EP0854940A1 - Verfahren zur bandstabilisierung in einer anlage zum beschichten von bandförmigem gut - Google Patents

Verfahren zur bandstabilisierung in einer anlage zum beschichten von bandförmigem gut

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EP0854940A1
EP0854940A1 EP96938011A EP96938011A EP0854940A1 EP 0854940 A1 EP0854940 A1 EP 0854940A1 EP 96938011 A EP96938011 A EP 96938011A EP 96938011 A EP96938011 A EP 96938011A EP 0854940 A1 EP0854940 A1 EP 0854940A1
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coating material
electromagnetic
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Mannesmann AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/24—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields

Definitions

  • the invention relates to a method for strip stabilization in a system for coating strip-shaped material, in which a metal strip is passed through a container which holds the molten coating material and which has a passage channel below the molten pool level, in which induction currents are induced in the coating material by an electromagnetic traveling field. which, in interaction with the traveling electromagnetic field, produce an electromagnetic force for holding back the coating material.
  • the present invention has for its object to find a method and an apparatus for stabilizing the tape in a generic system, with which the tape material in a more or without contact from the outside less symmetrical position is brought so that it does not come into contact with the walls of the coating channel and is damaged.
  • the stabilization should be adaptable to different bandwidths, belt thicknesses and material qualities.
  • a controllable magnetic field superimposed on the modulation of the electromagnetic traveling field is applied in the area of the feed-through channel, the field strength and / or frequency of which can be set as a function of the sensor-detected strip position in the coating channel.
  • the adjustable magnetic field makes it possible to guide the tape in the feed-through channel in such a way that it is introduced into the coating material without touching the walls and without vibrations. There is no need for mechanical guides.
  • control of the magnetic field be carried out as a function of the sensor-detected strip position in the coating channel.
  • the magnetic field is amplified or weakened or changed on one side so that the tape runs accordingly.
  • Another solution is to share the coils for the traveling field for sealing and for band stabilization.
  • the control of the coil pair (s) is carried out via thyristors, which are controlled to the extent that a secure seal is achieved.
  • thyristors which are controlled to the extent that a secure seal is achieved.
  • a device for band stabilization in a generic system is characterized by several on both sides of the band in the area of Coating channel arranged individually switchable or disconnectable magnet coil pairs, the field strength and / or frequency is adjustable.
  • the magnetic coils can be arranged, for example, between the coils of the electromagnetic traveling field and the bottom opening of the container on both sides of the band and can be dimensioned according to the width of the band.
  • the magnetic coils can be switched on or off individually, the magnetic field can be influenced more sensitively or the magnetic field can be adapted to different bandwidths.
  • FIG. 1 shows a roughly schematic representation of a container 1 for molten coating material 2, with a bottom-side opening 3, which continues in a through-channel 4 for the band 5 running vertically through the container 1.
  • Coils 6, 7 are arranged around the feed-through channel 4, in which a Electromagnetic traveling field is induced, which causes an electromagnetic force to retain the coating material 2.
  • additional magnetic coils 8, 9 and / or 10, 11 are provided on both sides of the band 5 and the feed-through channel 4, which, as shown schematically in FIG 8.9 recognizable, extend over the entire width of the band 5.
  • the magnetic coils 8, 9 and 10, 11 can be controlled according to the invention with regard to field strength and / or frequency in order to be able to adapt to different strip materials or strip thicknesses.
  • the magnetic coils 8a, 8b, 9a, 9b can be arranged at a distance from one another and aligned with the edge regions of the band 5 and can be displaced in both directions parallel to the band surface.
  • the shift can take place hydraulically, pneumatically or by electric motor.
  • 4 magnetic coils 8a, 8b, 8c, 8d, 9a, 9b, 9c, 9d are provided on both sides of the band 5, of which, depending on the bandwidth, the outer coils 8a, 9a, 8d, 9d and can be switched off.
  • the coils can be divided into one coil above and one below the inductors.
  • 4 sensors can be arranged on the belt 5, for example below the feed-through channel, which sensors correspond to the incoming belt 5 in the form of field strength sensors or belt position sensors.
  • the tape position detected by the sensors is processed in a computing unit into a signal with which the magnetic coils are controlled.

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Description

Verfahren zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bandstabilisierung an einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut, bei der ein Metallband durch einen das geschmolzene Überzugsmaterial aufnehmenden Behälter hindurchgeführt wird, der unterhalb des Schmelzbadspiegels einen Durchführkanal aufweist, in dem durch ein elektromagnetisches Wanderfeld im Überzugsmaterial Induktionsströme induziert werden, die in Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Wanderfeld eine elektromagnetische Kraft zum Zurückhalten des Überzugsmaterials hervorrufen.
Eine derartige Anlage ist beispielsweise in dem deutschen Patent 43 44 939 beschrieben. Der dort das schmelzflüssiges Überzugsmaterial aufnehmende Behälter ist mit einer bodenseitigen Durchführungsöffnung für das zu beschichtende Band versehen, die durch eine Elektromagnetpumpe abgedichtet ist. Diese Pumpe erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die gleich groß oder größer als der metallostatische Druck in der Öffnung des Durchlasskanals ist. Dadurch wird das schmelzflüssige Überzugsmaterial daran gehindert, durch den Durchlasskanal auszulaufen.
Es hat sich gezeigt, daß beim Durchlaufbeschichten das Band wechselseitig ausgelenkt oder verdreht wird. Diese Abhilfe ist mit herkömmlichen Mitteln, z. B. Badzugerhöhung nicht möglich. Weitere Rollenführungen sind in diesem Prozeßbereich nicht möglich, da die Beschichtung noch nicht erstarrt ist. Ausgehend von den geschilderten Problemen und Nachteilen des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stabilisieren des Bandes in einer gattungsgemäßen Anlage zu finden, mit dem bzw. der das Bandmaterial ohne Berührung von außen in eine mehr oder weniger symmetrische Lage gebracht wird, damit es nicht mit den Wänden des Beschichtungskanals in Berührung kommt und dadurch beschädigt wird. Die Stabilisierung soll an unterschiedliche Bandbreiten, Bandstärken und Materialqualitäten anpaßbar sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Bereich des Durchführkanals ein der Aussteuerung des elektromagnetischen Wanderfeldes überlagertes steuerbares Magnetfeld aufgebracht wird, dessen Feldstärke und/oder Frequenz in Abhängigkeit von der sensorisch erfaßten Bandposition im Beschichtungskanal einstellbar ist.
Durch das einstellbare Magnetfeld wird es möglich, das Band im Durchführkanal so zu führen, daß es ohne die Wände zu berühren und ohne Vibrationen in das Überzugsmaterial eingeführt wird. Auf mechanische Führungen kann verzichtet werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Steuerung des Magnetenfeldes in Abhängigkeit von der sensorisch erfaßten Bandpositon im Beschichtungskanal erfolgt. Je nach Position des Bandes wird das Magnetfeld verstärkt oder abgeschwächt oder einseitig so verändert, daß eine entsprechende Korrektur des Bandlaufes erfolgt.
Eine weitere Lösung liegt in der gemeinsamen Nutzung der Spulen für das Wanderfeld zur Abdichtung sowie für die Bandstabilisierung. Hierbei wird die Aussteuerung des oder der Spulenpaare über Thyristoren durchgeführt, die soweit ausgesteuert werden, daß eine sichere Abdichtung erreicht wird. Abhängig von der Lage/Asymmetrie des Bandes , welche über Sensoren erfaßt wird, erfolgt eine zusätzliche Aussteuerung des oder der Spulenpaare zur Symmetrierung.
Eine Vorrichtung zur Bandstabilisierung in einer gattungsgemäßen Anlage ist gekennzeichnet durch mehrere beidseitig des Bandes im Bereich des Beschichtungskanals angeordnete einzeln zu- oder abschaltbare Magnetspulenpaare, deren Feldstärke und/oder Frequenz einstellbar ist. Die Magnetspuien können beispielsweise zwischen den Spulen des elektromagnetischen Wanderfeldes und der bodenseitigen Öffnung des Behälters beidseitig des Bandes angeordnet sein und der Breite des Bandes entsprechend dimensioniert sein.
Da die Magnetspulendurch einzeln zu- oder abschaltbar sind, kann eine feinfühligere Beeinflussung des Magnetfeldes vorgenommen werden bzw. eine Anpassung des Magnetfeldes auf unterschiedliche Bandbreiten vorgenommen werden.
Alternativ dazu ist vorgesehen, mindestens einzelne Magnetspulen parallel zur Bandoberfläche verschiebbar anzuordnen, um gezielt bestimmte Bereiche der Bandoberfläche zu beeinflussen und eine Einstellung auf unterschiedliche Bandbreiten vorzunehmen.
Für den Fall, daß mehrere Magnetspulen auf jeder Seite des Bandes angeordnet sind, kann die Zu- und Abschaltung einzelner Magnetspulen erfolgen, so daß eine Anpassung an unterschiedliche Breiten, Dicken und Materialien der Bänder in weiten Grenzen möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig.1 einen Behälter mit geschmolzenem Überzugsmaterial im Schnitt
Fig.2 die erfindungsgemäße Magnetspulenanordnung neben dem
Band Fig.3 bis Fig.5 alternative Magnetspulenanordnungen
Figur 1 zeigt in grob schematischer Darstellung einen Behälter 1 für geschmolzenes Überzugsmaterial 2, mit einer bodenseitigen Öffnung 3, die sich in einem Durchführkanal 4 für das den Behälter 1 senkrecht durchlaufende Band 5 fortsetzt. Um den Durchführungskanal 4 herum sind Spulen 6,7 angeordnet, in denen ein elektromagnetisches Wanderfeld induziert wird, das eine elektromagnetische Kraft zum Zurückhalten des Überzugsmaterials 2 hervorruft. Oberhalb oder unterhalb dieser Spulen 6,7 sind zusätzliche Magnetspulen 8,9 und/oder bzw. 10, 11 beidseitig des Bandes 5 und des Durchführungskanals 4 vorgesehen, die, wie in Figur 2 schematisch in einem Querschnitt durch das Band 5 in Höhe der Magnetspulen 8,9 erkennbar, sich über die gesamte Breite des Bandes 5 erstrecken. Die Magnetspulen 8,9 bzw. 10, 11 sind erfindungsgemäß hinsichtlich Feldstärke und/oder Frequenz steuerbar, um eine Anpassung an unterschiedliche Bandmaterialien oder Banddicken vornehmen zu können.
Wie in Figur 3 dargestellt ist es auch denkbar zwei oder mehr Magnetspulen 8a,8b,9a,9b beidseitig des Bandes 5 vorzusehen, die einzeln ansteuerbar sind, um eine noch bessere Beeinflussung des Bandes 5 im erfindungsgemäßen Magnetfeld zur Stabilisierung vorzusehen.
Wie in Figur 4 dargestellt, können die Magnetspulen 8a,8b,9a,9b im Abstand zueinander und auf die Kantenbereiche des Bandes 5 ausgerichtet angeordnet sein und in beiden Richtungen parallel zur Bandoberfläche verschiebbar sein. Dadurch kann eine exakte Anpassung auf die jeweilige Bandbreite des durchlaufenden Bandes 5 vorgenommen werden. Die Verschiebung kann hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch erfolgen.
Wie in Figur 5 erkennbar, sind beidseitig des Bandes 5 jeweils 4 Magnetspulen 8a,8b,8c,8d,9a,9b,9c,9d vorgesehen, von denen, je nach Bandbreite, die äußeren Spulen 8a,9a,8d,9d zu- und abschaltbar sind. Die Spulen können aufgeteilt werden in je eine Spule oberhalb und unterhalb der Induktoren.
Zur Steuerung des Magnetfeldes können am Band 5, beispielsweise unterhalb des Durchführkanals 4 Sensoren angeordnet sein, die in Form von Feldstärkenmeßfühlern oder Bandlagenfühlern mit dem einlaufenden Band 5 korrespondieren. Die von den Fühlern erfaßte Bandposition wird in einem Rechenwerk zu einem Signal verarbeitet, mit dem die Magnetspulen gesteuert werden.
5 -

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bandstabilisierung an einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut, bei der ein Metallband durch einen das geschmolzene
Überzugsmaterial aufnehmenden Behälter hindurchgeführt wird, der unterhalb des Schmelzbadspiegels einen Durchführkanal aufweist, in dem durch ein elektromagnetisches Wanderfeld im Überzugsmaterial Induktionsströme induziert werden, die in Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Wanderfeld eine elektromagnetische Kraft zum Zurückhalten des
Überzugsmaterials hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Durchführkanals ein der Aussteuerung des elektromagnetischen Wanderfeldes überlagertes steuerbares Magnetfeld aufgebracht wird, dessen Feldstärke und/oder Frequenz in Abhängigkeit von der sensorisch erfaßten Bandposition im Beschichtungskanal einstellbar ist.
Vorrichtung zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut, bei der ein Metallband durch einen das geschmolzene Überzugsmaterial aufnehmenden Behälter hindurchgeführt wird, der unterhalb des Schmelzbadspiegels einen Durchführkanal aufweist, in dem durch ein elektromagnetisches Wanderfeld im Überzugsmaterial Induktionsströme induziert werden, die in Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Wanderfeld eine elektromagnetische Kraft zum Zurückhalten des Überzugsmaterials hervorrufen, gekennzeichnet durch mehrere beidseitig des Bandes (5) im Bereich des Beschichtungskanals (4) angeordnete einzeln zu- oder abschaltbare Magnetspulenpaare (8a,8b,9a,9b), deren Feldstärke und/oder Frequenz einstellbar ist.
3. Vorrichtung zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einzelne Magnetspulen (8a, 8b, 9a, 9b) parallel zur Bandoberfläche verschiebbar angeordnet sind.
Vorrichtung zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu- und Abschalten der Magnetspulen (8a,8b,8c,8d,9a,9b,9c,9d) bandbreitenbezogen erfolgt.
Vorrichtung zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen aus je einer Spulenhälfte (8, 10 oder 9, 11) bestehen, die oberhalb und unterhalb der Induktoren angeordnet sind.
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