CN1639374A - 连续金属材料的热浸镀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及连续金属材料(1)且尤其是带钢的热浸镀装置，在该热浸镀装置中，该连续金属材料(1)至少局部能垂直地经过一个盛有也熔融的浸镀金属(2)的槽(3)，其中，该连续金属材料(1)通过至少一个支承的辊(4)来引导。为了延长辊轴承的使用寿命，本发明规定，该辊(4)或至少辊轴(5)穿过该槽(3)的侧壁(6)并且支承在该槽(3)外。
Description
本发明涉及连续金属材料且尤其是带钢的热浸镀装置，在该装置中，连续金属材料至少局部能垂直地经过一个盛有熔融的浸镀金属的槽，其中，该连续金属材料通过至少一个支承的辊来引导。
常见的用于金属带的金属热浸镀设备例如在EP0556833A1中描述了，该设备具有一个经常要维护的部分即浸镀槽和位于槽中的装置。待浸镀金属带的表面必须在镀覆前被清除掉残余氧化皮并且为了与浸镀金属结合而被活化。因此，带材表面在镀覆前在还原气氛下的热处理中进行处理。由于氧化皮事先通过化学方法去除了或被蚀除了，所以，通过还原性热处理使表面被活化，结果，所述表面在加热后存在露出纯金属。
但是，随着带材表面的活化，带材表面对周围空气中的氧的亲和性增强。为了避免空气中的氧可能在镀覆之前又到达带材表面，带材在一个浸镀弯管中被从上面送入浸镀槽中。由于浸镀金属是液态的并且人们想利用重力以及股风机来调节镀覆厚度，而随后的作业又禁止在浸镀金属完全凝固前接触到带材，所以带材在浸镀槽中必须转向垂直方向。这种转向通过一个辊来完成，该辊在金属液中转动。由于浸镀金属液，该辊强烈磨损并且这是停机乃至生产运转出现事故的起因。
如果希望薄薄地镀覆上一层金属，该金属层厚度在微米级里波动，则对带材表面质量提出了很高的要求。这意味着，不接触带材的辊的表面也必须有高质量。在这些表面上的缺陷通常导致带材表面受损。这是设备经常停机的另一个原因。
另外，常见的浸镀设备的浸镀速度是有限的。在这里是指涂刷喷嘴工作速度有限，穿行金属带的冷却过程的速度有限以及用于在浸镀金属层中调节出合金化层的热处理速度有限。因此，出现这样的情况，即一方面高速从整体上受到限制，另一方面，某些金属带无法以该设备可采用的高速度移动。
在浸镀过程中，发生了合金化过程以使浸镀金属层与带材表面结合。此时形成的合金化层的性能和厚度与浸镀槽中的温度密切相关。因此，在大多数浸镀过程里，尽管浸镀金属必须保持液态，但温度同样不应该超过一定的极限值。否则的话，这将不利地影响为调节出一定的浸镀厚度而希望有的浸镀金属涂刷效果，因为随着温度降低，涂刷所需的浸镀金属粘性增大，结果，涂刷过程变得难于进行。
为了避免这个与在浸镀金属液中运动的辊相关的问题，人们已经开始使用朝下敞开的浸镀槽，它在其下部区域里朝上地具有一个用于垂直引导带材的导向通道，并且为了封闭而使用了一个电磁密封机构。在这里，该电磁密封机构是电磁的感应器，它发出阻滞的、抽吸的或收缩的电磁交变场或移动场，该场朝下封闭住浸镀槽。
这样的解决方案例如由EP0673444B1、DE19535854A1、DE10014867A1、WO96/03533A1、EP0854940B1、JP5086446公开了。
这些解决方案的问题是，有时在浸镀液池中存在连续金属材料的不充分的稳定或者引导。如果为了消除这个问题而使用例如如EP0556833A1所述的一些辊，则出现了辊支承的使用寿命在腐蚀性金属液池中很短的问题。
因此，本发明的任务是如此改进上述类型的连续金属材料的热浸镀装置，即克服了上述缺陷。
根据本发明，如此完成该任务，即该辊或至少其辊轴穿过槽的侧壁并且支承在槽外。这些移出的轴或辊可以是导辊和/或稳定辊或者所有安置在浸镀液池中的辊。
最好规定，在槽的侧壁区域里设置用于封闭浸镀材料的密封机构，该密封机构最好成电磁的感应器的形式。
利用该实施形式，有利地确保连续金属材料热浸镀装置能在浸镀液池中最佳地稳定和引导连续金属材料，尽管如此，导辊或稳定辊的准确支承仍有很长的使用寿命，因为轴承不再遇到腐蚀性浸镀液池。
一个改进方案规定，电磁的感应器不止在浸镀金属附近。因此，其磁场能获得最大的密封效果。作为电磁的感应器，不仅可以使用移动场感应器，也可以使用自保持场感应器。
感应器的密封作用就是将浸镀金属保持在浸镀槽里，这种作用可以如此加强，即该辊或辊轴的布置在槽侧壁区域里的部分具有一个阶梯形轴肩。该轴肩最好成倒圆形状。另外，与该辊或辊轴的轴肩邻接的感应器部分在几何形状上与该轴肩是互补的，这是有利的。另外，为了获得尽可能最大的自保持场，可以在该感应器的相邻部分的区域里布置电磁线圈。
如果连续材料在两侧各通过一个辊即总共通过两个辊来引导，则连续金属材料得到了最佳的稳定和引导效果。这些辊此时最好由陶瓷材料构成，或者它们涂有陶瓷材料。为了在液池中获得高质量的浸镀作业，这些辊还应该与一个旋转驱动装置连接，于是它们被驱动转动。
特别优选的是，本发明构想被用于连续金属材料能够垂直经过槽和布置在槽前面的导向通道的场合，在此，在导向通道区域里设有至少另一个电磁的感应器，该电磁的感应器阻止浸镀金属向下流出槽外。
在图中示出了本发明的实施例，其中：
图1是热浸镀槽及穿过该热浸镀槽的连续金属材料的前视示意图；
图2是属于图1的侧视图；
图3表示在辊和槽侧壁之间的密封机构的第一实施例；
图4表示一个替换图3的实施例。
在图1、2中示出了连续金属材料1且特别是带钢的热浸镀原理。待浸镀的连续金属材料1在这个实施例里从下方垂直地进入该浸镀设备的一个导向通道12。导向通道12构成一槽3的下端，该槽中盛有液态浸镀金属2。连续金属材料1在运动方向X上垂直向上导向移动。为了使液态浸镀金属2不会从槽3中流走，在导向通道12的区域里设有一个电磁的感应器13。该电磁的感应器由两半构成，在连续金属材料1的每侧各有一半。在电磁的感应器13里产生了电磁移动场或自保持场，该场将液态浸镀金属2保持在槽3中并由此防止流失。
为了良好地引导和稳定连续金属材料1，在浸镀金属2的槽3中设有两个辊4，它们定位在感应器13的上方即在液态浸镀金属2中运转。
如图2所示，这些辊4在两头穿过槽3的侧壁6。在辊的两个轴向端头上，辊4过渡为辊轴部(辊轴)，该辊轴部支承在轴承14(滚动轴承)里。由于支承在槽3外即在浸镀金属2外进行，所以支承能够很精确且间隙小地完成，另外，这样的支承具有很长的使用寿命
请注意，如果在槽3内完成连续金属材料的转向以便例如实现根据EP0556833A1的实施形式，则这种辊的布置和支承的构想当然也能被采用。
由于精确而无间隙地在槽3的轴承14中支承着辊4，所以，可以使在槽侧壁6中的缺口的直径与辊4的直径之间的差保持很小的值。因此，在最简单的情况下，如果辊穿行的缝隙保持得相当小，则无须其它措施，通过缝隙漏出的浸镀金属2就能容纳在一个收集容器里，因此，甚至不需要其它的设备前提条件就能执行浸镀作业。随后，只要注意流出金属的区域要保持在保护气体中，以避免氧化和出现不希望有的浸镀金属被污染。
但最好如图3、4所示地那样做：
在这些图中能看到，在槽3的侧壁6区域里设有一个具有一个或多个电磁线圈11的电磁的感应器7。感应器7产生一个将浸镀金属保持在槽3中的电磁场，在这里，既可以使用移动场，也可以使用自保持场。感应器7起到密封机构的作用。
在根据图3的解决方案里，采用了一个电磁移动场。由于在侧壁6和辊4之间的缺口缝隙通过辊4的精确支承能保持得很狭小，所以用于密封的感应器7的场强可以比在带材穿过槽3的底面时所需的场强(见图1、2中的感应器)低许多。因此，感应器7的结构高度可以减小。移动场的抽吸效果产生了在辊穿过侧壁6的穿行区内的电流，该电流抑制了浸镀金属在辊穿过侧壁6的穿行区内凝固。此外，如图3所示，感应器7在槽3中降向浸镀金属2。
在根据图4的实施例中，为了磁力流体密封而采用了收缩的电磁自保持场。如果由电磁线圈1产生的感应场的场线垂直于浸镀金属2的流出方向，则磁场的自保持力作用完全起效。
因此，在这里为了辊4在辊轴部8区域里采取特殊形状，辊4的陶瓷涂层在这个实施例中具有呈圆形形状轴肩9，感应器7在其与之相邻的部分10里具有匹配的即互补的几何形状。在感应器7的这个部分里，设有一个电磁线圈11。这样，场线在辊4和侧壁6之间的缝隙里垂直于浸镀金属2的流出方向地延伸(箭头15)。
随后还要注意，所提出的将辊布置在浸镀液池里的构想不仅可以用于稳定辊，而且也能用于浸镀辊(如使连续金属材料转向)。
附图标记一览表
1-连续金属材料；2-浸镀金属；3-槽；4-导辊；5-辊轴；6-槽3的侧壁；7-密封机构(感应器)；8-导辊部；9-导辊轴肩；10-感应器7部分；11-感应器7的电磁线圈；12-导向通道；13-感应器；14-滚动轴承；15-流出方向的垂直方向；X-运动方向；
Claims (12)
1、一种连续金属材料(1)且尤其是带钢的热浸镀装置，在该热浸镀装置中，该连续金属材料(1)至少局部能垂直地经过一个盛有也熔融的浸镀金属(2)的槽(3)，其中，该连续金属材料(1)通过至少一个支承的辊(4)来引导，其特征在于，该辊(4)或至少辊轴(5)穿过该槽(3)的侧壁(6)并且支承在该槽(3)外。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在该槽(3)的侧壁(6)的区域里设有用于密封该浸镀金属(2)的密封机构(7)。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，该密封机构(7)包括至少一个电磁的感应器。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，该电磁的感应器(7)布置在浸镀金属(2)的附近。
5、如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，该电磁的感应器(7)是移动场感应器。
6、如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，该电磁的感应器(7)是自保持场感应器。
7、如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，该辊(4)的设置在该槽(3)的侧壁(6)区域里的部分(8)或辊轴(5)具有一个阶梯状的轴肩(9)。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，该轴肩(9)呈倒圆状。
9、如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，该感应器(7)的与该辊(4)的轴肩(9)或该辊轴(5)邻接的部分(10)的几何形状与该轴肩(9)是互补的。
10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，在该感应器(7)且尤其是自保持场感应器的邻接部分(10)的区域里，设有至少一个电磁线圈(11)。
11、如权利要求1-10之一所述的装置，其特征在于，所述的至少一个辊(4)由陶瓷材料构成或至少涂有陶瓷材料。
12、如权利要求1-11之一所述的装置，其特征在于，该连续金属材料(1)能垂直地穿过该槽(3)和一个前置的导向通道(12)，在这里，在该导向通道(12)的区域里设有至少另一个电磁的感应器(13)。
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