Le domaine de la présente invention se rapporte à la coulée semi continue verticale, à refroidissement direct, et notamment la prévention des risques associés à la coulée d'un produit (plaque ou billette) dans un moule (ou lingotière).

La présente invention concerne plus particulièrement un système de contrôle en continu d'une coulée semi continue verticale, à refroidissement direct, notamment en alliage d'aluminium, pour la fabrication d'un ou plusieurs produits. Les plaques de laminage et les billettes de filage sont typiquement fabriquées par coulée dans un moule, ou lingotière, vertical et positionné sur une table de coulée au-dessus d'une fosse ou puits de coulée.

Le moule est rectangulaire dans le cas des plaques ou cylindrique dans le cas des billettes, à extrémités ouvertes, à l'exception de l'extrémité inférieure fermée en début de coulée par un faux- fond qui se déplace en descendant grâce à un descenseur au cours de la coulée de la plaque ou billette, l'extrémité supérieure étant destinée à l'alimentation en métal.

Au démarrage du processus de coulée, le faux-fond se trouve dans sa position la plus haute dans le moule. La coulée débute par une étape de remplissage, consistant à verser le métal fondu dans le moule. Lors d'une même coulée, plusieurs moules peuvent être remplis en même temps. Il est important que le remplissage soit fait de manière homogène dans les moules. A partir d'une certaine quantité de métal versé, le métal commence à être refroidi, typiquement au moyen d'eau, et le faux- fond est descendu à une vitesse prédéterminée. C'est l'étape de descente. L'utilisation d'un déflecteur pendant l'étape de refroidissement est avantageuse pour éviter l'apparition de fentes. Cela permet en effet de diminuer le gradient de température au sein du métal solidifié. Le déflecteur permet de stopper l'écoulement d'eau de refroidissement à une certaine distance du point de distribution en métal fondu. Typiquement le déflecteur est une pièce en caoutchouc qui entoure le moule. Le métal solidifié s'extrait alors par la partie inférieure du moule et la plaque ou billette est ainsi formée. En fin de coulée, les produits sont extraits de la fosse ; c'est l'étape de démoulage.

Ce type de moulage dans lequel le métal extrait du moule est refroidi directement par impact d'un liquide de refroidissement est connu sous le nom de coulée semi-continue, typiquement verticale, à refroidissement direct.

Le procédé de coulée semi-continue peut présenter certaines difficultés qu'il faut pouvoir maîtriser. Parmi ces difficultés, on peut citer les problèmes de remplissage, les défauts de surface, les problèmes de pendaison, les problèmes de percée. Au démarrage de la coulée, il est impératif d'être capable de détecter un problème de remplissage et vérifier le niveau de métal dans le moule afin de pouvoir arrêter la coulée de la manière la plus appropriée, si possible en automatique. Dans le cas contraire, cela constituerait un risque important du point de vue de la sécurité par mise en contact de métal liquide avec l'eau de refroidissement du produit.

Les solutions utilisant la régulation automatique du niveau métal sont impossibles à mettre en œuvre dans le cas d'une coulée en charge. Il n'y a qu'un seul capteur de niveau pour l'ensemble des écoulements, en général positionné dans le chenal central en entrée de répartiteur. Il n'est donc pas possible de différencier les écoulements.

Au démarrage du descenseur, le niveau métal est parfois plus bas que le fond du chenal central du répartiteur. Le capteur de niveau ne peut donc pas effectuer de mesure.

Les solutions reposant sur la détection visuelle du niveau métal dans chacun des écoulements sont délicates à mettre en œuvre car elles nécessitent un traitement de l'image enregistrée sur chaque écoulement. Les solutions reposant sur la détection du niveau métal par un capteur de type thermocouple sont mal adaptées à une mise en œuvre industrielle. Le capteur devant réagir très rapidement lorsqu'il détecte le métal liquide, il ne peut pas être gainé. Il doit donc être changé avant chaque nouveau démarrage car il est rapidement détérioré par le métal liquide.

Une fois la coulée commencée et que le remplissage s'effectue correctement, durant le processus de coulée, la couche externe du produit se solidifie et entoure une partie du métal liquide encore non solidifiée. Cette partie de métal liquide non solidifiée, ou aussi appelée « marais » peut s'étendre sur une distance -importante au-dessus du fond du moule. Si la couche externe du métal solidifiée se déchire ou perce, le métal liquide peut couler au travers de la brèche. C'est ce qu'on appelle le phénomène de percée de métal. Le phénomène de percée de métal est un phénomène potentiellement dangereux pouvant conduire à des risques d'explosion, en particulier pour l'aluminium et ses alliages.

Il existe un certain nombre de solutions permettant de détecter les phénomènes de percée. On peut citer le brevet US 6279645 utilisant un détecteur sensible aux radiations, positionné dans la zone de refroidissement: en présence de métal fondu, le capteur infrarouge détecte les modifications de température. Le brevet EP1155762 propose un système permettant d'arrêter l'alimentation en métal si un phénomène de percée est détecté. L'arrêt s'opère si un élément sacrificiel est détruit.

Il est cependant intéressant d'agir en amont du phénomène de percée et de détecter les phénomènes pouvant en être l'origine, en particulier les phénomènes de pendaison, ou les défauts de surface. Le phénomène de pendaison concerne la pendaison du produit qui reste momentanément accroché dans la lingotière et ne suit plus le mouvement du descenseur sur lequel le produit prend appui pendant son refroidissement. Ainsi, le produit ne repose plus sur son support, communément appelé faux-fond, et il se crée une distance de plus en plus importante entre le faux-fond, relié au mouvement du descenseur, et la semelle du produit resté accroché.

Or la survenue d'une pendaison constitue un risque important du point de vue de la sécurité. Cet incident est en effet susceptible de dégénérer en percée, avec épanchement de métal liquide dans la fosse de coulée, soit car la semelle du produit n'étant plus refroidie en absence de contact avec le faux-fond, elle finit par refondre en libérant du métal liquide ; soit car un décrochage brutal du produit solidifié déchire la zone corticale et libère du métal liquide. Le risque est encore plus élevé dans le cas d'une coulée en charge : du fait de la hauteur métallo statique élevée, une percée est susceptible de libérer une importante quantité de métal.

Il est donc très important d'être capable de détecter une pendaison le plus tôt possible, de manière à pouvoir la gérer de la façon la plus appropriée.

Selon l'art antérieur, la détection de pendaison lors de la coulée de plaque avec régulation du niveau de métal, repose sur le suivi de l'ouverture de l'actionneur : un actionneur restant fermé trop longtemps est un indice de pendaison. Toutefois, cette indication est parfois ambiguë. Par ailleurs, pour toutes les autres technologies de coulée (régulation du niveau par busette / flotteur ou coulée en charge), il n'est pas possible d'utiliser ce type de détection. Il y a donc un intérêt très fort à mettre au point un système alternatif pour la détection des pendaisons.

Il est également important de limiter les risques de pendaison en amont, en travaillant notamment sur les facteurs précurseurs de la pendaison. Les observations ont permis de montrer que la pendaison du produit coulé dans une lingotière se produit majoritairement pendant la phase de démarrage de la coulée. Les causes les plus fréquentes de cet incident sont des paramètres de démarrage mal adaptés, tels que la mauvaise gestion de la cambrure dans le cas de plaque coulée, ou un défaut de montage de l'outillage, tel qu'un défaut de perpendicularité du faux-fond par rapport à la lingotière.

Enfin, les solutions reposant sur la détection visuelle de défauts de surface sont délicates à mettre en œuvre : Elles nécessitent l'installation de caméras dans l'atmosphère particulière de la fosse de coulée ; les caméras doivent notamment être protégées de l'humidité et des projections éventuelles de métal liquide. Il faut aussi prévoir un traitement des images enregistrées sur chacun des écoulements. Ce traitement est rendu compliqué par la présence de l'eau de refroidissement en surface des produits. Il est par ailleurs difficile de mettre au point des critères permettant de déclencher l'arrêt de la coulée avant que les défauts dégénèrent en percée. Il est également important de détecter très tôt des indices de dégradation sévère et prolongée de l'état de surface des produits car ces défauts sont également susceptibles de dégénérer en percée. Quand ces défauts persistent avec un certain niveau de gravité, il peut alors être intéressant de déclencher un arrêt de la coulée.

Ainsi, la présente invention vise à sécuriser la coulée par le contrôle et la détection des signes précurseurs d'une pendaison, d'un défaut de remplissage et/ou d'un défaut de surface et à stopper la coulée quand les risques mettant en cause la sécurité sont importants.

Il est aussi important de pouvoir vérifier les conditions de coulée concernant le centrage du faux fond et du déflecteur par rapport moule. En effet, un mauvais positionnement d'un de ces éléments peut conduire à des casses de matériel à une usure prématurée de ces éléments ou à des difficultés de coulée type pendaison ou défaut de surface du produit. Par exemple, un mauvais centrage du déflecteur par rapport moule tend à ce que lors de la descente du faux fond et du produit ceux-ci viennent interagir avec le déflecteur, ce qui peut alors conduire à la dégradation du déflecteur, ou au coincement du faux-fond ou à la détérioration de l'état de surface du produit ou à sa pendaison. Un mauvais centrage du faux-fond peut quant à lui conduire à son coincement dans le moule et, par suite, mener à une pendaison.

La présente invention vise aussi à mettre en évidence des défauts de centrage du faux-fond et/ou du déflecteur et permettre ainsi une maintenance préventive pour recentrer ces éléments ou stopper la coulée quand les risques de pendaison sont trop importants.

A cet effet, la présente invention propose un système de contrôle du déroulement de la fabrication d'au moins un produit par coulée semi continue verticale, à refroidissement direct, notamment en alliage d'aluminium, dans un moule respectif fixe. Chaque produit ayant un moule fixe. Le système de contrôle comprend :

au moins un faux-fond pour chaque moule respectif configuré pour former un fond inférieur mobile du moule respectif fixe et pour porter le produit, pendant la coulée.

- au moins une cellule de pesée, sur laquelle le faux-fond respectif est disposé en appui.

La cellule de pesée est configurée pour prendre des mesures représentatives de la masse du produit porté par le faux-fond respectif pendant la coulée, et

un support de faux-fond, sur lequel la cellule de pesée est liée, configuré pour abaisser le/chaque faux-fond par rapport au moule respectif fixe, sensiblement selon une direction verticale, pendant la coulée,

Au moins une unité de traitement reliée à la/chaque cellule de pesée et configurée pour traiter les mesures, calculer la variation de masse du produit au cours du temps. La présente invention porte aussi sur un procédé de contrôle de la fabrication d'au moins un produit par coulée semi-continue verticale à refroidissement direct, notamment un alliage d'aluminium, par un système de contrôle de l'invention dans lequel

- On coule dans le moule respectif de sorte que le produit est porté par le faux-fond respectif. - On prend, pendant la coulée, des mesures représentatives de la masse du produit porté par le faux-fond respectif à l'aide du système de contrôle.

- On traite les mesures, pendant la coulée, en calculant la variation de masse des produits au cours du temps à l'aide du système de contrôle.

- On arrête la coulée si une anomalie de remplissage ou de défauts de surface et/ou de pendaison est détectée.

- Si aucune anomalie n'est détectée, on continue la coulée jusqu'à atteindre la quantité de produit souhaitée et on procède à son démoulage.

La fabrication dudit produit par coulée semi continue verticale, à refroidissement direct comprend une étape de remplissage, de descente et de démoulage.

Avantageusement, le support de faux-fond comprend une platine support s'étendant selon une direction horizontale et configurée pour supporter la cellule de pesée. Cette configuration permet au faux-fond d'être supporté sur une surface horizontale de sorte à garantir une coulée parfaitement verticale. De préférence, le support de faux-fond comprend au moins un organe de maintien, sensiblement vertical lié à la platine support. L'organe de maintien sert à lier le support de faux-fond et la cellule de pesée. Dans un mode préféré pour la coulée de billettes, l'organe de maintien est positionné en partie centrale de la platine support.

Avantageusement, la cellule de pesée est liée au support de faux-fond à l'aide de l'organe de maintien de la platine support. La cellule de pesée comprend au moins un peson, de préférence deux, trois ou quatre pesons disposés régulièrement autour d'un axe parallèle à la direction verticale. Cet arrangement des pesons permet une prise de masse fiable et reproductible. De préférence, les pesons sont disposés régulièrement autour d'un axe vertical, par exemple pour une configuration de trois pesons ils sont disposés de sorte à définir deux à deux un angle d'environ 120°, de façon à former une cellule de pesée isostatique.

Avantageusement, le dispositif comprend une cloche de protection servant à protéger la cellule de pesée. Les parois latérales de la cloche de protection permettent de protéger les pesons de projections éventuelles pendant la coulée. Ces projections pouvant être du métal liquide ou de l'eau. La cloche de protection assure aussi une protection thermique. Dans une configuration possible de l'invention, la partie supérieure de la cloche de protection prend appui sur le/les pesons ; la cellule de pesée se logeant dans la cloche de protection. Selon une configuration avantageuse de l'invention, la cellule de pesée comprend au moins un organe s'étendant selon une direction sensiblement verticale. L'organe sert à positionner le faux-fond par rapport à la cellule de pesée selon une direction sensiblement verticale. L'organe peut aussi permettre de positionner la cloche de protection par rapport à la cellule de pesée selon une direction sensiblement verticale. Avantageusement, l'organe est un fourreau, pouvant recouvrir l'organe de maintien prévu sur la platine support.

De préférence le faux-fond comprend au moins un logement. Le logement collabore avec une région d'extrémité de l'organe de la cellule de pesée et/ou avec l'organe de maintien de la platine support afin de garantir le positionnement du faux-fond par rapport à la cellule de pesée selon un axe sensiblement vertical. La cellule de pesée étant liée au support de faux-fond, cela permet aussi de garantir que le faux-fond est bien positionné pour assurer une coulée verticale. Le faux-fond est ainsi maintenu selon un axe sensiblement vertical, correspondant sensiblement à l'axe vertical de coulée à l'aide du logement qui reçoit une région d'extrémité de l'organe de la cellule de pesée, liée au support de faux-fond. Dans cette configuration, le faux-fond est libre en rotation autour de l'axe de l'organe.

Afin d'éviter l'échappement du faux-fond notamment pendant l'étape de démoulage dans le sens vertical, le faux-fond est avantageusement muni d'au moins un moyen de retenue vertical. Le moyen de retenue vertical ne doit pas lier de manière statique le faux-fond à la cellule de pesée durant l'étape de remplissage et de descente pendant la coulée. Ce moyen de retenue vertical est par exemple configuré pour être engagé dans une gorge prévue sur la région d'extrémité de l'organe de la cellule de pesée.

De manière avantageuse, la région d'extrémité de l'organe de la cellule de pesée présente une hauteur inférieure à la profondeur du logement de fourreau du faux-fond.

Ainsi dans une configuration avantageuse de l'invention, la cellule de pesée liée au support de faux-fond du système de contrôle comprend au moins un fourreau s'étendant selon une direction verticale. Le fourreau est destiné à recouvrir l'organe de maintien prévu sur la platine support du support faux-fond. La région d'extrémité du fourreau est configurée pour coopérer avec le logement de fourreau du faux-fond de sorte à venir s'engager et maintenir le faux-fond selon une direction sensiblement verticale.

Dans une configuration de l'invention, particulièrement avantageuse pour la coulée de billettes, l'organe de la cellule de pesée, l'organe de maintien prévu sur la platine support du support faux-fond et le logement de fourreau du faux-fond se trouvent en position centrale du système de contrôle.

Le procédé de l'invention s'applique aussi bien à des produits sous forme de plaques ou de billettes. Dans un mode de réalisation du procédé, une interface permet d'afficher la variation de masse des produits au cours du temps pour chaque cellule de pesée. Celle-ci peut signaler et/ou alerter quant à des problèmes de remplissage et/ou des défauts de surface et/ou des problèmes de pendaison en fonction des évolutions de masse des produits mesurées au cours du temps.

De manière préférée, dans le cas où plus d'un peson est intégré à la cellule de pesée, l'unité de traitement calcule la moyenne des valeurs de masse mesurée par tous les pesons relatifs à chaque produit. Cette moyenne est considérée comme correspondant à la masse du produit.

Dans un autre mode de réalisation du procédé, l'interface peut être remplacée par un automate ou connectée à un automate.

L'automate peut interrompre de manière automatique la coulée lorsque la variation de masse d'au moins un produit au cours du temps est symptomatique d'un problème de remplissage, c'est-à- dire qu'une fois écoulée une durée te après le démarrage de la coulée, la masse d'au moins un produit, c'est-à-dire la moyenne des valeurs de masse mesurée par tous les pesons relatifs à chaque produit est inférieure ou égale à une valeur de masse seuil Ms.

L'automate peut aussi interrompre la coulée lorsque la variation de masse d'un produit au cours du temps est symptomatique d'un problème de pendaison ou de défauts de surface, sur la base de critères combinant l'amplitude et la durée de ces variations de masse. Ces conditions prédéterminées comprennent une variation de masse déterminée sur un laps de temps donné.

L'interruption de la coulée se fait par l'arrêt de l'alimentation en métal liquide, notamment en alliage d'aluminium liquide, dans la goulotte desservant l'alliage métallique dans au moins un écoulement prévu sur le support du faux-fond. Le mouvement du faux-fond peut aussi être interrompu, par arrêt du descenseur. Une fois sécurisé, le dispositif de coulée est rendu accessible aux opérateurs qui peuvent intervenir sur place pour régler le problème identifié.

Ainsi, la présente invention concerne à la fois un procédé et un dispositif permettant de mettre sous contrôle et de sécuriser le déroulement d'une coulée verticale multi-écoulements de plaques ou de billettes. Elle repose sur le suivi continu de la prise de masse des produits à l'aide de pesons implantés sous chacun des faux-fonds permettant :

- La surveillance du remplissage de chaque écoulement

- La surveillance des états de surface de chacun des produits durant la coulée

- La détection de pendaison.

D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés. Les figures ne respectent pas nécessairement l'échelle de tous les éléments représentés de sorte à améliorer leur lisibilité. Dans la suite de la description, par souci de simplification, des éléments identiques, similaires ou équivalents des différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques.

- La figure 1 est un synoptique de mise en œuvre du Système de contrôle.

- La figure 2 illustre le système de contrôle d'un écoulement, constitué d'un faux-fond solidarisé au support de faux-fond selon un mode de réalisation de l'invention.

- La figure 3 illustre le support de faux-fond selon un mode de réalisation de l'invention.

- La figure 4 illustre la cellule de pesée selon un mode de réalisation de l'invention

- La figure 5 illustre la cloche de protection de la cellule de pesée selon un mode de réalisation de l'invention.

- La figure 6 illustre le faux-fond selon un mode de réalisation de l'invention.

- La figure 7 illustre deux courbes d'évolution de masse du produit en fonction du temps, montrant une évolution normale et une évolution symptomatique d'un problème de pendaison.

- La figure 8 illustre deux courbes d'évolution de masse du produit en fonction du temps, montrant une évolution normale et une évolution symptomatique de défauts de surface.

- La figure 9 illustre schématiquement deux courbes d'évolution de masse du produit en fonction du temps, montrant une évolution normale et une évolution symptomatique d'un défaut de remplissage.

- La figure 10 illustre schématiquement deux courbes d'évolution de masse du produit en fonction du temps, montrant une évolution normale et une évolution symptomatique d'un mauvais centrage du faux fond.

- La figure 11 illustre schématiquement deux courbes d'évolution de masse du produit en fonction du temps, montrant une évolution normale et une évolution symptomatique d'un mauvais centrage du déflecteur. La figure 1 est un synoptique d'un mode de mise en œuvre du Système de contrôle 100. Le

Système de contrôle 100 est intégré à un métier de coulée semi continu vertical, à refroidissement direct 24. Il comprend un faux-fond 4 sur lequel repose un produit coulé 40 dans un moule fixe 41 et un déflecteur 43. Le faux-fond 4 constitue au moment du démarrage de la coulée, pendant l'étape de remplissage, le fond du moule fixe 41. Le faux-fond 4 vient en appui sur une cellule de pesée 3 qui est liée au support 2 de faux-fond par l'intermédiaire d'un organe de maintien 6. Le support 2 de faux- fond est solidaire d'un descenseur 20 à l'aide d'un organe de liaison 42. Un moyen de retenue vertical 18 permet de maintenir le faux-fond 4 à la cellule de pesée lors de l'opération de démoulage, qui se déroule en fin de coulée. La cellule de pesée 3 comprend un organe 10 permettant le positionnement du faux-fond par rapport à la cellule de pesée et éventuellement celui d'une cloche de protection (non représentée). L'organe 10 peut recouvrir l'organe de maintien 6. Le faux-fond 4 est maintenu selon l'axe sensiblement vertical à l'aide d'un logement 17, le logement recevant une région d'extrémité de l'organe 10 de la cellule de pesée 3. La cellule de pesée est reliée à une unité de traitement 21 configurée pour traiter les mesures, calculer les variations de masse du produit coulé 40 au cours de la coulée pour chaque peson intégré à la cellule de pesée. Le nombre de pesons peut être égal à 1, 2 3 ou 4. La masse mesurée par chacun des pesons est remontée en continu à l'unité de traitement 21 ce qui permet de connaître en temps réel l'évolution de la masse en fonction du temps ou de la durée de la coulée. En particulier, la masse mesurée de chaque produit (plaque ou billette) est calculée en permanence en faisant la moyenne des mesures de chacun des pesons. L'unité de traitement 21 peut être reliée à une interface 22 permettant d'afficher en continu l'évolution de la masse des produits. Cette interface 22 peut être commune à plusieurs écoulements. L'opérateur en fonction des allures des courbes visualisées peut décider d'interrompre la coulée. En effet, en fonction de l'évolution de la masse des produits, il est possible de savoir s'il se produit un problème de remplissage (figure 9), une pendaison (figure 7), ou si le produit va présenter un défaut de surface (figure 8). L'unité de traitement 21 peut aussi être reliée à un automate 23. Des algorithmes de traitement différents sont alors mis en œuvre par l'automate 23 pour surveiller les différentes anomalies pouvant survenir, telles qu'un défaut de remplissage du moule, un défaut de surface des produits en régime permanent et des pendaisons. Cet automate 23 permet d'interrompre la coulée de manière automatique.

Les figures 2 à 6 représentent des vues en perspective d'un système de contrôle 100 destiné à la coulée de billettes. Le Système de contrôle 100 est représenté en coupe. Il comprend un support de faux-fond 2 sur lequel est lié une cellule de pesée 3, sur laquelle vient en appui un faux-fond 4. Le support 2 de faux-fond est solidaire d'un descenseur (non illustré) qui l'entraine dans un mouvement descendant vertical au cours de la coulée. Le faux-fond 4 est en appui sur la cellule de pesée 3 qui est liée au support 2 de faux-fond de sorte à suivre le mouvement de ce dernier et pour constituer un fond inférieur mobile d'un moule fixe (non illustré). Ce dispositif est prévu pour chacun des écoulements. Dans un mode non représenté, le support 2 de faux-fond peut être commun à plusieurs écoulements. Ainsi, un métal liquide est déversé par une goulotte dans chacun des moules qui confèrent au métal en cours de refroidissement la forme du produit souhaité, ici une billette. Le métal en cours de solidification est alors porté par le faux-fond 4 qui s'abaisse de sorte à permettre le remplissage du moule et d'atteindre la longueur finale de la billette souhaitée. Les produits fabriqués prennent des formes variées, telles que des billettes ou des plaques notamment.

Comme illustré à la figure 1, chacun des pesons 9 de la cellule de pesée 3 est relié à une unité de traitement configurée pour traiter les mesures, calculer les variations de masse au cours de la coulée. Cette unité de traitement peut être reliée à une interface et/ou un automate. L'interface permet de visualiser en continu les variations de masse et interrompre la coulée quand des anomalies importantes sont détectées. L'automate permet de faire cela en automatique.

La figure 3 représente une vue en perspective du support 2 de faux-fond. Le support 2 de faux- fond est représenté en coupe. Il comprend une platine support 5 du support faux-fond s' étendant selon une direction horizontale et servant de support pour accueillir la cellule de pesée 3 (non représentée sur la figure 3) et un carter 1 prenant appui sous la platine support 5. La platine support 5 comprend un organe de maintien 6 central présentant une direction parallèle à la direction verticale. Cet organe de maintien 6 a pour objet de lier la platine support à la cellule de pesée, d'en assurer son positionnement et son maintien. La platine support 5 présente des orifices de passage 7 permettant le passage d'éléments, typiquement des câbles (non représentés) connectés à la cellule de pesée. Ces orifices 7 collaborent avec les passes câbles 12 de la cellule de pesée représentés sur la figure 4.

La figure 4 représente une vue en perspective de la cellule de pesée 3. La cellule de pesée 3 est représentée en coupe. Elle comprend une platine support 8 horizontale de la cellule de pesée sur laquelle sont disposés quatre pesons 9, disposés régulièrement autour d'un axe vertical, cet axe étant celui de l'organe 10. L'organe 10 est un fourreau central. Dans un mode non représenté, le nombre de pesons peut être égal à 1, 2 ou 3. L'organe de maintien 6 de la platine support 5 collabore avec le fourreau central 10, via un orifice 11 central de la cellule de pesée. La région d'extrémité du fourreau central 10 comprend une gorge 13 s' étendant sur la circonférence extérieure du fourreau central 10, destinée à coopérer avec des moyens de retenue verticale telle que des vis 18 du faux-fond. La cellule de pesée dispose de passes - câbles 12 ; de manière préférée et non-limitative, il y a autant de passe- câbles que de pesons. La figure 5 représente une vue en perspective de la cloche de protection 14. La cloche de protection 14 est représentée en coupe. Le disque supérieur 16 de la cloche de protection 14 comprend un orifice 15 configuré pour permettre un engagement autour du fourreau 10 central de sorte à maintenir la cloche selon un axe sensiblement vertical. Le poids de la cloche est uniformément réparti sur les quatre pesons 9. L'organe de maintien 6 de la platine support 5 collabore avec la cloche de protection via un orifice 15 central de la cloche de protection 14.

La figure 6 représente une vue en perspective du faux-fond 4. Le faux-fond 4 est représenté en coupe. Il comprend un logement 17 central qui reçoit la région d'extrémité du fourreau 10 central qui présente une hauteur inférieure à la profondeur dudit logement 17. Le faux-fond 4 comprend un alésage 19 traversant radialement le faux-fond 4, jusqu'à déboucher dans le logement 17. L'alésage 19 est taraudé (non représenté). Le moyen de retenue vertical utilisé est une vis 18 (non représentée à la fig 6), conformée pour coopérer avec l'alésage 19. La vis 18 présente une longueur telle qu'une fois vissée dans l'alésage 19, elle puisse s'engager dans la gorge 13 du fourreau 10 central de la cellule de pesée. La hauteur de la gorge 13 du fourreau 10 est supérieure au diamètre de la vis 18. Cette configuration permet ainsi de retenir le faux-fond 4 à la cellule de pesée 3 pendant l'étape de démoulage. La distance séparant la face interne de la gorge du fourreau du contact de la vis y collaborant est supérieure à la course de la vis. Cela est nécessaire au bon fonctionnement de la cellule de pesée, de sorte à ne pas perturber ou entraver la mesure du/des pesons. Le moyen de retenue vertical permet d'éviter l'échappement éventuel du faux-fond (4) de son support lors de l'extraction par levage du produit de la coulée à la fin de celle-ci, au moment de la phase de démoulage du produit.

Les figures 7 à 11 illustrent différentes anomalies détectées par le système de contrôle 100 selon la présente invention. L'axe des abscisses représente le temps écoulé et l'axe des ordonnées représente la masse mesurée. Ces courbes sont des exemples de représentation que peut afficher l'interface 22. Les figures 7 à 11 illustrent les courbes de prise de masse pour des coulées semi continue verticale, à refroidissement direct pour fabriquer des billettes. La figure 7 représente deux courbes d'évolution de la masse d'un produit en fonction du temps ou durée de coulée. Chacune des courbes correspond à un écoulement différent se produisant pendant la même coulée. La courbe en trait plein 25 correspond à l'évolution normale de la masse d'un produit. La masse croit au cours de la durée de coulée. Elle ne présente aucune rupture de pente anormale jusqu'au temps tl : la coulée se déroule normalement, sans problème de remplissage, sans collage, ni pendaison du produit. La courbe en trait pointillé 26 représente une évolution de masse de produit pour lequel un phénomène de pendaison s'est produit à partir de l'instant tp. La courbe 26 présente une rupture 27 importante de la pente illustrant un démarrage de pendaison. En effet l'allégement de masse significatif, typiquement supérieur à environ 50% de la masse normale, préférentiellement 60%, pendant un laps de temps très court, typiquement pendant une durée d'environ 30s, préférentiellement environ 20 secondes, témoigne d'un phénomène de pendaison. En effet, en cas de pendaison, le produit ne repose plus sur le faux-fond 4, ce qui se traduit par un brusque allégement et donc une brutale rupture de pente sur la courbe de prise de masse. Après la chute brutale de la masse, on constate que la masse évolue de nouveau 28 témoignant que le produit a été de nouveau en contact avec le faux-fond. Cependant, au-delà du temps tl, la masse n'évolue plus sur la courbe en trait pointillé 26. Cela correspond à un arrêt de coulée au bout du temps tl. La courbe 25 n'évolue plus elle aussi à partir du temps tl car dans le cas de fabrication de billettes avec multi écoulements, l'interruption de l'approvisionnement en métal interrompt le processus de solidification de tous les écoulements même si un seul présente un problème de pendaison.

La figure 8 représente deux courbes d'évolution de la masse d'un produit en fonction du temps ou durée de coulée. Chacune des courbes correspond à un écoulement différent se produisant pendant la même coulée. La courbe en trait plein 29 correspond à l'évolution normale de la masse d'un produit. La masse croit au cours de la durée de coulée. Elle ne présente aucune rupture de pente anormale : la coulée se déroule normalement, sans problème de remplissage, sans collage, ni pendaison du produit. La courbe en trait pointillé 30 représente une évolution de masse de produit pour lequel des problèmes de défauts de surface sont observés. La courbe en trait pointillé 30 présente des décrochages 31, 32, 33. Ces décrochages sont typiques de collages ponctuels du métal sur le moule générant des défauts de surface. En effet, chaque défaut de surface se traduit par une modification du frottement du produit sur les parois du moule et donc par une variation locale de la courbe de prise de masse du produit. L'algorithme de traitement du signal implémenté sur l'automate consiste à détecter l'apparition de variations par rapport à la courbe de prise de masse idéale et à déclencher en automatique un arrêt de la coulée sur la base de critères combinant l'amplitude et la durée de ces variations. La courbe de prise de masse idéale étant liée à la masse volumique du produit coulé, la vitesse de coulée, le format du produit coulé. Sur la base de critères combinant amplitude et durée de l'allégement, l'automate est alors capable de distinguer un simple collage du produit, sans conséquence pour la suite de la coulée, une véritable pendaison ou des défauts de surface marqués susceptibles de dégénérer en percée.

Les courbes de prise de masse permettent également de surveiller le remplissage de la coulée: dans ce cas, l'algorithme de traitement du signal consiste à vérifier qu'une fois écoulée la durée te après le démarrage de la coulée, la valeur moyenne de masse calculée à partir des mesures effectuées par les pesons 9 pour chaque cellule de pesée est supérieure ou égale à une valeur de masse seuil Ms. Dans le cas contraire, si au moins une des valeurs de masse est inférieure à la valeur seuil Ms, l'automate déclenche en automatique un arrêt de coulée, dans des conditions de sécurité optimale pour le personnel. Les valeurs de te et Ms dépendent du produit coulé et des conditions de coulée; ils sont fonction en particulier du format du produit coulé, diamètre de la billette ou dimension de la plaque en particulier, de la masse volumique du produit et de la vitesse de coulée. Ces valeurs sont dimensionnées de manière à ce qu'en cas de défaut de remplissage d'au moins un écoulement, il n'y ait aucun risque de mise en contact eau / métal liquide au démarrage du descenseur.

La figure 9 illustre l'allure des courbes d'évolution de la masse de produit en fonction du temps mesuré par un peson 9. La courbe en trait plein 34 correspond à un déroulement normal de coulée. Le remplissage débute à partir du temps tO, la masse croit de manière régulière. Au bout d'un temps te correspondant à la durée de contrôle de remplissage approprié à la configuration de coulée, la masse mesurée par le peson 9 est supérieure à la masse seuil Ms, définie pour la configuration de coulée. Il n'y a pas de problème de remplissage. La courbe en trait pointillé 35 présente une allure similaire à la courbe 34 mais au bout du temps te , la masse mesurée par le peson 9 est inférieure à la masse seuil Ms. Il y a un problème de remplissage. Il est alors souhaitable de stopper la coulée, qui est fait peu de temps après, typiquement au bout de quelques secondes, préférentiellement 1 seconde.

La figure 10 représente deux courbes d'évolution de la masse d'un produit en fonction du temps ou durée de coulée. Chacune des courbes correspond à un écoulement différent se produisant pendant la même coulée. La courbe en trait plein 36 correspond à l'évolution normale de la masse d'un produit. A partir du temps to, correspondant au début du remplissage, la masse croit selon une évolution linéaire. Elle ne présente aucune rupture de pente anormale : la coulée se déroule normalement. La courbe en trait pointillé 37 représente une évolution de masse de produit symptomatique d'un problème de centrage de faux-fond dans le moule. La courbe en trait pointillé 37 présente une évolution de masse anormale : entre le temps t ₀ et le temps t _d , correspondant au moment où le descenseur démarre, la masse mesurée sur l'écoulement correspondant à la courbe 37 est nettement supérieure à la masse attendue correspondant à la masse mesurée sur la courbe 36. Au moment du démarrage du descenseur, la masse mesurée diminue brusquement jusqu'à une valeur voisine d'une valeur de masse attendue, correspondant à la masse mesurée sur la courbe 36. Cela indique que le faux-fond a repris une position centrée et n'interagit plus avec les parois du moule. La masse augmente de nouveau de façon linéaire selon la même pente que la courbe 36. Il est souhaitable lorsqu'un tel phénomène est enregistré de vérifier lors de la prochaine coulée le positionnement du faux fond. Quand le décentrage du faux-fond est trop important, la masse mesurée peut chuter vers des valeurs très faibles au moment où le descenseur démarre, entraînant alors l'arrêt automatique de la coulée selon le principe de la figure 8, étant entendu que le temps t _c à partir duquel se fait le contrôle de masse par rapport à une valeur seuil Ms est supérieur au temps t _d de démarrage du descenseur.

La figure 11 représente deux courbes d'évolution de la masse d'un produit en fonction du temps ou durée de coulée. Chacune des courbes correspond à un écoulement différent se produisant pendant la même coulée. La courbe en trait plein 38 correspond à l'évolution normale de la masse d'un produit. A partir du temps to, correspondant au début du remplissage, la masse croit selon une évolution linéaire. Elle ne présente aucune rupture de pente anormale. La courbe en trait pointillé 39 représente une évolution de masse de produit symptomatique d'un problème de centrage de déflecteur dans le moule. En effet, en fonction de la vitesse de coulée et de la géométrie du dispositif de coulée , en particulier la distance entre le déflecteur et la position du faux fond en début de coulée, , le faux fond, après que le descenseur démarre, passe entre les parois du déflecteur entre le temps ti et Î2. La courbe 38 ne présente pas de perturbations de la masse au moment du passage du faux fond entre le déflecteur, tandis que la courbe 39 montre des perturbations ou décrochages 39a avec des baisses de masses alternées. En fonction de l'amplitude de ces perturbations, il sera souhaitable d'arrêter ou non automatiquement la coulée. Si la coulée n'est pas arrêtée, il est souhaitable de vérifier lors de la prochaine coulée, le positionnement du déflecteur. Ainsi le Système de contrôle 100 selon l'invention est capable de détecter et de différencier sans ambiguïté cinq situations :

- le cas d'un défaut de remplissage sur au moins un écoulement

- le cas d'une coulée avec pendaison franche sur au moins un écoulement

- le cas de collage ou d'amorce de pendaison générant uniquement des défauts de surface sur au moins un écoulement.

- Le mauvais centrage du faux-fond

- Le mauvais centrage du déflecteur

Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.