FR2574957A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AND REGULATING THE THICKNESS OF A THIN METAL COATING DEPOSITED ON A SUPPORT - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE CONTROLE ET DE REGULATION QUI COMPREND: D'UNE PART, UN CAPTEUR OU UN GROUPE DE CAPTEURS 26, 26 DE MESURE DE L'EPAISSEUR DU REVETEMENT DEPOSE SUR LE SUPPORT, DE PREFERENCE UNE BANDE METALLIQUE EN DEPLACEMENT CONTINU, LEDIT GROUPE DE CAPTEURS FOURNISSANT EN PERMANENCE LES INFORMATIONS RELATIVES AU PROFIL DU REVETEMENT OBTENU, ET, D'AUTRE PART, DES MOYENS DE REGULATION ASSOCIES 18, 18 COUVRANT LA MEME ZONE DE LA BANDE ET AGISSANT SUR L'EPAISSEUR DU REVETEMENT DESIREE.CONTROL AND REGULATION DEVICE WHICH INCLUDES: ON THE ONE HAND, A SENSOR OR A GROUP OF SENSORS 26, 26 FOR MEASURING THE THICKNESS OF THE COATING DEPOSITED ON THE SUPPORT, PREFERABLY A METAL TAPE IN CONTINUOUS MOVEMENT, THESE GROUP OF SENSORS PERMANENTLY PROVIDING INFORMATION RELATING TO THE PROFILE OF THE COATING OBTAINED, AND, ON THE OTHER HAND, ASSOCIATED MEANS OF REGULATION 18, 18 COVERING THE SAME AREA OF THE STRIP AND ACTING ON THE THICKNESS OF THE COATING DESIRED.
Description
1i 25749571i 2574957
La présente invention concerne le contrôle et la régulation de l'épais- The present invention relates to the control and regulation of the thickness
seur d'un revêtement métallique mince déposé sur un support conducteur, no- of a thin metallic coating deposited on a conductive support, no-
tamment une bande en déplacement continu. a continuously moving strip.
La présente invention concerne plus particulièrement une application particulière du procédé et du dispositif de mesure de l'épaisseur de couches métalliques minces, déposées sur un support conducteur, décrits dans le brevet The present invention relates more particularly to a particular application of the method and of the device for measuring the thickness of thin metallic layers, deposited on a conductive support, described in the patent.
français n 84 16 290, déposé le 24 octobre 1984 par la présente titulaire. French No. 84 16 290, filed on October 24, 1984 by this licensee.
Ce brevet français décrit un procédé de mesure d'épaisseur, caracté- This French patent describes a thickness measurement process, characteristic
risé en ce que cette épaisseur est déterminée à partir de la mesure des pertes correspondant à l'effet Joule, dûà aux courants de Foucault, qui apparaissent lorsqu'on approche de la surface métallique un circuit magnétique qui est excité par une tension alternative. Ce brevet décrit également un capteur pour la mise laughed in that this thickness is determined from the measurement of the losses corresponding to the Joule effect, due to the eddy currents, which appear when approaching the metal surface a magnetic circuit which is excited by an alternating voltage. This patent also describes a sensor for setting
en oeuvre de ce procédé.implementing this process.
Dans les installations de revêtements métalliques au trempé, comme, par exemple, des lignes de galvanisation de bandes métalliques en continu, le contrôle de l'épaisseur du revêtement s'effectue en un point qui est éloigné de l'endroit oh le dépôt proprement dit est effectué. Un tel contrôle d'épaisseur est In dipping metal coating installations, such as, for example, galvanizing lines of continuous metal strips, the coating thickness is checked at a point which is far from the place where the deposit itself is is done. Such thickness control is
réalisé à l'aide de moyens connus, tels que, par exemple, des jauges de revête- produced using known means, such as, for example, coating gauges
ment par rétro-diffusion du rayonnement ionisant. On utilise l'information déli- by back-scattering of ionizing radiation. We use the information
vrée par ces moyens de contrôle pour corriger le fonctionnement des moyens vrée by these control means to correct the functioning of the means
qui agissent sur l'épaisseur du revêtement encore liquide, au voisinage immé- which act on the thickness of the still liquid coating, in the immediate vicinity
diat de l'endroit o est effectué le dépôt. diat of the place where the deposit is made.
A cet effet, on utilise couramment des dispositifs connus sous le nom To this end, devices commonly known under the name are used.
de systèmes d'essorage pneumatique et dont un exemple de réalisation a été re- pneumatic wringing systems, an exemplary embodiment of which has been
présenté schématiquement, en coupe verticale, sur la Figure 1 des dessins an- shown schematically, in vertical section, in Figure 1 of the drawings an-
nexés. Ces systèmes consistent à mettre en oeuvre une mince lame de gaz qui attached. These systems consist in implementing a thin gas layer which
exerce,à l'emplacement de son impact sur la bande fraîchement revêtue du dé- exerts, at the location of its impact on the freshly coated strip of the
pôt liquide, une pression qui refoule l'excès de métal de revêtement vers le bain dans lequel la bande est trempée. Sur cette Figure 1, on voit, en 10, le bain de revêtement qui atteint le niveau 12 et qui est traversé par la bande 14, circulant en continu. Cette bande entrafne une couche d'excès de métal 16. Pour liquid liquid, a pressure which pushes the excess of coating metal towards the bath in which the strip is soaked. In this Figure 1, we see, at 10, the coating bath which reaches level 12 and which is crossed by the strip 14, circulating continuously. This strip entraps a layer of excess metal 16. To
refouler cette couche 16 dans le bain, des buses de soufflage 18, 18', compor- discharge this layer 16 into the bath, blowing nozzles 18, 18 ′, comprising
tant des fentes d'insufflation 24, 24', émettent une mince lame de gaz, de part et d'autre de la bande. Les buses sont alimentées en gaz à l'aide de conduits both insufflation slots 24, 24 'emit a thin strip of gas on either side of the strip. The nozzles are supplied with gas by means of conduits
2 25749572 2574957
, 20', qui sont munis de vannes de réglage, telles que 22. Pour modifier l'épaisseur résiduelle du revêtement sur la bande 14, on agit soit sur la pression du gaz soufflé au travers des fentes 24, Z4', soit sur la distance entre les buses de soufflage 18, 18' et la bande 14, soit encore sur la combinaison de ces deux réglages. On peut aménager une boucle de régulation entre le système de mesure de l'épaisseur de revêtement et le dispositif de soufflage de la lame de gaz en vue d'ajuster l'action de ce dispositif sur la bande 14, en fonction de l'épaisseur de revêtement constatée. Une telle boucle de régulation existe dans de nombreuses , 20 ', which are provided with adjustment valves, such as 22. To modify the residual thickness of the coating on the strip 14, one acts either on the pressure of the gas blown through the slots 24, Z4', or on the distance between the blowing nozzles 18, 18 ′ and the strip 14, or again on the combination of these two settings. A regulation loop can be arranged between the coating thickness measurement system and the gas blade blowing device in order to adjust the action of this device on the strip 14, as a function of the thickness. of coating found. Such a regulatory loop exists in many
installations, cependant, étant donné la distance qui existe entre le point de me- installations, however, given the distance between the point of
sure et le point oh s'effectue l'action de correction, il existe un retard dans l'ac- sure and the point oh the corrective action takes place, there is a delay in the ac-
tion de la régulation, et l'on observe des pertes importantes de produit, par ail- tion of the regulation, and there are significant losses of product,
leurs de bonne qualité, durant les périodes pendant lesquelles le fonctionnement de l'installation n'est pas en régime stabilisé (variations de vitesse, changement their of good quality, during the periods during which the operation of the installation is not in steady state (variations in speed, change
volontaire de l'épaisseur du revêtement, etc.). coating thickness, etc.).
A titre d'exemple, on peut mentionner que, pour une jauge de revête- As an example, it can be mentioned that, for a coating gauge-
ment positionnée à 90 mètres du bain de revêtement, sur une ligne fonctionnant positioned 90 meters from the coating bath, on a working line
à une vitesse de 60 m/mn, le temps nécessaire pour qu'un changement de l'épais- at a speed of 60 m / min, the time necessary for a change in thickness
seur de revêtement survenu soit enregistré par le système de mesure est de une minute et demi, et que le temps d'obtention d'un nouvel équilibre est de l'ordre de 2 à 3 minutes, ce qui représente au total un temps de fonctionnement perturbé de l'ordre de 3, 5 minutes à 4, 5 minutes, se traduisant par une perte sor of coating occurred is recorded by the measurement system is one minute and a half, and that the time to obtain a new equilibrium is of the order of 2 to 3 minutes, which represents a total of operating time disrupted on the order of 3.5 to 4.5 minutes, resulting in a loss
de bande qui est comprise entre 210 et 270 mètres. On peut remédier partielle- of band which is between 210 and 270 meters. We can partially remedy-
ment à cet inconvénient des systèmes classiques, en introduisant une modélisa- to this drawback of conventional systems, by introducing a modeling
tion mathématique du fonctionnement du système de soufflage de la mince lame Mathematical operation of the thin blade blowing system
de gaz, qui réduit la perte de bande détériorée. Cependant, dans toutes ces ap- gas, which reduces the loss of deteriorated tape. However, in all of these app-
plications, il est impossible d'agir de façon automatique et efficace sur le profil transversal du revêtement réalisé sur chaque face de la bande. Ce profil peut plications, it is impossible to act automatically and effectively on the transverse profile of the coating produced on each side of the strip. This profile can
varier en fonction de nombreux paramètres,contrôlables ou non, de fonctionne- vary depending on many parameters, controllable or not, of operation
ment de l'installation, et notamment lorsque la planéité de la bande, ou ses dé- of the installation, and in particular when the flatness of the strip, or its
formations, sont modifiées. On utilise, dans ce but, des dispositifs mécaniques de redressement de la planéité de la bande, mais leur efficacité s'est révélée training, are modified. For this purpose, mechanical devices for straightening the flatness of the strip are used, but their effectiveness has been revealed.
aléatoire pour des tôles de qualité médiocre. random for sheets of poor quality.
La présente invention se propose d'éliminer les inconvénients ren- The present invention proposes to eliminate the disadvantages
contrés dans les installations classiques mentionnées ci-dessus. countered in the conventional installations mentioned above.
La présente invention a donc pour objet, en premier lieu, un procédé pour le contrôle et la régulation de l'épaisseur d'un revêtement métallique mince déposé sur un support conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à recevoir The subject of the present invention is therefore, firstly, a process for controlling and regulating the thickness of a thin metallic coating deposited on a conductive support, characterized in that it consists in receiving
en continu et simultanément les informations relatives à l'épaisseur du revête- continuously and simultaneously information relating to the thickness of the coating
ment réalisé sur le support, par exemple une bande métallique en déplacement continu, en plusieurs points de celui-ci, et à transmettre ces informations à des ment made on the support, for example a continuously moving metal strip, at several points thereof, and to transmit this information to
moyens de régulation associés, couvrant la même zone de la bande, afin d'ajus- associated regulation means, covering the same zone of the strip, in order to adjust
ter l'action desdits moyens de régulation sur la bande en fonction de l'épaisseur ter the action of said regulating means on the strip as a function of the thickness
du revêtement constatée.of the coating found.
[O La présente invention vise, en second lieu, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispositif met en oeuvre: - d'une part, un capteur, ou un groupe de capteurs de mesure de [O The present invention aims, secondly, a device for the implementation of this method. This device implements: - on the one hand, a sensor, or a group of sensors for measuring
l'épaisseur de revêtement, du type décrit dans le brevet français mentionné ci- the coating thickness, of the type described in the French patent mentioned above
dessus, ledit groupe de capteurs, fixé sur le dispositif de soufflage décrit ci- above, said group of sensors, fixed to the blowing device described above
L5 dessus en référence à la Figure 1, fournissant en permanence les informations relatives au profil du revêtement réalisé par ce dispositif de soufflage, ce qui permet d'éviter tout retard entre l'instant o le revêtement est formé et l'instant oh l'information sur ce revêtement est fournie par le moyen de mesure; et, L5 above with reference to FIG. 1, permanently supplying information relating to the profile of the coating produced by this blowing device, which makes it possible to avoid any delay between the instant when the coating is formed and the instant when the information on this coating is provided by the measuring means; and,
- d'autre part, des buses de soufflage permettant de modifier locale- - on the other hand, blowing nozzles allowing local modification -
O ment les conditions de soufflage sur la bande, afin d'agir sur l'épaisseur rési- O ment the blowing conditions on the strip, in order to act on the thickness
duelle de la couche de métal liquide, c'est-à-dire sur l'épaisseur du revêtement désirée. Selon une caractéristique de l'invention, chaque capteur ou groupe de capteurs de mesure de l'épaisseur du revêtement est associé à un moyen conçu de facon à modifier les conditions de soufflage intéressant la zone de la bande concernée par ce capteur ou ce groupe de capteurs. Ce résultat peut être obtenu à l'aide d'une boucle de régulation analogique, numérique, etc. Selon un autre aspect de cette invention, celle-ci vise différents modes de réalisation de buses de soufflage, pouvant être utilisées dans le dispositif de dual of the liquid metal layer, that is to say on the desired coating thickness. According to a characteristic of the invention, each sensor or group of sensors for measuring the thickness of the coating is associated with a means designed to modify the blowing conditions affecting the zone of the strip concerned by this sensor or this group of sensors. This can be achieved using an analog, digital, etc. control loop. According to another aspect of this invention, it relates to different embodiments of blowing nozzles, which can be used in the device for
contrôle et de régulation de l'épaisseur du revêtement spécifié ci-dessus. control and regulation of the thickness of the coating specified above.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res- Other features and advantages of the present invention are-
sortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui will emerge from the description given below with reference to the accompanying drawings, which
en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. illustrate various embodiments thereof without any limiting character.
Sur ces dessinsOn these drawings
- la Figure 1 est une vue schématique, en coupe verticale, de l'instal- - Figure 1 is a schematic view, in vertical section, of the installation
lation de type connu décrite ci-dessus - la Figure 2 est une vue similaire à la Figure 1, représentant un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention; et, - les Figures 3 et 4 sont des vues schématiques, à plus grande échelle, représentant, en coupe verticale, des exemples de réalisation de buses de souf- lation of known type described above - Figure 2 is a view similar to Figure 1, showing an embodiment of a device according to the invention; and, - Figures 3 and 4 are schematic views, on a larger scale, showing, in vertical section, examples of embodiment of blow nozzles.
flage mises en oeuvre dans le dispositif selon l'invention. flage implemented in the device according to the invention.
En se référant en premier lieu à la Figure 2, on voit que le dispositif selon la présente invention comprend des capteurs de mesure de l'épaisseur du revêtement déposé sur la bande 14. Ces capteurs 26, 26' (ou groupes de capteurs) sont de préférence du type décrit dans le brevet français n 84 16 290. Chaque capteur ou groupe de capteuerest fixé sur le système de soufflage constitué par Referring first to Figure 2, we see that the device according to the present invention comprises sensors for measuring the thickness of the coating deposited on the strip 14. These sensors 26, 26 '(or groups of sensors) are preferably of the type described in French patent n 84 16 290. Each sensor or group of collectors is fixed to the blowing system constituted by
les buses 18, 18', analogues aux buses décrites ci-dessus en référence à la Fi- nozzles 18, 18 ', similar to the nozzles described above with reference to Fig.
gure 1. Les capteurs fournissent donc en permanence les informations relatives au profil du revêtement obtenu par le soufflage de la mince lame de gaz au travers des fentes 24, 24' des buses de soufflage 18, 18'. Ainsi qu'on l'a précisé ci-dessus, il n'existe pas de retard entre le moment oh se forme le revêtement et l'instant oh l'information relative au revêtement est fournie par les capteurs de mesure 26, 26'. Selon l'invention, on réalise les buses de soufflage 18, 18' de façon à permettre de modifier localement les conditions de soufflage sur la bande et d'agir ainsi sur l'épaisseur résiduelle de la couche de métal liquide, c'est-à-dire sur gure 1. The sensors therefore permanently supply the information relating to the profile of the coating obtained by blowing the thin blade of gas through the slots 24, 24 ′ of the blowing nozzles 18, 18 ′. As specified above, there is no delay between the time when the coating is formed and the time when the information relating to the coating is provided by the measurement sensors 26, 26 '. According to the invention, the blowing nozzles 18, 18 ′ are produced so as to make it possible to locally modify the blowing conditions on the strip and thus to act on the residual thickness of the layer of liquid metal, ie to say on
l'épaisseur du revêtement métallique mince déposé sur la bande 14. the thickness of the thin metallic coating deposited on the strip 14.
Les Figures 3 et 4 représentent des exemples de réalisation de buses Figures 3 and 4 show examples of embodiments of nozzles
pouvant être utilisées dans le dispositif illustré par la Figure 2. can be used in the device illustrated in Figure 2.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 3, la buse de In the embodiment shown in Figure 3, the nozzle
soufflage est munie, en amont de la fente d'éjection 24 du gaz, d'une ou de plu- blowing is provided, upstream of the gas ejection slot 24, with one or more
sieurs ouvertures de fuite 28, permettant de réduire localement le débit trayer- leakage openings 28, making it possible to locally reduce the flow through the trencher
locales sant la fente 24, sans en modifier la direction, mais en modifiant les. conditions/de l'essorage. Ce débit de fuite est réglé par l'intermédiaire de vannes, telles que , placées sur un tuyau de dégagement et actionnées par l'intermédiaire d'une local sant the slot 24, without changing the direction, but by changing the. conditions / spin. This leakage rate is regulated by means of valves, such as, placed on a relief pipe and actuated by means of a
boucle de régulation qui reçoit l'information à partir du signal de l'un ou de plu- control loop which receives information from the signal of one or more
sieurs des capteurs de mesure d'épaisseur 26, 26', placés au-dessus de la buse of the thickness measurement sensors 26, 26 ′, placed above the nozzle
de soufflage.blowing.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 4, on utilise une buse de soufflage déformable, ce qui permet de modifier l'épaisseur de la In the embodiment shown in Figure 4, a deformable blowing nozzle is used, which makes it possible to modify the thickness of the
lame mince de gaz insufflé au travers de la fente 24. A cet effet, la buse cornm- thin blade of gas blown through the slot 24. For this purpose, the nozzle
porte un élément fixe 36 et un élément mobile 36' qui est monté sur l'élément carries a fixed element 36 and a movable element 36 'which is mounted on the element
fixe par l'intermédiaire d'une lame déformable 32. On utilise un organe de com- fixed by means of a deformable blade 32. A com- ponent is used
mande, tel qu'une vis 34 ou un vérin, pour réaliser la déformation de la buse. mande, such as a screw 34 or a jack, to achieve the deformation of the nozzle.
On obtient ainsi une modification locale des conditions de soufflage, grâce à l'ac- A local modification of the blowing conditions is thus obtained, thanks to the ac-
tion de la vis 34 sur l'élément déformable 36' de la buse, ce qui permet de faire tion of the screw 34 on the deformable element 36 'of the nozzle, which makes it possible to make
varier la largeur de la fente de soufflage sous l'effet de l'action du circuit de ré- vary the width of the blowing slot under the effect of the action of the return circuit
gulation recevant les informations délivrées par le ou les groupes de capteurs de mesure de l'épaisseur du revêtement associés aux buses et à leurs systèmes de gulation receiving the information delivered by the group or groups of sensors for measuring the thickness of the coating associated with the nozzles and their systems
commande de déformation (vis 34, vérin ou similaire). deformation control (screw 34, cylinder or the like).
Le procédé et le dispositif objet de la présente invention s'appliquent plus particulièrement à la galvanisation. Cependant, l'invention n'est pas limitée The method and the device which are the subject of the present invention apply more particularly to galvanization. However, the invention is not limited
à cette application, et elle n'est pas limitée non plus à une régulation du revête- to this application, nor is it limited to regulation of the coating.
ment liquide par essorage pneumatique. On peut en effet envisager des techniques liquid liquid by pneumatic spinning. We can indeed consider techniques
de détection d'épaisseur, dans lesquelles on introduit la possibilité d'action lo- thickness detection, into which the possibility of lo-
cale sur l'épaisseur du revêtement, en jouant sur un ou plusieurs paramètres shim on the thickness of the coating, playing on one or more parameters
régissant le procédé de dépôt.governing the filing process.
X6 2574957X6 2574957
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