[0001] Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №62/400,426, озаглавленной «ИНДУЦИРОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТОМ», поданной 27 сентября 2016 г.; предварительной заявки на патент США №62/505,948, озаглавленной «ИНДУЦИРОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТОМ», поданной 14 мая 2017 г.; и предварительной заявки на патент США №62/529,053, озаглавленной «СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ ПОКРЫТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС», поданной 6 июля 2017 года, описания которых полностью включены в данный документ посредством ссылки.
[0002] Кроме того, данная заявка связана с заявкой на патент США №15/716,559 на имя Энтони Джин Вилли Пралонга и др. (Antoine Jean Willy Pralong, et al.) и озаглавленная «СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ БЕЗКОНТАКТНОГО НАТЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ», поданной 27 сентября 2017 г.; заявкой на патент США №15/716,577 на имя Дэвида Майкла Кастерса (David Michael Custers) озаглавленной «СИСТЕМЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СТАРЕНИЯ И СПОСОБЫ, ПРИМЕНЯЮЩИЕ МАГНИТНЫЙ НАГРЕВ», поданной 27 сентября 2017 г.; заявки на патент США №15/716,608 на имя Дэвида Энтони Ганзбауэра и др. (David Anthony Gaensbauer, et al.) озаглавленной «КОМПАКТНАЯ ЛИНИЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНЫМ ОТЖИГОМ», поданной 27 сентября 2017 г.; заявка на патент США №15/716,692 на имя Дэвида Энтони Ганзбауэра и др. (David Anthony Gaensbauer, et al.) озаглавленная «МАГНИТНЫЙ ЛЕВИТАЦИОННЫЙ НАГРЕВ МЕТАЛЛА С КОНТРОЛИРУЕМЫМ КАЧЕСТВОМ ПОВЕРХНОСТИ», поданной 27 сентября 2017 г.; заявки на патент США №15/717,698 на имя Эндрю Джэймса Хобиса и др. (Andrew James Hobbis, et al.), озаглавленной «СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ЗАПРАВКИ ГОРЯЧЕГО РУЛОНА В КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА», поданной 27 сентября 2017 года; и заявки на патент США №15/716,570 на имя Джулио Мальпики и др. (Julio Malpica, et al.), озаглавленной «БЫСТРЫЙ НАГРЕВ ЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ШТАМПОВКИ», поданной 27 сентября 2017 года, описание которых полностью включены в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0003] Данное описание относится к обработке металла в целом и более конкретно к нагреву металлических полос, например, полос из цветных металлов, с применением вращающихся магнитов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] При обработке металла может быть востребованным управлять температурой металлического продукта до, во время или после различных стадий обработки. Например, может быть востребованным нагрев металлической полосы перед выполнением определенных технологических процессов, или может быть востребованным поддерживать теплоту в металлической полосе в течение времени, не позволяя металлической полосе остывать ниже минимальной температуры. Управление температурой обычно может включать подвод или отвод тепловой энергии к металлической полосе или от нее.
[0005] Существуют различные технологии подвода тепловой энергии к металлической полосе. Различные технологии, в частности технологии прямого контакта, могут вызывать нежелательные воздействия на металлическую полосу, такие как повреждения на поверхности, накопление отходов (например, углерода от пламени прямого воздействия или источника косвенного нагрева пламенем) на поверхности, или другие подобные нежелательные результаты. Другие технологии пытаются нагреть металлическую полосу без контакта, но не способны эффективно передавать тепловую энергию к металлической полосе. Некоторые другие проблемы, связанные с существующими технологиями, включают высокие затраты на установку и/или обслуживание, потребность в значительном производственном пространстве, ограничение подвижности обрабатываемой металлической полосы, а также вызывание нежелательного воздействия на металлическую полосу.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Термин «вариант реализации изобретения» и подобные термины предназначены для широкого применения ко всему из объекта данного описания изобретения и приведенной ниже формулы изобретения. Формулировки, содержащие эти термины, не следует понимать как ограничивающие объект данного изобретения, описанный в данном документе, или как ограничивающие значение или объем приведенной ниже формулы изобретения. Варианты реализации данного изобретения, охватываемые данным документом, определены в нижеследующей формуле изобретения, а не в данной сущности изобретения. Данная сущность изобретения представляет собой обобщенный обзор различных аспектов описания изобретения и вводит некоторые концепции, которые дополнительно изложены ниже в разделе «Подробное описание сущности изобретения». Данный раздел не предназначен для определения ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения и не предназначен для применения в отдельности для определения объема заявленного объекта изобретения. Объект изобретения следует понимать со ссылкой на соответствующие части всего описания данного изобретения, всех без исключения графических материалов и каждого пункта формулы изобретения.
[0007] Некоторые варианты реализации изобретения в соответствии с данным описанием включают нагреватель с вращающимся магнитом и систему, содержащую нагреватель с вращающимся магнитом, причем нагреватель с вращающимся магнитом содержит верхний ротор, вертикально смещенный от нижнего ротора, определяя зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; по меньшей мере один двигатель, соединенный с по меньшей мере либо верхним ротором, либо нижним ротором для вращения по меньшей мере либо верхнего ротора, либо нижнего ротора, чтобы вызывать движущееся и изменяющееся во времени магнитное поле через зазор для нагрева движущейся металлической полосы; а также пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с верхним ротором, либо с нижним ротором для регулировки зазора.
[0008] В некоторых вариантах реализации изобретения, нагреватель с вращающимся магнитом дополнительно содержит дополнительный верхний ротор, вертикально смещенный относительно дополнительного нижнего ротора, определяя дополнительный зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; а также дополнительную пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с дополнительным верхним ротором, либо с дополнительным нижним ротором для регулировки дополнительного зазора. Нагреватель с вращающимся магнитом может содержать по меньшей мере один исполнительный механизм, соединенный с по меньшей мере либо парой опорных рычагов, либо дополнительной парой опорных рычагов для регулировки зазора в ответ на сигнал; а также контроллер, соединенный по меньшей мере с одним исполнительным механизмом для подачи сигнала. Нагреватель с вращающимся магнитом может содержать датчик, соединенный с контроллером, для обеспечения процесса измерения контроллером, при этом контроллер выполнен с возможностью предоставления сигнала на основе измерения. В некоторых случаях дополнительный верхний ротор смещен в поперечном направлении от дополнительного нижнего ротора таким образом, что перекрытие между верхним ротором и нижним ротором меньше ширины движущейся металлической полосы. В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом может содержать направляющий ролик, соединенный с выдвижным опорным рычагом, имеющий возможность перемещения между выдвинутым положением и задвинутым положением, причем по меньшей мере либо верхний ротор, либо нижний ротор соединен с выдвижным опорным рычагом, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит рядом с верхним ротором и нижним ротором, когда выдвижной опорный рычаг находится в выдвинутом положении, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит на расстоянии от верхнего ротора и нижнего ротора, когда выдвижной опорный рычаг находится в задвинутом положении. В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом может содержать по меньшей мере одно устройство для направления потока, расположенное рядом с по меньшей мере либо верхним ротором, либо нижним ротором для направления магнитного потока от по меньшей мере либо верхнего ротора, либо нижнего ротора в направлении зазора.
[0009] В некоторых вариантах реализации изобретения способ включает пропускание металлической полосы через зазор, образованный между верхним ротором и нижним ротором первого набора магнитных роторов; пропускание металлической полосы через дополнительный зазор, образованный между дополнительным верхним ротором и дополнительным нижним ротором второго набора магнитных роторов; вращение первого набора магнитных роторов, чтобы вызывать движущееся и изменяющееся во времени магнитное поле в зазоре для нагрева металлической полосы; вращение второго набора магнитных роторов, чтобы вызывать дополнительное движущееся и изменяющееся во времени магнитное поле в дополнительном зазоре для нагрева металлической полосы; и регулирование по меньшей мере либо зазора, либо дополнительного зазора таким образом, чтобы натяжение (например, колебания натяжения), вызванное в металлической полосе первым набором магнитных роторов, компенсировалось вторым набором магнитных роторов. В некоторых случаях, способ включает проведение измерений металлической полосы, при этом регулирование по меньшей мере либо зазора, либо дополнительного зазора включает осуществление регулирования основанного на проведенных измерениях. В некоторых случаях способ включает регулирование продольного положения по меньшей мере либо первого набора магнитных роторов, либо второго набора магнитных роторов. В некоторых случаях способ включает регулирование поперечного положения по меньшей мере одного ротора по меньшей мере либо первого набора магнитных роторов, либо второго набора магнитных роторов.
[0010] В данном документе предоставлены системы и способы для отверждения покрытия, нанесенного на металлическую полосу. Покрытие может включать краску, лак, ламинат, предварительную обработку, усилитель адгезии, ингибитор коррозии или любое подходящее покрытие, нанесенное на металлическую полосу. Одна, приведенная в качестве примера, система отверждения покрытия содержит камеру отверждения и множество роторов, каждый из которых содержит один или большее количество магнитов. Множество магнитов может состоять из постоянных магнитов и/или электромагнитов. Камера отверждения содержит вход и выход, пригодные для пропускания покрытой металлической полосы через камеру отверждения.
[0011] Множество роторов может быть расположено внутри камеры отверждения относительно покрытой металлической полосы, проходящей через камеру отверждения в любом подходящем расположении. В одной неограничивающей конфигурации по меньшей мере один верхний магнитный ротор расположен над покрытой металлической полосой, а по меньшей мере один нижний магнитный ротор расположен ниже покрытой металлической полосы. По меньшей мере один верхний магнитный ротор может быть расположен в одну линию с по меньшей мере одним нижним магнитным ротором, создавая, по существу, вертикальный блок отверждения, или по меньшей мере один верхний магнитный ротор может быть смещен от по меньшей мере одного нижнего магнитного ротора для создания смещенного блока отверждения. Система может содержать множество блоков отверждения. В некоторых примерах роторы, составляющие каждый блок отверждения, содержат вращающиеся в противоположных направлениях роторы. В некоторых случаях каждый блок отверждения обеспечивает индивидуальную зону нагрева, которая имеет возможность индивидуального и точного управления и имеет возможность мгновенного регулирования. В некоторых случаях множество роторов может быть расположено снаружи камеры отверждения, а стенки камеры отверждения между покрытой металлической полосой и множеством роторов могут быть выполнены из непроводящего и немагнитного материала.
[0012] В некоторых случаях система содержит только верхние магнитные роторы. В других случаях система содержит только нижние магнитные роторы. Каждый магнитный ротор или подмножество магнитных роторов может представлять собой отдельную зону нагрева, которая может быть индивидуально и точно управляемой и мгновенно регулируемой.
[0013] Система выполнена с возможностью нагрева покрытой металлической полосы и покрытия на покрытой металлической полосе с помощью индукционного нагрева. В частности, вращение одного или большего количества магнитных роторов, расположенных относительно покрытой металлической полосы, вызывает движущиеся или изменяющиеся во времени магнитные поля внутри металлической полосы. Изменяющиеся магнитные поля создают токи (например, вихревые токи) внутри металлической полосы, нагревая таким образом металлическую полосу (и, в свою очередь, любое покрытие, нанесенное на металлическую полосу) посредством индукционного нагрева. В некоторых случаях система настроена таким образом, что магнитный поток от магнитных роторов сосредоточен на поверхности металлической полосы.
[0014] В некоторых конфигурациях магнитный ротор над металлической полосой вращается в одном направлении, а магнитный ротор ниже металлической полосы вращается в другом противоположном направлении.
[0015] Магниты могут быть встроены в каждый ротор или соединены любым подходящим образом с поверхностью каждого ротора. В некоторых примерах, по меньшей мере часть каждого магнита открыта. Магниты или подмножество магнитов могут иметь ту же длину, что и продольная длина каждого ротора, а также встраиваться или прикрепляться вдоль продольной оси каждого ротора. В других примерах, по меньшей мере некоторые из магнитов короче или длиннее продольной длины каждого ротора.
[0016] В данном документе также предоставлены способы отверждения покрытия на металлической полосе. Один, представленный в качестве примера, способ включает вращение множества роторов, при этом каждый ротор содержит по меньшей мере один магнит, генерирование теплоты от множества роторов, а также пропускание покрытой металлической полосы через камеру отверждения, причем пропускание покрытой металлической полосы через камеру отверждения включает пропускание покрытой металлической полосы через множество роторов. В некоторых случаях каждый ротор вращается со скоростью по меньшей мере 200 оборотов в минуту (об/мин).
[0017] Дополнительно, в данном документе предоставлен способ нагрева теплоносителя, включающий вращение ротора, причем каждый ротор содержит по меньшей мере один магнит, генерирующий теплоту от ротора, а также пропускание теплоносителя в место, прилегающее к ротору. В некоторых случаях ротор может вращаться со скоростью по меньшей мере 200 оборотов в минуту (об/мин). Генерирование тепла от магнитного ротора может быть мгновенным, точно управляемым и мгновенно регулируемым. Теплота может передаваться теплоносителю посредством индукционного нагрева. В частности, вращение одного или большего количества магнитов, расположенных относительно покрытой металлической полосы, вызывает движущиеся или изменяющиеся во времени магнитные поля внутри металлической полосы. Изменяющиеся магнитные поля создают токи (например, вихревые токи) внутри металлической полосы, нагревая таким образом металлическую полосу (и, в свою очередь, любое покрытие, нанесенное на металлическую полосу) посредством индукционного нагрева. Теплоноситель может включать воду, жидкий кремний, воздух, масло, любой подходящий материал с фазовым переходом или любой подходящий газ или жидкость, и при этом теплоноситель может подводить теплоту в технологические процессы или места, прилегающие к камере отверждения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0018] Описание ссылается на следующие прилагаемые фигуры, на которых применение подобных ссылочных позиций на разных фигурах предназначено для иллюстрации подобных или аналогичных компонентов.
[0019] На фиг. 1 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0020] На фиг. 2 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0021] На фиг. 3 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0022] На фиг. 4 изображен вид сбоку в разрезе ротора для применения с постоянными магнитами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0023] На фиг. 5 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом со смещенными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0024] На фиг. 6 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом со смещенными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0025] На фиг. 7 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с устройствами для направления потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0026] На фиг. 8 изображено схематическое представление системы непрерывного литья, применяющей нагреватель(и) с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0027] На фиг. 9 изображено схематическое представление технологического процесса металлообработки, применяющего нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0028] На фиг. 10 изображено схематическое представление системы контроля нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0029] На фиг. 11 изображена технологическая схема, иллюстрирующая способ применения нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0030] На фиг. 12 изображен вид сбоку изогнутого нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0031] На фиг. 13 изображен вид сбоку выдвижного нагревателя с вращающимся магнитом в выдвинутом положении в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0032] На фиг. 14 изображен вид сбоку выдвижного нагревателя с вращающимся магнитом в задвинутом положении в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0033] На фиг. 15 изображен вид сбоку изогнутого нагревателя с вращающимся магнитом применяющего комбинацию направляющих роторов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0034] На фиг. 16 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с контролем продольного зазора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0035] На фиг. 17 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с однороторными наборами роторов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0036] На фиг. 18 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с однороторными наборами роторов напротив металлических плит в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0037] На фиг. 19 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с однороторными наборами роторов напротив роликов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0038] На фиг. 20 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом с возможностью перемещения относительно неподвижной металлической полосы в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0039] На фиг. 21 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом содержащего множество малых роторов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0040] На фиг. 22 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом содержащего множество малых роторов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0041] На фиг. 23 изображена диаграмма, иллюстрирующая скорость ротора и температуру полосы для ротора и металлической полосы в соответствии с фиг. 22 при первом условии согласно определенным аспектам настоящего раскрытия.
[0042] На фиг. 24 изображена диаграмма, иллюстрирующая скорость ротора и температуру полосы для ротора и металлической полосы в соответствии с фиг. 22 при втором условии согласно определенным аспектам настоящего раскрытия.
[0043] На фиг. 25 изображен вид спереди ротора иллюстрирующий профиль магнитного потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0044] На фиг. 26 изображен передний сквозной вид ротора, иллюстрирующий спрофилированный магнитный ротор, содержащий пустотелый корпус, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0045] На фиг. 27 изображен передний сквозной вид ротора, иллюстрирующий ротор, содержащий концентраторы потока, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0046] На фиг. 28 изображен вид сбоку в разрезе ротора для применения с постоянными магнитами с концентраторами потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0047] На фиг. 29 изображен вид спереди, иллюстрирующий набор роторов, содержащий роторы с изменяющимся потоком, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0048] На фиг. 30 изображен вид спереди, иллюстрирующий набор роторов в соответствии с фиг. 29 после смены положения роторов с изменяющимся потоком в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0049] На фиг. 31 изображен вид спереди, иллюстрирующий набор роторов, содержащий роторы с раструбным потоком, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0050] На фиг. 32 изображен вид спереди, иллюстрирующий технологии для регулирования количества магнитного потока протекающего сквозь металлическую полосу в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0051] На фиг. 33 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0052] На фиг. 34 изображена комбинация схематического расположения и графиков, иллюстрирующая системы магнитного нагрева и контроля натяжения в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0053] На фиг. 35 изображен вид спереди ротора с парой гильз ротора, обеспечивающих профиль магнитного потока, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0054] На фиг. 36 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, изображающая магнитный ротор над металлической полосой с направляющей потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0055] На фиг. 37 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, изображающая магнитный ротор над металлической полосой с направляющей потока в форме стержня в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0056] На фиг. 38 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, изображающая магнитный ротор над металлической полосой с кромочной экранирующей направляющей потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0057] На фиг. 39 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, изображающая магнитный ротор над металлической полосой с устройством для направления потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0058] На фиг. 40 изображена схематическая иллюстрация камеры отверждения в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0059] На фиг. 41 изображен вид в перспективе, иллюстрирующий пример магнитного ротора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0060] На фиг. 42 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0061] На фиг. 43 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0062] На фиг. 44 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0063] На фиг. 45 изображен график температурного профиля камеры отверждения для газосжигающей камеры отверждения.
[0064] На фиг. 46 изображен график зависимости возрастания температуры от скорости магнитного ротора в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0065] На фиг. 47 изображен график зависимости возрастания температуры от зазора между магнитными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
[0066] На фиг. 48 изображена схематическая иллюстрация камеры отверждения и нагревательной камеры для теплоносителя в соответствии с некоторыми аспектами данного описания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0067] Некоторые аспекты и отличительные признаки данного описания относятся к нагревателю с вращающимся магнитом для металлических изделий, таких как металлические полосы, полосы цветных металлов и алюминиевые полосы. Нагреватель с вращающимся магнитом может содержать один или большее количество роторов с постоянными магнитами, расположенных над и/или под движущейся металлической полосой, чтобы вызывать движущиеся или изменяющиеся во времени магнитные поля через металлическую полосу. Изменяющиеся магнитные поля могут создавать токи (например, вихревые токи) внутри металлической полосы, нагревая таким образом металлическую полосу. Набор магнитных роторов может содержать один или большее количество магнитных роторов, например, один магнитный ротор или пару согласованных магнитных роторов на противоположных сторонах металлической полосы, которые вращаются с одинаковой скоростью. Каждый магнитный ротор набора может быть расположен на равном расстоянии от металлической полосы, чтобы избежать отрыва металлической полосы от технологической оси. Задний по ходу набор магнитных роторов может быть применен в непосредственной близости к переднему по ходу набору магнитных роликов для компенсации натяжения, вызванного передним по ходу набором магнитных роликов. Применение одного или большего количества магнитных роторов, а также необязательных других нагревательных или управляющих элементов может создать специальный температурный профиль на металлическом изделии. Специальный температурный профиль может быть конкретным температурным профилем вдоль поперечной ширины металлического изделия, включая однородный или по существу однородный температурный профиль.
[0068] В контексте данного документа термины «выше», «ниже», «вертикальный» и «горизонтальный» применяются для описания относительных ориентаций относительно металлической полосы, как если бы металлическая полоса двигалась в горизонтальном направлении с ее верхней и нижней поверхностью главным образом параллельно земле. В контексте данного документа термин «вертикальный» может относиться к направлению, перпендикулярному поверхности (например, верхней или нижней поверхности) металлической полосы, независимо от ориентации металлической полосы. В контексте данного документа термин «горизонтальный» может относиться к направлению, параллельному поверхности (например, верхней или нижней поверхности) металлической полосы, такому как направление, параллельное направлению движения движущейся металлической полосы, независимо от ориентации металлической полосы. Термины «выше» и «ниже» могут относиться к местам за верхней или нижней поверхностью металлической полосы, независимо от ориентации металлической полосы. В некоторых случаях металлическая полоса может двигаться в горизонтальном направлении, вертикальном направлении или любом другом направлении, например, по диагонали.
[0069] Нагреватель с вращающимся магнитом может быть применен на любой подходящей металлической полосе, способной генерировать вихревые токи в присутствии движущихся и изменяющихся во времени магнитных полей, но может быть особенно подходящим для применения с алюминиевыми металлическими полосами. В контексте данного документа термины «вертикальный», «продольный» и «поперечный» могут применяться в отношении нагреваемой металлической полосы. Продольное направление может проходить вдоль направления движения металлической полосы через технологическое поточное оборудование, например, вдоль технологической оси через линию гомогенизации непрерывным отжигом (CASH, continuous annealing solution heat treatment) или другое оборудование. Продольное направление может быть параллельным верхней и нижней поверхности металлической полосы, а также боковым краям металлической полосы. Продольное направление может быть перпендикулярно поперечному направлению и вертикальному направлению. Боковое направление может проходить между боковыми краями металлической полосы. Поперечное направление может проходить в направлении, перпендикулярном продольному направлению и вертикальному направлению. Вертикальное направление может проходить между верхней и нижней поверхностью металлической полосы. Вертикальное направление может быть перпендикулярно продольному направлению и боковому направлению.
[0070] Аспекты и отличительные признаки данного описания изобретения изложены в данном документе в отношении металлических полос, таких как непрерывно отлитые или ненамотанные металлические полосы, однако данное описание изобретения может также применяться с любыми подходящими металлическими изделиями, например, в виде фольги, листов, слябов, плит, щитов или других металлических изделий. Аспекты и отличительные признаки данного описания изобретения могут быть особенно подходящими для любого металлического изделия, имеющего плоские поверхности. Аспекты и отличительные признаки данного описания изобретения могут быть особенно подходящими для любого металлического изделия, имеющего параллельные или приблизительно параллельные противоположные поверхности (например, верхнюю и нижнюю поверхности). В контексте всей данной заявки приблизительно параллельные элементы могут включать элементы абсолютно параллельные или параллельные в пределах 1°, 2°, 3°, 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9° или 10° в зависимости от ситуации. В контексте всей данной заявки приблизительно перпендикулярные элементы могут включать элементы абсолютно перпендикулярные или перпендикулярные в пределах 1°, 2°, 3°, 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9° или 10° в зависимости от ситуации. В некоторых случаях приблизительно параллельными или приблизительно перпендикулярными могут являться элементы, которые расположены более чем на 10° от параллели или от перпендикуляра соответственно.
[0071] Точное управление нагревом может быть достигнуто при применении нагревателя с вращающимся магнитом. Такое точное управление может быть достигнуто за счет манипулирования различными факторами, включая силу поля магнитов в роторе, количество магнитов в роторе, ориентацию магнитов в роторе, размер магнитов в роторе, скорость вращения ротора, размер ротора, вертикальный зазор между вертикально смещенными роторами в одном наборе роторов, поперечное смещение расположения роторов в одном наборе роторов, продольный зазор между соседними наборами роторов, толщину нагреваемой полосы, вертикальное расстояние между ротором и нагреваемой полосой, скорость движения вперед нагреваемой полосы и количество применяемых наборов роторов. Также могут быть управляемы и другие факторы. В некоторых случаях управление одним или большим количеством из вышеупомянутых факторов, среди прочего, может быть основано на компьютерной модели, обратной связи с оператором или автоматической обратной связи (например, на основе сигналов от датчиков реального времени).
[0072] Каждый магнитный ротор может содержать один или большее количество магнитных источников, таких как постоянные магниты или электромагниты. Роторы с постоянными магнитами в некоторых случаях могут быть предпочтительными и могут быть в состоянии достичь более эффективных результатов, чем роторы, содержащие внутренние электромагниты. Каждый магнитный ротор может вращаться вокруг оси вращения, которая перпендикулярна или приблизительно перпендикулярна продольной оси металлической полосы, проходящей рядом с ротором. Другими словами, каждый магнитный ротор может вращаться вокруг оси вращения, которая перпендикулярна или приблизительно перпендикулярна направлению обработки (например, направлению технологической оси или заднему по ходу направлению) металлической полосы. Ось вращения магнитного ротора также может быть параллельной или приблизительно параллельной поперечной ширине металлической полосы. В качестве примера, магнитный ротор, который перпендикулярен заднему по ходу направлению и параллелен поперечной ширине металлической полосы, может преимущественно обеспечивать мощность нагрева и управление натяжением (например, управление продольным натяжением) одновременно. В некоторых случаях ось вращения магнитного ротора может быть перпендикулярна направлению обработки и копланарна поперечной ширине металлической полосы, и в этом случае ось вращения может быть преднамеренно наклонена (например, наклонена одним концом магнитного ротора ближе к металлической полосе, чем другой конец) для достижения требуемого контроля температурного профиля в металлическом изделии. В некоторых случаях ось вращения магнитного ротора может быть перпендикулярна высоте металлической полосы и может находиться в плоскости, параллельной и отстоящей от плоскости, образованной поперечной шириной металлической полосы и направлением обработки, в случае чего ось вращения может быть преднамеренно наклонена (например, наклонена одним концом магнитного ротора больше к заднему по ходу направлению, чем другой конец) для достижения требуемого контроля температурного профиля в металлическом изделии. В некоторых случаях ось вращения магнитного ротора может быть расположена под другим углом. Вращательное движение ротора заставляет магнитные источники вызывать движущееся или изменяющееся магнитное поле. Ротор можно вращать любым подходящим способом, в том числе с помощью двигателя ротора (например, электродвигателя, пневматического двигателя или иным образом) или побуждающим движением соседнего магнитного источника (например, другого магнитного ротора).
[0073] Применение вращающегося магнитного ротора, в отличие от стационарных электромагнитов, позволяет повысить эффективность, а также повысить равномерность нагрева металлической полосы Применение стационарных электромагнитов для изменения индуктивных полей, распространяемых по ширине полосы, может создавать локализованные горячие зоны в полосе. Индуктивные поля различной интенсивности могут быть вызваны естественной дисперсией в обмотках разных стационарных электромагнитов. Различия в обмотках электромагнита могут привести к тому, что некоторые места будут генерировать больше теплоты, чем соседние боковые места. Локальные горячие зоны могут неравномерно деформировать полосу и вызывать другие производственные дефекты. Напротив, хотя постоянные магниты могут иметь некоторый уровень собственной магнитной дисперсии в своих размерах или от одного магнита к другому, эта дисперсия автоматически усредняется из-за вращения постоянных магнитов ротора. Ни один постоянный магнит не удерживается в каком-либо поперечном стационарном положении, и поэтому вращающиеся постоянные магниты прикладывают среднее магнитное поле. Таким образом, вращающийся магнитный ротор способен равномерно нагревать металлическую полосу более управляемым образом. Когда электромагниты применяются в нагревателе с вращающимся магнитом, различия между различными электромагнитами могут быть усреднены из-за вращения ротора. Такое усреднение отклонений не происходит со стационарными электромагнитами.
[0074] Роторный набор может содержать один или большее количество роторов. В некоторых случаях роторный набор содержит два вертикально смещенных ротора, образующих зазор между ними, через который может пропускаться металлическая полоса. Размером зазора (например, вертикального зазора) между роторами в роторном наборе можно управлять с помощью соответствующих исполнительных механизмов, таких как линейные исполнительные механизмы (например, гидравлические поршни, винтовые приводы или другие подобные исполнительные механизмы). Вертикальным положением каждого ротора в роторном наборе можно управлять индивидуально, или вертикальным положением как верхнего, так и нижнего ротора из роторного набора можно одновременно управлять одним исполнительным механизмом, ответственным за управление вертикальным зазором. Вертикальный зазор может быть центрирован относительно требуемой или фактической технологической оси металлической полосы. В некоторых случаях роторы из роторного набора будут вращаться синхронно по меньшей мере из-за магнитного притяжения между ними. Например, когда южный полюс верхнего ротора обращен вниз в направлении полосы, северный полюс нижнего ротора может быть направлен вверх в направлении полосы.
[0075] В некоторых случаях роторный набор может содержать один ротор, расположенный с любой стороны металлической полосы. В некоторых случаях роторный набор, содержащий один ротор, может дополнительно содержать противоположный элемент, расположенный напротив металлической полосы относительно ротора. Противоположный элемент может облегчать движение магнитного потока через металлическую полосу и/или может обеспечивать механическую поддержку для металлической полосы. Примеры подходящих противоположных элементов включают стационарные плиты (например, железную или стальную плиту) и опорные ролики (например, стальной ролик). В некоторых случаях применение одного ротора может способствовать саморегуляции повышения температуры, вызванного в металлической полосе из-за движущегося магнитного поля. В некоторых случаях применение нечетного количества роторов в роторном наборе (например, 1, 3, 5 или 7 роторов) может привести к неравномерному усилию, приложенному к металлической полосе и перемещающему металлическую полосу от требуемой технологической оси. В некоторых случаях могут быть предусмотрены дополнительные опоры (например, опорные ролики или сопла под давлением для жидкости/воздуха), чтобы поддерживать металлическую полосу на требуемой технологической оси. В некоторых случаях положение роторов в роторном наборе может быть смещено, чтобы удерживать металлическую полосу вблизи требуемой технологической оси.
[0076] Роторный набор может вращаться в «заднем по ходу» направлении или в «переднем по ходу» направлении. В контексте данного документа, роторный набор, вращающийся в заднем по ходу направлении, создает ненулевую силу, которая толкает металлическую полосу в продольном направлении ее перемещения. Например, если смотреть на металлическую полосу со стороны, когда металлическая полоса движется в своем продольном направлении перемещения вправо, верхний ротор роторного набора, вращающийся в заднем по ходу направлении, может вращаться против часовой стрелки, а нижний ротор вращается по часовой стрелке. В контексте данного документа, набор роторов, вращающийся в переднем по ходу направлении, создает ненулевую силу, которая толкает металлическую полосу в направлении, противоположном ее продольному направлению перемещения. Например, если смотреть на металлическую полосу со стороны, когда металлическая полоса движется в продольном направлении перемещения вправо, верхний ротор роторного набора, вращающийся в переднем по ходу направлении, может вращаться по часовой стрелке, а нижний ротор вращается против часовой стрелки.
[0077] В некоторых случаях концентраторы магнитного потока могут быть применены рядом с роторами. Концентратор магнитного потока может быть любым подходящим материалом, способным перенаправлять магнитный поток. Концентратор магнитного потока может принимать магнитный поток от магнитов в роторе, которые не находятся рядом с полосой или не обращены непосредственно к ней, и перенаправлять этот магнитный поток к полосе (например, в направлении, перпендикулярном верхней или нижней поверхности полосы). Концентраторы магнитного потока могут также обеспечивать преимущества магнитного экранирования между ротором и соседним оборудованием, отличного от применяемого для нагрева металлической полосы. Например, концентраторы магнитного потока могут позволять размещать соседние, смещенные в продольном направлении роторные наборы ближе друг к другу с меньшим магнитным взаимодействием между ними. Концентраторы магнитного потока могут быть выполнены из любого подходящего материала, включая легированную кремнием сталь (например, электротехническую сталь). Концентратор магнитного потока может содержать несколько слоев. Концентраторы магнитного потока могут быть отклонителями потока или регуляторами потока. Когда применяются концентраторы магнитного потока, роторы могут достигать эффективных результатов при более низких скоростях вращения, а магниты могут располагаться дальше от металлической полосы.
[0078] Нагреватель с вращающимся магнитом может содержать один или большее количество роторных наборов. В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом содержит по меньшей мере два роторных набора, состоящих из переднего по ходу роторного набора и заднего по ходу роторного набора. Когда применяются по меньшей мере два роторных набора, один роторный набор может компенсировать любое продольное натяжение, вызванное другим роторным набором. В некоторых случаях несколько роторных наборов могут противодействовать продольному натяжению, вызванному одним роторным набором, или один роторный набор может противодействовать продольному натяжению, вызванному несколькими роторными наборами. В некоторых случаях общее количество роторных наборов является четным (например, два, четыре, шесть и т.д.). В контексте данного документа, роторная группа представляет собой совокупность двух или большего количества роторных наборов, которые обеспечивают суммарное влияние продольного натяжения металлической полосы, которое составляет или составляет ниже 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10%. Например, роторная группа может содержать передний по ходу набор магнитных роторов, который вращается в заднем по ходу направлении, тем самым вызывая натяжение в продольном направлении перемещения металлической полосы, вместе с задним по ходу набором магнитных роторов, вращающимся в переднем по ходу направлении, тем самым уменьшая или противодействуя натяжению, вызванному передним по ходу роторным набором. Поскольку характеристики металлической полосы могут изменяться при добавлении теплоты каждым роторным набором, характеристики каждого из роторных наборов в роторной группе можно регулировать для надлежащего противодействия вызванному натяжению. Например, вертикальный зазор первого роторного набора может быть динамически отрегулирован, чтобы вызвать соответствующее натяжение, которое противодействует или является противодействующим второму роторному набору с известным или фиксированным вертикальным зазором. Хотя может быть востребованным регулировать вертикальный зазор между роторами при управлении величиной натяжения, чтобы приложить его к металлической полосе, также можно регулировать другие переменные, например, скорость вращения.
[0079] Благодаря характеру и ориентации роторов в нагревателе с вращающимся магнитом, нагреватель с вращающимся магнитом можно легко устанавливать, снимать и обслуживать в линии технологического поточного оборудования. Нагреватель с вращающимся магнитом может занимать меньше места, чем стационарные электромагнитные индукционные нагреватели. Кроме того, многие стационарные электромагнитные индукционные нагреватели требуют катушек, намотанных вокруг нагреваемой металлической полосы, что требует сложных соединений и/или маневров для удаления металлической полосы с индукционных катушек. При необходимости металлическую полосу можно сразу и легко снять с нагревателя с вращающимся магнитом. В некоторых случаях вертикальное и/или поперечное управление нагревателя с вращающимся магнитом можно применять для перемещения нагревателя с вращающимся магнитом от металлической полосы и/или технологической оси между прогонами, для технического обслуживания, для пропускания полосы через технологическое поточное оборудование, или просто когда дополнительная теплота не желательна для части металлической полосы.
[0080] Современные технологии магнитного нагрева, такие как стационарные электромагнитные индукционные нагреватели, как правило, обеспечивают неэффективный нагрев, например, нагрев с эффективностью равной или равной ниже 50%, 45% или 40%. Нагреватели с вращающимся магнитом, как раскрыто в данном документе, могут работать с гораздо большей эффективностью, такой как эффективностью равной или равной выше 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80% или 85%. Кроме того, нагреватели с вращающимся магнитом могут обеспечивать такое же количество нагрева в меньшем пространстве, чем многие современные технологии магнитного или электромагнитного нагрева. Кроме того, в нагревателе с вращающимся магнитном можно регулировать вертикальный зазор между роторами, что позволяет создать больше места в случае, если металлическая полоса начинает отклоняться от требуемой технологической оси, что позволяет избежать контакта металлической полосы с нагревателем с вращающимся магнитом, так как потенциально это может привести к повреждению нагревателя или металлической полосы. Напротив, многие современные технологии магнитного нагрева, такие как стационарные электромагнитные индукционные нагреватели, не могут регулировать свой зазор, что может привести к нежелательному удару, если металлическая полоса начинает отклоняться от требуемой технологической оси.
[0081] Кроме того, применение постоянных магнитов может потребовать меньше энергии для подачи требуемой тепловой энергии по сравнению с электромагнитами, особенно при повышении рабочих температур. Когда рабочие температуры слишком сильно растут, электромагниты перестают работать должным образом, и для достаточного охлаждения электромагнитов необходимо потратить значительные ресурсы. Напротив, постоянные магниты могут работать при более высоких температурах, сами по себе не генерируют теплоту и могут требовать меньшего охлаждения.
[0082] При необходимости контроль температуры может быть применен к роторам или любому соседнему оборудованию для поддержания операций с высокой эффективностью и/или безопасных условий эксплуатации. Управление температурой может включать принудительный воздушный, жидкостный или другие механизмы теплообмена текучих сред. Управление температурой может быть совмещено с концентраторами магнитного потока, чтобы гарантировать, что оборудование рядом с роторами не перегревается.
[0083] Нагреватель с вращающимся магнитом может быть особенно подходящим для процессов, в которых физический контакт с металлической полосой нежелателен. Например, нагреватели с вращающимся магнитом могут быть особенно полезны в линиях CASH (например, в качестве предварительного нагревателя или предварительного нагревателя для флотационной печи). В линии CASH металл пропускают через многочисленные секции при слабом натяжении. Некоторые линии CASH могут иметь длину до 800 метров или более. В определенных секциях, таких как печь и секции охлаждения, металлическая полоса может не поддерживаться роликами или другими контактирующими устройствами. Металлическая полоса может пропускаться через неподдерживаемые секции длиной около 100 метров и более. По мере будущего развития линий CASH эти длины могут увеличиться. В неподдерживаемых секциях металлическая полоса может плавать на подушках с жидкостью (например, газ или воздух). Может быть востребованным подавать теплоту (например, тепловую энергию) на металлическую полосу на протяжении этих неподдерживаемых секций. Поэтому может быть востребованным применять бесконтактные вращающиеся магнитные нагреватели в этих секциях. Необязательно, добавление нагревателя с вращающимся магнитом перед этими неподдерживаемыми участками может помочь быстро нагревать полосу, минимизируя тем самым необходимость в более длинных неподдерживаемых участках. Кроме того, полоса, проходящая через вертикальный набор бесконтактных вращающихся магнитов, испытывает вертикальную силу отталкивания от каждого магнита, что приводит к вертикальной стабилизации полосы в середине зазора вращающихся магнитов.
[0084] Определенные аспекты данного описания изобретения могут особенно хорошо подходить для сушки металлической полосы. Один или большее количество нагревателей с вращающимся магнитом могут нагревать металлическую полосу без контактирования с металлической полосой и могут способствовать испарению жидкости на поверхностях металлической полосы. Определенные аспекты данного описания могут особенно хорошо подходить для нагрева металлической полосы на коротком расстоянии. В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом может быстро нагревать металлическую полосу, например, после быстрого охлаждения (например, после быстрого охлаждения после горячей прокатки до калибровки).
[0085] Определенные аспекты настоящего раскрытия могут особенно хорошо подходить для управления температурой полосы без внесения нежелательных изменений температуры смазочного материала или других жидкостей на поверхности металлической полосы. Например, некоторые смазки могут иметь нежелательные свойства при высоких температурах. Когда металлическая полоса нагревается в печи или посредством подачи горячего воздуха или прямого воздействия пламени, смазочный материал на поверхности металлической полосы может нагреваться от горячей печи, горячего воздуха или прямого пламени и может быстро достигать нежелательных температур до того, как сама металлическая полоса была нагрета до требуемой температуры в течение требуемого промежутка времени. Однако при применении нагревателей с вращающимся магнитом изменяющиеся магнитные поля, вызванные относительным движением магнитов по отношению к металлической полосе, не будут непосредственно влиять на изменение температуры смазки, а скорее будут нагревать саму металлическую полосу. В таких случаях смазочный материал может преимущественно или полностью нагреваться за счет теплопроводности от металлической полосы. Таким образом, металлическая полоса может быть нагрета до требуемой температуры в течение требуемого промежутка времени с уменьшенным риском или без риска того, что смазочный материал достигнет нежелательных температур. В некоторых случаях нагрев с применением других технологий может привести к перегреву покрытия.
[0086] Некоторые традиционные технологии для отверждения покрытия, такие как газовые печи и инфракрасные нагреватели, нагревают покрытие от внешней поверхности внутрь (например, от внешней поверхности покрытия до границы раздела между покрытием и металлическим изделием). Таким образом, традиционные технологии имеют тенденцию сначала нагревать поверхность покрытия, которая часто имеет более высокую концентрацию краски или другого материала, чем в глубине от поверхности покрытия, которая может содержать более высокую концентрацию растворителя. В результате современные технологии применяют специально разработанные растворители, чтобы гарантировать, что пузырьки не образуются во время нагрева, что может отрицательно повлиять на поверхность покрытия, которое в традиционных технологиях было нагрето в первую очередь. В отличие от этого, некоторые аспекты данного описания позволяют нагревать покрытие изнутри (например, от границы раздела с металлическим изделием по направлению к поверхности покрытия). Таким образом, пузырьки растворителя вызывают меньшую озабоченность, поскольку поверхность покрытия является последней частью покрытия, подлежащего нагреванию. Следовательно, некоторые аспекты данного описания могут позволить применять более разнообразные типы растворителей или растворителей с менее строгими требованиями.
[0087] Кроме того, некоторые традиционные технологии отверждения покрытия требуют присутствия высокотемпературной атмосферы вблизи отверждаемого покрытия, такого как горячие газы в газовой печи или соседние инфракрасные нагреватели с горячим воздухом. Поскольку растворители могут испаряться в окружающую атмосферу, существует повышенный риск взрыва или возгорания, так как температура в этой атмосфере повышается. Например, атмосфера при 300°C может иметь гораздо более высокий взрывоопасный потенциал, чем атмосфера при комнатной температуре. Таким образом, традиционные технологии могут быть эффективно ограничены соображениями безопасности, которые могут привести к снижению скорости линии или скорости обработки, а также уменьшению количества или типов растворителей, разрешенных для применения в конкретном покрытии. В отличие от этого, некоторые аспекты данного описания позволяют нагревать покрытие изнутри, что может происходить в окружающей атмосфере, которая имеет температуру намного ниже, чем в традиционных технологиях, например, окружающей атмосфере, которая равна или находится вблизи температуры окружающей среды (например, комнатной). Таким образом, определенные аспекты данного описания могут обеспечить более высокие скорости линии или скорости обработки, а также позволить применять большее количество и типов растворителей, которые могли бы быть непригодными для традиционных технологий.
[0088] Определенные аспекты данного описания могут особенно хорошо подходить для увеличения или уменьшения натяжения в металлической полосе без контакта с металлической полосой, одновременно обеспечивая нагрев металлической полосы. Например, когда металлическая полоса должна быть нагрета после разматывания с катушки, один или большее количество роторов, все вращающиеся в одном и том же направлении (например, в переднем по ходу в сторону разматывателя), могут действовать для уменьшения натяжения в металлической полосе после каждого ротора. Аналогичным образом, когда металлическая полоса должна быть нагрета перед наматыванием на катушку, один или большее количество роторов, все вращающиеся в одном и том же направлении (например, в заднем по ходу от наматывателя), могут увеличивать натяжение в металлической полосе при приближении к наматывателю, одновременно повышая температуру металлической полосы. Натяжением можно управлять в любом месте во время обработки металла, например, до или после любого подходящего технологического поточного оборудования, включая другое оборудование, кроме разматывателей и наматывателей.
[0089] Определенные аспекты данного описания могут особенно хорошо подходить для нагревания части поверхности металлической полосы до требуемой глубины. Например, нагреватели с вращающимся магнитом могут быть расположены для нагрева поверхности металлической полосы до требуемой глубины (например, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% или 20% от толщины металлической полосы) без существенного нагревания центра металлической полосы.
[0090] В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом может быть особенно полезен для продуктов плавления, когда металлическая полоса содержит секцию сердечника, изготовленную из материала, отличного от секции плакированного слоя. Регулируемыми параметрами нагревателя с вращающимся магнитом можно манипулировать для достижения требуемых результатов в зависимости от типа материалов, выбранных для плакированного слоя и сердечника, а также от толщины плакированного слоя.
[0091] В некоторых случаях количество магнитного потока, приложенного к металлической полосе, можно регулировать различными технологиями. Прикладываемый нагревателем с вращающимся магнитом поток можно регулировать в автономном режиме (например, перед пропусканием металлической полосы рядом с нагревателем с вращающимся магнитом) или динамически (например, регулировать, когда металлическая полоса пропускается рядом с нагревателем с вращающимся магнитом). В некоторых случаях величина магнитного потока, приложенного нагревателем с вращающимся магнитом, может варьироваться по ширине нагревателя. Например, когда применяется ротор с постоянным потоком, металлическая полоса может нести температурный профиль (например, температурный профиль по всей ширине металлической полосы), который содержит горячие зоны вблизи краев и холодные зоны только внутри краев. Чтобы бороться с таким температурным профилем и вместо этого пытаться получить плоский температурный профиль, нагреватель с вращающимся магнитом может иметь поток, который изменяется по всей его ширине, например, обеспечивающий увеличенный поток в местах холодных зон и уменьшенный поток в местах горячих зон. Как описано в данном документе, другие технологии могут применяться для борьбы с горячими зонами для достижения требуемого температурного профиля (например, специального температурного профиля) по всему металлическому изделию, например, равномерного температурного профиля по поперечной ширине металлического изделия.
[0092] Магнитный поток нагревателя с вращающимся магнитом можно регулировать в автономном режиме или динамически различными путями. В некоторых случаях концентраторы потока могут быть добавлены к ротору в требуемых местах для увеличения через него потока. Например, электротехническая сталь, также известная как многослойная сталь или трансформаторная сталь, может быть применена в качестве подходящего концентратора потока. В некоторых случаях концентратор потока может быть расположен рядом с радиальным концом каждого из отдельных магнитов в конкретной поперечной позиции на роторе. В некоторых случаях более сильные или более слабые магниты могут быть выбраны для включения в определенные места в роторе. В некоторых случаях большие магниты (например, больший диаметр или толщина) могут применяться в местах, где требуется увеличение потока, а меньшие магниты могут применяться в местах, где желателен меньший поток. В некоторых случаях магнитонепрозрачные или магнитопрозрачные материалы могут быть применены для подавления потока в нежелательных местах. В некоторых случаях ротор может быть выполнен из множества выровненных по оси малых роторов. Для достижения увеличенного или уменьшенного потока в различных местах ротора малые роторы в этом месте могут вращаться быстрее или медленнее, чем другие малые роторы. В некоторых случаях каждый малый ротор может управляться индивидуально, например, с помощью отдельных двигателей. В некоторых случаях каждый малый ротор может быть механически связан друг с другом или соединен с одним приводным двигателем с применением зубчатых колес для достижения требуемых скоростей вращения относительно друг друга. В некоторых случаях трансмиссия (например, трансмиссия с несколькими размерами передач или бесступенчатая трансмиссия) может позволить динамически регулировать скорости некоторых малых роторов относительно скорости других малых роторов.
[0093] Магниты (например, магнитные источники) в роторах могут иметь любой востребованный профиль магнитного потока. В некоторых случаях может быть востребованным плоский профиль. В некоторых случаях профиль потока может быть спроектирован таким образом, чтобы минимизировать риск возникновения горячих или холодных зон на металлической полосе. В некоторых случаях профиль потока может изменяться таким образом, чтобы обеспечивать улучшенную гибкость для обеспечения различных отличающихся количеств потока через металлическую полосу в зависимости от положения и/или ориентации ротора. В качестве примера, ротор может иметь профиль магнитного потока, принимающий форму бесступенчатой коронки, и может быть размещен напротив ротора, имеющего дополнительный профиль магнитного потока. Управление положением и/или ориентацией ротора может позволить регулировать, если это требуется, количество потока, проходящего через металлическую полосу.
[0094] В некоторых случаях количество магнитного потока, приложенного к металлической полосе, можно регулировать, размещая деталь из магнитопрозрачного или магнитонепрозрачного материала между ротором и металлической полосой.
[0095] При применении, нагреватель с вращающимся магнитом обеспечивает нагрев прилегающей металлической полосы, вызывая вихревые токи внутри металлической полосы. Вызванные вихревые токи происходят от движущихся и изменяющихся во времени магнитных полей, создаваемых роторами, и относительного движения металлической полосы мимо роторов. Переменные и изменяющиеся во времени магнитные поля могут моделироваться максимум в четырех частях, включая первую часть, относящуюся к движению металлической полосы мимо роторов, вторую часть, относящуюся к вращению магнитов вокруг оси вращения ротора, третья часть, относящаяся к вращению ориентации магнитов, когда они вращаются вокруг оси вращения ротора, и четвертая часть, относящаяся к ослаблению или концентрации потока из-за дополнительных устройств, таких как экраны или концентраторы потока, в локализованных областях вдоль полосы. Моделирование генерирования теплоты в движущейся металлической полосе дополнительно усложняется из-за изменения индуктивности и/или удельного сопротивления металлической полосы по мере изменения ее физических свойств (например, температуры). Кроме того, поверхностные эффекты (например, неравномерный нагрев по вертикальной высоте полосы) и краевые эффекты (например, неравномерный нагрев по поперечной ширине полосы) могут дополнительно усложнять моделирование. Посредством многочисленных моделей и экспериментов было обнаружено, что различные аспекты и отличительные признаки данного описания, как изложено более подробно в данном документе, являются особенно подходящими для нагрева металлических полос с высокой эффективностью.
[0096] Некоторые аспекты и отличительные признаки данного описания изложены со ссылкой на движущуюся металлическую полосу, такую как движущаяся металлическая полоса, пропущенная рядом с нагревателем с вращающимся магнитом. Концепции, применимые к движущейся металлической полосе, могут также применяться к неподвижному металлу (например, к неподвижным металлическим полосам, пластинам, решеткам или другим металлическим изделиям), смежным с нагревателем с вращающимся магнитом. Например, вместо металлической полосы, движущейся рядом с ротором, металлическая полоса может оставаться неподвижной, в то время как ротор перемещается вдоль длины неподвижной металлической полосы, например, когда ротор также вращается. Кроме того, некоторые аспекты и отличительные признаки данного описания могут подходить для применения с металлическими изделиями, отличными от металлических полос, движущимися или неподвижными. Например, вращающиеся магнитные нагреватели могут применяться с катанными прутками, экструзиями, слябами (например, толщиной более 10 мм), металлом толщиной более 50 мм или 100 мм, прутками диаметром более 400 мм до 500 мм, несимметричные металлические изделия или другие подходящие металлические изделия.
[0097] В некоторых случаях нагреватели с вращающимися магнитами, как описано в данном документе, могут быть расположены вокруг металлического изделия. Магнитные роторы, такие как описанные в данном документе, могут быть расположены симметрично или равномерно распределены вокруг металлического изделия, такого как смежные противоположные поверхности металлической полосы (например, верхний и нижний роторы), или в тройной ориентации вокруг металлического стержня (например, магнитные роторы, одинаково расположенные под углами 120° друг относительно друга, если смотреть в направлении относительного движения металлического стержня по отношению к магнитным роторам). Расположение магнитных роторов вокруг металлического изделия может быть выбрано для достижения требуемого нагрева в металлическом изделии. В некоторых случаях расположение магнитных роторов может фокусировать большую часть магнитного потока через центр металлического изделия (например, металлический стержень), чтобы обеспечить больше теплоты для центра металлического изделия, чем на внешней поверхности металлического изделия, позволяя таким образом центру нагреваться быстрее, чем внешняя поверхность металлического изделия. В устройстве может быть применено любое количество магнитных роторов, например, один магнитный ротор, два магнитных ротора (например, расположенных под углом 180° друг к другу), три магнитных ротора (например, расположенных под углом 120° друг от друга) четыре магнитных ротора (например, расположенных под углом 90° друг к другу) или большее количество. В некоторых случаях магнитные роторы в устройстве могут быть ориентированы симметрично или равномерно распределены вокруг центральной оси (например, продольной оси металлической полосы), однако в некоторых случаях магнитные роторы могут быть расположены асимметрично или с неравномерным распределением вокруг металлического изделия.
[0098] Определенные аспекты и отличительные признаки данного описания относятся к нагревателям с вращающимся магнитом, обеспечивающим изменение магнитного поля (например, изменение магнитного потока) через металлическую полосу. В некоторых случаях могут быть применены другие источники изменяющихся магнитных полей, такие как электромагниты; магниты, движущиеся по некруглому пути, например, вдоль ремня (например, аналогично гусенице танка) или по вытянутому пути; магниты, вращающиеся на диске; или другие подобные источники изменения магнитных полей. В некоторых случаях нагреватели с вращающимся магнитом, как описано в данном документе, могут иметь преимущества перед другими источниками изменяющихся магнитных полей, хотя могут быть применены и другие источники изменяющихся магнитных полей.
[0099] Определенные аспекты и отличительные признаки данного описания могут быть применены для обеспечения точечного нагрева в локализованном месте на металлической полосе или другом металлическом изделии. Местоположение может быть определено в одном, двух или трех измерениях. Например, местоположение может быть определено как местоположение вдоль поперечной ширины металлической полосы, что приводит к магнитному нагреву всей длины металлической полосы на этой поперечной ширине. В другом примере местоположение может быть определено как местоположение вдоль поперечной ширины и продольной длины металлической полосы, что приводит к магнитному нагреву определенных частей металлической полосы (например, квадратной части металлической полосы размером 10 см × 10 см повторяющейся каждые 1 м). Этот двумерный локализованный нагрев может быть достигнут путем изменения относительного движения металлической полосы и магнитного нагревателя (например, с помощью неподвижной металлической полосы, движущегося магнитного нагревателя или иным образом). В некоторых случаях третье измерение локализации может быть обеспечено путем концентрации магнитного потока на определенных глубинах в металлической полосе. Этот тип точечного нагрева может обеспечить возможность точечного отжига для магнитного нагревателя, позволяя произвести отжиг определенных частей металлического изделия (например, металлической полосы) без отжига других частей металлического изделия. Этот точечный отжиг может быть полезен, особенно когда требуется высокая прочность металлического изделия, но требуется повышенная формуемость в области, где имеет место процесс штамповки.
[0100] В некоторых случаях полосы окрашенного или покрытого материала, например, металлические полосы, требуют последующих процедур отверждения для удаления воды, растворителей и/или других подходящих добавок, содержащихся в покрытии, для процедур нанесения. Отверждение может потребоваться, например, для обеспечения гладкого и хорошо прилипающего покрытия к полосе материала. Параметры отверждения могут влиять на характеристики покрытия металлической полосы, включая, например, адгезию, глянец, цвет, смазываемость поверхности, общую форму листа и механические свойства. В соответствии с некоторыми аспектами и отличительными признаками данного описания магнитные роторы могут применяться для отверждения покрытий на металлических изделиях, таких как металлические полосы. Одна, представленная в качестве примера, система содержит роторы с магнитами, размещенными в камере отверждения. Вращающиеся роторы с соответствующими магнитами могут создавать движущиеся или изменяющиеся во времени магнитные поля в покрытой металлической полосе. Изменяющиеся магнитные поля могут создавать токи (например, вихревые токи) внутри металлической полосы, нагревая таким образом металлическую полосу и ее покрытие. Кроме того, вращающиеся магниты могут быть применены для нагрева воды или любого другого подходящего теплообменного вещества для применения в других системах или технологических процессах.
[0101] В некоторых неограничивающих примерах система отверждения покрытия на металлической или другой полосе материала содержит камеру отверждения и множество роторов, каждый из которых содержит по меньшей мере один магнит.Подходящие покрытия, которые должны быть отверждены описанными системами и способами, включают органические покрытия, неорганические покрытия, гибридные органико-неорганические покрытия, водорастворимые покрытия, покрытия на основе растворителей, краски, клеи, лаки, порошковые покрытия и/или ламинаты или другие.
[0102] В некоторых случаях магнитные роторы могут быть полезны для обеспечения нагрева последующих металлических изделий, которые имеют различные тепловые потребности (например, требуемые заданные значения температуры). Например, первое металлическое изделие и последующее металлическое изделие могут быть обработаны сразу после друг друга на одном и том же элементе оборудования, и применение магнитных роторов для обеспечения нагрева может позволить системе быстро отрегулировать температуру от заданного значения температуры для первого металлического изделия до заданного значения температуры для второго металлического изделия. Эта быстрая регулировка может помочь уменьшить количество материала, который необходимо утилизировать при переходе между последующими металлическими изделиями.
[0103] Эти иллюстративные примеры приведены для ознакомления читателя с общим объектом изобретения, обсуждаемым в данном документе, и не предназначены для ограничения объема раскрываемых понятий. В следующих разделах описаны различные дополнительные отличительные признаки и примеры со ссылками на графические материалы, в которых одинаковые цифры указывают на одинаковые элементы, а описания направлений применяются для описания иллюстративных вариантов реализации изобретения, но, их, как и иллюстративные варианты реализации изобретения, не следует применять для ограничения данного раскрытия изобретения. Элементы, включенные в приведенные в данном документе иллюстрации, не могут быть изображены с соблюдением масштабов.
[0104] На фиг. 1 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 100 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 100 может содержать любое количество роторов 108, 110, 112, 114 и роторные наборы 104, 106. Как изображено на фиг. 1, нагреватель с вращающимся магнитом 100 содержит первый роторный набор 104 и второй роторный набор 106. Первый роторный набор 104 содержит первый верхний ротор 108 и первый нижний ротор 110, разнесенные вертикально друг от друга и образующие между собой зазор. В некоторых случаях, как упоминалось выше, роторный набор содержит только верхний ротор. В других случаях роторный набор содержит только нижний ротор. Металлическая полоса 102 может быть пропущена через вертикальный зазор в направлении 124. Первый верхний ротор 108 может поддерживаться опорным рычагом 116 первого верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки вертикального зазора в первом роторном наборе 104. Первый нижний ротор 110 может поддерживаться опорным рычагом 118 первого нижнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки вертикального зазора в первом роторном наборе 104. В некоторых случаях один или оба из опорных рычагов 116, 118 первого верхнего и нижнего ротора могут быть вертикально закреплены или регулируемы. Первый роторный набор 104 изображен работающим в переднем по ходу направлении, причем первый верхний ротор 108 изображен вращающимся в направлении по часовой стрелке, тогда как первый нижний ротор 110 изображен вращающимся в направлении против часовой стрелки.
[0105] Второй роторный набор 106 содержит второй верхний ротор 112 и второй нижний ротор 114, разнесенные вертикально друг от друга и образующие зазор между ними. Металлическая полоса 102 может быть пропущена через вертикальный зазор в направлении 124. Второй верхний ротор 112 может поддерживаться вторым опорным рычагом 120 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки вертикального зазора во втором роторном наборе 104. Второй нижний ротор 114 может поддерживаться опорным рычагом 122 второго нижнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки вертикального зазора во втором роторном наборе 104. В некоторых случаях один или оба из опорных рычагов 120, 122 второго верхнего и нижнего ротора могут быть вертикально закреплены или регулируемы. Второй роторный набор 104 изображен работающим в заднем по ходу направлении, причем второй верхний ротор 112 изображен вращающимся против часовой стрелки, тогда как второй нижний ротор 114 изображен вращающимся по часовой стрелке.
[0106] Роторные наборы могут быть расположены таким образом, чтобы вращаться в любом подходящем направлении. В некоторых случаях первый роторный набор 104 может работать в заднем по ходу направлении, причем первый верхний ротор 108 вращается в направлении против часовой стрелки, тогда как первый нижний ротор 110 вращается в направлении по часовой стрелке. Второй роторный набор 104 может работать в переднем по ходу направлении, причем второй верхний ротор 112 вращается в направлении по часовой стрелке, тогда как второй нижний ротор 114 вращается в направлении против часовой стрелки. В некоторых случаях смежные роторные наборы (например, первый роторный набор 104 и второй роторный набор 106) могут работать в противоположных направлениях (например, переднему по ходу и заднему по ходу, как изображено на фиг. 1), что может способствовать противодействию любым изменениям натяжения, вызванным одним из роторных наборов. В некоторых случаях, как описано более подробно в данном документе, смежные роторные наборы могут работать в одном направлении, например, чтобы вызывать изменения натяжения в металлической полосе.
[0107] В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом может содержать дополнительные роторные наборы, определяя общее количество роторных наборов, такое как 3, 4, 5, 6, 7, 8 или большее количество. В других случаях нагреватель с вращающимся магнитом может содержать только один роторный набор. Каждый ротор 108, 110, 112, 114 может содержать один или большее количество магнитных источников. Магнитным источником может быть любой источник или магнитный поток, такой как постоянный магнит или электромагнит.В некоторых случаях ротор содержит по меньшей мере один постоянный магнит.
[0108] На фиг. 2 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом 200 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимися магнитом 200 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1, хотя изображен с четырьмя роторными наборами 204, 206, 226, 228. Металлическая полоса 202 может пропускаться через вертикальные зазоры каждого из четырех роторных наборов 204, 206, 226, 228 в направлении 224. Как видно из вышеизложенного, первый роторный набор 204 может содержать первый верхний ротор 208, поддерживаемый опорным рычагом 216 первого верхнего ротора и приводимый в движение электродвигателем 238 первого верхнего ротора, второй роторный набор 206 может содержать второй верхний ротор 212, поддерживаемый опорным рычагом 220 второго верхнего ротора и приводимый в движение электродвигателем 240 второго верхнего ротора, третий роторный набор 226 может содержать третий верхний ротор 230, поддерживаемый опорным рычагом 234 третьего верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 242 третьего верхнего ротора, и четвертый роторный набор 228 может содержать четвертый верхний ротор 232, поддерживаемый опорным рычагом 236 четвертого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 244 четвертого верхнего ротора. Нижние роторы каждого из роторных наборов на фиг. 2 поперечно выровнены с их соответствующими верхними роторами и, следовательно, не видны на фиг. 2.
[0109] На фиг. 3 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом 300 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 300 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 200 в соответствии с фиг. 2. Первый роторный набор 304 содержит первый верхний ротор 308, поддерживаемый опорным рычагом 316 первого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 338 первого верхнего ротора, а также первый нижний ротор 310, поддерживаемый опорным рычагом 318 первого нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 350 первого нижнего ротора. Второй роторный набор 306 содержит второй верхний ротор 312, поддерживаемый опорным рычагом 320 второго верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 340 второго верхнего ротора, а также второй нижний ротор 314, поддерживаемый опорным рычагом 322 второго нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 352 второго нижнего ротора. Третий роторный набор 326 содержит третий верхний ротор 330, поддерживаемый опорным рычагом 334 третьего верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 342 третьего верхнего ротора, а также третий нижний ротор 346, поддерживаемый опорным рычагом 358 третьего нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 354 третьего нижнего ротора. Четвертый роторный набор 328 содержит четвертый верхний ротор 332, поддерживаемый опорным рычагом 336 четвертого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 344 четвертого верхнего ротора, а также четвертый нижний ротор 348, поддерживаемый опорным рычагом 360 четвертого нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 356 четвертого нижнего ротора.
[0110] Любой подходящий источник движущей силы может быть применен в качестве двигателя ротора. Любой подходящий двигатель может быть применен в качестве двигателя ротора. В некоторых случаях двигатели ротора могут вращательно соединяться с их соответствующими роторами посредством ременного или цепного привода, что позволяет размещать сам двигатель ротора на расстоянии от его соответствующего ротора. В некоторых случаях один двигатель может приводить в действие один или большее количество роторов, включая один или большее количество роторов одного роторного набора. В некоторых случаях двигатель ротора может быть соединен с контроллером для регулировки скорости ротора. В некоторых случаях двигатель ротора предназначен для обеспечения фиксированной величины крутящего момента, а требуемые регулировки роторного набора могут быть выполнены путем манипулирования вертикальным зазором между роторами из роторного набора.
[0111] Каждый из опорных рычагов 316, 320, 334, 336, 318, 322, 358, 360 ротора может приводиться в движение для перемещения соответствующих роторов 308, 312, 330, 332, 310, 314, 346, 348 в одно или большее количество вертикальных направлений (например, вверх и вниз), продольных направлений (например, в направлении 224 или противоположно направлению 224) и поперечных направлений (например, вдоль направления, параллельного оси вращения соответствующего ротора). Вертикальным движением можно контролировать вертикальный зазор между роторами одного роторного набора. Продольным движением можно контролировать продольный зазор между соседними роторными наборами. Поперечным движение можно контролировать процент поверхности металлической полосы 302, покрытой конкретным ротором, и, следовательно, величину магнитного потока, проходящего через участки поверхности металлической полосы 302, как изображено более подробно в соответствии с фиг. 5-6.
[0112] На фиг. 4 изображен вид сбоку в разрезе ротора 400 с постоянными магнитами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Магнитный ротор 400 является примером ротора, подходящего для роторов 108, 110, 112, 114 на фиг. 1. Магнитный ротор 400 может содержать один или большее количество магнитных источников 403. Как изображено на фиг. 4, магнитный ротор 400 содержит восемь магнитных источников 403, которые являются постоянными магнитами. Магниты могут быть расположены в любой подходящей ориентации. Магнитные источники 403 могут быть расположены таким образом, что смежные постоянные магниты обеспечивают разные полюса, обращенные радиально наружу (например, чередующиеся N (северный полюс магнита), S (южный полюс магнита), N, S, N, S, N, S). Можно применять любой подходящий постоянный магнит, например, из самария и кобальта, неодимовый или другие магниты. В некоторых случаях магниты из самария и кобальта могут быть предпочтительнее магнитов из неодима, поскольку магниты из самария и кобальта могут терять в силе магнитного поля при более высоких температурах. Однако в некоторых случаях неодимовые магниты могут быть предпочтительнее магнитов из самария и кобальта, поскольку неодимовые магниты имеют более мощные силы поля при более низких температурах.
[0113] Магнитные источники 403 могут быть окружены оболочкой 401. Оболочка 401 может быть из любого подходящего материала, способного пропускать через себя магнитный поток. В некоторых случаях оболочка 401 может быть выполнена или может дополнительно содержать неметаллическое покрытие. В некоторых случаях оболочка 401 может содержать кевларовое покрытие.
[0114] В некоторых случаях магнитный ротор 400 может содержать ферромагнитный сердечник 405, имеющий центральную ось 407. Магнитный ротор 400 может содержать другие внутренние устройства, подходящие для поддерживания магнитных источников 403. Можно применять любое подходящее количество магнитных источников 403, однако было обнаружено, что эффективные результаты могут быть достигнуты с четным числом магнитных источников 403, в частности, с шестью или восемью магнитными источниками 403.
[0115] Магнитные источники 403 могут иметь такой размер, чтобы покрывать любой процент от окружности магнитного ротора 400. Эффективные результаты могут быть достигнуты с магнитными источниками 403, размер которых составляет приблизительно от 40% до 95%, от 50% до 90% или от 70% до 80% окружности магнитного ротора 400.
[0116] Магнитный ротор 400 может быть сформирован в любом подходящем размере, однако было обнаружено, что эффективные результаты могут быть достигнуты с ротором, имеющим диаметр в диапазоне от 200 мм до 600 мм, по меньшей мере 300 мм, по меньшей мере 400 мм, по меньшей мере 500 мм или по меньшей мере 600 мм.
[0117] Толщина каждого магнитного источника 403 может быть любой подходящей толщиной, способной вписаться в магнитный ротор 400, однако было обнаружено, что эффективные результаты могут быть достигнуты при толщине постоянных магнитов, равной или по меньшей мере равной 15 мм, от 15 мм до 100 мм, от 15 мм до 40 мм, от 20 мм до 40 мм, от 25 мм до 35 мм, 30 мм или 50 мм. Могут быть применены и другие толщины.
[0118] Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева может быть получена с применением шести или восьми магнитов, расположенных вокруг одного ротора, хотя можно применять и другое количество магнитов. Когда применяется слишком много магнитов, мощность нагрева может упасть. В некоторых случаях количество магнитов может быть выбрано для минимизации затрат на установку и/или обслуживание (например, количество приобретаемых магнитов). В некоторых случаях количество магнитов может быть выбрано для минимизации колебаний натяжения, возникающих в металлической полосе из-за движения магнитов, прилегающих к металлической полосе. Например, очень немногие магниты могут вызывать большие и/или более длинные колебания натяжения, тогда как большее количество магнитов может вызывать меньшие и/или более короткие колебания. Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева может быть получена, когда магниты занимают от 40% до 95% от окружности ротора или, более конкретно, от 50% до 90% или от 70% до 80% окружности ротора. Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева может быть получена, когда диаметр ротора является большим, например, равный или превышающий 200 мм, 300 мм, 400 мм, 500 мм или 600 мм. Кроме того, применение больших роторов может помочь минимизировать затраты на магнит.Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева может быть получена, когда диаметр ротора является большим, например, равный или превышающий 200 мм, 300 мм, 400 мм, 500 мм или 600 мм. Кроме того, применение больших роторов может помочь минимизировать затраты на магнит.
[0119] По мере увеличения скорости ротора мощность нагрева имеет тенденцию к увеличению. Однако в некоторых случаях, если скорость ротора достигает порогового уровня, дальнейшее увеличение скорости будет отрицательно влиять на эффективность нагрева из-за присущих характеристик индуктивности и удельного сопротивления металлической полосы. Было установлено, что скорость 1800 оборотов в минуту или близкая к ней (например, в пределах 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15% или 20% от 1800 оборотов в минуту) может быть желательной отчасти из-за простоты управления двигателями ротора с частотой 60 Гц, обнаруживаемой в сети электропитания в различных регионах. В некоторых случаях другие частоты могут быть выбраны в зависимости от применяемого двигателя ротора и/или от питающей сети. Было определено, что, хотя скорость вращения ротора может быть полезным способом управления количеством тепловой энергии, подаваемой на металлическую полосу, может быть выгодным поддерживать постоянную скорость вращения ротора и применять управление вертикальным зазором и другие средства управления для регулировки количества тепловой энергии, приложенной к металлической полосе.
[0120] Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева может быть получена, когда толщина постоянных магнитов в роторе находится в диапазоне от 15 мм до 40 мм, в диапазоне от 20 мм до 40 мм или в диапазоне от 25 мм до 35 мм, или составляет 30 мм или близкое к нему значение. В то время как сильная мощность нагрева может быть получена при применении более толстых магнитов, применение магнитов в пределах вышеуказанных диапазонов может обеспечить достаточно высокую мощность нагрева при одновременном снижении затрат на установку/обслуживание магнитов.
[0121] Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективная мощность нагрева достигается для металлических полос, имеющих толщину 2 мм или близкую к ней (например, в диапазоне от 1 мм до 4 мм или в диапазоне от 1 мм до 3 мм), хотя могут применяться металлические полосы и другого размера. В некоторых случаях, хотя нагрев металлической полосы толщиной 1 мм может обеспечить быстрый нагрев, он также может вызывать нежелательные натяжения и колебания натяжения в металлической полосе. Путем испытаний и экспериментов было установлено, что натяжением полосы можно эффективно управлять при применении металлических полос, имеющих толщину 2 мм или близкую к ней (например, в диапазоне от 1 мм до 4 мм или в диапазоне от 1 мм до 3 мм).
[0122] На фиг. 5 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом 500 со смещенными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимися магнитом 500 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 200 в соответствии с фиг. 2, хотя с третьим и четвертым роторными наборами 526, 528 в смещенной конфигурации. Применение роторов с поперечным смещением, например, в одном роторном наборе, может способствовать компенсации краевого эффекта. Краевой эффект представляет собой неравномерный нагрев края металлической полосы 502, особенно когда ротор выступает за край металлической полосы 502. Степень смещения на фиг. 5 преувеличена для иллюстративных целей.
[0123] Металлическая полоса 502 может пропускаться через вертикальные зазоры каждого из четырех роторных наборов 504, 506, 526, 528 в направлении 524. Как видно из вышеизложенного, первый роторный набор 504 содержит первый верхний ротор 508, поддерживаемый опорным рычагом 516 первого верхнего ротора и приводимый в движение электродвигателем 538 первого верхнего ротора, второй роторный набор 506 содержит второй верхний ротор 512, поддерживаемый опорным рычагом 520 вторым верхнего ротора и приводимый в движение электродвигателем 540 второго верхнего ротора, третий роторный набор 526 содержит третий верхний ротор 530, поддерживаемый опорным рычагом 534 третьего верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 542 третьего верхнего ротора, и четвертый роторный набор 528 содержит четвертый верхний ротор 532, поддерживаемый опорным рычагом 536 четвертого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 544 четвертого верхнего ротора.
[0124] Поскольку третий и четвертый роторные наборы 526, 528 находятся в смещенной конфигурации, можно видеть третий нижний ротор 546 и его опорный рычаг 558 третьего нижнего ротора, а также четвертый нижний ротор 548 и его двигатель 556 четвертого нижнего ротора. Конфигурация со смещением может содержать верхний ротор из роторного набора, смещенный в поперечном направлении от нижнего ротора из роторного набора. Третий верхний ротор 530 третьего роторного набора 526 виден смещенным в первом направлении, тогда как третий нижний ротор 546 смещен во втором направлении, противоположном первому направлению. Степень смещения может быть определена линиями 562, 564. Расстояние от линии 564 до первого края металлической полосы 502 (например, края по направлению к верхней части фиг. 5) может быть расстоянием, на котором роторы 530 и 548 перекрывают металлическую полосу 502. Расстояние от линии 562 до второго края металлической полосы 502 (например, края по направлению к нижней части фиг. 5) может быть расстоянием, на котором роторы 546 и 532 перекрывают металлическую полосу 502. Расстояние между линией 562 и линией 564 может быть расстоянием, на которое металлическая полоса 502 перекрывается обоими роторами 530, 546 третьего роторного набора 526. Это расстояние также является расстоянием, на которое металлическая полоса 502 перекрывается обоими роторами 548, 532 четвертого роторного набора 528, хотя в некоторых случаях четвертый роторный набор 528 может занимать другое перекрывающее расстояние, чем третий роторный набор 526. При эксплуатации расстояние перекрытия ротора (например, расстояние между линиями 562, 564) может составлять по меньшей мере 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% или 99% от поперечной ширины металлической полосы 502. Однако в некоторых случаях расстояние перекрытия ротора может быть менее 90%.
[0125] В некоторых случаях может быть выгодно, чтобы последние роторные наборы нагревателя с вращающимся магнитом находились в смещенных конфигурациях. В примере нагревателя с вращающимся магнитом, имеющего шесть роторных наборов, последние четыре роторных набора могут быть в смещенной конфигурации. Как изображено на фиг. 5, нагреватель с вращающимся магнитом 500 содержит четыре роторных набора 504, 506, 526, 528, из которых последние два (например, роторные наборы 526, 528) имеют смещенную конфигурацию.
[0126] В некоторых случаях опорные рычаги ротора могут регулировать положение ротора в поперечном направлении (например, вверх или вниз, как изображено на фиг. 5), чтобы перемещать ротор в смещенную конфигурацию или из нее. В некоторых случаях один или большее количество датчиков температуры могут применяться для обеспечения активной обратной связи для управления положением роторов в смещенной конфигурации и, таким образом, величиной перекрытия роторов. Когда величина перекрытия ротора уменьшается, например, ниже 100% или 110% от ширины металлической полосы 502, может быть уменьшен краевой эффект.
[0127] На фиг. 6 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом 600 со смещенными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 600 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 500 в соответствии с фиг. 5. Первый роторный набор 604 содержит первый верхний ротор 608, поддерживаемый опорным рычагом 616 первого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 638 первого верхнего ротора, а также первый нижний ротор 610, поддерживаемый опорным рычагом 618 первого нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 650 первого нижнего ротора. Второй роторный набор 606 содержит второй верхний ротор 612, поддерживаемый опорным рычагом 620 второго верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 640 второго верхнего ротора, а также второй нижний ротор 614, поддерживаемый опорным рычагом 622 второго нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 652 второго нижнего ротора. Третий роторный набор 626 содержит третий верхний ротор 630, поддерживаемый опорным рычагом 634 третьего верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 642 третьего верхнего ротора, а также третий нижний ротор 646, поддерживаемый опорным рычагом 658 третьего нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 654 третьего нижнего ротора. Четвертый роторный набор 628 содержит четвертый верхний ротор 632, поддерживаемый опорным рычагом 636 четвертого верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 644 четвертого верхнего ротора, а также четвертый нижний ротор 648, поддерживаемый опорным рычагом 660 четвертого нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 656 четвертого нижнего ротора.
[0128] Подобно тому, как изображено на фиг. 5, третий роторный набор 626 и четвертый роторный набор 628 изображены в смещенной конфигурации.
[0129] На фиг. 7 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 700 с устройствами для направления потока 766 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 700 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1, однако с добавлением устройств для направления потока 766 (например, концентраторов потока или направляющих потока), которые могут позволить роторам 708, 710, 712, 714 располагаться дальше от металлической полосы 702, чем доступно для роторов на фиг. 1. Металлическая полоса 702, проходящая в направлении 724, может принимать магнитный поток непосредственно от роторов 708, 710, 712, 714, когда соответствующий ротор находится ближе всего к металлической полосе 702 (например, магнитный полюс, расположенный на краю ротора, ближайшего к металлической полосе), а также косвенно через устройство для направления потока 766. Устройство для направления потока 766 может направлять магнитный поток от магнитных источников в роторе 708, 710, 712, 714, которые не ориентированы к металлической полосе 702, например магнитные источники, которые направляют поток в направлении, параллельном направлению 724, к металлической полосе 702. Кроме того, наличие устройств для направления потока 766 вокруг роторов 708, 710, 712, 714 может позволить расположить первый роторный набор 704 и второй роторный набор 706 ближе друг к другу без таких сильных магнитных помех, как если бы не были применены устройства для направления потока 766. Как изображено на фиг. 1, каждый ротор может иметь четыре магнитных полюса по окружности ротора. Положение устройств для направления потока 766 может быть отрегулировано, чтобы гарантировать, что никакие магнитные полюса не будут закорочены друг об друга через устройство для направления потока 766. Например, если роторы содержат более четырех магнитных полюсов, устройство для направления потока 766 может быть немного меньше, чтобы избежать нежелательного короткого замыкания магнитного потока.
[0130] Устройства для направления потока 766 могут содержать железо или материалы на основе железа, подходящие для фокусировки, концентрирования или иного направления потока к металлической полосе 702. Например, устройства для направления потока 766 могут быть собраны из пластин стали легированной кремнием. В некоторых случаях устройства для направления потока 766 могут быть расположены рядом с ротором по ширине ротора на одной или обеих сторонах (например, спереди по ходу или сзади по ходу от ротора). Устройства для направления потока 766 могут быть расположены вдоль полной ширины ротора или больше или меньше полной ширины ротора. В некоторых случаях устройства для направления потока 766 могут быть расположены для компенсации краевого эффекта путем перенаправления магнитного потока рядом с краями металлической полосы 702. Устройства для направления потока 766 могут удерживаться неподвижно относительно вращающегося ротора 708, 710, 712, 714. В некоторых случаях устройства для направления потока 766 могут быть прикреплены к опорным рычагам 716, 718, 720, 722 ротора или в другом месте. На фиг. 7 изображены два устройства для направления потока на один ротор. Число «два» для устройств для направления потока может соответствовать ротору с двумя магнитными полюсами (например, двумя обращенными наружу магнитными полюсами). Количество устройств для направления потока может быть увеличено, чтобы можно было применять четыре, шесть, восемь, десять или большее количество полюсов на ротор, хотя можно применять любое подходящее число устройств для направления потока.
[0131] На фиг. 8 изображено схематическое представление системы непрерывного литья 800, применяющей нагреватель(и) с вращающимся магнитом 868, 869 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Машина непрерывного литья 870 может выдавать металлическое изделие, такое как металлическая полоса 802. Металлическая полоса 802 может необязательно пропускаться через оборудование для отвода тепла, такое как охлаждающее оборудование (например, с водяным или воздушным охлаждением), оборудование для смыва окалины или другое подобное оборудование. В некоторых случаях продолжающаяся транспортировка металлической полосы 802, включая контакт с окружающим воздухом и/или контакт с ненагретыми роликами, может снизить температуру металлической полосы 802. Перед входом в клеть для горячей прокатки 874 металлическая полоса 802 может нагреваться нагревателем с вращающимся магнитом 868, например, нагревателем с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1 или любым другим нагревателем с вращающимся магнитом, как описано в данном документе. В некоторых случаях металлическая полоса 802 может нагреваться нагревателем с вращающимся магнитом 869 после выхода из клети для горячей прокатки 874. В некоторых случаях металлическая полоса 802 после выхода из нагревателя с вращающимся магнитом 869 может проходить дополнительные технологические процессы, такие как дополнительная горячая прокатка, холодная прокатка или другие технологические процессы. В системе непрерывного литья 800 нагреватели с вращающимся магнитом 868, 869 могут увеличивать или поддерживать температуру полосы до или после различных технологических процессов, например, горячей прокатки. Применение нагревателей с вращающимся магнитом 868, 869 позволяет повысить эффективность и скорость производства металла в системах непрерывного литья 800. Может применяться любое количество нагревателей с вращающимся магнитом 868, 869, а в некоторых случаях применяется только один из нагревателей с вращающимися магнитами 868, 869.
[0132] На фиг. 9 изображено схематическое представление системы металлообработки 900, применяющей нагреватель с вращающимся магнитом 968 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Система металлообработки 900 содержит нагреватель с вращающимся магнитом 968, такой как нагреватель с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1 или любой другой нагреватель с вращающимся магнитом, как описано в данном документе. Нагреватель с вращающимся магнитом 968 воздействует на металлическую полосу 902.
[0133] В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом 968 может быть расположен сразу же сзади по ходу от части переднего по ходу технологического поточного оборудования 976, чтобы поддерживать или увеличивать температуру металлической полосы 902 после выхода из переднего по ходу технологического поточного оборудования 976.
[0134] В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом 968 может быть расположен сразу же спереди по ходу от части заднего по ходу технологического поточного оборудования 978, чтобы поддерживать или увеличивать температуру металлической полосы 902 до входа в заднее по ходу технологическое поточное оборудование 978.
[0135] В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом 968 может быть расположен между частью переднего по ходу технологического поточного оборудования 976 и частью заднего по ходу технологического поточного оборудования 978, чтобы поддерживать или увеличивать температуру металлической полосы 902, когда она перемещается между передним по ходу технологическим поточным оборудованием 976 и задним по ходу технологическим поточным оборудованием 978.
[0136] Переднее по ходу технологическое поточное оборудование 976 и заднее по ходу технологическое поточное оборудование 978 могут быть любыми подходящими частями металлообрабатывающего оборудования, такими как части линии CASH (например, печи, холодильные агрегаты или другое оборудование). Применение нагревателя с вращающимся магнитом 968 позволяет повысить эффективность и скорость производства металла в системах металлообработки 900.
[0137] На фиг. 10 изображено схематическое представление системы управления нагревателя с вращающимся магнитом 1000 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Контроллер 1080 может быть любым подходящим оборудованием управления, таким как процессор или компьютер. Контроллер 1080 может соединяться с различными частями системы 1000 для обеспечения ручного или автоматического (например, запрограммированного и/или динамического) управления любой управляемой частью системы. Контроллер 1080 может быть соединен с двигателем(ями) 1038 ротора, исполнительным механизмом(ами) 1082 вертикального зазора (например, опорными рычагами ротора), исполнительным механизмом(ами) 1084 продольного положения и/или исполнительным механизмом(ами) 1086 поперечного положения любого числа роторных наборов 1004, 1006, чтобы обеспечить надлежащее управление системой 1000. Контроллер 1080 может быть связан с хранилищем данных (например, постоянным, машиночитаемым хранилищем) для хранения и доступа к программной информации и другим данным.
[0138] В некоторых случаях контроллер 1080 может быть связан с датчиком(ами) 1088. Один или большее количество датчиков 1088 могут быть применены для обеспечения обратной связи с дисплеем для интерпретации пользователем или могут быть применены для обеспечения динамического управления одной или большим количеством частей системы 1000.
[0139] В качестве примера, контроллер 1080 может применять датчик 1088 (например, датчик температуры, датчик плоскостности или датчик натяжения) для обеспечения обратной связи для динамической регулировки вертикального зазора (например, с помощью исполнительного механизма 1082 вертикального зазора) первого роторного набора 1004, чтобы гарантировать, что натяжение, вызванное первым роторным набором 1004, компенсируется вторым роторным набором 1006. Когда применяется датчик температуры, контроллер 1080 может соотносить изменения температуры металлической полосы с регулировкой вертикального зазора, которая необходима для поддержания низкого, близкого к нулю или нулевого чистого изменения натяжения для первого и второго роторных наборов 1004, 1006. Когда применяется датчик натяжения, измеренное натяжение само по себе может применяться для управления вертикальным зазором таким образом, что чистое натяжение первого и второго роторных наборов 1004, 1006 является низким, близким к нулю или равным нулю.
[0140] В некоторых случаях контроллер 1080 или подходящий датчик 1088 могут контролировать потребление энергии, связанное с двигателями 1038 роторов. Потребление энергии может обеспечить понимание работы системы и может применяться контроллером 1080, чтобы делать выводы о состоянии системы. Контроллер 1080 может затем предоставлять обратную связь для динамической настройки системы, такой как описано выше (например, вертикального зазора), на основе измеренной мощности.
[0141] В некоторых случаях контроллер 1080 может быть подключен к одному ротору, а не к роторному набору, и в этом случае контроллер 1080 может управлять любым управляемым параметром ротора, таким как скорость ротора, поперечное положение, вертикальное положение, продольное положение или другими параметрами (например, силой магнитного поля в роторах с электромагнитными источниками).
[0142] В некоторых случаях контроллер 1080 может быть соединен с исполнительными механизмами для управления положением металлической полосы относительно одного или большего количества роторов или роторных наборов. Например, контроллер 1080 может быть соединен с одним или большим количеством направляющих элементов полосы 1092 для управления технологической осью металлической полосы. Примеры таких направляющих элементов полосы 1092 могут включать одну или большее количество металлических пластин 1892 в соответствии с фиг. 18, ролики 1992 в соответствии с фиг. 19, распылитель 2396 в соответствии с фиг. 32, а также ролики 3298 в соответствии с фиг. 32. В некоторых случаях направляющий элемент 1092 может отклонять часть металлической полосы (например, меньше, чем полная ширина металлической полосы) в направлении магнитного ротора или от него, обеспечивая таким образом расстояние, различаемое в поперечном направлении между металлической полосой и магнитным ротором.
[0143] В некоторых случаях контроллер 1080 может быть соединен с одной или большим количеством направляющих потока 1094 для перемещения или изменения положения направляющей потока 1094 для регулировки величины магнитного потока, проходящего через всю или части металлической полосы. Любая подходящая направляющая потока, например, описанная со ссылкой на фиг. 7, 27, 28 и 35-39, может управляться контроллером 1080.
[0144] На фиг. 11 изображена технологическая схема, иллюстрирующая способ 1100 применения нагревателя с вращающимся магнитом в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. На этапе 1190 металлическая полоса пропускается через первый набор магнитных роторов. Металлическая полоса может быть пропущена через первый вертикальный зазор между первым набором роторов. На этапе 1191 металлическая полоса может быть пропущена через второй набор магнитных роторов. Металлическая полоса может быть пропущена через второй вертикальный зазор между вторым набором роторов.
[0145] На этапе 1192 может быть отрегулирован вертикальный зазор либо первого набора роторов, либо второго набора роторов. Вертикальный зазор может быть увеличен или уменьшен по мере необходимости для уменьшения или увеличения, соответственно, величины натяжения, создаваемого в металлической полосе отрегулированным роторным набором. Например, если первый роторный набор прикладывает слишком много усилия в заднем по ходу направлении, то, чтобы компенсировать его вторым роторным набором, вертикальный зазор первого роторного набора может быть увеличен на этапе 1192, так что первый роторный набор теперь прикладывает меньшее усилие в заднем по ходу направлении, которое может быть компенсировано вторым роторным набором. В некоторых случаях этап 1192 может быть заменен этапом, который регулирует другой параметр роторного набора, такой как скорость вращения. В некоторых случаях вместо регулировки вертикального зазора можно регулировать расстояние, прилегающее к ротору, как описано более подробно со ссылкой на фиг. 13-14.
[0146] На необязательном этапе 1196 информация о металлической полосе может быть предоставлена модели. Такая информация может быть информацией о типе применяемого металла, размерах металлической полосы, скорости металлической полосы или любых других характеристиках металлической полосы. Применяя эту информацию к модели, система может определить необходимый вертикальный зазор для первого или второго роторного набора на этапе 1192.
[0147] На необязательном этапе 1194 система может выполнить измерение металлической полосы, такое как измерение температуры или измерение натяжения. Измерение может быть выполнено любым подходящим датчиком. Измерение может применяться для обеспечения динамической обратной связи для регулировки вертикального зазора на этапе 1192 на основе измерения. Например, измерение, полученное на этапе 1194 об увеличении натяжения в металлической полосе, можно применять на этапе 1194 для регулировки вертикального зазора одного из роторных наборов, чтобы вернуть натяжение до требуемых уровней.
[0148] На необязательном этапе 1198 можно регулировать продольное положение по меньшей мере одного набора роторов. Например, первый роторный набор может быть отрегулирован в продольном направлении для перемещения ближе или дальше от второго роторного набора.
[0149] На необязательном этапе 1199 можно регулировать поперечное положение по меньшей мере одного ротора по меньшей мере одного набора магнитных роторов. В некоторых случаях поперечное регулирование одного ротора из набора магнитных роторов сопровождается равным и противоположным поперечным регулированием противоположного ротора из того же набора роторов. Например, верхний ротор, который смещен в поперечном направлении в первом направлении к первому краю металлической полосы, может сопровождаться нижним ротором из того же роторного набора, который смещен в поперечном направлении на ту же величину во втором направлении по отношению ко второму краю металлической полосы. Примеры поперечных смещений изображены на фиг. 5-6.
[0150] На необязательном этапе 1197 может быть отрегулирована скорость вращения роторов по меньшей мере одного набора роторов. Скорость вращения можно регулировать для изменения количества тепловой энергии, передаваемой движущейся металлической полосе. В некоторых случаях скорость вращения одного набора роторов можно регулировать, чтобы обеспечить управление колебаний натяжения между соседними наборами роторов.
[0151] На фиг. 12 изображен вид сбоку изогнутого нагревателя с вращающимся магнитом 1200 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Изогнутый нагреватель с вращающимся магнитом 1200 может содержать множество роторов 1208, 1210, 1209 в одном роторном наборе 1204. Изогнутый нагреватель с вращающимся магнитом 1200 может включать перемещение металлической полосы 1202 в виде изгиба, серпантина или синусоиды через роторный набор 1204. Степень изогнутости контура, который изображен на фиг. 12, может быть преувеличена в иллюстративных целях.
[0152] Может быть применено любое количество роторов. Как изображено на фиг. 12, роторный набор 1204 содержит передний по ходу ротор 1208, средний ротор 1210 и задний по ходу ротор 1209. Передний по ходу ротор 1208 и задний по ходу ротор 1209 расположены на одной стороне металлической полосы 1202 (например, на верхней стороне), тогда как средний ротор 1210 расположен на противоположной стороне металлической полосы 1202 (например, на нижней стороне), тем самым вызывая изогнутый контур в металлической полосе 1202.
[0153] В некоторых случаях нагреватель 1200 может содержать дополнительные роторные наборы. Когда применяются дополнительные роторные наборы, смежные роторные наборы могут быть ориентированы так, чтобы смежные роторы соседних роторных наборов были расположены на противоположных сторонах металлической полосы. Например, передний по ходу ротор из роторного набора, установленный сразу возле заднего по ходу ротора 1209, может быть расположен противоположно к металлической полосе 1202 относительно заднего по ходу ротора 1209 (например, снизу металлической полосы 1202, как изображено на фиг. 12).
[0154] На фиг. 13 изображен вид сбоку выдвижного нагревателя с вращающимся магнитом 1300 в выдвинутом положении в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Выдвижной нагреватель с вращающимся магнитом 1300 может содержать направляющий ролик 1321, соединенный с выдвижным опорным рычагом 1323. В случае выдвинутого положения, как изображено на фиг. 13, выдвижной опорный рычаг 1323 проталкивает направляющий ролик 1321 в полость 1325. Опорные ролики 1327 могут помочь поддерживать правильную ориентацию металлической полосы 1302, а также могут поддерживать металлическую полосу 1302 вдали от препятствий (например, стен). Находясь в полости 1325, металлическая полоса 1302 может пропускаться через ряд поддерживаемых полостью роторов 1308, а также несколько роторов 1310 с центральной поддержкой (например, поддерживаемых выдвижным опорным рычагом 1323). В некоторых случаях полость 1325 может содержать поддерживаемые полостью роторы 1308 напротив металлической полосы 1302 от направляющего ролика 1321, когда направляющий ролик 1321 находится в выдвинутом положении, и в этом случае направляющий ролик 1321 может быть направляющим ротором (например, промежуточный ролик с внутренним ротором), как описано более подробно со ссылкой на фиг. 15.
[0155] Роторы 1308, 1310 могут быть такими же, как роторы, описанные в данном документе со ссылкой на другие нагреватели с вращающимся магнитом, и могут содержать любые и все их части и/или отличительные признаки, включая регулировку зазора, продольную регулировку и поперечную регулировку. Для выдвижного нагревателя с вращающимся магнитом 1300 «вертикальный зазор» может включать зазор между противоположными роторами 1308, 1310, расположенными на противоположных сторонах металлической полосы 1302, когда выдвижной опорный рычаг 1323 находится в выдвинутом положении.
[0156] Выдвижной нагреватель с вращающимся магнитом 1300 обеспечивает возможность воздействия роторами 1308, 1310 на существенную длину металлической полосы 1302, не занимая много продольного пространства в технологической линии. Глубина полости 1325 и, следовательно, длина выдвижного опорного рычага 1323, может быть любого подходящего размера. В некоторых случаях степень выдвижения расширяемого опорного рычага 1323 может управлять количеством теплоты, передаваемой в металлическую полосу 1302, потому что степень выдвижения непосредственно связана с длиной металлической полосы, которая подвергается воздействию роторов 1308, 1310, и, следовательно, продолжительностью времени, в течение которого конкретная часть металлической полосы подвергается воздействию роторов 1308, 1310, когда она проходит через выдвижной нагреватель с вращающимся магнитом 1300.
[0157] На фиг. 14 изображен вид сбоку выдвижного нагревателя с вращающимся магнитом 1400 в задвинутом положении в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Выдвижной нагреватель с вращающимся магнитом 1400 может быть выдвижным нагревателем с вращающимся магнитом 1300 в соответствии с фиг. 13 в задвинутом положении. Когда выдвижной опорный рычаг 1423 находится в задвинутом положении, направляющий ролик 1421 может быть отнесен от металлической полосы 1402, что позволяет металлической полосе проходить через выдвижной нагреватель с вращающимся магнитом 1400, не проходя в полость 1425 и, следовательно, не проходя прилегающие магнитные роторы 1408, 1410. В некоторых случаях металлическая полоса 1402 может контактировать или может не контактировать с опорными роликами 1427, когда выдвижной опорный рычаг 1423 находится в задвинутом положении.
[0158] На фиг. 15 изображен вид сбоку изогнутого нагревателя с вращающимся магнитом 1500 применяющего комбинацию направляющих роторов 1531 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Любой нагреватель с вращающимся магнитом может содержать комбинированные направляющие роторы 1531, хотя они особенно полезны в изогнутых нагревателях с вращающимся магнитом 1500. Изогнутый нагреватель с вращающимся магнитом 1500 в соответствии с фиг. 15 содержит четыре направляющих ротора 1531.
[0159] Комбинированный направляющий ротор 1531 представляет собой направляющий ролик 1533 с внутренним ротором 1510. Внутренний ротор 1510 может быть любым подходящим ротором, из таких как описанные в данном документе. Однако направляющий ролик 1533 действует как оболочка вокруг внутреннего ротора 1510, напротив которого металлическая полоса 1502 может опираться и поддерживаться. Направляющий ролик 1533 может быть вращательно отсоединен от внутреннего ротора 1510 или может быть вращательно соединен для вращения с другой скоростью, чем внутренний ротор 1510. Таким образом, направляющий ролик 1533 может вращаться со скоростью, соответствующей скорости движения металлической полосы 1502, в то время как внутренний ротор 1510 может вращаться со скоростью, соответствующей требуемому изменению магнитного поля. Один или большее количество противоположных роторов 1508 могут быть расположены с противоположной стороны металлической полосы 1502 относительно направляющего ротора 1531.
[0160] В некоторых случаях расстояние между магнитными источниками в направляющем роторе 1531 (например, внутреннем роторе 1510) и поверхностью направляющего ротора 1531 (например, направляющим роликом 1533) может быть фиксированным. В таких случаях любая регулировка вертикального зазора может быть исключительно связана с регулировкой противоположного ротора 1508. Однако в некоторых случаях сила магнитного поля от направляющего ротора 1531 можно контролировать, вставляя магнитопрозрачный или магнитонепрозрачный материал в направляющий ротор 1531 между направляющим роликом 1533 и магнитными источниками внутреннего ротора 1510.
[0161] На фиг. 16 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 1600 имеющий управление продольным зазором в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 1600 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1, однако первый набор роторов 1604 и второй набор роторов 1606 установлены на продольных направляющих 1651. Хотя управление продольным зазором может быть достигнуто многими различными способами, например, посредством индивидуального управления опорными рычагами ротора, один из таких способов может включать монтаж опорных рычагов ротора на продольной направляющей 1651 и применение линейных исполнительных механизмов (например, ременных приводов, винтовых исполнительных механизмов или других исполнительных механизмов) для маневрирования опорных рычагов вдоль продольной направляющей 1651.
[0162] Путем испытаний и экспериментов было установлено, что само натяжение полосы не может управляться путем регулировки продольного зазора (например, горизонтального зазора) между наборами соседних роторов (например, продольного зазора между первым и вторым наборами роторов 1604, 1606 в соответствии с фиг. 16). Тем не менее, колебаниями в натяжении полосы можно управлять с помощью регулировки зазора. Путем испытаний и экспериментов было установлено, что высокоэффективное управление колебанием натяжения может быть достигнуто с помощью 400 мм роторов, расположенных на расстоянии 250 мм друг от друга. В некоторых случаях первый и второй наборы роторов, а также третий и четвертый наборы роторов могут быть расположены на расстоянии 250 мм друг от друга, тогда как второй и третий наборы роторов могут быть расположены на расстоянии 500 мм друг от друга. В некоторых случаях второй и третий наборы роторов могут быть расположены так, чтобы иметь продольные зазоры, которые в два раза шире, чем продольные зазоры между первым и вторым наборами роторов, а также третьим и четвертым наборами роторов.
[0163] Путем испытаний и экспериментов было установлено, что колебаниями натяжения можно управлять, обеспечивая достаточное расстояние продольного зазора между соседними роторами, чтобы магнитные взаимодействия между соседними роторами не вызывали нежелательных колебаний натяжения Может быть выгодным расположить смежные наборы роторов с продольными зазорами равными или превышающими 50 мм, 100 мм, 200 мм, 300 мм, 400 мм или 500 мм. В некоторых случаях, когда применяются отклонители потока, расстояние продольного зазора может быть уменьшено при сохранении эффективного управления натяжением.
[0164] На фиг. 17 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 1700 с однороторными роторными наборами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 1700 может содержать любое количество роторов 1710, 1712 и роторных наборов 1704, 1706. Роторы 1710, 1712 могут быть аналогичны роторам 110, 112 в соответствии с фиг. 1. Как изображено на фиг. 17, нагреватель с вращающимся магнитом 1700 содержит первый роторный набор 1704 и второй роторный набор 1706, каждый из которых содержит один ротор. Первый роторный набор 1704 содержит единственный нижний ротор 1710, рядом с которым металлическая полоса 1702 может пропускаться в направлении 1724. Нижний ротор 1710 может поддерживаться опорным рычагом 1718 нижнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между нижним ротором 1710 и металлической полосой 1702. В некоторых случаях опорный рычаг 1718 нижнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Первый роторный набор 1704 изображен работающим в заднем по ходу направлении, причем нижний ротор 1710 изображен вращающимся по часовой стрелке.
[0165] Второй роторный набор 1706 содержит верхний ротор 1712, рядом с которым металлическая полоса 1702 может быть пропущена в направлении 1724. Верхний ротор 1712 может поддерживаться опорным рычагом 1720 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между верхним ротором 1712 и металлической полосой 1702. В некоторых случаях опорный рычаг 1720 верхнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Второй роторный набор 1704 изображен работающим в переднем по ходу направлении, причем верхний ротор 1712 изображен вращающимся по часовой стрелке.
[0166] Роторы 1710, 1712 могут работать без какого-либо прямо противоположного ротора, расположенного с противоположной стороны металлического листа относительно ротора 1710, 1712. В некоторых случаях смежные роторные наборы 1704, 1706, каждый из которых содержит один ротор, могут быть расположены так, что смежные роторы расположены на противоположных сторонах металлической полосы 1702, хотя это не обязательно должно быть так. В некоторых случаях дополнительное оборудование, такое как опорные ролики, газовые форсунки (например, воздушные форсунки) или другое подобное оборудование, может применяться для противодействия любой силе, вызванной роторами 1710, 1712, которая перемещает металлическую полосу 1702 от требуемой технологической оси. Например, один ротор 1710, 1712 может слегка тянуть металлическую полосу 1702 к ротору 1710, 1712. Такому тяговому усилию можно противодействовать с помощью гравитации, опорных роликов или любому другому приложенному усилию (например, через газовые сопла). В некоторых случаях противодействующая сила не прикладывается.
[0167] На фиг. 18 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 1800 с однороторными наборами роторов напротив металлических плит 1892, 1894 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 1800 может содержать любое количество роторов 1808, 1812 и роторных наборов 1804, 1806. Роторы 1808, 1812 могут быть аналогичны роторам 110, 112 в соответствии с фиг. 1. Как изображено на фиг. 18, нагреватель с вращающимся магнитом 1800 содержит первый роторный набор 1804 и второй роторный набор 1806, каждый из которых содержит единственный ротор и расположен противоположно металлической плите. Первый роторный набор 1804 содержит единственный верхний ротор 1808, рядом с которым металлическая полоса 1802 может быть пропущена в направлении 1824. Верхний ротор 1808 может быть поддержан опорным рычагом 1816 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между верхним ротором 1808 и металлической полосой 1802. В некоторых случаях опорный рычаг 1816 верхнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Первый роторный набор 1804 изображен работающим в заднем по ходу направлении, причем нижний ротор 1808 изображен вращающимся против часовой стрелки.
[0168] Второй роторный набор 1806 содержит верхний ротор 1812, рядом с которым металлическая полоса 1802 может быть пропущена в направлении 1824. Верхний ротор 1812 может поддерживаться опорным рычагом 1820 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между верхним ротором 1812 и металлической полосой 1802. В некоторых случаях опорный рычаг 1820 верхнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Второй роторный набор 1804 изображен работающим в переднем по ходу направлении, причем верхний ротор 1812 изображен вращающимся по часовой стрелке.
[0169] Роторы 1808, 1812 могут работать без какого-либо прямо противоположного ротора, расположенного с противоположной стороны металлического листа относительно ротора 1808, 1812, а с противоположными металлическими плитами 1892, 1894. Металлические плиты 1892, 1894 могут вступать, а могут не вступать в контакт с металлической полосой 1802. Металлические плиты 1892, 1894 могут быть изготовлены из металла, такого как черный металл или цветной металл. В некоторых случаях металлические плиты 1892, 1894 могут быть изготовлены из стали. Применение металлических плит 1892, 1894 может помочь ориентировать и/или концентрировать магнитные поля от роторов 1808, 1812 через металлическую полосу 1802. Металлические плиты 1892, 1894 могут быть расположены стационарно. В некоторых случаях металлические плиты 1892, 1894 могут быть приведены в движение в вертикальном направлении для регулировки расстояния между металлическими пластинами 1892, 1894 и металлической полосой 1802. В некоторых случаях металлические плиты 1892, 1894 могут быть покрыты защитным слоем, таким как кевлар (Kevlar). В некоторых случаях нагреватель с вращающимся магнитом 1800 не содержит металлические плиты 1892, 1894.
[0170] На фиг. 19 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 1900 с однороторными наборами роторов напротив роликов 1992, 1994 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 1900 может содержать любое количество роторов 1908, 1912 и роторных наборов 1904, 1906. Роторы 1908, 1912 могут быть аналогичны роторам 110, 112 в соответствии с фиг. 1. Как изображено на фиг. 19, нагреватель с вращающимся магнитом 1900 содержит первый роторный набор 1904 и второй роторный набор 1906, каждый из которых содержит единственный ротор и расположен противоположно металлическому ролику. Первый роторный набор 1904 содержит единственный верхний ротор 1908, рядом с которым металлическая полоса 1902 может быть пропущена в направлении 1924. Верхний ротор 1908 может поддерживаться опорным рычагом 1916 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между верхним ротором 1908 и металлической полосой 1902. В некоторых случаях опорный рычаг 1916 верхнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Первый роторный набор 1904 изображен работающим в заднем по ходу направлении, причем нижний ротор 1908 изображен вращающимся против часовой стрелки.
[0171] Второй роторный набор 1906 содержит верхний ротор 1912, рядом с которым металлическая полоса 1902 может быть пропущена в направлении 1924. Верхний ротор 1912 может поддерживаться опорным рычагом 1920 верхнего ротора, который может фиксироваться или приводиться в движение для перемещения в вертикальном направлении для регулировки расстояния между верхним ротором 1912 и металлической полосой 1902. В некоторых случаях опорный рычаг 1920 верхнего ротора может быть вертикально закреплен или регулируем. Второй роторный набор 1904 изображен работающим в переднем по ходу направлении, причем верхний ротор 1912 изображен вращающимся по часовой стрелке.
[0172] Роторы 1908, 1912 могут работать без какого-либо прямо противоположного ротора, расположенного с противоположной стороны металлического листа относительно ротора 1908, 1912, а с противоположными роликами 1992, 1994. Ролики 1992, 1994 могут вступать, а могут не вступать в контакт с металлической полосой 1902. Ролики 1992, 1994 могут быть выполнены из металла, такого как черный металл или цветной металл. В некоторых случаях ролики 1992, 1994 могут быть изготовлены из стали. Применение роликов 1992, 1994 может помочь сориентировать и/или сконцентрировать магнитные поля от роторов 1908, 1912 через металлическую полосу 1902, при этом, необязательно, обеспечивая поддержку металлической полосы 1902. Ролики 1992, 1994 могут вращаться свободно или могут вращаться от привода (например, с помощью двигателя). В некоторых случаях ролики 1992, 1994 могут быть приведены в движение в вертикальном направлении для регулировки расстояния между роликами 1992, 1994 и металлической полосой 1902. В некоторых случаях ролики 1992, 1994 могут быть покрыты защитным слоем, таким как кевлар (Kevlar).
[0173] На фиг. 20 изображен вид сбоку нагревателя с вращающимся магнитом 2000 с возможностью перемещения относительно неподвижной металлической полосы 2002 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 2000 может содержать любое количество роторов 2008, 2010 и роторных наборов 2004. Роторы 2008, 2010 могут быть аналогичны роторам 108, 110 в соответствии с фиг. 1. Как изображено на фиг. 20, нагреватель с вращающимся магнитом 2000 содержит первый роторный набор 2004, содержащий верхний и нижний роторы 2008, 2010. Могут быть применены и другие конфигурации. Металлическая полоса 2002 может быть расположена рядом с роторами 2008, 2010, например, в вертикальном зазоре между роторами 2008, 2010. Металлическая полоса 2002 может удерживаться неподвижно (например, неподвижно относительно земли), как указано стрелкой перечеркнутого направления. Для достижения требуемых эффектов нагрева, роторный набор 2004 может перемещаться в продольном направлении относительно металлической полосы 2002, например, в направлении 2025. В некоторых случаях опорные рычаги 2016, 2018 ротора могут быть подвижно соединены с направляющими 2051. Движение вдоль направляющих 2051 может позволить роторам 2008, 2010 продольно двигаться относительно металлической полосы 2002, достигая того же относительного движения и, следовательно, общего эффекта нагрева, как если бы металлическая полоса 2002 двигалась, а роторы 2008, 2010 удерживается в продольном неподвижном состоянии, как изображено на фиг. 1. Роторы 2008, 2010 могут продолжать вращаться (например, в заднем по ходу направлении, как изображено на фиг. 20), когда они перемещаются в продольном направлении вверх или вниз по длине металлической полосы 2002. В некоторых случаях вместо стационарной металлической полосы 2002 могут применяться другие металлические заготовки, детали или изделия, такие как металлические листы, металлический щит, металлическая пластина, фасонные детали или тому подобное.
[0174] На фиг. 21 изображена аксонометрическая проекция нагревателя с вращающимся магнитом 2100, содержащего множество малых роторов 2109 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 2100 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 200 в соответствии с фиг. 2. Роторный набор 2104 может содержать верхний ротор 2108, поддерживаемый опорным рычагом 2116 верхнего ротора и приводимый в движение двигателем 2138 верхнего ротора, а также нижний ротор 2110, поддерживаемый опорным рычагом 2118 нижнего ротора и приводимый в действие двигателем 2150 нижнего ротора. Роторы 2108, 2110 в соответствии с фиг. 21 изображены без внешнего покрытия, хотя внешнее покрытие может быть применено поверх некоторых или всех вспомогательных роторов 2109.
[0175] Каждый ротор 2108, 2110 может содержать два или большее количество малых роторов 2109. Каждый малый ротор 2109 может занимать менее 100% ширины ротора, в котором он содержится. Как изображено на фиг. 21, каждый из роторов 2108, 2110 содержит одиннадцать малых роторов 2109. Каждый малый ротор 2109 может передавать разное количество магнитного потока (например, изменением магнитных полей) на металлическую полосу 2102 в отдельной области (например, на малом роторе 2109 или вокруг него). Каждый малый ротор 2109 может приводиться в движение индивидуально (например, с помощью отдельных двигателей) или может приводиться в движение совместно с одним или большим количеством других малых роторов 2109 (например, несколько малых роторов 2109 совместно применяют один двигатель). Двигатели роторов или другие источники движущей силы могут применяться для вращения малых роторов 2109. В некоторых случаях отдельные малые роторы 2109 могут быть выполнены с возможностью вращения с разными скоростями, чем другие малые роторы 2109. Например, малые роторы 2109, расположенные в продольном направлении выше или ниже традиционной «холодной» зоны на поверхности металлической полосы 2102 (например, немного внутрь от краев металлической полосы), могут быть приведены в движение быстрее, чем соседние малые роторы 2109, позволяя нагревать это место больше, чем в соседних местах, тем самым вызывая более равномерный или более однородный температурный профиль по ширине металлической полосы. В некоторых случаях малые роторы 2109 могут быть предварительно настроены на вращение с определенными относительными друг к другу скоростями, например, посредством применения зубчатых колес или зубчатых передач. В некоторых случаях трансмиссии могут быть применены для ручного или автоматического изменения относительных скоростей одного малого ротора 2109 по отношению к другому малому ротору 2109.
[0176] На фиг. 22 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом 2200 содержащего множество малых роторов 2209 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 2200 может содержать ротор 2208. Ротор 2208 может быть аналогичен ротору 2108 в соответствии с фиг. 21. Металлическая полоса 2202 может пропускаться под ротором 2208 в направлении 2224 и, следовательно, под малыми роторами 2209.
[0177] На фиг. 23 изображена диаграмма, иллюстрирующая скорость 2309 ротора и температуру 2301 полосы для ротора 2208 и металлической полосы 2202 в соответствии с фиг. 22 при первом условии согласно определенным аспектам данного описания. Линия 2309 изображает безразмерную скорость вращения ротора для каждого из одиннадцати малых роторов 2209 в соответствии с фиг. 22. Для удобства диаграмма в соответствии с фиг. 23 совмещена вертикально с малыми роторами 2209 в соответствии с фиг. 22. Пунктирные линии 2302 обозначают края металлической полосы 2202. Линия 2301 изображает безразмерную температуру полосы по ширине металлической полосы 2202 при или сразу после ее пропускания ротором 2208. Линии 2309, 2301 не обязательно изображены в масштабе, но изображены преувеличенными для демонстративных целей.
[0178] При первом условии каждый из малых роторов 2209 приводится в движение с одинаковой скоростью, которая генерирует аналогичные или идентичные движущиеся магнитные поля для одного полноразмерного ротора. Температура 2301 полосы, возникающая в результате таких движущихся магнитных полей, демонстрирует профиль, содержащий «горячие» зоны на краях металлической полосы 2202 и «холодные» зоны, слегка проксимальные от краев металлической полосы 2202 (например, только внутрь от краев металлической полосы 2202). Эти горячие зоны и холодные зоны могут быть результатом краевых эффектов, когда магнитные поля и вызванные электрические поля взаимодействуют на краях металлической полосы 2202. Такое неравномерное распределение температуры может быть нежелательным.
[0179] На фиг. 24 изображена диаграмма, иллюстрирующая скорость 2409 ротора и температуру 2401 полосы для ротора 2208 и металлической полосы 2202 в соответствии с фиг. 22 при втором условии согласно определенным аспектам данного описания. Линия 2409 изображает безразмерную скорость вращения ротора для каждого из одиннадцати малых роторов 2209 в соответствии с фиг. 22. Для удобства, диаграмма в соответствии с фиг. 24 совмещена вертикально с малыми роторами 2209 в соответствии с фиг. 22. Пунктирные линии 2402 обозначают края металлической полосы 2202. Линия 2401 изображает безразмерную температуру полосы по ширине металлической полосы 2202 при или сразу после ее пропускании ротором 2208. Линии 2409, 2401 не обязательно изображены в масштабе, но изображены преувеличенными для демонстративных целей.
[0180] При втором условии каждый из малых роторов 2209 приводится в движение с одинаковой скоростью, за исключением предпоследних малых роторов 2209, прилегающих к концам ротора 2208. Предпоследние малые роторы 2209 изображены приводимыми на скоростях, превышающих оставшиеся малые роторы 2209. Это условие генерирует движущиеся магнитные поля, сходные с одним полноразмерным ротором, за исключением ближних или слегка уходящих внутрь от краев металлической полосы 2202, где количество нагрева увеличивается. Температура 2401 полосы, возникающая в результате таких движущихся магнитных полей, демонстрирует профиль, который является более равномерным по ширине металлической полосы 2202, чем температура 2301 полосы при первом условии, изображенном на фиг. 23. Таким образом, путем регулирования скорости конкретных малых роторов 2209 в роторе 2208, имеющем малые роторы 2209, можно улучшить однородность температуры по ширине металлической полосы 2202.
[0181] В некоторых случаях температуру 2401 полосы можно рассматривать как однородный температурный профиль. В некоторых случаях другие технологии, такие как описанные в данном документе, могут применяться для достижения однородного температурного профиля. Однородный температурный профиль может содержать температурный профиль на металлическом изделии, который изменяется не более чем на 1°С, 2°С, 3°С, 4°С, 5°С, 6°С, 7°С, 8°С, 9°C, 10°C, 11°C, 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 20°C, 21°С, 22°С, 23°С, 24°С или 25°С от средней температуры. В некоторых случаях могут быть применены другие варианты. В некоторых случаях отклонение может составлять не более чем 1°С, 2°С, 3°С, 4°С, 5°С, 6°С, 7°С, 8°С, 9°С или 10°С от средней температуры.
[0182] На фиг. 25 изображен вид спереди ротора 2508, иллюстрирующий профиль 2509 магнитного потока в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Как раскрыто в данном документе, различные технологии могут позволить пропускать различные количества магнитного потока через металлическую полосу, проходящую рядом с магнитным ротором. Одной технологией управления количеством тепла, вводимого по ширине металлической полосы, является создание ротора 2508, имеющего специальный профиль 2509 магнитного потока. Специальный профиль 2509 магнитного потока может быть спроектирован таким образом, чтобы передавать требуемое количество теплоты металлической полосе, когда ротор 2508 вращается рядом с движущейся металлической полосой. Ротор 2508 может быть любым из роторов, описанных в данном документе, например ротором 108 в соответствии с фиг. 1. Различные технологии могут придать специальный профиль 2509 магнитного потока, как описано более подробно в данном документе. В некоторых случаях может быть востребованным обеспечить увеличение магнитного потока, непосредственно проксимального к краям металлической полосы, чтобы уменьшить преобладание холодных зон, таких как те, которые изображены на фиг. 23. В некоторых случаях могут потребоваться другие профили 2509 магнитного потока, чтобы обеспечить улучшение управлением температуры, большую гибкость в управлении температурой или по другим причинам.
[0183] В некоторых случаях специальный профиль 2509 магнитного потока ротора 2508 может быть статическим и не может динамически регулироваться. В таких случаях ротор 2508 может потребовать остановки (например, остановить вращение) и при необходимости удалить, чтобы отрегулировать профиль 2509 магнитного потока. В некоторых случаях ротор 2508 может иметь специальный профиль 2509 магнитного потока, который является статическим, образованным с применением требуемой матрицы постоянных магнитов, такой как матрица Хальбаха (Halbach array). В некоторых случаях профиль 2509 магнитного потока может регулироваться динамически, например, в соответствии с предварительно определенной программой или в ответ на обратную связь (например, сигналы от датчика температуры, датчика плоскостности, датчика мощности или другого подобного датчика). Профиль 2509 магнитного потока может динамически регулироваться в соответствии с любой подходящей технологией, такой как регулировка скорости вращения малых роторов, регулировка исполнительных механизмов для перемещения некоторых магнитов ротора ближе или дальше от металлической полосы (например, ближе или дальше от внешней оболочки ротора), регулировка исполнительных механизмов для перемещения концентраторов потока внутри или вокруг ротора и так далее.
[0184] Аналогичным образом, в некоторых случаях положение и/или ориентация ротора может подвергнуться управлению для регулировки профиля магнитного потока, который проходит через металлическую полосу. В таких случаях профиль 2509 магнитного потока самого ротора 2508 может не изменяться динамически, но профиль магнитного потока через металлическую полосу можно динамически регулировать.
[0185] Специальный профиль 2509 магнитного потока ротора 2508, изображенного на фиг. 25, содержит элементы профиля треугольной формы. В некоторых случаях элементы профиля могут принимать другие формы, такие как квадратная, круглая, эллипсоидальная, пилообразная или любая другая подходящая форма.
[0186] На фиг. 26 изображен сквозной вид спереди, иллюстрирующий ротор 2608, имеющий спрофилированный магнитный ротор 2603, содержащий пустотелый корпус 2601, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Ротор 2608 является одним примером того, как может быть достигнут специальный профиль 2509 магнитного потока в соответствии с фиг. 25. Ротор 2608 содержит внешнюю оболочку 2601, представляющую собой цилиндрическую наружную поверхность. Внутри оболочки 2601 спрофилированный магнитный ротор 2603 имеет контур, способный достигать требуемого специального профиля 2609 магнитного потока. Спрофилированный магнитный ротор 2603 может содержать несколько магнитов, расположенных вокруг магнитного ротора 2603. На участках, где требуется больший магнитный поток, диаметр магнитного ротора 2603 может быть больше, тогда как в местах, где диаметр магнитного ротора 2603 меньше, может наблюдаться уменьшение магнитного потока вблизи этого места.
[0187] На фиг. 27 изображен сквозной вид спереди, иллюстрирующий ротор 2708, содержащий концентраторы потока 2766, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Ротор 2708 является одним примером того, как может быть достигнут специальный профиль 2509 магнитного потока в соответствии с фиг. 25. Ротор 2708 содержит внешнюю оболочку 2701 с концентраторами потока 2766, соединенными с ней или встроенными в оболочку 2701. Внутри оболочки 2701 магнитный ротор 2703 имеет плоский контур, который обычно выдает плоский профиль магнитного потока. Из-за присутствия концентраторов магнитного потока 2766 профиль 2709 магнитного потока ротора 2708 имеет специальный профиль, подобный специальному профилю магнитного потока 2509 в соответствии с фиг. 25. В некоторых случаях динамическое регулирование профиля 2709 магнитного потока ротора может быть достигнуто посредством динамического манипулирования концентраторами потока 2766. В некоторых случаях концентраторы потока 2766 могут быть расположены внутри оболочки 2701, например, между оболочкой 3081 и магнитным ротором 2703. Концентраторы потока 2766 могут быть любым материалом, подходящим для концентрации магнитного потока, таким как электротехническая сталь (например, многослойная сталь).
[0188] На фиг. 28 изображен вид сбоку в разрезе ротора 2800 для применения с постоянными магнитами с концентраторами потока 2866 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Магнитный ротор 2800 может быть ротором 2708 в соответствии с фиг. 27 или любой другой подходящий ротор, такой как роторы 108, 110, 112, 114 в соответствии с фиг. 1. Магнитный ротор 2800 может содержать один или большее количество магнитных источников 2803, например, постоянных магнитов. Магнитный ротор 2800 в соответствии с фиг. 28 может быть подобным магнитному ротору 400 в соответствии с фиг. 4, но с добавлением концентраторов потока 2866.
[0189] Магнитные источники 2803 могут быть окружены оболочкой 2801. Оболочка 2801 может быть из любого подходящего материала, способного пропускать через себя магнитный поток. В некоторых случаях оболочка 2801 может быть выполнена или может дополнительно содержать неметаллическое покрытие. В некоторых случаях оболочка 2801 может содержать покрытие из кевлара (Kevlar).
[0190] В некоторых случаях магнитный ротор 2800 может содержать ферромагнитный сердечник 2805, содержащий центральную ось 2807. В некоторых случаях, магнитный ротор 2800 может содержать другие внутренние устройства, подходящие для поддерживания магнитных источников 2803. Можно применять любое подходящее количество магнитных источников 2803.
[0191] В некоторых случаях концентраторы потока 2866 могут быть соединены с оболочкой 2801 или иным образом встроены в поверхность оболочки 2801. В некоторых случаях концентраторы потока могут быть расположены в пределах оболочки 2801, что позволяет внешней поверхности ротора оставаться по существу цилиндрической. Концентраторы потока 2866 могут быть расположены на краях, обращенных наружу (например, на краях, обращенных радиально наружу) магнитных источников 2803. Магнитный поток может быть улучшен везде, где присутствуют концентраторы потока 2866 относительно мест, в которых отсутствуют концентраторы потока 2866. Следовательно, ротор 2800 может быть выполнен с концентраторами магнитного потока 2866 в некоторых поперечных местах по ширине ротора 2800 (например, внутрь и наружу от плоскости изображения, как изображено на фиг. 28), а не в других местах. Таким образом, специальный профиль магнитного потока может быть достигнут по всей ширине ротора 2800.
[0192] На фиг. 29 изображен вид спереди, иллюстрирующий роторный набор 2900, содержащий роторы с изменяющимся потоком 2908, 2910, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Как изображено на фиг. 29, контуры роторов 2908, 2910 очерчены (например, контур в виде вазы или контур в виде кегли для игры в боулинг) для представления спрофилированного профиля магнитного потока роторов 2908, 2910. Фактическая внешняя поверхность роторов 2908, 2910 может иметь контурную, цилиндрическую или иную форму. Как раскрыто в данном документе, специальный профиль магнитного потока может быть образован с применением различных технологий независимо от формы внешней оболочки ротора 2908, 2910.
[0193] Роторы 2908, 2910 в частности имеют изменяющийся плавным образом профиль магнитного потока. Этот специфический профиль может быть известен как профиль с непрерывно изменяющейся бочкообразностью. Этот специфический профиль и другие подобные профили могут быть применены для обеспечения улучшенной возможности регулировки количества потока, проходящего через магнитную полосу 2902. Регулируя положение и/или ориентацию роторов 2908, 2910, различные профили магнитного поля могут быть представлены на металлической полосе 2902. Например, перемещение положения одного или большего количества роторов 2908, 2910 в поперечном направлении (например, влево-вправо, как изображено на фиг. 29) или в вертикальном направлении (например, вверх-вниз, как изображено на фиг. 29) может обеспечить определенную степень управления магнитным потоком, проходящим через металлическую полосу 2902. Кроме того, вращение одного или большего количества роторов 2908, 2910 вокруг продольной оси (например, продольной оси металлической полосы или вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки, как изображено на фиг. 29) или вокруг вертикальной оси (например, вращения вокруг оси, параллельной плоскости изображения и проходящая снизу вверх, как изображено на фиг. 29) может обеспечить дополнительную степень управления магнитным потоком, проходящим через металлическую полосу 2902. Наконец, скоординированная регулировка верхнего ротора 2908 и нижнего ротора 2910 относительно друг друга и относительно металлической полосы 2902 может обеспечить даже дополнительное управление магнитным потоком, проходящим через металлическую полосу 2902.
[0194] На фиг. 30 изображен вид спереди, иллюстрирующий роторный набор 2900 в соответствии с фиг. 29 после смены положения роторов с изменяющимся потоком 2908, 2910 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. На фиг. 30, верхний ротор 2908 был перемещен в первом направлении, а нижний ротор 2910 был перемещен в противоположном направлении. В результате части роторов 2908, 2910 с более высоким магнитным потоком расположены в непосредственной близости над металлической полосой 2902, что приводит к увеличению подводимой теплоты в металлическую полосу 2902 вблизи краев металлической полосы 2902.
[0195] На фиг. 31 изображен вид спереди, иллюстрирующий роторный набор 3100, содержащий роторы с раструбным потоком 3108, 3110, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Как изображено на фиг. 31, контуры роторов 3108, 3110 очерчены (например, контур в виде слуховой трубы) для представления раструбного профиля магнитного потока роторов 3108, 3110. Фактическая внешняя поверхность роторов 3108, 3110 может быть раструбной, цилиндрической или другой формы. Как раскрыто в данном документе, специальный профиль магнитного потока может быть образован с применением различных технологий независимо от формы внешней оболочки ротора 3108, 3110.
[0196] Раструбная форма профиля магнитного потока роторов 3108, 3110 может быть особенно полезной для регулировки количества нагрева, происходящего вблизи краев металлической полосы 3102. Посредством регулировки в поперечном направлении (например, влево-вправо, как изображено на фиг. 31) положения роторов 3108, 3110 относительно друг друга и относительно металлической полосы 3102, интенсивность магнитного потока, проходящего через металлическую полосу, может быть увеличена вблизи краев металлической полосы 3102 без увеличения количества магнитного потока, проходящего через центр металлической полосы.
[0197] На фиг. 32 изображен вид спереди, иллюстрирующий технологии для регулирования количества магнитного потока протекающего сквозь металлическую полосу 3202 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Как изображено на фиг. 32 контур ротора 3208 является линейным (например, цилиндрическим) для представления линейного профиля магнитного потока роторов 3208. Технологии, изображенные на фиг. 32, однако, также могут быть применены с роторами 3208, имеющими нелинейные (например, контурные) профили магнитного потока. Фактическая внешняя поверхность роторов 3208, 3210 может иметь контурную, цилиндрическую или иную форму. Как описано в данном документе, специальный профиль магнитного потока через металлическую полосу 3202 может быть образован с применением различных технологий независимо от профиля магнитного потока ротора 3208. Прилагая внешнее усилие к металлической полосе 3202, металлическую полосу 3202 можно подталкивать к ротору 3208 в определенных местах (например, по краям полосы 3202 в соответствии с фиг. 32) и оставлять на расстоянии от ротора 3208 в других местах (например, центр полосы 3202 в соответствии с фиг. 32). Таким образом, к частям металлической полосы 3202, ближайшей к ротору 3208, может подаваться самый сильный магнитный поток. Любая подходящая технология может быть применена для приложения усилия, чтобы подтолкнуть металлическую полосу 3202 к ротору 3208. В качестве одного примера, распыленная струя 3296 текучей среды, такой как газ (например, воздух), может подаваться на металлическую полосу 3202 напротив ротора 3208 в месте, где требуется повышенный магнитный поток. Эта распыленная струя 3296 текучей среды может подталкивать металлическую полосу 3202 к ротору 3208. В другом примере, ролик или набор роликов 3298 могут быть расположены с противоположной стороны металлической полосы 3202 относительно ротора 3208 в месте, где требуется увеличенный магнитный поток. Этот ролик или набор роликов 3298 могут подталкивать металлическую полосу 3202 к ротору 3208. Другие подходящие технологии могут быть применены для выборочного подталкивания частей металлической полосы 3202 к ротору 3208.
[0198] На фиг. 33 изображен вид сверху нагревателя с вращающимся магнитом 3300 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Нагреватель с вращающимся магнитом 3300 может быть аналогичен нагревателю с вращающимся магнитом 100 в соответствии с фиг. 1 или нагревателю 200 с вращающимся магнитом в соответствии с фиг. 2, хотя с дополнительными нагревательными элементами 3391, 3393, 3396 (например, вспомогательными нагревательными элементами). Нагреватель с вращающимся магнитом 3300 в соответствии с фиг. 33 может применять дополнительные нагревательные элементы 3391, 3393, 3396 для выравнивания любых холодных зон в металлической полосе 3302 после нагревания с применением роторов 3308, 3312. Можно применять любое количество дополнительных нагревательных элементов 3391, 3393, 3396, например один, два (например, пару элементов, симметрично расположенных относительно центральной линии поперечной ширины металлической полосы 3302) или три, или большее количество.
[0199] Когда металлическая полоса 3302 проходит роторы 3308, 3312 в направлении 3324, металлическая полоса 3302 может быть нагрета. В зависимости от магнитного потока, проходящего через металлическую полосу 3302, металлическая полоса может выходить из роторов 3308, 3312 с температурным профилем 3395, содержащим холодные зоны (например, локализованные области с низкой температурой). В некоторых случаях эти холодные зоны могут быть смягчены путем применения дополнительного нагрева с применением дополнительных нагревательных элементов 3391, 3393, 3396. Дополнительные нагревательные элементы 3391 могут представлять собой любой подходящий нагревательный элемент, такой как вращающийся магнит, горячий воздух, нагретая жидкость, электрическое сопротивление, прямое воздействие пламени, инфракрасный нагрев, индукционный нагрев или другие подобные элементы, способные локально добавлять теплоту к металлической полосе 3302 в холодные зоны или около них. Как изображено на фиг. 33 дополнительные нагревательные элементы 3391 расположены сзади по ходу от роторов 3308, 3312, хотя это может и не быть обязательным, и дополнительные нагревательные элементы 3391 могут вместо этого быть расположены спереди по ходу от роторов 3308, 3312, чтобы предварительно нагреть область металлической полосы 3302, которая в противном случае привела бы к появлению холодной зоны.
[0200] Дополнительный нагревательный элемент 3393 является примером вращающегося магнита, который содержит множество магнитных полюсов на диске, который вращается вокруг оси, перпендикулярной поверхности металлической полосы. Это вращение вызывает нагрев внутри металлической полосы 3302 вокруг целевого местоположения, например, там, где существуют или ожидаются холодные зоны.
[0201] Дополнительный нагревательный элемент 3396 является примером вращающегося магнита (например, магнитного ротора), который вращается вокруг оси вращения, которая параллельна направлению 3324 (например, заднему по ходу направлению) и перпендикулярна поперечной ширине металлической полосы 3302. В некоторых случаях дополнительный нагревательный элемент 3391 может представлять собой вращающийся магнит (например, магнитный ротор), который вращается вокруг оси вращения, которая параллельна роторам 3308, 3312 (например, перпендикулярно направлению 3324 и параллельна поперечной ширине металлической полосы 3302).
[0202] После прохождения обоих роторов 3308, 3312 и любых дополнительных нагревательных элементов 3391, 3393, 3396 металлическая полоса 3302 может иметь температурный профиль 3397, который является однородным, приблизительно однородным или более однородным, чем температурный профиль 3395.
[0203] В некоторых случаях холодные зоны возникают вблизи, но не на краях металлической полосы 3302. Это местоположение может быть общим из-за пути, по которому вихревые токи должны проходить в металлической полосе 3302 при приближении к краю, что приводит к локализованной холодной зоне на небольшом расстоянии от края с локализованной горячей зоной на краю. В некоторых случаях дополнительные нагревательные элементы 3391, 3393, 3396 могут быть расположены между ближайшей металлической полосой 3302 в поперечном положении, которое лежит между краем металлической полосы 3302 и боковой центральной линией металлической полосы 3302. В некоторых случаях дополнительные нагревательные элементы 3391, 3393, 3396 могут быть расположены рядом с металлической полосой в поперечном положении, которое является поперечно разнесенным (например, в направлении боковой центральной линии металлической полосы) от края металлической полосы на расстояние составляющее или составляющее примерно от 5% до 25%, от 7% до 20%, от 8% до 15%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13% или 14% от ширины металлической полосы 3302.
[0204] На фиг. 34 изображена комбинация схематического расположения и графиков зависимости, иллюстрирующая систему магнитного нагрева и управления натяжением 3400 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Система 3400 может содержать множество роторов 3408, 3410, способных нагревать металлическую полосу 3402, а также вызывать изменения натяжения в металлической полосе 3402. Систему магнитного нагрева и управления натяжением 3400 можно применять с любым подходящим технологическим поточным оборудованием, таким как разматыватель катушки или наматыватель катушки, как изображено на фиг. 34.
[0205] На левой части фиг. 34 изображены роторы 3408, расположенные сразу же сзади по ходу после разматывателя катушки. Поскольку металлическая полоса 3402 разматывается с катушки, первоначально натяжение может быть относительно высоким, как изображено на линии натяжения 3409 в соответствии с фиг. 34. Вращая каждый из роторов 3408 в переднем по ходу направлении, роторы 3408 могут передавать регулировки натяжения, одновременно увеличивая температуру металлической полосы 3402, как изображено на температурной линии 3401 в соответствии с фиг. 34. Каждый последующий ротор 3408, работающий в переднем по ходу направлении после разматывателя катушки, может уменьшать натяжение металлической полосы при повышении температуры металлической полосы. Эта технология может быть особенно полезной, поскольку при повышении температуры металлической полосы 3402 чрезмерное натяжение и/или физический контакт могут быть нежелательными и могут вызвать дефекты в металлической полосе 3402. Применение магнитного ротора 3408 для повышения температуры и уменьшения натяжения в металлической полосе 3402 может быть осуществлено без физического контакта между металлической полосой 3402 и ротором 3408.
[0206] Правая часть фиг. 34 изображает роторы 3410, расположенные непосредственно спереди по ходу от наматывателя катушки. Поскольку металлическая полоса 3402 направлена к наматывателю катушки, первоначально натяжение может быть относительно низким, и может потребоваться увеличение до того, как металлическая полоса 3402 намотается на катушку. Кроме того, может быть востребованным повысить температуру металлической полосы 3402 непосредственно перед перемоткой, особенно если металлическая полоса 3402 была предварительно резко охлаждена до низкой температуры. Следовательно, магнитный ротор 3410, как описано в данном документе, может быть особенно полезным как для повышения температуры металлической полосы 3402, так и для увеличения натяжения в металлической полосе 3402 без необходимости контакта с металлической полосой 3402. Вращением магнитных роторов 3410 в заднем по ходу направлении, роторы 3410 могут увеличить натяжение в металлической полосе 3402, одновременно увеличивая температуру металлической полосы 3402.
[0207] На фиг. 35 изображен вид спереди ротора 3508 с парой гильз 3592 ротора, обеспечивающих профиль 3509 магнитного потока, в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Как раскрыто в данном документе, различные технологии могут позволить пропускать различные количества магнитного потока через металлическую полосу, проходящую рядом с магнитным ротором. Одной из технологий управления количеством теплоты, вводимого по ширине металлической полосы, является создание ротора 3508, имеющего специальный профиль магнитного потока 3509. Специальный профиль 3509 магнитного потока может быть разработан таким образом, чтобы передавать требуемое количество теплоты металлической полосе, когда ротор 3508 вращается рядом с движущейся металлической полосой. Ротор 3508 может быть любым из роторов, описанных в данном документе, например, ротором 108 в соответствии с фиг. 1.
[0208] Как изображено на фиг. 35, специальный профиль 3509 магнитного потока может быть создан с применением гильз 3592 ротора, расположенных на магнитном роторе 3508 или вокруг него в различных местах. Гильзы 3592 ротора могут быть предназначены для короткого замыкания и/или фокусировки магнитного потока, создавая таким образом профиль 3509 магнитного потока, который будет аналогичен магнитному ротору, имеющему переменную ширину, без необходимости фактически изменять ширину ротора. Гильза 3592 может быть изготовлена из любого подходящего материала для короткого замыкания и/или фокусировки магнитного потока, такого как ферромагнитные материалы (например, сталь).
[0209] Гильза 3592 может располагаться по всей ширине ротора 3508 или меньше, чем полная ширина ротора 3508. Как изображено, конструкция с двумя гильзами применяется для обеспечения профиля 3509 магнитного потока с симметрией относительно центральной линии 3594 ротора 3508. В других случаях может быть применена одна гильза или большее количество, чем две гильзы. В некоторых случаях, таких как изображенные на фиг. 35, гильза 3592 может располагаться от самого конца или около него ротора 3508 к центральной линии 3594 на расстояние, которое составляет или составляет примерно от 60 мм до 140 мм, от 70 мм до 130 мм, от 80 мм до 120 мм или от 90 мм до 110 мм, или составляет или составляет примерно 100 мм. В некоторых случаях гильза 3592 может располагаться на расстояние достаточное для покрытия от приблизительно 5% до приблизительно 25% полной длины ротора 3508, такое как составляющее или составляющее приблизительно от 5% до 25%, от 8% до 20%, от 10% до 18% или 15%. В некоторых случаях пара гильз 3592, каждая из которых покрывает приблизительно 20% длины ротора 3508, может вместе покрывать 40% длины ротора 3508. В некоторых случаях гильзы 3592 могут быть расположены так, чтобы покрывать участки ротора 3508, которые выходят за пределы ширины нагреваемой металлической полосы. В некоторых случаях гильза 3592 может покрывать примерно от 0% до 80% полную длину ротора 3508 в любом его месте.
[0210] В некоторых случаях гильзы 3592 можно автоматически или вручную регулировать, чтобы больше или меньше покрывать ротор 3508. В таких случаях может быть востребованным отрегулировать положение гильз 3592 на основе ширины нагреваемой металлической полосы. Гильзы 3592 могут быть соединены с ротором 3508, хотя это не обязательно должно иметь место. Чтобы избежать перегрева гильзы 3592 из-за индуктивного нагрева, особенно если гильза 3592 не полностью вращательно соединена с ротором 3508, гильза 3592 может содержать ламинаты или другие защитные элементы для уменьшения величины индуктивного нагрева, вызванного изменяющимися магнитными полями. В некоторых случаях гильза 3592 может быть соединена с ротором 3508 с возможностью вращения, хотя это не обязательно должно иметь место. В некоторых случаях может существовать зазор между гильзой 3592 и магнитными источниками внутри ротора 3508. Этот зазор может иметь размер, составляющий или составляющий примерно от 5 мм до 20 мм, от 7 мм до 15 мм или 10 мм.
[0211] Гильза 3592 может быть любой подходящей толщины, хотя в некоторых случаях толщина гильзы может быть равной или примерно равной от 1 мм до 50 мм, от 10 мм до 50 мм, от 1 мм до 30 мм, от 15 мм до 40 мм, от 20 мм до 30 мм, от 10 мм до 20 мм, или равной или примерно равной 10 мм или 20 мм.
[0212] Гильза 3592 может осуществлять уменьшение количества магнитного поля, которое расширяется от ротора 3508 в местах, где магнитные источники ротора 3508 покрыты гильзой 3592. Гильза 3592 может замыкать магнитный поток. Гильза 3592 может быть расположена для создания требуемого профиля 3509 магнитного потока, такого как профиль, обеспечивающий увеличение магнитного потока вблизи краев (например, немного внутрь от краев) нагреваемой металлической полосы.
[0213] В некоторых случаях положение и/или % перекрытия гильзой ротора 3592 относительно ротора 3508 можно регулировать для регулировки профиля магнитного потока, который проходит через металлическую полосу. В таких случаях профиль 3509 магнитного потока самого ротора 3508 может не изменяться динамически, но профиль магнитного потока через металлическую полосу можно динамически регулировать.
[0214] На фиг. 36 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, демонстрирующая магнитный ротор 3608 над металлической полосой 3602 с направляющей потока 3698 в соответствии с некоторыми аспектам данного описания. На схеме в соответствии с фиг. 36 изображена направляющая потока 3698 и металлическая полоса 3602 с направленной вверх поверхностью металлической полосы 3602. В некоторых случаях такая же конфигурация и тип направляющей потока 3698 могут быть расположены симметрично центральной плоскости металлической полосы (например, плоскости, разделяющей пополам толщину металлической полосы). В иллюстративных целях часть направляющей потока 3698, скрытая ротором 3608, показана пунктирной линией.
[0215] Направляющая потока 3698 может быть расположена рядом с кромкой металлической полосы 3602, но на расстоянии от нее. Направляющая потока 3698 может иметь такую форму, что ее верхняя поверхность имеет форму магнитного ротора 3608, так что направляющая потока 3698 может быть расположена в непосредственной близости от ротора 3608. Ротор 3608 может выступать за край металлической полосы 3602. Направляющая потока 3698 может действовать для отклонения магнитного потока вокруг края металлической полосы 3602, сводя таким образом к минимуму любой перегрев края металлической полосы 3602.
[0216] Направляющая потока 3698 может представлять собой любой подходящий материал, такой как описанный в данном документе в отношении направляющих потока. Направляющая потока 3698 может иметь любые подходящие размеры. В некоторых случаях направляющая потока 3698 может иметь длину приблизительно 100 мм и ширину приблизительно 30 мм, хотя это не обязательно должно иметь место. Направляющая потока 3698 может быть расположена на расстоянии приблизительно 15 мм от ротора 3608 и приблизительно на 10 мм от края металлической полосы 3602, хотя это не обязательно должно иметь место.
[0217] На фиг. 37 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, демонстрирующая магнитный ротор 3708 над металлической полосой 3702 с направляющей потока в форме стержня 3798 согласно некоторым аспектам данного описания. На схеме в соответствии с фиг. 37 изображена направляющая потока в форме стержня 3798 и металлическая полоса 3702 с направленной вверх поверхностью металлической полосы 3702. В некоторых случаях такая же конфигурация и тип направляющей потока 3798 могут быть расположены симметрично центральной плоскости металлической полосы (например, плоскости, делящей пополам толщину металлической полосы). В иллюстративных целях часть направляющей потока 3798, скрытая ротором 3708, показана пунктирной линией.
[0218] Направляющая потока 3798 может быть расположена рядом с кромкой металлической полосы 3702, но на расстоянии от нее. Направляющая потока 3798 может иметь форму стержня и может иметь длину, превышающую диаметр ротора 3708. Ротор 3708 может выступать за край металлической полосы 3702. Направляющая потока 3798 может осуществлять отклонение магнитного потока вокруг края металлической полосы 3702, а также нарушать и/или поглощать вторичный поток, генерируемый металлической полосой 3702, таким образом сводя к минимуму любой перегрев края металлической полосы 3702.
[0219] Направляющая потока 3798 может представлять собой любой подходящий материал, такой как описанный в данном документе в отношении направляющих потока. Направляющая потока 3798 может иметь любые подходящие размеры. В некоторых случаях направляющая потока 3798 может иметь длину приблизительно 300 мм и ширину приблизительно 30 мм, хотя это не обязательно должно иметь место. Направляющая потока 3798 может быть расположена на расстоянии приблизительно 25 мм от ротора 3708 и приблизительно на 10 мм от края металлической полосы 3702, хотя это не обязательно должно иметь место.
[0220] В некоторых случаях требуемая направляющая потока 3798 может иметь небольшую ширину (например, около 10 мм), умеренную толщину (например, около 60 мм) и относительно большую ширину (например, около 400 мм или более). Небольшая ширина может минимизировать магнитные силы на роторе 3808.
[0221] На фиг. 38 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, демонстрирующая магнитный ротор 3808 над металлической полосой 3802 с кромочной экранирующей направляющей потока 3898 согласно некоторым аспектам данного описания. На схеме в соответствии с фиг. 38 изображена кромочная экранирующая направляющая потока 3898 и металлическая полоса 3802 с направленной вверх поверхностью металлической полосы 3802. В некоторых случаях такая же конфигурация и тип направляющей потока 3898 могут быть расположены симметрично центральной плоскости металлической полосы (например, плоскости, делящей пополам толщину металлической полосы). В иллюстративных целях часть направляющей потока 3898, скрытая ротором 3808, показана пунктирной линией.
[0222] Направляющая потока 3898 может быть расположена рядом с кромкой металлической полосы 3802 и на расстоянии от нее. Направляющая потока 3898 может быть расположена между ротором 3808 и металлической полосой 3802. В некоторых случаях направляющая потока 3898 может выступать за край металлической полосы 3802. Направляющая потока 3898 может быть расположена на любом подходящем поперечном расстоянии и может располагаться на всю ширину металлической полосы 3802 или меньше, чем полная ширина металлической полосы 3802. Направляющая потока 3898 может быть в целом плоской и в форме полосы, а также может быть вытянута в длину (например, в заднем по ходу направлении) на расстояние, которое больше диаметра ротора 3808, хотя это не обязательно должно иметь место. Ротор 3808 может выступать за край металлической полосы 3802. Направляющая потока 3898 может осуществлять генерирование своего собственного вторичного магнитного потока, сводя таким образом к минимуму любой перегрев края металлической полосы 3802.
[0223] Направляющая потока 3898 может представлять собой любой подходящий материал, такой как описанный в данном документе в отношении направляющих потока, такой как медь, алюминий или любые электропроводящие материалы. Направляющая потока 3898 может иметь любые подходящие размеры. В некоторых случаях направляющая потока 3898 может иметь длину приблизительно 100 мм и ширину приблизительно 30 мм, хотя это не обязательно должно иметь место. Направляющая 3898 для потока, перекрывающая металлическую полосу 3802 с края металлической полосы 3802, может контролировать интенсивность, с которой направляющая потока 3898 уменьшает количество нагрева, происходящего на краю металлической полосы 3802. В некоторых случаях перекрытие может составлять или составлять примерно от 10 мм до 70 мм, от 20 мм до 60 мм, от 30 мм до 50 мм или 40 мм. Кроме того, толщина направляющей потока 3898 может влиять на интенсивность, с которой направляющая потока 3898 уменьшает количество нагрева, происходящего на краю металлической полосы 3802. В некоторых случаях толщина направляющей потока 3898 может составлять или составлять примерно от 1 мм до 10 мм, от 3 мм до 7 мм или 5 мм. В некоторых случаях толщина направляющей потока 3898 может динамически регулироваться путем скольжения отдельных металлических листов к направляющей потока 3898 и от нее. Кроме того, зазор между направляющей потока 3898 и ротором 3808, а также зазор между направляющей потока 3898 и полосой 3802 может влиять на интенсивность, с которой направляющая потока 3898 уменьшает количество нагрева, происходящего на краю металлической полосы 3802. В некоторых случаях зазор между направляющей потока 3898 и полосой 3802 может составлять или составлять примерно от 5 мм до 50 мм, от 10 мм до 40 мм или 20 мм. Кроме того, длина направляющей потока 3898 (например, в заднем по ходу направлении, перпендикулярно оси вращения ротора 3808) может влиять на интенсивность, с которой направляющая потока 3898 уменьшает количество нагрева, происходящего на краю металлической полосы 3802. В некоторых случаях длина направляющей потока 3898 может составлять или составлять примерно от 100 мм до 600 мм, от 200 мм до 500 мм или 300 мм. Кроме того, ширина направляющей потока 3898 (например, в направлении, параллельном оси вращения ротора 3808) может влиять на интенсивность, с которой направляющая потока 3898 уменьшает количество нагрева, происходящего на краю металлической полосы 3802. В некоторых случаях ширина направляющей потока 3898 может составлять или составлять примерно от 40 до 160 мм, от 50 до 150 мм или 100 мм.
[0224] В некоторых случаях направляющая потока 3898 может быть расположена так, чтобы перекрывать только определенную часть металлической полосы 3802, не перекрывая края металлической полосы 3802. Например, направляющая потока 3898 может быть расположена так, чтобы перекрывать только боковую область, в которой присутствует тенденция к образованию холодной зоны.
[0225] На фиг. 39 изображена аксонометрическая частичная принципиальная схема, демонстрирующая магнитный ротор 3908 над металлической полосой 3902 с устройством для направления потока 3998 в соответствии с некоторыми аспектам данного описания. На схеме в соответствии с фиг. 39 изображено устройство для направления потока 3998 и металлическая полоса 3902 с направленной вверх поверхностью металлической полосы 3902. В некоторых случаях такая же конфигурация и тип устройства для направления потока 3998 могут быть расположены симметрично центральной плоскости металлической полосы (например, плоскости, делящей пополам толщину металлической полосы). За ротором 3908 может быть расположено идентичное устройство для направления потока 3998 (например, с противоположной стороны от плоскости, перпендикулярной поверхности металлической полосы 3902 и пересекающей ось вращения ротора 3908). Устройство для направления потока 3998 может быть аналогичным устройству для направления потока 766 в соответствии с фиг. 7.
[0226] В некоторых случаях устройство для направления потока 3998 может проходить на всю ширину металлической полосы 3902, а также меньше или больше полной ширины металлической полосы 3902. Однако в некоторых случаях устройство для направления магнитного потока 3998 может иметь ширину, которая меньше ширины металлической полосы 3902, а также может располагаться таким образом, чтобы направлять поток в металлическую полосу 3902 в боковых областях, в которых в противном случае может возникнуть холодная зона. Устройство для направления потока 3998 может представлять собой любой подходящий материал, такой как материал, описанный в данном документе в отношении устройств для направления потока и направляющих потока. Устройство для направления потока 3998 может иметь любые подходящие размеры.
[0227] На фиг. 40 изображена схематическая иллюстрация камеры отверждения 4000 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. В некоторых случаях камера отверждения 4000 содержит корпус 4005, который может быть выполнен из немагнитного материала. Покрытая металлическая полоса 4010, перемещающаяся в направлении 4020 прокатки, может входить в камеру отверждения через входное отверстие 4030. Покрытая металлическая полоса 4010 может представлять собой любой подходящий металл любой толщины, имеющий покрытие, нанесенное на одну или обе его верхнюю и нижнюю поверхности (например, некоторыми вариантами являются покрытый алюминиевый лист, покрытая стальная плита, покрытая медная фольга или покрытый тонкий сляб) В качестве одного примера, покрытая металлическая полоса 4010 представляет собой готовую алюминиевую банку или корпус алюминиевой банки, хотя это не обязательно. В некоторых примерах покрытая металлическая полоса 4010 может быть по существу горизонтальной или иметь любую другую подходящую ориентацию при осуществлении технологического процесса. Покрытая металлическая полоса 4010 может пропускаться рядом с одним или большим количеством верхних магнитных роторов 4040 (например, расположенными над покрытой металлической полосой 4010) и рядом с одним или большим количеством нижних магнитных роторов 4045 (например, расположенными ниже покрытой металлической полосы 4010). В некоторых конфигурациях присутствуют только верхние магнитные роторы 4040; в других конфигурациях присутствуют только нижние магнитные роторы 4045. Камера отверждения 4000 может содержать любое подходящее количество верхних магнитных роторов 4040 и/или нижних магнитных роторов 4045. Каждый магнитный ротор (например, нижний магнитный ротор 4045 или верхний магнитный ротор 4040) может быть магнитным ротором, как раскрыто в данном документе, например, магнитные роторы 108, 110 в соответствии с фиг. 1.
[0228] Каждый верхний магнитный ротор 4040 и/или нижний магнитный ротор 4045 содержат один или большее количество магнитов 4050. Один или большее количество магнитов 4050 могут быть расположены на/внутри каждого ротора любым подходящим образом. На фиг. 40 проиллюстрирован один неограничивающий пример, в котором четыре магнита 4050 расположены вокруг поверхности 4055 магнитных роторов 4040, 4045. В некоторых неограничивающих примерах магниты 4050 по меньшей мере частично встроены в магнитные роторы 4040, 4045. В других примерах магниты 4050 соединены с поверхностью 4055 или прикреплены к ней. Каждый магнитный ротор 4040, 4045 может содержать любое количество магнитов 4050, имеющих любую подходящую форму поперечного сечения. Например, магниты 4050 могут быть прямоугольной, треугольной, квадратной, любой другой геометрической формы или любой их комбинацией. Магниты 4050 могут быть постоянными магнитами и/или электромагнитами. Хотя магнитные роторы 4040, 4045 изображены как цилиндрические барабаны, они могут иметь любую подходящую форму и размеры поперечного сечения.
[0229] В некоторых случаях камера отверждения 4000 имеет такую конфигурацию, что большая часть магнитного потока, генерируемого магнитными роторами 4040, 4045, направляется на поверхность металлической полосы, чтобы сконцентрировать генерирование тепла вблизи поверхности(ей) металлической полосы. В некоторых случаях магнитный поток направлен так, что центр металлической полосы нагревается меньше, чем внешняя поверхность(и) металлической полосы. В некоторых случаях может быть применен любой из описанных выше концентраторов или отклонителей потока. Концентрируя генерирование теплоты вблизи поверхности металлической полосы, теплоту можно применять для отверждения покрытия с минимальным влиянием на металлургические свойства металлической полосы.
[0230] Если камера отверждения 4000 содержит как верхние магнитные роторы 4040, так и нижние магнитные роторы 4045, верхние магнитные роторы 4040 могут быть вертикально выровнены с нижними магнитными роторами 4045 как изображено на фиг. 40 или вертикально смещены от нижних магнитных роторов 4045, чтобы сформировать блок отверждения 4070. В некоторых примерах, по меньшей мере некоторые из верхних магнитных роторов 4040 выполнены с возможностью вращения в первом направлении 4060, тогда как по меньшей мере некоторые из нижних магнитных роторов 4045 выполнены с возможностью вращения во втором направлении 4065, противоположном первому направлению 4060. Как изображено на фиг. 40, представленная в качестве примера камера отверждения 4000 может содержать множество блоков отверждения 4070. В некоторых случаях каждый блок отверждения 4070 или подмножество блоков отверждения 4070 могут быть управляемы индивидуально для обеспечения отдельных зон нагрева внутри камеры отверждения 4000. В конфигурациях, в которых применяются только верхние магнитные роторы 4040 или в которых применяются только нижние магнитные роторы 4045, каждый верхний магнитный ротор (или нижний магнитный ротор) или подмножество верхних магнитных роторов (или нижних магнитных роторов) могут работать индивидуально для обеспечения дискретных зон нагрева внутри камеры отверждения 4000.
[0231] В некоторых неограничивающих примерах, управление ротором 4040, 4045 или блоком отверждения 4070 для обеспечения отдельной зоны нагрева может быть выполнено путем регулирования одного или большего количества из следующих параметров:
(i) расстояния 4075 между каждым магнитным ротором 4040, 4045 и покрытой металлической полосой 4010 (если применяются верхний и нижний магнитные роторы 4040, 4045, суммарное расстояния 4075 плюс толщина металлической полосы 4010 образуют зазор 4076 между каждым магнитный ротор 4040, 4045). Расположение магнитных роторов 4040, 4045 ближе к покрытой металлической полосе 4010 может увеличить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010, а также покрытие, нанесенное на покрытую металлическую полосу 4010. Расположение магнитных роторов 4040, 4045 дальше от покрытой металлической полосы 4010 может снизить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010, и покрытие, нанесенное на покрытую металлическую полосу 4010. В некоторых примерах, расположение магнитных роторов 4040, 4045 ближе к покрытой металлической полосе 4010 может увеличить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010. В некоторых дополнительных примерах, расположение магнитных роторов 4040, 4045 дальше от покрытой металлической полосы 4010 может снизить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010;
(ii) скорости вращения магнитных роторов 4040, 4045. Увеличение скорости вращения магнитных роторов 4040, 4045 может повысить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010 и покрытие, нанесенное на металлическую полосу 4010. Уменьшение скорости вращения магнитных роторов 4040, 4045 может понизить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010 и покрытие, нанесенное на металлическую полосу 4010.
(iii) силой и/или направлением магнитного потока, генерируемого магнитными роторами 4040, 4045. Увеличение силы магнитного потока, генерируемого магнитными роторами 4040, 4045, может повысить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010 и покрытие, нанесенное на металлическую полосу 4010. Аналогично, направление магнитного потока, генерируемого магнитными роторами 4040, 4045, к внешней поверхности металлической полосы может увеличить температуры, передаваемые покрытию, нанесенному на металлическую полосу 4010; и
(iv) расстоянием 4077 между первым магнитным ротором 4040, 4045 и необязательным дополнительным магнитным ротором 4040, 4045, расположенным рядом с первым магнитным ротором 4040, 4045 на той же стороне покрытой металлической полосы 4010, или расстоянием 4077 между первым блоком отверждения 4070 и необязательным вторым блоком отверждения 4070. В некоторых примерах, размещение первого магнитного ротора 4040, 4045 ближе к необязательному второму магнитному ротору 4040, 4045 может увеличить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010. В некоторых дополнительных примерах, размещение первого магнитного ротора 4040, 4045 дальше от необязательного второго магнитного ротора 4040, 4045 может снизить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010. В некоторых случаях размещение первого блока отверждения 4070 ближе к необязательному второму блоку отверждения 4070 может увеличить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010. В некоторых дополнительных примерах размещение первого блока отверждения 4070 дальше от необязательного второго блока отверждения 4070 может снизить скорость нагрева покрытой металлической полосы 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу 4010.
[0232] В некоторых неограничивающих примерах в сочетании с параметрами для обеспечения дискретной зоны нагрева, описанными выше, управление скоростью, с которой покрытую металлическую полосу пропускают через каждую зону нагрева (например, скорость полосы через камеру отверждения), может быть применена для управления нагревом покрытой металлической полосы и любого нанесенного покрытия. Более конкретно, в некоторых аспектах скорость полосы можно регулировать для управления температурой, передаваемой на металлические полосы и покрытия, наносимые на металлические полосы, с магнитных роторов 4040, 4045. Увеличение скорости полосы может снизить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010 и покрытие, нанесенное на металлическую полосу 4010, а уменьшение скорости полосы может увеличить температуру, передаваемую на покрытую металлическую полосу 4010 и покрытие, нанесенное на металлическую полосу 4010 (т.е. более медленная скорость полосы увеличивает время выдержки металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, внутри камеры отверждения). Кроме того, в некоторых примерах управление скоростью металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, может управлять временем пребывания металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, когда металлические полосы пропускают рядом с магнитными роторами 4040, 4045 или блоками отверждения 4070. В некоторых неограничивающих примерах металлические полосы могут быть нагреты до целевой температуры составляющей по меньшей мере 250°C менее чем за примерно 5 секунд со скоростью, превышающей около 50°C/секунду, когда скорость магнитных роторов составляет по меньшей мере 1300 об/мин.
[0233] Покрытая металлическая полоса 4010 может проходить через камеру отверждения 4000 с любой подходящей скоростью полосы. В качестве неограничивающего примера, скорость полосы может составлять от около 20 метров в минуту (м/мин) до около 400 м/мин (например, около 20 м/мин, около 30 м/мин, около 40 м/мин, около 50 м/мин, около 60 м/мин, около 70 м/мин, около 80 м/мин, около 90 м/мин, около 100 м/мин, около 110 м/мин, около 120 м/мин, около 130 м/мин, около 140 м/мин, около 150 м/мин, около 160 м/мин, около 170 м/мин, около 180 м/мин, около 190 м/мин, около 200 м/мин, около 210 м/мин минута, около 220 м/мин, около 230 м/мин, около 240 м/мин, около 250 м/мин, около 260 м/мин, около 270 м/мин, около 280 м/мин, около 290 м/мин, около 300 м/мин, около 310 м/мин, около 320 м/мин, около 330 м/мин, около 340 м/мин, около 350 м/мин, около 360 м/мин, около 370 м/мин, около 380 м/мин, около 390 м/мин, около 400 м/мин или где-либо между ними) или другая подходящая скорость для отверждения покрытия, присутствующего на металлической полосе.
[0234] Один или большее количество из вышеуказанных параметров могут быть отрегулированы для нагрева по меньшей мере поверхности металлической полосы 4010 до температуры, достаточной для отверждения покрытия на металлической полосе 4010. В некоторых случаях вышеуказанные параметры предопределяются для нагрева поверхности металлической полосы 4010 до температуры, достаточной для отверждения покрытия на металлической полосе 4010 на требуемом расстоянии (таком как длина камеры 4000 отверждения) и/или в пределах требуемого времени.
[0235] Верхние магнитные роторы 4040 и/или нижние магнитные роторы 4045 могут быть вертикально регулируемыми для управления расстоянием 4075 между каждым магнитным ротором (или подмножеством магнитных роторов) 4040, 4045 и покрытой металлической полосой 4010. Как упомянуто выше, расположение магнитных роторов 4040, 4045 ближе к покрытой металлической полосе 4010 может увеличивать силу магнитных полей внутри покрытой металлической полосы 4010 и, в свою очередь, увеличивать значение вихревых токов в покрытой металлической полосе и таким образом генерировать больше теплоты в покрытой металлической полосе. Аналогичным образом, в некоторых случаях расположение магнитных роторов 4040, 4045 дальше от покрытой металлической полосы 4010 может уменьшить силу магнитных полей внутри покрытой металлической полосы 4010 и, в свою очередь, уменьшить значение вихревых токов в покрытой металлической полосе и таким образом генерировать меньше теплоты в покрытой металлической полосе. В некоторых случаях расстояние 4075 от магнитного ротора 4040, 4045 до покрытой металлической полосы 4010 может составлять от около 15 мм до около 300 мм (например, около 15 мм, около 16 мм, около 17 мм, около 18 мм, около 19 мм, около 20 мм, около 25 мм, около 30 мм, около 35 мм, около 40 мм, около 45 мм, около 50 мм, около 55 мм, около 60 мм, около 65 мм, около 70 мм, около 75 мм около 80 мм, около 85 мм, около 90 мм, около 95 мм, около 100 мм, около 105 мм, около 110 мм, около 115 мм, около 120 мм, около 125 мм, около 130 мм, около 130 мм, около 135 мм, около 140 мм, около 145 мм, около 150 мм, около 155 мм, около 160 мм, около 165 мм, около 170 мм, около 175 мм, около 180 мм, около 185 мм, около 190 мм, около 195 мм, около 200 мм около 205 мм, около 210 мм, около 215 мм, около 220 мм, около 225 мм, около 230 мм, около 235 мм, около 240 мм, около 245 мм, около 250 мм, около 255 мм, около 260 мм, около 265 мм, около 270 мм, около 275 мм, около 280 мм, около 285 мм, около 290 мм, около 295 мм, около 300 мм или где-либо между ними). В некоторых случаях расстояние 4075 составляет меньше 15 мм; в других случаях оно превышает 300 мм. Таким образом, камера отверждения 4000 может быть выполнена в виде флотационной камеры, в которой покрытая металлическая полоса 4010 пропускается через камеру отверждения 4000 без контакта с магнитными роторами 4040, 4045. После отверждения покрытая металлическая полоса 4010 выходит из представленной в качестве примера камеры отверждения 4000 через выходное отверстие 4080.
[0236] В некоторых случаях применение вращающихся магнитов для нагрева металлических полос (например, алюминиевого листа, основы корпуса для алюминиевой банки или торцевых концов алюминиевых банок (CES)) и покрытий, нанесенных на поверхности металлических полос, могут обеспечить простое и быстрые управление температурой металлической полосы, покрытия, нанесенного на металлическую полосу, а также среды внутри камеры отверждения.
[0237] Например, по меньшей мере одну или большее количество поверхностей металлических полос и покрытий, нанесенных на одну или большее количество поверхностей металлических полос, можно нагревать до любой подходящей температуры. В неограничивающем примере по меньшей мере одна или большее количество поверхностей металлических полос и покрытий, нанесенных на одно или большее количество поверхностей металлических полос, могут быть нагреты до температуры от около 100°С до около 600°С (например, до около 100°С, около 125°С, около 150°С, около 175°С, около 200°С, около 225°С, около 250°С, около 275°С, около 300°С, около 325°С, около 350°С, около 355°С, около 375°С, около 400°С, около 425°С, около 450°С, около 475°С, около 500°С, около 525°С, около 550°С, около 575°С, около 600°С или где-либо между ними) или другой температуры, достаточной для отверждения покрытия металлической полосы 4010 (например, менее 100°С или более 600°С). Камера отверждения 4000 может быть выполнена таким образом, что металлические полосы и покрытия, нанесенные на металлические полосы, могут нагреваться до заданной температуры в течение от около 1 секунды до около 10 секунд (например, за около 1 секунду, около 2 секунды, около 3 секунды, около 4 секунды, около 5 секунд, около 6 секунд, около 7 секунд, около 8 секунд, около 9 секунд, около 10 секунд или где-либо между ними) или любое другое требуемое время. В некоторых случаях металлические полосы и покрытия, нанесенные на металлические полосы, могут быть нагреты до целевой температуры со скоростью от около 1°C/секунду до около 150°C/секунду или быстрее (например, около 1°C/секунду или быстрее, около 2°С/секунду или быстрее, около 3°С/секунду или быстрее, около 4°С/секунду или быстрее, около 5°С/секунду или быстрее, около 10°С/секунду или быстрее, около 15°C/секунду или быстрее, около 20°C/секунду или быстрее, около 25°C/секунду или быстрее, около 30°C/секунду или быстрее, около 35°C/секунду или быстрее, около 40°C/секунду или быстрее около 45°С/секунду или быстрее, около 50°С/секунду или быстрее, около 55°С/секунду или быстрее, около 60°С/секунду или быстрее, около 65°С/секунду или быстрее, около 70°С/секунду или быстрее, около 75°C/секунду или быстрее, около 80°C/секунду или быстрее, около 85°C/секунду или быстрее, около 90°C/секунду или быстрее, около 95°C/секунду или быстрее, около 100°С/секунду или быстрее, около 105°С/секунду или быстрее, около 110°С/секунду или быстрее, около 115°C/секунду или быстрее, около 120°C/секунду или быстрее, около 125°C/секунду или быстрее, около 130°C/секунду или быстрее, около 135°C/секунду или быстрее, около 140°C/секунду или быстрее около 145°С/секунду или быстрее, около 150°С/секунду или быстрее или где-либо между ними). В некоторых случаях металлические полосы и покрытия, нанесенные на металлические полосы, могут нагреваться до целевой температуры со скоростью, превышающей 150°С/секунду.
[0238] В некоторых аспектах, температуры, периоды времени и скорости, описанные выше, могут управляться путем управления скоростью вращения магнитных роторов 4040, 4045. Например, увеличение скорости вращения магнитного ротора 4040, 4045 может увеличить колебание магнитных полей внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, тем самым увеличивая значение вихревого тока внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, тем самым генерируя больше теплоты внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы. Аналогичным образом, уменьшение скорости вращения магнитного ротора 4040, 4045 может уменьшить колебания магнитных полей внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, тем самым уменьшая значение вихревого тока внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы, тем самым генерируя меньше теплоты внутри металлических полос и покрытий, нанесенных на металлические полосы. Магнитный ротор может вращаться с любой подходящей скоростью. В некоторых случаях каждый магнитный ротор может вращаться со скоростью от около 200 об/мин до около 3500 об/мин (например, около 200 об/мин, около 250 об/мин, около 300 об/мин, около 350 об/мин, около 400 об/мин, около 450 об/мин, около 500 об/мин, около 550 об/мин, около 600 об/мин, около 650 об/мин, около 700 об/мин, около 750 об/мин, около 800 об/мин, около 850 об/мин, около 900 об/мин, около 950 об/мин, около 1000 об/мин, около 1100 об/мин, около 1200 об/мин, около 1300 об/мин, около 1400 об/мин, около 1500 об/мин, около 1600 об/мин, около 1700 об/мин, около 1800 об/мин, около 1 900 об/мин, около 2000 об/мин, около 2100 об/мин, около 2200 об/мин, около 2300 об/мин, около 2400 об/мин, около 2500 об/мин, около 2600 об/мин, около 2700 об/мин, около 2800 об/мин, около 2900 об/мин, около 3000 об/мин, около 3100 об/мин, около 3200 об/мин, около 3300 об/мин, около 3400 об/мин, около 3500 об/мин или где-либо между ними). В некоторых случаях магнитные роторы вращаются со скоростью менее 200 об/мин или со скоростью более 3500 об/мин.
[0239] Каждый из верхних магнитных роторов 4040 и/или каждый из нижних магнитных роторов 4045 может вращаться с одинаковой скоростью или с разными скоростями относительно других магнитных роторов в системе.
[0240] На фиг. 41 изображен вид в перспективе, иллюстрирующий пример магнитного ротора 4040, 4045 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. В некоторых конфигурациях один или большее количество магнитов 4050 встроены по меньшей мере частично в магнитный ротор 4040, 4045.
[0241] На фиг. 42 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора 4040, 4045 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. Магнитный ротор 4040, 4045 может содержать один или большее количество магнитов 4050, встроенных по меньшей мере частично в магнитный ротор 4040, 4045.
[0242] На фиг. 43 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора 4040, 4045 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. В некоторых случаях один или большее количество магнитов 4050 могут быть прикреплены или иным образом связаны с магнитным ротором 4040, 4045 таким образом, что они выступают за поверхность 4055 магнитного ротора 4040, 4045.
[0243] На фиг. 44 изображено поперечное сечение, иллюстрирующее пример магнитного ротора 4040, 4045 в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. В некоторых случаях подмножество магнитов 4050 может быть встроено в магнитный ротор 4040, 4045, тогда как другое подмножество магнитов может выступать за поверхность 4055 магнитного ротора 4040, 4045. Может быть применено любое другое подходящее расположение или конфигурация магнитов относительно роторов, кроме тех, которые изображены на фиг. 42-44.
[0244] На фиг. 45 изображен график температурного профиля представленной в качестве примера камеры отверждения в сравнении с газосжигающей камерой отверждения. Вертикальная ось отображает температуру (°C), а горизонтальная ось отображает время выдержки (секунды) в сравнительной камере отверждения. Температура металлической полосы и ее покрытия может увеличиваться со временем, проведенным в сравнительной камере отверждения. В некоторых случаях представленная в качестве примера система для отверждения покрытия, описанная в данном документе, может эмулировать сравнительный температурный профиль газосжигающей камеры. Пунктирные линии отображают, как расположение магнитных роторов/блоков отверждения 4070 в представленной в качестве примера камере отверждения 4000 может обеспечить температурный профиль аналогичный сравнительной газосжигающей камере отверждения. Покрытая металлическая полоса 4010 может входить в представленную в качестве примера камеру отверждения 4000 и подвергаться воздействию первой температуры 4500 и начинать нагрев. Покрытая металлическая полоса 4010 впоследствии может быть нагрета до второй температуры 4510 после прохождения первого магнитного ротора / блока отверждения. Покрытая металлическая полоса 4010 может быть дополнительно нагрета до третей температуры 4520 после прохождения второго магнитного ротора/блока отверждения. Покрытая металлическая полоса 4010 может быть дополнительно нагрета до четвертой температуры 4530 после прохождения третьего магнитного ротора/блока отверждения.
[0245] На фиг. 46 изображен график возрастания значения температуры в зависимости от скорости магнитных роторов в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. На график изображены скорости изменения температуры (например, повышение температуры) поверхности покрытой металлической полосы (например, покрытой металлической полосы 4010 в соответствии с фиг. 40) в зависимости от скорости магнитного ротора (например, роторов 4040, 4045) и зазора (например, зазора 4076) между первым магнитным ротором (например, магнитным ротором 4040) и вторым магнитным ротором (например, магнитным ротором 4045). Покрытая металлическая полоса 4010 была центрирована в зазоре 4076. При этом регистрировали температуру покрытой металлической полосы 4010. Как отчетливо видно на графике в соответствии с фиг. 46, скорость повышения температуры увеличивается с увеличением скорости магнитного ротора 4040, 4045, как описано выше. В некоторых неограничивающих примерах, поддержание зазора 4076 на уровне 30 мм (сплошная линия) обеспечивало наибольшую скорость повышения температуры. В некоторых неограничивающих примерах поддержание зазора 4076 на уровне 60 мм (пунктирная линия) обеспечивало более низкую скорость повышения температуры, чем поддержание зазора 4076 на уровне 30 мм. В некоторых неограничивающих примерах поддержание зазора 4076 на уровне 90 мм (пунктирная линия) обеспечивало более низкую скорость повышения температуры, чем поддержание зазора 4076 на уровне 60 мм. В некоторых неограничивающих примерах поддержание зазора 4076 на уровне 120 мм (пунктирно-пунктирная линия) обеспечивало более низкую скорость повышения температуры, чем поддержание зазора 4076 на уровне 90 мм. На графике дополнительно отчетливо видно, что уменьшение зазора 4076 между магнитными роторами 4040 и 4045 (и, соответственно, расстояния 4075 между магнитными роторами 4040, 4045 и покрытой металлической полосой 4010) также увеличивает скорость повышения температуры в покрытой металлической полосе 4010 и покрытия, нанесенного на покрытую металлическую полосу. В некоторых неограничивающих примерах поддержание зазора 4076 между магнитными роторами 4040 и 4045 около 30 мм и вращение каждого магнитного ротора 4040, 4045 со скоростью около 1300 об/мин может обеспечить скорость нагрева около 55°С/с.
[0246] На фиг. 47 изображен график возрастания значения температуры в зависимости от зазора между магнитными роторами в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. На графике отображены скорости изменения температуры (например, повышение температуры) поверхности покрытой металлической полосы (например, покрытой металлической полосы 4010 в соответствии с фиг. 40) в зависимости от зазора (например, зазора 4076) между магнитными роторами (например, роторами 4040 и 4045). Скорость ротора поддерживалась на уровне около 1500 об/мин. Как отчетливо видно на графике в соответствии с фиг. 47, увеличение зазора 4076 между магнитными роторами 4040 и 4045 (и, соответственно, расстояния 4075 между магнитными роторами 4040, 4045 и покрытой металлической полосой 4010), уменьшает скорость повышения температуры в покрытой металлической полосе 4010 и покрытии, нанесенном на покрытую металлическую полосу. В некоторых неограничивающих примерах поддержание зазора 4076 между магнитными роторами 4040 и 4045 около 30 мм и вращение каждого магнитного ротора 4040, 4045 со скоростью около 1500 об/мин может обеспечить скорость нагрева около 65°С/с.В другом примере поддержание зазора 4076 на уровне около 100 мм и вращения каждого магнитного ротора 4040, 4045 со скоростью около 1500 об/мин может обеспечить скорость нагрева около 15°С/с.
[0247] В некоторых неограничивающих примерах температурный профиль камеры отверждения, как описано в данном документе, может быть точно приспособлен для покрытой полосы из металла или другого материала и характеристик ее покрытия путем регулирования параметров, включая скорость полосы покрытой полосы металла, скорости вращения магнитных роторов, силы и/или направления магнитного потока, создаваемого магнитными роторами, расстояния между магнитными роторами и покрытой полосой из металла или другого материала и/или расстояние между соседними магнитными роторами. В некоторых случаях описанная в данном документе система может обеспечить уменьшенное время запуска и остановки для систем отверждения, обеспечить камеры отверждения, имеющие меньшую занимаемую площадь по сравнению со сравнительными газосжигающими камерами для отверждения, обеспечить уменьшенное время отверждения для покрытий, нанесенных на полосы из металла и других материалов, а также обеспечить снижение выбросов ископаемого топлива. Например, покрытая металлическая полоса со скоростью полосы около 200 м/мин потребует камеры отверждения, приведенной в качестве примера, с длиной около 15 м, в которой сравнительная газосжигающая камера отверждения требует длины 50 м для одинакового отверждения. Описанная в данном документе камера отверждения в некоторых случаях может быть примерно на 70% короче, чем сравнительная газосжигающая камера отверждения.
[0248] На фиг. 48 изображена схематическая иллюстрация камеры отверждения и нагревательной камеры для теплоносителя в соответствии с некоторыми аспектами данного описания. В некоторых неограничивающих примерах, системы, описанные в данном документе, могут применяться для обеспечения теплоты снаружи камеры отверждения 4000 или иным образом вдали от магнитного ротора (например, роторы 108, 110 в соответствии с фиг. 1). Например, воздуходувка может применяться для передачи любого нагретого газа (например, воздуха, азота, аргона или любого подходящего технологического газа) или жидкости, содержащейся в камере отверждения 4000, в соседний технологический процесс или технологическую камеру. В некоторых случаях летучие органические соединения (VOCs, volatile organic compounds), извлеченные из покрытий во время отверждения, могут быть направлены в необязательный регенеративный термоокислитель (RTO) для улавливания тепловой энергии из VOCs. В некоторых примерах газы, извлеченные из покрытий во время отверждения, могут направляться в необязательные скрубберы для обеспечения экологически безопасных выбросов из камеры отверждения 4000.
[0249] Как изображено на фиг. 48, система, описанная в данном документе в качестве примера, может быть применена для нагрева воды или любого другого подходящего теплообменного вещества (например, воздуха, газа, жидкости) для применения в системах и процессах вне камеры отверждения 4000. Трубопровод 4810, расположенный рядом с одним или большим количеством отдельных роторов 4040, 4045 или блоков отверждения 4070, может передавать теплообменную текучую среду 4820 для эффективной передачи теплоты внутри трубопровода 4810. В некоторых примерах трубопровод 4810 представляет собой закрытую систему и/или соединен с резервуаром для хранения и фильтрации теплообменной текучей среды 4820. Одна или большее количество трубок 4830 могут транспортировать теплообменную текучую среду 4820 через камеру отверждения 4000 для нагревания теплообменной текучей среды 4820 с применением магнитов отдельных роторов 4040, 4045 или блоков отверждения 4070 и затем транспортировать нагретую теплообменную текучую среду 4820 в систему или технологический процесс рядом с камерой отверждения 4000. В некоторых случаях одна или большее количество трубок 4830 могут контактировать с трубопроводом 4810 или располагаться в непосредственной близости от трубопровода 4810 для увеличения скорости и эффективности теплопередачи. Например, множество трубок 4830 может транспортировать воду к соседней станции полоскания, которой требуется горячая и/или теплая вода для удаления (например, при полоскании), например, моющего раствора с металлической полосы после процесса очистки.
[0250] Вышеприведенное описание вариантов осуществления изобретения, включая проиллюстрированные варианты осуществления изобретения, было представлено только с целью иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивающим конкретные раскрытые формы. Специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации, адаптации и их применения.
[0251] Как применяется ниже, любую ссылку на ряд примеров следует понимать как ссылку на каждый из этих примеров по отдельности (например, «Примеры 1-4» следует понимать как «Примеры 1, 2, 3 или 4»).
[0252] Пример 1 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом, содержащую: магнитный ротор, содержащий по меньшей мере один магнитный источник, вращающийся вокруг оси вращения, чтобы генерировать изменяющееся магнитное поле рядом с магнитным ротором, причем магнитный ротор расположен рядом с металлическим изделием, движущимся в заднем по ходу направлении, таким образом, что изменяющееся магнитное поле проходит через металлическое изделие, причем ось вращения является перпендикулярной заднему по ходу направлению и находится в пределах 10° от линии параллельной поперечной ширине металлического изделия; а также по меньшей мере один двигатель, соединенный с магнитным ротором для вращения магнитного ротора. В некоторых случаях ось вращения является параллельной поперечной ширине металлического изделия.
[0253] Пример 2 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примером 1, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнитный источник представляет собой по меньшей мере один постоянный магнит.
[0254] Пример 3 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1 или 2, дополнительно содержащую: второй магнитный ротор, отнесенный от магнитного ротора, чтобы образовать зазор для приема металлического изделия, причем второй магнитный ротор содержит по меньшей мере один магнитный источник и вращается вокруг второй оси вращения, которая является параллельной оси вращения.
[0255] Пример 4 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1-3, дополнительно содержащую опорный рычаг, соединенный с магнитным ротором, для регулировки расстояния между магнитным ротором и металлическим изделием.
[0256] Пример 5 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1-4, дополнительно содержащую вспомогательный нагревательный элемент, расположенный рядом с металлическим изделием и между краем металлического изделия и боковой центральной линией металлического изделия.
[0257] Пример 6 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примером 5, отличающуюся тем, что вспомогательный нагревательный элемент содержит вспомогательный магнитный ротор, имеющий длину меньше длины магнитного ротора.
[0258] Пример 7 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1-6, дополнительно содержащую одну или большее количество направляющих магнитного потока, расположенных рядом с магнитным ротором, для перенаправления по меньшей мере некоторого магнитного потока с магнитного ротора.
[0259] Пример 8 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примером 7, отличающуюся тем, что одна или большее количество направляющих магнитного потока соединены с магнитным ротором.
[0260] Пример 9 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1-8, дополнительно содержащую один или большее количество направляющих элементов, расположенных для перемещения металлического изделия для регулировки расстояния между металлическим изделием и магнитным ротором.
[0261] Пример 10 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 1-9, дополнительно содержащую: датчик, расположенный для измерения температуры или натяжения металлического изделия; и контроллер, соединенный с датчиком, для приема сигнала датчика, при этом контроллер соединен с исполнительным механизмом, связанным с магнитным ротором, для обеспечения управления с обратной связью в ответ на сигнал датчика, при этом исполнительный механизм выполнен с возможностью управления количеством магнитного потока проходящего через металлическое изделие.
[0262] Пример 11 представляет собой способ магнитного нагрева металлического изделия, включающий: вращение магнитного ротора вокруг оси вращения, чтобы вызвать изменение магнитного поля рядом с магнитным ротором; пропускание металлического изделия рядом с магнитным ротором и через изменяющееся магнитное поле для создания вихревого тока в металлическом изделии, при этом пропускание металлического изделия включает перемещение металлического изделия в заднем по ходу направлении, которое перпендикулярно оси вращения магнитного ротора, и при этом металлическое изделие ориентировано таким образом, что поперечная ширина металлического изделия находится в пределах 10° от оси вращения магнитного ротора. В некоторых случаях металлическое изделие расположено параллельно оси вращения магнитного ротора.
[0263] Пример 12 представляет собой способ в соответствии с примером 11, отличающийся тем, что вращение магнитного ротора вокруг оси вращения включает перемещение по меньшей мере одного постоянного магнита вокруг оси вращения.
[0264] Пример 13 представляет собой способ в соответствии с примерами 11 или 12, дополнительно включающий: вращение второго магнитного ротора вокруг второй оси вращения, которая параллельна оси вращения магнитного ротора, причем второй магнитный ротор расположен на расстоянии от магнитного ротора для формирования зазора, и при этом прохождение металлического изделия рядом с металлическим ротором включает пропускание металлического изделия через зазор.
[0265] Пример 14 представляет собой способ в соответствии с примерами 11-13, дополнительно включающий динамическое изменение расстояния между магнитным ротором и металлическим изделием.
[0266] Пример 15 представляет собой способ в соответствии с примерами 11-14, дополнительно включающий: пропускание металлического изделия рядом со вспомогательным нагревательным элементом; и нагревание области металлической полосы с применением вспомогательного нагревательного элемента, при этом область расположена между краем металлического изделия и боковой центральной линией металлического изделия.
[0267] Пример 16 представляет собой способ в соответствии с примером 15, отличающийся тем, что нагрев области металлической полосы с применением вспомогательного нагревательного элемента включает вращение вспомогательного магнитного ротора, причем длина вспомогательного магнитного ротора меньше длины магнитного ротора.
[0268] Пример 17 представляет собой способ в соответствии с примерами 11-16, дополнительно включающий обеспечение одной или большим количеством направляющих потока рядом с магнитным ротором, при этом обеспечение одной или большим количеством направляющих магнитного потока включает перенаправление по меньшей мере части магнитного поля.
[0269] Пример 18 представляет собой способ в соответствии с примером 17, отличающийся тем, что обеспечение одной или большим количеством направляющих потока включает обеспечение металлического ротора, содержащего одну или большее количество направляющих потока, соединенных с ним.
[0270] Пример 19 представляет собой способ в соответствии с примерами 11-18, дополнительно включающим отклонение металлического изделия для регулировки расстояния между металлическим изделием и магнитным ротором.
[0271] Пример 20 представляет собой способ в соответствии с примерами 11-19, дополнительно включающий: измерение температуры или натяжения металлического изделия; а также динамическое обеспечение управления с обратной связью на основе измеренной температуры или измеренного натяжения, при этом динамическое обеспечение управления с обратной связью приводит к манипулированию изменяющимся магнитным полем или положением металлического изделия относительно изменяющегося магнитного поля.
[0272] Пример 21 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом, содержащий: верхний магнитный ротор, вертикально смещенный от нижнего магнитного ротора, определяя зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; по меньшей мере один двигатель, соединенный с по меньшей мере либо верхним магнитным ротором, либо нижним магнитным ротором для вращения по меньшей мере либо верхнего магнитного ротора, либо нижнего магнитного ротора, чтобы вызывать изменение магнитного поля через зазор для нагревания движущейся металлической полосы; а также пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с верхним магнитным ротором, либо с нижним магнитным ротором для регулирования зазора.
[0273] Пример 22 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с примером 21, дополнительно содержащий: дополнительный верхний магнитный ротор, вертикально смещенный от дополнительного нижнего магнитного ротора, определяющий дополнительный зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; а также дополнительную пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с дополнительным верхним магнитным ротором, либо с дополнительным нижним магнитным ротором для регулирования дополнительного зазора.
[0274] Пример 23 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с примером 22, дополнительно содержащий: по меньшей мере один исполнительный механизм, соединенный с по меньшей мере либо парой опорных рычагов, либо дополнительной парой опорных рычагов для регулирования зазора в ответ на сигнал; а также контроллер, соединенный по меньшей мере с одним исполнительным механизмом для подачи сигнала.
[0275] Пример 24 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с примером 23, дополнительно содержащий датчик, соединенный с контроллером, для предоставления измерения контроллеру, причем контроллер выполнен с возможностью предоставления сигнала на основе измерения.
[0276] Пример 25 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 22-24, отличающийся тем, что дополнительный верхний магнитный ротор смещен в поперечном направлении от дополнительного нижнего магнитного ротора таким образом, что перекрытие между верхним магнитным ротором и нижним магнитным ротором меньше ширины движущейся металлической полосы.
[0277] Пример 26 представляет собой нагреватель с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 21-25, дополнительно содержащий направляющий ролик, соединенный с выдвижным опорным рычагом, перемещаемым между выдвинутым положением и задвинутым положением, причем по меньшей мере либо верхний ротор, либо нижний ротор соединен с выдвижным опорным рычагом, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит рядом с верхним ротором и нижним ротором, когда выдвижной опорный рычаг находится в выдвинутом положении, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит на расстоянии от верхнего ротора и нижнего ротора, когда выдвижной опорный рычаг находится в задвинутом положении.
[0278] Пример 27 представляет собой систему обработки металла, содержащую: часть технологического поточного оборудования обработки металла для обработки движущейся металлической полосы; а также нагреватель с вращающимся магнитом, содержащий первый набор магнитных роторов, содержащий: верхний магнитный ротор, вертикально смещенный относительно нижнего магнитного ротора, определяя зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; по меньшей мере один двигатель, соединенный с по меньшей мере либо верхним магнитным ротором, либо нижним магнитным ротором для вращения по меньшей мере либо верхнего магнитного ротора, либо нижнего магнитного ротора, чтобы вызывать изменение магнитного поля через зазор для нагревания движущейся металлической полосы; и пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с верхним магнитным ротором, либо с нижним магнитным ротором для регулирования зазора.
[0279] Пример 28 представляет собой систему в соответствии с примером 27, отличающуюся тем, что часть технологического поточного оборудования для обработки металла представляет собой машину непрерывного литья для литья движущейся металлической полосы.
[0280] Пример 29 представляет собой систему в соответствии с примерами 27 или 28, отличающуюся тем, что нагреватель с вращающимся магнитом расположен спереди по ходу от части технологического поточного оборудования для обработки металла для повышения температуры металлической полосы.
[0281] Пример 30 представляет собой систему в соответствии с примером 29, отличающуюся тем, что нагреватель с вращающимся магнитом дополнительно содержит второй набор магнитных роторный, содержащий: дополнительный верхний магнитный ротор, вертикально смещенный относительно дополнительного нижнего магнитного ротора, определяя дополнительный зазор между ними для приема движущейся металлической полосы; и дополнительную пару опорных рычагов, каждый из которых соединен либо с дополнительным верхним магнитным ротором, либо с дополнительным нижним магнитным ротором для регулирования дополнительного зазора.
[0282] Пример 31 представляет собой систему в соответствии с примерами 27-30, отличающуюся тем, что нагреватель с вращающимся магнитом дополнительно содержит: по меньшей мере один исполнительный механизм, соединенный с по меньшей мере либо парой опорных рычагов, либо дополнительной парой опорных рычагов для регулирования зазора в ответ на сигнал; а также контроллер, соединенный по меньшей мере с одним исполнительным механизмом для подачи сигнала.
[0283] Пример 32 представляет собой систему в соответствии с примером 31, дополнительно содержащую датчик, соединенный с контроллером, для предоставления измерения контроллеру, причем контроллер выполнен с возможностью предоставления сигнала на основе измерения.
[0284] Пример 33 представляет собой систему в соответствии с примерами 27-32, отличающуюся тем, что дополнительный верхний магнитный ротор смещен в поперечном направлении относительно дополнительного нижнего магнитного ротора таким образом, что перекрытие между верхним магнитным ротором и нижним магнитным ротором меньше ширины движущейся металлической полосы.
[0285] Пример 34 представляет собой систему в соответствии с примерами 27-33, дополнительно содержащую направляющий ролик, соединенный с выдвижным опорным рычагом, перемещаемым между выдвинутым положением и задвинутым положением, причем по меньшей мере либо верхний ротор, либо нижний ротор соединен с выдвижным опорным рычагом, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит рядом с верхним ротором и нижним ротором, когда выдвижной опорный рычаг находится в выдвинутом положении, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит на расстоянии от верхнего ротора и нижнего ротора, когда выдвижной опорный рычаг находится в задвинутом положении.
[0286] Пример 35 представляет собой способ, включающий: пропускание металлической полосы через первый зазор, образованный между верхним магнитным ротором и нижним магнитным ротором первого набора магнитных роторов; пропускание металлической полосы через второй зазор, образованный между дополнительным верхним магнитным ротором и дополнительным нижним магнитным ротором второго набора магнитных роторов; вращение первого набора магнитных роторов с первой скоростью, чтобы вызвать первое изменяющееся магнитное поле в первом зазоре, чтобы нагреть металлическую полосу; вращение второго набора магнитных роторов на второй скорости, чтобы вызвать второе изменяющееся магнитное поле во втором зазоре, чтобы нагреть металлическую полосу; а также управление натяжением в металлической полосе, при этом управление натяжением включает регулирование по меньшей мере одного из параметров: первого зазора, второго зазора, первой скорости и второй скорости.
[0287] Пример 36 представляет собой способ в соответствии с примером 35, дополнительно включающий измерение металлической полосы, при этом управление натяжением включает регулировку на основе измерения.
[0288] Пример 37 представляет собой способ в соответствии с примерами 35 или 36, дополнительно включающий регулирование продольного положения по меньшей мере либо первого набора магнитных роторов, либо второго набора магнитных роторов.
[0289] Пример 38 представляет собой способ в соответствии с примерами 35-37, дополнительно включающий регулирование поперечного положения по меньшей мере либо первого набора магнитных роторов, либо второго набора магнитных роторов.
[0290] Пример 39 представляет собой способ в соответствии с примерами 35-38, отличающийся тем, что управление натяжением в металлической полосе включает компенсацию изменений натяжения, вызванных первым набором магнитных роторов с применением второго набора магнитных роторов.
[0291] Пример 40 представляет собой способ в соответствии с примерами 35-39, отличающийся тем, что управление натяжением в металлической полосе включает регулирование по меньшей мере либо первого зазора, либо второго зазора.
[0292] Пример 41 представляет собой магнитный ротор, имеющий специальный магнитный поток, содержащий: центральную ось вращения; один или большее количество магнитных источников, вращающихся вокруг оси вращения; а также профиль магнитного потока на основе одного или большего количества магнитных источников, причем профиль магнитного потока является неоднородным по длине ротора.
[0293] Пример 42 представляет собой магнитный ротор в соответствии с примером 41, дополнительно содержащий одну или большее количество направляющих магнитного потока, при этом один или большее количество магнитных источников имеют начальный профиль магнитного потока, и при этом одна или большее количество направляющих магнитного потока расположены таким образом, чтобы отклонять по меньшей мере часть исходного профиля магнитного потока для представления неоднородного профиля магнитного потока.
[0294] Пример 43 представляет собой магнитный ротор в соответствии с примером 41, отличающийся тем, что один или большее количество магнитных источников различаются в интенсивности по длине ротора для представления неоднородного профиля магнитного потока. В некоторых случаях пример 43 также может содержать одну или большее количество направляющих магнитного потока, расположенных таким образом, чтобы отклонять по меньшей мере часть неоднородного профиля магнитного потока.
[0295] Пример 44 представляет собой магнитный ротор в соответствии с примерами 41 или 42, дополнительно содержащий одну или большее количество гильз, расположенных вокруг по меньшей мере части одного или большего количества магнитных источников, при этом один или большее количество магнитных источников имеют начальный профиль магнитного потока, и причем одна или большее количество гильз расположены таким образом, чтобы отклонять по меньшей мере часть исходного профиля магнитного потока для представления неоднородного профиля магнитного потока.
[0296] Пример 45 представляет собой магнитный ротор в соответствии с примерами 41-44, отличающийся тем, что неоднородный профиль магнитного потока достигает максимального количества потока между центром длины ротора и концом ротора.
[0297] Пример 46 представляет собой магнитный ротор в соответствии с примерами 41-44, отличающийся тем, что неоднородный профиль магнитного потока достигает максимального количества потока между центром длины ротора и каждым концом ротора.
[0298] Пример 47 представляет собой систему для отверждения покрытия, содержащую: камеру отверждения, содержащую вход и выход для пропускания покрытой металлической полосы через камеру отверждения; а также по меньшей мере один ротор, содержащий по меньшей мере один магнит.
[0299] Пример 48 представляет собой систему в соответствии с примером 47, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнит содержит множество магнитов.
[0300] Пример 49 представляет собой систему в соответствии с примерами 47 или 48, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор содержит множество роторов.
[0301] Пример 50 представляет собой систему в соответствии с примером 49, отличающуюся тем, что первое подмножество множества роторов расположено рядом с первой стороной покрытой металлической полосы, а второе подмножество множества роторов расположено рядом со второй стороной покрытой металлической полосы.
[0302] Пример 51 представляет собой систему в соответствии с примером 50, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор первого подмножества множества роторов вертикально выровнен по меньшей мере с одним из роторов второго подмножества множества роторов.
[0303] Пример 52 представляет собой систему в соответствии с примерами 50 или 51, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор первого подмножества множества роторов вертикально смещен от роторов второго подмножества роторов.
[0304] Пример 53 представляет собой систему в соответствии с примерами 50-52, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор первого подмножества множества роторов и по меньшей мере один ротор из второго подмножества множества роторов формируют блок отверждения.
[0305] Пример 54 представляет собой систему в соответствии с примером 53, отличающуюся тем, что система содержит множество блоков отверждения, а каждый блок отверждения имеет зону нагрева.
[0306] Пример 55 представляет собой систему в соответствии с примером 54, отличающуюся тем, что по меньшей мере некоторые зоны нагрева имеют возможность индивидуального управления.
[0307] Пример 56 представляет собой систему в соответствии с примерами 54 или 55, отличающуюся тем, что по меньшей мере некоторые зоны нагрева имеют возможность прецизионного управления.
[0308] Пример 57 представляет собой систему в соответствии с примерами 54-56, отличающуюся тем, что по меньшей мере некоторые зоны нагрева имеют возможность мгновенного регулирования.
[0309] Пример 58 представляет собой систему в соответствии с примерами 54-57, отличающуюся тем, что блок отверждения содержит роторы противоположного вращения.
[0310] Пример 59 представляет собой систему в соответствии с примерами 50-58, отличающуюся тем, что по меньшей мере некоторые роторы первого подмножества множества роторов вращаются в первом направлении и по меньшей мере некоторые роторы из второго подмножества множества роторов вращаются во втором направлении, которое является противоположным первому направлению.
[0311] Пример 60 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-59, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнит содержит постоянный магнит.
[0312] Пример 61 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-60, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнит является по меньшей мере частично встроенным в поверхность по меньшей мере одного ротора.
[0313] Пример 62 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-61, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнит выступает за поверхность по меньшей мере одного ротора.
[0314] Пример 63 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-62, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор расположен внутри камеры отверждения таким образом, что по меньшей мере один ротор расположен рядом с покрытой металлической полосой, проходящей через камеру отверждения.
[0315] Пример 64 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-63, отличающуюся тем, что по меньшей мере один ротор выполнен с возможностью нагревать покрытую металлическую полосу индукционным нагревом.
[0316] Пример 65 представляет собой систему в соответствии с примерами 47-64, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнит содержит первый магнит по меньшей мере частично встроенный в по меньшей мере один ротор, и второй магнит, который выступает за поверхность по меньшей мере одного ротора.
[0317] Пример 66 представляет собой способ, включающий: вращение по меньшей мере одного ротора системы отверждения со скоростью вращения, при этом по меньшей мере один ротор содержит по меньшей мере один магнит; и пропускание покрытой металлической полосы через систему отверждения со скоростью полосы таким образом, что металлическая полоса с покрытием прилегает по меньшей мере к одному ротору, чтобы создавать движущиеся магнитные поля внутри покрытой металлической полосы, которые создают токи внутри покрытой металлической полосы, чтобы нагревать покрытую металлическую полосу, при этом расстояние между покрытой металлической полосой и по меньшей мере одним ротором, скорость вращения, сила по меньшей мере одного магнита и скорость полосы выбираются для отверждения покрытия покрытой металлической полосы в течение предварительно определенного времени.
[0318] Пример 67 представляет собой способ в соответствии с примером 66, отличающийся тем, что расстояние между металлической полосой и по меньшей мере одним ротором составляет от примерно 15 миллиметров до примерно 300 миллиметров.
[0319] Пример 68 представляет собой способ в соответствии с примерами 66 или 67, отличающийся тем, что скорость вращения составляет по меньшей мере 200 оборотов в минуту (об/мин).
[0320] Пример 69 представляет собой способ в соответствии с примерами 66-68, отличающийся тем, что скорость полосы составляет от около 20 метров в минуту до около 400 метров в минуту.
[0321] Пример 70 представляет собой способ в соответствии с примерами 66-69, отличающийся тем, что скорость нагрева покрытой металлической полосы составляет от около 1°С в секунду до около 150°С в секунду.
[0322] Пример 71 представляет собой способ в соответствии с примерами 66-70, отличающийся тем, что покрытую металлическую полосу нагревают до температуры 600°С в течение предварительно установленного времени.
[0323] Пример 72 представляет собой способ в соответствии с примерами 66-71, отличающийся тем, что вращение по меньшей мере одного ротора включает вращение множества роторов, а пропускание покрытой металлической полосы через систему отверждения включает пропускание покрытой металлической полосы рядом с каждым из множества роторов.
[0324] Пример 73 представляет собой способ в соответствии с примером 72, отличающийся тем, что вращение роторов включает вращение первого подмножества множества роторов в первом направлении и вращение второго подмножества множества роторов во втором направлении, противоположном первому направлению, причем первое подмножество из множества роторов расположено рядом с первой поверхностью покрытой металлической полосы, проходящей через систему отверждения, а второе подмножество множества роторов расположено рядом со второй поверхностью покрытой металлической полосы, проходящей через систему отверждения.
[0325] Пример 74 представляет собой способ в соответствии с примером 73, дополнительно содержащий индивидуальное управление зонами нагрева, связанными с одним или большим количеством подмножеств множества роторов.
[0326] Пример 75 представляет собой способ в соответствии с примером 74, отличающийся тем, что индивидуальное управление зонами нагрева, связанными с одним или большим количеством подмножеств множества роторов, включает: управление расстоянием между одним или большим количеством подмножеств множества роторов и первой поверхностью покрытой металлической полосы, проходящей через систему отверждения, и между вторым подмножеством множества роторов и второй поверхностью покрытой металлической полосы, проходящей через систему отверждения; и управление скоростью вращения одного или большего количества подмножеств множества роторов и второго подмножества множества роторов.
[0327] Пример 76 представляет собой способ в соответствии с примерами 66-75, дополнительно включающий направление магнитного потока, генерируемого вращающимся ротором, к поверхности металлической полосы, чтобы сконцентрировать генерирование теплоты на поверхности металлической полосы.
[0328] Пример 77 представляет собой способ нагрева теплоносителя, включающий: вращение ротора камеры отверждения, при этом ротор содержит по меньшей мере один магнит; генерирование теплоты от вращающегося ротора, причем генерирование теплоты от вращающегося ротора выполняется посредством генерирования движущихся магнитных полей внутри теплоносителя, которые создают токи внутри теплоносителя для нагрева теплоносителя; пропускание теплоносителя, смежного с вращающимся ротором камеры отверждения, для нагрева теплопередающей среды; и транспортирование нагретой теплопередающей среды из камеры отверждения в область, удаленную от камеры отверждения.
[0329] Пример 78 представляет собой способ в соответствии с примером 77, отличающийся тем, что вращение вращающегося ротора включает вращение вращающегося ротора со скоростью по меньшей мере 1300 оборотов в минуту (об/мин).
[0330] Пример 79 представляет собой способ в соответствии с примерами 77 или 78, отличающийся тем, что теплопередающая среда содержит воду, жидкий кремний, воздух, газ, масло или другой материал с изменяющейся фазой.
[0331] Пример 80 представляет собой систему нагрева, содержащую: магнитное нагревательное устройство для нагрева металлической полосы, которая движется в заднем по ходу направлении, причем магнитное нагревательное устройство содержит один или большее количество нагревателей для создания специального температурного профиля в металлической полосе, при этом один или большее количество нагревателей содержат по меньшей мере один магнитный ротор, причем каждый из по меньшей мере одного магнитного ротора содержит по меньшей мере один магнитный источник и может вращаться вокруг оси вращения, чтобы генерировать изменяющееся магнитное поле через металлическую полосу.
[0332] Пример 81 представляет собой систему нагрева в соответствии с примером 80, отличающуюся тем, что специальный температурный профиль представляет собой однородный в поперечном направлении профиль температуры.
[0333] Пример 82 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80 или 81, отличающуюся тем, что один или большее количество из по меньшей мере одного магнитного ротора имеют специальный профиль магнитного потока, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлической полосе.
[0334] Пример 83 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-82, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнитный ротор содержит первый магнитный ротор, устанавливаемый относительно второго магнитного ротора, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлической полосе.
[0335] Пример 84 представляет собой систему нагрева в соответствии с примером 83, отличающуюся тем, что ось вращения первого магнитного ротора параллельна оси вращения второго магнитного ротора, и при этом по меньшей мере либо первый магнитный ротор, либо второй магнитный ротор смещен в поперечном направлении от осевой линии металлической полосы на расстояние смещения.
[0336] Пример 85 представляет собой систему нагрева в соответствии с примером 84, дополнительно содержащую контроллер, функционально связанный с исполнительным механизмом, управляющим расстоянием смещения.
[0337] Пример 86 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-85, отличающуюся тем, что по меньшей мере один магнитный ротор содержит первый магнитный ротор и второй магнитный ротор, причем второй магнитный ротор расположен сзади по ходу от первого магнитного ротора.
[0338] Пример 87 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-86, отличающуюся тем, что один или большее количество нагревателей дополнительно содержат вспомогательный нагревательный элемент, расположенный рядом с металлическим изделием и между краем металлического изделия и боковой центральной линией металлического изделия, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлической полосе.
[0339] Пример 88 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-87, отличающуюся тем, что магнитное нагревательное устройство дополнительно содержит направляющий элемент, устанавливаемый для регулировки расстояния между по меньшей мере частью металлической полосы и одним или большим количеством нагревателей, чтобы облегчить создание специального температурного профиля.
[0340] Пример 89 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-88, отличающуюся тем, что ось вращения одного или большего количества из по меньшей мере одного магнитного ротора перпендикулярна заднему по ходу направлению и параллельна поперечной ширине металлической полосы.
[0341] Пример 90 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-89, отличающуюся тем, что магнитный источник для одного или большего количества из по меньшей мере одного магнитного ротора содержит постоянный магнит, имеющий возможность вращения вокруг оси вращения.
[0342] Пример 91 представляет собой систему нагрева в соответствии с примерами 80-90, отличающуюся тем, что магнитное нагревательное устройство дополнительно содержит одну или большее количество направляющих магнитного потока, расположенных рядом по меньшей мере с одним магнитным ротором, чтобы перенаправить по меньшей мере часть магнитного потока по меньшей мере с одного магнитного ротора, чтобы облегчить создание специального температурного профиля.
[0343] Пример 92 представляет собой систему нагрева с вращающимся магнитом в соответствии с примерами 80-91, дополнительно содержащую: датчик, расположенный для измерения температуры или натяжения металлического изделия; и контроллер, соединенный с датчиком для приема сигнала датчика, при этом контроллер соединен с исполнительным механизмом, связанным с магнитным нагревательным устройством, для обеспечения управления с обратной связью в ответ на сигнал датчика, при этом исполнительный механизм выполнен с возможностью управления прохождения магнитного потока через металлическое изделие.
[0344] Пример 93 представляет собой способ нагрева металла, включающий: перемещение металлического изделия в заднем по ходу направлении; создание специального температурного профиля в металлическом изделии с помощью одного или большего количества нагревателей магнитного нагревательного устройства, при этом один или большее количество нагревателей содержат по меньшей мере один магнитный ротор, и причем создание специального температурного профиля включает вращение магнитного источника по меньшей мере одного магнитного ротора вокруг оси вращения по меньшей мере одного магнитного ротора для создания изменяющихся магнитных полей через металлическое изделие.
[0345] Пример 94 представляет собой способ в соответствии с примером 93, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает создание поперечного однородного температурного профиля.
[0346] Пример 95 представляет собой способ в соответствии с примерами 93 или 94, отличающийся тем, что по меньшей мере один магнитный ротор содержит магнитный ротор, имеющий специальный профиль магнитного потока, и причем создание специального температурного профиля включает вращение магнитного ротора, имеющего специальный профиль магнитного потока, для создания специальных изменяемых магнитных полей.
[0347] Пример 96 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-95, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает вращение первого магнитного ротора и второго магнитного ротора, при этом первый магнитный ротор и второй магнитный ротор расположены относительно друг друга таким образом, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлическом изделии.
[0348] Пример 97 представляет собой способ в соответствии с примером 96, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает вращение первого магнитного ротора вокруг первой оси вращения и вращение второго магнитного ротора вокруг второй оси вращения, которая параллельна первой оси вращения, и причем по меньшей мере либо первый магнитный ротор, либо второй магнитный ротор смещен в поперечном направлении от центральной линии металлического изделия на расстояние смещения.
[0349] Пример 98 представляет собой способ в соответствии с примером 97, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает управление расстоянием смещения.
[0350] Пример 99 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-98, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает вращение первого магнитного ротора и второго магнитного ротора, при этом второй магнитный ротор расположен сзади по ходу от первого магнитного ротора.
[0351] Пример 100 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-99, отличающийся тем, что один или большее количество нагревателей дополнительно содержат вспомогательный нагревательный элемент, расположенный рядом с металлическим изделием и между краем металлического изделия и боковой центральной линией металлического изделия, и при этом создание специального температурного профиля дополнительно включает подачу теплоты на металлическое изделие от вспомогательного нагревательного элемента.
[0352] Пример 101 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-100, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает приведение в действие направляющего элемента для регулировки расстояния между по меньшей мере частью металлического изделия и одним или большим количеством нагревателей.
[0353] Пример 102 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-101, отличающийся тем, что ось вращения по меньшей мере одного магнитного ротора перпендикулярна заднему по ходу направлению и параллельна поперечной ширине металлической полосы.
[0354] Пример 103 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-102, отличающийся тем, что магнитный источник по меньшей мере одного магнитного ротора содержит постоянный магнит.
[0355] Пример 104 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-103, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает перенаправление по меньшей мере части магнитного потока по меньшей мере с одного магнитного ротора, чтобы облегчить генерирование изменяющихся магнитных полей через металлическое изделие.
[0356] Пример 105 представляет собой способ в соответствии с примерами 93-104, дополнительно включающий измерение температуры или натяжения металлического изделия с помощью датчика для генерации сигнала датчика, при этом создание специального температурного профиля дополнительно включает динамическое обеспечение управления с обратной связью магнитного нагревательного устройства на основе сигнала датчика, при этом динамическое обеспечение управления с обратной связью включает по меньшей мере либо манипулирование изменяющимися магнитными полями, либо манипулирование положением металлического изделия относительно изменяющихся магнитных полей.
[0357] Пример 106 представляет собой систему обработки металла, содержащую: часть технологического поточного оборудования для обработки металла для обработки движущейся металлической полосы; и магнитное нагревательное устройство для нагрева движущейся металлической полосы, при этом магнитное нагревательное устройство содержит один или большее количество нагревателей для создание специального температурного профиля в металлической полосе, причем один или большее количество нагревателей содержат по меньшей мере один магнитный ротор, при этом каждый из по меньшей мере одного магнитного ротора содержит по меньшей мере один магнитный источник и может вращаться вокруг оси вращения, чтобы генерировать изменяющиеся магнитные поля через металлическую полосу, и причем магнитное нагревательное устройство расположено спереди по ходу, сзади по ходу или внутри части технологического поточного оборудования для обработки металла.
[0358] Пример 107 представляет собой систему обработки металла в соответствии с примером 106, отличающуюся тем, что деталь технологического поточного оборудования для обработки металла представляет собой машину непрерывного литья для литья перемещающейся металлической полосы.
[0359] Пример 108 представляет собой систему обработки металла в соответствии с примерами 106 или 107, отличающуюся тем, что магнитное нагревательное устройство расположено спереди по ходу от части технологического поточного оборудования для обработки металла для повышения температуры движущейся металлической полосы.
[0360] Пример 109 представляет собой систему обработки металла в соответствии с примерами 106-108, отличающуюся тем, что специальный температурный профиль представляет собой однородный в поперечном направлении температурный профиль.
[0361] Пример 110 представляет собой систему обработки металла в соответствии с примерами 106-109, отличающуюся тем, что магнитное нагревательное устройство содержит, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлическом изделии по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из: магнитного ротора, имеющего специальный профиль магнитного потока; первый магнитный ротор и второй магнитный ротор, причем по меньшей мере либо первый магнитный ротор, либо второй магнитный ротор смещен в поперечном направлении от центральной линии металлической полосы; второй магнитный ротор, расположенный сзади по ходу от первого магнитного ротора; вспомогательный нагревательный элемент, расположенный рядом с металлической полосой и между краем металлической полосы и боковой центральной линией металлической полосы; и направляющий элемент, устанавливаемый для регулировки расстояния между по меньшей мере частью металлического изделия и одним или большим количеством нагревателей.
[0362] Пример 111 представляет собой систему обработки металла в соответствии с примерами 106-110, дополнительно содержащую направляющий ролик, соединенный с опорой, подвижной между первым положением и вторым положением, причем движущаяся металлическая полоса проходит рядом с одним или большим количеством нагревателей магнитного нагревательного устройства, когда опора находится в первом положении, и при этом движущаяся металлическая полоса проходит на расстоянии от одного или большего количества нагревателей магнитного нагревательного устройства, когда опора находится во втором положении.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| КОМПАКТНАЯ ЛИНИЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНЫМ ОТЖИГОМ | 2017 |
|
RU2709494C1 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СТАРЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИТНОГО НАГРЕВА | 2017 |
|
RU2713926C1 |
| НАГРЕВАНИЕ С МАГНИТНЫМ ПОДВЕШИВАНИЕМ МЕТАЛЛА С КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ | 2017 |
|
RU2721970C1 |
| РОТОРНО-ЛОПАСТНОЕ УСТРОЙСТВО И РОТОР | 2016 |
|
RU2714710C2 |
| БЫСТРЫЙ НАГРЕВ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА ДЛЯ ШТАМПОВКИ | 2017 |
|
RU2715560C1 |
| ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ ТУРБИНА | 2012 |
|
RU2608386C2 |
| Бесщеточная электрическая машина постоянного тока дискового типа | 1982 |
|
SU1494877A3 |
| Армированные волокнами, заполненные наночастицами термоусаживаемые полимерно-композитные провода и кабели и способы | 2011 |
|
RU2618674C2 |
| ТИХОХОДНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТУРБИНА | 2012 |
|
RU2591842C2 |
| Способ изготовления антифрикционного материала | 1976 |
|
SU659076A3 |
Изобретение относится к области индукционного нагрева. Нагреватель с вращающимся магнитом для металлических изделий, таких как алюминиевая полоса, может содержать роторы с постоянными магнитами, расположенные над и под движущейся металлической полосой, чтобы вызывать движущиеся или изменяющиеся во времени магнитные поля через металлическую полосу. Изменяющиеся магнитные поля могут создавать токи (например, вихревые токи) внутри металлической полосы, нагревая таким образом металлическую полосу. Набор магнитных роторов может содержать пару согласованных магнитных роторов на противоположных сторонах металлической полосы, которые вращаются с одинаковой скоростью. Каждый магнитный ротор из набора может быть расположен на равном расстоянии от металлической полосы, чтобы избежать отклонения металлической полосы от технологической оси. Задний по ходу набор магнитных роторов может быть применен в непосредственной близости к переднему по ходу набору магнитных роторов для компенсации натяжения, вызванного передним по ходу набором магнитных роторов. Технический результат - повышение эффективности и равномерности нагрева. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 48 ил.
1. Система нагрева, содержащая:
магнитное нагревательное устройство (500; 600) для нагрева металлического изделия (502; 602), движущегося в заднем по ходу направлении (524; 224), причем магнитное нагревательное устройство (500; 600) содержит множество нагревателей для создания специального температурного профиля в металлическом изделии (502; 602), при этом указанное множество нагревателей содержит по меньшей мере первый магнитный ротор (530, 532; 630, 632) и второй магнитный ротор (546, 548; 646, 648), причем каждый из первого магнитного ротора (530, 532; 630, 632) и второго магнитного ротора (546, 548; 646, 648) содержит по меньшей мере один магнитный источник и выполнен вращаемым вокруг оси вращения, которая перпендикулярна указанному заднему по ходу направлению (524; 224) и параллельна поперечной ширине металлического изделия (502; 602), чтобы генерировать изменяющиеся магнитные поля через металлическое изделие (502; 602),
отличающаяся тем, что для облегчения создания специального профиля температуры в металлическом изделии (502; 602) первый магнитный ротор (530, 532;630, 632) установлен с возможностью смещения в поперечном направлении относительно второго магнитного ротора (546, 548; 646, 648), чтобы быть смещенным в поперечном направлении от осевой линии металлического изделия (502; 602) на расстояние смещения.
2. Система нагрева по п. 1, отличающаяся тем, специальный температурный профиль представляет собой однородный в поперечном направлении профиль температуры, или тем, что один или большее количество магнитных роторов (530, 532, 546, 548; 630, 632, 646, 648) имеет специальный профиль (2509; 2609; 2709;3509) магнитного потока, чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлическом изделии (502; 602).
3. Система нагрева по п. 1, дополнительно содержащая контроллер (1080), функционально связанный с исполнительным механизмом (1086), управляющим расстоянием смещения.
4. Система нагрева по п. 1, отличающаяся тем, что магнитные роторы содержат два первых магнитных ротора (530, 532; 630, 632; 3308, 3312), один из которых расположен сзади по ходу от другого, или тем, что указанное множество нагревателей дополнительно содержит вспомогательный нагревательный элемент (3391, 3393, 3396), расположенный рядом с металлическим изделием (502; 602; 3302) и между краем металлического изделия (3302) и боковой центральной линией металлического изделия (502; 602; 3302), чтобы облегчить создание специального температурного профиля в металлическом изделии (502; 602; 3302), или тем, что магнитное нагревательное устройство дополнительно содержит направляющий элемент (1092, 1892; 1992; 3296, 3298), устанавливаемый для регулировки расстояния между по меньшей мере частью металлического изделия (502; 602; 1802; 1902; 3302) и указанным множеством нагревателей (1804; 1904; 3208), чтобы облегчить создание специального температурного профиля.
5. Система нагрева по п. 1, отличающаяся тем, что магнитный источник (403) для одного или большего количества магнитных роторов (400) содержит постоянный магнит, выполненный с возможностью вращения вокруг оси (407) вращения, или тем, что магнитное нагревательное устройство дополнительно содержит одну или большее количество направляющих (1094; 766; 2766; 3698; 3798; 3898; 3998) магнитного потока, расположенных рядом с по меньшей мере одним из магнитных роторов (708; 2708;3608; 3708; 3808; 3908), чтобы перенаправить по меньшей мере часть магнитного потока с этого по меньшей мере одного из магнитных роторов (708; 2708; 3608; 3708;3808; 3908), чтобы облегчить создание специального температурного профиля.
6. Система нагрева по п. 1, дополнительно содержащая:
датчик (1088), расположенный для измерения температуры или натяжения металлического изделия; а также
контроллер (1080), соединенный с датчиком (1088) для приема сигнала датчика, при этом контроллер (1080) соединен с исполнительным механизмом (1038, 1082, 1084, 1086), связанным с магнитным нагревательным устройством для обеспечения управления с обратной связью в ответ на сигнал датчика, при этом исполнительный механизм (1038, 1082, 1084, 1086) выполнен с возможностью управления прохождением магнитного потока через металлическое изделие (502; 602).
7. Способ нагрева металла, включающий:
перемещение металлического изделия (502; 602) в заднем по ходу направлении (524; 224); а также
создание специального температурного профиля в металлическом изделии (502; 602) с помощью множества нагревателей магнитного нагревательного устройства, при этом указанное множество нагревателей содержит по меньшей мере первый магнитный ротор (530, 532; 630, 632) и второй магнитный ротор (546, 548; 646, 648), и причем создание специального температурного профиля включает вращение магнитного источника каждого из указанных первого магнитного ротора (530, 532; 630, 632) и второго магнитного ротора (546, 548; 646, 648) вокруг оси вращения, которая перпендикулярна указанному заднему по ходу направлению (524; 224) и параллельна поперечной ширине металлического изделия (502; 602), чтобы создавать изменяющиеся магнитные поля через металлическое изделие (502; 602),
отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап смещения первого магнитного ротора (530, 532; 630, 632) в поперечном направлении относительно второго магнитного ротора (546, 548; 646, 648), чтобы он стал смещенным в поперечном направлении от осевой линии металлического изделия (502; 602) на расстояние смещения, для облегчения создания специального профиля температуры в металлическом изделии (502; 602).
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает создание поперечного однородного температурного профиля, или тем, что по меньшей мере один из магнитных роторов (530, 532, 546, 548; 630, 632, 646, 648) имеет специальный профиль (2509; 2609; 2709; 3509) магнитного потока, причем создание специального температурного профиля включает вращение магнитного ротора (530, 532, 546, 548; 630, 632, 646, 648), имеющего специальный профиль (2509; 2609; 2709; 3509) магнитного потока, для создания специальных изменяемых магнитных полей.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает управление расстоянием смещения.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля включает вращение двух первых магнитных роторов (530, 532; 630, 632; 3308 ,3312), один из которых расположен сзади по ходу от другого, или тем, что нагреватели дополнительно содержат вспомогательный нагревательный элемент (3391, 3393, 3396), расположенный рядом с металлическим изделием (502; 602; 3302) и между краем металлического изделия (502; 602; 3302) и боковой центральной линией металлического изделия (502; 602; 3302), при этом создание специального температурного профиля дополнительно включает подачу теплоты на металлическое изделие (502; 602; 3302) от вспомогательного нагревательного элемента (3391, 3393, 3396), или тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает приведение в действие направляющего элемента (1092, 1892; 1992; 3296, 3298) для регулировки расстояния между по меньшей мере частью металлического изделия (502; 602; 1802; 1902; 3302) и нагревателями.
11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что магнитный источник (403) по меньшей мере одного из магнитных роторов (400) содержит постоянный магнит.
12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что создание специального температурного профиля дополнительно включает перенаправление по меньшей мере части магнитного потока по меньшей мере с одного из магнитных роторов (708; 2708; 3608; 3708; 3808; 3908), чтобы облегчить генерирование изменяющихся магнитных полей через металлическое изделие (702; 3602; 3702; 3802; 3902), или тем, что он дополнительно включает измерение температуры или натяжения металлического изделия (702; 3602; 3702; 3802; 3902) с помощью датчика (1088) для генерации сигнала датчика, при этом создание специального температурного профиля дополнительно включает динамическое обеспечение управления с обратной связью магнитного нагревательного устройства на основе сигнала датчика, при этом динамическое обеспечение управления с обратной связью включает по меньшей мере либо манипулирование изменяющимися магнитными полями, либо манипулирование положением металлического изделия (702; 3602; 3702; 3802; 3902) относительно изменяющихся магнитных полей.
| US 3272956 A, 13.09.1966 | |||
| FR 1387653 A, 29.01.1965 | |||
| US 5914065 A, 22.06.1999 | |||
| US 3008026 A, 07.06.1961 | |||
| JP H04112485 A, 14.04.1992 | |||
| ПУТЕВОЙ ШАБЛОН | 1928 |
|
SU12474A1 |
