EP0620061A1 - Dispositif de changement rapide et de maintien d'une paroi latérale d'une machine de coulée continue d'un produit métallique entre cylindres - Google Patents
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- EP0620061A1 EP0620061A1 EP94470009A EP94470009A EP0620061A1 EP 0620061 A1 EP0620061 A1 EP 0620061A1 EP 94470009 A EP94470009 A EP 94470009A EP 94470009 A EP94470009 A EP 94470009A EP 0620061 A1 EP0620061 A1 EP 0620061A1
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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
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0648—Casting surfaces
- B22D11/066—Side dams
Definitions
- the invention relates to the rapid replacement of a side wall of a continuous casting machine for a metal product comprising two counter-rotating cylinders.
- the liquid metal is poured into the casting space defined by the portions of the surfaces of the cylinders situated above a plane passing through the parallel axes of these cylinders and by lateral end walls, called "small faces" in support on the axial ends of the cylinders.
- the small faces must be applied against the axial ends of the cylinders, so as to obtain an effective seal to prevent any leakage of molten metal.
- the small faces arranged on either side of the ends of the cylinders are supported by carriages mounted mobile on guide rails parallel to the axes of the cylinders and associated with devices for translational movement between an advanced service position, in which the active parts of the small faces are in contact with the cylinders and a withdrawn position out of service, in which the small faces are distant from the cylinders.
- the new replacement small faces are mounted on the corresponding carriages, in the remote position of these carriages.
- the carriages are then replaced in their advanced service position in which they bring into contact and maintain the small faces with the ends of the cylinders.
- the casting can then be resumed by replacing the shutter of the distributor in its open position.
- Certain maintenance operations of the casting machine for example the cleaning of the rolls or the change of the distributor can be carried out in masked time during the change of the small faces.
- the object of the invention is therefore to propose a device for rapidly changing a side wall of a machine for the continuous casting of a metallic product comprising two counter-rotating cylinders with parallel axes arranged opposite one another with a certain spacing on the axial ends of which two side walls are supported, so as to delimit a casting space between the cylinders and comprising a carriage for moving the side wall, mounted movably on a support in the axial direction of the cylinders between an advanced position and a retracted position with respect to the cylinders, this device making it possible to reduce the reset time of the machine to a very small value to effect a change of side walls, so as to ensure almost continuous operation of the casting machine and increase the productivity of this machine.
- Another advantage of the device according to the invention is that it makes it possible to easily and without loss of time preheat the replacement side wall or walls before putting them into service.
- preheating is not done in good conditions because carried out on the side of the small face opposite to that which will be in contact with the metal sunk, and the support of the small face is made complicated.
- Figure 1 is a top view of a part of the casting machine and a change and holding device according to the invention and according to a first embodiment.
- Figure 2 is a sectional view along 2-2 of Figure 1.
- Figure 3 is a side elevational view along 3-3 of Figure 1.
- Figure 4 is a longitudinal sectional view similar to the section of Figure 2, of a second embodiment of a device according to the invention.
- FIG. 5 is a view in elevation and in partial section along 5-5 of FIG. 4.
- Figure 6 is a longitudinal sectional view similar to the view of Figure 4, of an alternative embodiment of the device according to the second embodiment.
- FIG. 7 is a front elevation view and in partial section along 7-7 of FIG. 6.
- the cylinders 1 and 2 respectively comprise extensions 1a and 2a by means of which the cylinders 1 and 2 are rotatably mounted in bearings and driven in rotation in opposite directions, with respect to each other.
- the extensions can be mounted on the same side of the cylinders, as shown in FIG. 1, or on one side for one cylinder and on the other side for the other cylinder.
- the cylinders 1 and 2 delimit between their lateral surfaces, above a horizontal plane passing through their axes at which the spacing 3 between the cylinders is the smallest, a casting space which is closed, at the ends longitudinal of the cylinders 1 and 2, by two side walls such that the wall 5 held against the cylinders 1 and 2 in the position of tightening and sealing by a quick change and holding device according to the invention generally designated by the reference 4.
- the device 4 comprises a support 6 resting by means of a base 6a on the floor of the casting machine and two lateral uprights 6b and 6c fixed by brackets on the base 6a and carrying at their upper part a longitudinal slide, respectively 7b and 7c consisting of two parts attached to each other and fixed by screws.
- the lateral uprights 6b and 6c of the frame and the corresponding slides 7b and 7c are placed in the direction of the axis of the cylinders 1 and 2 or longitudinal direction, on either side of the vertical median plane of the casting space 3 .
- a carriage 8 is mounted movable in translation in the longitudinal direction on the support 6, by means of the slides 7b and 7c, the carriage 8 comprising lateral guide elements 8b and 8c which are engaged between the two parts of the slides, respectively 7b and 7c.
- the carriage 8 has a through opening 9 at the level of which is fixed a column 10 with a vertical axis directed downwards inside the support 6, carrying at its lower end a bearing 11 to vertical axis.
- the support 6 also carries on its upper surface a crown 12 constituted by a taper roller bearing coaxial with the column 10 and the bearing 11.
- a barrel 14 is rotatably mounted around the vertical axis of the column 10 of the support 8, via of the bearing 12 and of a tubular shaft 13 rotatably mounted inside the bearing 11.
- the barrel 14 has a base 15 resting on the internal ring of the conical bearing 12 and side walls 16a, 16b and 16c resting on the base 15 and assembled together by welding along their edges at their upper parts, so as to be arranged according to three sides of a parallelogram.
- Each of the vertical walls 16a, 16b, 16c of the barrel 14 comprises means for fixing a side wall 5 such that the side wall 5a in service against the cylinders 1 and 2 and the walls 5b and 5c which may be constituted by walls new side in waiting position on the barrel 14.
- the support 6 carries two jacks 17a and 17b for translational movement in the longitudinal direction of the carriage 8 carrying the barrel 14 on which the side walls are fixed.
- Each of the jacks 17a and 17b has a body fixed on the support 6 and a rod connected to the rear end of the carriage 8.
- the jacks 17a and 17b allow the carriage 8 carrying the barrel 14 to be moved between an advanced position towards the cylinders as shown in FIG. 1 and a retracted position in which the barrel 14 and the side wall 5 are distant from the surfaces of end of cylinders 1 and 2.
- the tubular shaft 13 of the barrel 14 is secured, at its lower end, to a chain pulley 18.
- the barrel 14 which is rotatably mounted on the support 8 around the vertical axis common to the bearings 11 and 12 can be rotated by a rotary hydraulic cylinder 19 fixed on a support 20 integral with the column 10.
- the cylinder 19 comprises a vertical rotary axis on which is fixed a chain pulley 21 which ensures the drive of the chain pulley 18 secured to the tubular shaft 13, by means of a chain 22 engaged on the toothed parts of the pulleys 18 and 21.
- the drive can thus be achieved by a belt.
- the carriage 8 carries on its upper surface, a fixed stop 24 and the base 15 of the barrel 14 is crossed by openings such as 23a and 23b in which a movable stop such as 26 can be engaged.
- the support 6 carries an indexing cylinder 25 having a vertical arrangement and comprising a rod at the end of which is fixed a blocking pin 25a.
- the barrel 14 is sufficiently clear with respect to the cylinders 1 and 2, so that it can rotate around its vertical axis, so as to present a new side wall opposite cylinders 1 and 2.
- a rotation of a quarter of a turn of the barrel 14 makes it possible to place the wall 5b opposite the cylinders, that is to say in the position previously occupied by the wall 5a.
- the movable stop 26 is placed in a position such that this stop comes into contact with the fixed stop 24 when the barrel has made a quarter turn in the desired direction (for example, considering FIG. 1, in the direction of the needles d 'a watch, to orient the wall 5b along the initial orientation of the wall 5a).
- the contact between the movable stop 26 and the fixed stop 24 makes it possible to stop the rotation of the barrel after a quarter turn.
- the barrel may perform between two stop positions, half-turns alternately in one direction and in the other.
- at least one of the stops is retractable.
- the barrel 14 is immobilized and fixed in position by the pin 25a of the indexing cylinder 25 which is engaged in an opening of the base 15 of the barrel located in a position allowing the barrel to be indexed.
- the small faces such as 5a, 5b and 5c which are made at least partially of refractory material have opposite circular edges corresponding to the edges of the cylinders 1 and 2 with which they come in touch.
- the refractory material is preferably inserted into a metal casing, forming a pre-assembled assembly called a cassette.
- the small face 5a is fixed on a metal support 30a which is itself connected to the vertical wall 16a of the barrel by connecting means ensuring a certain latitude of movement of the small face 5a in the longitudinal direction, to ensure tightening against the end parts of the cylinders 1 and 2.
- These connecting means comprise a set of thrust cylinders 31 fixed to the wall 16a, the rods of which are connected to the support 30a, at a set of points distributed over the surface of the small face, as it can be seen in FIG. 3.
- the jacks 31 exert a thrust on the support 30a, in the longitudinal direction, in the direction of the ends of the cylinders 1 and 2, so as to apply the small face 5a in leaktight manner against the cylinders, when the barrel 14 and the carriage 8 are in their advanced position as shown in Figure 1.
- the jacks 31 could be replaced by thrust springs interposed between the front surface of the wall 16a of the barrel and the rear surface of the support 30a.
- the connecting means also comprise cylinders or return springs 32 connected to the support 30a, at its upper part and at its lower part, so as to exert on the cassette a return force, in the longitudinal direction, in a direction opposite to the force exerted by the support devices 31.
- Displacement sensors 33 are also arranged between the wall 16a and the support 30a, so as to determine the displacements and the position of the support 30a, during the positioning of the small face Sa and during the use of the casting machine .
- the sensors 33 make it possible in particular to control the positioning and wear of the small face 5a.
- the support means 31 and the return means 32 of the small face 5a, the active part of which comes into contact with the cylinders 1 and 2 ensure flexible fixing of the cassette which has a certain latitude of movement in the horizontal direction.
- the support 30a of the small face 5a is supported on pins 34 which ensure its maintenance in the vertical direction and on lateral stops 35 which ensure its maintenance in the transverse direction, during casting.
- the carriage 8 and the barrel 14 are then moved to a remote position remote from the cylinders 1 and 2, using the jacks 17a and 17b fixed on the support 6.
- the position of the stops is checked, so as to cause the barrel to make a quarter turn in the desired direction, for example to place the small face 5b in a position facing the ends of the cylinders 1 and 2, at the place of the small face 5a.
- the small face 5b is equipped with a new active part and has been preheated by a device (not shown) which may be, for example, a burner or a resistance heater by radiation.
- a device which may be, for example, a burner or a resistance heater by radiation.
- the carriage 8 and the barrel 14 are then moved in the direction of the cylinders 1 and 2, until the active part 5b of the small face comes into contact with the ends of the cylinders to be held against the cylinders with a certain pressure, through the support devices 31.
- the carriage 8 carrying the barrel 14 is clamped, at the level of the slides 7b and 7c, in its advanced position, by clamping cylinders 36.
- the various clamping and return cylinders of the cassette carrying the active part of the small face are supplied by a hydraulic block 37 placed inside the barrel 14, above the upper end of the column 13.
- the cables and supply pipes of the hydraulic block 37 penetrate inside the column 13 and the barrel, by means of a rotary joint 38 fixed to the lower end of the carriage 8.
- the means for guiding the cables and pipes for supplying the small face and the barrel are constituted by a cable-carrying chain 39 disposed on the upper part of the support 6.
- the changing device designated as a whole by the reference 40 comprises a support 41 of longitudinal direction fixed on the floor of the casting machine and comprising vertical lateral uprights at the upper part of which are slides of longitudinal direction 42b and 42c.
- a carriage 43 is mounted movable in the longitudinal direction on the support 41, by means of external lateral parts of its base 43a.
- the carriage 43 can be moved in the longitudinal direction on the support 41 by a hydraulic cylinder carried by the support 41, the rod 45 of which is connected to the carriage 43.
- the carriage 43 comprises two vertical uprights 43b and 43c fixed by welding on the upper face of the base 43a.
- a barrel 44 is rotatably mounted between the uprights 43b and 43c, by means of a tubular shaft 46 having a horizontal arrangement, the end portions of which are mounted in bearings carried by the uprights 43b and 43c respectively.
- the shaft 46 constituting the central part of the barrel is integral with four walls 47a, 47b, 47c and 47d, by means of spacers 48.
- Each of the walls 47a, 47b, 47c, 47d carries a cassette comprising a cassette support and the active part of a small face.
- the active parts of the small faces fixed on the walls 47a, 47b, 47c and 47d and the corresponding small faces are designated respectively by the references 50a, 50b, 50c and 50d.
- cassette supports on which the small faces 50a, 50b, 50c, 50d are fixed are themselves connected to the walls 47a, 47b, 47c, 47d, as described with regard to the wall 5a of the device shown in the figures 1, 2 and 3.
- a rotary actuator 51 is fixed in an opening passing through the lateral upright 43b of the carriage 43.
- the axis of the actuator 51 carries a pulley 52 which makes it possible to drive in rotation, by means of a chain or a belt 54 , a second pulley 53 secured to the end of the tubular shaft 46 of the barrel 44.
- the upright 43c of the carriage 43 carries an indexing jack 56 whose rod 56a can be engaged in an opening of a wall 57 integral with the tubular shaft 46 of the barrel 44.
- the indexing jack 56 makes it possible to block in the position of the barrel 44, after a rotation having brought the active part 50a of a small face opposite the cylinders.
- the differences between the devices of FIGS. 1, 2 and 3 and the device of FIGS. 4 and 5 relate to the direction of the axis of rotation of the barrel (vertical in the first case and horizontal in the second case) and to the presence , in the second case, four sides of the barrel for placing four cassettes carrying the active parts of four small faces.
- the device shown in FIGS. 6 and 7 comprises a longitudinal support 41 ′, the lateral uprights of which carry slides 42′b and 42′c at their upper part.
- a carriage 43 ′ is mounted movable in the longitudinal direction relative to the support 41 ′, by means of lateral parts of the base of the carriage 43′a engaged in the slides 42′b and 42′c.
- a jack whose rod 45 ′ connected to the carriage 43 ′ has been shown in FIGS. 6 and 7 makes it possible to move the carriage 43 ′ between an advanced position in the vicinity of the ends of the cylinders of a casting installation and a retracted position.
- the carriage 43 ′ has lateral uprights 43′b and 43′c between which a barrel 44 ′ is rotatably mounted by means of a horizontal tubular shaft 46 ′.
- the barrel 44 ′ has two parallel walls between them 47′a and 47′b each carrying a support cassette for the active part 50′a or 50′b of a small face of the casting machine.
- the support cassettes of the small faces are connected to the corresponding walls 47′a and 47′b, in the same way as the support cassettes of the small faces 50a, 50b, 50c, 50d connected to the walls 47a, 47b, 47c and 47d of the barrel 44 shown in Figures 4 and 5.
- the barrel 44 ′ can be turned by half a turn, so as to reverse the position of the small faces 50 ′ a and 50′b.
- the device according to the invention allows the side walls or small faces of the continuous casting machine to be changed very quickly.
- the device according to the invention also makes it possible to carry out in a simple manner the preheating of the small faces before putting them in the service position against the rolls of the casting machine.
- the barrel can have only two walls making it possible to set up two small faces or on the contrary a greater number of walls making it possible to set up more than two walls simultaneously on the barrel.
- the device includes preheating burners
- the barrel may then have only two side walls arranged symmetrically, one being exchanged and preheated while the other is in service.
- the invention applies not only to machines for casting strips between cylinders but also to machines for casting between cylinders of other metal products.
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Abstract
Description
- L'invention concerne le remplacement rapide d'une paroi latérale d'une machine de coulée continue d'un produit métallique comportant deux cylindres contrarotatifs.
- On connaît des dispositifs de coulée continue d'un produit métallique et notamment d'une bande métallique mince dont la lingotière est essentiellement constituée par deux cylindres contrarotatifs à axes horizontaux et parallèles disposés en vis-à-vis avec un écartement correspondant à l'épaisseur du produit à couler.
- Le métal liquide est déversé dans l'espace de coulée défini par les portions des surfaces des cylindres situées au-dessus d'un plan passant par les axes parallèles de ces cylindres et par des parois latérales d'extrémité, appelées "petites faces" en appui sur les extrémités axiales des cylindres.
- Les petites faces doivent être appliquées contre les extrémités axiales des cylindres, de manière à obtenir une étanchéité efficace pour éviter toute fuite de métal en fusion.
- Il est également nécessaire d'éviter ou de limiter la solidification du métal au contact des parois latérales. Dans ce but, on a proposé de réaliser les parois latérales en un matériau thermiquement isolant, de manière à empêcher un refroidissement important du métal en fusion à leur contact.
- On a également proposé d'utiliser des parois latérales comportant une partie en matériau réfractaire thermiquement isolant insérée entre les cylindres et placée entre deux plaques métalliques en forme de portions d'anneau, appliquées chacune contre une face frontale plane de chaque cylindre.
- Dans tous les cas, les parois latérales subissent une usure en fonctionnement du fait qu'elles viennent en contact avec le métal coulé en cours de solidification et en déplacement dans l'entrefer des cylindres, et avec les bords des cylindres en rotation.
- Il est donc nécessaire de remplacer les parois latérales usagées par des parois neuves, après un certain temps de fonctionnement de la machine de coulée.
- Pour effectuer le remplacement des parois latérales, il est nécessaire d'arrêter la coulée en fermant la sortie du répartiteur disposé au-dessus de la lingotière.
- Après la fermeture du répartiteur, la coulée se poursuit jusqu'à la vidange complète de la lingotière. On réalise alors le remplacement des petites faces.
- Les petites faces disposées de part et d'autre des extrémités des cylindres sont supportées par des chariots montés mobiles sur des glissières de guidage parallèles aux axes des cylindres et associés à des dispositifs de déplacement en translation entre une position avancée de service, dans laquelle les parties actives des petites faces sont en contact avec les cylindres et une position reculée hors service, dans laquelle les petites faces sont éloignées des cylindres.
- On réalise le montage des petites faces neuves de remplacement sur les chariots correspondants, dans la position reculée de ces chariots.
- Les chariots sont ensuite replacés dans leur position avancée de service dans laquelle ils réalisent la mise en contact et le maintien des petites faces avec les extrémités des cylindres.
- La coulée peut être alors reprise en replaçant l'obturateur du répartiteur dans sa position d'ouverture.
- En réalité, le temps nécessaire pour réaliser le remplacement des petites faces, depuis la fermeture du répartiteur jusqu'à sa réouverture pour le redémarrage de la coulée est généralement très long (de l'ordre de 20 à 45 minutes) et en conséquence, il est nécessaire de réaliser la vidange complète du répartiteur avant d'effectuer une opération de remplacement, du métal liquide pouvant difficilement être maintenu dans le répartiteur pendant tout ce temps.
- Avant d'effectuer le redémarrage de la coulée, il est donc nécessaire de remplir le répartiteur avec du métal liquide contenu dans une poche de coulée.
- Certaines opérations d'entretien de la machine de coulée, par exemple le nettoyage des cylindres ou le changement du répartiteur peuvent être réalisées en temps masqué pendant le changement des petites faces.
- Cependant, la nécessité de remplacer les petites faces après un certain temps de fonctionnement continu de la machine se traduit par un fonctionnement global discontinu avec des durées d'interruption relativement longues et entraîne une diminution sensible de la productivité de la machine.
- On ne connaissait pas jusqu'ici de dispositif de changement rapide des petites faces d'une machine de coulée qui permette de réduire fortement le temps de réarmement de la machine de coulée, c'est-à-dire le temps s'écoulant entre la fermeture du répartiteur avant une opération de remplacement des petites faces et la réouverture du répartiteur après changement des petites faces, pour obtenir un fonctionnement quasi continu de la machine avec des interruptions d'une durée limitée, par exemple inférieure à trois minutes.
- Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de changement rapide d'une paroi latérale d'une machine de coulée continue d'un produit métallique comportant deux cylindres contrarotatifs à axes parallèles disposés en vis-à-vis avec un certain écartement sur les extrémités axiales desquelles deux parois latérales sont en appui, de manière à délimiter un espace de coulée entre les cylindres et comportant un chariot de déplacement de la paroi latérale, monté mobile sur un support dans la direction axiale des cylindres entre une position avancée et une position reculée par rapport aux cylindres, ce dispositif permettant de réduire à une valeur très faible le temps de réarmement de la machine pour réaliser un changement de parois latérales, de façon à assurer un fonctionnement quasi continu de la machine de coulée et à augmenter la productivité de cette machine.
- Dans ce but, le dispositif selon l'invention comporte de plus :
- un barillet monté rotatif sur le chariot autour d'un axe perpendiculaire à l'axe des cylindres, comportant des moyens de fixation pour au moins deux parois latérales dans des positions se déduisant l'une de l'autre par une rotation d'un angle déterminé autour de l'axe du barillet, et
- des moyens de déplacement en rotation du barillet par pas d'amplitude correspondant à l'angle de rotation déterminé, de manière à déplacer une paroi latérale de remplacement d'une position d'attente à une position occupée par une paroi latérale en service à remplacer.
- Un autre avantage du dispositif selon l'invention est qu'il permet d'effectuer aisément et sans perte de temps un préchauffage de la ou des parois latérales de remplacement avant leur mise en service.
- En effet, on sait qu'il est nécessaire de chauffer les petites faces avant leur mise en service, pour éviter que le métal coulé se fige à leur contact. Pour cela on peut utiliser des brûleurs agissant soit sur la face active des petites faces, soit sur la face arrière de celles-ci. Dans le premier cas, et dans le dispositif selon l'art antérieur, il est délicat d'effectuer ce préchauffage lorsque la petite face est en position de service, car on risque de détériorer les cylindres par la flamme des brûleurs. De plus la durée du préchauffage est relativement longue, ce qui est incompatible avec un remplacement rapide des petites faces. Dans le second cas, on risque moins d'abîmer les cylindres, mais la durée de préchauffage reste rédhibitoire, le préchauffage ne se fait pas dans de bonnes conditions car réalisé du côté de la petite face opposé à celui qui se trouvera au contact du métal coulé, et le supportage de la petite face est rendu compliqué.
- Par ailleurs, un préchauffage réalisé avant la mise en place des petites faces sur leur support supprimerait les problèmes ci-dessus, mais obligerait les opérateurs à manipuler des petites faces portées à très haute température, pour les fixer sur leur support, ce qui serait très dangereux.
- Ces problèmes peuvent être résolus par le dispositif selon l'invention en utilisant des moyens de préchauffage agissant sur la ou les parois latérales en attente, après leur mise en place sur le barillet. Le préchauffage peut ainsi se faire sur la face de la paroi qui sera ensuite en contact avec le métal liquide, et de ce fait, la température de cette face sera la plus élevée possible avant mise en service de la paroi latérale, laquelle sera immédiatement opérationnelle dès sa mise en position de service.
- Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de changement rapide et de maintien d'une paroi latérale suivant l'invention, dans le cas d'une machine de coulée continue d'une bande mince d'acier.
- La figure 1 est une vue de dessus d'une partie de la machine de coulée et d'un dispositif de changement et de maintien suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation.
- La figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1.
- La figure 3 est une vue en élévation latérale suivant 3-3 de la figure 1.
- La figure 4 est une vue en coupe longitudinale analogue à la coupe de la figure 2, d'un second mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
- La figure 5 est une vue en élévation et en coupe partielle suivant 5-5 de la figure 4.
- La figure 6 est une vue en coupe longitudinale analogue à la vue de la figure 4, d'une variante de réalisation du dispositif selon le second mode de réalisation.
- La figure 7 est une vue en élévation frontale et en coupe partielle suivant 7-7 de la figure 6.
- Sur la figure 1, on voit une partie de l'installation de coulée constituée par deux cylindres 1, 2 disposés avec leurs axes horizontaux et parallèles et ménageant entre eux un espace 3 d'une largeur faible correspondant sensiblement à l'épaisseur de la bande d'acier dont on assure la coulée entre les cylindres 1 et 2.
- Les cylindres 1 et 2 comportent respectivement des allonges 1a et 2a par l'intermédiaire desquelles les cylindres 1 et 2 sont montés rotatifs dans des paliers et entraînés en rotation en sens inverse, l'un par rapport à l'autre. Les allonges peuvent être montées d'un même côté des cylindres, comme représenté sur la figure 1, ou d'un côté pour un cylindre et de l'autre côté pour l'autre cylindre.
- Les cylindres 1 et 2 délimitent entre leurs surfaces latérales, au-dessus d'un plan horizontal passant par leurs axes au niveau duquel l'écartement 3 entre les cylindres est le plus faible, un espace de coulée qui est fermé, au niveau des extrémités longitudinales des cylindres 1 et 2, par deux parois latérales telles que la paroi 5 maintenue contre les cylindres 1 et 2 en position de serrage et d'étanchéité par un dispositif de changement rapide et de maintien selon l'invention désigné de manière générale par le repère 4.
- On va décrire le dispositif de changement rapide et de maintien de paroi latérale 4 suivant l'invention, en se référant à l'ensemble des figures 1, 2 et 3.
- Le dispositif 4 comporte un support 6 reposant par l'intermédiaire d'un socle 6a sur le plancher de la machine de coulée et deux montants latéraux 6b et 6c fixés par des équerres sur le socle 6a et portant à leur partie supérieure une glissière longitudinale, respectivement 7b et 7c constituée de deux parties rapportées l'une sur l'autre et fixées par des vis.
- Les montants latéraux 6b et 6c du bâti et les glissières 7b et 7c correspondantes sont placés dans la direction de l'axe des cylindres 1 et 2 ou direction longitudinale, de part et d'autre du plan médian vertical de l'espace de coulée 3.
- Un chariot 8 est monté mobile en translation dans la direction longitudinale sur le support 6, par l'intermédiaire des glissières 7b et 7c, le chariot 8 comportant des éléments latéraux de guidage 8b et 8c qui sont engagés entre les deux parties des glissières, respectivement 7b et 7c.
- Comme il est visible sur la figure 2, le chariot 8 comporte une ouverture traversante 9 au niveau de laquelle est fixée une colonne 10 à axe vertical dirigée vers le bas à l'intérieur du support 6, portant à son extrémité inférieure un palier 11 à axe vertical. Le support 6 porte également sur sa surface supérieure une couronne 12 constituée par un palier à rouleau cônique coaxial à la colonne 10 et au palier 11.
- Un barillet 14 est monté rotatif autour de l'axe vertical de la colonne 10 du support 8, par l'intermédiaire du palier 12 et d'un arbre tubulaire 13 monté rotatif à l'intérieur du palier 11.
- Le barillet 14 comporte une embase 15 reposant sur la bague interne du palier cônique 12 et des parois latérales 16a, 16b et 16c reposant sur le socle 15 et assemblées entre elles par soudage suivant leurs arêtes à leurs parties supérieures, de manière à être disposées suivant trois faces d'un parallélogramme. Chacune des parois verticales 16a, 16b, 16c du barillet 14 comporte des moyens de fixation d'une paroi latérale 5 telle que la paroi latérale 5a en service contre les cylindres 1 et 2 et les parois 5b et 5c qui peuvent être constituées par des parois latérales neuves en position d'attente sur le barillet 14.
- Le support 6 porte deux vérins 17a et 17b de déplacement en translation dans la direction longitudinale du chariot 8 portant le barillet 14 sur lequel sont fixées les parois latérales.
- Chacun des vérins 17a et 17b comporte un corps fixé sur le support 6 et une tige reliée à l'extrémité arrière du chariot 8.
- Les vérins 17a et 17b permettent de déplacer le chariot 8 portant le barillet 14, entre une position avancée vers les cylindres telle que représentée sur la figure 1 et une position reculée dans laquelle le barillet 14 et la paroi latérale 5 sont éloignés des surfaces d'extrémité des cylindres 1 et 2.
- L'arbre tubulaire 13 du barillet 14 est solidaire, à son extrémité inférieure, d'une poulie à chaîne 18.
- Le barillet 14 qui est monté rotatif sur le support 8 autour de l'axe vertical commun aux paliers 11 et 12 peut être entraîné en rotation par un vérin hydraulique rotatif 19 fixé sur un support 20 solidaire de la colonne 10. Le vérin 19 comporte un axe rotatif vertical sur lequel est fixée une poulie à chaîne 21 qui assure l'entraînement de la poulie à chaîne 18 solidaire de l'arbre tubulaire 13, par l'intermédiaire d'une chaîne 22 engagée sur les parties dentées des poulies 18 et 21. L'entraînement peut ainsi être réalisé par une courroie.
- Le chariot 8 porte sur sa surface supérieure, une butée fixe 24 et le socle 15 du barillet 14 est traversé par des ouvertures telles que 23a et 23b dans lesquelles on peut engager une butée mobile telle que 26.
- En outre, le support 6 porte un vérin d'indexage 25 ayant une disposition verticale et comportant une tige à l'extrémité de laquelle est fixé un pion de blocage 25a.
- Lorsque le chariot 8 a été placé dans sa position reculée grâce aux vérins 17a et 17b, le barillet 14 est suffisamment dégagé par rapport aux cylindres 1 et 2, pour qu'il puisse tourner autour de son axe vertical, de manière à présenter une nouvelle paroi latérale en vis-à-vis des cylindres 1 et 2.
- Une rotation d'un quart de tour du barillet 14 permet de placer la paroi 5b en vis-à-vis des cylindres, c'est-à-dire dans la position occupée précédemment par la paroi 5a.
- La rotation du barillet 14 d'un quart de tour permet ainsi de placer une paroi latérale neuve dans une position d'engagement avec les surfaces d'extrémité des cylindres 1 et 2.
- La butée mobile 26 est placée dans une position telle que cette butée vienne en contact avec la butée fixe 24 lorsque le barillet a fait un quart de tour dans le sens voulu (par exemple, en considérant la figure 1, dans le sens des aiguilles d'une montre, pour orienter la paroi 5b suivant l'orientation initiale de la paroi 5a).
- Le contact entre la butée mobile 26 et la butée fixe 24 permet d'arrêter la rotation du barillet après un quart de tour. Dans le cas où seulement deux petites faces sont montées symétriquement sur le barillet, le barillet pourra effectuer entre deux positions de butée, des demi-tours alternativement dans un sens et dans l'autre. Dans le cas de plus de deux petites faces, l'une au moins des butées est escamotable.
- Le barillet 14 est immobilisé et fixé en position par le pion 25a du vérin d'indexage 25 qui est engagé dans une ouverture du socle 15 du barillet située dans une position permettant l'indexage du barillet.
- Comme il est visible, en particulier sur les figures 2 et 3, les petites faces telles que 5a, 5b et 5c qui sont constituées au moins partiellement de matériau réfractaire comportent des bords circulaires opposés correspondant aux bords des cylindres 1 et 2 avec lesquels ils viennent en contact. Le matériau réfractaire est préférentiellement inséré dans une enveloppe métallique, formant un ensemble prémonté appelé cassette.
- La petite face 5a, visible sur les figures 2 et 3, est fixée sur un support métallique 30a qui est lui-même relié à la paroi verticale 16a du barillet par des moyens de liaison assurant une certaine latitude de déplacement de la petite face 5a dans la direction longitudinale, pour assurer le serrage contre les parties d'extrémité des cylindres 1 et 2.
- Ces moyens de liaison comportent un ensemble de vérins de poussée 31 fixés sur la paroi 16a dont les tiges sont reliées au support 30a, en un ensemble de points répartis sur la surface de la petite face, comme il est visible sur la figure 3.
- Les vérins 31 exercent une poussée sur le support 30a, dans la direction longitudinale, en direction des extrémités des cylindres 1 et 2, de façon à appliquer la petite face 5a de manière étanche contre les cylindres, lorsque le barillet 14 et le chariot 8 sont dans leur position avancée telle que représentée sur la figure 1.
- Les vérins 31 pourraient être remplacés par des ressorts de poussée intercalés entre la surface antérieure de la paroi 16a du barillet et la surface postérieure du support 30a.
- Les moyens de liaison comportent également des vérins ou ressorts de rappel 32 reliés au support 30a, à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, de manière à exercer sur la cassette une force de rappel, dans la direction longitudinale, dans un sens opposé à la force exercée par les dispositifs d'appui 31.
- Des capteurs de déplacement 33 sont également disposés entre la paroi 16a et le support 30a, de manière à déterminer les déplacements et la position du support 30a, pendant la mise en place de la petite face Sa et pendant l'utilisation de la machine de coulée. Les capteurs 33 permettent en particulier de contrôler le positionnement et l'usure de la petite face 5a.
- Les moyens d'appui 31 et les moyens de rappel 32 de la petite face 5a dont la partie active vient en contact avec les cylindres 1 et 2 assurent une fixation souple de la cassette qui présente une certaine latitude de déplacement dans la direction horizontale.
- Le support 30a de la petite face 5a est en appui sur des axes 34 qui assurent son maintien dans la direction verticale et sur des butées latérales 35 qui assurent son maintien dans la direction transversale, pendant la coulée.
- On va maintenant décrire une opération de changement d'une paroi latérale en utilisant le dispositif suivant l'invention tel que représenté sur les figures 1, 2 et 3.
- Lorsqu'on a détecté, au moyen des capteurs de déplacement 3, une usure de la partie active de la paroi latérale 5a nécessitant son remplacement, on ferme le répartiteur d'alimentation de la lingotière constituée par les cylindres et les petites faces puis on continue la coulée jusqu'à la vidange complète de la lingotière.
- On déplace alors le chariot 8 et le barillet 14 vers une position reculée éloignée des cylindres 1 et 2, en utilisant les vérins 17a et 17b fixés sur le support 6.
- On vérifie la position des butées, de manière à faire effectuer au barillet un quart de tour dans le sens voulu, par exemple pour placer la petite face 5b dans une position en vis-à-vis des extrémités des cylindres 1 et 2, à la place de la petite face 5a.
- La petite face 5b est équipée d'une partie active neuve et a été préchauffée par un dispositif non représenté qui peut être par exemple un brûleur ou un dispositif de chauffage par rayonnement à résistance.
- Le chariot 8 et le barillet 14 sont ensuite déplacés en direction des cylindres 1 et 2, jusqu'au moment où la partie active 5b de la petite face vient en contact avec les extrémités des cylindres pour être maintenue contre les cylindres avec une certaine pression, par l'intermédiaire des dispositifs d'appui 31.
- Le chariot 8 portant le barillet 14 est bridé, au niveau des glissières 7b et 7c, dans sa position avancée, par des vérins de bridage 36.
- Pendant toutes les opérations nécessaires pour effectuer le changement de la petite face, on peut effectuer en temps partiellement masqué, un brossage des parties d'extrémité et de la table des cylindres, pour éliminer les particules par exemple de laitier qui ont pu se coller sur ses surfaces. On améliore ainsi la qualité du produit au redémarrage de la coulée.
- On peut réaliser, en utilisant le dispositif suivant l'invention, des changements de parois latérales en un temps très court, par exemple de l'ordre de trois minutes ou inférieur.
- Du fait de la durée très réduite nécessaire pour le changement de petite face, il est possible d'effectuer le changement sans vidanger le répartiteur.
- Il est possible également de maintenir les cylindres en rotation, pendant les opérations de changement.
- Les différents vérins de serrage et de rappel de la cassette portant la partie active de la petite face sont alimentés par un bloc hydraulique 37 disposé à l'intérieur du barillet 14, au-dessus de l'extrémité supérieure de la colonne 13.
- Les câbles et tuyauteries d'alimentation du bloc hydraulique 37 pénètrent à l'intérieur de la colonne 13 et du barillet, par l'intermédiaire d'un joint tournant 38 fixé sur l'extrémité inférieure du chariot 8.
- Enfin, les moyens de guidage des câbles et tuyauteries d'alimentation de la petite face et du barillet sont constitués par une chaîne porte-câbles 39 disposée sur la partie supérieure du support 6.
- Sur les figures 4 et 5, on a représenté un dispositif de changement rapide suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation.
- Le dispositif de changement désigné dans son ensemble par le repère 40 comporte un support 41 de direction longitudinale fixé sur le plancher de la machine de coulée et comportant des montants latéraux verticaux à la partie supérieure desquels sont fixées des glissières de direction longitudinale 42b et 42c. Un chariot 43 est monté mobile dans la direction longitudinale sur le support 41, par l'intermédiaire de parties latérales externes de son embase 43a.
- Le chariot 43 peut être déplacé dans la direction longitudinale sur le support 41 par un vérin hydraulique porté par le support 41, dont la tige 45 est reliée au chariot 43.
- Le chariot 43 comporte deux montants verticaux 43b et 43c fixés par soudure sur la face supérieure de l'embase 43a.
- Un barillet 44 est monté rotatif entre les montants 43b et 43c, par l'intermédiaire d'un arbre tubulaire 46 ayant une disposition horizontale, dont les parties d'extrémité sont montées dans des paliers portés par les montants 43b et 43c respectivement.
- L'arbre 46 constituant la partie centrale du barillet est solidaire de quatre parois 47a, 47b, 47c et 47d, par l'intermédiaire d'entretoises 48.
- Chacune des parois 47a, 47b, 47c, 47d porte une cassette comportant un support de cassette et la partie active d'une petite face. Les parties actives des petites faces fixées sur les parois 47a, 47b, 47c et 47d et les petites faces correspondantes sont désignées respectivement par les repères 50a, 50b, 50c et 50d.
- Les supports de cassette sur lesquels sont fixées les petites faces 50a, 50b, 50c, 50d sont eux-mêmes reliés aux parois 47a, 47b, 47c, 47d, de la manière décrite en ce qui concerne la paroi 5a du dispositif représenté sur les figures 1, 2 et 3.
- Un vérin rotatif 51 est fixé dans une ouverture traversant le montant latéral 43b du chariot 43. L'axe du vérin 51 porte une poulie 52 qui permet d'entraîner en rotation, par l'intermédiaire d'une chaîne ou d'une courroie 54, une seconde poulie 53 solidaire de l'extrémité de l'arbre tubulaire 46 du barillet 44.
- Le montant 43c du chariot 43 porte un vérin d'indexage 56 dont la tige 56a peut être engagée dans une ouverture d'une paroi 57 solidaire de l'arbre tubulaire 46 du barillet 44. Le vérin d'indexage 56 permet de réaliser le blocage en position du barillet 44, après une rotation ayant amené la partie active 50a d'une petite face en vis-à-vis des cylindres.
- Le fonctionnement du dispositif représenté sur les figures 4 et 5 est pratiquement identique au fonctionnement décrit en ce qui concerne le dispositif représenté sur les figures 1, 2 et 3, les parties actives des petites faces 50a, 50b, 50c, 50d pouvant être amenées par des rotations successives d'un quart de tour, en vis-à-vis des cylindres de la machine de coulée, lorsque le chariot 43 est placé en position reculée.
- Les différences entre les dispositifs des figures 1, 2 et 3 et le dispositif des figures 4 et 5 sont relatives à la direction de l'axe de rotation du barillet (verticale dans le premier cas et horizontale dans le second cas) et à la présence, dans le second cas, de quatre faces du barillet permettant de placer quatre cassettes portant les parties actives de quatre petites faces.
- Il est bien évident que dans le cas du dispositif à barillet à axe vertical des figures 1 à 3, il est également possible de placer quatre petites faces sur quatre parois du barillet au lieu des trois petites faces décrites.
- Sur les figures 6 et 7, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de changement rapide représentée sur les figures 4 et 5, les éléments correspondants sur les figures 4 et 5 d'une part et sur les figures 6 et 7 d'autre part comportant les mêmes repères avec cependant le signe ′ (prime) dans le cas des éléments du dispositif représenté sur les figures 6 et 7.
- Le dispositif représenté sur les figures 6 et 7 comporte un support longitudinal 41′ dont les montants latéraux portent à leur partie supérieure des glissières 42′b et 42′c. Un chariot 43′ est monté mobile dans la direction longitudinale par rapport au support 41′, par l'intermédiaire de parties latérales de la base du chariot 43′a engagée dans les glissières 42′b et 42′c. Un vérin dont la tige 45′ reliée au chariot 43′ a été représentée sur les figures 6 et 7 permet de déplacer le chariot 43′ entre une position avancée au voisinage des extrémités des cylindres d'une installation de coulée et une position reculée.
- Le chariot 43′ comporte des montants latéraux 43′b et 43′c entre lesquels un barillet 44′ est monté rotatif par l'intermédiaire d'un arbre tubulaire horizontal 46′.
- Le barillet 44′ comporte deux parois parallèles entre elles 47′a et 47′b portant chacune une cassette de support de la partie active 50′a ou 50′b d'une petite face de la machine de coulée.
- Les cassettes de support des petites faces sont reliées aux parois 47′a et 47′b correspondantes, de manière identique aux cassettes de support des petites faces 50a, 50b, 50c, 50d reliées aux parois 47a, 47b, 47c et 47d du barillet 44 représenté sur les figures 4 et 5.
- La différence entre les barillets des dispositifs représentés sur les figures 4 et 5 d'une part et 6 et 7 d'autre part est que le barillet du dispositif des figures 4 et 5 comporte quatre parois de support de quatre petites faces alors que le barillet du dispositif des figures 6 et 7 ne comporte que deux parois de support de deux petites faces.
- Lorsque le chariot 43′ et le barillet 44′ sont dans une position reculée par rapport aux cylindres de la machine de coulée, le barillet 44′ peut être tourné d'un demi-tour, de manière à intervertir la position des petites faces 50′a et 50′b.
- Avant d'effectuer le changement de petite face, il est possible, comme précédemment, de préchauffer la petite face de remplacement, avant de la placer par mise en rotation du barillet, dans une position en vis-à-vis des cylindres.
- Dans le cas des dispositifs de remplacement représentés sur les figures 1 à 3, 4 et 5 et 6 et 7 respectivement, après remplacement d'une petite face usagée, on peut réaliser le démontage de cette petite face usagée, après redémarrage de l'installation, la position correspondante sur le barillet étant accessible. On réalise alors le montage d'une cassette comportant une partie active neuve sur la paroi correspondante du barillet, et on effectue le préchauffage de la petite face dans cette position.
- Dans tous les cas, le dispositif suivant l'invention permet de réaliser de manière très rapide le changement des parois latérales ou petites faces de la machine de coulée continue.
- Le dispositif suivant l'invention permet également de réaliser de manière simple le préchauffage des petites faces avant de les mettre en position de service contre les cylindres de la machine de coulée.
- Il permet également de mettre en place sur le barillet, pendant le fonctionnement de la machine de coulée, les parois latérales neuves de remplacement.
- L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.
- C'est ainsi que le support, le chariot et le barillet ainsi que leurs moyens de déplacement peuvent être réalisés d'une manière différente de celle qui a été décrite.
- Le barillet peut comporter seulement deux parois permettant de mettre en place deux petites faces ou au contraire un plus grand nombre de parois permettant de mettre en place plus de deux parois simultanément sur le barillet.
- Lorsque le dispositif comporte des brûleurs de préchauffage, il est avantageux, bien que non indispensable, pour des raisons d'encombrement, de placer ces brûleurs parallèlement aux axes des cylindres, en les faisant agir sur une paroi latérale de remplacement située symétriquement à la paroi latérale en service par rapport à l'axe du barillet. Le barillet peut alors ne comporter que deux parois latérales disposées symétriquement l'une étant échangée et préchauffée pendant que l'autre est en service.
- L'invention s'applique non seulement aux machines de coulée de bandes entre cylindres mais également aux machines de coulée entre cylindre d'autres produits métalliques.
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