WO2001011102A1 - Dispositif et procede de controle du revetement en continu par immersion d'une bande metallique en defilement rectiligne vertical - Google Patents

Dispositif et procede de controle du revetement en continu par immersion d'une bande metallique en defilement rectiligne vertical Download PDF

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WO2001011102A1
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channel
radiation
strip
detector
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PCT/FR2000/002067
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Pierre Marc Gauge
Luigi De Palo
Jean-Marc Jolivet
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Usinor
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    • C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing
    • C23C2/523—Bath level or amount

Definitions

  • the present invention relates to the continuous coating, by immersion in a bath of molten metal, of a metal strip, in particular a steel strip in vertical rectilinear movement from bottom to top. More specifically, the invention relates to the detection of the position of the meniscus of molten metal which must be established in the lower opening of the immersion container through which between the strip to be coated.
  • the invention is particularly intended for
  • the current process of galvanizing from molten zinc is known under the designation of "quench galvanization".
  • the strip to be coated is driven in scrolling and circulates from top to bottom 0 then from bottom to top, passing in the low position around a roller with a horizontal axis immersed in a bath of molten zinc.
  • the strip on which the zinc is deposited comes out of the galvanizing bath upwards, substantially vertically.
  • Various means known in themselves, can be used to solidify the zinc and regulate the deposited layer (for example, wiping nozzles by gas blowing).
  • This channel extends over a certain height, typically of the order of a meter, and its section is determined so as to provide a space of the order of 1 to 2 cm from each side of the strip, sufficient to prevent the band rub against the walls of the channel.
  • the whole formed by the channel and the container which surmounts it is called a "crucible".
  • the strip is conventionally guided by deflection rollers, respectively arranged one at the bottom, under the crucible, and the other at the top of the installation, at a distance of the order of 10 to 20 meters above the lower roll.
  • the large distance between the two holding rollers is necessary to allow the coating metal to solidify before the strip passes over the upper roller. For the same reason, no guide roller can be used near the crucible, since it would strongly risk marking the still insufficiently solidified coating.
  • the strip therefore passes from the bottom to the top in this channel before passing through the container containing the bath of molten zinc, from a height of the order of 50 cm for example.
  • wiping nozzles are arranged on each side of the strip, to regulate by the breath of an air gap the thickness of the coating and simultaneously participate in its cooling and its solidification.
  • the liquid zinc is maintained in lift in the channel, substantially at mid-height thereof, of a firstly by the upward pulling effect caused by the high-speed scrolling of the strip, typically of the order of several m / s, and secondly, predominantly, by the electromagnetic forces developed in the conductive metal in fusion by the sliding field inductors, also called linear motors, placed on either side of the channel.
  • the magnetic field generating these forces is therefore a relatively low frequency field, greater than 30 Hz, typically of the order of 50 to 200 Hz.
  • Maintaining the molten zinc in the channel is of course a necessity. There should not be any downward flow of this metal, as this would constitute a leak detrimental to the progress of the process.
  • the level of the lower meniscus, that is to say of the lower surface of the liquid zinc, inside the said channel, must not be too high either, under penalty of excessively reducing the time of passage of the strip in the zinc bath.
  • the object of the present invention is to solve the problems indicated above. It aims in particular to allow rapid and reliable detection of the position of the lower meniscus, in particular in order to prevent possible leaks of coating metal from the channel.
  • the invention relates to a device for controlling the production of a metal coating on a moving strip, comprising a container intended to contain a liquid bath of coating metal, the bottom of the container comprising a web passage slot, extending downward through a channel for passage of the strip, and electromagnetic sealing means placed outside said channel, being provided to contain the coating metal and maintain the lower meniscus of said metal inside the said channel, control device characterized in that it comprises, in the vicinity of a desired level of maintenance of the lower meniscus, at least one source of radioactive radiation and means for detecting said radiation, placed substantially opposite, on either side of the said channel.
  • the invention is based on the use of the principle of absorption of ionizing radiation by the metal.
  • the coating metal which is the main absorber of radiation.
  • the radiation necessarily passes through the strip to be coated, this however not significantly disturbing the measurement because of the thin thickness of the strip, of the order of a few tenths of a millimeter, the absorbency of which is therefore low by compared to that of the coating metal, which is capable of occupying the entire space of the channel, and the thickness of which is therefore typically close to 3 cm, or approximately fifty to a hundred times that of the band.
  • the material of the coating baths such as for example zinc or etam, is particularly more absorbent for the radiation used than the steel constituting the strip.
  • the means of electromagnetic sealing used to maintain the bath of liquid metal in levitation are inductors, agencies like linear motors, forms of wire coils.
  • the device preferably comprises a tubular passage arranged between the wires of the coils to move the radioactive source there and bring it in the direct vicinity of the wall of the channel when the system is used, and remove it outside these periods in a protective container located outside the said linear motors.
  • a gamma radiation source is preferably used rather than a more bulky X-ray tube.
  • several sources will preferably be used. in place individually as shown above.
  • the detection means can be made up of sensors placed also in direct proximity to the channel, and connected by holes made in the linear lift motor to an external housing on the said linear motor and containing the measurement electronics associated with the sensors.
  • the sensors can be scmtillators associated with photomultipliers.
  • the detection means comprise at least one detector which shifts vertically relative to the source, and which is situated substantially in the vertical plane orthogonal to the strip and passing through the source. The path of the radiation between the source and the detector is then oblique with respect to the direction of travel of the strip.
  • the lower meniscus has a horizontal plane, and assuming that the source is placed lower than the detector, we will understand that, depending on the position of the meniscus between the level of the source and the level of the detector, the absorption of radiation by the metal of the bath will vary between a minimum when the meniscus is at the height of the detector, the radiation then crossing the gaseous atmosphere of the channel, and a maximum when the meniscus is at the level from the source, since then all the radiation passes into the metal of the bath, as will be better understood later on in the description of the example.
  • detectors are distributed substantially vertically and are associated with the same source.
  • the detectors should preferably be placed at the level of the source and above this level.
  • the detector (s) located above the source will operate as indicated above, and will make it possible to evaluate the position of the lower meniscus, between the limits formed by the position of the sensor and that of the source.
  • the detector places it at the source, therefore practically just opposite it, on the other side of the channel, is the closest to the source and therefore the most sensitive since receiving maximum flux.
  • calculation means will also be used to determine, as a function of the position of each detector and of the intensity of the radiation flux received by each detector, a value representative of the quantity of coating metal in the air gap between the source and each detector, and deduce the position and shape of the lower meniscus.
  • a more precise evaluation of the position of the meniscus can only be conceived in the case of a single sensor located at the source level by using several sources placed themselves at different heights, to locate the meniscus in relation to the levels of these different sources. It will be understood that the latter solution is more difficult to implement since it requires the manipulation of several radioactive sources.
  • the detector located at the level of the source therefore essentially serves as an alarm of low meniscus level, while the other detector (s) located higher will be used for more precise measurement of the meniscus level and regulation of the process.
  • the low level alert would be by detection of a maximum of absorbed flux, that is to say of a minimum of flux perceived by the detector, and this in the context of a progressive variation. of the flow.
  • a detection would be less frank, and therefore less sure than the all-or-nothing detection previously described, which moreover has the advantage of being carried out at maximum sensing flux intensity, whereas a detector placed farther from the source does not necessarily measures that a weaker flow.
  • detectors distributed substantially horizontally are associated with the same source. This arrangement makes it possible to determine the level of the lower meniscus at different points in the horizontal direction, transverse to the strip.
  • a sort of matrix of detectors for example four horizontal rows of five detectors each, from which one can evaluate not only the position at altitude of the meniscus but also its shape, and the variations in altitude and shape over time, which makes it possible to act in regulation in particular on the intensity of the lift forces generated by the linear motors, but also possibly on others process parameters likely to influence the shape of the lower meniscus, for example band speed, bath temperature, band bomb or tile, etc.
  • the subject of the invention is also a method of controlling the production of a metal coating on a moving ferromagnetic strip, according to which the strip is passed substantially vertically through a bath of the coating metal contained in a crucible, by making it pass through a slot in the bottom of said crucible, said slot extending downwards by a channel for the passage of the strip, and the coating metal is contained in said channel by means of electromagnetic sealing placed outside said channel, the method being characterized in that a side of the channel a radioactive source and on the other side of the means for detecting the radiation emitted by the source, the intensity of the flux of radiation received by the detection means is measured, a value representative of the quantity of coating metal is deduced therefrom between the source and the detection means on the path of the radiation, and an indication of the presence of said metal in the channel at the height of the source and of detection means.
  • the detection means comprise at least one detector which shifts vertically relative to the source, and the position in height of the lower meniscus is determined from the measurement of the intensity of the radiation flux received by said detector, the intensity of this flux being representative of a thickness of coating metal traversed by the radiation between the source and said detector, the ratio between said thickness and the distance between the source and said detector being representative of the level of the lower meniscus.
  • the intensity of the supply current of the electromagnetic sealing means is regulated as a function of the results of the measurements supplied by the detection means.
  • Figure 1 is a partial schematic perspective view of such an installation
  • Figure 2 is a plan view of 1 installation
  • FIG. 3 is a sectional view along line III-III of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a sectional view along line IV-IV of FIG. 2,
  • FIG. 5 is an enlarged detail view of the area near the lower meniscus.
  • the continuous galvanizing installation illustrated in the figures comprises a container 10 containing a bath of molten zinc 1, traversed from bottom to top by the steel strip 2 to be galvanized.
  • the strip 2 is driven in scrolling, in a manner known per se, in the direction of the arrow F, and is guided by a lower deflection roller 11 and an upper deflection roller 12. It is kept in slight tension between these rollers.
  • the container 1 is located between the two rollers 11, 12, closer to the lower roller, so that a sufficient distance exists between the zinc bath 1 and the upper roller 12, so that the zinc is solidified before the strip passes over the upper roller.
  • a slot 13 for the passage of the strip is formed in the bottom of the container which extends downwards by a channel 14, of section corresponding to the slot in the bottom of the container.
  • Electromagnetic sealing means such as inductors 15 are placed on either side of the channel to generate on the molten zinc which tends to flow in said channel electromagnetic forces directed upwards, opposing this flow.
  • These inductors shown diagrammatically in the drawings in which some of the wound conductors 151 of which they are formed are represented symbolically, are typically linear motors supplied by a current of fairly low frequency, for example 150 to 200 Hz, producing a field sliding up.
  • the thickness of the strip 2 is of the order of a few tenths of a millimeter, and its width of the order of several tens of centimeters, or of the meter, the width of the slot 13 and the channel 14 for the passage of the strip is of the order of a few centimeters, typically about 3 cm,
  • the height of the channel 14 is of the order of a meter and the height of the coating metal 1 in the container 10 of approximately 50 cm, while the distance between the lower 11 and upper 12 rollers for guiding the strip is the order of 10 to 20 m, all these dimensions being given only by way of example.
  • wiping nozzles 16 in the form of ramps extending transversely on either side of the path of the strip, to blow towards the strip a jet of air ensuring cooling zinc deposits and contributes to the regularity of its thickness.
  • a radioactive source 20 for example cobalt 60 Co, having a low activity, 200 MB for example, is placed in service at the bottom of a hole 152 drilled in one of the linear motors, in the immediate vicinity of the wall 141 of the channel 14. Out of service, the source is removed, by means of a rod 21 sliding in the hole 152, in a safety container 22 placed outside the linear motor 15.
  • Detectors 31, 32, 33, etc. are placed on the other side of the channel 14, against the wall thereof.
  • these detectors are arranged in the form of a matrix of three horizontal lines of five detectors each.
  • the detectors 31, 32 are distributed as best as possible in the transverse direction of the strip.
  • the spacing between two detectors will be of the order of 20 to 50 mm, distance beyond which the radiation from the single source would be too offset from the detector to obtain a usable measurement. If we therefore want to effectively carry out measurements over the entire width of a strip several decimeters wide, we will have to use several sources distributed across the width.
  • the detector 31 in the middle of the lower line is located just opposite the source 20.
  • Two other detectors 33 and 34 are arranged above the central detector.
  • the other detectors are similarly arranged above each detector in the lower line. All the detectors are connected, by optical fibers, to housings 40, located outside the linear motors 15, containing the photomultipliers and the electronic circuits associated with the detectors.
  • the calculation means necessary to determine the level of the lower meniscus 3 and assess its shape from the measurement results of each detector are remote, for example at the level of a general control computer (not shown).
  • FIG. 5 illustrates the way in which a detector, for example the detector 33, shifts relative to the source 20, makes it possible to evaluate the position of the lower meniscus 3 as a function of the measured intensity of the flux reaching the detector.
  • the radiation R passes over a my j eure part of its trajectory through the molten zinc 1 which thus absorbs much of the radiation.
  • the detector 33 then provides a relatively weak signal corresponding to the radiation not absorbed by the zinc.
  • the meniscus As long as the meniscus is above the level of the source 20 and of the detector 31, the latter picks up a maximum flux of radiation, coming directly from the source. As soon as the meniscus passes below this level, absorption by zinc is maximum, the abrupt transition allowing rapid detection of the passage, particularly well suited for generating, for example, a low level alarm signal, signaling an imminent risk of leakage. . Tests carried out by the inventors have shown that the response time in such a situation with the source of low activity mentioned above could drop to less than 0.1 seconds, while for a more precise measurement of the level according to the method described previously, the response time was typically 0.1 to 1 second.

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Abstract

Pour réaliser le contrôle d'une opération de revêtement métallique sur une bande (2) en défilement, dans laquelle on fait passer la bande (2) verticalement dans un bain du métal de revêtement (1) contenu dans un récipient (10), en la faisant passer par une fente (13) ménagée dans le fond du récipient, ladite fente se prolongeant vers le bas par un chenal (14) de passage de la bande, et on contient le métal de revêtement dans le chenal par des moyens d'étanchéité électromagnétiques (15). On place d'un côte du chenal une source ionisante (20) et de l'autre côté des détecteurs (31, 32, 33, 34), on mesure l'intensité du flux de rayonnement reçu par les détecteurs, et on en déduit une valeur représentative de la quantité de métal de revêtement entre la source et les moyens de détection sur la trajectoire du rayonnement (R), et une indication sur le niveau du ménisque inférieur (3).

Description

Dispositif et procède de contrôle du revêtement en continu par immersion d'une bande métallique en défilement rectiligne vertical.
La présente invention concerne le revêtement en continu, par immersion dans un bain de métal fondu, d'une bande métallique, en particulier une bande en acier en défilement rectiligne vertical de bas en haut. Plus 5 précisément, l'invention a trait a la détection de la position du ménisque de métal fondu qui doit s'établir dans l'ouverture inférieure du récipient d'immersion par laquelle entre la bande a revêtir.
L'invention s'adresse particulièrement a la
10 galvanisation des bandes de tôle, typiquement d'une épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres a quelques millimètres. Classiquement, dans une opération de galvanisation, le métal de revêtement dépose est du zinc; encore que d'autres métaux ou alliages peuvent
\ ς> convenir.
Le procède courant de galvanisation a partir de zinc en fusion est connu sous la désignation de « galvanisation au trempe ». La bande a revêtir est entraînée en défilement et circule du haut vers le bas 0 puis du bas vers le haut en passant en position basse autour d'un rouleau d'axe horizontal immerge dans un bain de zinc fondu. La bande sur laquelle le zinc s'est dépose ressort du bain de galvanisation vers le haut, sensiblement a la verticale. Divers moyens, connus en 5 eux-mêmes, peuvent être utilises pour assurer la solidification du zinc et la régulante de la couche déposée (par exemple, des buses d'essorage par soufflage de gaz) .
Une autre technique, dans le domaine de laquelle se 0 situe la présente invention, et connue notamment par WO- 94/13850 et WO-93/18198, consiste a faire passer la bande uniquement de bas en haut a travers le bain de zinc. La bande passe alors a travers une fente, ménagée dans le fond du récipient, contenant le zinc. Pour contenir le zinc en fusion et éviter son écoulement par l'espace existant entre la bande et les bords de la fente, on utilise un ou des inducteurs a champ glissant, places sous le récipient, autour d'un chenal vertical débouchant dans le fond du creuset, les parois du chenal étant raccordées de manière etanche au fond du creuset. Ce chenal s'étend sur une certaine hauteur, typiquement de l'ordre du mètre, et sa section est déterminée de manière a ménager un espace de l'ordre de 1 a 2 cm de chaque côte de la bande, suffisant pour éviter que la bande vienne frotter contre les parois du chenal. L'ensemble forme par le chenal et le récipient qui le surmonte est appelé « creuset ». On notera que la bande est classiquement guidée par des rouleaux de renvoi, disposes respectivement l'un en partie basse, sous le creuset, et l'autre en partie haute de l'installation, a une distance de l'ordre de 10 a 20 mètres au-dessus du rouleau inférieur. La distance importante séparant les deux rouleaux de maintien est nécessaire pour permettre au métal de revêtement de se solidifier avant que la bande passe sur le rouleau supérieur. Pour la même raison, aucun rouleau de guidage ne peut être utilise a proximité du creuset, puisqu'il risquerait fortement de marquer le revêtement encore insuffisamment solidifie.
La bande passe donc du bas vers le haut dans ce chenal avant de traverser le récipient contenant le bain de zinc en fusion, d'une hauteur de l'ordre de 50 cm par exemple. Au-dessus du bain, des buses d'essorages sont disposées de chaque côte de la bande, pour régulariser par le souffle d'une lame d'air l'épaisseur du revêtement et participer simultanément a son refroidissement et a sa solidification. Le zinc liquide est maintenu en sustentation dans le chenal, sensiblement a mi-hauteur de celui-ci, d'une part par l'effet d'entraînement vers le haut provoque par le défilement a grande vitesse de la bande, typiquement de l'ordre de plusieurs m/s, et d'autre part, de manière prépondérante, par les forces électromagnétiques développées dans le métal conducteur en fusion par les inducteurs a champ glissant, encore appelés moteurs linéaires, places de part et d'autre du chenal.
Des forces électromagnétiques relativement importantes sont nécessaires pour maintenir le zinc liquide en lévitation, en s' opposant a sa pression hydrostatique. Le champ magnétique générateur de ces forces est donc un champ a relativement basse fréquence, supérieur a 30 Hz, typiquement de l'ordre de 50 a 200 Hz.
Le maintien du zinc en fusion dans le chenal est bien sûr une nécessite. Il ne doit pas y avoir d'écoulement de ce métal vers le bas, car cela constituerait une fuite préjudiciable a la marche du procède. Le niveau du ménisque inférieur, c'est a dire de la surface inférieure du zinc liquide, a l'intérieur du dit chenal, ne doit pas non plus être trop haut, sous peine de réduire excessivement le temps de passage de la bande dans le bain de zinc.
Il ne doit pas non plus y avoir trop de fluctuations du niveau du ménisque inférieur, ni d' irrégularités de sa forme, car cela pourrait conduire a des irrégularités du revêtement : irrégularités longitudinales si le niveau du ménisque inférieur varie, irrégularités transversales si la forme du ménisque vient a s'écarter substantiellement d'un plan horizontal. Dans la mesure ou l'effet de rétention, ou de sustentation, resuite de l'interaction des champs magnétiques variables avec le métal de revêtement électriquement conducteur, l'effet ne se produit donc que s'il y a du zinc liquide dans le chenal, au niveau des inducteurs, ce qui garantit la présence de ce métal dans le chenal. Par ailleurs, le maintien du ménisque inférieur dans le chenal est automatiquement assure, des lors que les forces de sustentation sont suffisantes pour empêcher le zinc liquide de s'écouler. Les inducteurs ou moteurs linéaires assurent donc ainsi leur fonction première qui est d'assurer l'etancheite du fond du creuset de métal de revêtement en fusion.
Par contre, il n'existe pas actuellement de méthode opérationnelle suffisamment fiable et précise pour déterminer la position et la forme du ménisque inférieur, et s'en servir comme paramètre de régulation du procède, ainsi que comme signal de sécurité en cas d' une éventuelle défaillance du maintien du niveau dans des limites acceptables.
Compte tenu de la relativement faible section du chenal, de la présence de métal en fusion, et du fait que le chenal est de plus traverse par la bande en défilement a grande vitesse, de l'ordre de 100 m/mn par exemple, la détermination de la position et de la forme du ménisque inférieur par le bas du chenal est quasiment impossible avec une fiabilité et une précision suffisante.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes indiques ci-dessus. Elle vise particulièrement a permettre une détection rapide et fiable de la position du ménisque inférieur, afin notamment de prévenir les éventuelles fuites de métal de revêtement par le chenal.
Elle vise aussi a proposer un procède et une installation du type défini ci-dessus, pour la réalisation d' un revêtement métallique sur une bande en défilement, qui permettent de réaliser un revêtement le plus régulier possible.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de la réalisation d'un revêtement métallique sur une bande en défilement, comportant un récipient destine a contenir un bain liquide de métal de revêtement, le fond du récipient comportant une fente de passage de la bande, se prolongeant vers le bas par un chenal de passage de la bande, et des moyens d' etancheite électromagnétiques places a l'extérieur du dit chenal, étant prévus pour contenir le métal de revêtement et maintenir le ménisque inférieur du dit métal a l'intérieur du dit chenal, dispositif de contrôle caractérise en ce qu'il comporte, au voisinage d'un niveau souhaite de maintien du ménisque inférieur, au moins une source de rayonnement radioactif et des moyens de détection du dit rayonnement, places sensiblement en vis a vis, de part et d'autre du dit chenal .
L'invention repose sur l'utilisation du principe de l'absorption d'un rayonnement ionisant par le métal. Dans le cas présent, dans la mesure ou les parois du chenal sont de relativement faible épaisseur et ou la source de rayonnement et les moyens de détections peuvent être places assez près de la surface intérieure des dites parois, c'est le métal de revêtement qui constitue le principal absorbant du rayonnement. Des lors que le dit métal de revêtement se trouve sur la trajectoire du rayonnement entre la source et les moyens de détection, il y a un affaiblissement du flux de rayonnement reçu par les moyens de détection, par rapport au flux de rayonnement reçu en absence du métal de revêtement . De manière simplifiée, on peut dire qu'une diminution du flux capte par les moyens de détection signale une baisse du niveau du ménisque inférieur.
On notera que le rayonnement traverse nécessairement la bande a revêtir, ceci ne perturbant cependant pas de manière significative la mesure du fait de la faible épaisseur de la bande, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, dont le pouvoir absorbant est donc faible par rapport a celui du métal de revêtement, qui est lui susceptible d'occuper tout l'espace du chenal, et dont l'épaisseur est donc typiquement voisine de 3 cm, soit environ de cinquante a cent fois celle de la bande. De plus, le matériau des bains de revêtement, tels que par exemple zinc ou etam, est particulièrement plus absorbant pour les rayonnements utilises que l'acier constitutif de la bande, De manière connue en soi, et comme indique dans la partie introductive de ce mémoire, les moyens d' etancheite électromagnétiques utilises pour maintenir le bain de métal liquide en sustentation sont des inducteurs, agences comme des moteurs linéaires, formes de fils bobines. Pour pouvoir placer la source suffisamment près du chenal, le dispositif comporte preferentiellement un passage tubulaire aménage entre les fils des bobinages pour y déplacer la source radioactive et l'amener au voisinage direct de la paroi du chenal lors de l'utilisation du système, et la retirer en dehors de ces périodes dans un conteneur de protection situe a l'extérieur des dits moteurs linéaires. La mise en place de la source, et dans une moindre mesure celle des moyens de détection, se heurte a des problèmes d' encombrement du fait qu' ils doivent nécessairement être places a hauteur des moteurs linéaires, et donc pratiquement a travers ces moteurs, en passant dans les espaces relativement restreints existants entre les conducteurs électriques formants les bobinages. C'est pourquoi on utilise preferentiellement une source de rayonnement gamma plutôt qu'un tube a rayons X, plus encombrant. Dans le cas ou on souhaiterait faire des mesures sur une grande étendue, par exemple sur une grande partie de la largeur de la bande, ou de la hauteur du chenal, et puisqu'une source étendue serait difficilement implantable, on utilisera preferentiellement plusieurs sources mises en place individuellement comme indique ci-dessus.
Les moyens de détection peuvent être constitues de capteurs places également a proximité directe du chenal, et relies par des perçages réalises dans le moteur linéaire de sustentation a un boîtier extérieur au dit moteur linéaire et contenant l'électronique de mesure associée aux capteurs. Les capteurs peuvent être des scmtillateurs associes a des photomultiplicateurs .
Selon une disposition préférentielle, les moyens de détection comportent au moins un détecteur décale verticalement par rapport a la source, et situe sensiblement dans le plan vertical orthogonal a la bande et passant par la source. Le trajet du rayonnement entre la source et le détecteur est alors oblique par rapport a la direction de défilement de la bande. Si on assimile, pour simplifier l'explication, le ménisque inférieur a un plan horizontal, et en supposant que la source est placée plus bas que le détecteur, on comprendra que, en fonction de la position du ménisque entre le niveau αe la source et le niveau du détecteur, l'absorption du rayonnement par le métal du bain va varier entre un minimum lorsque le ménisque se trouve a hauteur du détecteur, le rayonnement traversant alors l'atmosphère gazeuse du chenal, et un maximum lorsque le ménisque est au niveau de la source, puisque alors tout le rayonnement passe dans le métal du bain, comme on le comprendra mieux par la suite dans la description de l'exemple.
Selon une disposition complémentaire, plusieurs détecteurs sont repartis sensiblement verticalement et sont associes a une même source. On placera de préférence les détecteurs au niveau de la source et au-dessus de ce niveau. Le ou les détecteurs situes au-dessus de la source fonctionneront comme indique précédemment, et permettront d'évaluer la position du ménisque inférieur, entre les limites formées par la position du capteur et celle de la source. Le détecteur place au niveau de la source, donc pratiquement juste en face de celle-ci, de l'autre côte du chenal, est le plus proche de la source et donc le plus sensible puisque recevant un flux maximal. Par contre, en restant dans l'approximation faite ci-dessus d'un ménisque plan, on voit que le détecteur place au niveau de la source fonctionne pratiquement en tout ou rien, pour signaler le niveau du ménisque : soit le ménisque est plus haut que la source et le rayonnement perçu par le détecteur est alors maximal, soit le ménisque est en dessous de la source et alors l'absorption est maximale, la variation de flux mesure entre les deux positions étant brusque.
Dans tous les cas d'utilisation de plusieurs détecteurs, on utilisera aussi des moyens de calcul pour déterminer, en fonction de la position de chaque détecteur et de l' intensité du flux de rayonnement reçu par chaque détecteur, une valeur représentative de la quantité de métal de revêtement dans l'entrefer entre la source et chaque détecteur, et en déduire la position et la forme du ménisque inférieur.
Une évaluation plus précise de la position du ménisque ne peut se concevoir dans le cas d'un seul capteur situé au niveau de la source qu'en utilisant plusieurs sources placées elles-mêmes a différentes hauteurs, pour situer le ménisque par rapport aux niveaux de ces différentes sources. On comprendra que cette dernière solution est plus délicate a mettre en oeuvre puisque nécessitant de manipuler plusieurs sources radioactives . Dans le cas préférentiel de l'utilisation de plusieurs détecteurs associés à une même source, le détecteur situé au niveau de la source sert donc essentiellement d'alarme de niveau bas du ménisque, alors que le ou les autres détecteurs situes plus hauts serviront à la mesure plus précise du niveau du ménisque et à la régulation du procède.
On notera encore qu'il serait possible, de manière similaire, de placer au moins un détecteur a un niveau plus bas que la source, et de se servir de ce détecteur a la fois pour une mesure de position en continu comme indique ci-dessus et comme alerte de niveau bas. Toutefois, dans ce cas, l'alerte de niveau bas se ferait par détection d'un maximum de flux absorbe, c'est a dire d'un minimum de flux perçu par le détecteur, et ceci dans le cadre d'une variation progressive du flux. Une telle détection serait moins franche, et donc moins sure que la détection par tout ou rien précédemment décrite, qui présente de plus l'avantage de s'effectuer a intensité de flux capte maximale, alors que un détecteur place plus loin de la source ne mesure forcement qu'un flux plus faible.
Selon encore une autre disposition, a une même source sont associes plusieurs détecteurs repartis sensiblement horizontalement. Cette disposition permet de déterminer le niveau du ménisque inférieur en différents points selon la direction horizontale, transversale a la bande. En association avec la caractéristique précédente relative a l'utilisation de plusieurs détecteurs repartis verticalement, on obtient alors une sorte de matrice de détecteurs, par exemple quatre rangées horizontales de cinq détecteurs chacune, a partir de laquelle on peut évaluer non seulement la position en altitude du ménisque mais également sa forme, et les variations d'altitude et de forme dans le temps, ce qui permet d'agir en régulation notamment sur l' intensité des forces de sustentation générées par les moteurs linéaires, mais aussi éventuellement sur d' autres paramètres du procède susceptibles d' influer sur la forme du ménisque inférieur, par exemple vitesse de la bande, température du bain, bombe ou tuile de la bande, etc. L'invention a aussi pour objet un procède de contrôle de la réalisation d'un revêtement métallique sur une bande ferromagnétique en défilement, selon lequel on fait passer la bande sensiblement verticalement dans un bain du métal de revêtement contenu dans un creuset , en la faisant passer par une fente ménagée dans le fond du dit creuset, la dite fente se prolongeant vers le bas par un chenal de passage de la bande, et on contient le métal de revêtement dans le dit chenal par des moyens d' etancheite électromagnétiques places a l'extérieur du dit chenal, le procède étant caractérise en ce qu'on place d'un côte du chenal une source radioactive et de l'autre côte des moyens de détection du rayonnement émis par la source, on mesure l' intensité du flux de rayonnement reçu par les moyens de détection, on en déduit une valeur représentative de la quantité de métal de revêtement entre la source et les moyens de détection sur la trajectoire du rayonnement, et une indication sur la présence du dit métal dans le chenal a hauteur de la source et de moyens de détection.
Preferentiellement , les moyens de détection comportent au moins un détecteur décale verticalement par rapport a la source, et on détermine la position en hauteur du ménisque inférieur a partir de la mesure de 1' intensité du flux de rayonnement reçu par le dit détecteur, l' intensité de ce flux étant représentative d'une épaisseur de métal de revêtement traversée par le rayonnement entre la source et le dit détecteur, le rapport entre la dite épaisseur et la distance entre la source et le dit détecteur étant représentative du niveau du ménisque inférieur. Preferentiellement encore, on régule l' intensité du courant d'alimentation des moyens d' etancheite électromagnétiques en fonction des résultats des mesures fournies par les moyens de détection.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'une installation de galvanisation de bandes en acier conforme a 1' invention.
On se reportera aux dessins annexes dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'une telle installation, la figure 2 est une vue en plan de 1' installation,
- la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2,
- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2,
- la figure 5 est une vue de détail agrandie de la zone voisine du ménisque inférieur.
L' installation de galvanisation en continu illustrée sur les figures comporte un récipient 10 contenant un bain de zinc fondu 1, traverse de bas en haut par la bande d'acier 2 à galvaniser. La bande 2 est entraînée en défilement, de manière connue en soi, dans le sens de la flèche F, et est guidée par un rouleau de renvoi inférieur 11 et un rouleau de renvoi supérieur 12. Elle est maintenue en légère tension entre ces rouleaux. Le récipient 1 est situé entre les deux rouleaux 11, 12, plus près du rouleau inférieur, de sorte que une distance suffisante existe entre le bain de zinc 1 et le rouleau supérieur 12, pour que le zinc soit solidifie avant que la bande passe sur le rouleau supérieur.
Une fente 13 de passage de la bande est ménagée dans le fond du récipient qui se prolonge vers le bas par un chenal 14, de section correspondant à la fente du fond du récipient. Des moyens d' étanchéité électromagnétiques tels que des inducteurs 15 sont placés de part et d'autre du chenal pour générer sur le zinc en fusion qui tend à s'écouler dans le dit chenal des forces électromagnétiques dirigées vers le haut, s' opposant à cet écoulement. Ces inducteurs, schématisés sur les dessins où on a représenté symboliquement quelques-uns uns des conducteurs bobinés 151 dont ils sont formes, sont typiquement des moteurs linéaires alimentés par un courant de fréquence assez basse, de 150 a 200 Hz par exemple, produisant un champ glissant remontant. il est signalé que sur les dessins le rapport réel entre les différentes dimensions n' a volontairement pas ete respecté, par souci de clarté, pour mieux illustrer les problèmes auxquels l'invention remédie et les solutions qu'elle y apporte. Il est rappelé que dans la pratique : - l'épaisseur de la bande 2 est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre, et sa largeur de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres, ou du mètre, la largeur de la fente 13 et du chenal 14 de passage de la bande est de l'ordre de quelques centimètres, typiquement environ 3 cm,
- la hauteur du chenal 14 est de l'ordre du mètre et la hauteur de métal de revêtement 1 dans le récipient 10 d'environ 50 cm, alors que la distance entre les rouleaux inférieur 11 et supérieur 12 de guidage de la bande est de l'ordre de 10 à 20 m, toutes ces dimensions étant données uniquement à titre d'exemple.
Au-dessus du récipient 10 sont disposés des buses d'essorage 16 sous forme de rampes s' étendant transversalement de part et d'autre de la trajectoire de la bande, pour souffler en direction de la bande un jet d' air assurant le refroidissement du zinc dépose et participant à la régularité de son épaisseur.
Conformément à l'invention, une source radioactive 20, par exemple du cobalt 60Co, ayant une faible activité, 200 MB par exemple, est placée en service au fond d'un trou 152 foré dans un des moteurs linéaires, à proximité directe de la paroi 141 du chenal 14. Hors service, la source est retirée, au moyen d'une tige 21 coulissant dans le trou 152, dans un conteneur de sécurité 22 place a l'extérieur du moteur linéaire 15.
Des détecteurs 31, 32, 33, etc. sont places de l'autre côté du chenal 14, contre la paroi de celui-ci. Dans l'exemple représenté ces détecteurs sont disposes sous forme d'une matrice de trois lignes horizontales de cinq détecteurs chacune. Dans le sens horizontal, les détecteurs 31, 32, sont repartis au mieux selon la direction transversale de la bande. Bien qu'on ait représente sur la figure 4, pour la clarté du dessin, les détecteurs repartis sur toute la largeur du chenal, en pratique, l'espacement entre deux détecteurs sera de l'ordre de 20 a 50 mm, distance au- delà de laquelle le rayonnement issu de la source unique serait trop décale par rapport au détecteur pour en obtenir une mesure exploitable. Si on veut donc réaliser effectivement des mesures sur toute la largeur d'une bande de plusieurs décimètres de large, on devra utiliser plusieurs sources reparties sur la largeur. On comprendra toutefois au vu de la figure 4 que plusieurs détecteurs repartis horizontalement permettent de faire des mesures d' absorption du rayonnement selon diverses directions dans un plan horizontal, et permettent donc d'obtenir une indication sur la position du ménisque inférieur 3 en divers points sur la largeur du chenal.
Le détecteur 31 du milieu de la ligne inférieure est situe juste en face de la source 20. Deux autres détecteurs 33 et 34 sont disposes au-dessus du détecteur central. Les autres détecteurs sont disposes de manière similaire au-dessus de chaque détecteur de la ligne inférieure . Tous les détecteurs sont relies, par des fibres optiques, a des boîtiers 40, situes a l'extérieur des moteurs linéaires 15, contenant les photomultiplicateurs et les circuits électroniques associes aux détecteurs. Les moyens de calculs nécessaires pour déterminer le niveau du ménisque inférieur 3 et évaluer sa forme a partir des résultats de mesure de chaque détecteur sont déportes, par exemple au niveau d'un calculateur de pilotage gênerai (non représente) .
Sur le dessin de la figure 5 on a illustre la manière dont un détecteur, par exemple le détecteur 33, décale par rapport a la source 20, permet d'évaluer la position du ménisque inférieur 3 en fonction de 1' intensité mesurée du flux atteignant le détecteur.
On voit que le rayonnement R issu de la source 20 et rejoignant le détecteur 33 est oblique en travers du chenal 14.
Lorsque le ménisque se trouve dans la position repérée par le trace 3, le rayonnement R passe sur une majeure partie de sa trajectoire a travers le zinc fondu 1, qui absorbe donc une grande partie du rayonnement. Le détecteur 33 fournit alors un signal relativement faible correspondant au rayonnement non absorbe par le zinc.
Lorsque le ménisque se trouve plus haut, dans la position représentée par le trace en pointillé 3', la majeure partie de la trajectoire du rayonnement R est dans l'air et seule une petite partie est absorbée par le zinc en fusion. Le signal fourni par le détecteur 33 est alors nettement plus important. On notera qu'il n' y a pas une proportionnalité entre la quantité de rayonnement absorbe et la quantité de zinc traverse par le rayonnement .
Par ailleurs, tant que le ménisque est au-dessus du niveau de la source 20 et du détecteur 31, ce dernier capte un flux de rayonnement maximal, provenant directement de la source. Des que le ménisque passe sous ce niveau, l'absorption par le zinc est maximale, la transition brusque permettant une détection rapide du passage, particulièrement bien adaptée pour générer par exemple un signal d'alarme de niveau bas, signalant un risque imminent de fuite. Des essais effectues par les inventeurs ont montre que le temps de réponse dans une telle situation avec la source de faible activité mentionnée ci-dessus pouvait baisser a moins de 0,1 secondes, alors que pour une mesure plus fine du niveau selon la méthode exposée précédemment, le temps de réponse était typiquement de 0, 1 a 1 seconde .

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de contrôle de la réalisation d'un revêtement métallique sur une bande (2) en défilement, dans lequel un récipient (10) destine a contenir un bain liquide de métal de revêtement (1), présente un fond comportant une fente (13) de passage de la bande, la dite fente se prolongeant vers le bas par un chenal (14) de passage de la bande, et des moyens d' etancheite électromagnétiques (15) places a l'extérieur du dit chenal étant prévus pour contenir le métal de revêtement et maintenir le ménisque inférieur (3) du dit métal a l'intérieur du dit chenal, caractérise en ce qu'il comporte, au voisinage d'un niveau souhaite de maintien du ménisque inférieur, au moins une source (20) de rayonnement ionisant et des moyens (31, 32, 33) de détection du dit rayonnement, places sensiblement en vis a vis, de part et d'autre du dit chenal.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens de détection comportent au moins un détecteur (33, 34) décale verticalement par rapport a la source .
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérise en ce qu'a une même source (20) sont associes plusieurs détecteurs (31, 33, 34) repartis sensiblement verticalement .
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérise en ce qu'a une même source (20) sont associes plusieurs détecteurs (31, 32) repartis sensiblement horizontalement .
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que les moyens d' etancheite électromagnétiques (15) sont des inducteurs formes de fils (151) bobines et en ce qu'il comporte un passage tubulaire (152) aménage entre les fils des bobinages pour y déplacer la source radioactive (20) et l'amener au voisinage direct de la paroi (141) du chenal (14).
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que la source de rayonnement (20) est une source de rayonnement gamma.
7. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérise en ce qu'il comprend des moyens de calcul (40) pour déterminer, en fonction de la position de chaque détecteur (31, 32, 33, 34) et de l' intensité du flux de rayonnement reçu par chaque détecteur, une valeur représentative de la quantité de métal de revêtement (1) dans l'entrefer entre la source et chaque détecteur, et en déduire la position et la forme du ménisque inférieur ( 3 ) .
8. Procède de contrôle de la réalisation d'un revêtement métallique sur une bande ferromagnétique en défilement, selon lequel on fait passer la bande (2) sensiblement verticalement dans un bain du métal de revêtement (1) contenu dans un récipient (10), en la faisant passer par une fente (13) ménagée dans le fond du dit récipient, la dite fente se prolongeant vers le bas par un chenal (14) de passage de la bande, et on contient le métal de revêtement dans le dit chenal par des moyens d' etancheite électromagnétiques (15) places a l'extérieur du dit chenal, procède caractérise en ce qu'on place d'un côte du chenal une source radioactive (20) et de l'autre côte des moyens (31, 32, 33, 34) de détection du rayonnement émis par la source, on mesure l' intensité du flux de rayonnement (R) reçu par les moyens de détection, on en déduit une valeur représentative de la quantité de métal de revêtement entre la source et les moyens de détection sur la trajectoire du rayonnement, et une indication sur la présence du dit métal dans le chenal à hauteur de la source et de moyens de détection.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de détection comportent au moins un détecteur (33) décalé verticalement par rapport à la source (20), et on détermine la position en hauteur du ménisque inférieur (3) à partir de la mesure de l'intensité du flux de rayonnement (R) reçu par le dit détecteur, l'intensité de ce flux étant représentative d'une épaisseur de métal de revêtement traversée par le rayonnement entre la source (20) et le dit détecteur (33), le rapport entre la dite épaisseur et la distance entre la source et le dit détecteur étant représentative du niveau du ménisque inférieur.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que régule l'intensité du courant d'alimentation des moyens d' étanchéité électromagnétiques (15) en fonction des résultats des mesures fournies par les moyens de détection.
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