JP2017535679A - 金属ストリップのコーティング方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、当初はまだ液状のコーティング材料、たとえば亜鉛で金属ストリップをコーティングする方法および装置に関する。コーティング中にコーティングされた金属ストリップがロール対を通過する。このとき、ロール対のロールのうちの１つのロールを、他方のロールに対して当付け可能であり、これにより金属ストリップの不都合な反りを解消することができる。金属ストリップ上のコーティングの不均等な厚さ分布をローラ対のコレクトロールの当て付けが行われる場合にも回避するために、本発明によれば、ブロー装置を適切に移動させることによって、ブロー装置のスリット内における設定された目標中間位置へと金属ストリップの実際位置を調節する。

Description

本発明は、当初はまだ液状のコーティング材料、たとえば亜鉛で金属ストリップをコーティングする方法および装置に関する。この方法および装置は、特に金属ストリップの溶融亜鉛めっきのために使われる。

金属ストリップをコーティングするこのような装置は、先行技術において基本的に知られており、たとえば独国特許出願公開第１０２００９０５１９３２号明細書から知られている。具体的には、この刊行物は、液状のコーティング材料で充填されているコーティング容器を開示している。コーティングのために、金属ストリップはコーティング材料を有する容器を通って案内される。コーティング容器を出た後に、金属ストリップは、コーティング容器の上方に配置された、金属ストリップの表面からまだ液状であるコーティング材料の余分な部分を吹き払うためのブロー装置を通過する。ブロー装置の上方には、コーティング容器およびブロー装置を出た後に金属ストリップを安定化するための、ブロー装置によって支持された電磁的な安定化装置が配置されている。電磁的な安定化装置は、特に、ストリップが装置全体の中間平面の中心に保持され、コーティング装置およびブロー装置を通過中の金属ストリップの振動が回避されるかまたは少なくとも減少するようにする。

ブロー装置も、電磁的な安定化装置も、それぞれ１つのスリットを有している。これらのスリットを通って、金属ストリップが案内されている。金属ストリップの上面および下面においてコーティング材料の均一な厚みまたは厚み分布を達成するためには、設定された目標中間位置で金属ストリップがブロー装置のスリットを通って走行することが必須である。こうすることによってのみ、ブロー装置のブローノズルの作用を金属ストリップの上面および下面において同じにし、金属ストリップにおけるコーティング材料の所望される均一な厚み分布が生じることが保証される。

この目標中間位置は特に、ブロー装置の互いに向かい合っているノズルに対する金属ストリップの長辺側および短辺側の有利には均一な間隔によって、かつ特に金属ストリップがスリットまたはノズルの長手方向の配向に対して傾斜、回動または強く反っていないことによって、規定される。

しかし実際には、金属ストリップがコーティング容器を出た後に強く反っていることが生じ得る。このような反りは、上述のように、特にブロー装置の通過のために不都合である。したがって、従来、金属ストリップがブロー装置内に進入する前にコレクトロールを金属ストリップに対して当て付けることによって、反りに対処する。しかしこれは、こうすることによって、金属ストリップがブロー装置のスリットを通過する実際位置が目標中間位置から逸脱し得るという欠点を有しており、この欠点は、コーティングの不均一な厚み分布という上述した問題をもたらし得る。

独国特許出願公開第１０２００７０４２８９７号明細書は、コーティング材料、たとえば亜鉛で金属ストリップをコーティングする方法を装置と共に開示している。コーティングのために、金属ストリップは、液状のコーティング材料で充填されているコーティング容器を通って案内される。このときに、金属ストリップの表面にコーティング材料が付着する。コーティング容器を出た後に、金属ストリップはブロー装置のスリットを通過する。ブロー装置は、金属ストリップの表面からまだ液状のコーティング材料の過剰な部分を吹き払うように作用する。さらに、コーティング容器を出た後の金属ストリップの実際の反りを検出するために、反りセンサが設けられている。検出された実際の反りが、設定された許容可能な反り閾値を上回る限り、コレクトロールが金属ストリップに対して当て付けられ、これによりこの金属ストリップを平らにする。ブロー装置が駆動されることも開示されている。

独国特許第４３００８６８号明細書は、ノズルギャップとストリップ表面との間の間隔が一定のままであるように、ブロー装置を調節駆動装置によって位置決めすることを教示している。ブロー装置の位置の相応する制御または調節は、別個の測定装置により連続的に検出される、金属ストリップの実際の位置に依存して行われる。

本発明の根底を成す課題は、金属ストリップをコーティングするための冒頭で述べた種類の公知の方法および公知の装置を改善して、コレクトロールの当付けに基づいた金属ストリップにおけるコーティングの不均一な厚み分布を回避することにある。

この課題は、方法技術的には、請求項１に記載の方法によって解決される。

金属ストリップがブロー装置のスリット内において再び設定された目標中間位置に位置するようにブロー装置を移動させることによって、有利には、コレクトロールの当付けに基づく、またはコレクトロールの当付けの変更に基づく、金属ストリップにおけるコーティングの不均一な厚み分布を阻止することが達成される。

第１の態様によれば、コレクトロールの当付けに対して付加的に、金属ストリップの実際位置の、その目標中間位置からの予め検出されたずれも、ブロー装置の移動のための基準として、または基準値として役立ち得る。この基準は、ブロー装置の必要となる移動に関する極めて正確な根拠を与えるという利点を提供する。

別の態様によれば、金属ストリップを、コーティング容器およびブロー装置を出た後に、ブロー装置の上方に配置された電磁的な安定化装置を用いて、特に不都合な振動に対して安定化することが規定されている。典型的には、安定化装置は、前置されたブロー装置に機械的に支持されている。電磁的な安定化装置は、本出願人によれば、Dynamic Electro Magnetic Coating Optimizer DEMCOとも呼ばれる。

本発明の課題は、さらに装置技術的には請求項４に記載の装置によって解決される。この解決手段の利点は、特許請求された方法に関して上記で挙げられた利点に対応する。装置の有利な態様は、従属請求項に記載されている。

発明の詳細な説明には２つの図面が添付されている。

本発明に係る装置の全体図である。 ブロー装置のスリットを示す平面図である。

以下、本発明を上述の図面に関連した実施例の形態で詳細に説明する。全ての図面において、同一の技術的な要素は同一の参照符号で示されている。

図１は、液状のコーティング材料３００、たとえば亜鉛で金属ストリップ２００をコーティングするための本発明に係る装置１００を示している。コーティングのために、当初はまだコーティングされていない金属ストリップ２００が搬送方向Ｒでコーティング容器１１０内へと案内される。コーティング容器１１０は液状のコーティング材料３００で充填されている。コーティング容器１１０の内部で、金属ストリップ２００は変向ロール１１５によって変向されるので、金属ストリップ２００は上方に向かってコーティング容器１１０を出る。コーティング容器１１０の通過後に、まだ液状のコーティング材料３００が金属ストリップ２００に付着している。

変向ロール１１５には、金属ストリップ２００の搬送方向Ｒで１つのロール対が後置されている。このロール対の間を通ってコーティングされた金属ストリップ２００が通過するように案内されている。ロール対は、典型的にはコーティング容器１１０の内部に、コーティングプロセスの実施時にコーティング材料３００によって取り囲まれるように配置されている。ロールのうちの一方のロールは、コレクトロール１６０としてロール対の他方のロールに対して当付け可能であり、金属ストリップを不都合な反りが存在している場合に平らにすることができる。この目的のために、金属ストリップ２００の反りの大きさが、反りセンサ１５４により検出され、設定された反り閾値と比較される。この比較は制御装置１９０内で行うことができる。反りの大きさが反り閾値よりも大きい場合、制御装置１９０によってコレクトロールが駆動制御されて、金属ストリップに当て付けられる。

ロール対には、金属ストリップの搬送方向Ｒでブロー装置１２０が後置されている。ブロー装置１２０は、スリット１２２を画成する。このスリット１２２を通って金属ストリップ２００が案内されている。ブロー装置により、金属ストリップ２００の表面から過剰なコーティング材料が吹き払われる。

金属ストリップ２００の上面および下面における吹払いを均一に行うために、図２にＸ方向の実線の形で示されているように、金属ストリップ２００がブロー装置１２０のスリット１２２を、設定された目標中間位置１２８にて通過することが重要である。この目標中間位置は、特に、ブロー装置１２０のスリット１２２の内側縁部に対する均一な間隔または間隔分布という点で優れている。設定された所望の目標中間位置１２８の他に、図２には、金属ストリップ２００の生じ得る不都合な実際位置も一点鎖線として記入されている。このように、金属ストリップ２００の不都合な実際位置は、たとえば、金属ストリップ２００が目標中間位置に対して回動しているか、またはＹ方向で平行にずれていることによって生じる。

再び図１に関して、ブロー装置１２０の上方に電磁的な安定化装置１４０を確認することができる。この電磁的な安定化装置１４０自体は、スリット１４２を有している。このスリット１４２を通って金属ストリップ２００が同様に案内されている。ここでも、図２に示したように、金属ストリップ２００はスリット１４２を有利には設定された目標中間位置１２８において通過し、これにより、電磁的な安定化装置１４０によって提供される力が所望の形式で均一に金属ストリップ２００を安定化するように作用することができる。

ブロー装置１２０のスリット１２２内における設定された目標中間位置からの金属ストリップ２００の実際位置のずれを検出するために、位置センサが設けられている。さらに、図２に関して上で説明したように、移動装置１３０によってブロー装置１２０を移動させることによって、ブロー装置１２０のスリット１２２内における設定された目標中間位置へと金属ストリップ２００の実際位置を調節するための、調節装置１８０が設けられている。移動は、金属ストリップ２００の搬送方向Ｒに対して直交する平面内で行われる。調節は、金属ストリップ２００の目標中間位置からの実際位置の、位置センサ１５２によって検出されたずれに応じて行われる。選択的に、反りセンサ１５４により検出された金属ストリップの反りの大きさも付加的に考慮しながら調節を行うこともできる。

位置センサ１５２および反りセンサ１５４は、金属ストリップ検出装置１５０の２つの部分である。１つの実施の形態によれば、位置センサ１５２の機能と反りセンサ１５４の機能とは、省略してレーザとも呼ばれる、典型的にはレーザ支援された唯１つのセンサ装置によって実現されていてもよい。したがって、位置センサ１５２および反りセンサ１５４は、センサ装置または金属ストリップ検出装置の形態の１つの構造ユニットを形成する。

第１の代替的な形態によれば、ブロー装置のスリット１２２内における設定された目標中間位置からの金属ストリップの実際位置の検出されたずれに応じて、ブロー装置１２０の移動を行うことができる。言い換えると、金属ストリップ２００がスリット１２２をもはや目標中間位置１２８で走行していないことが突き止められると、金属ストリップがブロー装置１２０のスリット１２２を再び設定された目標中間位置１２８において走行するように、ブロー装置１２０が移動装置１３０によって移動させられ、これにより所望される均一なコーティングを保証することができる。

第２の代替的な形態によれば、または補足的に、コレクトロール１６０の、コレクトロール検出装置１６５により検出された当付け位置または当付け位置の変化も考慮しながら、ブロー装置１２０の移動を行うことができる。この目的のために、コレクトロール検出装置１６５の出力部は、調節装置１８０の入力部にも接続されている。これによって、ブロー装置の移動が、コーティング時の均一性の所望の最大化に関して改善される。コレクトロール検出装置１６５は、２つのエンコーダとして構成されていてもよく、これらのエンコーダのうちのそれぞれ１つのエンコーダは、コレクトロール１６０のそれぞれ１つの駆動装置上に設置されている。

金属ストリップ検出装置およびコレクトロール検出装置１５０，１６５は、有利には、所望の目標中間位置からの金属ストリップの実際位置の想定可能な全てのずれを検出するように形成されている。これらのずれには、特に図２に関して上で説明したような、Ｘ方向またはＹ方向での金属ストリップの（平行）移動または回動が挙げられる。これに対応して、移動装置１３０は、調節装置１８０による適切な駆動制御時に、金属ストリップの搬送方向Ｒに対して直交する平面内でブロー装置１２０を任意の形式で走行させるように、特に（平行に）移動させるかまたは回動させるように構成されている。これにより、目標中間位置における金属ストリップの通過を実現することができる。移動装置１３０をピストンシリンダユニットとして形成することは、その限りでは単に例示的であり、これに制限するものではない。

１００ 装置
１１０ コーティング容器
１１５ 変向ロール
１２０ ブロー装置
１２２ ブロー装置のスリット
１２８ ブロー装置または電磁的な安定化装置内における金属ストリップの目標中間位置
１３０ 移動装置
１４０ 電磁的な安定化装置
１４２ 電磁的な安定化装置のスリット
１５０ 金属ストリップ検出装置
１５２ 位置センサ
１５４ 反りセンサ
１６０ コレクトロール
１６５ コレクトロール検出装置
１８０ 調節装置
１９０ 制御装置
２００ 金属ストリップ
３００ コーティング材料
Ｒ 金属ストリップの搬送方向
Ｘ 目標中間位置における金属ストリップの幅方向
Ｙ 金属ストリップにより描かれる平面に対して直交する方向
Ｚ Ｘ−Ｙ平面に対して垂直な方向

独国特許第４３００８６８号明細書は、ノズルギャップとストリップ表面との間の間隔が一定のままであるように、ブロー装置を調節駆動装置によって位置決めすることを教示している。ブロー装置の位置の相応する制御もしくは調節は、別個の測定装置により連続的に検出される、金属ストリップの実際の位置に依存して行われる。国際公開第９４／０２６５８号は、少なくとも暗示的にブロー装置の上方で金属ストリップの反りを検出する反りセンサが設けられていることを教示している。強すぎる反りが突き止められると、場合によってはストリップとブロー装置との間の接触の危険が生じるので、金属ストリップの全幅にわたって金属ストリップとブロー装置との間の最小間隔が維持されているようになるまで、ブロー装置が金属ストリップの平面に対して横方向に走行させられる。特開２００３−１１３４６０号公報は、電磁的な安定化装置（スタビライジング装置）内に配置された１つのいわゆる移動センサを有している。この移動センサは、電磁的な安定化装置のスリット内における金属ストリップの湾曲状態もしくは偏心性の大きさを検出するように構成されている。金属ストリップの偏心性の大きさに応じて、電磁的な安定化装置の電磁石は、金属ストリップの湾曲または経路位置が補正されるように金属ストリップに作用する磁力を生ぜしめるために通電される。スタビライジングロールおよびコレクトロールは、金属浴内にプロセス制御装置により出発値に依存して制御もしくは位置決めされる。ワイピングノズルも、数学的に求められた偏心率に応じて制御されかつ位置決めされるが、しかし設定された閾値以内もしくは未満の金属ストリップの偏心率もしくは偏心性は存在しているようにされる。ワイピングノズルおよび電磁的なブロックもしくは電磁的な安定化装置は、それぞれ並列して同一の大きさだけ運動させられる。

Claims (6)

1. コーティング材料（３００）で金属ストリップ（２００）をコーティングする方法であって、
   コーティングすべき前記金属ストリップ（２００）を、液状の前記コーティング材料（３００）で充填されたコーティング容器（１１０）を通過させるステップであって、前記コーティング材料がコーティングすべき前記金属ストリップの表面に付着する、ステップと、
   前記金属ストリップの前記表面からまだ液状の前記コーティング材料（３００）の過剰な部分を吹き払うための、前記金属ストリップ（２００）の搬送方向（Ｒ）で前記コーティング容器（１１０）に後置されたブロー装置（１２０）のスリット（１２２）を通してコーティングされた前記金属ストリップ（２００）を通過させるステップと、
   前記コーティング容器（１１０）を出た後に前記金属ストリップ（２００）の実際の反りを検出するステップと、
   前記実際の反りの大きさが、許容可能な設定された反り閾値を上回る場合に、前記金属ストリップを平らにするために、前記金属ストリップ（２００）に対して、前記コーティング容器（１１０）の内部に配置されているコレクトロール（１６０）を当て付けるステップであって、該コレクトロール（１６０）の当付けに基づいて、前記ブロー装置（１２０）の前記スリット内における前記金属ストリップ（２００）の実際位置が変更する、ステップと、
   を含む方法において、
   さらに以下のステップ、すなわち
   前記金属ストリップの前記搬送方向に対して直交する平面内で前記ブロー装置を移動させることによって、前記ブロー装置（１２０）の前記スリット（１２２）内における設定された目標中間位置へと前記金属ストリップ（２００）の実際位置を調節するステップを含み、
   前記コレクトロール（１６０）の当付け位置または該当付け位置の変化を検出し、
   前記コレクトロール（１６０）の前記当付け位置を考慮しながら前記ブロー装置（１２０）の移動を行うことを特徴とする、コーティング材料（３００）で金属ストリップ（２００）をコーティングする方法。
2. 前記ブロー装置（１２０）の前記スリット（１２２）内における目標中間位置からの前記金属ストリップ（２００）の前記実際位置のずれを検出し、
   検出された前記ずれに応じて、前記ブロー装置（１２０）の前記移動を行う、請求項１記載の方法。
3. 前記コーティング容器（１１０）および前記ブロー装置（１２０）を出た後に、前記ブロー装置の上方に配置された電磁的な安定化装置（１４０）を用いて前記金属ストリップ（２００）を安定化する、請求項１記載の方法。
4. コーティング材料（３００）で金属ストリップ（２００）をコーティングする装置（１００）であって、
   前記金属ストリップ（２００）を通過させ、このときにコーティングすべき前記金属ストリップ（２００）の表面に前記コーティング材料が付着する、液状の前記コーティング材料で充填可能である、コレクトロール（１６０）を有するコーティング容器（１１０）と、
   前記金属ストリップ（２００）を通過させ、かつ前記金属ストリップの表面からまだ液状の前記コーティング材料（３００）の過剰な部分を吹き払うためのスリット（１２２）を備えた、前記金属ストリップの搬送方向（Ｒ）で前記コーティング容器（１１０）に後置されたブロー装置（１２０）と、
   前記コーティング容器（１１０）を出た後に前記金属ストリップ（２００）の実際の反りを検出するための反りセンサ（１５４）と、
   前記実際の反りの大きさが、許容可能な設定された反り閾値を上回る場合に、前記コレクトロール（１６０）を前記金属ストリップ（２００）に対して当て付けるための制御装置（１９０）と、
   を備える装置において、
   前記金属ストリップの前記搬送方向に対して直交する平面内で移動装置（１３０）を用いて前記ブロー装置（１２０）を移動させることによって、前記ブロー装置（１２０）の前記スリット（１２２）内における設定された目標中間位置へと前記金属ストリップ（２００）の現在位置を調節するための調節装置（１８０）と、
   前記コレクトロール（１６０）の当付け位置および該当付け位置の変化を検出するためのコレクトロール検出装置（１６５）と、
   を備え、
   前記コレクトロール（１６０）の前記当付け位置を考慮しながら前記ブロー装置（１２０）の前記移動が行われることを特徴とする、コーティング材料（３００）で金属ストリップ（２００）をコーティングする装置（１００）。
5. 前記金属ストリップに対して前記コレクトロールを当て付けることに基づく、前記ブロー装置（１２０）の前記スリット（１２２）の通過時の、前記目標中間位置（１２８）に対する前記金属ストリップ（２００）の前記実際位置のずれを検出するための位置センサ（１５２）が設けられており、
   検出された前記ずれに応じて前記ブロー装置（１２０）の前記移動が行われる、請求項４記載の装置。
6. 前記コーティング容器（１１０）および前記ブロー装置（１２０）を出た後に前記金属ストリップ（２００）を安定化させるための、前記ブロー装置の上方に配置された電磁的な安定化装置（１４０）が設けられている、請求項４または５記載の装置。

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