Brevet FR2738760A1 — publié le 19970321

La présente invention concerne la coulée d'une bande de métal. Elle s'applique particulièrement mais non exclusivement à la coulée d'une bande de métal ferreux. Il est connu de couler une bande de métal par coulée continue dans une machine de coulée à rouleaux ju- melés. On introduit le métal fondu entre deux rouleaux de coulée horizontaux tournant en sens inverse qui sont refroidis de sorte que des coquilles de métal se solidi- fient sur les surfaces des rouleaux en mouvement et sont rapprochées l'une de l'autre à l'endroit du pincement entre les rouleaux pour produire une bande solidifiée qui sort vers le bas du pincement entre les rouleaux. Le terme "pin- cement" est utilisé ici pour désigner la région générale dans laquelle les rouleaux sont les plus près l'un de l'au- tre. Le métal fondu peut être versé à partir d'une poche de coulée dans un appareil de distribution de métal qui peut être sous la forme d'une ou plusieurs cuves plus petites, telles qu'une cuvette de tranquillisation et/ou un distribu- teur et une buse de distribution, le métal s'écoulant à tra- vers le ou les dites plus petites cuves vers la buse de dis- tribution qui dirige le métal entre les rouleaux de façon à former une réserve ou accumulation de coulée de métal fondu supportée immédiatement au-dessus du pincement. Cette réser- ve de coulée peut être retenue entre des plaques d'extrémité oudes barrages tenus en contact glissant avec les extrémités des rouleaux. La détérioration des surfaces des rouleaux de cou- lée est un problème majeur dans l'exploitation d'une machine de coulée à rouleaux jumelés, en particulier pour la coulée de métaux ferreux. Les paroispériphériques des rouleaux sont généralement en cuivre à revêtement électrolytique de chro- me ou autre revêtement et elles sont soigneusement usi- nées pour présenter des surfaces de coulée de forme très précise et d'excellent fini de surface.Elles sont très sensibles aux détériorations et toute marque légère ou égra- tignure entraîne un défaut de la bande. Les rouleaux sont très coûteux et difficiles à réparer, et la prévention des marques sur les surfaces de coulée a donc une grande impor- tance. On a considéré jusqu'à présent que le marquage des surfaces des rouleaux était provoqué par le passage d'inclu- sions solides à travers le pincement entre les rouleaux pendant la coulée normale et qu'on ne pouvait pas éviter un certain marquage des rouleaux. On a donc admis que les rouleaux devaient être remplacés et réparés à intervalles fréquents, parfois après une seule coulée. Toutefois, la demanderesse a maintenant déterminé que le marquage des sur- faces des rouleaux ne se produit généralement pas pendant la coulée normale et que les coquilles de métal qui se soli- difient sur les surfaces des rouleaux en mouvement et sont regroupées à l'endroit du pincement pendant la coulée nor- male protègent effectivement les rouleaux contre le marquage par des inclusions solides passant dans le pincement. Ces coquilles agissent en fait comme un "blindage" pour les sur- faces de coulée pendant la coulée normale. La protection ainsi procurée par les coquilles de métal solidifié arri- vant au pincement est si efficace qu'on peut volontairement faire passer des corps étrangers solides, tels que des bil- les d'acier,à travers le pincement pour provoquer un écar- tement des rouleaux de coulée sans endommager les surfaces de coulée. La demanderesse a en outre déterminé que la plupart des marques des surfaces des rouleaux de coulée se produisent à la fin de la coulée normale lorsque la formation des co- quilles de métal sur lessurfaces de coulée est interrompue, en même temps que des gouttes de métal, des inclusions so- lides et des débris divers venant de la réserve de coulée traversent le pincement. La présente invention procure un procédé qui permet d'éviter sensiblement le marquage des surfaces des rouleaux, par une procédure appropriée appli- quée à la fin d'une phase de coulée. Conformément à l'invention, on obtient un procédé de coulée d'une bande de métal du type dans lequel on introduit le métal fondu entre deux rouleaux de coulée parallèles. d'une machine de coulée à rouleaux jumelés par l'intermé- diaire d'un appareil de distribution de métal pour for- mer une réserve de coulée de métal fondu supportée au-dessus du pincement entre les rouleaux, et on fait tourner les rou- leaux de façon à couler une bande solidifiée qui sort vers le bas du pincement, comprenant la terminaison de la coulée de la bande par arrêt de l'écoulement de métal vers l'appa- reil de distribution de métal, et attente de la diminution de la quantité de métal fondu dans l'appareil de distribu- tion à une quantité réduite à laquelle il y a encore du métal fondu dans la réserve de coulée et on continue à couler une bande continue, puis augmentation de l'intervalle entre les rouleaux de coulée à l'endroit du pincement par déplace- ment latéral d'au moins un des rouleaux de coulée suffisam- ment pour interrompre la formation de la bande et permettre l'évacuation vers le bas de ladite quantité réduite de mé- tal fondu à travers l'intervalle augmenté entre les rouleaux. Ladite augmentation de l'intervalle entre les rouleaux peut être telle que l'intervalle est augmenté à plus de 20 mm. L'augmentation de l'intervalle entre les rouleaux peut être effectué par déplacement latéral des deux rouleaux à l'opposé l'un de l'autre. Ce mouvement peut être engendré au moyen d'actionneurs hydrauliques ou pneumatiques. L'appareil de distribution de métal peut compren- dre une cuvette de tranquillisation et/ou un distributeur de métal, pour recevoir le métal fondu provenant d'une poche de coulée, et une buse de distribution pour recevoir le métal fondu venant de la cuvette et/ou du distributeur et pour la fournir au pincement entre les rouleaux de coulée. Ladite quantité réduite de métal fondu peut alors être tel- le que la cuvette et/ou le distributeur sont vidés du métal fondu avant l'augmentation de l'intervalle des rouleaux. Lorsqu'il y a à la fois une cuvette de tranquilli- sation intermédiaire et un distributeur de métal subséquent, le distributeur de métal peut être vidé par interruption de l'écoulement venant de la cuvette. La quantité réduite de métal fondu peut en ou- tre être telle que le niveau de métal fondu dans la réser- ve de coulée tombe à un niveau anormal avant l'augmenta- tion de l'intervalle des rouleaux. Plus généralement, ladite quantité réduite du métal fondu peut être inférieure à la quantité maintenue dans la réserve de coulée pendant la coulée normale. Dans ce cas, le procédé peut comprendre l'étape de surveillance du niveau de la réserve de coulée,après l'interruption de l'écoulement de métal fondu vers l'appareil de distribution de métal,et d'augmentation de l'intervalle entre les rou- leaux de coulée lorsque le niveau de la réserve de coulée tombe à un niveau correspondant à ladite quantité réduite. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description ci-après qui se réfère aux dessins annexés, dans lesquels; la figure 1 est une vue en plan d'une machine de coulée continue de bande, construite pour fonctionner con- formément à l'invention; la figure 2 est une vue de côté de la machine de coulée de bande représentée sur la figure 1; la figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 illustre la production d'une bande pendant la coulée continue normale; et la figure 7 illustre la séparation des rouleaux de coulée pour terminer la coulée. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in- vention dont ils ne constituent en aucune manière une li- mitation. La machine de coulée illustrée comprend un châs- sis principal de machine 11 qui est construit sur le sol 12 de l'usine. Le châssis 11 supporte un chariot de rou- leaux de coulée 13 qui est déplaçable horizontalement entre une stationd'assemblage 14 et une station de coulée 15. Le chariot 13 porte deux rouleaux de coulée parallèles 16 auxquels le métal fondu est amené pendant une opéra- tion de coulée, à partir d'une poche de coulée 17 et par l'intermédiaire d'un appareil de distribution de métal 10 comprenant un distributeur 18 et une buse de distribution 19, pour produire une réserve de coulée 10 de métal fondu. Les rouleaux de coulée 16 sont refroidis à l'eau de sorte que des coquilles se solidifient sur les surfaces des rou- leaux en mouvement et sont regroupées à l'endroit du pin- cement 30 entre les rouleaux pour produire une bande soli- difiée 20 à la sortie des rouleaux. Ce produit est envoyé à une bobineuse standard 21 et peut ensuite être transfé- ré à une deuxième bobineuse 22. Un réceptacle 23 est monté sur le châssis de machine près de la station de coulée et le métal fondu peut être dérivé vers ce réceptacle par un bec de trop-plein 24 prévu sur le distributeur. Le chariot de rouleaux 13 comprend un châssis de chariot 31 monté par des roues 32 sur des rails 33 s'é- tendant le long d'une partie du châssis principal de ma- chine 11, de sorte que le chariot de rouleaux 13 dans son ensemble peut se déplacer le long des rails 33. Le châssis de chariot 31 porte deux berceaux de rouleau 34 dans les- quels les rouleaux 16 sont montés de façon tournante. Les berceaux de rouleau 34 sont montés sur le châssis de chariot 31 par accouplement d'éléments coulissants complémentaires 35,36 pour permettre aux berceaux de se déplacer sur le cha- riot sous l'action de vérins hydrauliques 37,38 afin de régler le pincement entre les rouleaux de coulée 16 et de permettre aux rouleaux de s'écarter rapidement l'un de l'au- tre lorsqu'on veut arrêter la coulée, comme expliqué plus loin de façon plus détaillée. Le chariot est déplaçable dans son ensemble le long des rails 33 par commande d'un vérin hydraulique à double effet 39, connecté entre une équerre d'entraînement 40 fixée sur le chariot de rouleaux et le châssis principal de la machine de façon à permettre le dé- placement du chariot de rouleaux entre la station d'assem- blage 14 et la station de coulée 15 et vice versa. Les rouleaux de coulée 16 sont entraînés en rota- tion en sens inverse par des arbres d'entraînement 41, à partir d'un moteur électrique et d'une transmission montés sur le châssis de chariot 31. Les rouleaux 16 ont des parois périphériques en cuivre comportant une série de passages de refroidissement à eau s'étendant longitudinalement et espacés circonférentiellement, alimentés en eau de refroi- dissement à travers les extrémités des rouleaux,à partir de conduits d'amenée d'eau prévus dans les arbres d'entraî- nement de rouleau 41 et qui sont raccordés à des flexibles d'amenée d'eau 42 par l'intermédiaire de garnituresd'étan- chéité rotatives 43. Chaque rouleau peut typiquement avoir un diamètre de 500 ml environ et une largeur atteignant 2000 mm afin de produire une bande approchant cette largeur. La poche de coulée 17 est de construction entiè- rement connue et elle est supportée par une anse 45 sur un pont roulant de sorte qu'elle peut être amenée en position à partir d'une station de réception de métal chaud. La po- che est équipée d'une tige d'obturation 46 actionnable par un servocylindre pour permettre au métal fondu de s'écouler à partir de la poche, par l'intermédiaire d'une buse de sor- tie 47 et d'une gaine réfractaire 48, dans le distributeur 18. Le distributeur 18 est également de construction usuelle. I1 est sous la forme d'une large cuvette en ma- tière réfractaire, telle que de l'oxyde de magnésium (MgO). Un côté du distributeur reçoit le métal fondu provenant de la poche et il comporte le trop-plein précité 24. L'autre côté du distributeur comporte une série d'orifices de sor- tie de métal 52 longitudinalement espacés. La partie infé- rieure du distributeur comporte des équerres de montage 53 pour fixer le distributeur sur le châssis 31 du chariot de rouleaux et elle présente des ouvertures pour recevoir des broches d'alignement 54 prévues sur le châssis de chariot afin de positionner exactement le distributeur. La buse de distribution 19 est sous la forme d'un corps allongé en matière réfractaire telle que de l'alumine-graphite. Sa partie inférieure est biseautée de façon à converger vers l'intérieur et vers le bas de sorte qu'elle peut faire saillie dans le pincement entre les rouleaux de coulée 16. Elle est pourvue d'une équerre de montage 60 pour sa fixation sur le châssis du chariot de rouleaux, et sa partie supérieure est formée avec des ai- les latérales en saillie vers l'extérieur 55 qui reposent sur l'équerre de montage. La buse 19 peut comporter une série de passages d'écoulement sensiblement verticaux et horizontalement espa- cés, pour produire une sortie à faible vitesse appropriée du métal sur toute la largeur des rouleaux et pour distri- buer le métal fondu dans le pincement entre les rouleaux. En variante, la buse peut comporter une sortie à fente con- tinue unique pour distribuer un rideau à faible vitesse de métal fondu directement dans le pincement entre les rou- leaux. La buse peut être immergée dans la réserve de métal fondu. La réserve de coulée est retenue, aux extrémités des rouleaux, par deux plaques de fermeture latérale 56 qui sont tenues contre les extrémités épaulées 57 des rouleaux lorsque le chariot de rouleaux est à la station de coulée. Les plaques de fermeture 56 sont fabriquées en une matière réfractaire résistante, par exemple en nitrure de bore, et elles ont des bords latéraux échancrés 81 en correspondance de la courbure des extrémités épaulées 57 des rouleaux. Les plaques latérales peuvent être montées dans des porte- plaque 82 qui sont déplaçables à la station de coulée, par activation de deux vérins hydrauliques 83, pour amener les plaques latérales en contact avec les extrémités épaulées des rouleaux de coulée afin de constituer des fermetures d'extrémité de la réserve de métal fondu formée sur les rouleaux de coulée pendant une opération de coulée. Pendant une opération de coulée, on manoeuvre la tige d'obturation 46 de la poche pour permettre au métal fondu de sortir de la poche vers les rouleaux de coulée, à travers l'appareil de distribution de métal. Après forma- tion d'une extrémité de tête de la bande 20, cette extré- mité de tête est guidée par l'action d'une table à tablier 96 vers les mâchoires de la bobineuse 21. La table à tablier 96 est suspendue à des pivots 97 sur le châssis principal et elle peut pivoter vers la bobineuse par activation d'un vérin hydraulique 98 après formation de l'extrémité de tête correcte. La table 96 peut fonctionner contre un volet su- périeur de guidage de bande 99 actionné par un groupe à piston et cylindre 101, et la bande 20 peut être confinée entre deux rouleaux latéraux verticaux 102. Après guida- ge de l'extrémité de têtedans les mâchoires de la bobineuse, on fait tourner la bobineuse pour enrouler la bande 20 et on laisse la table à tablier pivoter en retour à sa position inactive dans laquelle elle pend simplement du châssis de machine, en dehors de la bande qui est reprise directement sur la bobineuse 21. La bande résultante 20 peut être en- suite transférée à la bobineuse 22 pour produire une bobine finale qui est évacuée de la machine de coulée. La figure 6 illustre l'espacement normal entre les rouleaux de coulée 16 pendant la coulée continue de la bande 20 tandis que la figure 7 illustre une très forte augmentation de l'intervalle entre les rouleaux, à l'en- droit du pincement, qui est engendrée par le fonctionnement des vérins hydrauliques 37,38 pour éloigner rapidement les berceaux de rouleau 34 l'un de l'autre, afin de terminer la coulée conformément à la présente invention. La coulée de la bande est ainsi brusquement interrompue et le métal fon- du restant dans la réserve de coulée tombe simplement vers le bas entre les rouleaux de coulée, vers une évacuation. Le séquencement de temps précis du mouvement de séparation des rouleaux n'est pas particulièrement impéra- tif et le choix implique un compromis entre la production sacrifiée du fait de la décharge de métal fondu non coulé et le risque de détérioration des rouleaux qui peut se produire si le métal fondu dans la réserve de coulée est perturbé ou descend à un niveau auquel la coulée continue est interrom- pue et la protection des surfaces de coulée par les coquil- les de solidification est supprimée. Il serait possible d'in- terrompre la coulée par ouverture de l'intervalle des rou- leaux dès que la fourniture de métal fondu par la poche est arrêtée et pendant que le métal fondu s'écoule encore à travers le distributeur et la buse de distribution de métal. Cela garantirait l'absence de détérioration des surfaces des rouleaux de coulée mais entraînerait une perte de pro- duction importante. En variante, on pourrait séparer les rouleaux aus- sitôt après la vidange du distributeur et avant une baisse significative du niveau de la réserve de coulée. Le séquen- cement effectif dépend dans une certaine mesure du type d'ap- pareil de distribution de métal employé mais, avec un con- trôle précis, on peut retarder la fin de la coulée jusqu'à ce que la réserve de coulée soit descendue à un niveau anor- malement bas, permettant ainsi la vidange de tout l'appa- reil de distribution de métal y compris la buse de distribu- tion 19. On peut faire tourner les rouleaux de coulée 16 à une vitesse réduite lorsque le niveau du métal fondu dans la réserve de coulée tombe au niveau anormalement bas, afin d'augmenter le temps disponible pour le drainage du métal fondu de l'appareil de distribution de métal. On peut com- mencer la réduction de vitesse des rouleaux 16 un peu plus tôt, lorsque le niveau de la réserve de coulée commence à descendre. L'espacement entre les rouleaux doit être réglé pour tenir compte de la vitesse de coulée plus lente qui provoque une augmentation d'épaisseur de la bande coulée. Le niveau de la réserve de coulée peut être sur- veillé par un système de contrôle approprié et la coulée peut être terminée manuellement par commande des vérins hy- drauliques 37,38 ou automatiquement par une liaison de com- mande appropriée entre un capteur de niveau de réserve de coulée et les vérins hydrauliques. Un capteur de niveau de réserve approprié est décrit dans la demande de brevet ja- ponais 281609/95 de la présente demanderesse. Dans d'au- tres agencements, on peut utiliser le débit de métal ou le niveau du métal dans une partie de l'appareil de distribu- tion de métal, pour déclencher la séparation des rouleaux. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de réali- sation et d'application qui viennent d'être décrits de fa- çon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présen- te invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de coulée d'une bande de métal, du type dans lequel on introduit un métal fondu entre deux rouleaux de coulée parallèles (16) d'une machine de coulée à rouleaux jumelés par l'intermédiaire d'un appareil de distribution de métal (18,19) pour former une réserve de coulée (10) de métal fondu supportée au-dessus du pincement (30) entre les rouleaux et on fait tourner les rouleaux (16) de façon à couler une bande solidifiée (20) qui sort vers le bas du pincement, caractérisé en ce qu'on termine la coulée de la bande par arrêt de l'écoulement de métal vers l'appareil de distribution de métal (18,19) et attente de la diminution de la quantité de métal fondu dans la machine de coulée à une quantité réduite à laquelle il y a encore du métal fondu dans la réserve de coulée (10) et une bande continue est encore coulée, puis on augmente l'intervalle entre les rouleaux de coulée à l'endroit du pincement (30) par déplacement latéral d'au moins un des rouleaux de cou- lée (16) suffisamment pour interrompre la formation de la bande et permettre la décharge vers le bas de ladite quan- tité réduite de métal fondu à travers l'intervalle augmenté entre les rouleaux. 2.- Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en outre en ce que ladite augmentation de l'inter- valle entre les rouleaux (16) est telle que l'intervalle est augmenté à plus de 20 mm. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en outre en ce que l'augmenta- tion de l'intervalle entre les rouleaux est obtenue par dé- placement latéral des deux rouleaux(16) à l'opposé l'un de l'autre. 4.- Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en outre en ce que les rouleaux (16) sont éloignés latéralement l'un de l'autre par l'opération d'actionneurs hydrauliques ou pneumatiques (37,38). 5.- Procédé suivant une quelconque des revendi- cations 1 à 4,caractérisé en outre en ce que l'appareil de distribution de métal (18,19) comprend une cuve (18) pour recevoir le métal fondu provenant d'une poche de cou- lée, et une buse de distribution (19) pour recevoir le mé- tal fondu provenant de ladite cuve (18) et le fournir au pincement (30) entre les rouleaux de coulée (16). 6.- Procédé suivant la revendication 5, carac- térisé en outre en ce que ladite quantité réduite de métal fondu est telle que ladite cuve (18) est vidée du métal fondu avant l'augmentation de l'intervalle des rouleaux. 7.- Procédé suivant la revendication 6, carac- térisé en outre en ce que ladite cuve (18) est une cuve de distributeur qui reçoit le métal fondu provenant de la poche par l'intermédiaire d'une cuvette de tranquillisation (17) et la cuve de distributeur (18) est vidée par interrup- tion de l'écoulement venant de la cuvette de tranquillisa- tion (17). 8.- Procédé suivant la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en outre en ce que ladite quan- tité réduite de métal fondu est telle que la buse de dis- tribution (19) est vidée du métal fondu avant l'augmenta- tion de l'intervalle des rouleaux. 9.- Procédé suivant une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en outre en ce que ladite quan- tité réduite de métal fondu est telle que le niveau de mé- tal fondu dans la réserve de coulée (10) descend à un ni- veau anormal avant l'augmentation de l'intervalle des rouleaux. 10.- Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en outre en ce que ladite quantité réduite de métal fondu est inférieure à la quantité maintenue dans la ré- serve de coulée (10) pendant la coulée normale. 11.- Procédé suivant la revendication 10, carac- térisé en outre par les étapes desurveillance du niveau de la réserve de coulée (10) après arrêt de l'écoulement de métal fondu vers l'appareil de distribution de métal,et d'augmentation de l'intervalle entre les rouleaux de cou- lée lorsque le niveau de la réserve tombe à un niveau cor- respondant à ladite quantité réduite. 12.- Procédé suivant une quelconque des revendi- cations 9 à 11, caractérisé en outre en ce qu'on fait tour- ner les rouleaux de coulée (16) à une vitesse réduite lors- que le niveau de métal fondu dans la réserve de coulée tom- be audit niveau anormal, afin d'augmenter le temps de vidan- ge du métal fondu de l'appareil de distribution de métal. 13.- Procédé suivant la revendication 12, carac- térisé en outre en ce que l'intervalle entre les rouleaux de coulée est ajusté pour correspondre à l'épaisseur accrue de la bande coulée due à la vitesse de coulée réduite lors de la vitesse de rotation réduite des rouleaux de coulée.