sés sur la figure par un ressort 34 déterminent un appui permanent du porte-outil 3 contre le coin 4 et de celui-ci contre le fond de la glissière constitué par le gabarit cylindrique 6 La queue du porte outil 3 est articulée sur le coulisseau 8 autour d'un axe 33 et le coin 4 est éga- lement monté articulé autour d'un axe 70 à l'extrémité de la tige de manoeuvre 7 reliée au coulisseau 8 et dont la longueur peut être modifiée au moyen d'un organe de règlage 71 Les axes d'articulation 33 du porte outil 3 et 70 du coin 4 sont parallèles aux génératrices du gabarit cylindrique 6. De la sorte, le coin 4 peut rester appliqué contre le gabarit 6 au cours de son déplacement le long de celui-ci D'autre part, la face d'appui inclinée 41 du coin 4 a une forme cylindrique à génératrices paral- lèles à celles du gabarit 6, dont la courbure est déterminée de façon que la réaction de l'outil 31 passe constamment à l'intérieur de la surface de guidage 42 et que la profondeur de coupe reste constante Ainsi, lorsque le porte outil 3 se déplace par rapport à la lingotière, le coin 4, en glissant le long du gabarit 6 détermine l'usinage d'une surface pratiquement superpo- sable à celle du gabarit 6. Par ailleurs, le règlage de la longueur et la tige de manoeuvre 7 du coin 4 au moyen du dispositif 70 permet en fin de course, de déplacer axialement le coin 4 par rapport au porte outil En règlant la position du coin 4 le long de la face d'appui inclinée 32, on peut donc donner un mouve- ment d'avance à l'outil 31 et règler la profondeur de la passe. En position basse, un déplacement relatif vers le haut du coin 4 par rapport au porte outil 3 éloigne l'outil 31 de la face à usiner et permet donc de le remonter facilement. En outre, le dispositif permet également de réaliser facilement des faces convergentes ayant la conicité désirée Pour cela, il suffit en effet, d'incliner la lingotière par rapport au plateau, par exemple au moyen de cales, d'un angle égal à l'angle de conicité recherché ou bien inversement, d'incliner légèrement le gabarit par rapport au fond 52 de la glissière 5. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation représenté, d'autres variantes pouvant être imaginées en employant des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1 Procédé de-fabrication d'une lingotière tubulaire de coulée continue constituée d'une enveloppe fermée ( 1) formant un conduit tubulaire ( 10) à section polygonale comportant deux faces internes opposées ( 11, 12) incurvées en forme de portions de cylindres respectivement concave et con- vexe, à génératrices perpendiculaires à l'axe ( 100) du conduit tubulaire ( 10) caractérisé par le fait que les faces incurvées concave ( 11) et convexe ( 12) sont réalisées sur une lingotière brute fixée sur un plateau ( 2) par enlèvement de métal au moyen d'un outil de rabotage ( 31) animé d'un mouvement parallèle à la direction du conduit tubulaire ( 10) par rapport au plateau ( 2) et que l'on guide transversalement, pendant son déplacement, sur un gabarit ( 6) ayant la forme à donner à la face usinée. 2 Procédé de fabrication d'une lingotière tubulaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on incline le gabarit ( 6) par rapport à l'axe ( 100) du conduit tubulaire ( 10) pour donner une conicité audit conduit. 3 Dispositif de rabotage pour la fabrication d'une lingotière tubulaire selon le procédé de la revendication 1, comprenant un plateau ( 2) de support de la lingotière brute ( 1), un outil de rabotage ( 31) monté sur un porte outil ( 3), un coin ( 4) de règlage de la position transversale de l'outil ( 31), relié par une tige de manoeuvre ( 7) à une pièce de support ( 8) du porte outil ( 3) et un moyen de déplacement relatif de l'ensemble du porte outil ( 3) et du coin ( 4) par rapport au plateau de déplacement et solidaire du plateau de support ( 2), le coin de règlage ( 4) s'appuyant d'un côté sur le porte outil ( 3) par l'intermédiaire d'une face inclinée ( 41) coopérant avec une face inclinée correspondante ( 32) du porte outil ( 3) et, de l'autre côté sur la glissière de guidage ( 5) par l'intermédiaire d'une face d'appui ( 42) caractérisé par le fait que le fond ( 51) de la glissière de guidage ( 5) du coin de règlage ( 4) est constitué par un gabarit ( 6) de forme cylindrique parallèle à la forme à donner à la face usinée, que le coin de règlage ( 4) est articulé sur la tige de manoeuvre ( 7) autour d'un axe ( 70) parallèle aux génératrices du gabarit cylindrique ( 6) et que l'une au moins des faces d'appui correspondantes ( 41) du coin 4 et ( 32) du porte outil ( 3) est convexe. 4 Dispositif de rabotage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe ( 100) du conduit tubulaire ( 10) est incliné par rapport à la direction du gabarit ( 6) d'un angle correspondant à la conicité à donner à la lingotière. Dispositif de rabotage selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la face de guidage ( 41) du coin 4 a une forme cylindrique dont la courbe est déterminée de telle sorte que la réaction de Poutil ( 31) passe constamment à l'intérieur de la face d'appui ( 42) du coin 4 sur le gabarit 6 et que la profondeur de coupe reste constante.