WO1998003289A1 - Dispositif de bridage d'une table de coulee d'un machine de coulee continue verticale de pieces, en particulier de tubes, en fonte - Google Patents

Dispositif de bridage d'une table de coulee d'un machine de coulee continue verticale de pieces, en particulier de tubes, en fonte Download PDF

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Denis Girardin
Fabien Arnould
Yvan Morcel
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Pont-A-Mousson S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/145—Plants for continuous casting for upward casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/041—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting

Definitions

  • Clamping device for a casting table of a vertical continuous casting machine for castings, in particular tubes.
  • the present invention relates to the casting of molten metals, and more particularly to the continuous vertical casting of metal parts, in particular tubes, of cast iron. Although it applies to the casting of different types of metal parts, it is particularly advantageous for the casting of thin cast iron tubes.
  • thin tubes applies to a tube whose thickness / diameter ratio is low, less than 10 percent, rather than to the thickness considered in isolation. self
  • the invention relates more precisely to a continuous vertical casting machine, along a vertical axis of extraction, of cast iron tubes, comprising a die block aligned along the vertical axis of extraction and a device for supplying liquid iron supplying the die, machine in which at least one seal is arranged between the outlet of the supply device and the inlet of the die
  • Difficulties of the same order can result from the creep of the joints over time, and also from phenomena of adhesion to the die of the tube during manufacture.
  • the present invention aims to overcome these various drawbacks by proposing a casting machine in which the sealing with liquid metal is ensured both in the ramp-up phase and in the operating phase at constant high temperature.
  • the subject of the invention is a device for clamping a casting table of a vertical continuous casting machine, along a vertical axis of extraction, of parts, in particular tubes, of cast iron, the table casting system comprising on the one hand a die block aligned along the vertical extraction axis, and on the other hand a device for supplying liquid iron supplying the die block, at least one seal being arranged between the outlet of the liquid iron supply device and the die block, characterized in that it comprises constant force clamping means, parallel to the vertical axis of extraction, of the die block against the exit of the supply device liquid iron to tighten the seals.
  • the clamping means comprise a support for the die block displaceable along an axis substantially parallel to the vertical extraction axis, a frame on which the liquid iron supply device is placed, and at least two fluid jacks, regularly distributed around the die block, each cylinder being connected to both said support and said chassis, and each cylinder being connected via a fluid line to a unit for regulating the clamping force of each cylinder,
  • the fluid lines of the cylinders are joined together in a common fluid line, and this common line is connected to the clamping force regulation unit,
  • the fluid cylinders are hydraulic cylinders
  • the fluid cylinders are pneumatic cylinders
  • the cylinders' bodies are entirely arranged outside the space between the two horizontal planes which limit the inductor windings.
  • the invention also relates to a casting table of a vertical continuous casting machine, along a vertical axis (XX) of extraction, of parts, in particular of tubes, made of cast iron, the casting table comprising d 'on the one hand a die block aligned along the vertical axis (XX) of extraction, and on the other hand a device for supplying liquid iron supplying the die block, at least one seal being arranged between the outlet the liquid iron supply device and the die block, characterized in that it comprises a clamping device as defined above.
  • FIG. 1 is a side view of a casting table according to the invention, with a first cutaway at the inlet of the device for supplying liquid iron and a second at the outlet of this device,
  • Figure 2 is a top view of the casting table, along arrow II of Figure 1; and Figure 3 is a cross-sectional view along line ill-III of Figure 2
  • FIG. 1 a table 1 for ascending vertical continuous casting of parts, in particular of T tubes, in cast iron.
  • This casting table comprises a device 3 for supplying liquid cast iron and a die block 5 fed by its lower end. , by this supply device
  • the tube T is extracted from the die block 5 by extraction means not shown, upwards, along the vertical axis XX of extraction
  • the direction of the extraction force is represented by an arrow F
  • the device 3 for supplying liquid iron is placed on a chassis 6 and secured against lateral and vertical displacement thereon by vertical tie rods 7 and horizontal crosspieces 8. It comprises a U-shaped siphon 9 made of a single piece of refractory molded concrete.
  • This siphon 9 comprises a liquid iron supply channel 10 formed by a vertical downward part 10A for entering the molten iron, a horizontal part (not visible in the figures) and a vertical part 10B for leaving the liquid iron , directed upwards.
  • a heating base 1 1 is interposed between the filter block 5 and the outlet of the siphon 9.
  • Sealing of the molten metal is provided by two annular seals 12A and 12B, a first 12A disposed between the outlet of the siphon 9 and the underside of the heating base 1 1, and a second 12B disposed between the top face of the heating base 1 1 and the underside of the filter block 5.
  • the siphon 9 and the heating base 1 1 are surrounded by a carcass 13 in the thickness of which are inductor windings 14. These inductor windings 14 are supplied with electric current by an external current generator not shown for maintain molten iron by induction heating.
  • the die block 5 is fixedly mounted in a retractable support 15 in the form of a tray.
  • This die block includes a cooling block 17 connected to a circuit of a cooling fluid by pipes 17A of inlet and 17B of outlet.
  • Block 17 has on its upper face an extension of reduced diameter. It is received in a conjugate housing 15A of the support 15 with a vertical axis Y-Y and is fixed there by means of a ring of axial screws 15B ( Figure 2).
  • the relative position of the support 15 relative to the chassis 6 is determined by two columns 18 directed downwards, fixed to the support 15 in a diametrically opposite manner with respect to the die block 5, as shown in Figure 2.
  • Figure 3 shows that each column 18 is guided in a ball socket 19 associated which is fixed to the chassis 6 Due to the use of balusters 18 cooperating with ball bushings 19, the relative position of the support 15 relative to the chassis 6 and therefore the relative position of the die block 5 relative to the chassis 6, are precisely defined in a plane perpendicular to the vertical extraction axis XX, while the support-chassis distance can be adjusted parallel to the axis XX.
  • each cylinder 21 has a rod 22 whose free end 23 is fixed by a pin 24 in a yoke 25 secured to the frame 6
  • Each pin 24 is stopped in the yoke 25 by pins (not shown) so that the support 15 can easily be removed from the chassis 6.
  • the body 21 A of the jacks 21 is fixed by a flange 21 B on the upper face of the plate 15 so as to be out of reach of the generated induction field by the inductor windings 14
  • each fluid cylinder 21 is connected by a pipe 26, 27 to a common pipe 29
  • This common pipe 29 is connected to a hydraulic unit 31 for regulating the clamping force of each jack, shown schematically Advantageously, this hydraulic unit is also mounted on the chassis 6
  • a certain clamping force of the jacks is adjusted by means of the regulating unit 31.
  • the clamping force exerted on the seals 12A and 12B corresponds to the force clamping force exerted by the jacks 21 to pull the yokes 25 in the direction of the support 15. Thanks to the fact that two jacks connected to the hydraulic unit 31 by a common pipe 29 are used, the clamping force applied is identical for each cylinder. In addition, once adjusted, it is constant despite the phenomena of expansion which occur at the level of the heating base 1 1, and despite the phenomena of creep of the joints and adhesion of the tube T to the die, this thanks to the principle hydraulic operation.
  • the clamping arrangement by hydraulic cylinders also acts as a "safety fuse".
  • the elements of the die block tend to dissociate in the direction of extraction of the tube T. This results in loosening of the seals and a leak of the liquid metal to the outside, and the machine stops without damage to the installation for producing tubes.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical (X-X) d'extraction, de pièces, en particulier de tubes (T), en fonte, comprenant un bloc-filière (5) aligné suivant l'axe vertical (X-X) d'extraction, et un dispositif (3) de fourniture de fonte liquide. Deux joints d'étanchéité (12A, 12B) sont disposés entre la sortie du dispositif (3) de fourniture de fonte liquide et l'entrée du bloc-filière (5). Le dispositif comprend des moyens (6, 15, 21) de serrage à force constante, parallèlement à l'axe vertical d'extraction (X-X), du bloc-filière (5) vers la sortie du dispositif (3) de fourniture pour serrer les joints (12A, 12B) d'étanchéité.

Description

Dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale de pièces, en particulier de tubes, en fonte.
La présente invention est relative à la coulée des métaux en fusion, et plus particulièrement à la coulée continue verticale de pièces métalliques, notamment de tubes, en fonte Bien qu'elle s'applique à la coulée de différents types de pièces métalliques, elle est particulièrement avanta- geuse pour la coulée de tubes minces en fonte L'expression "tubes minces" s'applique à un tube dont le rapport épaisseur/diamètre est faible, inférieur a 10 pour cent, plutôt qu'à l'épaisseur considérée isolément en soi
L'invention concerne plus précisément une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical d'extraction, de tubes en fonte, comprenant un bloc-filière aligné suivant l'axe vertical d'extraction et un dispositif de fourniture de fonte liquide alimentant la filière, machine dans laquelle au moins un joint d'étanchéité est disposé entre la sortie du dispositif d'alimentation et l'entrée de la filière
Pour assurer une bonne étanchéité au niveau du ou des joints, il est nécessaire d'appliquer une certaine force de serrage sur ceux-ci parallèlement à l'axe d'extraction des tubes Cette force doit agir a rencontre de la force d'extraction des tubes afin de comprimer les joints d'étanchéité et assurer ainsi l'étanchéite de l'ensemble
Lors de la montée en régime de la machine de coulée, les différents matériaux en contact avec le métal liquide se dilatent suivant des proportions différentes selon le matériau. Cette dilatation affecte le serrage des joints d'étanchéité, de telle sorte que les joints peuvent être endommages et/ou l'étanchéite au métal liquide peut être perdue
Des difficultés du même ordre peuvent résulter du fluage des joints au cours du temps, et également des phénomènes d'adhérence à la filière du tube en cours de fabrication
La présente invention vise à pallier ces divers inconvénients en proposant une machine de coulée dans laquelle l'étanchéite au métal liquide soit assurée aussi bien dans la phase de montée en régime que dans la phase de fonctionnement à température élevée constante.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical d'extraction, de pièces, en particulier de tubes, en fonte, la table de coulée comprenant d'une part un bloc-filière aligné suivant l'axe vertical d'extraction, et d'autre part un dispositif de fourniture de fonte liquide alimentant le bloc-filière, au moins un joint d'étanchéité étant disposé entre la sortie du dispositif de fourniture de fonte liquide et le bloc-filière, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de serrage à force constante, parallèlement à l'axe vertical d'extraction, du bloc-filière contre la sortie du dispositif de fourniture de fonte liquide pour serrer les joints d'étanchéité.
Le dispositif de bridage de la table de coulée de la machine de coulée suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéπsti- ques suivantes :
- les moyens de serrage comprennent un support du bloc-filière déplaçable suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe vertical d'extraction, un châssis sur lequel est posé le dispositif de fourniture de fonte liquide, et au moins deux vérins à fluide, régulièrement répartis autour du bloc-filière, chaque vérin étant relié à la fois audit support et audit châssis, et chaque vérin étant relié par l'intermédiaire d'une canalisation de fluide à une unité de régulation de la force de serrage de chaque vérin,
- les canalisations de fluide des vérins sont réunies en une canalisation commune de fluide, et cette canalisation commune est reliée à l'unité de régulation de la force de serrage,
- les vérins à fluide sont des vérins hydrauliques,
- les vérins à fluide sont des vérins pneumatiques,
- les corps des vérins sont entièrement disposés en-dehors de l'espace compris entre les deux plans horizontaux qui limitent les enroulements inducteurs.
L'invention a également pour objet une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical (X-X) d'extrac- tion, de pièces, en particulier de tubes, en fonte, la table de coulée comprenant d'une part un bloc-filière aligné suivant l'axe vertical (X-X) d'extraction, et d'autre part un dispositif de fourniture de fonte liquide alimentant le bloc- filière, au moins un joint d'étanchéité étant disposé entre la sortie du dispositif de fourniture de fonte liquide et le bloc-filière, caractérisé en ce qu'elle comprend un dispositif de bridage tel que défini ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue de côté d'une table de coulée suivant l'invention, avec un premier arrachement au niveau de l'entrée du dispositif de fourniture de fonte liquide et un deuxième au niveau de la sortie de ce dispositif,
La figure 2 est une vue de dessus de la table de coulée, suivant la flèche II de la figure 1 ; et La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne ill-lll de la figure 2
Sur la figure 1 est représentée une table 1 de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de tubes T, en fonte Cette table de coulée comprend un dispositif 3 de fourniture de fonte liquide et un bloc- filière 5 alimenté, par son extrémité inférieure, par ce dispositif de fourniture
3 Le tube T est extrait du bloc-filière 5 par des moyens d'extraction non représentés, vers le haut, suivant l'axe vertical X-X d'extraction Le sens de la force d'extraction est représente par une flèche F Le dispositif 3 de fourniture de fonte liquide est posé sur un châssis 6 et assuré contre un déplacement latéral et vertical sur celui-ci par des tirants verticaux 7 et des traverses horizontales 8. Il comporte un siphon 9 en forme de U réalisé d'une seule pièce en béton réfractaire moulé. Ce siphon 9 comprend un canal 10 d'alimentation en fonte liquide formé par une partie verticale descendante 10A d'entrée de la fonte en fusion, une partie horizontale (non visible sur les figures) et une partie verticale 10B de sortie de la fonte liquide, dirigée vers le haut.
En se référant en particulier à la figure 3, on voit qu'une base chauffante 1 1 est interposée entre le bloc-fiiière 5 et la sortie du siphon 9.
L'étanchéite au métal en fusion est assurée par deux joints d'étanchéité annulaires 12A et 12B, un premier 12A disposé entre la sortie du siphon 9 et la face inférieure de la base chauffante 1 1 , et un deuxième 12B disposé entre la face supérieure de la base chauffante 1 1 et la face inférieure du bloc-fiiière 5.
Par ailleurs, le siphon 9 et la base chauffante 1 1 sont entourés d'une carcasse 13 dans l'épaisseur de laquelle sont noyés des enroulements inducteurs 14. Ces enroulements inducteurs 14 sont alimentés en courant électrique par un générateur de courant extérieur non représenté pour maintenir la fonte en fusion par un chauffage par induction.
Le bloc-filière 5 est monté fixe dans un support 15 escamotable en forme de plateau. Ce bloc-filière comporte un bloc de refroidissement 17 relié à un circuit d'un fluide de refroidissement par des tuyaux 17A d'arrivée et 17B de sortie. Le bloc 17 présente sur sa face supérieure un prolongement de diamètre réduit. Il est reçu dans un logement conjugué 15A du support 15 d'axe vertical Y-Y et y est fixé au moyen d'une couronne de vis axiales 15B (Figure 2).
La position relative du support 15 par rapport au châssis 6 est déterminée par deux colonnettes 18 dirigées vers le bas, fixées au support 15 de façon diamétralement opposée par rapport au bloc-filière 5, comme le montre la figure 2. La figure 3 montre que chaque colonnette 18 est guidée dans une douille à billes 19 associée qui est fixée sur le châssis 6 Du fait de l'utilisation de colonnettes 18 coopérant avec des douilles à billes 19, la position relative du support 15 par rapport au châssis 6 et de ce fait, la position relative du bloc-filière 5 par rapport au châssis 6, sont précisément définies dans un plan perpendiculaire à l'axe vertical d'extraction X-X, tandis que la distance support-châssis peut être ajustée parallèlement à l'axe X-X.
Pour bloquer la position du support 15 suivant l'axe X-X par rapport au châssis 6, deux vérins à fluide 21 , tels que par exemple des vérins hydrauliques ou des vérins pneumatiques, sont fixés en des positions diamétralement opposées sur le support 15 (figure 2) Ainsi que cela est représenté sur la figure 3, chaque vérin 21 comporte une tige 22 dont l'extrémité libre 23 est fixée par un tourillon 24 dans une chape 25 solidaire du châssis 6 Chaque tourillon 24 est arrêté dans la chape 25 par des goupilles (non représentées) afin que le support 15 puisse facilement être démonté du châssis 6. Le corps 21 A des vérins 21 est fixé par une collerette 21 B sur la face supérieure du plateau 15 afin d'être hors portée du champ d'induction généré par les enroulements inducteurs 14
Comme on le voit sur la figure 1 , chaque vérin à fluide 21 est relie par une canalisation 26, 27 à une canalisation commune 29 Cette canalisation commune 29 est reliée à une unité hydraulique 31 de régulation de la force de serrage de chaque vérin, représentée schématiquement Avantageusement, cette unité hydraulique est également montée sur le châssis 6
Une fois que la position du support 15 par rapport au châssis 6 est bloquée par les vérins 21 , le support et le châssis, ainsi que le bloc-filière 5 et que le dispositif de fourniture 3, forment un ensemble mσπσbloc rigide. Cet ensemble monobloc rigide repose sur un socle 40 fixe.
Pour serrer les joints d'étanchéité 12A et 12B, on règle une certaine force de serrage des vérins par l'intermédiaire de l'unité de régulation 31. La force de serrage exercée sur les joints d'étanchéité 12A et 12B correspond à la force de serrage qu'exercent les vérins 21 pour tirer les chapes 25 en direction du support 15. Grâce au fait que l'on utilise deux vérins reliés à l'unité hydraulique 31 par une canalisation 29 commune, la force de serrage appliquée est identique pour chaque vérin. De plus, une fois réglée, elle est constante malgré des phénomènes de dilatation qui se produisent au niveau de la base chauffante 1 1 , et malgré les phénomènes de fluage des joints et d'adhérence du tube T à la filière, ceci grâce au principe hydraulique de fonctionnement.
Par ailleurs, l'agencement de serrage par des vérins hydrauliques joue aussi un rôle de "fusible de sécurité". En effet, lorsque la force d'extraction du tube T devient supérieure à la force appliquée par les vérins, les éléments du bloc-filière tendent à se dissocier dans le sens d'extraction du tube T. Il en résulte un desserrage des joints et une fuite du métal liquide vers l'extérieur, et la machine s'arrête sans dommages pour l'installation de production de tubes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical (X-X) d'extraction, de pièces, en particulier de tubes (T), en fonte, la table de coulée comprenant d'une part un bloc-filière (5) aligné suivant l'axe vertical (X-X) d'extraction, et d'autre part un dispositif (3) de fourniture de fonte liquide alimentant le bloc- filière (5), au moins un joint d'étanchéité (12A, 12B) étant disposé entre la sortie du dispositif (3) de fourniture de fonte liquide et le bloc-filière (5), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (15, 6, 21 ) de serrage à force constante, parallèlement à l'axe vertical d'extraction (X-X), du bloc-filière (5) vers la sortie du dispositif (3) de fourniture de fonte liquide pour serrer les joints (12A; 12B) d'étanchéité.
2 Dispositif de bridage d'une table de coulée de machine suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de serrage comprennent un support (15) du bloc-filière (5) déplaçable suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe vertical d'extraction (X-X), un châssis (6) sur lequel est posé le dispositif (3) de fourniture de fonte liquide, et au moins deux vérins (21 ) à fluide, régulièrement répartis autour du bloc-fiiière (5), chaque vérin (21 ) étant relié à la fois audit support (15) et audit châssis (6), et chaque vérin (21 ) étant relié par l'intermédiaire d'une canalisation (26, 27) de fluide à une unité (31 ) de régulation de la force de serrage de chaque vérin
3 Dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les canalisations (26, 27) de fluide des vérins (21 ) sont réunies en une canalisation commune (29) de fluide, et en ce que cette canalisation commune (29) est reliée à l'unité (31 ) de régulation de la force de serrage.
4 Dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les veπns (21 ) a fluide sont des vérins hydrauliques.
5. Dispositif de bridage d'une table de coulée de machine suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les vérins (21 ) à fluide sont des vérins pneumatiques.
6. Dispositif de bridage d'une table de coulée d'une machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les corps des vérins (21 ) sont entièrement disposés en-dehors de l'espace compris entre les deux plans horizontaux qui limitent les enroulements inducteurs (14).
7. Table de coulée d'une machine de coulée continue verticale, suivant un axe vertical (X-X) d'extraction, de pièces, en particulier de tubes
(T), en fonte, la table de coulée comprenant d'une part un bloc-filière (5) aligné suivant l'axe vertical (X-X) d'extraction, et d'autre part un dispositif (3) de fourniture de fonte liquide alimentant le bloc-filière (5), au moins un joint d'étanchéité (12A; 12B) étant disposé entre la sortie du dispositif (3) de fourniture de fonte liquide et le bloc-filière (5), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de bridage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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