CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES, (Belgique) .
Perfectionnements aux procédés de conditionnement des produits métalliques.
La présente invention concerne un procédé perfectionné de conduite de l'opération de conditionnement de produits métalliques. Il s'applique en particulier au conditionnement à chaud de produits obtenus par laminage ou par coulée continue, tels que des brames en acier.
On sait que sous le vocable de "conditionnement" des produits métalliques, sont généralement regroupées diverses opérations comportant usuellement l'examen des produits pour en détecter
les défauts, l'élimination des défauts détectés, le contrôle de cette élimination et le nettoyage final éventuel du produit.
Le conditionnement visé par la présente invention concerne les défauts superficiels et les défauts sous-cutanés, c'est-à-dire les défauts situés à une profondeur n'excédant pas 10 mm à partir de la surface du produit.
Dans la description qui suit, il est fait référence plus particulièrement à des brames d'acier obtenues par coulée continue. Il va de soi cependant que cette description n'a aucun caractère limitatif et que la méthode de l'invention peut également s'appliquer à de nombreux autres produits métalliques.
Les fabricants d'acier ont toujours cherché à réaliser des produits présentant un nombre de défauts aussi faible que possible, afin de ne pas compromettre la qualité des produits finis. A l' heure actuelle, il n'est cependant pas encore possible de produire des brames absolument exemptes de défauts. Il est dès lors nécessaire de détecter et d'éliminer les défauts susceptibles de nuire à la qualité des produits finis.
Les méthodes de conditionnement pratiquées actuellement sont pour la plupart empiriques et leur efficacité dépend largement de l'habileté et de l'expérience de l'opérateur.
On connaît en particulier une méthode selon laquelle on pratique une saignée, au moyen d'un chalumeau, le long de l'axe longitudinal de la face supérieure de la brame, après refroidissement de celle-ci. La saignée pratiquée présente généralement une profondeur ne dépassant pas 5 mm et une largeur de 50 à 60 mm. Lorsque la flamme du chalumeau rencontre un défaut, elle subit une brève modification de forme et d'intensité lumineuse, que l'opérateur doit interpréter pour apprécier la nature et la gravité du dé faut .
Dans le cas de certains aciers de qualité supérieure, on pratique quelquefois deux saignées supplémentaires au voisinage des bords longitudinaux de la brame, parallèlement à la saignée axiale .(7 Dans tous les cas, la qualité de la surface tout entière est alors appréciée par extrapolation des résultats fournis par la ou les saignées qui sont pratiquées dans la face supérieure de la brame.
Cette méthode est très lente et son caractère empirique ne permet pas d'obtenir des résultats objectifs et reproductibles. En outre, elle ne concerne effectivement qu'une faible partie de la surface du produit et elle ne donne dès lors aucune information réelle et fiable couvrant la totalité de la surface.
On connaît également un appareil d'écriquage par points, utilisable en particulier lorsqu'il s'agit d'éliminer de gros défauts. Un châssis portant un certain nombre de chalumeaux se déplace automatiquement devant la brame à traiter et les chalumeaux nettoient la surface aux endroits dont les coordonnées ont été communiquées à l'organe de commande de l'appareil.
L'utilisation de ces appareils implique cependant que l'on ait au préalable localisé les défauts à éliminer. En outre, ils ne permettent pas d'inspecter la zone traitée et l'opération de nettoyage risque donc de se dérouler de façon aveugle.
Une méthode plus récente et applicable à des produits se trou-
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une saignée, comme rappelé plus haut, et à reporter l'image de la flamme du chalumeau à une certaine distance du produit, à l'aide d'une caméra et d'un écran de télévision. L'opérateur peut ainsi observer l'image de la flamme sans être exposé à la forte chaleur dégagée par le produit à haute température; il relève les coordonnées, c'est-à-dire essentiellement la position dans la saignée, des défauts relevés par les variations
de forme et de luminosité de la flamme. Le produit chaud est ensuite envoyé au chantier de conditionnement, où un chalumeau automatique élimine les défauts aux points dont les coordonnées ont été communiquées à son organe de commande.
Cette méthode présente les inconvénients inhérents à la méthode par saignée rappelée plus haut, à savoir lenteur, empirisme, absence de fiabilité et de reproductibilité des observations, exiguïté de la partie de surface observée. En outre, elle entraîne la séparation des opérations de détection et d'élimination des défauts; par conséquent, elle exige une surface de sol plus importante et une durée d'opération accrue, qui se répercutent défavorablement sur le coût de l'opération.
Par ailleurs, les méthodes de conditionnement actuelles sont, par essence, discontinues car elles nécessitent dans la plupart des cas, le transfert du produit dans un atelier approprié, appelé atelier de conditionnement, distinct de la halle de coulée.
Ce caractère discontinu constitue un inconvénient d'autant plus sérieux qu'une proportion croissante de l'acier produit est coulé en continu.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier aux divers inconvénients qui viennent d'être rappelés.
En particulier, le procédé qui fait l'objet de la présente invention permet de regrouper en un seul endroit les différentes opérations de détection des défauts, d'élimination de ces défauts et de contrôle de la surface que comprend le conditionnement d'un produit métallique, tel qu'une brame en acier coulée en continu.
Un autre but de l'invention est de fournir une méthode de conditionnement qui soit applicable à des produits métalliques en
<EMI ID=2.1> l'installation de formation de ce produit.
A cet effet, le procédé de conditionnement d'un produit métallique qui fait l'objet de la présente invention, dans lequel on détecte les défauts superficiels et/ou sous-cutanés du dit produit et on élimine les dits défauts par un dispositif connu en soi, procédant de préférence par écriquage au chalumeau et/ou par meulage, est essentiellement caractérisé en ce que l'on réalise, par un système automatique, le déplacement d'un moyen de détection devant au moins une face du dit produit, en ce que l'on détecte les défauts présents dans la dite face, en ce que l'on relève les données traduisant la localisation et /ou la gravité des défauts détectés, et on les introduit dans un calculateur,
en ce que l'on utilise le dit calculateur pour la commande d'au moins un système automatique assurant le positionnement et l'intervention d'un dispositif d'élimination des défauts d' au moins un système automatique équipé d'un moyen de contrôle de l'élimination du dit défaut et d'au moins un système automatique équipé d'un moyen de nettoyage de la surface du dit produit.
Selon une modalité intéressante de mise en oeuvre, on répète automatiquement l'opération d'élimination d'un défaut, lorsque le contrôle subséquent révèle que le défaut n'avait pas été éliminé entièrement lors de la première opération.
Si le défaut est encore visible à une profondeur d'environ
5 mm, l'opération d'élimination du défaut est interrompue et
le tronçon défectueux du produit est déclassé.
Selon l'invention, il est particulièrement intéressant d'appliquer le procédé en ligne, sur un produit métallique en mouvement.
Selon une variante intéressante du procédé de l'invention, on déplace la flamme d'un chalumeau le long de la surface à conditionner, on analyse l'image de la dite flamme par un moyen connu en soi pour détecter les variations de ses caractéristiques.dues à la présence de défauts, on relève, de l'analyse des images, les données traduisant le degré de gravité, ainsi que la localisation des dits défauts, on transmet ces données à un calculateur et on commande, au moyen du dit calculateur et à partir des dites données, l'intervention des sytèmes automatiques décrits plus haut et assurant l'élimination des défauts, ainsi que le contrôle et le nettoyage de la surface du produit.
A cet égard, il a été trouvé particulièrement intéressant d'analyser les dites images en détectant les variations d'intensité lumineuse de la flamme par rapport à un niveau de référence correspondant à l'absence de défauts.
Il s'est en particulier avéré intéressant, dans cette variante, d'utiliser, pour l'é limination des défauts, le chalumeau servant à la détection de ces défauts. Dans ce cas, on interrompt le déplacement du dit chalumeau aux points où l'analyse d'image fait apparaître, entre l'image instantanée et l'image de référence, un écart supérieur à une valeur prédéterminée, l'interruption se prolongeant aussi longtemps que le dit écart reste supérieur à la dite valeur prédéterminée.
De façon préférentielle, on pratique la détection des défauts du produit en effectuant des passes successives, de préférence transversales, notamment en un mouvement de va-et-vient par rapport à sa surface.
Selon l'invention, on peut pratiquer la détection des défauts soit en scrutant l'intégralité de la surface à conditionner, soit en ne scrutant qu'une partie de cette surface et en extrapolant les résultats de cette scrutation partielle à l'ensemble de la surface à conditionner au moyen d'un algorithme tiré de la pratique industrielle.
Selon l'invention, il s'est avéré intéressant de détecter et d'éliminer les défauts sur au moins deux faces du dit produit, ces opérations pouvant se dérouler simultanément ou non sur les diverses faces du produit.
Selon une modalité particulièrement intéressante de mise en oeuvre de l'invention, au moins un des dits systèmes automatiques est un robot ou un automate programmable.
En ce qui concerne les opérations de détection et d'élimination des défauts, ainsi que de contrôle et de nettoyage de la surface du produit, la présente invention fait appel à des moyens connus.
A titre d'exemple, on peut utiliser :
- un système électro-optique, tel qu'une caméra de télévision pour détecter les défauts superficiels;
- un appareil à courants de Foucault pour détecter les défauts sous-cutanés;
- une meuleuse ou un chalumeau à flamme pour éliminer les défauts;
- une caméra de télévision avec moniteur pour contrôler la surface;
- un racloir pour le nettoyage de la surface.
Le procédé de l'invention permet d'inspecter et de conditionner l'intégralité d'une ou de plusieurs faces du produit métallique. Il n'est donc pas sujet à l'important risque d'erreur que présentent les procédés usuels par extrapolation à partir d'un contrôle localisé.
En outre, il est basé sur la détection objective, et de préférence automatique, et dès lors reproductible, de la localisation et de la gravité des défauts. Son efficacité ne dépend donc plus de l'habileté ou de l'expérience de l'opérateur.
Enfin, il peut être mis en oeuvre en continu, simultanément ou non sur une ou plusieurs faces du produit métallique. Il permet donc d'éviter de nombreuses manipulations, il n'exige pas d'atelier spécial de conditionnement et réduit très sensiblement le temps nécessaire à ces opérations.
Dans le cas particulier de brames de coulée continue, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre dès la sortie de la machine de coulée, ce qui permet d'obtenir très rapidement des informations fiables sur la qualité de la brame. En particulier, il permet de déterminer les tronçons de brame qui devront être déclassés ou mis au rebut lors de l'oxycoupage.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de conditionnement d'un produit métallique, dans lequel on détecte les défauts superficiels et/ou sous-cutanés du dit produit et dans lequel on élimine les dits défauts par un dispositif connu en soi, procédant de préférence par écriquage au chalumeau et/ou par meulage, caractérisé en ce que l'on réalise par un système automatique, le déplacement d'un appareil
de détection devant au moins une face du dit produit, en ce que l'on détecte les défauts présents dans la dite face, en ce que l'on relève les données traduisant la localisation et/ou la gravité des défauts détectés, et on les introduit dans un calculateur, en ce que l'on utilise le dit calculateur pour la commande de :
a) au moins un premier système automatique assurant le positionnement et l'intervention d'un dispositif d'élimination des défauts, b) au moins un deuxième système automatique équipé d'un moyen de contrôle de l'élimination du dit défaut, c) au moins un troisième système automatique équipé d'au moins un moyen de nettoyage de la surface du dit produit.
METALLURGICAL RESEARCH CENTER -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Nonprofit organization -
Vereniging zonder winstoogmerk
in BRUXELLES, (Belgium).
Improvements to the packaging processes for metallic products.
The present invention relates to an improved process for carrying out the packaging operation for metal products. It applies in particular to the hot conditioning of products obtained by rolling or by continuous casting, such as steel slabs.
We know that under the term "packaging" of metal products, are generally grouped together various operations usually involving the examination of products to detect
faults, the elimination of detected faults, the control of this elimination and any final cleaning of the product.
The packaging targeted by the present invention relates to surface defects and subcutaneous defects, that is to say defects located at a depth not exceeding 10 mm from the surface of the product.
In the description which follows, reference is made more particularly to steel slabs obtained by continuous casting. It goes without saying, however, that this description has no limiting character and that the method of the invention can also be applied to many other metallic products.
Steel manufacturers have always sought to make products with as few defects as possible, so as not to compromise the quality of the finished products. At present, however, it is not yet possible to produce slabs which are absolutely free from defects. It is therefore necessary to detect and eliminate faults that could affect the quality of the finished products.
The conditioning methods currently used are for the most part empirical and their effectiveness depends largely on the skill and experience of the operator.
In particular, a method is known according to which a bleeding is practiced, by means of a torch, along the longitudinal axis of the upper face of the slab, after the latter has cooled. The tapping practiced generally has a depth not exceeding 5 mm and a width of 50 to 60 mm. When the flame of the torch encounters a defect, it undergoes a brief change in shape and light intensity, which the operator must interpret to assess the nature and severity of the fault.
In the case of certain high quality steels, two additional grooves are sometimes made in the vicinity of the longitudinal edges of the slab, parallel to the axial groove. (7 In all cases, the quality of the entire surface is then assessed by extrapolation results provided by the groove (s) which are made in the upper face of the slab.
This method is very slow and its empirical nature does not allow objective and reproducible results to be obtained. In addition, it effectively concerns only a small part of the surface of the product and therefore does not give any real and reliable information covering the entire surface.
A point-cutting device is also known, which can be used in particular when it comes to eliminating large defects. A chassis carrying a number of torches moves automatically in front of the slab to be treated and the torches clean the surface at the locations whose coordinates have been communicated to the control unit of the apparatus.
The use of these devices however implies that the defects to be eliminated have been located beforehand. In addition, they do not allow the treated area to be inspected and the cleaning operation may therefore take place blindly.
A more recent method applicable to products is found.
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a bleeding, as recalled above, and to report the image of the torch flame at a certain distance from the product, using a camera and a television screen. The operator can thus observe the image of the flame without being exposed to the high heat given off by the product at high temperature; it notes the coordinates, that is to say essentially the position in the bleeding, of the defects noted by the variations
shape and brightness of the flame. The hot product is then sent to the packaging site, where an automatic blowtorch eliminates faults at points whose contact details have been communicated to its control unit.
This method has the drawbacks inherent in the bleeding method mentioned above, namely slowness, empiricism, lack of reliability and reproducibility of observations, smallness of the surface area observed. In addition, it entails the separation of the detection and elimination of faults; therefore, it requires a larger floor area and an increased operating time, which adversely affects the cost of the operation.
Furthermore, the current packaging methods are, in essence, discontinuous because they require in most cases, the transfer of the product to an appropriate workshop, called a packaging workshop, separate from the hall.
This discontinuous nature constitutes a drawback all the more serious as an increasing proportion of the steel produced is continuously cast.
The subject of the present invention is a method making it possible to remedy the various drawbacks which have just been mentioned.
In particular, the process which is the subject of the present invention makes it possible to group in a single place the various operations for detecting faults, eliminating these faults and controlling the surface which the packaging of a metal product includes. , such as a continuously cast steel slab.
Another object of the invention is to provide a packaging method which is applicable to metallic products in
<EMI ID = 2.1> the training facility for this product.
To this end, the method of packaging a metallic product which is the subject of the present invention, in which the surface and / or subcutaneous defects of said product are detected and said defects are eliminated by a device known in itself, preferably proceeding by blowtorch cutting and / or grinding, is essentially characterized in that one carries out, by an automatic system, the displacement of a detection means in front of at least one face of said product, in that that the faults present in said face are detected, in that the data translating the location and / or the severity of the detected faults are noted, and they are introduced into a computer,
in that the said computer is used to control at least one automatic system ensuring the positioning and intervention of a device for eliminating faults of at least one automatic system equipped with a control means elimination of said defect and at least one automatic system equipped with means for cleaning the surface of said product.
According to an advantageous implementation mode, the operation for eliminating a fault is automatically repeated, when the subsequent check reveals that the fault had not been eliminated entirely during the first operation.
If the defect is still visible at a depth of approximately
5 mm, the fault elimination operation is interrupted and
the defective section of the product is downgraded.
According to the invention, it is particularly advantageous to apply the method online, on a moving metal product.
According to an advantageous variant of the method of the invention, the flame of a torch is moved along the surface to be conditioned, the image of said flame is analyzed by means known per se to detect variations in its characteristics. due to the presence of faults, the data translating the degree of severity, as well as the location of said faults, are noted from the analysis of the images, these data are transmitted to a computer and control is made using the said computer and from these data, the intervention of the automatic systems described above and ensuring the elimination of faults, as well as the control and cleaning of the product surface.
In this regard, it has been found particularly interesting to analyze said images by detecting variations in the light intensity of the flame with respect to a reference level corresponding to the absence of defects.
In this variant, it has in particular proved to be advantageous to use, for the elimination of the defects, the torch serving for the detection of these defects. In this case, the movement of said torch is interrupted at the points where the image analysis reveals, between the instantaneous image and the reference image, a difference greater than a predetermined value, the interruption being prolonged for as long that said difference remains greater than said predetermined value.
Preferably, the detection of product defects is practiced by making successive passes, preferably transverse, in particular in a reciprocating movement relative to its surface.
According to the invention, the detection of faults can be practiced either by scanning the entire surface to be conditioned, or by scanning only a part of this surface and extrapolating the results of this partial scanning to the whole of the surface to be conditioned by means of an algorithm drawn from industrial practice.
According to the invention, it has proved to be advantageous to detect and eliminate faults on at least two sides of said product, these operations being able to take place simultaneously or not on the various sides of the product.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one of the said automatic systems is a robot or a programmable automaton.
As regards the operations for detecting and eliminating faults, as well as for checking and cleaning the surface of the product, the present invention uses known means.
As an example, we can use:
- an electro-optical system, such as a television camera to detect surface defects;
- an eddy current device to detect subcutaneous defects;
- a grinder or a flame torch to eliminate faults;
- a television camera with monitor to control the surface;
- a scraper for cleaning the surface.
The method of the invention makes it possible to inspect and condition the entirety of one or more faces of the metal product. It is therefore not subject to the significant risk of error presented by the usual methods by extrapolation from a localized control.
In addition, it is based on objective, and preferably automatic, and therefore reproducible, detection of the location and severity of the faults. Its effectiveness therefore no longer depends on the skill or experience of the operator.
Finally, it can be implemented continuously, simultaneously or not on one or more faces of the metal product. It therefore makes it possible to avoid numerous manipulations, it does not require a special packaging workshop and very significantly reduces the time necessary for these operations.
In the particular case of continuous casting slabs, the method of the invention can be implemented as soon as it leaves the casting machine, which makes it possible to very quickly obtain reliable information on the quality of the slab. In particular, it makes it possible to determine the sections of slab which will have to be decommissioned or discarded during the flame cutting.
CLAIMS.
1. A method of packaging a metallic product, in which surface and / or subcutaneous defects of the said product are detected and in which said defects are eliminated by a device known per se, preferably proceeding by torch cutting and / or by grinding, characterized in that the movement of an apparatus is carried out by an automatic system
detection in front of at least one face of said product, in that the faults present in said face are detected, in that the data reflecting the location and / or the severity of the detected faults are noted, and they are introduced in a computer, in that we use the said computer for the control of:
a) at least a first automatic system ensuring the positioning and intervention of a fault elimination device, b) at least a second automatic system equipped with a means of controlling the elimination of said fault, c) at least a third automatic system equipped with at least one means for cleaning the surface of said product.