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WO1996034713A1 - Dispositif et procede de changement d'un tube de coulee continue de repartiteur d'acierie - Google Patents

Dispositif et procede de changement d'un tube de coulee continue de repartiteur d'acierie Download PDF

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Publication number
WO1996034713A1
WO1996034713A1 PCT/FR1996/000572 FR9600572W WO9634713A1 WO 1996034713 A1 WO1996034713 A1 WO 1996034713A1 FR 9600572 W FR9600572 W FR 9600572W WO 9634713 A1 WO9634713 A1 WO 9634713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube
mold
plate
new
casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1996/000572
Other languages
English (en)
Inventor
Francois-Noël Richard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vesuvius France SA
Original Assignee
Vesuvius France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vesuvius France SA filed Critical Vesuvius France SA
Priority to BR9608325A priority Critical patent/BR9608325A/pt
Priority to AU56526/96A priority patent/AU705969B2/en
Priority to JP53306696A priority patent/JP3734272B2/ja
Priority to EP96913591A priority patent/EP0825910B1/fr
Priority to US08/945,557 priority patent/US5984153A/en
Priority to PL96323131A priority patent/PL180635B1/pl
Priority to DE69603081T priority patent/DE69603081T2/de
Priority to SK1483-97A priority patent/SK283132B6/sk
Publication of WO1996034713A1 publication Critical patent/WO1996034713A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/56—Means for supporting, manipulating or changing a pouring-nozzle

Definitions

  • the present invention relates to a device for changing a continuous casting tube comprising:
  • a chassis mounted under the distributor refractory pieces which delimit a pouring channel for the passage of the steel from the distributor to a continuous casting mold having a large dimension and a small dimension, these refractory pieces comprising at least one fixed plate and a tube comprising a plate at its the top part ; pressurizing means for applying the plate of the tube against the fixed plate; a position for introducing a new tube, a pouring position and a position for discharging a used tube; guide means allowing the new tube to pass from the insertion position to the pouring position and the used tube to pass from the casting position to the discharge position; - actuating means for passing the new tube from the insertion position to the pouring position and the used tube from the casting position to the discharge position.
  • the steel In a continuous steel plant, the steel is poured from a ladle into a distributor, and from the distributor into one or more molds. To protect the steel from contact with air between the distributor and the mold, the steel is isolated from the atmosphere by means of a submerged refractory tube fixed to the bottom of the distributor and the lower end of which dips into the mold. . This tube wears out and clogs quickly, especially in its lower part. This limits the duration of the pour. To extend this period, devices have been devised which make it possible to replace a used tube with a new one. For economic reasons, it is preferable to change the tube without interrupting the pouring, that is to say without raising the distributor.
  • tube change devices the tube is provided with a plate at its upper part, this plate can be attached or formed in one piece with the tube. This plate can slide, while maintaining a sealed junction, on the underside of a fixed plate of the distributor. In what follows the whole of the tube and the plate associated with it are simply called the tube. A new tube is introduced into the mold, next to the used tube. Means are used to push the new tube into the casting position while the used tube is pushed back to the other side of the mold.
  • the lower end of the new tube must be immersed in the steel of the mold before the used tube is pushed towards its evacuation position. In the same way the used tube remains immersed in the steel when it is in the evacuation position.
  • the mold has a sufficient width so that three tubes can be placed there side by side: the position of the new tube, the position of the tube which is pouring, and the position which will take the used tube after exchange. In many cases the mold does not have a sufficient width and other more unfavorable methods must be used.
  • a cylinder is generally used which pushes the new tube at its plate, which presses on the plate of the used tube. It is it is essential that this effort is transmitted through the plates of the new tube and the used tube. In other words it is essential that these plates come into contact with each other before the lower ends of the tubes touch. Indeed, in the opposite case, the forces exerted at the end of the tubes would cause their jamming in the slides of the tube change and their rupture. For the device to function correctly it is therefore necessary that the plates have a length greater than the size of the end of the tubes in the direction of the large dimension of the mold. This requirement is easy to meet in the case of a thick slab.
  • the tube then has an approximately circular compact section and the plate can easily have a length greater than the outside diameter of the tube.
  • the mold is very narrow.
  • the end of the tube In order to maintain a large passage section, the end of the tube must be very elongated in the direction of the large dimension of the mold. Consequently, the plates provided at the upper end of the tube must themselves be very elongated. This results, in addition to an additional cost, an increase in their size and increased difficulties for maneuvering the tube in the reduced volume between the bottom of the distributor and the mold.
  • these handling operations are generally carried out manually by an operator who carries and directs the tube by means of a clamp possibly associated with supports intended to facilitate the operations.
  • these manual handling is relatively easy because there are several centimeters of play between the tube and the edges of the mold and because the steel skin solidified on the walls of the mold is thick and robust and does not fear possible impact with the tube, due to manual handling.
  • the handling problem becomes critical because the clearance between the tube and the mold walls is reduced to a few millimeters and the skin solidified in this type of thin slab is thin and fragile. Contact of the tube with this skin would induce a significant risk of breaking the skin, which would cause a breakthrough in the mold and stop the casting. The manipulations must therefore be extremely precise if one does not want to strike the tube.
  • the present invention specifically relates to a tube changing device which overcomes these drawbacks.
  • the insertion position, the pouring position and the discharge position are arranged around a convex cylindrical surface having a horizontal axis perpendicular to the large dimension of the mold, this cylindrical surface constituting the periphery of the fixed plate.
  • the tube plate has a concave cylindrical shape which adapts to the convex cylindrical surface of the fixed plate so as to maintain a tight seal between these surfaces when the new tube passes from the insertion position to the casting position and the passage of the used tube from the pouring position to the discharge position by a rotational movement around the axis of the cylindrical surface.
  • the fixed plate is advantageously placed as low as possible below the mold so that the overall circle described by the tubes during their rotation is minimum. Thanks to this characteristic, the device can be used even when the width of the mold is less than three times the length of the end of a tube. In Indeed, since the introduction of the new tube and the evacuation of the used tube is effected by a rotational movement, it suffices that the circle described by the end of the tube does not strike the edge of the mold. Even in a narrow mold, you can change the tube without having to lift the distributor. Optionally when the width of the mold is reduced it is possible to slightly raise the distributor so that the circle of dimensions of the tube escapes the edges of the mold while keeping the tube submerged in the casting position.
  • the tube plate can, without disadvantage, be appreciably smaller than the end of the tube. Indeed, the radius of the cylindrical surface is much less than the radius of the circle described by the end of the tube. It is therefore sufficient that the ratio of the length of the plate to the length of the end of the tube is in the same ratio as the radius of the cylindrical surface to the radius of the circle traversed by the end of the tube.
  • the new tube is entirely out of the steel, and even generally out of the mold, when it is in its insertion position and the used tube is entirely out of the steel, and even generally out of the mold. when in its evacuation position.
  • the tube is guided by the tube changing device itself.
  • This guidance is a rotation guidance given by the cylindrical surface of the fixed plate on which the concave surface of the tube plate slides.
  • the device also provides lateral guidance of the tube in the mold.
  • the invention also relates to a method for changing the distributor of a continuous steelworks distributor for replacing a used tube with a new tube, in which a new tube is placed in a tube changing device, then pushed into the pouring position, while, simultaneously, the used tube is pushed from the casting position to a discharge position.
  • the method is characterized in that the new tube is placed in the tube changing device in a position located outside the mold, that the new tube is brought to its casting position by a rotation around a horizontal axis perpendicular to the large dimension of the mold, which has the effect of causing the used tube to rotate around this same axis, bringing the used tube into a discharge position outside the mold in place, the center of rotation being located as low as possible.
  • the distributor is raised enough so that the circle which will be described by the end of the new tube during its rotation avoids the edge of the mold, without the tube which is in pouring ceases to be immersed in the liquid steel of the mold; the new tube is placed in the tube changing device; the used tube is brought to its casting position by a rotation which has the effect of causing the used tube to rotate around this same axis; the used tube is removed from the tube changing device; - the distributor is lowered to its normal casting position.
  • This process makes it possible to make a tube change in the case where the mold has a reduced width without having to interrupt the casting.
  • the new tube is placed in the tube changing device in a substantially horizontal position, the new tube is brought to its casting position by a rotation of substantially 90 ° around a horizontal axis, which has the effect of causing the user tube to rotate substantially 90 ° around this same axis.
  • the used tube is extracted from the tube changing device in a substantially horizontal position.
  • the actuating means comprise a rotor mounted rotating around the horizontal axis of the cylindrical surface, this rotor comprising a finger which pushes the new tube under the pressurizing means.
  • the finger moves back and forth to take up a new tube
  • the device comprises first retaining means which make it possible to keep the new tube in its insertion position and second retaining means which make it possible to maintain the used tube in its evacuation position.
  • the guide means and the retaining means are designed so as to allow the introduction of the new tube and the evacuation of the used tube in a direction perpendicular to the large dimension of the mold.
  • the means for pressurizing the plate transmit radial forces to the back of the plate.
  • edges of the plates are produced so as to ensure contiguous contact so as to leave no gap between two successive plates during the passage of the seal opposite the pouring orifice.
  • the cylindrical plate comprises means for locking in rotation relative to the chassis.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of a device for changing the . tube according to the present invention
  • Figure 2 is a schematic view in longitudinal section which illustrates the position of the device during a tube change
  • Figure 3 is a cross-sectional view along line 3-3 of Figure 1.
  • the distributor designated by the general reference 2 has been shown only partially. It includes a steel bottom wall 4 covered with a refractory layer 6. It contains liquid steel 8. The bottom of the distributor 2 is crossed by an internal nozzle 10 and which allows the passage of liquid steel 8 The flow of steel passing through the internal nozzle 10 can be controlled by a stopper 12 or possibly by a drawer device interposed between the bottom of the distributor and the tube change (device not shown).
  • a fixing plate or base plate 14 is fixed under the bottom plate 4 of the distributor.
  • the chassis 16 of the tube changing device according to the invention is fixed under the base plate 14.
  • a fixed plate 18 is mounted in the chassis 16.
  • This fixed plate is presented as a cylinder of refractory material comprising at its upper part a socket 19 and which makes it possible to receive the lower end of the internal nozzle 10.
  • the fixed plate is traversed by an orifice 20 which extends the channel of the nozzle internal 10.
  • the center of the fixed plate 18 has been designated by the letter
  • a tube designated by the general reference 22 is mounted on the lower part of the fixed plate 18.
  • the tube 22 comprises, at its upper part, a plate 24 of concave shape which is applied tightly to the plate fixed 18.
  • Pressurizing means 36 are provided for applying the plate 24 of the tube 22 against the fixed plate 18.
  • the length of the lower end of the tube has been designated by the reference 26.
  • the casting mold 28 which has a large dimension designated by the reference 30 and generally called width.
  • the mold contains the liquid steel 8, still in the liquid state, and solidified only in contact with the walls of the mold which are cooled with water, to form a skin 32.
  • a second tube designated by the reference 22a, has been placed on the cylindrical surface 18.
  • the tube 22a is a new tube intended to replace the tube 22.
  • the invention provides actuation means for passing the new tube 22a from its insertion position shown in FIG. 1 to the casting position which is that of the tube 22 and for simultaneously passing the tube 22 from the casting position to the discharge position 22b.
  • the actuating means consist of a transverse bar 34 applied against the upper edge of the plate 24a of the new tube.
  • the bar 34 is linked to the rotor 48 capable of turning on the same axis as the fixed plate.
  • the actuating means also comprise a jack 36 mounted under the base plate 14 and which makes it possible to actuate the bar 34.
  • FIG. 2 shows the new tube 22a and the used tube 22 being changed. It can be seen that the lower end of the new tube 22a which was entirely outside the liquid steel 8 of the mold, and even entirely outside the mold 28 in its insertion position shown in FIG. 1, is not immersed in the steel only when the tube is placed in the casting position. In the introductory position
  • the pressurization occurs gradually when it passes from the insertion position 22a to the casting position. Also the pressure is gradually released when the tube p-asses from the casting position to the discharge position 22b.
  • the plate 24a of the new tube enters under rocker arms 36 having one end actuated by an elastic means such as for example springs and another end, visible in FIG. 2, adapted to the back of the plate 24, 24a of the tube.
  • the end of the rocker arm 36 exerts a radial action on the plates 24, 24a, 24b of the tubes, in other words an action directed preferentially towards the center O of the fixed plate 18.
  • the device for changing the tube of the invention like a device of the prior art, provides three positions, namely a position for introducing a new tube, a pouring position and a position for discharging a used tube.
  • the tubes when the tubes are arranged in this respective position they are not parallel to each other but arranged radially on the fixed plate 18.
  • the used tube 22 is already partially out of the mold when the new tube 22a enters it.
  • the avoidance circle 38 described by the point of the tubes 22, 22a, 22b furthest from the center O of the fixed plate 18 does not meet the angle 40 of the mold. casting 28.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the tube changing device of the invention.
  • the cylindrical plate 18 is taken between two plates of refractory insulating material 44 which can be an integral part of the plate 18.
  • the plates 44 possibly have a metal casing on their outer face, or even on both.
  • a screw 46 or any other blocking means keeps the two plates 44 and the cylindrical plate 18 against the frame 16 in application.
  • a rotor 48 is mounted rotating on cylindrical bearings 50 of the frame 16.
  • the rotor 48 consists of two flaccid
  • each flange 52 is provided with a rod 54 which passes through a bean-shaped light 56 pierced in the frame 16.
  • the two fingers 54 are connected to a drive fork 58 which is itself integral of the rod of the jack 36.
  • the jack 36 is double acting. It makes it possible to pull and push the fork 58 and therefore to make a back and forth movement in rotation with the finger 34.
  • the two axes 54 describe an arc of a circle of approximately 90 ° around the axis XX of the cylindrical part 18.
  • the jack 36 is articulated with respect to the base plate about an axis 60 so as to allow its angular movement
  • the orifice 20 which passes through the cylindrical plate 18 can be cylindrical, as in the embodiment shown, but it can also have a section which widens.
  • the runner at the entrance to the tube 22 has a corresponding flared shape in order to maintain the continuity of the section of the runner.
  • means are provided for immobilizing in rotation the cylindrical plate 18 relative to the frame 16. In fact it is subjected to relatively large rotational forces exerted by the friction forces of the plates 24 of the tubes during their rotation.
  • FIG. 3 makes it possible to observe an exemplary embodiment of the means for pressurizing the plates 24, tubes such as 22.
  • These means comprise rockers 36 articulated at their central part on spherical head screws 62 mounted in the frame 16 At their outer end the rocker arms 36 are pushed by springs 64. At their inner end, which may possibly have a concave shape which fits on the outer face of the plates 24, the rocker arms 36 exert a radial action directed towards the axis XX of the cylindrical plate 18. At least one pair of rocker arms is provided, and preferably several pairs in order to guarantee an application force distributed along the plates 24.
  • the puddles 52 of the rotor 48 advantageously have a diameter greater than that of the fixed plate 18 to serve as lateral guidance for the tube.
  • One of the flanges 52 of the rotor 48 has two notches, namely respectively a notch for introducing the new tube and a notch for removing the used tube. These notches are intended to allow the introduction of the new tube and the extraction of the used tube from the face of the mold, that is to say in other words to allow it to be introduced into the insertion position and to extract it from the evacuation position by moving it in a direction perpendicular to the large dimension 30 of the mold (see FIG. 1). (parallel to the cylinder axis). Retention means are provided in order to keep the new tube 22a in its insertion position.
  • These means consist of a curved sheet 66 disposed on one side of the frame. On the other side of the frame there is provided only a lug placed at the lower position of the tube to allow its introduction. Identical retaining means are provided in the evacuation zone in order to keep the used tube in the extraction position.
  • this device When it is desired to carry out a tube change, the tube which is in the casting position being worn or obstructed, one begins by introducing a new tube 22a in the insertion position, represented on the left in FIG. 1. At this moment the actuating finger 34 is located at the upper part of the fixed plate 18, near the internal nozzle 10.
  • the introduction of the new tube 22a can be made, as in the embodiment described, according to the front face of the mold, which allows easy handling of the tube.
  • the actuator 36 is actuated which exerts a tensile force on the fork 58, 54 from right to left, according to FIG. 1 so as to drive the rotor 48 in rotation counterclockwise.
  • the fork 58 distributes the force of the jack on the two axes 54 so that the forces are symmetrical.
  • the actuating finger 34 pushes the plate 24a of the new tube 22a.
  • This plate 24a is advantageously made contiguous with the plate of the used tube 22 so that there is no gap between them allowing the passage of the liquid steel. It is possible to close the runner beforehand by means of the stopper 12. It is also possible, taking into account the absence of gap between the plates, to carry out a tube change without closing the runner.
  • the new tube 22a has replaced it and the casting of the metal can continue normally. There is all the time necessary to remove the used tube 22b which is kept in the means of restraints that have been described previously.
  • the jack 36 is then actuated in the other direction so as to return the finger 34 to its initial position. The cycle can then start again for a new tube change.

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Abstract

Un dispositif de changement de tube comprend un châssis (16) monté sur le répartiteur (2), des pièces réfractaires (10, 18, 22) qui délimitent un chenal de coulée, ces pièces réfractaires comprenant au moins une plaque fixe (18) et un tube (22) comportant une plaque (24) à sa partie supérieure, des moyens (36) de mise en pression pour appliquer la plaque (24) du tube (22) contre la plaque fixe (18), une position d'introduction d'un tube neuf (22a), une position de coulée et une position d'évacuation d'un tube usagé (22b), des moyens de guidage (18, 48) permettant au tube neuf (22a) de passer de la position d'introduction à la position de coulée et au tube usagé (22) de passer de la position coulée à la position d'évacuation, des moyens d'actionnement (34, 36) pour faire passer le tube neuf de la position d'introduction à la position de coulée et le tube usagé de la position de coulée à la position d'évacuation. La position d'introduction, la position de coulée et la position d'évacuation sont disposées autour d'une surface cylindrique convexe (18) constituant le pourtour de la plaque fixe.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CHANGEMENT D'UN TUBE DE COULEE CONTINUE DE REPARTITEUR D'ACIERIE
La présente invention concerne un dispositif de changement d'un tube de coulée continue comprenant :
un châssis monté sous le répartiteur ; des pièces réfractaires qui délimitent un chenal de coulée pour le passage de l'acier du répartiteur vers un moule de coulée continue ayant une grande dimension et une petite dimension, ces pièces réfractaires comprenant au moins une plaque fixe et un tube comportant une plaque à sa partie supérieure ; des moyens de mise en pression pour appliquer la plaque du tube contre la plaque fixe ; - une position d'introduction d'un tube neuf, une position de coulée et une position d'évacuation d'un tube usagé ; des moyens de guidage permettant au tube neuf de passer de la position d'introduction à la position de coulée et au tube usagé de passer de la position de coulée à la position d'évacuation ; - des moyens d'actionnement pour faire passer le tube neuf de la position d'introduction à la position de coulée et le tube usagé de la position de coulée à la position d'évacuation.
Il s'applique de manière générale à la coulée en brame et plus particulièrement à la coulée de brames minces.
Dans une installation de coulée continue d'aciérie, l'acier est coulé d'une poche dans un répartiteur, et du répartiteur dans un ou plusieurs moules. Pour protéger l'acier du contact avec l'air entre le répartiteur et le moule, l'acier est isolé de l'atmosphère au moyen d'un tube réfractaire immergée fixé au fond du répartiteur et dont l'extrémité inférieure plonge dans le moule. Ce tube s'use et se bouche rapidement, plus particulièrement dans sa partie inférieure. Cela limite la durée de la coulée. Pour allonger cette durée, on a conçu des dispositifs qui permettent de remplacer un tube usagé par un tube neuf. Pour des raisons économiques, il est préférable de changer le tube sans interrompre la coulée, c'est-à- dire s-ans relever le répartiteur.
Dans ces dispositifs, appelés dispositifs de changement de tube, le tube est muni d'une plaque à sa partie supérieure, cette plaque pouvant être rapportée ou formée d'une seule pièce avec le tube. Cette plaque peut glisser, avec maintien d'une jonction étanche, sur la face inférieure d'une plaque fixe du répartiteur. Dans ce qui suit l'ensemble du tube et de la plaque qui lui est associée sont appelés simplement le tube. Un tube neuf est introduit dans la lingotière, à côté du tube usagé. Des moyens permettent de pousser le tube neuf en position de coulée tandis que le tube usagé est repoussé de l'autre côté du moule.
Pour permettre un changement de tube sans relever le répartiteur, l'extrémité inférieure du tube neuf doit être immergée dans l'acier du moule avant que le tube usagé ne soit poussé vers sa position d'évacuation. De la même manière le tube usagé reste immergé dans l'acier lorsqu'il est en position d'évacuation.
Un exemple d'un tel dispositif est connu par le document EP 0 192 019.
Ces dispositifs connus présentent plusieurs inconvénients.
Il est nécessaire que le moule présente une largeur suffisante pour que trois tubes puissent y être placés côte-à-côte : la position du tube neuf, la position du tube qui est en train de couler, et la position que prendra le tube usagé après échange. Dans de nombreux cas le moule ne présente pas une largeur suffisante et d'autres procédés plus défavorables doivent être utilisés.
Pour effectuer le changement de tube on utilise généralement un vérin qui pousse le tube neuf au niveau de sa plaque, laquelle appuie sur la plaque du tube usagé. Il est indispensable que cet effort soit transmis par l'intermédiaire des plaques du tube neuf et du tube usagé. En d'autres termes il est indispensable que ces plaques entrent en contact l'une avec l'autre avant que les extrémités inférieures des tubes ne se touchent. En effet, dans le cas contraire, les efforts exercés à l'extrémité des tubes provoqueraient leur coincement dans les glissières du changement de tube et leur rupture. Pour que le dispositif fonctionne correctement il est donc nécessaire que les plaques présentent une longueur supérieure à l'encombrement de l'extrémité des tubes dans le sens de la grande dimension du moule. Cette exigence est facile à satisfaire dans le cas d'une brame épaisse. En effet le tube présente alors une section compacte approximativement circulaire et la plaque peut sans difficulté présenter une longueur supérieure au diamètre extérieur du tube. En revanche, dans le cas d'une coulée en brame mince, le moule est très étroit. Afin de conserver une section de passage importante l'extrémité du tube doit être très allongée dans le sens de la grande dimension du moule. En conséquence les plaques prévues à l'extrémité supérieure du tube doivent elles-mêmes être très allongées. Il en résulte, outre un coût supplémentaire, une augmentation de leur encombrement et des difficultés accrues pour manoeuvrer le tube dans le volume réduit compris entre le fond du répartiteur et le moule.
Afin de pallier cet inconvénient on a imaginé d'introduire une plaque intercalaire entre les plaques des tubes. Une telle disposition est décrite par exemple dans le brevet
WO95/03906. Cette plaque intercalaire permet effectivement de réduire la dimension des plaques mais elle nécessite des manipulations supplémentaires, donne naissance à un risque d'oublier la plaque intermédiaire et pose des problèmes d'alignement.
Enfin, lors de la mise en place du tube, son extrémité doit être introduite dans le moule, puis plongée dans l'acier. De la même manière, lors de l'extraction du tube usagé l'extrémité inférieure du tube doit être extraite de l'acier, puis du moule.
Dans l'art existant, ces manutentions sont généralement effectuées manuellement par un opérateur qui porte et dirige le tube au moyen d'une pince éventuellement associée à des supports destinés à faciliter les opérations. Dans le cas des brames épaisses, ces manutentions manuelles sont relativement aisées car on dispose de plusieurs centimètres de jeu entre le tube et les bords du moule et parce que la peau d'acier solidifié sur les parois du moule est épaisse et robuste et ne craint pas les chocs éventuels avec le tube, dus à la manutention manuelle. Dans le cas des brames minces le problème de manutention devient critique car le jeu entre le tube et les parois du moule est réduit à quelques millimètres et la peau solidifié dans ce type de brame mince est de faible épaisseur et fragile. Le contact du tube avec cette peau induirait un risque important de casser la peau, ce qui provoquerait une percée en lingotière et un arrêt de la coulée. Les manipulations doivent donc être extrêmement précises si l'on ne veut pas heurter le tube.
La manutention manuelle du tube est donc irréaliste et il serait nécessaire d'utiliser un ou plusieurs manipulateurs très précis à la fois pour l'introduction et pour le retrait du tube. Un tel manipulateur serait non seulement très coûteux mais également difficile à placer dans la zone de travail qui est réduite et doit rester accessible aux opérateurs. La présente invention a précisément pour objet un dispositif de changement de tube qui remédie à ces inconvénients.
Selon la principale caractéristique de l'invention, la position d'introduction, la position de coulée et la position d'évacuation sont disposées autour d'une surface cylindrique convexe ayant un axe horizontal perpendiculaire à la grande dimension du moule, cette surface cylindrique constituant le pourtour de la plaque fixe.
La plaque du tube présente une forme cylindrique concave qui s'adapte à la surface cylindrique convexe de la plaque fixe de manière à conserver un joint étanche entre ces surfaces lors du passage du tube neuf de la position d'introduction à la position de coulée et du passage du tube usagé de la position de coulée à la position d'évacuation par un mouvement de rotation autour de l'axe de la surface cylindrique.
La plaque fixe est avantageusement placée le plus bas possible au-dessous du moule de manière à ce que le cercle d'encombrement décrit par les tubes lors de leur rotation soit minimum. Grâce à cette caractéristique le dispositif peut être utilisé même lorsque la largeur du moule est inférieure à trois fois la longueur de l'extrémité d'un tube. En effet, étant donné que l'introduction du tube neuf et l'évacuation du tube usagé s'effectuent par un mouvement de rotation, il suffit que le cercle décrit par l'extrémité du tube ne heurte pas le bord du moule. Même dans un moule étroit on peut pratiquer un changement de tube sans avoir à soulever le répartiteur. Eventuellement lorsque la largeur du moule est réduite il est possible de soulever légèrement le répartiteur de manière à ce que le cercle d'encombrement du tube échappe aux bords du moule tout en conservant le tube immergé dans la position de coulée.
La plaque du tube peut sans inconvénient être notablement plus petite que l'extrémité du tube. En effet, le rayon de la surface cylindrique est très inférieur au rayon du cercle décrit par l'extrémité du tube. Il suffit par conséquent que le rapport de la longueur de la plaque à la longueur de l'extrémité du tube soit dans le même rapport que le rayon de la surface cylindrique au rayon du cercle parcouru par l'extrémité du tube.
Enfin et principalement, le tube neuf est entièrement hors de l'acier, et même généralement hors du moule, lorsqu'il est dans sa position d'introduction et le tube usagé est entièrement hors de l'acier, et même généralement hors du moule lorsqu'il est dans sa position d'évacuation.
Grâce à cette caractéristique préférée, lors de l'introduction d'un tube neuf, et de l'évacuation d'un tube usagé, le guidage du tube est réalisé par le dispositif de changement de tube lui-même. Ce guidage est un guidage en rotation donné par la surface cylindrique de la plaque fixe sur laquelle glisse la surface concave de la plaque du tube. Le dispositif fournit d'autre part un guidage latéral du tube dans le moule. Ces deux guidages sont très facilement précis. On élimine ainsi le problème de manutention très important et on supprime la nécessité de recourir à un manipulateur coûteux et difficile à mettre en oeuvre.
L'invention concerne également un procédé de changement de tube de répartiteur de coulée continue d'aciérie pour le remplacement d'un tube usagé par un tube neuf, dans lequel un tube neuf est mis en place dans un dispositif de changement de tube, puis poussé en position de coulée, tandis que, simultanément, le tube usagé est poussé de la position de coulée à une position d'évacuation.
Le procédé se caractérise en ce qu'on met en place le tube neuf dans le dispositif de changement de tube dans une position située à l'extérieur du moule, qu'on amène le tube neuf à sa position de coulée par une rotation autour d'un axe horizontal perpendiculaire à la grande dimension du moule, ce qui a pour effet de faire effectuer une rotation au tube usagé autour de ce même axe, amenant le tube usagé dans une position d'évacuation à l'extérieur du moule en place, le centre de rotation étant situé le plus bas possible.
Dans des circonstances difficiles, lorsque la largeur du moule est particulièrement réduite, on lève suffisamment le répartiteur pour que le cercle qui sera décrit par l'extrémité du tube neuf lors de sa rotation évite le bord du moule, sans que le tube qui est en train de couler cesse d'être immergé dans l'acier liquide du moule ; on met en place le tube neuf dans le dispositif de changement de tube ; on amène le tube usagé à sa position de coulée par une rotation ce qui a pour effet de faire effectuer une rotation au tube usagé autour de ce même axe ; on extrait le tube usagé du dispositif de changement de tube ; - on baisse le répartiteur jusqu'à sa position normale de coulée.
Ce procédé permet d'effectuer μn changement de tube dans le cas où le moule présente une largeur réduite sans avoir à interrompre pour autant la coulée.
Selon une variante préférée du procédé de l'invention on met en place le tube neuf dans le dispositif de changement de tube dans une position sensiblement horizontale, on amène le tube neuf à sa position de coulée par une rotation sensiblement de 90° autour d'un axe horizontal, ce qui a pour effet de faire effectuer au tube usager une rotation sensiblement de 90° autour de ce même .axe, on extrait le tube usagé hors du dispositif de changement de tube dans une position sensiblement horizontale. De préférence les moyens d'actionnement comprennent un rotor monté tournant autour de l'axe horizontal de la surface cylindrique ce rotor comprenant un doigt qui pousse le tube neuf sous les moyens de mise en pression.
De préférence le doigt effectue un mouvement de va-et-vient pour reprendre un tube neuf
De préférence le dispositif comporte de premiers moyens de retenue qui permettent de maintenir le tube neuf dans sa position d'introduction et de second moyens de retenue qui permettent de maintenir le tube usagé dans sa position d'évacuation.
De préférence les moyens de guidage et les moyens de retenue sont conçus de manière à permettre l'introduction du tube neuf et l'évacuation du tube usagé selon une direction perpendiculaire à la grande dimension du moule.
De préférence en ce que les moyens de mise en pression de la plaque transmettent des efforts radiaux au dos de la plaque.
De préférence en ce que les bords des plaques sont réalisés de manière à assurer un contact jointif de manière à ne laisser aucun interstice entre deux plaques successives lors du passage du joint en vis-à-vis de l'orifice de coulée.
De préférence en ce que la plaque cylindrique comporte des moyens de blocage en rotation par rapport au châssis.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées.
Sur ces figures : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de changement de . tube conforme à la présente invention ; la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale qui illustre la position du dispositif pendant un changement de tube ; la figure 3 est une vue transversale en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1.
Le répartiteur désigné par la référence générale 2 a été représenté seulement partiellement. Il comprend une paroi de fond en acier 4 recouverte d'une couche de réfractaire 6. Il contient de l'acier liquide 8. Le fond du répartiteur 2 est traversé par une busette interne 10 et qui permet le passage de l'acier liquide 8. Le flux d'acier passant par la busette interne 10 peut être contrôlé par une quenouille 12 ou éventuellement par un dispositif de tiroir intercalé entre le fond du répartiteur et le changement de tube (dispositif non représenté).
Une plaque de fixation ou plaque de base 14 est fixée sous la tôle de fond 4 du répartiteur. Le châssis 16 du dispositif de changement de tube conforme à l'invention est fixé sous la plaque de base 14. Une plaque fixe 18 est montée dans le châssis 16.
Cette plaque fixe se présente comme un cylindre de matériau réfractaire comportant à sa partie supérieure un emboîtement 19 et qui permet de recevoir l'extrémité inférieure de la busette interne 10. La plaque fixe est traversée par un orifice 20 qui prolonge le chenal de la busette interne 10. Le centre de la plaque fixe 18 a été désigné par la lettre
O. Un tube désigné par la référence générale 22 est monté à la partie inférieure de la plaque fixe 18. Le tube 22 comporte, à sa partie supérieure, une plaque 24 de forme concave qui s'applique de manière ét∑mche sur la plaque fixe 18. Des moyens de mise en pression 36 sont prévus pour appliquer, la plaque 24 du tube 22 contre la plaque fixe 18.
On a désigné par la référence 26 la longueur de l'extrémité inférieure du tube.
En dessous du dispositif de changement de tube on trouve le moule de coulée 28 qui présente une grande dimension désignée par la référence 30 et généralement appelée largeur. Le moule contient l'acier liquide 8, encore à l'état de liquide, et solidifié seulement au contact des parois du moule qui sont refroidies à l'eau, pour former une peau 32.
Sur la figure 1 , un deuxième tube, désigné par la référence 22a a été mis en place sur la surface cylindrique 18. Le tube 22a est un tube neuf destiné à remplacer le tube 22.
A cette fin l'invention prévoit des moyens d'actionnement pour faire passer le tube neuf 22a de sa position d'introduction représentée sur la figure 1 à la position de coulée qui est celle du tube 22 et pour faire passer simultanément le tube 22 de la position de coulée à la position d'évacuation 22b. Dans l'exemple de réalisation représenté les moyens d'actionnement sont constitués par une barre transversale 34 appliquée contre le bord supérieur de la plaque 24a du tube neuf. La barre 34 est liée au rotor 48 susceptible de tourner sur le même axe que la plaque fixe. Les moyens d'actionnement comprennent également un vérin 36 monté sous la plaque de base 14 et qui permet d'actionner la barre 34.
On a représenté sur la figure 2 le tube neuf 22a et le tube usagé 22 en cours de changement. On constate que l'extrémité inférieure du tube neuf 22a qui était entièrement hors de l'acier liquide 8 du moule, et même entièrement hors du moule 28 dans sa position d'introduction représentée sur la figure 1, n'est immergée dans l'acier seulement lorsque le tube est mis en position de coulée. Dans la position d'introduction
22a et dans la position d'évacuation 22b le tube est appliqué sans être pressé contre la surface cylindrique 18. La mise en pression intervient progressivement lorsqu'il passe de la position d'introduction 22a à la position de coulée. Egalement la pression est progressivement libérée lorsque le tube p-asse de la position de coulée à la position d'évacuation 22b. La plaque 24a du tube neuf pénètre sous des culbuteurs 36 ayant une extrémité actionnée par un moyen élastique tel que par exemple des ressorts et une autre extrémité, visible sur la figure 2, adaptée au dos de la plaque 24, 24a du tube. L'extrémité du culbuteur 36 exerce une action radiale sur les plaques 24, 24a, 24b des tubes, en d'autres termes une action dirigée préférentiellement vers le centre O de la plaque fixe 18. On constate ainsi que le dispositif de changement de tube de l'invention, comme un dispositif de l'art antérieur, prévoit trois positions, à savoir une position d'introduction d'un tube neuf, une position de coulée et une position d'évacuation d'un tube usagé. Cependant, contrairement à l'art antérieur, lorsque les tubes sont disposés dans cette position respective ils ne sont pas parallèles les uns aux autres mais disposés radialement sur la plaque fixe 18. Comme on le constate sur la figure 2 le tube usagé 22 est déjà sorti partiellement du moule lorsque le tube neuf 22a y pénètre. Pour que le fonctionnement du dispositif soit possible il est suffisant que le cercle d'évitement 38 décrit par le point des tubes 22, 22a, 22b le plus éloigné du centre O de la plaque fixe 18 ne rencontre pas l'angle 40 du moule de coulée 28. Dans le cas où le cercle 38 viendrait heurter les angles 40 il serait encore possible de soulever légèrement le répartiteur d'une distance 42 (voir figure 1) tel que le tube 22 reste encore immergé dans l'acier liquide 8 du moule. En levant le répartiteur on élève le centre O de la plaque fixe 18 et par conséquent la position du cercle d'évitement 38. On a représenté sur la figure 3 une vue en coupe transversale du dispositif de changement de tube de l'invention. La plaque cylindrique 18 est prise entre deux plaques de matériau réfractaire isolant 44 qui peuvent faire partie intégrante de la plaque 18. Les plaques 44 comportent éventuellement une enveloppe métallique sur leur face extérieure, voire sur les deux. Une vis 46 ou tout autre moyen de blocage permet de maintenir en application les deux plaques 44 et la plaque cylindrique 18 contre le bâti 16. Un rotor 48 est monté tournant sur des portées cylindriques 50 du bâti 16. Le rotor 48 est constitué de deux flasques
52 reliés entre-eux par la barre transversale 34 formant le doigt de poussée qui actionne le tube neuf lors de sa mise en place. Dans la configuration illustrée par l'exemple chaque flasque 52 est muni d'une tige 54 qui traverse une lumière 56 en forme de haricot percée dans le bâti 16. Les deux doigts 54 sont reliés à une fourchette d'entraînement 58 elle-même solidaire de la tige du vérin 36. Le vérin 36 est à double action. Il permet de tirer et de pousser la fourchette 58 et donc de faire effectuer un mouvement de va-et-vient en rotation au doigt 34. Lors de ce mouvement les deux axes 54 décrivent un arc de cercle de 90° environ autour de l'axe X-X de la pièce cylindrique 18. C'est la raison pour laquelle le vérin 36 est articulé par rapport à la plaque de base autour d'un axe 60 de manière à permettre son débattement angulaire On notera que l'orifice 20 qui traverse la plaque cylindrique 18 peut être cylindrique, comme dans l'exemple de réalisation représenté, mais il peut également présenter une section qui va en s'évasant. Dans ce cas le chenal de coulée à l'entrée dans le tube 22 présente une forme évasée correspondante afin de maintenir la continuité de la section du chenal de coulée.
D'autre part des moyens sont prévus pour immobiliser en rotation la plaque cylindrique 18 par rapport au bâti 16. En effet elle est soumise à des efforts de rotation relativement importants exercés par les efforts de frottement des plaques 24 des tubes lors de leur rotation.
La figure 3 permet d'observer un exemple de réalisation des moyens de mise en pression des plaques 24, des tubes tel que 22. Ces moyens comprennent des culbuteurs 36 articulés à leur partie centrale sur des vis à tête sphérique 62 montées dans le bâti 16. A leur extrémité extérieure les culbuteurs 36 sont poussés par des ressorts 64. A leur extrémité intérieure, qui peut éventuellement présenter une forme concave qui s'adapte sur la face extérieure des plaques 24, les culbuteurs 36 exercent une action radiale dirigée vers l'axe X-X de la plaque cylindrique 18. On prévoit au minimum une paire de culbuteurs, et de préférence plusieurs paires afin de garantir une force d'application répartie le long des plaque 24.
Les flaques 52 du rotor 48 présentent avantageusement un diamètre supérieur à celui de la plaque fixe 18 pour servir de guidage latéral au tube. L'un des flasques 52 du rotor 48 présente deux échancrures, à savoir respectivement une échancrure d'introduction du tube neuf et une échancrure d'évacuation du tube usagé. Ces échancrures sont destinées à permettre l'introduction du tube neuf et l'extraction du tube usagé par la face du moule, c'est-à-dire en d'autres termes de permettre de l'introduire dans la position d'introduction et à l'extraire de la position d'évacuation en le déplaçant selon une direction perpendiculaire à la grande dimension 30 du moule (voir figure 1). (parallèle à l'axe du cylindre). Des moyens de retenue sont prévus afin de maintenir le tube neuf 22a dans sa position d'introduction. Ces moyens sont constitués par une tôle incurvée 66 disposée d'un côté du bâti. De l'autre côté du bâti on prévu seulement un ergot placé à la position inférieure du tube afin de permettre son introduction. Des .moyens de retenue identiques sont prévus dans la zone d'évacuation afin de maintenir le tube usagé dans la position d'extraction.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Lorsque l'on désire effectuer un changement de tube, le tube qui est en position de coulée étant usé ou obstrué, on commence par introduire un tube neuf 22a dans la position d'introduction, représenté à gauche sur la figure 1. A ce moment le doigt d'actionnement 34 est situé à la partie supérieure de la plaque fixe 18, à proximité de la busette interne 10. L'introduction du tube neuf 22a peut être faite, comme dans l'exemple de réalisation décrit, selon la face avant du moule, ce qui permet une manipulation facile du tube. Mais on peut également envisager, en variante de réalisation, d'introduire le tube neuf selon une autre direction par exemple radiale par rapport à la plaque fixe. Il faut alors prévoir des moyens de retenue adaptés à cette nouvelle direction. Le tube neuf 22a étant en place dans les moyens de retenue, on actionne le vérin 36 qui exerce un effort de traction sur la fourchette 58, 54 de la droite vers la gauche, selon la figure 1 de manière à entraîner le rotor 48 en rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Il est à noter que la fourchette 58 répartit la force du vérin sur les deux axes 54 afin que les efforts soient symétriques. Le doigt d'actionnement 34 pousse la plaque 24a du tube neuf 22a. Cette plaque 24a est réalisée avantageusement jointive avec la plaque du tube usagé 22 de manière qu'il n'existe entre elles aucun interstice permettant le passage de l'acier liquide. Il est possible de fermer préalablement le chenal de coulée au moyen de la quenouille 12. Il est également possible, compte tenu de l'absence d'interstice entre les plaques, d'effectuer un changement de tube sans fermer le chenal de coulée.
Lorsque le tube usagé 22 arrive en position d'évacuation 22b, le tube neuf 22a l'a remplacé et la coulée du métal peut se poursuivre normalement.. On dispose de tout le temps nécessaire pour retirer le tube usagé 22b qui est maintenu dans les moyens de retenue qui ont été décrits précédemment. Le vérin 36 est alors actionné dans l'autre sens de manière à replacer le doigt 34 à sa position initiale. Le cycle peut alors recommencer pour un nouveau changement de tube.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de changement de tube pour un répartiteur de coulée continue d'aciérie comprenant : - un châssis (16) monté sur le répartiteur (2), des pièces réfractaires (10, 18, 22) qui délimitent un chenal de coulée pour le passage de l'acier du répartiteur (2) vers un moule de coulée continue (28) ayant une grande dimension (30) et une petite dimension (31), ces pièces réfractaires comprenant au moins une plaque fixe (18) et un tube (22) comportant une plaque (24) à sa partie supérieure, des moyens (36) de mise en pression pour appliquer la plaque (24) du tube (22) contre la plaque fixe (18), une position d'introduction d'un tube neuf (22a), une position de coulée et une position d'évacuation d'un tube usagé (22b), des moyens de guidage (18, 48) permettant au tube neuf (22a) de passer de la position d'introduction à la position de coulée et au tube usagé (22) de passer de la position de coulée à la position d'évacuation, des moyens d'actionnement (34, 36) pour faire passer le tube neuf de la position d'introduction à la position de coulée et le tube usagé de la position de coulée à la position d'évacuation, caractérisé en ce que : la position d'introduction, la position de coulée et la position d'évacuation sont disposées autour d'une surface cylindrique convexe (18) ayant un axe horizontal (X-X) perpendiculaire à la grande dimension (30) du moule (28), cette surface cylindrique constituant le pourtour de la plaque fixe, la plaque (24) du tube (22) présente une forme cylindrique concave qui s'adapte à la surface cylindrique convexe (18) de manière à conserver un joint étanche entre ces surfaces lors du passage du tube neuf de la position d'introduction à la position de coulée et du passage du tube usagé de la position de coulée à la position d'évacuation par un mouvement de rotation autour de l'axe (X-X) de la surface cylindrique (18).
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube neuf (22a) est entièrement hors de l'acier (8) du moule (28), lorsqu'il est dans sa position d'introduction et en ce que le tube usagé (22b) est entièrement hors de l'acier
(8) du moule (28) lorsqu'il est dans sa position d'évacuation.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent un rotor (48), monté tournant autour de l'axe horizontal (X-X) de la surface cylindrique (18), ce rotor (48) comprenant un doigt (34) qui pousse le tube neuf (22a) sous les moyens de mise en pression (36).
4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le doigt (34) effectue un mouvement de va-et-vient pour reprendre un tube neuf (22a).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte de premiers moyens de retenue qui permettent de maintenir le tube neuf (22a) dans sa position d'introduction et de second moyens de retenue qui permettent de maintenir le tube usagé (22b) dans sa position d'évacuation.
6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens de guidage et les moyens de retenue sont conçus de manière à permettre l'introduction du tube neuf (22a) et l'évacuation du tube usagé (22b) selon une direction perpendiculaire à la grande dimension (30) du moule.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens de mise en pression de la plaque (24) transmettent des efforts radiaux au dos de la plaque.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les bords des plaques sont réalisés de manière à assurer un contact jointif de manière à ne laisser aucun interstice entre deux plaques successives lors du passage du joint en vis-à-vis de l'orifice de coulée.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la plaque cylindrique comporte des moyens de blocage en rotation par rapport au châssis (16).
10. Procédé de changement de tube de répartiteur de coulée continue d'aciérie pour le remplacement d'un tube usagé par un tube neuf, dans lequel un tube neuf est mis en place dans un dispositif de changement de tube, puis poussé en position de coulée, tandis que simultanément le tube usagé est poussé de la position de coulée à une position d'évacuation, caractérisé en ce que : on met en place le tube neuf dans le dispositif de changement de tube dans une position où le tube n'a pas de contact avec l'acier du moule
(28), on amène le tube neuf à sa position de coulée par une rotation autour d'un axe horizontal (X-X) perpendiculaire à la grande dimension du moule, ce qui a pour effet de faire effectuer une rotation au tube usagé autour de ce même axe et de l'amener dans une position où le tube n'a pas de contact avec l'acier du moule et de laquelle il peut être extrait du changement de tube,
11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'on lève suffisamment le répartiteur (2) pour que le cercle (38) qui sera décrit par l'extrémité du tube neuf (22a) et du tube usagé (22b) évite le bord (40) du moule, mais sans que le tube en train de couler (22) cesse d'être immergé dans l'acier liquide (8) du moule (28).
12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que l'on met en place le tube neuf (22a) dans le dispositif de changement de tube dans une position sensiblement horizont ile, qu'on amène le tube neuf à sa position de coulée par une rotation sensiblement de 90° autour d'un axe horizontal (X-X) ce qui a pour effet de faire effectuer au tube usagé une rotation sensiblement de 90° autour de ce même axe ; et en ce qu'on extrait le tube usagé hors du dispositif de changement de tube dans une position sensiblement horizontale.
13. Ensemble plaque-tube pour un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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