BRPI0821564B1

BRPI0821564B1 - Processo de decapagem de uma tira metálica e instalação para realizar o processo.

Info

Publication number: BRPI0821564B1
Application number: BRPI0821564-2A
Authority: BR
Inventors: Sandra Crowther; Philippe Barbieri; Jacques Leroyer; Jean-François Clavel
Original assignee: Primetals Technologies France SAS
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2019-04-09
Also published as: EP2231899A1; FR2925530B1; BRPI0821564A2; WO2009098401A1; RU2010130336A; EP2231899B1; RU2451772C2; CN101903565B; US20100269854A1; KR20100102174A; US8834636B2; FR2925530A1; KR101227282B1; CN101903565A

Abstract

"processo de decapagem de uma tira metálica e instalação para realizar o processo". a invenção se refere à decapagem de tiras de aço em deslocamento contínuo, e mais especialmente a um processo de decapagem que compreende um controle centralizado do conjunto das operações de decapagem e à instalação (1) para sua execução.

Description

[001] A invenção se refere de maneira geral à decapagem de tiras de aço em deslocamento em uma instalação de decapagem de modo contínuo, e mais especialmente a um processo de decapagem que compreende um controle centralizado do conjunto das operações de decapagem e à instalação para sua execução.

[002] Em seus processos de elaboração, as tiras de aço são submetidas a uma operação de laminação a quente em temperaturas que podem atingir no final de laminação próximo de 1200°C, e depois a uma operação de laminação a frio. No final da laminação a quente, as tiras de aço são resfriadas por pulverização de água sobre as faces das tiras laminadas, e são enroladas a uma temperatura que pode em bobinas atingir 800°C.

[003] Por ocasião da laminação a quente, é formada por reação de oxidação com a água pulverizada uma camada de óxidos de ferro chamada calamina de modo que no final da laminação a quente, as tiras de aço estão então recobertas por uma camada relativamente espessa e dura de calamina. A oxidação continua durante toda a fase de resfriamento das bobinas ao ar. As diferentes temperaturas e fontes de oxidação estão na origem da presença de três óxidos de ferro na calamina. Essa calamina deve imperativamente ser retirada antes da laminação final a frio, pois senão ela se incrustaria no metal e alteraria consideravelmente seu estado de superfície e sua aptidão ao embutimento. Por outro lado, a calamina sendo extremamente dura, sua presença nas tiras de aço apresentaria o risco de acarretar um desgaste muito rápido dos cilindros de laminação a frio.

[004] São utilizados classicamente para a decapagem de tiras laminadas a quente que empregam uma decapagem química das tiras

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2/33 em deslocamento contínuo em tanques que contêm soluções de decapagem ácidas.

[005] Nos dispositivos mais antigos, as soluções de decapagens são soluções de ácido sulfúrico. No entanto, são utilizadas atualmente soluções de decapagem à base de ácido clorídrico por razões ambientais e de produtividade.

[006] Um exemplo de instalação clássico de linha contínua de decapagem 1 é representado na figura 1. Trata-se de uma instalação de decapagem 1, que compreende:

- um dispositivo de fragmentação 11 dos óxidos que foram formados na superfície da tira de aço 2 por ocasião da laminação a quente dessa tira 2, para acelerar o processo de decapagem ulterior,

- um dispositivo de decapagem 12 propriamente dito que compreende uma pluralidade de tanques de decapagem (não representados na figura 1) para o ataque ácido desses óxidos, e

- uma unidade de enxágue 15 para a eliminação do ácido (notadamente o ácido clorídrico) e cloretos de ferro presentes na superfície da tira 2, [007] o dispositivo de fragmentação 11, o dispositivo de decapagem 12 e a unidade de enxágue sendo dispostos em série de maneira que a tira 2 a decapar os atravessa sucessivamente quando ela passa em deslocamento contínuo na instalação de decapagem 1.

[008] A instalação 1 representada na figura 1 compreende por outro lado:

- um conjunto 21 de desenroladores de tira 21 que funcionam alternativamente, uma soldadora 23 e um primeiro dispositivo de acumulação 4, que são dispostos em série a montante do dispositivo de fragmentação 11, e

- um secador 25, um segundo dispositivo de acumulação 26, uma cisalha de bordas 27, um aplicador de óleo 28, uma cisalha

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3/33 e um conjunto de enroladores 30, que são também dispostos em série mas a jusante do dispositivo 12 de decapagem.

[009] Em funcionamento, a tira 2 a decapar é desenrolada pelos desenroladores 21 de tira e passa através da cisalha 22 que corta o início da tira 2. Essa última 2, passando através da soldadora 23, é então soldada no final da tira precedentemente cortada pela cisalha 22. O dispositivo de acumulação 24 permite então acumular a tira 2, e depois restituir a mesma para a jusante, quer dizer imediatamente a montante do dispositivo de fragmentação 11 quando é efetuada a soldadura entre o fim da tira precedente e a tira 2 a decapar. A tira 2 passa em seguida através do dispositivo de fragmentação 11 dos óxidos, comumente chamado dispositivo quebra óxidos. Esse dispositivo de fragmentação 11 permite notadamente fragmentar mecanicamente a calamina formada na tira 2 por ocasião da fase de laminação a quente, o que facilita e acelera a decapagem ácida da tira 2 que sucede imediatamente a essa fragmentação mecânica. E depois, depois de ter atravessado o dispositivo de fragmentação 11, a tira 2 a decapar se desloca de modo contínuo nos tanques de decapagem do dispositivo de decapagem 12, que são cada um deles cheios com uma solução de decapagem sob agitação. A decapagem ácida da tira 2 é então realizada aí por imersão, e obtém-se uma tira 2 que é preciso decapar.

[0010] E depois, após ter se deslocado dentro dos tanques do dispositivo de decapagem 12, a tira 2 é então enxaguada na unidade de enxágue 15, e depois secada no secador 25. O segundo dispositivo de acumulação 26 permite o deslocamento de modo contínuo da tira 2 na instalação de decapagem 1 durante as operações de corte e de carregamento de enroladores 30.

[0011] A cisalha de bordas 27 serve para eliminar as bordas da tira a fim de permitir garantir a ausência de falhas ditas de bordas, como fissuras, e também garantir a Constancia da largura da tira. O aplicaPetição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 10/55

4/33 dor de óleo 28 serve para assegurar a proteção da chapa decapada contra a oxidação. A cisalha 29 seleciona a tira 2 no final da boina, e os enroladores 30, que funcionam alternativamente, asseguram o enrolamento em bobina da tira 2 decapada.

[0012] A operação de fragmentação dos óxidos, que tem como objetivo acelerar globalmente a operação de decapagem da tira, é tipicamente realizada em um dispositivo de fragmentação dos óxidos 11, como por exemplo aquele representado esquematicamente na figura 1 e de maneira mais detalhada na figura 2. Trata-se de um dispositivo 11 que permite a fragmentação da camada de calamina pela técnica dita de aplainamento sob tração, que compreende a flexão alternada da tira 2 sobre cilindros de trabalho 111, que são sustentados por rodízios de apoio 112, a tira 2 sendo submetida a um alongamento imposto por extensores de entrada 113 e de saída 114. O alongamento pode atingir 2%. O exemplo de dispositivo de fragmentação 12 representado na figura 3 é um dos dispositivos mais correntemente utilizados nas linhas de decapagem de modo contínuo. Um tal dispositivo 11 permite por outro lado melhorar a planura da tira 2 a decapar.

[0013] A operação de decapagem propriamente dita consiste em fazer os óxidos de ferro (calamina) reagirem com a solução ácida de decapagem. Diferentes reações químicas se desenrolam nessa solução de decapagem em função da natureza química da camada de calamina.

[0014] De fato, quando a tira está quente, entre a saída da última cadeira de acabamento do laminador a quente e a bobinadeira, a calamina apresente nesse caso uma estrutura que consiste em uma superposição de protóxido FeO, de magnetita Fe3O4 e de um pouco de hematita Fe2O3. Por ocasião do resfriamento das bobinas ao ar ambiente, os inícios e finais de tira assim como as bordas se resfriam rapidamente, e a calamina evolui na direção de uma estrutura de Fe3O4 e

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5/33 de Fe2Ü3. O resto da tira se resfriando mais lentamente, a calamina que se forma aí é então essencialmente composta de eutético Fe3O4Fe com eventualmente um pouco de FeO residual.

[0015] Assim, por ocasião da decapagem em uma solução de decapagem á base de ácido clorídrico, as reações químicas seguintes se desenvolvem:

(1) FeO + 2HCl ® FeCb + H2O (2) Fe2O3 + 6HCl ® 2FeCl3 + 3H2O (3) Fe3O4 + 8HCl ® FeCb + 2FeCh + 4H2O (4) Fe + 2HCl ® FeCb + H2gás (5) 2FeCl3 + Fe ® 3FeCb [0016] Essas reações mostram que no decorrer da decapagem a solução de decapagem tende globalmente a se empobrecer em ácido e a se carregar correlativamente em cloretos de ferro. Um processo de decapagem de modo contínuo necessitando manter as características da solução de decapagem mais constantes possíveis, essa última deve necessariamente ser regenerada em unidades ditas de regeneração', que são dispostas em linha com a instalação de decapagem e que funcionam por injeção em um forno ou em um reator. Por outro lado, inibidores são utilizados a fim de limitar o ataque do aço nu pelo ácido, especialmente em caso de parada da tira dentro do banho.

[0017] O empobrecimento da solução de decapagem em ácido, a vazão da solução de decapagem arrastada pela tira para a jusante da instalação de decapagem, a necessidade de renovar a mesma e de assegurar o melhor equilíbrio possível de concentração entre os tanques sucessivos do dispositivo de decapagem levaram a adotar um dispositivo de decapagem tal como aquele representado na figura 3. Esse último compreende uma pluralidade de tanques de decapagem 121, 122, 123 (geralmente em número igual ou superior a 3), que são preenchidos cada um deles com uma solução de decapagem 1211,

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1221, 1231 que compreende notadamente ácido sulfúrico ou ácido clorídrico.

[0018] Esses tanques 121, 122, 123 são dispostos em série uns atrás dos outros de acordo com uma direção longitudinal de deslocamento da tira 2, de maneira que a tira se desloca sucessivamente passando de um para o outro (nesse caso do tanque 123 para o tanque 121, passando pelo tanque 122).

[0019] Meios de controle de deslocamento da tira 2 (não representados na figura 3), por exemplo uma bobinadeira são classicamente dispostos na saída da instalação de decapagem 1. Esses meios de controle permitem acionar a tira 2 de acordo com a direção de deslocamento para que ela passe sucessivamente nos diferentes tanques de decapagem 121, 122, 123 formando assim dentro de cada um deles uma curva côncava dirigida para cima (curva dita do tipo catenária) que é imersa na solução de decapagem 1211, 1221, 1231 contida dentro de cada um dos tanques 121, 122, 123.

[0020] Além dos tanques de decapagem 121, 122, 123, a instalação de decapagem representada na figura 1 compreende um circuito de recirculação 13 e um circuito de regeneração 14 da solução de decapagem 1211, 1221, 1231.

[0021] O circuito de recirculação 13 compreende uma pluralidade de reservatórios de estocagem 131, 132, 133 que são cada um deles associados a um tanque de decapagem 121, 122, 123 por intermédio de unidades de bombeamento e de reaquecimento por trocadores 1311, 1321, 1331.

[0022] Os reservatórios de estocagem 131, 132, 133 são também ligados entre si por condutos 1312, 1323, de modo a formar na instalação de decapagem em sentido inverso ao sentido de circulação 3 da tira 2 na instalação de decapagem 1.

[0023] O circuito de regeneração 14 compreende uma unidade de

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7/33 piro-hidrólise 141 para transformar os cloretos de ferro formados por ocasião do ataque ácido em óxidos de ferro, e um tanque de recuperação 142 para recolher os óxidos sob a forma de bacs.

[0024] A unidade de piro-hidrólise 141 é ligada ao primeiro reservatório de estocagem 133 e ao último reservatório de estocagem 131 encontrados no sentido de deslocamento 3 da tira 2 na instalação 1, por outro lado, o tanque de recuperação dos bacs 142 só estando ligado à unidade de piro-hidrólise 141, de maneira que a solução de decapagem carregada em cloretos de ferro é captada ao nível do primeiro reservatório de circulação 133 e depois regenerada na unidade de piro-hidrólise 141 de acordo com as reações 6, 7, onde os cloretos de ferro são transformados em óxidos:

(6) 2FeCl2 + 2H2O = /O2 ® Fe2O3 + 4HCI (6) (7) 2FeCl3 + 3H2O = Fe2O3 ® 6HCI (7) [0025] A solução de decapagem assim regenerada é então reintroduzida no último reservatório de circulação 131.

[0026] Os equilíbrios de concentração em ácido entre os diferentes tanques 121, 122, 123 são definidos de maneira conhecida pela vazão de solução de decapagem 1211, 1221, 1231 que foi arrastada pela tira 2 que se desloca de tanque em tanque (ou seja, do tanque 123 para o tanque 121, passando pelo tanque 122), e pela vazão da cascata inversa entre os reservatórios de estocagem 131, 132, 133 (ou seja do reservatório 131 para o reservatório 133, passando pelo reservatório 132).

[0027] Um complemento em ácido regenerado e, se for necessário, em ácido novo 135, é realizado ao nível do reservatório de circulação 131.

[0028] A concentração em ácido livre é, portanto, máxima no último tanque de decapagem 121 no qual ela pode atingir 200 g/l e diminui nos tanques a montante 122, 123, onde ela só atinge algumas de

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8/33 zenas de g/l no primeiro tanque 123. Correlativamente, a unidade de bombeamento e de reaquecimento 1331 permite manter uma potencia de aquecimento que é superior no primeiro tanque 123 a fim de reaquecer a tira 2 e de assegurar sua decapagem apesar de uma baixa concentração em ácido.

[0029] Uma vez que a calamina foi eliminada, por fragmentação da calamina por ataque ácido, pode se produzir que a solução ácida ataque a tira 2 nua, notadamente em caso de paralisação do deslocamento da tira 2 e de permanência prolongada dentro dos tanques de decapagem 121, 122, 123 na tira 2. Esse ataque não desejado, comumente chamado sobredecapagem, produz os efeitos seguintes:

♦ perda em peso, ♦ variação da rugosidade de superfície, ♦ mudança de coloração, ♦ criação de manchas na superfície, ♦ geração exagerada de hidrogênio que pode localmente se acumular e criar um perigo de explosão.

[0030] Para evitar isso, adiciona-se geralmente um inibidor na solução de decapagem 1211, 1221, 1231. A boa titulação inicial desse inibidor permite com certeza evitar qualquer risco de sobredecapagem, em funcionamento normal da instalação 1, mas pode, no entanto, se revelar nitidamente insuficiente em caso de paralisação de deslocamento da tira e de permanência prolongada dentro dos tanques de decapagem.

[0031] Depois da decapagem ácida, a tira 2 deve ser enxaguada a fim de eliminar o ácido e os cloretos de ferro presentes nas superfícies da tira 2. O enxágue é geralmente realizado em uma unidade de enxágue 15, tal como representada na figura 4. Trata-se de uma unidade de enxágue classicamente utilizada nas linhas de decapagem de modo contínuo.

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9/33 [0032] Essa unidade de enxágue 15 compreende:

- baterias de rampas de pulverização 151, 152, 153, 154, 155, que são dispostas de maneira a poder aspergir a tira 2 a decapar em suas duas faces quando ela se desloca através da unidade de enxágue 15,

- uma pluralidade de tanques de escoamento 1511, 1521, 1531, 1541, 1551, que são cada um deles dispostos sob uma rampa de pulverização 151, 152, 153, 154, 155 respectivamente para recuperar a água pulverizada pelas rampas 151, 152, 153, 154, 155, cada um dos tanques de escoamento 1521, 1531, 1541, 1551 escoando por transbordamento no tanque que lhe é contíguo formando assim uma cascata que escoa em sentido inverso ao sentido de circulação 3 da tira 2, e

- dispositivos enxugadores de rolos 1501, 1502 dispostos na entrada e na saída da unidade de enxágue 15, assim como dispositivos enxugadores de rolos 1512, 1523, 1534, 1545 dispostos entre cada bateria de rampas 151, 152, 153, 154, 155.

[0033] O enxágue é habitualmente realizado por uma cascata em contracorrente que funciona como se segue: a tira 2 atravessa a unidade de enxágue 15, onde ela é aspergida, em suas duas faces, de água, de preferência desmineralizada, pelas baterias de rampas de pulverização 151, 152, 153, 154, 155. Os dispositivos enxugadores de rolos permitem impedir o arrastamento pela tira 2 de ácido diluído na água.

[0034] A água que escoa sob cada bateria 151, 152, 153, 154, 155 é recuperada dentro do tanque de escoamento 1511, 1521, 1531, 1541, 1551 que lhe corresponde, o excesso de cada tanque 1511, 1521, 1531, 1541, 1551 escoando dentro daquele que lhe é contíguo no sentido inverso do deslocamento 3 da tira 2.

[0035] Cada tanque de escoamento 1511, 1521, 1531, 1541, 1551

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10/33 é por outro lado equipado com um circuito de recirculação 1510, 1520, 1530, 1540, 1501, 1502 que compreende cada um deles uma bomba 15101, 15201, 15301, 15401, 15501. A água de enxágue então carregada de ácido 15510 é recuperada dentro do primeiro tanque de escoamento 1511 encontrado no sentido de deslocamento da tira 2, e depois evacuada. Por outro lado, um complemento em água desmineralizada 15510 está situado ao nível do último tanque de escoamento 1551 encontrado.

[0036] Geralmente, depois das etapas de decapagem ácida e de enxágue, procede-se à análise das características de superfície de uma tira decapada e enxaguada. Isso permite formular um primeiro juízo sobre a qualidade das operações realizadas e, em função desses resultados, corrigir ou otimizar certos parâmetros tais como a velocidade V de deslocamento da tira e os parâmetros ligados aos processos da fragmentação dos óxidos de decapagem ácida e de enxágue. [0037] De uma maneira geral, essas características de superfície são definidas de acordo com as características seguintes:

♦ uma tira bem decapada apresenta um aspecto visual uniforme, com variações de rugosidade na largura e no comprimento da tira que são pequenas, ♦ uma tira subdecapada apresenta manchas castanhas ou cinzas bastante facilmente detectáveis, que podem estar localizadas no sentido da largura da tira, as variações do estado de superfície sendo grandes entre as zonas corretamente decapadas e aquelas que o forma insuficientemente, ♦ uma tira sobredecapada apresenta um aspecto cinza, por exemplo depois de uma parada prolongada dentro dos tanques de decapagem. Esse aspecto cinza é facilmente detectável com o exame visual.

[0038] No entanto, falhas visuais mais discretas devidas a regula

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11/33 gens inadequadas de velocidade de deslocamento, de concentração de inibidor, de temperatura, ou de concentração de ácido não podem ser detectados a olho nu e necessitam de meios de aquisição e de análise de imagem de alto desempenho.

[0039] Por outro lado, análises de variações de rugosidade podem também completar as análises de aspecto.

[0040] Conseqüentemente, uma operação de decapagem de modo contínuo de uma tira de aço em meio ácido em uma linha de decapagem de modo contínuo, tal como aquela representada na figura 1, necessita a gestão de um número grande de parâmetros reguláveis relativos à velocidade de deslocamento da tira na instalação 1, à condução da fragmentação dos óxidos dentro do dispositivo de fragmentação 11, àquela da decapagem propriamente dita dentro do dispositivo de decapagem 12, e àquela do enxágue dentro da unidade de enxágue 15.

[0041] O pedido de patente japonês JP 56-136982 propõe um sistema de controle restrito somente à medição da densidade da solução de decapagem que controla a abertura ou o fechamento de uma válvula de adição de ácido novo. A concentração em ácido é calculada a partir de comente essa medição de densidade da solução de decapagem, por aplicação de fórmulas empíricas. Os outros parâmetros de controle do banho de ácido, como a temperatura, não são levados em consideração. O sistema de controle descrito em JP 56-136982 é, no entanto, pouco adaptado: por um lado, a diminuição da concentração em ácido devida às reações químicas 1 a 4 precedentemente citadas é um fenômeno lento, e, por outro lado, o complemento em ácido fresco se choca a uma importante constante de tempo, que leva a flutuações muito grandes da variável controlada.

[0042] Nesse domínio, é conhecida também a patente US 6,396,280 que descreve um sistema de controle da concentração em

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12/33 ácido, com o qual é possível medir de modo contínuo a concentração em ácido em dois tanques consecutivos, o que permite dosar o complemento de ácido. Ainda que próxima em seu princípio do pedido de patente JP 56-136982, a patente americana US 6,396,280 reivindica a limitação das flutuações da concentração em ácido. No entanto, um só parâmetro é controlado, e o resultado da operação de decapagem não é levado em consideração como parâmetro de controle.

[0043] O pedido de patente US 2002/0130666 descreve um dispositivo completo de medição que é externo ao tanque de decapagem. Esse dispositivo, que é equipado com uma sonda de temperatura e com um condutivímetro, permite medir a densidade da solução de decapagem por diferença de altura de líquido em uma coluna. Esse dispositivo permite efetivamente adaptar a condução da decapagem de modo contínuo, mas ele não permite discriminar o impacto relativo das concentrações em ácido e em cloretos ferrosos nas medições.

[0044] Em contrapartida, a patente americana US 5,175,502 descreve um sistema mais preciso que visa discriminar os efeitos da concentração em ácido e daquela em cloretos ferrosos por realização, em temperatura regulada, de medições da densidade da solução de decapagem que provém de um tanque de decapagem, e da condutividade da mesma solução de decapagem, mas diluída de maneira controlada com água. A condutividade varia pouco com a concentração em cloretos de ferro para uma concentração em ácido baixa (da ordem de 25 g/l). O valor de condutividade assim medido é então considerado como independente do teor em cloretos de ferro, e, portanto, representativo de somente o teor em HCl. Conhecendo a taxa de diluição utilizada para a medição, é nesse caso fácil extrapolar a concentração em ácido dentro do tanque de decapagem e deduzir daí a concentração em cloretos de ferro. No entanto, as técnicas empregadas para a medição dessa concentração em ácido não permitem exercer um controle sobre

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13/33 essa concentração.

[0045] Nada nos sistemas da arte anterior descritos acima permite otimizar a operação de decapagem em seu conjunto.

[0046] Para corrigir isso, o profissional conhece um processo de decapagem controlado por um processo global que gere a operação de decapagem em seu conjunto. Assim, a patente US 6,419,756 descreve um processo de decapagem de uma tira metálica laminada em deslocamento em uma instalação de decapagem, que compreende:

° a ajuste de parâmetros da decapagem por um operador, por exemplo a temperatura da solução de decapagem;

° a medição com o auxílio de um instrumento de medição óptica de falhas na tira metálica, que são classificadas em diferentes categorias de falhas e contadas por um classificador para definir as frequências de aparecimento dessas categorias de falhas;

° o envio dessas freqüências de aparecimento de categorias de falhas para um avaliador, que pode ser um avaliador vago (fuzzy evaluator), uma rede neuronal (neural network) ou um avaliador de controle neurovago (neural fuzzy evaluator); e finalmente ° a avaliação pelo avaliador do resultado da decapagem, que é uma função dos parâmetros de ajuste da decapagem, a partir da qual o avaliador define valores de referência para pelo menos um dos parâmetros de ajuste da decapagem.

[0047] Um tal sistema apresenta o inconveniente de agir em qualquer um dos parâmetros de ajuste. No modo de realização descrito na patente US 6,419,756, trata-se de preferência da temperatura da solução de decapagem. Ora, uma tal modificação apresenta o inconveniente maior de não ter efeito imediato em razão da inércia inerente a uma instalação de decapagem.

[0048] A presente invenção tem portanto como objeto um processo de decapagem que corrige os inconvenientes da arte anterior pela

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14/33 colocação no lugar de um processo global de controle que age diretamente sobre a velocidade de deslocamento da tira por uma diminuição por patamares dessa última, e que não implica modificar os parâmetros de ajuste da decapagem. A presente invenção tem também como objeto uma instalação para a execução do processo da invenção. [0049] Mais especialmente, a presente invenção tem como objeto um processo de decapagem de uma tira metálica em deslocamento contínuo em uma instalação de linha contínua de decapagem, que compreende sucessivamente uma etapa de fragmentação dos óxidos formados na superfície da dita tira por ocasião da laminação a quente, uma etapa de decapagem ácida, uma etapa de enxágue da tira, e uma etapa de secagem a tira sendo acionada com uma velocidade de deslocamento V na dita instalação de acordo com uma direção longitudinal de deslocamento perpendicular à largura da tira, a velocidade V de deslocamento da tira sendo controlada por um conjunto de desbobinagem e de bobinagem, e cada uma das etapas da decapagem sendo controlada por acionadores que podem agir sobre parâmetros de ajuste da linha de decapagem, a ação ou a ausência de ação de um acionador sobre um parâmetro de ajuste dado sendo identificada por um dado de estado.

[0050] O processo de decapagem da invenção compreende por outro lado um processo global de controle da decapagem, que executa:

° a medição de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, a dita medição sendo executada durante a decapagem;

° uma fase de controle que é executada durante a decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle define e envia instruções de controle otimizadas para o conjunto dos acionadores com o auxílio de um sistema de controle preditivo; e

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15/33 ° a inspeção de modo contínuo da superfície da tira.

[0051] De acordo com a invenção, o processo global de controle do processo de decapagem compreende:

° uma fase prévia de preparação, que é executada a montante ou no início da decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle define e envia instruções de pré-ajuste para o conjunto dos acionadores com o auxílio de um modelo analítico, que pode estar associado ao sistema de controle preditivo;

° o cálculo de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, o dito cálculo sendo executado durante a decapagem; e ° a inspeção de modo contínuo da superfície da tira define e envia, em caso de subdecapagem, uma instrução de alarme para a fase de controle, que diminui por patamares a velocidade de deslocamento V da tira até uma velocidade de deslocamento corrigida Vcor, a diminuição por patamares da velocidade de deslocamento V sendo efetuada até que essa falha não seja mais detectada e não dispare mais instrução de alarme.

[0052] Por dado de estado de um acionador, é entendido no sentido da presente invenção, um dado que informa sobre o estado de ajuste de funcionamento ou de não funcionamento do acionador.

[0053] Por modelo analítico, entende-se, no sentido da presente invenção, uma modelação dos parâmetros de ajuste, que é realizada ou com o auxílio de equações, ou com o auxílio de tabelas de préajuste preestabelecidas.

[0054] A utilização de um modelo analítico e de um sistema de controle preditivo apresenta a vantagem de poder determinar as velocidades de decapagem em função dos parâmetros de ajuste e das medições desses parâmetros de maneira mais precisa do que com modelos neuronais ou de controle vago ou neurovago, como é o caso

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16/33 na patente US 6,419,756, e isso, sem necessitar de aprendizagem. [0055] De maneira vantajosa, o modelo preditivo do processo global de controle corrige as instruções de controle endereçadas ao conjunto dos acionadores diferentes da velocidade de deslocamento V da tira, em função da correção efetuada na velocidade de deslocamento Vcor, e de maneira a manter satisfatória a avaliação feita por ocasião da inspeção da superfície da tira.

[0056] De maneira vantajosa, a inspeção de modo contínuo da superfície da tira leva também em caso de detecção de falha de enxágue, a uma modificação por patamares do pH da água de enxágue, até que essa falha não seja mais detectada.

[0057] De maneira vantajosa, o calculo permite determinar as concentrações em ácido e em ferro na solução de decapagem, que são empregadas por ocasião da decapagem ácida.

[0058] De maneira vantajosa, a fase de preparação compreende as operações seguintes:

♦ receber dados de estado em proveniência dos acionadores, dados de exploração, e valores alvos dos parâmetros de ajuste estabelecidos pelo modelo analítico para otimizar a decapagem da tira;

♦ estabelecer instruções de pré-ajuste de cada acionador;

♦ endereçar a cada acionador essas instruções de préajuste;

♦ estabelecer os dados de entrada para a fase de controle;

♦ endereçar esses dados de entrada à fase de controle. [0059] Por dados de exploração, entende-se, no sentido da presente invenção, dados relativos à tira a decapar, o formato da tira, a nuança do aço constitutivo da tira, ou ainda dados relativos à calamina formada por ocasião da laminação a quente (natureza dos óxidos formados, quantidade por exemplo).

[0060] De acordo com um modo de realização especialmente van

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17/33 tajoso da fase de preparação do processo da invenção, o modelo analítico compreende um submodelo analítico associado a cada acionador para definir a dita instrução de pré-ajuste do parâmetro de ajuste sobre o qual age o acionador associado.

[0061] De maneira vantajosa, a fase de controle compreende as operações seguintes:

♦ receber de maneira contínua e em tempo real dados de estado em proveniência dos acionadores, informações em proveniência dos meios de medição e de cálculo, e os dados de entrada para a fase de controle estabelecidos por ocasião da fase de preparação;

♦ estabelecer sinais de controle otimizados para cada acionador; e ♦ endereçar os ditos sinais de controle aos acionadores.

[0062] De acordo com um modo de realização especialmente vantajoso da fase de controle do processo da invenção, o sistema de controle preditivo compreende um laço primário de regulação que permite assegurar o funcionamento otimizado de cada acionador na instrução de controle que lhe é endereçada.

[0063] De maneira vantajosa, a fase de inspeção da tira compreende a inspeção óptica do aspecto da superfície da tira e a medição de variação de pelo menos uma característica do estado de superfície da tira.

[0064] A título de exemplo de característica do estado de superfície da tira, pode ser notadamente citada a rugosidade média Ra, a rugosidade máxima Rm (valor crista a crista), e o numero de picos por cm.

[0065] De preferência, a inspeção óptica (5001) do aspecto da superfície da tira (2) e a medição da variação do estado de superfície (5002) da tira (2) compreendem o aprendizado das zonas suspeitas em relação a uma biblioteca de imagens e/ou de dados que permite

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18/33 discriminar as falhas de sobredecapagem, ou de subdecapagem, ou ainda a ausência de falhas.

[0066] A presente invenção tem também como objeto uma instalação de linha contínua de decapagem de uma tira metálica laminada a quente e em deslocamento contínuo na dita instalação, a dita instalação compreendendo:

° um dispositivo de fragmentação dos óxidos formados na superfície da tira, o dito dispositivo de fragmentação dos óxidos sendo regulável por intermédio de parâmetros de ajuste da fragmentação, ° um dispositivo de decapagem, que é regulável por intermédio de parâmetros de ajuste da decapagem, e ° um dispositivo de enxágue, que é regulável por intermédio de parâmetros de ajuste do enxágue, ° um dispositivo de secagem, e ° um conjunto de meios de medição e de calculo dos parâmetros de ajuste da dita instalação, ° um conjunto de acionadores, destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da dita instalação.

[0067] De acordo com a invenção, a instalação de linha contínua de decapagem compreende por outro lado:

° um sistema centralizado de controle para otimizar a decapagem da tira metálica, o dito sistema de controle compreendendo:

♦ um módulo de preparação destinado a receber informações que provêm do conjunto dos meios de medição e de cálculo e dos acionadores, e a definir e enviar instruções de pré-ajuste para o conjunto dos acionadores, ♦ um módulo de controle destinado a receber informações que provêm do conjunto dos meios de medição e de cálculo e dos acionadores, e a definir e enviar instruções otimizadas de controle para o conjunto dos acionadores, e

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19/33 ° um sistema de inspeção da tira disposto na saída do dispositivo de enxágue, o dito sistema de inspeção sendo próprio para definir e enviar uma instrução de alarme para o módulo de controle para agir sobre a velocidade de deslocamento V da tira.

[0068] Vantajosamente, o sistema de inspeção é também próprio para definir e enviar uma instrução de controle ao módulo de controle para agir sobre parâmetros de ajuste do enxágue.

[0069] Vantajosamente, o conjunto dos meios de medição e de cálculo compreende:

- um conjunto de meios de medição que compreende meios de medição da velocidade de deslocamento V da tira, meios de medição dos parâmetros de ajuste da fragmentação dos óxidos, meios de medição de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, e meios de medição dos parâmetros de ajuste do enxágue, e

- meios de cálculo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste, da decapagem.

[0070] Vantajosamente, os meios de cálculo são próprios para determinar as concentrações em ácido e em íons ferrosos na solução de decapagem empregada no dispositivo de decapagem.

[0071] Vantajosamente, o conjunto dos acionadores compreende acionadores da fragmentação destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da fragmentação dos óxidos, acionadores da decapagem destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da decapagem, e acionadores de enxágue destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste do enxágue.

[0072] A instalação de decapagem de acordo com a invenção permite a execução do processo de acordo com a invenção.

[0073] Assim, no caso em que o processo da invenção é executado na instalação de acordo com a invenção, a fase de preparação do processo da invenção é realizada pelo módulo de preparação, que es

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20/33 tabelece, com o auxílio do modelo analítico instruções de pré-ajuste dos diferentes acionadores da instalação de acordo com a invenção, a partir dos dados de estado provenientes dos diferentes acionadores, dos dados de exploração que se referem à tira a decapar, e dos valores alvos dos parâmetros de ajuste.

[0074] Por valores alvos entende-se, no sentido da presente invenção, os valores ótimos dos parâmetros de ajuste que o processo global de controle procura alcançar.

[0075] O cálculo de uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem é realizado pelos meios de cálculo da instalação de decapagem de acordo com a invenção. Esses meios podem de maneira vantajosa permitir determinar, a partir de medições de densidade e de condutividade da solução de decapagem nos reservatórios de estocagem, as concentrações em ácido e em ferro da solução em decapagem dentro desses reservatórios de estocagem.

[0076] A medição de uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem é realizada, no decorrer da decapagem, pelo conjunto dos diferentes meios de medição dispostos na linha de decapagem.

[0077] A fase de controle é realizada pelo módulo de controle que, a partir dos dados de estado em proveniência dos acionadores, das informações em proveniência dos meios de medição e de cálculo, e dos dados de entrada do sistema de controle preditivo estabelecidos por ocasião da fase de preparação, estabelece instruções de controle que ele endereça aos diferentes acionadores da linha de decapagem, das quais ele recebe em retorno dados de estado, que são corrigidos a cada iteração do processo global de controle.

[0078] A fase de inspeção de superfície da tira é realizada pelo sistema de inspeção de superfície da instalação de acordo com a invenção, que é independente do sistema centralizado de controle.

[0079] Esse sistema de inspeção de superfície pode vantajosaPetição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 27/55

21/33 mente compreender:

- um sistema de inspeção do aspecto da superfície da tira, e que permite notadamente determinar a presença de manchas na superfície da tira, assim como a cor das mesmas, sua localização e sua importância, e

- um sistema de medição do estado de superfície, que permite notadamente medir variações de pelo menos uma característica do estado de superfície da tira tais como a rugosidade média Ra, a rugosidade máxima Rm ou o número de picos por cm.

[0080] De acordo com um modo de realização especialmente vantajoso da presente invenção em caso de subdecapagem, se um deles somente entre o sistema de inspeção do aspecto da superfície e o sistema de medição do estado de superfície detecta uma falha e envia uma instrução de alarme ao módulo de controle que a envia ao operador, que só age sobre a velocidade de deslocamento V da tira quando o outro deles entre o sistema de medição do estado de superfície e o sistema de inspeção do aspecto da superfície detecta também a dita falha.

[0081] O sistema de inspeção do aspecto de superfície da tira, utilizável na instalação de acordo com a invenção pode ser principalmente composto:

♦ por um dispositivo de iluminação da tira em deslocamento tal como aquele descrito no pedido de patente francesa FR 2892191, ♦ por um dispositivo de aquisição de imagem, por exemplo constituído por uma câmera CCD tal como aquele descrito no pedido de patente francesa FR 2893519, e ♦ por uma função de tratamento de imagens (FTI) que permite eliminar as perturbações tais como as não uniformidades de iluminação ou de reflexão de luz,

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22/33 ♦ por uma função de detecção de contornos ou de limites de cinza (FD), ♦ por uma função de extração e de caracterização morfológica e fotométrica de zonas suspeitas (FE), ♦ por uma função de classificação e de identificação (FCI) por aprendizagem das zonas suspeitas em relação a uma biblioteca de imagens, capaz de discriminar as falhas de tipo subdecapagem ou sobredecapagem ou intrínsecos à tira de aço precedentemente descritos, ou ainda a ausência de falhas.

[0082] O dispositivo de inspeção do aspecto de superfície da instalação de acordo com a invenção permite detectar as falhas de decapagem na superfície da tira, como por exemplo a sobredecapagem ou a subdecapagem, ou ainda manchas que subsistem depois de enxágue.

[0083] O dispositivo de iluminação do dispositivo de inspeção do aspecto de superfície pode vantajosamente compreender uma rampa de iluminação capaz de iluminar toda a largura da tira em pelo menos uma faixa do espectro visível e uma câmara colorida CCD que capta a luz refletida pela tira.

[0084] A função de tratamento (FTI) desse dispositivo de inspeção do estado de superfície serve para eliminar as perturbações tais como as não uniformidades de iluminação ou de reflexão de luz, de uma função de detecção de contornos ou de limites de cinza, de uma função de extração e de caracterização morfológica e fotométrica de zonas suspeitas.

[0085] Finalmente a função de classificação e de identificação por aprendizagem das zonas suspeitas em relação a uma biblioteca de imagens desse dispositivo serve para discriminar as falhas de tipo subdecapagem ou sobredecapagem ou intrínsecos à tira de aço ou a ausência de falhas.

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23/33 [0086] O sistema de inspeção do aspecto de superfície da instalação de acordo com a invenção permite examinar de modo contínuo toda a largura da tira em deslocamento. A título de um tal sistema de inspeção do aspecto de superfície, é possível utilizar aquele descrito no pedido de patente internacional WO2006/134259.

[0087] Por outro lado, o sistema de medição do estado da superfície utilizável na instalação de acordo com a invenção pode ser principalmente composto por um dispositivo óptico, que é provido das funções seguintes:

♦ uma função de tratamento de sinal (FTS) que permite detectar as variações de pelo menos uma característica de perfil (caso 1) ou de difusão (caso 20 ou de espectro luminoso refletido (caso 3) de zonas suspeitas, ♦ uma função de classificação (FC) por aprendizagem das zonas suspeitas em relação a uma base de dados, capaz de discriminar as falhas e a ausência de falhas.

[0088] Esse sistema de medição de estado de superfície permite examinar de modo contínuo pelo menos uma linha situada no meio da largura da tira em deslocamento, e preferencialmente três linhas situadas para uma dela no meio da largura da tira e, para as duas outras, em uma zona situada entre um terço e um quarto da largura de tira a partir de cada borda da tira decapada.

[0089] A título de dispositivo óptico utilizável no sistema de medição de estado de superfície da tira de acordo com a invenção, é aconselhado um escâner de triangulação laser linear ou pontual, que procede ou por medição de perfil (caso 1), ou por dispersão (caso 2), ou, em alternativa, um dispositivo óptico de cromatismo axial (caso 3).

[0090] Se for utilizado um dispositivo escâner de triangulação laser que procede por medição de perfil, esse último avalia o estado de superfície da tira decapada por medição do perfil da superfície iluminada

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24/33 pelo feixe do laser.

[0091] O feixe do dispositivo escâner de laser pode ser ou uma linha (fala-se então de um Escâner Laser linha ou linear), ou um ponto (fala-se então de um Escâner Laser pontual).

[0092] Se for utilizado um dispositivo escâner de triangulação laser que procede por dispersão, esse último avalia o estado de superfície da tira decapada por emissão de pelo menos dois feixes de acordo com incidências diferentes, o estado de superfície da tira decapada é nesse caso avaliado por detecção das diferenças de difração dos feixes pela superfície iluminada.

[0093] Se for utilizado um dispositivo óptico de aberração cromática axial esse último avalia o estado de superfície da tira decapada por análise espectral da luz focalizada sobre a superfície iluminada com luz branca pelo dispositivo óptico.

[0094] O dispositivo óptico do sistema de medição de estado de superfície de acordo com a invenção é vantajosamente fixado acima do centro da tira decapada.

[0095] De acordo com um primeiro modo de realização especialmente vantajoso da invenção, serão utilizados dois dispositivos escâneres de laser ou laser de dispersão ou óptico de aberração cromática axial, que são de preferência situados acima da tira em deslocamento, a uma distância de suas bordas (ou margens) compreendida entre um quarto e um terço da largura da tira.

[0096] De acordo com um segundo modo de realização também especialmente vantajoso da invenção, serão utilizados dois dispositivos escâneres de laser, que são fixados acima da tira decapada a uma distância de suas bordas (margens) compreendida entre um quarto e um terço de sua largura e que são associados a um outro dispositivo de mesmo tipo, que, ele, é fixado acima do centro da tira.

[0097] Finalmente, o sistema de controle da instalação é de ma

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25/33 neira vantajosa, também próprio para enviar dados a um sistema de controle geral que controla a gestão das instalações de transformação da tira a jusante e/ou a montante da dita instalação de decapagem. [0098] Outras características vantajosas da invenção aparecerão na descrição seguinte de certos modos de realização dados a título de simples exemplos e representados nos desenhos anexos:

- a figura 1 é um esquema de princípio de um exemplo de instalação de linha contínua de decapagem da arte anterior,

- a figura 2 é um esquema de princípio de um exemplo de dispositivo de fragmentação dos óxidos conhecido pela arte anterior e destinado a ser utilizado em uma instalação de linha contínua de decapagem,

- a figura 3 é um esquema de princípio de um exemplo de dispositivo de decapagem conhecido pela arte anterior e destinado a ser utilizado em uma instalação de linha contínua de decapagem,

- a figura 4 é um esquema de princípio de um exemplo de unidade de enxágue 15 conhecida pela arte anterior e destinada a ser utilizada em uma instalação de linha contínua de decapagem,

- a figura 5 é um esquema de princípio de um exemplo de instalação de linha contínua de decapagem de acordo com a invenção,

- a figura 6 é um diagrama que representa as diferentes fases do processo global de controle do processo da invenção.

[0099] Os elementos idênticos representados nas figuras 1 a 6 são identificados por referências numéricas idênticas.

[00100] A instalação de linha contínua de decapagem 1 representada na figura 1 foi precedentemente descrita na referência da arte anterior que precede.

[00101] Do mesmo modo, o dispositivo de fragmentação 12 representado na figura 2, o dispositivo de decapagem 12 representado na figura 3, assim como a unidade de enxágue 15 representada na figura

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26/33 foram também precedentemente descritos na referência à arte anterior que precede.

[00102] A instalação de decapagem de acordo com a invenção representada na figura 5 compreende notadamente:

- um dispositivo de fragmentação 11 dos óxidos formados na superfície da tira de aço 2 por ocasião da laminação a quente,

- um dispositivo de decapagem 12 para o ataque ácido dos óxidos, e

- uma unidade de enxágue 15 para a eliminação do ácido (e notadamente o ácido clorídrico) e dos cloretos de ferro presentes na superfície da tira.

[00103] O dispositivo de fragmentação 11, o dispositivo de decapagem 12 e a unidade de enxágue 15 são dispostos em série na instalação 1 de decapagem de acordo com a invenção, de maneira que a tira 2 a decapar atravessa sucessivamente, quando ela está deslocamento contínuo na instalação de decapagem 1, o dispositivo de fragmentação 11, e depois o dispositivo de decapagem 12, e a unidade de enxágue

15.

[00104] A título de dispositivo de fragmentação 11 utilizável na instalação de acordo com a invenção, pode ser notadamente utilizado aquele representado na figura 2, que compreende notadamente:

- acionadores 45111, 451112 que controlam a imbricação 1112 dos cilindros de trabalho 111 via a diferença de altura 1111 entre o (ou os) cilindro(s) de trabalho mais baixo(s) e o (ou os) cilindro(s) de trabalho mais alto(s) entre os quais a tira 2 é aplanada,

- um acionador 451113 que controla a tração 451113 exercida entre os extensores de entrada 113 e de saída 114.

[00105] A título de dispositivo de decapagem 12 utilizável na instalação 1 de acordo com a invenção representada na figura 5, é aconselhado aquele representado na figura 3, no qual se adiciona:

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- um dispositivo de complemento em ácido 135 ao nível do último reservatório de estocagem 134 encontrado no sentido de deslocamento 3 da tira 2, e

- um conjunto de meios de medição dos parâmetros de ajuste da decapagem 431212, 431222, 431232, 431242, 431313, 431323, 431333, 431343, 431314, 431324, 431334, 431344 e

- um conjunto de acionadores 451311, 451311a, 451311b, 431321, 451321a, 451321b, 451331, 451331a, 451331b, 431341, 451341a, 451341b que agem sobre os ditos parâmetros de ajuste de decapagem.

[00106] Os meios de medição 431212, 431222, 431232, 431242, 431313, 431333, 431343, 431314, 431324, 431334, 431344 dos parâmetros de ajuste da decapagem compreendem:

- meios de medição da temperatura 431212, 431222, 431232, 431242 da solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 contida nos diferentes tanques de decapagem 121, 122, 123, 124,

- meios de medição da densidade 431313, 431323, 431333, 431343 da solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 nos ditos reservatórios de estocagem 131, 132, 133, 134, e

- meios de medição da condutividade 431314, 431324, 431334, 431344 da solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 contida nos diferentes tanques de decapagem 131, 132, 133, 134. [00107] Na instalação de decapagem 1 de acordo com a invenção, os acionadores 451311, 451311 a, 451311b, 451321, 451321a, 451321b, 451331, 451331a, 451331b, 451341, 451341a, 451341b próprios para agir sobre os parâmetros de ajuste da decapagem compreendem unidades de bombeamento e de reaquecimento 451311, 451321, 451331, 451341 que são cada uma delas associadas a um tanque de decapagem 121, 122, 123, 124 e que compreendem cada uma delas:

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- um trocador de calor 451311a, 451321a, 451331a, 451341a para controlar a temperatura da solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 no circuito de recirculação 132 do dispositivo de decapagem 12, e

- uma bomba 451311 a, 451311b, 451341b para controlar a vazão da solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 no circuito de recirculação 13 do dispositivo de decapagem 12, e

- uma bomba 451351 para controlar a vazão de complemento em ácido 135 ao nível do último tanque de estocagem 134 encontrado no sentido de deslocamento 3 da tira 2.

[00108] A título de dispositivo de enxágue utilizável na instalação de acordo com a invenção representada na figura 4, pode ser utilizado aquele representado na figura 4, que compreende:

- uma pluralidade de rampas de pulverização 151, 152, 153, 154, 155, que são alimentadas em água desmineralizada para o enxágue, que são dispostas de maneira a poder aspergir com água a tira 2 em suas duas faces 21, 22,

- uma pluralidade de tanques de escoamento 1511, 1521, 1531, 1541, 1551, que são cada um deles dispostos sob as rampas de pulverização 151, 152, 153, 154, 155, que escoam por transbordamento no tanque que lhe é contíguo formando assim uma cascata que escoa em sentido inverso ao sentido de circulação 3 da tira 2,

- dispositivos enxugadores de rolos 1501, 1502, dispostos na entrada e na saída da unidade de enxágue 15, assim como dispositivos enxugadores de rolos 1512, 1523, 1534, 1545 dispostos entre cada bateria de rampas 151, 152, 153, 154, 155.

[00109] O dispositivo de enxágue 15 representado na figura 5 compreende por outro lado, (em relação ao dispositivo de enxágue 15 da arte anterior representado na figura 4):

- um dispositivo principal de complemento em água desmi

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29/33 neralizada 1504 para alimentar com água de enxágue as rampas de pulverização 151, 152, 153, 154, 155 da unidade de enxágue,

- dois dispositivos anexos de complemento em água desmineralizada 1534, 1544 para alimentar, em função das necessidades, as terceira 153 e quarta 154 rampas de pulverização encontradas no sentido de deslocamento 3 da tira 2,

- dispositivos de adição de ácido 1515, 1525, 1535 nos primeiros tanques de escoamento 1511, 1521, 1531 da unidade de enxágue 15 encontrados no sentido do deslocamento 3 da tira 2, e

- dispositivos de adição de um produto alcalino 1536, 1546 nos terceiro 1531 e quarto 1541 tanques de escoamento da unidade de enxágue 15 encontrados no sentido de deslocamento 3 da tira 2. [00110] Por outro lado, o dispositivo de enxágue 15 da instalação representada na figura 5 compreende meios de medição 431512, 431522, 431532, 431542, 431552, 431553, 431554 dos parâmetros de ajuste do enxágue e acionadores 4515151, 4515251, 4515351, 4515361, 4515461, 4515341, 4515441, 4515041, 4515042 próprios para agir sobre esses parâmetros de ajuste do enxágue.

[00111] Os meios de medição 431512, 431522, 431532, 431542, 431552, 431553, 431554 dos parâmetros de ajuste do enxágue que permitem a colocação em situação de funcionamento do dispositivo de enxágue 15 compreendem:

- meios de medição do pH 431512, 431522, 431532, 431542, 431552 da água de enxágue nos tanques de escoamento 1511, 1521, 1531, 1541, 1551 da unidade de enxágue 15,

- meios de medição da condutividade 431553 da água de enxágue contida dentro do último tanque de escoamento 1551 encontrado no sentido de deslocamento 3 da tira 2,

- meios de medição da temperatura 431554 da água de enxágue contida dentro do último tanque de escoamento 1551 encontraPetição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 36/55

30/33 do no sentido de deslocamento 3 da tira 2.

[00112] Os acionadores 4515151, 4515251, 4515351, 4515361, 4515461, 4515341, 4515441, 4515041, 4515042 próprios para agir sobre o parâmetros do enxágue compreendem:

- bombas 4515151, 4515251, 4515351 de controle da vazão de ácido que provém dos ditos dispositivos de adição de ácido 1515, 1525, 1535,

- bombas 4515361, 4515461 de controle da vazão de água desmineralizada que provém dos dispositivos anexos de complemento em água desmineralizada 1534, 1544,

- uma bomba 4515041 de controle da vazão de água desmineralizada que provém do dispositivo principal de complemento em água desmineralizada 1504,

- um trocador de calor 4515042 para controlar a temperatura da água desmineralizada que provém do dispositivo principal de complemento em água desmineralizada 1504.

[00113] A instalação 1 de acordo com a invenção compreende por outro lado, na saída do enxágue e da secagem um sistema de inspeção 5 da tira 2 que se decompõe como se segue:

· um sistema de inspeção do aspecto de superfície 51, e · um sistema de medição do estado de superfície 52.

[00114] O sistema de inspeção do aspecto de superfície 5 da tira 2 compreende vantajosamente:

· um dispositivo de iluminação 511 da tira 2 em deslocamento, que é acoplado com · um dispositivo de aquisição de imagem 512, · uma função de tratamento de imagens 513, · uma função 514 de extração dos contornos ou de limites de cinza, · uma função 515 de extração e de caracterização morfolóPetição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 37/55

31/33 gica e fotométrica das zonas suspeitas, e · uma função 516 de classificação e de identificação das zonas suspeitas em relação a uma biblioteca de imagens, essa função 516 permitindo discriminar as falhas de tipo subdecapagem ou de tipo sobredecapagem ou ainda falhas intrínsecas à tira de aço 2, e finalmente detectar a ausência de falhas.

[00115] O sistema de medição de estado de superfície 52 compreende vantajosamente:

· um dispositivo óptico 521 para examinar de modo contínuo pelo menos uma linha da tira 2 em deslocamento, · uma função de tratamento de sinal 522, e · uma função de classificação 523 por aprendizagem em relação a uma base de dados, das zonas suspeitas, essa função 523 permitindo discriminar falhas e a ausência de falhas.

[00116] O sistema de medição de estado de superfície 52 permite examinar de modo contínuo pelo menos uma linha situada no meio da largura da tira 2 em deslocamento, e preferencialmente, três linhas situadas para o arco no meio da largura da tira e, para os dois centros, em uma zona situada entre um terço e um quarto da largura da tira a partir de cada borda (ou margem da tira).

[00117] O conjunto dos meios de medição 43 da instalação 1 e o conjunto dos acionadores 45 da ilustração 1 é controlado por um sistema centralizado de controle 4, que permite um controle da decapagem por um processo global que compreende:

° a medição 43101, 43102 de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, a dita medição sendo executada durante a decapagem;

° o cálculo 43200 de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, o dito cálculo sendo executado durante a decapagem;

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32/33 ° uma fase prévia de preparação 4101,4102, que é executada a montante ou no início da decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle 4000 define 4101 e envia 4102 instruções de pré-ajuste 411 ao conjunto dos acionadores 45 com o auxílio de um modelo analítico, que pode ser associado ao sistema de controle preditivo ° uma fase de controle 4201,4202 que é executada durante a decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle 4000 define 4201 e envia 4202 instruções de controle otimizadas ao conjunto dos acionadores com o auxílio de um sistema de controle preditivo; e ° a inspeção 5001, 5002 de modo contínuo da superfície da tira 2, que leva a definir 5001 e enviar 5002, em caso de subdecapagem, uma instrução de alarme (500) à fase de controle 4201, 4202, que diminui por patamares a velocidade de deslocamento V da tira 2 até uma velocidade de deslocamento corrigida Vcor, a diminuição por patamares da velocidade de deslocamento V sendo efetuada até que o estado da tira 2 seja avaliado satisfatório por ocasião da inspeção 5001, 5002 da superfície da tira 2.

[00118] O módulo de preparação 41 realiza a fase de preparação 4101, 4102 do processo de acordo com a invenção, que compreende vantajosamente as operações seguintes:

♦ receber dados de estado 450 em proveniência 4501 dos acionadores 45, dados de exploração 413, e valores alvos 412 dos parâmetros de ajuste estabelecidos pelo modelo analítico para otimizar a decapagem da tira 2;

♦ estabelecer 4101 instruções de pré-ajuste 411 de cada acionador 45;

♦ endereçar 4102 a cada acionador 45 as instruções de pré-ajuste 421;

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33/33 ♦ estabelecer 4103 os dados de entrada 414 para a fase de controle 4201,4202;

♦ endereçar 4104 os ditos dados de entrada 4141 à fase de controle 4401.

[00119] Um módulo de cálculo realizar a fase de cálculo 43200 das diferentes concentrações em ácido 4321 e em ferro 4322 na solução de decapagem 1211, 1221, 1231, 1241 que circula dentro do dispositivo de decapagem 12.

[00120] O módulo de controle 42 realiza a fase de controle 444102, 4402, que compreende as operações seguintes:

♦ receber de maneira contínua e em tempo real dados de estado 450 em proveniência 4502 dos acionadores 45, informações em proveniência 4300 dos meios de medição e de cálculo 43, e os dados de entrada 414 para a fase de controle 4201, 4202 estabelecidos por ocasião da fase de preparação 4101, 4102;

♦ estabelecer 4201 sinais de controle 425 otimizados para cada acionador 45;

[00121] endereçar 4202 os ditos sinais de controle 421 aos acionadores 45. O sistema de inspeção de superfície 5 realiza a fase de inspeção de superfície da tira 2, na saída da instalação de decapagem, por inspeção óptica 5001 do aspecto da superfície da tira 2 por um lado, e por medição de variações do estado de superfície da tira 2.

Claims

1. Processo de decapagem de uma tira metálica (2) em deslocamento contínuo em uma instalação (1) de linha de decapagem, que compreende sucessivamente uma etapa de fragmentação dos óxidos formados na superfície da dita tira (2) por ocasião da laminação a quente, uma etapa de decapagem ácida, uma etapa de enxágue da tira (2) e uma etapa de secagem, a tira (2) sendo transportada com uma velocidade de deslocamento V na dita instalação (1) de acordo com uma direção longitudinal de deslocamento perpendicular à largura da tira (2), a velocidade V de deslocamento da tira (2) sendo controlada por um conjunto de desbobinagem (21) e de bobinagem (30), e cada uma das etapas da decapagem sendo controlada por acionadores (45) que podem agir sobre parâmetros de ajuste da linha de decapagem (1), a ação ou a ausência de ação de um acionador (45) sobre um parâmetro dado de ajuste dado sendo identificada por um dado de estado (450), o dito processo compreendendo um processo global de controle (4000) da decapagem, que executa:

° a medição (43101, 43102) de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, a dita medição sendo executada durante a decapagem;

° uma fase de controle (4201, 4202) que é executada durante a decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle (4000) define (4201) e envia (4202) instruções de controle (425) otimizadas para o conjunto dos acionadores (45) com o auxílio de um sistema de controle preditivo; e ° a inspeção (5001, 5002) de modo contínuo da superfície da tira (2);

sendo que o processo global de controle (4000) compreende ainda:

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2/10 ° uma fase prévia de preparação (4101, 4102), que é executada a montante ou no início da decapagem, no decorrer da qual o processo global de controle (4000) define (4101) e envia (4102) instruções de préajuste (411) para o conjunto dos acionadores (45) com o auxílio de um modelo analítico, que pode estar associado ao sistema de controle preditivo;

° o cálculo (43200) de modo contínuo de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem, o dito cálculo sendo executado durante a decapagem;

sendo que a inspeção (5001, 5002) de modo contínuo da superfície da tira (2) define (5001) e envia (5002), em caso de subdecapagem, uma instrução de alarme (500) para a fase de controle (4201, 4202), que diminui por patamares (5001) a velocidade de deslocamento V da tira (2) até uma velocidade de deslocamento corrigida (Vcor), a diminuição por patamares da velocidade de deslocamento V sendo efetuada até que essa falha não seja mais detectada e não dispare mais instrução de alarme (500), caracterizado pelo fato de que, ocorrendo uma detecção de uma falha de enxágue durante a inspeção (5001, 5002) de modo contínuo, uma modificação por patamares do pH da água de enxágue é executada até que a falha de enxágue seja eliminada.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito modelo preditivo do processo global de controle (4000) corrige as instruções de controle (425) endereçadas ao conjunto dos acionadores (45) diferentes da velocidade de deslocamento V da tira (2), em função da correção efetuada na velocidade de deslocamento Vcor, e de maneira a manter satisfatória a avaliação feita por ocasião da inspeção (5001, 5002) da superfície da tira (2).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a inspeção (5001, 5002) da tira (2) compreenPetição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 42/55

3/10 de:

° a inspeção óptica (5001) da aparência da superfície da tira (2); e ° a medição de variação de pelo menos uma característica do estado de superfície (5002) da tira (2).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a inspeção óptica (5001) do aspecto da superfície da tira (2) e a medição da variação do estado de superfície (5002) da tira (2) compreendem o aprendizado das zonas suspeitas em relação a uma biblioteca de imagens e/ou de dados que permite discriminar as falhas de sobredecapagem, ou de subdecapagem, ou ainda a ausência de falhas.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o cálculo (43200) define as concentrações em ácido e em ferro na solução de decapagem (1211, 1221, 1241) empregada por ocasião da decapagem ácida.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fase de preparação (4101, 4102) compreende as operações seguintes:

· receber dados de estado (450) em proveniência (4501) dos acionadores (45), dados de operação (413), e valores alvos (412) dos parâmetros de ajuste estabelecidos pelo modelo analítico para otimizar a decapagem da tira (2);

· estabelecer (4101) instruções de pré-ajuste (411) de cada acionador (45);

· endereçar (4102) a cada acionador (45) as ditas instruções de pré-ajuste (411);

· estabelecer (4103) os dados de entrada (414) para a fase de controle (4201, 4202);

· endereçar (4104) os ditos dados de entrada (414) à fase

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4/10 de controle (4401).

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o modelo analítico compreende um submodelo analítico associado a cada acionador (45) para definir a dita instrução de pré-ajuste (411) do parâmetro de ajuste sobre o qual age o acionador (45) associado.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fase de controle (4201,4202) compreende as operações seguintes:

· receber de maneira contínua e em tempo real dados de estado (450) em proveniência (4502) dos acionadores (45), informações em proveniência (4300) dos meios de medição e de cálculo (43), e os dados de entrada (414) para a fase de controle (4201, 4202) estabelecidos por ocasião da fase de preparação (4101, 4102);

· estabelecer (4201) sinais de controle (421) otimizados para cada acionador (45); e · endereçar (4202) os ditos sinais de controle (421) aos acionadores (45).

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle preditivo compreende um laço primário de regulação que permite assegurar o funcionamento otimizado de cada acionador (45) na instrução de controle (425) que lhe é endereçada.

10. Instalação (1) para realizar o processo como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, a dita instalação (1) compreendendo:

° um dispositivo de fragmentação (11) dos óxidos formados na superfície da tira (2), o dito dispositivo de fragmentação dos óxidos (11) sendo regulável por intermédio de parâmetros de ajuste da fragmentação (1111, 1112, 1113),

Petição 870180158741, de 05/12/2018, pág. 44/55

5/10 ° um dispositivo de decapagem (12), que é regulável por intermédio de parâmetros de ajuste da decapagem, e ° um dispositivo de enxágue (15), que é regulável por intermédio de parâmetros de ajuste do enxágue, ° um conjunto de meios de medição e de cálculo (43) dos parâmetros de ajuste da dita instalação (1), ° um conjunto de acionadores (45), destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da dita instalação (1), sendo que a dita instalação compreende ainda:

° um sistema centralizado de controle (4) para otimizar a decapagem da tira metálica (2), o dito sistema de controle (4) compreendendo:

· um módulo de preparação (41) destinado a receber (4100) informações que provêm do conjunto dos meios de medição e de cálculo (43) e dos acionadores (45), e a definir (4101) e enviar (4102) instruções de pré-ajuste (411) para o conjunto dos acionadores (45), · um módulo de controle (42) destinado a receber (4200) informações que provêm do conjunto dos meios de medição e de cálculo (43) e dos acionadores (45), e a definir (4201) e enviar (4202) instruções otimizadas de controle (421) para o conjunto dos acionadores (45), e ° um sistema de inspeção (5, 51, 52) para inspecionar a tira (2) disposto na saída do dispositivo de enxágue (15), o dito sistema de inspeção (5) sendo próprio para definir (5001) e enviar (5002) uma instrução de alarme (500) para o módulo de controle (42) para agir sobre a velocidade de deslocamento V da tira (2), caracterizada pelo fato de que o dito sistema de inspeção (5, 51, 52) também é capaz de definir (5001) e enviar (5002) uma instrução de alarme (500) ao módulo de controle (42) para agir nos parâ

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6/10 metros de ajuste do enxágue, sendo que, ocorrendo uma detecção de falha de enxágue, uma modificação por patamares do pH da água de enxágue é executada até que essa falha não seja mais detectada.

11. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o conjunto dos meios de medição e de cálculo (43) compreende:

- um conjunto de meios de medição (431) que compreende meios de medição (4312) da velocidade de deslocamento V da tira (2), meios de medição dos parâmetros de ajuste da fragmentação dos óxidos (431111, 431112, 431113), meios de medição de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem (431212, 431222, 431232, 431242, 431313, 431323, 431333, 431343, 431214, 431324, 431334, 431344), e meios de medição dos parâmetros de ajuste do enxágue (431512, 431522, 431532, 431542, 431553, 431554), e

- meios de cálculo (432) de pelo menos uma parte dos parâmetros de ajuste da decapagem.

12. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que o conjunto dos acionadores (45) compreende acionadores da fragmentação (451111, 451112, 451113) destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da fragmentação dos óxidos (1111, 1112, 1113), acionadores da decapagem (451311, 451311a, 451311b, 451321, 451321a, 451321b, 451331, 451331a, 451331b, 451341, 451341a, 451341b) destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste da decapagem, e acionadores de enxágue (4515151, 4515251, 4515351, 4515361, 4515461, 4515341, 4515441, 4515041, 4515042) destinados a agir sobre os parâmetros de ajuste do enxágue.

13. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que os meios de cálculo são próprios para determinar as concentrações em ácido e em íons

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7/10 ferrosos na solução de decapagem (1211, 1221, 1241) empregada no dispositivo de decapagem (12).

14. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizada pelo fato de que:

- a unidade de enxágue (15) compreende uma pluralidade de rampas de pulverização (151, 152, 153, 154, 155) alimentadas em água desmineralizada para o enxágue e dispostas de maneira a poder aspergir com água a tira (2), e uma pluralidade de tanques de escoamento (1511, 1521, 1531, 1541, 1551), que são cada um deles dispostos sob as ditas rampas de pulverização (151, 152, 153, 154, 155), e

- os meios de medição dos parâmetros de ajuste do enxágue (431512, 431522, 431532, 431542, 431553, 431554) compreendem meios de medição do pH (431512, 431522, 431532, 431542, 431552) da água de enxágue nos tanques de escoamento (1511, 1521, 1531, 1541, 1551) da unidade de enxágue (15), meios de medição da condutividade (431553) e meios de medição da temperatura (431554) da água de enxágue contida dentro do último tanque de escoamento (1551) encontrado no sentido de deslocamento (3) da tira (2).

15. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que:

- a unidade de enxágue (15) compreende um dispositivo principal de complemento em água desmineralizada (1504) para alimentar as rampas de pulverização (151, 152, 153, 154, 155) da unidade de enxágue (15), dispositivos anexos de complemento em água desmineralizada (1534, 1544) para alimentar as terceira (153) e quarta (154) rampas de pulverização encontradas no sentido de deslocamento (3) da tira (2), dispositivos de adição de ácido (1515, 1525, 1535) nos primeiros tanques de escoamento (1511, 1521, 1531) da unidade de enxágue (15) encontrados no sentido do deslocamento (3) da tira

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8/10 (2), e dispositivos de adição de um produto alcalino (1536, 1546) nos terceiro (1531) e quarto (1541) tanques de escoamento da unidade de enxágue (15) encontrados no sentido de deslocamento (3) da tira (2), e

- os acionadores (4515151, 4515251, 4515351, 4515361, 4515461, 4515341, 4515441, 4515041, 4515042) próprios para agir sobre os parâmetros do enxágue compreendem uma bomba (4515041) de controle da vazão de água desmineralizada que provém do dispositivo principal de complemento em água desmineralizada (1504), um trocador de calor (4515042) para controlar a temperatura da água desmineralizada que provém do dispositivo principal de complemento em água desmineralizada (1504), e bombas (4515341, 4515441) de controle da vazão de água desmineralizada que provém dos dispositivos anexos de complemento em água desmineralizada (1534, 1544), bombas (4515151, 4515251, 4515351) de controle da vazão de ácido que provém dos ditos dispositivos de adição de ácido (1515, 1525, 1535), e bombas (4515361, 4515461) de controle da vazão de produto alcalino que provém dos dispositivos de adição de produto alcalino (1536, 1546).

16. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizada pelo fato de que o sistema de inspeção de superfície (5) da tira (2) compreende:

· um sistema de inspeção do aspecto da superfície (51) da tira (2), e · um sistema de medição do estado de superfície (52) da tira (2).

17. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizada pelo fato de que em caso de subdecapagem, um deles somente entre o sistema de inspeção do aspecto da superfície (51) e o sistema de medição do estado de superfície (52)

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9/10 detecta uma falha e envia (5002) uma instrução de alarme (500) ao módulo de controle (42) que a envia a um operador, que só age sobre a velocidade de deslocamento V da tira (2) quando o outro deles entre o sistema de medição do estado de superfície (52) e o sistema de inspeção do aspecto da superfície (51) detecta também a dita falha.

18. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que o sistema de inspeção da aparência da superfície (51) compreende:

· um dispositivo de iluminação (511) da tira (2) em deslocamento, que é acoplado com · um dispositivo (512) de aquisição de imagem, · uma função de tratamento de imagens (513), · uma função (514) de detecção dos contornos ou dos limites de cinza, · uma função (515) de extração e de caracterização morfológica e fotométrica das zonas suspeitas, e · uma função (516) de classificação e de identificação das zonas suspeitas.

19. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que o sistema de medição do estado de superfície (52) é próprio para medir as variações de pelo menos uma característica do estado de superfície da tira (2).

20. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o sistema de medição do estado de superfície (52) compreende:

· pelo menos um dispositivo óptico (521) para examinar de modo contínuo pelo menos uma linha da tira (2), · uma função de tratamento de sinal (522), e · uma função de classificação das zonas suspeitas (523).

21. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 20, carac

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10/10 terizada pelo fato de que o dispositivo óptico (521) é escolhido entre os dispositivos escâneres de laser ou laser de dispersão ou óptico de aberração cromática axial.

22. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizada pelo fato de que o sistema de medição do estado de superfície (52) compreende dois dispositivos ópticos (521), que estão situados acima da tira em deslocamento, a uma distância de suas bordas (ou margens) compreendida entre um quarto e um terço da largura da tira.

23. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizada pelo fato de que o sistema de medição do estado de superfície (52) compreende dois dispositivos ópticos (521), que são fixados acima da tira decapada a uma distância de suas bordas compreendida entre um quarto e um terço de sua largura e são associados a um outro dispositivo de mesmo tipo, que é fixado acima do centro da tira.

24. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 23, caracterizada pelo fato de que o sistema de controle (4) da instalação (1) é próprio para enviar dados a um sistema de controle geral que controla a gestão das instalações de transformação da tira (2) a jusante e/ou a montante da dita instalação (1) de decapagem.