(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に酸化物層を有する移動金属製品のレーザースケール除去方法であって、
−スケール除去のために使用されるレーザー（１３、１７）の波長と等しい波長を有する少なくとも第１のレーザー（６）、又は好ましくはそのような第１のレーザー（６）の群は、それぞれ、スケール除去されるべき製品の酸化表面で反射される光線（７）を送り、前記酸化表面で反射された光線（９）は、処理ユニット（１０）内に収集される情報を送るセンサー（８）によって遮られる；
−処理ユニット（１０）は、前記センサー（８）によって収集された情報から製品の表面による光線（７）の吸収を計算し、それから前記反射光線（９）の方向における金属製品の酸化表面の放射率を推定し、この放射率を処理ユニット（１０）内に予め記録された基準情報と相関させる；
−少なくとも１つの第２のレーザー（１３）、又は好ましくはそのような第２のレーザー（１３）の群は、それぞれ、製品の表面上に光線（１４）からパルスを送ってそれをスケール除去し、前記光線（１４）の前記パルスのスポットは、製品の表面上の光線（１４）のスポットを横方向に移動させる光学的及び／又は機械的走査、又はスポットをラインに変換する光学システムを用いて、スケール除去されるべき表面全体を覆い、前記第２のレーザーは、処理ユニット（１０）によって提供された情報を受け取る制御ユニット（１５）によって制御され、前記制御ユニット（１５）に予め記録された実験結果と比較して、製品の表面のスケール除去を得るために前記第２のレーザー（１３）に課されるべき動作パラメータを決定することを可能にする；
−また、製品のスケール除去された表面を検査するための手段は、スケール除去されていない又はスケール除去が不十分な領域の持続性を検出することにより、スケール除去の有効性を検証する；
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第２のレーザー（１３）の各パルスのスポットのフルエンスは、１〜２０Ｊ／ｃｍ２の間に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理ユニット（１０）に予め記録された情報は、製品の組成及びその表面の測定又は推定された粗さを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
スケール除去後及び表面検査前に、例えば吸引及び／又はブラッシングによって、スケール除去された酸化物を製品の表面から排出することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記製品の表面を検査した後、少なくとも前記第２のレーザー（１３）によるスケール除去が不十分であることを検査が示した領域において、製品の追加のスケール除去を実行することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記追加のスケール除去は、表面検査手段によって提供された情報に従って、少なくとも１つの第３のレーザー（１７）又はそのような第３のレーザー（１７）の群によって実行されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記追加のスケール除去の有効性を検証するために、光学的手段などの第２の検査手段（１９）を使用することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記追加のスケール除去、及び場合によっては第２の検査手段による不完全にスケール除去された領域の検出の後に、前記製品を少なくとも１つの化学的酸洗い浴（２２）又は電解酸洗い浴（２１）に送ることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記追加のスケール除去は、少なくとも１つの化学的酸洗い浴（２２）又は電解酸洗い浴（２１）を使用して行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記移動金属製品はストリップ又はシートであり、それは前記ストリップ又はシートの両面上でスケール除去されることを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
移動金属製品のレーザースケール除去のための装置であって、
−それぞれがスケール除去されるべき製品の酸化表面で反射される光線（７）を送る、スケール除去のために使用されるレーザー（１３、１７）の波長と等しい波長を有する少なくとも１つの第１のレーザー（６）、又は好ましくはそのような第１のレーザー（６）の群、及び、前記酸化表面で反射された光線（９）を遮り、かつ処理ユニット（１０）内に収集される情報を送るセンサー（８）；
−前記センサー（８）によって収集された情報から製品の表面による光線（７）の吸収を計算し、前記金属製品の酸化表面の放射率を推定し、この放射率を処理ユニット（１０）内に予め記録された基準情報と相関させる、処理ユニット（１０）；
−それぞれが製品の表面上に光線（１４）を送ってそれをスケール除去し、前記光線（１４）のスポットは、製品の表面上の光線（１４）のスポットを横方向に移動させる光学的及び／又は機械的走査システム、又はスポットをラインに変換する光学システムを用いて、スケール除去されるべき表面全体を覆うことができる、少なくとも１つの第２のレーザー（１３）、又は好ましくはそのような第２のレーザー（１３）の群、及び、前記第２のレーザーを制御して処理ユニット（１０）によって提供された情報を受け取る制御ユニット（１５）であって、制御ユニット（１５）に予め記録された実験結果と比較して、製品の表面のスケール除去を得るために前記第２のレーザー（１３）に課されるべき動作パラメータを決定することを可能にし、それらに前記動作パラメータを課すことによって前記第２のレーザー（１３）を制御する、制御ユニット（１５）；
−及び、スケール除去されていない又はスケール除去が不十分な領域の持続性を検出することによりスケール除去の有効性を検証する、製品のスケール除去された表面を検査するための手段；
を含むことを特徴とする、レーザースケール除去装置。
【請求項１２】
製品のスケール除去された表面を検査するための前記手段は、光学的手段（１６）であり得ることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１３】
例えば吸引及び／又はブラッシングによって製品の表面からスケール除去された酸化物を排出するための手段を含むことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１４】
製品のスケール除去された表面を検査するための前記手段の下流に配置された、追加のスケール除去を実行するための手段を含むことを特徴とする、請求項１１〜１３の何れか１項に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１５】
追加のスケール除去を実行するための前記手段は、表面を検査するための前記手段によって提供された情報に従って動作する、少なくとも１つの第３のレーザー（１７）又はそのような第３のレーザー（１７）の群を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１６】
追加のスケール除去を実行するための前記手段は、少なくとも１つの化学的酸洗い浴（２２）又は電解酸洗い浴（２１）を含むことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１７】
前記レーザースケール除去装置の前に配置された炉（５）も含む連続処理ライン上に配置されることを特徴とする、請求項１１〜１６の何れか１項に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１８】
前記連続処理ラインは、金属製品用の圧延装置を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項１９】
移動ストリップ（３）又はシートからなる前記金属製品の両面を処理するために、前記製品の両側に少なくとも１つの第１のレーザー（６）、少なくとも１つの第２のレーザー（１３）、及び前記製品の各表面を検査するための手段を含むことを特徴とする、請求項１１〜１８の何れか１項に記載のレーザースケール除去装置。
【請求項２０】
バー、チューブ又はワイヤからなる前記金属製品の表面全体を処理するために、前記金属製品の周辺部付近に分配された、一群の第１のレーザー（６）、一群の第２のレーザー（１３）、及び前記製品の表面全体を検査するための手段を含むことを特徴とする、請求項１１〜１８の何れか１項に記載のレーザースケール除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に鋼から作られた金属製品をその成分の一部に対する酸化雰囲気に暴露した後、例えば熱処理炉に留めた後の、それを覆う酸化物層の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
文脈の続きにおいて、本発明の好ましい例示的用途は、静止中又は動作中の、熱間又は冷間圧延もしくは成形された、全てのカテゴリー（オーステナイト、フェライト、オーステナイト−フェライトなど）のステンレス鋼ストリップ及びシートの分野にある。しかしながら、これは全く限定的なものではなく、本発明はステンレス鋼ストリップ及びシートで遭遇するものと同様の技術的問題が生じる他の金属、特に様々な種類の炭素鋼、及び特定の合金、特に鉄合金に適用され得ることを理解しなければならない。本発明はまた、ストリップ及びシート以外の製品、例えば、当業者にとって明らかであろう記載された装置を適合させた溶接を伴う又は伴わないワイヤ及びチューブに適用することもできる。
【０００３】
ステンレス鋼シート及びストリップが空気などの酸化雰囲気と接触してそれらの表面上に高温で形成される望ましくない酸化物の層をもたらす処理を受けることは、典型的である。これらの酸化物は、卑金属の組成及びそれらの形成条件に基づいて実質的に変化する組成を有する。最も典型的には、その中では、元素Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＳｉの酸化物が優勢である。
【０００４】
この形成をもたらす処理は、典型的かつ非限定的には、熱間圧延されて熱間圧延後に戸外に留まる前に半製品（インゴット、スラブ、ブルーム、ビレット）が受ける再加熱操作であり、アニーリング操作が完全に不活性又は還元的ではない雰囲気中で行われる場合、その冷間圧延サイクルの前及び／又は最中及び／又は後に、ストリップ又はシートにおいて数百度での様々なアニーリング操作を受ける（後者は１段階又は数段階で行われ、そのうちの幾つかは中間アニーリングによって分離され得る）。これらの望ましくない酸化物はもちろん、シート又はストリップが使用可能な製品、又はそれを使用可能な製品にする最終成形操作を受ける準備が出来ている半製品になる前に、除去されなければならない。これらの酸化物を最初の冷間圧延ステップの前に除去して、それらが圧延中に半製品の表面にはめ込まれて劣った表面状態をもたらすのを防ぐこともまた、しばしば重要である。
【０００５】
ここで述べた望ましくない酸化物層は、ステンレス鋼の表面に空気中及び周囲温度で自然に形成されてそれらを酸化から保護する微細なＣｒ酸化物ベースの層（「不動態層」と呼ばれる）ではないことを理解しなければならない。問題をもたらし除去が望まれる酸化物層は、ストリップが酸化雰囲気中で高温に留まるときに形成されるものである。一旦この層が除去されると、ステンレス鋼の表面は裸になり、Ｃｒ酸化物の不動態保護層が再び迅速にかつ自発的に形成され、典型的な使用条件下で再び鋼をステンレスにすることができる。
【０００６】
ショットピーニング（硬質ビーズの処理すべき面への投射）及び／又はスケールブレーカー（屈曲、圧縮及び牽引で影響を与える、ローラー対の間のストリップの通過）による機械的スケール除去の使用は、例えばブラッシングにより、酸化物の大部分を容易に亀裂させて除去することを可能にするが、それら全てを除去するには不十分であり得る。ショットピーニングはまた、表面の粗さを増大させるという欠点を有し、ここで、シート又はストリップが続いて受ける操作は、これが望まれないときに必ずしもそれを改質することを可能にしない。
【０００７】
最も伝統的には、望ましくない酸化物層は、化学的又は電解酸洗い（ｐｉｃｋｌｉｎｇ）方法、又は一連のそのような酸洗い操作を使用して除去される。
【０００８】
化学的酸洗いは、１つ又は幾つかのフッ酸、塩酸、硫酸又は硝酸浴中で行われる。電解酸洗いは典型的には、硫酸ナトリウム浴又は酸浴（硝酸又は硫酸）中で行われる。
【０００９】
これらのスケール除去操作は、規格に従って典型的に様々なカテゴリーに分類される表面仕上げを有するストリップ又はシートを得ることにつながる：
−熱間圧延、アニーリング及びスケール除去、一般に化学的酸洗いを受け、機械的スケール除去（スケールブレーカー、ショットピーニング）もまた、一般に、化学的酸洗いの上流で使用される製品に対する、１Ｄ仕上げ；
−アニーリング、一般に電解及び化学的酸洗い並びにスキンパス（スキンパス圧延機では、ストリップの平坦度が改善され、その粗さが減少され、原理的に約数％の製品の低い厚さ減少率を有する）を受けた製品に対する、２Ｂ仕上げ；
−アニーリング、酸洗いを受け、スキンパスを受けていない冷間圧延製品に対する、２Ｄ仕上げ；
−アニーリング、ショットピーニング、酸洗いを受け、スキンパスを受けていない冷間圧延製品に対する、２Ｅ仕上げ。
【００１０】
化学的酸洗いは、望ましくない酸化物を除去するための最も根本的な方法である。しかしながら、それは多くの欠点を有する。
【００１１】
それは大量の酸を消費し、また、後続の再使用のためにその一部を回収できる可能性は非常に低い。
【００１２】
その実行に必要なインフラストラクチャー、すなわち連続的な酸洗い浴などは、高価で面倒である。約２００ｍの長さを有するストリップを動かすための化学的酸洗い装置に遭遇することは珍しくない。
【００１３】
これらの装置は危険な製品、特にフッ酸を使用する。それらの液体及び固体汚染廃棄物（酸洗い液と混合された酸化物を含むスラッジ）は、厳格な規制に従って貯蔵及び後処理されなければならず、その厳しさは将来増大するのみであり、それは費用がかかる。加熱された酸浴はまた、中和されなければならない酸性煙霧を放出する。硝酸もまた、捕捉及び処理されなければならないＮＯｘ放出源である。
【００１４】
電解酸洗い方法もまた使用され、ストリップ又はシートを一般には硫酸ナトリウムの塩基、あるいは硝酸又は硫酸を有する浴中に浸している間に行われるが、それらもまた、使用後に後処理しなければならない。電解酸洗いは、比較的大量の電気を使用するかなり高価な装置を必要とする。それは、化学的酸洗いだけが使用される場合よりも軽い酸を用いた化学的酸洗いによって完了することができるが、それは、上に述べたものと同じ種類の欠点を有する。電解酸洗いもまた、貯蔵し次いで後処理しなければならないスラッジを生成する。使用された浴もまた、後処理しなければならない。スラッジ及び浴の後処理は、酸浴を用いた化学的酸洗いの場合よりも安価で、危険ではなく、そして複雑ではないが、それにもかかわらず、この方法の使用の際には非常に重要な制約も構成する。
【００１５】
最後に、酸洗い液中の溶液中の六価クロムの存在は、スタッフ及び環境に対して大きな健康上のリスクを提示する：液体中のその含有量レベル及びスタッフの暴露は、測定及び監視される。
【００１６】
従って、少なくとも場合によっては、金属製品の化学的又は電解酸洗いを、レーザーを使用する方法で置き換えることの可能性が検討されてきた。古典的な作品である非特許文献１には、特に芸術作品及び建物の（特に第２章「表面からの汚染物質のレーザークリーニングに関する実験的研究の概要」）、従って比較的小さいサイズの定置サービスに対するクリーニング作業のためのそのような可能性について記述されている。レーザー放射は、洗浄されるべき表面上に投射され、酸化物層を剥離させる。
【００１７】
このようにして、酸及び／又は硫酸塩の使用を回避することができ、そして、行われるべき汚染スラッジ及び液体の有害な後処理は存在しない。例えば吸引によって剥離された酸化物を集めることだけが必要であり、そして、好ましくは乾式法を用いてそれらを後処理して、それらが含有する金属を回収しかつそれらを利用することができる。作業場の環境の安全性は、より良く保障される。レーザーを使用して表面をクリーニングするための全作業はまた、レーザーを作動させる電気代が特に電解スケール除去に対して必要とされる電気代と比較してそれほど高くないことを特に考えると、湿式法（化学的及び／又は電解）よりも全体的なエネルギー収支も優れている。この装置は、幾つかの連続した浴を含む酸洗い装置よりも著しくコンパクトであり得、その結果、装置の建造中の土木工学作業の費用に関して明らかな利点をもたらす。パルスファイバーレーザーが使用される場合、非常に短時間で、高周波数でかなりの自律性を有して大量のエネルギーを送ることができ、これらのレーザーの寿命は、特別な維持なしで数年に達することができる。
【００１８】
しかしながら、ＣＯ２、エキシマ又はＮｄ：ＹＡＧレーザーと組み合わされた既存の技術の使用は、電流ラインの高い移動速度を考慮すると、重いメンテナンス、連続的であるか又は過度に長いパルスを使用するレーザーの動作モード、及び使用されるレーザーの数による過度の動作コストにより、工業用フォーマットを有する移動ストリップ又はシート上で最適な結果を得ることができない。さらに、提供される解決策は、ストリップの幅及び長さに沿って均一な表面状態を仮定した解決策であり（特許文献１参照）、そしてほとんどの場合、固定の移動速度である。同じストリップ上で、移動速度が特定の理由で変化すると、機械の慣性力、そして主に炉の慣性力により、酸化物層の（厚さ及び／又は性質の）変化が生じる。除去されるべき酸化物層の性質及び厚さが前もって知られていると考えられたとしても、それらは次いで変更され、速度に基づくパルスの周波数又はエネルギーの適合は、（一般的にはそうではないが）酸化物層が変化しない場合にのみ働く。最後に、ライン速度はここで、約１００〜１５０ｍ／分に達する。この速度で移動している幅２ｍのストリップのスケール除去が望まれる場合、表面を走査する電流スキャナはそれらのモーターの速度によって制限され、それは、シートの幅において数百列のレーザーを含む非常に小さい距離上の走査を回避するために必要であろう速度よりもかなり低い。例えば、一辺が０．１２０ｍｍのスポット測定を有するＮｄ：ＹＡＧ  １０６４ｍｍ、１ｍＪのレーザーでは、スケール除去中に処理領域全体が少なくとも１つのレーザーパルスによって接触されることが望まれる場合、ストリップが０．１２０ｍｍ移動したときにスキャナはその開始点に戻らなければならず、装置はそして、何百ものレーザーを含まなければならないだろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０，９２７，５９５号明細書
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｂｏｒｉｓ  Ｌｕｋ’ｙａｎｃｈｕｋ著、「レーザークリーニング（Ｌａｓｅｒ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ）」、２００２年１２月、ＩＳＢＮ：９７８−９８１−０２−４９４１−０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、特に、溶接を伴う又は伴わない熱間又は冷間圧延シート、バー、ワイヤ、又はチューブのコイルからの移動ストリップの形態の、金属製品用のスケール除去装置を提案することであり、工業規模でのこれらの金属製品のレーザースケール除去の可能性を最も良く利用することを可能にする。この装置は、様々な速度でレーザースケール除去装置内を移動可能である鋼から作られた製品を、様々な組成、様々な酸化状態、様々なフォーマット及び厚さ（ストリップ及びシート用）で処理することを可能にしながら、可能な限り多目的に使用できなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
その目的のために、本発明は、その表面に酸化物層を有する移動金属製品のレーザースケール除去方法に関し、前記方法はレーザースケール除去を使用し、
−スケール除去のために使用されるレーザーの波長と等しい波長を有する少なくとも第１のレーザー、又は好ましくはそのような第１のレーザーの群は、それぞれ、スケール除去されるべき製品の酸化表面で反射される光線を送り、前記酸化表面で反射された光線は、処理ユニット内に収集される情報を送るセンサーによって遮られる；
−処理ユニットは、センサーによって収集された情報から製品の表面による光線の吸収を計算し、それから前記反射光線の方向における金属製品の酸化表面の放射率を推定し、この放射率を処理ユニット内に予め記録された基準情報と相関させる；
−少なくとも１つの第２のレーザー、又は好ましくはそのような第２のレーザーの群は、それぞれ、製品の表面上に光線からパルスを送ってそれをスケール除去し、前記光線の前記パルスのスポットは、製品の表面上の光線のスポットを横方向に移動させる光学的及び／又は機械的走査、又はスポットをラインに変換する光学システムを用いて、スケール除去されるべき表面全体を覆い、前記第２のレーザーは、処理ユニットによって提供された情報を受け取る制御ユニットによって制御され、制御ユニットに予め記録された実験結果と比較して、製品の表面のスケール除去を得るために前記第２のレーザーに課されるべき動作パラメータを決定することを可能にする；
−また、製品のスケール除去された表面を検査するための手段は、スケール除去されていない又はスケール除去が不十分な領域の持続性を検出することにより、スケール除去の有効性を検証する；
ことを特徴とする。
【００２３】
前記少なくとも１つの第２のレーザーの各パルスのスポットのフルエンスは、１〜２０Ｊ／ｃｍ２の間に含まれることができる。
【００２４】
処理ユニットに予め記録された情報は、製品の組成及びその表面の測定又は推定された粗さを含んでもよい。
【００２５】
スケール除去後及び表面検査前に、例えば吸引及び／又はブラッシングによって、スケール除去された酸化物を製品の表面から排出することができる。
【００２６】
製品の表面を検査した後、少なくとも第２のレーザーによるスケール除去が不十分であることを検査が示した領域において、製品の追加のスケール除去を実行することができる。
【００２７】
前記追加のスケール除去は、前記表面検査手段によって提供された情報に従って、少なくとも１つの第３のレーザー又はそのような第３のレーザーの群によって実行されてもよい。
【００２８】
光学的手段などの第２の検査手段によって、前記追加のスケール除去の有効性を検証することができる。
【００２９】
追加のスケール除去、及び場合によっては第２の検査手段による不完全にスケール除去された領域の検出の後に、製品を少なくとも１つの化学的又は電解酸洗い浴に送ることができる。
【００３０】
前記追加のスケール除去はまた、少なくとも１つの化学的又は電解酸洗い浴を使用して行うこともできる。
【００３１】
前記移動金属製品はストリップ又はシートとすることができ、それは前記ストリップ又はシートの両面上でスケール除去される。
【００３２】
本発明はまた、移動金属製品のレーザースケール除去のための装置に関し、
−それぞれがスケール除去されるべき製品の酸化表面で反射される光線を送る、スケール除去のために使用されるレーザーの波長と等しい波長を有する少なくとも１つの第１のレーザー、又は好ましくはそのような第１のレーザーの群、及び、前記酸化表面で反射された光線を遮り、かつ処理ユニット内に収集される情報を送るセンサー；
−センサーによって収集された情報から製品の表面による光線の吸収を計算し、金属製品の酸化表面の放射率を推定し、この放射率を処理ユニット内に予め記録された基準情報と相関させる、処理ユニット；
−それぞれが製品の表面上に光線からパルスを送ってそれをスケール除去し、前記光線の前記パルスのスポットは、製品の表面上の光線のスポットを横方向に移動させる光学的及び／又は機械的走査システム、又はスポットをラインに変換する光学システムを用いて、スケール除去されるべき表面全体を覆うことができる、少なくとも１つの第２のレーザー、又は好ましくはそのような第２のレーザーの群、及び、前記第２のレーザーを制御して処理ユニットによって提供された情報を受け取る制御ユニットであって、制御ユニットに予め記録された実験結果と比較して、製品の表面のスケール除去を得るために前記第２のレーザーに課されるべき動作パラメータを決定することを可能にし、それらに前記動作パラメータを課すことによって前記第２のレーザーを制御する、制御ユニット；
−及び、スケール除去されていない又はスケール除去が不十分な領域の持続性を検出することによりスケール除去の有効性を検証する、製品のスケール除去された表面を検査するための手段；
を含むことを特徴とする。
【００３３】
製品のスケール除去された表面を検査するための前記手段は、光学的手段であり得る。
【００３４】
前記装置は、例えば吸引及び／又はブラッシングによって、製品の表面からスケール除去された酸化物を排出するための手段を含んでもよい。
【００３５】
それは、製品のスケール除去された表面を検査するための前記手段の下流に配置された、追加のスケール除去を実行するための手段を含んでもよい。
【００３６】
追加のスケール除去を実行するための前記手段は、表面を検査するための前記手段によって提供された情報に従って動作する、少なくとも１つの第３のレーザー又はそのような第３のレーザーの群を含む。
【００３７】
追加のスケール除去を実行するための前記手段は、少なくとも１つの化学的又は電解酸洗い浴を含んでもよい。
【００３８】
レーザースケール除去装置は、その前に配置された炉も含む連続処理ライン上に配置されてもよい。
【００３９】
前記連続ラインは、金属製品用の圧延装置を含むことができる。
【００４０】
移動ストリップ又はシートからなる前記金属製品の両面を処理するために、装置は、前記製品の両側に少なくとも１つの第１のレーザー、少なくとも１つの第２のレーザー、及び前記製品の各表面を検査するための手段を含んでもよい。
【００４１】
バー、チューブ又はワイヤからなる前記金属製品の表面全体を処理するために、装置は、前記金属製品の周辺部付近に分配された、一群の第１のレーザー、一群の第２のレーザー、及び前記製品の表面全体を検査するための手段を含んでもよい。
【００４２】
理解されるように、本発明は、汎用装置を使用して任意のフォーマットを有する金属製品のレーザースケール除去を実行すること、スケール除去の有効性を検査するための複数の機器を提供すること、及びスケール除去処理自体の実行中に後者を最適化することを可能にすることからなる。
【００４３】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことで、より良く理解されるであろう。添付の図面は、可能な代替実施形態と共に、移動金属ストリップのレーザースケール除去のための本発明による装置の一例の概略側面図を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】移動金属ストリップのレーザースケール除去のための本発明による装置の一例の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
実施例によって詳細に説明及び図示されるレーザースケール除去装置は、連続ライン上で冷間圧延及びアニーリングを受けたばかりである移動冷間圧延ステンレス鋼ストリップの処理に言及し、また、このスケール除去機能の少なくとも大部分を実行する本発明によるレーザースケール除去装置はまた、この連続ライン内に組み込まれ、このタイプの連続ラインで典型的に使用される電解及び／又は化学的酸洗い装置（そのような連続ラインの例は特に、欧州特許出願公開第０，５０９，１７７号明細書及び欧州特許出願公開第０，６９５，８０８号明細書で見ることができる）を置き換えている。
【００４６】
当然のことながら、記載される本発明によるレーザースケール除去装置はまた、記載されるよりも多い又は少ない数の装置を含む連続処理ライン内に組み込んでもよく、又は、このスケール除去専用の別の装置に供してもよい。
【００４７】
さらに、主要な冶金学的役割を果たさず、何れにしても本発明によって行われるレーザースケール除去を実行することにそれ自体関与しないそのようなライン上に通常存在する装置は、示されていない。実施例は特に、ストリップを動かすためのピンチロールと、ストリップのそれぞれが異なる移動速度を必要とする可能性がある幾つかの装置間の「バッファー」として働くストリップアキュムレータと、を含む。
【００４８】
図示された連続ラインは最初に、典型的には約数ｍｍである厚さ及び典型的には２ｍに達することがある幅を有する熱間圧延ステンレス鋼のストリップ３のコイル２用の巻き出し装置１を含む。このストリップ３は、典型的には１５０ｍ／分に達する速度で移動させられ、通常、図示されていない任意の化学的及び／又は機械的手段によって、あるいは記載されるような本発明による手段を用いるレーザーによってスケール除去された後、それは冷間圧延機４に入り、冷間圧延ストリップを得るためにその厚さが典型的には約０．２〜１５ｍｍの値に減少される。
【００４９】
冷間圧延ストリップ３は次いでアニーリング炉５に入り、そこでアニーリングの冶金学的目的に応じて数百℃の温度にされる。このアニーリングが（意図的に又は偶然に）無視できない量の酸素などの酸化性ガスの存在下で行われると、ストリップ３の表面上において望ましくない酸化物層が形成され、ストリップ３上でのその組成、厚さ及び付着性は、ストリップ３の組成、炉５の雰囲気の組成、炉５内の温度、炉５内でのストリップ３の滞留時間に特に依存する。その全てが容易に制御できるわけではなく、何れにしても行われる正確な処理（特にストリップ３の組成及びアニーリング条件）に応じて実質的に変化する可能性があるこれらの多くのパラメータを考慮に入れると、この酸化物層にストリップ３のスケール除去条件の容易な標準化を可能にし得る正確な体系的特徴を割り当てることは不可能である。これはまた、湿式スケール除去方法、特に化学的方法の欠点の１つでもあり、浴の組成を、低コストでストリップ３を十分にスケール除去するために実際に必要な組成に容易に適合させることはできない。
【００５０】
本発明によれば、ライン上及びストリップ３の各面上に配置されたアニーリング炉５の後に、スケール除去のために使用されるレーザー（例えば、１０６４ｎｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザー）の波長と等しい波長を有する第１の列のレーザー６があり、そのうちのストリップ３上の光線７のスポットは、可能な限り重ならずに、ストリップ３の幅全体を理想的に覆うことができる。これらのスポットの位置は、スケール除去を実行するレーザー１３に対して説明されるものと同様の表面を走査するためのシステムを使用して任意に変えることができ、その結果、第１のレーザー６のスポットは、過剰な数の第１のレーザー６を必要とすることなしに、ストリップの表面の全部又は大部分を覆う。この第１の列のレーザー６は、一連のセンサー８と関連しており、その上には、ストリップ３の酸化表面上での光線７の反射から来る光線９が戻される。第１のレーザー６は従って、センサー８を使用して正しい反射角を用いた情報を取り戻すために、既知の入射角で配置されなければならない。従来の方法でプログラムされた信号の適切な処理ユニット１０を使用して、各センサー８によって受け取られた光線９の強度を、処理されたストリップ３と同じ組成及び同じ粗さを有するであろう標準的な方法で除去及び酸化されたストリップに対する前記処理手段１０に予め記録された前記反射角に応じた基準強度と比較する。これにより、この所与の波長に対するかつ考慮される方向におけるストリップ３の表面の分光放射率を関連のある領域において決定することができ、それは、第１のレーザー６のそれぞれから来る光線７の吸収度に相関する。
【００５１】
第１のレーザー６の目的は、ストリップの幅に沿ってかつ移動ストリップの長さに沿ってスケール除去するために必要な実際のエネルギーを決定することである。実際に、ラインの上流側での動作パラメータの計画的又は経験的な変動、例えば、ライン上でのストリップの減速、加速、あるいは炉５内又はその前で発生したストリップ３の幅にわたる不均一な汚染により、スケール除去されるべきストリップ３の長さ及び／又は幅にわたって不均一な酸化物層を得ることが可能である。第１のレーザー６及び対応するセンサー８は、この不均一性を定量化することを可能にする。
【００５２】
第１のレーザー６の波長がスケール除去レーザーの波長と同じであるという事実は、ストリップ３を覆う酸化物による第１のレーザー６からの光線の吸収がスケール除去レーザーの場合と同じになること、及びスケール除去レーザー調整が従って、第１のレーザー６及びセンサー８によって得られたデータに直接基づいてもよいこと、を保証することを可能にする。
【００５３】
第１のレーザー６の吸収の信頼できる測定値を得るためには、ストリップ３は、第１のレーザー６及びセンサー８に対して一定の距離を保たなければならない、すなわち、ストリップ３は、振動してはならず、かつ一定の高さに留まらなければならない。これは、Ｓ字型ブロックを使用してストリップ３に実質的に十分な牽引力を加えることによって、又は、ストリップ３の下に支持ロール２４を配置してその高さが第１のレーザー６の下に固定されたままであることを保証することによって行われ得る。
【００５４】
簡略化のために、図１は、ストリップ３の上面にのみ、第１のレーザー６、それらのセンサー８及びそれらに関連する支持ロール２４を示している。しかしながら、他のレーザー及びそれらに関連するセンサーももちろん、ストリップ３の下面に存在する。同様に、ロール２４に匹敵する支持ロールをストリップ３の上面と接触させて配置して、ストリップ３がその下面を検査するレーザーに対して確実に一定の距離を保つことを保証してもよい。
【００５５】
ストリップ３が移動している場合にストリップ３の実際の粗さを測定することは困難であるため、この粗さが冷間ローラー４の作業シリンダー１１、１２の粗さと同じであるという仮説を採用することが可能であるが、それは原理的には、これらのシリンダー１１、１２が定期的に検査され、必要に応じて表面が付け替えられ、その結果、それらが実際に圧延中にストリップ３の表面に過度の又は制御されていない粗さを与えないようにするという事実により知られている。通常、シリンダーの粗さはそれらの使用中に同様に展開するため、作業シリンダー１１、１２のうちの１つのみについてこの粗さを評価することで十分であることが多いが、先験的にシリンダー１１、１２の粗さが同じであると仮定しないことを選択し、それらの両方を別々に評価することも可能である。熱間圧延の場合、粗さはまた、これらの製品又は類似の製品についてのスケール除去ラインの外側で予め行われた測定と比較して検査されてもよい。
【００５６】
処理されるべき製品がコイル２から巻き出された移動ストリップ３とは異なる場合（例えば、それが既に切断及び圧延されたシートを伴う場合）、かつ、それがアニーリング炉５に入る前にその実際の粗さを評価することが可能である場合、処理されるべき酸化製品の放射率の測定は、この実際の粗さに基づくことができることに留意すべきである。
【００５７】
次に、ストリップ３は、それぞれがストリップ３の表面に光線１４を送る第２の列のレーザー１３（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザー、１０６４ｎｍ）の前を移動する。
【００５８】
これらの第２の列のレーザー１３は、厳密に言えば、スケール除去に対して実際に責任を有するものである。それらはストリップ３の横方向上の位置を占め、それらの各々が第１の列のレーザー６の１つを最適に実質的に横切るようにする。それらは、それらの様々な動作パラメータが何に基づくべきかを決定する制御ユニット１５によって制御される：
−第１のレーザー６、センサー８、及びそれらが提供し、かつ第２の列のレーザー１３の制御ユニット１５に送られる情報の処理ユニット１０によって取得された、ストリップ３の表面の放射率測定の結果； 
−及び、処理されるべきストリップ３のものと同一又はそれに近い組成、粗さ及び放射率を有する基準サンプルに対して予め行われた較正から、ストリップの満足できるスケール除去を達成するために、特にストリップ３の到達可能な領域で測定された放射率に基づいて、スケール除去レーザー１３のそれぞれの動作に対して最も適切なパラメータが何であるのかを決定することを可能にする、制御ユニット１５に予め記憶された実験結果。
【００５９】
もちろん、処理ユニット１０及び制御ユニット１５は、両方のユニット１０、１５自体の全ての機能を実行することができる単一の装置に一緒にまとめることができる。
【００６０】
レーザー６及びセンサー８の場合と同様に、ストリップ３は、レーザー１３の下を通過する間、一定の高さを保持しなければならず、従来の支持体２４に匹敵する支持体ロール２５、又は任意の他の機能的に同等の装置を、そのために使用することができる。
【００６１】
さらに、前記下面を検査する図示されていないレーザー６によって提供された情報に基づいてストリップ３の下面をスケール除去するために、図示されていない他のレーザー１３及び任意の関連する支持ロールが設けられる。
【００６２】
レーザー１３自体又は列内の他のレーザー１３によって放射された前のパルスの間に投射された酸化物粒子による入射ビームの乱れを最小化するために、レーザー１３をそれぞれ、シートに対して非垂直に配置することができる。
【００６３】
ストリップ３の表面全体を処理するのに必要なレーザー１３の数は、各レーザー１３が光学的又は機械的又は両方の原理を組み合わせた超高速走査システムを有し、それにより光線１４のスポットの横方向移動が得られ、その結果、ストリップ３の幅全体を覆う連続ラインを形成するためにスポットが並置され、スポットの重なり合う領域に過剰な量のエネルギーを送る危険性がないように、スポットの重なりは好ましくはゼロであるか又は最小化されている、との事実によって最小化されている。
【００６４】
同様に考慮に入れなければならない動作パラメータは、ストリップ３の移動速度であり、これはパルスの周波数及び／又はレーザー１３の走査速度を決定するであろう。移動速度が速くなるにつれて、ストリップ３の表面の幅の所与の部分が他の部分と適切にかつ実質的に同一に関連するレーザー１３によって処理されることを確実にするために、パルスの周波数及び／又は走査速度を高くしなければならない。移動速度に関係なく、幅の各ストリップ部分は処理されていなければならず、制御ユニット１５によって与えられた必要なエネルギー密度を受け取っていなければならない。このエネルギー密度は、ストリップ３の表面の最適な重なりを得るのに必要な走査速度を考慮に入れながら、パルスの数、パルス当たりのエネルギー、パルスの周波数に依存するだろう。
【００６５】
本発明に従って行われるレーザースケール除去の使用は、特に、スケール除去パラメータが動作中に最適ではないことが観察された場合に処理中に容易に調整できることを考えると、スケール除去装置に大きな汎用性を与える。これは、例えば、光線の焦点を調整するための従来のシステムによって改質することができる各第２のレーザー１３のスポットの表面の場合である。
【００６６】
本発明の１つの可能な単純化は、ストリップ３の表面の酸化が、所与の第１のレーザー６を囲む広い領域において、あるいはレーザー６が１つしかない場合にはストリップ３の幅全体にわたって同一であると仮定すると、等しい数の第２のレーザー１３が対応する第１のレーザー６の列を位置決めする代わりに、より少数の第１のレーザー６、あるいは単一の第１のレーザー６が使用されることである。そして、第２のレーザー１３の群、あるいはレーザー６が１つしかない場合には第２のレーザー１３の全ては、同一のパラメータで動作するようにされる。
【００６７】
第２のレーザー１３の近くには、例えば容器に向かって吸引又はブラッシングすることによってストリップ３の表面から剥がれた酸化物、並びに処理中に（金属粒子、酸化物又は有機材料の気化によって）発生され得る煙霧を放出し、好ましくは収集するための手段（図示せず）が配置される。このようにして、これらの酸化物の最大量を容易に回収し、それらが周囲雰囲気中に拡散してそれを汚染するのを防ぎ、かつそれらが含む金属を回収するためにその大部分を収集する可能性を有する、可能性が存在する。さらに、この操作により、レーザー１３によってストリップ３の表面から（特に、酸化物を剥ぐ手助けをするために重力に頼ることができないストリップ３の上面上）から不完全にしか剥離され得なかった酸化物を取り除くことが可能になる。最後に、この塵埃及びこれらの煙霧を吸引することにより、その上にそれが凝集してその加熱あるいは破壊をもたらすレーザーの光学システムへの損傷を回避することができる。
【００６８】
それが第２のレーザー１３の下を通過した後、ストリップ３はそれ故に、原則として完全にスケール除去される。これは、例えば、カメラなどのスケール除去の品質を検査するための光学装置１６、又はその幅全体にわたってストリップ３の表面を検査し、ストリップ３のどの領域が十分にスケール除去されていない可能性があるかを決定する、そのような光学装置１６のセットなどを用いて、適切な手段を通して検証される。ストリップ３の表面上の色の違いは、この決定の基礎として役立つことがある。上述の吸引又はブラッシング又は同等の装置の利点の１つはまた、ストリップ３の（特に）上面に残っている酸化物片が剥離されているのにカメラ１６によって依然として存在していると誤って考慮され、故にそれを取り除くための追加のスケール除去が必要であるとされることを防止できることである。
【００６９】
光学装置１６によって提供された結果が満足のいくものではない場合、不完全にスケール除去されたストリップの部分に対して、又は安全性のためにストリップ全体に対して、追加のスケール除去を実行することができる。
【００７０】
従って、図１に示す本発明の変形例では、スケール除去及び任意のアスピレータ／ブラシの品質を検査するための装置の下流に、第２のレーザー１３に匹敵する第３のレーザー１７のセットが配置され、それぞれが、カメラ１６又は機能的に同等の装置を使用して第２のレーザー１３によって不完全にのみスケール除去されたと検出されたストリップ３の表面の領域上に光線１８を送る。ストリップ３の幅にわたるそれらの分布において、第３のレーザー１７は第２のレーザー１３と同一であることができ、また、ストリップの高さを維持するためのシステム（例えばロール）を有する。また、より小さな数で提供することもできるが、第２のレーザー１３よりも幅広い光線１８のスポット表面を有し、その結果、所与の第３のレーザーの光線１８は、例えば、第２のレーザー１３の光線１４の影響を受ける表面よりも広い表面に影響を与えることができる。また、第３のレーザー１７を横方向に移動させることができると考えることもでき、その結果、それらは、それらの公称位置と一直線上に位置していない不十分にスケール除去された領域を処理することができる。
【００７１】
また、第３のレーザー１７上に光学システムを提供して、レーザー１７を物理的に動かさずにそれらのビームを横方向に動かすことを可能にすることもできる。従って、ストリップ３のスケール除去を完了するために使用されるべき第３のレーザー１７の数を最小化することができるが、それは特に、このスケール除去の完了が限られた数の領域においてのみ系統的に有用であることを経験が示している場合である。
【００７２】
最適には、吸引、ブラッシング又は他の手段によって酸化物を回収するための別の装置もまた、第３のレーザー１７の近くに存在することができる。
【００７３】
最適には、前述のカメラ１６に匹敵するカメラ１９などのスケール除去の品質を検査するための手段は、不完全にスケール除去された領域のあらゆる持続的な存在を検出することを可能にする。
【００７４】
ストリップ３のスケール除去が、それが第２のレーザー１３の下、又は存在する場合には第３のレーザー１７の下を通過した後に満足のいくものであると見なされる場合、ストリップ３は、例えばスキンパス内の通過によりその処理を続けることができ、次いで、冷間圧延及びアニールされたストリップのコイルを得るために巻かれ、市販されるか又はコーティングなどの他の処理を受けることができる。
【００７５】
ストリップ３のスケール除去が、第２のレーザー１３の下、そして存在する場合には第３のレーザー１７の下を通過した後で依然として不十分であると見なされる場合、本発明の範囲内に留まりながら他の選択肢を考慮することができる。
【００７６】
スケール除去欠陥が比較的小さい場合には、その表面品質が予想される品質ではないことを予期しながら、ストリップ３の処理を継続することができるが、それを区分解除する（ｄｅｃｌａｓｓｉｆｙ）こと、すなわち、最初に予想された価格よりも低い価格で顧客にそれを売ること、又はストリップ３を注文した顧客の中であまり厳格ではない表面品質要件を有する顧客にそれを売ることが十中八九必要になるであろう。
【００７７】
ストリップ３の欠陥がこの段階で明らかに法外なものである場合、それらを含むストリップ３の部分を廃棄する必要があるか、又は再びレーザースケール除去セクションにストリップ３全体を通過させる必要があり、これは、最終検査の下流に化学的又は電解酸洗い手段を有さない先行技術において典型的である状況と同様である。
【００７８】
しかしながら、別の解決策は、観察された欠陥を除去するために、レーザースケール除去セクションの後に、少なくとも一時的に充填され得る化学的及び／又は電解湿式酸洗い浴セクションをライン上に設けることであり得る。ストリップ３が正しくスケール除去されていれば、これらの浴は空のままである。この別の解決策は、図１に象徴的に示されており、ここで、ストリップ３はそれを電解酸洗い浴２１へ、次いで化学的酸洗い浴２２へと向ける経路２０をたどることができる。この構成はもちろん、唯一つの非限定的例であり、この「予備」酸洗いセクションは、例えばこれらの２種類の浴２１、２２のうちの１つのみを使用することによって、異なって設計することができる。
【００７９】
別の解決策は、垂直方向に移動可能でストリップ３の上面に作用することができるように配置されたドロップローラーを使用して、ストリップ３を酸洗い浴２１、２２内に偏向させることからなる。通常の動作の間、これらのローラーは、ストリップ３をそれらが配置されている近くの酸洗い槽２１、２２の外側で移動する状態にするような位置にある。ストリップ３の化学的及び／又は電解酸洗いが局所的に必要であると判明した場合、これらのドロップローラーの少なくとも１つは、ストリップ３の上面に影響を及ぼし、使用が望まれる対応する酸洗い浴２１、２２を処理されるべきストリップ３の部分が一時的に貫通するように、低下される。
【００８０】
あるいは、第３のレーザー１７を設けず、必要に応じて、第２のレーザー１３によって行われたレーザースケール除去に続く制御手段１６によるその検査の後に、前述の湿式酸洗いセクション２１、２２に向かう経路２３に沿ってストリップ３を配向することができる、という状況を提供することができる。また、ストリップ３が全面的に満足のいく表面状態になることを完全に保証するように、この湿式酸洗いセクション２１、２２を系統的に使用することを考慮することもできる。
【００８１】
存在する場合、電解酸洗いセクション２１の調整は、検査手段１６、１９による検査の結果に基づいて最適に調整することができる。また、少なくとも電解酸洗いセクション２１にストリップ３を体系的に通過させることを考慮することも可能である。カメラ１６、１９によるストリップ３の検査が、この浴の使用が所与のストリップの一部には有用でないことを示す場合、電解酸洗いセクション２１は、単にその電力供給を切断することによって不活性にされ得る。
【００８２】
ストリップ３が湿式酸洗いセクション２１、２２を出たときのストリップ３の表面の最終検査は、最終結果の品質を検証するために行うことができる。
【００８３】
当然のことながら、レーザー１３、１７によるスケール除去の不完全さを修正するために湿式酸洗いセクション２１、２２を任意に又は体系的に使用することからなる図示された解決策は、一見したところ、ストリップ３を洗浄するために１つ又は複数のレーザースケール除去操作を使用することに限定される装置と比較して、この本発明の代替案の経済的及び環境的利益を減らす傾向がある。
【００８４】
しかしながら、レーザースケール除去の効果の１つは、たとえそれが、ストリップ３上に存在する望ましくない酸化物層の完全除去をそれ自体が常に必ずしも可能にしなくても、少なくとも、この酸化物層の残留部分を改質してそれをより均一にし、故に湿式方法を用いたスケール除去を容易にすることである。これらの残留酸化物を除去するために浴２１、２２によって次いで行われる湿式酸洗い操作は、全てのスケール除去を湿式酸洗い方法を使用して行わなければならない場合よりも攻撃的でない浴及び／又は小さい体積を使用してもよい。また、この潜在的な追加の湿式酸洗いによって、レーザースケール除去セクションによって完全に処理されなかった金属の区分解除又は廃棄を回避し、従って、これらの不完全性の経済的影響を制限することが可能になり得ることを考慮しなければならない。また、この湿式酸洗いセクション２１、２２は、レーザースケール除去セクションがその使用を妨げるメンテナンスを受けなければならない場合に、それを完全に置き換えることができると考えることも可能である。これにより、このメンテナンス作業中であっても、スケール除去ラインを使用することができる。
【００８５】
さらに、少量の湿式酸洗いを最終的に使用することにより、レーザースケール除去のみを使用する場合よりも、顧客が慣れている表面仕上げにより確実に匹敵する表面仕上げがもたらされる。このことは、適切に実施されたレーザースケール除去のみが良好な表面品質を有するストリップを得るのに十分であると顧客が確信していない限り、このようにして製造されたストリップ３を顧客による反対なしに許容可能とし得る。酸洗い浴２１、２２を使用しないと、レーザースケール除去のみを受けたストリップ３の表面仕上げは、規格に含めることが必要であり得る新しい種類の仕上げとなるであろう。
【００８６】
前述したように、説明され図示されたような本方法の調節は、異なる移動ストリップ製品を処理したい場合に当業者にとって明らかである。非常に類似した装置は、ストリップから予め切断された、又は他の方法で得られたシート又はプレートを処理することができる。
【００８７】
バー、ワイヤ又はチューブの処理の場合、様々な層及び検査手段は、スケール除去されるべき表面の周りに配置され、図１の例の説明のために使用された用語「レーザーの列」はもちろん、「列」との言葉がスケール除去されるべき製品に平行な同一平面内にのみ配置されている関連するレーザーを含まないことを考慮すると、このタイプの用途にも有効である：それらはまた、処理されるべき製品の周囲に実質的に平行な経路に沿って配置されてもよい。
【００８８】
処理されるべき金属製品が非常に小さい幅を有する一部の例では、言及されたレーザーの各群８、１３、１７における唯１つのレーザーを使用することは、本発明の精神の範囲内に留まるであろう。次に、少なくとも第２及び第３のスケール除去レーザー１３、１７を、それらのスポットがスケール除去されるべき表面全体を連続的に覆うように、又は小さい寸法を有するスポットを維持するが、各ステップで単一のスケール除去レーザーを使用して製品の表面全体を処理することができるようにこれらのレーザーを移動させるように集束させることを選択してもよい。これは特に、小さい直径を有するワイヤの処理に特に適している。もちろん、レーザーの移動速度は、スケール除去されるべき製品の移動速度に特に依存する。
【００８９】
溶接チューブの処理の場合、特に有利には、それを処理する第２のレーザー１３に対して特定の調整を選択することによって、顕著な表面酸化を受けた可能性が最も高い部分である溶接シームでのスケール除去を強調することができる。
【００９０】
本発明による方法を実施するために使用可能な第２及び第３のレーザー１３、１７に関しては、特に以下のものを使用することができる：
−各レーザー１３、１７に対して数センチメートルの長さの薄いストリップを生成することを可能にする光学システム；その場合、走査は必要ではなく、パルスの周波数及びエネルギーは、ストリップ３の実際の速度の関数として必要なエネルギー密度を得るために、制御ユニット１５からの指示に基づいて変えられる；
−あるいは、２００ｍ／ｓを超えてもよい走査速度を有する、レーザー１３、１７から来る光線１４、１８の走査運動を作り出す多角形スキャナ。
【００９１】
例えば、１ｍＪ又は１００ｍＪのパルスを送達するＮｄ：ＹＡＧレーザー１３、１７を使用することができる。スポット（ストリップ上のパルスのスポット）の寸法は、それらのパワーによって決定される。反対に、パルスの焦点を外すことによって、又は光学システムを使用することによって、既知の方法で、それらをさらに発散又は収束させ、従って、スポットのサイズを変更することが可能である。
【００９２】
１ｍＪレーザーは、１ＭＨｚの周波数に対して１０００Ｗのパワー又は５００ｋＨｚの周波数に対して５００Ｗのパワー、及び、１１４μｍの固定スポット直径、又は光学的手段又はパルスの焦点を外すための手段がそのために使用される場合には可変でもあるより大きいスポット直径を有する。１００ｍＪレーザーは、１０ｋＨｚの周波数に対して１０００Ｗのパワー又は５ｋＨｚの周波数に対して５００Ｗのパワー、及び、ビームの焦点を変えることによって容易に調整可能な約１ｍｍであり得るスポット寸法を有する。
【００９３】
従って、１ｍＪレーザーは一般的に、１００ｍＪレーザーより小さなスポットを有する。これは、小さなパルスで大量のエネルギーを通過させるとファイバーが過度に加熱されるという事実によって説明される。パルスの形状も異なり、１ｍＪレーザーからのパルスは円錐形であるが、１００ｍＪレーザーのパルスは通常円筒形である（しかしながら、集束させないことで円錐形にすることができる）。実際には、ビームの質、故に２つの記載されたタイプのレーザー間の形状及び寸法の差を損なうことで、大量のエネルギーが得られる。
【００９４】
レーザースケール除去方法には複数のメカニズムが関与している：熱の影響下での酸化物の気化、パルスに起因する衝撃波による金属／酸化物界面の改質、及び酸化物の付着防止のための熱膨張。「高温酸化後のステンレス鋼のレーザークリーニングに関する予備的研究（Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ  ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｌａｓｅｒ  ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｏｆ  ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌｓ  ａｆｔｅｒ  ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）／Ｐａｎｄｏｒａ  Ｐｓｙｌｌａｋｉ、Ｒｏｌａｎｄ  Ｏｌｔｒａ」（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａ  ２８２（１−２、ｐｐ：１４５−１５２、２０００年４月））との記事は、この点について述べている。また、酸化物の再構築の効果を加えることも可能であり、それはレーザーの効果下で均質になり、従って、様々なレーザーによって直接的に、あるいは、それらに続く酸洗い浴であって、それらがそれら自身で全体のスケール除去を行わなければならない場合よりも嵩張らないか又は攻撃的ではない酸洗い浴によって、より容易かつ確実に除去され得る。
【００９５】
処理ユニット１０に記憶されなければならない基準情報は、考慮される方向の分光放射率測定値と、ストリップの組成、その温度及びその寸法（厚さ、幅）の関数としての全半球放射率と、レーザービームの方向（指向性放射率の場合）と、を含む。
【００９６】
従って、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼３０４Ｌから製造された幅１５００ｍｍ及び厚さ０．７８ｍｍと測定されたストリップ、並びに、Ｍｏ  ３１６Ｌを有するオーステナイト系ステンレス鋼から製造された幅１２５０ｍｍ及び厚さ１．４６ｍｍと測定されたストリップについて、酸化ストリップに対して基準として処理ユニット１０内に記憶されるべきデータの例を表１に示すが、このデータは実験的に決定されたものである。
【００９７】
調査した等級及び異なる酸化物の厚さに基づいて、レーザー、例えばＮｄ：ＹＡＧ−１ｍＪパルスレーザーのパラメータは、それらの性質に基づいて酸化物層を除去することを可能にしなければならない。１２０ｎｓのパルスに対する酸化物の劣化しきい値は、１〜５Ｊ／ｃｍ２の間に含まれる。表面上のパルスの分布は調節可能であるが、記載された例において理想的な重なりを有するために、走査方向における２つのパルス間の準ゼロ重なり、及びストリップ３の移動方向における２つのパルス間の７５％重なりが選択された（この重なりが生じるストリップの所与の領域は、従って、４つのパルスを有するスポットによって影響を受ける）。これらの条件下では、印加されるパルス当たりのフルエンスは、一般に、（除去されるべき酸化物の性質及び厚さに基づいて）各スポットについて１〜２０Ｊ／ｃｍ２の間に含まれなければならない。この例では、それは２〜１１Ｊ／ｃｍ２の間である。例えば、３１６Ｌ又は３０４Ｌステンレス鋼の表面上の酸化物の厚さを約数十μｍから数μｍまで除去することが可能である。
【００９８】
任意の第３のレーザー１７の場合に適用可能なパルス当たりのフルエンスは、典型的には、第２のレーザー１３の場合と同程度の大きさ（１〜２０Ｊ／ｃｍ２）である。通常、スケール除去の大部分は既に第２のレーザー１３によって行われているため、それは実際には、しばしば低いことがある。最適には、しかしながら、第３のレーザー１７が第２のレーザー１３と同じパルス当たりフルエンスを引き起こすことができ、その結果、それらがそれ自体、第２のレーザー１３の不完全な調整による２つの連続するパルスのスポットの重なりの欠如のためにスケール除去されていない状態にされている製品の表面の部分の完全なスケール除去を確実にできることが好ましい。
【００９９】
３０４Ｌストリップは以下のようにして得られた：３ｍｍの厚さまで熱間圧延するステップ、アニーリングするステップ、次いで第１のアニーリングライン上で化学的酸洗いするステップ、次いでゼンジミア（Ｓｅｎｄｚｉｍｉｒ）型のローラー（２０シリンダー）上においてシングルパスで０．７８ｍｍの厚さまで冷間圧延するステップ、第２のライン上において１１２０℃までの温度で１分６秒間、７７ｍ／分の移動速度でアニーリングするステップ、約２５０ｎｍの厚さを有する酸化物層をもたらすステップ。
【０１００】
３１６Ｌストリップは以下のようにして得られた：３ｍｍの厚さまで熱間圧延するステップ、アニーリングするステップ、次いで第１のアニーリングライン上で化学的酸洗いするステップ、次いで四重式エマルション圧延機（ｆｏｕｒ−ｈｉｇｈ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｒｏｌｌｉｎｇ  ｍｉｌｌ）で１．４６ｍｍの厚さまで冷間圧延するステップ、第２のライン上において１１５０℃までの温度で１分１６秒間、６７ｍ／分の移動速度でアニーリングするステップ、約２５０ｎｍの厚さを有する酸化物層をもたらすステップ。
【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
レーザーはまた、パルスをラインに変換する光学システムの助けを借りて、又は多角形スキャナを使用して、使用することができる。
【０１０３】
光学システムを使用してパルスをラインに変換する場合、１００ｍＪレーザーが１５ｃｍラインで作動するレーザーを有するように、通常１００ｍ／分で移動するストリップ上に１．４ｘ１．４ｍｍ、又は１．９６ｍｍ２のスポット面積を有して使用されると、このスポット領域には、０．０１３ｍｍ、すなわち１３μｍのスポット幅が必要とされる。ストリップが１００ｍ／分で移動する場合、それは０．００７８ｍｓで１３μｍ移動する。スポットが標的表面全体を覆うためには、従って、０．００７８ｍｓ毎にパルスを有することが必要であり、これは、１２．８ｋＷのレーザーの全出力に対して１２８ｋＨｚに対応する。従って、１５００ｍｍ幅のストリップに対して、そのためには１２個のレーザーが必要である。
【０１０４】
各レーザーが１０ｃｍラインで動作することが望まれる場合、スポット幅は前と同じ計算によれば、２０μｍでなければならない。１００ｍ／分のストリップの公称速度の場合でも、８５ｋＨｚの周波数が必要であり、それは８．５ｋＷの全出力に対応する。従って、１５００ｍｍ幅のストリップに対して、１３個又は１４個のレーザーが必要である。２０００ｍｍ幅のストリップに対しては、２０個必要である。
【０１０５】
多角形スキャナを使用する場合は、前の計算をやり直し、移動方向及びストリップの幅において少なくとも処理表面全体を有するために必要な走査速度を計算する必要がある。通常１００ｍ／分で移動するストリップ上において１５ｃｍを超えて作動するレーザーを有するように、片面に１．４ｍｍのパルスを使用する場合、多角形スキャナは、ストリップを１．４ｍｍ、又は３６０ｍ／ｓの速度で移動させる場合にはこの距離の２倍の距離を移動できなければならない。レーザーの周波数は、走査方向に並置された１列のパルス、又は一方向に進む２６０よりわずかに少ないパルス、又は約６００ｋＨｚを供給できなければならない。
【０１０６】
これらの条件下で、後続の化学的又は電気化学的酸洗いを必要とせずに、３０４Ｌ及び３１６Ｌ酸化物の非常に良好なスケール除去を得ることができた。
【０１０７】
第２及び第３のレーザー１３、１７を制御するために考慮されるべきパラメータ、及び処理されるべき製品の性質（組成、幅）及びその履歴（スケール除去されるべき酸化物層の大部分が形成された間のアニーリングパラメータ、熱間又は冷間ローラーのシリンダーによって付された粗さ）、さらに第１のレーザー６及び関連するセンサー８が測定することを可能にした放射率から構成されなければならないパラメータは、具体的に：
−ストリップの移動速度；
−レーザーのパワー；
−パルスの持続時間；
−パルスの周波数；
−各レーザーが処理しなければならないストリップ幅；
−レーザーのスポットの（機械的及び／又は光学的）移動速度。
【０１０８】
測定された放射率は、製品の性質及びその履歴が先験的に付されている処理ユニット１０内の理論的標準値と比較されることが好ましい。その結果が予想された結果と実質的に異なり、従って酸化物の形成が予想通りに起こらなかったことを示すならば、補正因子を第２のレーザー１３の１つ又は幾つかの動作パラメータに適用し、これらのパラメータを遭遇した実際の条件に適合させるようにすることが可能である。カメラ１６又は同等の装置は、事前に記録された調整に対する補正が十分に効果的であることを確実にすることを可能にし、もしそうでない場合には、第３のレーザー１７をそれに応じて指令するか又は製品を直接酸洗い槽２１、２２に向けて偏向させることを可能にする。従って、第２のレーザー１３によって行われるスケール除去のための前のステップの不完全さを修正するために第３のレーザー１７に加えて又はその代わりに酸洗い槽２１、２２を使用することを、出来るだけ制限することが可能である。
【０１０９】
処理ユニット１０のプログラミング及びモデル化及び学習プロセスを単純化するために、そのような補正因子に寄与する可能性をその中に組み入れたくない場合は、もちろん、第２のレーザー１３による処理の可能性のある不完全さを修正するために、カメラ１６、第３のレーザー１７及び／又は酸洗い槽２１、２２のみを基礎とすることに専念することが可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１          巻き出し装置
２          コイル
３          ストリップ
４          冷間圧延機
５          アニーリング炉
６          第１の列のレーザー
７、９、１４、１８  光線
８          センサー
１０        信号の処理ユニット
１１、１２  作業シリンダー
１３        第２の列のレーザー
１５        制御ユニット
１６、１９  光学装置（カメラ）
１７        第３のレーザーのセット
２０、２３  経路
２１        電解酸洗い浴
２２        化学的酸洗い浴
【図１】
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