CN1639378A - 用于金属带熔浸覆层的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于金属带(1)、尤其是钢带熔浸覆层的装置，在该装置中金属带(1)垂直地穿过装有熔融的覆层金属(2)的容器(3)并穿过一个前置的导引通道(4)，其中在导引通道(4)处设置一个电磁感应体(5)，为了在容器(3)中留住覆层金属(2)该感应器通过一个覆层金属(2)中的电磁阻流场可以减少感应流，该感应流通过与电磁阻流场的交替作用施加一个电磁力。为了避免通过电磁感应体距离加热金属带按照本发明规定，所述感应体(5，5a，5b)与电源(6)处于连接，该电源为感应体提供交流电，其频率(f)小于500Hz。在此尤其考虑电网频率(50Hz)。

Description

用于金属带熔浸覆层的装置

本发明涉及一种用于金属带、尤其是钢带熔浸覆层的装置，在该装置中金属带垂直地穿过装有熔融的覆层金属的容器并穿过一个前置的导引通道，其中在导引通道处设置一个电磁感应体，为了在容器中留住覆层金属该感应体通过一个覆层金属中的电磁阻流场可以减少感应流，该感应流通过与电磁阻流场的交替作用施加一个电磁力。

一般的金属带金属浸层装置具有一个需要经常维护的部分，即覆层罐及其位于其中的配件。要被覆层的金属带表面必需在覆层前清理氧化物并且为了与覆层金属复合要被激活。为此带表面在覆层前要在热处理的还原气氛中进行处理。因为氧化层事先被化学地磨蚀或剥离，通过还原热处理使表面这样被激活，使在热处理后呈现纯金属化。

但是通过带表面激活使这个带表面对于周围空气氧的亲和力增强。为了避免空气氧在覆层工艺前再进入带表面，将带从上面装入浸层池。因为覆层金属呈现液态并且想与用于调整覆层厚度的喷砂装置一起充分利用重力，但是后面的工艺不允许带表面直到覆层金属完全凝固，因此带必需在覆层罐中偏转到垂直方向。这通过一个辊子实现，辊子在液态金属中旋转。由于液态覆层金属使这个辊子产生剧烈磨损并引起停机并由此中断生产运行。

由于期望金属覆层具有微少的层厚，一般在毫米级，对带表面质量提出很高的要求。这意味着，导引带的辊子表面也必需具有很高的质量。这个表面上的缺陷通常导致带表面上的损伤。这是使设备经常停机的另一原因。

此外已知的浸层设备在覆层速度上具有一个极限值。在此涉及到磨蚀喷嘴运行时的极限值、移动金属带冷却过程的极限值和用于在覆层金属中建立合金层的热处理过程的极限值。由此产生这种情况，一方面最高速度一般受到限制，而另一方面某些金属带不能以对于设备能够实现的最高速度移动。

对于浸层过程合金过程产生覆层金属与带表面的复合。由此所构成的合金层的特性和厚度强烈地取决于覆层罐中的温度。因此对于某些覆层过程尽管必需保持覆层金属的流动性，但是不允许超过一定的极限值。这一点与用于建立一定的层厚所期望的磨蚀金属层效应相反，因为通过温度降低使用于磨蚀过程所需的覆层金属粘度提高并由此难以实现磨蚀过程。

为了避免在流动的覆层金属中旋转的辊子引起的问题，使用装进向下敞开的覆层罐的附件，覆层罐在其底部具有一个垂直于带输送方向向上敞开的导引通道并且为了密封使用一个电磁封闭。在此涉及电磁感应体，它们通过回顶的、泵浦的或收缩的电磁交变场或漂移场工作，它们向下密封覆层罐。

例如由EP 0 673 444 B1已知这种解决方案。按照JP 5086446的解决方案也使用一个向下密封覆层罐的电磁密封。

由此尽管能够对非铁磁金属带覆层，但是由此对铁磁金属带产生问题，这种金属带在电磁密封中由于铁磁性拉进通道壁，由此损伤带表面。此外由于感应场带来不可靠地加热覆层金属的问题。

对于移动的铁磁金属带穿过两个漂移场感应体之间的导引通道位置涉及一个不稳定的平衡。只有在导引通道的中间作用在金属带上的磁牵引力的和为零。只要钢带偏离其中间位置，钢带就靠近其两个感应体中的一个感应体，而远离另一感应体。这种偏离可能造成钢带的单向平面位置误差。在钢带的整个宽度上看去的移动方向上产生各种形式的带波纹(中心凸起、四方凸起、边缘波纹、褶皱、扭曲、驽起、S形等)。负责电磁牵引力的电磁感应按照指数函数随着与感应体的距离降低其场强。因此以类似的方式随着与感应体距离的增加以感应场强的平方降低牵引力。对于偏离的钢带这意味着，随着偏离在一个方向上牵引力对于一个感应体指数地增加，而与另一感应体的恢复力指数地减小。两种效应都由本身得到强化，因此使平衡不稳定。

为了解决这个问题，即准确地调整金属带在导引通道中的位置，DE 195 35 854 A1和DE 100 14 867 A1给出说明。按照其公开的方案在线圈旁边为了产生电磁漂移场配有附加的矫正线圈，它们与调节***连接并负责在金属带偏离中间位置时再恢复到中间位置。

在实现这种原理、即具有矫正线圈的漂移场感应体方案时产生缺陷，用于产生电磁漂移场的感应体必需具有相对较大的结构高度，这可以由必需的场强、电流和为此所必需的铁芯得到解释。该感应体的高度至少为约600mm。这对导引通道中的金属浸槽的高度具有负面影响。

为了避免这个问题由WO 96/03533 A1已知一个这样的装置，它为了保持覆层材料使用一个电磁阻流场，其中只使用一个感应线圈。因此使感应体的结构高度相应减小。

但是在金属带穿过导引通道时以不利的方式对导引通道壁产生钢带的强铁磁牵引。为了避免这一点，对于这种已知的设备规定，所述阻流场感应体通过交流电驱动，其频率高于3kHz。由此只能减小铁磁牵引，但是不能完全避免牵引。此外还存在缺陷，在金属带通过导引通道时产生剧烈的钢带加热。

本发明的目的是，这样改进上述形式的金属带熔浸覆层装置，使得克服上述缺陷。尤其要设计一个电磁感应体，它具有较小的结构高度而且不会引起金属带剧烈加热。

这个目的按照本发明由此得以实现，使所述感应体与电源连接，该电源为这个感应体供电，其频率低于500Hz；优选的是，该频率低于100Hz，尤其是50Hz(电网频率)。

通过这种结构，与已知的解决方案相比能够明显减少移动钢带的加热。此外易于使金属带在导引通道的中心导引，因为金属带对导引通道壁的铁磁牵引远小于已知的解决方案。

因此通过所选择的结构方案得到所致力的微小感应体结构高度。

按照一个扩展结构规定，所述电源负责对感应体供单相交流电。

具有优点的是所述感应体在导引通道两侧各具有一个感应线圈。

如果所述装置还配有导引机构用于在导引通道中导引金属带，则已经证实是特别有利的。为此可以设想不同的方法。

按照一个扩展结构规定，所述导引机构是至少一对导引辊。它们优选设置在导引通道的底部或导引通道的下面。

按照一个可选择(必要时附加)的实施例规定，所述导引机构包括至少两个矫正线圈用于调节金属带在导引通道里面正交于金属带表面方向上的位置。在此从金属带的运动方向上观察所述矫正线圈与感应线圈设置在同一高度上。如果电磁感应体为了容纳感应线圈和矫正线圈具有两个槽，它们相互平行地垂直于金属带运动方向并垂直于法线方向延伸，则得到感应体的良好有效性。如果设置在槽中的矫正线圈比感应线圈更靠近金属带设置，则易于所述金属带在导引通道中的调节。如果感应体在金属带两侧各具有至少两个在一排中相邻设置的矫正线圈，则可以实现准确的调节。

此外为矫正线圈供电的机构供交流电，它与驱动感应线圈的那个电流具有相同的相位。

如果要注意到金属带在导引通道中通过上述矫正线圈进行的位置调节，则可以通过感应场传感器获得移动钢带的位置，感应场传感器通过弱化的高频测量场驱动。为此将一个低功率的高频电压叠加到感应线圈上。该高频电压对密封没有影响；以相同的方法由此不加热覆层金属或钢带。所述高频感应可以由正常密封的力信号中滤出然后提供一个与传感器距离成比例的信号。通过这个信号可以获得并调节钢带在导引通道中的位置。

在附图中示出本发明的实施例。附图中：

图1简示出一个熔浸覆层罐，具有一个通过该覆层罐的金属带；

图2简示出导引通道和感应体的截面图，感应体具有设置在其下面的导引辊；

图3示出对应于图2的视图，具有矫正线圈形式的导引机构；

图4示出从侧面观察的图3中的感应体视图。

在图1中示出一个金属带1、尤其是钢带的熔浸覆层的原理图。要被覆层的金属带1垂直地从下面进入覆层设备的导引通道4。该导引通道4构成一个容器3的下端，该容器充满液态覆层金属2。所述金属带1在运动方向X上垂直向上导引。为了不让液态覆层金属从容器3中流出来，在导引通道4处设置一个电磁感应体5。这个感应体由两个半体5a和5b组成，它们分别设置在金属带1的侧面。在电磁感应体5中产生一个电磁阻流场，该阻流场使液态覆层金属2保留在容器3里面并因此防止外流。

所述感应体5由一个电源6供单相交流电。该交流电的频率f位于500Hz以下。优选使用电网频率，即50Hz或60Hz。

在图2中可以看出导引通道4处的细节结构。所述感应体5(或其两个半体5a和5b)具有槽9，在槽中安装一个感应线圈7，该线圈通过交流电供电并由此产生电磁阻流场。该阻流场尤其负责使金属带1在正交于钢带1的方向N上尽可能中间地在导引通道4中导引。

因为所述感应体5或感应线圈7在运行中起到位于钢带1与导引通道4壁之间的某种铁磁牵引的作用，所以配有导引机构8，它们在图2中由导引辊8a和8b构成。它们设置在导引通道4下面并保证金属带1在导引通道4的中间导引。

如同在图3中可以看出的那样，也可以使导引机构8由另一种方式构成。为此配有电矫正线圈8b，它们产生可调节的磁场并由此使金属带1保持在导引通道4的中间。如同可以看到的那样，不仅感应线圈7而且矫正线圈8b都定位在感应体5a，5b的槽9里面，并且在运动方向X上观察设置在同一高度上。

在图4中简示出两个感应半体5b中的一个半体的侧视图。在此再一次看出，不仅感应线圈7而且矫正线圈8b都位于感应体5b的槽9里面。此外由此看出三个相邻设置的矫正线圈8b’，8b”和8b，它们在金属带1的宽度上作用于金属带并可以因此使金属带保持在导引通道4的中间。

所述矫正线圈8b’，8b”和8b通过相同的电流相控制，该电流也出现在感应线圈7里面，在感应线圈前面设置矫正线圈8b’，8b”和8b。

还要指出，也可以实现导引辊8a(见图2)和矫正线圈8b(见图3)的组合。

附图标记清单

1    金属带(钢带)

2    覆层金属

3    容器

4    导引通道

5，5a，5b    电磁感应体

6    供电机构

7    感应线圈

8    导引机构

8a   导引辊

8b

8b’，8b”和8b矫正线圈

9    槽

f    频率

X    运动方向

N    法线方向

Claims (11)

1.一种用于金属带(1)、尤其是钢带熔浸覆层的装置，在该装置中金属带(1)垂直地穿过装有熔融的覆层金属(2)的容器(3)并穿过一个前置的导引通道(4)，其中在导引通道(4)处设置一个电磁感应体(5)，为了在容器(3)中留住覆层金属(2)，该感应器通过一个覆层金属(2)中的电磁阻流场可以减少感应流，该感应流通过与电磁阻流场的交替作用施加一个电磁力，其特征在于，所述感应体(5，5a，5b)与电源(6)处于连接，该电源为感应体提供交流电，其频率(f)小于500Hz。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频率(f)小于100Hz，尤其是50Hz。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电源(6)为感应体(5)供给单相交流电。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述感应体(5)在导引通道(4)两侧各具有一个感应线圈(7)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有导引机构(8)用于在导引通道(4)中导引金属带(1)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导引机构(8)包括至少一对导引辊(8a)，它们设置在导引通道(4)的下部或导引通道(4)的下面。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导引机构(8)由至少两个矫正线圈(8b)组成，用于调整金属带(1)在导引通道(4)中在正交于金属带(1)表面的方向(N)上的位置。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述矫正线圈(8b)在金属带(1)运动方向(X)上观察与感应线圈(7)设置在同一高度上。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述电磁感应体(5，5a，5b)为了容纳感应线圈(7)和矫正线圈(8b)具有两个槽(9)，它们相互平行以及垂直于金属带(1)的运动方向(X)并垂直于法线方向(N)。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述设置在槽(9)中的矫正线圈(8b)比感应线圈(7)更靠近金属带(1)。

11.如权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述感应体(5，5a，5b)在金属带(1)两侧各具有至少两个在一排中相邻设置的矫正线圈(8b’，8b”，8b)。

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