Brevet FR2612098A1 — publié le 19880916

SYSTEME DE COULEE CONTINUE POUR L'OBTENTION DE BRAMES MINCES. L'invention concerne un système de coulée continue pour l'obtention de brames minces. Plus exactement, l'in- vention concerne un système de coulée continue permettant de fabriquer des brames minces dont la hauteur ou l'épais- seur est beaucoup plus petite que leur largeur. On peut utiliser l'invention dans tous les cas o l'on désire obtenir un produit coulé (brame) qui soit large et mince pour la fabrication ultérieure, par exemple, d'une bande par laminage à chaud. L'invention se prête au laminage de bande en partant de brames minces,'directement dans l'alignement du proces- sus de coulée, sans passes intermédiaires. On connaît diverses tentatives antérieures visant à obtenir des brames minces, ou même directement une bande destinée à subir ensuite des passes de finissage. Parmi les systèmes connus essayés figurent des machines de coulée continue qui utilisent des voies, des machines avec courroie et roue de coulée, des machines avec tambour de formage ou rouleaux de formage etc. Toutes les machines de coulée continue connues posent des problèmes qui n'ont pas été résolus jusqu'ici et on n'a pas encore fabriqué d'exécutions satisfaisantes industriel- lement. En fait, les exécutions connues sont généralement compliquées et par suite de leurs modes de fonctionnement particuliers (entraînement actif du métal fondu par des dispositifs rotatifs ou coulissants), ne peuvent pas donner une qualité satisfaisante de produit. En outre, les exécu- tions connues ne sont pas assez fiables pour l'application industrielle. Un but de l'invention est de surmonter les inconvé- nients inhérents aux exécutions connues en fournissant un système de coulée continue particulièrement fiable et applicable industriellement pour brames minces. Un autre but est de fournir un système de coulée continue qui conduise à une brame mince en utilisant une installation comprenant les composants classiques (poche, panier de coulée, lingotière, guide à rouleaux, équipement d'étirage), ces composants étant spécialement adaptés et mis en corrélation pour fabriquer une brame mince. Par brame mince, on entend une brame ayant une épaisseur ou une hauteur très petite en comparaison de sa largeur, le rapport de l'épaisseur à la largeur variant de 1: 10 à 1: 100 à titre indicatif. Un autre but est de pouvoir fabriquer une brame qui convienne pour être laminée ensuite en ligne pour obtenir une bande, éventuellement après une passe à tra- vers un four de préchauffage ou d'égalisation de tempéra- ture qui est aussi placé en ligne. L'invention résout le problème de l'utilisation d'une lingotière ayant une section rectangulaire allongée très mince correspondant à la brame à fabriquer. Il est bien connu que des machines de coulée continue comprenant une lingotière alimentée par un panier de coulée comportent la nécessité d'aligner la coulée de métal fondu dans la lingotière. Ce problème est particu- lièrement évident à l'étape initiale de coulée, quand la coulée ne s'est pas encore stabilisée. De tels problèmes de commande de la coulée, qui sont déjà appréciables avec des lingotières classiques ayant une section carrée ou rectangulaire et légèrement allon- gée, deviennent très ardus quand on désire utiliser des lingotières ayant une section très mince et allongée. L'invention prévoit la distance minimale possible entre le panier de coulée et la lingotière. Elle prévoit aussi l'utilisation de dispositifs verseurs situés dans le côté inférieur du panier de coulée et capables d'assu- rer une ou plusieurs coulées de métal fondu qui sont assez minces pour tomber à l'intérieur de la petite ouverture de la lingotière sans conduire à un débordement indésirable de métal fondu. Le trou de sortie du ou des verseurs peut atteindre le voisinage immédiat de l'ouverture d'entrée de la lin- gotière ou éventuellement arriver à l'intérieur de la 2 6 1 2 0 9 8 lingotière elle-même. Un premier mode d'exécution prévoit l'utilisation de plusieurs verseurs; de cette manière, l'écoulement de métal fondu du panier de coulée à la lingotière est divisé en une série de coulées minces qui peuvent avoir une section pratiquement circulaire, rectangulaire ou elliptique. Un autre mode d'exécution prévoit l'utilisation d'un seul verseur ayant une sortie de décharge en forme de fente allongée d'une section plus petite que l'ouver- ture d'entrée de la lingotière. De cette manière, on obtient une seule coulée laminaire mince et allongée. Les dispositifs verseurs peuvent avoir une section qui devient progressivement plus étroite, se réduisant par exemple d'une section ronde à une section ovale, rectangulaire ou elliptique, ou peuvent avoir une section constante avec un rétrécissement terminal ou éventuelle- ment avec un élément d'usure inséré ayant un trou de sec- tion réduite. On peut obtenir le réglage du niveau de métaux fondus dans la lingotière de toute manière actuellement en usage. On peut obtenir la commande des dispositifs verseurs avec des bouchons axiaux ou des valves à tiroir ou d'autres systèmes actuellement en usage, un seul dis- positif de fermeture étant prévu pour tous les verseurs, ou encore,-un dispositif de fermeture étant prévu pour chaque verseur. En tout cas, l'invention peut aussi s'appliquer quand les verseurs sont libres et ne sont pas restreints par une commande de leur ouverture et de leur fermeture. L'invention a donc pour objet un système de coulée continue pour l'obtention de brames minces, qui comprend un panier de coulée, une lingotière et un guide à rouleaux, éventuellement avec une unité d'étirage, système carac- térisé par le fait qu'il comprend au moins un verseur présentant une section de décharge étroite située au voi- sinage immédiat de l'ouverture d'entrée de la lingotière ou même éventuellement à l'intérieur de la lingotière. On décrit à présent une série de mode d'exécution préférentiels de l'invention, en tant qu'exemples non limitatifs, à l'aide des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'un système possible de coulée continue selon l'invention; La figure 2 montre un premier mode d'exécution de l'invention, muni de plusieurs verseurs; La figure 3 montre un mode d'exécution muni d'un seul verseur allongé; La figure 4a est une coupe longitudinale d'un verseur; Les figures 4b et 4c sont des coupes respectivement suivant les lignes A-A et B-B de la figure 4a; La figure 5a est une coupe longitudinale d'un autre type de verseur; La figure 5b est une vue en plan d'un tel verseur, par le côté de son accouplement au panier de coulée; La figure 5c est une vue en plan d'un élément d'usure inséré à l'extrémité du verseur de la figure 5a. Sur la figure 1, un système de coulée continue 10 selon l'invention comprend un panier de coulée 11 situé immédiatement au-dessus d'une lingotière 12. Selon l'invention, la lingotière 12 a une section très mince de son conduit rectangulaire intérieur, cette section correspondant à celle de la brame à fabriquer. Immédiatement en aval est située une partie secondaire du système de coulée, formée d'un transporteur à rouleaux courbé 13 muni d'une unité d'étirage 14. Dans le système de la figure 1, on fait passer une brame 18 à travers un four de chauffage 15 pour la transmettre immédiatement à un laminoir, indiqué schéma- tiquement en 16, pour la fabrication de bande 19. On refroidit alors cette bande et on l'enroule en un poste d'enroulement classique 17. Les opérations de fabrication de la brame 18, de chauffage de celle-ci dans un four 15, de laminage de celle- ci dans le laminoir 16 et d'enroulement de la bande 19 ainsi fabriquée peuvent s'effectuer en ligne dans l'exemple représenté. On fabrique donc la bande finie directement en ligne, en partant du bain de coulée. L'invention prévoit que la distance entre le panier de coulée 11 et la lingotière 12 soit aussi courte que possible de manière à permettre de verser directement le métal fondu dans la lingotière, autrement dit, on désire que les extrémités des verseurs soient placées au voisinage immédiat de l'ouverture d'entrée de la lingotière ou même à l'intérieur de cette ouverture. La figure 2 montre un mode d'exécution possible pour l'obtention d'une coulée qui doit être introduite convena- blement à l'intérieur de l'ouverture d'entrée 112 de la lingotière 12. Dans ce mode d'exécution, le panier de coulée est équipé, sur son côté inférieur, de plusieurs verseurs 20 dont chacun a la forme d'un entonnoir. De cette manière, la coulée de métal fondu se divise en un nombre de coulées égal au nombre de verseurs. Cela permet de maintenir la section des coulées à une grandeur qui permette de les aligner sur les ouvertures d'entrée 112 de la lingotière 12, sans aucune perte de métal fondu. La figure 3 montre une variante dans laquelle il y a un seul verseur 120 qui a une forme mince allongée comme celle de l'ouverture d'entrée 112 de la lingotière 12. De cette manière, il y aura une coulée laminaire très mince qui restera à l'intérieur de cette ouverture d'en- trée 112. - Bien entendu, les verseurs 20, 120 représentés sur les figures 2 et 3 ne servent que d'indication, étant donné que leur nombre et leur section de sortie peuvent varier pour convenir aux nécessitésspécifiqueB et à la section de la brame à fabriquer et pour convenir aussi à l'écoulement de métal fondu à maintenir. La figure 4a montre un exemple d'un mode d'exécu- tion de verseur selon l'invention. Le verseur représenté 20, comprend une partie supérieure 21 pour la fixation au panier de coulée 11. Le verseur 20 a pratiquement la forme d'un entonnoir muni d'un conduit 22 qui a initialement une section circu- laire mais sa section inférieure devient plus étroite jusqu'à ce qu'elle se termine par une sortie terminale pratiquement rectangulaire 23. Les figures 4b et 4c montrent deux coupes recpecti- vement suivant A-A et B-B de la figure 4a. Ces coupes montrent le développement du conduit 22 avec une section progressivement variable. La figure 5a montre une coupe longitudinale d'une variante de verseur 220 qui comprend un conduit intérieur 122 de section pratiquement constante, qui est circulaire dans le cas présent. A l'extrémité inférieure du conduit est situé un élément d'usure inséré 24 (figures 5b et 5c) à l'intérieur duquel est usiné le trou de sortie 23 ayant une section réduite en comparaison de celle du conduit 122 à section circulaire. Dans cet exemple, la section du trou de sortie 23 a la forme d'une fente à extrémités arrondies mais pourrait avoir une section rectangulaire ou elliptique ou une section d'une autre forme appropriée. L'élément d'usure inséré 24 est de préférence interchan- geable. Dans des variantes non représentées ici, un verseur peut être muni de deux ou plusieurs sorties terminales de coulée, par exemple de deux ou plusieurs buses faisant éventuellement un angle entre elles. Les conceptions et les modes d'exécution de l'inven- tion peuvent s'appliquer aussi à un système de coulée continue ayant un développement incliné ou presque hori- zontal, au lieu d'une lingotière verticale 12 comme indiqué sur la figure 1. Toutes ces variantes restent dans le cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1.- Système de coulée continue (10) pour l'obtention de brames minces, comprenant un panier de coulée (11), une lingotière (12) et un guide à rouleaux (13), éven- tuellement avec une unité d'étirage (14), système carac- térisé par le fait qu'il comprend au moins un verseur (20 présentant une sortie de décharge étroite (23) située au voisinage immédiat de l'ouverture d'entrée (112) de la lingotière ou même éventuellement à l'intérieur de la lingotière. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs verseurs (20) dont chacun est capable de former une coulée de métal fondu - (figure 2). 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un seul verseur (120) ayant une forme mince allongée. 4.- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le verseur (20, 120) comprend un conduit intérieur (22) ayant une section qui devient progressivement plus étroite (figure 4a). 5.- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le verseur (20, 120) comprend un conduit intérieur (122) ayant une section pratiquement constante et un élément inséré terminal (24) ayant une section de versage mince.