FR2516823A1 - Procede de coulee electromagnetique ou a refroidissement direct - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE PERFECTIONNE DE REGLAGE DU NIVEAU DU METAL FONDU DANS DES UNITES DE COULEE CONTINUE ELECTROMAGNETIQUE OU A REFROIDISSEMENT DIRECT. SELON CE PROCEDE, UNE CAME55 EN FORME DE SPIRALE D'ARCHIMEDE, COMMANDEE PAR UN MOTEUR OU UN ACTIONNEUR TOURNANT56, REGLE LA POSITION D'UNE VANNE OU D'UN OBTURATEUR40 AJUSTANT LE DEBIT D'ECOULEMENT DU METAL FONDU37 VERS DES UNITES DE COULEE. L'INTERVENTION DE CE DISPOSITIF DEPEND DE LA DIFFERENCE ENTRE UN SIGNAL REPRESENTANT LE NIVEAU REEL61 DU METAL FONDU ET UN SIGNAL REPRESENTANT LE NIVEAU SOUHAITE. DOMAINE D'APPLICATION: COULEES CONTINUES ET SEMI-CONTINUES DE LINGOTS OU DE BILLETTES D'ALUMINIUM, ETC.

Description

L'invention concerne le réglage du niveau de métal fondu dans des

ensembles verticaux de coulée continue ou semi-continue, et elle a trait plus particulièrement

à des unités de coulée dans lesquelles un champ électro-

magnétique, produit par un inducteur annulaire entourant la colonne de métal fondu, est utilisé pour façonner le

métal pendant sa solidification.

Des lingots ou des billettes d'aluminium, qui ont été coulés avec refroidissement direct, en continu ou semi-continu, dans des moules tubulaires classiques ouverts à leurs extrémités, sont habituellement caractérisés par des degrés divers de défauts de surface tels que des rides à froid, des l iquations, des criques de retrait et autres, qui résultent principalement du contact entre le

i 5 moule et l'enveloppe du métal commençant à se solidifier.

Des lingots ou billettes coulés classiquement avec refroi= dissement direct sont également caractérisés par une liquation importante de l'alliage à la surface sous l'effet des étapes successives de refroidissement initial et de solidification partielle de la surface du métal fondu

par contact avec les surfaces de refroidissement de l'alé-

sage dlu moule, de réchauffage de la surface du métal après

que ce dernier s'est éloigné, en se contractant, de l'alé-

sage du moule et, ensuite, de solidification finale du

métal fondu par l'application directe de fluide de refroi-

dissement Les lingots ou billettes coulés classiquement avec refroidissement direct nécessitent généralement un écroûtage pour éliminer à la fois les défauts de surface et la zone appauvrie en alliage, adjacente à la surface avant les étapes suivantes de fabrication telles que le

laminage, le forgeage et autres.

La coulée électromagnétique est tout à fait similaire à la coulée classique à refroidissement direct, sauf que, à la place du moule façonné tubulaire utilisé dans le procédé classique, un inducteur annulaire est utilisé pour générer, autour de la colonne de métal fondu, un champ électromagnétique qui, lui-même, développe une pression radiale appliquée à la colonne de métal fondu et suffisante pour en établir la forme jusqu'à ce que le métal

soit solidifié dans sa configuration finale par l'applica-

tion directe de fluide de refroidissement Dans le fonctionne-

ment d'unités de coulée électromagnétique, aucun contact n'a lieu avec l'enveloppe de métal naissante pendant la

solidification, de sorte que les défauts de surface men-

tionnés précédemment sont pour la plupart éliminés De plus, par suite du manque de contact entre l'enveloppe de métal naissante et une surface de refroidissement d'un alésage du moule, il ne se forme pratiquement aucune zone appauvrie en alliage à proximité immédiate de la surface du lingot ou de la billette et, par conséquent, le métal obtenu par coulée électromagnétique est très homogène sur toute sa section Il est habituellement inutile d'écroûter le métal obtenu par coulée électromagnétique avant d'autres étapes de fabrication et, de plus, la structure homogène réduit considérablement ou élimine la caractéristique de fissuration de bords apparaissant, lors du laminage

à chaud, sur un lingot obtenu par coulée classique à refroi-

dissement direct.

Le champ électromagnétique utilisé dans la coulée électromagnétique est produit par un inducteur du type à anneau et l'interaction du champ électromagnétique généré par l'inducteur et des courants de Foucault induits dans le métal fondu, à l'intérieur de la zone périphérique de l'inducteur, produit la pression électromagnétique

qui détermine le profil en section du métal se solidifiant.

Les composantes radiales de forces déterminent la position latérale du métal fondu et aucun contact n'est réalisé

avec le métal fondu en cours de solidification avant l'appli-

cation du fluide de refroidissement sur la surface du

métal à sa sortie du dessous de l'inducteur La solidifica-

tion du métal est assurée principalement par la conduction axiale de la chaleur qui s'écoule du métal fondu vers la partie constituée de métal solidifié et sur laquelle le

fluide de refroidissement est appliqué.

L'inducteur est de préférence alimenté par une source d'énergie électrique à haute fréquence (par exemple 500 à 1000 Hz) car, aux fréquences plus élevées, les courants induits dans le métal fondu se concentrent à la surface du métal en cours de solidification (ce qui est communément appelé "effet pelliculaire") de sorte que très peu de turbulences sont engendrées dans la masse du

métal fondu.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 686 864, le certificat d'inventeur déposé en URSS sous le N 233 186 et les brevets des EtatsUnis d'Amérique N 3 467 166,

N 3 605 865, N 3 646 988, NO 3 702 155, N 3 773 101;

N 3 985 179 et N 4 004 631 donnent d'autres informations

concernant les principes de la coulée électromagnétique.

Pour réaliser, par coulée électromagnétique, un lingot cu une billette ayant des dimensions constantes en section, sur toute sa longueur axiale, la composante

radiale de la pression électromagnétique doit être conti-

nuellement en équilibre dynamique avec la pression hydro-

statique du métal fondu Le maintien du réglage nécessaire à l'équilibre dynamique est beaucoup plus difficile

qu'il n'apparaît au premier abord, car de petites varia-

tions du champ électromagnétique, de la vitesse de descente ou de la hauteur du métal fondu peuvent avoir un effet important sur les dimensions de la section du lingot ou de la billette obtenu Il faut procéder avec beaucoup de précautions, en particulier au démarrage, car une pression localisée du métal fondu peut dépasser la pression électromagnétique radiale, entraînant des excursions du métal fondu au- dessus du bloc de fond, métal qui, lorsqu'il est solidifié, ressemble à des chandelles formées sur le bout du lingot ou de la billette Alors qu'il est assez difficile de couler un lingot ou une billette ayant des dimensions constantes, en section, sur toute sa longueur, il devient encore plus difficile d'effectuer un tel réglage lorsque plusieurs lingots ou billettes sont coulés dans

le même poste de coulée.

On a développé plusieurs méthodes pour tenter de résoudre les problèmes de contrôle dimensionnel, mais aucune d'elles n'a rencontré un grand succès Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 014 379, l'intensité du courant électrique fourni à l'inducteur est réglée en fonction des écarts détectés sur la hauteur du métal

fondu dans l'inducteur De même, bien que cela soit appa-

remment limité au cuivre, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 161 206, le courant électrique fourni à l'inducteur est réglé en fonction des écarts de la distance mesurée entre la surface intérieure de l'inducteur et la surface verticale de la colonne de métal fondu Dans les deux cas, l'intensité du courant électrique circulant dans

l'inducteur est modifiée afin de régler la pression électro-

magnétique pour compenser toutes différences apparaissant

entre la distance mesurée et celle souhaitée.

Bien que ces procédés antérieurs permettent de maîtriser les dimensionsdu lingot ou de la billette dans une certaine mesure, la mattrise dimensionnelle s'avère beaucoup moins précise que souhaitée De plus, ces procédés de par leur nature, ne peuvent être aisément appliqués à la commande de la coulée électromagnétique de plusieurs

lingots ou billettes dans un seul poste de coulée L'inven-

tion a pour objet de résoudre ces problèmes.

L'invention concerne un procédé de réglage du niveau de métal fondu dans des unités de coulée continue ou semi-continue, orientées verticalement, par exemple des unités de coulée à refroidissement direct et des unités de coulée électromagnétiques L'invention concerne en particulier un procédé et un dispositif destinés à détecter et régler avec précision le niveau d'une masse de métal fondu. Conformément à l'invention, le niveau du métal fondu est détecté par un transducteur de déplacement qui

génère un signal proportionnel au niveau du métal détecté.

Le signal représentant le niveau détecté du métal fondu est comparé à un signal de point de réglage représentant le niveau souhaité du métal fondu et il est généré un signal d'erreur représentant la différence entre le niveau

détecté du métal fondu et le niveau souhaité du métal fondu.

L'intervention du dispositif qui règle l'écoulement du métal fondu vers la masse de métal fondu est commandée

en fonction du signal d'erreur ou de différence, le mouve-

ment d'intervention du dispositif de réglage étant propor-

tionnel au signal de différence ou d'erreur De cette manière, la précision du réglage du niveau du métal fondu

peut être maintenue sur toute la plage de travail prévue.

Dans une forme préférée de réalisation, le métal fondu s'écoule par un conduit comportant un obturateur ou un bouchon s'opposant au passage de la masse de métal fondu L'obturateur ou bouchon est commandé directement ou indirectement au moyen de tringleries intermédiaires par une came ayant la forme d'une spi rale d'Archimède gui est mise en rotation par un actionneur commandé en fonction du signal de différence ou d'erreur La rotation de la lie came est proportionnelle au signal de différence ou d'erreur et, étant donné que J a distance comprise entre le bord de travail d'une came ayant la forme d'une

spirale d'Archiniède et son axe de rotation est directe-

ment proportionnelle a la rotation de la came, le mouvement O du bord de la came est également proportionnel au signal de différence ou d'erreur Le dispositif de réglage de débit monté sur le conduit du métal fondu est donc manoeuvré d'une manière proportionnelle au signal de différence ou d'erreur et le débit d'écoulement du métal fondu à travers

ce dispositif est donc lui-même proportionnel à ce signal.

La précision du réglage du niveau du métal fondu est très importante lorsque l'écoulement du métal

fondu vers chacune de plusieurs unités de coulée, en parti-

culier des unités de coulée électromagnétiques, est commandé de manière que le niveau du métal fondu dans toutes les unités de coulée soit maintenu sensiblement dans le même

plan pendant la plus grande partie de la coulée Pour faci-

liter cette commande, chaque unité de coulée est fixée avec précision à une table ou à une structure analogue de support afin que les inducteurs ou moules soient au même niveau La ou les structures de support des blocs de fond sont conçues pour que tous les lingots ou toutes

les billettes descendent à la même vitesse.

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Le réglage de niveau dans plusieurs-unités de coulée, conformément à l'invention, est réalisé par détection du niveau de métal fondu dans chaque unité de coulée, génération de signaux représentant tous les niveaux de métal fondu détectés et en relation linéaire avec ces niveaux, et comparaison de ces signaux individuels à un signal de point de réglage ou de référence provenant d'un contrôleur principal et représentant le niveau souhaité

du métal fondu dans toutes les unités de coulée L'écoule-

ment du métal fondu vers une unité particulière de coulée est régulé automatiquement par des moyens qui fonctionnent en relation linéaire avec la différence entre les deux

signaux pour amener le métal fondu dans cette unité parti-

culière de coulée au niveau souhaité Pendant la période de commande suivant la mise en marche, le niveau dui"imétal fondu dans chacune des unités individuelles de coulée ne doit généralement pas varier de plus de 0,25 cm,

la variation devant être de préférence inférieure à 0,13 cm.

De plus, après la période initiale de mise en marche, le niveau du métal fondu dans tous les inducteurs du même poste de coulée ne doit de préférence pas varier de plus de 0,25 cm d'un inducteur à l'autre Si ces limites ne sont pas respectées, d'importantes variations peuvent apparaître sur les dimensions de la section le long des

lingots ou des billettes-individuelles et entre les dimen-

sions en section des lingots ou des billettes coulés dans

la même phase.

Le démarrage de plusieurs unités de coulée

électromagnétique pose un problème plus difficile à résou-

dre, car le métal fondu contenu dans toutes les unités de coulée électromagnétique doit être amené au même niveau spécifié avant que les blocs de fond commencent à descendre sans solidification notable du métal fondu dans l'auge de transfert ou dans l'une quelconque des unités de coulée et sans excursions notables du métal fondu par-dessus le bord du bloc de fond placé à l'intérieur de l'inducteur au commencement de la coulée Les ensembles de coulée les plus éloignés de la source de métal fondu peuvent avoir en premier une tendance à la solidification, de sorte que l'écoulement du métal fondu vers ces unités de coulée

les plus éloignées de la source de métal fondu est supé-

rieur à celui dirigé vers les unités les;plus proches de la source de métal, De préférence, toutes les unités de coulée sont alimentées en dépression, c'est-à-dire que l'écoulement par le bec inférieur de coulée vers l'unité de coulée est inférieur au débit maximal d'écoulement du métal fondu à tous moments pendant la coulée pour permettre

un certain degré de réglage.

Le niveau du métal fondu est maintenu automati-

quement pendant la coulée, dans les limites mentionnées précédemment A la fin de la coulée, on obture la source de métal fondu et on laisse le métal fondu, contenu dans

la goulotte, s'écouler dans les 4 nsembles de coulée jus-

qu'à ce que le niveau spécifié du métal ne puisse plus être maintenu dans aucune des unités de coulée A ce moment, on soulève la goulotte, on la laisse se vider complètement dans un récipient, puis on la retire de la zone de coulée afin que la table puisse être soulevée ou autrement déplacée et que les lingots ou les billettes puissent être retirés de la fosse do coulée Lorsqu'on soulève la goulotte pour la vider, les unités de coulée les plus proches du récipient de vidange reçoive t davantage de métal fondu que celles plus éloignées, de sorte que, pour que tous les lingots ou toutes les billettes aient sensiblement la même longueur, il faut abaisser les niveaux du métal fondu dans les unités de coulée les plus proches de la vidange avant la fin de la coulée La variation de la hauteur de charge du métal fondu est relativement faible, par exemple inférieure à 2,54 cm et, dans le cas de lingots

pour tôles fortes, elle est généralement de 0,24 à 1,27 cm.

A la fin de la coulée, l'application de fluide de refroidissement sur la surface des lingots ou des billettes, à l'extrémité de sortie ou de décharge des inducteurs ou des moules, est poursuivie jusqu'à ce que la solidification soit complète et que l'extrémité du lingot ou de la billette soit déchargée de l'inducteur

ou du moule.

Le réglage dé niveau décrit dans le présent

mémoire convient à une grande variété d'unités de coulée.

Dans le fonctionnement des unités de coulée électromagné-

tique, la hauteur du métal fondu à l'intérieur de l'in-

ducteur est en relation totale avec la pression électro-

magnétique générée par le champ électromagnétique Dans

une forme préférée de réalisation, le Champ électromagné-

tique et la pression résultante sont maintenus constants, la hauteur ou le niveau de la colonne de métal fondu dans

l'inducteur étant la variable sur laquelle porte le réglage.

Cette méthode de commande exige que le courant d'inducteur ait sensiblement la même amplitude et la même fréquence dans chacune des unités de coulée D'autres méthodes de

commande sont possibles.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective

avec coupe partielle, d'une unité de coulée électromagné-

tique; la figure 2 est une vue de dessus de plusieurs unités de coulée électromagnétique disposées dans un poste unique de coulée; la figure 3 est une élévation, avec coupe partielle, de deux ensembles de coulée électromagnétique suivant la ligne III-III de la figure 2; les figures 4 et 5 sont des vues de-côté et de dessus d'un ensemble à bras de commande de vanne qui règle l'écoulement du métal fondu de la goulotte dans le moule ou inducteur; et

la figure 6 est une coupe verticale schéma-

tique du dispositif-de réglage du niveau du métal fondu.

Toutes les pièces se correspondant sur les

différentes figures portent les mêmes références numé-

riques. Si l'on se réfère en particulier aux figures 1 à 3, on voit que l'appareil Cle coulée électromagnétique comprend globalement un ensemble 10 à inducteur et chemise de refroidissement, un ensemble 11 à bloc de fond et un

ensemble 12 d'alimentation en métal fondu.

L'ensemble 10 à inducteur et chemise de refroi-

dissement comprend un inducteur électromagnétique 14 cons- tituant la paroi intérieure de l'ensemble et qui est fixé de manière étanche à un élément supérieur 15, à un élément inférieur 16 et à une paroi arrière 17 Une paroi déflectrice 18, adjacente et concentrique à la paroi arrière de l'inducteur 14, divise l'intérieur de l'ensemble 10

en deux chambres annulaires 19 et 20 à fluide de refroi-

dissement Le déflecteur 18 comporte un conduit 21 destiné à diriger un fluide de refroidissement de la chambre 19 vers la chambre 20 Le fluide de refroidissement s'écoule de la chambre 20 par des conduits 22 de décharge ménagés dans la partie inférieure de l'inducteur 14, sur le lingot ou la billette 23 en cours de solidification Les éléments , 16, 17 et 18 de la chemise à fluide de refroidissement sont de préférence réalisés en matières non métalliques,

par exemple en matières plastiques convenables.

La partie supérieure 25 de l'inducteur électro-

magnitique 14 est de préférence inclinée de manière à s'écarter de l'axe vertical de l'ensemble 10 à inducteur et chemise de refroidissement, comme montré, pour réduire

et régler de façon plus précise les forces électromagné-

tiques exercées sur la partie superieure de la colonne 26 formée par le métal fondu, conformément au brevet N O 3 985 179 précite L'angle formé par la surface 25 et l'axe vertical de l'ensemble 10 dépend de facteurs tels que la hauteur du métal, la dimension du lingot ou de la billette, et autres Habituellement, l'angle souhaité est déterminé de façon empirique et il est compris entre

environ 10 et 500.

L'inducteur 14 est métallique, par exemple en cuivre ou en aluminium, et il est de préférence protégé de tout contact accidentel avec le métal fondu par un revêtement ou une surface non métallique (non représenté) qui n'affecte pas sensiblement le champ électromagnétique

produit par l'inducteur.

Les ensembles 10 à inducteur et chemise de refroidissement sont fixés d'une manière convenable (non représentée) à la table 27 de coulée qui peut être articulée sur un côté ou montée sur des rouleaux afin que la table 27 et les ensembles 10 qui lui sont fixés puissent être éloignés à la fin de la coulée pour permettre aux lingots ou aux billettes coulés 23 d'être retirés de la

fosse de coulée.

L'ensemble 11 à blocs de fond apparaît mieux sur la figure 3 Comme représenté, tous les blocs 30 de fond sont supportés par la même table ou surface 31 de support à laquelle ils sont fixés au moyen de socles 32 afin d'éliminer toute différence de vitesse de descente entre les unités de coulée L'abaissement de la surface ou du plateau 31 de support doit s'effectuer en douceur et à une vitesse uniforme, car tous mouvements brusques peuvent nuire à la dimension et à la forme du lingot ou de la billette Les blocs de fond 30 peuvent être abaissés séparément, si cela est souhaité, mais il est plus commode de les faire reposer tous sur le même plateau 31, comme c'est le cas classiquement, et d'abaisser le plateau 31

pour faire descendre tous les blocs de fond.

L'ensemble 12 d'alimentation en métal fondu comprend une goulotte 35 d'alimentation, de préférence réalisée en matière non magnétique convenable telle que de l'acier inoxydable, portant un garnissage réfractaire 36 Du métal fondu 37 est distribué vers plusieurs ensembles de coulée électromagnétique au moyen de becs 38 de

coulée qui font saillie dans la zone périphérique inté-

rieure des inducteurs 14 L'écoulement du métal fondu vers l'inducteur 14 est commandé par un pointeau ou un obturateur de commande d'écoulement L'extrémité inférieure 41 de ce pointeau ou obturateur est destinée à se loger dans un évidement 42 ménagé dans la partie supérieure du bec

38 de coulée.

Comme montré plus clairement sur les figures 4 et 5, la partie supérieure 43 du pointeau ou obturateur 40 de commande est de préférence filetée et elle porte une bague filetée correspondante 44 pour permettre de petits réglages de la position du pointeau ou obturateur

par rapport à l'videment 42.

La bague 44 comporte des pattes 45 qui sont logées dans des évidements 46 ménagés dans un étrier 47 d'un bras 48 de levier Ce dernier pivote en des points 49 et 50 de manière que, lorsqu'on le fait tourner autour de ces points, le pointeau 40 de commande d'écoulement

soit élevé ou abaissé pour régler ainsi le débit d'écoule-

ment du métal fondu vers la périphérie intérieure de l'in-

ducteur 14 L'extrémité du bras 48 comporte un contre-

poids 51.

Le mouvement du bras de levier 48 est commandé par une rotation d'une came 55 qui est entraînée par un moteur ou un actioineur tournant 56 en fonction d'un signal

convenable de commande La came 55 présente avantageuse-

ment la forme d'une spirale d'Archimaède comme montré sur

le dessin, car, avec une telle forme, chaque unité de rota-

tion angulaire de la came 55 engendre une unité égale de déplacement linéaire du bras 48 de levier en contact avec le bord de travail de la came 55, et donc du pointeau de commnande d'écoulerment La rotation angulaire de la

came 55 provoquée par l'actionneur tournant 56 est directe-

ment proportionnelle au signal de différence représentant l'écart entre le niveau réel du métal fondu et le niveau souhaité du métal fondu La rotation de la came 55 et

la montre et ld descente du pointeau 40 de commande d'écou-

lement sont donc directement proportionnelles à la diffé-

rence entre les niveaux réel et souhaité du métal fondu.

De cette manière, une commande très précise des niveaux

du métal fondu peut être maintenue pendant toute la coulée.

Chaque pointeau ou obturateur 40 est de préfé-

rence pré-réglé à distance par l'intermédiaire du moteur ou de l'actionneur tournant 56 avant le commencement de

la coulée, afin d'établir une ouverture de vanne prédéter-

minée Les unités de coulée les plus éloignées de la source de métal fondu doivent présenter de plus grandes ouvertures et, par conséquent, doivent recevoir le métal fondu à des débits supérieurs à ceux des unités de coulée plus rapprochés de la source de métal fondu Ces réglages compensent l'écoulement initial vers les unités de coulée les plus proches de la source de métal fondu et ils tendent

également à empêcher la solidification avant le commence-

ment de la coulée.

La détection du niveau du métal fondu dans chacune des unités de coulée s'effectue au moyen d'un flotteur 60 qui repose sur la surface supérieure 61 de la colonne de métal fondu 26, à l'intérieur de l'inducteur 14 Le flotteur 60 est relié fonctionnellement, par une tige 62 et un élément 63 de liaison, à un plongeur 64 d'un transductéur 65 de déplacement linéaire qui produit un signal de sortie linéaire représentant le niveau du métal fondu détecté par le flotteur 60 Un élément ou

une équerre 66 de guidage est fixé sur le côté de la gou-

lotte 35 afin de guider le déplacement vertical de la tige 62 pendant la coulée Une bague 67 est montée sur la tige 62 pour arrêter le mouvement de descente du

flotteur 60 en dehors des coulées.

Le transducteur 65 de déplacement doit avoir une portée d'environ 10 cm et une précision inférieure à 0,025 cm, de préférence inférieure à 0,013 cm Un

transducteur convenable est le modèle " 2000 HPA" commer-

cialisé par la firme Schaevitz Corp New York, NY, E U A.

Un certain conditionnement du signal provenant du trans-

ducteur peut être nécessaire aux extrémités de la course pour maintenir la linéarité du signal de sortie par rapport au niveau détecté Bien que le dispositif de détection de niveau et de génération de signaux soit décrit principalement comme comprenant un flotteur relié fonctionnellement à un transducteur de déplacement linéaire, il est évident que d'autres moyens peuvent être utilisés pour détecter le niveau, pourvu qu'un signal linéaire

représentant le niveau détecté soit produit.

Le terme "linéaire" ou "proportionnel", ou bien des termes analogues, utilisés dans le présent mémoire, indiquent une relation entre deux variables qui ne s'écarte pas de plus de 5 %, et de préférence 1 %, d'une relation linéaire réelle, en ligne droite, dans la plage de travail concernée. Le positionnement vertical du flotteur 60 est très important pour le réglage précis du niveau 61 du métal fondu dans l'inducteur 14 La matière du flotteur ne doit généralement pas absorber le métal fondu ou les impuretés, et elle doit conserver son intégrité pendant toute la coulée afin d'éviter toute modification de la

position du flotteur 60 sur la surface 61 du métal fondu.

Une matière convenant à la réalisation du flotteur est

la "Marinite" qui est un réfractaire fibreux léger (sili-

cate de magnésium), produit par la firme Johns Manville Corp. La goulotte 35, comme montré sur la figure 3, est positicnnnée avec précision sur la table 27 de coulée car le transducteur 65 de déplacement est fixé à la goulotte et un pos i 1 tionnement précis du transducteur est nécessaire au moment o la foulotte est amenée en position pour

mesurer avec prdcision le niveau du métal fondu dans l'in-

ducteur 14 Le positionnement de la goulotte 35 est réalisé au moyen d'un ou plusieurs éléments mrles coniques 68 situés à une extmtniît 69 de la goulotte 35 et destinés

à s'eibolter avec précision dans des logements femelles 70.

L'extrémité opposée de la goulotte 35 est fixée avec pré-

cision au côté ou a la goulotte de décharge d'un dispositif

de filtration et de dégazage qui n'est pas représenté.

Le dispositif de réglage du niveau du métal fondu pour toutes les unités de coulée, qui est montré schématiquement sur la figure 6, comprend un contrôleur principal ou contrôleur de surveillance 80 qui transmet des instructions et un signal de point de réglage du niveau du métal fondu à des contrôleurs locaux 81 associés aux unités individuelles de cou 16 eChaque contrôleur local 81 compare le signal représentant la condition détectée, par exemple le niveau du métal fondu, au signal provenant du contrôleur principal 80 et représentant le point de réglage souhaité, puis il commande une action corrective si cela est nécessaire Pour simplifier la figure 6,

seule une partie d'une unité de coulée est représentée.

Le contrôleur principal 80 peut également diriger d'autres activités telles que l'abaissement des blocs de fond par l'intermédiaire d'un contrôleur 82, et le réglage

du débit d'écoulement d'un fluide de refroidissement.

Une unité de commande convenant au contrôleur principal 80 est le contrôleur "modèle n' 484 Modicon" commercialisé par la firme Gould Company, Modicon Division, Andover, MA, E U A, et des contrôleurs locaux appropriés 81 peuvent être du type "Electromax III" commercialisés par la firme the Leeds & Northrup Co, North Wales, PA, E U A. Pendant la coulée, le niveau 61 du métal fondu est détecté par le flotteur 60 et provoque la génération,

par le transducteur 65 de déplacement, d'un signal repré-

sentant le niveau de métal détecté Le signal du niveau de métal détecté est dirigé vers un contrôleur local 81

qui le compare à un signal provenant du contrôleur princi-

pal 80 représentant le niveau souhaité du métal fondu.

Toutes différences ont pour effet, sur le contrôleur 81, de lui faire transmettre un signal de commande au moteur d'entraînement ou à l'actionneur tournant 56 pour faire tourner la came 55 et élever ou abaisser ainsi le pointeau 40 de commande d'écoulement afin de régler de façon appropriée l'écoulement du métal fondu vers l'unité de coulée de manière que la surface supérieure 61 du métal

fondu soit maintenue au niveau souhaité.

Un actionneur tournant convenable est l'action-

neur "Modèle n' SM-1180 " produit et commercialisé par

Foxboro/Jordan, Inc, Milwaukee, WI, E U A Un amplifica-

teur de la firme Foxboro/Jordan, tel que celui du type "modèle AD 7530 ", est habituellement incorporé pour la

commande de l'actionneur Le mouvement produit par l'action-

neur tournant et donc celui de la came 55 sont directement proportionnels au signal qui commande les opérations de actionneur.

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Le contrôleur principal 80 transmet le même signal de point de réglage du niveau du métal fondu à tous les contrôleurs locaux 81 associés aux ensembles individuels de coulée électromagnétique afin que le niveau du métal dans tous ces ensembles soit essentiellement dans le même plan horizontal Par suite, toutes les unités

de coulée électromagnétique, comprenant chacune un in-

ducteur, un flotteur de détection de niveau et un trans-

ducteur de déplacement, doivent êtrepositionnées avec précision au même niveau relatif Afin d'éviter toute déformation sous l'effet de la chaleur pendant la coulée,

une telle déformation pouvant provoquer un défaut d'ali-

gnement des éléments des ensembles de coulée, il est

préferable de refroidir à l'eau la goulotte 35 et l'en-

semble à inducteur.

L'appareil et le procédé selon l'invention permettent une commande très précise de la dimension et de la forme du lingot ou de la billette Par exemple, lors de la coulée électromagnétique de cinq lingots ayant pour dimensions nominales 48,3 x 109,2 x 350,5 cm, l'écart maximal sur la plus grande dimension de la section droite, sur toute la longueur du lingot, s'avère inférieur à 0,25 cm L'écart maximal entre les lingots s'avère

inférieur à 0,64 cm.

Il va de sol que de nombreuses modifications peuvent être aportées au procédé décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1 Procédé de coulée électromagnétique ou à refroidissement direct à l'aide de moyens tubulaires de moulage, ouverts à leurs extrémités, présentant une extrémité d'alimentation et une extrémité de décharge, procédé dans lequel du métal fondu est dirigé d'une source de métal, par un conduit ( 38) portant un obturateur ou une vanne ( 40) de réglage d'écoulement, vers l'extrémité d'alimentation des moyens de moulage, et dans lequel du

métal solidifié ou partiellement solidifié sort de l'ex-

trémité de décharge des moyens de moulage, un fluide de refroidissement étant appliqué sur le métal sortant des moyens de moulage, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à détecter le niveau ( 61) du métal fondu dans les moyens de moulage-et à générer un signal qui représente le niveau détecté du métal fondu et qui est

proportionnel à ce niveau, à comparer le signal représen-

tant le niveau détecté du métal fondu à un signal repré-

sentant le niveau souhaité du métal fondu, et à générer un signal représentant la différence entre les deux signaux, et à commander l'ouverture et la fermeture de la vanne ou de l'obturateur de réglage de débit à l'aide d'un dispositif de commande qui agit en fonction du signal

de différence et qui produit un mouvement de travail pro-

portionnel au signal de différence.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande, qui agit en fonction du signal de différence, comprend une came ( 55) en forme de spirale d'Archimède, mise en rotation par un actionneur ( 56) qui agit en fonction du signal de différence, la rotation de la came étant proportionnelle au signal de différence et l'intervention du dispositif de commande étant ca rt-en ée directement ou indirectement par la came

en rotation.