Rapport de Stage Fin D Etude Najii [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE DE CASABLANCA Département : Génie Electrique

Option: -Electronique et Informatique Industriel -Electrotechnique et ElectricitéIndustriel

Rapport de Stage de fin D’Etudes Réalisé au sein de MaghrebSteel

Sujet: Etude Et Mise En Place D’un Système De Maintenance Efficace De L’instrumentation Dans L’usine Aciérie de Maghreb steel.

Réalisé par :

Encadré par :

-SALIMI YOUNESS.

-Mr H.AOUFOUSSI

-ES-SALHI Omar.

-Mr H.NAJI

-Année Universitaire 2016/2017

1

Remerciements:

2

INTRODUCTION: Concept globale d’une unité de production Rôle des instruments dans le procédés de fabrication L’importance de la maintenance des instruments

Liste Des Abréviations: 3

-EAF : Electric Arc Furnace -LF :Ladle Furnace -MHS :Material Handling System -SMP: Steel Making Plant -DP : Dedusting Plant -MCC : Motor Control Center -WTP : Water Treatment Plant -CCM :Continuscasting machine

Liste Des figures:

4

Liste Des tableaux:

5

Cahier des charges:

6

Table des Matières: REMERCIEMENTS ................................................................................................................................. LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................................. TABLE DES MATIERES ...................................................................................................................... 1 Introduction: ......................................................................................................................................... Chapitre I : Présentation de l’entreprise............................................................................................ 6 I. Introduction ............................................................................................................................... 7 I.

Présentation générale de MAGHREBSTEEL ........................................................................ 7

1I. Présentation du site industriel ................................................................................................ 7

1.1.

........................................................................................................................................... 13

1.2. 1.2.

Description de L’aciérie .................................................................................................. 15 Laminoir ...........................................................................................................................

Conclusion ........................................................................................................................................ 18 Chapitre II ........................................................................................................................................... 19 Introduction ..................................................................................................................................... 20 Description de l’aciérie ............................................................................................................ 20

I.

1.1

Le parc à ferrailles ........................................................................................................... 21

1.2

Le four de fusion : EAF ................................................................................................... 21

1.3

Le four d’affinage : LF .................................................................................................... 22

1.4

La Coulée continue : CCM ............................................................................................. 23

1.5

Système de manutention des matières: MHS ................................................................ 24

1.6

Unité de dépoussiérage .................................................................................................... 25

1.7

Unité de traitement des eaux........................................................................................... 25

II.

Description du four .............................................................................................................. 26

2.1

Constitution ...................................................................................................................... 26

2.2

Principe de fonctionnement ............................................................................................ 33

III. 3.1

Etude de l’installation électrique du four .......................................................................... 34 Alimentation générale de MAGHREBSTEEL.............................................................. 35

8

9

I.Présenation de l’entreprise: Introduction : -La fabrication des produits en acier a été lancée au Maroc au milieu des années 70, suite à la volonté des pouvoirs publics de bâtir une industrie sidérurgique nationale. A l’heure actuelle, deux sociétés représentent les parts de marché les plus importantes sur leurs segments respectifs, dont une est MAGHREBSTEEL qui est active sur le marché des aciers plats. Sur ses produits phares, les tôles fortes et le laminé à chaud, la société détient des parts de marché respectives de 79% et 74% en 2014. Par ailleurs, depuis la mise en service en mai 2001 du complexe de laminage à froid, la société produit elle-même sa matière première, soit le laminé à froid full hard, et approvisionne l’ensemble de l’industrie nationale. Maghreb Steel produit également du Laminé à Chaud depuis 2010 et a développé une aciérie qui a été mise en service en 2012 utilisée notamment pour la transformation de la ferraille. Le groupe a produit 397 763 tonnes d’aciers spéciaux en 2014.

I.

Présentation générale de MAGHREBSTEEL:

1.1.

Historique de Maghreb Steel :

Créée en 1975, sous la dénomination sociale Maghreb Tubes, et avec pour mission la fabrication des tubes soudés en acier, la société a élargi son champ d’action en diversifiant ses activités notamment dans le domaine du fer et de l’acier. Maghreb Steel a par la suite installé ses propres unités de galvanisation et de prélaquage, augmentant au fur et à mesure sa capacité de production. Elle a également procédé à la cession effective de l’activité « Tubes ». L’abandon de cette branche s’est traduit par un recentrage de la Société sur le segment plus porteur du laminage de la tôle. La société offre d’autres services, notamment la coupe, qui consiste à découper la bobine en feuilles de tôles grâce à des planeuses (machines qui coupent la bobine en largeur), ou en feuillards de tôles via des refendeuses (machines qui coupent la bobine en longueur essentiellement pour la fabrication de tubes).

10

Raison sociale

Maghreb Steel S.A

Capital social

1.800.000.000 DH

Adresse

Route nationale 9 KM 10, AhlLoughlam BP 3553 Casablanca 20600/Maroc/ Commune Challalat à hauteur douar Labrahma préfecture Mohammedia,

Téléphone

+212.5.22.76.25.00

Fax

+212.5.22.76.25.01/02/03

E-mail

[email protected]

Web

www.maghrebsteel.ma

Registre de commerce

33929

Identité fiscale

01900001

Patente

37150505

CNSS

1583930

Effectif

2 724 (Tit Mellil : 992, Bled Solb : 1 732)

Superficie

130 Hectares Tableau 1 : Informations générales sur MAGHREBSTEEL

11

-Les dates clés : 1975

Création de la société sous la dénomination « Maghreb Tubes » en qualité de fabricant de tubes soudés noirs et galvanisés

1988

Installation d’une ligne de galvanisation en continu avec une capacité de 35.000 Tm/An.

1994

Installation de nouveaux fours pour porter la capacité de production de la ligne de galvanisation à 60.000 Tm/An et ajout d’une ligne de pré laquage …

1997

Attribution du trophée d’or à l’exportation à Maghreb Steel par le Conseil National du Commerce Extérieur.

1999

Augmentation de la capacité de la ligne de galvanisation à 100.000 Tm/An au lieu de 60.000 Tm/An.

2000

Édification du complexe de laminage à froid d’une capacité de 200.000 Tm/An. Changement de la dénomination commerciale : Maghreb Tubes devient Maghreb Steel.

2001

Inauguration du complexe sidérurgique de laminage à froid par Sa Majesté Le Roi Mohamed VI

2002 2003

Certification du système de management de la qualité ISO 9001.

2004

Installation d’un second laminoir à froid et d’une deuxième ligne de décapage afin de doubler la capacité (400.000 Tm/An).

2006

Obtention du trophée d’or à l’exportation pour la meilleure diversification des marchés.

2007

Lancement du projet de Steckel (complexe de laminage à chaud). Pose de la première pierre par Sa Majesté le Roi Mohamed VI. Démarrage d’une ligne de panneaux sandwich d’une capacité de production de 2 millions de M²/An. Démarrage de la ligne de production du profilé reconstitué soudé.

2008 2009 2010 2011

Certification du système de management environnemental ISO 14001.

2012

Installation d’une deuxième ligne de galvanisation pour doubler la capacité de production (230.000 Tm).

Obtention du Label de la CGEM pour la responsabilité sociale. Démarrage du laminoir à chaud STECKEL d’une capacité d’un million de Tm/An Démarrage de l’aciérie d’une capacité de 1.2 million de Tm/An. Certification du système de management de la santé et sécurité au travail selon OHSAS18001. Marquage CE de produits laminés à chaud. Inauguration par Sa Majesté Le Roi Mohamed VI du complexe sidérurgique Aciérie et laminoirs à chaud. Installation d’un broyeur de ferraille d’une capacité de 300 000 Tm/An. Démarrage du laminoir à chaud PLATE d’une capacité de 500 000 Tm/An. Marquage de produits laminés à chaud quarto. Tableau 2 : Les dates clés de MAGHREBSTEEL

9 12

1.3.

Organigramme fonctionnel :

L’organisation de Maghreb Steel se fonde sur un organigramme fonctionnel. A sa tête, le Conseil d’Administration qui, avec le Président, se charge de la définition de la stratégie globale de l’entreprise et la supervision de sa mise en œuvre. De son côté la Direction Générale, composée du Directeur Général, a pour attributions l’exécution de la stratégie définie par le Conseil d’Administration et la coordination des tâches entre les différentes directions de l’entreprise. Les missions assignées à chaque direction se présentent comme suit :



La Direction Industrielle gère aussi bien la production que la maintenance etregroupe trois usines réparties sur 2sites: une usine de laminage à froid, une usine de laminage à chaud et une usine aciérie ; 

  

Les Directions Aciérie, LAF et LAC gèrent chacune l’usine de production yafférente

 

La Direction Sécurité a pour mission de définir les conditions de sécurité de travail et

les conditions de travail et de protection de l’environnement. Elle établit le programme de prévention afin de réduire le nombre d’accidents et anime et dirige les équipes de sécurité des usines ;



La Direction Qualité a pour principales missions de contribuer à l’amélioration de laqualité des produits depuis l’achat de matières premières jusqu’à la livraison aux clients et de piloter le processus de développement des nouveaux produits et leurs validations selon les  exigences normatives ; 

 La Direction Financière se charge du contrôle de gestion, de la gestion du risque,  dela gestion de trésorerie et de la comptabilité ; 

La Direction Ressources Humaines se voit confier la gestion des recrutements et dupersonnel. Il lui est également dévolu de créer un climat de travail serein à  travers la définition de conditions de motivation aussi bien salariales que psychologiques pour L’ensemble des salariés de la société ;



La Direction Commerciale et Marketing prend en charge la vente des produits de lasociété dans les meilleures conditions et à des prix à marges intéressantes. Il lui incombe Également de prospecter les marchés à l’export ;



La Direction & Achats a pour mission d'aider les directions opérationnelles

(achats,production et ventes) à prendre les décisions qui optimisent la marge globale de l'entreprise en assurant la coordination et la planification des opérations et en élaborant des recommandations basées sur des analyses intégrant les opportunités et contraintes de chaque 10

13

métier. La direction a également pour mission la gestion des approvisionnements de l’entreprise en matières premières ;



La Direction Informatique est en charge de la conception des logiciels informatiquesnécessaires à la gestion industrielle, administrative et financière de l’entreprise ainsi qu’à la maintenance de son parc informatique.

Président du Conseil d’Administration

F. SEKKAT

Directeur Général A. DRISSI

Directeur Général A. LOUALI

Directeur Industriel (PI) A. LOUALI Directeur Aciérie

Directeur Maintenance LAC

Directeur Financier

Directeur RH & Communication

S. CHIKHAOUI

A. MATMATA

A. CHRAIBI

C. SAMIR

Directeur

Directeur Usine

Production R. ARENA

LAF F. BERRADA

Directeur

Directeur Achats

Commercial & M. LAABI

A. LOUALI (PI)

Directeur

Directeur Globale

Sécurité

Facilities

A. BENKHLIFA

M. BOUGDIF

Directeur Qualité

Directeur Performance

Directeur SI & Audit

S. FIKRY

S. CHIKHAOUI

Y. BAIDOU

Directeur Business Steering H. SENHAJI

Figure 1 : Organigramme fonctionnel de MAGHREBSTEEL

11 14

Produits: Les produits fabriqués par Maghreb Steel sont :     



Tôles d’acier laminées à chaud ou décapées



Tôles d’acier laminées à froid



Tôles d’acier galvanisées



Tôles d’acier pré laquées



Dernière innovation de Maghreb Steel: le panneau sandwich ISOPANO



Les brames utilisées dans le laminage à chaud.

Figure 2 : Les produits de MAGHREBSTEEL

1.5.

Domaines d’utilisation :

Les produits fabriqués par Maghreb Steel sont destinés aux applications suivantes:      



Matériel de bâtiment et travaux publics



Electroménager



Matériel et accessoires de climatisation



Emballage métallique



Mobilier métallique



Equipements routiers

-Stratégie de Développement : En termes d’investissement, et pour mieux accompagner le développement de son activité, Maghreb Steel a adopté une politique orientée vers la production de produits à valeur ajoutée (galvanisé). Pour ce, la société a entrepris plusieurs investissements pour le renforcement de son dispositif industriel, en mettant au point un processus d’intégration en amont des différentes filières de production d’aciers spéciaux.

15

II.

Présentation du site industriel:

Le nouveau site Bled Solb, situé à la commune CHALLALAT à hauteur douar LABRAHMA préfecture MOHAMMADIA, qui assure la production de la brame, de la tôle d’acier laminées à chaud, et de la tôle d’acier forte. Le site de compose de trois parties essentielles qui sont :  



le broyeur : la préparation de la ferraille



l’aciérie : la production des brames



le laminoir : la production des tôles et des bobines d’acier

1.1. Broyeur et la préparation de la ferraille : -L’unité de l’aciérie est alimentée par la ferraille aussi bien locale (de qualité Moyenne) qu’importée. A signaler qu’un espace a été aménagé à l’entrée du complexe où les camions chargés de ferrailles sont parqués en attendant l’autorisation de pénétrer dans l’enceinte du site. Le broyeur de ferrailles est d’une capacité annuelle de 300 000 tonnes, il permet de préparer la ferraille légère avant son

enfournement

dans l’aciérie.

L’utilisation de la ferraille broyée plus dense et plus propre permet l’amélioration de plusieurs indicateurs de l’aciérie, notamment le taux de disponibilité du Consteel, la consommation d’énergie électrique et de la chaux. La ferraille représente la matière première de l’aciérie, la qualité de cette dernière est définie par ces deux composantes :  

La pureté de la ferraille, exprimée en terme de teneur en métal (ou en fer) et en niveau d'éléments résiduels.



La densité et la dimension des ferrailles ; Une notion de sûreté d'utilisation définie par des règles de sécurité, qui précisent quels sont les matériaux dont la Présence est interdite dans la ferraille, parce qu'ils sont toxiques, explosifs ou radioactifs.

Une fois la charge est broyée dans l’unité des broyeurs, elle sera pesée et acheminée vers l’aciérie par des camions. 1.2. L’aciérie L’aciérie représente le processus le plus important de la chaine de valeur du site Bled Solb. Elle permet de transformer la ferraille, récupérée auprès des centres de recyclage, en tôles d’acier conforme à la demande en termes de dimensions et de nuance.

16

Figure 7:usine aciérie dans le site MaghrebSteel Bled Solb.

-La conception de l’aciérie doit permettre d’obtenir du four à arc dans sa production maximale, en évitant toute perte de temps due aux opérations elles-mêmes ou aux équipements auxiliaires. -L’augmentation de la productivité des fours permet de concevoir des unités compactes comprenant : a)

un parc à ferrailles ;

e) une coulée continue (CCM).

b) un four de fusion (EAF) ;

f)

c)

g) unité de traitement des eaux.

des poches de coulée ;

unité de dépoussiérage ;

d) un four d’affinage (LF) ; 20

17

1.1 Le parc à ferrailles -Le rôle du PAF est de stocker et faciliter l’accès et le chargement de la ferraille prête au traitement. Il se compose de zones numérotées, accessibles par un pont roulant mené d’un bras chargeur. Son rôle est de remplir les paniers qui se présentent au-dessous de lui. Ces paniers sont ensuite transportés sur des voies de railles à l’aide de deux transporteurs diesel. Les différentes séquences de fonctionnements, de contrôles et de sécurités du chariot sont gérées par un automate programmable SIMENS. La séquence de chargement peut être commandée à partir du HMI (Humain Machine Interface) situé à la salle de contrôle ou à partir des éléments de contrôle des pupitres situés à la cabine du pont.

Figure 8:illustration 3D d’un parc à ferraille.

Les données techniques du parc à ferraille sont :   



La capacité de stockage de la ferraille : 14 jours



La capacité de stockage de HBI : 30 jours



La consommation journalière de la ferraille pour 60%(ferraille) / 40%(HBI) : o Pour la ferraille : 2278 t / 3254 m³ oPour le HBI : 1408 t / 503 m³

1.2 Le four de fusion : EAF -Les paniers de ferrailles déchargés dans le four de fusion sont complétés avec du charbon et de la chaux. La fusion est obtenue par un arc électrique entre trois électrodes de graphite auxquelles s'ajoutent des injections de carbone, d'oxygène et de gaz naturel. Le cycle de fusion normal est en moyenne de 50 minutes. La production d’acier à partir de ferrailles fait naître deux catégories de matières : les laitiers et l’acier.

21 18

Pendant la fusion, les éléments minéraux présents dans la ferraille notamment, appelés laitiers, remontent en surface. Ils sont évacués en basculant le four de fusion. Ce laitier est coulé en cuvier puis est dirigé vers une zone dédiée où il sera refroidi par aspersion d’eau. Il sera enfin défrisé et préparé en vue de sa valorisation. L’acier liquide obtenu est déversé par le trou excentré(EBT) dans une poche dont les réfractaires ont été préchauffés à près de 1000 °C. La poche est placée dans la fosse de coulée, portée par un chariot peseur. La température de coulée s’établit aux alentours de 1610-1640°C.

Capacité four électrique

120 tonnes

Pied de bain

30 tonnes

Diamètres intérieurs

Lowershell: approx.7100 mm. Uppershell : approx.7300 mm.

Hauteur de la partie supérieure (Upper Shell)

2800 mm

Volume approximatif du four

148 m3

Diamètre de trou de coulée

160 mm

Electrodes

Nombre 3 Diamètre: 610mm

Transformateur EAF

120 MVA

Tap-to-Tap

50 min Tableau 4:Caractéristiques de l’EAF.

1.3 Le four d’affinage : LF La poche d’acier est ensuite transportée par un chariot vers un four d’affinage. Appelé four poche, il est destiné à la mise à nuance et à la mise en température de l’acier pendant une durée bien déterminée qui dépend de la situation de la coulée continue et du four de fusion.

Selon les caractéristiques souhaitées par les clients, des ferro-alliages sont rajoutés en diverses proportions. L’acier y est brassé par un gaz neutre pour être homogénéisé en nuance chimique et en température. Le non-respect de la durée d’affinage, de la température souhaitée ou de la nuance chimique peut engendrer des conséquences fatales sur la production de l’acier qui peut arriver parfois à l’arrêt de la production. 22 19

-La poche préparée est ensuite transférée à l’aide d’un pont-roulant vers la coulée continue.

Capacité du four électrique

120 tonnes

Course de levage de la voûte (par trois vérins)

500 mm

Electrodes

Nombre : 3 Diamètre : 400 mm

Transformateur LF

20 MVA

Taux de chauffage

4°C/ min

Tableau 5 Caractéristiques du LF

1.4 La Coulée continue : CCM Après fusion de la ferraille et traitement final dans le four poche (LF), la poche arrive à la machine de coulée continue (CCM), où l’acier va subir la solidification. La poche de coulée déverse l’acier liquide dans un répartiteur qui alimente une lingotière sans fond, refroidie à l’eau et animée d’oscillations pour permettre le décollement du produit. A la sortie de la lingotière, le matériau solidifié en surface continue à être refroidi dans le refroidissement secondaire (contacts avec rouleaux, eau pulvérisée, rayonnement) et est courbé entre des rouleaux qui le redressent, avant d’être tronçonné à la longueur voulue.

Production annuelle

1 million de tonne

Type de coulee

Ecoulement vertical

Nombre de machine

1

Nombre de ligne

1

Largueur de la brame

900-2150 mm

Epaisseur

200 mm

Longueur

6000-12500 mm

Longueur métallurgique

29003 mm

Rayon courbure de la machine

9500 mm

Longueur vertical

2635 mm

Nombre de segment

13

Vitesse maximale de coulée

2.5 m/min

20

Système de refroidissement

Air d’atomisation, Eau

Tableau 6 Les caractéristiques de la CCM

1.5 Système de manutention des matières: MHS Système de manutention des matières (Material Handling system): Le but du système de manutention des matières, est de charger les additifs, fondants et les alliages dans le four à arc Électrique, dans le four poche ou dans la poche pendant la coulée de l’acier fondu (tapping position). Le système de manutention et transport des matières (additifs, ferro-alliages, chaux etc.) est composé par les éléments suivants :  



Système de réception souterrain



Trémies de stockage EAF



Trémies d’alliage pour le four électrique (EAF) et le four poche(LF).

Figure 9:Interface HMI représentant le MHS.

24 21

1.6 Unité de dépoussiérage : -Pour préserver l’environnement, la division SMP (SteelMaking Plant) contient une unité de dépoussiérage qui permet d’aspirer et traiter les fumées chargées de poussières à la sortie des fours EAF et LF, MHS (Material Handling System) et la hotte d’aspiration (Canopy Hood). -Les équipements utilisés en dépoussiérage sont les suivants :         



Extraction directe des fumées (EAF) ;



Conduit d'extraction de gaz (pour LF) avec ventilateur d'appoint (Booster fan) ;



Collecteur secondaire des fumées (EAF) ;



Collecteur des fumées de MHS ;



Mélangeur Gaz (Gaz mixer) ;



24 compartiments : 8736 Filtres à manches ;



Ventilateurs à aspiration radiale /Canal d'épuration des gaz ;



Cheminée des gaz nettoyés ;



Transport de la poussière (convoyeurs) ;



Stockage des poussières (Big Bag).

1.7 Unité de traitement des eaux. L'eau est impliquée dans la plupart des fabrications industrielles et doit répondre à des normes de potabilité bactériologique et physico-chimique. Pour cela MaghrebSteel a implanté une unité de traitement des eaux, Cette dernière garantie la plus grande efficacité et qualité des eaux utilisées, et ce par la mise en place de plusieurs équipements pour pouvoir traiter les eaux à savoir :



Système de pompage d'eau de refroidissement aux différentes unités : o Four électrique (Panneaux refroidis, chambre de combustion, …) ;

o Four poche (La voute, transformateur, câbles souples…); o Coulée continue (Système de refroidissement de la lingotière, système de refroidissement secondaire,…) ;

 de tuyauterie nécessaire à la liaison entre l’unité de traitement et les unités  Ensemble à refroidis.    Système de distribution d’air comprimé ; Système de refroidissement d’urgence.

1.3. Laminoir : 22

MAGHREB STEEL est dotée d’une ligne de laminage à chaud réversible pour les produits plats en acier, dite STECKEL MILL, dont la capacité annuelle est de 1 000 000 T/ an de bobines laminées à chaud d’une gamme d’épaisseurs allant de 1.5 mm à 20 mm Les étapes de laminage à chaud sont les suivants :   



Réception et conditionnement de la matière première;



Chauffage dans le four de réchauffage;



Laminage;



Enroulement.

a. Matière Première

-Avant l’enfournement de chaque brame, elle doit subir un certain nombre de contrôle par l’opérateur d’enfournement afin d’assurer une bonne qualité du produit fini. En effet, après le posage de la brame sur la table d’enfournement, l’opérateur doit vérifier les points suivant : Numéro d’identification ; - L’état de surface : présence de défauts de surface visibles sous forme de criques transversales ou longitudinales ; - Les dimensions réelles de la brame: Longueur, Largeur et Epaisseur - Le poids : Pesage de la brame à l’entrée - La forme : Cambrage, Sabre, Equerrage-Largeur… etc. En cas de non-conformité, la brame est automatiquement rejetée à l’entrée du Four de Réchauffage et signalée aux différents intervenants.

Figure 3 Le processus de Laminage 15

23

b. Chauffage des brames: Four de Réchauffage Le procédé de laminage à chaud nécessite par son principe le chauffage de la matière première à une température spécifique au domaine de transformation plastique du matériau utilisé. Les températures de défournement seront de l’ordre de 1200°C à 1270°C (la température de référence est de 1250°C en peau avec une différence cœur/peau de 30°C environ). Le four de Maghreb Steel est un four à longerons mobiles qui présente les avantages suivants :





une plus grande puissance de chauffe du fait de l’augmentation de longueur du four.



une meilleure qualité de surface, surtout pour les aciers sensibles aux rayures, comme les aciers à très basse teneur en carbone (destiné à l’emboutissage et le  Formage à froid). -La capacité de production du Four de Réchauffage est de 1 000 000 T/an. Ceci est traduit par une cadence maximale de 250 T/h. Le four de réchauffage est alimenté par deux types de combustibles suivant les zones de chauffage : GPL et FUEL 2 ;

Figure 4 Le four de réchauffage

c. Laminage : Le STECKEL MILL par son principe, effectue un laminage réversible des brames défournées du four de réchauffage. Ceci s’effectue par le passage alterné entre deux cages de laminage.

Le nombre de passes est calculé par un PLAN DE PASSES en fonction des dimensions de la brame utilisée, l’épaisseur souhaitée en sortie tout en optimisant les efforts de laminage et assurant une bonne qualité de la bobine. A l’entrée du laminoir, la brame est centrée 16

24

Moyennant un guide de centrage puis elle subit un nombre prédéterminé de passage entre les rouleaux du laminoir. Pendant cette opération, deux rouleaux verticaux (EDGER) situés entre les deux laminoirs assurent la stabilisation et le maintien de la largeur du produit. Ces deux rouleaux rejoints leur position initiale une fois que l’épaisseur de la tôle ne supporte plus l’effort appliqué et la vitesse de laminage excède celle de l’EDGER

Figure 5 Le laminoir

d. Enroulement. : La présentation de la bobine joue un rôle important pour la qualité du produit livré et son aptitude à l’utilisation: les extrémités doivent se rapprocher de la forme rectangulaire, les spires ne doivent pas être détériorées par les manutentions. Le mandrin est un cylindre de quatre segments ayant un diamètre qui varie de 725 à 765 mm selon son état : expansion ou rétraction. Il est met en rotation grâce à un moteur électrique d’une puissance de 1500 kW. La bobineuse est équipée aussi par trois rouleaux d’enveloppements, leur diamètre et de 380 mm. Pendant les séquences de repérage de la queue de la bande, le chariot se relève afin de supporter la bobine. Une fois que le chariot est en contact avec la bobine, l’automate commence la séquence d’extraction de la bobine par rétraction du mandrin et ouverture de son support suivi par la rétraction des rouleaux d’enveloppements à leur position d’ouverture. Du coup, le chariot déplace la bobine du mandrin vers la cercleuse. L’opération de cerclage est complètement automatique afin d’éviter l’intervention humain à cause de la température élevée de la bobine (500 à 620 °C). Le temps de cycle est estimé à 25s par cerclage, sachant que la bobine pourra être cerclée trois fois. La cercleuse ne traite que les bobines ayant un diamètre

externe

varie

entre

25

1100

à

1939

mm.

ETUDE THEORIQUE : 1- Introduction : -En métrologie, une mesure, est le « processus consistant à obtenir expérimentalement une ou plusieurs valeurs que l'on peut raisonnablement attribuer à une grandeur ». C'est la définition donnée par le Bureau international des poids et mesures dans un document largement diffusé définissant la terminologie de la métrologie, le Vocabulaire international de métrologie. Il est à remarquer que : - Les mesures ne s'appliquent qu'aux propriétés quantitatives ; sont donc exclues des propriétés qualitatives. -Toute mesurequi implique la comparaison de grandeurs et comprend le comptage d'entités en métrologie, un mesurage se traduit finalement par un résultat de mesure, en employant un système (ou instrument) de mesure étalonné, et suivant une procédure de mesure. -Les mesures sont susceptibles d'erreurs et d'incertitudes ; aussi, en fonction de leur aptitude à donner des résultats corrects, elles peuvent être qualifiées de différentes façons. -La mesure joue un rôle de plus en plus important dans les domaines électriques et Électroniques. On mesure pour but : - La vérification expérimentale d’un circuit ; - La modélisation, la mise au point ou le dépannage d’un montage ; - La certification d’un procédé ou d’un produit, dans le domaine industriel ; - La maintenance ou la réparation d’un dispositif électrique ou électronique.

2- Rôle de la mesure -La mesure reste bien souvent, le seul moyen de vérifier le fonctionnement ou les Performances d’un procédé industriel, grâce à des appareils de mesure très performants. -Mesurande : Grandeur physique (P, T, ...). -Mesurage : Toutes les opérations permettant l'obtention de la représentation de la valeur d’une grandeur physique. -Mesure : Valeur représentant au mieux la mesurande (6 MPa, 20°C, 2 m/s,…) Par abus de langage, on confond souvent mesurage (action) et mesure (résultat de l'action).

3- Les Grandeurs Physiques 26

Mesurées : «3-1 Grandeurs physiques propres sffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

3-2 Grandeurs physiques COMPOSé

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4- Les instruments industriels : 41 introductions -En sciences, l’instrumentation est une technique de mise en œuvre d’instruments de mesure, d’actionneurs, de capteurs, de régulateurs, en vue de créer un système d'acquisition de données ou de commande.

Généralités : L'instrumentation est utilisée dans divers domaines et secteurs d'activités (industrie, recherche et développement, universités, etc.). Elle va par exemple permettre : - D’automatiser ; -De faire des tests sur des produits (exemple : crash test) ; -D’observer des phénomènes (travaux pratiques dans l'éducation) ; -De simuler des vieillissements (tests répétitifs) ; - De faire des contrôles qualité (sur des chaînes de production) ; - D’alerter ou de surveiller. -La chaîne d'instrumentation se constitue de la manière suivante : Grandeur physique → Capteur → Conditionnement et Traitement du signal → Exploitation. 28

-Un capteur est un organe de prélèvement d’information qui élabore à partir d’une grandeur physique, une Autre grandeur physique de nature différente (très souvent électrique). Cette grandeur représentative de la grandeur prélevée est utilisable à des fins de mesure ou de commande. 42 Les Capteur : -Etendue de mesure : Valeurs extrêmes pouvant être mesurée par le capteur. -Résolution : Plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur. -Sensibilité : Variation du signal de sortie par rapport à la variation du signal d'entrée. -Précision : Aptitude du capteur à donner une mesure proche de la valeur vraie. -Rapidité : Temps de réaction du capteur. La rapidité est liée à la bande passante. -Linéarité : représente l'écart de sensibilité sur l'étendue de mesure.

Capteur actif : -Fonctionnant en générateur, un capteur actif est généralement fondé dans son principeSur un effet physique qui assure la conversion en énergie électrique de la forme d'énergiePropre à la grandeur physique à prélever, énergie thermique, mécanique ou derayonnement. Les plus classiques sont :

• Effet thermoélectrique : Un circuit formé de deux conducteurs de nature chimiquedifférente, dont les jonctions sont à des températures T1 et T2, est le siège d'uneforce électromotrice E (T1, T2). • Effet piézo-électrique : L'application d'une contrainte mécanique à certains Matériaux dits piézo-électrique (le quartz par exemple) entraîne l'apparition d'unedéformation et d'une même charge électrique de signe différent sur les facesopposées. • Effet d'induction électromagnétique : La variation du flux d'induction magnétiquedans un circuit électrique induit une tension électrique. • Effet photo-électrique : La libération de charges électriques dans la matière sousl'influence d'un rayonnement lumineux ou plus généralement d'une ondeélectromagnétique dont la longueur d'onde est inférieure à un seuil caractéristiquedu matériau. 29

• Effet Hall : Un champ B crée dans le matériau un champ électrique E dans unedirection perpendiculaire. • Effet photovoltaïque : Des électrons et des trous sont libérés au voisinage d'unejonction PN illuminée, leur déplacement modifie la tension à ses bornes. Capteur passif : Il s'agit généralement d'impédance dont l'un des paramètres déterminants est sensible à lagrandeur mesurée. La variation d'impédance résulte : • Soit d'une variation de dimension du capteur, c'est le principe de fonctionnementd'un grand nombre de capteur de position, potentiomètre, inductance à noyauxmobile, condensateur à armature mobile.

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• Soit d'une déformation résultant de force ou de grandeur s'y ramenant, pressionaccélération (armature de condensateur soumise à une différence de pression, jauge d'éxtensiométrie liée à une structure déformable). -L'impédance d'un capteur passif et ses variations ne sont mesurables qu'en intégrant le capteur dans un circuit électrique, par ailleurs alimenté et qui est son conditionneur. 43 LeStransmetteur :

-Le Rôle

du transmet teur :

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C'est un dispositif répondant à une variable mesurée afin de générer et de transmettre un signal de sortie standard en relation continue avec la valeur de la variable mesurée. -Le transmetteur "intelligent" :

fonctionnalités :

Ses nouvelles

-Le module de communication permet : • de régler le transmetteur à distance, • de brancher plusieurs transmetteurs sur la même ligne. -Le microcontrôleur permet : • de convertir la mesure en une autre grandeur. Par exemple, il peut convertir unemesure de différence de pression en niveau (voir chapitre sur les mesures deniveau). • de corriger l'influence des grandeurs d'influences sur la mesure. -Avantages métrologique du transmetteur "intelligent" : • Précision -Le transmetteur possède moins de composants analogiques. Les grandeurs d'influencessont compensées. Le non linéarité du transducteur peut être corrigé. • Rangeabilité • Répétabilité • Autosurveillance • Traitement du signal Avantages à la configuration et maintenance • Convivialité 32

• Standardisation • Diagnostic • Archivage de la configuration -Structure d'un transmetteur "intelligent" :

-Évolution des capteurs : -Comme dans le reste de l'industrie, les capteurs analogiques laissent la place de plus en Plus aux capteurs numériques. Dans un premier temps ceci c'est matérialisé par L’apparition des transmetteurs intelligents. Aujourd'hui, on se rapproche de plus en plus d'une architecture en réseaux des capteurs ; le bus de terrain. Il existe plusieurs standards industriels de bus de terrain, on citera : Profibus, Fieldbus, WoldFip. Leur objectif est le même, simplifier la mise en place des boucles derégulation. Pour cela, ils utilisent une liaison unique entre les différents intervenants de laboucle de régulation (capteurs, régulateurs, actionneurs), liaison qui sert à la fois audialogue entre ces intervenants et à leur alimentation en énergie. Ainsi, l'ajout d'un intervenant dans une boucle complexe se résume en deux interventions : • Le montage de l'intervenant sur le bus. • L'adaptation, par l'intermédiaire d'un logiciel, du fonctionnement de la régulation.

Malgré l'existence de passerelles, il faut une standardisation de ces différents bus, dans lebut de simplifier la mise en oeuvre de ces nouvelles technologies et d'en diminuer le coût. Exemple : Régulation en cascade 33

Les erreurs de Mesures : -Les actionneurs d’une chaine automatisés : Les Vannes :

44 Les Vannes Proportionels :

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-l : Définition : -Principales parties d’une vanne proportionelle :

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-Il existe des différents types de vannes :

-Vanne papillon (Butterfly valve) :

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- Vanne à bille (ball valve) :

-Vanne guillotine (Gate Valve) :

-Vanne à piston (Piston Valve) :

-Vanne Conique (Conic Valve) :

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-Vanne Sphérique : (Spheric Valve) :

-Vanne à membrane (Membrane Valve) :

-Vanne a Soupape (Flat Valve) :

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45 Le ServomoteurS :

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-Servomoteur Pneumatique :

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-Servomoteur électrique :

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-Le Positionneur :

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I.

La Maintenance des Systèmes électriques :

1. Définition générale : -La maintenance est définie comme étant « l’ensemble des activités permettant de maintenir oude rétablir un bien dans un état spécifié, ou dans des conditions données de sûreté de fonctionnement, pour accomplir une fonction requise ou assurer un service déterminé ». -Maintenir c’est donc effectuer des opérations qui permettent de conserver le potentiel du matériel pour assurer la continuité et la qualité de la production. -Ces activités sont une combinaison d’activités techniques, administratives et de management.

2.Les différentes formes de maintenance

(D’après la norme NFX 60-010) :

2.1. La maintenance corrective : Il s’agit d’une « maintenance effectuée après défaillance ». C’est une politique de maintenance qui correspond à une attitude de réaction à des évènements plus ou moins aléatoires et qui s’applique après la panne. On parle dans ce cas de dépannage. 44

2.2. La maintenance préventive ou planifiée : L’objectif de la maintenance préventive demeure deréduire la probabilité de défaillance puisque R(t) + F(t) = 1. Elle est légèrement détaillée dans lanorme CEN 319-003 « maintenance exécutée à des intervalles prédéterminés ou selon descritères prescrits et destinés à réduire la probabilité de défaillance ou la dégradation d’un bien ». Attention: trop de maintenance préventive n’est souvent pas économiquement viable. Chaqueindustrie doit trouver le niveau à atteindre. 2.2.1. La maintenance systématique : « Maintenance préventive effectuée selon un échéancier établi en fonction du temps ou dunombre d’unités d’usage ». 2.2.2. La maintenance conditionnelle : « Maintenance préventive subordonnée à un type d’évènement prédéterminé révélateur de l’état de dégradation d’un bien ». 3.Les différents niveaux de la maintenance : -NIVEAUX DE MAINTENANCE : (X 60- 010 de 1994) Caractérisation de la complexité des actions de maintenance limitée à la complexité des procédures et/ ou la complexité d’utilisation ou de mise en œuvre des équipements de soutien nécessaires. Ils sont au nombre de 5 et leur utilisation pratique n’est concevable qu’entre des parties qui sont convenues de leur définition précise, selon le type de bien à maintenir. 4. Intérêt d’une maintenance préventive : -Grâce à l’auto maintenance et à la maintenance préventive, vous pouvez diminuer les pertes et donc améliorer le rendement de vos installations. Par observation visuelle, contact mécanique (vibration, qualité de l’huile, analyse non destructive…) ou par retour d’information électronique (alarmes, électronique, retour défauts sur régime de neutre…) vous pouvez anticiper une intervention de maintenance. Vous intervenez afin d’éviter une panne. La première démarche majeure consiste à exploiter l’historique des pannes afin de mettre en place la surveillance. Contrairement à la maintenance curative, qui consiste à intervenir sur les matériels en cas de panne, la maintenance préventive consiste à intervenir avant la panne, afin d’essayer d’éviter que celle-ci ne se produise. La maintenance préventive est organisée tandis que la maintenance curative est subie. Bien évidemment ces deux principes de maintenance sont complémentaires ; une maintenance uniquement curative entraînerait un nombre de pannes trop important, des difficultés d’organisation de la production et une dégradation rapide des matériels ; à 45

l’opposé, un excès de maintenance préventive ferait effectuer chaque jour des opérations telles que vérifications, resserrages, vidanges, qui ne se justifient qu’une fois par semaine ou par mois. C’est donc un équilibre économique qui permet de définir la bonne quantité de maintenance préventive, afin de réduire la part des dépannages, qui restent un mal nécessaire. La maintenance préventive concerne aussi bien le personnel de production, chargé des opérations simples, que le personnel de maintenance, chargé des opérations plus complexes. L’amélioration des activités de maintenance préventive dans l’entreprise peut s’effectuer sur différents axes : La gestion du stock des pièces de rechange, - La standardisation, - La planification, - La conception des installations. 4.1. Gestion du stock des pièces de rechange 4.2. Standardisation 4.3. Planification 4.4.Conception des installations 4.4.1. Problématique : Tout le problème est de déterminer la période de bon fonctionnement (T) pour laquelle uneintervention sera nécessaire. La période T doit être définie en fonction du risque de panne. MTBF = Moyenne des temps de bon fonctionnement. On a MTBF = k . MTBF (k étant < 0). Si T est court => coût Ips élevé, si T est long => coût Imc élevé. 4.4.2. Mise en place : C’est l’expérience qui permet de définir l’action de maintenance préventive.

5.1.Les principales causes de pannes : Le tableau ci-dessous présente les principales causes de pannes sur un équipement électrique et leurs conséquences :

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5.2.Diagnostic en maintenance corrective : -La procédure classique à suivre dès l’apparition d’une panne sur un équipement ou un ouvrage est la suivante : - L’opérateur ou la personne qui constate le problème remplit une demande d’intervention sur laquelle doit apparaître diverses informations (exemple cidessous) : oLe lieu géographique de l’intervention oLe numéro de la machine oLe nom du demandeur et son service oLa date et l’heure de la demande oUn commentaire décrivant le motif de la demande oL’état de l’équipement au moment de la demande

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L’agent de maintenance intervient alors et peut effectuer : oLa préparation de son intervention (lieu, plan, outillage) oLa hiérarchisation de ses interventions oLe pré diagnostic du défaut (commentaire de l’opérateur). éparation Les essais pour vérifier que la panne est bien la seule et qu’elle est bien réparé.

-L’agent de maintenance peut alors remplir le rapport d’intervention.

VI. Techniques de la maintenance instrumentaire :

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