<Desc/Clms Page number 1>
'Coulée continue des métaux .
La présente invention concerne un nouveau procédé pour la coulée continue des métaux ou d'autres matières fusibles; elle vi se également un nouveau dispositif pour la réalisation de ce procédé.
L'invention concerne, tout particulièrement, la coulée en vue de l'obtenticn continue de pièces de fomes allongées, comme barras, profilas, rubans, tôles ou autres; elle se rapporte spécialement à. la fabrication de pièces ayant subi un laminage immédisttement après l'opération de coulée.
Il existe de nombreux procèdes pour la coulée en continu des métaux, nais chacun d'au.: présenta certains inconvénients rendant plue ou moina difficile l'exploitation industrielle. La procède consistant à verser le tal dans la
<Desc/Clms Page number 2>
gorge dont est munie une roue, fermée par une bande continue ou articulée, ainai que la méthode de coulée entre deux bandes, présentent des difficultés importantes lorsqu'on cherche à obtenir des produits de grande largeur; ces pro- cédés conduisent, en outre, à des complications mécaniques excessives.
De marne, le procédé consistant en la coulée verticale, entre cylindres dont les axes @@ trouvent dans un plan horizontal, est d'une application délicate, à cause de l'accessibilité difficile du dispositif de coulée, et également par suite des complications dans la reprise des produite coulés obtenus.
Les inconvénients précités sont éliminés par la nouvelle disposition suivant l'invention, qui permet la coulée continue en butes largeurs désirées, et ceci dans des conditions techniques et économiques avantageuses.
Le nouveau procédé permet notamment d'éviter tout changement de direction- dans l'acheminement ultérieur des produite coulés après leur sortie du dispositif de coulée; il permet, en particulier, de faire parcourir à ces pr@inite un chemin horizontal, sans qu'aucune déviation soit nécessaire; cela permet de faire passer ces produits directement dans d'autres dispositifs tels que laminoirs, filières, ou autres, à la sortie du dispositif de coulée.
L'invention consiste, en premier lien, dans la coulée du métal, ou éventuellement d'une autre matière fusible, entre deux cylindres à axes de rotation parallèles. Elle apporte des avantages particuliers lorsque les axes de rotation des cylindres sont située dans un plan incliné par rapport à l'horizontale, et tout spécialement lorsqae les deux cylindres sont placés l'un au-dessus de l'autre, le plan passant par leur axe étant vertical, ou sensiblement vertical.
Suivant un trait particulier de l'invention, la coulée
<Desc/Clms Page number 3>
de la matière est réglée de telle manière que le passage de celle-ci, entre les cylindres, se traduise par un laminage.
Une autre particularité de l'invention réside en ce qu'un dispositif d'alimentation en matière fondue est mainte- nu en contact étanche avec lesdits cylindres par l'application élastique d'une pression adéquate.
Conformément à une variante du nouveau procédé, l'écoulement continu de la matière à couler est réglé d'une façon automatique en un ou plusieurs temps, de façon que l'écoulement ait bien sous une pression hydrostatique faible, de l'ordre de quelques millimètres de métal liquide, et constante.
Suivant un autre trait particulier du nouveau procédé, le produit, sortant d'entre lesdita cylindres, est soumis à un refroidissement convenable, et passe directement entre les cylindres d'un ou plusieurs laminoirs.
Le nouveau dispositif pour la réalisation de l'invention comprend au soins deux cylindres de coulée à axes pa rallèles, placés l'un au-dessus de l'autre, et des moyens pour introduire le métal liquide dans un espace libre compris entre lendits cylindrée de coulée.
Lesdits moyens, pour l'introduction du métal liquide entre les cylindres de coulée, sont généralement précédés d'un ou de plusieurs moyens d'alimentation en métal liquide; de préférence, un ou plusieurs régulateurs de niveau sont également prévue.
Un mécanisme est prévu pour faire tourner les cylindrée.
Le plus souvent, les cylindres de coulée sont munis de moyens de refroidissement; le dispositif peut comporter, en outre, dea mo/ens de refroidissement placés à l'aval des cylindres de coulée; il peut comprendre, également, des laminoirs faisant suite aux cylindres de coulée. Des moyens d'enroulement, de découpage, et autres, peuvent compléter l'instal-
<Desc/Clms Page number 4>
lation.
Conformément à l'invention, le* moyen@ pour l'introduction da métal, ou de la matière liquide, entre les cylindrée de cculée sont constitués par un injecteur, qui se présente sous la torse d'un récipient comportant des parois en biseau (parois obliques) adaptées à s'engager dans uns partie de
EMI4.1
l'espace ccmpris entre lea eyìndras. Les extr6mités de ces pco1s 8 'engagent notammert dans l'espace amont compris entre le plan passant par les axes cylindres et le plan tangent à ces c7lindres. lesdites parole obliques sont dienondea en sorte qu'une d'entre elles entre on contrat avec le cylindre inférieur, et l'antre avec le cylindre supérieur.
Une caractéristique Importante de l'invention réside en ce qu'un contact parfaitement étanche est réalisa entre la* périphéries des cylindres et les parties deadites parois obli-
EMI4.2
que. de l'injecteur entrant en contact avec ces pér1périe. f pour cela, les eurtacce en contact sont usinées aveo preciaion et lubrifiées pour réaliser un contact à frottement doux. En outre, les surfaces en contact sont pressées les unes contre, les autres par un moyen élastique tel que, par exeaple, ressort ou piston hydraulique ou pneumatique.
L'injecteur suivant
EMI4.3
l'invention comprend, d'autre part, deo parois 18âaleo appslées .fl8sue8.. délimitant leaditee parois obligea; l'étanchéité latérale entre l'injectenr et les cylindres eat s8ur. psr des prolongements desdita flasques p3tr plus profond.9nt dans l'espace compris autre les cylinirsa.
!.'c.t1el formé par lea±tas yproif o1;:i'lt(! 2e=t c!:!rez4" une fente continue pour le passage du métal liquide ou bien une paroi terminale comportant dao OUTerturea. Le8 paroi* obliquee de l'injecteur peuvent être réalisées en matière peu conductrice, telle que céramique ou métaux calorifugea du
<Desc/Clms Page number 5>
cote de l'intérieur de l'injeoteur; elles peuvent, éventuellement, être constituées par du métal seul, réchauffe extérieu- rement.
EMI5.1
L'injecteur esivant l'invention peut être utilisé a-,fao des cl1indrc'J axe-t pare-llèlea, placés l'un au-dessue de autre, avec ou se-3 décalage par rapport à la vertical¯.
Etant donné 3 graa avantasea que présente l'emploi dos cylindrée dont l'azs ae trouve dans un plan vertical, on ducrit ,¯tau3 e cas particulier dsns la préaente 3escription.
Les cylindres du dispositif ont une surface uniforme, ou bien présentent des croux, dea ratnuroe ou dea 60rses. 3n particulier, suivant une vsriante, un seul ou les deux oylin- dres peuvent présenter une gorge continue suivant une grande partie de leur génératrice; cette orge, destinée à recevoir
EMI5.2
la matière fcndue à eou2r, détermine l'épaisseur de la bande Zi.né3 que l'on vent obtenir. Dane ce cent les deux cylindres cent le plus couvant montée de manière à être en contact, l'un svee l'a-Litreb dan-La les réeana reatan.8, 0'eet-dirs en dehors de la gorge.
EMI5.3
Le d1eposi ut suivant l'invention peut être réalisa nous la fonte de d1Terees variantes. Afin d'illustrer 19invention, en en décrit des réalisations particulières titra d'exemples non 1i=*itatifs.
Sur les degaine annexés : La figura 1 eau une c.Ju;a-fiévatlon achta. fii3 du dispositif d'injection d ât81. la t1g 2. ea : due vua d3 pluu du se àlDpca4tLf.
La :figura 3 est le profil du dispositif dc la figura 1.
La figure 1t- montre arh6natiquement un régulateur de niveau.
La figure $ cet un détail de contacteur du même régulateur.
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 6 représente une coupe axiale d'un cylindre pourvu d'un système de refroidissement.
La figure 7 cet une coupe transversale du cylindre de la figure 6.
La figure 8 montre le schéma d'une installation complote de coulée et de laminage.
La figure 9 est une coupe-élévation schématique d'une variante de l'injecteur.
La figure 10 est une vue de plan de l'injecteur de la figure 9.
La figure 11 est l'élévation d'une paroi latérale de l'injecteur suivant les figures 9 et 10.
La figure 12 représente deux cylindres de coulée, à axes parallèles situés dans un plan vertical, vus du côté de l'injecteur.
Sur les figures 1 et 2, on voit l'injecteur 1 centré sur les cylindres 2 et 2', le centrage étant facilité par les oreilles 3. Des évidements 4 sont réservés sur les partira frottantes des parois en biseau 11 et 11' de l'injecteur 1; de même, les parties frottantes des oreilles 3 portent des évi- demente 4'. Le frottement est ainsi réduit, ce qui atténue l'in- fluence de toute déformation par suite d'une dilatation irrégu- lière de l'injecteur. Les parois obliques de l'injecteur 1 sont calorifugées intérieurement par les plaques ? de matière isolante. Les extrémités des parois 11 et 11' de l'injecteur sont arrondies, l'écoulement du métal est ainsi facilité.
L'extrémité de l'injecteur est partiellement obturée, sur toute sa largeur, par une barrette 6, en matière isolante, percée d'ouvertures 20 en vue d'une meilleurs répartition du métal entre les cylindres.
La largeur de la bande coulée est délimitée par les pro- longe.enta la et 1b des parois latérales de l'injecteur 1,
<Desc/Clms Page number 7>
qui pénètrent en biseau entre les cylindres 2 et 2', et assu- rent ainsi l'étanchéité latérale.
L'injecteur 1 est adapté au réservoir d'alimentation 7 au moyen dea goujons 9 ; les clavettes à pente 8 contribuent à fixer exactement la position de l'injecteur 1 par rapport au réservoir 7. La plaquette d'isolant 10 sert de joint d'étanchéité entre 1 ot 7.
Le trop-plein 12, visible sur la figura 2, limite la presaion du métal entre les cylindres, en cas de déréglage du dispositif d'alimentation. Le réservoir 7 est muni d'une ouverture 13, normalement obturée, pour la vidange éventuelle.
Ce réservoir est chauffé par les brûleurs 14, inatalléa dans la chambre 15.
La goulotte 16 et le flotteur 17 assurent la régulation du niveau de métal dans le réservoir 7. La goulotte étant fixé* sur un berceau 18, qui se déplace sur la colonne 19, le niveau approximatif du métal peut être ajusté à la hauteur voulu*; le flotteur 17 règle,à son tour, ce niveau, avec la précision désirée. En effet, si le niveau du liquide monte, le flotteur 17 remonte et son fond 17' vient s'appliquer contre la boucha 16' par laquelle le métal liquide .'écoule de 16 dana 7.
Comme on peut le voir sur la figura 8, l'ensemble consti- tué par la chambre à brûleurs 15, le réservoir 7, et l'injecteur 1, est monté sur un chariot 42 sur rails réglables 43, de façon à permettre la mise en place et le centrage rapide entre les cylindres. Le chariot est relié élatiquement au bâti du laminoir par un ressort réglable 44, ce qui procure l'étanchéité à frottement doux, entre les parois en biseau 11 et 11', de l'injecteur 1 et les parole des cylindrea 2 et 2'.
Dans les installations dépourvues de chambre de chauffage 15, et éventuellement ne comportant pas de chariot 42, un
<Desc/Clms Page number 8>
ressort, ou un vérin (pneumatique, ou hydraulique, ou électro- -:¯: magnétique), est relié directement au réservoir 7 ou à l'injeo- teur 1.
Le régulateur automatique de niveau, représenté sur la figure 4, comporta un flotteur 21 qui commande un balancier 22 aboutissent au contacteur 23. Le flotteur 21, placé dans la goulotte 16, subit les montées et descentes du niveau de métal liquida, et réagit contre elles en provoquant la coupure ou le rétatlissement du contact d'un circuit électrique qui assure le basculement du four de coulée 31 (voir figure 8).
Le contacteur 23 comprend plusieurs touches fixes (45a, b et c), et plusieurs touches mobiles (23a, b et c), montées sur le balancier 22. Les touches mobiles ont une flexibilité suffisante pour pouvoir agir indépendamment les uneo des autres (figure 5); cette disposition augmente la sécurité du contact.
Le régulateur est réglé de façon que la pression hydrostatique d'écoulement soit faible, de 1 à 10 et, de préférence de 2 à 5 millimètres de métal liquide.
Un dispositif de sécurité supplémentaire, non représenté sur les dessins, est constitué par un électrofrein sur le moteur de commande du four 31; ce frein arrête le basculement lorsque le niveau de métal monte exagérément dans la goulotte 16. Les amplitudes de variation de niveau dans la goulotte sont ainsi réduites.
Les figures 6 et 7 montrent un dispositif de refroidissement particulièrement avantageux, appliqué aux cylindres 2 et 2'. Les cylindres se composent d'una @me 24 et d'une frette 25. L'âme est percée de deux canaux 26 et deux canaux 27, longitudinaux. Chacun de ces canaux communique avec la périphérie de l'ême 24, par l'intermédiaire d'une série de petits canaux; ces derniers portent la référence 28 lorsqu'ils aboutissent aux canaux 26, et la référence 30 pour les canaux
<Desc/Clms Page number 9>
27. La périphérie de l'ême 24, aux endroits où débouchent les petits canaux 28 et 30, est creusée de rainures circulaires 29.
L'eau de refroidissement entre dand le cylindre par lee canaux 26, aboutit jusque sous la frette 25 par les petits canaux 28; elle coule ensuite dans les rainures 29, entre la périphérie de l'âme 24 et la frette 25, pour ressortir par les petits canaux 30 aboutissant aux canaux de sortie 27. On arrive ainsi à un refroidissement très énergique de la frette 25.
L'application du dispositif suivant l'invention a été représentée, sur la figure 8, sous la forme d'un ensemble pour la fabrication de bandes avec du métal liquide provenant d'un four de fusion basculant 31. Le four est suivi de la goulotte d'alimentation 16, munie d'un dispositif automatique 32 décrit plus haut, et représenté sur les figures 4 et 5. sous la partie avant de la goulotte 16 est situé le dispositit d'alimentation 33, formé du réservoir 7 et de l'injecteur 1 dont les détails ont été montrés sur la figure 1. Viennent ensuite les cylindres de coulée 2-2' qui exercent en même temps une action de laminage. Le mécanisme faisant tourner les cylindres n'est pas représenté sur le dessin. A la sortie de ces cylindres, on a installé des rampes d'arrosage 34 pour le refroidissement de la bande laminée.
Les laminoirs 35, 36, 37 et 38 achèvent le travail jusqu'à l'épaisseur désirée de la bande; bien entendu, le nombre de ces laminoires peut varier suivant les besoins. A la sortie de 38 se trouve une cisaille permettant de couper la bande sans en arrêter le mouvement.
40 et 41 représentent deux enrouleurs continua : des bobines de bandes sont obtenues successivement sur chacun d'eux sans qu'il soit nécessaire d'immobiliser la bande. Ainsi, le fonctionnement de l'ensemble de l'installation est parfaite-
<Desc/Clms Page number 10>
ment continu.
Les tigures 9 à 11 représentent un injecteur, pour matière fondue à couler, construit suivant une variante qui donne de particulièrement bons résultats dana la coulée des métaux légers.
La coupe de la figure 9 montre deux plaques semblables 46 et 46', constituant les parois obliques -- inférieure et supérieure - de l'injecteur remplaçant celui de la figure 1.
Ces parois entrent en contact avec les cylindres 2 et 2', suivant les surfaces assez étroites 47 et 47', très soigneusement usinées; le frottement doux est amélioré par lubrification des cylindres, en particulier avec du graphite.
L'étanchéité entre 7-7' et 2-2' est assurée par la pression élastique, exercée sur l'injecteur au moyen d'un vérin pneumatique, relié à un réservoir d'air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne de réglage. Le vérin remplace le ressort 44 de la figure 8.
L'ouverture 49, pour le passage du métal fondu, est une fente continue suivant toute la largeur de la bande à couler.
L'injecteur est vu de plan sur la figure 10 :il se compose de plusieurs paires d'éléments 46-46' assemblées au moyen dea goujons 53-53' et des tiges 48-48' dont les extrémités sont serrées sur les flasques 50 et 50' formant les parois latérales de l'injecteur. Cette conception de l'injecteur en plusieurs éléments apporte des grande avantages : elle facilite le jeu des dilatations au cours du chauffage, et évite ainsi les déformations possibles. En outre, en cas de solidification du métal dans l'injecteur, au moment d'un arrêt de la coulée, il devient aisé de retirer la masse solide après un démontage rapide de l'injecteur. Le nombre de paires d'éléments 46-46' peut varier suivant la largeur de l'injecteur, il peut, par exemple être de 2 à 30.
<Desc/Clms Page number 11>
La figure 11 montre, en élévation, le flasque de droite'
50, qui se termine par une partie en biseau 51, s'avançant entre les cylindres de coulée, plus loin que les extrémités
47-47' des paroia obliques 46-46'; cette partie 51 assure l'étanchéité latérale avec les cylindres 2-2' suivant les surfaces soigneusement usinées 60 et 60'.A gauche, l'injecteur est limité par un flasque semblable 50'.
Lorsqu'on déaire obtenir simultanément plusieurs bandea parallèles en une seule opération de coulée, on place quelques flasques supplémentaires, comme celui de la figure 11, entre certains des éléments 46-46'.
Sur la figure 12, on a représenté deux cylindres 52 et 52', munis de gorges 54 et 54'. Les cylindres entrent en contact l'un avec l'autre, suivant les parties 56 et 57 de leurs génératrices, tandis que l'espace libre 55, entre eux, est destiné à recevoir le métal liquide. Les parties obliques 47-7' de l'injecteur s'engagent dans cet espace 55,alors que les parties avancées 51 et 51' des flasques 50 et 50' s'y engagent plus profondément. 51 vient frotter contre le bord droit 58, et 51' contre le bord gauche 57 de la gorge 55.
L'emploi du dispositif suivant figures 9, 10, 11 et éventuellement 12, permet de simplifier le centrage de l'injecteur, ainsi, les oreilles 3 ne sont plus nécessaires.
L'installation décrite peut naturellement a'appliquer au travail de divers métaux ou de matières plastiques. à titre d'exemple non limitatif, voici les dimensions qui ont été choisies pour des appareils destinés à la fabrication de bandes minces d'aluminium de 60 cm de large. Le four 31 avait une capacité de 5 tonnes. L'âme et la frette des cylindres 2-2' étaient en acier mi-dur. Les cylindres avaient 600 mm de diamètre pour une largeur de table de 1200 mm, ils étaient écartés de 6 mm, leur vitesse tangentielle pouvait varier
<Desc/Clms Page number 12>
entre 0 et 3 m/cm Le dispositif de refroidissement 34 comportait un jeu de rampes à air et un jeu de rampes à eau pulvé- risée.
Les laminoirs 35,36, 37 et 38 étaient équipés de cylindres de travail de 200 mm de diamètre et de cylindres d'appui de 400 roll!, avec une largeur de bable de 1000 mm. Les réductions successives d'épaisseur de la bande étaient, en partant des cylindres 2-2' jusqu'au, la.-,-.noir 38, respectivement : 6 mm - 3 mm - 1,5 mm 0,7 mm- 0,3 mm. Les enrouleurs 40 et 41 avaient un diamètre de 300 mm, et permettaient l'obtention de bobines de 1200 mn de diamètre extérieur et d'un poids d'environ 1700 kg.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la coulée continue des métaux et d'autres matières fusibles, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire la matière, à l'état fondu, entre deux cylindres rotatifs à axes de rotation parallèles, situéadans un même plan incliné sur l'horizontale, par l'intermédiaire d'un récipient dont les parois terminales sont pressées contre lesdits cylindres par un moyen élastique, adapté à assurer l'étanchéité entre lesdites parois et lesdits cylindres.