Brevet FR2688664A1 — publié le 19930924

BROSSE Cette invention fournit un nouveau type de brosse dans le but de nettoyer un rouleau en rotation en maintenant la brosse contre le rouleau La brosse selon l'invention a son application en particulier, mais non exclusivement, pour le nettoyage de rouleaux pour métaux coulés chauds. Il est connu d'utiliser des rouleaux jumelés pour la coulée en continu de métal en feuilles Dans un processus de coulée avec rouleaux jumelés, le métal chaud est introduit entre une paire de rouleaux de coulée horizontaux contrarotatifs qui sont refroidis de sorte que des plaques de métal se solidifient sur la surface des rouleaux en mouvement et sont mis en contact ensemble dans l'espace entre eux pour obtenir un produit en feuille solidifié à la sortie de l'espace des rouleaux. Le métal chaud peut être introduit dans l'espace entre les rouleaux via un avant-creuset et une buse de distribution de métal placée sous l'avant-creuset de manière à recevoir un débit de métal de l'avantcreuset et à le diriger dans l'espace entre les rouleaux. Dans le but d'empêcher l'accumulation d'oxydes métalliques et de scories ou autres polluants sur les surfaces des rouleaux, des dispositifs de nettoyage tels que des brosses ou des courroies de nettoyage peuvent être appliqués sur les côtés longitudinaux extérieurs des rouleaux, de sorte que les surfaces des rouleaux sont nettoyées en continu avant de venir en contact avec le métal fondu avant l'espace Un dispositif de ce type est divulgué dans la Publication de Brevet Japonais J 03230849-A de Nippon Steel Corporation et de Mitsubishi Heavy Industries KK Dans ce dispositif, deux jeux de brosses en rouleaux divisées sont appliqués sur la surface périphérique de chaque rouleau de coulée refroidi, les brosses de l'un des jeux étant en gradins par rapport à celles de l'autre jeu pour produire une action de brossage sur toute la largeur du rouleau de coulée La Publication de Brevet Japonais J 63207450-A, également de Nippon Steel Corporation et de Mitsubishi Heavy Industries KK divulgue également un dispositif de coulée à rouleaux jumelés dans lequel les rouleaux de coulées sont nettoyés par des brosses rotatives. Des problèmes pour maintenir un contact correct entre les brosses en rouleau de nettoyage ou les courroies, et les rouleaux de coulée refroidis, peuvent survenir, du fait de la dilatation et de la contraction thermique des rouleaux pendant le processus de coulée, qui peut se traduire par un changement de forme de la surface des rouleaux Plus précisément, un rouleau initialement cylindrique peut devenir non cylindrique de sorte qu'il présente une courbe concave ou bien une configuration convexe ou bombée Il en résulte que l'élément nettoyeur ne peut pas être appliqué sur le rouleau avec la même pression sur toute sa longueur et peut même perdre le contact avec quelques parties de la surface du rouleau, conduisant à une action de nettoyage réduite La brosse de la présente invention permet de surmonter, en grande partie, ce problème. Selon l'invention, il est créé une brosse de nettoyage en rouleau pour application à des rouleaux en rotation et comprenant un support d'élément de brosse allongé, plusieurs éléments de brosse, chacun comprenant une base d'élément de brosse, des poils de brosse faisant saillie de la base, lesquels éléments de brosse sont maintenus par le support d'élément de brosse dans une zone s'étendant le long du support de sorte que les poils forment une extrémité de brosse sensiblement continue pour application sur un rouleau à nettoyer mais de sorte que les éléments de brosse sont mobiles indépendamment transversalement par rapport au support pour permettre à l'extrémité de modifier sa forme pour s'adapter à la surface de rouleau à nettoyer. De préférence, la brosse comprend, de plus, des moyens de rappel agissant entre le support et les éléments de brosse pour rappeler les éléments de brosse vers des positions dans lesquelles l'extrémité de brosse est sensiblement droite. De plus, de préférence, le support d'élément de brosse est formé avec une rainure ouverte s'étendant longitudinalement, les bases d'élément de brosse sont prisonnières à l'intérieur de la rainure de sorte que les poils font saillie depuis l'ouverture mais sont mobiles dans la direction et hors de l'ouverture de la rainure et les moyens de rappel comprennent un élément compressible élastique allongé s'étendant le long de la base de la rainure entre les bases d'élément de brosse et le support pour rappeler les bases d'élément de brosse en direction de l'ouverture de la rainure L'élément compressible élastique peut être un tube pneumatique. L'ouverture de la rainure peut avoir des côtés rabattus vers l'intérieur pour retenir prisonnières les bases des brosses dans la rainure et pour servir d'arrêt contre lequel les bases d'élément de brosse sont rappelées par l'élément de rappel compressible quand la brosse est dans un état libre. Les poils des éléments de brosse peuvent être des fils métalliques. L'invention S 'étend également à des dispositifs pour coulée de métal en feuille, comprenant une paire de rouleaux de coulée en parallèles formant un espace entre eux, une buse de distribution de métal pour distribuer le métal fondu dans l'espace entre les rouleaux de coulée, et une paire de brosses de nettoyage du type décrit ci- dessus disposées pour venir en contact avec les rouleaux à des emplacements des rouleaux diamétralement opposés à l'espace. Dans le but de pouvoir expliquer l'invention de façon plus complète, un mode de réalisation particulier va maintenant être décrit en détail en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un dispositif de coulée à rouleaux jumelés incluant une paire de brosses selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale sensiblement horizontale selon la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue de principe en perspective d'une partie de l'une des brosses de nettoyage; et la figure 4 représente un détail de la construction de la brosse; la figure 5 représente comment les tubes pneumatiques dans les brosses sont raccordés à un réservoir commun d'alimentation d'air; et la figure 6 représente la manière dont chaque brosse peut s'accommoder et s'adapter aux changements dans le profil du rouleau. Le dispositif de coulée à rouleaux jumelés représenté comprend un bâti de machine principal Il qui supporte une paire de rouleaux de coulée parallèles 12. Le métal fondu est alimenté pendant une phase de coulée depuis une poche de coulée 13, à travers une enveloppe de sortie de poche réfractaire 14 vers un avant-creuset 15 et, de là, à travers une buse de distribution de métal 16, dans l'espace 17 entre les rouleaux de coulée 12 Le métal chaud ainsi distribué sur l'espace 17 forme une cuvette 20 au- dessus de l'espace et cette cuvette est limitée aux extrémités des rouleaux par une paire de plaques de fermeture de côté 18 qui sont maintenues contre les extrémités étagées des rouleaux par la pression d'une paire d'unités de vérins hydrauliques (non représentés) Le niveau de la surface supérieure de la cuvette 20 (globalement désignée par le "ménisque") peut s'élever au-dessus de la partie basse de la buse de distribution de sorte que la buse de distribution est immergée dans cette cuvette. Les rouleaux de coulée 12 sont refroidis par circulation d'eau de sorte que des plaques se solidifient sur les surfaces des rouleaux en mouvement et sont mises en contact ensemble dans l'espace 17 entre eux pour obtenir un produit en feuille solidifié 19 à la sortie des rouleaux Ce produit peut être introduit dans une bobineuse standard (non représentée). Le dispositif de coulée à rouleaux jumelés tel que décrit plus loin est du type qui est représenté et décrit en détail dans notre spécification de brevet australien déposé sous le No 72897/91 et référence peut être faite à cette spécification pour des détails de construction appropriés qui ne font pas partie de la présente invention. Selon la présente invention, le dispositif de coulée à rouleaux jumelés représenté est équipé d'une paire de brosses de nettoyage en rouleau allongées repérées globalement par 21 montée sur des structures 22 de manière à venir en contact avec les rouleaux de coulée 12 à des emplacements 23 des rouleaux diamétralement opposés à l'espace 17 Plus précisément, les brosses de nettoyage 21 peuvent venir en contact avec les extrémités des côtés extérieurs des rouleaux 12 faisant face aux côtés de l'espace 17 Les structures de montage de brosse 22 sont raccordées à des oscillateurs à manivelle 40 qui peuvent être commandés par des moteurs hydrauliques 41 de sorte que les brosses peuvent osciller longitudinalement tout en restant en contact avec les rouleaux 12. Comme représenté plus clairement aux figures 2 à 4, chaque rouleau nettoyeur comprend un support d'élément de brosse allongé 24 qui supporte plusieurs des éléments de brosse 25 Chaque élément de brosse comprend une base d'élément de brosse 26 et un jeu de poils de brosse 27 faisant saillie de la base 26 Les poils peuvent être des poils en fils rigides et peuvent être, par exemple, faits de fils d'acier Les bases 26 peuvent être constituées de blocs rectangulaires en tout matériau convenable tel que du bois, des plastiques, des céramiques ou du métal Les blocs peuvent être chacun d'environ 30 mm au carré et peuvent être disposés bout à bout tout le long du support qui peut être d'une longueur classique d'environ 840 mm. Comme représenté à la figure 4, les poils 27 peuvent être groupés en bouquets ou touffes 30 espacées en rangées parallèles avec les touffes d'une rangée en gradins par rapport aux touffes d'une rangée adjacente. Les poils des rangées longitudinales successives de touffes peuvent être alternativement gros et fins Par exemple, les touffes dans les rangées alternées peuvent comporter des fils d'acier de diamètre 0,15 mm tandis que les touffes dans les rangées intermédiaires peuvent être de poils de diamètre 0,25 mm, les touffes de toutes les rangées étant de diamètre d'environ 3,0 mm à la base et étant séparées l'une de l'autre d'environ 3,0 à 3,5 mm dans les deux directions longitudinale et transversale. Les poils peuvent faire saillie des bases d'environ 30 mm et peuvent être implantés d'environ 15 mm dans les bases. Le support 24 de chaque brosse est composé d'une longueur de feuille métallique de section sensiblement en forme de C de sorte qu'il est formé avec une rainure ouverte s'étendant longitudinalement 28 L'ouverture de la rainure a des côtés rabattus vers l'intérieur 29 qui retiennent prisonnières les bases d'élément de brosse 26 dans la rainure et qui servent d'arrêt contre lequel les bases d'élément de brosse sont rappelées par un élément de rappel compressible 31 en forme de tube pneumatique s'étendant le long de la base de la rainure entre les bases d'élément de brosse et le support pour rappeler les bases d'élément de brosse vers l'ouverture de la rainure. Le tube pneumatique 31 peut être formé de caoutchouc ou d'un matériau plastique et peut être équipé d'un connecteur pneumatique afin de pouvoir le connecter à un réservoir ou une autre source d'air comprimé de sorte qu'il agisse pour rappeler les éléments de brosse vers l'ouverture de la rainure avec une force de rappel sensiblement constante tout en permettant des déplacements transversaux des éléments de brosse à l'intérieur de la rainure de support. La figure 5 représente comment les tubes pneumatiques 31 des deux brosses de nettoyage peuvent être connectés par des tubes de connexion 42 à un réservoir d'alimentation commun 43 Le réservoir d'alimentation peut être pressurisé à travers une entrée 44 à une pression de 20 à 25 bars et fournir un volume suffisant pour égaliser et réduire les variations de pression dans les tubes pneumatiques 31 pendant la mise en oeuvre des brosses. Quand les brosses 21 sont dans un état libre, les éléments de brosse de chaque brosse sont rappelés par les tubes 31 contre les bords d'ouverture 29 des supports 24. Les éléments de brosse de chaque brosse sont ainsi maintenus dans une zone longitudinale dans laquelle leurs poils 27 forment une extrémité de brosse sensiblement continue pour application à un rouleau devant être nettoyé de sorte que les éléments de brosse sont mobiles indépendamment transversalement par rapport au support pour permettre à l'extrémité de modifier la forme pour s'adapter à la surface de rouleau à nettoyer Les brosses sont montées sur des structures 22 dans des positions telles que leurs sommets de brosse viennent en contact avec les rouleaux 12 pour provoquer le retrait des éléments de brosse en arrière à l'intérieur des rainures de support contre l'action des tubes de rappel 31 de sorte que les éléments de brosse sont tous rappelés ou appuyés contre le rouleau respectif avec une pression d'appui sensiblement constante déterminée par la pression pneumatique à l'intérieur du tube 31 et peut se déplacer en arrière ou en avant à l'intérieur de la rainure pour s'adapter aux modifications dans le profil du rouleau qui peuvent intervenir du fait de la dilatation ou de la contraction thermique pendant le temps d'une coulée de métal tout en maintenant la pression sensiblement constante de tous les éléments de brosse sur toute la longueur de brosse La figure 6 représente, à une échelle agrandie, une manière par laquelle les rouleaux 12 peuvent adopter une courbe convexe ou un profil bombé par dilatation thermique de laquelle manière les éléments de brosse des brosses respectives 21 peuvent se déplacer à l'intérieur du support de brosse pour s'adapter à ces20 variations de profil. Les oscillations longitudinales des brosses produites par les oscillateurs 40 accroissent l'action de nettoyage et garantissent que les poils sont en contact avec les rouleaux 12 sur toute la largeur Le mélange de poils gros et fins accroît également l'action de nettoyage étant donné que les gros poils peuvent produire des forces de dislocation puissantes sur les polluants apparents tandis que les poils fins peuvent pénétrer les petits trous et cavités qui accumulent le matériau polluant fin sur la surface du rouleau. La construction de brosse illustrée a rendu possible beaucoup d'améliorations dans le nettoyage des rouleaux dans un dispositif de coulée à rouleaux jumelés pour produire des feuilles de métal ferreux Quoi qu'il en soit, les brosses créées selon l'invention ne sont pas limitées à cette application particulière et peuvent être employées dans n'Fimporte quelle machine o un rouleau en rotation doit être nettoyé en continu par mise en contact avec une brosse de nettoyage En outre, les détails de la construction de brosse illustrée sont donnés seulement à titre d'exemple et il est compris que de nombreuses modifications et variantes entrent dans le champ des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Brosse de nettoyage en rouleau ( 21) comprenant des poils ( 27) pour application sur un rouleau en rotation ( 12) caractérisée en ce que la brosse comprend un support d'élément de brosse allongé ( 24), plusieurs éléments de brosse ( 25) chacun comprenant une base d'élément de brosse ( 26) et des poils ( 27) faisant saillie de la base ( 26), lesquels éléments de brosse sont maintenus par le support d'élément de brosse dans une zone s'étendant le long du support ( 24) de sorte que les poils forment un sommet de brosse sensiblement continu pour application sur un rouleau à nettoyer mais de sorte que les éléments de brosse sont mobiles indépendamment transversalement par rapport au support pour permettre à l'extrémité de modifier sa forme pour s'adapter à la surface de rouleau à nettoyer. 2 Brosse selon la revendication 1 et caractérisée, de plus, par des moyens de rappel agissant entre le support et les éléments de brosse pour rappeler les éléments de brosse vers des positions dans lesquelles l'extrémité de brosse est sensiblement droite. 3 Brosse selon la revendication 2, caractérisée de plus, en ce que le support d'élément de brosse est formé avec une rainure ouverte s'étendant longitudinalement ( 28), en ce que les bases d'élément de brosse ( 26) sont prisonnières à l'intérieur de la rainure ( 28) de sorte que les poils ( 27) font saillie depuis l'ouverture de la rainure mais sont mobiles dans la direction et hors de l'ouverture de la rainure, et en ce que les moyens de rappel comprennent un élément compressible élastique allongé ( 31) s'étendant le long de la base de la rainure ( 28) entre les bases d'élément de brosse ( 26) et le support ( 24) pour rappeler les bases d'élément de brosse ( 26) vers l'ouverture de la rainure. il 4 Brosse selon la revendication 3, caractérisée de plus, en ce que l'élément compressible élastique est un tube pneumatique. Brosse selon la revendication 4, caractérisée de plus, en ce que l'intérieur du tube pneumatique est connecté à un réservoir ( 43) d'air comprimé. 6 Brosse selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée de plus, en ce que l'ouverture de la rainure a des côtés rabattus vers l'intérieur ( 29) pour retenir prisonnières les bases des brosses dans la rainure et pour servir d'arrêt contre lequel les bases ( 26) d'élément de brosse ( 25) sont rappelées par l'élément de rappel compressible quand la brosse est dans un état libre. 7 Brosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée de plus, en ce que les poils ( 27) des éléments de brosse ( 25) sont des poils en fils. 8 Brosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée de plus, en ce que les poils sont agencés en touffes, chacune étant formée par plusieurs poils et en ce que les touffes ( 30) sont espacées les unes des autres en rangées parallèles. 9 Brosse selon la revendication 8, caractérisée de plus, en ce que les poils des rangées successives sont en gradins les uns par rapport aux autres. Brosse selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisée de plus, en ce que les rangées de touffes ( 30) comprennent des rangées dans lesquelles les touffes sont formées de poils relativement fins et d'autres rangées dans lesquelles les touffes sont formées de gros poils. 11 Dispositif pour coulée de métal en feuille, comprenant une paire de rouleaux de coulée parallèles ( 12) formant un esapce entre eux, une buse de distribution de métal ( 16) pour distribution de métal fondu dans l'espace entre les rouleaux de coulée ( 12) pour former une cuvette de coulée ( 20) de métal fondu dans l'espace, à partir de laquelle une feuille de métal ( 19) est produite, et caractérisé par deux brosses de nettoyage ( 21), chacune selon l'une quelconque des revendications précédentes, disposées pour venir en contact avec les rouleaux à des emplacements des rouleaux diamétralement opposés à l'espace. 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé de plus, en ce que les brosses de nettoyage viennent en contact des extrémités des côtés extérieurs des rouleaux ( 12) opposés aux côtés de l'espace. 13 Dispositif selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé de plus, en ce que chaque brosse est connectée à un générateur oscillateur ( 40) fonctionnant pour faire osciller la brosse, d'un côté à l'autre de la surface de rouleau de coulée respective, transversalement à la direction du déplacement de cette surface.