FI103518B - Menetelmä nauhamaisen materiaalin päällystämiseen tarkoitetun laitteis ton säätämiseksi - Google Patents

Description

103518

Menetelmä nauhamaisen materiaalin päällystämiseen tarkoitetun laitteiston säätämiseksi Käsiteltävä keksintö koskee menetelmää nauhamaisen materiaalin 5 päällystämiseen tarkoitetun laitteiston säätämiseksi, jolloin metallinauha ohjataan laitteistossa sulaa päällystysmateriaalia sisältävän säiliön läpi, jossa on sulatteen pinnan alapuolella läpivientikanava, jossa sähkömagneettisen etenevän kentän avulla päällystysmateriaaliin muodostetaan induktiovirtoja, jotka saavat vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen etenevän kentän kanssa ai-10 kaan sähkömagneettisen voiman päällystysmateriaalin pidättämiseksi.

Tällaista laitteistoa selostetaan esimerkiksi julkaisussa DE 42 08 578 A1. Sulalle päällystysmateriaalille tarkoitettu säiliön pohja on varustettu päällystettävän nauhan läpivientiaukolla, joka on tiivistetty sähkömagneetti-pumpulla. Tämä pumppu synnyttää sähkömagneettisen voiman, joka on yhtä 15 suuri tai suurempi kuin metallostaattinen paine läpimenokanavan aukossa. Näin estetään sulan päällystysmateriaalin virtaaminen läpimenokanavan läpi. Lisäksi tällöin edellytetään, että sula päällystysmateriaali pidetään liikkeessä nauhan mennessä säiliön läpi ja että materiaalia kierrätetään sulkemalla ilmassa oleva happi tällöin pois.

20 Päällystysmateriaalin liikkeen pidättämiseen ja kierrättämiseen käytetty etenevä kenttä, jolla induktiovirtoja muodostetaan läpimenokanavaan, on varustettu verkkosyötöllä, toisin sanoen sen on tavallisesti yhteydessä asianomaiseen kolmivaihevirtaverkkoon. Verkossa käytetään vakiona pysyvää verkkotaajuutta, esimerkiksi 50 hertsiä. Mahdolliset muutokset rajoittuvat vir-25 taan ja jännitteeseen, mikä ei monessa tapauksessa kuitenkaan riitä.

On todettu, että päällystettäessä läpimenoprosessissa nauhoja, jotka ohjataan materiaalisäiiiöön läpimenokanavan kautta, lämpötila voidaan pitää suunnilleen tasaisena. Jos laitteistoon tulee jokin häiriö ja nauhamainen materiaali on pysäytettävä tilapäisesti, on varmistettava, että "sähkömag-30 neettinen sulku" pysyy yllä, toisin sanoen etenevän kentän on myös laitteiston ollessa pysäytetty estettävä sulatteen virtaaminen ulos. Sulatteen pinnan korkeuden pitämiseksi muuttumattomana ei tarvita etenevän kentän koko tehoa, mutta tästä huolimatta päällystysmateriaali kuumenee jatkuvasti luvattoman paljon ja tämä voidaan säätömahdollisuuksien puuttuessa estää vain laske-35 maila tai pumppaamalla pois nestemäistä päällystysmateriaalia tai järjestämällä erillinen jäähdytyksellä varustettu kierrätys.

103518 2

Edellä selostettujen ongelmien ja nykytekniikkaan liittyvien epäkohtien pohjalta on nyt käsiteltävän keksinnön mukaan asianomaisen laitteiston säätämiseksi kehitetty menetelmä, jolla sähkömagneettista etenevää kenttää voidaan säätää laajalla alueella läpimenokanavan kohdalla. Laitteistoon vai-5 kutiavia parametrejä on tasaisten olosuhteiden säätämiseksi koko prosessin aikana tällöin voitava muuttaa hyvin paljon.

Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi ehdotetaan keksinnön mukaan, että sähkömagneettista etenevää kenttää syötetään vähintään yhdellä vaihto-suuntaimella lähtösignaalien avulla, joiden taajuutta voidaan muuttaa ja/tai joi-10 den amplitudia ja muotoa voidaan säätää.

Käsiteltävän keksinnön päätavoitteena on myös yhden tai useamman vaihtosuuntaimen käyttäminen, joiden avulla voidaan muuttaa ainakin se taajuus, jolla syötetään sähkömagneettista etenevää kenttää. Tästä muutos-mahdollisuudesta johtuen laitteisto voidaan sopeuttaa kulloinkin vallitseviin 15 prosessiolosuhteisiin, "sähkömagneettisen sulun" tehoa voidaan laitteiston seisokkien aikana laskea helposti ja sopeuttaa se kulloinkin tarpeellisiin tilanteisiin, niin että vältetään päällystysmateriaalin haitallinen kuumeneminen. Lisäksi voidaan suorittaa sopeutuksia erilaisiin läpimenonopeuksiin, esimerkiksi jännitteen ja myös vaihtosuuntaimen lähtösignaalin muodon muutoksiin, joten 20 laitteistoa voidaan ohjata laajalla alueella.

On jopa mahdollista, että käytettäessä useita vaihtosuuntaimia, lähtösignaalien vaiheita voidaan siirtää toisiinsa nähden ja vaikuttaa tällöin tuntuvasti etenevän kentän olosuhteisiin.

Vaihtosuuntaimien syöttö tapahtuu mieluimmin tasasuunnatulla 25 verkkovirralla vähintään yhdestä verkosta ja/tai vaihtosuuntaimien syöttämiseen käytetään paristojännitettä. Käytettävänä oleva verkkovirta muutetaan tässä tapauksessa ensin tasavirraksi, joka johdetaan tällöin käytettävässä vaihtosuuntaimessa taajuudeltaan säädettäväksi vaihtovirraksi. Tasavirtata-soon voidaan häiriöiden esiintyessä syöttää helposti jo tunnetulla tavalla pa-30 ristojännite, niin että laitteistoa voidaan hätätilanteessa käyttää paristolla sen irtikytkemiseen asti.

Koska sulatteen määrä säiliössä ja/tai läpimenokanavassa vaikuttaa ratkaisevasti niihin olosuhteisiin, joihin taas sähkömagneettinen etenevä kenttä vaikuttaa, on mielekästä, että sulatteen pinnan korkeus todetaan ilmai-35 simella ja sitä käytetään nestemäisen päällystysmateriaalin määrän ohjaami- i 3 103518 seen. Säiliön täyttäminen voi tapahtua tällöin esimerkiksi automaattisesti varastosäiliöstä asianomaisen ilmaisimen todettua nesteen pinnan alentuneen.

Keksinnön toisen rakenne-ehdotuksen mukaan myös nestemäisen päällystysmateriaalin pyörretilat voidaan todeta ilmaisimella ja käsitellä yh-5 dessä säiliön ja/tai läpimenokanavan nestekorkeuden ilmaisevien tietojen kanssa logiikkakytkennässä ja käyttää niitä vaihtosuuntaimesta tulevan lähtö-signaalin taajuuden tai amplitudin muuttamiseen.

Näin vaihtosuuntaimen lähtösignaalin muutettavuus voidaan liittää automaattiseen toimintoon, jolla laitteistoa käytetään prosessinmukaisesti.

10 Kuten jo mainittiin, läpimenokanavan ja myös säiliön lämpötila voi muuttua, kun etenevä kenttä synnyttää enemmän tehoa kuin prosessin senhetkinen tila vaatii. Keksinnön avulla voidaan edullisella tavalla muuttaa vaihtosuuntaimesta tulevan lähtösignaalin taajuutta läpimenokanavassa ja/tai säiliössä mitatusta lämpötilasta riippuen, jolloin estetään päällystysmateriaalin 15 ei-toivottu kuumeneminen.

Keksinnön erään lisärakenteen mukaan etenevä kenttä voidaan jakaa useammalle erikseen syötetylle käämiryhmälle. Voidaan siis ajatella, että läpimenokanavan ympärille sijoitetaan useita käämejä, joista joitakin käytetään vain päällystysmateriaalin lämpötilan ohjaamiseen ja toisia taas vain 20 "magneettisena sulkuna".

Keksinnön erään rakenteen mukaan on mahdollista sekoittaa useiden vaihtosuuntaimien amplitudit tai taajuudet, niin että laitteiston ohjaamista varten saadaan näin vielä suurempia vaihteluita.

Lopuksi keksinnön mukaan voidaan läpimenokanavan ja/tai säiliön 25 lämpötilan säätämiseen käyttää yhtä tai useampaa induktoria, joiden taajuudet voidaan säätää. Tällöin järjestelmään voidaan säätää toivotut lämpötilanmuu-tokset.

Laitteiston kaikki metallipinnat on suojattu hapettumiselta suojakaa-suvirtauksella. Suojakaasuna käytetään esimerkiksi typpeä, joka johdetaan 30 peitettyyn säiliöön tai läpimenokanavan läpimenokanavan läpimenoaukkoon.

Jo tunnettuja lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmiä voidaan myös käyttää sulalle päällystysmateriaalille ja ohjata lämpötiloja vielä lisää niiden avulla.

Induktoreita sekä läpimenokanavaa ja/tai säiliöitä voidaan käyttää 35 vaakasuorassa ja/tai pystysuorassa suunnassa värähtelevinä päällystysmateriaalin vaikutuksen ja sen nauhaan tapahtuvan kiinnittymisen parantamiseksi.

4 103518

Edellä selostettua keksintöä selvitetään nyt lähemmin oheisen pii-rustusluonnoksen avulla.

Piirustuksissa kuvio 1 esittää karkeana kaaviona kahden vaihtosuuntaimen mah-5 dollista kytkentää kahteen induktoriin, ja kuvio 2 esittää karkeana kaavioleikkauksena keksinnön mukaista laitteistoa.

Päällystettävä nauha esitetään kuviossa 2 viitenumerolla 1, ja se menee säiliön 2 läpi alhaalta ylös. Säiliö 2 on täytetty sulalla päällystysmateri-10 aalilla, esimerkiksi sinkillä, jonka läpi nauha 1 ohjataan läpimenokanavan 3 kautta, joka on joka puolella nauhan 1 ympärillä. Jotta voidaan estää sulan päällystysmateriaalin virtaaminen ulos säiliöstä 2, läpimenokanavan ympärille on järjestetty induktorit 4 ja 5, jotka synnyttävät jo tunnetulla tavalla etenevän kentän, joka estää sähkömagneettisten voimien vuoksi päällystysmateriaalin 15 ulosvirtaamisen.

Lisäinduktorit 17, 18 voivat vielä tehostaa tätä vaikutusta ja niitä käytetään lämpötilan säätämiseen ja lisäksi niiden tehtävänä on keskiöidä nauha 1 magneettivoiman avulla läpimenokanavaan 3 ja stabiloida se tällöin.

Ennen kuin kuviota 2 selostetaan lähemmin, viitataan kuvioon 1, 20 jossa esitetään karkeana kaaviona sähkökytkentä. Verkosta 6 tai 7 syötetään vuorotellen kytkimien 9 asennosta riippuen järjestelmään esimerkiksi kolmi-vaihevirtaa, joka johdetaan molempiin vaihtosuuntaimiin 19 ja 20, jotka antavat lähtösignaalinsa välittömästi käämeihin 4, 5 tai 17, 18. Tällöin vaihtosuuntai-. . met 19, 20 mahdollistavat edellä kuvatulla tavalla taajuuden, amplitudin ja a 25 myös muodon muuttumisen. Molempien vaihtosuuntaimien 19, 20, osalla voidaan myös vaihesijainnit siirtää toisiinsa nähden.

On myös mahdollista, että jo tunnetun logiikkakytkennän 13 avulla paristo 8 kytketään vaihtosuuntaimeen 19, niin että verkon jäädessä pois ne syöttävät induktoreita, toisin sanoen etenevää kenttää. Paristojännite muute-30 taan vaihtosuuntaimessa vaihtojännitteeksi ja sitä voidaan säätää keksinnön mukaisella tavalla.

Kuviossa 2 nähdään useita erilaisia ilmaisimia, joista alailmaisin 10 valvoo läpimenokanavassa olevaa päällystysmateriaalia ja myös sen täyttöti-laa samoin kuin ilmaisin 11, jolla voidaan tarkkailla päällystysmateriaalin ylä-35 pintaa. Ilmaisimen 14 avulla voidaan ilmaista päällystysmateriaalissa esiintyvät pyörretilat, jotka ovat merkkinä etenevän kentän väärin säädetystä taajuu- 5 103518 desta. Pyörretiloja ilmaistaessa lähetetään taajuuden muuttamiseksi mieluimmin signaali logiikkayksikön kautta (ei-esitetty) vaihtosuuntaimeen. Toinen ilmaisin voi ilmaista läpimenokanavassa 3 välittömästi sulatteen määrän. Sulan päällystysmateriaalin lämpötila voidaan mitata mittauslaitteella ja käyttää sitä 5 samoin impulssitaajuuden säätämiseen syöttämällä käsitelty mittaussignaali vaihtosuuntaimeen.

Läpimenokanavan yläosassa olevat lisäkäämit 17 ja 18 voivat toimia lisälämmitys- ja lämpötilanohjauslaitteena kanavan yläosassa sekä nauhan läpimenon stabilointilaitteina magneettivoimien avulla. Myös näitä kää-10 mejä voidaan muuttaa vaihtosuuntaimen tai erillisten vaihtosuuntaimien avulla taajuuden ja amplitudin osalta ja sopeuttaa ne laajalla alueella laitteiston parametreihin. Lisäinduktorit 21 säiliössä 2 tai mahdollisesti myös kanavan 3 alueella mahdollistavat päällystysmateriaalin lämpötilaan kohdistuvan vaikutuksen; näitä induktoreita voidaan säätää erillisillä vaihtosuuntaimilla.

15 Päällystysmateriaalin pinnan laskiessa, mikä voidaan todeta ilmai simella 11, voidaan aloittaa automaattisesti säiliön täyttäminen kohdassa 12 kaaviona esitetyllä tavalla. Koko järjestelmään liittyy suojakaasu, jolloin se voidaan syöttää esimerkiksi suojakaasuputken 22 kautta. Lämpötilan ohjaamiseksi päällystysmateriaalia voidaan pumpata säiliöstä 21 ja sopeuttaa se täl-20 löin lisäkuumentamisen tai -jäähdyttämisen avulla prosessiolosuhteiden lämpötilaan.

Claims (9)

1. Menetelmä nauhamaisen materiaalin päällystämiseen tarkoitetun laitteiston säätämiseksi, jolloin metallinauha ohjataan sulaa päällystysmateri- 5 aalia sisältävän säiliön läpi, jossa on sulatteen pinnan alapuolella läpivienti-kanava, jossa sähkömagneettisen etenevän kentän avulla päällystysmateriaaliin muodostetaan induktiovirtoja, jotka saavat vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen etenevän kentän kanssa aikaan sähkömagneettisen voiman päällystysmateriaalin pidättämiseksi, tunnettu siitä, että sähkömagneettista 10 etenevää kenttää syötetään vähintään yhdellä vaihtosuuntaimella lähtösig-naalien avulla, joiden taajuus muuttuu ja/tai joiden amplitudia ja muotoa voidaan säätää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtösignaalien vaihesijainteja siirretään toisiaan päin useiden vaihto- 15 suuntaimien avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihtosuuntaimien syöttäminen tasasuunnatulla verkkovirralla tapahtuu vähintään yhdestä verkosta ja/tai vaihtosuuntaimien syöttämiseen sähkökatkoksen aikana käytetään paristojännitettä.

4. Patenttivaatimusten 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliön ja/tai läpimenokanavan päällystysnesteen pinnan korkeus ilmaistaan sensoreilla ja tätä tietoa käytetään nestemäisen päällystysmateriaalin määrän ohjaamiseen.

5. Patenttivaatimusten 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu 4 25 siitä, että nestemäisen päällystysmateriaalin pyörretilat todetaan ilmaisimilla ja käsitellään todettujen, säiliön ja/tai läpimenokanavan nestekorkeutta esittävien tietojen kanssa logiikkakytkennässä ja käytetään vaihtosuuntaimesta tulevan lähtösignaalin taajuuden tai amplitudin muuttamiseksi.

6. Patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että vaihtosuuntaimesta tulevan lähtösignaalin taajuutta muutetaan läpi- menokanavassa ja/tai säiliössä mitatusta lämpötilasta riippuen.

6 103518

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etenevä kenttä on jaettu useille erikseen syötetyille käämeille. 7 103518

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että useiden vaihtosuuntaimien amplitudit tai taajuudet sekoitetaan.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että lämpötilan säätämiseksi läpimenokanavassa ja/tai säiliössä käytetään yhtä tai useampaa induktoria, joiden taajuudet voidaan säätää. 103518 8