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La présente invention concerne un proce~e et un dispo-
sitif pour l'elabor~tion d'un produit lamine en continu a partir
d'une ebauche obtenue par coulee continue dans une roue a gorge.
L'invention trouve plus particulièrement son application
dans le domaine de la transformation des metaux ou ailiages non
ferreux, par exemple pour la production de fils dans une chaîne
de transformation partant du metal ou alliage a l'etat liquide,
coule dans une roue à gorge, puis laminé en continu.
La température de l'ébauche a sa sortie de la roue est
un ~acteur tres important de la qualite obtenue, si elle est trop
elevee, l'ebauche peut ne pas être completement solidifiee et
subira mal les contraintes auxquelles elle est soumise a la
sortie de la gorge; au contraire si sa temperature est trop basse,
des difficultes metallurgi~ues apparaitront dans les operations
de laminage et la puissance n~cessaire au laminage augmentera
considerablement.
Il importe donc de pouvoir regler cette temperature à
une valeur optimale qui depend du metal ou de l'alliage travaille.
Le refroidissement du metal se fait dans la gorge par echanges
thermiques de contact avec la jante de la roue, elle-même refroi-
die generalement par arrosage a l'eau. L'arrosage etant dejà fait
sous fort debit, on ne peut pratiquement plus agir sur ce debit
pour regler la température de sortie de l'ebauche, et dans les
installations connues la seule action possible pour modifier cette
- temperature est d'agir sur le temps de sejour du metal dans la
gorge, c'est-a-dire d'agir sur la vitesse de rotation de la roue.
Toute augmentation de vitesse se traduit par une elevation de
temperature de l'ebauche et inversement.
Mais pour un produit donne, selon la nature du metal et
de l'alliage, la vite5se de production de l'ebauche et de passage
dans les cages de laminoir en aval ne peut pas varier dans d'im-
portantes proportions; une vitesse excessive conduirait à des
t3~J5
,
criques à la coulée et ~ des def~uts de lamina~e tandis qu ' une
faible vitesse diminuerait le xendement industriel de l'installa-
tion. En d'autres termes, a chaque produit correspond une plage
relati.vement etroite de temperature et de vitesse conduisant a
des conditions optimales d'élaboration. Dans les dispositifs
usuels où le reglage de temperature ne peut se faire que par
raglage de la vitesse on ne pourra donc pas obtenir a la fois la
~ temperature et la vitesse optimales et il faudrait pour cela dis-
; poser d'une chaine de production strictement adaptee.~ chaque
nature d'alliage.
La presente inYention permet un reglage independant de
. la temperature et de la vitesse, et en particulier de faire
varier la temperature de l'ebauche sans changer la vitesse de la
roue ni par consequent celle du laminage. Elle permet donc d'uti-
liser, pour des alliages varies, une installation de grande pro-
duction prévue ~ l'origine pour un métal ou un alliage déterminé.
Selon la présente invention, il est prevu un procede
pour l'élaboration d'un produit laminé, à partix d'une abauche
obtenue par coulae continue d'un metal ou alliage liquide dans
une roue refroidie munie d'une gorge peripherique fermée sur une
partie de sa circonférence par un ruban metallique formant une
boucle sans ~in, entralna à la vitesse circonferentielle de la
roue qu'il enveloppa partiellemant. Le metal ou l'alliage
liquida est deversa en permanence en un point fixe constituant
l'extremite amont fixe de la partie fermee de la gorge, dans
laquelle il se solidifie au moins partiallement pour ressortir
en aval sous forme d'une ebauche continue qui est elle-même .
ensuite introduite dans un laminoir continu. Quelle que soit la
nature du produit travaillé, on se place toujours dans les con-
ditions optimales du couple vitasse-tempe~ature de la vitesse de
la roue et temperature de l'ebauche assurant a la fois de bonnes
conditions de coulee et de bonnes conditions de laminage ulte-
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rieur, en agiss~nt indépendamment d~une part sur la yitesse de
la roue, d'autre part sur la longueur de produit emprisonne dans
la gor~e de la roue par modification de la longueur de ruban
applique sur la roue, en faisant varier le point aval de separa-
tion roue-ruban o~ l'ebauche sort de la gorge.
Selon la présente invention, il est aussi prévu un dis-
positif pour la coulée continue de métaux ou alliages de composi-
tions diverses, et pour la mise en oeuvre du procedé selon reven-
dication 1, comportant une roue de coulee à gorge et des roues de
renvoi sur lesquelles tourne un ruban metallique sans fin, par-
tiellement appliqué sur la roue de coulee dont il ferme un portion
d~arc de la gorge par contact sans glissement, et dans laquelle
le point d'entrée en contact du ruban avec la roue est un point
fixe ou le métal ou alliage liquide est déversé dans la gorge,
caracterisée par le fait que la machine comporte des moyens pour
faire varier, selon la nature du produit travaille, le point aval
de séparation roue-ruban où l'ébauche sort de la gorge.
Deux modes de réalisation particuliers de la présente
invention vont être decrits ci-après en se reférant aux dessins
attachés, dans lesquels
la figure 1 represente l'art antérieur,
la figure 2 représente l'application de l'invention au
dispositif de coulée continue de la figure 1,
la figure 3 repr~sente une variante de realisation per-
mettant un reglage en marche.
Des chafnes d'elaboration en continu selon les pro-
cedes actuels comportent generalement a l'entree un dispositif de
coulee dit ~ quatre roues suivi de plusieurs cages de laminoirs.
La flgure 1 représente de facon schématique un tel dispositif de
coulée selon l'art anterieur connu. Un tel dispositif de coulée
consiste en une roue 2 munie d'une gorge péripherique et trois
roues de re~voi 4, 5 et 7 sur lesquelles tourne un ruban metalli-
- 3 -
1t~2~;2,S
que 3 forman-t une boucle sans fin~
Deux des roues de ren~oi 4 et 7, disposees respective-
ment au-de~sus et au-dessous de la roue à gorge 2 appliquent
partiellement le ruban 3 sur celle-ci, fermant ainsi la gorge de
coulee sur une portion de circonference de la roue 2.
La troisième roue de renvoi 5, legerement deplaçable
par un vérin 8 assure la tension du ruban dont la vitesse lineaire
en fonctionnem~nt est egale à la vitesse circonferentielle de la
roue de coulée 2; il y a ainsi contact sans glissement du ruban
sur la roue. En cours de coulee, la roue 2 et le ruban 3 sont
refroidis énergiquement à l'eau. Lors de l'élaboration du produit,
une busette de coulée 1, située au-dessus de la roue 2, déverse en
permanence le métal ou l'alliage en fusion dans la portion de
gorge fermee par le ruban, o~ il se solidifie en une première
ébauche qui est envoyée directement dans les laminoirs de la
chaîne travaillant en continu.
Selon la figure 1, la roue de renvoi 7 est fixe en
position et l'arc d'enroulement du ruban 3 sur la roue à gorge 2
ne peut être modifie.
Par contre, sur la figure 2, on remarque que la posi-
tion de la roue 7 est reglable par rapport à la roue 2.
Le bati de la machine ou dispositif comporte une lumière
recevant le palier non figure de l'axe de la roue 7, ce qui per-
met de fixer celui-ci en un point quelconque de la lumière et de
faire varier ~ volonté la longueur de l'arc d'enroulement du
ruban 3 sur la roue 2.
Avant le debut de la coulee, on determine la position de
la roue 7 compte tenu de la température de sortie desiree du
métal puis, la roue de ren~oi 7 étant fixée, on tend le ruban 3 à
l'aide de la roue de renvoi 5 dont l'axe est mobile et legère-
ment depla,cable par un vérin à ~is 8 ou par tout autre dispositif
analogue. Les roues sont alors mises en rotation ce qui fait
_ 4 _
,S
dérouler le ruban 3 et on coule le metal ou 1 ' alliage dans 1~
gorge de la roue 2 ~ partir de la ~usette ~e coulée 1; l'ebauche
10 obtenue ~ la sortie est alors ~ la température optimale
désirée pour un laminage immédiat en continu sans qu'il soit
nécessaire de la réchauffer.
La figure 3 donne une variante de 1 J invention permettant
un réglage de l'arc d'enroulement du ruban sur la roue en cours
de fonctionnement. Ici le palier de la roue de renvoi 7 est
mobile sur Lne vis aont la position fixe est telle que,
lorsque le palier de la roue 7 se déplace d'une extrémite à
l'autre de la vis, le "mou" laissé au ruban soit facilement ab-
sorbé par le dispositif tendeur 8 de la roue de renvoi 5. Le pa-
lier de la roue 7 est solidaire d'un écxou qui se viss~ sur la
vis fixe en position mais entralné~ en rotation manuellement
soit à l'aide d'un moteur.
La roue de renvoi 7 peut donc se rapprocher ou s'ecar-
ter de la roue a gorge 2, ce qui modifi~ l'arc d'~nroulement du
ruban sur la roue a gorge.
L'invention a été mise en oeuvre à partir d'une chalne
d'elaboration à grand rendement de produits en aluminium pur par
coulée continue dans une roue à gorge suivie d'un train de lami-
nage. Cette installation comporte une roue de coulee de 1400 mm
de diametre avec une gorge de 1000 mm2 d~ section. Pour la pro-
duction de base de produits en aluminium pur la gorge est fer-
~ mée par un ruban sur une longueur de 2500 mm; avec une vitesse
; lineaire de 11,5m,'mn la temperature de l'~bauche continue est la
temperature optimum de 450C a l'entrée de la premiere cage de
laminage. La puissance consommee est alors de 60 à 70 KW.
On a d'abord cherche a utiliser cette installation
sans mettre en oeuvre l'invention, pour travailler un alliage
dit 5052, à base d'aluminium et contenant en outre 2,5% de Mg
et 0,20% de Cr. Sans changer la longueur enveloppee de la gorge
on a cherch~ à jouer sur la vitesse et la temperature de l'ebau-
che et on a obtenu les resultats suivants:
a) a une vitesse de 9,5 n/mn la température de l'ébau-
che à l'entr~e du laminoir n'~tait que de 370C ~t la puissance
consommee, à cause de la dureté excessive de l'ebauche, attei-
gnait 140 KW.
b) pour obtenir une temperature satisfaisante de 450 C,
il a allu porter la vitesse a 13,5 m/mn et la puissance consom-
mee atteignait 150~W. La diminution de l'effort demande au lami-
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noir était ici larg~ment compensee par l'augmentation de sa vi-
tesse .
On voit que dans ces deux cas l'installation devait
travailler tout a fait en dehors de sa plage normale de puissance.
; Par contre, en utilisant le procede et le dispositif
objet de l'invention, on a pu obtenir une temperature d'ebauche
a 450 C en maintenant la vitesse a 9,5 m/mn, mais en réduisant
la longueur fermee de la gorg~ à 1650 mm, la puissanc~ consomm~e
etait alors de 90 RW.
: 10 La même installation a egalement ete utilisee pour un
alliage dit 5056, a base d'aluminium et contenan~ 5% de Mg, 0,10%
de Cr et 0,10% de Mn. Pour cet alliage la plage de temperature
optimale de l'ebauche se situe ~ntre 400 et 420C pour éviter
les défauts de laminage, tandis que 12 vitesse de laminage doit
se situer entre 9 et 10 m/min. Sans utiliser l'invention, avec
l une longueur de gorge fermée de 2500 mm il est impossible de se
situer à la fois dans la plage optimale de tempéra~ura et de
I vitesse. Ainsi pour une vitesse de 10 m/mn, la temp~rature de- l'ebauche n'atteint que 310 C.
Par contre, en utilisant la possibilité offerte par
l'invention de ~aire varier la longueur enveloppée de la gorge,
on a pu atteindre une température d'ébauche de 410C à une vites-
se de 10 m/mn, la longueur d'enveloppement du ruban ayant alors
ete ramenee a 1650 mn.
Bien entendu, la portee de l'invention ne se limite
pas aux seuls modes de réalisation qui ont été décrits à titre
d'exemples non limitatifs mais elle couvre ~galement toutes les
variantes qui ne différeraient que par des détails ou l'utilisa-
tion de moyens équivalents.
C'est ainsi que dans le premier mode de realisation de
l'invention selon la figure 2 la forme de la lumiere peut être
quelconque pourvu qu'elle autorise un deplacement de la roue de
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renvoi 7 par rapport à la roue 2,
De même,cette lumiere peut être remplacée par tout
autre moyen de gui~age équivalent. On peut également concPvoir
de régler l'arc d'enroulement du ruban en cours de fonctionne-
ment sur le dispositif de la figure 2, en prévoyant un disposi-
tif d'entralnement du palier de la roue de renvoi 7 dans le moyPn
de guidage de ce palier (par exemple avec un systeme a crémail-
lère). On peut également asservir le dispositif tendeur de la
roue de r~nvoi 5 au déplac~ment de l'axe de la roue de renvoi 7.
De même, le disposit1f de tension 8 qui est un v~rin a
vis sur les figures 2 ~t 3 peut être remplace par tout autre dis-
positif assurant la tension du ruban.
Egalement pour la variante représentee sur la figure 3,
, on peut envisager d'articuler la vis assurant le deplacement du
`; palier de la roue de renvoi 7 de façon à ce qu'en pivotant elle
permette à l'axe de la roue 7 de se deplacer grâce a un guidage
approprie sur une courbe lieu geometrique des points pour lequel,
sans deplacer la roue 5, le ruban ne so~t jamais detendu.
On peut enfin imaginer dlarticuler la vis de transla-
tion de la roue 7 à l'une de ses extremites et d'equiper l'autreextremit~ d'~n dispo~itif de tension t~l qu~ des ressorts qui
mainti~ndront constamment la vis en position ecartee des roues
2 et 5, assurant ainsi en permanence la t~nsion du ruban quelle
que soit la position du palier de la roue 7 sur la vis.
On peut aussi envisager d'autamatiser complètement le
dispositif en commandant à distance le deplacement de la roue de
renvoi 7 à l'aide d'un moteur ou d'un verin, et d'asservir le de-
placement de cette roue de renvoi 7 aux variations de temperatu-
re du produit solidifie, à la sortie de la gorge, ou à l'entree
du laminoir, à l'aide d'une servo-commande actionnee par un regu-
lateur de type connu; on obtiendra ainsi automatiquement une cor-
rection des ecarts de temperature de sortie du metal dont la tem-
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.
p~rature restera pratique~ent constante à la valeur choisiependant toute.la duree de la ~ulee~
Enfin l'invention, particulièrement adaptee à une ins-
tallation de production de fils, s'applique de la mêm~ façon a
la production de plats ou de tôles, la gorge de la rou~ de cou-
lee étant ~lors large et de faible pro~ondeur.
L' inv2ntion s'applique egalement à une installation à
roue de coulee dite a trois roues.
