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Patent 2072952 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2072952
(54) English Title: PROCEDE PERMETTANT D'AMELIORER L'ETAT DE SURFACE ET LA REGULARITE D'EPAISSEUR D'UNE BANDE MINCE METALLIQUE COULEE SUR UNE ROUE
(54) French Title: PROCESS FOR ENHANCING SURFACE CONDITION AND WIDTH UNIFORMITY OF A THIN WHEEL CAST METAL BAND
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B22D 11/06 (2006.01)
(72) Inventors :
  • SOLIGNAC, PHILIPPE (France)
  • COMBRY, ANDRE (France)
(73) Owners :
  • PECHINEY RHENALU
(71) Applicants :
  • PECHINEY RHENALU (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(22) Filed Date: 1992-07-02
(41) Open to Public Inspection: 1993-02-01
Examination requested: 1992-07-02
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
91 09 976 (France) 1991-07-31

Abstracts

French Abstract


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Procédé permettant d'améliorer l'état de surface et la
régularité d'épaisseur d'une bande mince coulée sur un
cylindre. Le procédé consiste à observer la surface de la
bande solidifiée avec des moyens permettant de détecter des
ondulations ou des variations d'épaisseur d'une amplitude
d'au moins 10 µm, à former au dessus de la surface libre de
métal liquide placé dans l'injecteur et la surface du
ménisque un coussin de gaz à l'aide d'un corps poreux
amovible placé en regard desdites surfaces puis, à ajuster
la pression de gaz du coussin et/ou la position du corps
poreux par rapport auxdites surfaces jusqu'à disparition des
ondulations ou des variations d'épaisseur. Ce procédé
trouve son application, notamment dans l'obtention de bandes
aptes au laminage.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


11
REVENDICATIONS.
1.-Procédé permettant d'améliorer l'état de surface et la
régularité d'épaisseur d'une bande (9) mince métallique
coulée sur un cylindre (1) par stabilisation de la surface
(5) libre du métal liquide placé dans l'injecteur (3) et la
surface du ménisque (6) en contact avec le cylindre
caratérisé en ce que l'on observe la bande avec des moyens
permettant de détecter des ondulations ou des variations
d'épaisseur d'une amplitude d'au moins 10 µm, on forme au
dessus des dites surfaces un coussin (12) de gaz non réactif
avec le métal à l'aide d'un corps (11) ou (14) poreux
amovible placé en regard des dites surfaces puis, on ajuste
la pression du gaz du coussin et/ou la position du corps
poreux par rapport aux dites surfaces jusqu'à disparition
des ondulations ou des variations s'épaisseur.
2.-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le
corps poreux est placé à une distance des surfaces de métal
liquide au plus égale à 10 mm.
3.-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le
corps est alimente avec un gaz sous une pression au plus
égalé à 0,5 MPa.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


2 t~ r~ 2
PROC~D~ PERMETTANT D'AMELIORER L' ETAT DE SURFACE ET
LA REGULARITE D'EPAISSEUR D'UNE BANDE MINCE COULER
SUR UN CYLINDRE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.-
L'~nvention est relative ~ la coul~e de métaux ~ l/e~at10 fondu sur un cyllndre tournant rafroidl afln dlobtenir une
bande mince.
Il e~t connu de 1 ' homme de l'art de la mise en forme des
. m~aux de pouvoir obtenir directement et en continu une
~ande solide d'~paisseur voisine du milllm~tre par mise en
contact des dlts m~taux ~ tat fondu avec la parol
ext~rieure d'un cylindre m~tallique, refroidi qui tourne
autour d'un axe horizontal.
Cette mise en contact e~t r~alis~e au moyen d'un injecteur
de m~tal llquide muni ~ son e~tr~mit~ d'une ouverture en
forme de U qui s'allonge parall~lement ~ la gén~ratrice du
dit cylindre de mani~re qu~ la surface llbre du m~t~l
contenu dans l'in~ecteur effleure la surface du cylindre et
forme ~ son contact un m~nisque.
Dans cas conditions, le m~tal llquide se solldifie sur la
paroi rolde du cyllndre sou~ orme d'un produit de
~aible ~pai~seur ~ui, ~ou~ l'effet d~ la rotation, entraîne
par l'intermédiaire du m~ni~gue une quantit~ supplémentaire
de llguide de sorte qu'on obtlent finalement une bande
m~talllque continue~
Un tel proc~d~ a ~t~ d~cr~t, par esemple, dans le brevet
fran~ais 426993.
,
~ : , : ' '
,

2~7~
PROBLEMES POSES.-
Ce proc~d~ de coul~e directe en continu, encore appel~ dansle langage anglo-saxon : " melt overflow casting process ",
s'il est simple dans son principe, présente méamoins
certaines difficultés d'application industrielle quand on
veut notamment fabriquer des bandes de largeur relativement
grande, c'est-~-dire supérleure ~ quelques cm.
En effet, le plus souvent, la bande large ~labor~e suivant
ce procéd~ presente notamment les defauts suivants :
-un mauvais aspec~ de la surface opposée au cyllndre ;
-une ~paisseur irr~guli~re dans les sen~ long et travers ;
-un profil transversal o~ paisseur e~t plu~ importante
~ur les rives qu'au centra.
Ces d~fauts rendent alors la bande di~ficilemenk utillsable
soit directement solt apras qu~elle ait ~ubi des traitements
m~caniques et~ou ~hermique~ tels que le lam~nage, par
e~emple.
C'e~t en vue de remédier ~ ces d~fauts que la demanderesse a
mis au point un proo~dé, ob~et de la pr~sente inven~ion.
ETAT DE LA TECHNIQUE.-
Certe~, deQ solutions plu8 OU molns valables ont d~J~ ~t~propo~e~ pour remedler ~ de tel~ d~aut~.
On peut niter~ par exemple, celle~ d~crltes dans :
-la demande europ~enne publi~e 90US le n 174765 qui
enseigne 1'utili~ation de barrage~ immerg~s partiellement
.
,

-" ~072~
dans le bain de matériau fondll que contient l'injecteur en
vue d~obtenlr un débit uniorme de ma~ériau sur ~ou~ la
largeur de 1 ' ouverture de l'in~ecteur et par suite une
épaisseur r~gulière de la bande.
Mais, ce moyen a l'inconv~nierlt d'introduire au sein du bain
d~s corps ~trangers qui peuvent ~tre une source de
pollution du produit élabor~ ou d~s obstacles au cheminement
r~gulier du mat~riau dans l'inJecteur.
-le brevet U.S. n 4,771,819 ~an~ laquel on ~et en oeuvre
un rouleau rota~if, refroidi et de petit dlam~tre qul plonge
par~iellement dans la partie supérieure du bain de matériau
fondu contenu dans l'inJecteur et dont ll~cartement avec le
cylindre de coul~e sert à determlr.er l'épais3eur de la
bande.
Mals, ce moyen peut entra~ner de~ probl~mes de structure de
la bande obtenue notamment au niveau du raccordement entre
la partie du mat~riau d~J~ solidlfi~ et la partle llquide
circulant sou~ le rouleau, inconv~nien-t auquel peut
s'a~outer'l'apparitlon de ten~ions et de contraintes dans la
` ,' bande, en partlculier quand 11 y a une différence de vitesse
entre le cyllndre et le rouleau. Enfln, les couches de
mat~rlau qui se déposent sur le~ surfaces rotatives se
rencontrent dans des directions diff~rentes, ce qui peut
nuire a l'homog~neité de la bande élabor~e.
-la demande de brevet WO 87/02285 qul propose l'applica~ion
en continu d'un ~et de gaz a la surface du m~tal liqulde et
sur toute la largeur de la bande.
On peut lire dans la descriptlon qu'il s'agit d'un Je~ mince
qul e~t dirig~ le long de la llgne d'intersection de la
surface du m~tal et de la surface de coul~e c'est-à-dire à
l'endro~t où la bande ~merge du bàin, le dit ~et cr~ant une
d~pression ~ la surfaoe du m~tal et produisant une
ondulation ad~acente ~ la d~pression.
~ ' ,':

4 ~ ~ 7 ~ 2
En cons~quence, outre le ~al~ qu'un tel syst~me necessite
des quan~lt~s importantes de gaz, il apparaît que le jet de
ga~ peut avoir un rôle tr~ n~fas~e du fait qu'il Crae des
remous dans la masse de mat~riau contenu dans l'injecteur et
provoque ~ la fois l'apparit~on de vagues et, dans le cas où
le matériau est un métal oxydable, une dispersion des peaux
d'oxyde qui flottent à la sur~ace du bain.
Tous ces ph~nomènes sont nuislbles à la qualit~ du produit
~laboré~.
EXPOSE DE L'INVENTION.~
Le but de l'inventlon est d'obtenir des bandes métalliques,
notamment en aluminium ou en un de ses alliages, ayant
-un bon aspect de surface, c'est-~-dire une rugoslt~ faible
sur ses deux faces.
-une épaisseur r~gulière sur toute leur longueur .
-un proil ~ransversal d'~pai~seur tel que l'~palsseur au
centre solt au plus de 2% plus ~lev~e que sur les rives.
Ce sont 1~ autant de conditions nécessaires ~ une bonne
aptitude au laminage.
Les moyens mis en oeuvre par l'lnvention perme-ttent d'~viter
les inconv~nients de l'art antérieur et sont bas~ sur les
ob~ervation~ suivante~ faltes par la demanderesse.
Les facteur~ qui influent sur la qualit~ de~ bande~ sont en
partlculier, dans le cas de l'aspect de ~urface, les
mouvements macro ou microscopiques de la surface libre du
bain m~tallique et dans le cas de la r~gularit~ de
l'~palsseur, outre le~ dlt~ mouvements, les conditions
d'échange therm~que bande-roue ( temp~rature de la roue, du
m~tal en fusion et r~gularité du coefficient d'échange
thermique ).

~ 2 ~ ~ ~
Il y a donc lieu de connaitre les ph~nom~nes qui r~glssent
la surface libre du m~tal que ce soit dans sa partie
horizontale ou au niv~au du m~nisque at de voir dans quelle
mesure ils influent sur sa stabilit~ afin de pouvoir parsr à
5 leurs effets.
Ces ph~nomènes sont au moins de trois types différents .
l~le~ vlbratlons mécaniques, le fau~ rond du cylindre de
coul~e et una alimentation ixr~guli~re de 1 ' in~ecteur en
mat~riau ondu.
Ce8 pexturbation~ 80nt ~acilzment obsarvables et on peut
trouver ais~ment les moyens pour y remédler.
2-la pr~ence ~ la urace du bain et au voisina~e du
m~nis~ue d'un film d'oxyde qul est entra~n~ p~riodiquement
par la ~ande solide suivant une fr~quence qui peut varier
~ntre 50 et 200 Hz dans les condition~ normales de coulée.
Cet entrainement s'accompagne d'une ondula~ion du m~nlsque
20 qui en~ra~ne des varlations d'~paisseur de la bande solide
pouvant atte~ndre 20 ~ 100 ~m.
3-La fait que la fine couch~ de m~tal liquide entr~inée hors
du bain par le défilement de la bande .~e des~abllise sous
l'effet du frottement avec l'alr et la couche d'oxyde et
provogue une ondulakion du m~ni3que avec les mêmes
repercussions que ci-dessu~.
Contrairement au premier, le8 ph~nom~nes 2 et 3 sont
difficiiement détectables ~ l'oeil nu du fait de leur faible
amplitude et de leur fr~quence élev~e. C'est pourquoi, ils
ont échapp~ ~usqu'~ pr~sent ~ l'observation des utilisateurs
des machines de coul~e sur roue.
Forte d'avoir mis en évidence ces ph~nom~nes, la
d~manderesse a pu trouver un procéd~ permettant d'am~liorer

2~2
~ 6
l'~tat de surface et la r~gularit~ d'~aisseur d'une bande
mince m~tallique coulée sur cyllndre par stabilisakion de la
surface libre du métal liquide plac~ dans l'injecteur et la
surface du ménisque e~ contact avec le cylindre caratérisé
en ce que l'on observe la bande avec des moyens permett~nt
de d~tecter des ondulatlons ou des variations d'epaisseur
d'une amplitude d'au moins 10 ~m, on forme au dessus des
dites surfaces un coussin de gaz à l~aide d'un corps poreux
amovible plac~ en regard des dites surfaces pu18, on a~uste
la pression de gaz du cous~in e~Jou la position du corps
poreux par rapport aux dites surfaces ~usqu'à disparition
des ondulations ou des variations d'~paisseur.
Aln~i, l'invention consiste en une combinaison de trois
moyens :
1-le premier consis~e ~ ob~erver ~a surface de la bande non
en contact avec le cylindre et de pr~rence le plus près
po~sible de l'endroit où elle s'est form~e.
L'observa~ion 8 1 effectue a l'aide des moyens suivants :
-un dlspositlf de mesure de~ variations d'~paisseux de la
bande sur toute ~a largeur.
De tels dlspositif~ sont bien connus de l'homme de l~ar~.
-une cam~ra rapide avec arrat sur l'image perme~tant de
d~caler le~ ondulations de la surface.
2-le deuxi~me moyen consiste ~ ex~rcer ~ur le m~nl~que et à
son voisinage du cat~ de l'ln~ecteur une pres~ion d'un gaz
ne r~agissant pas avec le m~tal de façon ~ ~viter toute
~ormation de peau à la surface du bain m~tallique et sa
xepercussion sur la formation d'ondulations.
Cette pression ne 8 ' exerce pas directement ~ partir d'un
a~utage quelconque ou sous forme d'un ~et mais, ~ travers un
corps poreux. On a con~taté en e~fet qu'un t~l corps
.~ ''~ ' .

2 ~
permettait de former un coussin de gaz assurant une bonne
r~partition du gaz dans toute la r~gion du ménisque ~ans
cr~ation de nouvelles ondulations.
Le corps poreux peut être en graphite ou en mousse c~ramique
et a la forme soit d'un tube s'allongeant parall~lement à
l'axe du cylindre et dont les porosit~s s'étenden~ soit sur
toute sa p~riphérie soit seulement sur la partie en regard
du métal ou d'une cavit~ pr~sentan-t de~ faces épousant la
forme du ménisque et de la surface libre du bain, seules les
dites faces étant poreuses.
Le tube et la cavité sont reli~e~ ~ une source de gaz tel
que l'argon ou l'azo~e par exemple dont on peut r~gler la
~5 pression ~ une valeur au plus égale ~ 0,5 MPa et sont mont~s
sur un .~ystème permettant de r~gler l~ur position par
rapport ~ la surface horizontale du baln et du cylindre.
Cette positlon est determ~née de mani~re ~ placer de
pr~f~rence la surface poreuse au maximum ~ 10 mm de la
surface m~tallique et lle r~glage doit pouvoir ~tre effectué
avec une pr~cl ion de 1/10 mm.
-le troisi~me moyen consiste :
so~t en un a~ustement de la pression de gaz alimentant le
corps poreux, le dit a~ustement étant obtenu par un moyen
connu de l'homme de l'art tel qu'un mano-d~tendeur, par
exemple.
-~oit et/ou en un ajustemsnt de la position du corps
poreux ~ l'aide du syst~ma de r~glage par rapport aux
~urfaces de m~tal ll~uide.
Ces aJustements sont effectués Jusqu'~ d$sparition des
ondulatlons ou des variations d'~paisseur mises en ~vidence
par les moyens de d~tection.

-` 2~72~.~2
Une fois établis, ces a;ustemenks peuvent ~tre repar~s e-t
appliqu~s directement sans aucune mise au point preal~ble
dans le cas de nouvelles op~ratlons de coulée effectuées
dans d~s conditions identiques.
Par ailleurs, en donnant au corps poreux une porosité
varlable parallèlement ~ l'axe du cylindre, on arrive à
exercer une pression variable e~ à donner à la bande un
pro~il d'~paisseur part~culier. Ainsi, ce profil peut
pr~senter une épa1sseur plus importante au milieu de la
. bande ce qui permet d'obtenir une ~paisseur plu~ r~gulière
de la bande apr~s laminage.
L'invention a ~galement pour av~ntage, en raison de
l'utilisation de gaz non r~actif vis ~ vis du métal, de
prot~ger le m~tal de toute oxydation et d'~viter ainsi ~ou~e
; formation de peaux g~nératrices de vibrakionsO
DESCRIP~ION DES DESSINS.-
.-
' I; Ji L'invention sera mieux comprl~e ~ l'aide des dessins ci-
Joint qul repr~entent :
-flgure 1 : une vue sch~matlque suivant une coupe verticale
25 ~d'une machine de coul~e sur cylindre.
-figure 2 : une vue en coupe verticale d'un corps poreu~ de
~orme cylindrique ins~all~ sur una machlne de coul~e.
-figure 3 : une ~ue en coup~ vertlcale d'un corps poreux en
forme de oavlt~ lnstall~ ~ur une machlne de coul~e.
De façon plus d~taill~e, on dl~tingue sur la figure 1, un
cylindre de coulée 1 tournan~ dans le sen~ de la fl~che 2
re~ro~di intérieurement par une circulatlon d'eau non
repr~sent~e, un inJecteur 3 d'alimentation en métal
liqulde dont la surface libre 5 forme au contact de la roue
"
,,

7 ~
g '~
.
un ménlsque 6. L'in~ecteur est muni d'une goulotte 7 et d'un
capteur 8 de niveau. Sous l'effet de la rotation de la roue
et du ref~oidissement, le m~tal liquide conkenu dans
l'in~ecteur et en contact avec la roue est antraîné et forme
une bande 9 continl-e qui se déplace dans le sens de la
flèche 10 .
Sur la flgure 2, on retrouve une parti~ des ~l~ments de la
figure 1 auxquels s'a~oute ~uivant l'lnvention 1~ corpS 11
poreux de forms cylindrique qui génére le coussin de gaz
repr~sent~ par les flèches 12.
Sur la flgure 3, on voit les m~mes ~léments que sur la
figure 2 sauf en ce qui concerne le corps poreux qui a la
15 ~orme d' une cavit~ allment~e par la tuyauterle 13 et
pr~sente un bloa poreux 14 qui di~tribue le gaz suivant la
directlon des 1~ches 12 par ses faces en rega~d du m~nisque
et d'une partie de la surface libre du bain m~talli~ue.
~X~MPLE D'APPLICATION.-
L'invention peut ~tre ~llu~tr~e ~ l'aide de l'exempled'appliGatlon suivant :
On a coul8 un alliage d'aluminlum du type 3003 sulvant les
normes de l'Aluminlum Assoclatlon ~ur une roue en acier de
350 mm de rayon ; le~ conditions de coulee étaient les
suivantas :
vite83e d~ rotation du cylindre : 1,5 m/s.
-hauteur de m~tal llquide dans l'in~ecteur : 40 mm.
~température du m~tal liqulde : 700C.
On a obtenu une bande de 300 mm de largeur et 0,75 mm
d'epaisseur dont la surface opposee à celle du cylindre
présental~ des ondulatlon~ d'amplitude moyenne de 30~ m.
La machlne de coulée ayant ~t~ équipée d'un tube en mousse
'-
,
., ~ , .
,:: .

2 ~ r~
c~ramique de diamètre ext~rieur de 30 mm dont la taille
moyenne de pores est de 1 mm, pl~ce à 5 mm de la roue et à 5
~m de la surface du bain, alimenté avec de 1 'azote sous une
pression de 0,1 MPa, on a constat~ que la bande présentait
des ondulations d'amplitude moyenne inf~rieure ~ 10 ~m.
L'invention trouve son applica~ion dans l'obtention par
coul~e sur roue de feuilles d'~paisseur r~guli~re ayant un
bon aspect de surface et un profil apte au laminage.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Time Limit for Reversal Expired 1996-01-02
Application Not Reinstated by Deadline 1996-01-02
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 1995-07-03
Inactive: Adhoc Request Documented 1995-07-03
Application Published (Open to Public Inspection) 1993-02-01
Request for Examination Requirements Determined Compliant 1992-07-02
All Requirements for Examination Determined Compliant 1992-07-02

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
1995-07-03
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
PECHINEY RHENALU
Past Owners on Record
ANDRE COMBRY
PHILIPPE SOLIGNAC
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 1993-02-01 1 18
Abstract 1993-02-01 1 23
Claims 1993-02-01 1 31
Drawings 1993-02-01 2 55
Descriptions 1993-02-01 10 377
Representative drawing 1998-09-04 1 16
Fees 1994-06-20 2 94
Courtesy - Office Letter 1993-03-01 1 30