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WO ~ .32h8 PCT/FR97/01299
DISPOSITIF DE POSITIONNEMENT D'UN BLOC-FILIERE D'UNE TABLE DE COU~ EE D'UNE MACIIINE DE
COULEE CONTINUE VERTICALE ASCENDANTE
La presente invent~on est relative à ia coulée des métaux en
fusion, et plus particulièrement a ia coulée continue verticale ascendante de
pièces métalliques. notamment de tubes, en fonte. Bien qu elle s'appiique à
la coulée de differents t~,pes de pieces métalli~ues, elle est particulièrement
avantageuse pour la coulée de tubes minces en fonte. L expression "tubes
minces" s'applique à un tube dont le rapport epaisseurldiamètre est faible,
inférieur à 10 pour cent. plutot 4u'a l'épaisseur considéree isolément en soi
L'invention concerne plus précisement un dispositif de positionne-
ment, par rapport à un a~e vertical d extraction, d un bioc-filiere d'une macnlne
de coulée continue verticale ascendante de tubes en fonte. Une telle machine
de coulee comporte un bloc-filiere et un dispositif de fourniture de fonte liquide
qui alimente le bloc-filière par l'extrémité inférieure de celui-ci. Un tel dispositif
de fourniture est par exemple décrit dans le document FR-A-2 705 2~9 au
nom de la Demanderesse. Ce dispositif de fourniture de fonte liquide
comporte un bloc-siphon en forme de U, réalisé en béton réfractaire moulé et
sur la sortie duquel repose le bloc-filiere.
Compte tenu des hautes températures mises en jeu dans la
coulee de métaux en fusion. un tel bloc-siphon est progressivement usé et/ou
consommé par la fonte en fusion qui est en contact avec lui lors du processus
de coulee continue. De plus, lors de l'arrêt de la coulée, la solidification de la
fonte fait éclater le bloc siphon.
En conséquence. ce bloc-siphon doit etre remplacé dans son
intégralité dès qu'un certain nombre de tubes ont été coules, soit a chaque
arret.
2~ Compte tenu du fait que le bloc-siphon est une pièce relativement
massive, et compte tenu de son emplacement sur la table de coulée d'une
machine de coulee dans une installation de production de tubes. Ie remplace-
ment sur place du bloc-siphon est très mal aisé. voire impossible. C'est
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pourquoi, il est nécessaire de sortir toute la table de coulée de l'installation de
production de tubes afin de pouvoir la démonter et de pouvoir procéder
aisément au remplacement du siphon.
De plus, pour écourter la durée d'interruption de fabrication des
tubes, on utilise en alternance plusieurs tables de coulée identiques. Lors du
remplacement du bloc-siphon de l'une des tables de coulée, on installe une
autre dans l'installation de fabrication de tubes.
Mais lors du remplacement d'une table de coulée, I'alignement de
la filière avec l'axe vertical d'extraction des tubes pose un problème. En effet,
le bloc-filière doit être aligné avec précision selon l'axe vertical d'extraction
pour que l'installation de fabrication de tubes puisse fonctionner correctement.Or, la table de coulée ayant été entièrement démontée, cet alignement par
rapport à l'axe d'extraction du bloc-filière est difficile et prend beaucoup de
temps, notamment à cause de la géométrie incertaine des pièces en matériau
réfractaire utilisées.
La présente invention vise à résoudre ce problème de positionne-
ment du bloc-filière par rapport à l'axe vertical d'extraction en proposant un
dispositif de positionnement d'un bloc-filière qui permette de réaliser un
alignement rapide et précis entre le bloc-filière et l'axe vertical d'extraction afin
de diminuer la durée des interruptions de fabrication des tubes.
A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de positionnement,
par rapport à un axe vertical d'extraction, d'un bloc-filière d'une table de
coulée d'une machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en
particulier de tubes, en fonte, machine dont le bloc-filière est alimenté, par son
extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif de fourniture de fonte liquide, et
est en appui sur celui-ci, dispositif de positionnement caractérisé en ce qu'il
comprend un support escamotable dans lequel est fixé le bloc-filière, un
châssis déplaçable sur lequel est posé le dispositif dè fourniture de fonte
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- liquide, des moyens de positionnement relatif du support par rapport au
châssis, des organes cle blocage destinés à bloquer la position relative entre
le support et le châssis de telle sorte que le support et le châssis forment un
ensemble monobloc, un socle disposé de façon prédéterminée par rapport à
I'axe vertical d'extraction et destiné à porter l'ensemble monobloc, et des
moyens d'alignement cie l'axe du bloc-filière et de l'axe vertical d'extraction.Le dispositif suivant l'invention comporte une ou plusieurs des
caractéristiques suivantes:
- les moyens de positionnement comprennent au moins deux éléments
allongés, solidaires du support et des éléments de guidage correspondants
reliés au châssis et clestinés à recevoir chacun un élément allongé, ou
inversement, lesdits éléments formant notamment des ensembles colonnette-
douille à billes,
- au moins un organe cle blocage est un vérin, notamment à fluide, relié à la
fois au support et au châssis,
- au moins une extrémité de chaque vérin est reliée, au support et/ou au
chassis, au moyen d'une chape et d'un tourillon démontable de fixation de
l'extrémité du vérin dans la chape,
- les moyens d'alignement comprennent des moyens de positionnement relatif
du châssis par rapport au socle et des moyens de réglage de l'horizontalité
de l'ensemble monobloc,
- les moyens de positionnement relatif du châssis par rapport au socle
comprennent au moins un organe de centrage, solidaire du socle et en saillie
sur celui-ci en direction du châssis, et un organe de réception correspondant
solidaire du châssis, ou inversement,
- I'organe de centrage ou de réception solidaire du châssis est en alignement
avec l'axe du bloc-filiere et l'organe associé solidaire du socle est en
alignement avec l'axe vertical d'extraction,
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- les moyens de réglage de l'horizontalité comprennent plusieurs vérins de
support répartis sur la face inférieure de l'ensemble monobloc,
- au moins un vérin de support est un vérin à vis.
L'invention a également pour objet une table de coulée d'une
machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de
tubes, en fonte, table de coulée dont le bloc-filière est alimenté, par son
extrémité inférieure, au moyen d'un dispositif de fourniture de fonte liquide, et
est en appui sur celui-ci, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de
positionnement tel que défini plus haut.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront
de la description suivante donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif, enregard 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 ll de la figure 1;
La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne lll-lll
de la figure 2;
La figure 4 est une vue en plan de dessous suivant la flèche IV
de la figure 1; et
La figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V de la
figure 1.
Sur la figure 1 est représentée une table de coulée 1 d'une
machine de coulée continue verticale ascendante de pièces, en particulier de
tubes T, en fonte. Cette table comprend un dispositif 3 de fourniture de fonte
liquide et un bloc filière 5 alimenté, par son extrémité inférieure, par ce
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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'extrac-tion. Le sens de la force d'extraction est représenté par une flèche F.
Le dispostif 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 formé
par une partie verticale descendante 1 OA 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 liquicte, dirigée vers le haut.
En se référant à la figure 3, on voit qu'une base chauffante 11 est
interposée entre le bloc-filière 5 et la sortie du siphon 9. L'étanchéité 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 base chauffante 11, et
un deuxième 12B disposé entre la base chauffante 11 et le bloc-filière 5.
Par ailleurs, le siphon 9 et la base chauffante 11 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 5 comporte un bloc de refroidissement 17
relié à un circuit d'un fluide de refroidissement par des tuyaux 17A d'arrivée
et 1 7B 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).
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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 2tA des vérins 21 est fixé par une collerette
21B sur la face supérieure du plateau 15.
Comme on le voit sur la figure 1, chaque vérin à fluide 21 est relié
par une canalisation 26, 27 à une canalisation commune 29. Cette canalisa-
tion commune 29 est reliée à une unité hydraulique 31 de régulation de la
force de serrage de chaque vérin, représentée schématiquement. Avantageu-
sement, 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. Ie support et le châssis, ainsi que le bloc-filière 5
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et que le dispositif de fourniture 3, forment un ensemble monobloc rigide.
Le châssi, 6 repose sur un socle fixe 40 par quatre points d'appui.
A cet effet, le châssis 6 comporte sur sa face inférieure deux traverses
horizontales de support 42 de section carrée. Comme on le voit sur la figure
2, ces traverses 42 sont plus longues que la largeur du châssis 6 et
dépassent latéralement de ce châssis. Ainsi que cela est représenté sur la
figure 5, les traverses 42 comportent à chacune de leurs zones d'extrémité,
dans une paroi 44 qui est en regard du socle 40, un perçage 45 taraudé. Une
vis de support 46 est vissée dans le perçage 45 et constitue avec celui-ci un
vérin 47 de réglage de I'horizontalité du châssis. La vis 46 est assurée contre
une rotation intempes~ive par un contre-écrou 48. On comprend alors que le
châssis repose par les extrémités inférieures des quatre vis 46 sur le socle
40.
Afin de pouvoir positionner précisément l'axe Y-Y du bloc-filière
5 par rapport à l'axe X-X d'extraction du tube T, le châssis 6 comporte en
outre, sur sa face inférieure, une traverse horizontale 56 de centrage de
section carrée. En se référant à la figure 3, cette traverse 56 de centrage
comporte une paroi 5~ en regard du socle 40, dans laquelle est réalisée un
trou de centrage 60. C13 trou de centrage 60 est centré par rapport à l'axe Y-Y
du bloc-filière 5. Un cache de protection 62 est disposé au-dessus du trou de
centrage 60.
Ce trou de centrage 60 coopère sans jeu notable avec un pion de
centrage 64 solidaire clu socle 40. Le socle 40 est disposé de telle sorte que
l'axe vertical du pion de centrage 64 est aligné avec l'axe d'extraction X-X desmoyens d'extraction.
La coopération de ce pion de centrage 64 avec le trou de centrage
60 permet de faire coïncider un point de l'axe de révolution Y-Y du bloc-filière5 avec un point de l'axe vertical d'extraction X-X des moyens d'extraction.
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Afin de fixer également la position angulaire du châssis 6 par
rapport au socle 40, le châssis 6 comporte à son extrémité située à droite en
se référant à la figure l, une traverse 70 horizontale de centrage supplémen-
taire de section carrée. Cette traverse 70 comporte dans sa paroi 72 en
regard du socle 40, en son centre, une rainure de centrage 74 qui coopère
avec un pion de centrage supplémentaire 76 solidaire du socle 40. Cette
rainure 74 est également protégée par un cache de protection contre une
obturation involontaire.
Le châssis 6 comporte en outre sur sa face inférieure des
traverses horizontales 80, 82 et 84 de section carrée destinées à solidariser
le châssis 6 sur le socle 40. Les traverses 80, 82 et 70 comportent à chacune
de leurs extrémités latérales des trous destinés à recevoir des vis qui se fixent
dans le socle 40 pour rigidifier l'ensemble châssis/socle après que le
positionnement du châssis 6 par rapport au socle 40 est réalisé
L'espace entre les traverses 56 et 82 ainsi que celui entre les
traverses 82 et 84 sont prévus pour des fourches d'un transpalette afin de
pouvoir déplacer facilement le châssis 6 avec la table de coulée 1 pour
procéder au remplacement du siphon 9 du dispositif 3 de fourniture de fonte
liquide.
Comme cela a été décrit auparavant, le siphon 9 du dispositif 3
de fourniture de fonte liquide doit être régulièrement changé. A cet effet, on
dévisse les vis latérales de fixation dans les traverses 80, 82 et 70, et on
enfourche le chfissis 6 par un transpalette pour déplacer l'ensemble à un
autre endroit afin de démonter l'ensemble de la table de coulée 1. Pour cela,
on libère les tourillons de fixation 24 des chapes 25, ce qui permet de
soulever l'ensem~le constitué du support 15 avec le bloc-filière, des
colonnettes 18 et des vérins 21. Il suffit alors de démonter les tirants 7 avec
les traverses 8 pour pouvoir procéder au remplacemerrt du siphon 9 usé.
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Pour positionner le bloc-filière 5 d'une table de coulée 1 dont le
siphon 9 vient d'être changé, on engage les colonnettes 18 dans les douilles
à billes 19. Puis, on fixe les extrémités libres des tiges des vérins 21 dans les
chapes 25 par des tourillons 24 et on empèche tout déplacement de ces
5 derniers par des goupilles. A l'aide de l'unité hydraulique 31, on commande
une certaine force de serrage aux vérins 21 afin que le bloc-filière 5 soit en
appui sur le dispositif de fourniture 3 avec écrasement des joints 12A, 12B,
la base chauffante 11 étant interposée entre le bloc-filière 5 et le dispositif de
fourniture 3. Par ce premier positionnement relatif, I'axe de révolution Y-Y du
10 bloc-filière 5 qui est logé dans le bloc de refroidissement 17 est centré par rapport au trou de centrage 60 réalisé dans la traverse 56 de centrage.
Ensuite, Ol pose sur le socle 40 le châssis 6 qui porte le support
15 bridé, de sorte que le pion de centrage 64 s'engage dans le trou de
centrage 60, la pOSitiOIl angulaire du châssis 6 par rapport au socle étant fixée
15 par le pion de centrage supplémentaire 76 qui s'engage dans la rainure de
centrage 74. A ce stade, I'axe vertical X-X d'extraction et l'axe de révolution
Y-Y du bloc-filière 5 se croisent au niveau du pion de centrage 60. Pour faire
coïncider ces deux axes, il suffit alors de régler l'horizontalité du châssis 6 sur
le socle 40 au moyen des vis 46. Puis on bloque la position des vis 46 au
20 moyen des contre-écrous 48. Enfin, pour rigidifier l'ensemble, on visse des vis
à travers les trous lateraux prévus dans les traverses 80, 82 et 70 dans le
socle 40.
Par un tel agencement, I'alignement de la filière par rapport à l'axe
d'extraction X-X peut être effectué d'une manière précise et rapide. De ce fait,25 la durée d'interruption de l'installation de coulée de tubes est fortement
réduite.
