JP2010535945A - 溶融漬浸被覆装備の放出ノズル間に案内された被覆を備えたストリップを安定化させる方法と溶融漬浸被覆装備 - Google Patents

Abstract

【課題】放出ノズルの領域におけるストリップ安定化を改良すること
【解決手段】この発明は、溶融漬浸被覆装備の放出ノズル間に案内されて被覆を備えたストリップを安定化させる方法並びに適切な溶融漬浸被覆装備に関する。この場合には、ストリップ走行方向において放出ノズルの下流に配置されて電磁的に接触なしに貫通鋼ストリップに作用するコイルによって安定化力が検出されたストリップ位置に従ってストリップに及ぼされる。放出ノズルの領域におけるストリップ安定化を改良するために、この発明によると、放出ノズルからストリップ安定化部の作用線の間隔が間隔閾値より小さい値に調整され、その間隔閾値が要因ファイを考慮してストリップ幅の函数として検出され、その要因ファイがストリップ厚とストリップ張力の函数として算出される。

Description

この発明は、溶融漬浸被覆装備の放出ノズル間に案内された被覆を備えたストリップを安定化させる方法並びに適切な溶融漬浸被覆装備に関する。この場合には、ストリップ走行方向において放出ノズルの下流に配置されて電磁的に接触なしに貫通鋼ストリップに作用するコイルによって安定化力が検出されたストリップ位置に従ってストリップに及ぼされる。

電磁的ストリップ安定化は誘導の原理に基づいていて、定義された磁界により引き寄せる力を強磁性鋼ストリップに対して垂直に発生させる。それにより鋼ストリップの状態が二つの対向位置する電磁誘導体（電磁石）の間に接触なしで変更され得る。そのようなシステムは異なった構造で知られている。それらシステムは例えば上記放出ノズルの上部の被覆領域における溶融漬浸被覆装備に使用される。異なった調整概念と制御概念が知られている。（例えばドイツ特許出願公開第１０２００５０６００５８号明細書［特許文献１］並びに国際出願公開第２００６／００６９１１号明細書［特許文献２］）

放出ノズルは鋼ストリップ用溶融漬浸被覆装備に使用されて、定義された量の被覆媒体をストリップ表面上に得る。被覆の品質（塗布の均一性、層厚精度、同質表面光沢）は決定的に放出ノズル媒体（例えば空気或いは窒素）の均一性並びにノズル領域におけるストリップ運動に依存している。このストリップ運動はロールの非円形性によって或いは例えば冷却塔領域内の空気の衝突作用によって溶融漬浸被覆装備により引き起こされる。放出ノズルにおける増加するストリップ運動により貫通する鋼ストリップの被覆品質或いは被覆均一性が減少される。

ストリップ走行方向において下流に接続されたストリップ安定化システムの使用によって、放出ノズルの内部に生じるストリップ運動が減衰され得るか、或いは減少され得るので、液状金属の被覆精度と被覆均一性の改良が鋼ストリップ上に達成される。これは、例えば電磁作用アクチュエータであり、このアクチュエータが接触なしに引き出す力を貫通する鋼ストリップ上に及ぼされて、それによりストリップ状態を変更させる。

公知のシステムでは、構造が条件付けでストリップ走行方向において放出ノズルの下流に接続されたストリップ安定化に基づいて放出ノズルにおけるストリップ運動に関する制御の減少された作用を与える。振動の鎮静は放出ノズルの上部でストリップ安定化の内部でより高い効率を備えるストリップ安定化コイルによって行われる。けれども、ノズルの領域では、作用がこのノズルと安定化ユニットの間の増加する間隔により明白に制限されている。この場合には、ストリップ安定化の位置は、物理的依存性を記載することなしに、構造的事実に応じて確認される。それ故に、すべての用途の目標がストリップ安定化を出来るだけほぼ放出ノズルに位置決めさせて、間隔と作用の間の関係が考慮されない。

ドイツ特許出願公開第１０２００５０６００５８号明細書 国際出願公開第２００６／００６９１１号明細書

それ故に、この発明の課題は、放出ノズルの領域におけるストリップ安定化を改良することである。

この課題は、この発明によると、特許請求項１による方法によって解決される。これは、ストリップ安定化の（作用）間隔が放出ノズルにより要因ファイを考慮してストリップ幅の函数として算出される間隔閾値と小さい値に調整され、要因ファイがストリップ厚とストリップ張力の函数として算出されることを特徴とする。

測定量ストリップ位置が原明細書の範囲内でストリップ走行方向を横切って直線基準線に対してストリップの間隔の時間的及び／又は場所的変更を呈示する。即ちストリップ位置が時間の函数としてストリップ形状及び／又はその振動挙動を呈示する。

ストリップ安定化という概念は、原明細書の範囲内では二つの本質的観点を包含し；一方ではストリップ安定化が波形状ストリップ形状の滑らかさを意味し、他方ではこの概念がストリップの振動の減衰を意味する。ストリップ安定化の両観点が互いに無関係に或いは組合せで、或いは同時に適した制御回路によって実現され得る。

間隔の求められた限界の本質的利点は、この発明により算出可能な間隔閾値の下方である値に間隔を調整する際に著しいより良い作用が得ようと努めたストリップ安定化の両観点のために達成されることにある。それに対して、ストリップ安定化の作用が間隔閾値の上部での間隔の際に明白に減少されるか、或いはストリップが安定化制御にもかかわらず（反対の効果）制御なしより不安定になる。

間隔が零であるのが理想であり、即ちストリップ安定化が放出器の高さに配置されたならば、というのは、ストリップ安定化が直接に放出ノズルの高さに作用され、ストリップが測定過程中に最適に安定に保持されていたからである。しかし、この配列が構造技術的に場所欠乏に基づいて通常には実現出来ない。間隔が出来るだけ小さく、最大であるが、この発明により算出可能な間隔閾値の値に調整される。

電磁力が各ストリップ側面に対状に対向位置するコイル配列によって伝達されて、放出ノズルの間隔が変更できる。

特にこの発明による方法では、ストリップ位置がコイル配列の内部に測定されて、しかもコイル配列の立体的付近で測定される。

追加的にストリップ位置がコイル配列の上部と下部に測定され得る。

この発明の構成によると、各ストリップ側面には複数のコイルが配置されていて、それぞれの外部に位置するコイルが貫通するストリップ縁上でストリップの平面に対して平行に調整可能に配置されている。この配列は好ましい形式にストリップ形状の平滑化の際に最適作用を可能とする。

ストリップ安定化装置の間隔が、次に短縮されて、ストリップ安定化も上げられ、放出ノズルからより幅広いストリップ（Ｂ＞１４００ｍｍ）の際にそのストリップ幅が超過しない。より狭いストリップ（Ｂ＜１４００ｍｍ）の際にストリップ幅の１．７５倍にまでの間隔が許容される。この間隔がＳｔａｉｎｔ−Ｖｅｎａｎｔの原理から生じ、それは、例えば固定された鋼ストリップ上に作用する力の増加する間隔によりその鋼ストリップの作用が全状態で減少されることを生じさせる。

この発明による解決手段用の基本は応力機構を考慮して放出ノズルに対するストリップ安定化の位置決めである。

与えられた荷重システムにおける漸次荷重作用の作用がＳｔａｉｎｔ−Ｖｅｎａｎｔの原理に基づいて荷重作用点の周りの小さい領域にのみに生じる。力案内によって場所的に不規則な力分配が非常に迅速に失われる。この原理は構成部材の寸法を定める強度算出の際に標準的に使用されて、ここで放出ノズル領域におけるストリップ安定化作用に使用される。

放出ノズルにおける十分な作用をストリップ形状とストリップ運動（振動）に達成させるために、この作用を標準的に変更させるか、或いは減衰させるために、Ｓｔａｉｎｔ−Ｖｅｎａｎｔの原理に一致して、安定化作用と放出ノズル間の間隔が確認された領域に選択されるか、或いは間隔閾値の形態の最高値を超過しない。この場合には、間隔、即ち長さがストリップ安定化によって作用が期待すべきである鋼ストリップを次の規則に基づいて選択されなければならない：
間隔≦間隔閾値＝ファイ特性長さ
ファイにより＝機能（ストリップ厚、ストリップ張力）

上記課題は、さらに、求められた溶融漬浸被覆装備によって解決される。これは、ストリップ安定化の（作用の）間隔が放出ノズルにより間隔閾値より小さい値に調整されて、その値が要因ファイを考慮してストリップ幅の函数として、ストリップ厚とストリップ張力の函数として算出される。

この装備の利点は、求められた方法に関して挙げられた利点に一致する。

この発明による解決手段は、次に、図面に関して詳細に説明される。

概略的にストリップ安定化コイルの配列を示す。 ストリップの形成化を示す。 概略的にノズル梁の配列を示す。 ストリップ安定化システムを示す。 ストリップ幅の要因ファイの依存性を示す。 ストリップ速度と放出ノズルによるストリップ安定化の間隔の間の関係を示す。

ストリップ安定化コイル１と放出ノズルの配列は、原理的に図４から明らかである。

間隔閾値がＶｅｎａｎｔの原理に基づいておよそストリップ幅に対する連続した幅広い鋼ストリップ２のために且つストリップ幅の最大１．７５倍に対する狭いストリップの際に生じる。より大きい間隔には、ストリップ安定化コイル１の作用がストリップ形状の平滑性（横円弧、Ｓ形状、図２を参照）を考慮して非常に制限されるか、或いは大きい間隔の際にもはや認識できない。

ストリップ安定化の力作用点がノズルリップから離れて過ぎに位置して、十分な作用を例えば横円弧の減少のようなストリップ変形に及ぼす。さらに、測定とシミュレーションによって、ノズル隙間の振動影響（ストリップ振動の振幅の減衰）が同様に作用場所ノズル隙間に対する力作用点に依存することが指摘されている。

それにより次の関係が生じる：
間隔≦ファイ（ストリップ厚、ストリップ張力）＊ストリップ幅＝間隔閾値

要因ファイはストリップ張力とストリップ厚に依存して、分析的にＦＥＭシミュレーションによって並びに経験的にストリップ処理装備において調査算出される。図５では、関係が図示されている。減少するストリップ幅によりストリップ安定化と放出ノズル間の可能な間隔が増加する（図４を参照）、というのは、減少されたストリップ幅に基づいて非対称応力分布或いは最高でない波状ストリップ形状が僅かな欠点でストリップ安定化を奏するからである。ストリップ厚に関する応力差異に基づいて弾性変形が生じる。薄板厚に関する応力が限界値の上部にストリップ横変形の形態を奏する（横円弧）。

ストリップ安定化の外力影響によって薄板厚に関する応力分布の局部的変更が図示された機能経過に依存して、ストリップ走行方向に見て、ストリップ幅の０，７５倍から１，７５倍まえの間隔まで示されている。

鋼ストリップの振動が安定化ロールの例えば丸くない走行に基づいて亜鉛容器に存在するならば、放出ノズルからのストリップ安定化の間隔が代表的にノズル隙間から最高１，５ｍであるときに、ストリップ安定化制御によりストリップ安定化制御なしの状況に比べてストリップ振動の減少を得る。図５から認識すべきであるように、およそ１，５ｍの間隔閾値が多くの異なった代表ストリップ幅のために生じる。ストリップ安定化が放出ノズルから離れてこの間隔閾値より遠くに存在するならば、放出ノズルの領域における振動がもはや減衰されなく、むしろ、ストリップ安定化の領域における振動減衰にもかかわらず、放出ノズルの内部にストリップ運動の増加とそれにより被覆品質の減退とをまねくことが励起され得る。

ストリップ形状の安定化／平滑化にも類似に適用される。間隔閾値内部の間隔では、良好な平滑化が得られ、さらに、平滑化が困難であるか、或いはもはや可能でない。

さらに、放出ノズルとストリップ安定化部を組合せる次の装置が設けられていて、ストリップ安定化コイルがいつも心合せられたストリップ位置にまで作用する。

公知のシステムに比べて、安定化部がそれぞれにストリップ位置に整合されるか、或いは実効位置が規定されている。整合が特別にもたらされた整合手段によって行われる。

放出ノズルの特別フレーム構造に基づいて安定化部がこのフレーム上に固定され、それにより機械式固定で再生可能に調整可能である（図３）。それによりストリップ位置或いはストリップ中心への心合せが安定化部と放出ノズルの間でいつも等しい。

それによりストリップの可能な旋回が生産中に行われ、ストリップ位置の零位置或いは目標位置の新たな規定が必要ない。放出ノズルと安定化コイルが機械的に同期整合されている。

要約して以下のことが生じる：
１．間隔≦ファイ＊ストリップ幅に対する物理的関係（Ｓｔａｉｎｔ−Ｖｅｎａｎｔに基く原理）に基づいて安定化作用部と放出ノズルの間の最高許容間隔の確認。
２．修正要因ファイが０，７５と１，７５の間のストリップ幅の函数としてシミュレーションと稼働実験から生じる。横方向におけるストリップの変形は僅かなストリップ厚に基づいて不安定性を生じる。減少されたストリップ幅によりこの減少がそんなに強力に奏しなく、それは放出ノズルから安定化部の可能な間隔の増加を生じる。
３．安定化コイルとノズルの機械的連結に基づいて整合精度の上昇に対する放出ノズル構造内部のストリップ安定化コイルの積分法。
４．ストリップ安定化コイルが放出ノズルに連結するに関していつも等しく整合され、傾斜状態或いはストリップねじれにも整合されている。

１．．．．安定化コイル
２．．．．鋼ストリップ
３．．．．測定システム

Claims (16)

1. ストリップ位置が検出され、ストリップ走行方向において放出ノズルの下流に配置されて電磁的に接触なしに貫通鋼ストリップに作用するコイルによって安定化力が検出されたストリップ位置に従ってストリップに及ぼされて、溶融漬浸被覆装備の放出ノズル間に案内されて被覆を備えたストリップを安定化させる方法において、放出ノズルからストリップ安定化部の（作用の）間隔が間隔閾値より小さい値に調整され、その間隔閾値が要因ファイを考慮してストリップ幅の函数として検出され、その要因ファイがストリップ厚とストリップ張力の函数として算出されることを特徴とする方法。
2. 間隔が出来るだけ小さく、理想的に零の値に調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ストリップ位置がコイル配列の内部に決定されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. ストリップ位置がコイル配列の立体的付近に決定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. ストリップ位置が追加的にコイル配列の上部と下部に決定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 放出ノズルからストリップ安定化部の間隔が現実のストリップ幅に応じてストリップ幅の１，７５〜０，７５倍の値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. ストリップ位置がストリップ幅にわたり直線基準線に対してストリップの間隔の局部的分布として検出され、その限りでは実効測定量として実効ストリップ形状を表すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 安定化する力が検出された実効ストリップ形状に従って輸送方向を横切ってストリップ上に作用して、実効ストリップ形状をストリップ方向を横切って滑らかな波状ストリップ形状の形態の所定最適目標ストリップ形状に滑らかに得ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. ストリップ位置が直線基準線に対してストリップの間隔の時間的変更として検出され、その限りでは実効測定量としてストリップの実効振動挙動を時間に依存して表すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
10. 安定化する力がストリップの検出された実効振動挙動に従って特に輸送方向に垂直にストリップ上に作用して、検出された実効振動挙動を必要な場合に適して減衰させることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 測定されたストリップ位置が直線基準線に対してストリップの間隔のストリップ幅にわたり分布された時間的且つ場所的変更として時間の函数としてのストリップ形状の振動挙動を表し；そして安定化する力は、ストリップ形状が必要な限り平滑化され且つ同時にその振動挙動が適切に減衰されるように、適切にストリップ上に作用することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ストリップから余剰被覆を取り除く少なくとも一つの放出ノズルと；ストリップ位置を検出する測定装置と；検出されたストリップ位置に従って無接触に鋼ストリップに作用する安定化する力を発生させるために、ストリップ走行方向において放出ノズルの下流に配置されている電磁コイルを備えるストリップ安定化部とを備えて、被覆によりストリップを被覆する溶融漬浸被覆装備において、放出ノズルからストリップ安定化部の（作用の）間隔が間隔閾値より小さい値に調整され、その間隔閾値が要因ファイを考慮してストリップ幅の函数として検出され、その要因ファイがストリップ厚とストリップ張力の函数として算出されることを特徴とする溶融漬浸被覆装備。
13. コイルがストリップの上側と下側に対状に対向位置して配置されていて、放出ノズルに対する間隔が変更できることを特徴とする請求項１２に記載の溶融漬浸被覆装備。
14. 測定装置がコイルの高さに或いはその付近に配置されていて、そこでストリップ位置を検出することを特徴とする請求項１２或いは１３に記載の溶融漬浸被覆装備。
15. ストリップの上側及び／又は下側にはそれぞれ複数コイルがストリップの幅にわたり分布されて配置されていて、そしてそれぞれ外部に位置するコイルが貫通するストリップ辺上でストリップの平面と平行に調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の溶融漬浸被覆装備。
16. ストリップ安定化部と測定装置が機械的に連結されて互いに一定に間隔をおいていることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の溶融漬浸被覆装備。

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