Brevet FR2683748A1 — publié le 19930521

La présente invention a pour objet un procédé de détection de la présence de demi-produits sidérurgiques sur une installation de laminage à chaud, notamment de billettes On sait qu'il est nécessaire de détecter le passage des billettes à la sortie de la première cage de laminage commune sur un train "multi-veines", c'est-àdire à plusieurs lignes, afin de pouvoir gérer correctement la répartition des billettes entre les différentes veines. Jusqu'à présent les billettes sortant de la première cage après le défournement peuvent être détectées par des dispositifs de plusieurs types - soit des palpeurs mécaniques articulés qui peuvent être par exemple des drapeaux frotteurs pivotant autour d'un axe horizontal, ou des roulettes etc. Ils peuvent parfois se bloquer par suite de la calamine recouvrant les billettes. De plus, l'espacement minimum entre deux billettes consécutives doit être adapté au temps de retour en position d'attente des palpeurs frotteurs après chaque passage de billette. De ce fait, il est courant de devoir imposer un intervalle de temps minimum d'environ 10 secondes entre la détection de deux billettes consécutives. - soit des systèmes sans contact, qui peuvent être soit optiques, soit acoustiques. Les systèmes optiques comprennent classiquement une caméra et des moyens de traitement numérique de l'image recueillie. Ils donnent généralement satisfaction, sauf en présence de brouillard ou de vapeur, ce qui est souvent le cas dans un laminoir à chaud. L'image à numériser souffre alors d'un manque de contraste. Les systèmes acoustiques fonctionnent par ultrasons. Ils sont particulièrement sensibles à la qualité de l'air et aux variations de température, et de ce fait sont mal adaptés à l'environnement perturbé d'une cage de laminoir. L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif de détection de la présence de billettes au début d'une installation de laminage, ne présentant pas ces inconvénients. Suivant le procédé visé par l'invention, on utilise l'effet thermo-électronique à la surface du demi-produit chaud pour générer un courant électrique dans un circuit électrique de détection, comprenant un capteur d'électrons placé en regard de la surface émettrice d'électrons que constitue la surface chaude du demi-produit, l'apparition de ce courant électrique prouvant la présence du demi-produit chaud. On sait en effet que toute matière métallique solide dégage dans son voisinage immédiat un "nuage" d'électrons dont l'importance dépend de sa température de surface. Ce phénomène, connu sous le nom d'effet Edison, est particulièrement bien marqué dans le cas des demi-produits sidérurgiques en début de laminage, qui sont classiquement portés à une température de l'ordre de 1000oC Ce nuage d'électrons peut être mis à profit pour générer un courant électrique, si les électrons sont attirés par un pôle positif placé à proximité de la surface émettrice d'électrons. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, appliqué à la détection de la présence de billettes à la sortie d'une cage de laminage à chaud, est un circuit détecteur comprenant un capteur d'électrons formé par une anode disposée sur la ligne de laminage à la sortie de la cage de laminage, en regard du chemin de passage des billettes dont la surface émettrice d'électrons constitue une cathode, un générateur de tension reliant l'anode à la cage de laminage ou à sa table de sortie, et des moyens de surveillance de l'existence d'un courant électrique dans ledit circuit représentatif de la présence d'une billette chaude à la sortie de la cage. L'anode est avantageusement constituée en tôle d'acier pliée et fixée au bout d'un bras réglable, cette tôle pouvant avoir soit un profil en U dimensionné pour chevaucher les billettes à détecter, soit être une plaque plane de longueur appropriée, ou toute autre forme adaptée. L'invention permet de détecter la présence de demi-produits chauds à distance, sans contact avec le demi-produit, donc sans mécanisme pouvant se dégrader comme les palpeurs mécaniques mentionnés précédemment. La détection des billettes est aussi rendue insensible aux perturbations de l'environnement (brouillard, qualité de l'air...). D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en élévation schématique partielle d'une installation de laminage de billettes dans une installation sidérurgique. La figure 2 est une vue en perspective simplifiée d'une forme de réalisation du dispositif de détection de billettes selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une billette et de l'anode de son circuit électrique de détection, cette anode étant conforme à la Fig.2. L'installation sidérurgique schématiquement représentée à la Fiv.1 comprend un four 1 d'où sortent des billettes 2 acheminées par un convoyeur jusqu'à un train multi-veines de laminage, dont seule la première cage commune 3 a été représentée. De façon connue en soi, les billettes 2 sont réparties entre les différentes veines du train de laminage à la sortie de la cage 3. Le dispositif de détection des billettes successives 2 à leur sortie de la première cage 3 du laminoir multi-veines comprend un circuit électrique de détection qui comporte un capteur d'électrons constitué par une anode 4, à profil en U dans l'exemple représenté, ce U étant renversé de manière à chevaucher la billette 2. L'anode 4 est reliée à un générateur 5 de tension (continue ou alternative) par une connexion 6 sur laquelle est placé un organe de mesure de l'intensité du courant, par exemple un ampèremètre 7. Le circuit électrique est complété par une connexion 8 reliant le pôle moins du générateur 5 à la cage 3 ou à sa table de sortie 9 supportant les billettes 2, la cage et la table étant électriquement reliées à la terre. L'anode 4, réalisée avantageusement en tôle d'acier pliée, peut être fixée au bout d'un bras réglable non représenté. Elle est dimensionnée de manière que ses branches latérales 4a et son fond 4b soient positionnés à une distance des faces en vis-à-vis de la billette 2, la plus faible possible compte tenu du débattement nécessaire au libre passage de la tête et de la queue de la billette. La face extérieure de l'anode 4 est capotée ou simplement recouverte d'un revêtement électroisolant, afin de ne laisser nue que sa surface en regard de la ligne de laminage. Cette anode 4, destinée à être exposée au rayonnement de produits à température élevée, est constituée d'un caisson pourvu de tubulures 10 et 11 d'entrée et de sortie d'eau pour y assurer une circulation interne d'eau de refroidissement. A titre indicatif non limitatif, on donnera l'exemple numérique suivant. Les billettes 2 réchauffées à près de 1100 C dans le four 1 se retrouvent à une température de surface de l'ordre de 10000C en aval de la première cage de laminage 3. Le générateur 5 produit une tension continue réglable entre 20 Volts et 60Volts, la tension la plus élevée étant bien entendu la plus favorable pour la sensibilité de la détection. Les cotes de la billette 2 sont les suivantes : hauteur H=92mm, largeur L=154mm, la tête et la queue de chaque billette étant inévitablement légèrement cintrées. La longueur de chaque côté de l'anode 4 est de 200mm, la hauteur h des côtés 4a est de 90mm et la largeur 1 du fond 4b, c'est-à-dire la distance entre les côtés verticaux 4a, est égale à 160mm. L'entrefer entre la billette 2 et les côtés verticaux 4a est égal à 2mm, et égal à 6mm entre la surface supérieure de la billette 2 et le fond 4b de l'anode 4. Le courant électrique détecté dans l'ampère- mètre 7 au passage d'une billette 2 dans l'anode 4, a une intensité de 20 micro-ampères. Outre les avantages techniques déjà mentionnés, l'invention permet de réduire l'intervalle de temps nécessaire à la détection d'une billette apres le passage de la précédente, et donc l'espacement minimum nécessaire entre deux billettes consécutives, et ce grâce à la quasi-instantanéité du temps de réponse de la détection. La forme en U de l'anode 4 améliore la détection en tête et en queue des billettes. L'invention est susceptible de recevoir diverses variantes d'exécution. Ainsi l'anode en "U" 4 peut être remplacée par une plaque plane, d'une longueur supé rieure à celle de l'anode 4, mais devant en tout état de cause être inférieure à l'intervalle entre deux billettes 2 consécutives. L'ampèremètre 7 peut être remplacé par tout autre moyen de surveillance plutôt que de mesure proprement dite par exemple un système électronique approprié, permettant de délivrer un signal zéro lorsqu'aucun courant de circule dans le circuit, et un signal 1 lorsqu'un courant est détecté (information binaire), ce système étant contrôlé par ordinateur. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de la présence de demiproduits sidérurgiques (2) sur un laminoir à chaud, caractérisé en ce qu'on utilise l'effet thermo-électronique à la surface du demi-produit chaud pour générer un courant électrique dans un circuit électrique de détection comprenant un capteur d'électrons (4) placé en regard de la surface émettrice d'électrons que constitue la surface chaude du demi-produit, l'apparition de ce courant électrique prouvant la présence du demi-produit chaud. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, appliqué à la détection de la présence de billettes (2) à la sortie d'une cage (3) de laminage à chaud, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de détection comportant un capteur d'électrons formé par une anode (4) disposée sur la ligne de laminage à la sortie de la cage de laminage en regard du chemin de passage des billettes dont la surface émettrice d'électrons constitue une cathode, un générateur (5) de tension reliant l'anode à la cage de laminage ou à sa table de sortie (9), et des moyens (7) de surveillance de l'existence d'un courant électrique dans ledit circuit représentatif de la présence d'une billette chaude à la sortie de la cage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anode (4) a un profil en U dimensionné pour chevaucher les billettes (2) à détecter. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anode est une plaque plane. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'anode a une longueur inférieure à l'intervalle entre deux billettes consécutives.