FR2492290A1

FR2492290A1 - Procede et machine de coulee continue de metal en fusion du type a baude

Info

Publication number: FR2492290A1
Application number: FR8119849A
Authority: FR
Inventors: Robert William Hazelett; John Frederick Barry Wood
Original assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Current assignee: Hazelett Strip Casting Corp
Priority date: 1980-10-22
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1982-04-23
Also published as: BR8106748A; AU544548B2; JPS57127552A; CH647172A5; NO813426L; AU7658581A; BE890805A; DE3141577A1; FR2492290B1; IT1139248B; DE3141577C2; IT8124569A0; CA1182618A

Abstract

UNE MACHINE DE COULEE CONTINUE 10 DU TYPE A BANDES SANS FIN EST EQUIPEE NOTAMMENT D'UN DISPOSITIF DE PRECHAUFFAGE DE LA BANDE 18 PAR APPLICATION DE VAPEUR SUR LA FACE ARRIERE DE LA BANDE. LA VAPEUR DE PRECHAUFFAGE EST ACHEMINEE PAR UN TUBE 60 LOGE DANS DES GORGES PROFONDES FORMEES DANS UN ROULEAU D'ENTRAINEMENT DE LA BANDE, ET ELLE SORT DU TUBE PAR UN ORIFICE RADIAL 68 ET UNE BUSE D'EXTREMITE 70 QUI SE TROUVENT EN AVANT DU POINT 65 AUQUEL LE METAL EN FUSION VIENT EN CONTACT AVEC LA BANDE.

Description

PROCèDE ET TACHINE DE COULEE CONTINIJE # ME#AL EN WTSTQN
La présente invention concerne une machine perfectionnée destinée à la coulée continue de métal en fusion, du type comportant au moins une bande de coulée, qui est une bande sans fin mince et flexible, comme dans une machine de coulée à deux bandes ou une machine de coulée à roue et bande.L'invention porte plus particulièrement sur un procédé et un dispositif destinés à élever la température de la bande de coulée sans fin pendant qu'elle tourne autour de la poulie d'entrée ou du rouleau d'étranglement (poulie d'étranglement) de la machine, en appliquant directement de la vapeur sur la surface arrière de la bande au moyen de tubes d'alimentation en vapeur enroulés munis d'orifices radiaux et d'une buse à l'une de leurs extrémités, de façon à diriger de la vapeur sur le côté arrière de la bande de coulée, immédiatement avant qu'elle entre dans la zone de coulée, à partir de la poulie d'entrée.

Les brevets U.S. 3 937 270 et 4 002 197, ainsi que les brevets divisionnaires no 4 062 235 et 4 082 101, décrivent des machines de coulée continue à deux bandes dans lesquelles la température des bandes de coulée flexibles est élevée de manière définie avant que les bandes viennent en contact avec le métal en fusion, afin d'améliorer les conditions de coulée pendant le fonctionnement des deux bandes de coulée minces et flexibles. Les bandes de coulée tournent autour de poulies et passent le long d'une zone de coulée depuis son extrémité d'entrée jusqu'à son extrémité de sortie, et les poulies qui se trouvent à l'entrée sont appelées poulies d'entrée ou d'étranglement, ou rouleaux d'étranglement.Le préchauffage de la bande de coulée est assuré dans les brevets précités par l'utilisation d'éléments chauffants à infrarouge qui sont dirigés vers les surfaces de coulée des bandes, en étant placés à faible distance de ces surfaces. Ces éléments chauffants ont pour fonction de durcir et de sécher toute matière de revêtement présente sur les bandes, ainsi que de préchauffer les bandes pour réduire la différence de température qui apparaîtrait dans une bande froide venant soudaine ment en contact avec le métal chaud, en fusion, qui doit être coulé sur la bande en mouvement. Les brevets précités décrivent ou mentionnent également d'autres procédés de préchauffage de la bande de coulée qui comprennent le chauffage de rouleaux d'étranglement creux eux-mêmes, par injection d'un fluide chaud, tel que de la vapeur,qui est -dirigé à l'intérieur du rouleau d'étranglement creux.On peut également diriger un fluide chaud, tel que de la vapeur, dans des gorges profondes formées dans le rouleau d'étranglement, sous les surfaces intérieures des bandes de coulée, pour contribuer à l'élévation et à la maîtrise de la température de ces bandes. Ces procédures soulèvent la difficulté qui consiste en ce que le fait de chauffer les rouleaux d'étranglement ou de diriger de la vapeur dans les gorges profondes des rouleaux d'étranglement dissipe une quantité importante de la chaleur générée par la vapeur et applique une grande partie de cette chaleur à la poulie d'entrée ou d'étranglement et non àla surface inférieure de la bande qui intervient directement dans le processus de coulée .En outre, la commande de la température de la bande repose dans une large mesure sur la température de la poulie d'entrée ou d'étranglement et elle n'est donc pas très efficace en ce qui concerne la maîtrise de la différence de température-réelle de la bande avant et après son entrée dans la zone de coulée. De plus, la poulie d'entrée ou d'étranglement est relativement massive et réagit de façon relativement lente aux changements de température, alors qu'une réaction rapide dans le préchauffage de la bande est nécessaire lorsqu'on augmente la vitesse de coulée au cours de changements des conditions de fonctionnement dans une machine de coulée à bande flexible.

L'invention a pour but d'offrir un procédé et un dispositif nouveaux et perfectionnés pour la coulée de métal en fusion, dans lequel la bande de coulée, mince et flexible, est préchauffée uniformément et rapidement par application directe de vapeur à sa surface arrière, avant son entrée dans la zone de coulée, pour définir la différence de température de la bande avant et après son entrée dans la zone de coulée, afin d'accélérer le processus de coulée et d'améliorer la qualité du produit coulé.

L'invention a également pour but d'offrir un procédé et un dispositif nouveaux et perfectionnés pour le préchauffage par la vapeur, par application directe de vapeur sur le côté arrière d'une bande de coulée, dans des machines du type à bande flexible pour la coulée de métal en fusion. Ce préchauffage réduit la déformation de la bande de coulée et le gauchissement transversal le long de la région de coulée, près du point de contact entre le métal en fusion et la bande de coulée et immédiatement en aval de ce point.

L'invention a également pour but de réaliser un dispositif de coulée nouveau et perfectionné destiné au préchauffage de la bande de coulée à partir du côté arrière avant qu'elle entre dans une zone de coulée, et ce dispositifréduit le choc thermique subi par la bande et par les revêtements qu'elle porte, il augmente la durée de vie de la bande et des revêtements, et il augmente donc le rendement et la durée possible de coulée ininterrompue entre des changements de bande successifs. Ce dispositif permet en outre de faire fonctionner la machine plus rapidement tout en produisant des produits coulés de meilleure qualité.

Selon un mode de réalisation de l'invention considéré à titre d'exemple, une machine de coulée de métal en fusion, du type dans lequel il existe au moins une bande de coulée sans fin qui tourne autour de poulies et passe le long d'une zone de coulée, de son extrémité d'entrée vers son extrémité de sortie, comporte un dispositif destiné à préchauffer la bande de coulée par application directe de vapeur sur la surface arrière de la bande de coulée mince et flexible. Il existe une poulie d'entrée qui est destinée à amener la bande de coulée à l'extrémité d'entrée de la zone de coulée. La poulie d'entrée comporte des gorges circonférencielles très profondes qui sont situées sous le côté arrière de la bande de coulée, lorsque cette dernière
tourne autour de la poulie.Un tube d'alimentation en vapeur
enroulé autour de la poulie et comportant une buse à l'une de ses extrémités est placé dans les gorges circonféren#ieI- les très profondes de la poulie afin d'appliquer directement à la surface arrière de la bande la vapeur qui est issue de la buse, dans le but de chauffer la bande sans fin avant qu'elle entre dans la zone de coulée, ce qui réduit la différence de température de la bande avant et après son entrée dans la zone de coulée, pour réduire ainsi la déformation et permettre d'augmenter la vitesse du processus de coulée ainsi que la durée de vie de la bande de coulée.

Le tube d'alimentation en vapeur enroulé comporte un orifice radial qui est placé de façon à projeter de la vapeur contre le côté arrière de la bande sans fin, à une position dans la gorge cirdonférenbielle de la poulie d'entrée qui est située avant l'endroit auquel le tube se termine par la buse.

La gorge circonférentielle très profonde dans laquelle se trouve le tube d'alimentation en vapeur enroulé loge également un tube d'alimentation en liquide de refroidissement enroulé qui a pour fonction d'amener le liquide de refroidissement, sous la forme d'un jet, sur le côté arrière de la bande de coulée lorsque celle-ci entre dans la zone de coulée.

On peut avantageusement appliquer ce procédé et ce dispositif d'élévation de la température de la bande sans fin avant son entrée dans la zone de coulée à des machines de coulée à deux bandes, comme à des machines de coulée à bande et roue. Plusieurs dispositifs sont prévus pour éviter que le liquide de refroidissement perturbe la fonction de chauffage du distributeur# et des tubes de vapeur pour la poulie d'entrée inférieure dans une machine à deux bandes, et on peut également utiliser ces dispositifs dans une machine à bande et roue dans le but d'éviter que le liquide de refroidissement soit projeté sur le distributeur de vapeur et les tubes d'alimentation en vapeur.

Un aspect de l'invention porte sur un procédé de préchauffage d'une bande de coulée avant qu'elle atteigne l'entrée d'une zone de coulée, dans la coulée continue de métal en fusion, dans laquelle le métal en fusion est con tenu et déplacé dans la zone de coulée par la surface avant d'au moins une bande de coulée mince, flexible et sans fin, tournant autour de poulies, et dans laquelle la bande de coulée passe en partie autour d'une poulie d'entrée adjacente à l'entrée de la zone de coulée, la surface arrière de la bande ayant alors Une forme courbe concave et étant en contact avec la poulie d'entrée, caractérisé en ce que : on forme des gorges circonférentielles profondes dans la poulie d'entrée en position adjacente à la surface arrière courbe de la bande de coulée, on achemine de la vapeur par des passages de canalisation à l'intérieur des gorges profondes, on projette des premiers jets de vapeur dirigés vers l'extérieur à partir des gorges profondes, contre la surface arrière de la bande,pour produire une première phase d'élue vation de la température de la bande avant que cette dernière atteigne l'entrée, ces premiers jets de vapeur étant situés à une distance angulaire "B" d'au moins 450 en avant de l'entrée, et on projette des seconds jets de vapeur dirigés vers l'extérieur à partir des gorges profondes, contre la surface arrière de la bande, pour produire une seconde phase d'élévation de la température de la bande avant que cette dernière atteigne l'entrée, et ces seconds jets de vapeur sont situés après les premiers jets de vapeur avec un écartement angulaire d'au moins 200.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels les éléments semblables portent les mêmes numéros de référence sur toutes les figures et sur lesquels
La figure 1 est une représentation schématique d'une machine de coulée continue à deux bandes à laquelle l'invention peut être avantageusement appliquée.

La figure 2 est une représentation schématique d'une machine de coulée continue à bande et roue à laquelle l'invention peut être avantageusement appliquée.

La figure 3 est un schéma d'un système de préchauffage par vapeur et d'un système de refroidissement par eau qui sont utilisés conjointement dans un mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 est une coupe en élévation d'une poulie d'entrée ou d'étranglement et des éléments voisins qui sont employés dans une machine de coulée à deux bandes comportant le préchauffage par vapeur et le refroidissement par eau conformes à l'invention.

La figure 5 est une coupe agrandie selon la ligne 5-5 de la figure 4, montrant ce qu'on voit lorsqu'on regarde dans une direction parallèle à une tangente à la poulie d'étranglement.

La figure 6 est un graphique de profil de température de bande sur lequel on a tracé plusieurs courbes montrant la température d'une bande de coulée préchauffée conformément à cet exemple de réalisation de l'invention.

La figure 7 est une coupe en élévation de la roue et de la bande de coulée avec ses poulies, dans une machine de coulée du type à bande et roue comportant le dispositif de préchauffage par vapeur et de refroidissement par eau, conformément à un second mode de réalisation de l'invention.

La figure 8 est une coupe en élévation similaire à la figure 4 qui montre un mode de réalisation modifié du procédé et du dispositif représentés sur la figure 4.

La figure 8A est similaire à la figure 8, à l'exception du fait qu'elle montre des tubes de vapeur doubles, l'un contenant de la vapeur satumMteet l'autre de la vapeur surchauffée.

La figure 9 est une coupe partielle en élévation, similaire à une partie de la figure 7, montrant un mode de réalisation modifié du procédé et du dispositif représentés sur la figure 7.

La figure 10 est une coupe d'une poulie d'entrée ou d'étranglement similaire à la représentation de la figure 4, montrant un type de dispositif flexible de protection et d'essuyage qui peut être employé dans divers modes de réalisation de l'invention.

La figure 11 est une vue de dessus agrandie d'une telle structure flexible de protection et d'essuyage, vue dans la direction 11-11 de la figure 10.

La figure 12 montre un autre mode de réalisation du dispositif flexible de protection et d'essuyage qui peut etre employé dans divers modes de réalisation.

La figure 13 montre l'utilisation d'un racleur moulé en une seule pièce pour le dispositif flexible de protection et d'essuyage.

La figure 14 montre une autre structure flexible de protection et d'essuyage qui peut etre employée dans les divers modes de réalisation de l'invention.

La figure 15 montre un type de structure flexible de protection et d'essuyage destinée à etre utilisée avec le mode de réalisation de buse recourbée de la figure 8.

La figure 16 montre un autre mode de réalisation d'une configuration flexible de protection et d'essuyage pour le mode de réalisation de buse recourbée de la figure 8.

L'invention concerne un procédé et un dispositif perfectionnés pour la coulée de métal en fusion dans une machine de coulée du type comportant au moins une bande de coulée mince, flexible et sans fin, comme on en emploie dans les machines de coulée à deux bandes ou les machines de coulée à bande et roue. Une machine de coulée du type à deux bandes est représentée schématiquement sur la figure 1 et elle est désignée globalement par la référence 10.

Dans la machine de coulée continue 10 représentée sur la figure 1, du métal en fusion 12 est introduit à partir d'une cuve 14 qui est placée à l'extrémité d'entrée de la machine. Le métal en fusion passe dans une zone de coulée
C qui est définie entre les surfaces avant parallèles et espacées d'une paire de bandes de coulée 16 et 18 qui sont des bandes larges, minces, flexibles et sans fin. Pendant le fonctionnement, ces bandes tournent autour de supports de bande supérieur et inférieur, portant respectivement les références 20 et 22. Les deux côtés ou bords latéraux de la zone de coulée C sont définis par une paire de barrages latéraux espacés et sans fin (non représentés) qui se dépla cent entre les bandes de coulée supérieure et inférieure 16 et 18 dans la zone de coulée, et qui tournent autour du support de bande inférieur pour refermer leur chemin de déplacement.On pourra se référer aux brevets précités pour avoir des détails sur ces éléments ainsi que sur d'autres caractéristiques d'une telle machine de coulée à deux bandes.

Le support de bande supérieur 20 comporte une paire de poulies ou de rouleaux principaux, 24 et 26, situés aux extrémités amont et aval du support. De façon similaire, le support de bande inférieur 22 comporte une paire de poulies ou de rouleaux principaux, 28 et 32, à ses extrémités amont et aval. Dans la machine 10, les poulies aval ou d'évacuation 26 et 32 ont pour fonction de mettre sous tension et de guider les bandes 16 et 18, tandis que les poulies ou rouleaux amont ou d'entrée, 24 et 28, définissent l'entrée de la région "d'étranglement" de la zone de coulée
C, et on les utilise pour entraîner les bandes sur leurs supports respectifs. On peut également désigner les rouleaux d'entrée 24 et 28 par l'expression rouleaux ou poulies d'étranglement.Pendant que les bandes 16 et 18 tournent sur leurs poulies, elles sont refroidies par un liquide de refroidissement appliqué sur leurs surfaces arrière le long de la zone de coulée C, et un produi-t continu en métal coulé 15, qui peut être une brame, une plaque, une tôle, une barre ou un feuillard, est évacué par l'extrémité de sortie de la machine 10.

L'autre type de machine auquel l'invention est applicable est une machine de coulée à bande et roue représentée schématiquement sur la figure 2 et désignée globalement par la référence 30. La machine de coulée à bande et roue 30 emploie une seule bande sans fin 34 qui est guidée de façon à tourner autour d'une roue 36, par une poulie d'entrée ou d'étranglement 38, plusieurs poulies intermédiaires 40 et une poulie d'évacuation 42. Le lecteur pourra consulter le brevet U.S. 3 785 428 pour avoir des renseignements supplémentaires concernant les machines de coulée continue à bande et roue (qu'on peut également appeler machines "bande-roue"). Dans la machine de coulée à bande et roue 30, la zone de coulée C est formée entre la roue 36 et la bande sans fin 34, lorsque celle-ci tourne entre la poulie d'entrée 38 et la poulie d'évacuation 42.Le produit coulé 15' est évacué par la sortie de la machine dans la région située entre la poulie d'évacuation 42 et la roue 36. Le métal en fusion est introduit dans la région d'entrée comme l'indique la flèche 17.

Dans un type de machine comme dans l'autre, la surface extérieure de chaque bande de coulée qui fait face à la zone de coulée C est appelée la surface ou la face avant, tandis que la surface dirigée vers l'intérieur, du côté des poulies, est appelée la surface ou la face arrière.

Ces bandes de coulée sans fin sont réalisées en tôle d'acier relativement mince et la surface avant peut avoir une texture légèrement rugueuse, obtenue par sablage. On fait souvent adhérer un revêtement en matière d'isolation thermique sur une telle surface avant rendue rugueuse, afin de protéger la bande contre le flux thermique considérable auquel elle est soumise lorsque le métal en fusion provenant de l'entrée est appliqué sur la bande. Comme l'indiquent les brevets précités, on maintient également une tension longitudinale dans chaque bande pour réduire au minimum la déformation de la bande au voisinage de la région de coulée.

Conformément aux brevets U.S. 3 937 270 et 4 002 197, ainsi qu'aux deux autres brevets cités dans l'introduction, pour résoudre le problème de la déformation ou du gauchissement transversal en aval de l'entrée de la zone de coulée, on élève la température des bandes de coulée en avant de l'entrée de la zone de coulée. On applique ensuite un liquide de refroidissement à vitesse élevée sur les surfaces arrière des bandes à des emplacements qui coincident avec l'entrée de la région de coulée ou qui sont très proches de l'entrée de la région de coulée. Par conséquent, on définit de façon précise le profil de température de la bande aussi bien avant qu'apres son entrée dans la zone de coulée.

L'invention permet de commander avantageusement la température d'une telle bande de coulée flexible par l'application directe de vapeur, par phases, sur la surface arrière de la bande sans fin, avant qu'elle entre dans la zone de coulée, et elle permet d'éviter que le liquide de refroidissement modifie la chaleur contenue dans la vapeur, avant son application. Des essais expérimentaux effectués en employant le procédé et le dispositif de l'invention ont montré que le préchauffage de la bande de coulée flexible, par application directe de vapeur sur les surfaces arrière des bandes, conduisant ainsi à un préchauffage rapide par phases étagées, améliore de façon considérable la qualité du produit coulé (c'est-à-dire de l'aluminium coulé en continu), qui est produit par une machine à deux bandes.Simultanément, le procédé et le dispositif de l'invention permettent d'augmenter notablement la vitesse de la machine de coulée, pour augmenter notablement la production de produit coulé par la machine. Le fait que l'emploi du procédé et du dispositif de l'invention améliore à la fois la qualité du produit et la vitesse de production entraîne un effet de synergie d'une importance considérable. En outre, la vitesse de production résultante est supérieure à tout ce qui a été obtenu jusqu'à présent avec l'installation de production particulière intervenant dans ces essais.

La figure 4 montre le préchauffage de la bande par vapeur dans la machine de coulée à deux bandes 10. La poulie d'entrée ou d'étranglement inférieure 28 est représentée montée dans le support inférieur 22 qui comporte un châssis 44 comprenant des éléments d'ossature de support 46. Le châssis de support inférieur 44 porte également une structure de montage de distributeurs 48 fixée par des bou lons 49 et destinée à supporter un distributeur d'alimentation en liquide de refroidissement 50 et un distributeur d'alimentation en vapeur 52.

Comme la figure 5 le montre le mieux, cette poulie d'entrée inférieure 28 comporte plusieurs gorges circonférentielles très profondes 54 qui définissent des saillies circonférentielles annulaires relativement étroites, 56, s'étendant sur une distance radiale relativement grande. En d'autres termes, la poulie 28 comporte des saillies ou des ailettes 56, très hautes et étroites, qui viennent en contact avec la surface arrière de la bande de coulée en rotation, 18, lorsqu'elle passe en partie autour de cette poulie.

Comme le montrent les figures 4 et .5, il existe des tubes d'alimentation en liquide de refroidissement enroulés, 58, qui sont branchés au distributeur d'alimentation en liquide de refroidissement50, et il existe également des tubes d'alimentation en vapeur enroulés, 60, qui sont branchés au distributeur d'alimentation en vapeur 52.Ces tubes d'alimentation en vapeur et en liquidé de refroidissement enroulés, 58 et 60, sont alignés mutuellement par paires, et chaque tube de liquide de refroidissement est enfoncé profondément dans la gorge respective 54, tandis que chaque tube de vapeur est courbé selon un arc de rayon supérieur au rayon de l'arc concentrique du tube de liquide de refroidissement associé, si bien qu'un tube de vapeur est placé du côté extérieur, en direction radiale, du tube de liquide de refroidissement, dans chaque gorge respective. Chaque tube d'alimentation en liquide de refroidissement 58 se termine par une buse 62 qui est dirigée vers le point de tangence 65 de la bande, à la périphérie de la poulie d'étranglement 28. Ce point de tangence 65 est le point auquel la bande flexible 18 se redresse et se sépare de la périphérie des ailettes hautes et étroites 56, lorsque cette bande entre dans la zone de coulée C.

Dans cette machine de coulée 10, représentée sur la figure 1, les axes des deux poulies d'entrée 24 et 28 sont placés directement face à face, ce qui fait qu'une ligne imaginaire 64 (figure 4) qui relie l'axe 66 de la poulie d'entrée inférieure 28 à l'axe de la poulie d'entrée supérieure passe par le point de tangence 65. Le jet de liquide de refroidissement 67 est émis à vitesse élevée par chaque buse 62 et il frappe la surface arrière de la bande 18 avec un angle d'incidence relativement faible, inférieur à 250, ce qui fait que le liquide de refroidissement provenant de ces jets respectifs 67 s'étale sur la surface arrière sous la forme d'une pellicule de liquide de refroidisse
ment se déplaçant à vitesse élevée vers l'aval le long de la
bande, dans la zone de coulée C.

Chacun des tubes d'alimentation en vapeur enroulés
60 comporte un orifice radial 68 qui précède la terminaison
du tube de vapeur en une buse 70, et cet orifice radial
dirige un jet de vapeur 69 de façon directement perpendicu
laire, vers la surface arrière de la bande 18, à une distan
ce angulaire "B" avant le point de tangence 65. Par consé
quent, chaque orifice de vapeur radial 68 fait en sorte
qu'un jet de vapeur 69 rencontre perpendiculairement la
surface arrière de la bande de coulée pour produire une pre
mière phase, relativement abrupte, d'élévation de tempéra
ture de la bande, comme on l'indiquera ultérieurement en
relation avec la figure 6.

Le distributeur 52 reçoit de la vapeur sous
pression, par exemple à une pression dans la plage de 35 à
140 kPa au-dessus de la pression atmosphérique. La partie
supérieure de cette plage correspond au niveau de pression
préféré car, comme le montre la figure 6, un niveau de
pression d'alimentation de 105 kPa est considérablement
plus efficace qu'un niveau de 35 kPa pour produire la pre
mière phase désirée d'élévation de la température de la
bande. En d'autres termes, une pression d'au moins 35 kPa
est nécessaire et le niveau préféré de la-pression d'alimen
tation en vapeur en 71 est de 70 kPa, tandis que l'optimum
est d'environ 105 à 140 kPa pour couler de l'aluminium. Les
courbes de la figure 6 sont relatives à de la vapeur satuorante.

Lorsqu'on coule un produit métallique 15 et 15'
ayant une température de fusion supérieure, par exemple du
cuivre, on peut avantageusement surchauffer la vapeur
d'alimentation 71 dans la plage de 1100C à 33C C au-dessus
de la température de la vapeur saturante.

Les orifices radiaux 68 dans les tubes de vapeur
60 se trouvent à une distance angulaire dans la plage de
450 à 900 avant le point de tangence 65. Si on augmente cet
angle B très au-delà de 900, cette première phase de pré
chauffage perd de son efficacité du fait que la bande commence à se refroidir excessivement. Si d'autre part on diminue cet angle B au-dessous de 450, cette première phase de préchauffage ne dispose pas d'un temps suffisant pour atteindre sa pleine efficacité. Ensuite, la buse 70 qui se trouve à l'extrémité du tube d'alimentation en vapeur 60 dirige une plus grande quantité de vapeur en un jet 73, sous un angle d'incidence très faible, inférieur à 100.

Dans cet exemple représenté sur la figure 4, le jet de vapeur 73 issu de la buse 70 est projeté contre la surface arrière de la bande sous une incidence presque rasante. Ce jet de vapeur 73 issu de la buse élève encore davantage la température de la bande de coulée avant le point de tangence 65 auquel la bande entre dans la zone de coulée C.

La buse de vapeur 70 est placée à une distance angulaire "A" avant le point de tangence 65 qui est comprise dans la plage de 200 à 450, et l'orifice de vapeur radial 68 est placé au moins 200 avant la buse. En d'autres termes, la valeur minimale de B-A est au moins d'environ 200. Dans cet exemple, les distances angulaires
A et B sont respectivement d'environ 350 et 700, comme on le voit également sur la figure 6.

Par conséquent, la température de la bande de coulée est rapidement élevée,en deux phases,en avant du point de tangence 65, et l'application du liquide de refroidissement issu de la buse 62 sur la surface arrière de la bande de coulée 18 est nettement définie et commandée de façon précise afin de coïncider étroitement avec l'application de métal en fusion contre la surface avant de cette bande.

Ce préchauffage en deux phases par application directe de vapeur sur la face arrière de la bande de coulée augmente considérablement les performances, aussi bien du point de vue de la qualité du produit que de la vitesse de coulée, en résolvant pratiquement le problème de la déformation ou du gauchissement transversal immédiatement en aval du point de tangence 65, à l'endroit auquel le métal en fusion 12 est le plus chaud et rencontre initialement la bande de coulée.

Comme le montre la figure 4, il existe un ensemble de rouleaux de soutien de bande 72 comportant des ailettes 74 qui sont destinés à supporter et à guider la bande de coulée qui se déplace vers l'aval le long de la zone de coulée C, comme l'indique la flèche 75. Les ailettes présentes sur ces rouleaux de soutien 72 permettent à la pellicule de liquide de refroidissement (non représentée) de continuer à se déplacer à grande vitesse et d'etre partiellement décolloe et remplacée par une quantité supplémentaire de liquide de refroidissement à vitesse élevée appliqué à des emplacements prédéterminés sur la surface arrière de la bande de coulée, le long de la zone de coulée C, comme il est connu dans la technique des machines de coulée à deux bandes.

La figure 6 montre le profil de température de la bande en fonction de la distance avant le point de tangence 55, exprimée à la fois en centimètres et en degrés, pour trois valeurs différentes de la pression d'alimentation dans le distributeur d'alimentation en vapeur 52, mesurée en 71 (figure 4). On utilise de la vapeur saturante pour les tests de la figure 6, en l'absence de tout métal en fusion. Dans cet exemple, la poulie 28 a un diamètre d'environ 60 cm, ce qui fait qu'une distance angulaire de 900 correspond à peu de chose près à une distance circonférenbielle de 47 cm. Comme on le voit sur les trois courbes 77, 79 et 80 qui sont tracées, lorsque la bande atteint l'orifice radial 68 du tube de vapeur enroulé 60, sa température est élevée rapidement puis elle diminue légèrement jusqu'à ce qu'elle atteigne l'orifice d'extrémité ou la buse de vapeur 70 et, à ce moment, la température est à nouveau élevée rapidement, avant le point de tangence 65.

Dans l'exemple tracé sur la figure 6, le jet de liquide de refroidissement à grande vitesse 67 vient initialement en contact avec l'arrière de la bande à un point situé 3,2 mm avant le point de tangence 65. Ces jets de liquide de refroidissement sont désignés globalement par l'expression "eau de la zone d'étranglement" sur la figure 6. Dès que cette eau de refroidissement rencontre la bande en l'absence de métal en fusion, la bande est refroidie rapidement comme le montre la pente raide des courbes 77, 79 et 81. On note que plus la pression de vapeur en 71 dans le distributeur d'alimentation 52 est élevée, plus l'élévation de la température de la bande est grande.On note également qu'on obtient une température de la bande de coulée qu'on peut très bien définir et qui est augmentée rapidement en deux phases, ce qui réduit ou supprime la déformation de la bande de coulée et augmente la durée de vie de telles bandes, et permet également d'augmenter la vitesse du processus de coulée et de produire un meilleur produit.

Dans le cas de la figure 6, chaque buse de vapeur a un diamètre d'orifice de 2,54 mm, tandis que chaque orifice d'évacuation radial 68 a un diamètre de 1,57 mm.

Ainsi, l'aire de section droite de chaque orifice de buse est 2,6 fois supérieure à l'aire de section droite de chaque orifice d'évacuation radial, ce qui permet d'évacuer presque trois fois plus de vapeur par les jets de buse 67 que par les jets radiaux 69, du fait que ces jets de buse assurent la seconde phase d'élévation de température, qu'on peut considérer comme "l'impulsion" finale d'élévation de la température de la bande. Cette impulsion finale d'élévation de température nécessite considérablement plus d'énergie calorifique que la première phase de préchauffage.

Sur la figure 6, la vitesse de coulée correspond à un déplacement de la bande à la vitesse de 6 m par minute. Les tubes de vapeur 60 sont courbés sur un arc de 1500 centré sur l'axe 66 de la poulie d'entrée 28.

On va maintenant considérer la figure 3 qui représente un système de préchauffage par vapeur et de refroidissement qui est utilisé dans ce mode de réalisation de l'invention. Le système comprend une source de liquide de refroidissement sous pression, 76, ce liquide consistant par exemple en eau contenant des agents anti-corrosion et qui est mise sous pression par une pompe de type centrifuge de grande puissance. Cette source de liquide de refroidissement 76 débite dans une conduite 87 qui est branchée à un manomètre de pression de source 78 et qui contient plusieurs robinets d'arrêt 80 et un manomètre de pression d'alimentation 82, adjacent au distributeur de liquide de refroidissement 50.Ce dernier alimente plusieurs tubes enroulés d'alimentation en liquide de refroidissement, 58, qui sont logés dans les gorges circonférentielles profondes 54 de la poulie d'étranglement 28, comme décrit ci-dessus. Une source de vapeur sous pression 84, comme par exemple une chaudière du type Bryan Steam Boiler (à chauffage au gaz, chauffage au mazout ou chauffage mixte), de la firme Bryan Steam Corporation, Peru, Indiana, E.U.A, est branchéepxFune conduite 89 à un manomètre de pression de source 86. La conduite de pression 89 contient plusieurs robinets d'arrêt de vapeur 88, et un manomètre de pression d'alimentation 90 est placé en position adjacente au distributeur de vapeur 52. Ce distributeur de vapeur 52 alimente plusieurs tubes d'alimentation en vapeur 60, comme décrit ci-dessus.La conduite de vapeur 89 qui mène au distributeur 52 est également branchée par une soupape de décharge 93 à une conduite de décharge 91 qui s'élève jusqu'à un orifice de mise à l'air libre 85, sur le toit, afin d'évacuer l'excès de vapeur.

La figure 7 montre l'utilisation de tubes de vapeur enroulés 60 et de tubes d'alimentation en liquide de refroidissement enroulés, 58, dans une machine de coulée du type bande-roue 30, décrite brièvement en-relation avec la figure 2. Les tubes d'alimentation en vapeur 60 et les tubes d'alimentation en liquide de refroidissement 58 sont logés de façon juxtaposée dans les gorges circonférentielles très profondes 54 de la poulie d'entrée ou d'étranglement 38 de la machine de coulée 30, de façon à produire une commande de température et un préchauffage avantageux de la bande, d'une manière similaire à celle décrite en relation avec la machine à deux bandes de la figure 4. Une différence de ce mode de réalisation consiste en ce qu'on n'utilise qu'une seule bande 34, ce qui fait qu'une seule poulie 38 loge les tubes d'alimentation en vapeur et en liquide de refroidissement emboîtés.De plus, une autre différence consiste en ce que la bande 34 est courbée autour de la périphérie de la roue 36 en aval du point 65A, définissant ainsi une configuration cylindrique de grand diamètre, tandis que sur la figure 4 la bande 18 a une configuration plane en aval du point 65. Les buts de ce système de préchauffage de bande par la vapeur, en plusieurs phases, représenté sur la figure 7 sont les mêmes que ceux décrits précédemment.

On notera que le point 65A est le point d'inflexion de la courbure de la bande, auquel la bande flexible 34 se sépare des ailettes 56 de la poulie d'entrée 38 et commence à se déplacer autour de la roue 36. Ce point 65A est situé sur une ligne imaginaire 64 qui passe par l'axe 95 de la roue 36 et également par l'axe 97 de la poulie d'entrée 38. Des rouleaux d'extraction 99 guident le produit coulé 15' qui sort de la machine du type bande-roue 30.

La figure 8 montre une modification du mode de réalisation de la figure 4 qui consiste en ce que le tube d'alimentation en vapeur 60 et le tube d'alimentation en liquide de refroidissement 58 ne sont plus juxtaposés de façon concentrique à l'intérieur des gorges circonféren#iel- les profondes 54 de la poulie d'étranglement 28, mais sont enroulés autour de côtés opposés de la poulie d'entrée 28 dans les gorges circonférentielles profondes, et chaque tube de liquide de refroidissement 58 se termine par une buse 94 de type recourbé de façon à diriger le jet de liquide de refroidissement 67 vers l'aval, près du point de tangence 65.

Parmi les avantages qu'on obtient en faisant en sorte que les tubes d'alimentation en liquide de refroidissement soient courbés autour du côté de la poulie d'entrée qui est opposé à celui où se trouvent les tubes d'alimentation en vapeur, figurent ceux résultant du fait qu'on dispose de plus de place dans les gorges profondes 54 pour les tubes de vapeur. Ainsi, les tubes de vapeur 60 peuvent être isolés, comme le montre le revêtement d'isolation thermique représenté en 101. Cette isolation thermique 101 peut s'étendre sur toute la longueur des tubes- d'alimentation en vapeur 60 ou elle peut ne s'étendre que sur une partie de leur longueur.De plus, ces tubes de vapeur 60 peuvent être ovalisés pour assurer un débit de vapeur plus élevé, et une troisième phase de préchauffage peut être établie au moyen d'un orifice d'évacuation radial 68' placé à un angle D avant l'orifice 68. Cet angle D est approximativement égal à B-A. Ainsi, l'orifice 68' précède l'orifice 68 d'une distance angulaire approximativement égale à celle de laquelle l'orifice 68' précède la buse 70. De plus, en séparant les tubes d'alimentation en vapeur et en liquide de refroidissement, on réduit la tendance à l'apparition d'un transfert de chaleur entre la vapeur chaude et le liquide de refroidissement qui est approximativement à la température ambiante lorsqu'il est introduit initialement dans le distributeur de liquide de refroidissement 50.

On notera que, si on le désire, on peut établir sur la figure 4 une telle troisième phase de préchauffage par vapeur, au moyen d'un orifice d'évacuation radial 68' situé à une distance angulaire D en avant de l'orifice 68.

En ce qui concerne le mode de réalisation à buses recourbées pour le liquide de refroidissement (encore appelé mode de réalisation à enroulement inversé) qui est représenté sur la figure 8, on voit sur la figure 9 un mode de réalisation similaire à tubes de liquide de refroidissement enroulés de façon inverse, avec des tubes d'alimentation en vapeur disposés du côté opposé. Le mode de réalisation de la figure 9 est incorporé dans la machine de coulée du type bande-roue 30 de la figure 7. Un avantage de cette configuration consiste en ce qu'elle isole les tubes de liquide de refroidissement et de vapeur, si bien que la vapeur n'est pas refroidie avant d'être appliquée à la bande.Bien qu'on puisse employer des tubes d'alimentation en vapeur isolés, il peut être souhaitable de séparer ces différents tubes d'alimentation dont les fonctions, en ce qui concerne la température, sont diamétralement opposées.

Pour bénéficier de tous les avantages du préchauffage par vapeur en plusieurs phases de la bande qui se trouve sur le support inférieur d'une machine à deux-bandes, l'action de l'eau de refroidissement, une fois qu'elle est appliquée à la surface arrière de la bande, doit être maî- trisée en ce qui concerne : (a) sa chute directe sur le distributeur de vapeur et les tubes de vapeur, et (b) son dépôt et sa circulation le long des surfaces des gorges circonférentielles très profondes 54 de la poulie d'entrée, ceci l'amenant en contact avec les tubes et le distributeur de vapeur. On désire utiliser le liquide de refroidissement pour limiter la température de la bande dans la zone de coulée C et non pour abaisser la température de la vapeur avant que celle-ci soit appliquée à la surface arrière de la bande.

La figure 10 montre un mode de réalisation d'une structure flexible de protection et d'essuyage 100, destinée à maîtriser la circulation de l'eau de refroidissement après que la buse 62 l'a appliquée sur la surface arrière de la bande 18. Dans ce mode de réalisation, une lame d'essuyage flexible 102, en forme de doigt, est étroitement adaptée au profil de chacune des gorges circonférentielles très profondes 54 de la poulie d'étranglement 28, comme on le voit également sur la figure 11. La structure 100 constituée par l'ensemble de ces lames d'essuyage 102 est positionnée au-dessus du distributeur de vapeur 52 et des tubes 60, à la manière d'un toit, pour éviter que l'eau de refroidissement tombe directement sur ces éléments.Chaque lame flexible 102 est associée à un support rigide de renfort 104 et à un tube de distribution d'air 105, tous montés sur un distributeur d'alimentation en air 106, comme le montrent les figures 10 et 11. Ces lames 102 essuient elles-mêmes le liquide de refroidissement pour l'éliminer des gorges 54.

Le jet d'air provenant de l'extrémité de chacun des tubes de distribution d'air 105 contribue à enlever l'eau présente à la face inférieure des lames d'essuyage 102, en forme de doigt.

Sur la figure 12, une variante du mode de réalisation des figures 10 et 11 utilise une structure de protection et d'essuyage LOOFA à deux étages, dans laquelle il existe un second écran à doigts flexibles, 108, positionné par un joint aux silicones 110 à un emplacement situé à une faible distance au-dessous des tubes de distribution d'air 105, de façon à établir une région fermée 109 entre les deux lames d'essuyage parallèles et distantes, 102 et 108, et entre la poulie 28 et le joint aux silicones 110 situé entre les lames d'essuyage 102 et 108, dans le but de recueillir l'eau qui s'y dépose sous l'action des jets d'air et de ces deux lames d'essuyage.La cuvette 112 comporte un rebord 113 qui se prolonge vers l'avant et qui constitue un support rigide pour l'ensemble de lames d'essuyage flexibles 108, d'une manière similaire à celle selon laquelle la plaque rigide 104 supporte l'autre ensemble de lames d'essuyage flexibles 102. On notera que chacune de ces lames de support 104 et 113 comporte des encoches 115 (figure 11) pour définir un espace destiné à recevoir les ailettes 56 de la poulie. Ces encoches 115 sont un peu plus larges que les encoches de dégagement alignées qui sont formées dans les lames d'essuyage respectives, comme il ressort de la figure 11.

La configuration de la figure 12 nécessite un débit d'air moindre que celui de la configuration décrite en relation avec la figure 10 et, de plus, elle définit de façon plus précise la circulation de l'air dans la région 109, pour éviter que de l'air à vitesse élevée perturbe accidentellement l'écoulement du liquide de refroidissement issu des buses 62.

Dans la configuration d'essuyage îOOB qui est représentée sur la figure13, il existe un racleur 114 en caoutchouc raide qui est moulé en forme de doigt, en une seule pièce, de manière à être élastique mais raide,
et ce racleur présente wle configuration enco
chée qui se conforme à la configuration des gorges circonférentielles très profondes 54 du rouleau d'étranglement 28. Cette structure d'essuyage 114 est placée au-dessus du distributeur de vapeur 52 et des tubes de vapeur 60, à la manière d'un toit, pour éviter que l'eau tombe directement sur ces éléments, et ce toit canalise de lui-même le liquide de refroidissement de façon à l'éloigner et à le diriger dans une gouttière ou une cuvette 117, formée d'un seul tenant avec la structure d'essuyage.

Dans la configuration d'essuyage lOQC qui est représentée dans le mode de réalisation de la figure 14, des fonctions similaires sont accomplies par un ensemble de lames d'essuyage flexibles 102 qui est monté sur un support rigide de renfort 104, et ces lames et le support sont encochés d'une manière similaire à celle représentée sur la figure 11, pour recevoir les ailettes 56 de la poulie. On notera qu'on peut également employer les configurations d'essuyage 100, LOOFA, îOOB et iOOC des figures 10 à 14 avec une machine du type bande-roue représentée sur la figure 7, afin de protéger le distributeur de vapeur 52 et les tubes de vapeur 60 contre le liquide de refroidissement.

Les configurations d'essuyage 100D et 100E des figures 15 et 16 peuvent être employées dans des machines à deux bandes utilisant les buses d'étranglement à enroulement inverse ayant la configuration de buses recourbées qui est représentée sur la figure 8, et elles peuvent également être utilisées dans des machines du type bande-roue ayant une configuration similaire d'application de liquide de refroidissement à tubes à enroulement inversé et à buses recourbées, comme le montre la figure 9. Dans ce type particulier d'installation, il est extrêmement difficile d'extraire le liquide de refroidissement qui se trouve dans les gorges circonférentielles profondes 54 dans lesquelles sont logés ces tubes d'étranglement à enroulement inversé 58, une fois que l'eau est entrée dans les gorges sous les tubes.On utilise de ce fait une configuration de protection lOOD comportant de longues lames flexibles 102 et des supports rigides de renfort 104 qui s'élèvent jusqu a venir au-dessous des buses recourbées 94. Les lames 102 sont des éléments flexibles ou moulés comme ceux utilisés pour l'ensemble de doigts d'essuyage destinés à racler les côtés des ailettes 56 de la poulie d'étranglement, de la manière décrite ci-dessus en relation avec les figures 10-14.

Cette configuration de protection et d'essuyage 100D utilise le support de renfort raidi 104 du fait que l'écran doit être raisonnablement rigide pour éviter une déformation susceptible de se produire sous l'effet d'une perturbation de la configuration ou de l'application, au niveau de l'étranglement, des jets d'eau issus des buses recourbées 94. Il existe également des écrans ou des déflecteurs rigides 119 qui isolent le liquide de refroidissement par rapport au distributeur et aux tubes de vapeur, 52 et 60.

La figure 16 représente une autre configuration d'essuyage 100E dans laquelle l-'écran d'essuyage, comprenant l'ensemble de lames flexibles 102 et le support rigide de renfort 104, est fixé à la face inférieure des tubes d'alimentation en liquide de refroidissement à enroulement inversé, 108, dans le but d'extraire l'eau présente dans les gorges 54 et de protéger le distributeur de vapeur 52 et les tubes de vapeur 60. En outre, on voit qu'un revêtement d'isolation thermique 116 est appliqué au distributeur et aux tubes de vapeur pour empêcher ou tout au moins pour réduire la perte; de chaleur de la vapeur. Au lieu du revetement isolant 116, on peut employer une structure coaxiale comprenant un tube de vapeur et un manchon isolant, dans laquelle le tube intérieur acheminant la vapeur est placé à l'intérieur d'un autre tube ou manchon isolant.

Bien qu'un second ensemble d'orifices radiaux d'évacuation de vapeur 68' soit représenté sur certaines figures, on considère actuellement comme préférable d'employer un seul ensemble de ces orifices d'évacuation 68, ce qui correspond aux courbes 77, 79 et 81 tracées sur la figure 6.

L'installation de production dans laquelle une machine de coulée à deux bandes a été équipée du système de préchauffage par vapeur à deux phases et du système de refroidissement représentés sur les figures 3, 4 et 5 a fait apparaître des améliorations considérables. Avant un tel préchauffage par vapeur; l'installation nécessitait des brûleurs à acétylène fonctionnant continuellement et dirigés vers les surfaces avant des deux bandes, pour former des revêtements de suie dans le but de couler en continu des brames d'aluminium de qualité commerciale acceptable. La vitesse de production moyenne était de 6,9 m par minute, et la vitesse la plus rapide à laquelle cette installation ait jamais fonctionné pour produire des brames d'aluminium commercialement acceptables était de 8,1 m par minute.

Sans préchauffage des bandes par vapeur en deux phases, conformément à l'invention, on constatait de façon régulière que la suiface des régions extérieures de la brame coulée 15 sortant de cette machine de coulée à deux bandes était à une température supérieure a celle de la surface de la partie intérieure ou centrale de la brame, avec un écart s'élevant jusqu'à 330C, le centre étant toujours le plus froid. Lorsqu'on applique de la vapeur conformément à l'invention, les températures sur la brame 15 sont plus symétriques et les surfaces des régions intérieure et extérieure de la brame sortant de la machine sont approximativement à la même température, tandis que le centre est un peu plus froid.L'utilisation du préchauffage des bandes par vapeur en deux phases, conformément à l'invention, permet d'employer des revêtements de bande plus minces, grâce à quoi la machine de coulée peut fonctionner plus rapidement tout en améliorant les surfaces de la brame coulée. Le préchauffage des bandes conformément à l'invention évite que les bandes se déforment et perdent le contact avec les surfaces de la brame au cours de sa solidification, ce qui améliore ces surfaces.

En utilisant le procédé et le dispositif de préchauffage de bandes par vapeur en deux phases qui sont représentés sur les figures 3, 4 et 5, et en appliquant ce préchauffage uniquement à la. bande inférieure, avec une pression dans le distributeur de vapeur (vapeur saturante) de 105 kPa au-dessus de la pression atmosphérique, on est parvenu à couler une brame acceptable au point de vue commercial à une vitesse de 7,5 m par minute, sans utiliser de brûleurs à acétylène pour l'une ou l'autre des bandes.

En utilisant le préchauffage par vapeur en deux phases pour les deux bandes dans cette même installation, on est parvenu à couler une brame acceptable au point de vue commercial à 7,5 m par minute, sans utiliser de brûleurs à acétylène pour aucune des bandes, à condition que la pression de vapeur saturante dans le distributeur d'alimenta tion en vapeur, en 71, soit supérieure ou égale à 70 kPa (au-dessus de la pression atmosphérique).

Pour les deux essais indiqués ci-dessus, le revetement isolant sur les faces avant des deux bandes était relativement épais.

On a effectué d'autres essarts sur cette installation en utilisant des revêtements isolants plus minces sur les faces avant des deux bandes, et en faisant fonctionner les brûleurs à acétylène pour former un revêtement mince de suie sur les faces avant des deux bandes. L'installation est alors capable de fonctionner pendant toute la journée à 8,85 m par minute tout en produisant des brames acceptables au point de vue commercial. Cette vitesse était la vitesse maximale possible pour le système d'entraînement de la machine considérée.

On a changé le système d'entraînement de la machine pour permettre une vitesse plus élevée et la machine de coulée a pu alors fonctionner à 9,3 m par minute, tout en produisant une brame d'aluminium acceptable au point de vue commercial, de qualité supérieure à celle qu'on obtient normalement avec cette installation.

On a également effectué sur cette installation d'autres essais qui ont confirmé, à la satisfaction complète des inventeurs, que l'invention procure réellement des avantages extrêmement importants. On a par exemple effectué des changements, comme en arretant le préchauffage par vapeur, et des fissures ou des retassures sont apparues presque immédiatement dans la brame coulée. Les indications qu'on vient de donner font ressortir les caractéristiques principales de ces essais.

Les configurations de protection et d'essuyage qui sont représentées sur les figures 10-14 n'ont pas été employées dans ces essais, et on pense que leur utilisation entraînera d'autres améliorations.

Le préchauffage par vapeur en deux phases a permis d'utiliser la même paire de bandes de coulée pendant plus de deux semaines de production ininterrompue pendant toute la journée.

La matière à base d'aluminium qui a été coulée dans ces essais est un alliage d'aluminium nO- 3105 modifié. Ses limites de composition sont les suivantes
LIMITES DE L'ALLIAGE D'ALUMINIUM
ELEMENT LIMITES DE POURCENTAGE
Silicium (Si) 0,35 au maximum
Fer (Fe) 0,90
Cuivre (Cu) 0,22
Manganèse (Mn) 0,70 à 0,80
Magnésium (Mg) 0,25 à 0,35
Zinc (Zn) 0,35 au maximum
Chrome (Cr) 0,10
Titane (Ti) 0,15
De plus : pourcentage de (Mn + Mg) , 1,0% à 1,20% au
maximum
Aluminium (Al) Complément
La figure 8A montre une modification du mode de réalisation de la figure 8 qui consiste à utiliser des tubes d'alimentation en vapeur doubles 60 et 60A pour préchauffer la bande. Le tube 60 dirige de la vapeur saturante vers la surface arrière de la bande 18 pour préchauffer cette dernière à une température voisine de celle de la vapeur saturante. Le tube d'alimentation 60A dirige de la vapeur surchauffée à haute température, pour produire une "impulsion" thermique finale intense destinée à préchauffer la bande 18 jusqu'à une température notablement supérieure à la température de saturation, juste avant que la bande entre dans la région de moulage.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de préchauffage d'une bande de coulée avant qu'elle atteigne l'entrée d'une zone de coulée, dans la coulée continue de métal en fusion, dans laquelle le métal en fusion est contenu et déplacé dans la zone de coulée par la surface avant d'au moins une bande de coulée mince, flexible et sans fin, tournant autour de poulies, et dans laquelle la bande de coulée passe en partie autour d'une poulie d'entrée adjacente à l'entrée de la zone de coulée, la surface arrière de la bande ayant alors une forme courbe concave et étant en contact avec la poulie d'entrée, caractérisé en ce que# : on forme des gorges cir conférentielles profondes (54) dans la poulie d'entrée (28, figures 4, 8, 8A, 10, 12, 13, 14, 15 et 16 ; 38 figures 7 et 9) en position adjacente à la surface arrière courbe de la bande de coulée (18 ou 34), on achemine de la vapeur (71) par des passages de canalisation (60) à l'intérieur des gorges profondes, on projette (68) des premiers jets (69) de vapeur dirigés vers l'extérieur à partir des gorges profondes, contre la surface arrière de la bande pour produire une première phase d'élévation de la température de la bande avant que cette dernière-atteigne l'entrée (65), ces premiers jets de vapeur étant situés à une distance angulaire "B" d'au moins 450 en avant de l'entrée, et on projette des seconds jets de vapeur (73) dirigés vers l'extérieur à partir des gorges profondes, contre-la surface arrière de la bande, pour produire une seconde phase d'élévation de la température de la bande avant que--cette dernière atteigne l'entrée, et ces seconds jets de vapeur sont situés après les premiers jets de vapeur avec un écartement angulaire d'au moins 200.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dirige (68) les premiers jets de vapeur vers l'extérieur en direction radiale de façon qu'ils soient projetés perpendiculairement sur la surface arrière de la bande de coulée, pour. produire une au#gmentation brusque de température.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on dirige (70) les seconds jets (73) de vapeur sous un angle d'incidence inférieur à 250 vers la surface arrière de la bande de coulée, de façon que la vapeur circule le long de la surface arrière de la bande dans la direction générale de la zone de coulée.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on donne aux seconds jets (73) un débit de vapeur notablement plus élevé à celui des premiers jets (69), afin d'élever la température de la bande à un niveau plus élevé (figure 6) pendant la seconde phase de préchauffage que pendant la première phase.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on dirige de l'eau de refroidissement le long de passages de canalisation (58) situés à l'intérieur des mêmes gorges profondes (54) que la vapeur, en juxtaposition étroite avec la vapeur ; et on dirige (62, 94) des jets de l'eau de refroidissement contre la surface arrière de la bande de coulée (18 ou 34) à un emplacement proche de l'entrée de la région de coulée, l'eau de refroidissement se déplaçant le long de la surface arrière de la bande en direction de la zone de coulée.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance angulaire "B" est dans la plage de 450 à 900 en avant de l'entrée (65 ou 65A) de la zone de coulée (C).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les seconds jets de vapeur (73) précèdent d'une distance angulaire "A" l'entrée (65 ou 65A) de la zone de coulée (C), et cette distance angulaire "A" est dans la plage de 200 à 450.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alimentation en vapeur (71) se fait à une pression d'au moins 35 kPa et de préférence d'au moins 70 kPa au-dessus de la pression atmosphérique.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on surchauffe la vapeur à une température située dans la plage de 1100C à 3300C au-dessus de la température de la vapeur saturante à ladite pression d'alimentation.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on projette des jets de vapeur supplémentaires dirigés vers l'extérieur (68') à partir des gorges profondes, contre la surface intérieure de la bande, pour produire une phase initiale d'élévation de la température de la bande, en avant des premiers jets, et ces jets de vapeur supplémentaires sont situés en avant des premiers jets avec une distance angulaire (D) d'au moins 200.

11. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on effectue l'alimentation en vapeur avec une pression d'au moins 35 kPa et de préférence d'au moins 70 kPa au-dessus de la pression atmosphérique.

12. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on essuie (figures 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16) le liquide de refroidissement pour l'évacuer des gorges profondes, et on fait en sorte que lu liquide de refroidissement évacué ne refroidisse pas la vapeur introduite.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-à 3, caractérisé en ce qu'on achemine l'eau de refroidissement dans des passages de canalisation (58) qui sont situés à l'intérieur des gorges profondes et du côté opposé (figures 8, 8A, 9, 15, 16) à celui de la vapeur, par rapport à l'axe de la poulie (66 ou 97) ; on inverse brusquement la direction de circulation du liquide de refroidissement en courbant sa trajectoire de façon à définir une trajectoire recourbée en forme de crochet (94) avec un rayon faible, en une position qui précède légèrement l'entrée de la zone de coulée (C), et on évacue le liquide de refroidissement circulant en sens inverse, en le dirigeant vers la surface arrière de la bande de coulée, pour qu'il soit projeté contre cette surface arrière près de l'entrée (65 ou 65A) et qu'il circule le long de la surface arrière de la bande (18 ou 34), vers la zone de coulée (C).

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on effectue l'alimentation en vapeur avec une pression d'alimentation d'au moins 35 kPa et de préférence d'au moins 70 kPa au-dessus de la pression atmosphérique.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'on essuie (figures 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16) le liquide de refroidissement de façon à l'évacuer des gorges profondes, et on canalise le liquide de refroidissement enlevé par essuyage, de façon à éviter qu'il refroidisse les moyens d'alimentation en vapeur.

16. Machine de coulée continue de métal en fusion, dans laquelle il existe au moins une bande de coulée sans fin, mince et flexible, qui tourne autour de poulies et qui passe le long d'une zone de coulée, depuis l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie de la zone de coulée, de façon à acheminer le métal qui est coulé contre la face avant de la bande de coulée, l'une de ces poulies étant une poulie d'entrée destinée à amener la bande de coulée à l'extrémité d'entrée de la zone de coulée, et cette poulie d'entrée comportant des gorges circonférentielles qui sont situées sous la face arrière de la bande de coulée lorsque cette dernière tourne partiellement autour de la poulie d'entrée, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de préchauffage par vapeur de la bande de coulée qui comprend des tubes d'alimentation en vapeur enroulés (60 ou 60A), chacun d'eux comportant une buse (70 ou 70A) à son extrémité, et ces tubes d'alimentation en vapeur et ces buses sont placés dans les gorges circonférentielles respectives de façon à appliquer de la vapeur issue des buses sur la face arrière de la bande sans fin, dans le but de préchauffer cette bande avant qu'elle entre dans la zone de coulée (C), ce qui réduit la déformation de la bande produite par l'effet d'échauffement considérable du métal en fusion, et permet ainsi d'augmenter la vitesse de la machine de coulée.

17. Machine de coulée continue de métal en fusion selon la revendication 16J caractérisée en ce que le dispositif de préchauffage par vapeur (60, 60A, 70, 70A) permet d'employer un revêtement isolant plus mince sur la face avant de la bande de coulée (18 ou 34), ce qui permet d'aug menter la vitesse de la machine de coulée (10 ou 30).

18. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisée en ce que chaque tube d'alimentation en vapeur enroulé (60) comporte un ou plusieurs orifices radiaux (68 ou 68') qui sont placés de façon à diriger la vapeur vers la face arrière de la bande sans fin, et chacun de ces orifices est espacé par rapport à la buse respective (70) sur le tube d'alimentation en vapeur respectif (60).

19. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce qu'elle comporte des tubes d'alimentation en liquide de refroidissement enroulés (58) avec l'un d'eux placé dans chacune des gorges circonférentielles (54) en compagnie d'un tube d'alimentation en vapeur enroulé (60 ou 60A) ; et chaque tube d'alimentation en liquide de refroidissement enroulé (58) comporte une buse (62 ou 94) qui est placée de façon à diriger un jet de liquide de refroidissement sur la face arrière de la bande sans fin (18 ou 34) près de l'emplacement auquel cette bande sans fin entre dans la zone de coulée (C).

20. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisée en ce qu'elle comporte des tubes d'alimentation en liquide de refroidissement enroulés (58) avec l'un d'eux justaposé avec un tube d'alimentation en vapeur (60 ou 60A) dans chacune des gorges circonférentielles de la poulie d'entrée, chacun de ces tubes d'alimentation en liquide de refroidissement comportant une buse (62 ou 94) qui est placée en avant de la buse (70 ou 70A) du tube d'alimentation en vapeur juxtaposé dans les gorges circonférentielles respectives, grâce à quoi le tube d'alimentation en vapeur préchauffe la bande avant son entrée dans la zone de coulée (C) et le tube d'alimentation en liquide de refroidissement refroidit la bande sans fin lorsqu'elle entre dans la zone de coulée et vient en contact avec le métal en fusion.

21. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caracté risée en ce qu'elle comporte un tube d'alimentation en liquide de refroidissement (58), enroulé de façon inverse, placé dans chacune des gorges circonférentielles (54) de la poulie d'entrée, et chacun de ces tubes d'alimentation en liquide de refroidissement enroulé de façon inverse'comporte à son extrémité une buse recourbée (94) dans le but d'inverser brusquement la direction du liquide de refroidissement avant son évacuation par la buse recourbée, de façon qu'il soit projeté sur la surface arrière de la bande sans fin (18 ou 34) près de l'entrée (65 ou 65A) de la zone de coulée (C) et qu'il circule dans la direction générale de la zone de coulée.

22. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisée en ce qu'elle comprend un écran d'essuyage flexible et à lames (102, 114) qui est placé dans les gorges circon férentielles (54) et se conforme à leur configuration, afin d'essuyer le liquide de refroidissement pour l'extraire des gorges circonférentielles et destiné à éviter que le liquide de refroidissement évacué vienne en contact avec les tubes d'alimentation en vapeur (60).

23. Machine de coulée continue de métal en fusion selon la revendication 18, caractérisée en ce que chaque orifice radial (68 ou 68') est placé à une distance angulaire d'environ 200 en avant de la buse (70) sur le tube d'alimentation en vapeur respectif.

24. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 18 ou 23, caractérisée en ce que chaque orifice radial (68) est placé à une distance angulaire "B" de l'extrémité d'entrée (65 ou 65A) de la zone de coulée qui est comprise dans la plage de 450 à 900.

25. Machine de coulée continue de métal en fusion selon la revendication 22, caractérisée en ce que l'écran d'essuyage (114) consiste en un racleur moulé en une seule pièce, flexible mais raide.

26. Machine de coulée continue de métal en fusion selon la revendication 22, caractérisée en ce que l'écran d'essuyage (102) comporte un support rigide de renfort (104), et une source d'air (105, 106) est dirigée vers l'écran d'essuyage et dans les gorges (54) pour aider écran d'essuyage à évacuer le liquide de refroidissement contenu dans les gorges.

27. Machine de coulée continue de métal en fusion selon la revendication 26, caractérisée en ce qu'un second écran d'essuyage (108) pénètre dans les gorges (54) sous l'autre écran d'essuyage (102) et la source d'air (105, 106), de façon à définir une région fermée entre les écrans, afin que la source d'air nécessite moins d'air pour aider à l'évacuation du liquide de refroidissement contenu dans les gorges.

28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on dirige en outre de la vapeur surchauffée (figure 8A) contre la surface arrière de la bande, en aval des seconds jets de vapeur (73).

29. Machine de coulée continue de métal en fusion selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, caractérisée en ce qu'un second tube d'alimentation en vapeur (60A) est placé dans la gorge circonférentielle respective et il comporte une buse (70A) qui dirige de la vapeur surchauffée (73A ; figures 8A) contre la surface arrière de la bande, en aval de la buse de vapeur (70).