CN104093498B - 用于减少气刀中擦拭气体消耗量的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制在移动条带(3)上由液体膜制成的涂层的厚度的设备，其特征在于，用于减少所述喷嘴的每一侧处的气流的所述自动构件包括在所述喷嘴室(5)内侧引导可收回线缆(9)的移动滑架(10)，所述可收回线缆能够分别设置和施加于气体排放开口(4)之上和从所述气体排放开口出来，并且其特征在于，在所述喷嘴(1)的每个横向侧处，减少气流处的外部喷嘴部与不减少气流处的内部喷嘴部之间的过渡部分借助于连接至所述移动滑架(10)的两个一起移动的槽轮或滑轮(6，7)来确保，所述两个一起移动的槽轮或滑轮并排放置并具有垂直于所述喷嘴的轴线，使得所述线缆(9)连续地抵靠在第一滑轮(6)的外部侧上的开口(4)、位于两个滑轮(6，7)之间、并远离第二滑轮(7)的内部侧上的开口(4)地设置。

Description

用于减少气刀中擦拭气体消耗量的系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制沉积在运行条带上的液体膜的厚度的气体擦拭设备。典型的实例为旨在对宽涂层钢板上的液体金属(比如通过热浸镀获得的液体金属)进行气体擦拭的设备。
背景技术
“气刀”方法是众所周知的用于擦拭由从熔池出来的运行条带夹带的多余液体的工艺。典型的气刀使用高达700mbar的室压力，该压力会导致出口气流速度接近声速水平(sound level)。气体排放开口通常在0.5mm至2mm的范围内。
气体擦拭工艺由于当气体喷流进入大气时出现的高湍流而在涂层中产生一些波。高湍流由于高等级的剪切力而不能被减少。然而，由于通过液体表面张力驱动在液体状态下出现的水平化过程(levelling process)，这些波的振幅趋于随时间而减小。
在完成的产品方面(例如镀锌钢板)限制这些波的振幅的对策，在于用氮气(N2)替换作为擦拭介质的气体。该方法的确引起液体涂层的氧化显著减小并帮助保持较高的表面张力。由于液体金属的表面张力保持较高，因此当使用N2时固化之后的最终表面是更光滑的表面。这导致在喷涂之后具有更好的表面外观。典型情况为用于汽车中的暴露面板的镀锌钢板的情况。
就低线速而言，气体可以产生比如图1上所示的缺陷，怀疑由于金属氧化导致的该缺陷。再次，N2擦拭帮助显著减少这些缺陷。
最后，气体擦拭可以引起如图2中所示的由于表面的氧化差异(differential oxidation)导致的所谓“云外观”。这里再次，N2擦拭用于大幅改善此较差的表面质量。
相关问题是，由于每米喷嘴长度可以使用高达800Nm3/h的流量，因此使用N2的成本很高。该成本在擦拭窄板的情况下尤其高，因为气体沿喷嘴的整个长度离开喷嘴口，而当然仅在条带的前面需要擦拭。条带外侧的所有N2流事实上损失掉了。
减少这些损失并因此降低操作成本的解决方案在于灵活封闭气体没有擦拭效果的区域中的气体排放开口。为了达到此目的，提出了不同方法，如：
-通过机械构件对喷嘴1的唇部施加作用来减小喷嘴口。图3例如示出了这种类型的典型开口；
-使用喷嘴内侧的箔，如图4上所示，该箔在该图上用2表示。箔2通过位于喷嘴的边缘的马达(未示出)来移动，这意味着当必须封闭或减小开口4时推动箔(参见EP0249234Al，Blow-off device for the continuoustwo-sided coating of strip metal(用于条带的连续双面镀的吹去装置),Duma Konstructionsbuero)。
由于生产中使用的操作窗口导致的先前的方法呈现出的缺陷以及最终涂层的需求如下所述：
-机械封闭开口对条带前面的开口的控制具有负面效应，这将影响最终涂层厚度的控制。另外，由于机械约束，唇部的变形应该被限制以避免其塑性变形；
-箔受到其必须抵抗的力的影响。例如，当使用大约600mbar的室压力时，在400mm长的掩模(mask)上的仅5mm高的表面2(图4)上的测量力为120N。这意味着当掩模移动时至少12N的摩擦力。因为箔通常较薄，所以在没有扣紧的情况下箔不能沿喷嘴被推动；
-在气流由于掩蔽设备而被停止的位置，喷嘴温度增加，因为该喷嘴不再被气体冷却而同时仍然被液体金属的辐射加热。由于温度差，这导致了开口沿全部喷嘴发生热膨胀和变形。该变形可以或是弹性的(这不是太关键的情况)，或取决于喷嘴设计可以是塑性的，在这种情况下将影响涂层重量均匀性。
文献US4,524,716A公开了一种可调节气刀，包括：具有用于喷射一片气体的细长喷嘴口的细长喷嘴构件；位于所述喷嘴内用于修改所述气体的流速的细长柔性气流修改构件；以及差速调节构件，用于在沿所述气流修改构件长度的多个位置处选择性地调节所述气流修改构件相对于所述喷嘴口的位置，由此选择性地修改穿过所述喷嘴口的所述气体的流速。
本发明的目的
本发明旨在去除现有技术的缺点。
更具体地，本发明的一个目的是获得一种可移动设备，该可移动设备允许通过减少条带外侧的气流来减少气体消耗量并且该可移动设备可以利用高至1bar的室与环境差压进行操作。
本发明的另一个目的是在窄条带处理的情况下在条带的每侧处对无用喷嘴口部进行适当封闭。
本发明还旨在允许保持喷嘴口的一定冷却，该冷却能够限制喷嘴口热变形。
发明内容
本发明涉及一种用于控制移动条带上的由液体膜制成的涂层的厚度的设备，该设备包括：喷嘴，供给在喷嘴的室中加压气体；所述室，通过喷嘴唇部来终止从而生成细长开口以将加压气体排放到移动条带上，所述细长开口设置有用于减少在条带宽度外侧的喷嘴的每个横向侧处的气流的自动构件，其中，用于减少所述喷嘴的每一侧处的气流的所述自动构件包括在喷嘴室内侧引导可收回线缆的移动滑架，所述可收回线缆能够分别设置和施加于气体排放开口之上和从气体排放开口出来，并且其中，在喷嘴的每个横向侧处，减少气流处的外部喷嘴部与不减少气流处的内部喷嘴部之间的过渡部分(transition)借助于两个一起移动的槽轮或滑轮来保证，该两个一起移动的槽轮或滑轮连接至移动滑架、并排放置并具有垂直于喷嘴的轴线，使得线缆连续地抵靠在第一滑轮的外部侧上的开口、位于两个滑轮之间，并远离第二滑轮的内部侧上的开口地设置。
根据优选实施例，本发明的设备进一步被以下特征的一个或合适的组合来限制：
-每个移动滑架都是双向的并通过马达动力的机械设备独立移动；
-机械设备是螺纹件；
-机械设备是另一根线缆或类似设备；
-线缆永久处于张力下。
-线缆由耐热材料制成，优选由钢制成；
-线缆的直径包括在1mm和10mm之间，优选在2mm和5mm之间。由于线缆的存在的粗糙度，封闭不完全并且一定的流仍然穿过喷嘴唇部，从而提供一些有利的冷却效果；
-具有其槽轮或滑轮的双向滑架和马达动力的机械设备位于喷嘴室内侧；
-线缆被选择和调节为使得在施加线缆处的喷嘴口处的残余气流小于不施加线缆处的值的20％。
附图说明
图1示出了由在低线速下的气体擦拭引起的缺陷。
图2示出了通过气体擦拭并且由于表面的氧化差异导致的云外观现象。
图3示意性地表示根据现有技术的通过机械构件对喷嘴的唇部施加作用来减小喷嘴口。
图4示意性地表示根据现有技术的整合在喷嘴内侧以便限制喷嘴的开口的内侧箔。
图5是根据本发明的优选实施例的横截面。
图6是根据本发明的优选实施例的喷嘴的示意性顶视图，示出了抵靠在喷嘴边缘处的狭缝开口的施加并且在收回位置中的线缆定位的实例。
图7用横截面视图示出了在线缆抵靠喷嘴的狭缝施加后的线缆的典型位置。
图8示出了在靠近施加有线缆的区域的喷嘴的出口处的动态压力的具体测量。
具体实施方式
本发明涉及一种用于减少条带宽度部分外侧的喷嘴的气流的新设备。该新设备在于使用由钢或其他耐热材料制成的线缆，该线缆通过安装在喷嘴室内侧的移动滑架而交替地设置(或放置)于喷嘴口以及从喷嘴口中移除。滑架设置在喷嘴的每侧处并且可以借助于机械设备(如另一根线缆、螺纹件(screw，螺杆)等)而独立于相对侧处的滑架移动。仍然根据本发明，线缆永久地处于张力下。
线缆的直径通常在2mm和5mm之间。由于线缆的一定的粗糙度，封闭是不完全的并且一定的泄漏流仍然穿过开口的唇部，由此给喷嘴带来一些冷却效果。
图5和图6示出了根据本发明的线缆9的掩蔽系统。在喷嘴唇部上施加线缆9的系统包括滑架10、机械驱动系统8以及两个槽轮或滑轮6，7。
图6示出了在收回位置中抵靠在喷嘴1边缘处的开口4施加的线缆9的位置的实例。
图7示出了当线缆被施加时在喷嘴口4中的位置中的线缆9的典型横截面位置。
与现有技术相比，本发明的设备具有以下优点：
-封闭系统在室中高至1bar的压力下能够收回并且易于收回；
-在封闭开口处局部存在一些残余流，该残余流适合于保持唇部的一定的冷却；
-由于用于定位滑架的分离的驱动系统，在每侧独立地控制调节。
实例
在付诸实践该减少时，根据本发明的设备的实施例先要安装在气体擦拭喷嘴(未示出)上。
在该实例中，喷嘴1大约长2.3m；该喷嘴的开口4可以在1mm和2mm之间。
线缆9具有5mm的直径并通过具有两个槽轮6，7的滑架来施加或收回，其中在喷嘴的每侧存在一个滑架10。滑架通过马达动力的螺纹件来移动。滑架10的内部移动通过滑架止动器12来限制。
使用在室中为220mb的内部压力进行测试，并且在出口处通过非常小的皮托管(Pitot tube)(图8)测量动态压力。在图的右边可以观察到在施加线缆处可以明显减小动态压力。结果的详细分析表明，在1mm开口的情况下在施加线缆处的残余流大约为没有设备时的15％，在2mm开口的情况下在施加线缆处的残余流大约为没有设备时的10％。
参考符号列表
1、喷嘴
2、用于封闭喷嘴口的箔
3、条带
4、狭缝
5、加压喷嘴室
6、轮
7、轮
8、机械驱动系统
9、线缆
10、驱动滑架
11、气体供给
12、滑架止动器

Claims (11)

1.一种用于控制移动条带(3)上由液体膜制成的涂层的厚度的设备，所述设备包括：喷嘴(1)，被供以喷嘴室(5)中的加压气体(11)；所述喷嘴室(5)，通过喷嘴唇部来终止，从而形成细长开口(4)以将所述加压气体排放到所述移动条带(3)上，所述细长开口(4)设置有自动构件，所述自动构件用于减少所述条带的宽度外侧的所述喷嘴(1)的每个横向侧处的气流，其特征在于，用于减少所述喷嘴的每一侧处的气流的所述自动构件包括在所述喷嘴室(5)内侧引导可收回的线缆(9)的移动滑架(10)，所述线缆能够分别施加于所述细长开口(4)之上和所述细长开口之外，并且其中，在所述喷嘴的每个横向侧处，减少气流处的外部喷嘴部与不减少气流处的内部喷嘴部之间的过渡部分借助于两个一起移动的槽轮或滑轮(6，7)来确保，所述两个一起移动的槽轮或滑轮连接至所述移动滑架(10)、并排放置并且它们的轴线垂直于所述喷嘴，使得所述线缆(9)抵靠第一滑轮(6)的外部侧上的细长开口(4)、位于两个滑轮(6，7)之间、并远离第二滑轮(7)的内部侧上的细长开口(4)连续地设置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个移动滑架(10)都是双向的并且都是通过马达动力的机械设备(8)而独立移动的。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述机械设备(8)是螺纹件。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述机械设备(8)是另一根线缆。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)永久地处于张力下。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)由耐热材料制成。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)由钢制成。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)的直径包括在1mm和10mm之间。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)的直径包括在2mm和5mm之间。
10.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，具有槽轮或滑轮(6，7)的双向滑架(10)和所述马达动力的机械设备(8)位于所述喷嘴室(5)内侧。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线缆(9)被选择和调节为使得在施加有所述线缆处的细长开口(4)处的残余气流小于未施加有线缆处的值的20％。
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