Brevet FR2545741A1 — publié le 19841116

Mouleau de, iachine de coulé e continue équipé de roulerments a rouleaux cylindriques, à jeu latéral. L'invention concerme des rouleaux de machine de coulée continue équipés de roulements à rouleaux cylindriques à jeu latéral. On sait que les rouleaux de machine de coulée continue sont exposés à des te)mpératures très élevées lors du passage de la masse d'acier en fusion avec laquelle ils sont en contact. Par diffusion et rayonnement de la chaleur, ces rouleaux peuvent atteindre des températures de l'ordre de 600 C, ce qui se traduit, suivant le corset ou se situe le rouleau, par un allongement compris, environ, entre 7 et 18 mn. Apres le passage de la masse d'acier en fusion, les rouleaux subissent un rétreint jusqu'à ce qu'ils reviennent à leur température initiale. Ce phénomène d'allongement et de rétreint, sous l'effet de la température, est d'autant plus accentué que le rouleau de coulée continue est long (plus de deux mètres, dans la production de "slabs", c'est-à-dire de produits larges). Pour tenir compte de l'allongement et du rétre int important des rouleaux de coulée continue, sous l'effet de la température, la technique actuelle consiste à utiliser des roulements d'un type classique dans les deux paliers, de part et d'autre du rouleau (roulements à rouleaux oscillants, le plus fréquemnent). L'un des deux paliers est dit "bloqué" c'est-à-dire que le roulement n'a pas de jeu axial autre que son jeu normal de fonctionnement et que sa bague extérieure ne peut se déplacer dans le logement du palier. L'autre palier est dit "libre", c'est-à-dire que le m Sme roulement classique sans jeu axial autre que son jeu normal de fonctionnement, est logé dans ce palier libre et est censé coulisser ou riper dans le logement du palier, sous l'effet de l'allongement ou du rétreint des rouleaux de coulée continue, dus aux écarts importants de température. Si l'on tient compte du fait que les charges supportées par les rouleaux de coulée continue sont comprises entre 10 et 50 tonnes, suivant la situation du corset sur la ligne de coulée continue, le roulement classique du côté palier libre, doit emmagasiner des charges axiales anormalement élevées lors de l'allongement des rouleaux, avant que la bague extérieure du roulement cor hence à a-orcer son déplacement par coulissement ou ripage dans le logement du palier. Dans les cas les plus sévères, des poussées axiales pouvant atteindre 20 tonnes sont nécessaires au déplacement de la bague extérieure du roulement dans son logement En effet, les logements des bagues peuvent être légèrement déformés sous l'effet de la diffusion de la chaleur et de son rayonnement, en occasionnant ainsi un "coinçage" de la bague extérieure dans son logement Par ailleurs, le glissement ou "ripage" imposé à la bague extérieure dans son logement est largement contrarié par le coefficient de frottement, lequel est d'autant plus élevé que la charge sur le rouleau de coulée continue est importante. On peut donc dire que cette technique usuelle est anti- mécanique, car le roulement peut tout aussi bien casser sous l'effet des charges exceptionnelles qui lui sont imposées, avant que le déplacement latéral de la bague extérieure dans son logement ait été amorcé, avec les conséquences graves que cela entraîne pour le processus de coulée continue. Cette technique présente, en outre, d'autres inconvénients sérieux d'une part, avant de permettre le déplacement de la bague extérieure du roulement dans son logement, les charges axiales accumulées s'exercent sur l'ensenmble des structures de la machine de coulée continue, ce qui contribue à défonrmer ses structures et entralne ou accentue des défauts d'alignement de paliers d'autre part, le glissement ou ripage de la bague extérieure dans son logement peut endormager celui-ci et le rendre inutilisable ultérieurement; enfin, en cas de rupture brutale des roulements sous l'effet des poussées axiales, le blocage des rouleaux peut entraîner une "percée" de la poche d'acier en fusion maintenue par une mince pellicule superficielle, ce qui est particulièrement coûteux en réparations et en temps d'arrêt de la coulée continue, sans compter les graves accidents de personnes qui risquent de se produire. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un rouleau de machine de coulée continue qui, du côté du palier libre, est équipé d'un roulement à rouleaux dont la bague extérieure ne glisse ou ne ripe plus dans son logement, lorsque, sous l'effet de la chaleur, le rouleau de coulée continue s'allonge, mais dont la bague intérieure se déplace latéralement et progressivement par rapport aux rouleaux de roulement et au palier. Par conséquent, l'invention a pour objet un rouleau pour machine de coulée continue monté sur des roulements du coté palier bloqué et du côté palier libre, ce rouleau étant caractérisé en ce que le roulement du c 8 té palier "libre" est un roulement à rouleaux cylindrique à jeu latéral en ce que la bague extérieure de ce rouleminent à rouleaux est fixe en position dans le logement du palier et en ce que la bague intérieure, solidaire de l'extrémité correspondante du rouleau de coulée continue, est libre' de se déplacer latéralement par rapport aux rouleaux du roulement et au palier. Avec un tel rouleau de machine de coulée continue, le roulement disposé coté "palier bloqué" formera butée et n'aura donc, comme dans les systèmes connus, que son jeu axial normal de fonctiornnement Ce roulement pourra être de n'importe quel type connu et, notainent à rouleaux cylindriques. Du c 8 té palier libre, par contre, la bague extérieure du roulement à rouleaux, ne ripera plus dans le logement du palier, canne dans les systèmes usuels, mais la bague intérieure sera libre de se déplacer par rapport aux rouleaux Ce roulement aura donc son propre jeu axial interne et l'allongement du rouleau de coulée continue entrainera simplement un mouvement relatif de la bague intérieure par rapport aux rouleaux et au palier Du fait de la rotation des rouleaux, le déplacement relatif de la bague intérieure s'effectuera par un mouvement hélicoidal, sous une faible poussée axiale, de l'ordre de 100 kilos environ, cette poussée étant d'autant plus faible que les éléments en contact ont été rectifiés et ont subi un traitement approprié. On notera que le roulement à rouleaux utilisé est d'un type connu dans la technique, mais que son application à des rouleaux de machine de coulée continue n'a jamais été envisagé. En effet, la logique et l'usage conduisent à choisir, pour des installations ou des risques de désalignement des paliers se présentent, des roulements à rouleaux oscillants Ceux-ci donnent effectivement satisfaction dans la plupart de ces applications. Toutefois, les demandeurs ont établi que, dans l'application particulière des machines de coulée continue ou règnent des conditions extrêmement sévères de fonctionnement (température élevée notaimient) le problème fondamental n'était pas constitué par les risques du désalignement entre les deux roulements de palier, mais bien plus encore par les contraintes axiales énormes imposées par les différence de température. Par ailleurs, le roulement faisant l'objet de l'invention, de par l'utilisation de matériaux appropriés, de traiteraents thermiques adaptés et de jeux internes adéquats se prête sans inconvénients à des défauts d'alignement des paliers et à une flèche du rouleau de coulée continue correspondant au total à un désalignement de 0,7 pour le roulement. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, représente un rouleau pour machine de coulée continue conforme à l'invention. Ce rouleau 1 est muni, du côté du palier bloqué 2, d'un roulement à rouleaux cylindriques compnorenant une bague extérieure 3 solidaire du palier, une bague intérieure 4 solidaire du rouleau 1, deux bagues latérales 5 et des rouleaux 6 Ce roulement formne butée et n'a pas d'autre role que dans la technique antérieure. Confonrément à l'invention, du côté du palier libre 7, le rouleau 1 est supporté par un roulement à rouleaux cylindriques à jeu latéral comprenant une bague extérieure 8 solidaire du palier, des rouleaux 9 et une bague intérieure 10, solidaire du rouleau 1 et montée libre par rapport aux rouleaux 9 et au palier. Dans ces conditions, on conçoit que, sous l'effet de la dilatation longitudinale du rouleau de coulée continue due aux températures élevées qu'il supporte, la bague extérieure 10, non bloquée en position par des bagues latérales, peut se déplacer par rapport au palier et que ce déplacement, qui combine un mouvement de translation et un mouvement de rotation, se produit sous une poussée axiale faible, de l'ordre d'une centaine de kilos, qui est donc très inférieure à celle que supportaient les paliers de la technique antérieure. La rupture d'un roulement et les risques de "percée" liés à cet : accident ne sont donc plus à redouter. En outre, dans le rouleau conforme à l'invention, il n'existe plus de contraintes axiales anoimalement élevées risquant d'endoamlager les structures de la machine de coulée continue, et le loge,:ient du roulement, du coté palier libre, n'est plus sounis aux efforts qu'exerçait précédemment sur lui la bague extérieure bdu roulement, lorsqu'elle ripait par à-coups dans ce logement. REVEDICATIO Il Rouleau pour machine de coulée continue monté sur des roulements du coté palier bloqué et du côté palier libre, ce rouleau étant caractérisé en ce que le roulement du coté palier libre ( 7) est un roulement à rouleaux cylindriques ( 9) à jeu latéral, en ce que la bague extérieure ( 8) de ce roulement à rouleaux est fixe en position dans le logement du palier et en ce que la bague intérieure ( 10), solidaire de l'extrémité correspondante du rouleau de coulée continue ( 1), est libre de se déplacer latéralement par rapport aux rouleaux ( 9) du roulement et au palier.