Brevet FR2569588A1 — publié le 19860307

La présente invention a pour objet un procédé pour la coulée à partir d'un panier de coulée, de métal en fusion, particulièrement d'acier, dans plusieurs lin- gotières de coulée continue, grâce à des obturateurs ré- glables, le niveau de métal à l'intérieur des lingotières étant maintenu, dans les limites d'une plage de mesure, à un niveau de consigne, et les barres qui se forment étant extraites à la même vitesse par un groupe commun d'extraction. Un procédé de ce genre est connu par le brevet EP O 019 114, dans lequel, pour faciliter le début de la coulée, il est recommandé, au bas de la colonne 4, de donner aux systèmes de mesure du niveau de bain ou de remplissage des lingotières une très grande plage en hauteur, afin de pouvoir comparer entre elles les vitesses de montée des niveaux dans les lingotières. De plus, la comparaison doit déceler rapidement des débits d'alimen- tation différents et commandés, avant que le niveau de consigne ne soit atteint, des dispositifs de réglage électromagnétiques ou fonctionnant avec des tuyères à gaz, servant d'obturateurs, dans le but de rendre pos- sible une coulée sans perturbations. Il n'est cependant donné aucune sorte d'indications sur un tel processus. La tache que s'est fixée la présente invention, 25.c'est de veiller à ce que la coulée des barres soumise à la même vitesse d'extraction soit améliorée, dans la phase de début, à l'aide de simples dispositions, en ce qui concerne particulièrement la sécurité d'exploitation. Ce problème est résolu, conformément à l'inven- tion, par le fait qu'au début de la coulée, les obtura- teurs sur le panier de coulée étant complètement ouverts, le niveau réel, montant dans chaque lingotière au-dessus des têtes des fausses-barres, provoque, à un plan signal situé dans la zone inférieure de la plage de mesure, l'étranglement de son obturateur aux fins d'égalisation de tous les niveaux réels et, par suite, l'enclenchement de la commande d'extraction des barres, cette commande étant, en cas d'absence d'égalisation au plus tard à un second plan signal se trouvant au-dessous du niveau de consigne, exécutée par le premier niveau réel arrivant à ce second plan signal. De cette façon, les niveaux de toutes les lingotières sont amenés assez tôt à une hauteur de bain qui permet l'enclenchement de la commande d'extraction des barres, et qui facilite et garantit sans trouble le passage au niveau de consigne, spécia- lement lorsque sont automatiquement fermés les obtura- teurs de celles des lingotières dont le niveau réel, une fois le déclenchement de la commande d'extraction exe- cuté, se trouve encore au-dessous du plan signal d'é- tranglement. On évite par ce moyen que le métal liquide ne déborde d'une lingotière donnant lieu à une formation de peau de barre encore suffisamment insuffisante et ne mette hors d'usage des parties de l'installation, par exemple le système de refroidissement secondaire sous- jacent, et ne bloque ainsi l'extraction des barres intactes. Pour la mise en oeuvre du procédé, s'est avéré extrêmement adéquat un dispositif dans lequel, à l'inté- rieur de la plage de mesure des niveaux, les unités élec- troniques servant à la régulation du niveau de consigne prévu à 85% de la plage de mesure présentent, à partir de 10% de la plage, un couplage de régulation avec les obturateurs et un couplage de démarrage avec la commande d'extraction, et en plus, à 70% de la plage de mesure, un couplage final de démarrage avec la commande d'ex- traction et un couplage de fermeture avec ceux des ob- turateurs dont les lingotières ne sont pas suffisamment remplies. Il faut ici comprendre les pourcentages indi- qués de plage de mesure comme étant des indications de zone qui peuvent être adaptées à chaque fois aux condi- tions de fonctionnement existantes avec conservation de leur profil. On va décrire ci-après plus en détail l'inven- tion avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 montre le schéma de principe d'une installation de coulée continue à plusieurs lignes, au début de la coulée, et les figures 2 à 4 illustrent, en représentation graphique2 différents déroulements possibles de program- me, pendant le début de la coulée. Dans la figure 1, la référence 1 désigne une poche de coulée d'o la charge d'acier est amenée, par un obturateur 2 réglable, à un panier de coulée 3 qui, de son côté, possède trois obturateurs sous la forme d'obturateurs à coulisse 4 qui règlent l'afflux du métal liquide par des tubes de coulée 5 dans des lingotières A, B et C. Pour celà, chaque obturateur à coulisse est couplé mécaniquement à un organe de réglage 6 dont chacune des positions de service est détectée par un appareil de mesure de position 7. Les tubes de coulée plongent par leur extrémité libre dans les lingotières A, B et C, dont le niveau de consigne 8 ajusté pour l'ex- ploitation normale se trouve à peu près à 85% de la plage de mesure 9 d'un système de mesure de niveau affecté à chaque lingotière A, B et C et consistant en un émet- teur 10 et un récepteur!1, comme indiqué à la plage de mesure 9. Les lingotières A, B et C sont suivies d'un système de refroidissement secondaire, non représenté, pour simplifier, ainsi qu'un groupe d'extraction commun aux barres 18, lequel comporte des rouleaux d'entraîne- ment 12, une commande 13, un régulateur de commande 14 et un appareil 15 de mesure de la vitesse d'extraction. Cet appareil de mesure délivre ses valeurs mesurées d'une part au régulateur de commande 14 et, d'autre part, à un processeur 16 qui, en outre, reçoit et traite les valeurs mesurées des détecteurs de position 7 qui con- trôl81ent le degré d'ouverture des obturateurs à coulisse 4, ainsi que les valeurs des récepteurs 11 des systèmes de mesure de niveaux 10, 11. Les données obtenues vont à un calculateur de commande 17 intégré au processeur 16, et ce calculateur donne les instructions correspondantes de commande aux organes de réglage 6 des obturateurs à coulisse 4 et au régulateur 14 de la commande d'extrac- tion 12 à 15. A ce point, la vitesse d'extraction est établie comme constante, c'est-à-dire que les barres 18 qui se sont formées dans les lingotières A, B et C, sont extraites à une vitesse constante par le groupe commun d'extraction 12 à 15, ce qui signifie que le niveau de consigne 8 prévu pour les lingotières est réglé unique- ment du côté alimentation à l'aide des obturateurs à coulisse 4. En outre, les obturateurs à coulisse 4 sont, en service normal de coulée, maintenus en position d'é- tranglement, afin de permettre aussi bien une commande d'ouverture que de fermeture. Pour le début de la coulée, les fausses-barres 18 sont introduites dans les lingotières A, B et C et la commande d'extraction 13 est arrêtée. La coulée com- mence avec l'ouverture des obturateurs à coulisse 4 qui, selon les formats de barres à couler, sont ouverts entiè- rement ou seulement partiellement, de façon qu'il se forme, au-dessus des têtes de fausses-barres 19, dans les différentes lingotières A, B et C, des niveaux réels qui se trouvent cependant rarement au même niveau. En particulier, des sections de canaux diffé- rentes et, par voie de conséquence, des débits d'écou- lement différents,par les tubes de coulée 5,se produisent du fait de l'apparition de rétrécissements dans les canaux d'écoulement ou de passage du panier de coulée 3 et des obturateurs à coulisse 4, par exemple par soli- dification de métal, en des points de la paroi des canaux qui n'ont pas encore été suffisamment chauffés. Pareil- lement, la viscosité augmente par le refroidissement de l'acier liquide si le parcours dans le panier de coulée est assez long. Un équilibrage entre des niveaux réels 20 trs différents s'effectue par étranglement de chaque obtura- teur à coulisse 4, dans la lingotière A, B et C corres- pondante duquel le niveau réel a atteint un plan signal 21 qui se trouve de préférence à une hauteur de 10% de la plage de mesure 9 et qui est surveillé par les systèmes de mesure de niveau 10, 11 pour la commande des obtura- teurs à coulisse 4 par le processeur 16 et le calculateur de commande 17. Est surveillé de la même façon l'équili- brage des niveaux réels 20 de toutes les lingotières A, B et C, après l'accomplissement duquel le calculateur de commande 17 enclenche la commande d'extraction 13. Le niveau de consigne 8 s'établit alors par oscillation de la façon habituelle pour le contrôle et la commande. Si l'équilibrage de niveaux n'a pas lieu, ou a lieu seule- ment entre deux des lingotières A, B et C, l'instruction de commande pour l'enclenchement de la commande d'extrac- tion 13 est envoyée au plus tard à un autre plan signal 22 prévu à l'intérieur de la plage de mesure 9 et au- dessous du niveau de consigne 8, et cela en passant par le niveau réel 20 qui arrive le premier à ce plan 22. Des instructions de fermeture sont en même temps reçues par ceux des obturateurs à coulisse 4 dans les lingotières A, B ou C desquels les niveaux réels 20 se trouvent encore au-dessous du plan signal 21. Dans les figures 2 à 4 qui suivent, le temps de coulée t se poursuit jusqu'à l'obtention du niveau de consigne 8 par oscillation ou pompage. On voit ainsi, d'après la figure 2, que le plan signal 21 est franchi d'abord par le niveau réel de la lingotière A dans le temps At, puis par le niveau réel de la lingotière B dans le temps Bt, enfin par le niveau réel de la lingotière C dans le temps Ct, et que les obturateurs à coulisse 4 sont étranglés dans l'ordre correspondant. Apres étranglement des obturateurs A4 et B4r il résulte pour les deux niveaux réels A20 et B20 un même niveau à 30, encore avant l'étranglement de l'obtu- rateur à coulisse 4 de la lingotière C dont le niveau réel 20 arrive à la hauteur des niveaux réels A20 et B20 au point 31, auquel la commande d'extraction 13 est en- clenchée, de façon adéquate à 70% de la vitesse nominale. Dès que la commande d'extraction est mise en action, il se produit une courbe 32 de niveaux réels identiques, qui est nettement aplatie, ce qui signifie que les niveaux réels montent plus lentement, jusqu'à ce que soit accom- plie l'égalisation au niveau de consigne 8, après expira- tion du temps de coulée t. Dans l'exemple d'exécution selon figure 3, le niveau réel B20 n'arrive pas à une hauteur commune avec les niveaux réels A20 et C20,hien que tous les niveaux réels aient franchi, dans les temps Ct, At et Bt, le plan signal d'étranglement 21 et qu'une égalisation des niveaux réels C20 et A20 ait eu lieu en 33. Dans la montée ultérieure, les deux niveaux réels C20 et A20, de même hauteur, atteignent le second plan signal 22, auquel la commande d'extraction 13 est enclenchée, et passent finalement au niveau de consigne 8, auquel arrive le niveau réel B20 après une inflexion de montée à 34, au bout du temps de coulée t. Le début de coulée suit une évolution semblable selon la figure 4, oR les niveaux réels B20 et A20,après étranglement des obturateurs à coulisse B4 et A4 sur le plan signal 21, dans les temps Bt et At, montent en commun à partir de 35 jusqu'au plan signal 22 de commande d'extraction et, de là, au niveau de consigne 8 dans le temps t. Par contre, lors de l'enclenchement de la com- mande d'extraction 13, par les niveaux réels B20 et A20, le niveau réel C20 n'est pas arrivé à dépasser le plan signal critique 21 d'étranglement, mais est même resté au-dessous du début (0%) de la plage de mesure 9, ce oui a déclenché une fermeture automatique de l'obturateur à coulisse C4. Sous une telle surveillance, des installations de coulée continue avec un groupe d'extraction pour plu- sieurs lignes peuvent être démarrées de façon sûre jusqu'au niveau de consigne. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la coulée, à partir d'un panier de coulée, de métal liquide, particulièrement d'acier, dans plusieurs lingotières de coulée continue, grâce à des obturateurs réglables, le niveau à l'intérieur des lingotières étant maintenu, dans les limites d'une plage de mesure, à un niveau de consigne, et les barres qui se forment étant extraites à la même vitesse par un groupe commun d'extraction, procédé caractérisé par le fait que les obturateurs (4) sur le panier de coulée (3) étant ouverts pour le début de la coulée, le niveau réel (20), montant dans chacune des lingotières A, B et C, au-dessus des têtes de fausses-barres (19), pro- voque, à un plan signal (21) se trouvant dans la partie inférieure de la plage de mesure (9), l'étranglement de son obturateur pour l'égalisation de tous les niveaux réels (A20, B20 et C20) et, par suite, l'enclenchement de la commande d'extraction (13) des barres, cette com- mande étant, si l'égalisation ne se produit pas, au plus tard à un second plan signal (22) situé au-dessous du niveau de consigne (8), mise à exécution par le niveau réel (A20, B20, C20) qui arrive le premier à ce second plan. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sont automatiquement fermés les obtura- teurs (4) de celles des lingotières (A, B, C) dont le niveau réel (20) se trouve encore au-dessous du plan signal (21) d'étranglement après réalisation de l'en- clenchement de la commande d'extraction (13). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de la plage (9) de mesure de niveaux, les unités électroniques (10, 11, 16, 17> servant à la régulation du niveau de consigne (8) prévu à 85% de la plage de mesure (9) présentent, à partir de 10% de ladite plage de mesure, un couplage de régulation avec les obturateurs (4) et un couplage de démarrage avec la commande d'extraction (13), avec en outre, à 70% de la plage de mesure (9) , un couplage définitif de démarrage avec la commande d'extraction (13) et un couplage de fermeture avec les obturateurs (4).