Brevet FR2569361A1 — publié le 19860228

Dans une lingotière à brames il est important que isin- clinaison des petits côtés corresponde à la diminution de largeur de la brame entre l'entrée et la sortie de la lingotière de façon que les petites faces de la brame soient parfaitement soutenues, sans etre soumises à une pression excessive, pour éviter les percées et l'apparition de dé- fauts (criques) notamment aux angles de la brame. Le retrait de la brame dans la lingotière est fonction de sa largeur et de la différence des températures de la peau solidifiée au niveau du mental liquide dans la lingotière et à la base de la lingotière. La première est la température de solidification du métal ; elle dépend de sa composition et est connue.Par contre on ne connait pas de moyen fiable et suffisamment robuste pour mesurer la temps rature superficielle de la brame à sa sortie de la lingotière. C'est pourquoi, il n'a pas eté possible jusqu'à présent de déterminer à un instant quelconque, notamment en régime transitoire, quelle devait être l'inclinaison des petits côtés de la lingotière correspondant aux conditions de fonctionnement de la machine de coule continue à l'instant considéré. Diverses solutions ont eté proposées pour y remedier. L'une de ces solutions consiste à maintenir l'inclinaison des petits côtés à des valeurs de consigne déterminées empiriquement en fonction de la vitesse et/ou de la température de coulée. Suivant une autre solution, on règle l'inclinaison des petits côtes de façon à maintenir la puissance de refroidissement de ces derniers égale à une valeur de consigne prédéterminée en fonction de la vitesse et/ou de la température de coulée. Ces solutions ne permettent pas de régler l'inclinaison des petits côtés à sa valeur optimale en régime transitoire et, pour réduire les risques de percées, on s'efforce de maintenir constante la largeur de la brame à sa sortie de la lingotière, le réglage de l'inclinaison s'effectuant par rotation des petits côtes. autour d'un axe situé à proximité du plan de sortie de la lingotière.Ce mode de réglage ne permet pas de produire des brames de largeur imposée, soit constante en marche normale, soit évoluant suivant un profil prédéterminé pendant un changement de largeur. La présente invention permet de déterminer avec une bonne précision la température superficielle des grandes faces de la brame à la sortie de la lingotière et, par conséquent, l'inclinaison optimale des petits côtés et de régler cette inclinaison sans influer sur la largeur finale de la brame. Le procédé objet de la présente invention consiste à déterminer périodiquement la température superficielle des grandes faces de la brame à la sortie de la lingotière à partir de la quantité de chaleur extraite en lingotière de la tranche élémentaire de brame sortant de la lingotière à l'instant considéré, puis à calculer en fonction de la température ainsi déterminée une valeur de consigne de l'inclinaison des petits côtés et à régler l'inclinaison des petits côtés à cette valeur de consigne en les faisant pivoter autour d'un axe situé dans la partie supérieure des petits côtés, au voisinage de la surface libre du métal dans la lingotière. Pour déterminer la quantité de chaleur extraite en lingotière de chaque tranche élémentaire de brame sortant de la lingotière, on pourra avantageusement utiliser le procédé objet du brevet français 81.18587 qui consiste à déterminer à intervalles de temps réguliers la quantité de chaleur globale extraite à travers les parois de la lingotière pendant cet intervalle de temps, à attribuer à chaque tranche se trouvant dans la lingotière pendant cet intervalle de temps une fraction de cette quantité de chaleur globale qui est fonction du niveau auquel se trouve la tranche considérée dans la lingotière et, pour chaque tranche sortant de la lingotière, à faire la somme de toutes les fractions de quantité de chaleur qui lui ont e' été attribuées pendant son séjour dans la lingotière. Pour déterminer la température superficielle des grandes faces de la brame on utilisera des fichiers, sous forme de courbes ou de tableaux, ou des relations mathématiques établies à l'aide de calculs prévisionnels de simulation. Le procédé de l'invention peut être utilisé aussi bien en marche normale que pendant un changement de largeur sans interruption de la coulée. Pour la mise en oeuvre de ce procédé on utilisera un calculateur commandant des servo-moteurs de réglage de l'inclinaison des petits côtés ou des automates programmables dont l'usage est maintenant courant dans les installations de coulée continue. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui illustrent l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une vue partielle, en coupe, d'une lingotière de coulée continue à brames, et La figure 2 est une courbe de répartition du flux de chaleur dans la lingotière. Les lingotières de coulée continue utilisées pour la production de brames sont constituées par un chassis 10 en forme de cadre supportant quatre plaques formant les côtés de la lingotière. Les plaques 12, constituant les petits côtés, sont serrées entre les plaques 14, constituant les grands côtés, par des moyens de pression tels que des vérins ou des ressorts ; lorsque ces moyens sont rendus inactifs, les petits côtés peuvent hêtre déplacés pour régler leur inclinaison et/ou la largeur de la cavité de la lingotière. Pour déplacer chaque petit côté on utilise deux vérins à vis 16 montés sur le chassis 10 et dont un élément, vis ou écrou, est-articule sur le petit corsé, l'autre élément étant accouplé à un servo-moteur électrique 18 dont la rotation est commandée par un calculateur 20. Le calculateur 20 reçoit aussi des informations sur la vitesse de coulée, à partir d'un générateur dtimpulsions couplé à un galet 22, et sur le débit et les températures d'entrée et de sortie de liteau de refroidissement des grands out des petits côtés de la lingotière, ces dernières informations étant fournies respectivement par des débitmètres 24 et des sondes thermométriques 26. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention le calculateur 20 détermine périodiquement la quantité de chaleur extraite de chaque tranche élémentaire de brame se trouvant dans la lingotière, ces tranches fictives représentant les portions de brame formées entre deux calculs successifs. Pour cela, il calcule la quantité de chaleur totale évacuée à travers les parois de la lingotière par l'eau de refroidissement, dans l'intervalle de temps séparant deux calculs, à partir des informations fournies par les débitmètres 24 et les sondes 26. Le calculateur peut prendre en considération la quantité de chaleur totale évacuée à travers les petits côtés et les grands côtés de la lingotière ou seulement à travers ces derniers. En utilisant une courbe de répartition des flux de chaleur évacués le long de la lingotière, telle que celles représentées sur la figure 2, le calculateur détermine ensuite la quantité de chaleur extraite de chaque tranche élémentaire se trouvant dans la lingotière pendant la pé riode considérée. Les courbes de la figure 2 donnent les variations du flux de chaleur i à travers la paroi de la lingotière, en fonction de la distance 1 à la surface libre du métal. En réalité, le flux de chaleur varie de façon continue d'une extrémité à l'autre de la partie utile de la lingotière, comme représenté par la courbe en trait plein. En pratique, on peut utiliser une courbe donnant une représentation approchée de la loi de répartition du flux en décomposant la partie utile de la lingotière en plusieurs zones et en admettant que le flux de chaleur conserve une valeur constante dans chacune de ces zones, comme représenté par la courbe en tirets. A chaque pas de calcul, le calculateur détermine en outre la quantité de chaleur totale qui a été extraite de la tranche sortant de la lingotière, pendant son séjour dans la lingotière, en faisant la somme de toutes les quantités de chaleur élémentaires calculées pour cette tranche, comme décrit ci-dessus. A partir de cette quantité de chaleur le calculateur détermine la température superficielle des grands côtés de la brame i la sortie de la lingotière au moyen d'un fichier etabli à l'aide de calculs prévision nels de simulation. Il calcule ensuite, en jonction de cette température, l'inclinaison à donner aux petits côtes de la lingotière, il la compare à l'inclinaison réelle, qui est mémorisée, et si elles diffèrent il commande les servo-moteurs 18 pour la corriger. La correction d'inclinaison est effectuée par rota tion des petits côtés autour dgun axe situé de préférence dans le plan de leur face interieure, au niveau de la surface libre 28 du métal dans la lingotière, et perpendiculaire à l'axe X'X de la lingotière. L'axe de rotation peut se situer au voisinage de cette position optimale, au-dessus ou au-dessous de la surface du métal et/ou en dehors du plan de la face intérieure des petits côtés. Une solution commode consiste à faire pivoter les petits côtés autour de l'axe d'articlation 30 du vérin supé- rieur 16, seul le servo-moteur du vérin inférieur étant commandé dans ce cas. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage de l'inclinaison des petits côtés d'une lingotière de coulée continue à brames consistant à déterminer périodiquement la température superficielle des grandes faces de la brame à sa sortie de la lingotière à partir de la quantité de chaleur extraite en lingotière de la tranche élémentaire de brame sortant de la lingotière à l'instant considéré, puis à calculer en fonction de la température ainsi déterminée une valeur de consigne de l'inclinaison des petits côtés et à régler l'inclinaison des petits côtés à cette valeur de consigne en les faisant pivoter autour d'un axe situé dans la partie supérieure des petits côtés, au voisinage de la surface libre du métal dans la lingotière. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour déterminer la quantité de chaleur extraite en lingotière de chaque tranche élémentaire de brame sortant de la lingotière, on détermine à intervalles de temps réguliers la quantité de chaleur globale extraite par la lingotière pendant cet intervalle de temps, on attribue à chaque tranche se trouvant dans la lingotière pendant cet intervalle de temps une fraction de cette quantité de chaleur globale qui est fonction du niveau auquel se trouve la tranche considérée dans la lingotière et, pour chaque tranche sortant de la lingotière, on fait la somme de toutes les fractions de quantité de chaleur qui lui ont été attribuées pendant son séjour dans la lingotière.