Des rendements élevés dans des températures encore plus élevées : automatisation de l’inspection thermique à 900 °C

L’industrie sidérurgique est confrontée à des températures et des environnements extrêmes. Les billettes d’acier, utilisées dans la construction partout dans le monde, sont formées dans une chaleur intense pendant la deuxième étape du processus de coulée de l’acier. Après que l’acier en fusion a été coulé dans le creuset à une température de 1 370 °C, les barres cubiques (ou billettes) doivent être refroidies avant de pouvoir être inspectées visuellement. Par conséquent, l’inspection des billettes n’est souvent possible que plusieurs heures après leur coulée.

Cela peut entraîner des retards de production coûteux et nécessite une inspection manuelle à forte intensité de main-d’œuvre. C’était du moins le cas avant que BcB Informatica y Control ne propose une solution. BcB Informatica y Control est une société espagnole d’ingénierie et de technologie qui travaille dans le domaine de la surveillance des conditions dans divers secteurs, de la construction à la production industrielle et énergétique.

En tant qu’intégrateur Teledyne FLIR dédié, ils développent des applications logicielles sur mesure qui intègrent la thermographie la plus avancée afin d’assurer des conditions optimales pour les processus de production dans tous les environnements, aussi difficiles ou hostiles soient-ils.

Cette dernière installation a été effectuée pour le compte du groupe CELSA, un groupe multinational d’entreprises sidérurgiques dont le siège social se trouve en Espagne et qui est ancré dans l’industrie du renforcement de l’acier ou de barre d’armature. BcB a mis à profit ses connaissances dimensionnelles exceptionnelles, et la technologie FLIR, pour rationaliser sérieusement le contrôle de la qualité des billettes d’acier avec une précision incroyable.

Les ressources chauffées au rouge nécessitent une thermographie précise

À l’aciérie de Celsa à Barcelone, les températures sur la ligne de production de billettes atteignent généralement plus de 700 °C, 905 °C étant la plus haute température détectée.

En raison de cet environnement intense, les caméras ordinaires n’ont tout simplement pas la capacité de capturer des images avec la précision et la cohérence nécessaires pour la surveillance du comportement en service. Les caméras thermiques sont le choix évident, d’autant plus qu’elles fonctionnent de manière optimale dans des environnements difficiles grâce à leurs boîtiers robustes et à leur capacité à voir au-delà du spectre visible grâce à la thermographie active.

Mesure des écarts dimensionnels en temps réel

La qualité des billettes d’acier est essentielle. Étant donné qu’elles sont ensuite utilisées dans des applications industrielles et de construction, elles ont une très faible tolérance à la variation ; ceci est crucial pour garantir la précision et l’intégrité sur des projets à grande échelle où chaque millimètre compte.

Chaque billette d’acier est idéalement coulée pour former un cuboïde parfait, d’une longueur de 10 ou 12 mètres. Cependant, comme pour tout processus de production, il existe des variations infimes qui doivent être surveillées. Dans le cas des billettes d’acier de Celsa, la tolérance de chacune des faces aux deux extrémités est d’à peine 13 mm. Cela s’applique à toutes les faces des formes à 6 côtés. Elles doivent donc être mesurées dans plusieurs dimensions pour garantir une conformité totale.

Avant de faire appel à BcB Informatica pour intégrer la thermographie Teledyne FLIR, les billettes d’acier ne pouvaient être inspectées que toutes les quatre heures, ce qui leur laissait le temps de refroidir.

Néanmoins, un système utilisant deux lasers 2D et deux capteurs FLIR A700 en tandem a permis d’améliorer radicalement l’efficacité de ce processus.

Entre cette vue aérienne et latérale, il s’assure que chaque dimension des faces des billettes est soigneusement mesurée lors de leur passage sur la ligne de production et que les mesures sont effectuées en temps réel, et non quatre heures plus tard. Cette nouvelle fonctionnalité permet de renvoyer dans le creuset les billettes jugées non conformes (celles dont la variation sur une surface quelconque est de 13 mm ou plus) pour les refondre et les couler à nouveau. L’acier peut en effet être fondu et coulé indéfiniment sans perdre sa pureté ou son intégrité structurelle.

Pour faire face à ces températures intenses, BcB Informatica y Control a intégré un boîtier refroidi à l’eau pour tous les appareils concernés, garantissant ainsi le fonctionnement optimal des caméras et des lasers dimensionnels.

L’autofocus est crucial pour acheminer les billettes du creuset à l’utilisateur final

La configuration avancée de transmission d’images FLIR A700 est un élément essentiel de ce système de surveillance, en raison de sa capacité à effectuer une mise au point automatique sur les objets lorsque la distance à l’objectif varie. La capacité de ce dispositif à effectuer une mise au point automatique lui permet de mesurer avec précision les dimensions des faces des billettes.

Cependant, l’échelle pose problème. En effet, comment l’A700 peut-elle déterminer la distance entre la billette et l’objectif sans échelle, surtout si celle-ci varie ? La solution à ce problème a été l’utilisation ingénieuse d’un laser dimensionnel 2D, qui éclaire les billettes lors de leur passage, et utilise un logiciel sur mesure pour calculer la distance en fonction de la réfraction de la lumière. Il transmet ensuite la distance perçue à l’A700 en temps réel pour permettre une mise au point optimale de l’objectif.

Après cette étape cruciale, le logiciel de données de BcB Informatica utilise la vision par ordinateur pour détecter si les faces des billettes répondent aux exigences spécifiées (< 13 mm) et si les bords des faces des billettes contiennent des défauts importants qui rendent le produit inutilisable, auquel cas il est renvoyé au creuset.

Maximiser le rendement grâce à des solutions innovantes

Grâce à ce nouveau système de haute technologie, le site est désormais en mesure de produire et d’inspecter plus de 1 000 billettes d’acier par jour, améliorant ainsi son rendement et maximisant le profit de cette aciérie multinationale.

Nahum Jaime Sánchez, ingénieur de projet pour BcB Informatica, déclare : « Tous les logiciels que nous utilisons permettent d’obtenir l’image radiométrique et de convertir les pixels en millimètres. Ainsi, les caméras thermiques contrôlent les dimensions et alertent le client si une billette est en dehors des dimensions spécifiées ou si elle est déformée. De plus, nous donnons au client la température exacte du produit. Étant donné que ce processus fonctionne avec des températures très élevées, les mesures doivent être exactes. »

« Le client a travaillé avec Teledyne FLIR dans le passé et les produits sont parfaitement adaptés à l’inspection en continu. Ils fonctionnent très bien dans les environnements difficiles grâce à leur boîtier respectif et leur communication est fiable. »