ES3040591T3 - Method and apparatus for stripping an oxide layer from a metal product - Google Patents
Method and apparatus for stripping an oxide layer from a metal productInfo
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Abstract
El método comprende determinar un umbral de densidad de energía para la eliminación de la capa de óxido de una sección del producto (3), lo cual comprende transmitir, a un segmento de la sección, pulsos de análisis de longitud de onda y duración de pulso iguales a los de los láseres de decapado (13) para formar una región decapada, capturar una imagen del segmento, determinar, sobre la base de esta imagen, una dimensión representativa de la región decapada y evaluar, sobre la base de dicha dimensión, el umbral de densidad de energía de eliminación; transmitir pulsos de decapado a la sección, siendo la densidad de energía de los pulsos de decapado mayor que el umbral de densidad de energía de eliminación, controlándose el láser de decapado (13) de manera que cada punto de la sección esté expuesto a una densidad de energía mayor que el umbral de densidad de energía de eliminación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento e instalación de decapado de una capa de óxido de un producto metálico
[0001]La presente invención se refiere a un procedimiento y una instalación de decapado de una capa de óxido que recubre una superficie de un producto metálico, en particular de acero, después de que este haya sufrido exposiciones a una atmósfera oxidante para algunos de sus componentes, por ejemplo durante una estancia en un horno de tratamiento térmico.
[0002]En la continuación del texto, se tomará como ejemplo privilegiado de aplicación de la invención el campo de las bandas y chapas de acero inoxidable de todas las categorías (austeníticas, ferríticas, austeno-ferríticas...), laminadas o conformadas en caliente o en frío. Pero debe entenderse que esto no será en absoluto limitativo, y que la invención podrá aplicarse a otros metales para los que se plantean problemas técnicos similares a los encontrados en las bandas y chapas de acero inoxidable, en particular a las diversas clases de aceros al carbono y aleaciones especiales, en particular ferrosas. También podrá aplicarse a otros productos que no sean bandas y chapas, por ejemplo a alambres y tubos con y sin soldadura, con adaptaciones de las instalaciones descritas que serían evidentes para el experto en la materia.
[0003]Es habitual que las chapas y bandas de acero inoxidable se sometan a tratamientos que conducen a que se forme una capa de óxido indeseable a alta temperatura sobre sus superficies, en contacto con una atmósfera oxidante como el aire. Estos óxidos tienen una composición que varía sensiblemente según la composición del metal de base y las condiciones de su formación. Lo más habitual es que los óxidos de los elementos Fe, Cr, Mn y Si sean preponderantes.
[0004]Los tratamientos que conducen a esta formación son, típicamente, y de manera no limitativa, los recalentamientos que sufre un semiproducto (lingote, planchón, bloom, palanquilla) antes de su laminación en caliente y la estancia al aire libre que efectúa después del laminado en caliente, y los diversos recocidos a varios cientos de grados que sufre la banda o la chapa antes y/o durante y/o después de su ciclo de laminación en frío (este último se realiza en una o varias etapas, algunas de las cuales pueden separarse por un recocido intermedio), si estos recocidos tienen lugar en una atmósfera que no es perfectamente inerte o reductora. Estos óxidos indeseables deben eliminarse, por supuesto, antes de que la chapa o la banda se conviertan en un producto utilizable o en un semiproducto listo para someterse a las últimas operaciones de conformación que lo convertirán en un producto utilizable. A menudo, también es importante eliminar estos óxidos antes de la primera etapa de laminado en frío, para evitar que se incrusten en la superficie del semiproducto durante el laminado y conduzcan a un mal estado de la superficie.
[0005]Debe entenderse que la capa de óxido indeseable de la que hablamos aquí no es la fina capa a base de óxidos de Cr (llamada «capa pasiva») que se forma espontáneamente en el aire y a temperatura ambiente en la superficie de los aceros inoxidables, y que los protege de la oxidación. La capa de óxido problemática, y que se quiere eliminar, es la que se forma durante las estancias de la banda a alta temperatura en atmósfera oxidante. Una vez retirada esta capa, la superficie del acero inoxidable queda al descubierto y la capa pasiva protectora de óxidos de Cr puede formarse de nuevo, de forma rápida y espontánea, haciendo que el acero vuelva a ser inoxidable en condiciones de uso habituales.
[0006]El uso de un descascarillado mecánico por granallado (proyección de bolas duras sobre la superficie a tratar) y/o por un rompeóxidos (paso de la banda entre pares de rodillos que la hacen trabajar en flexión, compresión y tracción) permite fisurar y retirar fácilmente, por ejemplo por cepillado, una gran parte de los óxidos, pero puede ser insuficiente para retirarla totalidad. El granallado también tiene el inconveniente de aumentar la rugosidad de la superficie, lo que las operaciones posteriores sufridas por la chapa o la banda no permiten necesariamente corregir cuando no se desea.
[0007]De la manera más clásica, la capa de óxido indeseable se elimina por medio de un procedimiento de decapado químico o electrolítico, o de una sucesión de tales decapados.
[0008]El decapado químico se realiza en uno o varios baños de ácido fluorhídrico, clorhídrico, sulfúrico o nítrico. El decapado electrolítico se realiza típicamente en un baño de sulfato de sodio o un baño ácido (nítrico o sulfúrico).
[0009]Estos decapados conducen a la obtención de una banda o de una chapa que presenta un acabado de superficie que se clasifica habitualmente en diversas categorías que son objeto de normas:
- Acabado 1D, para productos que han sido sometidos a laminado en caliente, recocido y decapado, generalmente un decapado químico; un decapado mecánico (rompeóxido, granallado) generalmente también se utiliza antes del decapado químico;
- Acabado 2B, para productos que han sufrido un recocido, un decapado generalmente electrolítico y químico y un paso al skin-pass (laminador de estiramiento que mejora la planitud de la banda y disminuye su rugosidad, con una baja tasa de reducción del espesor del producto que es del orden de algunos%en principio);
- Acabado 2D para productos laminados en frío que han sufrido recocido, decapado y sin skin-pass;
- Acabado 2E para productos laminados en frío que han sufrido recocido, granallado, decapado y sin skin-pass.
[0010]El decapado químico es el procedimiento más radical para eliminar los óxidos no deseados. Pero presenta numerosos inconvenientes.
[0011]Consume altas cantidades de ácidos, con, a lo sumo, muy pocas posibilidades de recuperar parte de ellos para reutilizarlos posteriormente.
[0012]Las infraestructuras necesarias para su ejecución, a saber, los baños de decapado sucesivos y sus anexos, son costosas y voluminosas. No es raro encontrar instalaciones de decapado químico de bandas en desplazamiento cuya longitud es del orden de 200 m.
[0013]Estas instalaciones utilizan productos peligrosos, en particular ácido fluorhídrico. Sus emisiones contaminantes líquidas y sólidas (lodos que contienen los óxidos mezclados con los líquidos de decapado) deben almacenarse y reprocesarse según una normativa estricta cuya severidad no podrá sino aumentar en el futuro, lo que resulta costoso. Los baños de ácido, calentados, también emiten vapores ácidos que deben neutralizarse. El ácido nítrico es también una fuente de liberación de NOx que hay que captar y tratar.
[0014]También se utilizan procedimientos de decapado electrolítico, realizados mientras la banda o la chapa se sumergen en un baño generalmente a base de sulfato de sodio, o de ácido nítrico o sulfúrico, que también debe ser reprocesado después de su uso. El decapado electrolítico requiere una instalación bastante costosa que utiliza una cantidad relativamente importante de energía eléctrica. Puede completarse con un decapado químico con ácido, más ligero que cuando se utiliza un decapado químico solo, pero que presenta el mismo tipo de inconvenientes que los mencionados anteriormente. El decapado electrolítico también produce lodos que hay que almacenar y luego volver a tratar. Los baños usados deben ser reprocesados. Los reprocesamientos de lodos y baños son menos costosos, peligrosos y complejos que en el caso de un decapado químico por baños de ácidos, pero constituyen, también en este caso, una restricción muy significativa en el uso del procedimiento.
[0015]Por último, la presencia de cromo hexavalente en solución en los líquidos de decapado representa un alto riesgo para la salud del personal y para el medio ambiente: se miden y controlan sus contenidos en los líquidos y la exposición del personal.
[0016]Por lo tanto, se han examinado las posibilidades de sustituir, al menos en algunos casos, el decapado químico o electrolítico de los productos metálicos por procedimientos que utilizan un láser. La obra clásica "Laser Cleaning" (Boris Luk'yanchuk, diciembre 2002, ISBN: 978-981-02-4941-0) evoca tales posibilidades, en particular para la limpieza de obras de arte y edificios (en particular su capítulo 2 «an overview of experimental research into the laser cleaning of contaminants from surfaces), por lo tanto para superficies fijas de tamaños relativamente pequeños. El rayo láser se proyecta sobre la superficie a limpiar y provoca el desprendimiento de la capa de óxido.
[0017]De esta manera, se evita el uso de ácidos y/o sulfatos, y ya no hay que realizar reprocesamientos de lodos y líquidos contaminantes y peligrosos. Solo hay que recoger los óxidos desprendidos, por ejemplo, por aspiración, y se tiene la posibilidad de reprocesarlos, preferentemente por vía seca, para recuperar los metales que contienen y valorizarlos. La seguridad del personal y del entorno del taller está mejor garantizada. El conjunto de la operación de limpieza de la superficie con láser presenta también un mejor balance energético global que por vía húmeda (química y/o electrolítica), sobre todo porque el coste de electricidad del funcionamiento de los láseres no es muy elevado, en particular respecto a lo que es necesario para un decapado electrolítico. La instalación puede ser mucho más compacta que una instalación de decapado que comporta varios baños sucesivos, por lo que hay ventajas claras sobre el coste de las operaciones de ingeniería civil durante la construcción de la instalación. Si se utilizan láseres pulsados, es posible enviar grandes cantidades de energía en un tiempo muy corto, a una alta frecuencia y con una gran autonomía, y la vida útil de estos láseres puede alcanzar varios años sin mantenimiento especial.
[0018]Sin embargo, el uso de tecnologías ya existentes, acopladas a láseres de CO2 o excímer, no permite obtener un resultado óptimo en bandas o chapas en desplazamiento de formato industrial, debido a un mantenimiento pesado, un modo de funcionamiento de los láseres continuo o de pulsos demasiado largos y un coste de funcionamiento demasiado elevado debido al número de láseres utilizados, dada la alta velocidad de desplazamiento de las líneas actuales. Además, las soluciones aportadas son soluciones que suponen un estado de superficie homogéneo según el ancho y la longitud de la banda (véase el documento EP 0927595-A1) y, con la mayor frecuencia, una velocidad de desplazamiento fija. En una misma banda, si la velocidad de desplazamiento cambia por una razón específica, la inercia de las máquinas, y principalmente la del horno, provoca una modificación (en espesor y/o en naturaleza) de la capa de óxido. Incluso si la naturaleza y el espesor de la capa de óxido que se va a retirar se consideraran previamente como conocidos, estos se modifican y una adaptación de la frecuencia o de la energía de los pulsos según la velocidad solo funciona si la capa de óxido no cambia (lo que no es el caso en general). Finalmente, las velocidades de línea alcanzan ahora alrededor de 100-150 m/min.
[0019]Del documento EP3631049 A1 se conoce un procedimiento de decapado de una capa de óxido donde la composición de la capa de óxido, así como su espesor, se determinan mediante espectroscopia de plasma inducida por láser.
[0020]Esta técnica no es satisfactoria, en la medida en que requiere un daño del metal presente bajo la capa de óxido. Además, la determinación del espesor y de la composición de la capa de óxido no permite determinar de manera fiable qué parámetros de decapado deben utilizarse para decapar la capa de óxido.
[0021]El documento KR 102272649 B1 describe un aparato de limpieza láser comprendiendo una función de inspección de la calidad del trabajo y un procedimiento de uso de dicho aparato de limpieza. El documento CN 107 081 312 describe un dispositivo de limpieza láser y un procedimiento de limpieza láser para el decapado láser del acero, el dispositivo y el procedimiento comprendiendo una función de inspección de la calidad del decapado conseguida.
[0022]Por otra parte, se conoce del documento WO2018/096382 un procedimiento y una instalación de decapado por láser de productos metálicos.
[0023]Según este procedimiento, se determina la emisividad de la superficie oxidada del producto metálico a decapar emitiendo un rayo sobre esta superficie por medio de un primer láser, interceptando los rayos reflejados por la superficie oxidada, y analizando estos rayos reflejados. Los parámetros de funcionamiento de los láseres de decapado se adaptan según la emisividad así determinada.
[0024]Este procedimiento permite adaptar la energía emitida por los láseres de decapado para decapar efectivamente la capa de óxido presente en la superficie.
[0025]Sin embargo, este procedimiento no es del todo satisfactorio, en la medida en que la emisividad no siempre permite determinar los parámetros adecuados para un decapado eficaz de la capa de óxido.
[0026]Un objeto de la invención es, por tanto, proponer un procedimiento y una instalación de decapado de productos metálicos en desplazamiento que permita obtener un decapado eficaz a escala industrial.
[0027]La invención se define en la reivindicación de procedimiento independiente 1 y en la reivindicación de aparato independiente 11.
[0028]Para este fin, la invención tiene por objeto un procedimiento de decapado de un producto metálico en desplazamiento que presenta en su superficie una capa de óxido, utilizando dicho procedimiento un decapado por láser por medio de al menos un láser de decapado, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes, implementadas sucesivamente en cada sección de una pluralidad de secciones consecutivas del producto en desplazamiento:
- determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada de dicho producto metálico en desplazamiento, correspondiente a una densidad de energía mínima necesaria para la expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada, comprendiendo:
emisión de pulsos láser de análisis por un sistema de emisión comprendiendo una fuente láser, siendo los pulsos láser de análisis de longitud de onda igual y de duración de pulso igual a los del o de los láseres de decapado, en una porción de dicha sección considerada, para formar, dentro de dicha porción, una zona decapada desprovista de la capa de óxido,
captura de una imagen de la porción de la superficie impactada por dichos pulsos láser de análisis, determinación, a partir de dicha imagen, de una dimensión representativa de la zona decapada, evaluación, a partir de dicha dimensión representativa y de información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido,
- emisión por láser de decapado de pulsos láser de decapado sobre la sección considerada para decaparla, siendo la densidad de energía de los pulsos de decapado superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido determinada,
el láser de decapado estando controlado por una unidad de pilotaje que recibe el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido determinado de tal manera que cada punto de la sección considerada esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido.
[0029]Según otros aspectos ventajosos de la invención, el procedimiento comprende una o más de las siguientes características, tomadas de forma aislada o en cualquier combinación técnicamente posible:
- la emisión de pulsos láser de análisis forma, dentro de dicha porción, una zona dañada, sobre la cual el metal subyacente a la capa de óxido ha sido dañado, y el procedimiento comprende además la determinación, a partir de dicha imagen, de una dimensión representativa de la zona dañada y la evaluación, a partir de la dimensión representativa de la zona dañada y de la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, de un umbral de densidad de energía de daño del metal, correspondiente a la densidad de energía por encima de la cual se constata una degradación de la superficie del producto metálico, bajo la capa de óxido;
- el procedimiento comprende además una transmisión del umbral de densidad de energía de daño al sistema de emisión, y, en la sección siguiente del producto metálico en desplazamiento, el sistema de emisión emite un pulso láser de análisis de energía adaptado de manera que en cualquier punto de la porción impactada por los pulsos láser de análisis, la densidad de energía sea inferior al umbral de densidad de energía de daño;
- la información relativa al perfil de energía comprende la forma del perfil de energía y la energía o potencia de los pulsos láser de análisis;
- la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis y/o la determinación de la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis;
- la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis, comprendiendo la desviación de una parte de cada pulso láser de análisis hacia un analizador de haz y la evaluación de la forma del perfil de energía por el analizador de haz;
- la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la energía y/o de la potencia de los pulsos láser de análisis, comprendiendo la desviación de una parte de cada pulso láser de análisis hacia un potenciómetro, y la evaluación de la energía y/o de la potencia de los pulsos láser de análisis por el potenciómetro;
- la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de pulsos láser auxiliares emitidos por el sistema de emisión, siendo los pulsos láser auxiliares distintos de los pulsos láser de análisis;
- la determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de los pulsos láser auxiliares comprende:
la emisión de pulsos láser auxiliares por el sistema de emisión,
la orientación de los pulsos láser auxiliares hacia un analizador de haz y/o hacia un potenciómetro por medio de un dispositivo de barrido de espejo galvanométrico,
la evaluación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser auxiliares por el analizador de haz y/o la evaluación de la energía y/o la potencia de los pulsos láser auxiliares por el potenciómetro;
- el producto metálico es una banda, una barra, una hoja, una placa, un tubo o un alambre.
[0030]La invención tiene también por objeto una instalación de decapado Instalación de decapado láser de un producto metálico en desplazamiento que presenta en su superficie una capa de óxido por medio de al menos un láser de decapado, caracterizado porque comporta:
- un conjunto de determinación configurado para determinar, en cada una de una pluralidad de secciones sucesivas del producto metálico en desplazamiento, un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido, correspondiente a una densidad de energía mínima necesaria para la expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada, comprendiendo el conjunto de determinación:
un sistema de emisión comprendiendo una fuente láser, estando configurado el sistema de emisión para emitir, en una porción de dicha sección considerada, pulsos láser de análisis de longitud de onda y de duración de pulso iguales a los del o de los láseres de decapado, para formar, en el seno de dicha porción, una zona decapada desprovista de la capa de óxido, un sistema de adquisición de imágenes configurado para adquirir una imagen de la porción impactada por los pulsos láser de análisis, durante el desplazamiento del producto,
un sistema de tratamiento configurado para determinar, a partir de cada imagen adquirida por el sistema de adquisición de imágenes, una dimensión representativa de la zona decapada y para evaluar, a partir de dicha dimensión representativa y de información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido,
- un conjunto de decapado láser comprendiendo al menos un láser de decapado configurado para emitir pulsos láser de decapado sobre cada una de la pluralidad de secciones sucesivas del producto metálico en desplazamiento para decaparlo, y una unidad de pilotaje configurada para recibir el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido para esta sección considerada y para controlar la emisión, por el o los láseres de decapado, de pulsos láser de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido de tal manera que cada punto de la sección considerada esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido.
[0031]Según otros aspectos ventajosos de la invención, la instalación comprende una o varias de las siguientes características, tomadas de forma aislada o en cualquier combinación técnicamente posible:
- los pulsos láser de análisis están adaptados para formar, dentro de dicha porción, una zona dañada, sobre la cual el metal subyacente a la capa de óxido ha sido dañado por los pulsos láser de análisis, y el sistema de tratamiento está configurado para determinar, a partir de dicha imagen, una dimensión representativa de la zona dañada y para evaluar, a partir de la dimensión representativa de la zona dañada y de la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, un umbral de densidad de energía de daño del metal, correspondiente a la densidad de energía por encima de la cual se constata una degradación de la superficie del producto metálico, bajo la capa de óxido;
- el sistema de tratamiento estando configurado para transmitir al sistema de emisión el umbral de densidad de energía de daño, y el sistema de emisión está configurado para adaptar la energía del pulso láser de análisis según el umbral de densidad de energía de daño de manera que en cualquier punto de la porción impactada de la sección siguiente del producto en desplazamiento, la densidad de energía sea inferior al umbral de densidad de energía de daño; - la información relativa al perfil de energía comprendiendo la forma del perfil de energía y la energía o potencia de los pulsos láser de análisis;
- la instalación de decapado láser comprende un sistema de determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis y/o un sistema de determinación de la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis; - el sistema de determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis comprende un analizador de haz y un dispositivo óptico, en particular una lámina separadora, configurado para desviar una parte de cada pulso láser de análisis hacia el analizador de haz, estando configurado el analizador de haz para evaluar la forma del perfil de energía a partir de la parte del pulso láser de análisis desviada;
- el sistema de determinación de la energía o de la potencia de los pulsos láser de análisis comprende un potenciómetro y un dispositivo óptico, en particular una lámina separadora, configurado para desviar una parte de cada pulso láser de análisis hacia el potenciómetro, estando el potenciómetro configurado para evaluar la energía y/o la potencia de los pulsos láser de análisis a partir de la parte del pulso láser de análisis desviada;
- la información relativa al perfil de energía comprendiendo la forma del perfil de energía y la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis, la instalación de decapado láser comprende un sistema de determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de pulsos láser auxiliares emitidos por el sistema de emisión, siendo los pulsos láser auxiliares distintos de los pulsos láser de análisis;
- para tratar el conjunto de la superficie de dicho producto metálico que consiste en una banda, una barra, un tubo, una hoja, una placa o un alambre, comporta, repartidos en las proximidades de dicho producto metálico, un grupo de fuentes láser y un grupo de láseres de decapado.
[0032] La invención también se refiere a una línea de procesamiento continuo de un producto metálico comprendiendo una instalación de decapado según la invención.
[0033] La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que aparece a continuación, dada con referencia a las figuras adjuntas, entre las cuales:
- La Figura 1 ilustra esquemáticamente, de perfil, una línea continua comprendiendo una instalación de decapado láser según una realización de la invención;
- Las Figuras 2 a 4 ilustran tres ejemplos de perfiles de energía 34, 35, 36 de pulsos láser;
- Las Figuras 5 a 7 ilustran tres ejemplos de aspectos de superficie resultantes de la emisión de pulsos láser que tienen los perfiles de energía ilustrados en las Figuras 2 a 4 respectivamente;
- La Figura 8 ilustra esquemáticamente una parte de una instalación de decapado según una segunda realización; - La Figura 9 ilustra un detalle de la instalación de decapado de la Figura 8;
- La Figura 10 ilustra esquemáticamente una parte de una instalación de decapado según una tercera realización.
[0034] Las instalaciones de decapado láser que se describirán en detalle e ilustrarán con ejemplos lo serán con referencia al tratamiento de una banda de acero inoxidable laminada en frío en desplazamiento, que acaba de someterse a un laminado en frío y a un recocido en una línea continua, y la instalación de decapado láser según la invención, que garantiza al menos lo esencial de esta función de decapado, también está integrada en esta línea continua, en sustitución o aguas arriba de las instalaciones de decapado electrolítico y/o químico habitualmente utilizadas en este tipo de línea continua (se pueden encontrar ejemplos de tales líneas continuas en particular en los documentos EP 0509177-A2 y EP 0695808-A1).
[0035] Huelga decir que la instalación de decapado láser según la invención que se describirá también puede integrarse en una línea de tratamiento continuo que comporta más o menos aparatos que los que se van a describir, o ser objeto de una instalación separada especialmente dedicada a este decapado.
[0036] Asimismo, no se han representado los aparatos habitualmente presentes en tales líneas que no tienen un papel metalúrgico importante y, en cualquier caso, no intervienen como tales en la conducción del decapado láser realizado según la invención. Se pueden citar, en particular, los rodillos pinzadores para la puesta en desplazamiento de la banda, y los acumuladores de banda que sirven de «amortiguadores» entre algunos de los aparatos que pueden requerir cada uno una velocidad de desplazamiento de la banda diferente.
[0037] La línea continua representada comporta en primer lugar una instalación de desbobinado 1 de una bobina 2 de una banda 3 de acero inoxidable laminado en caliente cuyo espesor es típicamente del orden de algunas décimas de mm o de algunos mm y cuya anchura puede ser típicamente de hasta 2 m. Esta banda 3 se desplaza a una velocidad que es típicamente de hasta 150 m/min, y, generalmente después de haber sido decapada por medios cualesquiera químicos y/o mecánicos no representados, o incluso por láser con medios según la invención tal como se van a describir, pasa a un laminador en frío 4, que reduce su espesor a un valor que es típicamente del orden de 0,2 a 15 mm con el fin de obtener una banda laminada en frío.
[0038] La banda 3 laminada en frío pasa a continuación a un horno de recocido 5, donde se lleva a una temperatura de varios cientos de grados, adaptándose esta temperatura según los objetivos metalúrgicos del recocido. Si este recocido se realiza (deliberadamente o accidentalmente) en presencia de una cantidad no despreciable de un gas oxidante como el oxígeno, conduce a la formación de una capa de óxido indeseable en la superficie de la banda 3, cuya composición, grosor y adhesión a la banda 3 dependen, en particular, de la composición de la banda 3, de la composición de la atmósfera del horno 5, de la temperatura en el horno 5, del tiempo de permanencia de la banda 3 en el horno 5. Teniendo en cuenta estos numerosos parámetros que no son todos fácilmente controlables y que, de todos modos, pueden variar sensiblemente según el tratamiento preciso efectuado (en particular, la composición de la banda 3 y las condiciones de recocido), así como las contingencias de producción, no se pueden asignar características sistemáticas precisas a esta capa de óxido que permitirían una estandarización fácil de las condiciones de decapado de la banda 3. Este es también uno de los inconvenientes de los procedimientos de decapado por vía húmeda, especialmente químico, cuya composición de los baños no se puede adaptar fácilmente a lo que realmente sería necesario para obtener un decapado satisfactorio de la banda 3 al menor coste.
[0039] Según la realización de la Figura 1, la instalación de decapado láser está dispuesta en la línea después del horno de recocido 5.
[0040] La instalación de decapado láser comporta un conjunto de determinación 10 de un umbral de densidad de energía y un conjunto 12 de decapado láser.
[0041] El conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía está destinado a evaluar la densidad de energía efectiva necesaria para el decapado de la capa de óxido sobre la banda en desplazamiento. De hecho, es posible, debido a las variaciones voluntarias o sufridas, a los parámetros operativos aguas arriba de la línea, por ejemplo, desaceleraciones, aceleraciones de la banda en la línea, o incluso una contaminación heterogénea en la anchura de la banda 3 que se ha producido en el horno 5, antes o después de este, obtener una capa de óxido heterogéneo en la longitud y/o la anchura de la banda 3 que se va a decapar.
[0042] El conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía está destinado a determinar, durante el desplazamiento del producto metálico a decapar, un valor mínimo o umbral de densidad de energía, llamado en lo sucesivo umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp, correspondiente a la densidad de energía mínima que debe ser emitida por el conjunto 12 de decapado láser sobre el producto con el fin de decapar la capa de óxido presente sobre la superficie del producto. Preferentemente, el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía se configura además para determinar un umbral máximo de densidad de energía láser, llamado en lo sucesivo umbral de densidad de energía de daño Send, por encima del cual se constata una degradación de la superficie del producto, es decir, del metal, bajo la capa de óxido.
[0043] El conjunto de determinación 10 está configurado para determinar el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp, y, en su caso, el umbral de densidad de energía de daño Send, sucesivamente en una pluralidad de secciones de la superficie del producto.
[0044] Una sección es, por ejemplo, una banda transversal de longitud dada en la dirección de desplazamiento del producto (también llamada dirección longitudinal) y de anchura igual a la del producto. Se llamará a tal banda "banda elemental", por oposición al producto 3 cuando está en forma de banda. Las secciones están destinadas a ser decapadas una tras otra por el conjunto 12 de decapado láser, a medida que pasan frente al conjunto 12 de decapado láser.
[0045] Preferentemente, como se describe a continuación, el conjunto de determinación 10 está configurado para determinar el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp y, en su caso, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp sobre una porción de cada sección, por lo que el o los umbrales así determinados se consideran representativos del conjunto de la sección considerada.
[0046] Por ejemplo, siendo una sección una banda elemental transversal de longitud dada en la dirección de desplazamiento del producto y de anchura igual a la del producto, el conjunto de determinación 10 está configurado para determinar el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp y, en su caso, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp sobre una porción de esta banda elemental, el o los umbral(es) así determinados se consideran entonces como representativos del conjunto de la banda elemental.
[0047]El conjunto 12 de decapado láser está destinado a emitir rayos láser sobre el producto en desplazamiento con el fin de decapar la capa de óxido, según el o los umbral(es) de densidad de energía determinado(s) por el conjunto de determinación 10.
[0048]En particular, el conjunto 12 de decapado láser está destinado a emitir rayos láser en cada sección del producto en desplazamiento con el fin de decapar la capa de óxido, según el o los umbral(es) de densidad de energía determinado(s) por el conjunto de determinación 10 para esta sección.
[0049]El conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía comprende un sistema de emisión 20 de pulsos láser, un sistema de adquisición de imágenes 22, un sistema de procesamiento 24 y un controlador 26.
[0050]El sistema de emisión 20 de pulsos láser está configurado para emitir, en el producto en desplazamiento, un haz de pulsos láser de una longitud de onda y una duración de pulso iguales a las de los láseres que se utilizarán para el decapado (por ejemplo, láseres Nd: YAG de longitud de onda 1064 nm). En lo sucesivo, estos pulsos láser también se denominarán pulsos láser de análisis.
[0051]El sistema de emisión 20 de pulsos láser comprende al menos una fuente láser 30 adecuada para emitir tales pulsos láser de análisis. La fuente láser 30 es adecuada para emitir pulsos láser de una longitud de onda y una duración de pulso iguales a los de los láseres que se utilizarán para el decapado.
[0052]El hecho de que la longitud de onda y la duración de pulso de la fuente láser 30 sean las mismas que las de los láseres de decapado permite garantizar que las absorciones de los rayos de la fuente láser 30 por los óxidos que recubren el producto sean las mismas que para los láseres de decapado, y que los ajustes de los láseres de decapado puedan basarse directamente en los datos obtenidos por el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía.
[0053]Preferentemente, la fuente láser 30 está montada móvil con respecto a la línea, en particular móvil en una dirección paralela a la superficie del producto y ortogonal a la dirección de desplazamiento del producto (es decir, móvil según la anchura del producto). Así es posible variar, a lo largo del ancho del producto, la ubicación de la porción del producto impactada por la fuente láser durante el desplazamiento. Para este fin, el sistema de emisión 20 de pulsos láser comprende, por ejemplo, un dispositivo de barrido, apto para desplazar la fuente láser transversalmente al producto en desplazamiento. Como variante, el conjunto de determinación 10 es totalmente móvil con respecto a la línea, lo que permite también variar, a lo largo de la anchura del producto, la ubicación de la porción del producto impactada por la fuente láser durante el desplazamiento.
[0054]Por ejemplo, si cada sección considerada es una banda elemental de anchura igual a la del producto a decapar, el dispositivo de barrido es adecuado para desplazar la fuente láser transversalmente al producto en desplazamiento de tal manera que la localización de la porción del producto impactada por la fuente láser varía a lo largo del tiempo sobre la anchura del producto 3.
[0055]El sistema de emisión 20 de pulsos láser comprende también un dispositivo óptico 32 configurado para focalizar los pulsos láser emitidos por la fuente láser 30 sobre la superficie del producto en desplazamiento.
[0056]La fuente láser 30 está configurada para emitir un pulso láser de análisis en una parte de la sección considerada de la superficie del producto en desplazamiento, cuya densidad de energía varía según la posición en esta porción. Por lo tanto, la densidad de energía recibida en cada punto de la porción impactada dependerá de la posición de ese punto. A continuación, se llamará «spot» a la zona de la superficie del producto impactada por el pulso láser de análisis.
[0057]Por ejemplo, en algunos puntos, la densidad de energía recibida será demasiado baja para decapar la capa de óxido, mientras que en otros puntos, la densidad de energía será suficiente para decapar la capa de óxido, sin dejar de ser insuficiente para dañar el metal bajo la capa de óxido. En determinados casos, la densidad de energía recibida en determinados puntos puede ser suficiente para, a la vez, decapar la capa de óxido y dañar el metal presente bajo esta capa.
[0058]La densidad de energía recibida en cada punto de la porción impactada se caracteriza por el perfil de densidad de energía, o más simplemente perfil de energía, del pulso.
[0059]El perfil de energía asocia así a cada posición, o a una pluralidad de posiciones, en el plano de la superficie del producto, una densidad de energía emitida en esta posición.
[0060]Las Figuras 2, 3 y 4 ilustran respectivamente tres ejemplos de perfiles de energía 34, 35, 36. En los tres perfiles ilustrados, el eje de las abscisas representa la posición a lo largo de un eje comprendido en el plano de la superficie del producto, y el eje de las ordenadas la densidad de energía recibida en esta posición. Por lo tanto, cada punto del perfil de energía asocia a una posición dada la densidad de energía recibida en esa posición.
[0061]Por ejemplo, el pulso presenta un eje de simetría Z paralelo a la dirección de propagación del pulso (el impacto del pulso en el producto siendo por ejemplo, de forma circular), y el perfil de energía asocia una densidad de energía a cada distancia respecto del centro del círculo formado por el impacto del pulso (o centro del pulso).
[0062]Los perfiles de energía 34 y 35 son ejemplos de tal perfil.
[0063]El perfil de energía 34 es de forma circular, es decir, de tal manera que todos los puntos situados a la misma distancia del centro del pulso reciben la misma densidad de energía.
[0064]El perfil de energía 35 es de forma cuadrada, y tal que todos los puntos situados a los lados de un cuadrado que tiene por centro el centro del pulso reciben la misma densidad de energía.
[0065]Según otro ejemplo, el impacto del pulso en el producto es tal que la densidad de energía en la porción impactada es constante según un eje Y ortogonal a la dirección de propagación del pulso, y el perfil de energía asocia una densidad de energía en cada posición a lo largo de un eje X ortogonal al eje Y y a la dirección de propagación del pulso.
[0066]El perfil de energía 36 es un ejemplo de dicho perfil. En este ejemplo, la densidad de energía es una función lineal creciente de la posición a lo largo del eje X.
[0067]Preferentemente, como se ilustra a modo de ejemplo en el perfil 34, el perfil de energía es de tipo gaussiano, es decir, tal que la densidad de energía recibida en un plano ortogonal en la dirección de propagación del pulso sigue una ley gaussiana.
[0068]El perfil de energía de un pulso gaussiano puede expresarse de la siguiente manera:
con E<pic>= E<pulse>/ (2 n a<2>) donde:
E<pic>es la densidad de energía de pico de la gaussiana. E<pulse>es la energía de pulso,
x es la distancia al centro del pulso,
E(x) es la densidad de energía recibida a la distancia x del centro del pulso,
a, la desviación típica de la gaussiana.
[0069]Preferentemente, el perfil de densidad de energía presenta una pendiente débil, es decir, la derivada de la densidad de energía con respecto a la posición es inferior a 1, en particular, si se trata de un perfil gaussiano, este perfil es tal que a> Epic*exp(-l/2).
[0070]Preferentemente, la fuente láser 30 está configurada para emitir pulsos láser cuyo perfil de energía es conocido.
[0071]Como variante, como se describe a continuación, el perfil de energía de los pulsos láser no se conoce a priori, y el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía comporta además un sistema de determinación del perfil de energía del pulso emitida por la fuente láser.
[0072]El perfil de energía se caracteriza en todos los casos por su forma (tal como se representa en las Figuras 2 a 4) y por la potencia o energía del pulso.
[0073]El sistema de adquisición de imágenes 22 está configurado para adquirir, para cada sección considerada del producto, una imagen de la porción impactada por los pulsos láser emitidos por el sistema de emisión 20, durante el desplazamiento del producto.
[0074]El sistema de adquisición de imágenes 22 comprende por ejemplo una cámara 38, especialmente de alta resolución. En funcionamiento, la cámara 38 se coloca frente al producto cuando se desplaza.
[0075]El controlador 26 está configurado para sincronizar el sistema de emisión 20 de pulsos láser y el sistema de adquisición de imágenes 22. En particular, el controlador 26 está configurado para controlar la emisión de pulsos láser por el sistema de emisión 20 y para controlar la adquisición de una imagen de la zona impactada por estos pulsos por el sistema de adquisición de imágenes 22.
[0076]El sistema de tratamiento 24 está configurado para determinar, a partir de cada imagen adquirida por el sistema de adquisición de imágenes 22, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>, correspondiente a la densidad de energía mínima necesaria para la expulsión de la capa de óxido en la sección considerada.
[0077] Preferentemente, el sistema de tratamiento 24 está configurado además para determinar, a partir de cada imagen adquirida por el sistema de adquisición de imágenes 22, el umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>, correspondiente a la densidad de energía por encima de la cual se constata una degradación de la superficie del producto, bajo la capa de óxido.
[0078] Para este fin, el sistema de procesamiento 24 está configurado para recibir cada imagen adquirida del sistema de adquisición de imágenes 22.
[0079] El sistema de tratamiento 24 está configurado además para recibir información relativa al perfil de energía del pulso láser emitido sobre el producto en desplazamiento por el sistema de emisión 20 de pulsos láser, en particular por la fuente láser 30.
[0080] El sistema de tratamiento 24 comprende, por ejemplo, un analizador de imágenes 40 y un módulo de determinación de umbrales 42.
[0081] El analizador de imágenes 40 está configurado para determinar, mediante el análisis de cada imagen adquirida transmitida por el sistema de adquisición de imágenes 22, al menos una dimensión de una zona decapada de la superficie del producto metálico, es decir, desprovista de óxido.
[0082] El analizador de imágenes 40 es capaz de determinar la información relativa a la zona decapada, en particular al menos una dimensión representativa de la forma de esta zona, en particular del contorno de esta zona.
[0083] Por ejemplo, en el caso de un pulso cuyo perfil de densidad de energía es gaussiano, la zona decapada tiene una forma circular, y una dimensión representativa de esta forma es, por ejemplo, el diámetro, el radio, la circunferencia o el área de la zona circular.
[0084] Según otro ejemplo, la zona decapada es de forma rectangular, y la dimensión representativa de esta forma es la longitud y/o la anchura de la zona rectangular.
[0085] El analizador de imágenes 40 es capaz de transmitir las informaciones relativas a la zona decapada al módulo de determinación de umbrales 42.
[0086] Preferentemente, el analizador de imágenes 40 está configurado además para determinar al menos una dimensión de una zona dañada de la superficie del producto metálico, es decir, una zona donde el metal subyacente a la capa de óxido ha sido dañado.
[0087] El módulo de determinación de umbrales 42 es adecuado para recibir esta información.
[0088] Por otra parte, el módulo de determinación de umbrales 42 es adecuado para recibir información relativa al perfil de energía de los pulsos láser cuya emisión ha generado la zona decapada. Esta información generalmente comprende la forma del perfil de energía y la potencia o energía del pulso.
[0089] En particular, dado que la fuente láser emite un pulso en un instanteteen una porción de la sección considerada del producto, y que la imagen de esta porción se adquiere en un instante en t<e>+At, la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser es representativa de los pulsos láser emitidos en el instantete.
[0090] Esta información relativa al perfil de energía de los pulsos láser se registra, por ejemplo, en una memoria del módulo de determinación de umbrales 42.
[0091] El módulo de determinación de umbrales 42 es capaz de determinar, a partir de la información relativa al perfil de energía y de la información relativa a la zona decapada, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>.
[0092] Preferentemente, el módulo de determinación de umbrales 42 está configurado además para determinar, a partir de la información relativa al perfil de energía y de la información relativa a la zona decapada, el umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>.
[0093] Para este fin, el módulo de determinación de umbrales 42 es capaz de determinar, a partir del perfil de energía del pulso láser, qué densidad de energía ha llevado al decapado para obtener la zona decapada.
[0094] Por ejemplo, el módulo de determinación de umbrales 42 es capaz de determinar, a partir del perfil de energía, qué densidad de energía se recibe en el contorno de la zona decapada, esta densidad de energía que corresponde entonces a la densidad de energía mínima para decapar la capa de óxido.
[0095] En particular, si el pulso emitido por el sistema de emisión 20 es un pulso gaussiano, siendo la zona decapada circular de diámetro D, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp se expresa en la forma:
<S e x p — E p¡c>exp(-D2/8a2).
[0096]A modo de ejemplo, en las Figuras 5 a 7 se ha representado una porción de la superficie del producto impactada por el pulso que tiene un perfil tal como se ilustra en las Figuras 2 a 4 respectivamente.
[0097]En la Figura 5, la superficie 46 resulta de la emisión del pulso que tiene el perfil de energía 34. El contorno 47 delimita la zona decapada del producto, desprovista de óxido. La superficie 46 comprende así una porción no decapada 48 y una zona decapada delimitada por el contorno 47, de forma circular. La zona decapada comprende en su centro una zona dañada, delimitada por un contorno circular 49.
[0098]La zona decapada está formada por los puntos de la superficie 46 que han recibido una densidad de energía suficiente para decapar la capa de óxido. El contorno 47 de la zona decapada está formado por los puntos que han recibido una densidad de energía igual al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp.
[0099]Como se ilustra en la Figura 5, la determinación de una dimensión, en el ejemplo presente del diámetro Dexp de la zona decapada permite así determinar, en comparación con el perfil de energía 34, cuál es el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp, es decir, la densidad de energía mínima para expulsar el óxido de la superficie (Figura 2).
[0100]Además, la zona dañada está formada por los puntos de la superficie 46 que han recibido una densidad de energía suficiente para dañar el producto bajo la capa de óxido. La determinación del diámetro Dend del contorno 49 de la zona dañada permite determinar, en comparación con el perfil de energía 34, cuál es el umbral de densidad de energía de daño del metal Sencr
[0101]En la Figura 6, la superficie 50 resulta de la emisión del pulso que tiene el perfil de energía 35. El contorno 51, de forma cuadrada, delimita la zona decapada del producto, desprovista de óxido. La superficie 50 comprende así una porción no decapada 52 y una zona decapada. En esta realización, la zona decapada tiene forma cuadrada. La zona decapada comprende en su centro una zona dañada, delimitada por un contorno cuadrado 53.
[0102]La determinación de la longitud del lado del contorno 51 permite así determinar, en comparación con el perfil de energía 35, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp. Asimismo, la determinación de la longitud del lado de la zona dañada permite determinar el umbral de densidad de energía de daño del metal Send.
[0103]Por último, en la Figura 7, la superficie 55 resulta de la emisión del pulso que tiene el perfil de energía 36. El contorno 56, de forma rectangular, delimita la zona decapada del producto, desprovista de óxido. La superficie 55 comprende así una porción no decapada 57 y una zona decapada. En esta realización, la zona decapada es de forma rectangular. La zona decapada comprende en su centro una zona dañada, delimitada por un contorno rectangular 58.
[0104]La determinación de la longitud del contorno 56 según el eje X permite determinar, en comparación con el perfil de energía 36, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp. Asimismo, la determinación de la longitud según el eje X del contorno 58 de la zona dañada permite determinar el umbral de densidad de energía de daño del metal Send.
[0105]El módulo de determinación de umbrales 42 es adecuado para transmitir el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp así determinado y, en su caso, el umbral de densidad de energía de daño del metal Send al conjunto 12 de decapado láser.
[0106]Preferentemente, el sistema de tratamiento 24, en particular el módulo de determinación de umbrales 42 también es adecuado para transmitir al sistema de emisión 20 el umbral de densidad de energía de expulsión y el umbral de daño del metal Send si se ha determinado. El sistema de emisión 20 se adapta entonces para controlar la energía de los pulsos láser de análisis de tal manera que la emisión de los pulsos láser de análisis resulte efectivamente en un decapado de una parte de la porción impactada, sin dañar el metal.
[0107]En particular, si la emisión de un pulso láser de análisis anterior no ha generado una zona decapada (el umbral de densidad de energía de expulsión siendo entonces inexistente), el sistema de emisión 20 es capaz de recibir esta información del sistema de tratamiento 24. El sistema de emisión 20 es entonces adecuado para controlar la emisión de pulsos láser de análisis de mayor energía que el pulso láser de análisis emitido en el instante anterior.
[0108]Por el contrario, si la emisión de un pulso láser de análisis anterior ha generado una zona dañada, el sistema de emisión 20 es capaz de recibir el umbral de densidad de energía de daño del sistema de tratamiento 24.
El sistema de emisión 20 se configura entonces para controlar la emisión de pulsos láser de análisis de menor energía que el pulso láser de análisis emitido en el instante anterior, en particular de energía tal que la densidad de energía de los pulsos láser de análisis permanece por debajo del umbral de densidad de energía de daño.
[0109]Para obtener una medición fiable, es deseable que la banda 3 mantenga una distancia constante con respecto al conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía, es decir, que la banda 3 no debe oscilar y debe permanecer a una altura fija. Esto se puede hacer aplicando una tracción suficientemente importante a la banda 3 con la ayuda de bloques en S o colocando un rodillo de soporte 24 bajo la banda 3 que garantice la fijación de su altura bajo el sistema de emisión 20 de pulsos láser.
[0110]En aras de la simplicidad, en la figura 1 solo se ha representado el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía en la cara superior de la banda 3. Pero, por supuesto, otros láseres y sus sensores asociados también están presentes en la superficie inferior de la banda 3. Del mismo modo, se podrá colocar un rodillo de soporte comparable al rodillo 24 en contacto con la superficie superior de la banda 3 para garantizar que la banda 3 mantenga una distancia fija con respecto a los láseres que inspeccionan su superficie inferior.
[0111]El conjunto de decapado láser comprende una fila de láseres 13 de decapado.
[0112]Los láseres 13 de decapado son, por ejemplo, láseres pulsados Nd: YAG 1064 nm.
[0113]Estos láseres 13 de decapado están destinados a decapar la capa de óxido presente en la superficie del producto.
[0114]Cada láser 13 de decapado está configurado para emitir, en la superficie del producto en desplazamiento, pulsos de un radio 14 para decaparlo. Cada pulso cubre una zona de la superficie del producto llamada spot.
[0115]El conjunto 12 de decapado láser comprende además una unidad de pilotaje 15, configurada para controlar los láseres 13 de decapado, en particular para determinar los parámetros de funcionamiento de los láseres 13 según el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>, y, en su caso, del umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>.
[0116]En particular, la unidad de pilotaje 15 está configurada para controlar los láseres 13 de decapado de tal manera que cada punto de la sección considerada de la superficie del producto esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>, tal como se determina para esta sección.
[0117]Para ello, la unidad de pilotaje 15 está configurada para controlar la densidad de energía de pico emitida por cada láser 13 de decapado y para controlar un barrido de la sección considerada por los láseres, de tal manera que los spots de los pulsos emitidos por los láseres 13 de decapado cubran el conjunto de la sección considerada y de tal manera que cada punto de esta sección esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>.
[0118]La densidad de energía de pico emitida por cada láser 13 de decapado se elige por encima del umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>y, en su caso, por debajo del umbral de densidad de energía de daño S<end>.
[0119]Para controlar tal barrido, la unidad de control 15 comprende por ejemplo un sistema de barrido óptico y/o mecánico, configurado para desplazar lateralmente los spots de los rayos 14 sobre la superficie del producto, o un sistema óptico que transforma los spots en líneas.
[0120]De la misma manera que para el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía, es deseable que la banda 3 mantenga una altura fija al pasar por debajo de los láseres 13 de decapado, y se puede utilizar un rodillo de soporte 25 comparable al rodillo de soporte 24 anterior, o cualquier otro dispositivo funcionalmente equivalente, para este propósito.
[0121]Asimismo, otros láseres 13 no representados, y su eventual rodillo de apoyo asociado, están previstos para decapar la superficie inferior de la banda 3, según el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>, y, en su caso, del umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>.
[0122]Los láseres 13 de decapado pueden colocarse cada uno no perpendiculares a la chapa para minimizar la perturbación del haz incidente por las partículas de óxidos proyectadas durante los pulsos anteriores emitidos por el propio láser 13 u otros láseres 13 de la fila.
[0123]Según una realización, cada sección es una banda elemental, cada banda elemental se trata en varias veces por los láseres de decapado para que los pulsos consecutivos no sean absorbidos por las partículas y/o el plasma de los pulsos anteriores. En este caso, se efectúa una primera subetapa de decapado de una línea transversal con pulsos separados por una distancia Dinter igual a N veces la diferencia entre pulso que sería necesaria para obtener una cobertura homogénea, luego se vuelve a pasar N veces sobre esta línea teniendo cuidado entre cada subetapa de desplazar la posición del principio de la línea de la distancia Dinter.
[0124]El número de láseres 13 de decapado necesarios para el tratamiento de toda la superficie de la banda 3 se minimiza por el hecho de que cada láser 13 de decapado dispone de un sistema de barrido ultrarrápido, óptico o mecánico o que combina estos dos principios, que proporciona un desplazamiento lateral del spot del radio 14 de manera que yuxtaponga los spots para formar una línea continua que cubra la totalidad de la anchura de la banda 3, preferentemente con un recubrimiento nulo o mínimo de los spots para no correr el riesgo de enviar cantidades de energía excesivas a las zonas de recubrimiento de los spots. Como variante, el conjunto 12 de decapado láser comporta un dispositivo de focalización a larga distancia de focalización, que permite cubrir la totalidad de la anchura de la banda 3 con un número limitado de láseres 13 de decapado.
[0125]El uso de un decapado láser realizado según la invención, proporciona a la instalación de decapado una gran versatilidad, sobre todo porque los parámetros del decapado pueden ajustarse fácilmente durante el tratamiento si se comprueba durante la operación que no son óptimos. Este es el caso, por ejemplo, de la superficie del spot de cada láser 13 de decapado, que un sistema clásico de ajuste de la focalización del radio puede permitir modificar.
[0126]En las proximidades de los láseres 13 de decapado, se dispone de los medios (no representados) para evacuar y, preferentemente, recoger, por ejemplo por aspiración o cepillado en dirección a un recipiente, los óxidos que se han desprendido de la superficie de la banda 3 así como los humos que puedan generarse durante el tratamiento (por la vaporización de partículas metálicas, de óxidos o de materias orgánicas). De esta manera, nos damos la posibilidad de recuperar fácilmente una cantidad máxima de estos óxidos, para evitar que se dispersen en la atmósfera ambiente contaminándola, y para dar la posibilidad de reprocesar la mayor parte para recuperar los metales que contienen. Además, esta operación permite deshacerse de los óxidos que podrían haberse separado imperfectamente de la superficie de la banda 3 por los láseres 13 (especialmente en la superficie superior de la banda 3, donde no se puede contar con la gravedad para ayudar al desprendimiento de los óxidos). Por último, la aspiración de estos polvos y vapores permite evitar el daño de los sistemas ópticos de los láseres sobre los que estos pueden aglomerarse, provocando su calentamiento o incluso su rotura.
[0127]Como variante, la banda 3 circula en vertical, de manera que se evita que los óxidos separados de la superficie de la banda 3 por los láseres 13 se vuelvan a depositar en la superficie de la banda 3 o en el conjunto de determinación 10, en particular en las ópticas del conjunto de determinación 10.
[0128]Por lo tanto, después de pasar por los láseres 13 de decapado, la banda 3 está, en principio, completamente decapada. Se verifica por medios adecuados, por ejemplo con la ayuda de un dispositivo óptico de control de la calidad del decapado tal como una cámara 16, o un conjunto de tales dispositivos ópticos 16, que examina(n) la superficie de la banda 3 sobre el conjunto de su anchura y determina(n) qué zonas de la banda 3 no se habrían decapado eventualmente de manera satisfactoria. Las diferencias de color en la superficie de la banda 3 pueden servir de base para esta determinación. Una de las ventajas del dispositivo de aspiración o de cepillado o equivalente del que acabamos de hablar es también que permite evitar que la cámara 16 considere erróneamente que los trozos de óxidos que hubieran permanecido en la superficie superior (en particular) de la banda 3 mientras estaban separados de ella estén todavía presentes y que necesiten, por lo tanto, un decapado complementario para su eliminación.
[0129]Si los resultados proporcionados por el dispositivo óptico 16 no son satisfactorios, se puede proceder a un decapado complementario relativo a las partes de la banda 3 imperfectamente decapadas, o, por seguridad, al conjunto de la banda 3.
[0130]Además, la línea puede comprender, como consecuencia de la sección de decapado láser, una sección de cubetas de decapado por vía húmeda, química y/o electrolítica, que se podrían llenar al menos temporalmente, para eliminar los defectos constatados. En el caso en que la banda 3 se decapara correctamente, estos baños quedarían vacíos.
[0131]Otra solución consiste en realizar la desviación de la banda 3 en el o los baños de decapado mediante rodillos de inmersión, desplazables verticalmente y dispuestos de forma que puedan actuar sobre la superficie superior de la banda 3. En funcionamiento normal, estos rodillos están en una posición tal que dejan la banda 3 en desplazamiento fuera del baño de decapado en las proximidades del cual están dispuestos. Cuando se observa que es necesario localmente un decapado químico y/o electrolítico de la banda 3, al menos uno de estos rodillos de inmersión desciende de manera que presione la superficie superior de la banda 3 y haga penetrar temporalmente la porción de la banda 3 a tratar en el o los baños de decapado correspondientes que se desea utilizar.
[0132]A continuación se describirá un procedimiento de decapado de un producto metálico en desplazamiento que presenta en su superficie una capa de óxido según una realización, implementado por medio de la instalación descrita en referencia a la Figura 1.
[0133]En el ejemplo descrito, el procedimiento de decapado se implementa después del paso del producto por el horno de recocido 5.
[0134]Por otra parte, se considerará, a modo de ejemplo, que cada sección considerada es una banda elemental de anchura igual a la del producto a decapar.
[0135]Para cada sección considerada del producto, el procedimiento comprende una etapa de determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido, luego una etapa de decapado según el umbral de densidad de energía de expulsión así determinado.
[0136]Para cada sección, la etapa de determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la emisión de pulsos láser de análisis de longitud de onda y duración de pulso iguales a los del o de los láseres de decapado 13 sobre una parte de la sección considerada, para formar, dentro de dicha porción, una zona decapada desprovista de la capa de óxido.
[0137]Los pulsos láser de análisis son emitidos por el sistema de emisión 20, en particular por la fuente láser 30, y se centran en la porción a la que se refiere el dispositivo óptico 32.
[0138]La emisión de los pulsos láser de análisis es controlada por el controlador 26, que controla los instantes de emisión de estos pulsos.
[0139]Además, la energía de los pulsos láser de análisis se controla preferentemente por el sistema de emisión 20 de tal manera que la emisión de los pulsos láser de análisis resulta efectivamente de un decapado de una parte de porción impactada, sin dañar el metal.
[0140]La energía de los pulsos láser de análisis se selecciona, por ejemplo según la información recibida por el sistema de emisión 20 del sistema de tratamiento 24 (en particular del módulo de determinación de umbrales 42), tras la emisión de un pulso láser de análisis en un instante anterior.
[0141]En particular, si la emisión de un pulso láser de análisis anterior no ha generado una zona decapada (el umbral de densidad de energía de expulsión es entonces inexistente), el sistema de emisión 20 recibe esta información del sistema de tratamiento 24. El sistema de emisión 20 genera entonces la emisión de pulsos láser de análisis de mayor energía que el pulso láser de análisis emitido en el instante anterior.
[0142]Por el contrario, si la emisión de un pulso láser de análisis anterior ha generado una zona dañada (el umbral de densidad de energía de daño estando entonces determinado por el sistema de tratamiento 24), el sistema de emisión 20 recibe el umbral de densidad de energía de daño del sistema de tratamiento 24. El sistema de emisión 20 genera entonces la emisión de pulsos láser de análisis de menor energía que el pulso láser de análisis emitido en el instante anterior, en particular de energía tal que la densidad de energía de los pulsos láser de análisis permanece inferior al umbral de densidad de energía de daño.
[0143]La sección del producto, en desplazamiento, pasa a continuación por delante del sistema de adquisición de imágenes 22.
[0144]La etapa de determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión comprende entonces una captura, por el sistema de adquisición 22, de una imagen de la porción de la superficie impactada por los pulsos láser de análisis.
[0145]Esta imagen se transmite al sistema de tratamiento 24, que determina entonces, a partir de esta imagen, el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp.
[0146]Preferentemente, el sistema de tratamiento 24 determina además, a partir de esta imagen, el umbral de densidad de energía de daño del metal Send.
[0147]La determinación del umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp comprende la determinación, a partir de la imagen, de una dimensión de la zona decapada. Esta dimensión está determinada, por ejemplo, por el analizador de imágenes 40.
[0148]La determinación del umbral de densidad de energía de expulsión del óxido Sexp comprende a continuación la determinación, a partir de la dimensión de la zona decapada, del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido.
[0149]El umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido está determinado, por ejemplo, por el módulo de determinación de umbrales 42, a partir de la dimensión de la zona decapada y de información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis cuya emisión ha generado la zona decapada.
[0150]La determinación del umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>comprende la determinación, a partir de la imagen, de una dimensión de una zona dañada en la porción impactada. Esta dimensión está determinada, por ejemplo, por el analizador de imágenes 40.
[0151]La determinación del umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>comprende a continuación la evaluación, a partir de la dimensión así determinada, del umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>.
[0152]El umbral de densidad de energía de daño del metal S<end>se evalúa, por ejemplo, mediante el módulo de determinación de umbrales 42, a partir de la dimensión de la zona dañada y de la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis cuya emisión ha generado la zona dañada.
[0153]Preferentemente, el umbral de densidad de energía de expulsión S<e x p>y el umbral de densidad de energía de daño S<end>se transmiten al sistema de emisión 20, con el fin de permitir controlar la potencia de los pulsos láser de análisis emitidos en instantes posteriores de tal manera que la emisión de los pulsos láser de análisis en estos instantes posteriores resulte efectivamente un decapado de una parte de la porción impactada, sin dañar el metal.
[0154]La sección considerada del producto, todavía en desplazamiento, pasa entonces por delante del conjunto 12 de decapado láser, donde se somete a la etapa de decapado.
[0155]Durante la etapa de decapado, los láseres 13 emiten pulsos láser sobre la sección considerada para decaparla, siendo la densidad de energía de los pulsos superior al umbral de densidad de energía de expulsión determinado.
[0156]En particular, la unidad de pilotaje 15 recibe el umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>determinado para la sección considerada, y en su caso el umbral de densidad de energía de daño S<end>, y controla los láseres 13 de tal manera que cada punto de la sección considerada esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>.
[0157]Para ello, la unidad de pilotaje 15 controla la densidad de energía de pico emitida por cada láser 13 y ordena un barrido de la sección considerada por los láseres, de tal manera que los spots de los pulsos emitidos por los láseres 13 cubran el conjunto de la sección considerada y de tal manera que cada punto de esta sección esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>.
[0158]La densidad de energía de pico emitida por cada láser 13 se elige por encima del umbral de densidad de energía de expulsión del óxido S<exp>y, en su caso, por debajo del umbral de densidad de energía de daño S<end>.
[0159]Después del decapado, los óxidos desprendidos se evacuan y, preferentemente, se recogen, por ejemplo, por aspiración o cepillado en dirección a un recipiente.
[0160]Después del paso por debajo de los láseres 13, la sección considerada es en principio completamente decapada. Como se ha descrito anteriormente, se verifica el estado de la sección, por ejemplo con ayuda del dispositivo óptico de control de la calidad del decapado, tal como una cámara 16, que examina la superficie de la sección en el conjunto de su anchura y determina qué zonas de esta sección no habrían sido eventualmente decapadas de manera satisfactoria.
[0161]Las etapas de determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido y de decapado según el umbral de densidad de energía de expulsión se implementan sucesivamente para cada sección del producto en desplazamiento.
[0162]Preferentemente, de una sección a otra, la fuente láser 30 se desplaza con respecto a la línea de producción, en particular en una dirección paralela al plano de desplazamiento del producto y ortogonal a la dirección de desplazamiento (es decir, según la anchura del producto), de tal manera que la ubicación de la porción del producto impactada por la fuente láser 30, ortogonalmente a la dirección de desplazamiento del producto, varía de una sección a otra.
[0163]Por ejemplo, para una banda 3 de ancho L (según la dirección y paralela a la superficie y transversal a la dirección de desplazamiento), una primera sección será impactada por la fuente láser 30 en una porción de coordenadas y=y0, una segunda sección será impactada por la fuente láser 30 en una porción de coordenadas y=y0+Ay y así sucesivamente.
[0164]Según una realización, al menos parte de la información relativa al perfil de energía de los pulsos emitidos por la fuente láser 30 se desconoce a priori, en particular su forma o su potencia o energía.
[0165]Si se desconoce la forma del perfil de energía, el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía comporta, por ejemplo, un sistema de determinación de esta forma.
[0166]El sistema de determinación está configurado para analizar los pulsos láser emitidos por el sistema de emisión 20 y para determinar la forma del perfil de energía. Un tal sistema de determinación es especialmente útil cuando la forma del haz pulsado emitido por el sistema de emisión 20 no es estable en el tiempo.
[0167]Un sistema de determinación, ilustrado a modo de ejemplo en la Figura 8, comprende un dispositivo óptico 62, por ejemplo una lámina separadora, configurado para desviar una parte de cada pulso láser de análisis emitido por el sistema de emisión 20 hacia un analizador de haz 64.
[0168]El sistema de determinación comprende además el analizador de haz 64, configurado para determinar la forma del perfil de energía de los pulsos a partir de la parte de pulso desviada y para transmitir esta forma al módulo de determinación de umbrales 42.
[0169]El analizador de haz 64 comprende un sensor que se mantiene a una distancia predeterminada del dispositivo óptico 62, siendo esta distancia igual a la distancia entre el dispositivo óptico 62 y la superficie del producto en desplazamiento.
[0170]Con este fin, el analizador de haz 64 y el dispositivo óptico 62 están montados, por ejemplo, fijos uno con respecto al otro y con respecto al producto en la dirección ortogonal a la superficie del producto, pero móviles con respecto a la dirección de desplazamiento de la banda 3. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 9, el analizador de haz 64 y el dispositivo óptico 62 están montados fijos en un sistema rodante 67 en la superficie del producto 3. El sistema rodante es móvil en traslación (por rotación) con respecto al producto en la dirección x de desplazamiento del producto.
[0171]De este modo, se mantiene una distancia constante entre el analizador de haz 64 y el dispositivo óptico 62, por una parte, y entre el dispositivo óptico 62 y la superficie del producto 3, por otra parte.
[0172]Además, el módulo de determinación de umbrales 42 está configurado para corregir el perfil de energía recibido para tener en cuenta que este perfil se ha obtenido en una parte del haz pulsado.
[0173]Según esta realización, el procedimiento comprende la determinación de la forma del perfil.
[0174]La determinación de la forma del perfil comprendiendo, por ejemplo, la desviación de una parte del pulso láser emitido por el sistema de emisión 20 hacia el analizador de haz 64, en particular por medio de la lámina separadora, y la evaluación de la forma del perfil de energía por el analizador de haz 64.
[0175]Entonces, la forma del perfil de energía así determinada se transmite al módulo de determinación de umbrales 42.
[0176]Según esta realización, el pulso cuyo perfil de energía se determina es un pulso láser de análisis, es decir, el mismo que el que impacta en la superficie del producto generando una zona decapada.
[0177]Preferentemente, el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía comporta además un dispositivo de determinación de la energía de cada pulso emitido por la fuente láser 30. De hecho, incluso cuando se conoce la energía de pulso media, son posibles fluctuaciones de esta energía, y conocer la energía de cada pulso emitido por la fuente láser 30 en la superficie del producto permite entonces una determinación más exacta del o de los umbrales de densidad de energía. Un tal dispositivo de determinación de la energía de los pulsos comporta, por ejemplo, un fotodiodo calibrado colocado en un lado del haz de láser.
[0178]Según otra realización, se conoce la forma del perfil de energía de los pulsos emitidos por el sistema de emisión 20, pero la energía o la potencia de los pulsos no lo es, y el conjunto de determinación 10 del umbral de densidad de energía comporta además un sistema de determinación de la energía o de la potencia de los pulsos emitidos por el sistema de emisión 20.
[0179]Dicho sistema de determinación está destinado generalmente a determinar puntualmente la potencia (o la energía) de los pulsos emitidos para realizar una recalibración, mientras que el dispositivo de determinación de la energía tal como se describe anteriormente está destinado generalmente a determinar la energía de cada uno de los pulsos, en tiempo real.
[0180]Este sistema de determinación de la energía difiere del ilustrado a modo de ejemplo en la Figura 9 esencialmente en que el analizador de haz 64 se sustituye por un potenciómetro.
[0181]En esta realización, además, no es necesario que el potenciómetro se mantenga a una distancia predeterminada del dispositivo óptico que sea igual a la distancia entre el dispositivo óptico y la superficie del producto en desplazamiento.
[0182]Según esta realización, el procedimiento comprende la determinación de la energía o de la potencia del pulso.
[0183]La determinación de la energía o de la potencia del pulso comprende, por ejemplo, la desviación de una parte del pulso láser emitido por el sistema de emisión 20 hacia el potenciómetro, en particular por medio de la lámina separadora, y la evaluación de la energía y/o de la potencia del pulso por el potenciómetro.
[0184]La energía y/o la potencia del pulso así determinado se transmite entonces al módulo de determinación de umbrales 42.
[0185]Según esta realización, el pulso cuya energía o potencia se determina es también el mismo que el que impacta en la superficie del producto generando una zona decapada.
[0186]Según otra realización, ilustrada a título de ejemplo en la Figura 10, el perfil de energía y/o la energía se determina sobre la base de pulsos que no son pulsos que impactan en la superficie del producto generando una zona decapada, sino pulsos emitidos antes o después de estos últimos, llamado posteriormente pulsos auxiliares.
[0187]Según esta realización, el sistema de determinación comprende un dispositivo óptico 68 configurado para dirigir el haz pulsado emitido por el sistema de emisión 20 selectivamente hacia un analizador de haz y/o un potenciómetro o hacia la superficie del producto. El sistema de determinación comprende además un analizador de haz 70 y/o un potenciómetro 72, configurados para determinar la forma del perfil de energía y/o la energía del haz.
[0188]El dispositivo óptico 68 comprende, por ejemplo, un dispositivo de barrido con espejo galvanométrico 74, un espejo 76 y, preferentemente, una lámina separadora 78.
[0189]El dispositivo de barrido con espejo galvanométrico 74 (ilustrado en la Figura 10 en dos posiciones) está configurado para desviar el conjunto del haz emitido por el sistema de emisión 20 selectivamente hacia la superficie del producto o hacia el espejo 76.
[0190]El espejo 76 está configurado para reflejar el haz así desviado hacia la lámina separadora 78.
[0191]La lámina separadora 78 está destinada a separar el haz pulsado en dos subhazes, para dirigirlos, por una parte, hacia el analizador de haz 70 y, por otra parte, hacia el potenciómetro 72.
[0192]Si se conoce la forma del perfil de energía, se pueden omitir el analizador de haz 70 y la lámina separadora 78.
[0193]Por el contrario, si se conoce la energía del pulso, se pueden omitir el potenciómetro 72 y la lámina separadora 78.
[0194]Según esta realización, el procedimiento comprende la emisión de impulsos auxiliares por el sistema de emisión 20, y la orientación de estos impulsos hacia el analizador de haz 70 y/o hacia el potenciómetro 72.
[0195]Cuando se desea determinar la forma del perfil de energía y la energía o la potencia, los pulsos auxiliares se orientan a la vez hacia el analizador de haz 70 y/o hacia el potenciómetro 72, en particular por la lámina separadora 78.
[0196]Los pulsos auxiliares se orientan hacia el analizador de haz 70 y/o hacia el potenciómetro 72 por medio del dispositivo de barrido de espejo galvanométrico 74.
[0197]El procedimiento comprende a continuación la evaluación de la forma del perfil de energía de los pulsos auxiliares por el analizador de haz 70, y/o la evaluación de la energía o de la potencia de los pulsos por el potenciómetro 72.
[0198]La forma, la energía y/o la potencia así determinadas se transmiten entonces al módulo de determinación de umbrales 42.
[0199]Una vez emitidos los pulsos auxiliares, el dispositivo de barrido con espejo galvanométrico 74 orienta los pulsos siguientes hacia la superficie del producto 3.
El procedimiento y la instalación según la invención permiten así obtener un decapado eficaz de productos metálicos a escala industrial, en particular gracias a la determinación precisa de los parámetros adecuados para un decapado eficaz de la capa de óxido.
[0200]En los ejemplos ilustrados se ha hecho referencia a productos planos como una banda, pero la invención es igualmente aplicable a otros tipos de productos, como barras, tubos o alambres metálicos.
Claims (18)
1. Procedimiento de decapado de un producto metálico (3) en desplazamiento que presenta en su superficie una capa de óxido, utilizando dicho procedimiento un decapado por láser por medio de al menos un láser de decapado (13), comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes, implementadas sucesivamente en cada sección de una pluralidad de secciones consecutivas del producto en desplazamiento:
- determinación de un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada de dicho producto metálico (3) en desplazamiento, correspondiente a una densidad de energía mínima necesaria para la expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada, comprendiendo:
emisión de pulsos láser de análisis por un sistema de emisión (20) que comprende una fuente láser (30), siendo los pulsos láser de análisis de longitud de onda igual y de duración de pulso igual a los del o de los láseres de decapado (13), en una porción de dicha sección considerada, para formar, dentro de dicha porción, una zona decapada desprovista de la capa de óxido,
captura de una imagen de la porción de la superficie impactada por dichos pulsos láser de análisis, determinación, a partir de dicha imagen, de una dimensión representativa de la zona decapada, evaluación, a partir de dicha dimensión representativa y de informaciones relativas al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido,
- emisión por el láser de decapado (13) de pulsos láser de decapado sobre la sección considerada para decaparla, siendo la densidad de energía de los pulsos de decapado superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido determinada,
el láser de decapado (13) estando controlado por una unidad de pilotaje (15) que recibe el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido determinado, de tal manera que cada punto de la sección considerada esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido.
2. Procedimiento de decapado según la reivindicación 1, donde la emisión de pulsos láser de análisis forma, dentro de dicha porción, una zona dañada, sobre la cual el metal subyacente a la capa de óxido ha sido dañado, y el procedimiento comprende además la determinación, a partir de dicha imagen, de una dimensión representativa de la zona dañada y la evaluación, a partir de la dimensión representativa de la zona dañada y de la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, de un umbral de densidad de energía de daño del metal, correspondiente a la densidad de energía por encima de la cual se constata una degradación de la superficie del producto metálico (3), bajo la capa de óxido.
3. Procedimiento de decapado según la reivindicación 2,caracterizado porquecomprende además una transmisión del umbral de densidad de energía de daño al sistema de emisión (20), yporqueen la sección siguiente del producto metálico (3) en desplazamiento, el sistema de emisión (20) de un pulso láser de análisis de energía adaptado de manera que en cualquier punto de la porción impactada por los pulsos láser de análisis, la densidad de energía sea inferior al umbral de densidad de energía de daño.
4. Procedimiento de decapado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la información relativa al perfil de energía comprende la forma del perfil de energía y la energía o potencia de los pulsos láser de análisis.
5. Procedimiento de decapado según la reivindicación 4, donde la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis y/o la determinación de la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis.
6. Procedimiento de decapado según la reivindicación 5, donde la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis, comprendiendo la desviación de una parte de cada pulso láser de análisis hacia un analizador de haz (64) y la evaluación de la forma del perfil de energía por el analizador de haz (64).
7. Procedimiento de decapado según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, donde la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la energía y/o de la potencia de los pulsos láser de análisis, que comprende la desviación de una parte de cada pulso láser de análisis hacia un potenciómetro, y la evaluación de la energía y/o de la potencia de los pulsos láser de análisis por el potenciómetro.
8. Procedimiento de decapado según la reivindicación 4, donde la etapa de determinación del umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido comprende la determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de pulsos láser auxiliares emitidos por el sistema de emisión (20), siendo los pulsos láser auxiliares distintos de los pulsos láser de análisis.
9. Procedimiento de decapado según la reivindicación 8, donde la determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de los pulsos láser auxiliares comprende:
la emisión de pulsos láser auxiliares por el sistema de emisión (20),
la orientación de los pulsos láser auxiliares hacia un analizador de haz (70) y/o hacia un potenciómetro (72) por medio de un dispositivo de barrido de espejo galvanométrico (74),
la evaluación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser auxiliares por el analizador de haz (64) y/o la evaluación de la energía y/o de la potencia de los pulsos láser auxiliares por el potenciómetro (72).
10. Procedimiento de decapado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el producto metálico (3) es una banda, una barra, una hoja, una placa, un tubo o un alambre.
11. Instalación de decapado láser de un producto metálico (3) en desplazamiento que presenta en su superficie una capa de óxido por medio de al menos un láser de decapado (13),caracterizada porquecomporta: - un conjunto de determinación (10) configurado para determinar, en cada una de una pluralidad de secciones sucesivas del producto metálico (3) en desplazamiento, un umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido, correspondiente a una densidad de energía mínima necesaria para la expulsión de la capa de óxido sobre la sección considerada, comprendiendo el conjunto de determinación (10):
un sistema de emisión (20) que comprende una fuente láser (30), estando configurado el sistema de emisión (20) para emitir, en una porción de dicha sección considerada, pulsos láser de análisis de longitud de onda y de duración de pulso iguales a los del o de los láseres de decapado (13), para formar, en el seno de dicha porción, una zona decapada desprovista de la capa de óxido, un sistema de adquisición de imágenes (22) configurado para adquirir una imagen de la porción impactada por los pulsos láser de análisis, durante el desplazamiento del producto,
un sistema de tratamiento (24) configurado para determinar, a partir de cada imagen adquirida por el sistema de adquisición de imágenes (22), una dimensión representativa de la zona decapada y para evaluar, a partir de dicha dimensión representativa y de información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido,
- un conjunto (12) de decapado láser que comprende al menos un láser de decapado (13) configurado para emitir pulsos láser de decapado sobre cada una de la pluralidad de secciones sucesivas del producto metálico en desplazamiento para decaparlo, y una unidad de pilotaje (15) configurada para recibir el umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido para esta sección considerada y para controlar la emisión, por el o los láseres de decapado (13), de pulsos láser de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión de la capa de óxido de tal manera que cada punto de la sección considerada esté expuesto en al menos un instante a una densidad de energía superior al umbral de densidad de energía de expulsión del óxido.
12. Instalación de decapado láser según la reivindicación 11, donde los pulsos láser de análisis están adaptados para formar, dentro de dicha porción, una zona dañada, sobre la cual el metal subyacente a la capa de óxido ha sido dañado por los pulsos láser de análisis, y el sistema de tratamiento (24) está configurado para determinar, a partir de dicha imagen, una dimensión representativa de la zona dañada y para evaluar, a partir de la dimensión representativa de la zona dañada y de la información relativa al perfil de energía de los pulsos láser de análisis, un umbral de densidad de energía de daño del metal, correspondiente a la densidad de energía por encima de la cual se constata una degradación de la superficie del producto metálico (3), bajo la capa de óxido.
13. Instalación de decapado láser según la reivindicación 12,caracterizada porqueel sistema de tratamiento (24) está configurado para transmitir al sistema de emisión (20) el umbral de densidad de energía de daño, yporqueel sistema de emisión (20) está configurado para adaptar la energía del pulso láser de análisis según el umbral de densidad de energía de daño de manera que en cualquier punto de la porción impactada de la sección siguiente del producto en desplazamiento, la densidad de energía sea inferior al umbral de densidad de energía de daño.
14. Instalación de decapado láser según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde, la información relativa al perfil de energía que comprende la forma del perfil de energía y la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis, la instalación de decapado láser comprende un sistema de determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis y/o un sistema de determinación de la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis.
15. Instalación de decapado láser según la reivindicación 14, donde el sistema de determinación de la forma del perfil de energía de los pulsos láser de análisis comprende un analizador de haz (64) y un dispositivo óptico (62), en particular una lámina separadora, configurada para desviar una parte de cada pulso láser de análisis hacia el analizador de haz (64), estando configurado el analizador de haz (64) para evaluar la forma del perfil de energía a partir de la parte del pulso láser de análisis desviada.
16. Instalación de decapado láser según cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, en el sistema de determinación de la energía o de la potencia de los pulsos láser de análisis comprende un potenciómetro y un dispositivo óptico (62), en particular una lámina separadora, configurado para desviar una parte de cada pulso láser de análisis hacia el potenciómetro, estando el potenciómetro configurado para evaluar la energía y/o la potencia de los pulsos láser de análisis a partir de la parte del pulso láser de análisis desviada.
17. Instalación de decapado según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde la información relativa al perfil de energía que comprende la forma del perfil de energía y la energía o la potencia de los pulsos láser de análisis, la instalación de decapado láser comprende un sistema de determinación de la forma del perfil de energía y/o de la energía o la potencia de pulsos láser auxiliares emitidos por el sistema de emisión (20), siendo los pulsos láser auxiliares distintos de los pulsos láser de análisis.
18. Instalación de decapado según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17,caracterizada porquepara tratar el conjunto de la superficie de dicho producto metálico que consiste en una banda, una barra, un tubo, una hoja, una placa o un alambre, comporta, repartidos en las proximidades de dicho producto metálico (3), un grupo de fuentes láser (30) y un grupo de láseres de decapado (13).
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