CN112203961A - 用于对带形材料覆层的真空覆层设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给尤其由金属构成的带形材料(11)覆层的方法和真空覆层设备(10)。在此，带形材料(11)通过输送区段(12)沿着运输方向(T)运动并且在加载有真空的覆层腔(14)中被真空覆层。沿着带形材料(11)的运输方向(T)看，在覆层腔(14)的上游布置有至少一个剪边机(38)，带形材料(11)利用所述剪边机在至少一个带棱边处、优选地在两个带棱边处被修边，用以为带形材料(11)在其长度延伸上产生恒定的宽度。

Description

用于对带形材料覆层的真空覆层设备和方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的真空覆层设备和根据权利要求6的前序部分所述的用于给带形材料覆层的方法。
背景技术
在制造钢带时，不仅在热轧(Warmwalzen)而且在冷轧(Kaltwalzen)时发生带沿着长度的宽度改变。这通过所谓的“宽展(Breitung)”引起，其导致被辊压的带的宽度通过轧制道次(Walzstich)增加几个毫米。沿着钢带的长度上不同的宽展通常归因于加工钢带的设备之内的牵引力波动(Zugschwankungen)。
在辊压钢带时另外的问题在于，通过辊压过程，由于在横截面上不同的延长会产生边缘或者中间卷曲。
在制造例如以钢带的形式的带形材料时，根据现有技术已知的是，该带形材料的表面镀锌。这能够通过真空蒸发过程进行、如例如由DE3035000A1、DE19527515C1或者DE19735603C1已知的那样。所谓的PVD技术也属于这种真空蒸发过程，其例如在DE102009053367A1进行了解释。
在之前提到的真空蒸发过程中，带形材料的覆层在真空中进行，其中，带形材料通过隔离部和/或隔板元件的系统供应给腔或者类似物，其中存在或者说产生真空。
在腔中产生的真空相对于环境的密封通常通过以隔板元件的形式的密封工具进行，这例如在WO2008/049523A1中结合带隔离部进行了描述。这样的密封也能够根据EP1004369B1通过具有多个辊子的隔离部实现，其中，至少一个辊子关于至少两个其他辊子错开地布置并且其相对于这两个其他辊子的距离能够调整，用以为运动穿过这些辊子之间的带形材料实现密封。
如果带形材料根据真空蒸发过程的原理被覆层，那么真空相对于环境的密封具有重要的意义。为了该目的，其中实现带形材料的覆层的真空腔在进入侧和排出侧分别具有隔离部。在带形材料运输通过真空腔时，在隔离部的内壁和带形材料的外部的棱边之间分别产生侧向的空隙。为了最小化该空隙重要的是，了解带形材料沿着其长度上的准确宽度。如果带形材料在其长度上具有不恒定的宽度，这会在真空腔的隔离部的区域中或者导致提高的磨损或者甚至导致真空的破坏，由此损害真空中的覆层过程。
发明内容
相应地，本发明基于如下任务，以简单的手段优化带形材料在真空下的覆层并且为此实现改善的过程安全性。
所述任务通过根据权利要求1所述的真空覆层设备以及通过具有在权利要求6中说明的特征的方法得到解决。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中进行限定。
根据本发明的真空覆层设备用于给尤其由金属构成的带形材料覆层，并且包括具有尤其呈辊子形式的运输工具的输送区段和其中能够产生真空的覆层腔，带形材料在所述运输工具上能够沿着运输方向运动。在此，覆层腔具有进入区域和出口区域，带形材料沿着输送区段或者说在输送区段上沿着运输方向能够通过进入区域和出口区域穿过覆层腔。沿着带形材料的运输方向看，在覆层腔的上游布置有至少一个剪边机，其中，带形材料借助于该剪边机在至少一个棱边处、优选地在两个棱边处被修边，用以为带形材料在其长度延伸上产生恒定的宽度。
本发明还以相同的方式规定一种用于给尤其由金属构成的带形材料覆层的方法，其中带形材料在输送区段上沿着运输方向运动并且在其中设立真空的覆层腔之内被真空覆层。在此，带形材料沿着带形材料的运输方向看在覆层腔的上游在至少一个带棱边处、优选地在两个带棱边处被修边或者说修剪，用以为带形材料在其长度延伸上产生恒定的宽度。
本发明基于如下的重要的认识，即带形材料在其进入到真空覆层设备的被置于真空下的覆层腔中之前被修边，用以实现带形材料在其长度上的恒定的宽度。如果带形材料例如通过宽展引起在其长度上具有不均匀的宽度，那么这能够通过根据本发明在覆层腔的进入区域前或者说上游执行的修边得到补偿。该修边或者在带形材料的两个带棱边或者说侧向的边中的一个处，或者视宽度偏差而定在其两个带棱边处发生。
根据本发明，至少一个剪边机在真空覆层设备的覆层腔的进入区域前或者说上游的安装具有如下的优点，即由此带宽度匹配于最终产品地并且最佳地针对于接下来在覆层腔之内实现的覆层过程被调整，带形材料的相应的修边按需求利用所述剪边机执行。为此，通过带形材料的这种修边，尤其实现准确地与入口隔离部和出口隔离部的宽度协调一致的预确定的宽度。
带形材料的带棱边在覆层腔的进入侧的上游修边的另外的优点在于，由此带形材料的(被修边的)棱边在接下来的覆层过程中在真空下同样被覆层、例如镀锌。
在本发明的有利的改进方案中，设置有至少一个位置传感器，带形材料在输送区段上在沿着带形材料的运输方向看在覆层腔上游的区域中的位置能够利用位置传感器确定。适宜地，真空覆层设备也装备有控制机构，剪边机根据位置传感器的信号能够借助控制机构被操作或者说操控。这意味着，剪边机仅仅对于如下的情况被置于动作，即如果由位置传感器识别到，带形材料的宽度偏离预先确定的值并且因此要求借助于剪边机修边。如已经解释的那样，该修边可以或者仅仅在带形材料的一个侧边或者说带棱边处进行，或者也在两侧、也就是说两个(也就是说左和右)带棱边处进行。
带形材料与预先确定的理论值的进一步的偏差可能通过平坦度误差存在，其例如在之前的热处理过程中在加热区和冷却区中产生。此外，通过辊压过程(Walzprozess)，由在横截面上不同的延长会产生边缘或者中间卷曲(Rand-oder Mittelwellen)，这同样导致平坦度误差。与此有关很明显的是，这样的平坦度误差同样会在覆层腔的隔离部的区域中导致问题，这会导致提高的泄漏或者甚至于直至破坏真空(Einbruch)。
根据本发明的有利的改进方案规定，沿着带形材料的运输方向看优选地紧接在剪边机的上游布置有带位置调节机构，带形材料能够利用其对准到输送区段的中间。由此保证，带形材料关于其侧边始终均匀地进入到剪边机的作用区域或者说切割刀中，从而由此利用对带形材料的剪切为此产生在其长度上恒定的宽度。带位置调节机构紧接在剪边机前的定位也引起，带形材料在其经过了该带位置调节机构之后直接地进入到剪边机的作用区域中并且由此在输送区段上在剪边机上游或者说剪边机之前的区域中横向于或者说垂直于运输方向不再会偏移(verlaufen)。
为了补偿之前提到的平坦度误差，本发明的有利的改进方案规定，沿着带形材料的运输方向看在所述至少一个剪边机上游布置有至少一个平整机构和/或伸展/弯曲机构，带形材料穿过所述平整机构和/或伸展/弯曲机构，用以为带形材料产生期望的平坦度。由此可行的是，带形材料在其通过入口隔离部进入到覆层腔中之前获得期望的平坦度，其尤其匹配入口隔离部的密封元件的设计。
可选地能够设置，借助于平整机构在带形材料而后为了施覆覆层而进入到真空覆层腔中之前也为其调整要求的表面粗糙度。
利用本发明能够有利地实现带形材料在真空中的覆层，所述带形材料由钢带构成并且具有至少10％的马氏体结构组分。这样的钢带还能够含有0.1-0.4％的碳、0.5-2.0％的硅和/或1.5-3.0％的锰。这样的钢能够存在为“双相钢(DP)”、“复杂相钢(CP)”、淬火和分区钢(Q&P)或者为“马氏体钢(MS)”，其分别具有不同含量(至少10％)的马氏体。
附图说明
接下来根据示意性简化的附图详细地描述本发明的优选的实施方式。其中，
图1示出根据本发明的设备的示意性简化的侧视图，利用该设备也能够执行按照本发明公开的方法；以及
图2示出带形材料的俯视图，所述带形材料根据本发明在其带棱边处被修边。
具体实施方式
本发明设置一种真空覆层设备10，利用其能够给带形材料11在其至少一侧、优选地在两侧(上侧和下侧)处设有覆层。相应地，也能够利用这样的真空覆层设备10执行一种方法，用以尤其对带形材料11覆层。在两幅附图中相同的特征分别设有相同附图标记。在此另外指明的是，附图仅仅是简化的并且尤其没有按照尺寸比例来示出。
带形材料11能够由金属构成、尤其由钢或者优质钢或者其相应的合金构成。此外，要指明的是，利用真空覆层设备10覆层的带形材料11可以是热轧带(Warmband)或者冷轧带(Kaltband)。
接下来详细地解释真空覆层设备10、其各个部件和其工作原理：
真空覆层设备10包括具有例如以辊子的形式的运输工具(未示出)的输送区段12，带形材料在运输工具上沿着运输方向T运动。在此，带形材料11在输送区段12的入口处由第一卷轴机构46展开，其中，带形材料11在执行或者结束所期望的覆层后在输送区段12的出口处由第二卷轴机构48又卷起。紧接在第一卷轴机构46之后以及在第二卷轴机构48之前能够设置有(带)存储部44，带形材料11利用其能够被存储或者说能够被存储在其中。带形材料11在输送区段12之内沿着运动方向T、即从第一卷轴机构46朝第二卷轴机构48的方向运动或者运输。
沿着输送区段12布置有覆层腔14，带形材料11运动穿过覆层腔。为了该目的，覆层腔14具有进入区域16和排出区域18，其中，在进入区域16中设置有入口隔离部20并且在出口区域(Auslaufbereich)18中设置有出口隔离部22。在覆层腔14中产生真空。在此，在带形材料11沿着输送区段12进行运动或者穿过这两个隔离部20、22进行运动的同时，入口隔离部20和出口隔离部22保证了该真空相对于外部环境的合适的密封。
覆层腔14多部分地构造并且具有覆层部分26和清洁部分28。这些部分26和28两者如之前已经解释的那样置于真空中。在覆层部分26中，例如根据PVD(physical vapordeposition)原理或者在带形材料的一侧处或者在其两侧处执行带形材料11的实际的覆层。
如在图1中所示出的那样，在覆层腔14之内、例如在覆层部分26之内能够布置有至少一个带位置调节机构24。替代地或补充地可行的是，这样的带位置调节机构24布置在清洁部分28中。
真空覆层设备10包括控制机构(在图1中仅仅简化地通过具有附图标记“34”的框图符号示出)，所述控制机构与至少一个位置传感器36(线连接地或者无线地、例如通过无线电区段(Funkstrecke)或者类似方式)处于信号连接。该位置传感器36能够布置在覆层腔14中，目的在于确定带形材料11在输送区段12上尤其关于其中间区域的位置。
借助于带位置调节机构24可行的是，调整(einzustellen)或者说对准带形材料11的位置到关于输送区段12的中间。这通过如下方式进行，即带形材料11在输送区段12上的位置通过覆层腔14内的位置传感器36探测，其中，接下来在需要时带位置调节机构24的(未示出的)调节元件(Stellglieder)通过控制机构34操控，用以使带形材料11对准到关于输送区段12的中间并且垂直于运输方向T对准。带位置调节机构24的调节元件可以或者是接触卷轴(Kontaktrollen)，其侧向地靠放(angestellt)到带形材料11的边缘处。补充地和/或替代地，所述调节元件能够以控制辊(Steuerrollen)的形式构造，带形材料11通过控制辊沿着运输方向T运动并且带形材料11与所述控制辊包围包容角度(Umschlingungswinkel)。利用这些控制辊，带形材料11相对于输送区段12的中间的对准或者通过一个控制辊以其纵轴线垂直于运输方向移位(成比例作用的控制辊)来进行，或者通过一个控制辊以其纵轴线相对于运输方向转动(积分作用的控制辊)来进行。相应地，带形材料11能够在被置于真空中的覆层腔14之内始终最佳地定位，从而在带形材料11沿着输送区段12运动期间，例如带形材料11与覆层腔14或者说覆层部分26的侧壁的碰撞或者说触碰得到防止。
此外能够设置，在入口隔离部20之内和/或在出口隔离部22之内布置有另外的带位置调节机构24.3、24.4。同样可行的是，一个另外的带位置调节机构24.2沿着带形材料11的运输方向T看布置在入口隔离部20的上游，并且/或者一个另外的带位置调节机构24.5沿着带形材料11的运输方向T看布置在出口隔离部22的下游。关于这一点，要说明的是，所有这些带位置调节机构能够具有如之前解释的那样的调节元件，用以由此将带形材料11对准到输送区段12的中间并且垂直于运输方向T对准。
沿着带形材料11的运输方向T看，能够在入口隔离部20的上游布置有另外的化学的清洁机构42，带形材料11在进入到覆层腔14中之前穿过该另外的化学的清洁机构。由此，在带形材料11在清洁部分28中(在真空中)经受精细清洁之前，其表面被初步地除尘或者说清洁。
真空覆层设备10包括至少一个剪边机38，其沿着带形材料11的运输方向T看布置在入口隔离部20的上游。毗邻于其地，设置有至少一个另外的位置传感器36，利用其能够确定带形材料11在输送区段12上在覆层腔14的上游的区域中以及由此也在剪边机38的区域中的位置。该位置传感器36同样与控制机构34信号技术地连接。相应地，借助于控制机构34可行的是，剪边机38根据位置传感器36的信号被操作或者说进行动作。
控制机构34一方面与位置传感器36、带位置调节机构24和剪边机38另一方面的信号技术的连接在图1中简化地通过点划线的线标识。
剪边机38用于如下目的：将带形材料11在或者其一个带棱边处或者选择性地在两个带棱边(也就是说带形材料11的左侧和右侧的侧边缘)处修边，也就是说在那儿通过剪切变得更窄并且由此将带形材料11垂直于运输方向T的宽度变小。在真空覆层设备10的运行中并且在带形材料11沿着输送区段12相应地运动的情况下，当通过位置传感器36识别到，带形材料11的宽度偏离预先确定的理论值并且例如由于宽展(Breitung)而过大时，剪边机38被操作。通过修边实现，带形材料11在入口隔离部20的上游的区域中并且由此在进入到覆层腔14中之前在其长度上获得恒定的宽度，其中，该宽度也最佳地匹配入口隔离部20的宽度。
图2示出了带形材料11的俯视图，其中，在此运输方向同样以“T”说明，然而为了简化，真空覆层设备10的其余的部件没有示出。在该图2的图示中，带形材料11夸大地(übertrieben)示出具有军刀形状
Figure BDA0002803113490000081
并且无论如何沿着其运输方向T不具有恒定的宽度。
在图2中以虚线标识出剪切边，带形材料11在其两个棱边K处在其处借助于剪边机38被修边，也就是说被剪切。结果由此为带形材料11在长度延伸上实现恒定的宽度B，而后带形材料11凭借该恒定的宽度沿着运输方向T、即如解释的那样通过入口隔离部20进入到覆层腔14中。
带形材料11的另外的可能的平坦度误差能够通过平整机构40和/或通过(未示出的)伸展/弯曲机构平衡或者说补偿，其沿着带形材料11的运输方向T看布置在剪边机38的上游。
通过带形材料11穿过覆层腔14，覆层、例如锌层被至少施覆到带形材料11的一个表面上，优选地被施覆到其两个表面上。这种覆层能够在覆层部分26之内根据PVD原理进行。在带形材料11的至少一个表面设有覆层、例如设有锌层了之后，带形材料11而后如解释的那样又由第二卷轴机构12卷起。
对于剪边机38的作用原理要注意的是，根据本发明的一个实施方式可行的是，该剪边机38根据布置在该剪边机38上游的位置传感器36的信号在当带形材料11尤其关于输送区段12的中间的位置和/或宽度偏离预先确定的值被识别到时才被操作。
根据本发明的另外的实施方式，并且对应于图2的图示，如下地设置，沿着带形材料11的运输方向T看在剪边机38的上游布置有带位置调节机构24.2，带形材料11能够利用其对准到输送区段12的中间。紧接地在剪边机38前定位该带位置调节机构24.2，这意味着，在本发明的意义中，带位置调节机构24.2至剪边机的间距(如解释的那样沿着带形材料11的运输方向T看在其上游)选择得非常小，并且尤其在带位置调节机构24.2和剪边机38之间不设置另外的机组或者类似机构。与此相关地理解的是，带位置调节机构24.2与位置传感器36信号技术地连接，所述位置传感器沿着带形材料11的运输方向T看同样布置在剪边机38的上游。相应地，带形材料11能够由此在输送区段12上的区域中紧接在其进入到剪边机38的作用区域中之前通过布置在那儿的带位置调节机构24.2对准到输送区段12的中间。以这种方式，所述的带位置调节机构24.2满足带中间调节单元(Bandmittenregelungseinheit)的功能。
对此补充地和/或替代地，根据本发明的另一个(未示出的)实施方式可行的是，剪边机38按需求侧向地垂直于运输方向T驶入到输送区段12中或者从输送区段12中驶出。
由此，利用本发明实现，在仅仅低的温度情况下将覆层施覆到带形材料11的表面上，而不改变或者说是妨碍带形材料11的材料特性。这尤其在当带形材料是尤其热轧带的形式的钢带的情况下是有优点的，热轧带具有至少10％的马氏体的结构组分。
附图标记列表
10 真空覆层设备
11 带形材料
12 输送区段
14 覆层腔
16 进入区域
18 排出区域
20 入口隔离部
22 出口隔离部
24 带位置调节机构
24.2 带位置调节机构
24.3 带位置调节机构
24.4 带位置调节机构
26 覆层部分
28 清洁部分
34 控制机构
36 位置传感器
38 剪边机
40 平整机构
42 化学的清洁机构
44 存储部
46 第一卷轴机构(入口)
48 第二卷轴机构(出口)
B (带形材料11的)恒定的宽度
K (带形材料11的)带棱边
T (用于带形材料11的)运输方向。

Claims (6)

1.真空覆层设备(10)，其用于给尤其由金属构成的带形材料(11)覆层，所述真空覆层设备包括：
输送区段(12)，该输送区段具有尤其呈辊子的形式的运输工具，所述带形材料(11)在所述运输工具上能够沿着运输方向(T)运动，以及
覆层腔(14)，其中能够产生真空，其中，所述覆层腔(14)具有进入区域(16)和出口区域(18)并且所述带形材料(11)能够沿着所述输送区段(12)或者说在所述输送区段(12)上沿着所述运输方向(T)穿过进入区域和出口区域，
其特征在于，
沿着所述带形材料(11)的运输方向(T)看在所述覆层腔(14)上游布置有至少一个剪边机(38)，所述带形材料(11)利用所述剪边机在至少一个带棱边(K)、优选地在两个带棱边(K)处被修边，用以为所述带形材料(11)在其长度延伸上产生恒定的宽度(B)。
2.按照权利要求1所述的真空覆层设备(10)，其特征在于，设置有至少一个位置传感器(36)，利用所述位置传感器能够确定所述带形材料(11)在所述输送区段(12)上在沿着所述带形材料(11)的运输方向(T)看所述覆层腔(14)上游的区域中的位置。
3.按照权利要求2所述的真空覆层设备(10)，其特征在于，设置有控制机构(34)，所述剪边机(38)根据所述位置传感器的信号借助于所述控制机构能够被操作。
4.按照前述权利要求中任一项所述的真空覆层设备(10)，其特征在于，沿着所述带形材料(11)的运输方向(T)看在所述剪边机(38)的上游布置有带位置调节机构(24)，所述带形材料(11)利用所述带位置调节机构能够对准到所述输送区段(12)的中间。
5.按照前述权利要求中任一项所述的真空覆层设备(10)，其特征在于，沿着所述带形材料(11)的运输方向(T)看在所述剪边机(38)的上游布置有平整机构(40)和/或伸展/弯曲机构，所述带形材料(11)穿过所述平整机构和/或伸展/弯曲机构，用以为所述带形材料(11)产生期望的平坦度。
6.用于给尤其由金属构成的带形材料(11)覆层的方法，其中所述带形材料(11)在输送区段(12)上沿着运输方向(T)运动并且在其中设置真空的覆层腔(14)之内被覆层，其特征在于，所述带形材料(11)沿着所述带形材料(11)的运输方向(T)看在所述覆层腔(14)的上游在至少一个带棱边(K)处、优选地在两个带棱边(K)处被修边，用以为所述带形材料(11)在其长度延伸上产生恒定的宽度(B)。
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