EP0050626B1 - Procede et dispositif d'obtention en continu de lingots de metaux non ferreux a empilage auto-bloquant a partir d'une ebauche issue d'une machine de coulee sur roue a gorge - Google Patents

Procede et dispositif d'obtention en continu de lingots de metaux non ferreux a empilage auto-bloquant a partir d'une ebauche issue d'une machine de coulee sur roue a gorge Download PDF

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EP0050626B1
EP0050626B1 EP81900965A EP81900965A EP0050626B1 EP 0050626 B1 EP0050626 B1 EP 0050626B1 EP 81900965 A EP81900965 A EP 81900965A EP 81900965 A EP81900965 A EP 81900965A EP 0050626 B1 EP0050626 B1 EP 0050626B1
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jaws
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ingots
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François Bucourt
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Rio Tinto France SAS
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Aluminium Pechiney SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D5/00—Machines or plants for pig or like casting
    • B22D5/005—Devices for stacking pigs; Pigforms to be stacked

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for continuously obtaining, from a non-ferrous metal blank from a continuous casting machine on a grooved wheel, ingots of constant section and having bosses at their ends. suitable for making self-blocking stacks.
  • ingots having hollow and / or raised portions on one or more of their faces can be produced from molds of suitable shape, in order to prevent any relative movement of the ingots with respect to each other when they are assembled in the form of stacks and thus making their transport convenient.
  • the process according to the invention consists, in a known manner, of casting a blank on a grooved wheel temporarily closed by a ribbon and periodically making this blank integral with a device responsible for sharing it in ingots, but it is characterized in that that the blank is first clamped progressively on two opposite longitudinal side faces using two jaws in order to form imprints in line with these jaws, these imprints each comprising an edge extending over the entire height of the blank, and to develop at least one boss on at least one of the two other lateral faces, the boss or bosses being in a transverse plane passing through the imprints, the blank then being sheared in line with the imprints.
  • the method uses, as a raw material, a blank from a casting machine on a grooved wheel temporarily closed by a ribbon to form a mold with movable walls.
  • the preform leaving the casting machine is first brought in a horizontal direction to be threaded between the cylinders of a straightener which gives it a suitable straightness, then it engages in the device responsible for sharing it in ingots.
  • This device is fixed by a mobile carriage which includes means for making it integral with the blank.
  • the blank drives the carriage with it, which allows the device to move synchronously with the blank and to exercise its sharing action on a determined section of the latter. .
  • the blank is first of all clamped progressively on two opposite longitudinal side faces using two jaws connected to the carriage so as to form imprints in line with these jaws and to develop on at at least one of the other two faces, at least one boss.
  • imprints which extend over the entire height of the blank are preferably symmetrical with respect to a vertical plane passing through the axis of the blank and they more or less follow the slope of the lateral faces.
  • the depth of these imprints can vary depending on the nature of the product or the shape of the blank.
  • the bosses which develop on the lower and / or upper face of the blank are located in a transverse plane passing through the imprints and appear on a section in line with the imprints as two nipples separated by a hollow; these nipples dominate the plane of these faces with a height which can be of the order of 1/10 of the height of the blank and join this face according to a convex curve.
  • the blank is cut in a plane perpendicular or oblique to its axis, to the right of the imprints, that is to say so as to share the bosses by their median plane.
  • Each ingot thus obtained has, in the lengthwise direction, a projecting profile at each of its ends, which constitutes the means of making it self-locking in a conventional stacking system.
  • each ingot is taken up by a processing chain in which sheets are formed where one ingot out of two can be turned over in order to bring its lateral faces into close contact with the neighboring ingot; then, the different layers are superimposed successively in the long direction and in the cross direction so as to constitute stacks.
  • the present invention also relates to a device making it possible to implement the method described above.
  • This device is characterized in that it comprises, connected to a mobile carriage, two jaws placed opposite two longitudinal lateral faces of the blank and intended, on the one hand to form imprints in line with these jaws, these- ci each comprising an edge extending over the entire height of the blank and on the other hand to develop at least one boss on at least one of the two other lateral faces, the device further comprising a knife responsible for shearing l roughing on at least part of its section in line with the impressions and the boss.
  • These jaws are schematically made up of a right prism of triangular section surmounted by a trihedron whose base has the same section as the prism. They are in relation to the lateral uprights of the carriage by one of their faces while the other two free faces intersect along an edge contained in a vertical plane perpendicular or oblique to the axis of movement of the blank.
  • each jaw In general, the height of each jaw is close to the height of the blank so that the impression is made from top to bottom of the lateral surfaces. Associated with these jaws, there is a knife fixed on the carriage and whose cutting edge is placed in line with the edges of the jaws. At rest, the edge of the knife is placed slightly behind the roughing pass line.
  • the movements of the carriage, the jaws and the knife are automatically controlled according to a sequence comprising the following steps: the carriage being in the rest position, the blank pushed by the straightener runs between the elements of the device.
  • the carriage is made integral with the blank by any means and is driven at the same speed as the draft.
  • This movement of joining causes the jaws to come into operation which come to be applied on the lateral faces of the blank to sink gradually and mark these faces with their imprint.
  • the jaws are quickly withdrawn while the knife gradually shears the blank over at least part of its section. Then, the knife is quickly withdrawn, the carriage is detached from the blank, animated by a rapid movement of translation in the opposite direction to that of the blank over a distance of the order of that of the length of the ingot and the solidarity is established again for a new cut.
  • the present invention finds its application in particular in the aluminum industry, in all cases where it is sought, starting from a continuously cast product, to obtain ingots having a constant section, a known length and suitable for a self-locking stacking.

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Abstract

Procede et dispositif d'obtention de lingots de metaux non ferreux a empilage auto-bloquant a partir d'une ebauche (8) issue d'une machine de coulee continue sur roue a gorge. Le procede consiste, d'abord, a pincer de facon progressive les faces laterales de l'ebauche, afin d'y former des empreintes et de developper au moins un bossage sur une autre face de l'ebauche, puis a cisailler l'ebauche au droit des empreintes. Le dispositif comprend, relies aux montants (11) d'un chariot periodiquement rendu solidaire de l'ebauche, deux mors symetriques (12) qui forment les empreintes et un couteau (13) avec son tranchant (14) se deplacant pour cisailler l'ebauche. Cette invention trouve son application, notamment dans l'industrie de l'aluminium, chaque fois qu'on veut, a partir d'un produit moule en continu, obtenir des lingots de section constante, de longueur connue, presentant a leurs extremites des bossages permettant d'obtenir par empilage un assemblage auto-bloquant.

Description

  • L'invention concerne un procédé et un dispositif d'obtention en continu à partir d'une ébauche de métal non ferreux issue d'une machine de coulée continue sur roue à gorge, de lingots de section constante et possédant à leurs extrémités des bossages se prêtant à la réalisation d'empilages auto-bloquants.
  • L'homme de l'art sait que l'on peut réaliser, à partir de moules de forme convenable, des lingots présentant des parties en creux et/ou en relief sur une ou plusieurs de leurs faces et ce, afin d'empêcher tout déplacement relatif des lingots les uns par rapport aux autres lorsqu'ils sont assemblés sous forme de piles et d'en rendre ainsi le transport commode.
  • Cependant, cette technique recourt à des opérations discontinues de moulage, lingot par lingot, conduisant à des produits de structure et de composition assez hétérogènes, de poids variables et présentant une retassure de fin de solidification.
  • C'est pourquoi l'homme de l'art, pour parer à ces insuffisances, a cherché à utiliser des appareils fonctionnant en continu, et notamment, dans le cas de lingots de section voisine ou inférieure au décimètre carré, des machines de coulée sur roue à gorge fermée par un ruban. L'ébauche continue de métal obtenue à la sortie de ces machines étant alors partagée en lingots distincts soit par sciage à la volée, soit, comme dans le brevet français 1 224 969, par matriçage suivi d'un cisaillage.
  • Cependant, chacun de ces procédés présente des inconvénients importants. Ainsi, dans le sciage, outre l'usure rapide des scies, une quantité appréciable de métal est dévalorisée sous forme de copeaux qu'il faut séparer de l'huile de coupe avant de les recycler. Dans le procédé par matriçage suivi d'un cisaillage, il est nécessaire de disposer d'une presse à matricer, et de plus, les lingots obtenus présentent sur leur longueur un renflement dû à l'effet d'écrasement de la matrice ; d'où une section irrégulière et un espacement plus ou moins grand entre eux lorsqu'ils sont alignés les uns à côté des autres et en conséquence une compacité relativement faible des piles qu'ils permettent de réaliser.
  • Mais un inconvénient majeur de ces procédés, c'est que les lingots résultant de leur utilisation ne comportent aucun moyen susceptible de former un assemblage à bloc lorsqu'ils sont empilés. C'est pourquoi la demanderesse a cherché et mis au point un procédé et un dispositif qui permettent la fabrication en continu, sans perte de métal, de lingots de section constante, présentant les moyens nécessaires à l'édification de piles auto-bloquantes.
  • Le procédé suivant l'invention consiste, de façon connue, à couler une ébauche sur une roue à gorge fermée temporairement par un ruban et à rendre périodiquement solidaire cette ébauche d'un dispositif chargé de la partager en lingots, mais il se caractérise en ce que l'ébauche est d'abord pincée de façon progressive sur deux faces latérales longitudinales opposées à l'aide de deux mors afin de former des empreintes au droit de ces mors, ces empreintes comportant chacune une arête s'étendant sur toute la hauteur de l'ébauche, et de développer au moins un bossage sur au moins une des deux autres faces latérales, le ou les bossages se trouvant dans un plan transversal passant par les empreintes, l'ébauche étant ensuite cisaillée au droit des empreintes.
  • Ainsi, le procédé met en oeuvre, comme matière première, une ébauche issue d'une machine de coulée sur roue à gorge fermée temporairement par un ruban pour constituer un moule à parois mobiles.
  • L'ébauche sortant de la machine de coulée est d'abord ramenée dans une direction horizontale pour être enfilée entre les cylindres d'une dresseuse qui lui confère une rectitude convenable, puis elle s'engage dans le dispositif chargé de la partager en lingots.
  • Ce dispositif est fixé par un chariot mobile qui comporte des moyens pour le rendre solidaire de l'ébauche. Ainsi, sous la poussée des cylindres de la dresseuse, l'ébauche entraîne avec elle le chariot, ce qui permet au dispositif de se déplacer de façon synchrone avec l'ébauche et d'exercer son action de partage sur une section déterminée de cette dernière. Au cours de ce déplacement synchrone, l'ébauche est d'abord pincée de façon progressive sur deux faces latérales longitudinales opposées à l'aide de deux mors reliés au chariot de façon à former des empreintes au droit de ces mors et à développer sur au moins une des deux autres faces, au moins un bossage.
  • Ces empreintes qui s'étendent sur toute la hauteur de l'ébauche sont, de préférence, symétriques par rapport à un plan vertical passant par l'axe de l'ébauche et elles épousent plus ou moins la pente des faces latérales. La profondeur de ces empreintes peut varier suivant la nature du produit ou la forme de l'ébauche.
  • Les bossages qui se développent sur la face inférieure et/ou supérieure de l'ébauche se trouvent dans un plan transversal passant par les empreintes et se présentent sur une coupe au droit des empreintes comme deux mamelons séparés par un creux ; ces mamelons dominent le plan de ces faces d'une hauteur qui peut être de l'ordre du 1/10 de la hauteur de l'ébauche et rejoignent cette face suivant une courbe convexe. Après pinçage, l'ébauche est coupée dans un plan perpendiculaire ou oblique à son axe, au droit des empreintes, c'est-à-dire de façon à partager les bossages par leur plan médian. Chaque lingot, ainsi obtenu, présente, dans le sens de la longueur, un profil en saillie à chacune de ses extrémités ce qui constitue le moyen de le rendre auto-bloquant dans un système d'empilage classique.
  • A la sortie du dispositif, chaque lingot est repris par une chaîne de traitement dans laquelle on forme des nappes où un lingot sur deux peut être retourné afin d'amener ses faces latérales en contact étroit avec le lingot voisin ; puis, on superpose les différentes nappes successivement dans le sens long et dans le sens travers de façon à constituer des piles.
  • Dans ces piles, les bossages placés sur les deux côtés opposés de chaque nappe bloquent à la fois les faces latérales de la nappe supérieure et de la nappe inférieure, ces dernières nappes bloquant elles-mêmes par leurs bossages les faces latérales de la nappe considérée. Les piles ainsi obtenues sont alors cerclées et peuvent être véhiculées sans aucun risque de déplacement relatif des lingots.
  • La présente invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus.
  • Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte, reliés à un chariot mobile, deux mors placés en regard de deux faces latérales longitudinales de l'ébauche et destinés, d'une part à former des empreintes au droit de ces mors, celles-ci comportant chacune une arête s'étendant sur toute la hauteur de l'ébauche et d'autre part à développer au moins un bossage sur au moins une des deux autres faces latérales, le dispositif comportant, en outre, un couteau chargé de cisailler l'ébauche sur au moins une partie de sa section au droit des empreintes et du bossage.
  • Ces mors, de préférence identiques, sont de façon schématique constitués d'un prisme droit de section triangulaire surmonté d'une trièdre dont la base a la même section que le prisme. Ils sont en relation avec les montants latéraux du chariot par l'une de leurs faces tandis que les deux autres faces libres se coupent suivant une arête contenue dans un plan vertical perpendiculaire ou oblique à l'axe de déplacement de l'ébauche.
  • En général, la hauteur de chaque mors est voisine de la hauteur de l'ébauche de façon que l'empreinte se fasse du haut en bas des surfaces latérales. Associé à ces mors, se trouve un couteau fixé sur le chariot et dont le tranchant est placé au droit des arêtes des mors. Au repos, le tranchant du couteau est placé légèrement en retrait de la ligne de passe de l'ébauche.
  • De point de vue fonctionnement, les mouvements du chariot, des mors et du couteau sont commandés automatiquement suivant une séquence comprenant les étapes suivantes : le chariot étant en position de repos, l'ébauche poussée par la dresseuse défile entre les éléments du dispositif. Au moment où la longueur de l'ébauche correspondant à celle des lingots qu'on veut obtenir est passée au droit des mors, le chariot est rendu solidaire de l'ébauche par un moyen quelconque et se trouve entraîné à la même vitesse que l'ébauche. Ce mouvement de solidarisation entraîne la mise en route des mors qui viennent s'appliquer sur les faces latérales de l'ébauche pour s'enfoncer progressivement er marquer ces faces de leur empreinte. Dès que ces empreintes ont atteint la profondeur souhaitée, les mors se retirent rapidement tandis que le couteau vient cisailler progressivement l'ébauche sur au moins une partie de sa section. Puis, le couteau se retire rapidement, le chariot est désolidarisé de l'ébauche, animé d'un mouvement rapide de translation de sens contraire à celui de l'ébauche sur une distance de l'ordre de celle de la longueur du lingot et la solidarisation s'établit à nouveau en vue d'une nouvelle coupe.
  • La présente invention sera mieux comprise à l'aide des dessins accompagnant la demande qui n'ont rien de limitatif et ont pour seul but de l'illustrer.
    • La figure 1 représente une installation possible de coulée équipée de l'ensemble chariot- dispositif suivant l'invention.
    • La figure 2 est une section perpendiculaire à son axe de déplacement de l'ensemble chariot- dispositif.
    • La figure 3 montre en perspective une extrémité du lingot obtenu suivant le procédé de l'invention.
    • La figure 4 représente un assemblage de lingots auto-bloquants suivant l'invention.
  • Sur la figure 1, on peut voir une machine de coulée continue à roue à gorge du type quatre roues comprenant la roue de coulée proprement dite 1, les trois roues auxiliaires 2, 3, 4 et le ruban 5. Le métal liquide est introduit dans la machine suivant 6 et ressort en 7 sous forme d'ébauche 8. Cette ébauche est amenée dans une dresseuse 9 puis, vers un chariot mobile 10 équipé des mors et du couteau.
    • La figure 2 est une section perpendiculaire à son axe de déplacement de l'ensemble chariot- dispositif où on peut distinguer, d'une part, reliés à chacun des montants 11, les mors 12 et le couteau 13 avec son tranchant 14 placé à la partie inférieure du chariot, et, d'autre part, l'ébauche 8 à partager.
    • La figure 3 est une vue en perspective d'une extrémité de lingot montrant les bossages 15 qui permettent le blocage des lingots entre eux.
    • La figure 4 représente un assemblage de lingots auto-bloquants suivant l'invention.
  • La présente invention trouve son application notamment dans l'industrie de l'aluminium, dans tous les cas où on cherche, partant d'un produit coulé en continu, à obtenir des lingots présentant une section constante, une longueur connue et se prêtant à un empilage auto-bloquant.

Claims (4)

1. Procédé d'obtention de lingots de métaux non ferreux de section constante, à empilage auto-bloquant, à partir d'une ébauche issue d'une machine de coulée (1-5) continue à roue à gorge, dans lequel l'ébauche (8) est rendue périodiquement solidaire d'un dispositif chargé de la partager en lingots, caractérisé en ce que l'ébauche (8) est d'abord pincée de façon progressive sur deux faces latérales longitudinales opposées à l'aide de deux mors (12) afin de former des empreintes au droit de ces mors (12), ces empreintes comportant chacune une arête s'étendant sur toute la hauteur de l'ébauche (8) et de développer au moins un bossage (15) sur au moins une des deux autres faces latérales, le ou les bossages (15) se trouvant dans un plan transversal passant par les empreintes, l'ébauche (8) étant ensuite cisaillée au droit des empreintes.
2. Dispositif d'obtention de lingots d'aluminium à empilage auto-bloquant suivant le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, reliés à un chariot mobile (10), deux mors (12) placés en regard de deux faces latérales longitudinales de l'ébauche (8) et destinés d'une part à former des empreintes au droit de ces mors (12), celles-ci comportant chacune une arête s'étendant sur toute la hauteur de l'ébauche (8) et d'autre part à développer au moins un bossage sur au moins une des deux autres faces latérales, le dispositif comportant, en outre, un couteau (13) chargé de cisailler l'ébauche sur au moins une partie de sa section au droit des empreintes et du bossage (15).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des mors (12) a la forme d'un prisme droit de section triangulaire surmonté d'un trièdre dont la base a la même section que le prisme.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une des faces latérales du prisme et la face correspondante du trièdre sont reliées aux montants (11) du chariot (10), les deux autres faces étant libres.
EP81900965A 1980-04-28 1981-04-24 Procede et dispositif d'obtention en continu de lingots de metaux non ferreux a empilage auto-bloquant a partir d'une ebauche issue d'une machine de coulee sur roue a gorge Expired EP0050626B1 (fr)

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