EP0677345B1 - Procédé et dispositif de coulée continue entre cylindres - Google Patents

Procédé et dispositif de coulée continue entre cylindres Download PDF

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EP0677345B1
EP0677345B1 EP95400446A EP95400446A EP0677345B1 EP 0677345 B1 EP0677345 B1 EP 0677345B1 EP 95400446 A EP95400446 A EP 95400446A EP 95400446 A EP95400446 A EP 95400446A EP 0677345 B1 EP0677345 B1 EP 0677345B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lubricant
rolls
wall
closure
interface
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95400446A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0677345A1 (fr
Inventor
Christophe Ganser
Jacques Barbe
Jean-Michel Damasse
Jean-Marie Pelletier
Pascal Devaux
Luc Vendeville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Usinor En Thyssen Stahl AG
Original Assignee
Thyssen Stahl AG
USINOR Sacilor SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Stahl AG, USINOR Sacilor SA filed Critical Thyssen Stahl AG
Publication of EP0677345A1 publication Critical patent/EP0677345A1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B22D11/0665—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating
    • B22D11/0668—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating for dressing, coating or lubricating

Definitions

  • the present invention relates to continuous casting thin metal products, especially steel, according to the technique of continuous casting between two cylinders contra-rotating, and more particularly the management of contact and lubrication between the ends fronts of such cylinders and shutter walls lateral, applied against these frontal ends, to delimit the casting space defined between the cylinders.
  • the molten metal is spilled in the casting space, defined between the cylinders, is solidifies on contact with them, and is extracted towards the bottom, when rotated, in the form of a thin strip.
  • sealing walls side are pressed against the front ends cylinders.
  • Such lateral closure walls are commonly made of refractory material, at less in their part brought into contact with the molten metal.
  • a way known lubrication consists in depositing a material lubricant on the front surfaces of the cylinders. This deposit is for example (see document JP-A-63248547) produced by applying a solid bar to these surfaces a lubricant, for example comprising nitride of boron or graphite. Document JP-A-6015416 teaches achieve this deposition by spraying a material lubricant, the thickness of which is controlled by a adapted device.
  • the regularity of contact can also be destroyed, during casting, by metal infiltration or tearing of the refractory material from the walls shutter, in the contact area.
  • the object of the present invention is to resolve these problems, and is particularly aimed at ensuring perfect seal between cylinders and walls lateral shutters permanently during casting in managing the wear of said closure walls.
  • the object of the invention is a process for the continuous casting of metals between cylinders, that molten metal is poured into a space of casting defined by the cylindrical walls of two cylinders with parallel axes, counter-rotating and cooled internally, and two fixed shutter walls side placed against the front surfaces end of the cylinders, and we deposit on these surfaces a lubricant to lubricate the interfaces cylinders-shutter walls, and we extract the product solidified in a direction of extraction substantially perpendicular to the plane containing the axes of the cylinders, characterized in that the quantity of lubricant is reduced brought into each of these interfaces be periodically, either in the event of deterioration in conditions friction or sealing at the cylinder-wall interface shutter.
  • the amount of lubricant deposited depending on the effort exerted on the shutter wall in the direction extraction.
  • variations in effort measured are representative of variations in conditions friction of the cylinders on the closing wall considered, these variations in friction being themselves indicators of a disturbance (infiltration, hooking or tearing) at the interface.
  • moving the shutter wall is indicative of metal snagging infiltrated between said wall and the cylinder, this attachment having the effect of moving the wall away the front surface of the cylinder.
  • the variation is varied. quantity of lubricant deposited according to parameters characteristics of the vibrations induced in the wall shutter during casting. As in the first variant above, variations in the vibration regime of the obturation wall are indicative of variations friction conditions, themselves indicative of interface disturbances.
  • a preferential method one applies in permanently and with a substantially constant effort on each of the front faces of the cylinders, a stick of lubricant, and to reduce the amount of lubricant brought to the interface, we remove the lubricant deposited at the by means of a scraper or a brush.
  • This method presents the advantage of obtaining a faster effect of the reduction or removing lubricant because it removes actually the lubricant on the surface front of the cylinder, as soon as the scraper and / or the brush are put into service, whereas the first method can let lubricant remain on the front surface of the cylinder for several turns of it before the consumption of lubricant, which occurs naturally in operation, does not lead to its reduction or effective deletion.
  • the invention also relates to a device for continuous casting between cylinders, comprising two cylinders contra-rotating parallel axes, defining between them a pouring space, delimited by two sealing walls lateral, fixed and placed against the front surfaces end of the cylinders, means for depositing a lubricant on said front surfaces, means of measurement of one or more parameters representative of friction or sealing conditions at the interface cylinder-shutter wall, characterized in that it includes means for removing the lubricant present on said front surfaces when the value (s) of this or these parameters indicate a degradation of the said friction or sealing conditions, said means including a scraper or a brush associated with each front surfaces, and means of commissioning or out of service of the scraper or brush.
  • Installation of continuous casting of thin strips steel shown schematically in the drawing of the Figure 1, includes two casting rolls 1, 2, of axes horizontal and parallel, spaced apart by a distance corresponding to the thickness of the strip.
  • the metal in fusion is poured into the casting space 3 defined between the cylinders 1,2. These are internally cooled and rotated in opposite directions, so that during casting the steel strip is extracted down, in the direction indicated by the arrow F.
  • the pouring space is delimited by fixed walls 4 lateral shutters, applied against surfaces front 5 of the cylinders by pressure means 20, such as springs or jacks, in a manner known per se.
  • the walls 4 have, on the side of the casting space, a central part 6 of refractory material, preferably thermally insulating, bordered by two strips 7 which extend, according to a curvature corresponding to that cylinders, over the entire height of the wall 4.
  • These bands 7, also called inserts, are made of a refractory material having good qualities of resistance to abrasion wear.
  • the Ray of outer curvature of these bands 7 is slightly greater than the outer radius of the cylinders, so that a part 7 ′ of the strips 7 projects beyond the periphery cylinders and either, during casting, in contact with the cast metal. Therefore, it is therefore the remaining part 7 '' of each strip 7 which is in rubbing contact with the corresponding front face of each cylinder, for sealing the pouring space.
  • the installation comprises means 8 for depositing a lubricant on the surfaces front 5, shown diagrammatically in FIG. 1, and shown in more detail in Figure 7, in a preferred embodiment.
  • These means include, for each front face of the cylinders, a stick solid of lubricant 9, such as for example nitride of boron or graphite, guided in a tubular support 10 fixed to the structure 11 of the installation.
  • the stick 9 is pushed against the front surface 5 of the cylinder 1 by a pressure means such as a spring 12, or a jack.
  • the spring 12 supports the lubricant stick 9 on the front surface 5, in permanently and with a substantially constant effort throughout the casting.
  • lubricant is therefore deposited and distributed over the entire circumferential part of the front surface 5 of the cylinder 1, and can be brought by this rotation, to the contact interface between this surface and the part 7 '' from the insert 7 of the closure wall 4, to provide lubrication.
  • the installation also includes adjustment means the quantity of lubricant supplied to the interface, comprising, associated with each front surface 5 of the cylinders, a scraping system 13 and a brush rotary 14, driven in rotation by a motor 15.
  • the scraping system shown more detailed in FIG. 8, includes a scraper 16 in blade shape that can be applied in contact with the frontal surface 5, or distant from it, by a jack 17, or an equivalent displacement control means.
  • Brush 14 can similarly be applied with controlled force against the surface frontal 5, or be distant from it, by means of equivalent displacement, not shown.
  • the installation also includes measuring means 18 of the position in the axial direction of the cylinders, of the closure wall 4, with respect to the front surface 5.
  • These measuring means make it possible to determine variations in wall position shutter, and therefore give indications on the operating conditions of the installation at the level the cylinder - end wall interface, in particular on the tightness of the casting space at this level interface. For example, when cast metal seeps between the cylinder and the closing wall and forms in se solidifying a hook 21 adhering to the wall shutter 4, the presence of this attachment repels the wall against the effort exerted by the means of pressure 20, creating a game at the interface, harmful to sealing, and detectable by the measuring means of displacement 18.
  • Line 30 in Figure 6 shows the position of the closure wall 4, with respect to the general structure of the installation, depending on the time.
  • Part 31 of route 30 corresponds to the start of casting, during which we observe a displacement progressive closure wall 4, result of a relatively rapid wear of refractory material constituting the insert 7. This period corresponds to a running-in of the insert by friction of the cylinder during its rotation, until the two surfaces are in intimate contact which ensures a good seal.
  • the temporary reduction or removal of interface lubrication can also be performed by a removal of the application of the stick 9 on the front surface of the cylinder.
  • the invention makes it possible in particular to avoid using for the inserts a self-lubricating material, for example example with high boron nitride content, less material resistant and more expensive, ensuring the lubrication of the cylinder-shutter interface by through the front surfaces of the cylinders, at instead of ensuring this lubrication by the inserts themselves.
  • a self-lubricating material for example example with high boron nitride content, less material resistant and more expensive
  • the invention is not limited to the device method described above by way of example.
  • the deposit of lubricant on the front surfaces of cylinders can also be achieved by other means as the sticks described above, for example by liquid lubricant application systems or pasty, projection of liquid or powdery lubricant, etc ...
  • the relative provision of the means of lubrication 8, brush 14, closure wall 4 and scraper 13, shown in FIG. 1 in this order depending on the direction of rotation of the cylinders can be modified; the lubrication means 8 being able to particular be placed between the brush and the wall shutter, the effect of brushing then still being remarkable in that the lubricant deposited after brushing is found in reduced quantity compared to this which would happen without any brushing.
  • scrapers which, being placed downstream of the closing wall in the direction of rotation, ensure also the elimination of possible metal snags on the edges of the cylinders, can be placed also upstream, but after the means to lubrication, and in addition to or in place of brushes.
  • the load cell 19 is therefore used to measure the force exerted on the wall 4 resulting from the friction of the cylinders 1, 2 rotating on this wall, this effort depending on the friction conditions and therefore in particular of the application force of the wall 4 on the cylinders, in the direction of two axes, from the surface contact, and lubrication conditions.
  • Variations in the measured effort are representative of changes in the conditions of friction at the interface, which can be caused either by abnormal localized wear of the wall obturation, or tearing of its material, or also seepage of cast metal and snagging of metal on said wall.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

La présente invention concerne la coulée continue de produits métalliques minces, notamment en acier, selon la technique de coulée continue entre deux cylindres contra-rotatifs, et plus particulièrement la gestion du contact et de la lubrification entre les extrémités frontales de tels cylindres et les parois d'obturation latérale, appliquées contre ces extrémités frontales, pour délimiter l'espace de coulée défini entre les cylindres.
Des installations connues de coulée continue entre cylindres comportent deux cylindres d'axes horizontaux et parallèles, refroidis intérieurement, entraínés en rotation de sens inverse, et espacés l'un de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur souhaitée du produit coulé.
Lors de la coulée, le métal en fusion est déversé dans l'espace de coulée, défini entre les cylindres, se solidifie au contact de ceux-ci, et est extrait vers le bas, lors de leur rotation, sous forme d'une bande mince. Pour contenir le métal en fusion, des parois d'obturation latérales, sont plaquées contre les extrémités frontales des cylindres. De telles parois d'obturation latérale sont couramment réalisées en matériau réfractaire, au moins dans leur partie amenée à être en contact avec le métal en fusion.
Il est nécessaire d'assurer l'étanchéité entre les cylindres et les parois d'obturation latérales. Pour cela, les parois sont pressées contre les extrémités des cylindres, et pour réduire le frottement induit, on lubrifie l'interface cylindre-paroi d'obturation. Un mode de lubrification connu consiste à déposer un matériau lubrifiant sur les surfaces frontales des cylindres. Ce dépôt est par exemple (voir document JP-A-63248547) réalisé en appliquant sur ces surfaces un barreau solide d'un lubrifiant, comportant par exemple du nitrure de bore ou du graphite. Le document JP-A-6015416 enseigne de réaliser ce dépôt par pulvérisation d'un matériau lubrifiant, dont l'épaisseur est contrôlée par un dispositif adapté.
Mais il arrive que le contact entre paroi d'obturation et cylindre ne soit pas suffisamment régulier, notamment en début de coulée, du fait d'irrégularités de surface des parois d'obturation, ou de leur positionnement non parfaitement perpendiculaire aux axes des cylindres.
La régularité du contact peut aussi être détruite, en cours de coulée, par des infiltrations de métal ou des arrachements du matériau réfractaire des parois d'obturation, dans la zone de contact.
Ces infiltrations ou arrachements peuvent s'accrocher sur les surfaces frontales, ou chants, des cylindres. Pour éviter que ces accrochages ne provoquent des détériorations du matériau réfractaire des parois d'obturation, lors de la rotation des cylindres, il a aussi été prévu d'utiliser des racleurs ou des brosses pour enlever ces accrochages des surfaces frontales des cylindres.
Un problème qui subsiste est que si des infiltrations de métal s'accrochent aux chants des cylindres ou aux parois d'obturations, ou si celles-ci se creusent localement suite à des arrachements de leurs matériaux constitutifs, ou simplement suite à leur usure, le contact paroi d'obturation - cylindres n'est pas régulier sur toute la longueur de l'arc de contact, ce qui nuit à l'étanchéité et risque de provoquer de nouvelles infiltrations.
La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes, et vise particulièrement à assurer une parfaite étanchéité entre cylindres et parois d'obturation latérales en permanence pendant la coulée en gérant l'usure des dites parois d'obturation.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de coulée continue de métaux entre cylindres , selon lequel on coule du métal en fusion dans un espace de coulée défini par les parois cylindriques de deux cylindres d'axes parallèles, contrarotatifs et refroidis intérieurement, et deux parois fixes d'obturation latérales placées contre les surfaces frontales d'extrémité des cylindres, et on dépose sur ces surfaces frontales un lubrifiant pour lubrifier les interfaces cylindres-parois d'obturation, et on extrait le produit solidifié selon une direction d'extraction sensiblement perpendiculaire au plan contenant les axes des cylindres, caractérisé en ce qu'on réduit la quantité de lubrifiant apporté dans chacun de ces interfaces soit périodiquement, soit en cas de dégradation des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre-paroi d'obturation.
Par la réduction, qui peut aller jusqu'à la suppression, du lubrifiant apporté à l'interface, on accroít le frottement entre cylindres et parois d'obturations. Il en résulte une usure de la paroi d'obturation dans la zone de contact avec le cylindre, qui peut être assimilée à un rodage de cette paroi sur la surface frontale du cylindre en rotation, ce qui conduit à rétablir un bon contact et une bonne portée du cylindre sur la paroi d'obturation sur toute la zone ainsi usée, et donc à un retour à de bonnes conditions d'étanchéité, en faisant disparaítre les accrochages de métal ou les arrachements de réfractaire.
Lorsque la réduction ou suppression de lubrifiant est réalisée périodiquement, son effet est de type préventif. Dans ce cas, on provoque alors périodiquement une érosion limitée des parois d'obturation latérales qui supprime tout début d'accrochages éventuels, et évite ainsi un accroissement de ces accrochages, lequel conduirait à repousser les parois d'obturation en les éloignant des cylindres et donc à détériorer encore plus l'étanchéité, et donc à accroítre les infiltrations et les risques d'accrochages de métal sur le réfractaire des dites parois. De même, dans le cas où se serait produit un petit arrachement localisé de réfractaire dans la zone de contact, l'érosion volontaire de cette zone, sur toute sa surface, tend à supprimer le creusement provoqué par l'arrachement, et donc évite qu'il ne s'amplifie.
Le même mécanisme d'érosion destiné à corriger les effets néfastes d'infiltrations et d'accrochages de métal, ou d'arrachement de réfractaire, est exploité dans le cas où la diminution ou suppression de lubrifiant est commandée en réponse à une variation mesurée d'un paramètre représentatif des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre - paroi d'obturation.
Selon une première variante, on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de l'effort exercé sur la paroi d'obturation dans la direction d'extraction. Dans ce cas, des variations de l'effort mesuré sont représentatives de variations des conditions de frottement des cylindres sur la paroi d'obturation considérée, ces variations du frottement étant elles-mêmes indicatrices d'une perturbation (infiltration, accrochage ou arrachement) à l'interface.
Selon une autre variante, on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de la position de la paroi d'obturation par rapport aux surfaces frontales des cylindres, mesurée dans la direction des axes des cylindres. Dans ce cas, le déplacement de la paroi d'obturation est indicatif d'un accrochage de métal infiltré entre la dite paroi et le cylindre, cet accrochage ayant pour effet d'éloigner la paroi d'obturation de la surface frontale du cylindre.
Selon une autre variante encore, on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de paramètres caractéristiques des vibrations induites dans la paroi d'obturation lors de la coulée. Comme dans la première variante ci-dessus, des variations du régime de vibration de la paroi d'obturation sont indicatrices de variations des conditions de frottement, elles-mêmes indicatrices de perturbations à l'interface.
Selon une première méthode, pour régler la quantité de lubrifiant apporté à l'interface, on fait varier la force d'appui d'un bâtonnet solide de lubrifiant appliqué sur chacune des faces frontales des cylindres.
Selon une méthode préférentielle, on applique en permanence et avec un effort sensiblement constant sur chacune des faces frontales des cylindres, un bâtonnet de lubrifiant, et pour réduire la quantité de lubrifiant apporté à l'interface, on enlève le lubrifiant déposé au moyen d'un racleur ou d'une brosse. Cette méthode présente l'avantage d'obtenir un effet plus rapide de la réduction ou suppression de lubrifiant, car elle enlève effectivement le lubrifiant se trouvant sur la surface frontale du cylindre, dès que le racleur et/ou la brosse sont mis en service, alors que la première méthode peut laisser subsister du lubrifiant sur la surface frontale du cylindre pendant plusieurs tours de celui-ci avant que la consommation de lubrifiant, qui se produit naturellement en fonctionnement, ne conduise à sa réduction ou suppression effective.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de coulée continue entre cylindres, comportant deux cylindres contrarotatifs d'axes parallèles, définissant entre eux un espace de coulée, délimité par deux parois d'obturation latérale, fixes et placées contre les surfaces frontales d'extrémité des cylindres, des moyens pour déposer un lubrifiant sur les dites surfaces frontale, des moyens de mesure d'un ou plusieurs paramètres représentatifs des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre-paroi d'obturation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour enlever le lubrifiant présent sur les dites surfaces frontales lorsque la ou les valeurs de ce ou ces paramètres indiquent une dégradation des dites conditions de frottement ou d'étanchéité, lesdits moyens comprenant un racleur ou une brosse associé(e) à chacune des surfaces frontales, et des moyens de mise en service ou hors service du racleur ou de la brosse.
Les moyens de mesure peuvent notamment comporter :
  • un capteur d'effort pour mesurer l'effort exercé sur la paroi d'obturation dans la direction perpendiculaire au plan contenant les axes des cylindres et/ou,
  • un capteur de déplacement pour mesurer les déplacements de la paroi d'obturation latérale, dans une direction parallèle aux axes des cylindres et/ou,
  • un accéléromètre, permettant de mesurer des paramètres caractéristiques du régime vibratoire de la paroi d'obturation, ces vibrations résultant, comme on le comprend aisément, d'un phénomène de broutage dû au fait que les parois d'obturation ont tendance à gripper contre les chants des cylindres, lorsque les conditions de frottement se dégradent, ou varient de manière aléatoire.
La mise en oeuvre de ces différents moyens de mesure, et l'exploitation des signaux qu'ils fournissent, pour commander les moyens de réglage de la quantité de lubrifiant sera aisément réalisée par l'homme du métier, en fonction des caractéristiques spécifiques à chaque installation, pour gérer, en cours de coulée, l'usure des parois d'obturation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront dans la description qui va être faite d'une installation de coulée continue entre cylindre de bandes minces en acier, conforme à l'invention, et de son procédé de mise en oeuvre ;
On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue frontale schématique partielle de l'installation de coulée.
  • la figure 2 est une demi-vue d'une paroi d'obturation latérale lorsqu'un accrochage de métal coulé se produit,
  • la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2,
  • la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2, après une suppression momentanée de lubrification,
  • la figure 5 et une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4,
  • la figure 6 est une représentation graphique de l'évolution dans le temps de la position d'une paroi d'obturation, lors du démarrage de l'installation, et lorsque un accrochage de métal se produit,
  • la figure 7, est une vue d'un moyen de lubrification des surfaces frontales des cylindres, selon la flèche F1 de la figure 1,
  • la figure 8 est une vue d'un racleur placé entre l'une des dites surfaces frontales, selon la flèche F2 de la figure 1,
  • la figure 9 est une vue d'une brosse rotative agissant sur l'une des dites surfaces frontales, selon la flèche F3 de la figure 1.
L'installation de coulée continue de bandes minces en acier, représentée schématiquement sur le dessin de la figure 1, comprend deux cylindres de coulée 1, 2, d'axes horizontaux et parallèles, espacés d'un distance correspondant à l'épaisseur de la bande. Le métal en fusion est déversé dans l'espace de coulée 3 défini entre les cylindres 1,2. Ceux-ci sont refroidis intérieurement et entraínés en rotation de sens contraire, de manière que, lors de la coulée, la bande en acier soit extraite vers le bas, dans le sens indiqué par la flèche F.
L'espace de coulée est délimité par des parois fixes 4 d'obturation latérale, appliquées contre les surfaces frontales 5 des cylindres par des moyens de pression 20, tels que ressorts ou vérins, de manière connue en soi. Les parois 4 présentent, du côté de l'espace de coulée, une partie centrale 6 en matériau réfractaire, de préférence thermiquement isolant, bordée de deux bandes 7 qui s'étendent, selon une courbure correspondant à celle des cylindres, sur toute la hauteur de la paroi 4.
Ces bandes 7, appelées aussi inserts, sont réalisées en un matériau réfractaire ayant de bonnes qualités de résistance à l'usure par abrasion. Le rayon de courbure extérieur de ces bandes 7 est légèrement supérieur au rayon extérieur des cylindres, de sorte qu'une partie 7' des bandes 7 déborde de la périphérie des cylindres et soit, lors de la coulée, en contact avec le métal coulé. De ce fait, c'est donc la partie restante 7'' de chaque bande 7 qui est en contact frottant avec la face frontale correspondante de chaque cylindre, pour assurer l'étanchéité de l'espace de coulée.
Conformément à l'invention, l'installation comprend des moyens 8 pour déposer un lubrifiant sur les surfaces frontales 5, schématisés sur la figure 1, et représentés de manière plus détaillée sur la figure 7, dans une variante de réalisation préférée. Ces moyens comportent, pour chaque face frontale des cylindres, un bâtonnet solide de lubrifiant 9, tel que par exemple du nitrure de bore ou du graphite, guidé dans un support tubulaire 10 fixé sur la structure 11 de l'installation. Le bâtonnet 9 est poussé contre la surface frontale 5 du cylindre 1 par un moyen de pression tel qu'un ressort 12, ou un vérin. Dans la variante représentée, le ressort 12 appuie le bâtonnet lubrifiant 9 sur la surface frontale 5, en permanence et avec un effort sensiblement constant pendant toute la coulée. Lors de la rotation du cylindre, du lubrifiant est donc déposé et réparti sur toute la partie circonférentielle de la surface frontale 5 du cylindre 1, et peut être amené par cette rotation, à l'interface de contact entre cette surface et la partie 7'' de l'insert 7 de la paroi d'obturation 4, pour en assurer la lubrification.
L'installation comprend aussi des moyens de réglage de la quantité de lubrifiant amené à l'interface, comprenant, associés à chaque surface frontale 5 des cylindres, un système de raclage 13 et une brosse rotative 14, entraínée en rotation par un moteur 15.
Le système de raclage, représenté de manière plus détaillée sur la figure 8, comprend un racleur 16 en forme de lame pouvant être appliqué en contact avec la surface frontale 5, ou éloigné de celle-ci, par un vérin 17, ou un moyen de commande de déplacement équivalent.
La brosse 14 peut, de manière similaire, être appliquée avec une force contrôlée contre la surface frontale 5, ou en être éloignée, par des moyens de déplacement équivalent, non représentés.
L'installation comporte aussi des moyens de mesure 18 de la position selon la direction axiale des cylindres, de la paroi d'obturation 4, par rapport à la surface frontale 5. Ces moyens de mesure permettent de déterminer les variations de position de la paroi d'obturation, et donnent donc des indications sur les conditions de fonctionnement de l'installation au niveau de l'interface cylindre - paroi d'obturation, notamment sur l'étanchéité de l'espace de coulée au niveau de cet interface. Par exemple, lorsque du métal coulé s'infiltre entre le cylindre et la paroi d'obturation et forme en se solidifiant un accrochage 21 adhérant à la paroi d'obturation 4, la présence de cet accrochage repousse la paroi à l'encontre de l'effort exercé par les moyens de pression 20, en créant un jeu à l'interface, nuisible à l'étanchéité, et détectable par les moyens de mesure de déplacement 18.
On va maintenant décrire, en relation avec la figure 6, un procédé de coulé conforme à l'invention, permettant de gérer l'usure de la paroi d'obturation lors de la coulée. Le tracé 30 de la figure 6 représente la position de la paroi d'obturation 4, par rapport à la structure générale de l'installation, en fonction du temps. La partie 31 du tracé 30 correspond au début de coulée, au cours duquel on observe un déplacement progressif de la paroi d'obturation 4, résultat d'une usure relativement rapide du matériau réfractaire constitutif de l'insert 7. Cette période correspond à un rodage de l'insert par frottement du cylindre lors de sa rotation, jusqu'à ce que les deux surfaces soient en contact intime ce qui assure une bonne étanchéité. En l'absence de toute perturbation, les conditions de frottement et d'étanchéité à l'interface se stabilisent, la lubrification étant assurée par l'apport régulier de lubrifiant résultant du dépôt effectué par frottement du bâtonnet de lubrifiant 8 sur la surface frontale 5 du cylindre. Le lubrifiant s'incruste dans les creux de rugosité de cette surface, cette rugosité étant de l'ordre de 5 à 20 µm. Le régime d'usure de la paroi d'obturation est alors stabilisé à une usure très lente ; et la paroi d'obturation ne subit pratiquement plus de déplacement (partie 32 du tracé).
Lorsqu'une perturbation survient, par exemple un accrochage 21 de métal sur la paroi d'obturation, celle-ci est repoussée. Les moyens de mesure enregistrent ce recul (partie 33 du tracé 30). En réponse à ce signal de recul, le racleur 13 et la brosse 14 sont mis en service, c'est-à-dire qu'ils sont appuyés contre la surface frontale 5 du cylindre, et enlèvent de celle-ci le lubrifiant déposé par le bâtonnet 9. Il en résulte une réduction immédiate de la lubrification donc un accroissement du frottement, ce qui a pour effet d'éliminer l'accrochage par abrasion et de provoquer une usure fortement accrue de la paroi d'obturation 4, qui se traduit par un déplacement de celle-ci (partie 34 du tracé 30) au-delà de sa position de régime précédente.
Après un temps prédéterminé, ou lorsque le déplacement ainsi provoqué de la paroi d'obturation a atteint une valeur prédéterminée, les brosses et/ou racleurs sont mis hors service. L'apport de lubrifiant à l'interface est ainsi à nouveau assuré, ce qui évite de poursuivre l'usure de l'insert 7, et permet de revenir dans des conditions de fonctionnement stabilisées avec un contact étanche continu à l'interface.
On peut donc ainsi gérer l'usure de la paroi d'obturation par la mise en ou hors service des brosses ou racleurs.
La régulation de cette usure par les moyens décrits ci-dessus peut être associée à une modulation des efforts d'application de la paroi contre les cylindres par les moyens de pression 20, en fonction de chaque situation : début de coulée, régime stabilisé, ou incident.
La réduction ou suppression temporaire de lubrification de l'interface peut aussi être réalisée par une suppression de l'application du bâtonnet 9 sur la surface frontale du cylindre.
L'invention permet notamment d'éviter d'utiliser pour les inserts un matériau de type autolubrifiant, par exemple à forte teneur en nitrure de bore, matériau moins résistant et plus cher, en assurant la lubrification de l'interface cylindre - paroi d'obturation par l'intermédiaire des surfaces frontales des cylindres, au lieu d'assurer cette lubrification par les inserts eux-mêmes.
L'invention n'est pas limitée au procédé dispositif décrit ci-dessus à titre d'exemple. En particulier, le dépôt de lubrifiant sur les surfaces frontales des cylindres peut également être réalisé par d'autres moyens que les bâtonnets décrits précédemment, par exemple par des systèmes d'application de lubrifiant liquide ou pâteux, projection de lubrifiant liquide ou pulvérulent, etc... Egalement, la disposition relative des moyens de lubrifications 8, brosse 14, paroi d'obturation 4 et racleur 13, représentés sur la figure 1 dans cet ordre selon le sens de rotation des cylindres, peut être modifiée ; les moyens de lubrification 8 pouvant en particulier être placés entre la brosse et la paroi d'obturation, l'effet du brossage étant alors encore remarquable du fait que le lubrifiant déposé après brossage se trouve en quantité réduite par rapport à ce qui se produirait sans aucun brossage.
De même, des racleurs qui, étant placés en aval de la paroi d'obturation dans le sens de rotation, assurent également l'élimination d'éventuels accrochages de métal sur les bords des cylindres, peuvent être placés également en amont, mais après les moyens de lubrification, et en complément ou à la place des brosses.
Par ailleurs, d'autres moyens que les moyens de mesure de déplacement décrits ci-dessus peuvent être utilisés pour mesurer des paramètres représentatifs des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre - paroi d'obturation.
En particulier, on peut utiliser des moyens de mesure de l'effort exercé sur la paroi d'obturation 4, dans la direction d'extraction (flèche F) du produit coulé, par exemple un peson 19 placé sous la dite paroi d'obturation. Le peson 19 sert donc à mesurer l'effort exercé sur la paroi 4 résultant des frottements des cylindres 1, 2 en rotation sur cette paroi, cet effort dépendant des conditions de frottement et donc notamment de l'effort d'application de la paroi 4 sur les cylindres, dans la direction de leux axes, de la surface de contact effective, et des conditions de lubrification.
Des variations de l'effort mesuré sont représentatives de modifications des conditions de frottement à l'interface, qui peuvent être provoquées soit par une usure localisée anormale de la paroi d'obturation, ou des arrachements de son matériau, ou aussi des infiltrations du métal coulé et des accrochages de métal sur la dite paroi.
On peut aussi mesurer l'effort exercé vers le bas sur chaque paroi d'obturation 4 par deux capteurs d'efforts disposés respectivement sur les côtés de la paroi. Cette disposition permet de connaítre, en plus de l'effort total, les efforts provoqués par le frottement de chaque cylindre sur la dite paroi, indépendamment l'un de l'autre, et ainsi de mieux apprécier à quel interface cylindre-paroi se produit la dégradation des conditions de frottement et d'étanchéité, et donc de pouvoir agir de manière prépondérante au niveau de l'interface concerné.
En plus des moyens de mesure de l'effort exercé sur la paroi d'obturation vers le bas, on peut utiliser des capteurs mesurant l'effort exercé sur la paroi dans la direction des axes des cylindres, et compléter ainsi la connaissance des conditions de frottement à l'interface cylindre-paroi.
On peut également utiliser un accéléromètre lié à chacune des parois d'obturation, le signal fourni par celui-ci, filtré et analysé, permettant de détecter l'apparition de grippage des cylindres sur les parois d'obturation, signes de perturbations à l'interface entre celles-ci et les cylindres, et permettant donc d'agir en conséquence sur la quantité de lubrifiant amené à cet interface.
On peut aussi, en plus ou à la place de la mise en oeuvre des moyens de réduction ou de suppression du lubrifiant apporté à l'interface en réponse à la détection d'une perturbation, procéder à cette mise en oeuvre de manière cyclique pendant toute la coulée.
On peut alors faire varier la quantité de lubrifiant apporté à l'interface entre une valeur maximale et une valeur nulle selon une périodicité régulière prédéterminée, de manière à agir préventivement pour éviter l'apparition ou l'amplification des perturbations.

Claims (11)

  1. Procédé de coulée continue de produits métalliques minces entre cylindres, selon lequel on coule du métal en fusion dans un espace de coulée (3) défini par les parois cylindriques de deux cylindres (1, 2) d'axes parallèles, contrarotatifs et refroidis intérieurement, et deux parois fixes (4) d'obturation latérales placées contre les surfaces frontales d'extrémité des cylindres, et on dépose sur ces surfaces frontales (5) un lubrifiant pour lubrifier les interfaces cylindres-parois d'obturation, et on extrait le produit solidifié selon une direction d'extraction (F) sensiblement perpendiculaire au plan contenant les axes des cylindres, caractérisé en ce qu'on réduit la quantité de lubrifiant apporté dans chacun de ces interfaces soit périodiquement, soit en cas de dégradation des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre-paroi d'obturation.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait varier la quantité de lubrifiant apporté à l'interface entre une valeur maximale et une valeur nulle selon uné périodicité régulière prédéterminée.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de l'effort exercé sur la paroi d'obturation (4) dans la direction d'extraction (F).
  4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de la position (d) de la paroi d'obturation (4) par rapport aux surfaces frontales (5) des cylindres, mesurée dans la direction des axes des cylindres.
  5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait varier la quantité de lubrifiant déposé en fonction de paramètres caractéristiques des vibrations induites dans la paroi d'obturation lors de la coulée.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, pour régler la quantité de lubrifiant apporté à l'interface, on fait varier la force d'appui d'un bâtonnet solide (9) de lubrifiant appliqué sur chacune des faces frontales (5) des cylindres.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour régler la quantité de lubrifiant apporté à l'interface, on applique en permanence et avec un effort sensiblement constant sur chacune des faces frontales des cylindres, un bâtonnet (9) de lubrifiant, et pour réduire la quantité de lubrifiant apporté à l'interface, on enlève le lubrifiant déposé au moyen d'un racleur (13) ou d'une brosse (14).
  8. Dispositif de coulée continue entre cylindres, comportant deux cylindres (1,2) contrarotatifs d'axes parallèles, définissant entre eux un espace de coulée (3), délimité par deux parois d'obturation latérales (4), fixes et placées contre les surfaces frontales (5) d'extrémité des cylindres, des moyens (8) pour déposer un lubrifiant sur les dites surface frontales, des moyens (18, 19) de mesure d'un ou plusieurs paramètres représentatifs des conditions de frottement ou d'étanchéité à l'interface cylindre-paroi d'obturation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour enlever le lubrifiant présent sur les dites surfaces frontales lorsque la ou les valeurs de ce ou ces paramètres indiquent une dégradation des dites conditions de frottement ou d'étanchéité, les dits moyens comprenant un racleur (13) ou une brosse (14) associé(e) à chacune des surfaces frontales (5), et des moyens de mise en service ou hors service du racleur ou de la brosse.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent, pour chaque paroi d'obturation, un capteur d'effort (19) pour mesurer l'effort exercé sur la paroi d'obturation dans la direction perpendiculaire au plan contenant les axes des cylindres.
  10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent, pour chaque paroi d'obturation, un capteur de déplacement (18) pour mesurer les déplacements de la paroi d'obturation latérale, dans une direction parallèle aux axes des cylindres.
  11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent, pour chaque paroi d'obturation, un accéléromètre.
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