EP2358919B1 - Dispositif de controle d'une introduction de plusieurs metaux dans une cavite adaptee a une fusion desdits metaux - Google Patents

Dispositif de controle d'une introduction de plusieurs metaux dans une cavite adaptee a une fusion desdits metaux Download PDF

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EP2358919B1
EP2358919B1 EP08875628.3A EP08875628A EP2358919B1 EP 2358919 B1 EP2358919 B1 EP 2358919B1 EP 08875628 A EP08875628 A EP 08875628A EP 2358919 B1 EP2358919 B1 EP 2358919B1
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metals
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introduction
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Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling an introduction of several metals into a cavity adapted to a melting of said metals according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates mainly to the metal coating by dipping rolled steel strips in continuous scrolling, and in particular to the control of the chemical analysis of the coating.
  • the metal coating by dipping continuously rolled steel strips is a known technique which essentially comprises two variants, that in which the strip coming out of an annealing furnace slopes obliquely into a bath of liquid metal coating and is deflected vertically. upwards by a roll immersed in said liquid metal.
  • the other variant is to deflect the strip vertically upwards at its outlet from the oven and then to scroll in a vertical channel containing magnetically levitated liquid metal.
  • the purpose of the operation is to create on the surface of the steel strip a continuous and adherent deposit of metal coating.
  • the strip drives on both sides a liquid film which is dewatered, by electromagnetic or gas-blowing devices, until it is reduced to the desired thickness.
  • the wrung liquid film is then cooled until solidification.
  • the consumption of coating metal by deposition on both sides of the strip is compensated by the addition of ingots in the bath of liquid metal.
  • these ingots are brought to the liquid bath by chain conveying devices and are introduced into the liquid metal bath manually or automatically on a given instruction from a bath level measurement.
  • More or less sophisticated devices like the one described in WO2007137665 or JP05186857A , have been proposed to make the introduction of ingots in the bath more precise, in particular to avoid their sudden fall as in KR20040057746A .
  • Metal coatings such as those used for example in galvanizing generally use an alloy of at least two different metals like zinc and aluminum.
  • the document KR20020053126 describes such an ingot feeding system based on a calculation of daily consumption.
  • the amount of an alloying element referred to in the coating may be different from that actually consumed. This is typically the case of galvanizing with aluminum alloy zinc. Indeed, in contact with the liquid mixture occurs a dissolution of the iron from the steel strip which, for one part, participates in the formation on the surface of the strip of a combination layer of about 0.1 ⁇ of compound Fe 2 Al 5 Zn x and, for another part, diffuses towards the bath of liquid mixture as long as the Fe 2 Al 5 Zn x layer is not formed continuously.
  • the Fe 2 Al 5 Zn x layer serves as a support for the protective layer of zinc, whereas the dissolved iron will contribute to forming in the liquid mixture precipitates composed of Fe, Al and Zn called "mattes" or "dross".
  • the steel elements immersed in the bath also undergo a dissolution of the iron in the bath which also participates in the formation of dross.
  • the aluminum content in these compounds is greater than that of the deposited alloy layer, the total consumption of aluminum is slightly greater than that which would be strictly necessary for the deposition of an alloy layer on both sides of the alloy. the band.
  • the necessary aluminum content must therefore be determined from the sum of the aluminum consumptions in the coating, in the Fe 2 Al 5 Zn x combination layer formed on the surface of the strip and in the dross.
  • KR20040057746 suggests to directly measure the aluminum content of the bath "at regular intervals" in order to regulate a rate of introduction of ingots grading 20% of aluminum alternately with pure zinc ingots.
  • This alternative remains however imperfect because the discontinuous measurement of the aluminum content associated with the response time required for the implementation, as a function of the measurement results, and the fusion of ingots without or with 20% of aluminum, besides its management difficulty over time, does not make the method more accurate than the theoretical calculation.
  • a first device has two separate tanks respectively containing zinc and aluminum in liquid form, that is to say each of their liquid temperatures is above the melting temperature of zinc and aluminum, that is 420 ° C for zinc and ⁇ 660 ° C for aluminum.
  • a second device provides for the introduction of zinc and aluminum in the form of web-like solid metals which are unwound in the coating bath at controlled flow rates and grades at required levels and bath level. temperature gradients are inevitable, since at least the pure aluminum must be heated at least ⁇ 660 ° C just before its introduction in the coating bath so that it can mix in the bath in liquid form.
  • a third device provides that the two separate tanks with respectively zinc and liquid aluminum flow into an intermediate reservoir where a large amount of dross is formed due to excessive temperature gradients.
  • the present invention proscribes methods or devices involving high temperature gradients and should be based on a use of metal ingot or metal alloy to bring to fusion.
  • an object of the present invention is to provide a device for controlling an introduction of several metals in the form of ingots in a cavity adapted to a melting of said metals for which temperature gradients of the metals introduced and the contents of the cavity. are minimal.
  • a set of subclaims also has advantages of the invention.
  • the cavity here is a conventional or magnetic levitating coating crucible, or a melting crucible of said auxiliary ingots to the coating crucible.
  • the first metal is zinc and the second metal is mainly aluminum.
  • the present invention is however not limited to these two metals as well as to alloys of these unique metals depending on the type of coating chosen. More importantly, on the one hand, thanks to the use of alloy ingots where for example one of the two metals would have required a high melting temperature, the overall melting temperature of the ingot remains lower thanks to the presence of other metals of the alloy.
  • At least a third ingot of the alloy type of the second ingot and having a significant content of second or other metal can of course be introduced into the cavity, its content being distinct from that of the second ingot in the selected range of significant grades.
  • several distinct ranges of significant contents can be implemented in order to be able to obtain a greater dynamic of variation of contents if need be. If large differences between the contents of several ranges are required, it is possible to arrange these ranges by using at least one ingot having an intermediate content between these ranges. Thus again, because of the differences in contents thus reduced, any sudden variation in melting temperature required will advantageously be damped.
  • second metal content intervals are ideally squared. in the ranges according to the invention around at least one eutectic point of an equilibrium diagram of the alloy of said ingots (said diagram representing the melting temperature of the alloy of each ingot as a function of the percentage of the metals of alloy of said ingot).
  • the alloy firstly has a minimum required melting temperature lower than that of each metal component and therefore much closer to the bath temperature.
  • the first metal is Zn zinc and the second metal is Al aluminum and the significant range of contents is chosen in aluminum content ranges.
  • Types of ingots at various levels used for the main types of galvanizing coatings such as for such a Zn-Al alloy are known and can be so calibrated according to the ranges of significant levels as the invention provides.
  • a range named "GI” provides an aluminum content in an interval of [0; 1%] (or more likely [0; 10%]).
  • This meets a "ASTM B852-07" standard for which ranges of significant content can be selected by providing ingots having an aluminum content of 0.25, 0.35, 0.45, 0.55, 0.65, 0.75 or 1%.
  • ASTM B860-07 presenting 4, 5, or 10% of aluminum or conversely to use a pure zinc ingot.
  • the invention can provide intervals significant grades at limited intervals that meet other standards such as "ASTM B852-07".
  • the invention can provide that at least one of the ingots may comprise pure zinc, such as an ingot known under the ASTM standard.
  • Alloys for example under the trademark GALFAN®, also have higher aluminum content ranges [4.2-6.2%] (and sometimes [0; 10%]) which may be potentially exploitable within the meaning of the invention to define ranges of significant contents higher than usual contents, while remaining in a limited neighborhood of the eutectic point of the Zn-Al equilibrium diagram.
  • the significant range of contents is predominantly selected in aluminum content ranges of [0.10%] and minor way in higher grade intervals.
  • a range with significant contents can therefore advantageously be chosen from at least one range of concentration values related to limited variations in the melting temperature of the equilibrium diagram of an ingot alloy, ideally by choosing the values of said staggered intervals in the vicinity of the eutectic point of the ingot alloy.
  • At least one third metal may also be introduced into the cavity in the form of an ingot alloy compound, of the type of the second or third ingot mentioned above.
  • the previous equality can thus be applied to this third metal taking into account the flow rates / partial contents of said third metal. It would be the same for any other additive metal of the type of the second metal, like the aluminum stated above.
  • at least one additional metal can be introduced into the cavity in the form of a high-grade ingot of said complementary metal.
  • the invention proposes a device for implementing the aforementioned method. This device is more particularly described using an exemplary embodiment and application provided using a figure described:
  • the ingots are thus arranged and driven by the variation member (9) in correlation with the significant ranges of contents in order to avoid any difference in the melting temperature of the ingots.
  • the equal equilibrium (A) can therefore be taken into account in the controller (5) which, as a function of the correction setpoint, defines an appropriate sequence for introducing one or more ingots in compliance with the conditions imposed by a range chosen within a limited range of sequentially increasing values so as to minimize differences between ingot melting temperatures.
  • the content measuring device (22, 23) may comprise a Laser Induced Breakdown Spectrocopy (LIBS) type laser spectrometer or at least one electrochemical sensor adapted to the measurement of one of the metals involved. It is possible to place at least one of these measuring members at the level of the liquid metal (case 22) and / or at the level of the coated strip (case 23) as a function of the desired liquid mixture contents or final coating properties.
  • LIBS Laser Induced Breakdown Spectrocopy
  • the level measuring member (21) may be a float on the surface of liquid metal for example at the liquid metal transfer channel from the auxiliary melting crucible (3) to the coating crucible ( 2), a radar or optical level measuring means of said liquid metal surface.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de contrôle d'une introduction de plusieurs métaux dans une cavité adaptée à une fusion desdits métaux selon le préambule de la revendication 1.
  • L'invention se rapporte principalement au revêtement métallique au trempé de bandes d'acier laminé en défilement continu, et en particulier au contrôle de l'analyse chimique du revêtement.
  • Le revêtement métallique au trempé de bandes d'acier laminé défilant en continu est une technique connue qui comporte essentiellement deux variantes, celle où la bande sortant d'un four de recuit descend obliquement dans un bain de métal liquide de revêtement et se trouve défléchie verticalement vers le haut par un rouleau immergé dans ledit métal liquide. L'autre variante consiste à défléchir la bande verticalement vers le haut à sa sortie du four et à la faire ensuite défiler dans un chenal vertical contenant le métal liquide sustenté magnétiquement.
  • Dans les deux cas, l'opération a pour but de créer en surface de la bande d'acier un dépôt continu et adhérent de revêtement métallique.
  • A sa sortie du métal liquide, la bande entraine sur ses deux faces un film liquide qui est essoré, par des dispositifs électromagnétiques ou à soufflage de gaz, jusqu'à ce qu'il soit réduit à l'épaisseur souhaitée. Le film liquide essoré est ensuite refroidi jusqu'à solidification. La consommation de métal de revêtement par dépôt sur les deux faces de la bande est compensée par adjonction de lingots dans le bain de métal liquide. De manière connue, ces lingots sont amenés jusqu'au bain liquide par des dispositifs de convoyage à chaines et sont introduits dans le bain de métal liquide manuellement ou automatiquement sur une consigne donnée à partir d'une mesure de niveau du bain. Des dispositifs plus ou moins sophistiqués, comme celui décrit dans WO2007137665 ou JP05186857A , ont été proposés pour rendre l'introduction des lingots dans le bain plus précise, en particulier pour éviter leur chute brutale telle que dans KR20040057746A .
  • Les revêtements métalliques, comme ceux utilisés par exemple en galvanisation font généralement appel à un alliage d'au moins deux métaux différents comme le zinc et l'aluminium. En fonction du titrage de l'alliage à déposer sur la bande, il est nécessaire d'alimenter le bain de revêtement en lingots de composition adaptée. Cela peut se faire par alimentation en lingots de titrage particulier mais, en règle générale, on utilise des lingots de composition standard (par exemple certains sans élément d'alliage et d'autre avec un pourcentage assez élevé en élément d'alliage) qui sont alternativement introduits selon une séquence propre à assurer, en moyenne, le titrage requis sur la bande. Le document KR20020053126 décrit un tel système d'alimentation en lingots basé sur un calcul de consommation journalière.
  • Mais, selon le type de revêtement mis en oeuvre, la quantité d'un élément d'alliage visée dans le revêtement peut être différente de celle réellement consommée. C'est typiquement le cas de la galvanisation avec du zinc allié d'aluminium. En effet, au contact du mélange liquide se produit une dissolution du fer en provenance de la bande d'acier qui, pour une part, participe à la formation sur la surface de la bande d'une couche de combinaison d'environ 0,1µ de composé Fe2Al5Znx et, pour une autre part, diffuse vers le bain de mélange liquide tant que la couche de Fe2Al5Znx, n'est pas formée de manière continue. La couche de Fe2Al5Znx sert de support à la couche protectrice de zinc alors que le fer dissous va contribuer à former dans le mélange liquide des précipités composés de Fe, Al et Zn nommés « mattes » ou « dross ». D'autre part, les éléments d'acier immergés dans le bain, tel qu'un rouleau de fond en acier inoxydable et ses bras supports, subissent également une dissolution du fer dans le bain qui participe lui aussi à la formation de dross. La part d'aluminium dans ces composés étant supérieure à celle de la couche d'alliage déposée, la consommation totale d'aluminium est un peu supérieure à celle qui serait strictement nécessaire au dépôt d'une couche d'alliage sur les deux faces de la bande. La teneur nécessaire en aluminium doit donc être déterminée à partir de la somme des consommations d'aluminium dans le revêtement, dans la couche de combinaison Fe2Al5Znx formée à la surface de la bande et dans les dross.
  • Or, de nombreux facteurs tels que le temps d'immersion (donc, toutes choses égales par ailleurs la vitesse de défilement de la bande), la température du bain, la quantité de dross formées, etc. entrainent des variations plus ou moins importantes de la consommation d'aluminium pour une même teneur visée dans le dépôt.
  • Les systèmes d'alimentation en lingots basés sur la seule consommation théorique d'éléments d'alliage dans la couche de revêtement sont donc insuffisants et, d'autre part, les estimations de consommation supplémentaire dans les couches de combinaison et les dross restent très imprécises car basées sur des données de fonctionnement statique des installations et des cinétiques théoriques de formation de Fe2Al5Znx dans ces conditions statiques de fonctionnement. Dans la majorité des cas l'alimentation en lingots est basée sur l'expérience des opérateurs, confortée par des analyses chimiques régulières d'échantillons prélevés dans le bain liquide. Certaines techniques de mesure en continu basées sur des capteurs électrochimiques tels que celui décrit dans le document US 5,256,272 sont également mises en oeuvre malgré la fragilité et le manque de fiabilité de ces organes de mesure.
  • Certains perfectionnements ont cependant été envisagés en vue d'améliorer cette situation, par exemple le document KR20040057746 suggère de mesurer directement la teneur en aluminium du bain « à intervalles réguliers » afin de régler une cadence d'introduction de lingots titrant 20% d'aluminium alternativement avec des lingots de zinc pur. Cette alternative reste cependant imparfaite car la mesure discontinue de la teneur en aluminium associée au temps de réponse nécessaire à la mise en place, en fonction des résultats de mesure, et à la fusion de lingots sans ou avec 20% d'aluminium, outre sa difficulté de gestion sur la durée, ne rend pas la méthode plus précise que le calcul théorique.
  • Une alternative pour mieux doser de façon continue la teneur de zinc comme premier métal de revêtement et surtout celle de l'aluminium en tant que deuxième métal allié est décrite par plusieurs dispositifs dans WO2008/105079 . Un premier dispositif présente deux réservoirs distincts contenant respectivement du zinc et de l'aluminium sous forme liquide, c'est-à-dire dont chacune de leur températures liquides est au-dessus de la température de fusion du zinc et de l'aluminium, c'est-à-dire 420°C pour le zinc et ∼660°C pour l'aluminium. Ces deux métaux liquides sont ensuite introduits dans la cavité de revêtement (d'une température avoisinant 460°C où, en raison des fortes différences et gradients de température entre les métaux liquides et le bain liquide de revêtement, de fortes quantités de dross sont inévitablement formées. Un second dispositif prévoit une introduction du zinc et de l'aluminium sous forme de métaux solides en bande qui sont déroulées dans le bain de revêtement sous des débits et des teneurs contrôlés suivant des teneurs et un niveau du bain requis. Ici encore, des gradients de températures sont inévitables, car il faut de toute façon chauffer au moins l'aluminium pur à une température d'au moins ∼660°C peu avant son introduction dans le bain de revêtement afin qu'il puisse se mélanger dans le bain sous forme liquide. Enfin, un troisième dispositif prévoit que les deux réservoirs distincts avec respectivement du zinc et de l'aluminium liquide se déversent dans un réservoir intermédiaire où se forment une forte quantité de dross en raison des gradients de températures excessifs. L'avantage de ce dernier dispositif est de pouvoir isoler du bain de revêtement les dross dans le bain intermédiaire nécessitant toutefois d'être évacuées fréquemment en raison de leur dense formation. Généralement, ces dispositifs souffrent donc de la présence de trop forts gradients de températures, propices à une aussi forte formation de dross gênantes et donc présentant inévitablement des pertes imposantes de métal utile au revêtement de bande. Cet inconvénient impose donc des surcoûts inutiles de surconsommation des métaux utiles au revêtement ainsi que des aspects environnementaux fort contraignants de retraitement massif des dross formées.
  • Suivant ce constat, la présente invention proscrit des méthodes ou dispositifs impliquant de forts gradients de température et devra se fonder sur un usage de lingot de métal ou d'alliage de métaux à porter à fusion.
  • Ainsi, un but de la présente invention est de proposer un dispositif de contrôle d'une introduction de plusieurs métaux sous forme de lingots dans une cavité adaptée à une fusion desdits métaux pour lesquels des gradients de température des métaux introduits et du contenu de la cavité sont minimaux.
  • Un dispositif est ainsi décrit par le contenu de la revendication 1.
  • Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.
  • A partir d'une méthode de contrôle d'une introduction de plusieurs métaux dans une cavité adaptée à une fusion desdits métaux afin de revêtir une bande d'acier au trempé avec lesdits métaux sous forme de métal liquide, pour laquelle
    • un premier métal est introduit sous forme d'au moins un premier lingot à forte teneur dudit premier métal,
    • un deuxième métal est introduit sous forme d'au moins un deuxième lingot constitué d'un alliage du premier métal et du deuxième métal,
    la méthode selon l'invention prévoit que :
    • la teneur en deuxième métal du deuxième lingot est choisie dans une gamme de teneurs significatives pour assurer un débit global visé de fusion cumulée des lingots,
    • la gamme de teneurs significatives est choisie dans un intervalle limité de valeurs séquentiellement croissantes de façon à minimiser des écarts entre des températures de fusion des lingots.
  • La cavité est ici un creuset de revêtement conventionnel ou à sustentation magnétique, ou un creuset de fusion des dits lingots auxiliaire au creuset de revêtement. Dans le cadre d'une galvanisation la bande d'acier pour laquelle la méthode de contrôle selon l'invention est implantée, le premier métal est du zinc et le deuxième métal est principalement de l'aluminium. La présente invention ne se restreint toutefois pas à ces deux métaux ainsi qu'à des alliages de ces uniques métaux suivant le type de revêtement choisi. Bien plus important est que d'une part, grâce à l'emploi de lingots d'alliage où par exemple un des deux métaux aurait requis une forte température de fusion, la température de fusion globale du lingot reste inférieure grâce à la présence de l'autre des métaux de l'alliage.
  • De plus, si la gamme de teneurs significatives est choisie comme précédemment décrit, il est possible de disposer d'une plage homogène et continue de températures de fusion des lingots dans cette gamme de teneur, même si un ou plusieurs lingots sont plongés ou retirés dans la cavité. Ainsi, de forts gradients de température à l'introduction des lingots dans la cavité sont avantageusement évités.
  • Analogiquement au deuxième lingot, au moins un troisième lingot du type d'alliage du deuxième lingot et présentant une teneur significative en deuxième ou en un autre métal peut bien entendu être introduit dans la cavité, sa teneur étant distincte de celle du deuxième lingot dans la gamme retenue de teneurs significatives. De la même façon, plusieurs gammes distinctes de teneurs significatives peuvent être mises en oeuvre afin de pouvoir obtenir une plus grande dynamique de variation de teneurs si besoin est. Si de fortes différences entre les teneurs de plusieurs gammes sont requises, il est possible d'étager ces gammes par emploi d'au moins un lingot ayant une teneur intermédiaire entre ces gammes. Ainsi encore, en raison des différences de teneurs ainsi diminuées, toute variation subite de température de fusion requise sera avantageusement amortie.
  • Compte tenu des écarts entre des températures requises de fusion d'un des lingots sous forme d'alliage d'au moins le premier et le deuxième métal et une température imposée du bain dans la cavité, des intervalles de teneur en deuxième métal sont cadrés idéalement dans les gammes selon l'invention autour d'au moins un point eutectique d'un diagramme d'équilibre de l'alliage dudit lingots (ledit diagramme représentant la température de fusion de l'alliage de chaque lingot en fonction du pourcentage des métaux d'alliage dudit lingot). En effet, en particulier au voisinage du point eutectique, l'alliage présente premièrement une température de fusion requise minimale inférieure à celle de chacun des métaux le composant et donc bien plus approchante de la température du bain. Il est ainsi possible de maintenir les écarts de températures dans un domaine minimal tout en pouvant modifier les gammes de teneurs significatives dans un intervalle limité encadrant le point eutectique. Pour ce faire, des lingots correspondant à ces gammes à teneur séquentiellement croissante sont introduits ou retirés du bain.
  • A titre d'exemple pour une galvanisation au trempé d'une bande d'acier, le premier métal est du zinc Zn et le deuxième métal est de l'aluminium Al et la gamme de teneurs significative est choisie dans des intervalles de teneur en aluminium autour du point eutectique du diagramme d'équilibre de l'alliage Zn-AI : correspond à une température de fusion minimale pour un alliage Zn-AI (par exemple : 4.5% de Al permettant une température de fusion dès 390°C).
  • Des types de lingots à diverses teneurs utilisés pour les principaux types de revêtements de galvanisation telles que pour un tel alliage Zn-Al sont connues et peuvent être ainsi étalonnées suivant les gammes de teneurs significatives telles que l'invention le prévoit.
  • A titre d'exemple, pour une galvanisation de type classique, une gamme nommée « GI » prévoit une teneur en aluminium dans un intervalle de [0 ; 1%] (voire plus vraisemblablement [0 ; 10%]). Ceci répond à une norme « ASTM B852-07 » pour laquelle des gammes de teneur significative peut être choisie en prévoyant des lingots ayant une teneur en aluminium de 0.25, 0.35, 0.45, 0.55, 0.65, 0.75 ou 1%. En cas de besoin annexe et ponctuel d'aluminium, il est possible d'étendre la précédente gamme au moyen de lingots additionnels à teneur plus élevés et répondant à autre norme tel que « ASTM B860-07 » présentant 4, 5, ou 10% d'aluminium ou inversement d'utiliser un lingot de zinc pur.
  • D'autre type de galvanisation sous des normes prédéfinies prévoient des apports moindres pour la teneur d'aluminium (gamme nommée « GA » prévoyant une teneur en aluminium dans un intervalle de [0 ; 1%]) et l'invention peut prévoir des intervalles de teneurs significatives sous des intervalles limités répondant à des autres normes telles que « ASTM B852-07 ». En l'occurrence, l'invention peut prévoir qu'au moins un des lingots peut comprendre du zinc pur, telle qu'un lingot connue sous la norme ASTM.
  • Des alliages, par exemple sous la marque GALFAN®, présentent aussi des intervalles à teneur plus élevée en aluminium [4.2-6.2%] (et quelquefois [0 ; 10%]) qui peuvent être potentiellement exploitables au sens de l'invention pour définir des gammes de teneurs significatives plus hautes que des teneurs usuelles, tout en restant dans un voisinage limité du point eutectique du diagramme d'équilibre Zn-AI.
  • En résumé pour cet exemple, si le premier métal est du zinc et le deuxième métal est de l'aluminium, la gamme de teneurs significative est choisie de façon prépondérante dans des intervalles de teneur en aluminium compris dans [0, 10%] et de façon mineure dans des intervalles à teneur plus élevée.
  • Une gamme à teneurs significatives peut donc être choisie avantageusement à partir d'au moins un intervalle de valeurs de teneurs liées à des variations limitées de la température de fusion du diagramme d'équilibre d'un alliage de lingot, idéalement en choisissant les valeurs desdits intervalles de façon décalées dans le voisinage du point eutectique de l'alliage de lingot.
  • La méthode prévoit aussi que :
    • une introduction active du premier et d'au moins un des deuxièmes lingots (alliages) est contrôlée en fonction d'une mesure de chaque teneur des métaux, finalement liquides dans la cavité et/ou solides sur la bande revêtue,
    • afin de choisir lequel des deuxièmes lingots pour l'introduction, au moins une teneur en deuxième métal du deuxième lingot est d'une part sélectionnée dans la gamme de teneurs significatives pour assurer un débit global visé de fusion cumulée des lingots afin de maintenir un niveau constant de métal liquide dans la cavité,
    • d'autre part, un débit global effectif de fusion cumulée des lingots dans la cavité est mesuré et mis en relation avec les teneurs mesurées de chaque métal dans la cavité afin de déterminer un débit partiel effectif de fusion de chaque lingot,
    • en cas d'écart du débit global effectif et du débit global visé, au moins un des débits partiels effectifs de chaque lingot est réadapté pour compenser cet écart en modifiant une hauteur immergée d'introduction d'au moins un des lingots dans la cavité.
  • Une régulation très fine de la fusion des lingots peut ainsi être obtenue, sans que, encore, des introductions successives de lingots à débits abruptes et/ou à teneurs partielles trop distantes soient mises en jeu.
  • La dite mise en relation du débit global effectif de fusion cumulée des lingots avec les teneurs les teneurs mesurées de chaque métal s'effectue en ce qu'un débit partiel de fusion de chacun des lingots simultanément introduits est établi de manière à conserver une égalité d'équilibre (A) telle que : Al % x * Qx = Al % 1 * Q 1 + … + Al % n * Qn
    Figure imgb0001
     comprenant une teneur visée en deuxième métal (Al%x) dans le revêtement liquide et une teneur respective en deuxième métal (Al%1, ..., Al%n) de chacun d'une pluralité (n) de deuxièmes lingots, ladite teneur respective étant comprise dans la gamme de teneurs significatives,
    et le débit global visé (Qx) de métal liquide neuf nécessaire pour maintenir constant le niveau de métal liquide dans la cavité, ledit débit global visé (Qx) étant également compensé par la somme de débits partiels de fusion simultanée (Q1, ..., Qn) de la pluralité (n) de deuxièmes lingots.
  • De la même manière que le deuxième métal, au moins un troisième métal peut aussi être introduit dans la cavité sous forme d'un composé d'alliage de lingot, du type du deuxième ou troisième lingot cité précédemment. La précédente égalité peut ainsi être appliquée à ce troisième métal en y prenant en compte les débits/teneurs partielles dudit troisième métal. Il en serait de même pour tout autre métal additif du type du deuxième métal, comme l'aluminium énoncé plus haut. Egalement, de la même manière que le premier métal, au moins un métal complémentaire peut être introduit dans la cavité sous forme d'un lingot à haute teneur dudit métal complémentaire.
  • L'invention propose un dispositif pour mettre en oeuvre la méthode précitée. Ce dispositif est plus particulièrement décrit à l'aide d'un exemple de réalisation et d'application fournis à l'aide d'une figure décrite :
    • Figure 1 : Dispositif selon l'invention pour le contrôle d'une introduction de plusieurs métaux dans une cavité adaptée à une fusion desdits métaux
  • Figure 1 présente ainsi un dispositif pour mettre en oeuvre la méthode décrite pour le contrôle d'une introduction de plusieurs métaux (Zn, Al, ...) sous forme de lingots (10, 11) dans une cavité (2, 3) adaptée à une fusion desdits métaux afin de revêtir une bande d'acier (1) au trempé avec lesdits métaux sous forme de métal liquide, pour lequel la cavité est un creuset de revêtement conventionnel (2) (comprenant par exemple un rouleau de fond déflecteur (6) de bande intra-cavité puis un rouleau sustenteur (7) à déflection verticale au-dessus de la cavité) ou un creuset à sustentation magnétique, ou un creuset auxiliaire (3) de fusion des dits lingots relié par un canal (8) à un bac de revêtement (2), et comprenant :
    • un organe de mesure (21) du niveau (20) de métal liquide provenant de la fusion des lingots dans la cavité,
    • au moins un organe de mesure de teneurs (22, 23) des métaux issus de la fusion des lingots,
    • un calculateur (4) recevant des valeurs de mesures de niveau et de teneurs issus des organes de mesure (21, 22, 23), délivrant des valeurs effectives de débits de fusion globale et partielle selon chaque métal et adaptant lesdites valeurs effectives à des valeurs corrigées selon une égalité d'équilibre prédéfini,
    • un contrôleur (5) auquel sont fournies les valeurs corrigées de débit et délivre des consignes de correction,
    • un organe de variation (9) d'une hauteur d'introduction d'au moins un et donc de chacun des lingots dans la cavité où se produit la fusion, ledit organe de variation étant commandé par les consignes de correction du contrôleur pour l'introduction ou le retrait des lingots.
  • Les lingots sont donc disposés et mus par l'organe de variation (9) en corrélation avec les gammes de teneurs significatives afin d'éviter tout écart de température de fusion des lingots.
  • L'égalité d'équilibre (A) peut donc être prise en compte dans le contrôleur (5) qui, en fonction de consigne de correction, définit une séquence appropriée d'introduction d'un ou de plusieurs lingots en respectant les conditions imposées par une gamme choisie dans un intervalle limité de valeurs séquentiellement croissantes de façon à minimiser des écarts entre des températures de fusion des lingots.
  • L'organe de mesure de teneurs (22, 23) peut comprendre un spectromètre laser de type LIBS (= Laser Induced Breakdown Spectrocopy) ou au moins un capteur électrochimique adapté à la mesure d'un des métaux en jeu. Il est possible de placer au moins un de ces organes de mesure au niveau du métal liquide (cas 22) et/ou au niveau de la bande revêtue (cas 23) en fonction des caractéristiques de teneurs du mélange liquide ou des propriétés finales de revêtement souhaité.
  • L'organe de mesure (21) de niveau (20) peut être est un flotteur à la surface de métal liquide par exemple au niveau du canal de transfert de métal liquide depuis le creuset auxiliaire (3) de fusion vers le creuset de revêtement (2), un radar ou un moyen de mesure optique de niveau de ladite surface de métal liquide.

Claims (3)

  1. Dispositif pour mettre en oeuvre une méthode de contrôle d'une introduction de plusieurs métaux dans une cavité (2, 3) adaptée à une fusion desdits métaux sous forme de lingots (10, 11) afin de revêtir une bande d'acier (1) au trempé avec lesdits métaux sous forme de métal liquide, pour lequel la cavité est un creuset de revêtement conventionnel (2) ou à sustentation magnétique, ou un creuset auxiliaire (3) de fusion des dits lingots, et comprenant :
    - un organe de mesure du niveau (21) de métal liquide provenant de la fusion des lingots dans la cavité,
    - au moins un organe de mesure de teneurs (22, 23) des métaux issus de la fusion des lingots,
    - un calculateur (4) recevant des valeurs de mesures de niveau et de teneurs issus des organes de mesure (21, 22, 23), délivrant des valeurs effectives de débits de fusion globale et partielle selon chaque métal et adaptant lesdites valeurs effectives à des valeurs corrigées selon une égalité d'équilibre prédéfini,
    - un contrôleur (5) auquel sont fournies les valeurs corrigées de débit et délivrant des consignes de correction, caractérisé par
    - un organe de variation (9) d'une hauteur d'introduction d'au moins un des lingots dans la cavité, ledit organe de variation étant commandé par les consignes de correction du contrôleur pour l'introduction ou le retrait des lingots.
  2. Dispositif selon revendication 1, pour lequel l'organe de mesure de teneurs comprend un spectromètre laser de type LIBS ou au moins un capteur électrochimique.
  3. Dispositif selon revendication 1 ou 2, pour lequel l'organe de mesure de niveau (MN) est un flotteur à la surface de métal liquide, un radar ou un moyen de mesure optique de niveau de ladite surface de métal liquide.
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