Brevet FR2564343A1 — publié le 19851122

INSTALLATIoN DE COULEE CONTINUE DES éTAUX EQUIPEE D'UN INDUCTEUR ELECIRotAGNETIQUE DE BRASSAGE L'invention se situe dans le domaine de la coulée continue des métaux, notamment de l'acier. Elle concerne plus précisément la technique du brassage électromagnétique du métal liquide en lingotière de coulée continue. I1 est bien connu que le brassage électromagnétique en lingotière d'un métal couléen continu est bénéfique pour la qualité du produit obtenu. Dans le but de réaliser un brassage électromagnétique, différents types d'installations sont utilisés. Dans la plupart des cas, l'inducteur de brassage est logé dans le corps de la lingotière au sein de la chambre à eau de refroidissement primaire. La lingotière et l'inducteur forment alors un ensemble intégré et lors d'un changement de format du produit coulé, l'inducteur est indisponible et immobilisé avec la lingotière à l'atelier. Une façon de pallier à cet handicap consiste à placer l'inducteur à l'extérieur du corps de la lingotière, c'est-à-dire de le rendre indépendant de la lingotière. Ainsi, en cas de changement de format du produit coulé, seule la lingotière est remplacée et l'inducteur reste à demeure sur la machine de coulée. Le nombre d'inducteurs nécessaires pour l'exploitation est alors réduit au minimum. De plus, dans ce cas, l'inducteur a son propre circuit de refroidissement, ce qui permet un contrôle aisé de la quantité et de la qualité de l'eau utilisée pour les refroidissements séparés de la lingotière et de l'inducteur. Néanmoins, cette solution, telle qu'actuellement mise en oeuvre, comporte certains inconvénients importants. Tout d'abord, l'inducteur est posé et soutenu par la table d'oscillation de sorte qu'il oscille avec le lingotière. Or étant donné son éloignement du métal liquide à brasser, l'inducteur doit être tres puissant, donc de taille et de poids supérieurs aux inducteurs qui seraient logés dans la chambre à eau de la lingotière. On comprend aisément que cela se traduit par une surcharge importante pour l'ensemble du système d'oscillation. De plus, l'action de brassage de l'inducteur est limitée vers le haut étant donné que les connexions du circuit d'eau de refroidissement de la lingotière se trouvent dans sa partie haute pour permettre l'enlèvement de la lingotière vers le haut sans être gêné par l'inducteur. Or, on sait que l'on peut avoir un intéret métallurgique à faire agir le champ magnétique déjà au niveau du ménisque du métal liquide en lingotière. En outre, la présence éventuelle de rouleaux de pied fixés à la base de la lingotière fait souvent obstacle au retrait de la lingotière par le haut au travers de l'inducteur. Il est donc nécessaire d'avoir accès sous la table d'oscillation afin de démonter les rouleaux de pied, pour pouvoir ensuite enlever la lingotière par le haut sans être gené par l'inducteur, qui lui, demeure en place. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de coulée continue des métaux, notamment de l'acier, équipée au niveau de la lingotière, d'un inducteur électromagnétique pour le brassage du métal coulé, ledit inducteur étant placé extérieurement à la lingotière et étant pourvu d'un circuit de refroidissement indépendant de celui de la lingotière, installation caractérisée en ce que les connexions hydrauliques de la lingotière sont situées dans sa partie inférieure, à un niveau inférieur à l'inducteur et en ce que l'inducteur est monté sur une partie du plancher de coulée non oscillante avec la lingotière. Selon un mode de réalisation, la partie sur laquelle est monté l'inducteur, est constituée par un capot de protection amovible, comprenant une enveloppe latérale entourant à distance la lingotière et un couvercle ouvert dans sa partie centrale pour permettre l'alimentation de la lingotière en métal liquide, et en ce que l'inducteur est maintenu fixé sous ce couvercle. Selon un autre mode de réalisation, la partie sur laquelle est monté 1' inducteur est constituée par des pattes de support posées sur le plancher de coulée. Comme on l'aura sans doute déjà compris, 11 invention consiste à rendre l'inducteur totalement indépendant de la lingotière et de la table d'oscillation. Cette indépendance, associée à une localisation des connexions en eau de refroidissement primaire dans le bas de la lingotière, permet de simplifier considérablement les interventions nécessaires au changement de formats. I1 suffit, en effet, d'abord de retirer momentanément l'inducteur par le haut, de remplacer ensuite la lingotière, puis finalement de redéposer l'inducteur. Au cas où l'inducteur est fixé sous le couvercle d'un capot de protection, c'est bien entendu l'ensemble capot-inducteur qui est momentanément retiré au pont roulant. D'une manière générale, on prévoit avantageusement des moyens de guidage permettant la manutention de l'inducteur, (de retraits ou de poses) sans risque de choc avec la lingot,ière. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au vu de la description qui suit, donnée en référence à la figure unique jointe qui illustre, à titre d'exemple et de façon schématique, un mode de réalisation de l'invention vu en coupe longitudinale au niveau de la lingotière. L'installation représentée est destinée à la coulée continue d'acier sous forme de billettes ou de blooms. Elle présente une lingotière en cuivre ou alliage'de cuivre schématisée en 1 protégée par un capot 2 constitué par une enveloppe latérale 3 entourant à distance la lingotière et par un couvercle 4 dont la partie centrale est évidée pour permettre l'alimentation par le haut de la lingotière en métal liquide 5. Comme on le voit, la partie basse de la lingotière 1 présente un élargissement qui regroupe les connexions d'entrée-sortie 6, 6' de l'eau de refroidissement ainsi que les collecteurs correspondants. Pour ne pas surcharger inutilement la figure, le circuit de refroidissement interne à "lame d'eau" classique n'a pas été représenté. En outre, des rouleaux de pied 7 sont prévus pour maintenir la billette coulée 8 à la sortie de la lingotière. Une structure de support 27, équipée de chapes 7' permet de soutenir les rouleaux de pied 7. Un inducteur statique polyphasé 9 produisant un champ mobile (par exemple tournant autour de l'axe de coulée) pour le brassage du métal coulé, est placé à l'extérieur de la lingotière dans l'espace annulaire 10 confiné entre celle-ci et l'enve loppe latérale 3 du capot protecteur 2, celui-ci étant posé et immobilisé sur le plancher de coulée 11 par des moyens de fixation démontables, telle qu'une bride d'assemblage à vis 12. Comme on le voit, l'inducteur 9 est fixé sous Xe couvercle 4 du capot 2 à l'aide d'une collerette 13 prévue à son extrémité supérieure et munie de tiges filetées 14 traversant des passages ménagés à cet effet dans le couvercle pour recevoir des écrous de serrage 15 accessibles par l'extérieur du capot 2. L'inducteur 9 comporte un circuit interne de fluide de refroidissement dont les entrée-sortie 16, 16' sont placées à son extrémité inférieure de manière à être facilement accessibles sous le plancher de coulée 11. Son alimentation électrique est assurée par une botte de connexion 22 fixée sur l'enveloppe latérale 3 L'installation selon l'invention comprend en outre des moyens de protection de l'inducteur 9 et de son logement 10 à l'égard des infiltrations éventuelles de métal en fusion, suite à des débordements accidentels en lingotière. Dansl ltexemple décrit, ces moyens sont constitués par une plaque de couverture 17 posée sur la lingotière et une tôle annulaire 18 recouvrant le couvercle 4 et maintenue par son bord intérieur 19 replié vers le bas dans une entaille circulaire 20 prévue à cet effet dans la plaque 17. Pour faciliter la déformation de la tôle 18 au cours des oscillations de la lingotière, il peut être avantageux de la réaliser en un ensemble de tôles unitaires disposées en couronne et se chevauchant par leurs bords latéraux. Au besoin, la protection contre les risques d'infiltration de métal liquide peut être encore améliorée grâce à des chicanes horizontales superposées telles que 21 et 23 prévues respectivement en bordures intérieures du couvercle 4 et en bordure externe de la plaque 17 en tenant compte de l'amplitude du mouvement d'oscillation de la lingotière. Conformément au mode de réalisation de l'invention décrite ci-dessus, le capot 2 joue à la fois le rôle d'une cloche de protection contre les infiltrations éventuelles de métal liquide, et aussi de support fixe de l'inducteur 9. Ainsi qu'il a été précisé auparavant, il est possible d'envisager un autre mode de réalisation de l'invention selon lequel le capot 2 aurait pour seule fonction la protection de l'inducteur et la partie non oscillante de support de l'inducteur serait constituée par des pattes prenant appui sur le plancher de coulée. Conformément à ce mode de réalisation, le capot 2 de protection peut être simplement posé sur les pattes de soutien, ou encore totalement indépendant. Quel que soit le mode de réalisation retenu, dans la mesure où sont reproduites les caractéristiques essentielles de l'invention, à savoir un inducteur immobile par rapport à la lingotière oscillante et un regroupement des entrées-sorties de l'eau de refroidissement primaire dans la partie inférieure de la lingotière, sous l'inducteur, les manutentions nécessaires au changement de format du produit coulé deviennent une suite limitée d'opérations simples. Ainsi, dans le cas de l'installation exemplifiée, la première opération consiste à débrancher les entrées-sorties d'eau à la base de l'inducteur 9 et à retirer les vis de fixation 12 solidarisant le capot 2 au plancher 11. On enlève alors la tôle 18 puis, à l'aide des anneaux 24, solidement ancrés dans le couvercle 4, on retire par le haut l'ensemble formé par le capot 2 et l'inducteur 9 qui lui est attaché. On libère ainsi l'accès à la lingotière 1, laquelle après enlèvement de la plaque de bord 17 et déconnexion de ses entrées-sorties d'eau 6, 6', peut elle-même être facilement retirée avec son infrastructure de rouleaux de pied 7. -Cette opération pourra être facilitée en prévoyant dans la lingotière des inserts taraudés 25 pour la mise en place d'anneaux d'ancrage similaires aux anneaux 24. La nouvelle lingotière est mise en place à l'emplacement laissé libre, dans l'installation de coulée continue, par la précédente lingotière. Ensuite on poursuit le montage de l'installation, mais dans l'ordre inverse des opérations de démontage décrites ci-dessus. Ainsi qu'il en a été fait mention auparavant, on prévoit des broches de guidage 26 pour la manutention de l'inducteur 9, retrait ou pose, sans risque de choc avec la lingotière 1. Pour ce faire, dans l'installation exemplifiée, des broches de guidage 26 sont fixées verticalement, de façon classique, sur le plancher de coulée il selon une circonférence qui entoure la position souhaitée, dans l'installation de coulée continue, de l'ensemble formé par l'inducteur 9 et le capot 2. Les broches de guidage 26 sont disposées suffisamment près de l'enveloppe latérale 3 pour permettre à l'ensemble inducteur-capot, de glisser facilement le long des broches lors de sa pose. Les broches de guidage assurent donc un contrôle précis de la position de l'ensemble inducteurcapot et plus précisément de la position de l'inducteur par rapport à la lingotière. Dans le cas où l'inducteur 9 est pourvu de pattes de support prenant appui sur le plancher de coulée, les broches de guidage seront alors disposées de façon à permettre un contrôle précis, de la pose ou du retrait, de l'ensemble formé par l'inducteur et les pattes de support. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. C'est ainsi que différents types d'inducteurs sont envisageables dans l'installation selon l'invention, notamment les inducteurs à champ magnétique tournant ou les inducteurs à champ magnétique glissant verticalement. De plus, l'invention s'applique à toutes les installations de coulées continues verticales ou courbes utilisant un brassage électromagnétique. Notamment, l'installation de coulée continue selon l'invention peut s'appliquer au brassage des produits longs, en particulier avec un inducteur annulaire, mais aussi au brassage des produits à large section comme les brames avec des inducteurs plans disposés sur deux ou sur les quatre faces de la lingotière. REVENDICATICNS 1) Installation de coulée continue des métaux, notamment de l'acier, équipée au niveau de la lingotière d'un inducteur électromagnétique pour le brassage du métal coulé, ledit inducteur étant placé extérieurement à la lingotière et étant pourvu d'un circuit de refroidissement indépendant de celui de la lingotière, installation caractérisée en ce que les connexions hydrauliques (6) (6') de la lingotière (1) sont placées dans sa partie inférieure, à un niveau inférieur à l'inducteur (9) et en ce que ce dernier est monté sur une partie du plancher de coulée (11) non oscillante avec la lingotière. 2) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie sur laquelle est monté l'inducteur (9) est cons- tituée par un capot (2) de protection amovible, comprenant une enveloppe latérale (3) entourant à distance la lingotière (1) et un couvercle (4) évidé dans sa partie centrale, et en ce que l'inducteur (9) est maintenu fixé sous ce couvercle (4). 3) Installation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie sur laquelle est monté l'inducteur est constitué par des pattes de support posées sur le plancher de coulée. 4) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que l'installation comporte également des moyens de guidage permettant la manutention de l'inducteur (9), sans risque de choc avec la lingotière. 5) Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce que les moyens de guidage sont des broches de guidage (26), fixées verticalement sur le plancher de coulée (11), et disposées selon une circonférence qui entoure à une distance précise la lingotière 6) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour protéger l'inducteur (9) à l'égard des infiltrations éventuelles de métal en fusion. 7) Installation selon la revendication 6 caractérisée en ce que des moyens sont constitués par une plaque de couverture (17) posée sur la lingotière (1) et entourée par une tôle annulaire (le) recouvrant le couvercle (4) et maintenue par a plaque (17). 8) Installation selon la revendication 7 caractérisée en ce que la tôle (18) est formée d'un ensemble de tôles unitaires juxtaposées en couronne et se chevauchant par leurs bords latéraux. 9) Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisée en ce que des chicanes horizontales (21) et (23) sont prévues respectivement en bordures intérieures du couvercle (4) et externes de la plaque (17) en tenant compte de l'amplitude du mouvement d'oscillation de la lingotière (1).