EP4303345A1 - Suivi de la température d'un collecteur de courant utilisé sur un rouleau pour ligne d'électrolyse - Google Patents

Suivi de la température d'un collecteur de courant utilisé sur un rouleau pour ligne d'électrolyse Download PDF

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Publication number
EP4303345A1
EP4303345A1 EP23184004.2A EP23184004A EP4303345A1 EP 4303345 A1 EP4303345 A1 EP 4303345A1 EP 23184004 A EP23184004 A EP 23184004A EP 4303345 A1 EP4303345 A1 EP 4303345A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collector
temperature
roller
current
sensor
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.)
Pending
Application number
EP23184004.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier PEIFFER
Louzolo BIDZOUTA
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.)
Polimiroir
Original Assignee
Polimiroir
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Filing date
Publication date
Application filed by Polimiroir filed Critical Polimiroir
Publication of EP4303345A1 publication Critical patent/EP4303345A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005—Contacting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0657—Conducting rolls

Definitions

  • the invention relates to the field of current-conducting rollers for electrolysis lines in the field of steelmaking, for the treatment and surface coating of steel, in particular.
  • rollers concerned are current-conducting rollers for tin (tin plating), chrome (chrome plating) or even nickel deposition lines. Typically, the deposition is done on steels or other alloys.
  • the deposition is done by electrolysis on typically metal sheets such as steel sheets, with continuous operation, with a drive of a strip of steel (or another alloy) which is unrolled in a succession of treatment cells with electrolyte baths using soluble anodes which allow the deposit of the metals concerned on the surface of the steel strips or other alloys which, by application of a potential difference, act as cathodes moving.
  • each cell includes a bath in which the material of the steel strip is immersed and advances before emerging.
  • the progression of the strip is done using rotating rollers, one of which is a conductive roller which serves as a cathode to polarize the metal of the strip so as to cause the deposition of metal ions on the surface.
  • the metal ions come from the soluble anode.
  • Non-soluble anodes can also be used, in which case the metal ion comes from the electrolyte solution used.
  • the electrolytic cells are therefore composed of a tank containing the electrolyte, anodes, a tank bottom roller and a conductive roller providing the cathode function.
  • the current passes from the anode to the cathode, and copper electrical collectors, copper being an excellent conductor, are mounted for this purpose at the end of the conductive roller constituting the cathode.
  • copper instead of copper, another electrically conductive material can possibly be considered.
  • the collectors rotate at the same speed.
  • the assembly formed by the roller and the collector constitutes a rotating current-conducting system.
  • the collectors are therefore pieces of copper with a rotating cylindrical surface and copper, which has a high electrical conductivity capacity, is also likely to expand if the temperature increases. Thus if the collectors rise in temperature, they lose or risk losing contact with the ends of the conductive roller, on the journals of which they are mounted, and in any case, they lose their ability to transmit the current in the right way. .
  • the present invention provides continuous monitoring of the temperatures of rotating electrical collectors, so as to be able to detect as early as possible and in real time, temperature deviations from a reference value, likely to be a warning sign of a loss of electrical contact, with a consequent deterioration of the electrolytic deposit on the strip of metal or metal alloy being treated.
  • a current-conducting rotating system for a continuous electrolysis line, comprising a roller for driving the metal strips and an electricity collector for contact with the brushes, the rotating system comprising a temperature sensor embedded in the rotating system and arranged to measure a temperature of said collector and a wireless communication means transmitting the measured temperature value.
  • the arrangement is based on the most contact direct possible, via an adaptation piece made of copper, brass or aluminum, which are excellent heat conductors.
  • This temperature information obtained remotely in a continuous or quasi-continuous manner, will make it possible to continuously check unforeseen rises in temperature of the electrical collectors with an alarm temperature.
  • the production line operator will be alerted to an imbalance in electrical conductivities, and will be able to prevent a possible loss of quality in sheet metal processing.
  • the rotating system may include a sensor support made of brass, copper or aluminum, attached to the collector, and in a cavity of which the temperature sensor is placed. This is the adaptation part mentioned above, which accommodates the sensor in a dedicated and secure housing, and transmits heat to it in the most direct way possible.
  • the temperature sensor can be held against the collector by a nut mounted on a roller journal.
  • the two ends of the rotating roller each carry an electricity collector interacting with respective fixed brushes, the roller comprising a temperature sensor for each collector - therefore two temperature sensors - and at least one means of wireless communication transmitting the value of temperature measured by each sensor.
  • the wireless communication means can be shared between the two sensors, or be specific to each sensor.
  • the system according to the invention can comprise two wireless communication means, one for each temperature sensor.
  • a monitoring system comprising at least one rotating system as described above, and control means - typically a monitoring computer station - connected to the communication means of each rotating system. This monitoring station is able to generate alarms when the temperature of at least one collector of one of the rotating systems of the monitoring system reaches or exceeds a determined alarm threshold.
  • a monitoring method is also proposed implemented by the monitoring system as described above, the method ensuring monitoring of the temperature of at least one electricity collector carried by a rotating current-conducting roller for a power line. continuous electrolysis, the collector and the roller forming a rotating system in which a temperature sensor is integrated.
  • the method comprises the continuous measurement of the temperature of the roller collector(s) of each rotating system and the concomitant transmission of the successively measured values to the monitoring computer station.
  • the monitoring computer station can monitor the exceeding of an alarm threshold, which threshold is between 80 and 110°C, preferably between 80 and 100°C, and generate an alarm if this alarm threshold is exceeded.
  • an alarm threshold which threshold is between 80 and 110°C, preferably between 80 and 100°C
  • the monitoring computer station can inform an operator in the event of an excess.
  • the monitoring station comprises a step of identifying the roller whose collector(s) have a measured temperature higher or equal to the determined alarm threshold.
  • the monitoring computer station can order the power supply to the roller to be stopped, the collector(s) of which have a measured temperature greater than or equal to the determined alarm threshold.
  • the monitoring computer station can control the resumption of the electricity supply to the collector(s) of the roller considered when the temperature of said collector(s) is lower than a second determined threshold, which second threshold is lower than the alarm threshold
  • FIG. 1 In figure 1 there is shown a current conducting roller 100 as it is known in the prior art.
  • a current-conducting roller 100 comprises an apron 110 central between two pins 120 on its two sides.
  • the apron 110 is a large cylinder of straight, circular section, and the pin 120 are coaxial with the apron 110, and attached to the two opposite sections thereof.
  • the journals originate on the side faces of the apron 110. They shrink as they move away from the apron 110 and include several successive recesses defining different sections, one of which constitutes a bearing for a collector 130.
  • the surface for the collector 130 is a section along the longitudinal axis of the slightly conical pin 120 narrowing as it moves away from the apron 110. Such surfaces for the collector 130 are present at both ends of the conductive roller current 100, even if the two pins are not necessarily strictly symmetrical to each other.
  • FIG. 2 There figure 2 is a three-quarter view of one of the faces of the apron 110, of the current-conducting roller 100.
  • a collector 200 which is a large cylindrical part of straight and circular section fitted onto the collector surface which was referenced 130 in figure 1 and which is not visible in figure 2 .
  • One end of the pin 121 protrudes from the collector 200.
  • a nut 300 which immobilizes the collector 200 on the pin 120.
  • the roller 100, the collector 200 and the nut 300 form a conductive rotating system current.
  • the electrical contactors come to rest on the cylindrical surface of the collector during the rotation of the rotating system.
  • the collector has more than a significant radial thickness (of the order of 50% of its total diameter) defining a gap between the surface of the surface for the collector 130 on which the collector 200 is fixed and the exterior of the collector 200 on which the electrical contactors will come to rest and rub.
  • a sensor support 400 is shown, made of brass, copper or aluminum. It is used between the nut 300 and the collector 200 and is shown here from the front and we see its front face 402. It is a disc type part, defined by a flat front face and a flat rear face, face defined by a circular perimeter and comprising in its center a circular central hole 408 or bore, crossing the part from side to side and therefore constituting a light.
  • this central hole 408 there is a circular annular flat 410 whose external diameter is a little greater than the half of the external diameter of the sensor support 400. The diameter of the central hole 408 is approximately half the diameter of the annular flat 410.
  • the annular flat 410 is surrounded by a peripheral ring whose thickness is the maximum thickness of the sensor support 400 and on which, on an angular sector, a reservation 430 of generally rectangular shape is formed constituting a hollow opening onto the face before 402, the four corners of the rectangle being slightly rounded.
  • the bottom of the reservation is flat, the reservation 430 is occupied by a temperature sensor 450, and this is covered by a cover 420 fixed using screws 421 at its two ends.
  • FIG. 4 shows the sensor support 400 seen in section. It can be seen that the annular flat 410 has a depth of approximately two thirds of the thickness of the sensor support 400, which is flat on its two faces, the rear face 401 being only pierced by the central hole 408.
  • the reservation 430 is of a depth approximately similar to that of the annular flat 410.
  • FIG. 5 There Figure 5 represents the system mounted on the current conducting roller 100 where we find the collector 200 placed on the surface for the collector 130 and against the external side of which the sensor support 400 is placed so as to create a contact direct between the rear face of the sensor support 401 and the side of the collector 200. We thus find the collector 200 against the left face of which the rear face 401 of the sensor support 400 was pressed, on the front face 402 of the sensor support 400 a nut 300 has been placed in the flat 410. The end of the pin 121 protrudes from the central hole 408 and the nut from the central tapping of the nut 300.
  • the sensor support 400 is screwed against the collector 200, by pressing the rear face 401 of the sensor support 400 on the external face of the collector 200, according to an annular support of symmetry of revolution around the longitudinal axis of the conductive roller of current 100.
  • the contact is notably present on a continuous peripheral annular surface over the 360° of the assembly. Indeed, to the extent that the external face of the collector 200 carries around its central bore an annular flat over half the distance separating the mouth of the tapping from the external circumference, the contact between the sensor support 400 and the collector 200 is made on a peripheral annular surface of the side face of the collector 200. It is to the right of this peripheral annular surface that, by its arrangement, the temperature sensor 450 is located. It is thus able to be exposed directly by the contact of the material of the sensor support 400 and the collector 200 to temperature variations in the outermost layers of the collector 200.
  • a spring washer 460 aimed at ensuring the correct positioning of the nut 300 on the thread of the end of the journal 121. More precisely, the spring washer 460 is placed around the end of the pin 121 against the bottom of the annular flat 210 and after this spring washer 460, the nut 300 is placed which is screwed onto a corresponding thread of the end of the pin 121.
  • a computer 900 is shown, and each temperature sensor 450 communicates with this computer 900 by non-wired communication means, such as wifi, ZigBee, Bluetooth or others.
  • the non-wired nature of the communication is useful for maintaining communication despite the permanent rotation of the current-conducting roller 100.
  • the information is transmitted in real time so as to continuously assess the temperature at the interface between the rear face of the support at sensor 401 and the external lateral side of collector 200.
  • the computer 900 is informed in real time of the evolution of the temperature recorded by the temperature sensor 450.
  • the assembly formed by at least one rotating system of the invention and the monitoring computer station 900 is a monitoring system .
  • FIG. 6 shows that similar means are put in place at the other end of the current-conducting roller 100, such that there is on each of the two collectors 200 present at the two ends of the two pins 120, a sensor 450 communicating by wired with the computer 900 which is therefore able to visualize and monitor in real time the temperatures at the collectors 200.
  • the computer 900 integrates high and low temperature points into a computer program, and triggers an audible or visual alarm for the industrial site operation team if the temperature limits are exceeded upwards. or the decline.
  • FIG. 8 Finally the figure 8 makes it possible to visualize the operation in a factory where a large number of current-conducting rollers 100 are present and rotate independently of each other, such that a large number of sensors 450 have been placed at each of the ends of the roller-conducting rollers 100, and where finally the wireless communication and the computer 900 make it possible to monitor the temperatures measured by each of the sensors, despite the rotation of the rollers and therefore of the collectors and sensors so as to, on the one hand, allow an operator to visualize an abnormal increase in temperature by itself or trigger audible or visual alarms as soon as a temperature threshold is exceeded by one or other of the sensors.
  • the figure shows one sensor and one curve per roller, but a general rule of thumb is to monitor two sensors and two curves per roller.
  • the monitoring station 900 makes it possible to identify the roller 100 whose collector(s) 200 present a temperature greater than or equal to the alarm threshold. Thus, in addition to generating an alarm, the monitoring station can generate information identifying the roller whose collector(s) are overheating. In addition, the workstation 900 can order the shutdown of the electricity supply to the collector(s) 200 whose temperature is greater than or equal to the alarm threshold, for example by preventing contact between the collector(s) considered 200. and electric brooms.
  • the monitoring station commands the resumption of the electricity supply to the or collectors considered, by returning the electric brushes to contact with said collectors 200.
  • the workstation will indicate to the operator that a maintenance intervention on the roller(s) 100 is necessary.

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Abstract

Procédé de surveillance de la température d'un collecteur d'électricité (200) pour un rouleau conducteur de courant (100) tournant pour ligne d'électrolyse en continu. Le procédé comprend la mesure, par un capteur (450) fixé au collecteur, d'une température de celui-ci, et la communication par un moyen de communication sans fil, des valeurs successivement mesurées, à un poste informatique de suivi (900).

Description

  • L'invention s'inscrit dans le domaine des rouleaux conducteurs de courant pour les lignes d'électrolyse dans le domaine de la sidérurgie, pour le traitement et le revêtement de surface de l'acier, notamment.
  • Les rouleaux concernés sont des rouleaux conducteurs de courant pour les lignes de dépôt d'étain (étamage), de chrome (chromage) ou encore pour le dépôt du nickel. Typiquement, le dépôt est fait sur des aciers ou d'autres alliages.
  • Le dépôt se fait par voie d'électrolyse sur typiquement des tôles de métaux de type tôles d'acier, avec un fonctionnement en continu, avec un entraînement d'une bande d'acier (ou d'un autre alliage) qui est déroulée dans une succession de cellules de traitement avec des bains d'électrolyte utilisant des anodes solubles qui permettent le dépôt des métaux concernés à la surface des bandes d'acier ou d'autres alliages qui par application d'une différence de potentiel, font office de cathodes en mouvement.
  • On précise que chaque cellule comprend un bain dans lequel la matière de la bande d'acier est plongée et avance avant de ressortir. La progression de la bande se fait à l'aide de rouleaux tournants dont l'un est un rouleau conducteur qui sert de cathode pour polariser le métal de la bande en sorte de provoquer le dépôt des ions métalliques à la surface. Les ions métalliques viennent de l'anode soluble. Des anodes non-solubles peuvent être également utilisées, auquel cas l'ion métallique vient de la solution électrolytique utilisée.
  • Les cellules électrolytiques sont donc composées d'une cuve contenant l'électrolyte, d'anodes, d'un rouleau de fond de bac et d'un rouleau conducteur assurant la fonction de cathode.
  • Le passage de courant se faisant de l'anode vers la cathode, et des collecteurs électriques en cuivre, le cuivre étant un excellent conducteur, sont montés à cette fin en extrémité du rouleau conducteur constituant la cathode. A la place du cuivre, un autre matériau conducteur d'électricité peut éventuellement être envisagé. Comme les rouleaux tournent et que les collecteurs sont fixés (montés à force et/ou immobilisés à l'aide d'un écrou) à leurs deux extrémités, les collecteurs tournent à la même vitesse. L'ensemble formé par le rouleau et le collecteur constitue un système tournant conducteur de courant.
  • Des balais électriques fixes, polarisés par une alimentation électrique du local industriel, sont en contact avec le périmètre extérieur, circulaire, des collecteurs afin d'assurer le passage de courant. Le contact entre le balai fixe et le collecteur qui tourne doit être maintenu en permanence malgré la rotation du système tournant et donc du collecteur. Des phénomènes d'échauffement des collecteurs électriques peuvent entraîner des dysfonctionnements des lignes de traitement.
  • En effet, la répartition des puissances électriques est très sensible à la qualité des contacts des différents éléments constituant le système tournant conducteur de courant.
  • Un mauvais contact de la tôle à traiter sur la surface du rouleau conducteur, ou encore un mauvais positionnement ou encore un mauvais serrage des collecteurs en extrémité du rouleau conducteur risquent d'entraîner une surchauffe des collecteurs électriques. Également c'est le cas s'il y a une usure importante des balais électriques des collecteurs.
  • Les collecteurs sont donc des pièces de cuivre de surface cylindrique en rotation et le cuivre qui a une capacité de conductivité électrique élevée, est également susceptible de se dilater en cas d'augmentation de la température. Ainsi si les collecteurs montent en température, ils perdent ou risquent de perdre le contact avec les extrémités du rouleau conducteur, sur les tourillons duquel ils sont montés, et en tout état de cause, ils perdent leur capacité à transmettre le courant de la bonne manière.
  • La présente invention propose un contrôle en continu des températures des collecteurs électriques tournants, de manière à pouvoir détecter au plus tôt et en temps réel, les écarts de température par rapport à une valeur de référence, susceptibles d'être un signe avant-coureur d'une perte de contact électrique, avec en conséquence une détérioration du dépôt électrolytique sur la bande de métal ou d'alliage métallique en cours de traitement.
  • Pour résoudre ce problème, jusqu'ici il n'existait que la possibilité d'utiliser une caméra thermique pointée ponctuellement sur chaque collecteur de temps en temps pour vérifier sa température, une solution extrêmement laborieuse et de nature à retarder considérablement la détection des difficultés en cours d'apparition.
  • Pour résoudre ce problème, il est ici proposé un système tournant conducteur de courant pour ligne d'électrolyse en continu, comprenant un rouleau pour l'entrainement des bandes métalliques et un collecteur d'électricité pour le contact avec les balais, le système tournant comprenant un capteur de température embarqué dans le système tournant et agencé pour mesurer une température dudit collecteur et un moyen de communication sans fil émettant la valeur de température mesurée. L'agencement est fondé sur un contact le plus direct possible, par l'intermédiaire d'une pièce d'adaptation en cuivre, laiton ou aluminium, qui sont d'excellents conducteurs de chaleur.
  • Cette information de température, obtenue à distance de manière continue ou quasi-continue, permettra de vérifier en continu les montées imprévues en température des collecteurs électriques avec une température d'alarme. Le conducteur de la ligne de production sera averti d'un déséquilibre des conductivités électriques, et pourra prévenir une possible perte de qualité du traitement de la tôle.
  • Le système tournant peut comprendre un support de capteur en laiton, cuivre ou aluminium, accolé au collecteur, et dans une cavité duquel le capteur de température est placé. Il s'agit de la pièce d'adaptation mentionnée plus haut, qui accueille le capteur dans un logement dédié et sécurisé, et lui transmet la chaleur de la manière la plus directe possible.
  • Le capteur de température peut être maintenu contre le collecteur par un écrou monté sur un tourillon du rouleau.
  • Les deux extrémités du rouleau tournant portent chacune un collecteur d'électricité interagissant avec des balais fixes respectifs, le rouleau comprenant un capteur de température pour chaque collecteur - donc deux capteurs de température - et au moins un moyen de communication sans fil émettant la valeur de température mesurée par chaque capteur. Le moyen de communication sans fil peut être mutualisé entre les deux capteurs, ou être spécifique à chaque capteur. En d'autres termes, le système selon l'invention peut comprendre deux moyens de communication sans fil, un pour chaque capteur de température.
  • Il est également proposé un système de surveillance comprenant au moins un système tournant tel que décrit précédemment, et des moyens de commande - typiquement un poste informatique de suivi - relié aux moyens de communication de chaque système tournant. Ce poste de suivi est en mesure de générer des alarmes lorsque la température d'au moins un collecteur de l'un des systèmes tournant du système de surveillance atteint ou dépasse un seuil d'alarme déterminé.
  • Il est aussi proposé un procédé de surveillance mis en oeuvre pas le système de surveillance tel que décrit précédemment, le procédé assurant le suivi de la température d'au moins un collecteur d'électricité porté par un rouleau conducteur de courant tournant pour ligne d'électrolyse en continu, le collecteur et le rouleau formant un système tournant dans lequel est intégré un capteur de température. Le procédé comprend la mesure en continue de la température du ou des collecteurs du rouleau de chaque système tourant et la transmission concomitante des valeurs successivement mesurées au poste informatique de suivi.
  • Le poste informatique de suivi peut surveiller le dépassement d'un seuil d'alarme, lequel seuil est compris entre 80 et 110 °C, préférentiellement entre 80 et 100 °C, et générer une alarme si ce seuil d'alarme est dépassé.
  • Le poste informatique de suivi peut informer, en cas de dépassement, un opérateur.
  • Lorsque le système de surveillance comprend au moins deux systèmes tournants, et que les températures de collecteurs d'au moins deux rouleaux sont surveillées, le poste de suivi comprend une étape d'identification du rouleau dont le ou les collecteurs présentent une température mesurée supérieure ou égale au seuil d'alarme déterminé.
  • Le poste informatique de suivi peut commander l'arrêt de l'alimentation en électricité du rouleau dont le ou les collecteurs présentent une température mesurée supérieure ou égale au seuil d'alarme déterminé.
  • Le poste informatique de suivi peut commander la reprise de l'alimentation en électricité du ou des collecteurs du rouleau considéré lorsque la température du ou desdits collecteurs est inférieure à un second seuil déterminé, lequel second seuil est inférieur au seuil d'alarme
  • La description va être poursuivie en relation avec les figures qui sont les suivantes.
    • La figure 1 est une vue d'un rouleau conducteur de courant, de côté, et sans ses collecteurs.
    • La figure 2 est une vue d'une extrémité d'un rouleau conducteur de courant, muni d'un collecteur, et formant un système tournant conducteur de courant.
    • La figure 3 est une vue de face d'un support à capteur selon l'invention et
    • la figure 4 est une vue de coupe du support de capteur selon l'invention, le capteur étant visible sur les deux figures.
    • La figure 5 est une vue en coupe du collecteur monté sur un rouleau conducteur de courant, formant un système tournant conducteur de courant.
    • La figure 6 est une vue de côté du rouleau équipé selon l'invention.
    • La figure 7 est une vue de trois quarts, sous même angle que la figure 2 de l'extrémité d'un rouleau conducteur de courant muni d'un collecteur, et d'un capteur selon l'invention, l'ensemble formant un système tournant collecteur de courant.
    • La figure 8 est une vue en situation, dans une installation industrielle des rouleaux mettant en oeuvre l'invention.
  • [Figure 1] En figure 1 on a représenté un rouleau conducteur de courant 100 tel qu'il est connu dans l'art antérieur. Un tel rouleau conducteur de courant 100 comprend un tablier 110 central entre deux tourillons 120 sur ses deux côtés. Le tablier 110 est un large cylindre de section droite, et circulaire, et le tourillon 120 sont coaxiaux au tablier 110, et accrochés sur les deux sections opposées de celui-ci.
  • Les tourillons prennent naissance sur les faces latérales du tablier 110. Ils rétrécissent au fur et à mesure qu'ils s'éloignent du tablier 110 et comprennent plusieurs décrochés successifs définissant différentes sections, dont l'une constitue une portée pour un collecteur 130.
  • La portée pour collecteur 130 est une section selon l'axe longitudinal du tourillon 120 légèrement conique se rétrécissant au fur et à mesure qu'elle s'éloigne du tablier 110. De telles portées pour le collecteur 130 sont présentes aux deux extrémités du rouleau conducteur de courant 100, même si les deux tourillons ne sont pas forcément strictement symétriques l'un de l'autre.
  • [Figure 2] La figure 2 est une vue de trois quarts d'une des faces du tablier 110, du rouleau conducteur de courant 100.
  • On retrouve l'un des tourillons 120, l'autre étant caché du fait de la vue, et cette fois ci est visible sur la figure un collecteur 200 qui est une large pièce cylindrique de section droite et circulaire emmanchée sur la portée de collecteur qui était référencée 130 en figure 1 et qui n'est pas visible en figure 2. Dépasse du collecteur 200 une extrémité du tourillon 121. Autour de l'extrémité du tourillon 121 est fixé un écrou 300 qui immobilise le collecteur 200 sur le tourillon 120. Le rouleau 100, le collecteur 200 et l'écrou 300 forment un système tournant conducteur de courant. Les contacteurs électriques viennent s'appuyer sur la surface cylindrique du collecteur pendant la rotation du système tournant. Le collecteur dispose de plus d'une épaisseur radiale importante (de l'ordre de 50% de son diamètre total) définissant un écart entre la surface de la portée pour le collecteur 130 sur laquelle le collecteur 200 est fixé et l'extérieur du collecteur 200 sur lequel les contacteurs électriques vont venir s'appuyer et frotter.
  • [Figure 3] En figure 3 on a représenté un support à capteur 400 conforme à l'invention, en laiton, cuivre ou aluminium. Il est utilisé entre l'écrou 300 et le collecteur 200 et est représenté ici de face et on voit sa face avant 402. Il s'agit d'une pièce de type disque, définie par une face avant plane et une face arrière plane, de face définie par un périmètre circulaire et comportant en son centre un trou central circulaire 408 ou alésage, traversant la pièce de part en part et constituant donc une lumière. De plus, autour de ce trou central 408 est présent un méplat annulaire 410 circulaire dont le diamètre externe est un petit peu supérieur à la moitié du diamètre externe du support à capteur 400. Le diamètre du trou central 408 est quant à lui à peu près de la moitié du diamètre du méplat annulaire 410.
  • Le méplat annulaire 410 est entouré par un anneau périphérique dont l'épaisseur est l'épaisseur maximale de du support à capteur 400 et sur lequel, sur un secteur angulaire, est formée une réservation 430 de forme générale rectangulaire constituant un creux débouchant sur la face avant 402, les quatre coins du rectangle étant légèrement arrondis. Le fond de la réservation est plat, la réservation 430 est occupée par un capteur de température 450, et celui-ci est recouvert par un capot 420 fixé à l'aide de vis 421 à ses deux extrémités.
  • [Figure 4] La figure 4 montre le support à capteur 400 vu en coupe. On constate que le méplat annulaire 410 a une profondeur d'environ les deux tiers de l'épaisseur du support à capteur 400, qui est plat sur ses deux faces, la face arrière 401 étant uniquement percée du trou central 408. La réservation 430 est d'une profondeur à peu près similaire à celle du méplat annulaire 410.
  • [Figure 5] La figure 5 représente le système monté sur le rouleau conducteur de courant 100 où l'on retrouve le collecteur 200 mis en place sur la portée pour le collecteur 130 et contre le flanc externe duquel est mis en place le support à capteur 400 en sorte de créer un contact direct entre la face arrière du support à capteur 401 et le flanc du collecteur 200. On retrouve ainsi le collecteur 200 contre la face gauche duquel a été plaquée la face arrière 401 du support à capteur 400, sur la face avant 402 du support à capteur 400 un écrou 300 a été mis en place dans le méplat 410. L'extrémité du tourillon 121 dépasse du trou central 408 et de l'écrou du taraudage central de l'écrou 300. Ainsi, par l'utilisation de l'écrou 300 le support de capteur 400 est vissé contre le collecteur 200, par appui de la face arrière 401 du support de capteur 400 sur la face externe du collecteur 200, selon un appui annulaire de symétrie de révolution autour de l'axe longitudinal du rouleau conducteur de courant 100.
  • Le contact est notamment présent sur une surface annulaire périphérique continue sur les 360° du montage. En effet, dans la mesure où la face externe du collecteur 200 porte autour de son alésage central un méplat annulaire sur la moitié de la distance séparant l'embouchure du taraudage de la circonférence externe, le contact entre le support de capteur 400 et le collecteur 200 se fait sur une surface annulaire périphérique de la face latérale du collecteur 200. C'est au droit de cette surface annulaire périphérique que, de par sa disposition le capteur de température 450 se situe. Il est ainsi en mesure d'être exposé directement par le contact de la matière du support de capteur 400 et du collecteur 200 aux variations de température dans les couches les plus externe du collecteur 200.
  • Par ailleurs, on voit sur la figure entre l'écrou 300 et le fond du méplat 410 du support de capteur 400 une rondelle ressort 460 visant à assurer le bon positionnement de l'écrou 300 sur le pas de vis de l'extrémité du tourillon 121. Plus précisément la rondelle ressort 460 est mise en place autour de l'extrémité du tourillon 121 contre le fond du méplat annulaire 210 et après cette rondelle ressort 460, est mis en place l'écrou 300 qui est vissé sur un filetage correspondant de l'extrémité du tourillon 121.
  • Un ordinateur 900 est représenté, et chaque capteur de température 450 communique avec cet ordinateur 900 par des moyens de communication non filaire, de type wifi, ZigBee, Bluetooth ou autres. Le caractère non filaire de la communication est utile pour conserver la communication malgré la rotation permanente du rouleau conducteur de courant 100. Les informations sont transmises en temps réel de manière à apprécier en continu la température à l'interface entre la face arrière du support à capteur 401 et le flanc latéral externe du collecteur 200.
  • L'ordinateur 900 est informé en temps réel de l'évolution de la température relevée par le capteur de température 450. L'ensemble formé par au moins un système tourant de l'invention et le poste informatique de suivi 900 est un système de surveillance.
  • [Figure 6] La figure 6 montre que des moyens similaires sont mis en place à l'autre extrémité du rouleau conducteur de courant 100, de telle sorte qu'il existe sur chacun des deux collecteurs 200 présents aux deux extrémités des deux tourillons 120, un capteur 450 communiquant par voie non filaire avec l'ordinateur 900 qui est en mesure donc de visualiser et de suivre en temps réel les températures au niveau des collecteurs 200.
  • [Figure 7] En figure 6 on a représenté le système de la figure 5 en vue de trois quarts, le capteur de température 450 étant protégé par un capot 420.
  • Le courant passe de la surface du rouleau vers les extrémités où sont fixés les collecteurs électriques. Ces collecteurs électriques sont en cuivre et seul l'un des deux collecteurs, référencé 200 est visible sur la figure. Quand les collecteurs n'ont pas un bon contact avec le tourillon du rouleau ou quand trop d'électricité passe à travers, le collecteur chauffe, se dilate et perd encore plus de contact avec le tourillon. Il en résulte une surchauffe supplémentaire. Ce phénomène créé des arcs électriques. Il amène à une diminution de la productivité de l'installation et à un endommagement progressivement irréversible du matériel. Grâce à l'invention, ce problème est réglé, par l'utilisation du capteur de température communiquant par onde et donc par voie non filaire.
  • L'ordinateur 900 intègre dans un programme d'ordinateur des points hauts et des points bas de température, et déclenche une alarme sonore ou visuelle à destination de l'équipe d'opération du site industriel si les limites de température sont dépassées à la hausse ou la baisse.
  • [Figure 8] Enfin la figure 8 permet de visualiser le fonctionnement dans une usine où de très nombreux rouleaux conducteurs de courant 100 sont présents et tournent les uns indépendamment des autres, de telle sorte que de très nombreux capteurs 450 ont été mis en place à chacune des extrémités des rouleaux conducteurs de rouleaux 100, et où finalement la communication sans fil et l'ordinateur 900 permettent de suivre les températures mesurées par chacun des capteurs, malgré la rotation des rouleaux et donc des collecteurs et des capteurs de manière à d'une part, permettre à un opérateur de visualiser par lui-même une augmentation anormale de température ou alors de déclencher des alarmes sonores ou visuelles dès qu'un seuil de température est dépassé par l'un ou l'autre des capteurs. La figure montre un capteur et une courbe par rouleau, mais en règle générale, il convient de surveiller deux capteurs et deux courbes par rouleau.
  • Le poste de suivi 900 permet d'identifier le rouleau 100 dont le ou les collecteurs 200 présentent une température supérieure ou égale au seuil d'alarme. Ainsi, en plus de générer une alarme, le poste de suivi peut générer une information identifiant le rouleau dont le ou les collecteurs surchauffent. En outre, le poste de travail 900 peut commander l'arrêt de l'alimentation en électricité du ou des collecteurs 200 dont la température est supérieure ou égale au seuil d'alarme, par exemple en empêchant le contact entre le ou les collecteurs considérés 200 et les balais électriques.
  • Enfin, si la température du ou des collecteurs considérés 200 redescend sous un second seuil de température inférieure au seuil d'alarme - par exemple compris entre 70 et 80 °C - alors le poste de suivi commande la reprise de l'alimentation en électricité du ou des collecteurs considérés, en remettant les balais électriques au contact desdits collecteurs 200. En revanche, si la température du ou des collecteurs augmente une seconde fois au-delà du seuil d'alarme, le poste de travail indiquera à l'opérateur qu'une intervention de maintenance du ou des rouleaux 100 est nécessaire.
  • L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté mais s'étend à toutes les variantes dans le cadre de la portée des revendications.

Claims (10)

  1. Système tournant conducteur de courant pour ligne d'électrolyse en continu, comprenant un rouleau conducteur (100) comportant un tablier central (110) et deux tourillons (120) solidaires des extrémités respectives dudit tablier (110), et au moins un collecteur d'électricité (200) monté sur l'un des tourillons (120), lequel tourillon (120) est configuré pour conduire le courant du collecteur (200) vers le tablier (110), caractérisé en ce que le système comprend au moins un capteur de température (450) solidaire du collecteur (200) et agencé pour mesurer une température dudit collecteur (200), et un moyen de communication sans fil relié au capteur de température (450) et configuré pour émettre la valeur de température mesurée.
  2. Système tournant conducteur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux collecteurs (200) respectivement montés sur les tourillons (120), en ce qu'il comprend deux capteurs de température (450) respectivement solidaires des collecteurs (200) et en ce qu'il comprend deux moyens de communication sans fil respectivement reliés aux capteurs de température (450).
  3. Système tournant conducteur de courant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque capteur de température (450), un support (400) de capteur en laiton, cuivre ou aluminium, accolé au collecteur considéré (200), et dans une cavité (430) duquel le capteur (450) de température considéré est placé.
  4. Système tournant conducteur de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque capteur de température est maintenu contre le collecteur considéré (200) par un écrou (300) monté sur le tourillon considéré (120) du rouleau (100).
  5. Système de surveillance comprenant au moins un système tournant conducteur de courant selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un poste informatique de suivi (900) relié au moyen de communication sans fil dudit système tournant.
  6. Procédé de surveillance mis en oeuvre par un système de surveillance selon la revendication 5, lequel procédé comprend les étapes successives de :
    • Mesure en continue de la température du ou des collecteurs (200) du rouleau (100) de chaque système tourant et transmission concomitante des valeurs successivement mesurées au poste informatique de suivi (900) ;
    • Si la température mesurée atteint un seuil d'alarme déterminée, génération d'une alarme par le poste informatique de suivi (900) ;
  7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le seuil d'alarme est atteint lorsque la température du collecteur (200) mesurée par le capteur (450) est comprise entre 80 et 110 degrés Celsius.
  8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel au moins deux rouleaux conducteurs (100) sont surveillés, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'identification du rouleau (100) dont le ou les collecteurs (200) présentent une température mesurée supérieure ou égale au seuil d'alarme déterminé.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le poste informatique de suivi (900) commande l'arrêt de l'alimentation en électricité du rouleau (100) dont le ou les collecteurs (200) présentent une température mesurée supérieure ou égale au seuil d'alarme déterminé.
  10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le poste informatique de suivi (900) commande la reprise de l'alimentation en électricité du ou des collecteurs (200) du rouleau considéré (100) lorsque la température du ou desdits collecteurs (200) est inférieure à un second seuil déterminé, lequel second seuil est inférieur au seuil d'alarme.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947658U (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 新日本製鐵株式会社 電気メツキ用コンダクタ−ロ−ル
CN105297111A (zh) * 2014-07-09 2016-02-03 天津市大港镀锌厂 一种电泳涂装系统
CN216427457U (zh) * 2021-10-09 2022-05-03 灵宝宝鑫电子科技有限公司 一种用于铜箔表面处理的导电辊装置

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