Brevet FR2746686A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un procédé et une installation d'oxycoupage pour les brames parallélépipédiques, telles que les brames d'acier venant de coulée continue. L'oxycoupage de brames parallélépipédiques, également dénommé refendage de brames, consiste à découper une brame en un ou plusieurs morceaux au moyen d'un ou plusieurs chalumeaux d'oxycoupage. Pour cela, on peut faire défiler la brame en position à plat sur des moyens de convoyage, par exemple des rouleaux d'axe horizontal, et disposer un ou plusieurs chalumeaux d'oxycoupage au-dessus de la brame, le ou chaque chalumeau d'oxycoupage créant un flux d'oxycoupage de direction verticale afin de découper la brame au fur et à mesure du déplacement de celle-ci. Plus fréquemment, le ou les chalumeaux d'oxycoupage sont montés sur un chariot surplombant la brame à découper, qui est immobile sur son support et le mouvement du chariot génère les passes de coupe correspondantes. Ces techniques classiques présentent un certain nombre d'inconvénients ou limitations qui vont être rappelés ci-après. Tout d'abord, on ne peut éviter la présence d'une pollution gazeuse, liquide, ou solide, au débouché de la coupe, avec les gaz de la réaction, et aussi les scories résiduelles de la coupe et l'eau de précipitation de divers éléments. Les rouleaux horizontaux de support de la brame sont en général disposés au niveau du sol, de sorte que l'on dispose de très peu de place pour agencer des dispositifs d'aspiration visant à remédier à cette pollution endessous de la brame qui est en cours de coupe. De plus, il est indispensable avec ces techniques connues de repérer avec précision la position de la brame à découper par rapport au support du ou des chalumeaux d'oxycoupage, ce qui nécessite toujours l'utilisation d'au moins un palpeur guidant le chalumeau au cours du défilement de la brame disposée à plat. On sait en particulier que ce guidage par palpeur n'est pas totalement satisfaisant, dans la mesure où les brames ne sont jamais ni parfaitement rectilignes, ni parfaitement alignées par rapport à la machine d'oxycoupage. Par suite, la coupe ne présente pas toujours la rectitude désirée. Enfin, on sait qu'il se forme à la base de la coupe, sur la face de la brame opposée à la face attaquée par le ou les flux d'oxycoupage, un bourrelet de métal issu liquide du sillon de coupe, et qui se solidifie en restant adhérent à la brame. Ce bourrelet de métal, en général dénommé cordon de coupe, se trouve alors sur la face inférieure de la brame, laquelle face est difficilement accessible lors de la découpe proprement dite. Par suite, il devient nécessaire de prévoir une opération de reprise visant à éliminer le cordon de coupe après l'opération de refendage. L'invention vise précisément à résoudre ce problème, en concevant une technique d'oxycoupage qui ne présente pas les inconvénients et limitations précitées. L'invention a ainsi pour but de concevoir un procédé et une installation d'oxycoupage des brames parallélépipédiques qui soient plus performants, et qui permettent en particulier de faciliter l'accès à la face des brames qui est opposée à la face attaquée par le flux d'oxycoupage. L'invention a également pour objet de concevoir un procédé et une installation d'oxycoupage facilitant l'évacuation de la pollution lors de l'opération de coupe, tout en augmentant la vitesse de refendage de cette opération. L'invention a enfin pour objet de concevoir un procédé et une installation d'oxycoupage améliorant la précision de la découpe quelle que soit la largeur de la brame. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce à un procédé d'oxycoupage d'une brame parallélépipédique au moyen d'au moins un flux d'oxycoupage, caractérisé en ce que la brame parallélépipédique est mise sur chant de façon que son plan principal soit vertical, après quoi la brame défile dans cette position devant le ou les flux d'oxycoupage dont la référence en hauteur est déterminée par rapport à un plan horizontal de support dans lequel reste le bord inférieur de ladite brame lors du défilement de celle-ci. La mise sur chant de la brame permet ainsi un accès direct et aisé à la face de la brame opposée à la face qui est attaquée par le flux d'oxycoupage. Cet accès direct facilite considérablement l'évacuation de la pollution et l'élimination des cordons de coupe. Il convient de noter que la mise sur chant d'une brame était déjà connue pour une opération toute différente, qui est une opération de décriquage. Dans ce cas, la mise sur chant avait pour objet d'utiliser la verticalité de la face à décriquer pour profiter de la gravité au regard du bain de décriquage. Toutefois, dans les opérations de décriquage, aucun problème de référence précise ne se posait, contrairement aux opérations d'oxycoupage faisant l'objet de la présente invention. Le propos était donc tout différent. Conformément à un mode d'exécution particulier, la brame parallélépipédique défile sur chant devant au moins deux flux d'oxycoupage superposés, agencés d'un même côté de ladite brame. Il peut s'avérer en outre avantageux d'éliminer le ou les cordons de coupe sur la face opposée à la face attaquée par le ou chaque flux d'oxycoupage lors du défilement de la brame parallélépipédique. I1 est également possible de prévoir que la brame parallélépipédique défile sur chant entre les deux flux d'au moins une paire de flux d'oxycoupage agencés en opposition dans un plan commun parallèle au plan horizontal de support. L'invention concerne également une installation de mise en oeuvre du procédé d'oxycoupage présentant l'une au moins des caractéristiques précitées, ladite installation étant remarquable en ce qu'elle comporte - un moyen permettant de basculer une brame parallélépipédique afin de la mettre sur chant - un moyen de support de la brame sur chant et un moyen de maintien de la brame en position verticale, l'un et/ou l'autre desdits moyens étant motorisé afin de déplacer ladite brame dans cette position - au moins un chalumeau d'oxycoupage dont la position en hauteur est déterminée par rapport à un plan horizontal de référence, et devant lequel peut défiler la brame sur chant. Conformément à un mode d'exécution particulier, le moyen de basculement comporte un dispositif de retournement par bras. On pourra en variante utiliser un dispositif à semi-portique et électro-aimants, tel que ceux qui sont utilisés pour le décriquage des brames. Avantageusement, le moyen de support de la brame sur chant comporte une pluralité de rouleaux d'axe horizontal, dont les surfaces d'appui sont dans un plan commun définissant le plan de référence précité. En particulier, les rouleaux présentent une gorge centrale dans laquelle est reçu le bord inférieur de la brame sur chant. Un support par rouleaux à gorge est particulièrement performant dans la mesure où il maintient correctement la brame sur chant, tout en étant compatible avec une vitesse de défilement élevée. On pourra toutefois utiliser en variante des chenilles ou un chariot de convoyage. Avantageusement encore, le moyen de maintien de la brame en position verticale comporte des paires de rouleaux d'axe vertical, entre lesquels passe la brame sur chant. Pour mettre en oeuvre le défilement de la brame parallélépipédique sur chant, on prévoira de préférence que certains au moins des rouleaux de support et/ou des rouleaux de maintien sont motorisés. L'installation précitée permet si on le souhaite de réaliser simultanément plusieurs coupes lors du défilement de la brame. On pourra par exemple prévoir que l'installation comporte au moins deux chalumeaux d'oxycoupage superposés, agencés d'un même côté de la brame sur chant. En particulier alors, les chalumeaux d'oxycoupage superposés seront portés par une potence commune, avec un réglage individuel en hauteur pour chacun d'eux. I1 sera alors avantageux de prévoir que l'installation comporte un moyen d'élimination du ou des cordons de coupe, disposé de l'autre côté de la brame par rapport aux chalumeaux d'oxycoupage. Conformément à une autre variante, visant à augmenter encore la vitesse de refendage tout en gardant les avantages précités, il sera prévu que l'installation comporte au moins une paire de chalumeaux d'oxycoupage entre lesquels défile la brame sur chant, les chalumeaux d'une même paire étant disposés à une même hauteur et travaillant en opposition. Avantageusement enfin, l'installation comporte en outre un moyen permettant de basculer en bloc les morceaux de brame découpés afin de les remettre à plat avant de les évacuer par des moyens de convoyage associés. En particulier, le moyen de basculement pourra comporter un dispositif de retournement par bras. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de réalisation particulier, en référence aux figures où : - la figure 1 illustre en perspective la partie essentielle d'une installation d'oxycoupage conforme à l'invention, en cours de coupe d'une brame mise sur chant, conformément aussi au procédé d'oxycoupage de l'invention; - la figure 2 est une coupe verticale selon II-II de la figure 1, permettant de mieux distinguer le support de la brame mise sur chant, sur ses rouleaux à gorge; - la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 2, illustrant d'une part l'utilisation de deux chalumeaux superposés, ici agencés sur une potence commune, et d'autre part l'utilisation d'un moyen d'élimination des cordons de coupe, grâce à un moyen disposé de l'autre côté de la brame par rapport aux chalumeaux d'oxycoupage; - la figure 4 illustre en coupe encore une autre variante, avec deux chalumeaux travaillant simultanément en opposition, disposés de part et d'autre de la brame sur chant; - la figure 5 illustre en vue de dessus, de façon schématique, une installation complète d'oxycoupage conforme à l'invention, avec la mise sur chant de la brame avant la coupe de celle-ci, puis la remise à plat des morceaux refendus à l'issue de la coupe. Sur les figure 1 et 2, on distingue une brame parallélépipédique en acier 1, dont les faces verticales sont notées 2 et 3, laquelle brame parallélépipédique est mise sur chant, c'est-à-dire qu'elle repose sur un petit côté 4 de celle-ci. Le plan principal, c'est-à-dire le plan médian de la brame passant dans l'épaisseur de celle-ci, est alors vertical. La brame 1 ainsi mise sur chant défile dans cette position devant un flux d'oxycoupage 26 dont la référence en hauteur est déterminée par rapport à un plan horizontal de support noté P dans lequel reste le bord inférieur 4 de la brame 1 lors du défilement de celle-ci. Ainsi, la face 2, qui est ici la face opposée à la face 3 attaquée par le flux d'oxycoupage 26, est totalement accessible, tout en conservant un support assuré par des rouleaux disposés au voisinage du sol. De plus, la référence précise est donnée par le bord inférieur 4 de la brame pour le flux d'oxycoupage 26, ce qui garantit une précision élevée de la découpe de la brame, le sillon de coupe étant ici référencé 5. Cette précision reste en outre valable quelle que soit la largeur de la brame. L'accès à la face opposée de la brame, ici la face 2, permet d'obtenir la réalisation d'un chantier de travail sans pollution d'aucune sorte, que ce soit gazeuse, liquide ou solide, grâce à l'aspiration facile (par des moyens non représentés ici), au débouché de la coupe, des gaz de la réaction, mais aussi des scories résiduelles de la coupe, et éventuellement l'eau de précipitation des différents éléments. Tout ceci peut être réalisé facilement au-dessus du niveau du sol, en évitant un génie civil encombrant et onéreux, ce qui facilite considérablement l'implantation et le fonctionnement des annexes, tout en diminuant le coût de fabrication et d'utilisation. En outre, on simplifie considérablement le gabariage de la brame parallélépipédique grâce au fait que cette brame repose naturellement par son poids sur son chant de référence, et il est très facile d'indexer sur cette référence directe et naturelle le ou les chalumeaux d'oxycoupage générant le ou les flux d'oxycoupage concernés. L'installation comporte un moyen de support 10 de la brame 1 sur chant et un moyen de maintien 16 de la brame en position verticale, l'un et/ou l'autre desdits moyens étant motorisé afin de déplacer ladite brame dans cette position dans une direction notée X sur la figure 1. En l'espèce, le moyen de support 10 de la brame 1 sur chant comporte une pluralité de rouleaux 11 d'axe horizontal, dont les surfaces d'appui sont dans un plan horizontal commun qui définit le plan de référence P précité. En l'espèce, on a choisi des rouleaux 11 présentant une gorge centrale 12 dans laquelle est reçu le bord inférieur 4 de la brame 1 sur chant. Les gorges 12 assurent ainsi le support de la brame sur chant, ainsi qu'un maintien approximatif du bord inférieur 4 de la brame, étant entendu que la verticalité précise est assurée par le moyen de maintien 16 de la brame en position verticale. Ce moyen de maintien 16 est ici constitué par des paires (ici deux) de rouleaux 17 d'axe vertical, entre lesquels passe la brame 1 sur chant. Certains au moins des rouleaux de support 11 et/ou des rouleaux de maintien 17 sont motorisés, pour assurer le déplacement de la brame 1 sur chant. En l'espèce, on a prévu que les rouleaux de support 11 sont seuls motorisés, les rouleaux de maintien 17 étant quant à eux montés fou sur leur axe vertical. On a représenté de façon schématique sur la figure 1 des moyens d'entraînement des rouleaux de support 11, avec un moteur associé 13 présentant une transmission de sortie 14 qui attaque l'axe de l'un des rouleaux 11, la mise en rotation des autres rouleaux étant assurée par une chaîne de transmission 15. I1 va de soi que ces moyens d'entraînement ne sont illustrés qu'à titre d'exemple, et l'on pourra prévoir d'autres agencements équivalents pour assurer l'entraînement en rotation des rouleaux de support 11. La brame 1 ainsi positionnée défile sur chant devant une unité d'oxycoupage 20 servant à générer le flux d'oxycoupage 26 précité. L'unité d'oxycoupage 20 est illustrée ici de façon schématique, et comporte un chalumeau d'oxycoupage 21 supporté par une potence 22. La potence 22 comporte une embase de support 23, une poutre verticale 24 et une poutre horizontale 25, cette dernière supportant le chalumeau d'oxycoupage 21. Des moyens non représentés permettent d'assurer un réglage en hauteur (double flèche Z) pour la poutre 25, et un réglage horizontal (double flèche Y) pour le chalumeau 21 sur la poutre 25. La hauteur précise du flux d'oxycoupage 26 peut être parfaitement déterminée à partir de la connaissance de la référence d'appui du bord inférieur 4 de la brame, de sorte que le sillon de coupe 5 est positionné avec une excellente précision par rapport à ce bord de référence. Sur la figure 2, on a noté Q le plan de coupe, correspondant au sillon de coupe 5 obtenu par le défilement de la brame 1 selon la direction X par rapport au flux d'oxycoupage 26, ce plan Q étant parallèle au plan de référence P précité si la coupe 5 s'effectue horizontalement. Sur la figure 2, on a noté 6 le cordon de coupe qui se forme sur la face opposée 2 à la face 3 attaquée par le flux d'oxycoupage 26. Ce cordon de coupe est ici très accessible grâce à la disposition de la brame sur chant, et peut donc facilement être éliminé soit par un jet d'oxygène qui profite de la température du cordon pour en brûler la racine, soit par tout autre procédé, y compris mécanique. Cette opération d'enlèvement du cordon de coupe peut donc être réalisée automatiquement durant l'oxycoupage. L'illustration d'un tel moyen est donnée sur la figure 3 qui illustre une variante décrite ci-après. Sur la figure 3, on distingue tout d'abord une unité d'oxycoupage 20 comportant deux chalumeaux superposés 21, ici portés par une potence commune 22 analogue à celle précédemment décrite. Ces deux chalumeaux superposés 21 permettent ainsi de réaliser simultanément deux sillons de coupe 5, avec une précision très satisfaisante, dans la mesure où l'on conserve la précision de la référence donnée par l'appui de la brame sur chant. On a noté Q et Q' les deux plans de coupe ainsi concernés. Ces deux plans seront en général parallèles au plan de référence P correspondant à la surface d'appui de la brame sur chant, c'est-à-dire en l'espèce la face supérieure des gorges 12 des rouleaux d'appui 11 d'axe horizontal. La figure 3 permet en outre de distinguer une unité 80 servant à éliminer les deux cordons de coupe 6 formés sur la face opposée 2. Cette unité d'élimination des cordons de coupe 80 comporte ici une potence 82 montée sur une embase de support 83, ladite potence comportant une poutre verticale 84 et deux poutres 85 horizontales sur chacune desquelles est monté un organe 81 d'élimination du cordon de coupe. Un tel organe pourra par exemple être un chalumeau permettant de générer un jet d'oxygène. I1 va de soi que l'on pourra avantageusement profiter du même système de référencement par rapport au plan P pour l'unité 80 d'élimination des cordons de coupe, avec un positionnement en hauteur parfaitement déterminé pour chacun des organes 81 d'élimination du cordon de coupe. En l'espèce, les deux chalumeaux 81 seront donc dans les plans de coupe Q et Q' précités. La figure 4 illustre une autre variante selon laquelle il est prévu deux unités d'oxycoupage 20 disposées de part et d'autre de la brame sur chant. Les deux unités sont identiques à l'unité unique précédemment décrite. On dispose alors d'un système de référencement commun par rapport au plan P pour chacun des deux chalumeaux d'oxycoupage 21 qui sont agencés dans un même plan de coupe Q (qui sera en général parallèle au plan P de référence), mais disposés de part et d'autre de la brame sur chant 1, de façon à travailler en opposition. Le référencement commun est particulièrement important pour une telle variante, car chacun des chalumeaux 21 doit réaliser par son flux d'oxycoupage la moitié du sillon de coupe 5, de sorte qu'il est indispensable que ce sillon soit parfaitement rectiligne dans l'épaisseur de la brame pour obtenir des pièces de refendage satisfaisantes. Une telle coupe simultanée par deux chalumeaux d'oxycoupage travaillant en opposition de part et d'autre de la brame permet d'augmenter considérablement la vitesse de refendage, tout en gardant les avantages précédemment indiqués. Il est aisé de comprendre qu'une telle coupe simultanée était impossible à mettre en oeuvre avec les techniques classiques d'oxycoupage avec lesquelles la brame était positionnée pour défiler à plat sur les rouleaux d'appui. La figure 5 illustre une installation complète d'oxycoupage 100 incluant notamment les moyens qui viennent d'être décrits. L'installation 100 comporte un poste d'alimentation 30, avec des rouleaux motorisés 31 d'axe horizontal sur lesquels arrive la brame 1 en position à plat. Des moyens, ici simplement schématisés par la flèche 90, qui pourront être des moyens mécaniques de poussage, permettent de transférer la brame à plat lorsque celle-ci parvient au niveau d'un poste de retournement visant à mettre ladite brame sur chant. Ce poste comporte un moyen 40 permettant de basculer la brame parallélépipédique 1 afin de la mettre sur chant, ledit moyen comportant ici un dispositif 41 de retournement par bras. Ainsi que cela a été dit plus haut, on pourra également utiliser un semiportique avec des électro-aimants du type de ceux déjà utilisés pour la mise sur chant d'une brame en vue d'un décriquage. La brame 1 mise sur chant arrive alors sur des rouleaux 42, qui sont de préférence des rouleaux à gorge analogues aux rouleaux 11 précédemment décrits, la gorge de ces rouleaux étant référencée 43. La brame sur chant 1 défile alors selon la direction X pour parvenir au poste d'oxycoupage, où le processus de coupe se déroule conformément à ce qui a été décrit en détail plus haut. On a représenté en 50 un chariot de réception du type cage permettant de recevoir les tronçons de brame découpés ou morceaux refendus. Ces tronçons de brame arrivent alors au niveau d'un poste de basculement 60, qui comporte un moyen 61 permettant de rebasculer à plat les morceaux refendus de la brame. Ces morceaux refendus arrivent ainsi sur des rouleaux 62, ici des rouleaux à gorge 63, puis sont poussés par des moyens non représentés ici sur un dispositif de retournement par bras 61 analogue au dispositif 41 précité. Les morceaux refendus sont alors transférés au niveau d'un poste d'évacuation 70, qui inclut des rouleaux d'axe horizontal 71. Ces rouleaux 71, qui sont motorisés, permettent ainsi d'évacuer les morceaux refendus récupérés à l'aval de l'installation. On a représenté schématiquement deux morceaux refendus 1.1, 1.2 résultant d'une coupe unique d'une brame sur chant. On est ainsi parvenu à concevoir un procédé et une installation d'oxycoupage permettant de réaliser le refendage de brames parallélépipédiques avec une vitesse de refendage élevée, et une précision très satisfaisante dans le travail de coupe. En outre, il devient possible d'organe niser l'élimination automatique, en cours de processus d'oxycoupage, des cordons de coupe. Enfin, la pollution gazeuse, liquide, ou solide peut être évitée grâce à l'accès aisé à la face arrière de la brame refendue. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut. REVENDICATIONS 1. Procédé d'oxycoupage d'une brame parallélépipédique au moyen d'au moins un flux d'oxycoupage, caractérisé en ce que la brame parallélépipédique (1) est mise sur chant de façon que son plan principal soit vertical, après quoi la brame (1) défile dans cette position devant le ou les flux d'oxycoupage (26) dont la référence en hauteur est déterminée par rapport à un plan horizontal de support (P) dans lequel reste le bord inférieur (4) de ladite brame lors du défilement de celle-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la brame parallélépipédique (1) défile sur chant devant au moins deux flux d'oxycoupage (26) superposés, agencés d'un même côté de ladite brame. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on élimine le ou les cordons de coupe (6) sur la face opposée à la face attaquée par le ou chaque flux d'oxycoupage (26) lors du défilement de la brame parallélépipédique (1). 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la brame parallélépipédique (1) défile sur chant entre les deux flux d'au moins une paire de flux d'oxycoupage (26) agencés en opposition dans un plan commun (Q) parallèle au plan horizontal de support (P) . 5. Installation de mise en oeuvre du procédé d'oxycoupage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte - un moyen (40) permettant de basculer une brame parallélépipédique (1) afin de la mettre sur chant - un moyen de support (10) de la brame (1) sur chant et un moyen de maintien (16) de la brame en position verticale, l'un et/ou l'autre desdits moyens étant motorisé afin de déplacer ladite brame dans cette position - au moins un chalumeau d'oxycoupage (21) dont la position en hauteur est déterminée par rapport à un plan horizontal de référence (P), et devant lequel peut défiler la brame (1) sur chant. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen de basculement (40) comporte un dispositif de retournement par bras (41). 7. Installation selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de support (10) de la brame (1) sur chant comporte une pluralité de rouleaux (11) d'axe horizontal, dont les surfaces d'appui sont dans un plan commun définissant le plan de référence (P). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les rouleaux (11) présentent une gorge centrale (12) dans laquelle est reçu le bord inférieur (4) de la brame (1) sur chant. 9. Installation selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le moyen de maintien (16) de la brame en position verticale comporte des paires de rouleaux (17) d'axe vertical, entre lesquels passe la brame (1) sur chant. 10. Installation selon la revendication 7 ou la revendication 8 et la revendication 9, caractérisée en ce que certains au moins des rouleaux de support (11) et/ou des rouleaux de maintien (17) sont motorisés. 11. Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux chalumeaux d'oxycoupage (21) superposés, agencés d'un même côté de la brame (1) sur chant. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que les chalumeaux d'oxycoupage (21) superposés sont portés par une potence commune (22), avec un réglage individuel en hauteur pour chacun d'eux. 13. Installation selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (81) d'élimination du ou des cordons de coupe, disposé de l'autre côté de la brame (1) par rapport aux chalumeaux d'oxycoupage (21). 14. Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une paire de chalumeaux d'oxycoupage (21) entre lesquels défile la brame (1) sur chant, les chalumeaux (21) d'une même paire étant disposés à une même hauteur et travaillant en opposition. 15. Installation selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un moyen (60) permettant de basculer en bloc les morceaux de brame découpés (1.1, 1.2) afin de les remettre à plat avant de les évacuer par des moyens de convoyage associés (70). 16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le moyen de basculement (60) comporte un dispositif de retournement par bras (61).