Brevet FR2580203A1 — publié le 19861017

La présente invention est relative à une machi- ne d'ébavurage pour des brames de coulée continue mi- ses à longueur par oxycoupage. Dans la coulée continue d'acier, on obtient un produit se présentant sous forme d'une bande d'acier épaisse qu'il est nécessaire de couper à des longueurs déterminées afin d'obtenir des brames que l'on traite ensuite dans des opérations ultérieures de laminage. Le produit issu de l'installation de coulée continue est transformé en brames par oxycoupage à l'aide d'un chalumeau qui projette son jet perpendi- culairement à la surface de la bande et provoque sur la face opposée à celle recevant le jet du chalumeau, des bavures d'acier en fusion. Ces bavures constituées des résidus d'oxycoupage se forment en raison de la perturbation de l'évacuation des résidus de coupe en- gendrée par la détente des gaz résiduels à la sortie de la fente de découpage. L'effet de ce phénomène est de provoquer un collage des résidus non évacués sur chaque bord d'extrémité de la face inférieure de la brame. Afin d'éliminer ces bavures, le brevet FR.2467041 propose une machine comportant un ensemble de lames tranchantes portées par un chariot dont la translation suivant l'axe longitudinal de la brame sous la face in- férieure de cette dernière, et après mise en contact de leur tranchant avec cette face, sectionne les rési- dus d'oxycoupage. Cette machine nécessite un arrêt de la brame sur la table à rouleaux pour l'opération d'é- bavurage et de plus il convient de prévoir deux machi- nes symétriques opposées, en regard de la même face de la brame, respectivement pour éliminer les bavures en tête et en pied de la brame. Un tel arrêt de la brame constitue une opération extrêmement préjudiciable à la productivité de l'ins- tallation et la présence de deux machines augmente sen- -2- siblement son coût. On connaît par ailleurs des dispositifs rotatifs tels que décrits dans les brevets US-1 984 762 ou GB- 736.381 qui visent d'une façon générale le nettoyage de surfaces métalliques et autres, mais dont les moyens d'élimination des particules indésirables telles que calamine et autres aspérités ne sont pas adaptés au problème spécifique d'élimination des bavures d'oxy- coupage en tête et en pied de brame. La présente invention vise à fournir une machine permettant d'éliminer ces bavures qui se forment sur les bords inférieurs des faces d'extrémité des brames et sont préjudiciables aux opérations ultérieures de laminage, une telle machine devant de plus remédier aux inconvénients des installations connues. L'invention a ainsi pour objet une machine d'é- bavurage pour des brames issues d'une installation de coulée continue et mises à longueur par oxycoupage, du type comprenant un rotor monté horizontalement dans un bâti et portant à sa périphérie des moyens d'élimina- tion des bavures, caractérisée en ce que les moyens d'élimination des bavures sont des marteaux autoesca- motables dont la tête décrit une enveloppe qui est ren- due sensiblement tangente à la face inférieure de la brame par des moyens de translation verticale du rotor portés par le bâti, le rotor étant entraîné par un ar- bre moteur dont la rotation est commandée dans un sens ou en sens opposé par un dispositif de commande en fonc- tion de la détection du passage de la tête ou du pied de la brame. Les marteaux escamotables se présentent chacun sous la forme d'une masse allongée dont l'une des ex- trémités constituant la tête est en forme de queue d'aronde et qui comporte au voisinage de son autre extrémité un alésage de plus grand diamètre que le - 3 - diamètre d'une broche d'articulation sur laquelle ledit marteau est monté fou, de sorte que l'on obtient ainsi, outre une possibilité d'effacement angulaire, un jeu radial absorbant les variations de la hauteur de la brame par rapport à l'axe du rotor. Selon une autre caractéristique, le rotor comprend un moyeu sur lequel sont fixées des joues palières régu- lièrement espacées dans la direction de l'axe longitu- dinal de l'arbre, les joues palières recevant un ensem- ble de broches d'articulation parallèles à l'axe de l'arbre, qui portent les marteaux et sont situées à égale distance de cet axe et régulièrement espacées à la périphérie des joues palières, les tourillons d'extrémité du moyeu étant reçus dans des paliers portés par des empoises mobiles en translation verti- cale dans le bâti. La machine d'ébavurage suivant l'invention est placée sous la face inférieure principale de la brame, dont les bords d'extrémité de tête et de pied sont our- lés d'une bavure, l'axe du rotor étant disposé parallè- lement à la face de la brame et à une distance telle que les têtes d es marteaux entraînés sous l'effet de la force centrifuge décrivent une enveloppe circulaire tangentielle à la face inférieure de la brame et ar- rachent ainsi la bavure qui est en saillie sur cette face au niveau du bord. Afin de diminuer les efforts d'arrachement de la bavure, on peut disposer l'axe du rotor de telle sorte qu'il fasse un angle relativement faible avec la face d'extrémité de la brame, ce qui permet d'attaquer pro- gressivement la bavure à mesure de l'avancement de la brame. Une caractéristique essentielle de l'invention réside dans l'inversion du sens de rotation du rotor entre la tête et le pied de brame, c'est-à-dire l'ex- -4- trémité avant et l'extrémité arrière de cette dernière dans le sens de progression de la brame sur la table à rouleaux. En effet, il est optimal pour l'élimination des bavures que le rotor tourne dans le sens des ai- guilles d'une montre pour arracher les bavures de tête de brame lorsque cette dernière circule de gauche à droite au-dessus du rotor et que ce sens de rotation soit inversé pour éliminer ensuite les bavures de pied de brame. Or, cette caractéristique de fonctionnement est rendue possible par la forme de la tête des mar- teaux et leur montage sur le rotor. La commande du sens de rotation du rotot est réa- lisée à partir de cellules à infrarouge ou autres moyens équivalents qui détectent le passage et la présence de la brame chaude. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés qui en représentent seu- lement un mode de réalisation. Sur ces dessins: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe sui- vant l'axe longitudinal de la brame illustrant le prin- cipe de fonctionnement de la machine; - la Fig. 2 est une vue en élévation et en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 4 de la machine à éba- vurer; - la Fig. 3 est une vue latérale en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; - la Fig. 4 est une vue de dessus sans son capot de protection de la machine de la Fig. 2; - la Fig. 5 est une vue partielle en élévation des marteaux autoescamotables disposés à la périphérie du rotor, l'un de ces marteaux étant représenté en coupe; et, - la Fig. 6 est une vue à plus grande échelle en élévation et coupe partielle d'une colonne du bâti de la Fig. 3. -5- Sur la Fig. 1 une brame 1 préalablement mise à longueur par oxycoupage dans un poste non représenté situé en amont du sens de déplacement de la brame in- diqué par la flèche, comporte le long des bords d'ex- trémité de sa face inférieure des bavures 2 et 3 indé- sirables. La machine à ébavurer, est représentée sché- matiquement, sous la face inférieure de la brame, par son rotor 4 qui comprend un moyeu 5 sur lequel sont fi- xées des joues palières 6 régulièrement espacées dans la direction de l'axe longitudinal du moyeu 5, ainsi que cela apparaît sur la Fig.2. Les joues palières 6 reçoivent un ensemble de broches d'articulation 7 dis- posées à égale distance de l'axe du moyeu 5 et réguliè- rement réparties sur la périphérie des joues palières. Sur le mode de réalisation représenté, huit broches sont ainsi disposées sur les joues palières, mais il est évident que l'on peut en faire varier le nombre. Des marteaux 8 sont montés fous sur les broches d'articulation 7. Ces marteaux se présentent sous la forme d'une pièce allongée dont l'une des extrémités est percée d'un alésage 9 de plus grand diamètre que le diamètre des broches 7,réalisant ainsi un jeu radial entre ces deux éléments. Sur la Fig. 5 représentant un détail du montage des marteaux 8 entre deux joues palières 6, on constate qu'un groupe de marteaux 8 est monté sur une broche com- mune 7 traversant toutes les joues palières parallèle- ment à une génératrice du moyeu 5. Sur le mode de réalisation représenté, tous les marteaux 8 de chaque groupe sont identiques, mais il est possible, selon une variante, de prévoir pour cha- que marteau adjacent à une joue palière, une partie faisant saillie audessus de la joue palière, de sorte que l'ensemble des têtes 10 des marteaux couvre une gé- nératrice complète sur la longueur de la machine. -6 Les têtes 10 des marteaux ont une forme en queue d'aronde afin de comporter deux arêtes 11 et 12 symé- triques qui peuvent être utilisées dans un sens de rotation de l'arbre ou dans l'autre. Les broches 7 traversant l'ensemble des joues palières sont retenues de part et d'autre des joues palières d'extrémité par des écrous 13 ou par d'autres dispositifs. Les marteaux autoescamotables sont entraînés par le moyeu 5 et sous l'effet de la force centrifuge pren- nent une position radiale la plus éloignée de l'axe du moyeu 5. La position de l'axe du moyeu 5 par rapport à la face inférieure de la brame est réglée de façon telle que lors de la rotation, l'enveloppe des arêtes 11,12 des têtes 9 soit sensiblement tangente à la surface in- férieure de la brame et sécante à la bavure. Le choc de l'une des arêtes 11 ou 12 de la tête 10 du marteau sur la bavure fournit l'énergie nécessaire à l'arra- chement de celle-ci. Sous l'effet du choc le marteau 8 s'escamote angulairement comme indiqué, si son énergie n'a pas été suffisante pour arracher la bavure lors d'une première passe, et le marteau suivant vient frap- per le reste de la bavure jusqu'à élimination totale de cette dernière. On règle ainsi en fonction de la vitesse de déplacement de la brame 1, la vitesse de rotation du moyeu 5 pour obtenir une élimination totale de la bavure par les chocs successifs des marteaux sur cette dernière. Le nombre de broches d'articulation 7 supportant les marteaux est déterminé par la vitesse de rotation de l'arbre, la vitesse de déplacement de la brame et le nombre d'impacts sur la bavure nécessaires pour as- surer son arrachement lors de son passage au-dessus de la machine d'ébavurage. Afin de diminuer l'énergie nécessaire à l'élimination de la bavure, on peut dis- -7- poser le rotor 4 sous la brame 1 de telle sorte que son axe longitudinal fasse un angleo à la Fig. 4, par rapport à la normale à l'axe longi- tudinal de la brame 1. De cette façon, chaque groupe de marteaux attaque progressivement la bavure et l'é- nergie nécessaire lors de l'impact avec cette dernière est beaucoup plus faible, réduisant ainsi le choc total supporté par les broches d'articulation. C'est pour cet- te même raison, que les marteaux se présentent sous for- me d'une masse allongée relativement étroite afin de diminuer l'énergie du choe qu'ils subissent individuel- lement et qui est répercutée sur la broche 7. Le rotor 4 représenté à la Fig. 2 en position sous une brame 1 est monté horizontalement dans un bâti constitué de deux colonnes 21, 22 verticales re- posant sur des poutres 23, 24 supportant elles-mêmes les rouleaux adjacents 31, 32 d'évacuation des brames. Les colonnes 21, 22 identiques, sont constituées de deux montants 33, 34 reliés à leur sommet par un chapiteau 35et délimitant entre eux une fenêtre 36 dans laquelle coulisse une empoise 37 portant le palier re- cevant le tourillon 38 du rotor 4. Cette empoise 37 est solidaire en translation de la tige mobile 39 d'un vérin monté sur le chapiteau 35 qui permet un déplacement dans une direction verticale du rotor 4. Ce chapiteau 35 est en outre muni de deux butées à vis réglables 41, 42 qui permettent d'ajuster la dis- tance séparant l'axe du rotor de la face inférieure de la brame. L'empoise 37 est rendue solidaire en translation de la tige 39 du vérin par un embout à rotule 43 fixé à la tige du vérin et dont la rotule est logée dans une chape 44 munie de deux orifices 45, 46 en coincidence, dans lesquels est enfilé un axe 47 traversant la rotule de l'embout 43 et fixé à la chape 44 par une plaque - 8 - d'arrêt 48. En position de repos du rotor, l'empoise 37 vient reposer sur la butée 49. Le rotor 4 est entraîné en rotation par un mo- teur électrique 50 qui lui est accouplé à l'aide d'une transmission à cardan 51 protégée par une gouttière 52. Comme précédemment indiqué et représenté sur la Fig. 4, l'axe du rotor peut être incliné d'un angle "o par rap- port à la normale à l'axe longitudinal de la table d'évacuation des brames afin de diminuer le couple nécessaire à l'élimination de ces bavures qui sont attaquées progressivement par une même génératrice de marteaux du rotor à mesure de l'avancement de la brame 1. La mise en route du moteur 50, la levée du rotor 4 par coulissement vertical des empoises 37 dans le bâti sous l'action des vérins 40, ainsi que la descente et l'inversion du sens de rotation du moteur 50 sont com- mandées par un dispositif 70 connecté à des capteurs tels que des cellules à infrarouge Cl, C2 et C3 pla- cées comme indiqué sur les Fig. 3 et 4, latéralement et au-dessus des brames dont elles détectent le passa- ge. Les cellules Cl et C2 sont placées en amont du ro- tor 4 et la cellule C3 est placée immédiatement en aval, bien que d'autres dispositions puissent être envisagées pour affiner la précision de la détection de position de la brame. Un circuit logique commande en fonction de la présence ou de l'absence de la brame en regard de chacun des capteurs Cl, C2 et C3 les phases de l'opéra- tion d'ébavurage qui se déroule de la façon suivante: avant l'arrivée de la tête de brame, circulant de droi- te à gauche comme indiqué par la flèche A, le rotor est mis en rotation en sens contraire des aiguilles d'une montre vu sur la Fig. 3, lors du passage de la brame au droit de la cellule Cl, puis le rotor est monté en position tangentielle à la face inférieure de la brame lorsque la tête de cette dernière arrive au droit de -9- la cellule C2. Lorsque la tête de brame arrive à la cellule C3, le rotor est abaissé et arrêté. Après détection du passage du pied de brame en C1, le rotor est mis en rotation en sens inverse par rapport à la tête de brame, puis la détection par C2 du passage du pied de brame provoque la montée du rotor en position d'ébavurage et la détection du passage du pied de brame en C3 détermine la fin du cycle d'ébavurage d'une brame. Les bavures arrachées par les marteaux sont récu- pérées par un capot protecteur 60 englobant également les rouleaux adjacents 31 et 32 et tombent dans une trémie 61 puis sur une bande transporteuse 62 dont l'axe longitudinal coïncide en projection avec celui- du rotor 4. Les bavures sont ensuite déversées par un déversoir 63 sur une autre bande transporteuse 64 et enfin stockées dans une benne 65 pour évacuation. Le sens de cheminement des bavures est illustré par les flèches B. - 10 - R E V E N D I C A T I ONS 1. Machine d'ébavurage pour des brames (1) is- sues d'une installation de coulée continue et mises à longueur par oxycoupage, du type comprenant un rotor monté horizontalement dans un bâti et portant à sa pé- riphérie des moyens d'élimination des bavures, carac- térisée en ce que les moyens d'élimination des bavures sont des marteaux (8) autoescamotables dont la tête (10) décrit une enveloppe qui est rendue sensiblement tangen- te à la face inférieure de la brame (1) par des moyens (40,36) de translation verticale du rotor (4) portés par le bâti (21,22), le rotor (4) étant entraîné par un ar- bre moteur (51) dont la rotation est commandée dans un sens ou en sens opposé par un dispositif de commande en fonction de la détection (en Cl, C2,C3) du passage de la tête ou du pied de la brame. 2. Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le rotor comprend un moyeu (5) sur lequel sont fixées des joues palières (6) régulièrement-espa- cées dans la direction de l'axe longitudinal de l'ar- bre, les joues palières (6) recevant un ensemble de broches d'articulation (7) parallèles à l'axe de l'ar- bre, qui portent les marteaux et sont situées à égale distance de cet axe et régulièrement espacées à la pé- riphérie des joues palières (6), les tourillons d'ex- trémité (38) du moyeu (5) étant reçus dans des paliers portés par des empoises (37) mobiles en translation ver- ticale dans le bâti (21,22). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, carac- térisée en ce que les marteaux (8) escamotables se pré- sentent chacun sous la forme d'une masse allongée dont l'une des extrémités constituant la tête (10) est en forme de queue d'aronde et qui comporte au voisinage de son autre extrémité un alésage (9) de plus grand - l1 - diamètre que le diamètre de la broche (7) d'articu- lation sur laquelle elle est montée libre. 4. Machine selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le bâti est constitué de deux colonnes (21 et 22) disposées à chaque extrémité du rotor (4), munie chacune d'une fenêtre (36) dans lesquelles coulissent les empoises (37) sous l'action de deux vérins (40) fixés à la par- tie supérieure des colonnes (21 et 22) au-dessus des fenêtres (36). 5. Machine selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que l'empoise (37) est rendue solidaire en translation de la tige mobile (39) du vérin (40) par un embout à rotule dont la rotule est traversée par un axe (47) monté dans une chape (44) fixée à la par- tie supérieure de l'empoise. 6. Machine selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que le rotor (4) est entraî- né en rotation par un moteur (50) dont le sens de rota- tion est commandé par un dispositif de commande (70) connecté à des capteurs (Cl,C2,C3) disposes respec- tivement en amont (Cl,C2) et en aval (C3) du rotor. 7. Machine selon la revendication 6, caracté- risée en ce que le dispositif de commande (70) comman- de simultanément et en synchronisme les vérins (40). 8. Machine selon la revendication 7 ou 8, carac- térisée en ce que les capteurs sont des cellules à in- frarouge. 9. Machine selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que l'axe du rotor (4) est incliné d'un angle inférieur à 10 par rapport à la normale à l'axe longitudinal de la brame. 10. Machine selon l'une quelconque'des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le rotor (4) est coiffé d'un capot protecteur (60) et il est - 12 - prévu une trémie (61) de récupération des bavures, dis- posée sous le rotor et qui évacue ces dernières vers un récipient de stockage (65), par des bandes transpor- teuses (62,64). 11. Machine selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que chaque mar- teau (8) adjacent à une joue palière (6) comporte une partie faisant saillie au-dessus de la joue palière.