Brevet FR2684029A1 — publié le 19930528

La présente invention concerne une plaque support de demi-coquille de masselotte de moule de coulée sous pression de produits métalliques plats tels que des brames. La coulée sous pression de brames d'acier est connue en soi. Le processus consiste (1) à placer une poche d'acier liquide dans une enceinte fermée par un couvercle qui est traversé par un tube qui plonge dans l'acier liquide, (2) à disposer au-dessus du tube plongeant un moule et (3) à remplir le moule en y faisant monter l'acier liquide par le tube plongeant. Pour faire monter l'acier liquide dans le moule, on injecte dans l'enceinte de l'air comprimé dont la pression s'exerce sur la surface libre de l'acier liquide contenu dans la poche et le fait monter dans le tube plongeant et pénétrer dans le moule. Un tel moule comprend deux parois latérales constituées de blocs de graphite maintenus par des supports et des entretoises, qui délimitent une cavité de réception de l'acier liquide. A la partie supérieure du moule, deux entretoises délimitent une cheminée audessus de laquelle sont disposées deux demi-coquilles complémentaires l'une de l'autre. Ces deux demi-coquilles délimitent un volume de réception d'acier liquide qui sert de masselotte. Ces demi-coquilles reposent sur les blocs de graphite par l'intermédiaire de plaques métalliques. Ces masselottes sont décrites en détail dans le document FR 2 642 685. La technique qui consiste à faire reposer les demi-coquilles sur les blocs de graphite par l'intermédiaire de plaques métalliques présente un inconvénient. En effet, lors de la coulée, les plaques métalliques mises au contact de l'acier s'échauffent et se déforment et laissent passer le métal liquide par infiltration ou fuite. Ces déformations peuvent endommager les blocs de graphite sur lesquels elles reposent et rendent nécessaires des réglages difficiles à chaque coulée. Le but de l'invention est de proposer une plaque support de demi-coquille de masselotte de moule de coulée sous pression notamment de produits plats, tels que des brames, qui ne se déforme pas pendant les coulées pour éviter les infiltrations et/ou fuites de métal qui dégradent les blocs de graphite et pour supprimer les opérations de réglage longues et coûteuses. A cet effet, l'invention a pour objet une plaque support d'une demi-coquille de masselotte de moule de coulée sous pression, de préférence de produits plats métalliques tels que des brames, ayant notamment une face en appui sur un bloc de graphite de la paroi du moule, une face partiellement en appui sur des entretoises et partiellement au contact du métal liquide et une face sur laquelle repose la demi-coquille de masselotte, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque de base métallique, un cadre métallique fixé à la plaque de base et un matériau réfractaire contenu dans le cadre métallique. Ce cadre métallique est en forme de U qui est ouvert du côté de la face qui est au contact du métal liquide, et dont les branches s'appuient contre les entretoises. Cette plaque de base du côté de la face en contact avec le métal liquide est en retrait par rapport aux extrémités des branches du U du cadre métallique. Ce matériau réfractaire peut être constitué de briques réfractaires ou de béton réfractaire. Cette face en contact avec le métal liquide est recouverte d'un enduit réfractaire qui, de préférence, est de la mullite. Cette plaque support est munie de talons de fixation et cette plaque de base est soudée sur ce cadre métallique. Dans une telle plaque support, les parties métalliques sont protégées de la chaleur du métal liquide par des matériaux réfractaires, si bien qu'elles ne se déforment pas et l'appui de la plaque support sur le bloc de graphite reste très bon sans provoquer de détérioration du bloc de graphite. De plus, le métal liquide étant au contact de matériaux réfractaires notamment au passage de la plaque support, se refroidit moins que lorsqu'il est en contact d'un métal et l'alimentation de la masselotte vers le corps de la brame est meilleure. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en regard des figures annexées où - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale suivant un plan médian vertical, et en élévation partielle, d'un moule de coulée sous pression de produits plats métalliques, pouvant être muni d'une plaque support de demi-coquille de masselotte non représentée; et - la Figure 2 est une vue perspective d'une plaque support de demi-coquille de masselotte selon l'invention. Une installation de coulée sous pression à laquelle a trait l'invention, comprend une poche 1 de métal liquide 2 disposée dans une cuve 4 supportée par un chariot 10, ainsi qu'un moule 5 reposant sur une châssis 6 lui-même supporté par des colonnes 7 et par un vérin hydraulique 8. La cuve 4 est munie d'un couvercle 9 étanche traversé par un tube 11 réfractaire dont l'extrémité inférieure plonge dans le métal liquide 2. Ces cuve et couvercle délimitent une enceinte. L'extrémité supérieure du tube 11 traverse le couvercle 9 au niveau d'un dispositif connu en soi, permettant d'assurer une jonction étanche entre une ouverture 12 de remplissage du moule 5 et le tube 11. Un appareillage 70 permet d'envoyer à l'intérieur de l'enceinte de l'air comprimé, sous pression convenable, qui chasse le métal liquide 2 dans le tube 11 pour le faire pénétrer à l'intérieur du moule 5, afin de couler dans celui-ci le produit plat métallique désiré. Le moule 5 comprend deux parois latérales 25 parallèles constituées chacune d'un support 30 et d'un bloc de graphite 31 partiellement logé dans le support 30 formant châssis porte-graphite. Le châssis-support 30 a, dans l'exemple représenté, une section en forme de C ou de U, dont les branches supérieure et inférieure enferment entre elles partiellement le bloc 31 correspondant. Le moule 5 comporte aussi, disposées entre les faces internes 32 en vis-à-vis des deux blocs 31, quatre entretoises 20, 21, 22, 23 interposées entre les blocs 31 qui sont maintenus serrés sur ces entretoises durant la coulée du métal liquide par des moyens non représentés. L'entretoise 21 inférieure longitudinale s'étend sensiblement sur toute la longueur des parois 25, et prend appui sur la partie centrale du châssis 6. L'entretoise 22 antérieure est sensiblement verticale, quand le moule 5 est placé en position horizontale, et son extrémité inférieure délimite, avec l'extrémité adjacente de l'entretoise inférieure 21, l'orifice 12 d'entrée du métal liquide dans la cavité constitutive du moule 5, entre les blocs 31. L'entretoise 23 arrière est perpendiculaire à l'entretoise inférieure 21, sur laquelle elle peut être déplacée de manière coulissante par un dispositif d'entraînement 17 supporté par la châssis 6. L'entretoise 20 supérieure est située légèrement au-dessous de l'arête supérieure des blocs 31, parallèlement à l'entretoise 21. L'entretoise supérieure 20 est disposée au-dessus de l'entretoise inférieure 21 à une hauteur égale à celle de l'entretoise arrière 23, et qui correspond à la largeur du produit plat à couler. Les entretoises 20 à 23 ont toutes la même épaisseur, qui détermine l'épaisseur du produit plat. La position de l'entretoise arrière 23 dans la direction longitudinale, réglée par le dispositif 17, détermine la longueur du produit plat à couler. L'entretoise supérieure 20 est portée par un dispositif de suspension 27, connu en soi lui-même supporté par une poutre longitudinale non représentée sur les dessins. L'entretoise supérieure 20 comporte, en regard de l'extrémité supérieure de l'entretoise antérieure 22, une partie terminale 20b coudée à angle droit vers le haut. Cette partie coudée 20b s'étend verticalement vers le haut sur une certaine hauteur, ainsi que l'extrémité supérieure de l'entretoise 22, avec laquelle elle délimite un chenal ascendant 15 dans lequel du métal coulé peut pénétrer en fin de remplissage du moule 5. Ce chenal 15 met en communication le volume intérieur du moule 5 avec une coquille formée par deux demi-coquilles complémentaires non représentées, ouvertes vers le haut et vers le bas, et délimitant entre elles, à leur base, une ouverture d'introduction du métal liquide, chaque demi-coquille repose par sa base sur une plaque support 71 s'appuyant sur les blocs 31. Les deux demi-coquilles sont maintenues appliquées contre la partie terminale supérieure 20b de l'entretoise 20 ainsi que contre l'extrémité supérieure de l'entretoise antérieure 22 de manière étanche au métal liquide, par des dispositifs élastiques de serrage connus en soi. Au cours de la coulée, après solidification partielle du métal dans la masselotte, les deux demicoquilles s'écartent légèrement afin de permettre le retrait plus facile de la brame. Des dispositifs de serrage et de desserrage des demi-coquilles et le procédé de desserrage en fin de coulée sont décrits dans le document FR 2 642 685. On décrira maintenant plus en détail la plaque support 71 objet de l'invention. Cette plaque support 71 comporte une plaque de base 72 rectangulaire, en tôle d'acier, sur laquelle est posé et fixé par soudure un cadre en acier 73, en forme de U. La longueur de la plaque 72 est égale à la longueur de la partie externe de la base du U; par contre, la largeur de la plaque de base 72 est inférieure à la longueur externe des branches du U comme illustré. Le cadre 73 est placé sur la plaque de base 72 de telle sorte que les arêtes externes du cadre en U 73 coïncident avec les bords de la plaque de base 72, et que du côté des surfaces d'extrémité 74 des branches du U formées par le cadre 73, la plaque 72 est en léger retrait. Dans le volume délimité par le cadre 73 et la plaque 72 sont placées des briques réfractaires 75 qui sont maçonnées. Les surfaces d'extrémité des briques 75 sont en alignement avec les surfaces d'extrémité 74 des branches du cadre en U. Sur la partie arrière, ctest-à-dire du côté de la barre transversale du cadre en U, sont soudés à la plaque de base 72 deux talons 76 qui comportent une partie recourbée vers le haut 77. Cette partie est percée d'un trou 78 fileté. La plaque de base 72 présente une face inférieure qui vient en appui sur le bloc de graphite 31. Les surfaces d'extrémité 74 des branches du U formées par le cadre 73 et les tranches des surfaces d'extrémité des briques réfractaires forment une face qui est enduite de mullite comme schématisé en partie par des pointillés. Cette face est en appui sur les entretoises 20 et 22 par l'intermédiaire des surfaces d'extrémité 74 des branches du U du cadre 73 comme illustré. Au cours de la coulée, la partie briquetée 79 est en contact avec du métal liquide. La face supérieure constituée par le cadre 73 et les briques 75 est la face sur laquelle la demicoquille vient s'appuyer. Dans les trous 78 sont insérées des tiges filetées 80 traversant le support 30 et fixées par des écrous, non visibles sur les dessins. On remarquera que, au lieu d'utiliser des briques réfractaires pour combler l'espace délimité par le cadre en U, on peut utiliser un béton réfractaire. De même, la plaque de base 72 peut être fixée sur le cadre 73 à l'aide de vis. L'enduit de mullite peut être remplacé par tout enduit réfractaire résistant au métal liquide. De ce qui précède, on saisit tout l'intérêt et tous les avantages procurés par l'invention. REVENDICATIONS 1 - Plaque support d'une demi-coquille de masselotte de moule de coulée sous pression de produits plats métalliques tels que des brames, ayant notamment une face en appui sur un bloc de graphite de la paroi latérale du moule, une face partiellement en appui sur des entretoises et partiellement au contact du métal liquide et une face sur laquelle repose la demi-coquille de masselotte, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque de base (72) métallique, un cadre (73) métallique fixé à la plaque de base (72) et un matériau refractaire (75) contenu dans le cadre métallique (73). 2 - Plaque support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cadre métallique (73) est en forme de U ouvert du côté de la face qui est au contact du métal liquide, les surfaces d'extrémité (74) des branches du U venant s'appuyer contre les entretoises (20, 22). 3 - Plaque support selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, du côté de la face en contact avec le métal liquide, la plaque de base (72) est en léger retrait par rapport aux surfaces d'extrémité (74) des branches du U formées par le cadre métallique (73). 4 - Plaque support selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau réfractaire (75) est constitué de briques réfractaires. 5 - Plaque support selon les revendication 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau réfractaire (75) est constitué de béton réfractaire. 6 - Plaque support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la face en contact avec le métal liquide est recouverte d'un enduit réfractaire. 7 - Plaque support selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'enduit réfractaire est de la mullite. 8 - Plaque support selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des talons (76) de fixation. 9 - Plaque support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque de base (72) est soudée sur le cadre (73) en forme de U.