CN110199035A - 具有受控的表面质量的金属的磁悬浮加热 - Google Patents

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Abstract

一种非接触式加热设备使用一系列旋转磁体来加热、悬浮和/或借此移动金属制品。第一系列旋转磁体将所述金属制品加热到所需温度。第二系列旋转磁体使所述金属制品悬浮在所述加热设备内并维持所述金属制品中所需的张力,包含推动所述金属制品通过所述加热设备。所述加热设备可以延伸足够远以使所述金属制品在所需温度下沉浸所需的持续时间。所述旋转磁体可以定位在填充有惰性或温和反应气体的非导电的耐热室外部,所述金属制品通过所述室穿过所述加热设备。

Description

具有受控的表面质量的金属的磁悬浮加热
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月27日提交的标题为“旋转磁体热感应(ROTATING MAGNET HEATINDUCTION)”的美国临时专利申请号62/400,426和于2017年5月14日提交的标题为“旋转磁体热感应(ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION)”的美国临时专利申请号62/505,948的权益,所述专利的公开通过引用以其整体在此并入。
另外,本申请涉及Antoine Jean Willy Pralong等人于2017年9月27日提交的标题为“旋转磁体热感应(ROTATING MAGNET HEAT INDUCTION)”的美国非临时专利申请号15/716,887;Antoine Jean Willy Pralong等人于2017年9月27日提交的标题为“用于金属条的非接触式张力的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR NON-CONTACT TENSIONING OFA METAL STRIP)”的美国非临时专利申请号15/716,559;David Michael Custers于2017年9月27日提交的标题为“使用磁加热的预老化系统和方法(PRE-AGEING SYSTEMS ANDMETHODS USING MAGNETIC HEATING)”的美国非临时专利申请号15/716,577;DavidAnthony Gaensbauer等人于2017年9月27日提交的标题为“紧凑连续退火溶液热处理(COMPACT CONTINUOUS ANNEALING SOLUTION HEAT TREATMENT)”的美国非临时专利申请号15/716,608;和Julio Malpica等人于2017年9月27日提交的标题为“用于冲压的片材金属坯料的快速加热(RAPID HEATING OF SHEET METAL BLANKS FOR STAMPING)”的美国非临时专利申请号15/716,570,所述专利的公开通过引用以其整体在此并入。
技术领域
本公开一般涉及冶金,并且更具体地说涉及加热和加工金属制品,如铝金属条或板。
背景技术
在金属加工中,可能希望在各种加工步骤之前、期间或之后控制金属制品的温度。例如,可能希望在执行某些工艺(例如,轧制)之前加热金属板,或者可能希望将金属条中的热量维持持续时间而不允许金属条冷却超过最小温度。温度控制通常可以涉及向金属条添加热能或从金属条移除热能。
存在用于向金属制品添加热能的各种技术。某些加热技术,尤其是直接接触技术,可能对金属制品产生不良影响,如表面损伤、表面上的废物(例如来自直接冲击火焰的碳)的积聚、或其它这种不期望的结果。一些技术试图在不接触的情况下加热金属制品,但是不能有效地将热能传递到金属条。与当前技术相关联的一些其它问题包含需要高的安装和/或维护成本、占据显著的生产空间、限制正在加工的金属制品的移动性、并且对金属制品产生不期望的影响。
另外,在加热过程期间和之后维持所需的表面特性可能是重要的。使用与金属制品表面接触的设备,特别是在将金属制品加热到高温期间和之后立即产生不希望的表面缺陷。进一步,当暴露于某些气体如潮湿空气时加热金属制品可以在金属制品中引起不希望的表面缺陷。
发明内容
术语实施例和类似的术语旨在宽泛地指代本公开和以下权利要求的所有主题。含有这些术语的声明应理解为不限制本文所述的主题或限制以下权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施例由以下权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本公开的各种方面的高级概述,并且引入了一些在以下具体实施方式部分中进一步描述的概念。本发明内容并非旨在标识出所请求保护主题的关键或必要特征,也并非旨在被单独用来确定所请求保护主题的范围。主题应通过参考本公开的全部说明书的适当部分,任何或所有附图以及每个权利要求来理解。
本公开的实例包含一种加热设备,所述加热设备包括:用于接收金属制品的加热区,其中加热区包括至少一个加热装置,用于提高金属制品的温度;和联接到加热区以维持金属制品的温度的浮选区,浮选区包括旋转磁体阵列,其定位成在加热操作期间使金属制品悬浮。
在一些情况下,旋转磁体阵列是旋转永磁体阵列。在一些情况下,加热区和浮选区占据相同的空间。在一些情况下,至少一个加热装置包括旋转磁体阵列中的至少一个。在一些情况下,所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中所述加热区包含用于连续地接收所述金属制品的入口,并且其中所述浮选区包含用于连续地输出所述金属制品的出口。在一些情况下,至少一个加热装置包括一个或多个感应线圈。在一些情况下,至少一个加热装置包括额外的旋转磁体阵列。在一些情况下,额外的旋转磁体阵列是额外的旋转永磁体阵列。在一些情况下,旋转磁体阵列包含多个转子,每个转子包括横向间隔开的多个旋转磁体。在一些情况下,设备进一步包括:温度传感器,其被定位以测量金属制品的温度;和控制器,其联接到温度传感器,以及至少一个加热装置,以基于感测的温度控制至少一个加热装置。在一些情况下,设备进一步包括一个或多个冷却喷嘴,所述冷却喷嘴联接到冷却剂流体源并且定位成将冷却剂流体分配在金属制品上。在一些情况下,设备进一步包括温度传感器,其被定位以测量金属制品的温度;和控制器,其联接到温度传感器,以及所述一个或多个冷却喷嘴,以控制由所述一个或多个冷却喷嘴分配的冷却剂流体的量。在一些情况下,旋转磁体阵列围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线平行于金属制品的横向宽度。在一些情况下,设备进一步包括用于接收气体的室,其中金属制品在加热操作期间定位在室内,并且其中旋转磁体阵列与金属制品的室的壁相对地定位。在一些情况下,室包含可从底壁分离的顶壁,以便于金属制品穿入加热区中。在一些情况下,室由非导电的绝热材料制成。在一些情况下,室包含将室连接到惰性气体供应的一个或多个端口。
本公开的实例包含一种方法,其包括:将金属制品定位在加热设备的加热区中;使用加热区中的加热装置将金属制品加热到设定点温度;使金属制品悬浮在浮选区中,其中悬浮金属制品包括旋转至少一个磁转子以在金属制品附近生成变化的磁场;并且当金属制品在浮选区中悬浮时,将设定点温度维持持续时间。
在一些情况下,至少一个磁转子中的每一个包括可围绕旋转轴线旋转的一个或多个永磁体。在一些情况下,加热区和浮选区占据相同的空间。在一些情况下,加热金属制品包含旋转至少一个磁转子中的一个或多个。在一些情况下,方法进一步包括将来自所述加热区的所述金属制品引导到所述浮选区,其中所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中在所述加热区中定位所述金属制品包含连续地将所述金属制品接收到所述加热区中。在一些情况下,加热金属制品包含使金属制品通过一个或多个感应线圈。在一些情况下,加热金属制品包含旋转至少一个额外的磁转子。在一些情况下,至少一个额外的磁转子中的每一个包括可围绕旋转轴线旋转的一个或多个永磁体。在一些情况下,至少一个磁转子中的每一个包括可围绕旋转轴线旋转的横向间隔开的多个永磁体。在一些情况下,方法进一步包括使用温度传感器测量金属制品的温度;并基于测量的温度控制加热装置。在一些情况下,方法进一步包括使用一个或多个冷却喷嘴向金属制品提供冷却剂流体。在一些情况下,方法进一步包括使用温度传感器测量金属制品的温度;并基于测量的温度控制冷却剂流体的分配。在一些情况下,至少一个磁转子中的每一个围绕与金属制品的横向宽度平行的旋转轴线旋转。在一些情况下,将金属制品提供到加热区包含将金属制品提供到充气室,并且悬浮金属制品包含通过充气室生成变化的磁场。在一些情况下,方法进一步包括将金属制品穿入充气室中,其中使金属制品穿过包括:分离充气室的顶壁和底壁;将金属制品插入顶壁与底壁之间;并将顶壁和底壁重新组合在一起。在一些情况下,悬浮金属制品包含通过充气室的非导电的绝热材料生成变化的磁场。在一些情况下,方法进一步包括将惰性气体供应到充气室。
从非限制性实例的以下具体实施方式其它目的和优点将是显而易见的。
附图说明
说明书参考以下附图,其中在不同附图中使用相同的附图标记旨在示出相同或类似的部件。
图1是描绘根据本公开的某些方面的连续非接触式加热设备的侧视图的示意图。
图2是描绘根据本公开的某些方面的非连续非接触式加热设备的侧视图的示意图。
图3是描绘根据本公开的某些方面的使用旋转磁体的连续加热设备的组合示意图和温度图。
图4是描绘根据本公开的某些方面的图3的加热设备的一部分的特写示意性侧视图。
图5是根据本公开的某些方面的永磁转子的剖视侧视图。
图6是描绘根据本公开的某些方面的用于磁加热和张力控制的旋转磁体阵列的组合示意图和图表。
图7是描绘根据本公开的某些方面的使用加热设备的部分解除联接的连续铸造系统的示意图。
图8是描绘根据本公开的某些方面的在使金属制品穿过之前处于打开配置的加热设备的示意图。
图9是描绘根据本公开的某些方面的金属制品被穿入加热设备中时处于打开配置的加热设备的示意图。
图10是描绘根据本公开的某些方面的金属制品已经穿入加热设备中之后处于打开配置的加热设备的示意图。
图11是描绘根据本公开的某些方面,其中金属制品穿过就位的处于闭合配置的加热设备的示意图。
图12是描绘根据本公开的某些方面的用于加热金属制品的过程的流程图。
具体实施方式
本公开的某些方面和特征涉及一种加热设备,其使用一系列旋转磁体以加热、悬浮和/或借此移动金属制品。加热设备可以是隧道炉、均热炉或其它合适的加热装置。第一系列旋转磁体可以将金属制品加热到所需温度。第二系列旋转磁体可以使所述金属制品悬浮在所述加热设备内并维持所述金属制品中所需的张力,并且还可以推动所述金属制品通过所述加热设备。所述加热设备可以延伸足够远以使所述金属制品在所需温度下沉浸所需的持续时间。在一些情况下,所述旋转磁体可以定位在填充有惰性或温和反应气体的非导电的耐热室外部,所述金属制品通过所述室穿过所述加热设备。
加热设备可以是用于金属制品的超紧凑加热炉,如金属板、条或其它物体。在一些情况下,加热设备可以与非铁材料一起使用,包含铝、铝合金、镁、镁基材料、钛、钛基材料、铜、铜基材料、钢、钢基材料、青铜、青铜基材料、黄铜、黄铜基材料、复合材料、复合材料中使用的片材、或任何其它合适的金属、非金属或材料组合。制品可以包括整体材料以及非整体材料,如辊压粘结材料、包层材料、复合材料(如,但不限于含碳纤维材料)或各种其它材料。在一个非限制性实例中,加热设备可以用于加热金属制品,如铝金属条、板、或由铝合金制成的其它制品,包含含铁的铝合金。
加热设备可以任选地在惰性气氛内以非接触方式快速加热金属制品。加热设备可以配置为连续加热设备或非连续加热设备。连续加热设备可以在上游端处连续接收金属制品,并在下游端处连续输出处理过的金属制品,以进一步加工和/或处理。在实例中,连续加热设备可以放置在连续铸造装置与卷取机之间的加工线中。非连续加热设备可以顺序加热具有不同长度的金属制品。例如,非连续加热设备可以接收限定长度的金属板,立即加热整个金属板,然后在将新金属板放入非连续加热设备中之前移除处理过的金属板。
如本文所用,术语“上方”、“下方”、“垂直”和“水平”用于描述相对于金属制品,如金属条的相对朝向,就好像金属制品在水平方向移动,其顶部表面和底部表面通常平行于地面。如本文所用,术语“垂直”可以指垂直于金属制品的表面(例如,顶部或底部表面)的方向,而不管金属制品的朝向如何。如本文所用,术语“水平”可以指平行于金属制品的表面(例如,顶部或底部表面)的方向,如平行于移动的金属制品的行进方向的方向,而不管金属制品的朝向如何。术语“上方”和“下方”可以指金属制品的顶部表面或底部表面之外的位置,而不管金属制品的朝向如何。金属制品可以在任何合适的方向上朝向或移动,包含水平、垂直和其它方向,如对角线。
如本文所用,术语垂直、纵向和横向可以参考被加热的金属制品一起使用。纵向方向可以沿着金属制品的行进方向延伸通过处理设备,如沿着通过连续退火溶液热处理(CASH)管线或其他设备的通道。纵向方向可以平行于金属制品的顶部表面和底部表面。纵向方向可以垂直于横向方向和垂直方向。横向方向可以在金属制品的侧边缘之间延伸。横向方向可以在垂直于纵向方向和垂直方向的方向上延伸。垂直方向可以在金属制品的顶部表面与底部表面之间延伸。垂直方向可以垂直于纵向方向和横向方向。
本公开的方面和特征可以与任何合适的金属制品一起使用,如以箔、片、条、板、板、板或其它金属制品的形式。本公开的方面和特征可以特别适合于具有平坦表面(例如,平坦的顶部表面和底部表面)的任何金属制品。本公开的方面和特征可以特别适合于具有平行或大致平行的相对表面(例如,顶部表面和底部表面)的任何金属产品。大致平行可以包含平行或1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°或10°内的平行或类似。
本公开的方面和特征可以与任何合适金属的金属制品一起使用。在一些情况下,金属制品是铝,如铝合金。在一些情况下,金属制品可以是含铁的铝合金。本公开的某些方面和特征可以特别适合与6xxx或5xxx系列铝合金一起使用,尽管可以使用如1xxx、2xxx、3xxx、4xxx、7xxx或8xxx系列合金等其它合金。6xxx和5xxx系列铝合金的电导率约为10,000,000西门子每米(10 MS/m)。在一些情况下,具有较高电导率,如15 MS/m或20 MS/m的合金可能导致通过旋转磁体的加热效率较低,这至少部分是由于生成较少的次级磁通量(例如,由金属制品生成的磁通量)以抵抗主要通量(例如,由旋转磁体生成的磁通量)。
旋转磁体阵列提供加热设备内的金属制品的加热和悬浮两者。加热区可以包含第一旋转磁体阵列,其被配置和定位成为金属制品提供快速加热。浮选区和任选地加热区可以包含第二旋转磁体阵列,其被配置和定位成使金属制品悬浮。旋转磁体可以用于能够在移动和时变磁场的存在下生成涡电流的任何合适的金属制品上,但是可以特别适合与铝金属条或板一起使用。
每个旋转磁体可以包含一个或多个磁源,如永磁体或电磁体。旋转磁体通常仅可以含有永磁体,但在一些情况下,旋转磁体可以含有电磁体或电磁体和永磁体的组合。永磁体旋转磁体在一些情况下可能是优选的,并且可能比依赖于电磁体的旋转磁体实现更有效的结果。每个旋转磁体可以围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线垂直于通过旋转磁体附近的金属制品的纵向轴线,但是可以使用其它旋转轴线。换句话说,每个磁转子可以围绕垂直于金属制品的处理方向(例如,滚动方向)的旋转轴线旋转,但是可以使用其它旋转轴线。在一些情况下,旋转轴线可以垂直于加工方向并且与金属条的横向宽度共面,在这种情况下,旋转轴线可以有意地成角度(例如,与磁转子的一个端部成比另一个端部更接近金属条的角度)以实现对金属制品中温度分布的所需控制。在一些情况下,磁转子的旋转轴线可以垂直于金属条的高度,并且可以落入与由金属条的横向宽度和加工方向形成的平面平行且间隔开的平面内,在这种情况下,旋转轴线可以有意地成角度(例如,与磁转子的一个端部成比另一个端部更下游的角度),以实现对金属制品中温度分布的所需控制。在一些情况下,磁转子的旋转轴线可以以其它方式成角度。旋转磁体的旋转移动使其一个或多个磁源引起移动或变化的磁场。旋转磁体可以通过任何合适的方法旋转,包含通过转子马达(例如,电动马达、气动马达或其它)或附近磁源(例如,另一个旋转磁体或变化的磁场)的交感移动。
如本文所用,术语旋转磁体可以包含磁转子,其上含有一个或多个磁体。例如,单个转子可以包含单个磁源并因此含有两个磁极,或者单个转子可以包含多个磁源并因此含有多个磁极。在一些情况下,单个转子的磁源可以布置成产生定向非对称磁场,如布置在Halbach阵列中的永磁体磁源,用于将磁场从磁转子的外圆周引出。
在一些情况下,磁转子的横截面是圆形的,磁源可围绕单个旋转轴线旋转。然而,在一些情况下,磁转子的横截面可以是椭圆形的或非圆形的,其中磁源可围绕多于单个旋转轴线旋转。在这种情况下,磁转子可以采用带或胎面的形式,其具有围绕多于一个旋转轴线(例如,在简单的椭圆形带的情况下,两个旋转轴线)顺序旋转的磁体。
当使用旋转磁体加热金属制品而不与金属制品物理接触时,可以实现精确的加热控制。通过操纵与旋转磁体相关联的各种因素,包含磁源的强度、磁源的数量、磁源的朝向、磁源的大小、旋转磁体本身的大小(例如,包含任何壳体)、旋转磁体的速度(例如,旋转速度)、垂直偏移的旋转磁体(例如,单个转子组中的垂直偏移的转子)之间的垂直间隙、垂直偏移的旋转磁体的横向偏移放置(例如,单个转子组中转子的横向偏移放置)、相邻旋转磁体之间的纵向间隙、被加热制品的厚度、每个旋转磁体与被加热制品之间的垂直距离、被加热制品的成分、磁屏蔽(例如,某些通量聚焦元件)的存在、磁屏蔽的厚度和/或磁导率、被加热制品的前进速度和使用的旋转磁体的数量,可以实现这种精确控制。其它因素也可以控制。对这些和其它因素的控制可以是静态的(例如,在加热过程之前设置)或动态的(例如,在加热过程期间在运行中可变化)。在一些情况下,其中对上述因素中的一个或多个的控制可以基于计算机模型、操作员反馈或自动反馈(例如,基于来自实时传感器的信号)。如本文所用,术语“加热过程”可以包含加热以及浮选或沉浸金属制品。
在一些情况下,磁转子可以用于跨金属条(例如,跨金属条的横向宽度)实现均匀的温度分布。在一些情况下,技术可以用于优化跨金属条的温度分布的均匀性。这种技术的实例可以包含在冷点上方使用辅助加热器;在冷点附近使用额外的、较小的磁转子;使用磁通分流器将磁通量从热带运动区域和/或冷点区域分流出去;磁转子相对于彼此和/或相对于金属条的中心线的横向移动;和具有定制磁通量分布(例如,沿着磁转子的长度以特定方式变化的磁通量分布)的磁转子。
如本文所用,参考旋转磁体描述加热区的方面和特征。然而,在一些情况下,除了旋转磁体之外或代替旋转磁体,非旋转电磁体可以用于加热区中。然而,与固定电磁体相反,使用旋转磁体以生成变化的磁场可以提供改进的效率,以及更均匀地加热金属制品。使用固定电磁体以改变跨制品宽度施加的感应场可以在物品中生成局部热点。各种强度的感应场可以由不同固定电磁体的绕组中的自然变化引起。电磁体绕组中的变化可以导致一些位置生成比相邻横向位置更多的热量。局部热点可能使制品不均匀变形并可能导致其它制造缺陷。相反,虽然永磁体可以包含跨尺寸或从一个磁体到另一个磁体的某种程度的固有磁性变化,但是由于旋转磁体或转子中的磁源的旋转,此变化中的一些或全部可以自动平均。没有单个永磁体被保持在任何横向静止位置,并且因此通过旋转的永磁体施加平均磁场。因此,旋转的磁转子能够以更受控制的方式均匀地加热金属制品。当电磁体用于旋转磁体加热器中时,由于转子的旋转,可以平均不同电磁体之间的差异。固定电磁体不会出现此平均偏差。
旋转磁体可以沿“下游”方向或“上游”方向旋转。如本文所用,沿下游方向旋转的旋转磁体旋转,使得在任何时间点最靠近金属制品的旋转磁体的表面在金属制品的行进方向上移动(例如,大致朝下游方向)。例如,当从金属制品沿其纵向行进方向向右移动的侧面观察金属制品时,位于金属制品上方沿下游方向旋转的旋转磁体可以逆时针旋转,而位于金属制品下方且沿下游方向旋转的旋转磁体可以顺时针旋转。如本文所用,沿上游方向旋转的旋转磁体旋转,使得在任何时间点最靠近金属制品的旋转磁体的表面在与金属制品的行进方向上相反移动(例如,大致朝上游方向)。例如,当从金属制品沿其纵向行进方向向右移动的侧面观察金属制品时,位于金属制品上方沿上游方向旋转的旋转磁体可以顺时针旋转,而位于金属制品下方且沿上游方向旋转的旋转磁体可以逆时针旋转。
在加热设备是非连续加热设备的情况下,术语“上游”可以用“朝第一端部”代替,并且术语“下游”可以用“朝第二端部”代替,其中非连续加热设备的第一端部和第二端部可以等同于连续加热设备的上游端部和下游端部。
旋转磁体可以定位在金属制品的上方或下方(例如,在通过线上方或下方或者在室的上方或下方)。如本文所用,提及相对于金属制品定位的元件可以指相对于通过线(例如,期望金属制品沿其行进的期望通过线)定位的元件,视情况而定。在一些情况下,用于加热金属制品的旋转磁体阵列可以定位在金属制品的下方和上方两者。在一些情况下,这些旋转磁体以成对的方式放置,其中类似的旋转磁体(例如,类似或相同的尺寸、强度、旋转速度和/或上游或下游旋转方向)相对于通过线彼此直接放置。当相对的旋转磁体放置在金属制品的相对侧上并沿相同的下游或上游方向旋转时,两个旋转磁体中的一个可以顺时针方向旋转,而两个旋转磁体中的另一个可以逆时针方向旋转。
用于加热的旋转磁体的长度可以约等于或大于金属制品的宽度。在一些情况下,用于加热的旋转磁体可以横向移位以占据金属条的横向宽度的不到100%。用于悬浮的旋转磁体(例如,浮选区中的旋转磁体)可以占据金属条的横向宽度的不到100%,如等于或小于金属条的横向宽度的约95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%或30%。在一些情况下,浮选区中的单个转子可以容纳彼此横向间隔开的两个或更多个旋转磁体。在一些情况下,浮选区中的顺序转子(例如,纵向间隔开且顺序的转子)内的旋转磁体的横向位置可以彼此偏移,从而在浮选区中产生交错的旋转磁体阵列。旋转磁体的交错特性可以有助于最小化浮选区中不希望的和不均匀的加热。
在一些情况下,用于悬浮金属制品的旋转磁体阵列可以仅位于金属制品下方,尽管不一定是这种情况。在一些情况下,旋转磁体可以定位在金属制品上方,以帮助引导或操纵金属制品。例如,旋转磁体可以放置在金属制品的边缘处或附近,包含刚好经过金属制品的边缘,并且沿着平行于金属制品的纵向轴线的旋转轴线旋转,以引起朝通过加热设备的所需路径的纵向中心线的力。这些旋转磁体可以有助于金属制品居中。这些居中的旋转磁体可以放置在任何合适的位置,如在加热设备的入口或出口处或附近。在一些情况下,当金属制品在低张力下被支撑时,或者当金属制品在压缩下被支撑时,定心旋转磁体可以用于使金属制品稳定在较长的加热设备中。
在一些情况下,一个或多个接触辊可以定位在金属条附近,以在失去悬浮的情况下支撑金属条。在浮选区的正常操作期间,这些接触辊可以不接触。
在一些情况下,仅在金属制品下方的旋转磁体阵列(例如,加热和/或悬浮阵列)可能特别适合于较厚的金属制品(例如,厚度大于约10 mm)。在一些情况下,金属制品上方和下方的旋转磁体阵列(例如,加热和/或悬浮阵列)可能特别适合于较薄的金属制品(例如,等于约10 mm或更薄)。
在一些情况下,当旋转磁体用于金属制品的下方和上方时,位于金属制品上方的旋转磁体可以在关闭位置与打开位置之间致动。在关闭位置,旋转磁体和任选地室的任何顶壁可以处于正常操作的位置中。在打开位置,顶部旋转磁体和任选地室的任何顶壁可以远离正常操作位置移动,以为装载或穿入加热设备中的金属制品提供更多空间。一旦金属制品已经被装载,顶部旋转磁体和任选地室的任何顶壁可以移回到关闭位置以进行正常操作。
在一些情况下,磁通量聚焦元件可以用于旋转磁体附近,以将磁通量重定向远离或朝某些区域。磁通量聚焦元件可以是能够重定向磁通量的任何合适的材料,包含会聚磁通量。磁通量聚焦元件可以接收来自旋转磁体中的磁源的磁通量,所述磁通量不靠近或直接面向制品并且将所述磁通量朝制品重定向(例如,在垂直于制品的顶部或底部表面的方向上)。磁通量聚焦元件还可以提供在旋转磁体与除被加热的金属制品之外的相邻设备之间提供磁屏蔽的益处。例如,磁通量聚焦元件可以允许相邻的、纵向偏移的旋转磁体彼此靠近放置,其中两者之间的磁相互作用较小。磁通量聚焦元件可以由任何合适的材料制成,包含硅合金钢(例如电工钢)。磁通量聚焦元件可以包括多个叠片。磁通量聚焦元件可以是磁通分流器或磁通控制器。当使用磁通量聚焦元件时,旋转磁体可以在较低旋转速度下能够实现有效结果,并且磁体可以能够远离金属制品放置。
旋转磁体也可以用于控制金属制品中的张力。沿下游方向旋转的旋转磁体可以在金属制品上施加下游力,而沿上游方向旋转的旋转磁体可以在金属制品上施加上游力。纵向间隔开的多个旋转磁体可以抵消金属制品中彼此引起的任何张力中的一些或全部。例如,旋转以在金属制品中引起纵向张力的第一旋转磁体可以与沿相反方向旋转的第二旋转磁体间隔开,使得可以减小或消除纵向张力。因此,可以通过控制旋转磁体来控制金属制品中的张力,如本文所述(例如,位置、速度、方向、强度、相对辊之间的间隙、以及其它这种参数)。
在一些情况下,加热设备可以在加热区中加热和/或在浮选区中沉浸期间维持金属制品周围的惰性气氛。惰性气氛可以含有惰性气体,如氮气或氩气,或者可以含有最低限度的反应气体,如干燥空气。惰性气氛可以包含在加热设备本身的壁内,或者包含在单独的室内。在加热设备是非连续加热设备的情况下,室可以完全封闭,尽管不一定是这种情况。在加热设备是连续加热设备的情况下,室可以在上游端部和下游端部保持打开,允许金属制品连续地进入和离开室。室的顶壁和底壁(例如,与金属制品的顶部表面和底部表面相邻并平行的壁,或垂直于金属制品的厚度的壁),以及任选地侧壁(例如,垂直于金属制品的横向宽度的壁),和任选地端壁(例如,垂直于金属制品的纵轴的壁),如果存在,可以由非导电和耐热材料,如Kevlar®或其它对位芳族聚酰胺制成。旋转磁体可以定位在室的外部,并且由旋转磁体引起的变化磁场可以穿过室壁以向内部的金属制品提供加热和/或悬浮。惰性气体或最低反应性气体可以沿室的端部和/或插入点处进料到室中。这些气体可以通过喷嘴分配到室中。在一些情况下,这些喷嘴可以定位成以便于将金属制品浮选在室内的方式供应气体。
在一些情况下,可以供应热气体以补充来自旋转磁体的加热。这种热气体可以是惰性气体或最低反应性气体。热气体可以通过定向端口供应,所述端口瞄准磁加热不能完全加热金属制品的区域。热气体可以促进金属制品中的温度均衡,以及在加热设备内或室内提供惰性或最低反应性气氛。
在一些情况下,真空源可以联接到室以在室中建立完全或部分真空。在一些情况下,密封辊可以用于在室的上游端部和下游端部处建立密封。在一些情况下,密封辊可以位于加热区的上游和淬火区的下游。
在一些情况下,其它技术可以用于补充或替换来自加热区中的旋转磁体的加热。在一些情况下,可以通过使用感应加热提供加热区中的加热,以通过旋转磁体补充或替换加热。
任选地,冷却剂喷嘴可以定位在加热设备内以将冷却剂分配到金属制品上。分配的冷却剂可以有助于在金属制品中维持所需的温度。例如,负责悬浮金属制品的第二旋转磁体阵列可以为金属制品提供一定量的热量,这可以通过施加冷却剂抵消。作为另一个实例,分配的冷却剂可以被引导到在磁加热期间可能经历升高的温度的金属制品的部分,如金属制品的边缘。在一些情况下,冷却剂喷嘴可以仅定位在加热设备的浮选区内,尽管在其它情况下,冷却剂喷嘴可以定位在整个加热设备中,如在加热区中。在一些情况下,可以在加热过程开始之前预设冷却剂的施加。在一些情况下,可以基于来自传感器,如温度传感器的反馈动态地控制冷却剂的施加。冷却剂可以是用于冷却金属制品的任何合适的流体,包含冷却剂气体(例如,惰性气体的冷却部分)或冷却剂液体(例如,水)。
任选地,除了惰性气氛气体之外,可以(例如,向室)供应处理气体。例如,可以供应处理气体,如甲烷或硅烷气体,以引起加热设备内金属制品表面的钝化。
在一些情况下,具有一个或多个磁转子的加热区可以与传统的浮选区配对,这种浮选区使用热空气喷嘴使金属制品悬浮。在这种情况下,磁转子可以适合于快速加热金属条,并且可以用于在适合于使用热空气喷嘴或其它传统技术进行浮选的金属条中实现期望的张力。
在加热过程期间,可以改变磁体的旋转方向和/或旋转速度,以提供力以帮助金属制品前进通过加热设备,或者改变金属制品上的张力或压缩力。例如,对于薄金属制品(例如,0.5 mm到10 mm)可能需要轻微的张力,但是对于较厚的金属制品(例如,超过10 mm)可能需要轻微的压缩力以避免金属制品在极高的温度下断裂。
本公开的某些方面和特征提供了一种加热设备,其能够提供比对流炉更快的加热,如比对流炉快约五倍,并且具有高能效(例如,约80%的效率)。进一步,旋转磁体可以提供几乎即时的热量开/关控制。另外,本公开的某些方面和特征提供了在金属制品的加热和/或沉浸期间浮选金属制品的能力,从而并且任选地在惰性气氛内优化表面质量。本公开的某些方面和特征还能够以非常紧凑的尺寸提供各种益处。由于快速磁加热,不仅加热设备的纵向长度可以最小化,而且磁加热和悬浮可以允许含有惰性气氛的室非常小,从而提高了气体使用效率。在一些情况下,本公开的某些方面和特征能够为金属制品提供其它冶金益处,如减少的表面氧化和金属间相的更快溶解或再分布。在一些情况下,本公开的某些方面和特征能够在某些加热过程期间使不期望的镁迁移最小化,这可能在金属制品过热时发生。例如,由于用磁转子加热金属制品会引起金属制品本身内的热量生成(例如,由于涡电流),因此可以最小化或避免对外部加热(例如,金属制品表面处的空气加热)的依赖。外部加热可能带来使金属制品过热的相当大的风险,特别是当速度优先时,因为必须将热量从金属制品的表面转移到金属制品的中心中以均匀加热。通过避免或最小化外部加热的使用,本公开的某些方面和特征使得金属制品能够被加热而具有最小的或没有过热的风险,并且因此最小化或没有不期望的镁迁移。
本公开的某些方面和特征可以与各种金属加工线一起使用,如紧凑的连续退火溶液热处理(CASH)线。本公开的某些方面和特征可以用于各种目的,如用于使金属制品均匀化或退火。本文公开的加热设备以水平朝向描述,尽管它们可以以任何合适的朝向同样使用,如垂直、成角度或弯曲。本文公开的加热设备可以在任何合适的温度下操作,尽管当处理铝合金时,可能希望在约560℃、565℃、570℃、575℃、580℃、585℃、590℃、595℃、或600℃或更低的温度下操作,并且甚至更理想地在约565℃下。
在一些情况下,本公开的某些方面和特征对于在离开连续铸造装置之后立即或不久处理金属制品可能特别有用。金属制品,如金属板(例如厚度约为16 mm的板)或金属条,在离开连续铸造装置并任选地淬火后可以在约450℃下进入加热设备,并且可以加热到约560℃到约570℃的温度。在铸造后加热过程之后,金属制品可以经历厚度减小,如通过热轧。在一些情况下,厚度减小可以是厚度减少约70%,尽管可以使用更大或更小的厚度减小。
在此说明书中,参考由AA数值以及其它相关标识,如“系列”或“7xxx”识别的合金。为了理解铝及铝合金命名和识别中最常用的数字标识系统,请参阅“锻铝和锻铝合金的国际合金命名和化学成分限制”或“采用铸件和铸锭形式的铝合金的铝协会合金命名和化学成分限制的登记记录”,两者均由铝协会出版。
如本文所用,板的厚度通常在5 mm到50 mm的范围内。例如,板可以指厚度约5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm、35 mm、40 mm、45 mm或50 mm的铝产品。
如本文所用,薄板(shate)(也称为板片)通常具有约4 mm到约15 mm的厚度。例如,薄板可以具有4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm、11 mm、12 mm、13 mm、14 mm或15mm的厚度。
如本文所用,片通常是指厚度小于约4 mm的铝产品。例如,片的厚度可以小于4mm、小于3 mm、小于2 mm、小于1 mm、小于0.5 mm、小于0.3 mm或小于0.1 mm。
如本文所用,“室温”的含义可以包括约15℃至约30℃的温度,例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃。如本文所用,“环境条件”的含义可以包含约室温的温度、约20%到约100%的相对湿度以及约975毫巴(mbar)到约1050 mbar的气压。例如,相对湿度可以为约20%、约21%、约22%、约23%、约24%、约25%、约26%、约27%、约28%、约29%、约30%、约31%、约32%、约33%、约34%、约35%、约36%、约37%、约38%、约39%、约40%、约41%、约42%、约43%、约44%、约45%、约46%、约47%、约48%、约49%、约50%、约51%、约52%、约53%、约54%、约55%、约56%、约57%、约58%、约59%、约60%、约61%、约62%、约63%、约64%、约65%、约66%、约67%、约68%、约69%、约70%、约71%、约72%、约73%、约74%、约75%、约76%、约77%、约78%、约79%、约80%、约81%、约82%、约83%、约84%、约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、约100%、或它们之间的任何数值。例如,气压可以是约975 mbar、约980 mbar、约985 mbar、约990 mbar、约995 mbar、约1000 mbar、约1005 mbar、约1010 mbar、约1015 mbar、约1020 mbar、约1025 mbar、约1030 mbar、约1035 mbar、约1040 mbar、约1045 mbar、约1050 mbar或它们之间的任何数值。
本文公开的所有范围应理解为涵盖其中归入的任何和所有子范围。例如,规定的范围“1到10”应被视为包含最小值1与最大值10之间的任何和所有子范围(并包含最小值1和最大值10);也就是说,以1或更大值,例如1到6.1作为最小值开始,并以10或更小值,例如5.5到10作为最大值结束的所有子范围。除非另有说明,否则当提及元素的组成量时,表达“多达”表示所述元素是任选的并且包含所述特定元素的百分之零组成。除非另有说明,否则所有组成百分比均为重量百分比(wt.%)。
如本文所用,除非上下文另外明确规定,否则“一(a/an)”和“所述(the)”的意义包含单数和复数个参考物。
在以下实例中,以重量百分比(wt.%)就其元素组成描述铝合金产品及其组分。在每种合金中,剩余部分是铝,具有所有杂质总和的0.15%的最大wt. %。
偶然元素,如晶粒细化剂和脱氧剂,或其它添加剂可以存在于本发明中,并且可以在不脱离或显著改变本文所述的合金或本文所述的合金的特性的情况下自身添加其它特性。
由于铝的固有性质或与加工设备接触浸出,不可避免的杂质,包含材料或元素可能以少量存在于合金中。通常在铝中发现的一些杂质包含铁和硅。如上所述,除合金元素、偶然元素和不可避免的杂质之外,合金可以含有不超过约0.25 wt.%的任何元素。
本文所述的合金可以使用本领域普通技术人员已知的任何合适的铸造方法铸造。作为少数非限制性实例,铸造工艺可以包含直接冷硬(DC)铸造工艺或连续铸造(CC)工艺。连续铸造系统可以包含一对移动的相对铸造表面(例如,移动的相对带、辊或块)、一对移动的相对铸造表面之间的铸造腔、以及熔融金属喷射器。熔融金属喷射器可以具有端部开口,熔融金属可以从所述端部开口离开熔融金属喷射器并且被注入到铸造腔中。在一些情况下,本公开的方面可以特别适合与连续铸造金属制品一起使用。
本文所述的铝合金产品可以用于汽车应用和其它运输应用中,包含飞机和铁路应用。例如,所公开的铝合金产品可以用于制备汽车结构部件,如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱增强件(例如,A支柱、B支柱和C支柱)、内板、外板、侧板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所述的铝合金产品和方法还可以用于飞机或铁路车辆应用中,以制备例如外板和内板。本公开的某些方面和特征可以提供具有改善的表面质量和冶金学的金属制品,这可以导致改进的粘合能力和可成形性,这对于本文提及的任何应用以及其它应用可能是特别期望的。
本文所述的铝合金产品和方法也可以用于电子装置应用中。例如,本文所述的铝合金产品和方法可以用于制备电子装置,包含移动电话和平板电脑的外壳。在一些实例中,铝合金产品可以用于制备移动电话(例如,智能电话)、平板电脑底架和其它便携式电子装置的外壳的壳体。
给出这些说明性实例是为了向读者介绍这里讨论的一般主题,而不旨在限制所公开概念的范围。以下部分参考附图描述了各种额外的特征和实例,其中相同的数字表示相同的元件,并且方向性描述用于描述说明性实施例,但是与说明性实施例类似,其不应该用于限制本公开。本文说明中包含的元件可能未按比例绘制,并且出于说明性目的可以夸大某些尺寸。
图1是描绘根据本公开的某些方面的连续非接触式加热设备100的侧视图的示意图。加热设备100可以包含加热区102和浮选区104。金属制品110(例如,金属板或金属条)可以沿下游方向112(例如,处理方向)穿过加热设备100。金属制品110可以从加热设备100的上游端处的入口106处进入并且从加热设备100的下游端处的出口108处离开。
金属制品110可以穿过加热区102和浮选区104,而不与加热区102或浮选区104内的任何支撑结构物理接触。在加热区102中,金属制品110可以被加热到所需的设定点温度。在浮选区104中,金属制品110可以维持在期望的设定点温度(例如,所需设定点温度或所需设定点温度的0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%之内)。浮选区104的长度和金属制品110在下游方向112上行进的速度可以规定金属制品110的特定横截面在所需的设定点温度下花费的持续时间(例如,沉浸时间)。例如,30米的浮选区104可以为以每分钟10米行进的金属板提供3分钟的沉浸时间。
在一些情况下,在进入加热区102之前,可以冷却金属制品110,以便于跨金属制品110的横向宽度提供均匀(例如,均匀)的温度分布。然而,在进入加热区102之前不需要进行冷却。
加热区102可以含有任何合适的加热装置。如图1中所示,加热区102包含旋转磁体阵列114,其被配置成加热金属制品110。任选地,感应回路118可以围绕加热区102内的金属制品110,以向金属制品110提供补充热量。在一些情况下,加热区102包含感应回路118并且不包含用于加热的旋转磁体阵列114。在这种情况下,加热区102可以包含用于悬浮目的的额外旋转磁体,如关于浮选区104进一步详细描述的。在一些情况下,一个或多个感应回路118可以提供补充加热以改善金属条中的横向温度均匀性,如以校正在磁加热期间形成的任何冷点。
浮选区104可以包含旋转磁体阵列116,其被配置成使金属制品110悬浮。用于悬浮的旋转磁体阵列116可以仅位于浮选区104内,或者还可以任选地位于加热区102内。在一些情况下,任选冷却剂喷嘴122可以位于浮选区104内,以提供额外的温度控制,以将金属制品110维持在期望的设定点温度,尽管从旋转磁体阵列116添加了任何热量。冷却剂喷嘴122中的每一个可以具有单独的控制器(例如,阀)以控制向金属制品110施加冷却剂。
在一些情况下,浮选区104可以包含传统的浮选元件,如空气喷嘴或用于使用非磁性技术悬浮金属条的其它元件。这些元件可以用于代替磁悬浮或除磁悬浮之外。
被配置成加热金属制品110的旋转磁体阵列可以包含设定尺寸和位置的磁体,以有效地升高金属制品110的温度,如跨金属制品110的约整个宽度或更多延伸的磁转子。配置成使金属制品110悬浮的旋转磁体阵列可以包含设定尺寸和位置的磁体,以有效地悬浮金属制品110而不向金属制品110提供大量热量,如含有一个或多个旋转磁体的磁转子占据少于金属制品110的全部宽度(例如,等于或小于金属制品110的横向宽度的约95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、或10%)。
一个或多个传感器124可以放置在加热设备100内,如在加热区102和/或浮选区104内,以测量金属制品110的特性,如金属制品110的温度,或加热设备100内的气氛的特性。可以将来自传感器124的测量结果提供给控制器126。在一些情况下,控制器126可以使用来自传感器124的测量结果以对加热设备100的方面提供动态控制,如加热区102中的旋转磁体阵列114或感应回路118,和/或浮选区104中的冷却剂喷嘴122。控制器126可以使用来自传感器124的反馈以确保在加热区102中实现期望的设定点温度并维持在浮选区104中。
在一些情况下,加热设备100可以包含含有惰性气氛的任选室120。气体端口128可以从气体供应源向室120供应惰性气体或最小反应气体,从而维持金属制品110周围的惰性气氛。室120可以从入口106延伸到出口108。室120可以由任何合适的材料制成,如非导电和/或绝热材料。在某些情况下,室120可以由凯夫拉尔®或类似的材料制成。
图2是描绘根据本公开的某些方面的非连续非接触式加热设备200的侧视图的示意图。加热设备200可以包含组合的加热和浮选区203。金属制品210(例如,金属板或金属条)可以定位在加热设备200内。加热和浮选区203可以具有开口,金属制品210可以插入所述开口并取回,或者可以在打开与关闭位置之间移动,以允许金属制品210放置在加热设备200内,加热并沉浸,并且然后从中移除。非连续非接触式加热设备200可以允许以非连续方式批量处理金属制品210。
在加热和浮选区203内,金属制品210可以悬浮并加热,而不与加热和浮选区203内的任何支撑结构物理接触。在一些情况下,金属制品210可以仅在其端部处被支撑并且可以使用旋转磁体悬浮。在加热和浮选区203中,金属制品210可以被加热到期望的设定点温度并维持在期望的设定点温度(例如,所需设定点温度或所需设定点温度的0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、2%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、20%或25%之内)所需的持续时间(例如,沉浸时间)。
加热和浮选区202可以含有任何合适的加热装置,如旋转磁体和/或感应线圈。如图2中所示,加热和浮选区203包含旋转磁体阵列214,其被配置成加热金属制品210并使金属制品210悬浮在加热和浮选区203内。在一些情况下,配置成使金属制品210悬浮的额外旋转磁体阵列可以定位在加热和浮选区203内。被配置成加热金属制品210的旋转磁体阵列可以包含设定尺寸和位置的磁体,以有效地升高金属制品210的温度,如跨金属制品210的约整个宽度或更多延伸的磁转子。配置成使金属制品210悬浮的旋转磁体阵列可以包含设定尺寸和位置的磁体,以有效地悬浮金属制品210而不向金属制品210提供大量热量,如含有一个或多个旋转磁体的磁转子占据少于金属制品210的全部宽度(例如,等于或小于金属制品210的横向宽度的约95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、或10%)。
在一些情况下,任选冷却剂喷嘴222可以位于加热和浮选区203内,以提供额外的温度控制,以将金属制品210维持在所需的设定点温度。冷却剂喷嘴222中的每一个可以具有单独的控制器(例如,阀)以控制向金属制品210施加冷却剂。
一个或多个传感器224可以放置在加热和浮选区203内,以测量金属制品210的特性,如金属制品210的温度,和/或加热设备200内的气氛特性。可以将来自传感器224的测量结果提供给控制器226。在一些情况下,控制器226可以使用来自传感器224的测量结果以对加热设备200的方面提供动态控制,如旋转磁体阵列214或其它加热装置,或冷却剂喷嘴222。控制器226可以使用来自传感器224的反馈以确保在加热过程期间实现并维持期望的设定点温度。
在一些情况下,加热设备200可以包含含有惰性气氛的任选室220。气体端口228可以从气体供应源向室220供应惰性气体或最小反应气体,从而维持金属制品210周围的惰性气氛。室220可以由任何合适的材料制成,如非导电和/或绝热材料。在某些情况下,室220可以由凯夫拉尔®或类似的材料制成。
图3是描绘根据本公开的某些方面的使用旋转磁体的连续加热设备300的组合示意图和温度图340。温度图340与加热设备300对准,以沿着加热设备300在不同距离处显示金属制品310的大致温度342。虚线圆圈是图4中描绘的特写视图的指示符。图3的加热设备300可以是图1的加热设备100。金属制品310,如金属条或金属板,可以沿下游方向312行进通过加热设备300。
加热设备300包含加热区302和浮选区304。在加热区302中,旋转磁体阵列314可以加热金属制品310以升高金属制品310的温度。旋转磁体阵列314包含彼此纵向间隔开的六对磁转子336,每对磁转子336包含金属制品310的相对侧上的相对的顶部转子和底部转子。在一些情况下,旋转磁体阵列314可以包含其它配置和/或朝向的其它数量的旋转磁体(例如,其它数量的转子)。温度图340示出金属制品310的温度342随着金属制品310通过每对磁转子336而增加。金属制品310的温度342从加热区302内的入口温度346增加到期望的设定点温度344。
在浮选区304中,旋转磁体阵列316悬浮金属制品310,允许金属制品310在期望的设定点温度344下沉浸所需的持续时间。不管来自旋转磁体阵列316的任何加热效应,任选冷却剂分配器(如图1的冷却剂喷嘴122)可以用于帮助将温度342维持在期望的设定点温度344。旋转磁体阵列316可以包含多个转子334,如31个转子334。每个转子334可以包含一个或多个横向间隔开的旋转磁体,其占据小于金属制品310的整个宽度(例如,等于或小于金属制品310的横向宽度的约95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、或10%)。
用于容纳惰性气氛的室可以部分地由顶壁330和底壁332以及侧壁(未示出)限定。顶壁330和底壁332以及任选地侧壁中的每一个可以由非导电且绝热的材料制成。在一些情况下,顶壁330、底壁332和侧壁中的一个或两个的一部分或全部可以由导电和/或磁性材料制成,或者可以具有与其联接的导电和/或磁性材料。此导电和/或磁性材料可以帮助以期望的方式从一个或多个磁转子,如加热区302的磁转子336分流磁通量(例如,作为通量导向器)。如果不存在壁,则磁通量可以以另一种方式从一个或多个磁转子,如加热区302的磁转子336分流。
当金属制品310行进通过加热设备300时,其可以在顶壁330与底壁332之间通过。加热区302中的旋转磁体阵列314的转子336和浮选区304中的旋转磁体阵列316的转子334可以定位在室外部,与顶壁330和/或底壁332相对形成金属制品310。
图4是描绘根据本公开的某些方面的图3的加热设备300的一部分400的特写示意性侧视图。图4的部分400由图3中的虚线圆圈标出。加热区的转子336位于金属制品310的上方和下方,并且位于由顶壁330和底壁332形成的室420的外部。浮选区的转子334仅位于金属制品310下方,并且位于室420的外部,底壁332下方。
图5是根据本公开的某些方面的永磁转子500的剖视侧视图。永磁转子500是适合作为图1的任何旋转磁体阵列114、116或图2的旋转磁体阵列214的转子的转子的实例。磁转子500可以包含一个或多个磁源550。如图5中所见,磁转子500包含作为永磁体的八个磁源550。磁体可以以任何合适的朝向布置。磁源550可以布置成使得相邻的永磁体提供径向向外的不同极(例如,交替的N、S、N、S、N、S、N、S)。可以使用任何合适的永磁体,如钐钴、钕或其它磁体。在一些情况下,钐钴磁体可能比钕磁体更理想,因为钐钴磁体的磁场强度可以随着较高的热量而降低。然而,在一些情况下,钕磁体可能比钐钴磁体更理想,因为钕磁体在较冷的温度下具有较强的场强度。
磁源550可以由壳体552包围。壳体552可以是能够允许磁通量通过的任何合适的材料。在一些情况下,壳体552可以由非金属涂层制成或可以进一步包含非金属涂层。在一些情况下,壳体552可以包含Kevlar®涂层。
在一些情况下,磁转子500可以包含具有中心轴556的铁磁芯554。磁转子500可以包含适于支撑磁源550的其它内部布置。可以使用任何合适数量的磁源550,然而已经发现利用偶数个磁源550,如六个或八个磁源550可以实现有效的结果。
磁源550的尺寸可以设定为覆盖磁转子500的任何百分比的圆周。利用磁源550可以实现有效的结果,所述磁源的尺寸设定成占据磁转子500的圆周的约40%到95%、50%到90%、或70%到80%。
磁转子500可以以任何合适的尺寸形成,然而已经发现使用直径在200 mm与600mm之间、至少300 mm、至少400 mm、至少500 mm、或至少600 mm的转子可以实现有效的结果。
每个磁源550的厚度可以是能够装配在磁转子500内的任何合适的厚度,然而已经发现永磁体厚度为或至少15 mm、15 mm到100 mm、15 mm到40 mm、20 mm到40 mm、25 mm到35mm、30 mm、或50 mm可以实现有效的结果。可以使用其它厚度。
通过试验和实验,已经确定通过使用围绕单个转子定位的六个或八个磁体可以获得高效的加热功率,尽管可以使用其它数量的磁体。当使用太多磁体时,加热功率可能下降。在一些情况下,可以选择磁体的数量以最小化安装和/或维护成本(例如,购买的磁体的数量)。在一些情况下,可以选择磁体的数量以最小化由于磁体在金属条附近移动而在金属条中发生的张力波动。例如,非常少的磁体可能导致更大和/或更长的张力波动,而更多的磁体可能导致更小和/或更短的波动。通过试验和实验,已经确定当磁体占据转子圆周的40%到95%,或更具体地说占据转子圆周的50%到90%或70%到80%时,可以获得高效的加热功率。通过试验和实验,已经确定当转子的直径大时,如等于或大于200 mm、300 mm、400 mm、500 mm或600 mm,可以获得高效的加热功率。另外,使用更大的转子可以有助于最小化磁体成本。通过试验和实验,已经确定当转子的直径大时,如等于或大于200 mm、300 mm、400mm、500 mm或600 mm,可以获得高效的加热功率。另外,使用更大的转子可以有助于最小化磁体成本。在一些情况下,较小的转子(例如,直径等于或低于600 mm、500 mm、400 mm、300mm或200 mm)可以特别适合于悬浮金属制品,而较大的转子可以特别适合于加热金属制品。
随着转子速度的增加,加热功率趋于增加。然而,在一些情况下,如果转子的速度达到阈值水平,由于金属条的固有电感和电阻率特性,速度的进一步增加将对加热效率产生负面影响。已经确定每分钟等于或约1800转(例如,每分钟1800转的1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%或20%内)可以是理想的速度,部分由于在各种场所的主电源中发现的以60 Hz频率控制转子马达的简单性。在一些情况下,可以基于所使用的转子马达和/或供应的主电源选择其它频率。已经确定,虽然转子速度可以是控制施加到金属条的热能量的有用方法,但是维持恒定的转子速度并使用垂直间隙控制和其它控制以调节施加到金属条的热能量可能是有利的。
通过试验和实验,已经确定当转子中的永磁体的厚度在15 mm到40 mm、20 mm到40mm或25 mm到35 mm之间,或等于或约30 mm时,可以获得高效的加热功率。虽然利用较厚的磁体可以获得强大的加热功率,但是在上述范围内使用磁体可以提供足够强的加热功率,同时保持磁体的安装/维护成本降低。
图6是描绘根据本公开的某些方面的用于磁加热和张力控制的旋转磁体阵列600的组合示意图和图表。旋转磁体阵列600可以包含多个转子608、610,其能够加热金属制品602以及引起金属制品602中的张力变化。参考图6所述的磁加热和张力控制可以与任何合适的转子一起使用,包含用于加热的转子和用于悬浮的转子。磁加热可以发生在加热设备的加热区中,如图1的加热设备100,并且张力控制可以发生在加热设备内的任何地方。
图6的左侧部分描绘了直接定位在金属制品602的相对侧上的转子608。当金属制品602进入第一对转子608之间的间隙时,张力可以最初相对较高,如图6的张力线609中所见。通过沿上游方向旋转转子608中的每一个,转子608可以施加张力调节,同时提高金属制品602的温度,如图6的温度线601中所见。在上游方向上操作的每个连续转子608可以降低金属条的张力,同时提高金属条的温度。此技术可以是特别有益的,因为随着金属制品602的温度增加,过度的张力和/或物理接触可能是不期望的并且可能导致金属制品602中的缺陷。可以在不使金属制品602与转子608之间形成物理接触的情况下实现使用磁转子608以提高温度并降低金属制品602中的张力。
图6的右侧部分描绘了转子610操作以增加张力同时提供加热。当金属制品602穿过转子610的间隙时,张力最初可以相对较低并且可以增加。因此,如本文所述的磁转子610尤其可以用于提高金属制品602的温度并增加金属制品602中的张力两者,而不需要接触金属制品602。通过沿下游方向旋转磁转子610,转子610可以增加金属制品602中的张力,同时提高金属制品602的温度。
当使用悬浮转子代替加热转子时,悬浮转子可以增加或减小张力而不会对金属制品提供显著的加热。
图7是描绘根据本公开的某些方面的使用加热设备717的部分解除联接的连续铸造系统700的示意图。加热设备717,如图1的加热设备100在完全或部分解除联接的连续铸造系统中尤其有用。
部分解除联接的连续铸造系统700包含连续铸造装置,如连续双带铸造机708,尽管可以使用其它连续铸造装置,如双辊铸造机。连续带式连铸机708包含能够以足以使液态金属736固化的冷却速率从液态金属736提取热量的相对带,一旦固体作为金属制品710从连续带式连铸机708流出。金属制品710在其离开连续带式连铸机708时的厚度可以是约16mm,尽管可以使用其它厚度。连续带式连铸机708可以以期望的铸造速度操作。相对的带可以由任何合适的材料制成,然而在一些情况下,带由铜或铝制成。连续带式连铸机708内的冷却系统可以从液态金属736提取足够的热量,使得离开连续带式连铸机708的金属制品710具有200℃到530℃之间的温度,尽管可以使用其它范围。
在一些情况下,加热设备717(例如,图1的加热设备100)可以定位在连续带式连铸机708的出口附近的连续带式连铸机708的下游。在一些情况下,任选夹送辊715可以定位在连续带式连铸机708与加热设备717之间。加热设备717可以将金属制品710的温度升高到期望的设定点温度,其可以是约570℃(例如,500℃到570℃,520℃到560℃,或等于或约560℃或570℃),并将所述温度维持所需的时间量。加热设备717可以具有足够的长度以允许金属制品710在等于或约1分钟到10分钟,或更优选地等于或在1分钟与7分钟之间穿过加热设备717,同时以连续连铸机708的出口速度移动。
在一些情况下,热轧机架784可以任选地定位在加热设备717的下游和卷绕设备的上游。热轧机架784可以将金属制品710的厚度减小至少70%,或更优选地在50%与75%之间。在一些情况下,可以使用粗轧机代替热轧机架784。后轧制淬火719可以在金属制品710离开热轧机架784之后降低其温度。后轧制淬火719可以赋予有益的冶金特性。在一些情况下,任选预轧淬火713可以降低加热设备717与热轧机架784之间的金属制品710的温度,这可以在金属制品710上赋予有益的冶金特性。预轧淬火713和/或后轧制淬火719可以以等于或约200℃/秒的速率降低金属制品710的温度。在卷绕之前,金属制品710可以通过修边器721进行边缘修整。在卷绕期间,金属制品710可以缠绕到中间线圈712(例如,热带)中,并且剪切723可以在中间线圈712已经达到期望的长度或尺寸时分开金属制品710。随后可以在轧机中以轧机最理想的速度进一步加工此中间线圈712。因此,轧机的速度和连续连铸机的速度可以解除联接,并且不需要彼此限制。
然而,在其它情况下,金属制品710可以在不首先卷绕成中间线圈712的情况下进一步加工。
图8到11是描绘装载或穿过过程的侧视示意图。
图8是描绘根据本公开的某些方面的在使金属制品穿过之前处于打开配置的加热设备800的示意图。加热设备800可以类似于图3的加热设备300。加热设备800可以包含加热区中的旋转磁体阵列814和浮选区中的旋转磁体阵列816。当处于打开位置中时,用于惰性气氛的室的顶壁830可以远离底壁832升高。旋转磁体阵列814的顶部转子836可以伴随顶壁830一起升高。在一些情况下,代替升高顶壁830和转子836,顶壁830和转子836可以以其它方式远离底壁832移动。使金属制品穿过可以通过从加热设备800的上游端插入金属制品开始,同时旋转旋转磁体阵列814、816的旋转磁体以使金属制品穿过同时悬浮金属制品。
图9是描绘根据本公开的某些方面的金属制品910被穿入加热设备900中时处于打开配置的加热设备900的示意图。加热设备900可以是当使金属制品810穿过时的图8的加热设备800。当金属制品910从加热设备900的上游端插入同时旋转磁体阵列914、916的旋转磁体旋转时,发生使金属制品910穿过,从而在金属制品910悬浮的同时使金属制品910穿过。
图10是描绘根据本公开的某些方面的金属制品1010已经被穿入加热设备1000中之后处于打开配置的加热设备1000的示意图。当已经使金属制品1010穿过时,但是在将加热设备800放置在关闭位置之前时,加热设备1000可以是图8的加热设备800。在已经使金属制品1010完全穿过之后,金属制品1010可以使用旋转磁体阵列1014、1016继续悬浮。
图11是描绘根据本公开的某些方面,其中金属制品1110穿过就位的处于闭合配置的加热设备1100的示意图。在已经使金属制品1110穿过并且加热设备800已经移动到关闭位置中之后,加热设备1100可以是图8的加热设备800。在已经使金属制品1110穿过之后,如相对于图10所述,用于惰性气氛的室的顶壁1130可以移动回到其邻近底壁1132的正常操作位置以形成室。旋转磁体阵列1114的顶部转子1136可以伴随顶壁1130一起降低或以其它方式移回到位。一旦处于闭合配置中,其中金属制品1110穿入其中,加热设备1100可以如本文所述操作。
图12是描绘根据本公开的某些方面的用于加热金属制品的过程1200的流程图。过程1200可以使用本文所述的加热设备进行,如图1的加热设备100或图2的加热设备200。
在框1202处,可以将金属制品定位在加热区内。在非连续加热设备的情况下,将金属制品定位在加热区中可以包含将金属制品插入加热区中的永久或临时开口中。在连续加热设备的情况下,将金属制品定位在加热区中可以包含将金属制品连续地插入加热区的入口中。
在框1204处,可以在加热区中加热金属制品。加热可以快速进行。加热可以基于加热装置进行,所述加热装置可以通过温度传感器反馈动态控制或不动态控制。合适的加热装置的实例包含感应加热器和/或旋转磁体阵列。使用旋转磁体阵列加热金属制品可以具有有益的结果。
在框1206处,使用旋转磁体阵列将金属制品悬浮在浮选区中。在非连续加热设备的情况下,浮选区可以与加热区相同,并且从而可以占据相同的空间。在这种情况下,用于悬浮的旋转磁体阵列中的一些或所有也可以提供热量作为框1204的加热装置。在连续加热设备的情况下,浮选区可以紧接在加热区之后,并且金属制品可以从加热区引入浮选区中。
在框1208处,可以在浮选区中将温度设定点维持所需的持续时间。在非连续加热设备的情况下,可以通过时间或其它类似技术来建立持续时间。在连续加热设备的情况下,可以通过金属制品的行进速度和浮选区的长度的组合来建立持续时间。
在任选框1210中,可以将金属制品穿入室(例如,充气或惰性气体填充的室)中。使金属制品穿过可以包含分离室的顶壁和底壁,将金属制品插入其间,以及将顶壁和底壁重新组合到位置以形成室。
以下实例将用来进一步说明本发明,然而,同时不对其构成任何限制。相反,应清楚地理解,在不脱离本发明的精神的情况下,可以借助各种实施例,在阅读本文的描述之后,所述实施例的修改和等效物可以本身暗示本领域中的技术人员。除非另有说明,否则在以下实例中描述的研究期间,遵循常规程序。出于说明性的目的,以下描述程序中的一些。
在第一示例测试中,将1 mm厚的6xxx系列铝条发送通过旋转磁体阵列进行加热,包含将四个转子布置在两对纵向间隔开的相对转子对中(例如,放置在金属条上方和下方的转子)。使金属条以60 m/分钟的速度通过旋转磁体阵列。条在约30℃下进入旋转磁体阵列并在约170℃下离开。旋转磁体阵列以约75%到约80%的效率操作并且占据小于1米的纵向空间。相比之下,如果通过感应加热加热,标准CASH处理线中的类似加热设备将占据大于5米并且可以以约50%的效率操作。第一示例测试的旋转磁体阵列可以适合于实施为如本文所述的加热设备的加热区的全部或部分。
在第二示例测试中,使16 mm厚的铝板以10 m/分钟通过非接触式加热设备。加热设备包含3米或4米长的加热区,随后是约30米的浮选区。加热区包含六对纵向间隔开的相对的转子对,其能够使金属板中的温度升高80℃。在加热区中达到所需的设定点温度并在浮选区中维持30分钟,所有都在加热设备内,其长度为约33米到约34米。浮选区包含31个纵向间隔开的转子,所述转子仅位于金属板下方。转子中的每一个含有六个或七个横向间隔开的旋转磁体,其中顺序转子具有彼此偏移的旋转磁体,在浮选区内形成交错的旋转磁体阵列。在浮选区中使用辅助冷却装置(例如,冷却剂分配器)以将金属板的温度维持在设定点温度的5℃内。
包含所示实施例的实施例的前述描述仅出于说明和描述的目的而呈现,并且不旨在穷举或限制所公开的精确形式。对于本领域中技术人员来说,其许多修改、改编和使用将是显而易见的。
如下所用,对一系列实例的任何提及应理解为对这些实例中的每一个的分别提及(例如,“实例1到4”应理解为“实例1、2、3或4”)。
实例1是一种加热设备,其包括:加热区,其用于接收金属制品,其中所述加热区包括至少一个加热装置,所述加热装置用于提高所述金属制品的温度;以及浮选区,其联接到所述加热区,用于维持所述金属制品的所述温度,其中所述浮选区包括用于悬浮所述金属制品的浮选装置阵列,其中所述至少一个加热装置和所述浮选装置阵列中的至少一个包括被定位成与所述金属制品相邻的磁转子阵列。
实例2是实例1所述的加热设备,其中所述磁转子阵列中的每个磁转子包括至少一个永磁体。
实例3是实例1或2所述的加热设备,其中所述加热区和所述浮选区彼此重叠。
实例4是实例3所述的加热设备,其中所述至少一个加热装置和所述浮选装置阵列都包括所述磁转子阵列。
实例5是实例1或2所述的加热设备,其中所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中所述加热区包含用于连续地接收所述金属制品的入口,并且其中所述浮选区包含用于连续地输出所述金属制品的出口。
实例6是实例1到3或5所述的加热设备,其中所述至少一个加热装置包括所述磁转子阵列。
实例7是实例6所述的加热设备,其中所述浮选装置阵列包括额外的磁转子阵列。
实例8是实例1到4或5所述的加热设备,其中所述浮选装置阵列包括所述磁转子阵列。
实例9是实例8所述的加热设备,其中所述磁转子阵列包括多个转子,每个转子包括多个横向间隔开的磁体。
实例10是实例1到9所述的加热设备,其进一步包括:温度传感器,其被定位成测量所述金属制品的温度;以及控制器,其联接到所述温度传感器和所述至少一个加热装置以基于感测的温度控制至少一个加热装置。
实例11是实例1到10所述的加热设备,其进一步包括以下至少一个:一个或多个冷却喷嘴,其联接到冷却剂流体源,并且定位成将所述冷却剂流体分配在所述金属制品上;以及一个或多个加热喷嘴。
实例12是实例11所述的加热设备,其进一步包括:温度传感器,其被定位以测量所述金属制品的温度;以及控制器,其联接到所述温度传感器和所述一个或多个冷却喷嘴以控制由所述一个或多个冷却喷嘴分配的冷却剂流体的量。
实例13是实例11所述的加热设备,其进一步包括:温度传感器,其被定位成测量所述金属制品的温度;以及控制器,其联接到所述温度传感器和所述一个或多个加热喷嘴以控制由所述一个或多个冷却喷嘴施加的热量。
实例14是实例1到13所述的加热设备,其中所述磁转子阵列围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线平行于所述金属制品的横向宽度并垂直于下游方向。
实例15是实例1到14所述的加热设备,其进一步包括室,其中所述金属制品定位在所述浮选区或所述加热区中的至少一个中的所述室内,并且其中所述磁转子阵列定位成与来自所述金属制品的所述室的壁相对。
实例16是实例15所述的加热设备,其中所述室包含可与底壁分离的顶壁,以便于所述金属制品穿入所述加热区和所述浮选区中的所述至少一个中。
实例17是实例15或16所述的加热设备,其中所述室由非导电的绝热材料制成。
实例18是实例15到17所述的加热设备,其中所述室包括一个或多个端口,所述端口将所述室连接到惰性气体供应。
实例19是一种方法,其包括:将金属制品定位在加热设备的加热区中;在所述加热区中将所述金属制品加热到设定点温度;使所述金属制品悬浮在所述浮选区中,其中加热所述金属制品以及悬浮所述金属制品中的至少一者包括旋转至少一个磁转子以在所述金属制品附近生成变化的磁场;以及当所述金属制品在所述浮选区悬浮时,将所述设定点温度维持某个持续时间。
实例20是实例19所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个包括一个或多个永磁体,所述永磁体可围绕共同的旋转轴线旋转。
实例21是实例19或20所述的方法,其中所述加热区和所述浮选区彼此重叠。
实例22是实例19到21所述的方法,其中加热所述金属制品以及悬浮所述金属制品都包括旋转所述至少一个磁转子。
实例23是实例19到22所述的方法,其进一步包括将所述金属制品从所述加热区引导到所述浮选区,其中所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中在所述加热区中定位所述金属制品包括连续地将所述金属制品接收到所述加热区中。
实例24是实例19到23所述的方法,其中加热所述金属制品包括旋转所述至少一个磁转子中的一个或多个。
实例25是实例24所述的方法,其中悬浮所述金属制品包括旋转额外的磁转子阵列。
实例26是实例19到25所述的方法,其中悬浮所述金属制品包括旋转所述至少一个磁转子。
实例27是实例26所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个包括多个横向间隔开的磁体,所述磁体可围绕共同的旋转轴线旋转。
实例28是实例19到27所述的方法,其进一步包括:使用温度传感器测量所述金属制品的温度;以及基于测量的温度控制所述加热装置。
实例29是实例19到28所述的方法,其进一步包括:使用一个或多个冷却喷嘴向所述金属制品提供冷却剂流体。
实例30是实例29所述的方法,其进一步包括:使用温度传感器测量所述金属制品的温度;以及基于测量的温度控制所述冷却剂流体的分配。
实例31是实例19到30所述的方法,其进一步包括:使用一个或多个加热喷嘴加热所述金属制品。
实例32是实例31所述的方法,其进一步包括:使用温度传感器测量所述金属制品的温度;以及基于测量的温度控制所述金属制品的加热。
实例33是实例19到32所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线平行于所述金属制品的横向宽度并垂直于所述金属制品的下游方向。
实例34是实例19到33所述的方法,其中悬浮所述金属制品包括将所述金属制品悬浮在室内,以及生成通过所述室的所述变化的磁场。在一些情况下,生成通过所述室的所述变化的磁场包含从被定位成与来自所述金属制品的所述室的壁相对的至少一个磁转子生成变化的磁场。
实例35是实例34所述的方法,其进一步包括将所述金属制品穿入所述室中,其中使所述金属制品穿过包括:分离所述室的顶壁和底壁;将所述金属制品插入所述顶壁与所述底壁之间;以及将所述顶壁和所述底壁重新组合在一起。
实例36是实例34或35所述的方法,其中悬浮所述金属制品包括通过所述室的非导电绝热材料生成所述变化的磁场。
实例37是实例34到36所述的方法,其进一步包括向所述室供应惰性气体。
实例38是实例34到37所述的方法,其中所述室是隔离室。
实例39是实例34到38所述的方法,其中所述室是充气室。

Claims (26)

1. 一种加热设备,其包括:
加热区,其用于接收金属制品,其中所述加热区包括至少一个加热装置,所述加热装置用于提高所述金属制品的温度;以及
浮选区,其联接到所述加热区,用于维持所述金属制品的所述温度,其中所述浮选区包括用于悬浮所述金属制品的浮选装置阵列,其中所述至少一个加热装置和所述浮选装置阵列中的至少一个包括被定位成与所述金属制品相邻的磁转子阵列。
2.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述磁转子阵列的每个磁转子包括至少一个永磁体。
3.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述加热区和所述浮选区彼此重叠。
4.根据权利要求3所述的加热设备,其中所述至少一个加热装置和所述浮选装置阵列都包括所述磁转子阵列。
5.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中所述加热区包含用于连续地接收所述金属制品的入口,并且其中所述浮选区包含用于连续地输出所述金属制品的出口。
6.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述至少一个加热装置包括所述磁转子阵列。
7.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述浮选装置阵列包括所述磁转子阵列。
8.根据权利要求7所述的加热设备,其中所述磁转子阵列包括多个转子,每个转子包括多个横向间隔开的磁体。
9. 根据权利要求1所述的加热设备,其进一步包括以下至少一个:
(1)一个或多个冷却喷嘴,其联接到冷却剂流体源并定位成将所述冷却剂流体分配到所述金属制品上;以及
(2)一个或多个加热喷嘴,其用于加热所述金属制品。
10.根据权利要求1所述的加热设备,其中所述磁转子阵列围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线平行于所述金属制品的横向宽度并垂直于下游方向。
11.根据权利要求1所述的加热设备,其进一步包括室,其中所述金属制品定位在所述浮选区和所述加热区中的至少一个中的所述室内。
12.根据权利要求11所述的加热设备,其中所述室包含能与底壁分离的顶壁,以便于所述金属制品穿入所述浮选区和所述加热区中的所述至少一个中。
13.根据权利要求11所述的加热设备,其中所述室包括一个或多个端口,所述端口将所述室连接到惰性气体供应。
14.一种方法,其包括:
将金属制品定位在加热设备的加热区中;
将所述金属制品加热到所述加热区中的设定点温度;
将所述金属制品悬浮在浮选区中,其中加热所述金属制品以及悬浮所述金属制品中的至少一者包括旋转至少一个磁转子以在所述金属制品附近生成变化的磁场;以及
在所述金属制品悬浮在所述浮选区中时,将所述设定点温度维持某个持续时间。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个包括一个或多个永磁体,所述永磁体能围绕共同的旋转轴线旋转。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述加热区和所述浮选区彼此重叠。
17.根据权利要求14所述的方法,其中加热所述金属制品以及悬浮所述金属制品都包括旋转所述至少一个磁转子。
18.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括将所述金属制品从所述加热区引导到所述浮选区,其中所述浮选区在下游方向上紧接地位于所述加热区之后,其中在所述加热区中定位所述金属制品包括连续地将所述金属制品接收到所述加热区中。
19.根据权利要求14所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个包括多个横向间隔开的磁体,所述磁体能围绕共同的旋转轴线旋转。
20.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括:
使用一个或多个冷却喷嘴向所述金属制品提供冷却剂流体。
21. 根据权利要求20所述的方法,其进一步包括:
使用温度传感器测量所述金属制品的温度;以及
基于测量的温度控制所述加热区或所述冷却剂流体的分配。
22.根据权利要求14所述的方法,其进一步包括:
使用一个或多个加热喷嘴向所述金属制品提供热量;
使用温度传感器测量所述金属制品的温度;以及
基于测量的温度,控制由所述一个或多个加热喷嘴提供给所述金属制品的所述热量。
23.根据权利要求14所述的方法,其中所述至少一个磁转子中的每一个围绕旋转轴线旋转,所述旋转轴线平行于所述金属制品的横向宽度并垂直于所述金属制品的下游方向。
24.根据权利要求14所述的方法,其中悬浮所述金属制品包括将所述金属制品悬浮在室内,并生成通过所述室的所述变化的磁场。
25.根据权利要求24所述的方法,其进一步包括将所述金属制品穿入所述室中,其中穿过所述金属制品包括:
分离所述室的顶壁和底壁;
将所述金属制品插入所述顶壁与所述底壁之间;以及
将所述顶壁和所述底壁重新组合在一起。
26.根据权利要求24所述的方法,其进一步包括向所述室供应惰性气体。
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