BE1004774A3 - Rouleau a refroidissement interne pour une installation de coulee continue. - Google Patents

Abstract

Le rouleau de soutien et de guidage comprend une âme (1) en matériau ferreux reliée à une enveloppe (2) qui entoure cette âme et qui est constituée de cuivre ou d'un alliage de cuivre.

Description

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  DESCRIPTION Rouleau à refroidissement interne pour une installation de coulée continue 
L'invention concerne un rouleau à refroidissement interne pour une installation de coulée continue, en particulier un rouleau de soutien et de guidage, avec une enveloppe reliée à une âme en matériau ferreux et entourant cette âme. 



   Dans la technique de la coulée continue, il existe un objectif depuis longtemps recherché, et qui consiste, à côté de l'augmentation du débit de coulée, à arriver à se passer d'un refroidissement secondaire du barreau sortant par arrosage d'eau, avec les inconvénients qu'apporte ce dernier, tels que par exemple des fissurations des chants. Une proposition allant dans ce sens est divulguée dans l'ancien brevet DE-PS 12 20 972. Ce document concerne un dispositif de refroidissement indirect du barreau sortant du moule de coulée continue. Le barreau est comprimé par des ressorts et refroidi et guidé par des patins glissants et des cylindres de guidage traversés par un réseau d'agent de refroidissement. Les patins glissants et les cylindres de guidage sont disposés en alternance les uns derrière les autres dans la direction de la coulée continue.

   Les cylindres de guidage ont pour mission d'égaliser à nouveau la surface du barreau après passage des patins glissants sur la zone. La déformation de la peau du barreau qui y est associée conduit en particulier dans le cas de coulées au format de brames à des ségrégations aux angles et à des fissurations internes. 



   Un autre document de brevet, DE 32 31 433 C2 divulgue un cylindre de soutien et/ou de transport. Le cylindre de transport consiste en une âme en acier et en un manchon en acier entourant l'âme et qui est relié à l'âme. Un canal d'agent de refroidissement est creusé dans la surface de l'âme et est relié par des 

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 raccordements à l'agent de refroidissement qui sont situés dans les moyeux de palier de   l'âme.   Le manchon est soudé aux traverses restant du l'âme entre les canaux d'agent de refroidissement, sur toute la longueur de leurs surfaces de contact se faisant face. Le soudage du manchon et de l'âme sur la totalité de leurs surfaces de contact donne naissance à un cylindre de forme stable.

   Il est alors possible de réduire quelque peu le diamètre du cylindre et donc en même temps l'écartement entre les cylindres individuels. Le bombement du barreau peut être réduit. Mais avec la réduction du diamètre se réduit aussi la surface efficace de transfert de chaleur des cylindres se trouvant en contact linéaire avec le barreau. Il en résulte, en liaison avec la faible conductivité thermique du manchon en acier, que si l'on renonce à un refroidissement secondaire du barreau le débit de coulée doit être réduit. 



   Comme les rouleaux sont en outre soumis à une usure élevée par le barreau, tant si le barreau est tiré à travers les rouleaux que s'il est transporté par des rouleaux moteurs, on s'est attaché à utiliser pour les manchons de rouleaux des matériaux aussi résistants que possible à l'usure. L'état de la technique (Stahl und Eisen 105 (85) Nr. 22 page 1173) indique que pour les rouleaux pour coulée continue, par exemple 21   Cr Mo V 5 11, pour l'âme,   et un acier allié avec 12 à   15 %   de chrome, pour un recouvrement résistant à l'usure et à la corrosion, sont considérés comme des matériaux particulièrement avantageux. 



   L'objet de l'invention est de créer un rouleau de forme stable avec refroidissement interne et haute conductivité thermique, qui en même temps présente un mode de construction simple. 



   Cet objet est, dans le cas d'un rouleau à refroidissement interne pour une installation de coulée continue, atteint en ce que l'enveloppe est constituée de cuivre ou d'un alliage de cuivre. 



   Selon l'invention, le recours au cuivre ou à des alliages de cuivre pour l'enveloppe servant de paroi d'échange thermique entre l'agent de refroidissement et le barreau fournit un rouleau à haute conductivité thermique. La chaleur à extraire du barreau est, du fait de la haute conductivité thermique de l'enveloppe de cuivre, distribuée sur la circonférence de l'enveloppe. Le profil 

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 radial de température dans l'enveloppe est plus régulier, et par conséquent les contraintes de dilatation thermique et les contraintes thermiques cycliques au cours de chaque rotation sont faibles, au contraire d'une enveloppe en acier de faible conductivité thermique. Du fait de la réduction des contraintes thermiques, et malgré des valeurs plus faibles de la solidité de l'enveloppe, le rouleau s'avère de forme stable.

   Le barreau n'est donc pas soumis à des déformations désavantageuses suite à la rotation de rouleaux devenus non circulaires suite à des ralentissements en cours d'exploitation. Il est en outre possible de fabriquer des rouleaux de diamètre relativement petit, grâce à leur stabilité de forme. Grâce au petit diamètre, on peut réduire l'écart entre les rouleaux successifs dans la direction d'avancement de la coulée et donc optimiser le guidage du barreau. Bien que la surface d'échange thermique entre le rouleau et le barreau se réduise avec la réduction du diamètre, on peut avec le rouleau selon l'invention, et à cause de la haute conductivité thermique de l'enveloppe en cuivre ou en un alliage de cuivre se passer d'un refroidissement secondaire, même pour les formats de brames.

   Les rouleaux selon le second document mentionné réalisent un facteur de solidification de 24,6 mm/minO-5 sans aspersion d'eau et de 26, 4   mm/min'S avec   aspersion d'eau. Avec les rouleaux selon l'invention ces valeurs sont relevées à au moins 26, 0 
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 mm/minO, 5 sans aspersion d'eau et à 28. 0 mm/minO, 5 avec aspersion d'eau. Cela conduit, par la possibilité d'augmenter les vitesses de coulée, à une augmentation de la capacité des installations. 



   En outre, suite à sa conductivité thermique élevée, le rouleau selon l'invention ne s'échauffe pas autant que les rouleaux à enveloppe en acier. Cela conduit à une réduction de la sensibilité au criquage thermique, à une augmentation de la résistance à l'usure et à une réduction du risque de soudage de l'enveloppe du rouleau avec la coulée en cas de rupture du barreau. Le rouleau s'avère en outre être particulièrement résistant à la corrosion, en particulier au rouleau de pied et aux rouleaux immédiatement suivants de soutien et de guidage, où suite à l'aspersion d'eau apparaissent des scories de coulée agressives. 



   La liaison de l'enveloppe à l'âme réalisée par ajustement fin et en particulier par assemblage par contraction représente une solution constructive simple. De manière avantageuse, il ne se produit pas de décollement du manteau hors de 

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   l'âme   suite à l'allongement thermique en cours de fonctionnement, grâce à la conductivité thermique élevée du manteau. On obtient ainsi un guidage fiable de l'agent de refroidissement dans les canaux, et sans fuites. En outre, la liaison   enveloppe/âme   permet de fixer l'enveloppe sur l'âme uniquement sur un bord, en particulier par une fixation par soudage. Il est évidemment aussi possible de souder l'enveloppe à   l'âme   sur les deux bords. 



   L'invention est ci-dessous expliquée à l'aide d'un dessin. 



   La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un rouleau avec un canal d'agent de refroidissement en spirale. Le rouleau consiste essentiellement en une âme 1 en matériau ferreux et en une enveloppe   2,   entourant l'âme   1,   en cuivre ou en un alliage de cuivre. L'enveloppe 2 est fixée sur   l'âme 1   par ajustement fin, et en particulier par assemblage par contraction. En outre, l'enveloppe 2 est, au moins sur un de ses bords 3, fixée à l'âme 1 par une liaison par soudage 4. Il est évident que d'autres modes de fixation, par exemple par butées vissées, sont également possibles. Dans la surface de l'âme   t   est usiné un canal d'agent de refroidissement 5 à un ou plusieurs conduits, sous forme d'une rainure en spirale se développant dans la direction longitudinale L de l'âme 1.

   Le canal d'agent de refroidissement 5 est recouvert de l'enveloppe 2 tubulaire. Au voisinage des bords 3 de l'enveloppe   2,   le canal d'agent de refroidissement 5 est relié à des raccordements 7 à l'agent de refroidissement par des conduits forés 6 s'étendant radialement. Les raccordements 7 à l'agent de refroidissement sont disposés concentriquement à l'âme 1 et aux moyeux de palier 8 qui   s'y   raccordent. Le demi-diamètre du rouleau est représenté par la mesure D est se situe dans la plage de 80 à 400 mm environ. L'épaisseur de paroi de l'enveloppe, d, s'élève à au moins 5 mm et peut monter jusqu'à 70 mm environ dans le cas de rouleaux de grand diamètre. 



   L'invention est à vrai dire décrite à l'aide d'un rouleau avec un canal d'agent de refroidissement en spirale, mais elle peut être appliquée également à des rouleaux avec une conformation quelconque des canaux d'agent de refroidissement (par exemple des canaux s'étendant radialement ou axiale ment, des canaux sous forme de rainures usinées dans l'enveloppe ou partiellement dans l'enveloppe et dans l'âme). 

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  Liste des références   1 Ame   2 Enveloppe 3 Bord de l'enveloppe 4 Fixation par soudage 5 Canal d'agent de refroidissement 6 Conduit foré 7 Raccordement à l'agent de refroidissement 8 Moyeu de palier L Direction longitudinale D Diamètre du rouleau d Epaisseur de l'enveloppe

Claims (5)

1. Revendications 1. Rouleau à refroidissement interne pour une installation de coûtée continue, en particulier un rouleau de soutien et de guidage, avec une enveloppe (2) reliée à une âme (1) en matériau ferreux et entourant cette âme, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est constituée de cuivre ou d'un alliage de cuivre.
2. 2. Rouleau à refroidissement interne selon la revendication 1. caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est assemblée à l'âme (1) par ajustement fin et qu'elle est fixée à l'âme (1) sur au moins un des ses bords (3).
3. 3. Rouleau à refroidissement interne selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison entre le bord (3) de l'enveloppe (2) et l'âme (1) est une liaison par soudure.
4. 4. Rouleau à refroidissement interne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le refroidissement interne consiste au moins en un canal d'agent de refroidissement (5) avec raccordements (7) à l'agent de refroidissement, et que le canal d'agent de refroidissement (5) est usiné sous la forme d'une rainure ouverte dans la surface de l'âme (1) et est limité par la surface intérieure de l'enveloppe (2).
5. 5. Rouleau à refroidissement interne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal d'agent de refroidissement (5) est disposé en spirale autour de l'axe longitudinal de l'âme (1) et est équipé de raccordements (7) à l'agent de refroidissement qui sont disposés dans les moyeux de palier (8) se raccordant à l'âme (1).