Brevet FR2751249A1 — publié le 19980123

La présente invention est relative à la coulée des métaux en fusion, et plus particulièrement à la coulée continue verticale ascendante de pièces métalliques, notamment de tubes, en fonte. Bien qu'elle s'applique à la coulée de différents types de pièces métalliques, elle est particulièrement avantageuse pour la coulée de tubes minces en fonte. L'expression "tubes minces" s'applique à un tube dont le rapport épaisseur/diamètre est faible, inférieur à 10 pour cent, plutôt qu'à l'épaisseur considérée isolément en soi. L'invention concerne plus précisément un dispositif de positiorinement, par rapport à un axe vertical d'extraction, d'un bloc-filière d'une machine de coulée continue verticale ascendante de tubes en fonte. Une telle machine de coulée comporte un bloc-filière et un dispositif de fourniture de fonte liquide qui alimente le bloc-filière par l'extrémité inférieure de celui-ci. Un tel dispositif de fourniture est par exemple décrit dans le document FR-A-2 705 259 au nom de la Demanderesse. Ce dispositif de fourniture de fonte liquide comporte un bloc-siphon en forme de U, réalisé en béton réfractaire moulé et sur la sortie duquel repose le bloc-filière. Compte tenu des hautes températures mises en jeu dans la coulée de métaux en fusion, un tel bloc-siphon est progressivement usé et/ou consommé par la fonte en fusion qui est en contact avec lui lors du processus de coulée continue. De plus, lors de l'arrêt de la coulée, la solidification de la fonte fait éclater le bloc-siphon. En conséquence, ce bloc-siphon doit être remplacé dans son intégralité dès qu'un certain nombre de tubes ont été coulés, soit à chaque arrêt. Compte tenu du fait que le bloc-siphon est une pièce relativement massive, et compte tenu de son emplacement sur la table de coulée d'une machine de coulée dans une installation de production de tubes, le remplacement sur place du bloc-siphon est très mal aisé, voire impossible. C'est pourquoi, il est nécessaire de sortir toute la table de coulée de l'installation de production de tubes afin de pouvoir la démonter et de pouvoir procéder aisément au remplacement du siphon. De plus, pour écourter la durée d'interruption de fabrication des tubes, on utilise en alternance plusieurs tables de coulée identiques. Lors du remplacement du bloc-siphon de l'une des tables de coulée, on installe une autre dans l'installation de fabrication de tubes. Mais lors du remplacement d'une table de coulée, I'alignement de la filière avec l'axe vertical d'extraction des tubes pose un problème. En effet, le bloc-filière doit être aligné avec précision selon l'axe vertical d'extraction pour que l'installation de fabrication de tubes puisse fonctionner correctement. Or, la table de coulée ayant été entièrement démontée, cet alignement par rapport à l'axe d'extraction du bloc-filière est difficile et prend beaucoup de temps, notamment à cause de la géométrie incertaine des pièces en matériau réfractaire utilisées. La présente invention vise à résoudre ce problème de positionnement du bloc-filière par rapport à l'axe vertical d'extraction en proposant un dispositif de positionnement d'un bloc-filière qui permette de réaliser un alignement rapide et précis entre le bloc-filière et l'axe vertical d'extraction afin de diminuer la durée des interruptions de fabrication des tubes. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de positionnement, par rapport à un axe vertical d'extraction, d'un bloc-filière d'une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes, en fonte, machine dont le bloc-filière est alimenté, par son extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif de fourniture de fonte liquide, et est en appui sur celui-ci, dispositif de positionnement caractérisé en ce qu'il comprend un support escamotable dans lequel est fixé le bloc-filière, un châssis déplaçable sur lequel est posé le dispositif de fourniture de fonte liquide, des moyens de positionnement relatif du support par rapport au châssis, des organes de blocage destinés à bloquer la position relative entre le support et le châssis de telle sorte que le support et le châssis forment un ensemble monobloc, un socle disposé de façon prédéterminée par rapport à l'axe vertical d'extraction et destiné à porter l'ensemble monobloc, et des moyens d'alignement de l'axe du bloc-filière et de l'axe vertical d'extraction. Le dispositif suivant l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les moyens de positionnement comprennent au moins deux éléments allongés, solidaires du support et des éléments de guidage correspondants reliés au châssis et destinés à recevoir chacun un élément allongé, ou inversement, lesdits éléments formant notamment des ensembles colonnettedouille à billes, - au moins un organe de blocage est un vérin, notamment à fluide, relié à la fois au support et au châssis, - au moins une extrémité de chaque vérin est reliée, au support et/ou au châssis, au moyen d'une chape et d'un tourillon démontable de fixation de l'extrémité du vérin dans la chape, - les moyens d'alignement comprennent des moyens de positionnement relatif du châssis par rapport au socle et des moyens de réglage de l'horizontalité de l'ensemble monobloc, - les moyens de positionnement relatif du châssis par rapport au socle comprennent au moins un organe de centrage, solidaire du socle et en saillie sur celui-ci en direction du châssis, et un organe de réception correspondant solidaire du châssis, ou inversement, - L'organe de centrage ou de réception solidaire du châssis est en alignement avec l'axe du bloc-filière et l'organe associé solidaire du socle est en alignement avec l'axe vertical d'extraction, - les moyens de réglage de l'horizontalité comprennent plusieurs vérins de support répartis sur la face inférieure de l'ensemble monobloc, - au moins un vérin de support est un vérin à vis. L'invention a également pour objet une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes, en fonte, table de coulée dont le bloc-filière est alimenté, par son extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif de fourniture de fonte liquide, et est en appui sur celui-ci, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de positionnement tel que défini plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue de côté d'une table de coulée suivant l'invention, avec un premier arrachement au niveau de l'entrée du dispositif de fourniture de fonte liquide et un deuxième au niveau de la sortie de ce dispositif; La figure 2 est une vue de dessus de la table de coulée, suivant la flèche Il de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 111-111 de la figure 2; La figure 4 est une vue en plan de dessous suivant la flèche IV de la figure 1; et La figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V de la figure 1. Sur la figure 1 est représentée une table de coulée 1 d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes T, en fonte. Cette table comprend un dispositif 3 de fourniture de fonte liquide et un bloc-filière 5 alimenté, par son extrémité inférieure, par ce dispositif de fourniture 3. Le tube T est extrait du bloc-filière 5 par des moyens d'extraction non représentés, vers le haut, suivant l'axe vertical X-X d'extraction. Le sens de la force d'extraction est représenté par une flèche F. Le dispositif 3 de fourniture de fonte liquide est posé sur un châssis 6 et assuré contre un déplacement latéral et vertical sur celui-ci par des tirants verticaux 7 et des traverses horizontales 8. Il comporte un siphon 9 en forme de U réalisé d'une seule pièce en béton réfractaire moulé. Ce siphon 9 comprend un canal 10 d'alimentation en fonte formé par une partie verticale descendante 10A d'entrée de la fonte en fusion, une partie horizontale (non visible sur les figures) et une partie verticale 10B de sortie de la fonte liquide, dirigée vers le haut. En se référant à la figure 3, on voit qu'une base chauffante 11 est interposée entre le bloc-filière 5 et la sortie du siphon 9. L'étanchéité au métal en fusion est assurée par deux joints d'étanchéité annulaires 12A et 12B, un premier 12A disposé entre la sortie du siphon 9 et la base chauffante 11, et un deuxième 12B disposé entre la base chauffante 1 1 et le bloc-filière 5. Par ailleurs, le siphon 9 et la base chauffante 1 1 sont entourés d'une carcasse 13 dans l'épaisseur de laquelle sont noyés des enroulements inducteurs 14. Ces enroulements inducteurs 14 sont alimentés en courant électrique par un générateur de courant extérieur non représenté pour maintenir la fonte en fusion par un chauffage par induction. Le bloc-filière 5 est monté fixe dans un support 15 escamotable en forme de plateau. Ce bloc-filière 5 comporte un bloc de refroidissement 17 relié à un circuit d'un fluide de refroidissement par des tuyaux 17A d'arrivée et 17B de sortie. Le bloc 17 présente sur sa face supérieure un prolongement de diamètre réduit. II est reçu dans un logement conjugué 15A du support 15 d'axe vertical Y-Y et y est fixé au moyen d'une couronne de vis axiales 15B (Figure 2). La position relative du support 15 par rapport au châssis 6 est déterminée par deux colonnettes 18 dirigées vers le bas, fixées au support 15 de façon diamétralement opposée par rapport au bloc-filière 5, comme le montre la figure 2. La figure 3 montre que chaque colonnette 18 est guidée dans une douille à billes 19 associée qui est fixée sur le châssis 6. Du fait de l'utilisation de colonnettes 18 coopérant avec des douilles à billes 19, la position relative du support 15 par rapport au châssis 6 et de ce fait, la position relative du bloc-filière 5 par rapport au châssis 6, sont précisément définies dans un plan perpendiculaire à l'axe vertical d'extraction X-X, tandis que la distance support-châssis peut être ajustée parallèlement à l'axe X-X. Pour bloquer la position du support 15 suivant l'axe X-X par rapport au châssis 6, deux vérins à fluide 21, tels que par exemple des vérins hydrauliques ou des vérins pneumatiques, sont fixés en des positions diamétralement opposées sur le support 15 (figure 2). Ainsi que cela est représenté sur la figure 3, chaque vérin 21 comporte une tige 22 dont l'extrémité libre 23 est fixée par un tourillon 24 dans une chape 25 solidaire du châssis 6. Chaque tourillon 24 est arrêté dans la chape 25 par des goupilles (non représentées) afin que le support 15 puisse facilement être démonté du châssis 6. Le corps 21A des vérins 21 est fixé par une collerette 21B sur la face supérieure du plateau 15. Comme on le voit sur la figure 1, chaque vérin à fluide 21 est relié par une canalisation 26, 27 à une canalisation commune 29. Cette canalisation commune 29 est reliée à une unité hydraulique 31 de régulation de la force de serrage de chaque vérin, représentée schématiquement. Avantageusement, cette unité hydraulique est également montée sur le châssis 6. Une fois que la position du support 15 par rapport au châssis 6 est bloquée par les vérins 21, le support et le châssis, ainsi que le bloc-filière 5 et que le dispositif de fourniture 3, forment un ensemble monobloc rigide. Le châssis 6 repose sur un socle fixe 40 par quatre points d'appui. A cet effet, le châssis 6 comporte sur sa face inférieure deux traverses horizontales de support 42 de section carrée. Comme on le voit sur la figure 2, ces traverses 42 sont plus longues que la largeur du châssis 6 et dépassent latéralement de ce châssis. Ainsi que cela est représenté sur la figure 5, les traverses 42 comportent à chacune de leurs zones d'extrémité, dans une paroi 44 qui est en regard du socle 40, un perçage 45 taraudé. Une vis de support 46 est vissée dans le perçage 45 et constitue avec celui-ci un vérin 47 de réglage de l'horizontalité du châssis. La vis 46 est assurée contre une rotation intempestive par un contre-écrou 48. On comprend alors que le châssis repose par les extrémités inférieures des quatre vis 46 sur le socle 40. Afin de pouvoir positionner précisément l'axe Y-Y du bloc-filière 5 par rapport à l'axe X-X d'extraction du tube T, le châssis 6 comporte en outre, sur sa face inférieure, une traverse horizontale 56 de centrage de section carrée. En se référant à la figure 3, cette traverse 56 de centrage comporte une paroi 58 en regard du socle 40, dans laquelle est réalisée un trou de centrage 60. Ce trou de centrage 60 est centré par rapport à l'axe Y-Y du bloc-filière 5. Un cache de protection 62 est disposé au-dessus du trou de centrage 60. Ce trou de centrage 60 coopère sans jeu notable avec un pion de centrage 64 solidaire du socle 40. Le socle 40 est disposé de telle sorte que l'axe vertical du pion de centrage 64 est aligné avec l'axe d'extraction X-X des moyens d'extraction. La coopération de ce pion de centrage 64 avec le trou de centrage 60 permet de faire coïncider un point de l'axe de révolution Y-Y du bloc-filière 5 avec un point de l'axe vertical d'extraction X-X des moyens d'extraction. Afin de fixer également la position angulaire du châssis 6 par rapport au socle 40, le châssis 6 comporte à son extrémité située à droite en se référant à la figure 1, une traverse 70 horizontale de centrage supplémentaire de section carrée. Cette traverse 70 comporte dans sa paroi 72 en regard du socle 40, en son centre, une rainure de centrage 74 qui coopère avec un pion de centrage supplémentaire 76 solidaire du socle 40. Cette rainure 74 est également protégée par un cache de protection contre une obturation involontaire. Le châssis 6 comporte en outre sur sa face inférieure des traverses horizontales 80, 82 et 84 de section carrée destinées à solidariser le châssis 6 sur le socle 40. Les traverses 80, 82 et 70 comportent à chacune de leurs extrémités latérales des trous destinés à recevoir des vis qui se fixent dans le socle 40 pour rigidifier l'ensemble châssis/socle après que le positionnement du châssis 6 par rapport au socle 40 est réalisé. L'espace entre les traverses 56 et 82 ainsi que celui entre les traverses 82 et 84 sont prévus pour des fourches d'un transpalette afin de pouvoir déplacer facilement le châssis 6 avec la table de coulée 1 pour procéder au remplacement du siphon 9 du dispositif 3 de fourniture de fonte liquide. Comme cela a été décrit auparavant, le siphon 9 du dispositif 3 de fourniture de fonte liquide doit être régulièrement changé. A cet effet, on dévisse les vis latérales de fixation dans les traverses 80, 82 et 70, et on enfourche le châssis 6 par un transpalette pour déplacer l'ensemble à un autre endroit afin de démonter l'ensemble de la table de coulée 1. Pour cela, on libère les tourillons de fixation 24 des chapes 25, ce qui permet de soulever l'ensemble constitué du support 15 avec le bloc-filière, des colonnettes 18 et des vérins 21. 11 suffit alors de démonter les tirants 7 avec les traverses 8 pour pouvoir procéder au remplacement du siphon 9 usé. Pour positionner le bloc-filière 5 d'une table de coulée 1 dont le siphon 9 vient d'être changé, on engage les colonnettes 18 dans les douilles à billes 19. Puis, on fixe les extrémités libres des tiges des vérins 21 dans les chapes 25 par des tourillons 24 et on empèche tout déplacement de ces derniers par des goupilles. A l'aide de l'unité hydraulique 31, on commande une certaine force de serrage aux vérins 21 afin que le bloc-filière 5 soit en appui sur le dispositif de fourniture 3 avec écrasement des joints 12A, 12B, la base chauffante 1 1 étant interposée entre le bloc-filière 5 et le dispositif de fourniture 3. Par ce premier positionnement relatif, I'axe de révolution Y-Y du bloc-filière 5 qui est logé dans le bloc de refroidissement 17 est centré par rapport au trou de centrage 60 réalisé dans la traverse 56 de centrage. Ensuite, on pose sur le socle 40 le châssis 6 qui porte le support 15 bridé, de sorte que le pion de centrage 64 s'engage dans le trou de centrage 60, la position angulaire du châssis 6 par rapport au socle étant fixée par le pion de centrage supplémentaire 76 qui s'engage dans la rainure de centrage 74. A ce stade, l'axe vertical X-X d'extraction et l'axe de révolution Y-Y du bloc-filière 5 se croisent au niveau du pion de centrage 60. Pour faire coïncider ces deux axes, il suffit alors de régler l'horizontalité du châssis 6 sur le socle 40 au moyen des vis 46. Puis on bloque la position des vis 46 au moyen des contre-écrous 48. Enfin, pour rigidifier l'ensemble, on visse des vis à travers les trous latéraux prévus dans les traverses 80, 82 et 70 dans le socle 40. Par un tel agencement, l'alignement de la filière par rapport à l'axe d'extraction X-X peut être effectué d'une manière précise et rapide. De ce fait, la durée d'interruption de l'installation de coulée de tubes est fortement réduite. REVENDICATIONS 1. Dispositif de positionnement, par rapport à un axe vertical d'extraction (X-X), d'un bloc-filière (5) d'une table de coulée (1) d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes (T), en fonte, machine dont le bloc-filière (5) est alimenté, par son extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif (3) de fourniture de fonte liquide, et est en appui sur celui-ci, dispositif de positionnement caractérisé en ce qu'il comprend un support escamotable (15) dans lequel est fixé le bloc-filière (5), un châssis déplaçable (6) sur lequel est posé le dispositif (3) de fourniture de fonte liquide, des moyens de positionnement relatif (18, 19) du support (15) par rapport au châssis (6), des organes de blocage (21, 25) destinés à bloquer la position relative entre le support (15) et le châssis (6) de telle sorte que le support (15) et le châssis (6) forment un ensemble monobloc, un socle (40) disposé de façon prédéterminée par rapport à l'axe vertical (X-X) d'extraction et destiné à porter l'ensemble monobloc, et des moyens (60, 64, 47) d'alignement de l'axe (Y-Y) du bloc-filière (5) et de l'axe vertical (X-X) d'extraction. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement relatif du support (15) par rapport au châssis (6) comprennent au moins deux éléments (18) allongés, solidaires du support (15) et des éléments de guidage (19) correspondants reliés au châssis (6) et destinés à recevoir chacun un élément (18) allongé, ou inversement, lesdits éléments (18,19) formant notamment des ensembles colonnette (18) -douille à billes (19). 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un organe de blocage est un vérin (21), notamment à fluide, relié à la fois au support (15) et au châssis (6). 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité (23) de chaque vérin (21) est reliée, au support (15) et/ou au châssis (6), au moyen d'une chape (25) et d'un tourillon (24) démontable de fixation de l'extrémité du vérin (21) dans la chape (25). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'alignement comprennent des moyens de positionnement relatif (60, 64) du châssis par rapport au socle et des moyens (47) de réglage de l'horizontalité de l'ensemble monobloc. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de positionnement relatif du châssis par rapport au socle comprennent au moins un organe de centrage (64), solidaire du socle (40), et en saillie sur celui-ci en direction du châssis (6), et un organe de réception (60) correspondant solidaire du châssis (6), ou inversement. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe (60) de centrage ou de réception solidaire du châssis (6) est en alignement avec l'axe (Y-Y) du bloc-filière (5), et en ce que l'organe associé (64) solidaire du socle (40) est en alignement avec l'axe vertical (X-X) d'extraction. 8. Dispositif suivant une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de réglage de l'horizontalité comprennent plusieurs vérins (47) de support répartis sur la face inférieure de l'ensemble monobloc. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un vérin de support est un vérin (47) à vis. 10. Table de coulée d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes (T), en fonte, table de coulée (1) dont le bloc-filière (5) est alimenté, par son extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif (3) de fourniture de fonte liquide, et est en appui sur celui-ci, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de positionnement suivant I'une quelconque des revendications 1 à 9.