Brevet FR2467416A1 — publié le 19810417

La présente invention concerne un dispositif pour détecter la ligne de fusion de l'étain dans une ligne d'étamage en continu. On sait que les lignes d'étamage électrolytique en continu comportent en aval de la section étamage proprement dite une section brillantage. En effet, la bande de fer blanc sortant de la section étamage a un aspect mat et satiné. L'opération de brillantage ou fusion consiste a porter le revêtement superficiel d'étain à sa température de fusion de 2320C. Cette opération a essentiellement pour but d'une part de donner au fer blanc son aspect habituel brillant et réfléchissant, et d'autre part d'obtenir une fine couche d'alliage (Fe Sn2) étain-fer entre la tôle d'acier et le revêtement d'étain pour améliorer l'acrochage du revêtement et sa résistance à la corrosion. La bande de fer blanc est ensuite refroidie par passage dans un bac de trempe. L'épaisseur de la couche d'alliage étain-fer qui est variable suivant les applications, est généralement une caractéristique essentielle de la bande ainsi obtenue, et doit par conséquent être contrôlée avec une grande précision. Cette épaisseur dépend de la température de la bande et du temps pendant lequel l'étain est en fusion, c'est-à-dire du temps qui s'écoule entre le moment de la fusion de l'étain et celui de la trempe. Il en résulte que la position de la ligne de fusion par rapport au niveau de l'eau de refroidissement dans le bac de trempe est capitale. L'opération de fusion de l'étain est généralement obtenue par un procédé mixte. Dans une première sous-section de fusion par conduction, le chauffage de la bande de fer blanc est obtenu par effet joule au moyen d'un courant alternatif basse fréquence, par exemple de 50 Hz, introduit dans la tôle au moyen de rouleaux conducteurs. Dans une deuxième sous-section de fusion par induction, la bande de fer blanc passe à travers un ou plusieurs inducteurs dans lesquels les fréquences utilisées sont de l'ordre par exemple de 150 à 200 KHz. Le chauffage par conduction qui est plus économique est utilisé pour environ 75% de la puissance totale. Le chauffage par induction, de réglage beaucoup plus facile et plus pointu pour modifier la loi températuretemps régissant l'épaisseur du la couche d'alliage ferétain, est utilisée pour environ 25% de la puissance totale de fusion. Plusieurs procédés ont déjà été proposés pour assurer la détection de la ligne de fusion sur la bande de fer blanc. Dans un premier procédé, la détection est effectuée directement par l'opérateur qui vise la bande par exemple entre des bobines d'induction primaire et une bobine d'induction principale. Cette opération est malaisée, du fait de la difficulté à apprécier la position de la ligne de fusion à une distance relativement importante, et de l'impossibilité pour l'opérateur de s'approcher à cause du danger des champs magnétiques haute fréquence pouvant provoquer des brulures. Un autre procédé consiste à utiliser un pyromètre à infra-rouge à deux couleurs. Il présente l'inconvénient de nécessiter un appareillage délicat et un temps de réponse très long. Dans d'autres installations, on utilise une photocellule à barreaux radiants mais la maintenance de ce dispositif est particulièrement onéreuse. La présente invention vise à fournir un dispositif pour détecter la ligne de fusion de l'étain dans une ligne d'étamage en continu dont l'utilisation et la maintenance soient aisées, et qui puisse déterminer avec une grande précision cette ligne de fusion dans une ligne d'étamage à grande vitesse. Â cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif pour détecter la ligne de fusion de l'étain dans une ligne d'étamage en continu, caractérisé par le fait qu'il comprend une caméra vidéo à système matriciel à au moins une ligne de photo-diodes, un circuit à seuil susceptible de déterminer si une photo-diode particulière est éclairée à partir d'une zone mate ou d'une zone brillante de la bande étamée, et un dispositif d'affichage apte à indi quer où est située la limite dans la ligne de photo-diodes, entre les photo-diodes éclairées à partir de la zone mate et les photo-diodes éclairées à partir de la zone brillante. Le circuit de seuil fournit un signal de sortie numérique qui peut être exploité par un circuit de comptage de photo-diodes permettant de compter le nombre de photodiodes éclairées à partir de la zone brillante de la bande étamée. Avantageusement, le dispositif d'affichage est un galvanomètre à cadran linéaire de sorte que l'opérateur dispose d'une visualisation directe de l'emplacement de la ligne de fusion. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la caméra vidéo est mobile en translation dans la direction longitudinale de la bande. Il est ainsi possible de la disposer approximativement en face de l'emplacement où doit avoir lieu la fusion, en fonction de l'épaisseur souhaitée de la couche d'alliage fer-étain. 'la caméra vidéo peut à cet effet être montée solidaire de l'écrou d'un système vis-écrou dont la vis est susceptible d'être entraînée en rotation par un moto-réducteur muni de moyens d'indexage. Les moyens d'indexage permettent de connaitre avec précision la position de la camera vidéo, et par conséquent d'en déduire, à l'aide des moyens d'affichage, la position précise de la ligne de fusion. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend également un projecteur apte à éclairer la zone de fusion de l'étain de la bande étamée. D'autres caractéristiques et avantages et de l'invention apparaîtront dans la description qui suit donnée à titre d'exemple non limitatif d'une de ses formes de realisation. Au dessin schématique annexé - la figure 1 est une vue de face d'une bande de fer blanc tranversant la section brillantage d'une ligne d'étamage électrolytique en continu et, - la figure 2 est une vue de côté du dispositif selon l'invention installé sur une telle ligne. La figure 1 représente une bande de fer blanc 1, qui se déplace dans le sens de la flèche F dans une ligne d'étamage électrolytique en continu. En amont de la section brillantage représentée se trouve la section étamage proprement dite et en aval se trouve le bac de trempe dans lequel la bande est refroidie. On notera qu'en général cet agencement est vertical, c'est à dire que la bande se déplace de haut en bas entre la section brillantage et le bac de trempe. A la sortie de la section étamage, la partie amont 2 de la bande a un aspect mat et satiné. La section brillantage a pour but de faire fondre le revêtement superficiel d'étain pour donner à la bande l'aspect brillant qu'elle a dans sa partie avale 3. La section brillantage représentée comporte en amont deux bobines d'induction primaire 4 et en aval une bobine d'induction principale 5. La ligne de fusion 6 dont il s'agit de déterminer avec précision la position afin de connaître sa distance au bac de trempe, est disposée entre la bobine d'induction primaire aval, et la bobine d'induction principale 5. Le dispositif représenté à la figure 2 comporte tout d'abord un projecteur 7 destiné à éclairer violemment la bande dans la zone de la ligne de fusion. Ce projecteur peut par exemple avoir une puissance de l'ordre de 3.000 lumens. Alors que la lumière qui frappe la zone mate 2 de la bande 1 est absorbée, la lumière qui frappe la zone brillante 3 est dispersée par réflexion. Une caméra vidéo 8 est montée solidaire d'un écrou bloqué en rotation et mobile en translation sur une vis 9. La vis 9 est montée sur deux paliers 10, et peut être entral- née en rotation par un moto-réducteur électrique 11. Le moto-réducteur 11 est muni d'un codeur rotatif associé à un système de comptage numérique permettant à l'opérateur de situer exactement la position de la caméra. Cet emplacement peut par exemple être déterminé à un millimètre près. La caméra vidéo 8 est une caméra à système matriciel, comprenant un dispositif de matrice à photo-diodes au silicium explorant un champ de vue par l'intermédiaire d'un dispositif à lentille. La matrice peut par exemple être composée de 64 x 64 photo-diodes, ce qui donne 4.096 points d'image. En utilisant une caméra comportant une pluralité de lignes, il est en effet possible d'intégrer la surface brillante dans le cas où la ligne de fusion n'est pas rectiligne. La caméra comprend par ailleurs un pré-amplificateur vidéo intégré, et son système optique est du type connu dans les caméras à une ligne d'exploration. La caméra 8 est reliée à une unité de traitement 12 par deux connecteurs 13 dont un est du type coaxial pour le signal vidéo. L'unité de traitement 12 comporte une alimentation régulée, des circuits de commande de la caméra vidéo 8 et des circuits d'exploitation du signal vidéo fourni par la caméra 8. Le circuit de commande de la caméra élabore de façon connue les impulsions de ligne d'image, départ balayage X, départ balayage Y, et sélection de ligne. La sélection de ligne est une impulsion de synchronisation qui peut être sélectionnée par exemple au moyen de roues codeuses sur l'une quelconque des 64 lignes pour effectuer un examen détaillé du signal vidéo à l'oscilloscope. Le signal vidéo fourni à la sortie du préamplificateur de la caméra 8 est par exemple un signal compris dans la gamme de O à + 2 , correspondant aux nuances depuis le noir jusqu'au blanc de crête. Un circuit à seuil inclus dans l'unité de traitement 12 permet à partir de ce signal vidéo de fournir un signal de sortie numérique en logique 0-1 pour chaque bit correspondant à chaque diode. Un circuit de comptage permet ensuite de déterminer le nombre de diodes de la caméra 8 qui sont éclairées à partir de la zone brillante de la bande étamée 1. après avoir été mis sous forme analogique dans un circuit d'interface le signal ainsi obtenu est envoyé par un conducteur 14 à un galvanomètre gradué à cadran linéaire 15. I1 en résulte que la position sur le cadran du galvanomètre de l'aiguille 16 représente la position de la ligne de fusion 6. Par conséquent, on constate que la surface de la bande a inspecter est explorée par la caméra matricielle et est reproduite sur la grille des photo-diodes par l'intermédiaire du système optique de la caméra. Etant donné que les photodiodes sensibles sont positionnées avec une grande précision, et du fait que l'on connait l'agrandissement de l'objectif, le nombre de diodes non éclairées représentent la zone mate de la bande. Le signal numérique de sortie après comptage des diodes indique par conséquent la hauteur de la ligne de fusion et cette hauteur peut être obtenue avec une précision de l'ordre du centimètre. A partir de l'information lue sur le galvanomètre, l'opérateur peut agir sur les paramètres inducteurs ou sur la vitesse ligne pour optimiser au mieux la hauteur ligne de fusion. On peut également prévoir un bouclage des informations à l'aide d'un calculateur qui fixera les paramètres de l'induction. On constate que le système selon l'invention est très sensible pour la distinction dela zone mate et de la zone brillante. Par ailleurs la caméra vidéo et l'unité de traitement sont totalement immunisés vis-à-vis de l'important champ magné- tique environnant. Outre une très grande précision de mesure et une grande fiabilité dans le temps, il est par ailleurs possible d'ajuster les sensibilités aux différents cas de lignes pouvant se présenter sur des installations différentes. REVgNDICATIONS lq Dispositif pour détecter la ligne de fusion de l'étain dans une ligne d'étamage en continu, caractérisé par le fait qu'il comprend une caméra vidéo à système matriciel à au moins une ligne de photo-diodes, un circuit à seuil susceptible de déterminer si une photo-diode particulière est éclairée à partir d'une zone mate ou d'une zone brillante de la bande étamée, et un dispositif d'affichage apte à indiquer où est situee la limite dans la ligne de photodiodes entre les photo-diodes éclairées à partir de la zone mate et les photodiodes éclairées à partir de la zone brillante. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractéris- é par le fait qu'il comporte un circuit de comptage des photo-diodes pour compter le nombre de photo-diodes éclairées à partir de la zone brillante de la bande étamée. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'affichage est un galvanomètre à cadran linéaire. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la caméra vidéo est mobile en translation dans la direction longitudinale de la bande. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la caméra vidéo est montée solidaire de l'écrou d'un système vis-écrou dont la vis est susceptible d'être entraidée en rotation par un moto-réducteur muni de moyens d'indexage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un projecteur apte à éclairer la zone de fusion de l'étain de la bande étamée.