BE1003484A7 - Procede pour determiner la proprete inclusionnaire d'un produit metallique. - Google Patents

Abstract

On soumet une surface du produit à un nombre N de décharges électriques à caractère d'étincelle et on mesure l'intensité totale du rayonnement lumineux émis par ces étincelles et dont la longueur d'onde correspond à celle d'au moins un élément présent dans les inclusions. On combine cette intensité totale avec la concentration de l'élément considéré dans le produit métallique pour calculer la valeur d'un indice de propreté inclusionnaire correspondant à cet élément. On compare ensuite cette valeur à une valeur de référence de cet indice pour le produit métallique examiné. La valeur de référence de cet indice peut être fournie par un diagramme caractéristique du produit métallique en question.

Description

  Procédé pour déterminer la propreté inclusionnaire d'un produit métallique.

  
La présente invention concerne un procédé pour déterminer la propreté inclusionnaire d'un produit métallique, en particulier d'un produit en acier tel qu'une brame de coulée continue.

  
Pour fixer les idées, la description qui va suivre fera plus spécialement référence à une telle brame d'acier, qui constitue actuellement le matériau de base pour la fabrication des produits plats. Néanmoins, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette seule application, et que le présent procédé peut également s'appliquer avec intérêt à d'autres types de produits, tant en métaux ferreux qu'en métaux non ferreux tels que le cuivre.

  
On sait que les procédés d'élaboration de certains métaux, comme l'acier et le cuivre, donnent naissance à des impuretés, généralement des oxydes, qui ne sont pas fusibles aux températures de fusion de ces métaux. Ces impuretés, que l'on appelle généralement inclusions, restent donc dans le métal lorsque celuici se solidifie.

  
La qualité d'un acier peut s'exprimer en particulier par son degré de propreté inclusionnaire, par exemple en indiquant le nombre d'inclusions par unité de volume de l'acier, ou le nombre d'inclusions par unité de surface d'une coupe pratiquée dans cet acier.

  
Il est en effet bien connu qu'une brame d'acier présentant des inclusions trop nombreuses ou trop concentrées conduira à des difficultés de laminage qui peuvent éventuellement provoquer la rupture de la bande laminée.

  
Il est dès lors très important de pouvoir déterminer le degré de propreté inclusionnaire d'un produit métallique, afin d'orienter ce produit vers son utilisation la plus adéquate et de conduire le laminage en conséquence. Par exemple, les tôles fines requièrent que les inclusions soient aussi peu nombreuses, aussi fines et aussi dispersées que possible. On peut par contre tolérer des inclusions plus grosses ou plus concentrées dans des produits plus épais.

  
Le degré de propreté inclusionnaire présente ainsi un seuil qui sépare, généralement avec une certaine zone d'incertitude liée notamment à l'incertitude des mesures elles-mêmes, les produits dits "propres" de ceux qui ne le sont pas.

  
Ce seuil lui-même ne constitue cependant pas un critère absolu. Il s'agit au contraire d'un critère relatif, dont la valeur varie notamment suivant le type de produit, suivant l'utilisation envisagée pour ce produit, éventuellement suivant le producteur et quelquefois également suivant les circonstances économiques du moment.

  
Dans l'état actuel de la technique, le degré de propreté inclusionnaire d'un produit en acier est déterminé par des méthodes optiques, qui nécessitent une immobilisation et la découpe du produit et imposent des examens longs et souvent fastidieux.

  
L'objet de la présente invention est de proposer un procédé pour déterminer la propreté inclusionnaire d'un produit métallique qui soit rapide et fiable, et qui puisse éventuellement être appliqué à un produit en mouvement.

  
Le procédé de l'invention fait appel aux méthodes de la spectrométrie d'émission, dont le principe est bien connu dans la technique. On rappelle brièvement ici que cette méthode consiste pour l'essentiel à analyser le rayonnement émis par le matériau examiné sous l'effet d'une décharge électrique.

  
Conformément à la présente invention, un procédé pour déterminer la propreté inclusionnaire d'un produit métallique, est caractérisé en ce que l'on soumet une surface dudit produit à un nombre N de décharges électriques à caractère d'étincelle, en ce que l'on mesure l'intensité totale du rayonnement lumineux émis par ces étincelles et dont la longueur d'onde correspond à celle d'au moins un élément présent dans les inclusions, en ce que l'on combine ladite intensité totale avec la concentration dudit élément dans le produit métallique pour calculer la valeur d'un indice de propreté inclusionnaire correspondant à l'élément considéré, et en ce que l'on compare cette valeur à une valeur de référence dudit indice pour ledit produit métallique.

  
Selon une mise en oeuvre particulière, on établit pour chaque type de produit métallique un diagramme caractéristique traduisant l'évolution dudit indice de propreté inclusionnaire en fonction du degré de propreté inclusionnaire mesuré directement sur le produit, on détermine ledit indice de propreté inclusionnaire pour chaque produit de ce type et on compare l'indice de propreté inclusionnaire dudit produit métallique avec ledit diagramme caractéristique pour en déduire le degré de propreté inclusionnaire dudit produit métallique.

  
Cette mise en oeuvre particulière concerne l'établissement, pour chaque type de produit, du diagramme caractéristique qui constitue en fait la valeur de référence précitée. Le seuil de propreté inclusionnaire choisi pour chaque type de produit est indiqué sur le diagramme caractéristique correspondant, ce qui permet de décider immédiatement si le produit métallique examiné peut être considéré comme propre.

  
Selon une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, on mesure et on enregistre individuellement l'intensité du rayonnement lumineux ayant la longueur d'onde désirée dans chacune desdites N étincelles, et on fait la somme desdites N intensités lumineuses individuelles pour obtenir l'intensité lumineuse globale que l'on combine ensuite avec la concentration de l'élément considéré dans ledit produit métallique.

  
Il ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention d'enregistrer des intensités lumineuses partielles, correspondant à des groupes quelconques d'étincelles, et de faire ensuite la somme de ces intensités lumineuses partielles pour obtenir ladite intensité lumineuse totale.

  
Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, ladite combinaison consiste à diviser ladite intensité lumineuse totale, correspondant au rayonnement ayant la longueur d'onde considérée, par la concentration dudit élément dans ledit produit métallique.

  
L'invention va maintenant être décrite de manière plus détaillée, en faisant référence à des exemples de mise en oeuvre illustrés par les dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 montre un diagramme caractéristique déterminé pour deux brames d'un premier acier obtenues par coulée continue, dans une première installation de coulée; et la <EMI ID=1.1> 

  
autres brames d'un second acier, obtenues par coulée continue dans des conditions différentes et dans une autre installation de coulée.

  
Ces deux diagrammes ont été établis à partir de mesures relevées sur chacune des brames desdits premier et second aciers, respectivement. Les valeurs de l'indice de propreté inclusionnaire ont été déterminées à partir de la mesure de l'intensité du rayonnement lumineux dont la longueur d'onde est celle de l'aluminium. Ceci correspond à l'hypothèse, largement vérifiée ici, que les inclusions sont essentiellement composées d'alumine (A1203).

  
La Fig. 1 montre un diagramme caractéristique d'un premier acier, établi à partir de deux brames coulées en continu dans une première installation de coulée. Ce diagramme a été établi en traçant la droite moyenne à travers deux groupes de trois points correspondant à des échantillons prélevés respectivement dans chacune des deux brames. On a porté en abscisses le degré de propreté inclusionnaire DP de l'acier; en ordonnées, on a porté l'indice de propreté inclusionnaire IP. 

  
Les abscisses de ces divers points ont été obtenues par comptage direct du nombre d'inclusions d'alumine par unité de surface (mm<2>) de plages observées dans les brames.

  
Pour déterminer les ordonnées, on a soumis ces mêmes plages à des décharges électriques à caractère d'étincelle sous une différence de potentiel de 500 V et avec une fréquence de 200 Hz. Les autres conditions électriques des décharges étaient : L = 50 &#65533;H; C = 5 &#65533;F; R = résiduel. On a enregistré l'intensité lumineuse de N = 2000 étincelles à la longueur d'onde de l'aluminium; on a additionné ces intensités lumineuses et la somme obtenue a été divisée par la concentration en aluminium dans l'acier, connue par ailleurs.

  
Il faut souligner que le nombre N = 2000 étincelles ne constitue pas une valeur absolue; dans le cadre de l'invention, cette valeur N est avantageusement comprise entre 500 et 5000 étincelles. Il est en effet apparu qu'avec un nombre d'étincelles inférieur à 500, la précision de la mesure était influencée de manière trop sensible par la dispersion inhérente à ce type de mesure. Par ailleurs, un accroissement du nombre d'étincelles au-delà de 5000 n'apporte plus d'amélioration sensible de la précision des mesures.

  
Fondamentalement, le diagramme caractéristique de la Fig. 2 a été établi de la même façon que celui de la Fig. 1. La principale différence réside dans les unités utilisées pour exprimer le degré de propreté inclusionnaire DP de l'acier. On a utilisé ici le pourcentage de la surface occupée par les inclusions dans des plages observées dans les brames.

  
Les deux méthodes de comptage des inclusions sont bien connues dans la technique. Il n'est dès lors pas nécessaire de les rappeler ici.

  
L'examen des Fig. 1 et 2 montre que les deux diagrammes ont la même allure, ils comportent deux groupes de points exprimant la propreté de l'acier dans chacune des brames respectives. Ces deux groupes de points sont séparés par une zone plus ou moins large, qu'il est d'ailleurs possible de réduire en augmentant le nombre de brames examinées pour un même acier.

  
Sur ces diagrammes, on peut choisir un ou plusieurs seuils de propreté inclusionnaire, correspondant aux types et aux utilisations des produits finis tirés de ces brames. Le choix de ces seuils est basé sur l'expérience des producteurs et sur les exigences de propreté imposées par les utilisateurs de ces produits.

  
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier, elle s'étend à la détermination, simultanée ou non, d'indices de propreté inclusionnaire relatifs à d'autres éléments que l'aluminium, tels que le silicium ou le manganèse. Enfin, elle comprend également la détermination de la propreté d'un produit métallique en mouvement. 

REVENDICATIONS.

  
1. Procédé pour déterminer la propreté inclusionnaire d'un produit métallique, caractérisé en ce que l'on soumet une surface dudit produit à un nombre N de décharges électriques à caractère d'étincelle, en ce que l'on mesure l'intensité totale du rayonnement lumineux émis par ces étincelles et dont la longueur d'onde correspond à celle d'au moins un élément présent dans les inclusions, en ce que l'on combine ladite intensité totale avec la concentration dudit élément dans le produit métallique pour calculer la valeur d'un indice de propreté inclusionnaire correspondant à l'élément considéré, et en ce que l'on compare cette valeur à une valeur de référence dudit indice pour ledit produit métallique.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on établit, pour chaque type de produit métallique, un diagramme caractéristique traduisant l'évolution dudit indice de propreté inclusionnaire en fonction du degré de propreté inclusionnaire mesuré directement sur le produit, en ce que l'on détermine ledit indice de propreté inclusionnaire pour chaque produit de ce type et en ce que l'on compare l'indice de propreté inclusionnaire dudit produit métallique avec ledit diagramme caractéristique pour en déduire le degré de propreté inclusionnaire dudit produit métallique.

   3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on mesure et l'on enregistre individuellement l'intensité du rayonnement lumineux ayant la longueur d'onde désirée dans chacune desdites N étincelles, et en ce que l'on fait la somme desdites N intensités lumineuses individuelles pour obtenir l'intensité lumineuse globale que l'on combine ensuite avec la concentration de l'élément considéré dans ledit produit métallique. 4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on enregistre des intensités lumineuses partielles correspondant à des groupes quelconques d'étincelles, et en ce que l'on fait la somme de ces intensités lumineuses partielles pour obtenir ladite intensité lumineuse totale.

   5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite combinaison consiste à diviser ladite intensité lumineuse totale, correspondant au rayonnement ayant la longueur d'onde considérée, par la concentration de l'élément considéré dans ledit produit métallique.

   6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on détermine simultanément l'indice de propreté inclusionnaire correspondant à plusieurs éléments présents dans les inclusions.