Installation de refroidissement d'un moule de coulée
La présente invention a pour objet une installation de refroidissement d'un moule de coulée formé par une roue de coulée présentant une rainure périphérique et par une bande qui ferme la rainure sur un secteur limité à une extrémité par une roue de support adjacente à la roue de coulée. Cette installation comprend un premier dispositif de refroidissement disposé à proximité de ladite rainure et de la roue de support et dirigeant un réfrigérant contre la bande selon une trajectoire pratiquement perpendiculaire à celle-ci.
Les installations connues de refroidissement de tels moules de coulée ne pennettent pas de diriger un réfrigérant contre le moule à proximité immédiate de l'entrée du métal dans le moule par le fait que le réfrigérant pourrait rejaillir dans ce moule avant l'entrée du métal fondu dans ce dernier, ou rejaillir sur le métal fondu quand il entre dans le moule, avec le risque que le réfrigérant, de l'eau par exemple. réagisse de façon explosive avec le métal fondu. On a essayé d'éviter cette difficulté en ne refroidissant pas le moule tout de suite après la réception du métal fondu dans le moule, mais les méthodes proposées non seulement conviennent mal au refroidissement initial propre du métal fondu dans le moule mais aussi entraînent fréquemment un endommagement du moule par la chaleur dégagée du métal fondu.
L'installation qui fait l'objet de l'invention surmonte les difficultés mentionnées. Elle est caractérisée par un second dispositif de refroidissement avancé s'étendant entre la roue de support et le brin de la bande quittant cette roue de support et dirigeant un réfrigérant contre ce brin selon une trajectoire dirigée vers la première.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation de refroidissement objet de l'invention:
la fig. 1 est une vue d'une machine à couler équipée de l'installation de cette forme d'exécution,
la fig. 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif d'arrosage d'entrée représenté à la fig. 1, et
la fig. 3 est une coupe selon 3-3 de la fig. 2.
La machine équipée de l'installation représentée (fig. 1) comprend une roue de coulée 10 et une bande sans fin 11 disposée contre la périphérie de la roue 10 par des roues de support 12, 12', 12". La roue 10 comprend une pièce annulaire 13 munie d'une rainure périphérique 14 qui est fermée par la bande 11 pour constituer un moule M comportant une extrémité d'entrée A pour recevoir un métal fondu 15 provenant d'un creuset 16, et une extrémité de sortie B d'où sort un métal coulé 17.
Le refroidissement de la surface périphérique interne 18 de la pièce annulaire 13 est assuré par un réfrigérant dirigé contre cette surface 18 par des tuyères 19 communiquant avec des chambres 20 et 21 auxquelles le réfrigérant est envoyé par des tubes d'amenée 22 à partir d'une conduite d'alimentation principale 23. De même les parois latérales 24 de la pièce annulaire 13 sont refroidies par un réfrigérant dirigé contre ces parois 24 par des tuyères 25 à partir de tubes arqués 26 auxquels le réfrigérant est amené par des tubes d'amenée 27 reliés à la conduite 23.
Le refroidissement de la surface périphérique interne 18 et des parois 24 de la pièce annulaire 13 n'est pas décrit plus en détail. L'installation de refroidissement comprend un réfrigérateur R destiné à refroidir la bande 11. Ce réfrigérateur R en agissant sur la bande 1 1 relativement mince constitue un moyen efficace pour contrôler la vitesse à laquelle le métal fondu 15 dans le moule M est refroidi.
Le réfrigérateur R pour la bande 1 1 comprend des dispositifs d'arrosage 30, 31, 32 disposés successivement entre l'entrée A du moule M et un point C le long d'une trajectoire arquée suivie par le métal fondu 15 quand il se déplace avec le moule M, le point C étant celui auquel on désire que le refroidissement initial du métal fondu 15 soit pratiquement terminé. Le dispositif d'arrosage d'entrée 30 est disposé pratiquement immédiatement après que le métal fondu 15 a été reçu dans le moule M à l'extrémité d'entrée A de ce dernier.
Le dispositif d'entrée 30 comprend plusieurs pièces d'arrosage 33 en forme de coin montées parallèlement sur un tube d'alimentation 34 qui s'étend entre la roue de coulée 10 et la roue de support 12 supportant la bande 11 à l'extrémité d'entrée A du moule. Chaque pièce 33 comporte des parois parallèles 35, 36 jointes par un plateau de tuyères 37 et des parois 38, 39 et 40 afin de délimiter une chambre 41 de réception du réfrigérant à travers laquelle le tube 34 s'étend et dans laquelle passe le réfrigérant par des ouvertures 42 dans le tube 34 relié lui-même à la conduite principale 23.
Les pièces d'arrosage 33 sont insérées dans l'espace entre la roue de coulée 10 et la roue de support 12, le sommet 43 de chaque pièce 33 étant à proximité d'une tangente commune à la roue de support 12 et à la roue de coulée 10, le plateau de tuyères 37 de chaque pièce 33 s'étendant vers le bas à proximité de la bande 11 à l'extrémité d'entrée A du moule. Chaque plateau 37 est percé de canaux de décahrge 44 pour le réfrigérant, s'étendant vers le bas à travers le plateau dans une direction telle que les jets de réfrigérant ont une trajectoire rasante dirigée vers le bas le long de la surface de la bande 11.
Ainsi, chaque pièce 33 sert à diriger des jets de réfrigérant contre la bande à proximité de l'extrémité d'entrée
A du moule, selon des trajectoires qui obligent le réfrigérant à se déplacer le long de la bande 11 à distance de l'extrémité d'entrée A.
Les dispositifs de refroidissement 31 et 32 sont disposés successivement à proximité de la trajectoire arquée du métal fondu 15 quand il se déplace avec le moule M du dispositif de refroidissement d'entrée 30 au point C.
Chaque dispositif 31 et 32 est constitué par un tube arqué 44' disposé à proximité de la bande 11 et comportant des tuyères 45 réparties sur la longueur de ces tubes pour diriger des jets de réfrigérant contre la bande 1 le long de trajectoires pratiquement perpendiculaires à cette bande. Le réfrigérant est envoyé dans les tubes arqués 44' depuis la conduite principale 23 au moyen de vannes 46 et 47 par des tubes d'alimentation 48.
La trajectoire du réfrigérant depuis le dispositif de refroidissement d'entrée 30 est telle que le réfrigérant dirigé contre la bande 11 par le dispositif 30 se déplace le long de la bande à distance de l'extrémité d'entrée A du moule M, et quand ce réfrigérant atteint le réfrigérant dirigé contre la bande 11 par le dispositif 31, le réfrigérant dirigé contre la bande 11 par ce dispositif 31 se déplace le long de la bande à distance de l'extrémité d'entrée A du moule même s'il est dirigé contre la bande selon des trajectoires pratiquement perpendiculaires à celle-ci.
Ainsi, le dispositif de refroidissement d'entrée 30 assure non seulement la projection du réfrigérant contre la bande 1 1 immédiatement à proximité de l'extrémité d'entrée A du moule, mais il produit aussi un courant de réfrigérant le long de la bande 11 à distance de l'extrémité d'entrée A du moule qui déplace les réfrigérants provenant des dispositifs 31 et 32 à distance de cette extrémité d'entrée. De plus, le dispositif d'entrée 30 et les dispositifs 31 et 32 constituent trois zones de refroidissement réglables indépendamment à travers lesquelles passe le métal fondu 15 quand il se déplace avec le moule M entre l'extrémité d'entrée A du moule et le point C.
Le tube d'alimentation 34 comporte une vanne 50 et la conduite principale 23 une vanne 51, et il est entendu qu'en réglant les vannes 50, 46 et 47 quand la vanne d'alimentation principale 51 est ouverte, on règle le réfrigérant provenant d'une source non représentée et dirigé contre la bande 11 successivement par les dispositifs de refroidissement 30, 31 et 32 pour assurer pratiquement tout refroidissement initial désiré du métal fondu 15 entre l'extrémité d'entrée A du moule et le point C.
En outre, le dispositif d'entrée 30 constitue un moyen pour pré-refroidir la bande 11 avant que le métal fondu 15 entre dans le moule. Ce pré-refroidissement du moule est particulièrement avantageux quand le réfrigérant doit être dirigé contre la bande 11 sous des pressions relativement élevées pour refroidir le métal fondu 15 dans le moule, car ces pressions, en l'absence de la chaleur produite par le métal fondu dans le moule, créent une vapeur qui pourrait entrer dans le moule M en dépit de l'action du dispositif d'entrée 30.
Quand on utilise ce dispositif 30 pour pré-refroidir le moule, le courant de réfrigérant avant l'entrée du métal fondu 15 dans le moule est limité en fermant la vanne principale 51 et en envoyant le réfrigérant au dispositif d'entrée 30 par une conduite de dérivation 53 et une vanne 54 qui assure au réfrigérant une pression inférieure à celle assurée par la vanne 51. Une vanne de sécurité 55 cmpêche le réfrigérant d'entrer dans la conduite principale 23 à travers le tube 34 même quand la vanne 50 est ouverte.
Avec ce dispositif de pré-refroidissement, la bande 11 à proximité de l'extrémité d'entrée A du moule M est refroidie seulement par un réfrigérant fonctionnant à une pression inférieure à celle du réfrigérant à la pression normale le long de la bande 11 à distance de l'extrémité d'entrée A du moule. Le pré-refroidissement résultant sert à refroidir la partie de la bande 11 qui engage initialement le métal fondu 15 pour assurer le refroidissement du métal fondu 15 pendant la période de temps requise pour que la vanne 51 s'ouvre et envoie le réfrigérant à la pression normale après que le métal fondu 15 est dans le moule. En plus, le pré-refroidissement de la bande 1 1 évite tout endommagement de celle-ci par la chaleur du métal fondu pendant cette période.
Cooling installation of a casting mold
The present invention relates to an installation for cooling a casting mold formed by a casting wheel having a peripheral groove and by a strip which closes the groove on a sector limited at one end by a support wheel adjacent to the wheel. casting. This installation comprises a first cooling device arranged near said groove and the support wheel and directing a coolant against the strip along a path substantially perpendicular to the latter.
The known cooling installations of such casting molds do not allow directing a coolant against the mold in the immediate vicinity of the entry of the metal into the mold by the fact that the coolant could splash back into this mold before the entry of the molten metal. in the latter, or rebound on the molten metal when it enters the mold, with the risk that the refrigerant, water for example. reacts explosively with molten metal. Attempts have been made to avoid this difficulty by not cooling the mold immediately after receiving the molten metal in the mold, but the proposed methods not only are poorly suited to the clean initial cooling of the molten metal in the mold but also frequently result in a damage to the mold by the heat released from the molten metal.
The installation which is the subject of the invention overcomes the difficulties mentioned. It is characterized by a second advanced cooling device extending between the support wheel and the strand of the strip leaving this support wheel and directing a coolant against this strand in a path directed towards the first.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the cooling installation which is the subject of the invention:
fig. 1 is a view of a casting machine equipped with the installation of this embodiment,
fig. 2 is a view on a larger scale of the inlet sprinkler device shown in FIG. 1, and
fig. 3 is a section on 3-3 of FIG. 2.
The machine equipped with the installation shown (fig. 1) comprises a casting wheel 10 and an endless belt 11 disposed against the periphery of the wheel 10 by support wheels 12, 12 ', 12 ". The wheel 10 comprises an annular part 13 provided with a peripheral groove 14 which is closed by the strip 11 to constitute a mold M comprising an inlet end A to receive a molten metal 15 coming from a crucible 16, and an outlet end B d 'where a cast metal emerges 17.
The cooling of the internal peripheral surface 18 of the annular part 13 is provided by a refrigerant directed against this surface 18 by nozzles 19 communicating with chambers 20 and 21 to which the refrigerant is sent by supply tubes 22 from a main supply line 23. Likewise the side walls 24 of the annular part 13 are cooled by a refrigerant directed against these walls 24 by nozzles 25 from arcuate tubes 26 to which the refrigerant is supplied by supply tubes 27 related to driving 23.
The cooling of the inner peripheral surface 18 and of the walls 24 of the annular part 13 is not described in more detail. The cooling installation comprises a refrigerator R intended to cool the strip 11. This refrigerator R by acting on the relatively thin strip 11 constitutes an effective means of controlling the speed at which the molten metal 15 in the mold M is cooled.
The refrigerator R for the strip 1 1 comprises sprinkler devices 30, 31, 32 arranged successively between the inlet A of the mold M and a point C along an arcuate path followed by the molten metal 15 when it moves with the mold M, point C being the point at which it is desired that the initial cooling of the molten metal 15 be substantially completed. The inlet sprinkler 30 is disposed substantially immediately after the molten metal 15 has been received in the mold M at the inlet end A thereof.
The inlet device 30 comprises several wedge-shaped sprinkler pieces 33 mounted in parallel on a supply tube 34 which extends between the casting wheel 10 and the support wheel 12 supporting the strip 11 at the end. inlet A of the mold. Each part 33 has parallel walls 35, 36 joined by a nozzle plate 37 and walls 38, 39 and 40 in order to define a chamber 41 for receiving the refrigerant through which the tube 34 extends and in which the refrigerant passes. by openings 42 in the tube 34 itself connected to the main pipe 23.
The sprinkler parts 33 are inserted into the space between the casting wheel 10 and the support wheel 12, the top 43 of each part 33 being near a common tangent to the support wheel 12 and the wheel. casting 10, the nozzle plate 37 of each part 33 extending downwardly near the strip 11 at the inlet end A of the mold. Each tray 37 is pierced with discharge channels 44 for the coolant, extending downwardly through the tray in a direction such that the jets of coolant have a grazing path directed downward along the surface of the strip 11. .
Thus, each part 33 serves to direct jets of refrigerant against the strip near the inlet end.
A of the mold, in paths which force the coolant to move along the strip 11 away from the inlet end A.
The coolers 31 and 32 are successively disposed near the arcuate path of the molten metal 15 as it moves with the mold M of the inlet cooler 30 at point C.
Each device 31 and 32 is constituted by an arcuate tube 44 'arranged near the strip 11 and comprising nozzles 45 distributed over the length of these tubes to direct jets of refrigerant against the strip 1 along paths practically perpendicular to this bandaged. The refrigerant is sent in the arched tubes 44 'from the main line 23 by means of valves 46 and 47 through supply tubes 48.
The path of the coolant from the inlet cooling device 30 is such that the coolant directed against the strip 11 by the device 30 moves along the strip away from the inlet end A of the mold M, and when this refrigerant reaches the refrigerant directed against the strip 11 by the device 31, the refrigerant directed against the strip 11 by this device 31 moves along the strip at a distance from the inlet end A of the mold even if it is directed against the strip along paths practically perpendicular to it.
Thus, the inlet cooling device 30 not only ensures the projection of the coolant against the strip 11 immediately near the inlet end A of the mold, but it also produces a stream of coolant along the strip 11. at a distance from the inlet end A of the mold which moves the refrigerants coming from the devices 31 and 32 at a distance from this inlet end. In addition, the inlet device 30 and the devices 31 and 32 constitute three independently adjustable cooling zones through which the molten metal 15 passes as it moves with the mold M between the inlet end A of the mold and the mold. point C.
The supply tube 34 comprises a valve 50 and the main line 23 a valve 51, and it is understood that by adjusting the valves 50, 46 and 47 when the main supply valve 51 is open, the refrigerant coming from is regulated. from a source not shown and directed against the strip 11 successively by the cooling devices 30, 31 and 32 to ensure substantially any desired initial cooling of the molten metal 15 between the inlet end A of the mold and the point C.
Further, the inlet device 30 provides a means for pre-cooling the strip 11 before the molten metal 15 enters the mold. This pre-cooling of the mold is particularly advantageous when the coolant is to be directed against the strip 11 under relatively high pressures to cool the molten metal 15 in the mold, since these pressures, in the absence of the heat produced by the molten metal in the mold, create a vapor which could enter the mold M despite the action of the inlet device 30.
When this device 30 is used to pre-cool the mold, the flow of refrigerant before the entry of molten metal 15 into the mold is limited by closing the main valve 51 and supplying the refrigerant to the inlet device 30 through a pipeline. bypass 53 and a valve 54 which gives the refrigerant a pressure lower than that provided by the valve 51. A safety valve 55 prevents refrigerant from entering the main line 23 through the tube 34 even when the valve 50 is open .
With this pre-cooling device, the strip 11 near the inlet end A of the mold M is cooled only by a refrigerant operating at a pressure lower than that of the refrigerant at normal pressure along the strip 11 to distance from the inlet end A of the mold. The resulting precooling serves to cool the portion of strip 11 which initially engages molten metal 15 to provide cooling of molten metal 15 for the period of time required for valve 51 to open and send refrigerant to pressure. normal after the molten metal 15 is in the mold. In addition, the pre-cooling of the strip 1 1 prevents damage to the latter by the heat of the molten metal during this period.