CN102027148A

CN102027148A - 适于引导镀锌产品干燥装置的系统和方法

Info

Publication number: CN102027148A
Application number: CN2008801291929A
Authority: CN
Inventors: P·布尔吉耶; J-J·阿迪
Original assignee: Siemens VAI Metals Technologies SAS
Current assignee: Clem Ag
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: KR101517648B1; EP2279278B1; BRPI0822700A2; CN102027148B; US20110067595A1; US8474382B2; EP2279278A1; WO2009138576A1; KR20110010636A

Abstract

本发明描述了一种框架中的可移动滑架的引导系统，其中：-所述框架设有三个平行的线性引导道，其中第一道在所述框架上居中地延伸，而第二和第三道布置在所述第一道的侧面；-所述滑架具有至少两个旋转轴，其中第一轴驱动在所述第一引导道中的至少一个第一轮子，而第二轴驱动分别在第二和第三引导道中的至少一个第二轮子和至少一个第三轮子；-所述两个旋转轴是垂直的。本发明还提出了相关的方法。本发明的一个主要目的是允许可移动梁——例如支承用于干燥钢带上镀锌产品的干燥器的梁——的端部以高的自由度进行受引导的移动，同时最小化每种机械应力。

Description

适于引导镀锌产品干燥装置的系统和方法

技术领域

本发明涉及如权利要求1和8前序部分所述的适于引导尤其是镀锌产品干燥装置的系统和方法。

背景技术

特别地而非限制性地，本发明涉及对用于支承吹气干燥器的装置的支撑件的引导，所述吹气干燥器用以干燥在连续镀锌线的镀覆浴的出口处的(连续)移动钢带上的液体锌。每个障板(déflecteur)都必须布置在带材的每个棱边处。延伸地，本发明提供一种用于引导和支承处于由在每个端部处的机动化支撑件所引起的自由运动中的梁的端部的解决方案。这些端部一般布置在滑架(chariot)系统(诸如三维可控的机动化移动台)上，所述滑架系统保证所述梁的端部(例如用于保持干燥器的梁)进行至少一种局部“球窝节(rotulien)”的基本运动。

更一般地，为了改善钢带在像建筑、汽车或家用电器等的某些应用中的抗腐蚀性，在钢带的表面上沉积诸如锌或基于锌的合金等的镀锌产品(液体，接着是固体)的覆层。该覆层是在连续镀锌线(带材在其中通过)上实现的，所述连续镀锌线一般包括：

●入口段，其具有一个或两个带材解卷机、剪断机、对接焊机、以及带材蓄积机，其中对接焊机允许把从解卷机出来的带材的尾部连接到从另一个解卷机出来的下一带材的头部，并因此保证线的连续运行，在停止蓄积机上游的解卷以进行对接焊接的时候，所述带材蓄积机向所述线释放预先蓄积的带材；

●用于对冷轧带材进行去油或对热轧带材进行酸洗的段；

●退火炉，其也保证在带材进入熔融锌浴之前将其保持在受控温度；

●镀锌段，其包括带材浸入其中的锌浴、接着是用于干燥液体锌的装置、可能的感应合金化炉、冷却空间和淬火池；

●出口段，其具有平整轧机(“Skin-Pass”)类型的轧机、钝化段、出口蓄积机、剪、和一个或两个带材卷绕机。

在带材从炉子输出时，带材倾斜地浸入液体锌合金(作为液体镀锌产品)浴中，通过浸没在该浴中的底辊来竖直地偏转，接着在用于修正因带材在底辊上通过而引起的带材的横向弯曲(courbure latérale)的所谓“抗翘曲(anti-tuile)”辊上通过，接着在用于调整带材在离开浴时的竖直路线的所谓“轧制线(ligne de passe)”辊上通过。在带材从镀覆浴输出时，带材在其两个面上被厚度或多或少地恒定的液体锌层所覆盖。需要使所沉积的锌的厚度在横向和纵向上等于尽可能接近所追求目标的数值，其将在防腐蚀领域中对性能的追求和对所消耗的锌的量的优化相结合。为此，在带材的表面的两侧设置用于干燥液体锌的装置，以保证干燥带材的两个面上的液体锌。

已大量地描述了这样的干燥系统，例如在JP 08-2260122中，其强调带材在带材两侧的两个干燥器之间完美居中的必要性。事实上，干燥效果对所吹送的空气的压力以及在吹气喷嘴和带材之间的距离非常敏感。为了保证正确的居中，两个干燥器中的每一个都在其每一个端部配备独立的调整系统，其中所述调整系统的电动机由在带材移动方向上位于下游的、用于测量锌的厚度的装置来控制。

在这个方面，WO 03/018859描述了一种用于通过根据所测量的锌厚度分别地控制四个电动机来控制干燥器的位置的系统。它还考虑到带材所具有的、一般称为“翘曲”效应的自然弯曲对居中的影响。

另一方面，液体镀覆浴的表面和干燥器之间的距离同样是影响干燥操作的调整的参数。于是，惯常地，置于带材两侧的每一个干燥器都在其每一个端部配备下列定位装置：

●高度调整，其能够竖直地移动每个干燥器(或者延伸地，其保持梁)的每个端部。一般地，除非出现故障，每个端部的运动都是同步的；

●在水平面上对相对于带材的距离的调整，其能够在垂直于带材表面的方向上水平地移动每个干燥器(或者其保持梁)的每个端部。考虑到镀覆浴出口处的带材的平面的位置及其可能的“翘曲(tuile)”，每个端部的运动一般是有差异的(différentiel)；

●在平行于带材平面的水平面上的调整，其保证两个干燥器的吹气缝的端部的良好的相对水平定位。根据定义是有差异的该调整一般在工厂实现。

每一个干燥器的每个端部的这三种运动对于某些可以由致动器来独立地调整，因而需要提供每个端部适应固定件的可能性。另一方面，所有致动器都可能出现机械故障，或失去控制，这可引起一个端部相对于另一个端部过分的偏斜，并完全或部分地损坏干燥装置。最后，在将干燥装置安装在熔融锌浴上方的时候所遭受的温度变化会引起强烈的膨胀和干燥器长度的相应增大，其应该能够被限制，而不在干燥器本身或其支撑件中产生应力。

发明内容

本发明的目的是提出一种引导系统和相关的方法，其允许可移动的梁(例如：支承用于干燥钢带上镀锌产品的干燥器的梁)的端部以高的自由度发生受引导的移动，同时最小化每种机械应力。

在这个意义上，用于支承用于通过吹气或电磁场来干燥带材的设备的干燥器的端部的装置应该允许保证所述干燥器具有所希望的自由度，以便允许在没有应力的情况下调整其工作位置、限制其膨胀、并显著地限制其动态致动器/执行器可能发生故障的后果。于是，本发明所追求的系统应当适应所有类型的这样的干燥装置：其端部由独立的支承致动器来移动，所述独立的支承致动器至少提供竖直高度调整、垂直于带材平面的水平调整、和平行于在干燥器之间移动的带材的平面的水平调整。

所述装置还应当允许所支承的梁的每个端部都具有下列四个自由度：

●承受在平行于带材平面的竖直平面上一个端部相对于另一个端部的高度偏差的可能性；

●承受在垂直于带材平面的水平面上一个端部相对于另一个端部的位置偏差的可能性；

●承受在平行于带材平面的竖直平面上的高度偏差和在垂直于带材平面的水平面上的位置偏差的累加效果的可能性；

●在所有情况下保持干燥器的整体沿着其纵向轴移动的可能性。

为了保证这四个自由度，这样的端部引导系统必须包括：

●垂直于干燥器的纵向轴的第一水平枢转轴；

●垂直于干燥器的纵向轴并垂直于第一枢转轴的第二竖直枢转轴；

●相对于干燥器的纵向轴排布的线性引导装置。

于是，本发明提出形式为如权利要求1和8所述的引导系统和引导方法的两个解决方案。

这样的系统包括用于引导框架中的可移动滑架的引导系统，其中：

●框架设有三个平行的线性引导道，其中第一道在框架上居中地延伸，而第二和第三道布置在第一道的侧面；

●滑架具有至少两个旋转轴，其中第一轴驱动第一引导道中的至少一个第一轮子，而第二轴则驱动分别在第二和第三引导道中的至少一个第二轮子和至少一个第三轮子；

●所述两个旋转轴是垂直的。

由于在镀锌浴的出口处带材的移动一般是竖直的，支持带材一侧的干燥器的梁围绕并接近水平方向移动。于是，按照这种配置，相对于干燥器的纵向轴排布的线性引导通过所谓的“竖直”引导道和两个水平引导道来保证，其中围绕竖直轴(或者接近竖直)可旋转地安装的第一轮子在所述竖直引导道之间移动，所述水平引导道平行于竖直引导道且位于其两侧，并且各自包括围绕共同的水平轴可旋转地安装的、在每个水平引导单元的两个水平带之间移动的第二和第三轮子。

对于滑架，设置成第一轮子的竖直轴固定在第二和第三轮子共同的水平轴上，而且干燥器(或其支持梁)的每个端部通过垂直于第一轮子的旋转轴的支持面来固定于支承滑架。集中了这些特征的这样一种滑架能够借助于封装两个交叉的旋转轴并包括用于固定或嵌入梁的端部的装置的单块来实现。

第一轮子能够沿其引导道围绕第二和第三轮子的水平旋转轴(垂直于干燥器的纵向轴)枢转，从而有利地保证承受在平行于带材平面的竖直平面中干燥器的一个端部相对于另一个端部的高度偏差的可能性。

第二和第三轮子能够在其各自的引导道中围绕第一轮子的竖直旋转轴(垂直于干燥器的纵向轴且垂直于上述第一旋转轴)旋转，从而保证承受在垂直于带材平面的水平面上干燥器的一个端部相对于另一个端部的位置偏差的可能性。

因此，所述系统保证所有的希望自由度，也由此消除了上述现有技术中的应力。

当然能够以不同的方式来实现滑架。因此，上述系统是适合于引导三维运动的梁的端部的方法的可能性之一，按照所述方法，所述端部刚性地固定在滑架上。该方法还设置成，所述梁的另一端部刚性地固定在另一个滑架上，该滑架与相对端部的滑架基本相同。因而该引导方法接着适于定位干燥器端部，其中所述干燥器构成两个不同的梁，其适于通过吹气或通过电磁场来对移动带材的两侧进行干燥，在所述引导方法中，所述端部及其分别固定的滑架由多个独立的致动器来移动，其中所述独立的致动器提供竖直高度调整、垂直于带材平面的水平调整、和平行于带材平面的水平调整(因而提供上述双重枢转和线性引导)。

一组从属权项同样说明了本发明的优点。

附图说明

借助于所述附图给出了实施例和应用例。在这些附图中：

图1示出了连续移动钢带的热浸镀锌线的布置；

图2示出了锌浴区域的布置；

图3示出了通过吹气来干燥的原理；

图4a、图4b示出了通过吹气来干燥的装置的布置；

图5示出了根据本发明的引导系统；

图6a、图6b示出了根据本发明的在梁倾斜模式下的引导系统；

图7a、图7b示出了根据本发明的在梁偏移模式下的引导系统。

具体实施方式

图1示出了连续移动钢带的热浸镀锌线的典型布置，其沿着带材在线上的通过顺序包括：

●入口段，其具有一个或两个带材解卷机1、剪断机2、对接焊机3、以及带材蓄积机4，其中所述对接焊机允许把来自一个解卷机的带材的尾部连接到来自另一个解卷机的下一带材的头部，并因此保证所述线的连续运行，在停止蓄积机上游的解卷以进行对接焊接的时候，所述带材蓄积机将预先蓄积的带材释放到所述线上；

●用于对冷轧带材进行去油或对热轧带材进行酸洗的段5；

●退火炉6，其由加热段7、保持段8、冷却段9、和用于在带材进入熔融锌浴之前使带材保持在受控温度的段10(例如：炉子)组成；

●严格意义上的镀锌段，其具有带材浸入其中的锌浴11、用于干燥液体锌的装置12、可能的感应合金化炉13、冷却器14、和淬火池15；

●出口段，其具有平整轧机(“Skin-Pass”)类型的轧机16、钝化段17、出口蓄积机18、剪19、和一个或两个带材卷绕机20。

图2描述了与根据图1的用于干燥锌的装置联接的锌浴区域的布置。钢带B通过倾斜地伸进液体浴112的套管101从炉10出来，其中所述液体浴包括液体镀锌产品，并被包含在用于允许在带材的每侧上沉积镀锌产品的镀覆池111中。带材通过由两个臂1131支持的所谓“底棍”的浸没辊113来竖直地偏转，接着与所谓的“抗翘曲”辊114接触(该抗翘曲辊本身由两个固定或不固定于1131的臂1141支持，用于修正因带材在底辊上通过而引起的带材的横向弯曲(courbure latérale))，接着在所谓的“轧制线(ligne de passe)”辊115上通过(所述轧制线辊由两个臂1151支持，用于调整带材在浴的出口处的竖直路线)。这样，带材随后竖直地从镀覆浴中输出，以转入干燥装置12。这样，带材竖直地从镀覆浴中输出，以在两个干燥器121a和121b之间通过，其中所述干燥器在至少整个带材宽度上供有加压空气1211a和1211b。平行于干燥器并位于它们之间的保持臂123支持障板124，其中所述障板限制在带材棱边对面的干燥器的干扰。

图3描述了通过在带材B的其中一侧上吹送空气来干燥的原理，其中所述原理在本发明的范围内可以应用。根据图2的干燥装置12的空气喷流JET使带材B的液体镀锌覆层REV受到收缩作用，该收缩作用使其在固化之前的厚度从在喷流下进入时的值E₁变到离开时的另一个值E₂。在竖直移动的带材和干燥器的空气出口截面之间的距离D、空气压力(P)、以及带材的速度都是影响干燥操作的主要变量，并因而是影响镀锌层的希望特性(诸如干燥装置出口处的最终厚度)的主要变量。

图4a示出了作为吹气干燥装置的布置的完整干燥单元的透视图。为了清晰起见，只示出了一个干燥器。该单元包括两个支承系统125a和125b，它们位于带材棱边的侧面，而且每一个都由支撑件1251构成，其中在所述支撑件上固定支承呈板1253形式的托座的竖直移动台1252。该板1253配备有两组水平移动台，每组都由在垂直于带材平面的方向上起作用的移动台1254a和垂直于第一台而起作用的第二台1254b构成。固定于与托座1253的支撑件1255接收支持干燥器的其中一个梁1212的一个端部，该同一梁的相反的另一端部以同样的方法被支持。该梁1212通过主管1213接收压缩空气并借助于分配管1215将其喷入扩散箱1214。板1253还包括在垂直于带材平面的方向上起作用的水平移动台1256，该移动台1256支承挡板保持单元123的支撑件1257。该保持单元包括至少一个臂1231，两个由例如千斤顶的移动件1233来致动的滑架1232在所述臂上移动。每个滑架1232支承一挡板124。

图4b更详细地示出了吹气干燥装置的布置，该装置位于置于干燥器支持梁1212的端部处的不同干燥器定位台附近。由支撑件1251支承的竖直移动台1252致动作为托座的板1253，而板1253本身支承在垂直于带材平面的方向上起作用的两个水平移动台1254a和垂直于台1254a地起作用的两个水平移动台1254b。所有的移动台1254a、1254b致动支承扩散器的梁1212的端部的其他支撑件1255。

图5示出了根据本发明的集成在框架12551中的滑架12552的引导系统，其中所述框架适于布置在按照图4b来致动的支撑件1255上。

于是，框架12551中的滑架12552的引导系统包括下列特征：

●框架12551设有三个平行的线性引导道12555、12556，其中第一道12556在框架上居中地延伸，而第二和第三道12555布置在第一道的侧面；

●滑架12552具有至少两个旋转轴12557、12558，其中第一轴12557驱动在第一引导道12556中的至少一个第一轮子12554，而第二轴12558驱动分别在第二和第三引导道12555中的至少一个第二轮子和至少一个第三轮子12553；

●所述两个旋转轴12557、12558垂直。

这样，有利地实现了所有希望的自由度(滑架围绕旋转轴的竖直/水平双重枢转——例如局部的球窝节效应——和在带材棱边方向上的水平线性引导)。

本发明能够设置成，所述两个旋转轴12557、12558准确地相交，这方便滑架相对于框架围绕单一轴以及同时围绕两个轴的双重枢转。

更详细地，该引导系统设置成：

●每个引导道包括一底部和两个侧部；

●所述两个侧部平行于在所述引导道中驱动的轮子的旋转轴；

●因此连接于旋转轴的轮子有至少一部分圆周与引导道侧部之一接触或被其止动。

特别地，第二和第三轮子12553各自都以小的间隙在引导空间12555中滚动，在该引导空间12555中所述第二和第三轮子具有围绕第一轮子12554的轴12557枢转的自由度。

第一轮子12554以小的间隙在引导空间12556中滚动，在该引导空间12556中所述第一轮子具有围绕其他第二和第三轮子12553的轴12558枢转的自由度。

为此，所述轮子的直径小于引导道的两个侧部之间的间距，以使得在每个轮子及其引导道之间存在间隙。

如上所述，旋转轴12557、12558固定于滑架，以使得第一轮子12554能够在其引导道12556的两个侧部之间围绕驱动第二和第三轮子的第二旋转轴12558枢转。类似地，旋转轴12557、12558固定于滑架，以使得第二和第三轮子12553能够在其各自的引导道的两个侧部之间围绕第一轮子12554的旋转轴枢转。

因此，正如在图5上的箭头所示，引导系统提供还能够动态地同时进行的三种运动的可能性(相对于图4b的支撑件1225具有四个自由度)：

●沿着垂直于轴12557和12558的轴的线性移动；

●围绕第一轴12557的枢转；

●围绕第二轴12558的枢转。

作为每个引导道设置唯一一个轮子的替代，引导系统可以设置成，所述三个轮子中的至少一个被分成两个并列的轮子，这两个并列的轮子具有不同且平行的旋转轴，以使得所述两个轮子中的每一个都与引导道的一个侧部接触。这能够允许避免在轮子和该轮子的引导道之间的过大的间隙。为了方便实现具有3×2个轮子而不是3个简单轮子的系统，轮子(每对的两个中的至少一个)设置为可以在引导道的横向上调节，以便更好地紧贴引导道的侧部。

图6和图7示出了引导系统的配置示例，即根据图4a和图5的吹气干燥梁之一的支撑件的定位。

图6a、图6b以两个侧视图示出了在梁倾斜(斜度)模式下的根据本发明的引导系统。

图7a、图7b以两个俯视图示出了在梁偏移模式下的根据本发明的引导系统。

在图6a中，两个竖直移动台1252把托座1253和相关联的支撑件1255放在两个不同的高度上，因而使梁1212形成倾斜或斜度P。图6b示出了每个支撑件的所述第一轮子12554围绕另外两个相关联的轮子12553的所述第二轴12558枢转。梁1212的支承平面12559按照所述梁的斜度角P排布。未示出但可能地的是，若在支撑件1255上的每个滑架的第一轴12557必须向着或远离带材棱边平移，则梁端部沿着带材表面的线性引导同样变得可能。

在图7a中，两个水平移动台1254a把支撑件1255放置在两个位置上，这两个位置构成梁1212相对于梁支撑件1251的对称轴的(水平)偏移角D。图7b示出了每个支撑件的第二和第三轮子12553围绕相关联的第一轮子12554的竖直轴12557枢转。轴12557按照梁1212的偏移角D排布。

Claims

1.一种用于引导框架(12551)中的滑架(12552)的引导系统，其中：

●所述框架(12551)设有三条平行的线性引导道(12555、12556)，其中第一引导道(12556)在所述框架上居中地延伸，而第二和第三引导道(12555)布置在所述第一引导道的侧面；

●所述滑架(12552)具有至少两个旋转轴(12557、12558)，其中第一旋转轴(12557)驱动在所述第一引导道(12556)中的至少一个第一轮子(12554)，而第二轴(12558)驱动分别在所述第二和第三引导道(12555)中的至少一个第二轮子和至少一个第三轮子(12553)；

●所述两个旋转轴(12557、12558)是垂直的。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述两个旋转轴(12557、12558)是相交的。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中：

●每个所述引导道都包括一底部和两个侧部；

●所述侧部平行于在所述引导道中驱动的轮子的旋转轴。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述旋转轴(12557、12558)固定于所述滑架上，使得所述第一轮子(12554)能够在其引导道(12556)的两个侧部之间围绕驱动所述第二和第三轮子的第二旋转轴(12558)枢转。

5.如权利要求3或4所述的系统，其中，所述旋转轴(12557、12558)固定于所述滑架上，使得所述第二和第三轮子(12553)能够在其各自的引导道的侧部之间围绕所述第一轮子(12554)的旋转轴枢转。

6.如权利要求3至5中任一项所述的系统，其中，所述轮子的直径小于所述引导道的侧部之间的间距，使得在每个轮子与其引导道之间存在间隙。

7.如权利要求3至5中任一项所述的系统，其中，所述三个轮子中的至少一个被分为两个并列的轮子，这两个并列的轮子具有不同且平行的旋转轴，使得所述两个轮子中的每一个都与所述引导道的侧部之一接触。

8.一种用于引导三维运动的梁的端部的方法，按照所述方法，所述端部刚性地固定在如上述权利要求中任一项所述的系统的滑架(12552)上。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述梁的另一个端部刚性地固定在另一个滑架上。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述端部是干燥器的端部，其中所述干燥器构成适于通过吹送空气或通过电磁场来对移动带材的两侧进行干燥的两个不同的梁；所述端部及其分别固定的滑架由多个独立的致动器来移动，其中所述致动器提供竖直高度调整、垂直于带材平面的水平调整、和平行于带材平面的水平调整。