Brevet FR2531643A1 — publié le 19840217

On a décrit dans le brevet français N 75 24 452 un dispositif permettant de couler un métal liquide à l'intérieur d'une lingotière mobile constituée par deux surfaces cylindriques de très grand diamètre refroidies par une circulation interne d'eau et transmettant une pression importante sur le métal coulé, éliminant les retassures et diminuant les ségrégations La technique ainsi proposée utilisait des éléments mobiles indépendants roulant sur des supports fixes par l!intermédiaire de nappes de rouleaux et posait de ce fait plusieurs problèmes particuliers Le dispositif faisant l'objet de la présente invention remédie aux difficultés rencontrées de ce fait et est caractérisé par le fait que la paroi plane ou cylindrique de grand diamètre de la lingotière inférieure au moins est constituée par une bande métallique continue et sans fin munie de moyens d'alimentation en eau de refroidissement et de moyens de calage agencés pour assurer la souplesse de la bande dans le sens de la longueur et son entrainement par une channe support mobile sans fin, prenant appui, dans la zone de in de solidification, sur des roulements à rouleaux de grand diamètre permettant l'application d9im- portants efforts de compression Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens d'alimentation en eau de refroidissement sont constitués par des canaux fraisés dans l'épaisseur de la bande métal-lique et les moyens de calage comportent des éléments trans- versaux placés à intervalles réguliers et munis de conduits d'arrivée et de départ de lteauO L'eau peut etre prélevée par des boites de prise d'eau latérales munies de joints antogonflables qui viennent s'ajusteur sur les orifices correspondants d'une bande métallique ou plastique qui glisse de façon étanche sur le bassin deun collecteur d'alimentation en eau placé sur le coté de la machine Entre les éléments transversaux d'alimentation en eau peuvent etre placés d'autres éléments indépendants de meme hauteur maintenus au contact de la bande par des ressorts de rappel permettant à la fois l'enroulement de la bande et le maintien d'une épaisseur eonstante de la bande dans la zone de coulée pour une reprise convenable des efforts de compression. Le support mobile peut être composé de chaînes de palets indépendants, dont la face supérieure libre peut ê t r e plane, chaque palet s'articulant sur son voisin autour d'un axe de façon telle que la chaîne soit rigide dans la zone de coulée entre deux roues amont et aval dtentraînement et quelle puisse s'enrouler sur ces roues dont les pignons engrènent sur les axes communs aux palets successifs. En amont et en aval des gros roulements à rouleaux sur lesquels les chaînes de palets s'appuient au droit du minimum d'épaisseur, des galets montés sur les axes des palets qui roulent sur des chemins de roulement fixes pour assurer la planéité du support mobile ou dans le cas d'une chaîne de palets à surface courbeple maintien de cette courbure et d'autre part la reprise des efforts secondaires an amont de la zone du minimum dtépaisseur. Ainsi ce dispositif qui combine l'utilisation d'une bande métallique continue et sans fin et l'appui de cette bande sur des chaînes supportspermet de réaliser cet élément de lingotière mobile continue et sans fin pouvant supporter d'importants efforts de compression dans la zone de fin de solidification. A titre d'exemple nullement limitatif on a représenté sur les dessins annexés, un exemple de réalisation de la machine selon l'invention, dessins sur lesquels La figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle dans la partie centrale de la machine. La figure 2 est une vue à plus grande échelle de la zone centrale encadrée par la courbe C de la figure 1. La figure 3 est une vue an coupe suivant la ligne a-a de la figure 2 pour la partie droite, la ligne b-b de la figure 2 pour la partie gauche. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue de la coupe selon la ligne V-V de la figure 2. La figure 6 est une vue de la coupe selon la ligne VI-VI de la figure 2. Dans cet exemple pour une largeur de bande coulée d'un mètre, le support mobile est constitué par trois chaînes parallèles entraînées par la meme roue motrice 1 située en aval de la machine. Chaque chaîne est composée de palets 2 articulés avec leurs voisins autour d'un axe 3 de façon telle que la chaîne soit rigide entre les roues 1 et 4 sur lesquelles les axes 3 engrènent sur les dents 5. Les chaînes de palets s'appuient, au droit du minimum d'épaisseur de la zone de coulée, sur des roulements à rouleaux de grand diamètre 6. En amont et en aval des roulements 6, les galets 7 fixés sur les axes 3 roulent sur des chemins de roulement 8 solidaires du bâti fixe 9, chemins de ;roulements assurant la planéité du support et reprenant les efforts secondaires. Le bâti 9 repose sur les fondations latérales 1-2 et supporte également les paliers la et 4a des roues dentées 1 et 4 ainsi que les dispositifs d'entraînement. (non représentés) de la roue 1. Le bâti fixe 9 supporte également les moyeux fixes 10 des roulements à rouleaux 6 ainsi que les collecteurs dZalimentation en eau de refroidissement 11. Placée sur, et entraînée par, les palets 2 la bande composite refroidissante continue et sans fin est réalisée comme suit : Une bande métallique 13, par exemple en alliage de cuivre à forte limite élastique et conductibilité thermique élevée, a une épaisseur fonction du diamètre d'enroulement de cette bande sur les tambours 18 situés en amont et en aval. Des canaux élémentaires 14 sont fraisés sur la face interne de la bande sans fin comme indiqué sur la -figure 4. Ces canaux, formant un rectangle allongé dtenviron 30 mm de large sur 300 min de long, sont alimentés en eau par le conduit 15 l'eau étant évacuée par le conduit 16 conduits situés au milieu du grand côté du rectangle. Des éléments transversaux 17 sont fixés à intervalle régulier au droit des conduits 15 et 16 et comportent les canalisations générales d'amenée d'eau 19 et de départ d'eau 20. Entre les éléments transversaux la distance libre a une longueur permettant l'enroulement de la bande métallique sur des tambours amont et aval dont le diamètre est fonction de son épaisseur (de 3 à 5 m pour une épaisseur de 20 mm à 30 mm. Les éléments 17 sont fixés sur la bande par l'intermédiaire du joint en plastique armé 21 fixé sur toute la surface interne de la bande métallique 13 par collage dans les rainures 22 aménagées à cet effet. Les joints 21 assurent ainsi à la fois la fixation des éléments 17 et l'étanchéité des canalisations élémentaires 1 dans lesquelles circule une eau sous pression de l'ordre de 4 bars à une température ocsillant entre 400 et 800. Entre les éléments 17 sont placés les éléments indépendants 23 de même hauteur maintenus sur la bande 13 par les ressorts de rappel 27 de telle façon qu'ils puissent s'écarter de la bande 13 lors de son enroulement sur les tambours 18 par ses extrémités 24. Les éléments 17 et 23 donnent à la bande composite continue et sans fin une épaisseur constante dans la zone de coulée et permettent la reprise des efforts de compression, efforts repris par les palets 2 et les roulements 6. Aux extrémités des éléments 17 sont situés les boîtes de prise doleau 25 munies de leurs joints antogonflables 26 de prélèvement d'eau sur les collecteurs fixes latéraux. L'alimentation en eau s'effectue par le collecteur 11 placé sur le côté de la machine, le départ s'effectuant de l'autre côté. Le collecteur 11 d'arrivée est branché par la canalisation 28 sur la pompe d'alimentation en en eau sous pression non représentée. Le collecteur est constitué par un bassin-fixe 29 muni sur le caté de surfaces de frottement 30 en teflon ou produits similaires ayant un excellent coefficient de frottement sous une pression de 4 à 5 bars à des vitesses pouvant aller jusqu'à 0,5 m/s. Une bande métallique 31 en acier inoxydable glisse sur les joints glace latéraux 30, la pression interne de l'eau de 4 à 5 bars étant appliquée sur le~dessus de la bande par les canalisations de dérivation 32. Les zones aval et amont du bassin 29 sont prolongées par des parties courbes 33 munies de surfaces de frotte ment de m8me nature et sur lesquelles glisse la bande 310 L2étanchéité de l'eau dans le bassin 29 est ainsi assurée par la contrepression exercée sur les surfaces de frotte ment 30 et par la courbure des zones 330 La bande 31 est munie orifices de même section que les orifices des boites de prise d'eau 25 et dans les memes intervalles que ces boites de prise d'eau. Ils viennent en contact avec les orifices des boltes 25 par l'intermédiaire des joints autogonflables 26. La bande 31 est entraînée par les tambours 34 coaxiaux avec les roues d'entraînement 1 des palets 30 Le diamètre des tambours 34 est identique au diamètre primitif-.de la roue dentée 1 pour que la vitesse de la bande 31 soit la même que la vitesse de la bande composite continue et sans fin 13. La bande 31 est tendue sur le collecteur 29 et sur les tambours 34 par les galets de tension 35. Un système dremm brayage non représenté permet de désolidariser les tambours 34 des roues 1 pour assurer la coincidence des orifices de la bande 31 avec ceux des éléments 17 et permet de les rendre solidaires lorsque cette colncidence est réalisée. La machine dont on vient de décrire la partie inférieure avec son bati fixe 9 reposant sur les fondations 12, comporte une partie supérieure 51 sur laquelle est fixé un moyeu central 52 sur lequel sont montés des roulements de grand diamètre 53 sur lesquels tourne un cylindre 54 de grand diamètre (de l'ordre de 2 mètres). Ce cylindre 54 comporte une surface refroidissante de meme nature que la bande métallique 13 de la partie inférieure plane. Elle est refroidie par une circulation interne d'eau dans les mêmes conditions de circulation alimentée par des collecteurs latéraux 55 fonctionnant sur les mêmes principes de joints glace sous pression. Le moyeu central 52 est solidaire d'un bSti 56 reposant sur le bâti 12 de la partie inférieure par deux supports amont et aval. Le support amont situé au droit de l'arrivée du métal liquide au contact avec la lingotière est constitué par l'articulation 57 autour de laquelle peut pivoter le bati supérieur 56. Le support aval 58 s'appuie sur la cale 59 placée sur le bti 12. L'épaisseur de cette cale permet de fixer l'épaisseur du produit coulé. Des vérins de forte puissance constante (non représentés) sont fixés de chaque coté de la machine entre les moyeux fixes 52 du cylindre supérieur 10 et des roulements inférieurs 6. La pression exercée par les vérins étant constante il y a, pour une température de coulée donnée, une relation directe entre la vitesse de coulée et ltépais- seur du produit permettant un asservissement de ltune sur l'autre. L'alimentation en métal se fait par une goulotte d'alimentation 60 en matériau réfractaire classique et dépose le métal liquide sur les paroi de la lingotière au point 57 où l'épaisseur disponible entre les parois de la lingotière mobile est de l'ordre de 80 à 90 mm. La goulotte d'alimentation est prolongée sur les côtés par des flasques latéraux jusqu'à un point où l'épaisseur disponible entre les surfaces de la lingotière n"est plus que de 20 à 25 mm. A partir de ce point l'étanchéité latérale est assurée par des secteurs latéraux on fonte 61. Ces secteurs latéraux non refroidis pour éviter un refroidissement excessif sur les bords sont des éléments de faible longueur. Ils sont fixés par leur milieu sur les cotés de la bande 13 de telle façon que leur fixation n'entrain pas de contrainte dans la zone de la bande 13 sur les tambours 18. Un ressort 62 pousse ces secteurs latéraux vers le produit coulé pour qu'ils prennent appui sur un épaulement de la bande 13 et sur le bord du cylindre 54. Les bavures éventuelles rapidement solidifiées sont évacuées à la sortie de la machine. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de coulée continue de bandes métalliques minces dans lequel le métal liquide est coulé entre deux surfaces cylindriques, ou planes et cySindriques, de grand diamètre, refroidies par circulation d'eau interne et transmettant par des moyens mécaniques appropriés une pression importante sur le métal en fin de solidification caractérisé par le fait que la paroi de la lingotière inférieure, au moins, est constituée par une bande métallique continue et sans fin munie de moyens d'alimentation en eau de refroidissement t de moyens de calage agencés pour assurer la souplesse de la bande dans le sens de la longueur, et son entrainement par une chaîne support mobile sans fin-prenant appui, dans la zone de fin de s-ol.idifica- tisons sur des roulements à rouleaux de grand diamètre. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'alimentation en eau de refroidissement sont constitués par des canaux fraisés dans l'épaisseur de la bande métallique. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens de calage comportent des éléments transversaux placés à intervalles réguliers et munis de conduits dtarrivée et de départ de veau. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel leau est prélevée par des boites de prise d'eau latéraleD munies de joints autogonflables qui viennent sgajuster sur les orifices correspondants d'une bande métallique ou plastique qui glisse de façon étanche sur le bessin d'un collecteur d'alimentation en eau placé sur le coté de la machine. 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4,-dans lequel un joint continu et sans fin en matière plastique assure, par collage par exemple, la fixation des éléments transversaux sur la bande métallique et ltétanchéité de la circulation d'eau dans les canalisations fraisées dans la bande. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel, entre les éléments transversaux sont placés d'autres éléments indépendants de meme hauteur, maintenus au contact de la bande par des ressorts de rappel. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le support mobile est composé de palets indépendants qui, chacun, s'articule sur son voisin autour d'un axe de façon telle que la chalne soit rigide dans la zone de coulée entre deux roues amont et aval deentralne- ment, et qu'elle puisse s'enrouler sur eues roues dont les pignons engrènent sur les aes communs aux palets succes sirs. 8 - Dispositif selon la revendication 7, dans lequel en amont et en aval des gros roulements à rouleau d'appui, sont prévus des galets montés sur les axes des palets qui roulent sur des chemins de roulement fixes.