Brevet FR2680240A1 — publié le 19930212

La présente invention a pour objet un procédé de mesure en continu de l'épaisseur d'un film d'huile sur la surface d'une tôle en défilement dans une installation de laminage à froid, et plus particulièrement en entrée de four de recuit continu. On sait que la mesure de l'épaisseur du film d'huile présent sur la surface de la tôle durant son processus de recuit présente un très grand intérêt pour le pilotage du four. En effet, la température de la tôle à la sortie du four dépend de l'émissivité de la tôle elle-même liée à l'épaisseur du film d'huile. La connaissance de l'épaisseur du film d'huile à l'entrée du four permet alors d'agir sur le modèle de pilotage de ce four, en réglant les résistances de chauffage afin d'obtenir la température de sortie voulue. Or, jusqu'à présent cette mesure n'a été possible qu'en laboratoire) et de façon discontinue, de sorte que durant le processus de recuit, la température de sortie recherchée ne peut être obtenue avec précision. L'invention a donc pour but de proposer un procédé permettant de mesurer in situ et en continu l'épaisseur d'huile sur la surface de la tôle en défilement, et ce de façon simple et rapide, afin de permettre la correction immédiate sur les résistances de chauffage. Suivant l'invention, on détermine deux longueurs d'onde infrarouge dont l'une n'est pratiquement pas absorbée par l'huile et l'autre est absorbée par l'huile, on dirige sur la surface du film d'huile recouvrant la tôle un faisceau infrarouge contenant ces deux longueurs d'onde, suivant une incidence appropriée pour permettre sa réflexion sur un détecteur quantique, et on enregistre en fonction du temps les tensions analogiques délivrées par ce détecteur pour chacune des deux lon gueurs d'onde précitées, la différence entre ces deux tensions analogiques correspondant à une épaisseur du film d'huile lue sur une courbe d'étalonnage caractéristique d'un couple déterminé huile/tôle. L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réali sation non limitatif. La figure 1 est une vue en élévation schématique d'un dispositif de mesure en continu de l'épaisseur d'un film d'huile sur la surface d'une tôle, agencé pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 2 est un diagramme représentant les variations de la tension analogique en fonction du temps, délivrée par le dispositif de la Fig.1, pour deux longueurs d'onde infrarouge dont l'une est absorbée par l'huile et l'autre ne l'est pas. La figure 3 est un diagramme représentant trois courbes d'étalonnage pour des couples tôle-huile déterminés. Le dispositif représenté à la Fig.1 est destiné à la mise en oeuvre du procédé visé par l'invention, pour mesurer en continu l'épaisseur d'un film d'huile sur la surface d'une tôle (T) d'acier en défilement dans une installation de laminage à froid, et plus particulièrement dans un four de recuit continu (non représenté). Ce dispositif est monté sur un support non représenté au-dessus de la tôle T. I1 comprend une source émettrice 1 d'un faisceau infrarouge (F), une lentille biconvexe 2 recevant le faisceau F, un miroir plan 3 convenablement orienté et sur lequel est réfléchi le faisceau provenant de la lentille 2, des filtres interférentiels 4 et 5 placés sur le trajet du faisceau réfléchi par le miroir 3 et pouvant être déplacés, de manière connue en soi, par un moteur 6, une lentille biconvexe 7 recevant le faisceau réfléchi par le miroir 3 et qui a traversé l'un des deux filtres 4 et 5. Le dispositif comporte ensuite les éléments suivants : un miroir plan 8 qui réfléchit le faisceau convergent provenant de la lentille 7, un miroir parabolique 9 de dimension convenable, placé au-dessus du miroir 8, un détecteur quantique 11 positionné au foyer du miroir parabolique 9, au-dessus du miroir 8, et un enregistreur 12 relié au détecteur 11. Le faisceau infrarouge F provenant de la lentille 7 est réfléchi sur le miroir 8, puis sur la surface de la tôle T qui le renvoie, de part et d'autre du miroir 8, en deux faisceaux F1, F2 sur le miroir parabolique 9, qui le réfléchit et le concentre sur le détecteur 11. Ce détecteur à photons, d'un type connu en soi, compte des impulsions qu'il transforme en courant électrique reçu par ltenregistreur 12, qui fournit un enregistrement dans lequel une tension analogique est en ordonnées et le temps en abscisses. Pour mettre en oeuvre au moyen de ce système, le procédé conforme à l'invention, on opère de la manière suivante. Tout d'abord, on réalise l'étalonnage du dispositif comme suit. Pour un couple tôle T-huile détermi née, on choisit deux longueurs d'onde infrarouge > 1 et # 2, dont l'une par exemple # 1, est très peu absorbée ou pas absorbée par l'huile, et l'autre par exemple ) 2 est absorbée. Cette détermination s'effectue à l'aide d'un spectroradiomètre, qui mesure l'absorption en fonction de la longueur d'onde. Cette mesure doit être rapidement exécutée du fait du défilement de la tôle. Une fois cette sélection des longueurs d'onde infrarouge effectuée, on émet par la source 1 un fais ceau infrarouge F contenant ces deux longueurs d'onde et > 2. Ce faisceau traverse les divers éléments du dispositif décrit ci-dessus et est finalement regu dans le détecteur 11, dont les signaux électriques transmis à l'enregistreur 12 permettent l'obtention d'un graphique selon la Fig.2. La tension analogique V1 correspond à la longueur d'onde > 1 non absorbée ou très faiblement absorbée, et la tension V2 correspond au pic d'absorption de la longueur d'onde # 2. La différence V2-V1 = est proportionnelle à l'épaisseur e du film d'huile. En répétant cette mesure avec un certain nombre d'épaisseurs de film différentes, on peut obtenir une courbe d'étalonnage de l'épaisseur e en fonction ded V2-V1. Pour un couple tôle T - huile déterminé, on obtient alors une courbe d'étalonnage telle que C1, pour un autre couple une courbe C2, un troisième couple une courbe C3 etc. A partir d'un ensemble de courbes d'étalonnage appropriées, on comprend donc que la mesure de l'épaisseur du film d'huile sur la tôle en défilement T à l'en- trée du four de recuit, peut être exécutée de manière très rapide, ce qui permet d'agir en un temps très bref sur le réglage des résistances de chauffe du four, afin d'obtenir la température de sortie souhaitée. A chaque filtre 4, 5 correspond le filtrage d'une longueur d'onde déterminée, le filtre 4 autorisant par exemple le passage de la longueur d'onde non absorbée et le filtre 5 le passage de la longueur d'onde absorbée. A titre d'exemple numérique indicatif, pour un couple "tôle d'acier-huile type "Tinol", on peut choisir #1 = 3,38 m et #2 = 3,84 m. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure en continu de l'épaisseur (e) d'un film d'huile sur la surface d'une tôle (T) en défilement dans une chaîne de laminage à froid, caractérisé en ce qu'on on détermine deux longueurs d'onde infrarouge dont l'une ( > 1) n'est pratiquement pas absorbée par l'huile et l'autre ( > 2) est absorbée par I'huile, on dirige sur la surface du film d'huile recouvrant la tôle un faisceau infrarouge (F) contenant ces deux longueurs d'onde, suivant une incidence appropriée pour permettre sa réflexion sur un détecteur quantique (11), et on enregistre en fonction du temps les tensions analogiques (V) délivrées par ce détecteur pour chacune des deux longueurs d'onde précitées ( > î et # 2), la différence ( ) entre ces deux tensions analogiques correspondant à une épaisseur (e) du film d'huile lue sur une courbe d'étalonnage (Cl, C2 ou C3...) caractéristique d'un couple déterminé huile/tôle. 2. Procédé selon la revendications 1, caractérisé en ce qu'on dirige le faisceau infrarouge (F) à travers des filtres interférentiels (4, 5) sur un miroir plan (8) situé au-dessus de la tôle (T) en défilement, on reçoit le faisceau réfléchi sur un miroir parabolique (9) qui le concentre sur le détecteur quantique (11), dont les signaux électriques sont captés par un enregistreur (12).