СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2023 года по МПК C23C2/00 C23C2/16 C23C2/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области установок для нанесения покрытий на плоские изделия из ферромагнитного материала, например, металлические полосы, в частности, стальные полосы. В частности, изобретение относится к стабилизирующему устройству для смягчения вибраций и колебаний полосы, изготовленной из ферромагнитного материала, при движении и корректировки ее деформации во время процесса нанесения покрытия из расплавленного металла, например, процесса цинкования. Настоящее изобретение также относится к установке для нанесения покрытия на металлическую полосу из расплавленного металла, содержащей указанное стабилизирующее устройство.

Уровень техники

Как известно, полосы, изготовленные из ферромагнитного материала, покрывают снаружи с помощью множества способов нанесения покрытий, например, путем цинкования.

Зона воздушного ножа над резервуаром, содержащим расплавленный металл, например, цинк, является основным узлом в процессе нанесения покрытия и влияет на готовность установки, производительность процесса, качество продукции и расход цинка.

В таких процессах нанесения покрытий движущаяся металлическая полоса обычно подвержена деформациям и вибрациям, корректируемым с помощью электромагнитных стабилизаторов для повышения производительности процесса и оптимизации расхода цинка.

Действительно, такие электромагнитные стабилизаторы позволяют уменьшить амплитуду вибрации полосы в зоне воздушного ножа и в то же время улучшить форму полосы за счет уменьшения амплитуды дефектов статической формы, таких как поперечные дуги.

Например, на Фиг. 1 и 2 схематически показано стабилизирующее устройство, в котором электромагнитные стабилизаторы 2 установлены на той же опорной балке 3, которая поддерживает соответствующий воздушный нож 1, расположенный ниже. Преимущество этой конструкции состоит в том, что она обеспечивает небольшое расстояние между зоной воздействия воздушных струй на полосу и зоной стабилизации полосы и, следовательно, хорошую эффективность управления как вибрациями, так и формой полосы после прохождения воздушного ножа 1.

Однако эта конструкция имеет несколько недостатков:

- большая опорная балка, поскольку она должна выдерживать как вес воздушного ножа, так и вес электромагнитного стабилизатора;

- конфигурация является сложной и, следовательно, оказывает значительное влияние на инвестиционные затраты;

- сложная процедура снятия воздушного ножа для его технического обслуживания;

- в случае модернизации установки, содержащей только воздушные ножи, путем добавления стабилизатора необходимо также вмешаться в работу воздушных ножей и систему их перемещения.

Таким образом, есть потребность в устранении вышеуказанных недостатков путем реализации инновационной конструкции стабилизирующего устройства.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в создании стабилизирующего устройства для стабилизации металлической полосы, поднимающейся из резервуара с расплавленным металлом, при этом устройство является максимально простым и компактным.

Другая цель настоящего изобретения заключается в создании стабилизирующего устройства, имеющего конструкцию, позволяющую улучшить рабочие характеристики воздушных ножей в отношении точности толщины покрытия на полосе.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание стабилизирующего устройства с низкими инвестиционными затратами.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание стабилизирующего устройства, облегчающего операции по техническому обслуживанию как воздушных ножей, так и электромагнитных устройств за счет минимизации количества операций подъема и устранения необходимости демонтажа стабилизирующего устройства со старых воздушных ножей для его повторной сборки на новом комплекте воздушных ножей.

Настоящее изобретение позволяет достичь по меньшей мере одной из таких целей, а также других целей, которые будут очевидны из настоящего описания, с помощью стабилизирующего устройства для стабилизации металлической полосы, поднимающейся из резервуара с расплавленным металлом вдоль расчетной плоскости X подачи, причем устройство содержит:

- по меньшей мере одну пару воздушных ножей, причем первый воздушный нож расположен на первой стороне, а второй воздушный нож расположен на второй стороне, противоположной первой стороне, относительно указанной расчетной плоскости X подачи;

- по меньшей мере одну пару электромагнитных стабилизаторов, при этом первый электромагнитный стабилизатор расположен на указанной первой стороне, а второй электромагнитный стабилизатор расположен на указанной второй стороне;

- пару первых опорных балок, при этом каждая первая опорная балка поддерживает соответствующий воздушный нож;

- пару вторых опорных балок, при этом каждая вторая опорная балка поддерживает соответствующий электромагнитный стабилизатор;

причем пара вторых опорных балок отличается от пары первых опорных балок, и первые опорные балки удалены (находятся на удалении) от указанной расчетной плоскости X подачи, тогда как вторые опорные балки расположены близко к указанной расчетной плоскости X подачи в положении, по меньшей мере частично являющимся внутренним по отношению к паре первых опорных балок.

Также изобретение относится к установке для покрытия металлической полосы слоем расплавленного металла, содержащей вышеуказанное стабилизирующее устройство, размещенное над резервуаром, выполненным с возможностью размещения в нем ванны с расплавленным металлом.

Предпочтительно, обе опорные балки электромагнитных стабилизаторов и обе опорные балки воздушных ножей установлены по отдельности на двух боковых конструкциях, расположенных поперечно указанным четырем опорным балкам и позволяют перед началом рабочей фазы поднимать или опускать как воздушные ножи, так и электромагнитные стабилизаторы. Это позволяет перемещать электромагнитные стабилизаторы и воздушные ножи как единое целое относительно технологических параметров линии (скорость полосы и толщина покрытия), и осуществлять корректировки по параллельности относительно положения полосы.

При этом, на этапе технического обслуживания этот не связанный узел позволяет поднимать опорные балки электромагнитных стабилизаторов и опорные балки воздушных ножей по отдельности, например, с помощью крана.

Техническое обслуживание выполняют в следующей последовательности:

- разбирают и поднимают со стороны двух боковых конструкций сначала опорные балки электромагнитных стабилизаторов, а затем опорные балки воздушных ножей;

- повторно собирают сначала опорные балки воздушных ножей, а затем опорные балки электромагнитных стабилизаторов.

Кроме того, конструкция устройства в соответствии с изобретением позволяет избежать того, чтобы напряжения, возникающие в ответ на воздействие сил, создаваемых электромагнитными стабилизаторами, передавались на опорные балки воздушных ножей, что сопровождается очевидным негативным влиянием на производительность воздушных ножей в части соблюдения точности толщины покрытия. Действительно, напряжения, создаваемые электромагнитными устройствами, передаются на их соответствующие опорные балки, расположенные отдельно от опорных балок воздушных ножей.

Опорные балки электромагнитных стабилизаторов, в свою очередь, закреплены на своих концах к указанным двум боковым конструкциям, что обеспечивает их высокую жесткость.

Кроме того, для дополнительного увеличения жесткости опорных балок электромагнитных стабилизаторов может быть предусмотрена система соединения между этими балками, как со стороны оператора, так и со стороны двигателя, для создания своего рода рамы, увеличивающей жесткость на изгиб стабилизирующей группы и, предпочтительно, также отклоняющей системы воздушных струй.

Дополнительные преимущества представляет вариант реализации, в котором для увеличения компактности устройства согласно изобретению, отклоняющая система воздушного ножа по краям полосы может также поддерживаться такой же второй опорной балкой одного или нескольких электромагнитных стабилизаторов, и, таким образом, сборка отклоняющей системы может быть объединена по меньшей мере с одним из электромагнитных стабилизаторов.

В частности, одна из вторых опорных балок также поддерживает отклоняющую систему воздушного ножа, содержащую две краевых перегородки, по одной на каждый край полосы.

Предпочтительно, вторые опорные балки выполнены в форме, обеспечивающей возможность горизонтального перемещения электромагнитных стабилизаторов из рабочего положения, ближнего к плоскости подачи полосы, в положение покоя, расположенное дальше от указанной плоскости подачи полосы, при сохранении компактности устройства.

Дополнительные преимущества представлены вариантом реализации, в котором опорные балки воздушного ножа имеют соответствующую форму, позволяющую максимально сократить расстояние между зоной воздействия воздушной струи, используемой для управления покрытием, и электромагнитными стабилизаторами.

В частности, опорные балки воздушного ножа могут иметь такую форму, что их центральный участок в положении, когда полоса выдвинута, расположен на расстоянии от плоскости подачи, с обеспечением возможности размещения корпуса стабилизатора в зоне между этими двумя центральными участками. Таким образом, корпусы, содержащие электромагнитные приводы, могут быть опущены как можно ближе к соплам воздушных ножей. Это сделано для того, чтобы максимизировать регулирующее воздействие как на вибрации, так и на форму полосы с помощью электромагнитных стабилизаторов.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут более очевидными из подробного описания предпочтительных, но не единственно возможных вариантов реализации изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения описывают конкретные варианты реализации изобретения.

Краткое описание чертежей

В описании изобретения приводятся ссылки на прилагаемые чертежи, приведенные в качестве неограничивающего примера, на которых:

на Фиг. 1 показано схематическое изображение стабилизирующего устройства, известного из уровня техники;

на Фиг. 2 показан вид сбоку устройства с Фиг. 1, вдоль плоскости A-A;

на Фиг. 3 показано схематическое изображение стабилизирующего устройства в соответствии с изобретением;

на Фиг. 4 показан вид сбоку устройства с Фиг. 3, вдоль плоскости B-B;

на Фиг. 5 показан вид сверху стабилизирующего устройства в соответствии с изобретением;

на Фиг. 6 показан вид в разрезе одного из вариантов реализации стабилизирующего устройства в соответствии с изобретением.

Одинаковые ссылочные номера и буквы на фигурах относятся к одним и тем же элементам или компонентам.

Осуществление изобретения

Некоторые примеры стабилизирующего устройства в соответствии с изобретением, выполненного с возможностью стабилизации металлической полосы, поднимающейся из ванны 21 с расплавленным металлом, например, с цинком, вдоль расчетной плоскости X подачи, проиллюстрированы со ссылкой на чертежи.

Во всех вариантах реализации изобретения стабилизирующее устройство содержит:

- по меньшей мере одну пару воздушных ножей 1, предпочтительно только одну пару, причем первый воздушный нож расположен на первой стороне расчетной плоскости X подачи, а второй воздушный нож расположен на второй стороне, противоположной первой стороне указанной расчетной плоскости X подачи;

- по меньшей мере одну пару электромагнитных стабилизаторов 2, предпочтительно только одну пару, причем первый электромагнитный стабилизатор расположен на указанной первой стороне, а второй электромагнитный стабилизатор расположен на указанной второй стороне;

- пару первых опорных балок 3, причем каждая первая опорная балка 3 поддерживает соответствующий воздушный нож 1;

- пару вторых опорных балок 6, причем каждая вторая опорная балка 6 поддерживает соответствующий электромагнитный стабилизатор 2.

Предпочтительно, на этапе эксплуатации устройства каждый воздушный нож 1 расположен зеркально напротив другого относительно расчетной плоскости X подачи, то есть воздушные ножи 1 расположены симметрично относительно расчетной плоскости X подачи. Аналогичным образом, каждый электромагнитный стабилизатор 2 расположен зеркально напротив другого относительно указанной расчетной плоскости X подачи, то есть электромагнитные стабилизаторы расположены симметрично относительно расчетной плоскости X подачи.

Предпочтительно, пара вторых опорных балок 6 отличается, то есть расположены отдельно от пары первых опорных балок 3, причем первые опорные балки 3 удалены от расчетной плоскости X подачи, а вторые опорные балки 6 расположены ближе к указанной расчетной плоскости X подачи. Тот факт, что первые и вторые опорные балки отличаются друг от друга или расположены по отдельности означает, что вторые опорные балки 6 не поддерживаются ни непосредственно, ни косвенно соответствующими первыми опорными балками 3. В частности, вторые опорные балки 6 не опираются на первые опорные балки 3 и каким бы то ни было образом не поддерживаются первыми опорными балками 3. Это позволяет избежать того, чтобы напряжения, возникающие в ответ на усилия, создаваемые электромагнитными стабилизаторами 2, передавались на опорные балки 3 воздушных ножей 1, что сопровождается очевидным негативным влиянием на их производительность в части точности толщины покрытия. Действительно, напряжения, создаваемые электромагнитными стабилизаторами 2, передаются на соответствующие опорные балки 6, расположенные отдельно от опорных балок воздушных ножей 1.

Кроме того, вторые опорные балки 6 могут быть расположены относительно расчетной плоскости X подачи, по меньшей мере частично или полностью, в более внутреннем положении относительно первой пары опорных балок 3. Такое расположение опорных балок делает устройство в соответствии с изобретением более простым и компактным по сравнению с известными решениями.

В частности, вторые опорные балки 6 могут быть расположены параллельно первым опорным балкам 3.

Как показано, например, на Фиг. 6, вторые опорные балки 6 могут располагаться по меньшей мере только частично над первыми опорными балками 3.

В частности, две первые опорные балки 3 разнесены друг от друга и соответственно расположены на первой стороне и второй стороне расчетной плоскости X подачи, предпочтительно зеркально напротив друг друга, то есть опорные балки 3 расположены симметрично относительно указанной расчетной плоскости X подачи; и две вторые опорные балки 6 также разнесены друг от друга и расположены соответственно на указанных первой стороне и второй стороне, предпочтительно зеркально напротив друг друга относительно расчетной плоскости X подачи, то есть опорные балки 6 расположены симметрично относительно расчетной плоскости X подачи.

Для дальнейшего увеличения компактности устройства в соответствии с изобретением в одном из вариантов реализации предусмотрено, что отклоняющая система 4 воздушных струй, выходящих из воздушных ножей 1, расположена между вторыми опорными балками 6 и прикреплена по меньшей мере к одной, предпочтительно только к одной из указанных вторых опорных балок 6 и содержит по меньшей мере одну пару перегородок 7, причем каждая перегородка 7 размещена между воздушными ножами 1 на соответствующем конце воздушных ножей. Перегородки 7 выполняют функцию уменьшения шума, создаваемого столкновением воздушных струй, и минимизации избыточного покрытия краев полосы, особенно для низкоскоростных полос с тяжелыми покрытиями.

Конкретный вариант реализации указанной отклоняющей системы 4 содержит две опоры 5, причем каждая опора 5 расположена на соответствующей стороне плоскости Y, перпендикулярной расчетной плоскости X подачи.

Две опоры 5 практически плоские и расположены вдоль расчетной плоскости X подачи, предпочтительно зеркально относительно друг друга, то есть симметрично относительно плоскости Y.

Каждая опора 5, предпочтительно имеющая С-образную форму, содержит нижний рычаг 8, снабженный соответствующей перегородкой 7, и верхний рычаг 9, снабженный устройством 10 обнаружения для обнаружения края полосы (см. Фиг. 4). В качестве такого устройства 10 обнаружения может быть использован, например, датчик типа фотоэлемента или камера. Расстояние между перегородками 7 относительно плоскости Y может регулироваться на основе определения положения краев полосы, поднимающейся из ванны с расплавленным металлом. Расстояние между двумя перегородками 7 составляет, например, от 500 до 2000 мм.

Например, две опоры 5 могут быть скользящими параллельно расчетной плоскости X подачи, вдоль одной из вторых опорных балок 6. Установка в требуемое положение каждой перегородки 7 может выполняться линейным сервоприводом, реагирующим на сигнал, поступающий от устройства 10 обнаружения края полосы. В сервопривод может быть включен кодовый датчик абсолютного положения.

Во время нормальной работы контакт между полосой и перегородками отсутствует. Устройство 10 обнаружения может содержаться в чистоте в течение нескольких недель с помощью воздушной завесы без вмешательства оператора. Перегородка 7 может автоматически втягиваться при появлении сварных швов на полосе, когда полоса поднимается из ванны.

Также может быть предусмотрен механизм вертикальной регулировки для регулировки высоты перегородки во время работы, например, на ±20 мм от ее исходного положения, таким образом, максимальная регулировка составляет 40 мм.

Один из вариантов реализации устройства в соответствии с изобретением предусматривает, что и первые опорные балки 3, и вторые опорные балки 6 имеют (см. Фиг. 5):

- первый конец 3", 6", опирающийся на первую боковую конструкцию 12;

- второй конец 3"', 6"', опирающийся на вторую боковую конструкцию 13, причем боковые конструкции 12, 13 предпочтительно параллельны друг другу и указанной плоскости Y.

В частности, первый конец 3" каждой первой опорной балки 3 опирается на первую боковую конструкцию 12 отдельно или независимо от первого конца 6" каждой второй опорной балки 6; и второй конец 3"' каждой первой опорной балки 3 опирается на вторую боковую конструкцию 13 отдельно или независимо от второго конца 6"' каждой второй опорной балки 6.

Предпочтительно, первая боковая конструкция 12 и вторая боковая конструкция 13 имеют соответствующие механизмы вертикального перемещения, опционально синхронизированные между собой, для подъема или опускания первых опорных балок 3 и вторых опорных балок 6 одновременно. Такие механизмы вертикального перемещения содержат, например, гидравлические, пневматические или механические приводы.

Например, вертикальное перемещение может осуществляться под действием редукторного двигателя переменного тока мощностью 2,2 кВт через механический домкрат.

Такое вертикальное перемещение может составлять от 70 до 700 мм от номинального уровня расплавленного металла в резервуаре, расположенном ниже. Скорость вертикального перемещения составляет, например, около 380-420 мм/мин.

Предпочтительно, первые опорные балки 3 имеют соответствующий центральный участок 3’, поддерживающий снизу соответствующий воздушный нож 1, при этом указанный центральный участок 3’ является наиболее удаленным от расчетной плоскости X подачи и опущен относительно соответствующих первых концов 3’’ и вторых концов 3’’’ первых опорных балок 3 (см. Фиг. 6). Также вторые опорные балки 6 имеют соответствующий центральный участок 6’, являющийся наиболее удаленным от расчетной плоскости X подачи, при этом он предпочтительно находится ниже относительно соответствующих первых концов 6’’ и вторых концов 6’’’ вторых опорных балок 6. Каждый центральный участок 6', от его ближайшей стороны до расчетной плоскости X подачи, ограничивает выемку соответствующей второй опорной балки 6. Центральные участки 3’ первых опорных балок 3 предпочтительно расположены на расстоянии от расчетной плоскости X подачи таким образом, чтобы обеспечить размещение электромагнитных стабилизаторов 2 в зоне между указанными двумя центральными участками 3'.

Предпочтительно, промежуточные участки балки, соединяющие первые концы 3" или вторые концы 3"' с центральным участком 3', по меньшей мере частично криволинейны, предпочтительно образуют ось, имеющую две точки перегиба, или промежуточные участки балки могут быть перпендикулярны обоим концам и центральному участку соответствующей первой опорной балки 3.

Вместо этого промежуточные участки балки, соединяющие первые концы 6" или вторые концы 6"' с центральным участком 6', в дополнение к только что описанному для промежуточных отрезков первых опорных балок 3, могут иметь дополнительные участки 60, являющиеся поперечными, предпочтительно ортогональными относительно центральных участков 6' и образующие вместе с центральными участками 6' выемки, в которых расположены электромагнитные стабилизаторы 2.

Каждый электромагнитный стабилизатор 2 предпочтительно расположен по меньшей мере частично в выемке соответствующей второй опорной балки 6. Опционально в указанной выемке предусмотрены направляющие 11 (см. Фиг.5), предпочтительно по концам упомянутой выемки, для скольжения соответствующего электромагнитного стабилизатора 2 вдоль направления, перпендикулярного расчетной плоскости X подачи из рабочего положения в положение покоя или наоборот.

В рабочем положении, расположенном ближе к плоскости X подачи полосы, электромагнитный стабилизатор 2 находится, например, на расстоянии от 40 до 60 мм от поверхности полосы и, следовательно, от плоскости подачи. Напротив, в положении покоя, удаленном от плоскости X подачи полосы, электромагнитный стабилизатор находится, например, на расстоянии от 100 до 250 мм от поверхности полосы и, следовательно, от плоскости подачи.

В предпочтительном варианте реализации изобретения (см. Фиг. 6) центральный участок 6' каждой второй опорной балки 6 расположен вблизи центрального участка 3' соответствующей первой опорной балки 3 в положении сверху и предпочтительно по меньшей мере частично или полностью внутри относительно указанного центрального участка 3' таким образом, чтобы соответствующий электромагнитный стабилизатор 2, размещенный в выемке соответствующей опорной балки 6, находится близко под соответствующим воздушным ножом 1.

Как показано, например, на Фиг. 6, вторые опорные балки 6 расположены только частично над первыми опорными балками 3. В частности, центральный участок 6' каждой второй опорной балки 6 расположен над центральным участком 3' соответствующей первой опорной балки 3.

Каждый электромагнитный стабилизатор 2 может проходить ниже выемки соответствующей второй опорной балки 6, предпочтительно под центральным участком 3’ соответствующей первой опорной балки 3, так что расстояние между электромагнитным стабилизатором и расположенным ниже воздушным ножом 1 составляет от 200 до 1500 мм, предпочтительно от 200 до 1000 мм.

Предпочтительно, каждый центральный участок 6’ расположен на меньшей высоте, чем высота верхнего края первых концов 3’’ и вторых концов 3’’’ первых опорных балок 3.

В другом варианте реализации устройства в соответствии с изобретением и первые концы 3’’, и вторые концы 3’’’ первых опорных балок 3 опираются на соответствующие направляющие 14, 15, перпендикулярные расчетной плоскости X подачи и предусмотренные на первой боковой конструкции 12 и второй боковой конструкции 13, соответственно, таким образом, что первые опорные балки 3 могут скользить по указанным направляющим 14, 15 для регулировки расстояния между двумя воздушными ножами 1 (см. Фиг. 5).

Это горизонтальное перемещение первых опорных балок 3 может осуществляться с помощью отдельных шаговых двигателей. Передача может содержать прецизионный шариковый винт и линейные направляющие 14, 15.

Такое горизонтальное перемещение опорных балок 3 может составлять от -20 мм, если они приближаются к плоскости подачи полосы, до +100 мм, если они удаляются от указанной плоскости подачи, относительно их исходного положения.

Плоскость подачи полосы (ось прохода) может перемещаться горизонтально вдоль плоскости Y на ±25 мм.

Первые опорные балки 3 могут быть установлены параллельно или под наклоном относительно горизонтальной плоскости.

При прохождении сварных швов, присутствующих на полосе, поднимающейся из ванны с расплавленным металлом, может обеспечиваться быстрое горизонтальное раскрытие первых опорных балок 3 и, следовательно, воздушных ножей 1. В этом случае скорость горизонтального перемещения составляет, например, приблизительно 2-4 секунды на 100 мм хода.

Для всех двигателей может быть предусмотрен по меньшей мере один линейный преобразователь: как для двигателей вертикального перемещения, так и для двигателей горизонтального перемещения.

Если линия прохода полосы смещена относительно расчетного положения, то есть относительно расчетной плоскости подачи, с последующим перемещением воздушных ножей 1 по направляющим 14, 15 для сохранения симметрии воздушных ножей относительно реальной плоскости подачи, смещенной относительно указанной расчетной плоскости X подачи, тогда вторые опорные балки 6 также предусматривают саморегулировку с помощью соответствующей механической системы для поддержания вторых опорных балок 6 в зеркальном положении, то есть симметричном относительно реальной плоскости подачи.

Данная механическая система, например, система винтов и/ или рычагов, предпочтительно размещена внутри боковых конструкций 12, 13, опционально, ниже плоскости, содержащей направляющие 14, 15, и также позволяет автоматически регулировать положение перегородок 7 в том варианте реализации, в котором отклоняющая система 4 воздушных струй, выходящих из воздушных ножей 1, расположена между вторыми опорными балками 6 и закреплена на одной из указанных вторых опорных балок 6.

В соответствии с другим вариантом реализации изобретения, предусмотрено, что как на первых концах 6", так и на вторых концах 6"' вторых опорных балок 6 расположена по меньшей мере одна перемычка 16, 17 жесткости (см. Фиг. 5). Каждая перемычка 16, 17 жесткости имеет первый конец, прикрепленный с возможностью поворота к одной из вторых опорных балок 6, и второй конец, выполненный с возможностью взаимодействия с запорным устройством 18, 19, предусмотренным на другой второй опорной балке 6. Это позволяет создать своего рода каркас, увеличивающий жесткость на изгиб стабилизирующей группы и, предпочтительно, также отклоняющей системы воздушных струй.

Также могут быть предусмотрены соединительные устройства 20 для соединения каждой первой опорной балки 3 со второй опорной балкой 6 ближайшей к ней, если пару первых опорных балок 3 и пару вторых опорных балок 6 необходимо поднять одновременно с помощью крана.

Во всех вариантах реализации устройства в соответствии с изобретением воздушные ножи 1, расположенные непосредственно над резервуаром, содержащим ванну 21 с расплавленным металлом, регулируют толщину покрытия из расплавленного металла на поверхностях полосы с помощью струй сжатого воздуха для получения равномерного покрытия желаемой толщины.

Каждый воздушный нож может создавать равномерную струю воздуха по ширине сопла 22 (см. Фиг. 4), сначала пропуская воздух через ряд внутренних, частично разделенных друг от друга камер с последовательно уменьшающимися проточными каналами, подходящими к соплу 22. Прохождение через каждый сужающийся элемент приводит к тому, что давление воздуха становится более равномерным. На выходных кромках сопла 22 профиль давления становится равномерным до ±1,5% или менее по всей ширине.

В качестве примера:

- максимальное давление, требуемое на каждом входе воздушного ножа, составляет приблизительно 850-950 мбар;

- максимальная скорость воздушного потока, необходимая для каждого воздушного ножа, составляет приблизительно 60-65 Нм³/мин при 20ºC;

- скорость потока воздуходувки, подающей воздух в воздушные ножи, составляет примерно от 65 до 145 м³/мин при 20ºC;

- установленная мощность одной воздуходувки составляет около 300 кВт.

Для регулировки угла наклона сопла 22 относительно расчетной плоскости X подачи может быть предусмотрен ручной механизм, и/ или для регулировки зазора между кромками сопла могут предусматриваться ручные механизмы.

Предпочтительно, ширина отверстия сопла 22, измеряемая параллельно плоскости X, составляет от 1400 до 2000 мм, например, 1900 мм. Зазор между кромками сопла может составлять не более 2,5 мм, например, от 1,0 мм (в середине) до 1,3 мм (по концам). Диапазон регулировки угла сопла 22 составляет около 10°, например, от +3° до -7° относительно горизонтали.

Для очистки сопла может быть предусмотрено автоматическое устройство 22 с пневматическим приводом.

Во всех вариантах реализации устройства в соответствии с изобретением электромагнитные стабилизаторы 2 позволяют уменьшить вибрации полосы, выровнять полосу (скорректировать форму) и зафиксировать постоянную ось прохода между воздушными ножами 1. Это обеспечивает более однородное цинковое покрытие полосы, уменьшает цинковое покрытие и улучшает качество продукции. Кроме того, это повышает производительность при условии отсутствия ограничений, связанных с другим оборудованием, таким как погружные подшипники для стабилизации погружных валков или печь для отжига.

Предпочтительно, каждый электромагнитный стабилизатор 2 имеет корпус, расположенный над корпусом 1 нижнего воздушного ножа как можно ближе к соплу 22, чтобы сделать максимальным эффект магнитной стабилизации. Указанный корпус может содержать внутри несколько магнитных приводов и вихретоковых датчиков, электронику для вихретоковых датчиков и механические блоки перемещения для скольжения по направляющим 11. Магнитные приводы и вихретоковые датчики каждого стабилизатора 2 работают в парах с соответствующими и противоположными магнитными приводами и вихретоковыми датчиками другого стабилизатора 2.

В частности, моторизованный механизм перемещения в каждом корпусе может обеспечивать независимую регулировку положения каждого корпуса перпендикулярно по отношению к корпусу воздушного ножа и к полосе.

Рабочее расстояние каждого корпуса от полосы составляет, например, около 20 мм, при этом его можно отодвинуть на расстояние, например, около 70 мм от полосы. Максимальная скорость горизонтального перемещения стабилизатора 2 составляет около 50 мм/с.

Максимальное смещение полосы по горизонтали от расчетной плоскости подачи составляет ±25 мм, тогда как коррекция ее наклона имеет максимальное значение 1°.

Полоса, поднимающаяся из ванны с расплавленным металлом, проходит между двумя корпусами с воздушным охлаждением, где размещены магнитные приводы и вихретоковые датчики. Корпусы специально разработаны для защиты устройства от агрессивной внешней среды, от теплового излучения, исходящего от полосы, и от резервуара, содержащего ванну с расплавленным металлом.

Кроме того, электромагнитная конструкция стабилизатора 2 характеризуется тем, что создает пространственно непрерывную по ширине полосы магнитную силу вместо точечного распределения для обеспечения наилучшего контроля плоскостности.

Группа изобретений относится к стабилизирующему устройству для стабилизации металлической полосы, поднимающейся из ванны с расплавленным металлом вдоль расчетной плоскости (X) подачи, и к установке для покрытия металлической полосы слоем расплавленного металла. Стабилизирующее устройство содержит по меньшей мере одну пару воздушных ножей (1), по меньшей мере одну пару электромагнитных стабилизаторов (2), пару первых опорных балок (3), каждая из которых поддерживает соответствующий воздушный нож (1), пару вторых опорных балок (6), каждая из которых поддерживает соответствующий электромагнитный стабилизатор (2). Пара вторых опорных балок (6) отличается от пары первых опорных балок (3). Первые опорные балки (3) расположены дальше от расчетной плоскости (X) подачи, тогда как вторые опорные балки (6) расположены ближе к расчетной плоскости (X) подачи в более внутреннем положении относительно пары первых опорных балок. Первые опорные балки (3) и вторые опорные балки (6) имеют соответствующий первый конец, опирающийся на первую боковую конструкцию, и соответствующий второй конец, опирающийся на вторую боковую конструкцию. Обеспечивается стабилизирующее устройство простой и компактной конструкции, улучшающее рабочие характеристики воздушных ножей в отношении точности толщины покрытия на полосе, облегчающее операции по техническому обслуживанию воздушных ножей и электромагнитных устройств. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Стабилизирующее устройство для стабилизации металлической полосы, поднимающейся из ванны с расплавленным металлом вдоль расчетной плоскости (X) подачи, которое содержит:

- по меньшей мере одну пару воздушных ножей (1), причем первый воздушный нож расположен на первой стороне, а второй воздушный нож расположен на второй стороне, противоположной первой стороне, относительно указанной расчетной плоскости (X) подачи;

- по меньшей мере одну пару электромагнитных стабилизаторов (2), причем первый электромагнитный стабилизатор расположен на указанной первой стороне, а второй электромагнитный стабилизатор расположен на указанной второй стороне;

- пару первых опорных балок (3), причем каждая первая опорная балка (3) поддерживает соответствующий воздушный нож (1);

- пару вторых опорных балок (6), причем каждая вторая опорная балка (6) поддерживает соответствующий электромагнитный стабилизатор (2);

в котором пара вторых опорных балок (6) отличается от пары первых опорных балок (3), и первые опорные балки (3) удалены от расчетной плоскости (X) подачи, тогда как вторые опорные балки (6) расположены ближе к расчетной плоскости (X) подачи таким образом, что вторые опорные балки (6) расположены относительно расчетной плоскости (X) подачи по меньшей мере частично в наиболее внутреннем положении относительно пары первых опорных балок (3);

и в котором и первые опорные балки (3), и вторые опорные балки (6) имеют соответствующий первый конец (3’’, 6’’), опирающийся на первую боковую конструкцию (12), и соответствующий второй конец (3’’’, 6’’’), опирающийся на вторую боковую конструкцию (13).

2. Устройство по п. 1, в котором две первые опорные балки (3) по меньшей мере одной пары первых опорных балок расположены на указанной первой стороне и указанной второй стороне, соответственно, и отличаются одна от другой; и две вторые опорные балки (6) по меньшей мере одной пары вторых опорных балок также расположены на указанных первой стороне и второй стороне, соответственно, и отличаются одна от другой.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором между вторыми опорными балками (6) расположена отклоняющая система (4) для воздушных струй, выходящих из воздушных ножей (1), которая прикреплена по меньшей мере к одной из вторых опорных балок (6) и содержит по меньшей мере одну пару перегородок (7), причем каждая перегородка (7) из указанной по меньшей мере одной пары перегородок размещена между воздушными ножами (1) на соответствующем конце воздушных ножей.

4. Устройство по п. 3, в котором указанная отклоняющая система (4) содержит две опоры (5), причем каждая опора (5) расположена на соответствующей стороне плоскости (Y), перпендикулярной расчетной плоскости (X) подачи, каждая опора (5) имеет нижний рычаг (8), снабженный соответствующей перегородкой (7), и верхний рычаг (9), снабженный устройством (10) обнаружения для обнаружения края полосы.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором каждый электромагнитный стабилизатор (2) расположен по меньшей мере частично в выемке соответствующей второй опорной балки (6), снабженной направляющими (11) с обеспечением возможности скольжения электромагнитного стабилизатора (2) вдоль направления, перпендикулярного расчетной плоскости (X) подачи из рабочего положения в положение покоя или наоборот.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором соответствующие первые концы (3’’, 6’’) опорных балок опираются на первую боковую конструкцию (12) независимо от других первых концов, и соответствующие вторые концы (3’’’, 6’’’) опорных балок опираются на вторую боковую конструкцию (13) независимо от других вторых концов.

7. Устройство по п. 6, в котором первая боковая конструкция (12) и вторая боковая конструкция (13) имеют соответствующие механизмы вертикального перемещения, предпочтительно взаимно синхронизированные, для подъема или опускания первых опорных балок (3) и/или вторых опорных балок (6).

8. Устройство по п. 6 или 7, в котором первые опорные балки (3) имеют соответствующий центральный участок (3’), поддерживающий соответствующий воздушный нож (1), причем указанный центральный участок (3’) является наиболее удаленным от расчетной плоскости (X) подачи и расположен ниже относительно соответствующих первых концов (3’’) и вторых концов (3’’’); и в котором вторые опорные балки (6) имеют соответствующий центральный участок (6’), являющийся наиболее удаленным от расчетной плоскости (X) подачи относительно соответствующих первых концов (6’’) и вторых концов (6’’’) и с ближайшей стороны относительно указанной расчетной плоскости подачи, ограничивающий выемку соответствующей второй опорной балки (6), где размещен соответствующий электромагнитный стабилизатор; причем центральные участки (3’) первых опорных балок (3) расположены на расстоянии от расчетной плоскости (X) подачи таким образом, чтобы обеспечить размещение электромагнитного стабилизатора (2) в зоне между указанными двумя центральными участками (3’).

9. Устройство по п. 8, в котором центральный участок (6’) каждой второй опорной балки (6) расположен близко к центральному участку (3’) соответствующей первой опорной балки (3) в положении над указанным центральным участком (3’) и предпочтительно по меньшей мере частично в наиболее внутреннем положении относительно центрального участка (3’); предпочтительно в котором каждый центральный участок (6’) расположен на меньшей высоте по сравнению с высотой верхнего края первых концов (3’') и вторых концов (3’’') первых опорных балок (3).

10. Устройство по п. 8 или 9, в котором каждый электромагнитный стабилизатор (2) проходит ниже выемки соответствующей второй опорной балки (6), предпочтительно под центральным участком (3’) соответствующей первой опорной балки (3), предпочтительно таким образом, что расстояние между электромагнитным стабилизатором (2) и воздушным ножом (1), расположенным ниже, составляет от 200 до 1500 мм.

11. Устройство по любому из пп. 6-10, в котором и первые концы (3’’), и вторые концы (3’’’) первых опорных балок (3) опираются на соответствующие направляющие (14, 15), проходящие перпендикулярно расчетной плоскости (X) подачи и расположенные на первой боковой конструкции (12) и второй боковой конструкции (13), соответственно, таким образом, что первые опорные балки (3) могут скользить для регулировки расстояния между двумя воздушными ножами (1).

12. Устройство по п. 11, в котором для поддержки вторых опорных балок (6) в симметричном положении относительно фактической плоскости подачи, смещенной относительно расчетной плоскости (X) подачи, предусмотрена механическая система.

13. Устройство по любому из пп. 1-12, в котором на первых концах (6’’) и на вторых концах (6’’') вторых опорных балок (6) предусмотрена по меньшей мере одна перемычка (16, 17) жесткости, при этом каждая перемычка (16, 17) жесткости имеет первый конец, шарнирно прикрепленный к одной из вторых опорных балок (6), и второй конец, выполненный с возможностью сцепления с запорным устройством (18, 19), предусмотренным на другой второй опорной балке (6).

14. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором для соединения каждой из первых опорных балок (3) с ближайшей к ней второй опорной балкой (6) предусмотрены соединительные устройства (20), в случае, если пару первых опорных балок (3) и пару вторых опорных балок (6) необходимо поднимать с помощью крана.

15. Установка для покрытия металлической полосы слоем расплавленного металла, которая содержит стабилизирующее устройство по любому из пп. 1-14, расположенное над резервуаром, приспособленным для размещения ванны (21) с расплавленным металлом.