Brevet FR2504422A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne la fonderie et a notamment pour objet une machine pour la coulée continue de demi-produits. Le métal en fusion provenant d'un four de fusion ou d'un mélangeur est versé dans un dispositif d'alimentation, à partir duquel, à une température déterminée dépassant sa température de fusion de la valeur de la température de surchauffe, il arrive en continu dans la gorge de coulée de la lingotière d'une machine de coulée par exemple du type à carrousel. Pour que le demi-produit coulé se forme, le métal arrivant dans la gorge de coulée de la lingotière y est refroidi. Grâce à ce refroidissement, le métal se solidifie en constituant un demi-produit coulé continu, qui est extrait en continu de la gorge de coulée de la lingotière, puis transmis à un laminoir continu ou à une enrouleuse. On connait une machine de coulée (brevet Etats-Unis nO 3284859, publié le 15.11.66), comprenant une lingotière refroidie du type carrousel. La lingotière est réalisée sous la forme d'un anneau dont la section droite est en forme de trapèze ayant sa grande base du côté de l'alimentation en métal en fusion. Dans la lingotière est taillée une gorge de coulée, dans laquelle arrive le métal en fusion débité par le dispositif d'alimentation. La lingotière a un système moteur qui l'anime d'un mouvement de rotation dans le plan horizontal. Pour refroidir le métal en fusion se trouvant dans la lingotière de la machine de coulée, il est prévu un système de refroidissement forcé, constitué par des buses montées sous un angle proche de l'angle droit par rapport aux parois de la lingotière. Les buses sont raccordées à un circuit d'alimentation en fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement est débité sous pression, sous la forme de jets. Sous l'effet du refroidissement, le métal en fusion arrivant dans la gorge de coulée de la lingotière s'y solidifie et forme un demi-produit continu. Le demi-produit est extrait en continu de la gorge de coulée de la lingotière, en un point de la machine de coulée situé à 200-270 degrés d'angle par rapport à l'endroit de la coulée, puis est transmis à un laminoir continu. Toutefois, 11 angle d'incidence des jets étant proche de l'angle droit, le fluide de refroidissement est reJeté par les parois de la lingotière et ne participe au refroidissement du métal que pendant un court laps de temps. C'est pourquoi le refroidissement du métal jusqu'à une température déterminée nécessite une grande quantité de fluide de refroidissement. En outre, le fluide de refroidissement étant débité par des buses distinctes, le refroidiiseient du métal dans la gorge de coulée est irrégulier, ce qui nuit à la qualité du demi-produit coulé. On connais une machine de coulée (brevet France nO 2293272, cl. B 22 D 11/06, publié le 02 07 1976, titulaire du brevet Properzi Giulio, Italie), comprenant une lingotière refroidie du type roue de coulée. La lingotière est réalisée sous la forme d'un anneau dont la section droite est en forme de trapèze ayant sa grande base du côté de l'alimentation en métal en fusion. Dans la lingotière de la machine de coulée est réalisée une gorge de coulée, dans laquelle arrive le métal en fusion débité par le dispositif d'alimentation. Le fond de la lingotière a une forme compliquée, bombée, avec une surface à facettes, constituée par plusieurs surfaces simples disposées sous un angle l'une par rapport à l'autre. La lingotière a un système moteur l'animant d'un mouvement de rotation dans le plan vertical. Pour refroidir le métal en fusion se trouvant dans la lingotière de la machine de coulée, il est prévu un système de refroidissement forcé. Le système de refroidissement forcé comprend une capacité annulaire montée fixe à l'intérieur de l'anneau de la lingotière et raccordée à un circuit d'alimentation en fluide de refroidissement. Sur la capacité annulaire sont montées des buses qui débitent sous pression des jets de fluide de refroidissement sur le fond de la lingotière. Les jets de fluide. de refroidissement viennent frapper le fond de la lingotière de la machine de coulée sous un angle proche de l'angle droit. Sous l'effet du refroidissement du métal en fusion dans la gorge de coulée, celui-ci s'y solidifie en formant un demi-produit continu. Le demi-produit est extrait en continu de la gorge de coulée de la lingotière et transmis à un laminoir continu. Toutefois, du fait que les jets sont disposés sous un angle proche de l'angle droit, le fluide de refroidissement est rejeté par le fond de la lingotière et ne participe au refroidissement du métal que pendant un court laps de temps. C'est pourquoi le refroidissement du métal jusqu'à une température déterminée nécessite une grande quantité de fluide de refroidissement. En outre, étant donné que le fluide de refroidissement est débité par des buses distinctes et que le fond de la lingotière comporte des facettes, le refroidissement du métal dans la gorge de coulée est irrégulier, ce qui nuit à la qualité du demi-produit coulé. On connait une machine de coulée (brevet Etats-Unis nO 3364979, publié le 23.01.68), comprenant une lingotière refroidie du type carrousel. La lingotière est réalisée sous la forme d'un anneau, dans la partie supérieure duquel est taillée une gorge de coulée. A la partie inférieure de l'anneau se trouve une saillie à section en forme de trapèze dont la grande base est du côté de la gorge de coulée de la lingotière de la machine. La lingotière est rigidement fixée à l'intérieur d'une capacité annulaire dotée d'un système moteur animant celleci d'un mouvement de rotation. Cette capacité annulaire sert au refroidissement de la lingotière dans la machine de coulée continue. La capacité annulaire dans laquelle est fixée la lingotière est remplie de fluide de refroidissement jusqu'à un niveau tel que la saillie de la lingotière s'y trouve immergée. La profondeur d'immersion de la saillie de la lingotière est réglée selon la température que doit avoir le demi-produit coulé à la sortie de la gorge de coulée de la lingotière de la machine de coulée ; il en résulte que le fluide de refroidissement n'agit que sur la saillie de la lingotière. Le métal en fusion débité par le dispositif d'alimentation arrive dans la gorge de coulée de la lingotière tournante. Sous l'effet du refroidissement, le métal en fusion se trouvant dans la gorge de coulée s'y solidifie et forme un demi-produit continu. Le demi-produit continu est extrait en continu de la gorge de coulée de la lingotière et transmis à un laminoir continu. Toutefois, du fait que seule la saillie de la lingotière est refroidie, le refroidissement du métal dans la gorge de coulée s'effectue par transmission de la chaleur à travers une paroi de forte épaisseur. Il en résulte que le refroidissement du métal jusqu'à une température déterminée requiert un temps prolongé et une grande quantité de fluide de refroidissement. En outre, le refroidissement du métal dans la gorge de coulée est irrégulier, ce qui nuit à la qualité du demi--produit coulé. Le but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. On s'est donc proposé de créer une machine pour la coulée continue de demi--produits, dans laquelle la lingotière serait conçue de façon à assurer un refroidissement uniforme et rapide du métal du demi-produit avec une quantité moindre de fluide de refroidissement. La solution consiste en une machine pour la coulée continue de demi-produits, du type comprenant une lingotière refroidie réalisée sous la forme d'un anneau, dans la partie supérieure duquel est taillée une gorge de coulée, et à la partie inférieure duquel est réalisée une saillie à section en forme de trapèze orienté par sa grande base vers la gorge de coulée de la lingotière,cete derny comportant un système moteur l'animant d'un mouvement de rotation, caractérisée, d'après l'invention, en ce que dans la petite base de la saillie de la lingotière est réalisée au moins une gorge circulaire. Cette gorge diminue l'épaisseur du fond de la lingotière > ce qui diminue le gradient de température et assure donc un refroidissement plus intense du métal dans la gorge de coulée. En outre, grâce à la présence d'au moins une gorge à la surface de la lingotière, le fluide de refroidissement débité n'est pas directement rejeté par la lingotière, mais glisse suivant la surface de la gorge en léchant uniformément toute sa surface. Il en résulte un accroissement de la durée du contact entre le fluide de refroidissement et la surface de la lingotière, aussi lerefroidissement du métal Jusqu'à une température déterminée requiert-il une quantité de fluidede refroidissementmiidreetun ipsplus cont. Il est avantageux que les flancs de la saillie fassent avec l'axe vertical de la gorge de coulée un angle d compris entre et 50 . Une telle disposition des flancs de la saillie assure le glissement du flux de refroidissement suivant leur surface, sans rejet ou décollement sur toute son étendue. Il en résulte que la durée de contact entre le fluide de refroidissement et la surface de la lingotière augmente, aussi le refroidissement du métal Jusqu a une température déterminée requiert-il une quantité de fluide de refroidissement moindre et un temps plus court. Il est souhaitable que des canaux circulaires soient réalisés des deux côtés de la saillie, ces canaux étant raccordés progressivement, par des arcs de cercle, aux flancs de la saillie. Une telle conception assure l'évacuation sans entrave du fluide de refroidissement en retour après le léchage du flanc de la saillie, sans altération du processus de léchage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une machine de coulée du type à carrousel, conforme à l'invention, avec son système moteur, son dispositif alimentant le canal de coulée de sa lingotière en métal liquide et son d{sposiEfpourl'extwstion ai demi-produit coulé de la lingotière (vue de dessus) - la figure représente une coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 représente schématiquenent une coupe transversale d'une machine de coulée conforme à l'invention, à une plus grande échelle - la figure 4 est une vue schématiqn Dans la description qui va suivre, on considère à titre d'exemple non limitatif le cas d'une machine de coulée 1 (figure 1) comprenant une lingotière refroidie 2 du type carrousel. La lingotière 2 est réalisée sous la forme d'un anneau 3, dans la partie supérieure duquel est taillée une gorge de coulée 4, et à la partie inférieure duquel est réalisée un saillie 5 (figure 2). La saillie 5 a une section en forme de trapèze orienté par sa grande base du côté de la gorge 4 de coulée. Sous la lingotière 2 est monté un système d'alimentation forcée 6 (figure 2) débitant un fluide de refroidissement sous pression. Dans l'exemple décrit, le système 6 est réalisé sous la forme d'une capacité annulaire 7 coaxiale à la lingotière 2 et constituée par un corps 8 avec un couvercle 9 ayant des orifices 10 (figure 3). Le fluide de refroidissement est débité sous pression à travers les orifices 10, sous la forme de jets 11, 12 et 13, sur le fond 14 et les flancs 15, 16 de la saillie 5 de la lingotière 2. Le corps 8 du système 6 débitant le fluide de refroidissement sous pression est placé sur un support 18dans un carter -annulaire 17 qui enveloppe la partie inférieure de l'anneau 3 de la lingotière 2. Le carter 17 est prévu pour l'évacuation du fluide de refroidissement en retour à travers un tube 19. Dans l'exemple considéré, le système 6 débitant le fluide de refroidissement est réalisé sous la forme d'une capacité annulaire. Toutefois, ce système peut être de toute autre conception connue, par exemple constitué par des buses 20 (figure 4). Dans la petite base de la saillie 5 de la lingotière 2, est réalisée, d'après l'invention, une gorge annulaire 21 (figure 3). Cette gorge 21 diminue l'épaisseur du fond 14 de la lingotière 2, ce qui diminue le gradient de température et assure donc un refroidissement plus intense du métal dans la gorge de coulée 4. En outre, grâce à la présence de la gorge- 21, le fluide de refroidissement débité n'est pas directement rejeté par la lingotière 2, mais glisse suivant la surface de la gorge21enbaignant toute sa surface uniformément. Il en résulte une durée de contact plus longue entre le fluide de refroidissement et la surface de la lingotière 2 et, par conséquent, le refroidissement du métal jusqu'à une température déterminée requiert une quantité de fluide de refroidissement moindre et un temps-plus court. Toutefois, le nombre de gorges 21 peut être supérieur à un ; il peut être, par exemple, de trois (gorges 22, 23, 24 sur la figure 4) ou plus. Ceci dépend de la largeur de la gorge de coulée 4, à savoir, plus la largeur de la serge de coulée 4 est grande, plus le nombre de gorges 21, 22, 23, 24 sera élevé. Les flancs 15 et 16 (figure 3) de la saillie 5 de forme trapézoldale font avec l'axe vertical 25 de la gorge de coulée 4 un angle de, par exemple, 13030?. Une telle disposition des flancs 15 et 16 de la saillie 5 assure le glissement du fluide de refroidissement suivant ces flancs sans rejet ou sans décollement sur toute leur étendue. Il en résulte une augmentation de la durée de contact entre le fluide de refroidissement et les flancs 15 et 1 de la saillie 5de la lingotière 2 dans la machine de coulée 1, aussi le refroidissement du métal dans la gorge de coulée 4 jusqu'à une temprérature déterminée requiert-il une quantité de fluide de refroidissement moindre et un temps plus court. Les flancs 15 et 16 de la saillie sae la lingotière 2 peuvent aussi étre disposés sous un anglet compris entre O et 500. La disposition des flancs 15 et 16 de la saillie 5 sous un angle inverse compliquerait la fabrication de la lingotière 2. Une augmentation de l'angle au-dessus de 500 provoquerait le rejet des jets Il et 13 dans le cas de jets de fluide de refroidissement verticaux, ou bien des jets 26 dans le cas de la variante de la figure 4, où le fluide de refroidissement est débité par des buses 20, sous la forme de jets 26 dirigés sous un certain angle par rapport à l'axe vertical 25 de la gorge de coulée 4. De part et d'autre de la saillie 5 de la lingotière 2 de la machine de coulée 1, sont réalisés des canaux circulaires 27 et 28 qui sont raccordés progressivement par des arcs de cercle aux flancs 15 et 16. Une telle conception assure une évacuation sans entrave du fluide de refroidissement en retour après le léchage des flancs 15 et 16 de la saillie 5, sans altération du processus de léchage. La lingotière 2 de la machine de coulée 1 a un système moteur 29 (figure 2) l'animant d'un mouvement de rotation, Le système moteur 29 comprend un moteur 30 avec un accouplement 31 le reliant à un réducteur 32, qui est relié à un arbre 33 portant un pignon 34 engrené avec une roue 35. La roue 35 est calée sur un arbre 36, qui est monté sur un axe 37 à l'aide de roulements ou de coussinets (non représentés sur les dessins). L'anneau 3 de la lingotière 2 de la machine de coulée 1 est calé sur l'arbre 36 à l'aide d'un disque 38 et de nervures 39, 40 de rigidité. Au-dessus de la machine de coulée 1 est monté un dispositif 41 avec une busette 42 servant à alimenter en métal en fusion la gorge de coulée 4 de la lingotière 2, ce dispositif 41 étant lui-même alimenté en métal en fusion à partir d'un four ou d'un mélangeur (non représentés sur les dessins), via un tuyau de distribution 43. La machine de coulée 1 (figure 1) est dotée d'un dispositif 44 pour extraire le demi-produit solidifié de la lingotière 2. Ce dispositif comprend un coin 45 engagé dans la gorge de coulée 4 de la lingotière 2 et rigidement fixé à un support 46 auprès duquel est disposé un guide 47 avec des galets 48. La machine de coulée 1 fonctionne de la façon suivante. La lingotière 2 de la machine de coulée 1 est animée d'un mouvement de rotation dans le sens horaire par le système moteur 29 comprenant le moteur 30. Le mouvement de rotation du moteur 30 est transmis par l'accouplement 31 au réducteur 32, qui transmet lui-même la rotation à l'arbre 33 solidaire du pignon 34 engrené avec la roue 35. La roue 35 fait tourner l'arbre 36 dans les roulements (non représentés sur les dessins) calés sur l'axe 37. Le disque 38 et les nervures de rigidité 39, 40 solidaires de l'arbre 36 transmettent sa rotation à l'anneau 3 de la lingotière 2 de la machine de coulée 1. La gorge de coulée 4 de l'anneau 3 de la lingotière 2 animée d'un mouvement de rotation dans la machine de coulée 1, est alimentée en continu en métal liquide par la busette 42 du dispositif 41, auquel le métal liquide provenant d'un four ou d'un mélangeur (non représentés sur les dessins) est amené par un tuyau de distribution 43. Le métal en fusion se trouvant dans la gorge de coulée 4 de l'anneau 3 de la lingotière 2 delamachine de coulée 1 y est refroidi par le système 6 débitant le fluide de refroidissement sous pression. Le fluidé de refroidissement est débité sous pression à travers les orifices 10 du couvercle 9 du corps 8 de la capacité annulaire 7, sous la forme de Jets 11, 12, 13 dirigés sur la saillie circulaire 5 de l'anneau 3 de la lingotière 2 de la machine de coulée 1. Le fluide de refroidissement peut aussi être débité sous pression par des buses 20, sous la forme de jets 26, ou bien de toute autre manière connue. Le fluide de refroidissement lèche les flancs 15, 16 de la saillie 5 et les gorges circulaires 21, 22, 23, 24 de la saillie circulaire 5, puis la surface des canaux circulaires 27, 28 qui sont raccordés progressivement, par des arcs de cercle, aux flancs 15,16 de la saillie 5. Le fluide de refroidissement en retour retombe dans le carter annulaire 17, dans lequel le corps 8 de la capacité annulaire 7 est monté sur le support 18, puis il est évacué vers le circuit de circulation (non représenté sur les dessins) par le tube 19. Le métal en fusion se trouvant dans la gorge de coulée 4 de l'anneau 3 de la lingoitère 2 s'y refroidit et se solidifie sous la forme d'un demi-produit coulé continu. Le demi-produit coulé et solidifié est, pendant son mouvement, extrait en continu de la gorge de coulée 4 de l'anneau 3 de la lingotière 2 de la machine de coulée 1 à l'aide du coin 45 du dispositif 44, et est évacué suivant le support 46 et le guide 47 à rouleaux 48 vers un laminoir continu ou une enrouleuse (non représentés sur les dessins). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sontexécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Machine pour la coulée continue de demi-produits, du type comprenant une lingotière refroidie (2), réalisée sous la forme d'un anneau(S) dans la partie supérieure duquel est taillée une gorge de coulée (4), et dans la partie inférieure duquel est réalisée-une saillie (5) à section en forme de trapèze orienté par sa grande base vers la gorge de coulée (4) de la lingotière (2), cette dernière étant équipée d'un système moteur l'animant d'un mouvement de rotation, caractériséeen ce que dans la petite base de la saillie (5) de la lingotière est réalisée au moins une gorge circulaire (21). 2. Machine selon la revendication 1, caractériséeen ce que les flancs de la saillie (5) sont disposés sous un angle OC de O à 50 par rapport à l'axe vertical (25) de la gorge de coulée précitée. Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des canaux circulaires (27 et 28) sont réalisés des deux côtés de la saillie (5), ces canaux étant raccardés progressivement, par des arcs de cercle, aux flancs (15 et 16) de la saillie (5).