СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПОГРУЖЕНИЕМ В РАСПЛАВ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЛЕНТЫ, В ЧАСТНОСТИ НА СТАЛЬНЫЕ ЛЕНТЫ Российский патент 2009 года по МПК C23C2/24 

Изобретение касается способа и устройства для нанесения покрытий погружением в расплав на металлические ленты, в частности на стальные ленты, которые на технологической позиции нанесения покрытия проводятся под углом или вертикально снизу вверх, через жидкий металл покрытия, и после выхода контролируется толщина покрытия, причем тонкая, подверженная колебаниям металлическая лента проводится с переменной скоростью движения ленты, причем герметизация жидкого покрытия снизу обеспечивается посредством электромагнитного поля, создаваемого в направляющем канале, при этом также создается корректирующее магнитное поле, предотвращающее ферромагнитное притяжение полосы в боковом направлении.

Такой способ и соответствующее устройство, в частности, электромагнитное поле герметизации в направляющем канале, которое предотвращает вытекание металла покрытия вниз и предотвращает ферромагнитное притяжение вбок, известно из документа EP 0776382 B1, в котором не раскрыто, однако, корректирующее магнитное поле.

Кроме того, указанный выше способ стабилизации ленты можно найти в документе DE 19535854 C2. Электромагнитное поле герметизации сформировано как электромагнитное блуждающее поле. При этом в области направляющего канала приложено накладывающееся на электромагнитное поле другое регулируемое магнитное поле, напряженность поля и/или частота которого регулируется в зависимости от зарегистрированного датчиками положения ленты в канале. Используемое для этого устройство состоит из нескольких пар электромагнитных катушек, которые расположены в направлении движения ленты последовательно. Дополнительно предусмотрены следующие катушки вокруг направляющего канала. Вследствие этого обеспечивается возможность регулирования напряженности поля и/или частоты регулируемых пар электромагнитных катушек для разных материалов ленты или толщин ленты.

Тем не менее, описанный выше способ или устройство не могут использоваться ни для очень тонких металлических лент, ни для лент разной ширины.

В основе изобретения лежит задача предложить электромагнитное уплотнение, которое обеспечивает противодействие боковому ферромагнитному притяжению и применимо для всех известных в настоящее время электромагнитных полей герметизации.

Поставленная задача решается, согласно изобретению, посредством того, что в индукторе одна или несколько основных катушек генерируют электромагнитное поле уплотнения в виде электромагнитного блуждающего поля, блокировочного поля или поля подкачки, и отдельно в выбранной конфигурации образуются несколько корректирующих полей, расположение и количество которых устанавливается индивидуально, по меньшей мере, в зависимости от ширины металлической ленты. Наряду с предотвращением ферромагнитного притяжения является преимуществом возможность регулирования по множеству критериев, по которым до сих в направляющем канале пор могли возникать отклонения ленты от середины из-за ферромагнитного притяжения металлической ленты. Как примеры может быть названо: изменяющаяся толщина, волнистость ленты, как, например, прогибы посередине, краевые перегибы, S-образные формы и т.п. Тем не менее, основным преимуществом является то, что ступенчатое изменение ширины может учитываться уже в конструкции индукторов, то есть, количество и расположение корректирующих полей настраивают на фиксированную ширину металлической полосы. При этом размеры магнитов могут учитываться при выборе вида уплотнения: посредством блуждающего поля, блокировочного поля или поля подкачки.

Конструкция предусматривает, чтобы корректирующие поля распределялись в зависимости от производственной программы. При этом посредством одного и того же способа могли наноситься покрытия на металлические ленты разной ширины.

Для управления магнитными полями основной катушки и корректирующей катушки также предпочтительно, чтобы корректирующие поля управлялись раздельными блоками питания, которые приводятся в действие синхронно по фазам и циклически синхронно с соответствующим индуктором.

При этом шаги изменения корректирующих полей осуществляются более просто по сравнению с полем основной катушки посредством того, что корректирующие поля создаются с помощью постоянного тока.

Следующее мероприятие для лучшего воздействия на основные поля заключаются в том, что корректирующие поля приводятся в действие локально в пределах поля уплотнения, усиливая или ослабляя его.

Так как определение мгновенного расположения металлической ленты является предпосылкой для управления корректирующими полями в направляющем канале, далее предлагается, чтобы поперечное положение металлической ленты в направляющем канале определялось с помощью измерительных катушек, причем измерения проводятся в пределах и/или вне корректирующих полей.

Существует также альтернатива, заключающаяся в том, что поперечное положение металлической ленты в направляющем канале непрерывно измеряют бесконтактными методами измерения, как, например, лазерные лучи.

Устройство для нанесения покрытия погружением в расплав на металлическую ленту, в частности стальную ленту, выполнено для учета изменения ширины металлической ленты таким образом, что индуктор каждый раз, по меньшей мере, на двух противоположных поверхностях магнитного ярма создает поле герметизации посредством одной или нескольких основных катушек для создания электромагнитного блуждающего поля, блокировочного поля или поля подкачки, причем посредством нескольких распределенных в выбранной конфигурации на поверхности магнитного ярма корректирующих катушек, количество и расположение которых установлено в зависимости от ширины и/или толщины металлической ленты.

При этом для лент различной ширины и/или толщины осуществляют регулируемое воздействие корректирующих катушек на поле основных катушек посредством того, что корректирующие катушки, в зависимости от производственной программы, расположены в углах многоугольника, что обеспечивает распределенное воздействие корректирующих катушек на поле основных катушек.

В качестве дополнения для этой конструкции служит то, что корректирующие катушки присоединяются к раздельным источникам электропитания, которые управляются синхронно по фазам и циклически синхронно с соответствующими основными катушками.

Мгновенное расположение металлической ленты в направляющем канале может регистрироваться также при переменных скоростях движения ленты, причем в пределах и/или вне корректирующих катушек предусмотрены измерительные катушки для определения мгновенной позиции ленты в пределах направляющего канала.

В целом, достижимо очень точное измерение посредством того, что поперечное положение металлической ленты в направляющем канале измеряется с помощью бесконтактно работающих средств измерения.

Корректирующие катушки могут присоединяться также к источнику постоянного тока.

Таким образом, в заявленном изобретении предложен способ нанесения покрытий погружением в расплав на металлическую ленту, в частности стальную ленту, при котором ленту проводят под углом или вертикально снизу вверх через жидкий металл покрытия в станции нанесения покрытия, и после выхода контролируют толщину покрытия, причем тонкую, подверженную колебаниям при еще жидком состоянии нанесенного покрытия металлическую ленту при переменной скорости движения ленты проводят через уплотняющее направляющий канал снизу электромагнитное поле, сформированное в виде блуждающего поля, при этом осуществляют соответствующее регулирование для предотвращения поперечного ферромагнитного притяжения, причем в индукторе посредством одной или нескольких основных катушек с их электромагнитным полем генерируют электромагнитное блуждающее поле в виде блокировочного поля, поля подкачки и в пределах поверхности магнитного ярма, окруженного основной катушкой, генерируют несколько раздельно расположенных корректирующих полей, при этом расположение и количество корректирующих полей индивидуально устанавливают, по меньшей мере, ступенчато, в зависимости от ширины и/или толщины металлической ленты, причем корректирующие поля формируют корректирующими катушками, расположенными по углам образованного ими многоугольника, при этом осуществляют регулируемое питание корректирующих полей от раздельных источников питания, которые приводят в действие синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором.

В части устройства в заявленном изобретении предлагается устройство для нанесения покрытия погружением в расплав на металлическую ленту, в частности стальную ленту, содержащее проходящую под углом или вертикально снизу вверх направляющую ленты, станцию нанесения покрытия, одну присоединенную к станции нанесения покрытия снизу запасную емкость, направляющий канал для металлической ленты, который окружен индуктором, создающим электромагнитное блуждающее поле для уплотнения снизу и центрального расположения металлической ленты в направляющем канале, срывающую систему над запасной емкостью, причем индуктор снабжен, по меньшей мере, на двух противоположных поверхностях магнитного ярма, соответственно, одной или несколькими основными катушками для формирования электромагнитного блуждающего поля в виде блокировочного поля или поля подкачки и распределенными по поверхности магнитного ярма корректирующими катушками, количество и расположение которых зависит соответственно от ширины и/или толщины металлической ленты, при этом корректирующие катушки расположены по углам образованного ими многоугольника, при этом корректирующие катушки присоединены к раздельным источникам питания, которые управляются синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором.

На чертежах представлены формы осуществления изобретения, которые описываются подробно.

Показано:

Фиг.1 - станция нанесения покрытия с системой магнита блуждающего поля.

Фиг.2 - станция нанесения покрытия с системой блокировочного поля.

Фиг.3 - станция нанесения покрытия с системой поля подкачки.

Фиг.4 - вид спереди системы герметизации с основной катушкой, корректирующими катушками и измерительными катушками.

В способе нанесения покрытий погружением в расплав на металлические ленты 1, в частности стальные ленты 1а, предварительно подогретая металлическая лента 1 проводится из печи через поворотные валики, служащие в качестве направляющих 2 ленты, под углом или вертикально снизу вверх, через жидкий металл 3 покрытия в станцию 4 нанесения покрытия. После выхода из станции 4 нанесения покрытия толщина 5 покрытия контролируется в срывающей системе 6.

Во время нанесения покрытия из металла 3 покрытия относительно тонкая металлическая лента 1 подвержена колебаниям, причем происходят дополнительно колебания скорости движения ленты или, соответственно, изменение по отношению к избранным величинам скорости движения ленты при еще жидком состоянии покрытия 7, и металлическая лента 1 проводится через электромагнитное поле 13 уплотнения, создаваемое в направляющем канале 8 для герметизации снизу, и поперечно по отношению к ферромагнитному притяжению через корректирующее поле 14.

Требуемое постоянное положение металлической ленты 1 посередине направляющего канала 8 является из-за воздействий магнитного поля между индукторами 9 с двух сторон и направлений неустойчиво равновесным. Только в середине направляющего канала 8 сумма воздействующих на металлическую ленту 1 магнитных сил притяжения является близкой к нулю. Как только металлическая лента 1 отклоняется из ее серединного положения, изменяется расстояние от индукторов 9. При этом металлическая лента 1 приближается к одному из источников полей 13 уплотнения и удаляется от другого. Решение производить оба магнитных поля индукторов 9 настолько сильными, чтобы исключать какой-либо перекос, отвергается из-за связанного с этим сильного нагрева металлической ленты 1.

Серединное положение металлической ленты 1 рассматривается вместе с другими параметрами создания поля 13 уплотнения в индукторе 9 с основной катушкой 9а в виде электромагнитного блуждающего поля 10 (фиг.1), блокировочного поля 11 (фиг.2) или поля 12 подкачки (фиг.3). Несколько корректирующих полей 14 располагаются в выбранной конфигурации (фиг.4) раздельно, причем их расположение и количество индивидуально устанавливают, по меньшей мере, ступенчато на различную ширину металлической ленты 1. Согласно фиг.4, корректирующие катушки 14а в пределах поверхности магнитного ярма 15, которая окружается основной катушкой 9а, могут располагаться в форме треугольника или, как изображено, как многоугольник. На фиг.4 образованы как горизонтальные формы треугольника, так и вертикальные формы треугольника. Корректирующие катушки 14а или корректирующие поля 14 образуют углы 17 многоугольника, и многоугольник 18 может представлять собой треугольник, четырехугольник, вплоть до n-угольника. При этом величина корректирующих катушек 14а влияет на их положение и распределение.

Распределение корректирующих катушек 14а или корректирующих полей 14 по расположению и количеству выбирают в зависимости от выбранных ступеней ширины металлической ленты, аналогично к производственной программе.

Поперечное и, соответственно, центральное расположение металлической ленты 1 в направляющем канале 8 может непрерывно измеряться с помощью бесконтактных измерительных приспособлений. Измерительные катушки 16 лежат (фиг.4) в пределах или вне корректирующих катушек 14а, так что возникает картина измерений по всей ширине металлической ленты. Вследствие этого регистрируются описанные выше аномалии формы или расположения металлической ленты.

Выбор электромагнитного блуждающего поля 10, или электромагнитного блокировочного поля 11, или электромагнитного поля 12 подкачки происходит исходя из характеристик материала (прочность, структура решетки) металлической ленты 1.

Перечень основных обозначений

1 - металлическая лента,

1а - стальная лента,

2 - направляющая ленты,

3 - металл покрытия,

4 - станция покрытия,

4а - запасная емкость,

5 - толщина покрытия,

6 - срывающая система,

7 - нанесенное покрытие,

8 - направляющий канал,

9 - индуктор,

9а - основная катушка,

10 - электромагнитное блуждающее поле,

11 - электромагнитное блокировочное поле,

12 - электромагнитное поле подкачки,

13 - поле уплотнения,

14 - корректирующее поле,

14а - корректирующая катушка,

15 - поверхность магнитного ярма,

16 - измерительная катушка,

17 - углы многоугольника,

18 - многоугольник.

Изобретение относится к области нанесения покрытий погружением в расплав. Металлическую ленту пропускают через расплав снизу вверх и после выхода контролируют толщину покрытия. Ленту проводят через уплотняющее направляющий канал снизу электромагнитное блуждающее поле, которое генерируют в виде блокировочного поля, поля подкачки и в пределах поверхности магнитного ярма, окруженного основной катушкой, генерируют несколько корректирующих полей. Корректирующие поля формируют корректирующими катушками, расположенными по углам образованного ими многоугольника, при этом осуществляют регулируемое питание корректирующих полей от раздельных источников питания, которые приводят в действие синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором. Устройство содержит индуктор, снабженный одной или несколькими основными катушками для формирования электромагнитного блуждающего поля и распределенными по поверхности магнитного ярма корректирующими катушками, количество и расположение которых зависит соответственно от ширины и/или толщины ленты. Корректирующие катушки расположены по углам образованного ими многоугольника и присоединены к раздельным источникам питания, которые управляются синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором. Электромагнитное уплотнение обеспечивает противодействие боковому ферромагнитному притяжению и применимо для всех известных в настоящее время электромагнитных полей герметизации. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ нанесения покрытий погружением в расплав на металлическую ленту (1), в частности стальную ленту (1а), при котором ленту (1) проводят под углом или вертикально снизу вверх через жидкий металл (3) покрытия в станции (4) нанесения покрытия, и после выхода контролируют толщину (5) покрытия, причем тонкую, подверженную колебаниям при еще жидком состоянии нанесенного покрытия (7) металлическую ленту (1) при переменной скорости движения ленты проводят через уплотняющее направляющий канал (8) снизу электромагнитное поле (13), сформированное в виде блуждающего поля (10), при этом осуществляют соответствующее регулирование для предотвращения поперечного ферромагнитного притяжения, причем в индукторе (9) посредством одной или нескольких основных катушек (9а) с их электромагнитным полем (10, 11, 12) генерируют электромагнитное блуждающее поле (10) в виде блокировочного поля (11), поля (12) подкачки и в пределах поверхности магнитного ярма (15), окруженного основной катушкой (9а), генерируют несколько раздельно расположенных корректирующих полей (14), при этом расположение и количество корректирующих полей индивидуально устанавливают, по меньшей мере, ступенчато, в зависимости от ширины и/или толщины металлической ленты (1), отличающийся тем, что корректирующие поля (14) формируют корректирующими катушками (14а), расположенными по углам (17) образованного ими многоугольника (18), при этом осуществляют регулируемое питание корректирующих полей (14) от раздельных источников питания, которые приводят в действие синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором (9).2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корректирующие поля (14) формируют при помощи постоянного тока.3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корректирующие поля (14) приводят в действие локально в пределах поля (13) уплотнения, создавая его усилие или ослабление.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечное расположение металлической ленты (1) в направляющем канале (8) определяют посредством измерительных катушек (16), причем измерения проводят в пределах и/или вне корректирующих полей (14).5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечное расположение металлической ленты (1) в направляющем канале (8) измеряется непрерывно с помощью бесконтактного метода измерения.6. Устройство для нанесения покрытия погружением в расплав на металлическую ленту (1), в частности стальную ленту (1а), содержащее проходящую под углом или вертикально снизу вверх направляющую (2) ленты, станцию (4) нанесения покрытия, одну присоединенную к станции (4) нанесения покрытия снизу запасную емкость (4а), направляющий канал (8) для металлической ленты (1), который окружен индуктором (9), создающим электромагнитное блуждающее поле (10) для уплотнения снизу и центрального расположения металлической ленты (1) в направляющем канале (8), срывающую систему (6) над запасной емкостью (4а), причем индуктор (9) снабжен, по меньшей мере, на двух противоположных поверхностях (15) магнитного ярма соответственно одной или несколькими основными катушками (9а) для формирования электромагнитного блуждающего поля (10) в виде блокировочного поля (11) или поля (12) подкачки и распределенными по поверхности (15) магнитного ярма корректирующими катушками (14а), количество и расположение которых зависит от ширины и/или толщины металлической ленты (1), отличающееся тем, что корректирующие катушки (14а) расположены по углам (17) образованного ими многоугольника (18), при этом корректирующие катушки (14а) присоединены к раздельным источникам питания, которые управляются синхронно по фазам и циклам с соответствующим индуктором (9).7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в пределах и/или вне корректирующих катушек (14а) предусмотрены измерительные катушки (16) для определения мгновенной позиции ленты в пределах направляющего канала (8).8. Устройство по пп.6 и 7, отличающееся тем, что поперечное расположение металлической ленты (1) в направляющем канале (8) измеряется посредством бесконтактно работающих средств измерения.9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что корректирующие катушки (14а) присоединены к источнику постоянного тока.