Brevet FR2733442A1 — publié le 19961031

L'invention a pour objet une installation de production de produits métalliques allongés tel que des barres ou des fils. Pour la production de fils métalliques, en particulier d'aluminium ou autre métal non ferreux, on utilise généralement une ligne de production comprenant une pluralité d'équipements placés l'un à la suite de l'autre. Tout d'abord, une machine de coulée en continu du type roue de coulée par exemple réalise une ébauche métallique de grande longueur à partir d'un métal liquide qui est coulé en continu et se solidifie sur la roue pour s'écarter tangentiellement de celle-ci suivant une direction rectiligne de défilement. L'ébauche passe alors dans une installation de laminage comprenant plusieurs cages successives qui réalisent successivement des opérations de dégrossissage puis de réduction progressive de section jusqu'à l'obtention d'un fil, celui-ci étant alors enroulé sur une machine de bobinage. De telles lignes de production sont évidemment plus ou moins complexes mais comportent donc, d'une façon générale, une machine de coulée en continu, un certain nombre de cages de laminage et, de préférence, deux bobineuses associées à un dispositif de coupe et qui fonctionnent alternativement pour enrouler le fil produit en continu. Tous ces équipements sont centrés sur une même direction rectiligne de défilement du produit. Une telle installation est donc très encombrante puisque le laminoir comprend un grand nombre de cages, souvent supérieur à dix, respectivement cinq ou six cages dégrossisseuses suivies de cinq ou six cages finisseuses, ou même plus. Ces installations, qui sont importantes et onéreuses, produisent seulement des fils dont la section ne peut varier que dans des limites relativement étroites. Mais l'industrie a également besoin de produits de plus grande section ayant, de ce fait, une rigidité qui leur interdit d'être enroulés en bobine et qui doivent donc être découpés en barres rectilignes. Celles-ci peuvent également être réalisées à partir d'une ébauche coulée en continu mais, souvent, on utilise des produits coulés sous forme de lingots de section relativement importante et de grande longueur, appelés billettes, que l'on fait passer successivement dans des cages dégrossisseuses et des cages finisseuses pour obtenir des barres ayant la section souhaitée. Jusqu'à présent, on utilisait donc des installations différentes pour produire soit des barres soit des bobines de fil. Cependant, il est de plus en plus nécessaire de répondre très rapidement aux besoins de la clientèle et la société déposante a donc recherché des moyens permettant de produire selon la demande, dans une même installation, soit des barres, soit des fils bobinés sans que le changement de type de produit nécessite des modifications importantes de l'installation et en évitant, par conséquent, des frais élevés et de longs arrêts de production. L'invention a donc pour objet une disposition particulière des équipements de production d'un produit allongé permettant de réaliser sur une même ligne de production soit des bobines de fil, soit des barres, le passage d'une production à l'autre pouvant s'effectuer sans modification de l'installation et sans arrêt sensible de la production. Une telle installation de production comprend, d'une façon générale, une pluralité d'équipements placés l'un à la suite de l'autre, respectivement, des moyens de production d'une ébauche métallique de grande longueur défilant suivant une première direction rectiligne, une pluralité de cages de laminage successives, respectivement au moins une cage dégrossisseuse et au moins une cage finisseuse, pour la réduction progressive de section de l'ébauche jusqu'aux dimensions d'un fil et au moins une machine de bobinage dudit fil. Conformément à l'invention, l'installation comporte une première section de production et de dégrossissage centrée sur la première direction de défilement et comprenant les moyens de production de l'ébauche et au moins une première cage dégrossisseuse, une deuxième section de finissage comprenant au moins une derniére cage de finissage et la machine de bobinage et centrée sur une deuxième direction de défilement s'étendant à partir d'un point de bifurcation placé sur la première direction et faisant avec celle-ci un angle susceptible de déterminer un décalage latéral des équipements de ladite deuxième section, suffisant pour permettre la mise en place, dans l'alignement de la première direction, d'une troisième section comprenant des moyens de coupe de l'ébauche en barres rectilignes successives et des moyens d'évacuation desdites barres, des moyens sélectifs de déviation de l'ébauche étant placés audit point de bifurcation de façon à diriger l'ébauche, alternativement, vers la deuxième section pour la fabrication de bobines de fil et vers la troisième section pour la fabrication de barres. Normalement, les moyens de production de l'ébauche de grande longueur sont constitués par une machine de coulée en continu de ladite ébauche à partir d'un métal en fusion, comme par exemple une roue de coulée. Cependant, I'installation peut, de façon particulièrement avantageuse, être équipée de deux moyens de production d'une ébauche de grande longueur susceptibles de fonctionner alternativement, respectivement, un premier moyen comprenant une roue de coulée continue d'une ébauche s'écartant de ladite roue suivant la première direction de défilement et un second moyen comprenant une série d'équipements de traitement de billettes centrés sur la première direction de défilement en amont de la roue de coulée dans le sens de défilement et comprenant successivement des moyens d'alimentation en billettes brutes, des moyens de laminage préliminaires de chaque billette pour la réduction de section de celle-ci et la production d'une ébauche allongée ayant une section compatible avec la première cage dégrossisseuse et une table amovible de passage de ladite ébauche au-dessus de la roue de coulée avec guidage jusqu'à l'entrée de la première cage dégrossisseuse. Dans un mode de réalisation préférentiel, les moyens de déviation de l'ébauche sont constitués par une boucleuse munie de moyens de guidage pour l'écartement progressif du produit de la première direction de défilement à la seconde direction et associée à un aiguillage commandé à distance pour le raccordement sélectif de l'extrémité amont de la boucleuse sur la première direction de défilement. Mais l'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. - la figure 1 est un schéma d'ensemble de l'installation, en vue de dessus; - la figure 2 est une vue de dessus schématique de la première partie de l'installation; - la figure 3 est une vue de dessus schématique de la deuxième partie de l'installation; - la figure 4 est une vue de côté schématique de la première partie de l'installation. Sur la figure 1 on a représenté, en vue de dessus, L'ensemble d'une installation selon l'invention comprenant une première section A de production et de dégrossissage, centrée sur une première direction de défilement x'-x, une deuxième section B de finissage et de production de bobine, centrée sur une deuxième direction de défilement y'-y faisant un angle (i) avec la première direction x'-x et une troisième section C de finissage et de production de barres, centrée sur la première direction x'-x, dans l'alignement de la première section A. Comme on l'a représentée, à plus grande échelle, sur les figures 2 et 4, la première section A comprend des moyens de production et de dégrossissage tels qu'une machine de coulée 1 de type connu, par exemple une roue de coulée, et un laminoir de dégrossissage 2 comprenant, dans l'exemple représenté, quatre cages 21, 22, 21', 22', de type également connu et comprenant notamment des paires de galets 23 centrées avec des orientations différentes sur une direction rectiligne de défilement du produit x'-x qui est tangente à la sortie 11 de la roue de coulée 1. La roue de coulée 1 produit en continu, de façon classique, une ébauche métallique E qui passe dans un dispositif de redressage 12 placé à la sortie de la roue de coulée 1 puis sur une table à rouleaux 13 qui dirige l'ébauche suivant la direction rectiligne de défilement x'-x jusqu'à l'entrée du laminoir dégrossisseur 2. Dans les lignes de production classiques de fils d'aluminium ou de cuivre, le laminoir dégrossisseur est suivi d'un ensemble de cages finisseuses qui réduisent la section du fil jusqu'aux dimensions souhaitées et d'un ensemble de bobinage. Selon l'invention, cette deuxième section de finissage et de bobinage, qui est représentée sur la figure 3, est centrée suivant une seconde direction de défilement y'-y qui fait un angle i avec la première direction x'-x et comprend, de façon classique, une série de cages finisseuses 5, par exemple, quatre paires 51, 52, 53, 54 de cages munies de galets 55 centrés sur la direction rectiligne y'-y avec des orientations différentes de façon à donner aux fils le profil et la section souhaités. A la sortie de la dernière cage finisseuse 54, est placé un ensemble de bobinage 6 comprenant, de façon classique, deux bobineuses 61, 62. D'une façon générale, le laminoir dégrossisseur 2 comprend un nombre de cages suffisant pour réduire la section de l'ébauche jusqu'à des dimensions permettant son changement d'orientation vers la seconde direction de défilement y'-y. Cette dernière se raccorde à la première direction x'-x en un point de bifurcation 0, par une courbe 40 qui est déterminée par un dispositif d'aiguillage 4 qui peut être constitué de façon analogue aux dispositifs connus dénommés "boucleuse" employés communément pour changer la direction d'une barre ou d'un fil laminé et qui peut se raccorder à la demande et de façon amovible sur la direction de défilement x'-x, à la sortie de la dernière cage dégrossisseuse 22'. L'angle i entre les deux directions de défilement x'-x et y'-y est déterminé en fonction de l'encombrement des cages finisseuses 5 de façon à laisser la place, dans l'alignement de la première section A, à une troisième section C de production de barres rectilignes qui comprend un dispositif de cisaillage 3 placé à la sortie du laminoir dégrossisseur 2, en amont de la boucleuse 4 et un dispositif 7 d'alignement et d'enfilage des barres, L'ensemble étant centré sur la première direction de défilement x'-x. Grâce à cet arrangement particulier des différents équipements, I'opérateur dispose de plusieurs possibilités de production à partir d'une même ébauche sortant en continu de la roue de coulée 1. Tout d'abord, il est possible de réaliser de façon classique des fils F de différents diamètres qui passent successivement dans le laminoir dégrossisseur 2 puis dans les cages finisseuses 5 avant de s'enrouler sur l'une ou l'autre des bobineuses 61, 62. Mais il est également possible, à partir de la même ébauche E, de réaliser des barres rectilignes G dont la section est déterminée par le laminoir dégrossisseur 2 et qui sont cisaillées à la longueur voulue par la cisaille 3, dépassent le point de bifurcation 0 sans entrer dans la boucleuse 4, et sont dirigées par une table à rouleaux 71 vers le dispositif 7 d'alignement et d'empilage. Pour augmenter encore les possibilités de production, il est avantageux de placer en amont de la roue de coulée 1 un groupe de cages 8 de laminage préliminaire qui peuvent être alimentées, à partir d'une table à rouleaux 80, par une billette E' réchauffée dans un four 81. La billette réchauffée E' peut avoir une section supérieure à la section maximale de l'ébauche E produite par la roue de coulée 1 et passe d'abord dans les cages préliminaires 8 qui réalisent une première réduction de section. A la sortie des cages 8, la billette E' est soutenue par une table à rouleaux 82, de façon à passer au-dessus de la machine de coulée 1 en suivant la première direction de défilement x'-x. Le nombre et les réglages des cages préliminaires 8 sont définis de façon à donner à l'ébauche E' la section nécessaire pour pénétrer dans la première cage dégrossisseuse 21, la réduction de section étant poursuivie dans le laminoir dégrossisseur 2 jusqu'à la section de barre souhaitée. Mais il est possible aussi, pour des barres de forte section, de réaliser la réduction de section uniquement dans les cages préliminaires 8, les barres G ainsi produites étant dirigées directement vers la section C de cisaillage et d'empilage en traversant simplement le laminoir dégrossisseur 2 sans réduction de section. On notera que la boucleuse 4 permet également de réguler la vitesse des cages finisseuses 5 par rapport à la vitesse des cages dégrossisseuses 2 en contrôlant de façon connue les dimensions de la boucle formée par le produit entre les deux groupes de cages 2 et 5, le produit étant tiré dans la direction de défilement par les cages finisseuses 5. L'installation qui vient d'être décrite présente donc de multiples possibilités puisqu'elle permet de produire sur une même ligne, soit des bobines de fil F soit des barres rectilignes G de différents diamètres à partir d'ébauches E de coulée continue ou bien de billettes réchauffées E' provenant de sources différentes. Mais l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation représenté sur les dessins à titre de simple exemple car l'arrangement revendiqué peut s'appliquer à tous types d'équipements connus pour la production d'ébauches métalliques, leur laminage et leur bobinage. Par ailleurs, I'invention est spécialement prévue pour le traitement de métaux non ferreux, en particulier d'aluminium, produits par une roue de coulée et pour la réalisation de fils, de barres ou de profilés de différentes sections mais pourrait aussi s'appliquer à d'autres machines de production et à d'autres types de produits. REVENDICATIONS 1 - Installation de production d'un produit métallique allongé, comprenant une pluralité d'équipements placés l'un à la suite de l'autre, respectivement des moyens (1) de production d'une ébauche métallique (E) de grande longueur défilant suivant une première direction rectiligne (x'-x), une pluralité de cages de laminage successives, respectivement au moins une cage dégrossisseuse (2) et au moins une cage finisseuse (5), pour la réduction progressive de section de l'ébauche (E) jusqu'aux dimensions d'un fil, et au moins une machine de bobinage dudit fil (F), caractérisée par le fait qu'elle comporte une première section (A) de production et de dégrossissage centrée sur la première direction de défilement (x'-x) et comprenant les moyens (1) de production de l'ébauche (E) et au moins une première cage dégrossisseuse (21, 22), une deuxième section (B) de finissage comprenant au moins une cage de finissage (54) et la machine de bobinage (6) et centrée sur une deuxième direction de défilement (y'-y) s'étendant à partir d'un point de bifurcation (O) placé sur la première direction (x'-x) et faisant avec celle-ci un angle (i) suffisant pour déterminer un décalage latéral des équipements (5, 6) de ladite deuxième section (B), suffisant pour permettre la mise en place, dans l'alignement de la première direction (x'-x) d'une troisième section (C) comprenant des moyens (3) de coupe de l'ébauche (E) en barres rectilignes successives (G) et des moyens d'évacuation desdites barres (G), des moyens (4) de déviation sélective de l'ébauche (E) étant placés audit point de bifurcation (O) de façon à diriger l'ébauche (E), alternativement, vers la deuxième section (B) pour la fabrication de bobines de fil (63) et vers la troisième section (C) pour la fabrication de barres (G). 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (1) de production de l'ébauche (E) de grande longueur sont constitués par une machine de coulée en continu de ladite ébauche à partir d'un métal en fusion. 3. - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (1) de production de l'ébauche (E) sont constitués par une roue de coulée (1) entrainée en rotation autour d'un axe et produisant une ébauche refroidie (E) qui est décollée de la roue (1) par un dispositif de sortie (11) se raccordant tangentiellement à la direction de défilement (x'-x). 4 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée de deux moyens de production d'une ébauche de grande longueur susceptible de fonctionner alternativement, respectivement un premier moyen comprenant une machine (1) de coulée en continu d'une ébauche (E) s'écartant de ladite machine (1) suivant la première direction de défilement (x'-x) et un second moyen comprenant une série (8) d'équipements de traitement de billettes centrés sur la première direction de défilement (x'-x) en amont de la machine de coulée (1), dans le sens de défilement et comprenant successivement des moyens (80) d'alimentation en billettes brutes (E'), des moyens (8) de laminage préliminaire de chaque billette (E') pour la réduction de section de celle-ci et la production d'une ébauche allongée ayant une section compatible avec la première cage dégrossisseuse (21) et une table amovible (82) de passage de ladite ébauche (E') au-dessus de la machine de coulée (1), avec guidage jusqu'à l'entrée de la première cage dégrossisseuse (21). 5 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (4) de déviation de l'ébauche sont constitués par une boucleuse munie de moyens de guidage pour l'écartement progressif du produit (E) de la première direction de défilement (x'-x) à la seconde direction (y'-y), et associée à un aiguillage commandé à distance pour le raccordement sélectif de l'extrémité amont de la boucleuse (4) sur la première direction de défilement (x'-x).