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INSTALLATION POUR LA COULEE DE PROFILES ALLONGES.
La présente invention concerne une installation pour la coulée continue de profilés allongés (barres) en métaux à points de fusion élevés qui se présentent en grandes quantités et par à-coups dans l'unité de temps par rapport avec la production d'une unité de coulée de profiles;, comme en parti- culier la fonte et l'acier. Les conditions sont ici essentiellement différen- tes de ce qu'elles sont dans la coulée de profilés allongés en métaux légers et métaux d'alliages car dans l'industrie de la fonte et de 1-,acier,. le dé- veloppement des fabrications a conduit à des unités de four notablement plus grandes.
Du fait que les aciéries travaillent avec des unités de par exemple 40 tonnes et plus, mais que cette masse à coulerpour éviter le refroidisse- ment et le recouvrement par des scories, doit être coulée en un temps prédé- termine d'environ 60 à 90 minutes,que d'autre partil appartient aux proprié- tés spécifiques de la coulée en barres, que le métal coulé soit employé lente- ment et de façon continue, et qu'on doit couler de petites sections pour eco- nomiser le travail de laminage., il se présente,, dans la coulée de barres en acier, le problème de venir à bout en peu de temps de grandes quantités de métal liquide se présentant par à-coups.
La présente invention s'occupe de la solution de ce problème.
Pour en exposer les conditions sur un exemple on dira que d'après l'expérien- ce actuelle on peut couler une billette de section de 130 x 130 mm avec un rendement horaire de coulée de 7 tonnes. Un contenu de four de 40 tonnes de- vrait par suite être passé dans six respectivement dans quatre poches de coulée, et leur contenu être coulé dans l'intervalle d'une, respectivement d9 une heure et demie dans six respectivement quatre unités de coulée de profi- lés ou barres.
Une autre difficulté rencontrée alors serait que le transvasement devrait se faire dans les poches de coulée de 7 tonnes par une poche de 40 tonnes, parce qu'avec les fours mobiles il n'est en principe pas possible d'inter- rompre l'écoulement de métal après le remplissage d'une relativement petite
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poche jusqu' à présentation de la suivante. En tous cas, avec transvasement à deux fois on aurait des pertes de chaleur si fortes que le temps dont on disposerait encore pour couler serait trop courte par rapport à la producti- vite'* en coulée de la machine à couler en barres.
Avec la présente invention, on montre une voie pour vaincre cette difficulté et, en faits on propose une installation de coulée de profilés ou barres dont la particularité consiste dans l'agencement de principe suivant : on prévoit une poche à écoulement réglables dont la capacité correspond à la quantité de matière fondue qui se présentepar exemple donc à la capacité de l'unité ou des unités de fusion associées;
avec cette poche communique une rigole de répartition à section d'écoulement définie à laquelle sont associés à nouveau des rigoles particulières à débit réglabledont le métal coulé s'é- coule dans les unités de coulée de profiles qui sont de leur côté individuelle- ment réglables en ce qui concerne la vitesse de coulée (tonnes/heure). Le ren- dement total des unités de coulée est déterminé d'après le temps de coulée pré- déterminé du contenu, de la poche.
Avec une telle installation de coulées le problème évoqué au début du présent exposé,,, de se rendre maître de grandes quantités de métal liquide à traiter rapidement,. qui se présentent par à-coups. peut être résolu de maniè- re satisfaisante qualitativement et quantitativement.
D'une part on empêche des pertes de chaleur importantes par le fait que la quantité de métal qui arrive n'est transvasée qu'une seule fois dans le processus comme dans le cas de la coulée en blocs pratiquée jusqu'à présent, de sorte que pour la coulée d'acier on peut employer des poches déjà employées jusqu'à présent ; d'autre part, on peut satisfaire dans une mesure tout-à-fait à la condition indispensable pour une coulée en barres impeccable,. du maintien exact et à tout instant d'une vi- tesse de coulée prédéterminée (tonnes/heures) par l'agencement l'un derrière l' autre de moyens de contrôle de plus en plus fins de la poche jusqu'aux machines de coulée individuelles.
D'autres particularités de l'invention ont trait à l'agencement de certains dispositifs de sécurité ainsi qu'à la conformation du dispositif de répartition et des moyens de contrôle du débit.
Un exemple de réalisation de l'invention sera exposé ci-après en s'aidant des dessins ci-annexés.
Figure 1 est une installation de coulée de profilés avec 4 uni- tés de coulée,,, vue de devant,,, en partie coupée suivant la ligne 1-1 de la figure 3.
Figure 2 est une vue latérale de la figure 1.
Figure 3 est une vue de dessus correspondant à la figure 1.
Figure 4 est une vue par devant d'une variante du canal ou rigole de répartition.
Figure 5 est une vue de dessus correspondant à la figure 4.
Figures 5a et 5d sont des particularités au débouché de la rigole de répartition suivant les figures 4 et 5.
1 (voir figures 1-3) désigne une poche., par exemple d'une capacité de 40 tonnes. La poche est pourvue d'un orifice d'écoulement au fond, 2, que l' on peut régler et éventuellement fermer tout-à-fait au moyen d'un bouchon 3.
L'agencement et la conformation du dispositif pour déplacer le bouchon 3 sont de construction habituelle et par suite ne sont pas représentés au dessin.
La section de l'orifice d'écoulement 2 de la poche est calculée de telle maniè- re que,. pour le cas où la poche est remplie de moins d'un tiers, par exemple jusqu'à contenir encore un cinquième, elle laisse d'écouler à peu près la quai- tité qui est nécessaire pour alimenter toutes les unités de coulée de profilés de la quantité de métal nécessaire d'après leur productivité de coulée norma- le. Tant que la poche est remplie de plus d'un cinquième;, l'écoulement doit donc être réglé au moyen du bouchon 3, ce réglage grossier par comparaison avec les moyens de réglage qui lui font suite., peut être considéré comme pré-
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réglage .
La poche 1 est disposée au-dessus de la rigole de répartition qui s'écoule dans quatre branches 4a. Comme cela résulte de la figure 3, dans la rigole de répartition n'est prévu quun petit espace creux 4b pour recevoir le métal s'écoulant de la poche ls et les canaux sont courts et é- troits, et pour autant qu'ils s'écoulent dans la même direction., sont grou- pés ceci dans le but d'éviter dans le début de la rigole tout espace d'arrêt superflu et d'assurer un écoulement sans rides du métal pour le plus petit contenu de rigole.
Dans les orifices de sortie 4a de la rigole de répartition 4 sont montées de manière interchangeable, les tuyères d'écoulement 5 en matériau ré- fractaire aux hautes températures, par exemple en graphite. A ces tuyères 5 s' effectue le réglage principale dans ce but elles présentent une section d'écou- lement qui résulte du rendement de coulée moyen de l'unité de coulée en barre particulière et du niveau prédéterminé du métal dans la rigole, par exemple de 30 cmo Une certaine hauteur de métal est nécessaire pour deux raisons d'une part, parce que la rigole de répartition a en même temps la tâche de retenir la scorie qui auarit pu s'écouler,ce qui est possible du fait que dans le fond de la rigole sont prévues les tuyère d'écoulement 5.
La deuxiè- me raison pour une hauteur de mstal déterminée est qu'elle est une condition pour que le métal fluide s'écoule en quantité prédéterminée uniforme par uni- té de temps., par les tuyères d'écoulements c'est-à-dire que celles-ci remplis- sent leur fonction de réglage. Le niveau ou hauteur de métal dépend ainsi aus- si de la résistance à 1?écoulement des tuyères d'écoulement en ce qui se rap- porte aux données d'écoulement de la matière à couler. Si l'on ne tient pas compte de ceci, les tuyères se bouchent tôt ou tard.
Les rendements de coulée des unités de coulée en barres peuvent être égaux entre eux ou différents. La rigole de répartition 4 repose de manière à pou- voir être soulevée sur un appui (non représenté) et est changée et améliorée après vidange de la poche 1. Par mesure de sécurité on a prévu à la rigole de répartition un déversoir de trop-plein 4c par lequel le métal en excès.} par exemple, en cas de détérioration du bouchon 3 de la poche 1, peut être conduit dans une poche, une coquille en blocs ou des moules à gueuses.
Sous les orifices d9écoulement 4a de la rigole de répartition 4 se trouvent les rigoles particulières 6 ; elles peuvent être basculées autour de tourillons 7 (figure 1) dans leurs chaises dappui 8. Les orifices d'écou- lement 9 des rigoles particulières., dans lesquels sont montés également des ajutages en graphite (mais qui nont pas de fonction régulatrice) se trouvent au-dessus des coquilles 10 des machines à couler de construction connue qui ne sont pas représentées davantage sur les dessins. A leurs extrémités opposées aux orifices d9écoulement 9 les rigoles présentent des déversoirs 11 sous les- quelles sont placés les creusets 12.
Le but de cette conformation est doubles savoir d'une part celui de pouvoirs par basculement facile des rigoles particulières, procéder à de fins réglages de courte duréeen ce que la quantité de métal contenue dans la rigole est quelque peu arrêtée surtout par relèvement de l'extrémité d'écoule- ment 9, respectivement déversée plus vite par inclinaison vers le bas; d'ail- leurs par un fort relèvement correspondant de 1-'extrémité d'écoulement 9 tout apport de métal peut être interrompu en cas de panne par exemple à l'unité de coulée 10.Le bain en fusion s'écoulant par la rigole de répartition 4a pas- . se alors par le déversoir 11 dans le creuset 12, la rigole étant maintenue à la température de marche par l'écoulement continuel de métal.
Si l'on supprimait l'arrivée de métal à l'orifice d'écoulement 4a de la rigole de répartition, les rigoles particulières qui suivent devraient être le siège d'une prise en masse et devraient être changées lors de la remise en état de marche de l'uni- té de coulée. Pour les rigoles particulières aussi on a, comme pour la rigole de répartition. que le canal de la rigole est maintenu aussi court et restreint que possible, en renonçant à une chambre initiale avec séparation de scorie.
C9est un avantage important de l'installation que la scorie venant éventuelle- ment de la poche 1 soit reprise à la rigole de répartition et. comme les ouver-
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tures d'écoulement 5 se trouvent au fond de la rigole, ne puisse parvenir dans les rigoles particulières 6 et dans les coquilles 10.
Pour empêcher tout refroidissement inadmissible du métal s'écou- lant par la rigole de répartition 4 et les rigoles particulières 6, on a adap- té au-dessus des rigoles des couvercles chauffés 17 respectivement 18 et on peut en outre prévoir des dispositifs de chauffage (non montrés) pour les ri- goles elles-mêmes.
L'installation décrite ci-avant est mise en exploitation comme suit:
Dans la poche 1 on déverse par exemple le contenu d'un four Martin et la poche, sans être débarrassée d'abord des scories,. est placée au- dessus de la rigole de répartition 4. Le bouchon 3 est alors soulevé et, lors- que la rigole de répartition 4 s'est remplie jusqu'au niveau prévu pour le mé- tal, qui dans le présent exemple doit atteindre à peu près 30 cm., il est ré- glé pour une certaine amenée uniforme de mtal;, qui résulte de la production horaire de coulée, ici désignée comme "vitesse de coulée", de toutes les uni- tés de coulée. L'écoulement hors de la rigole de répartition 4 se fait pour un niveau de métal prédéterminé et des caractéristiques d'écoulement connues du bain de métal dans chaque cas, par les sections des tuyères d'écoulement 5.
De la rigole de répartition 4 le métal coulé s'écoule dans les rigoles parti- culières 6 et de celles-ci par les orifices d'écoulement 9 dans les coquilles de la machine à couler en barres 10. Aux rigoles particulières 6 on peut procé- der à un fin réglage par un léger soulèvement ou abaissement de l'extrémité d' écoulement 9, mais on peut aussi y produire pour raisons de sécurité une inter- ruption complète de l'arrivée de métal dans. la coquille, la rigole étant rele- vée si haut que tout le métal de coulée qui arrive s'écoule par le déversoir 11 dans le creuset 12 déjà préparé. Une telle interruption peut devenir néces- saire lorsqu'une machine à couler tombe en panne.
Les différentes machines à couler 10 sont de construction connue, et le niveau de métal dans la coquille peut être maintenu constant par changement du nombre de tours des rouleaux de transport du dispositif d'abaissement 13. Pour laisser au personnel de ser- vice cette possibilité de réglage, les moyens pour le réglage du débit de la poche, de la rigole de répartition et des rigoles particulières sont à régler de telle façon qu'ils laissent passer une quantité de métal telle qu'elle cor- responde au rendement de coulée moyen de l'unité de coulée correspondante 10, de sorte donc que par changement de la vitesse d'avancement -le la machine de coulée on peut avoir un réglage aussi bien vers le haut que vers le bas.
Comme on l'a observé plus haut, la section de l'orifice d'écoule- ment 2 de la poche 1 est dimensionnée de telle sorte que pour un remplissage au cinquième de la poche de coulée, elle laisse passer la quantité de métal correspondant à la production de coulée moyenne de toutes les unités de cou- lée en barre, sans qu'il soit encore nécessaire de procéder à un réglage par le bouchon 3; celui-ci est donc tout-à-dait soulevé.
Pour régler l'écoulement hors de la rigole de répartition 4, on peut prévoir (voir figure 1) des bouchons coniques 16 réglables par des trin- gles 14, 15. A cause du danger de prise en masse on n'utilisera toutefois ces dispositifs que dans des cas d'exception pour le réglage et autrement on les tiendra prêts pour le cas où l'on doit arrêter tout-à-fait l'écoulement à une rigole de répartition 4a, ce qui peut se présenter lorsqu'une tuyère d'écoulement 5 est détériorée et que sa fonction de réglage n'est plus remplie ou que par suite d'un dérangement à la coquille il faut interrompre la cou- lée.
Une rigole de répartition 4 agencée avec des tuyères d'écoule- ment 5 suivant les figures 1 à 3. a l'avantage qu'elle permet de retenir les scories surnageantes; il faut toutefois veiller avec un certain soin à main- tenir toujours libres les sections des tuyères, par exemple pour empêcher la prise en masse progressive dans la coulée d'acier froid.
Dans la rigole 40 modifiée des figures 5 et 6, les orifices de sortie sont pour cette raison conformés en rigoles ouvertes 41, et en fait la
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rigole de répartition 40 présente quatre embranchements 40a qui se continu- ent en rigoles d'écoulement 41a, 41b. 41c et 41d. Les sections effectives de ces rigoles d'écoulement correspondent aux quantités de métal prédéter- minées à faire écouler dans l'unité de temps pour un niveau de métal dé- terminé dans la rigole de répartition 40.
Pour régler exactementaux rigoles particulières d'écoulement 41a à 41d, la quantité de métal s'écoulant dans l'unité de temps, la rigole 40 repose sur des tiges à vis 42 réglables en hauteur.
Les montures réfractaires des rigoles peuvent être faites in- terchangeables pour permettre de changer la section effective des rigoles.
Il est possible en outre de conformer les rigoles d'écoulement 41a à 41d elles-mêmes de telle façon qu'elles puissent êtrerapidement adaptées à, respec- tivement enlevées de la rigole 40.
Dans l'exemple de réalisation décrit précédemment on a prévu une poche d'écoulement par le fonda à monter au dessus de la rigole de répar- tition. L'invention ne se limite pas, cependant, à une telle réalisation de la poches mais vise bien plutôt à des pôches basculables. Il faut., dans la construction d'une installation suivant l'invention, décider d'un cas à l'au- tre quel genre de poche est le plus avantageux. La poche à écoulement par le fond a l'avantage que la scorie reste dans la poche de manière assez sûre, il n'est pas besoin non plus de dispositifs coûteux et encombrants pour pla- cer la poche au-dessus de la rigole de répartition car pendant la coulée elle peut rester constamment pendue à la grue.
Ceci a aussi l'avantage que,, pour le cas de pannes quelconques,, à la poche ou au dispositif de bouchage, on peut aussitôt faire partir la poche de la machine à couler. Ce qui est désa- vantageux dans la poche à bouchon,c'est que par son agencementla hauteur constructive de l'installation est notablement augmentée et qu'en outre il est nécessaire d'amener la poche avec une grue à une hauteur d'environ 2,5 m.
au-dessus du solo Par contre une poche basculable aurait l'avantage que le jet de coulée tomberait d'une hauteur de chute notablement inférieure dans la rigole de répartition et que le réglage préliminaire peut être fait plus simplement et de façon plus précise qu'au moyen du réglage au bouchon de la poche avec par surcroît le fait que seraient économisés les frais d'entre- tien pour le remplacement des bouchons 3 et des pièces d'embouchure 2 de la poche 1. Avec une hauteur de chute plus faible pour l'introduction de la matiè- re coulée dans la rigole de répartition on a l'avantage que la rigole peut avoir une hauteur constructive plus faibles car le métal fluide éclabousse moins for- tement alentour.
En outre, on peut., avec l'emploi d'une poche basculable, mieux surveiller la rigole de répartition et plus facilement remédier aux pannes éven- tuelles qu'avec l'agencement d'une poche à bouchon, qui recouvre à peu près complètement la rigole de répartition. La poche basculable a dans tous les cas l'inconvénient qu'elle nécessite un bâti de basculage et un dispositif de com- mande mécanique pour la faire basculer. L'inconvénient existant en outre dans les poches à bascule., que la scorie fondue peut arriver dans la rigole de ré- partition, peut être supprimé par le fait qu'on emploie la poche à bascule avec., au voisinage du fonds une dérivation pour l'écoulement et un barrage à scories. De telles poches sont connues dans la technique de la coulée.
REVENDICATIONS.
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