Analyseur de la chimie du bain de métal en fusion pour les lignes de galvanisation à chaud en continu

Avec les méthodes standard de contrôle de la chimie des bains, un échantillon est prélevé à un endroit spécifique du bain à un moment donné, puis analysé en laboratoire. Entre les prélèvements, les opérateurs ne disposent d'aucune information sur les concentrations et les actions à prendre en conséquence. Comme le Galvalibs 2.0 surveille en permanence le métal en fusion qui circule sous la sonde, les opérateurs bénéficient d'informations volumétriques complètes sur la chimie du bain. La mesure du Galvalibs 2.0 transmet directement la concentration des éléments dissous. Il n'est donc pas nécessaire de corriger les valeurs enregistrées en fonction de la température, ce qui élimine les erreurs dues à des relevés de température imprécis.

La spectroscopie à décomposition induite par laser (LIBS) est une méthode d'analyse de la composition des solides ou des liquides basée sur l'utilisation d'un laser. Dans son principe de base, une impulsion laser à haute énergie chauffe un petit volume de la cible jusqu'au niveau du plasma. La lumière émise par ce plasma est ensuite recueillie et analysée par un spectromètre optique. Étant donné que chaque élément individuel, tel que l'Al, le Fe et le Zn, n'émet de la lumière qu'à des longueurs d'onde optiques spécifiques, ou couleurs appelées lignes spectrales optiques, l'isolement et la mesure de l'intensité de lignes spectrales sélectionnées permettent de détecter la présence et la concentration d'éléments dans le plasma. La méthode permet de mesurer facilement les concentrations d'Al et de Fe dans un bain de galvanisation.

Le signal LIBS du Galvalibs 2.0 est enregistré dans un environnement contrôlé et inerte : dans une bulle d'argon de haute qualité. Aucune contamination externe ne peut fausser la mesure. En outre, les données enregistrées en continu (jusqu'à 1 000) sont combinées pour rejeter les valeurs anormales et réduire le bruit. Il en résulte des intensités de raies spectrales plus précises et, à leur tour, des valeurs de concentration de chaque élément analysé.

Des études ont montré que la chimie du bain est assez bien répartie dans un bain de galvanisation standard, sauf à proximité de l'endroit où les lingots et les bobines d'acier sont insérés dans le bain (formation de matte). Par conséquent, les Galvalibs peuvent être insérés à n'importe quel endroit du bain, sauf en aval, dans le flux de métal en fusion provenant du lingot d'alimentation. Dans le cas de l'écumage robotisé, il faut veiller à la trajectoire du robot. Toutefois, l'unité est généralement insérée dans le bain à proximité du côté de la trompe, à l'écart de la trajectoire du robot.

Dans son fonctionnement courant, le faisceau de la sonde Galvalibs 2.0 se concentre sur un petit point à l'intérieur d'une bulle de gaz d'Argon inerte, profondément dans le bassin de fusion. Ce micro-échantillonnage de la paroi de la bulle vaporise la phase liquide. Le petit point du faisceau limite la possibilité de particules solides (mattes) dans le volume sondé, ce qui permet de mesurer uniquement la phase dissoute. Si une particule de matte est détectée dans le micro-échantillon, un signal d'intensité supérieure à la normale est enregistré pour les éléments intermétalliques. Grâce au traitement du signal tir par tir, le Galvalibs peut trier les données et produire des mesures fiables et indépendantes du contenu solide et dissous.