FR2704241A1 - Procédé de régulation d'électro-déposition sur une bande de métal. - Google Patents

Abstract

L'une des faces d'une bande métallique formant cathode défile en continu à une vitesse déterminée dans un électrolyte devant des anodes (741 à 74N ; 751 à 75N ), alimentées respectivement par des redresseurs commandables (R1 à RN ). La bande est partagée en des incréments de longueur fixe et de largeur et taux de revêtement prédéterminés. Préalablement est déterminé un courant total pour assurer les revêtements des incréments. Puis le procédé de régulation comprend la détermination d'un nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement, la détermination d'un courant prévisionnel pour chaque redresseur en équirépartissant le courant total parmi lesdits redresseurs à mettre en fonctionnement, et la détermination de consignes de courant à appliquer aux redresseurs à mettre en fonctionnement. Le procédé est cyclique pour chacune des faces de la bande (1).

Description

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Procédé de régulation d'électro-déposition sur une bande de métal La présente invention a trait d'une manière générale à l'électro- déposition de métal sur une

bande de métal défilant en continu.

Elle concerne plus particulièrement un procédé de régulation de dépôt électrolytique d'un revêtement de métal sur une bande de métal formant cathode et défilant en continu à une vitesse déterminée dans un électrolyte, devant des anodes disposées périodiquement. Les anodes sont alimentées en courant continu respectivement par des redresseurs commandables, et le revêtement déposé sur la bande

dépend du courant débité par chaque redresseur.

La technique d'électro-déposition de métal est utilisée par exemple par l'étamage d'une bande métallique, comme décrit dans le brevet FR-B-2 590 278 qui se rapporte plus particulièrement à la régulation du dépôt de métal à l'aide d'un microprocesseur. Dans ce document est décrit un procédé de régulation de la quantité d'un métal déposée par voie électrolytique sur une bande à revêtir défilant en continu dans une installation de dépôt comportant plusieurs réservoirs remplis d'électrolyte. La bande passe sur un rouleau conducteur formant cathode associé à chaque réservoir et le métal de revêtement est fourni par des barres dudit métal portées par des ponts conducteurs, formant anodes, disposés dans chaque réservoir sur une partie du trajet de la bande dans ledit réservoir. Le procédé consiste à calculer à chaque déplacement de la bande entre deux ponts successifs, le dépôt de métal sous chaque pont en fonction de

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l'intensité du courant d'alimentation de ce pont, de la vitesse de la bande et du rendement du pont, à suivre séparément chaque longueur de bande égale à la distance entre deux ponts successifs en cumulant les dépôts de métal successifs, à établir le bilan du dépôt sous le dernier pont débitant du courant afin de déterminer l'intensité nécessaire sous ce pont pour compléter le dépôt de métal, à déterminer l'intensité globale nécessaire pour obtenir l'intensité désirée sous ce dernier pont, et à chaque acquisition d'une mesure moyenne sur toute la largeur de la bande, à calculer en tenant compte de la distance de transfert, l'écart entre cette valeur moyenne et une valeur de consigne préétablie en déterminant un coefficient correcteur des rendements théoriques du dépôt de métal sous chaque pont. Le procédé comprend notamment la mesure du métal déposé sur chaque face à l'aide d'une jauge à balayage périodique, disposée à la sortie de l'installation, la régulation du dépôt étant assurée à partir de

données délivrées par la jauge.

Ce procédé diminue la sensibilité de l'installation aux transitoires de vitesse, par rapport à des installations manuelles. Cependant, un tel procédé ne règle pas parfaitement le problème des

transitoires de revêtement.

La présente invention vise à fournir un procédé de régulation de revêtement électrolytique qui s'adapte rapidement aux transitoires de revêtement, de manière à ce qu'une faible longueur de bande soit perdue en cas de transitoire de revêtement. En outre, la présente invention vise à fournir un procédé de régulation de revêtement insensible aux transitoires

de vitesse.

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A cette fin, un procédé de régulation de dépôt électrolytique d'un revêtement de métal sur l'une des faces d'une bande de métal, ladite bande de métal formant cathode et défilant en continu à une vitesse déterminée dans un électrolyte devant des anodes, les anodes étant alimentées respectivement par des redresseurs commandables ayant des limites en courant inférieures et supérieures respectives, la bande étant partagée en des incréments ayant une longueur fixe, chaque incrément ayant une largeur et un taux de revêtement prédéterminés, le procédé débutant par la détermination d'un courant total nécessaire pour assurer les revêtements des incréments entre les anodes en fonction desdits taux, largeurs et de ladite vitesse, est caractérisé par la détermination d'un nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement en fonction du courant total et de limites en courant inférieures des redresseurs, la détermination d'un courant prévisionnel pour chaque redresseur en équirépartissant le courant total parmi lesdits redresseurs à mettre en fonctionnement entre lesdites limites en courant respectives, et la détermination de consignes de courant à appliquer aux redresseurs à mettre en fonctionnement, une consigne pour un redresseur donné relié à une anode étant fonction des largeurs de bande et taux de revêtement de l'incrément de bande localisé devant ladite anode et des consignes de courant des redresseurs précédant le redresseur donné et étant

inférieure au courant prévisionnel dudit redresseur.

Le procédé est mis en oeuvre de manière cyclique pour

chacune des faces de bande à revêtir.

Avantageusement, le courant total nécessaire est le courant nécessaire pour revêtir l'incrément ayant le produit largeur par taux de revêtement le plus

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élevé. Ainsi, un sur-revêtement est imposé par rapport à un sousrevêtement au voisinage d'une soudure entre deux portions de bande successives devant supporter des épaisseurs de revêtement différentes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement dépend d'une densité de courant souhaitée pour le revêtement, et d'une densité de courant minimale au dessous de laquelle il n'est pas souhaité de descendre pour le revêtement. La densité de courant a

une influence sur l'aspect du revêtement.

Dans un autre aspect de l'invention, la détermination du courant prévisionnel de chaque redresseur dépend d'un état en service ou hors service de chaque redresseur et d'un état consigné ou

non consigné de chaque redresseur.

La détermination cyclique du courant prévisionnel de chaque redresseur ne dépend pas de l'état consigné dans le cas o l'équirépartition du courant total nécessaire n'est pas possible sur seulement les redresseurs non consignés. Dans tous les cas, la détermination des courants prévisionnels des redresseurs a pour résultat un ensemble de courants prévisionnels non nuls associés aux redresseurs en fonctionnement et un ensemble de

courants prévisionnels nuls.

Selon une autre caractéristique, la détermination cyclique des consignes de courant des redresseurs a pour résultat un ensemble de consignes de courant non nulles associées aux redresseurs en fonctionnement et un ensemble de consignes de courant nulles. Un courant prévisionnel d'un redresseur nul, respectivement non nul, entraîne une consigne de courant pour le redresseur nulle, respectivement non nulle.

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Selon encore une autre caractéristique, le procédé comprend, pour chaque redresseur, le calcul du rapport de la consigne de courant du redresseur et de la vitesse actuelle de défilement de la bande, et l'affectation de ce rapport à l'incrément de bande présent devant les anodes alimentées par ce redresseur. Le procédé comprend, pour chaque incrément de bande présent devant les anodes alimentées par un redresseur, le calcul du vécu qui est la somme des rapports de la consigne de courant et de la vitesse actuelle, calculés pour les redresseurs précédents et

affectés à cet incrément.

Avantageusement, pour chaque redresseur, le calcul de la consigne de courant prend en compte le vécu de l'incrément de bande présent devant les

anodes alimentées par le redresseur.

De préférence, un redresseur au moins est toujours en fonctionnement, et ce redresseur est le

dernier redresseur.

Avantageusement, chaque redresseur en fonctionnement reçoit une consigne de courant supérieure ou égale à une valeur minimale prédéterminée. Dans un autre aspect de l'invention, le premier redresseur est toujours en fonctionnement et il reçoit une consigne de courant égale à une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la

lecture de la description suivante de plusieurs

réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est un diagramme schématique d'une ligne d'étamage électrolytique;

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- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une unité d'étamage incluse dans la ligne de la figure 1; - la figure 3 est un bloc-diagramme du circuit de commande des régulateurs de l'unité d'étamage; - la figure 4 est un algorithme de détermination du courant total, du nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement et du courant moyen par redresseur en fonctionnement, pour étamer une bande de métal; la figure 5 est un algorithme de détermination des courants prévisionnels des premier et dernier redresseurs de l'unité d'étamage; - la figure 6 est un algorithme de détermination des courants prévisionnels des redresseurs autres que les premier et dernier redresseurs de l'unité d'étamage; - la figure 7 est un algorithme de correction des courants prévisionnels des redresseurs; et - la figure 8 est un algorithme de détermination

des consignes de courant appliquées aux redresseurs.

En référence à la figure 1, une ligne d'étamage d'acier comprend en amont un dispositif de débobinage 2, qui déroule des bobines de bandes d'acier à étamer

ayant a priori des largeurs et longueurs différentes.

Un dispositif de soudage 3 raboute les bandes de métal provenant d'une bobine en fin de débobinage et d'une bobine en début de débobinage, afin de constituer une bande d'acier continue 1. La bande 1 traverse une tour à boucles 4 qui comprend des

rouleaux supérieurs 41 et des rouleaux inférieurs 42.

La bande 1 passe alternativement sur les rouleaux supérieurs et inférieurs, de sorte que la

tour à boucles joue le rôle d'accumulateur de bande.

Pendant l'opération de soudage de la fin de la bande d'une bobine avec le début de la bande d'une bobine

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suivante, le défilement de la bande est interrompu au niveau du dispositif de soudage 3. Les rouleaux inférieurs 42 de la tour à boucles 4 montent progressivement vers les rouleaux supérieurs 41, de manière à diminuer la quantité de bande 1 accumulée et ainsi alimenter sans interruption la partie de la ligne en aval de la tour à boucles 4. Lorsque l'opération de soudage est terminée, le défilement de la bande depuis la nouvelle bobine jusqu'à la tour à boucles 4 reprend, et la tour à boucles accumule à nouveau une quantité de bande en abaissant progressivement les rouleaux inférieurs. Ainsi, les opérations de changement de bobine et de soudage n'interviennent pas sur le défilement de la bande en aval de la tour à boucles 4, lequel défilement

demeure continu.

A la suite de la tour à boucles, la bande 1 passe dans une unité de dégraissage 5 et une unité de décapage 6, afin de préparer la surface de la bande à être étamée. La bande 1 traverse ensuite une unité d'étamage proprement dite 7, qui sera décrite en détail en référence à la figure 2. Apres l'opération d'étamage, la bande entre dans un dispositif de refusion 8, afin de refondre l'étain pour améliorer l'accrochage de l'étain et la résistance à la corrosion. La bande 1 traverse alors un dispositif de traitement chimique 9 pour passiver la surface étamée, par exemple par chromatation. La passivation améliore également la résistance à la corrosion ainsi que notamment l'adhérence de vernis sur la surface étamée. La bande 1 parvient ensuite à une seconde tour à boucles 10 puis à un dispositif de cisaillage et bobinage 11, qui enroule la bande en bobines. La tour à boucles 10 joue un rôle d'accumulateur inverse à celui de la tour 4. Lorsque le dispositif de

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cisaillage et bobinage 11 termine une bobine avant d'en commencer une nouvelle, la tour à boucles accumule la bande à bobiner jusqu'à ce que le dispositif de bobinage soit prêt à bobiner la nouvelle bobine. Les bobines d'acier étamé sont ensuite découpées, mises en forme et assemblées, pour former

par exemple des emballages de produits alimentaires.

En référence à la figure 2, l'unité d'étamage 7 comprend N bacs identiques 711 à 71N contenant de l'électrolyte, non représenté, chaque bac constituant une période élémentaire de l'unité 7. N est un entier positif, égal par exemple à dix ou onze. Dans le but de ne pas surcharger la figure 2, seuls le premier bac 711, un bac quelconque suivant 71n et le dernier bac 71N ont été complètement représentés, o n est un indice entier compris entre 1 et N. Dans le fond de chaque bac est monté à rotation un rouleau déflecteur 721 à 72N sous lequel passe en continu la bande 1 à étamer. Les rouleaux 721 à 72N sont en matière non conductrice. Au dessus des parois transversales des bacs, des seconds rouleaux 731 à 73N+1 en matière conductrice assurent la tension de la bande et son

transfert successif dans tous les bacs.

Dans chacun des N bacs 711 à 71N, la bande défile entre deux paires d'anodes verticales 741 et 751 à 74N et 75N, sous la forme de barres d'étain juxtaposées verticalement dans un support. Chaque anode est en regard d'une portion de longueur de l'une des faces supérieure et inférieure de la bande qui constitue la cathode de la réaction électrolytique. Les rouleaux 731 à 73N+1 et par conséquent la bande 1 sont référencés à un même

potentiel de cathode.

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Pour le premier bac 711, un redresseur R1 alimente en courant continu à travers un diviseur de courant 78, d'une part la paire d'anodes 741, en regard d'une portion de face inférieure de la bande, et d'autre part la paire d'anodes 751 en regard d'une portion de face supérieure de la bande. Dans l'un quelconque des N-1 bacs suivants 71n, un redresseur commandable Rn alimente les deux anodes en regard de la face inférieure de la bande et un redresseur analogue Ren alimente les deux anodes en regard de la face supérieure de la bande. Selon une variante de réalisation non représentée, chacune des deux paires d'anodes dans le premier bac est alimentée par un redresseur respectif, de manière analogue aux N-1 bacs suivants. Selon une autre variante, dans un ou plusieurs bacs contenant deux paires d'anodes, chaque anode est alimentée individuellement par un redresseur. Un dispositif de mesure de vitesse de défilement de la bande, non représenté, par exemple sous la forme d'un générateur d'impulsions de défilement, est

disposé dans l'unité d'étamage 7.

L'étamage d'une face donnée, supérieure ou inférieure de la bande 1, est réalisé par réaction électrolytique entre la cathode, c'est-à- dire la bande, et la succession d'anodes en regard de la face. Chacune des anodes étant alimentée en courant continu par un redresseur, la réaction électrolytique entre la face de bande et l'anode dépend du courant fourni par le redresseur. L'étamage d'une face est indépendant de l'étamage de l'autre face, aux

courants de fuite près.

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A un instant donné, la longueur de bande développée dans l'unité d'étamage 7 entre les rouleaux supérieurs d'extrémité 731 et 73N+1 est décomposée en une suite de N incréments de bande de longueur fixe. La longueur d'un incrément est par exemple égale à la longueur de bande comprise entre les tangentes supérieures horizontales de deux rouleaux supérieurs successifs 73n et 73n+1. Un incrément de bande est caractérisé par sa largeur et par les épaisseurs de revêtement spécifiées sur les faces de l'incrément. Cette longueur d'incrément est indépendante de la localisation des paires d'anode: par exemple, une paire d'anodes pour le revêtement de face inférieure de bande est localisée en regard du rouleau inférieur 72; ou les paires d'anodes ou les anodes s'étendent horizontalement dans un grand bac unique et sont réparties entre des rouleaux entre

lesquels défilent horizontalement la bande de métal.

Un incrément de bande passe successivement dans tous les bacs d'électrolyse, selon la réalisation illustrée à la figure 2, c'est-à- dire qu'il reçoit sur chaque face des dépôts d'étain résultant de l'électrolyse déterminée par l'intensité des redresseurs. Pour que le revêtement spécifié sur une face de l'incrément de bande soit réalisé il faut que soit vérifié le rapport INTENSITE k x LARGEURx REVETEMENT VITESSE p dans lequel: INTENSITE est l'intensité "reçue" par la face de l'incrément; VITESSE est la vitesse de défilement de la bande; k est une constante dépendant du métal déposé et des unités; LARGEUR est la largeur de l'incrément; REVETEMENT est la densité surfacique, dit également taux d'étamage, du revêtement souhaité de la face de l'incrément, exprimée en g/m2; et À p est le rendement cathodique de l'électrolyse. En référence à la figure 3, un circuit de commande pour commander les régulateurs de l'unité d'étamage 7 comprend une unité de commande 30, reliée à l'unité d'étamage 7, afin de recevoir des informations de mesures à des fins d'affichage et de transmettre des commandes, notamment de régulation des redresseurs. L'unité de commande est d'autre part reliée à une mémoire programmable 31 dans laquelle sont mémorisés l'algorithme de régulation et les grandeurs calculées par ce programme. Enfin, l'unité de commande est relié à une interface opérateur 32, comprenant par exemple un écran, un clavier alphanumérique et une imprimante, de sorte qu'un opérateur entre des données concernant la bande à étamer et lit en temps réel les différents paramètres de l'étamage et des données concernant la bande transmises à la mémoire 31 par un moyen informatique

extérieur au circuit de commande.

En référence aux figures 4, 5, 6, 7 et 8 est expliquée ci-après la détermination des consignes de courant des redresseurs de l'unité d'étamage 7 conformément à l'invention, qui est composée d'étapes opératoires d'un algorithme programmé dans la mémoire 31. Cet algorithme comprend une première partie de préréglage E40 à E76, qui détermine le courant total nécessaire à appliquer sur une face de bande par

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l'ensemble des redresseurs, le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement et le courant prévisionnel délivré par chaque redresseur. L'algorithme comprend une seconde partie de calcul E80 à E87 au cours de laquelle la consigne de chaque redresseur est calculée en fonction du courant total à appliquer sur la face et le courant déjà appliqué par les

redresseurs précédents.

L'algorithme est déroulé cycliquement, suivant une période prédéterminée, par exemple 500 ms, pour chacune des faces à étamer. La période de déroulement de l'algorithme est fixe et est notamment indépendante de la longueur fixe des incréments de bande ou de la vitesse variable de défilement de la

bande dans l'unité d'étamage 7.

Dans la suite, une seule face à étamer est considérée, les redresseurs associés à cette face, qu'elle soit inférieure ou supérieure, sont notés R1 à RN. En référence plus particulièrement à la figure 4, l'algorithme de détermination du courant total à appliquer, du nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement et du courant moyen par redresseur en fonctionnement, pour étamer une face de bande

comprend les étapes suivantes E40 à E43.

L'étape E40 est la lecture en mémoire: - de la largeur de chaque incrément de bande: LARGEUR(n) avec 1<n<N, en considérant les N incréments de bande présents à un instant donné dans une unité d'étamage 7 à N bacs 711 à 71N, - du taux de revêtement spécifié de chaque incrément, en g/m2: RSPECIFIE(n), avec l<n<N, - du courant maximal débité par chaque redresseur, en ampères: IBUTEE(n), avec l<n<N,

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- de la vitesse actuelle de défilement de la bande: VACTU, - de la table de rendement cathodique en fonction du nombre de redresseurs en fonctionnement et de l'intensité moyenne débitée par ces redresseurs : TAB(p), et - de la densité de courant en A/dm2, à laquelle l'opérateur souhaite travailler et de la densité de courant minimale en A/dm2, en deçà de laquelle l'opérateur ne souhaite pas travailler: DENS et

DENSMIN, respectivement.

Les valeurs de LARGEUR(n) et RSPECIFIE(n) dépendent de la bande à étamer et du revêtement souhaité sur la face de bande. Les valeurs de IBUTEE(n) sont définies par l'opérateur pour chaque redresseur et correspondent à une limitation en courant (bridage) des redresseurs. La vitesse actuelle VACTU de la bande est prélevée cycliquement dans le dispositif de mesure de vitesse pour être mémorisée. La table de rendement cathodique est

stockée en mémoire.

La densité de courant DENS et la densité de courant minimale DENSMIN sont définies par l'opérateur. Ces deux derniers paramètres sont considérés pour améliorer l'aspect de la bande étamée. En effet, des phénomènes par exemple dits "de bords blancs", qui sont à éviter, sont liés à la densité de courant reçue par la bande, indépendamment de l'intensité totale reçue, donc de l'épaisseur de revêtement. L'étape E41 comprend le calcul des produits suivants relatifs aux N incréments de la bande 1 présents dans l'unité 7: LARGEUR(n) x RSPECIFIE(n) pour 1<n<N, et la détermination du plus grand de ces

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produits, noté L x R. La recherche de ce plus grand produit se justifie en imposant un sur-revêtement par rapport à un sous-revêtement au voisinage d'une soudure entre deux bandes successives devant supporter des épaisseurs de revêtement différentes. En variante, RSPECIFIE(n) est remplacé par un revêtement RVISE(n), objet d'un calcul préalable: RVISE(I) = A x RSPECIFIE(n) + B x RSPECIFIE AUTRE FACE(n) + C, dans lequel RSPECIFIE AUTRE FACE(n) désigne le taux de revêtement spécifié pour l'autre face de

l'incrément de bande et A, B, C sont des constantes.

La constante B dépend du courant de fuite qui existe entre les deux faces et du taux de revêtement

spécifié sur la face considérée.

A l'étape E41 sont également calculées des valeurs du courant correspondant aux densités de courant DENS et DENSMIN: IDENS et IDENSMIN, à partir de la largeur correspondant au produit L x R, o R

est RSPECIFIE ou en variante RVISE.

Enfin le rendement cathodique pO est

initialement fixé à 1.

L'étape E42 comprend le calcul du courant total qui est nécessaire pour effectuer le revêtement de l'incrément le plus exigeant, c'est-à- dire celui correspondant au produit L x R: LxR ITOTAL = k x LxR x VACTU Po A L'étape E42 est également calculé un nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement NBR, en plus du premier redresseur R1, en dépendance du courant total calculé ITOTAL; le premier redresseur est mis obligatoirement en fonctionnement et délivre 1' intensité constante IBUTEE(1), et chaque redresseur

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suivant mis en fonctionnement délivre le courant

IDENS:

NBR = ENT((ITOTAL - IBUTEE(1)>

NBR = ENTI'

t IDENS Dans cette relation, ENT désigne la partie

entière du quotient de la division (ITOTAL -

IBUTEE(1))/IDENS. La partie décimale de la division

précédente est désignée par DEC.

Si la partie décimale DEC est égale ou

IDENSMIN

supérieure au rapport, alors le nombre NBR IDENS

est majoré de 1.

L'étape E43 comprend le calcul du courant moyen IMOY délivré par chacun des NBR redresseurs mis en fonctionnement, le premier redresseur délivrant

IBUTEE(1):

=M (ITOTAL - IBUTEE(1))

IMOY =

NBR A l'étape E43 est également vérifiée la convergence des calculs, par détermination du rendement cathodique Pl en fonction du courant IMOY et du nombre de redresseurs en fonctionnement NBR,

avec la table de rendement cathodique TAB(p).

Si la différence (po - Pl) est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé, les calculs sont recommencés, à partir du calcul de ITOTAL (étape E42), avec la nouvelle valeur de rendement cathodique Pl. Les valeurs de ITOTAL, NBR et IMOY sont recalculées et un nouveau rendement cathodique est déterminé à partir de la table TAB(p); les calculs

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sont recommmencés autant de fois que nécessaire pour assurer la convergence. En pratique, avec un seuil fixé à 0,05, deux ou trois itérations sont suffisantes. En variante, le calcul de ITOTAL, NBR et IMOY est réalisé une seule fois, avec un rendement cathodique fixe, par exemple égal à 1, et la convergence des calculs n'est pas vérifiée. Cette variante, quoique moins précise, ne nécessite pas la

table TAB(p).

Apres la détermination des valeurs ITOTAL, NBR et IMOY, l'algorithme passe à la partie de calcul des courants prévisionnels des redresseurs qui est composée d'étapes E50 à E54 pour déterminer des courants prévisionnels des premier et dernier redresseurs R1 et RN, d'étapes E60 à E64 pour déterminer des courants prévisionnels des autres redresseurs R2 à RN_1, et d'étapes E70 à E76 pour

corriger les courants prévisionnels.

En référence à la figure 5, l'étape E50 consiste en la lecture en mémoire: - de l'état en service ou hors service de chaque redresseur: ETATREDESHS(n), avec 1<n<N, qui est une valeur logique valant "1" si le redresseur Rn est en service, c'est-à-dire susceptible de délivrer un courant, ou "O" sinon, - de l'état consigné ou non consigné de chaque redresseur: ETATCONSIGNE(n), avec l<n<N, qui est une valeur logique fixée par l'opérateur, valant "0" si le redresseur est consigné, c'est-à- dire si l'opérateur ne souhaite l'utiliser qu'en cas de nécessité absolue, ou "1" si le redresseur n'est pas consigné.

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Afin de mieux fixer les idées, un redresseur quelconque Rn avec 1 < n < N peut être dans les états suivants. Il peut être hors service, en raison d'opération de maintenance par exemple; il n'est pas apte à délivrer un courant et ne sera pas mis en fonctionnement. Il peut également être en service, il est alors

apte à délivrer du courant.

Si le redresseur Rn est en service, il peut être non consigné, il est alors sélectionnable sans restriction par l'algorithme pour être mis en fonctionnement, c'est-à-dire délivrer effectivement

du courant.

Si le redresseur Rn est en service, il peut être consigné, il ne sera alors choisi par l'algorithme pour être mis en fonctionnement qu'en cas de nécessité absolue, comme il sera exposé dans la suite. Des variables de travail sont initialisées à l'étape E51, ainsi que les valeurs des courants prévisionnels délivrés par les redresseurs R1 à RN:

IPREV(n), avec 1<n<N.

Les variables de travail sont: - INTAREPARTIR: intensité à répartir, initialisée à la valeur ITOTAL calculée à l'étape E42; - NB: nombre de redresseur à utiliser, en plus du premier, initialisé à la valeur NBR calculée à l'étape E42; - CUMULAREPARTIR: cumul des courants qu'il est impossible de faire débiter aux redresseurs, en raison de leur limitation en courant, initialisé à la valeur "0"; et

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- CUMULDISPO: cumul des courants qu'il est encore possible de faire débiter aux redresseurs qui ne sont pas en butée, c'est-à-dire qui n'ont pas encore atteint leurs limitations en courant, initialisé à la valeur "O". L'étape E52 concerne le calcul du courant prévisionnel IPREV(1) délivré par le premier redresseur R1 de l'unité d'étamage 7. Comme déjà dit, le premier redresseur est toujours en fonctionnement, et délivre le courant constant IBUTEE(1) défini par l'opérateur et n'est donc pasrégulé. En variante, le premier redresseur délivre le courant IMOY, si la valeur IMOY est inférieure à la valeur IBUTEE(1), ou IBUTEE(1) sinon. Dans les deux cas, la variable de

travail INTAREPARTIR est mise à jour.

Le dernier redresseur RN est utilisé en priorité, après le premier redresseur R1, et avant tous les autres redresseurs R2 à RN_1. A l'étape E53 est déterminé le courant prévisionnel IPREV(N) débité par le dernier redresseur de l'unité. Le courant IPREV(N) est égal à IMOY, si la valeur IMOY est inférieure à la valeur IBUTEE(N), ou égal à IBUTEE(N) sinon. Dans le premier cas, la variable de travail CUMULDISPO est mise à jour, en tenant compte du fait qu'un courant égal à IBUTEE(N)-IMOY peut encore être affecté au redresseur RN en cas de nécessité, comme il sera exposé dans la suite. Dans le second cas, la variable de travail CUMULAREPARTIR est mise à jour,

en tenant compte du fait que le courant égal à IMOY-

IBUTEE(N) ne peut être affecté au redresseur RN, et

reste à répartir aux autres redresseurs.

A l'étape E54, les variables de travail INTAREPARTIR, représentant le courant restant à

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répartir, et NB, représentant le nombre de

redresseurs restant à tester, sont mises à jour.

L'algorithme passe ensuite aux étapes E60 à E64 pour calculer des courants prévisionnels des autres redresseurs R2 à RN-. En référence à la figure 6, le reste du courant à répartir, égal à ITOTAL- IPREV(1)-IPREV(N) est réparti sur (NBR-1) redresseurs parmi les redresseurs

R2 à RN_1, qui sont en service et non consignés.

A l'étape E60, le paramètre n est initialisé à 2, correspondant au redresseur R2, puis à l'étape E61 la variable INTAREPARTIR est comparée à zéro pour savoir si du courant reste à répartir. Si la réponse est "non", le déroulement de l'algorithme passe

directement à l'étape E80 qui est décrite plus loin.

Si la réponse est "oui", l'état en/hors service et

l'état consigné ou non du redresseur Rn sont testés.

Si le redresseur Rn est ou hors service, ou consigné, alors l'algorithme passe à l'étape E64. Si le redresseur Rn est en service et non consigné, alors le courant prévisionnel IPREV(n) du redresseur Rn est calculé à l'étape E62. Ce calcul et la mise à jour des variables CUMULAREPARTIR ou CUMULDISPO sont

identiques à l'étape E53 relative au redresseur RN.

Puis à l'étape E63 le courant restant à répartir est mis à jour, le nombre NB de redresseur restant à

tester est mis à jour et testé.

Si le nombre NB est nul, NBR redresseurs, autres que le redresseur R1, ont été testés, et l'algorithme

passe à l'étape E70, qui est décrite plus loin.

L'étape E64 incrémente le paramètre n, et si n est inférieur ou égal à la valeur N-1, c'est-à-dire s'il reste au moins un redresseur à tester, l'algorithme est rebouclé à l'étape E61 précédemment

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décrite. Sinon, l'algorithme passe à l'étape E75 qui

est décrite plus loin.

L'étape E62 conduisant à la détermination des courants prévisionnels IPREV(n) est déroulée tant qu'il reste de l'intensité à répartir, selon l'étape E61, et tant que le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement NBR n'est pas atteint selon l'étape E63, et tant que tous les redresseurs R2 à RN_1 n'ont

pas été testés selon l'étape E64.

Si tout le courant à répartir ITOTAL est réparti sur au plus NBR+1 redresseurs, comprenant le redresseur R1, le redresseur RN et NBR-1 redresseurs parmi les redresseurs R2 à RN_1, les courants prévisionnels calculés IPREV(n) avec ln<N, sont mémorisés. Un certain nombre des courants IPREV(n) peuvent être nuls, par exemple lorsqu'un redresseur est hors service, ou lorsque NBR+1 est strictement inférieur à N. Si tout le courant à répartir n'a pas pu être réparti, la répartition est recommencée, plusieurs

cas sont alors possibles.

En référence à la figure 7, les étapes E70, E71, E72, E73 et E74 sont parcourues lorsque le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement est atteint et le courant à répartir n'a pas pu être entièrement

réparti sur les redresseurs en fonctionnement, c'est-

à-dire il reste CUMULAREPARTIR strictement positif, et lorsque les redresseurs déjà mis en fonctionnement sont encore disponibles pour délivrer le courant restant à répartir, c'est-à-dire que la valeur de

CUMULDISPO est supérieure ou égale à CUMULAREPARTIR.

La répartition de courant consiste alors à saturer des redresseurs en fonctionnement à leurs valeurs

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IBUTEE(n) à partir du redresseur R2. Lorsque ces conditions sont vérifiées à l'étape E70, la variable n est initialisée à 2 à l'étape E71 pour effectuer l'ensemble des étapes E72, E73 et E74, redresseur par redresseur, à partir du redresseur R2. A l'étape E72, le courant prévisionnel calculé IPREV(n) est testé; s'il est nul, le redresseur Rn n'est pas en fonctionnement et n est incrementé de 1 pour passer au redresseur suivant. Si le courant IPREV(n) est non nul, l'étape E73 vérifie si le courant restant à répartir CUMULAREPARTIR est supérieur ou égal à ce qu'il est encore possible

d'affecter au redresseur Rn, c'est-à-dire IBUTEE(n)-

IPREV(n). En fonction de la réponse de l'étape E73, le courant prévisionnel IPREV(n) est recalculé à

l'étape E74.

Si le courant restant à répartir CUMULAREPARTIR

n'est plus qu'inférieur à la valeur IBUTEE(n)-

IPREV(n), alors le courant IPREV(n) est majoré de la valeur CUMULAREPARTIR. Ainsi, il n'y a plus de courant à répartir et le calcul des courants prévisionnels IPREV(n) est terminé. L'algorithme

passe à l'étape E80, qui est décrite plus loin.

Si le courant restant à répartir CUMULAREPARTIR

est encore supérieur à la valeur courante IBUTEE(n)-

IPREV(n), alors IPREV(n) prend la valeur IBUTEE(n) et

CUMULAREPARTIR est diminué de IBUTEE(n)-IPREV(n).

Comme dans ce cas il reste encore du courant à répartir CUMULAREPARTIR, le calcul est recommencé pour le redresseur suivant à partir de l'étape E72,

et ce jusqu'au redresseur RN_1 au plus.

Lorsque les conditions de l'étape E70 ne sont pas vérifiées, c'est- à-dire la valeur de CUMULAREPARTIR est supérieure à la valeur de CUMULDISPO, ou bien lorsqu'il n'est pas possible de

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rendre nulle la valeur de CUMULAREPARTIR en saturant des redresseurs en fonctionnement à l'étape E74, ou encore lorsqu'à l'étape E64 tous les redresseurs de R2 à RN_1 ont été testés et le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement n'a pas été atteint, parce qu'il y a trop de redresseurs consignés, l'étape E75 vérifie si des redresseurs sont consignés. Si la réponse est positive, l'étape E76 déconsigne tous les redresseurs consignés de R2 à RN_1. Si la réponse est négative, le nombre de redresseurs à mettre en fonctionnement NBR est majoré de 1, dans la mesure o il en reste de disponible, le courant moyen IMOY est recalculé avec cette nouvelle valeur de NBR. Dans les deux cas, après l'étape E76, le calcul est repris à l'étape E51, soit avec tous les redresseurs déconsignés, soit avec une nouvelle valeur de NBR et

de IMOY.

En référence à la figure 8 sont décrites les étapes E80 à E87 pour la détermination des consignes

de courant à appliquer à chaque redresseur.

A l'étape E80, la consigne de courant IREF(1) du premier redresseur R1 est égale à IBUTEE(1) puisque, comme déjà exposé selon cette réalisation préférée, aucune régulation n'est prévue sur ce redresseur qui fonctionne toujours en courant fixe. Le rapport intensité/vitesse [I/V]REF(1) = IBUTEE(1)/VACTU du premier redresseur est calculé puis est mémorisé incrément de bande par incrément de bande au cours du déroulement de la bande, c'est-à-dire il est appliqué à l'incrément de bande présent devant les anodes

alimentées par le redresseur R1.

A chaque incrément de bande est associé le rapport de dépôt "vécu" [I/V]VECU(n), qui est représentatif des dépôts successifs antérieurs sur l'incrément et qui est égal à la somme des rapports

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[I/V]REF(i), avec l<i<n-l, que l'incrément en regard des anodes 74n ou 75n alimentées par le redresseur Rn a "reçu" des redresseurs précédents. Pour un incrément de bande donné, le rapport [I/V]VECU(n) peut être la somme des moyennes de chaque terme

[I/V]REF(i), avec 1<i<n-l.

Les consignes de courant IREF(n) pour 2<n<N-l sont calculées à partir de l'étape E81. Tous les calculs suivants sont effectués successivement à partir du redresseur R2 jusqu'au redresseur RN_1. En

variante, l'ordre des calculs peut être inversé.

L'étape E81 initialise le calcul pour le redresseur R2. Puis l'étape E82 teste si le courant prévisionnel IPREV(n) du redresseur Rn, avec 2<n<N-l, calculé et mémorisé finalement à l'étape E62 ou E74, est positif. Si IPREV(n) est nul, alors le redresseur Rn n'est pas en fonctionnement, et les valeurs IREF(n) et [I/V]REF(n) sont nulles (étape E83). Le calcul pour le redresseur Rn est terminé, et n est incrémenté de 1 (étape E86) et si n n'est pas égal à

N, le calcul est recommencé à partir de l'étape E82.

Si IPREV(n) n'est pas nul, alors l'étape E83 détermine la valeur de [I/V]VECU(n) qui est la somme des termes [I/V]REF(i), l<i<n-l, que l'incrément en regard des anodes 74n ou 75n alimentées par le redresseur Rn a "reçu" des redresseurs précédents R1 à Rn_. Puis, la consigne de courant IREF(n) vaut alors le produit de la différence entre [I/V]VISE(n) et [I/V]VECU(n) par la vitesse mesurée VACTU, diminué de IPREV(N). Dans ce calcul, [I/V]VISE(n) est égal à (k x LARGEUR(n) x R(n))/p, o R(n) vaut RSPECIFIE(n) ou RVISE(n) selon les variantes. Le terme IPREV(N) résulte du fait que le redresseur RN est toujours en fonctionnement.

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La consigne de courant IREF(n), si elle est non nulle, est bornée par IDENSMIN et IPREV(n). Si IREF(n) sort de cette plage par valeur inférieure, respectivement supérieure, IREF(n) vaut alors IDENSMIN, respectivement IPREV(n). En variante, la consigne IREF(n) peut être limitée à une valeur INTMAX(n), qui désigne l'intensité maximale débitable par le redresseur Rn, qui peut être saturé en

tension.

La valeur [I/V]REF(n) est calculée à l'étape E85 et vaut IREF(n)/VACTU. La valeur [I/V]REF(n) est mémorisée incrément de bande par incrément de bande c'est-à-dire qu'elle est affectée à l'incrément de bande présent devant les anodes alimentées par le redresseur Rn. La valeur [I/V]REF(n) sert à calculer la valeur de [I/V]VECU(n+l), comme exposé précédemment. A l'étape E86, le paramètre n est incrémenté de 1 pour passer au redresseur suivant, et si n n'est pas égal à N, le calcul pour le redresseur

suivant commence à partir de l'étape E82.

Lorsque toutes les consignes IREF(2) à IREF(N-1) pour les redresseurs R2 à RN_1, ont été calculées, la consigne de courant IREF(N) pour le redresseur RN

est calculée à l'étape suivante E87.

L'étape E87 détermine le "vécu" [I/V]VECU(N) qui est la somme des termes [I/V]REF(i), avec l<i<N-1, que l'incrément en regard des anodes 74N ou 75N alimentées par le redresseur RN a reçu des redresseurs précédents. Puis est calculée la consigne de courant IREF(N) du dernier redresseur RN dans l'unité 7. La consigne IREF(N) est égale à ([I/V]VISE(N) - [I/V]VECU(N)) x VACTU. Le terme [I/V]VISE(N) vaut (k x LARGEUR(N) x R(N))/p, o R(N)

est RSPECIFIE(N) ou RVISE(N), suivant les variantes.

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La consigne IREF(N) n'est jamais nulle, et doit être comprise entre IDENSMIN, intensité minimale déterminée à l'étape E41, et IBUTEE(N). Si IREF(N) sort de cette plage par valeur inférieure, respectivement supérieure, alors la valeur IDENSMIN, respectivement IBUTEE(N), lui est affectée. Apres le calcul de IREF(N), le terme [I/V]REF(N) est déterminé. Lorsque toutes les consignes de courant ont été calculées, les consignes sont appliquées aux

redresseurs.

Puis un autre cycle, typiquement de 500 ms, est

à nouveau mis en oeuvre à partir de l'étape E40.

Comme déjà dit, le procédé de régulation selon l'invention est double lorsque des revêtements, différents ou non, sont à déposer sur les deux faces de la bande de métal. Chacun des deux procédés se déroule en parallèle avec l'autre et est associé à des paramètres initiaux respectifs, tels que RSPECIFIE, IBUTEE, DENS, DENSMIN, etc., liés au revêtement lui-même et aux redresseurs reliés aux

anodes en regard de la face de bande associée.

Le procédé de régulation selon l'invention a été décrit en référence à une ligne d'étamage, mais il s'applique à tout type de dépôt electrolytique, tel qu'électrozingage.

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Claims (12)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de régulation de dépôt électrolytique d'un revêtement de métal sur l'une des faces d'une bande de métal, ladite bande de métal formant cathode et défilant en continu à une vitesse déterminée (VACTU) dans un électrolyte devant des anodes (741 à 74N; 751 à 75N), les anodes étant alimentées respectivement par des redresseurs commandables (R1 à RN) ayant des limites en courant inférieures et supérieures respectives (IBUTEE(1) à IBUTEE(N); IDENS), la bande étant partagée en des incréments ayant une longueur fixe, chaque incrément ayant une largeur et un taux de revêtement prédéterminés (LARGEUR(n), R(n)), le procédé débutant par la détermination (E42) d'un courant total (ITOTAL) nécessaire pour assurer les revêtements des incréments entre les anodes en fonction desdits taux, largeurs et vitesse, caractérisé par la détermination (E41) d'un nombre (NBR) de redresseurs à mettre en fonctionnement en fonction du courant total (ITOTAL) et de limites en courant inférieures (IDENS, IDENSMIN) des redresseurs, la détermination (E52 à E76) d'un courant prévisionnel (IPREV(1) à IPREV(N)) pour chaque redresseur en équirépartissant le courant total (ITOTAL) parmi lesdits redresseurs à mettre en fonctionnement entre lesdites limites en courant respectives, et la détermination (E80 à E87) de consignes de courant (IREF(1) à IREF(N)) à appliquer aux redresseurs à mettre en fonctionnement, une consigne pour un redresseur donné (Rn) alimentant une anode respective (74n; 75n) dépendant des largeurs de

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bande et taux de revêtement ([I/V]VISE(n)) de l'incrément de bande localisé devant ladite anode et des consignes de courant (IREF(1) à IREF(n-1)) des redresseurs (R1 à Rn_-) précédant le redresseur donné et étant inférieure au courant prévisionnel

(IPREV(n)) dudit redresseur.

2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre de manière

cyclique pour chacune des faces de la bande (1).

3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le courant total nécessaire (ITOTAL) est le courant nécessaire pour revêtir l'incrément de bande ayant le produit largeur par

taux de revêtement le plus élevé.

4 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le nombre

de redresseurs à mettre en fonctionnement (NBR) dépend d'une densité de courant (DENS) souhaitée pour le revêtement, et d'une densité de courant minimale

(DENSMIN).

5 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la

détermination (E61) du courant prévisionnel de chaque redresseur (IPREV(1) à IPREV(N)) dépend d'un état en service ou hors service du redresseur (ETATREDESHS(1) à ETATREDESHS(N)) et d'un état consigné ou non consigné de chaque redresseur (ETATCONSIGNE(1) à

ETATCONSIGNE(N)).

6 - Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la détermination (E76) du courant prévisionnel de chaque redresseur (IPREV(1) à

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IPREV(N)) ne dépend pas de l'état consigné (ETATCONSIGNE(1) à ETATCONSIGNE(N)) dans le cas o l'équirépartition du courant total nécessaire (ITOTAL) n'est pas possible seulement dans les redresseurs non consignés.

7 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un courant

prévisionnel (IPREV(n)) d'un redresseur (Rn, 2<n<N-

1) nul, respectivement non nul, entraîne une consigne de courant (IREF(n)) pour le redresseur (Rn) nulle,

respectivement non nulle.

8 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la

détermination de la consigne de courant pour chaque redresseur (Rn) comprend le calcul (E80, E85, E87) du rapport de la consigne de courant (IREF(n)) du redresseur (Rn) et de la vitesse actuelle (VACTU) de défilement de la bande (1), et l'affectation de ce rapport à l'incrément de bande présent devant les

anodes alimentées par ce redresseur (Rn).

9 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la

détermination de la consigne de courant pour chaque incrément de bande (1) présent devant l'anode alimentée par un redresseur (Rn) comprend le calcul (E83, E87) d'un vécu ([I/V]VECU(n)) qui est la somme des rapports de la consigne de courant (IREF(i), l<i<n-l) et de la vitesse actuelle (VACTU), calculés pour les redresseurs précédents (R(i), l<i<n-1) et

affectés à cet incrément.

10 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le

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dernier redresseur (RN) au moins est toujours en fonctionnement.

11 Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque

redresseur en fonctionnement (Rn) reçoit (E84, E87) une consigne de courant (IREF(n)) supérieure ou égale

à une valeur minimale prédéterminée (IDENSMIN).

12 - Procédé conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le

premier redresseur (R1) est toujours en fonctionnement et reçoit (E80) une consigne de courant (IREF(1)) égale à une valeur prédéterminée

(IBUTEE(1)).