Brevet FR2548059A1 — publié le 19850104

La présente invention a pour objet un procédé pour augmenter la largeur d'une brame produite dans une installation de coulée continue, sans interrompre la coulée, en déplaçant au moins un petit côté de la lingotière en le faisant pivoter d'abord autour d'un premier axe disposé parallèlement au plan du petit côté et perpendiculairement à l'axe de la lingotière et situé au-dessous du bord inférieur du petit côté, puis autour d'un second axe, parallèle au premier et situé au-dessus du bord supérieur du petit côté. Le but de la présente invention est de maintenir pendant toute l'opération de changement de largeur et sur toute la hauteur utile du ou des petits côtés que l'on déplace un jeu minimum entre le produit coulé et le ou les petits côtés, en contrôlant la vitesse de déplacement du ou des petits côtés, et par conséquent, de réduire notablement les risques de percées et le bombement des petits côtés. Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce que pendant la première phase de l'ope'ration (rotation autour du premier axe), la vitesse de rotation du petit côté est d'abord maintenue sensiblement constante, puis croit de façon approximativement exponentielle jusqu'à une valeur maximale, et pendant la seconde phase (rotation autour du second axe) la vitesse de rotation du petit côté décroit de façon approximativement exponentielle depuis cette valeur maximale puis est maintenue constante pendant la dernière partie de cette seconde phase. Les vitesses de rotation du petit côté pendant la première partie de la première phase et la dernière partie de la seconde phase pourront être sensiblement égales. Dans certains cas, l'une ou l'autre des étapes à vitesse constante ou les deux pourront etre supprimées, la vitesse de rotation du petit côté croissant de façon approximativement exponentielle dès le début de la première phase et/ou décroissant de façon approximativement exponentielle jusqu'à la fin de la seconde phase. Pour commander les déplacements du ou de chaque petit côté on utilisera de façon classique deux vérins à vis horizontaux,disposés à des niveaux différents et ac tionnés par des moteurs sous le contrôle d'un calculateur, d'un micro-processeur ou d'un automate programmable. Les vitesses de déplacement linéaire des deux vérins seront proportionnelles à la vitesse de rotation définie ci-dessus, le rapport des vitesses des deux vérins dépendant évidemment des positions des axes de rotation. Pour permettre l'utilisation d'un matériel relativement simple, on pourra faire varier la vitesse de façon approximativement exponentielle en la faisant croître ou décroitre par paliers, à intervalles de temps réguliers, suivant une progression géométrique ou en lui faisant suivre une série de variations linéaires représentées par un suite de segments de droite de pentes différentes, lep changements de pente étant effectuésà intervalles de temps réguliers ou non. Pour limiter les jeux entre le ou les petits côtés et le produit coulé, on est amené à limiter l'amplitude des rotations dans chacune des deux phases et, par conséquent, le déplacement total du ou des petits côtés au cours des deux phases. Si ce déplacement est inférieur à l'augmentation de largeur requise, on recommencera les mêmes opérations en choisissant évidemment des nouveaux axes de rotation et éventuellement des nouvelles vitesses. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant et sur lesquels La figure 1 est une vue partielle, en coupe, d'une lingotière conçue pour la mise en oeuvre de l'invention La figure 2 est un schéma illustrant le procédé de l'invention ; et La figure 3 est une courbe de variation de la vitesse du petit côté en fonction du temps. Les lingotières de coulée continue utilisées pour la production de brames sont constituées par un chassis 10 en forme de cadre supportant quatre plaques ou panneaux formant les côtés de la lingotière. Les plaques 12 constituant les petits côtés sont normalement serrées entre les plaques 14 constituant les grands côtés par des moyens de pression, tels que vérins ou ressorts. Lorsque ces moyens sont rendus inactifs les petits côtés peuvent être déplacés pour-régler la largeur de la cavité de la lingotière et, par conséquent, des brames produites. Pour supporter et déplacer chaque petit côté on utilise deux vérins à vis 16 montes sur le chassis 10 et dont un élément, vis ou écrou, est articulé, par son extrémité, sur la face arriere du petit côté.L'autre élément des vérins est accouplé à un servo-moteur électrique 18 dont la rotation est commandée par un calculateur ou un micro-processeur 20. Des compteurs 22 associes aux servo-moteurs et reliés au calculateur 20 permettent à ce dernier de ve'rifier que les ordres donnes ont bien été exécutés. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement les positions successives d'un petit coté de lingotière qui est deplacé, en s1e'loignant de l'axe X-X' de la lingotière, pour élargir cette dernière, suivant le procédé de l'invention. Initialement, ce petit côte se trouve dans la posi tion reperée A. Pendant la premiere phase de l'opération, on le fait pivoter autour d'un axe 0, situé dans le plan de la surface interieure du petit côté, au-dessous de la lingotière, et dispose perpendiculairement à l'axe X-X' de cette dernière. Pour cela, les vitesses des vérins i6 assurant le déplacement du petit côté sont maintenues dans un rapport constant égal au rapport des distances separant l'axe 1 des points d'attache des vérins sur le petit côté. Pendant la première partie de cette première phase correspondant à une rotation d'amplitude ( 1 et au déplacement de A à B du petit côte, la vitesse de rotation est maintenue constante. La vitesse de déplacement d'un point quelconque du petit côté, qui est proportionnelle à la vitesse de rotation, est de la forme : V1 = # R1 &alpha;1, formule dans laquelle : - X est une constante, et - R1 est la distance entre l'axe O1 et le point considéré. Pendant le seconde partie de la première phase, correspondant à une rotation d'angle &alpha;2 et au déplacement 2 de B en C du petit côté, la vitesse de rotation du petit côté autour de l'axe 0i croit de façon exponentielle. La loi de variation de la vitesse V2 du même point du petit côté est alors de la forme : V2 = # R1 &alpha;1 e &alpha;t, e étant la base deys Logarithmes Népériens et t représentant le temps écoulé depuis le début de la seconde partie de la première phase de l'opération. A la fin de cette première phase (position C), la vitesse du point considéré du petit côté atteint une valeur maximale VM = # R1 &alpha;1 e &alpha;T1, T1 représentant la durée de la seconde partie de cette première phase. Lorsque le petit côté a atteint la position C, on modifie les vitesses des vérins 16 de façon que le petit côté pivote autour d'un second axe 02, parallèle à l'axe O1 et situé au-dessus de la lingotière. Pendant cette seconde phase de l'opération, la vitesse de rotation, qui a initialement la valeur VN, décroit d'abord exponentiellement, pendant le déplacement de C en D correspondant à une rotation d'amplitude V4 = 5 R2 4 dans lesquelles - t est une constante - R2 est la distance entre l'axe 02 et le point con sidéré du petit côté, et - T2 est la durée de la première partie de la seconde phase de l'opération (déplacement de C en D) La figure 3 représente les variations en fonction du temps T de la vitesse V d'un point du petit côté. Les temps TA, TB, Tc, TD et T E correspondent aux positions A, B, C, D et E du petit côté et V1, V4 et VM représentent les grandeurs définies ci-dessus. Les positions des axes de rotation O1 et 02 et les valeurs de #, #, &alpha;1 et &alpha;4 sont choisies, en fonc- tion de la vitesse de coulée, de l'élargissement désiré et de la longueur imposée pour le tronçon de brame produit pendant l'opération d'élargissementJpour que les jeux entre le produit coulé et les petits côtés restent, pendant toute l'opération de changement de largeur et sur toute la hauteur utile de la lingotière, du même ordre de grandeur que ceux résultant de l'usure de la lingotière en régime de fonctionnement permanent.Elles sont détermi- nees au moyen d'un calculateur utilisant un modèle mathé- mati que permettant de calculer les valeurs théoriques des jeux, en répétant les calculs après modification des choix initiaux jusqu'à ce que les jeux calculés soient inférieurs aux valeurs que l'on s'est fixées. La limite entre la première et la seconde phase (position C) est déterminée par les positions des axes et 2 A titre d'exemple, dans le cas d'une augmentation de largeur totale de 50mm, soit 25mm de chaque côté, l'axe a e été placé à 640mm au-dessous du bord inférieur de la lingotière, l'axe 02 a 985mm au-dessus du bord supérieur de la lingotière, &alpha;1 était égal à 2.10-3 rd, &alpha;4 à -3 et V 1,3.10 3 rd, V1 et Vi respectivement à 3,4 et 2mm/min et VM à 18mm/min, V1, V4 et VM étant les valeurs de la vitesse du milieu de la hauteur utile du petit côté. REVENDICATIONS l. Procédé pour augmenter la largeur d'une brame de coulée continue sans interrompre la coulée consistant à déplacer au moins un petit côté de la lingotière en le faisant pivoter d'abord autour d'un premier axe ( l) disposé parallèlement au plan du petit côté et, perpendiculairement à l'axe de la lingotière et situé au-dessous de la lingotière, puis autour d'un second axe (O2) parallèle au premier et situé au-dessus de la lingotière caractérisé en ce que pendant la première phase (rotation autour de 01) la vitesse de rotation du petit côté est maintenue constante pendant la première partie de cette phase puis croît de façon approximativement exponentielle jusqu'à une valeur maximale et pendant la seconde phase (rotation autour de Oa) la vitesse de rotation décroît de façon approximativement exponentielle depuis cette vitesse maximale puis est maintenue constante pendant la dernière partie de cette seconde phase. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que les vitesses de rotation du petit côté pendant la première partie de la première phase et la dernière partie de la seconde phase sont sensiblement égales. 3. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du petit côté croît de façon approximativement exponentielle dès le début de la première phase et/ou décroît de façon exponentielle jusqu'à la fin de la seconde phase. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce qu'on fait varier la vitesse de rotation du petit côté de façon approximativement exponentielle en la faisant croitre ou décroitre, à intervalles de temps réguliers, suivant une progression géométrique . 5. Procédé selon la revendication l, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on fait varier la vitesse de rotation du petit côté de façon approximativement exponentielle en lui faisant suivre une série de variations linéaires avec une pente variable, à intervalles de temps réguliers ou non. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après la seconde phase, on recommence les mêmes opérations en faisant pivoter le petit côté autour de deux axes distincts du premier et second axes.