ITMI20071164A1

ITMI20071164A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE CONTROL OF THE COATING THICKNESS OF A METAL METAL PRODUCT

Info

Publication number: ITMI20071164A1
Authority: IT
Inventors: Andrea Codutti; Fabio Guastini; Milorad Pavlicevic; Alfredo Poloni
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-09
Also published as: WO2008149217A2; EP2165000A2; CN101720360B; WO2008149217A3; CN101720360A; EP2165000B1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: “Metodo e dispositivo per il controllo dello spessore di rivestimento di un prodotto metallico piano” Description of the industrial invention entitled: "Method and device for controlling the coating thickness of a flat metal product"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un dispositivo per il controllo dello spessore di rivestimento di un prodotto metallico piano, quale un nastro d’acciaio, durante il processo di galvanizzazione in continuo dello stesso per immersione a caldo, detto anche brevemente “hot dip” dalla terminologia inglese. The present invention refers to a method and a device for controlling the coating thickness of a flat metal product, such as a steel strip, during the continuous galvanization process of the same by hot dipping, also briefly called " hot dip ”from English terminology.

Stato della tecnica State of the art

Nel processo di zincatura per immersione in bagno caldo, un nastro metallico opportunamente pretrattato termicamente in atmosfera non ossidante/riducente viene immerso in un bagno di Zn fuso (440°C-470°C) e attraverso dei rulli immersi nel bagno viene guidato fuori dallo stesso in direzione verticale. In the galvanizing process by immersion in a hot bath, a metal strip suitably heat-treated in a non-oxidizing / reducing atmosphere is immersed in a bath of molten Zn (440 ° C-470 ° C) and through rollers immersed in the bath is guided out of the itself in the vertical direction.

La quantità di Zn liquido estratto dal nastro nel passaggio attraverso il bagno fuso è determinata dall’equilibrio della forza gravitazionale con le forze viscose, e lo spessore dello strato di Zn liquido che si deposita su entrambe le superfici del nastro risulta essere proporzionale alla velocità del nastro e alle proprietà fisiche dello Zn fuso, quali la viscosità cinematica e la tensione superficiale. The quantity of liquid Zn extracted from the belt in the passage through the molten bath is determined by the equilibrium of the gravitational force with the viscous forces, and the thickness of the liquid Zn layer that deposits on both surfaces of the belt is proportional to the speed of the tape and the physical properties of the molten Zn, such as kinematic viscosity and surface tension.

Per ridurre lo spessore di Zn depositato sul nastro, fino ai valori determinati dalle specifiche di utilizzo finale dei nastri, si ricorre comunemente all’uso di getti o lame ad aria, in inglese note come “Air Knives”, o di altro gas, usualmente vapore o N2. To reduce the thickness of Zn deposited on the belt, up to the values determined by the final use specifications of the belts, we commonly resort to the use of air jets or blades, in English known as "Air Knives", or other gas, usually steam or N2.

I dispositivi utilizzati comprendono generalmente due ugelli di sezione rettangolare, o di altra forma, posti ai lati del nastro ad una predeterminata distanza sia dal nastro che dalla superficie libera del bagno di Zn, da cui esce un getto di gas convenientemente a temperatura ambiente. Con tali getti di gas si realizza la riduzione dello spessore dello strato di zinco che ricopre la superficie del nastro, forzando parte del metallo liquido al ritorno verso il bagno. The devices used generally comprise two nozzles of rectangular section, or of other shape, placed on the sides of the belt at a predetermined distance both from the belt and from the free surface of the Zn bath, from which a jet of gas conveniently at room temperature comes out. With these gas jets, the thickness of the zinc layer that covers the surface of the strip is reduced, forcing part of the liquid metal to return to the bath.

Lo stesso tipo di procedimento si può impiegare per ricoprire nastri metallici con leghe Zn-Fe, Zn-AI, alluminio e stagno. The same type of process can be used to cover metal strips with Zn-Fe, Zn-AI, aluminum and tin alloys.

La lama d’aria è caratterizzata da una distribuzione di pressione molto stretta sulla zona di impatto, larga pochi millimetri, ad esempio 3-5 mm, e dalla presenza di una zona un po’ più estesa di azione dello sforzo di taglio. L’effetto principale della distribuzione della pressione è quello di generare una forza, dovuta al gradiente di pressione sullo spessore dello zinco liquido, che tagli bruscamente la vena liquida e riduca lo spessore del rivestimento rimandando indietro la quantità di Zn in eccesso. Il valore di questa forza è massimo quando il getto di gas è perpendicolare alla superficie del nastro. The air knife is characterized by a very narrow pressure distribution on the impact area, a few millimeters wide, for example 3-5 mm, and by the presence of a slightly larger area of action of the cutting effort. The main effect of the pressure distribution is to generate a force, due to the pressure gradient on the thickness of the liquid zinc, which abruptly cuts the liquid vein and reduces the thickness of the coating, sending back the amount of excess Zn. The value of this force is maximum when the gas jet is perpendicular to the surface of the belt.

Il valore dello spessore finale del rivestimento è determinato anche dall’azione dello sforzo di taglio generato sul nastro dal gas. Tale valore è minimo quando il getto di gas è perpendicolare alla superficie del nastro. Il gas che impatta sul nastro zincato e poi scorre sulle sue superfici raffredda lo zinco e il nastro soprattutto nella zona di impatto del gas. Poiché lo spessore finale del rivestimento è proporzionale alla velocità del nastro, per ottenere lo stesso spessore a velocità crescenti è necessario aumentare la pressione esercitata dalle lame ad aria. Questo effetto comporta l’aumento della portata del gas oppure la riduzione dell’apertura degli ugelli delle lame ad aria. The value of the final thickness of the coating is also determined by the action of the shear stress generated on the belt by the gas. This value is minimum when the gas jet is perpendicular to the belt surface. The gas that impacts on the galvanized strip and then flows on its surfaces cools the zinc and the strip especially in the gas impact area. Since the final thickness of the coating is proportional to the speed of the belt, to obtain the same thickness at increasing speeds it is necessary to increase the pressure exerted by the air blades. This effect involves increasing the gas flow rate or reducing the opening of the nozzles of the air blades.

Le norme internazionali e le richieste del mercato stabiliscono un numero discreto di spessori di rivestimento ammissibili e le rispettive tolleranze adattati alle successive applicazioni industriali. Oltre a realizzare gli spessori desiderati, è necessario ottenere la costanza dello spessore e la massima uniformità della superficie zincata sia per garantire la qualità del rivestimento che per ridurre al minimo la quantità di Zn necessario ad ottenere un dato rivestimento, ottenendone un vantaggio economico. Svantaggio principale della tecnologia a lame d’aria è quello di provocare un forte raffreddamento e quindi la solidificazione prematura dello Zn sotto l’azione della lama ad aria, specialmente quando si aumenta la pressione di alimentazione con lo scopo di ottenere spessori di rivestimento sempre minori. Ciò significa diminuire l’efficacia di riduzione dello spessore di Zn. International standards and market demands establish a discrete number of permissible coating thicknesses and the respective tolerances adapted to subsequent industrial applications. In addition to achieving the desired thicknesses, it is necessary to obtain the consistency of the thickness and the maximum uniformity of the galvanized surface both to guarantee the quality of the coating and to minimize the quantity of Zn necessary to obtain a given coating, obtaining an economic advantage. The main disadvantage of the air knife technology is to cause a strong cooling and therefore the premature solidification of the Zn under the action of the air knife, especially when the supply pressure is increased with the aim of obtaining ever smaller coating thicknesses. . This means decreasing the effectiveness of reducing the thickness of Zn.

Altri limiti della tecnologia a lame d’aria sono rappresentati dalla non uniformità del rivestimento ottenuto e dalla velocità limitata consentita al nastro, e quindi una limitata produttività. Other limits of the air knife technology are represented by the non-uniformity of the coating obtained and the limited speed allowed to the belt, and therefore a limited productivity.

Un problema molto importante è dovuto alla differente situazione fluidodinamica e termica presente al centro del nastro rispetto ai bordi dello stesso. Questa situazione, infatti, comporta che lo spessore del rivestimento non sia uniforme su tutta la larghezza del nastro ma risulti maggiore ai bordi. I bordi del nastro, infatti, si raffreddano più rapidamente rispetto al centro del nastro creando variazioni nelle proprietà fìsiche dello Zn liquido, in particolare nella viscosità cinematica, che generano forze di superficie (effetto Marangoni) che provocano l'accumulo di rivestimento nei pressi dei bordi. Il problema viene risolto solamente parzialmente utilizzando lame o maschere per deflettere il getto di gas ai bordi del nastro oppure ugelli a farfalla che aumentano la portata di gas sui bordi. A very important problem is due to the different fluid dynamic and thermal situation present at the center of the belt with respect to its edges. This situation, in fact, means that the thickness of the coating is not uniform over the entire width of the belt but is greater at the edges. The edges of the strip, in fact, cool more rapidly than the center of the strip, creating variations in the physical properties of the liquid Zn, in particular in the kinematic viscosity, which generate surface forces (Marangoni effect) that cause the accumulation of coating near the edges. The problem is solved only partially by using blades or masks to deflect the gas jet at the edges of the belt or butterfly nozzles that increase the gas flow rate on the edges.

L’accumulo di rivestimento vicino ai bordi, oltre che a creare problemi di bobinatura e successivamente di planarità del nastro zincato, comporta anche problemi di uniformità delle proprietà del rivestimento quando il nastro viene sottoposto a successivi trattamenti, ad esempio ad un riscaldamento e un mantenimento per un tempo opportuno ad una temperatura vicina al punto di fusione dello zinco, trattamento noto in inglese con il termine "galvannealing”. Inoltre, questo accumulo non permette di ridurre al minimo la quantità di Zn necessaria ad ottenere un dato rivestimento, con conseguenti svantaggi economici. The accumulation of coating near the edges, in addition to creating problems of winding and subsequently of flatness of the galvanized strip, also involves problems of uniformity of the properties of the coating when the strip is subjected to subsequent treatments, for example to heating and maintenance. for a suitable time at a temperature close to the melting point of zinc, a treatment known in English with the term "galvannealing." Furthermore, this accumulation does not allow to minimize the quantity of Zn necessary to obtain a given coating, with consequent disadvantages cheap.

Un altro problema è rappresentato dal fatto che, a causa della zona molto limitata di applicazione della forza di pressione, la variazione di spessore dello Zn è molto brusca e, in funzione della portata del gas e dello sforzo di taglio che dipende fortemente anche dalla inclinazione del getto rispetto alla superficie del nastro, per un dato spessore finale di Zn depositato sul nastro, esiste una velocità limite di avanzamento del nastro oltre la quale sulla superficie dello strato di rivestimento si innescano instabilità ed onde fino al rilascio di gocce liquide e solide neN’ambiente in prossimità delle lame ad aria. Questo fenomeno, noto con il nome di “splashing”, è generalmente amplificato dalle vibrazioni ed oscillazioni sempre presenti sul nastro. Lo “splashing” produce grossi problemi sia per la qualità del prodotto, producendo le cosidette “jet lines”, sia per la sicurezza ambientale a causa delle polveri rilasciate, e rappresenta una delle principali cause che limitano la produttività degli attuali impianti di zincatura. Another problem is represented by the fact that, due to the very limited area of application of the pressure force, the thickness variation of the Zn is very abrupt and, depending on the gas flow rate and the shear stress, which also strongly depends on the inclination of the jet with respect to the surface of the belt, for a given final thickness of Zn deposited on the belt, there is a limit speed of advancement of the belt beyond which instability and waves are triggered on the surface of the coating layer until the release of liquid and solid drops in N environment near the air blades. This phenomenon, known as "splashing", is generally amplified by the vibrations and oscillations always present on the tape. The "splashing" produces big problems both for the quality of the product, producing the so-called "jet lines", and for the environmental safety due to the dust released, and represents one of the main causes that limit the productivity of the current galvanizing plants.

Un limite della tecnologia a lame d’aria è rappresentato anche dal fatto che il flusso d’aria produce una ossidazione del rivestimento che è tanto più intensa quanto maggiore sono la velocità e la portata del gas. Questo genera difetti sul prodotto finale e contribuisce al rilascio di polveri neN’ambiente. Le realizzazioni di sistemi di taglio con gas inerte, quale N2, utilizzate per ovviare a questo inconveniente, riescono soltanto parzialmente a risolvere il problema e comunque a costi maggiori rispetto alle classiche lame ad aria. A limitation of the blades of air technology is also represented by the fact that the air flow produces an oxidation of the coating which is all the more intense the greater the speed and flow rate of the gas. This generates defects on the final product and contributes to the release of dust into the environment. The realizations of cutting systems with inert gas, such as N2, used to obviate this drawback, are only able to partially solve the problem and in any case at higher costs than conventional air blades.

Un ulteriore limite riguarda il fatto che, fissata la velocità di avanzamento del nastro, lo spessore finale del rivestimento dipende dal picco della forza di gradiente di pressione ma la pressione deH’aria, o del gas, deve essere mantenuta entro certi limiti onde evitare di raggiungere velocità supersoniche dell’aria con conseguenti problemi di vibrazione, battimenti e instabilità nella posizione del nastro, e rumore eccessivo nell’impianto. Quindi, nel caso in cui sia fissato lo spessore finale del rivestimento ad un valore relativamente ridotto, non potendo aumentare troppo la pressione deH’aria occorre limitare la velocità del nastro e quindi la produttività della linea, ma ciò è in contrasto con le attuali esigenze di competitività commerciale che richiedono velocità superiori a 200 m/min. A further limitation concerns the fact that, having fixed the speed of advancement of the belt, the final thickness of the coating depends on the peak of the pressure gradient force but the pressure of the air, or of the gas, must be kept within certain limits in order to avoid reach supersonic air speeds with consequent problems of vibration, beating and instability in the position of the belt, and excessive noise in the system. Therefore, in the event that the final thickness of the coating is set at a relatively small value, since the air pressure cannot be increased too much, it is necessary to limit the speed of the belt and therefore the productivity of the line, but this is in contrast with current requirements. of commercial competitiveness requiring speeds exceeding 200 m / min.

E’ sentita pertanto l’esigenza di realizzare un metodo ed un relativo dispositivo per il controllo dello spessore di un rivestimento di prodotti metallici, in uscita da un bagno caldo, che sia in grado si superare i suddetti inconvenienti. The need is therefore felt to create a method and a related device for controlling the thickness of a coating of metal products, coming out of a hot bath, which is able to overcome the aforementioned drawbacks.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Uno scopo della presente invenzione è quello di prevedere un metodo e un relativo dispositivo per realizzare una operazione di rimozione controllata del rivestimento in eccesso nello stadio finale della galvanizzazione in continuo per immersione a caldo di un prodotto metallico piano, quale ad esempio un nastro di acciaio, mediante l'utilizzo congiunto di campi elettromagnetici non continui e di getti di gas in modo tale da controllare efficacemente il peso del rivestimento e l'uniformità di distribuzione dello stesso, compensando l’effetto di raffreddamento delle lame d’aria mediante un riscaldamento per induzione localizzato del rivestimento. An object of the present invention is to provide a method and a relative device for carrying out a controlled removal operation of the excess coating in the final stage of the continuous galvanization by hot dipping of a flat metal product, such as for example a steel strip. , through the joint use of non-continuous electromagnetic fields and gas jets in such a way as to effectively control the weight of the coating and its uniformity of distribution, compensating for the cooling effect of the air blades by heating for localized induction of the coating.

Un altro scopo è quello di utilizzare la combinazione di lame ad aria e campi magnetici, generanti forze elettromagnetiche cooperanti le forze di pressione pneumatica, al fine di ridurre la pressione di alimentazione dell’aria e quindi di ridurre i problemi di “splashing” e di ossidazione del rivestimento. Another object is to use the combination of air blades and magnetic fields, generating electromagnetic forces cooperating with the pneumatic pressure forces, in order to reduce the air supply pressure and therefore to reduce the problems of "splashing" and oxidation of the coating.

Un altro scopo dell’invenzione riguarda la possibilità di aumentare la velocità di avanzamento del nastro e, quindi, la produttività massima delle attuali linee di galvanizzazione. Another purpose of the invention concerns the possibility of increasing the speed of advancement of the belt and, therefore, the maximum productivity of the current galvanizing lines.

Per raggiungere gli scopi menzionati, secondo un primo aspetto della presente invenzione, è previsto un metodo per il controllo dello spessore di rivestimento di un prodotto metallico piano, definente una direzione di avanzamento in uscita da un bagno di materiale di rivestimento fuso in processi di galvanizzazione in continuo per immersione a caldo, in cui sono previsti primi mezzi di generazione di almeno un campo magnetico alternato e secondi mezzi di generazione di getti di gas, atti a produrre getti di gas diretti sulle superfici di maggiore estensione di detto prodotto, entrambi detti mezzi essendo disposti in prossimità di dette superfici, il metodo comprendente, conformemente alla rivendicazione 1, i seguenti stadi: In order to achieve the aforementioned purposes, according to a first aspect of the present invention, a method is provided for controlling the coating thickness of a flat metal product, defining a direction of advancement out of a bath of molten coating material in galvanization processes. continuously by hot immersion, in which first means for generating at least one alternating magnetic field and second means for generating gas jets are provided, suitable for producing direct gas jets on the surfaces of greater extension of said product, both said means being arranged in proximity to said surfaces, the method comprising, according to claim 1, the following steps:

a) generazione di almeno un campo magnetico alternato, mediante detti primi mezzi, in prossimità di dette superfici del prodotto, detto campo causante una distribuzione di correnti indotte sulle superfici tale da produrre almeno un’area di riscaldo su di esse; a) generation of at least one alternating magnetic field, by means of said first means, in the vicinity of said product surfaces, said field causing a distribution of induced currents on the surfaces such as to produce at least one heating area on them;

b) generazione di getti di gas, mediante detti secondi mezzi, in corrispondenza di detta almeno un’area di riscaldo in modo da ottenere un predeterminato spessore uniforme di rivestimento su tutta la larghezza del prodotto. b) generation of gas jets, by means of said second means, in correspondence with said at least one heating area in order to obtain a predetermined uniform thickness of coating over the entire width of the product.

Un secondo aspetto dell’invenzione prevede un dispositivo per il controllo dello spessore di rivestimento di un prodotto metallico piano, definente una direzione di avanzamento in uscita da un bagno di materiale di rivestimento fuso in processi di galvanizzazione in continuo per immersione a caldo, che, conformemente alla rivendicazione 13, comprende mezzi di generazione di almeno un campo magnetico alternato, idonei a produrre una distribuzione di correnti indotte sulle superfici di maggiore estensione di detto prodotto tale da produrre almeno un’area di riscaldo su di esse, e mezzi di generazione di getti di gas, atti a produrre getti di gas diretti su dette superfici, entrambi detti mezzi essendo disposti in prossimità di dette superfici con i mezzi di generazione dei getti di gas previsti al di sopra o in corrispondenza di detta almeno un’area di riscaldo in modo da ottenere un predeterminato spessore uniforme di rivestimento su tutta la larghezza del prodotto. A second aspect of the invention provides a device for controlling the coating thickness of a flat metal product, defining a direction of advancement out of a bath of molten coating material in continuous galvanization processes by hot dip, which, according to claim 13, it comprises means for generating at least one alternating magnetic field, suitable for producing a distribution of induced currents on the surfaces of greater extension of said product such as to produce at least a heating area thereon, and means for generating gas jets, adapted to produce direct gas jets on said surfaces, both said means being arranged in proximity to said surfaces with the means for generating the gas jets provided above or in correspondence with said at least a heating area in so as to obtain a predetermined uniform coating thickness over the entire width of the product.

Per la legge dell’induzione elettromagnetica applicando almeno un campo magnetico alternato di induzione, in prossimità delle superfici di maggiore estensione di un nastro, si avranno forze elettromotrici indotte nel materiale del nastro e del suo rivestimento, ancora liquido, e quindi correnti elettriche di induzione con intensità dipendente, tra l’altro, dalle resistività dei materiali. Il verso di queste correnti è sempre tale da opporsi alla causa che lo crea, in particolare alla variazione del flusso magnetico dovuta sia alla variazione del campo sia allo spostamento del nastro rispetto al campo nel tempo. According to the law of electromagnetic induction, by applying at least one alternating magnetic field of induction, near the surfaces of greater extension of a tape, there will be electromotive forces induced in the material of the tape and its coating, still liquid, and therefore electric induction currents with intensity depending, among other things, on the resistivity of the materials. The direction of these currents is always such as to oppose the cause that creates it, in particular to the variation of the magnetic flux due both to the variation of the field and to the displacement of the tape with respect to the field over time.

Le correnti indotte generano un riscaldo nel rivestimento di Zn e nel nastro la cui entità dipende dalla intensità e dalla frequenza del campo magnetico imposto. Il riscaldamento del nastro è anche funzione dell’andamento geometrico che presentano i tubi di flusso magnetico richiudenti nel nastro. The induced currents generate a heating in the Zn coating and in the strip, the entity of which depends on the intensity and frequency of the magnetic field imposed. The heating of the tape is also a function of the geometric trend that the magnetic flux tubes present in the tape.

Il metodo della presente invenzione consente vantaggiosamente di modificare i percorsi che i flussi magnetici compiono nel chiudersi nel giogo magnetico, attraversando il nastro sottoposto al processo di galvanizzazione. Si riesce quindi a dosare, nel nastro, il fenomeno del riscaldamento per induzione elettromagnetica, sia in modo concentrato sia in modo distribuito, variando il modulo e la frequenza dell’induzione magnetica ed il percorso dei flussi di campo. I tubi di flusso possono presentarsi sostanzialmente in configurazioni diverse mediante il controllo delle correnti che alimentano il circuito magnetico in questione. The method of the present invention advantageously allows to modify the paths that the magnetic fluxes make when closing in the magnetic yoke, crossing the strip subjected to the galvanizing process. It is therefore possible to dose, in the belt, the phenomenon of heating by electromagnetic induction, both in a concentrated and distributed way, by varying the modulus and frequency of the magnetic induction and the path of the field fluxes. The flow tubes can substantially present themselves in different configurations by controlling the currents which feed the magnetic circuit in question.

La diversa distribuzione del flusso va ad influire sulla diversa distribuzione delle correnti indotte nel nastro e di conseguenza sul riscaldamento indotto. Con il metodo dell’invenzione si riesce in tal modo a controllare le aree di riscaldo sul nastro e l’intensità di questo riscaldo. The different distribution of the flux affects the different distribution of the induced currents in the belt and consequently the induced heating. With the method of the invention it is thus possible to control the heating areas on the belt and the intensity of this heating.

Vantaggiosamente tale metodo prevede un riscaldo che, in certe condizioni, si concentra di più sui bordi a causa del ritorno delle correnti elettriche. In questo caso è possibile compensare il naturale sovraraffreddamento dei bordi del nastro rispetto al centro. Advantageously, this method provides for a heating which, under certain conditions, concentrates more on the edges due to the return of the electric currents. In this case it is possible to compensate for the natural overcooling of the edges of the belt relative to the center.

Inoltre, poiché anche le forze generate sul rivestimento di Zn sono proporzionali alla frequenza e alla intensità del campo magnetico imposto, è possibile ottimizzare tali parametri in modo da ottenere il massimo delle forze sullo Zn inducendo dei contenuti riscaldi nello Zn e nel nastro che favoriscono l’azione della forza di volume, in quanto rendono più fluido lo Zn liquido riducendone la viscosità cinematica e la tensione superficiale. In questo modo, inoltre, non vengono provocati surriscaldi tali da produrre problemi metallurgici al processo di rivestimento. Furthermore, since the forces generated on the Zn coating are also proportional to the frequency and intensity of the magnetic field imposed, it is possible to optimize these parameters in order to obtain the maximum of the forces on the Zn by inducing heated contents in the Zn and in the strip that favor the action of the volume force, as they make liquid Zn more fluid by reducing its kinematic viscosity and surface tension. In this way, moreover, no overheating is caused such as to produce metallurgical problems in the coating process.

Grazie al campo magnetico non continuo, alternato o impulsato, si genera vantaggiosamente un riscaldamento per induzione del nastro e del materiale di rivestimento o direttamente nella zona di azione dei getti di gas o in una zona adiacente al sopra di detta zona di azione, evitando così un raffreddamento intensivo del materiale di rivestimento da parte del gas e il rischio di una sua solidificazione prematura. Il riscaldamento per induzione, oltre ad aumentare la temperatura superficiale del materiale di rivestimento, vantaggiosamente ne diminuisce la tensione superficiale e la viscosità cinematica, in particolare in corrispondenza dei bordi del nastro. Thanks to the non-continuous, alternating or pulsed magnetic field, heating is advantageously generated by induction of the strip and the coating material either directly in the zone of action of the gas jets or in an adjacent zone above said zone of action, thus avoiding intensive cooling of the coating material by the gas and the risk of its premature solidification. In addition to increasing the surface temperature of the coating material, heating by induction advantageously decreases its surface tension and kinematic viscosity, in particular at the edges of the strip.

Con la presente invenzione si risolve anche il problema dell’accumulo di Zn sui bordi del nastro in quanto la temperatura dello Zn e del nastro risultano più uniformi sullo spessore del nastro. The present invention also solves the problem of the accumulation of Zn on the edges of the strip since the temperature of the Zn and of the strip are more uniform on the thickness of the strip.

Si ottiene così un nastro con uno spessore di rivestimento uniforme su tutta la sua superficie, evitando di conseguenza i problemi di bobinatura e successivamente di planarità del nastro zincato, ed i problemi di uniformità delle proprietà del rivestimento quando il nastro viene sottoposto a successivi trattamenti, ad esempio ad un trattamento di “galvannealing". Inoltre viene ridotta al minimo la quantità di Zn necessaria ad ottenere un determinato rivestimento, con conseguenti vantaggi economici. I campi magnetici alternati possono essere applicati in direzione sostanzialmente parallela oppure in direzione sostanzialmente perpendicolare al nastro. Eventualmente i suddetti campi magnetici possono essere applicati in entrambi le direzioni, parallela e perpendicolare al nastro. In this way a strip is obtained with a uniform coating thickness over its entire surface, thus avoiding the problems of winding and subsequently of flatness of the galvanized strip, and the problems of uniformity of the properties of the coating when the strip is subjected to subsequent treatments. for example to a "galvannealing" treatment. Furthermore, the quantity of Zn necessary to obtain a certain coating is reduced to a minimum, with consequent economic advantages. The alternating magnetic fields can be applied in a substantially parallel direction or in a substantially perpendicular direction to the tape. Possibly the aforesaid magnetic fields can be applied in both directions, parallel and perpendicular to the tape.

Il metodo della presente invenzione si può applicare per controllare lo spessore di rivestimento di nastri d'acciaio in uscita da un bagno caldo, ad esempio, di zinco, leghe Zn-Fe e Zn-AI, alluminio, leghe di Al e stagno. The method of the present invention can be applied to control the coating thickness of steel strips leaving a hot bath, for example, of zinc, Zn-Fe and Zn-AI alloys, aluminum, Al alloys and tin.

Breve descrizione delle Figure Brief description of the Figures

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del metodo e del dispositivo dell’invenzione con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Further features and advantages will be more evident in the light of the detailed description of preferred but not exclusive embodiments of the method and device of the invention with the help of the accompanying drawing tables in which:

la Fig. 1 rappresenta uno schema del processo di immersione di un nastro in un bagno metallico fuso con successiva applicazione di lame ad aria; Fig. 1 represents a diagram of the process of dipping a strip in a molten metal bath with subsequent application of air blades;

la Fig. 2a rappresenta una porzione di nastro sul quale è applicato un primo campo magnetico avente una prima direzione; Fig. 2a represents a strip portion on which a first magnetic field having a first direction is applied;

la Fig. 2b rappresenta una vista dall’alto del nastro con schema delle correnti indotte dal campo magnetico di Fig. 2a; Fig. 2b represents a top view of the tape with a diagram of the currents induced by the magnetic field of Fig. 2a;

la Fig. 3 rappresenta una prima forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 3 represents a first schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 3a rappresenta in maggior dettaglio il dispositivo di Fig. 3; Fig. 3a represents in greater detail the device of Fig. 3;

la Fig. 3b rappresenta una variante del dispositivo di Fig. 3a; Fig. 3b represents a variant of the device of Fig. 3a;

la Fig. 3c rappresenta una ulteriore variante del dispositivo di Fig. 3a; Fig. 3c represents a further variant of the device of Fig. 3a;

la Fig. 4 rappresenta una seconda forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 4 represents a second schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 4a rappresenta in maggior dettaglio il dispositivo di Fig. 4; Fig. 4a represents in greater detail the device of Fig. 4;

la Fig. 5a rappresenta una porzione di nastro sul quale è applicato un secondo campo magnetico avente una seconda direzione; Fig. 5a represents a portion of tape on which a second magnetic field having a second direction is applied;

la Fig. 5b rappresenta una vista laterale del nastro con schema delle correnti indotte dal campo magnetico di Fig. 5a; Fig. 5b represents a side view of the tape with a diagram of the currents induced by the magnetic field of Fig. 5a;

la Fig. 6 rappresenta una terza forma di realizzazione schematica del dispositivo dell'invenzione; Fig. 6 represents a third schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 6a rappresenta in maggior dettaglio il dispositivo di Fig. 6; Fig. 6a represents in greater detail the device of Fig. 6;

la Fig. 7 rappresenta una quarta forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 7 represents a fourth schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 8a rappresenta una porzione di nastro sul quale è applicato un terzo campo magnetico avente la stessa seconda direzione; Fig. 8a represents a portion of tape on which a third magnetic field having the same second direction is applied;

la Fig. 8b rappresenta una vista laterale del nastro con schema delle correnti indotte dal campo magnetico di Fig. 8a; Fig. 8b represents a side view of the tape with a diagram of the currents induced by the magnetic field of Fig. 8a;

la Fig. 9 rappresenta una quinta forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 9 represents a fifth schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 9a rappresenta in maggior dettaglio il dispositivo di Fig. 9; Fig. 9a represents in greater detail the device of Fig. 9;

la Fig. 10 rappresenta una sesta forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 10 represents a sixth schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 11a rappresenta una porzione di nastro sul quale sono applicati contemporaneamente detti secondo e terzo campi magnetici; Fig. 11a represents a portion of the tape on which said second and third magnetic fields are applied simultaneously;

la Fig. 11 b rappresenta una vista laterale del nastro con schema delle correnti indotte dai campi magnetici di Fig. 11a; Fig. 11 b shows a side view of the tape with a diagram of the currents induced by the magnetic fields of Fig. 11a;

la Fig. 12 rappresenta una settima forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 12 represents a seventh schematic embodiment of the device of the invention;

la Fig. 13 rappresenta una ottava forma di realizzazione schematica del dispositivo dell’invenzione; Fig. 13 represents an eighth schematic embodiment of the device of the invention;

le Figure 14a, 14b e 14c rappresentano modi di posizionamento delle lame ad aria rispetto ad aree di riscaldo realizzate sul nastro in movimento; Figures 14a, 14b and 14c represent ways of positioning the air blades with respect to heating areas made on the moving belt;

la Fig. 15 rappresenta una variante della forma di realizzazione del dispositivo di Fig. 12; Fig. 15 represents a variant of the embodiment of the device of Fig. 12;

la Fig. 16 rappresenta una sezione di una variante del dispositivo conforme alla presente invenzione. Fig. 16 represents a section of a variant of the device according to the present invention.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite dell’invenzione Uno schema del processo di zincatura di un nastro metallico per immersione in bagno caldo è illustrato in Fig. 1. Il nastro metallico 1, opportunamente pretrattato termicamente in atmosfera non ossidante/riducente, viene immerso nel bagno 2 di Zn fuso e, attraverso dei rulli 3 immersi nel bagno, viene guidato fuori dallo stesso in direzione verticale ad una predeterminata velocità. Detailed description of preferred embodiments of the invention A scheme of the galvanizing process of a metal strip by immersion in a hot bath is illustrated in Fig. 1. The metal strip 1, suitably thermally pre-treated in a non-oxidizing / reducing atmosphere, is immersed in the bath 2 of molten Zn and, by means of rollers 3 immersed in the bath, it is guided out of it in a vertical direction at a predetermined speed.

Al di sopra del bagno 2 sono previsti, in corrispondenza di ciascun lato di maggiore estensione del nastro, mezzi di generazione di getti di gas, comprendenti ugelli o lame ad aria 4 idonei a produrre getti o lame di aria o altro gas, quale vapore o N2, e quindi forze pneumatiche per ridurre lo spessore di Zn depositato sul nastro. La pressione di alimentazione degli ugelli 4 è preferibilmente compresa tra 0,1 bar e 1 bar. Above the bath 2, at each side of greatest extension of the belt, means for generating gas jets are provided, comprising nozzles or air blades 4 suitable for producing jets or blades of air or other gas, such as steam or N2, and therefore pneumatic forces to reduce the thickness of Zn deposited on the strip. The supply pressure of the nozzles 4 is preferably between 0.1 bar and 1 bar.

Per eseguire il metodo della presente invenzione, un relativo dispositivo comprende mezzi di generazione di campi elettromagnetici non continui, alternati o impulsati, per la rimozione del materiale di rivestimento in eccesso mediante il riscaldo a induzione degli strati di rivestimento 11 del nastro, detti mezzi essendo vantaggiosamente combinati con i suddetti mezzi di generazione di getti di gas. To carry out the method of the present invention, a relative device comprises means for generating non-continuous, alternating or pulsed electromagnetic fields, for the removal of the excess coating material by induction heating of the coating layers 11 of the strip, said means being advantageously combined with the aforementioned means for generating gas jets.

I mezzi di generazione dei campi magnetici alternati possono comprendere uno o più gioghi magnetici, i cui poli magnetici hanno predeterminate geometrie, o una o più bobine o spire avvolte, disposti in prossimità del nastro ed alimentati da corrente alternata. The means for generating the alternating magnetic fields can comprise one or more magnetic yokes, the magnetic poles of which have predetermined geometries, or one or more coils or coils wound, arranged in proximity to the tape and powered by alternating current.

Una prima forma di realizzazione del metodo della presente invenzione prevede la generazione di un campo magnetico B alternato longitudinale avente una direzione sostanzialmente parallela alla direzione di avanzamento del nastro, ossia quella verticale, come illustrato in Fig. 2a. L’azione di riscaldo ottenuta è uniforme e l’area di riscaldo 5 corrisponde ad una area sostanzialmente rettangolare in corrispondenza della zona di impatto 12 dei getti di gas. L’area di riscaldo 5 copre vantaggiosamente tutta la larghezza del nastro 1 , bordi inclusi. A first embodiment of the method of the present invention provides for the generation of a longitudinal alternating magnetic field B having a direction substantially parallel to the direction of advance of the tape, ie the vertical one, as illustrated in Fig. 2a. The heating action obtained is uniform and the heating area 5 corresponds to a substantially rectangular area corresponding to the impact area 12 of the gas jets. The heating area 5 advantageously covers the entire width of the belt 1, edges included.

II riscaldamento indotto dal campo longitudinale B uniforme dipende dall'intensità e dalla distribuzione delle correnti indotte 6, le quali sono funzione dello spessore di penetrazione della corrente nel nastro, dipendente dalla frequenza di induzione magnetica, e funzione dello spessore del nastro stesso. The heating induced by the uniform longitudinal field B depends on the intensity and distribution of the induced currents 6, which are a function of the penetration thickness of the current in the strip, dependent on the frequency of magnetic induction, and a function of the thickness of the strip itself.

Vantaggiosamente, per ottenere un riscaldamento ottimale la frequenza dell’induzione magnetica generata viene variata in modo tale da ottenere un predeterminato rapporto tra spessore del nastro e spessore di penetrazione delle correnti indotte nel nastro stesso, preferibilmente compreso tra 0,5 e 20. Ad esempio, per nastri di spessore variabile da 0,2 mm a 4 mm è opportuno lavorare con frequenze variabili da 500 Hz a 500000 Hz. Advantageously, to obtain optimal heating, the frequency of the magnetic induction generated is varied in such a way as to obtain a predetermined ratio between the thickness of the strip and the penetration thickness of the currents induced in the strip itself, preferably between 0.5 and 20. For example , for strips of variable thickness from 0.2 mm to 4 mm it is advisable to work with frequencies varying from 500 Hz to 500000 Hz.

L’intensità del campo magnetico alternato è, invece, preferibilmente compresa tra 0,05 e 1 T in aria in corrispondenza della zona di “wiping”, ossia della zona di azione delle lame ad aria. The intensity of the alternating magnetic field is, on the other hand, preferably between 0.05 and 1 T in the air in correspondence with the "wiping" area, ie the area of action of the air blades.

Questa prima forma di realizzazione del metodo dell’invenzione può essere realizzata mediante un dispositivo comprendente in una prima variante una o più bobine o spire 7, avvolte intorno al nastro 1 ed alimentate con corrente alternata o pulsante in modo da creare un campo magnetico B, alternato o pulsante, longitudinale all’interno di essa, come illustrato in Fig. 3, o comprendente in una seconda variante giochi magnetici provvisti di poli 8, 8’, disposti in corrispondenza di ciascuna superficie di maggiore estensione del nastro, aventi la stessa funzione, disposti secondo lo schema di Fig. 4. In questo ultimo caso il flusso magnetico generato passa dai poli superiori 8 ai poli inferiori 8’ del rispettivo giogo magnetico, parallelamente alla direzione di avanzamento del nastro. This first embodiment of the method of the invention can be realized by means of a device comprising in a first variant one or more coils or turns 7, wound around the tape 1 and fed with alternating or pulsating current so as to create a magnetic field B, alternating or pulsating, longitudinal inside it, as illustrated in Fig. 3, or comprising in a second variant magnetic games provided with poles 8, 8 ', arranged in correspondence with each surface of greater extension of the belt, having the same function , arranged according to the diagram of Fig. 4. In this last case, the magnetic flux generated passes from the upper poles 8 to the lower poles 8 'of the respective magnetic yoke, parallel to the direction of advance of the tape.

Nella prima variante del dispositivo sono vantaggiosamente previsti ugelli 4 disposti in prossimità della bobina 7, preferibilmente in corrispondenza di metà avvolgimento, come illustrato in Fig. 3a. Le spire della bobina 7 possono anche essere disposte più vicine al nastro in alto e via via più lontane dal nastro in basso, come illustrato in Fig. 3b, oppure possono essere previste in un numero via via decrescente lungo la verticale verso il bagno di materiale di rivestimento fuso, ossia dall'alto in basso come illustrato in Fig. 3c. Nella forma di realizzazione illustrata in Fig. 3b l’angolo di apertura β della bobina 7 rispetto alla verticale è preferibilmente compreso tra 0 e 60°. In the first variant of the device, nozzles 4 are advantageously provided in proximity to the reel 7, preferably in correspondence with half winding, as illustrated in Fig. 3a. The turns of the reel 7 can also be arranged closer to the belt at the top and gradually farther away from the belt at the bottom, as shown in Fig.3b, or they can be provided in a gradually decreasing number along the vertical towards the bath of material. of molten coating, ie from top to bottom as shown in Fig. 3c. In the embodiment illustrated in Fig. 3b the opening angle β of the coil 7 with respect to the vertical is preferably between 0 and 60 °.

La seconda variante del dispositivo, illustrata in Fig. 4a, prevede invece mezzi di generazione di campi elettromagnetici comprendenti due induttori, ciascuno costituito ad esempio da uno o più avvolgimenti o bobine 30 avvolte attorno a un nucleo o giogo ferromagnetico 31, sostanzialmente a forma di C, mentre i mezzi di generazione di getti di gas comprendono per ciascun induttore una struttura di supporto e di alimentazione degli ugelli 4, comprendente un collettore di alimentazione 32 di gas e gli ugelli stessi, posti in prossimità di ciascuna superficie 11 di maggiore estensione del nastro di acciaio 1 in uscita dal bagno fuso del materiale di rivestimento. The second variant of the device, illustrated in Fig. 4a, instead provides means for generating electromagnetic fields comprising two inductors, each consisting for example of one or more windings or coils 30 wound around a ferromagnetic core or yoke 31, substantially shaped like a C, while the means for generating gas jets comprise for each inductor a support and supply structure for the nozzles 4, comprising a gas supply manifold 32 and the nozzles themselves, located in proximity to each surface 11 of greater extension of the steel strip 1 leaving the molten bath of the coating material.

I nuclei ferromagnetici 31, sostanzialmente a forma di C, sono del tipo a lamine oppure compatti e realizzati in materiale ferromagnetico o magneto-dielettrico o ferritico, mentre le bobine 30 sono disposte una di fronte all'altra da ciascun lato del nastro di acciaio 1 e possono essere raffreddate ad acqua. E’ previsto il controllo della frequenza del campo magnetico alternante in funzione del tipo e della qualità del rivestimento da rimuovere. The ferromagnetic cores 31, substantially C-shaped, are of the leaf type or compact and made of ferromagnetic or magneto-dielectric or ferritic material, while the coils 30 are arranged opposite each other on each side of the steel strip 1 and can be water cooled. The frequency of the alternating magnetic field is controlled according to the type and quality of the coating to be removed.

Vantaggiosamente essendo la struttura di supporto, comprendente il collettore di alimentazione 32 e gli ugelli 4, disposta all'interno dei nuclei ferromagnetici 31, la sovrapposizione dei getti di gas con la zona di azione del riscaldo per induzione è sempre garantita. Advantageously, since the support structure, comprising the supply manifold 32 and the nozzles 4, is arranged inside the ferromagnetic cores 31, the overlapping of the gas jets with the zone of action of the induction heating is always guaranteed.

Gli ugelli 4, disposti in prossimità di poli a giogo magnetico 8, 8’ di ciascun nucleo ferromagnetico 31, possono trovarsi all'interno o all’esterno degli induttori. The nozzles 4, arranged near the magnetic yoke poles 8, 8 'of each ferromagnetic core 31, can be inside or outside the inductors.

Per la realizzazione del campo magnetico B alternato o pulsante, avente direzione sostanzialmente parallela alla direzione di avanzamento del nastro, le bobine 30 sono percorse da corrente alternata o pulsante con un angolo di sfasamento tra le correnti pari a 180° in modo che sia presente solo un flusso magnetico longitudinale generato dagli anelli di flusso magnetico 33, 33’ circolanti su ciascun induttore. For the realization of the alternating or pulsating magnetic field B, having a direction substantially parallel to the direction of advance of the tape, the coils 30 are traversed by alternating or pulsating current with a phase shift angle between the currents equal to 180 ° so that only a longitudinal magnetic flux generated by the magnetic flux rings 33, 33 'circulating on each inductor.

Una seconda forma di realizzazione del metodo dell’invenzione prevede, invece, la generazione di un campo magnetico B’ alternato non uniforme avente una direzione sostanzialmente perpendicolare alla direzione di avanzamento del nastro, come illustrato in Fig. 5a. A second embodiment of the method of the invention, on the other hand, provides for the generation of a non-uniform alternating magnetic field B 'having a direction substantially perpendicular to the direction of advancement of the tape, as illustrated in Fig. 5a.

L’azione di riscaldo ottenuta non è uniforme sul nastro. In particolare, il campo B’ presenta un gradiente il quale causa una distribuzione di corrente indotta rappresentata della linea curva 6’ tale da riscaldare sia i bordi sia il centro del nastro. Il riscaldamento risulta essere localizzato in più aree di riscaldo: The heating action obtained is not uniform on the belt. In particular, the field B 'has a gradient which causes an induced current distribution represented by the curved line 6' such as to heat both the edges and the center of the tape. The heating is located in several heating areas:

- una prima area centrale 9 rispetto alla superficie del nastro, sostanzialmente ellittica, in corrispondenza della zona di impatto 12 dei getti di gas; - a first central area 9 with respect to the surface of the belt, substantially elliptical, in correspondence with the impact area 12 of the gas jets;

- e due seconde aree di riscaldo laterali 9’, disposte al di sopra della prima area centrale 9, in corrispondenza dei bordi del nastro. - and two second lateral heating areas 9 ', arranged above the first central area 9, at the edges of the belt.

Il gradiente del campo magnetico B’ può essere realizzato, in una prima variante, alimentando un giogo magnetico i cui poli 10 al traferro presentino una geometria simile a quella illustrata in Fig. 6, provvisti di una superficie inclinata 20 di un angolo di ampiezza preferibilmente compresa tra 0° e 60° rispetto ad un piano verticale. The gradient of the magnetic field B 'can be achieved, in a first variant, by feeding a magnetic yoke whose poles 10 in the air gap have a geometry similar to that shown in Fig. 6, provided with an inclined surface 20 of an angle of width preferably between 0 ° and 60 ° with respect to a vertical plane.

Questa prima variante, illustrata in Fig. 6a, comprende due induttori, ciascuno costituito ad esempio da uno o più avvolgimenti o bobine 30’ avvolte attorno a un nucleo o giogo ferromagnetico 31’. Le due parti del giogo 31’, disposte ciascuna in corrispondenza di una superficie di maggiore estensione del nastro 1 , sono vantaggiosamente collegate sul piano orizzontale perpendicolare al foglio in modo da chiudere e massimizzare il flusso magnetico. I mezzi di generazione di getti di gas comprendono per ciascun induttore una struttura di supporto e di alimentazione di ugelli 4’, comprendente un collettore di alimentazione 32’ di gas, disposta all’esterno del giogo ferromagnetico 31’. Gli ugelli 4’ sono disposti immediatamente al di sopra di detti induttori e leggermente inclinati verso il basso in modo da far coincidere la zona del getto di gas con quella di azione del campo magnetico B’. Questa soluzione permette un più facile accesso per la pulizia degli ugelli in quanto la parte superiore degli stessi risulta libera. This first variant, illustrated in Fig. 6a, includes two inductors, each consisting for example of one or more windings or coils 30 'wound around a ferromagnetic core or yoke 31'. The two parts of the yoke 31 ', each arranged at a surface of greater extension of the tape 1, are advantageously connected on the horizontal plane perpendicular to the sheet in order to close and maximize the magnetic flux. The means for generating gas jets comprise for each inductor a support and feeding structure of nozzles 4 ', comprising a gas supply manifold 32', arranged outside the ferromagnetic yoke 31 '. The nozzles 4 'are arranged immediately above said inductors and slightly inclined downwards so as to make the area of the gas jet coincide with that of the action of the magnetic field B'. This solution allows easier access for cleaning the nozzles as the upper part of the nozzles is free.

Il gradiente del campo magnetico B’ può essere realizzato in una seconda variante alternativa adottando una serie o matassa di spire 7’ non uniformemente distribuite del tipo illustrato in Fig. 7. Le spire 7’, disposte solo da un lato rispetto alla direzione di avanzamento del nastro, sono avvolte in modo da definire assi perpendicolari a detta direzione ed una superficie interna inclinata rispetto ad un piano verticale di un angolo di ampiezza preferibilmente compresa tra 0° e 60°. The gradient of the magnetic field B 'can be realized in a second alternative variant by adopting a series or skein of unevenly distributed turns 7' of the type illustrated in Fig. 7. The turns 7 ', arranged only on one side with respect to the direction of advancement of the tape, are wound so as to define axes perpendicular to said direction and an internal surface inclined with respect to a vertical plane by an angle of width preferably between 0 ° and 60 °.

Una terza forma di realizzazione del metodo dell’invenzione si ottiene invertendo il gradiente del campo magnetico B” alternato non uniforme, come illustrato in Fig. 8a. A third embodiment of the method of the invention is obtained by inverting the gradient of the non-uniform alternating magnetic field B ", as illustrated in Fig. 8a.

In questo caso, il gradiente del campo magnetico B" causa una distribuzione di corrente indotta rappresentata della linea curva 6” tale da riscaldare sia i bordi sia il centro del nastro. Il riscaldamento risulta essere localizzato in più aree di riscaldo: In this case, the gradient of the magnetic field B "causes an induced current distribution represented by the curved line 6" such as to heat both the edges and the center of the strip. The heating is localized in several heating areas:

- e due seconde aree di riscaldo laterali 9”, disposte al di sotto della prima area centrale 9, in corrispondenza dei bordi del nastro. - and two second lateral heating areas 9 ", arranged below the first central area 9, in correspondence with the edges of the belt.

Il gradiente del campo magnetico B" può essere realizzato, analogamente a quanto sopra descritto, in una prima variante, alimentando un giogo magnetico i cui poli 10’ al traferro presentino una geometria simile a quella illustrata in Fig. 9, provvisti di una superficie inclinata 20’ di un angolo di ampiezza preferibilmente compresa tra 0° e 60° rispetto ad un piano verticale. The gradient of the magnetic field B "can be achieved, similarly to what has been described above, in a first variant, by feeding a magnetic yoke whose poles 10 'at the air gap have a geometry similar to that illustrated in Fig. 9, provided with an inclined surface 20 'of an angle of amplitude preferably comprised between 0 ° and 60 ° with respect to a vertical plane.

Questa prima variante, illustrata in Fig. 9a, comprende due induttori, ciascuno costituito ad esempio da uno o più avvolgimenti o bobine 30’ avvolte attorno a un nucleo o giogo ferromagnetico 31’. Le due parti del giogo 31’, disposte ciascuna in corrispondenza di una superficie di maggiore estensione del nastro 1 , sono vantaggiosamente collegate sul piano orizzontale perpendicolare al foglio in modo da chiudere e massimizzare il flusso magnetico. I mezzi di generazione di getti di gas comprendono per ciascun induttore una struttura di supporto e di alimentazione di ugelli 4’, comprendente un collettore di alimentazione 32’ di gas, disposta all’esterno del giogo ferromagnetico 31’. Gli ugelli 4’ sono disposti immediatamente al di sopra di detti induttori e leggermente inclinati verso il basso in modo da far coincidere la zona del getto di gas con quella di azione del campo magnetico B”. Questa soluzione permette un più facile accesso per la pulizia degli ugelli in quanto la parte superiore degli stessi risulta libera. This first variant, illustrated in Fig. 9a, includes two inductors, each consisting for example of one or more windings or coils 30 'wound around a ferromagnetic core or yoke 31'. The two parts of the yoke 31 ', each arranged at a surface of greater extension of the tape 1, are advantageously connected on the horizontal plane perpendicular to the sheet in order to close and maximize the magnetic flux. The means for generating gas jets comprise for each inductor a support and feeding structure of nozzles 4 ', comprising a gas supply manifold 32', arranged outside the ferromagnetic yoke 31 '. The nozzles 4 'are arranged immediately above said inductors and slightly inclined downwards so as to make the area of the gas jet coincide with that of the action of the magnetic field B ". This solution allows easier access for cleaning the nozzles as the upper part of the nozzles is free.

Il gradiente del campo magnetico B” può essere realizzato in una seconda variante alternativa adottando una serie o matassa di spire 7” non uniformemente distribuite del tipo illustrato in Fig. 10. Le spire 7", disposte solo da un lato rispetto alla direzione di avanzamento del nastro, sono avvolte in modo da definire assi perpendicolari a detta direzione ed una superficie interna inclinata rispetto ad un piano verticale di un angolo di ampiezza preferibilmente compresa tra 0° e 60°. The gradient of the magnetic field B "can be realized in a second alternative variant by adopting a series or skein of unevenly distributed turns 7" of the type illustrated in Fig. 10. The turns 7 ", arranged only on one side with respect to the direction of advancement of the tape, are wound so as to define axes perpendicular to said direction and an internal surface inclined with respect to a vertical plane by an angle of width preferably between 0 ° and 60 °.

Una quarta forma di realizzazione del metodo dell’invenzione si ottiene generando due campi magnetici alternati B’, B” aventi direzione perpendicolare alla direzione di avanzamento del nastro e verso opposto tra loro, ossia combinando la seconda e terza forma di realizzazione, come illustrato nelle Figure da 11a a 13. A fourth embodiment of the method of the invention is obtained by generating two alternating magnetic fields B ', B "having a direction perpendicular to the direction of advancement of the tape and opposite to each other, that is, combining the second and third embodiments, as illustrated in the Figures 11a to 13.

In questo caso le distribuzioni di correnti indotte 6’, 6” sulle superfici 11 del nastro 1 sono tali da generare un riscaldo al centro delle superfici 11 maggiore rispetto ai bordi. Si avrà pertanto un’area centrale di riscaldo 9'” più ampia rispetto all’area centrale 9 dei casi precedenti; e si avranno seconde aree di riscaldo laterali 9’, 9” sia al di sopra che al di sotto dell’area 9’”. In this case the distributions of induced currents 6 ', 6 "on the surfaces 11 of the belt 1 are such as to generate a heating in the center of the surfaces 11 greater than the edges. There will therefore be a central heating area 9 "" wider than the central area 9 of the previous cases; and there will be second lateral heating areas 9 ', 9 "both above and below area 9".

I gradienti dei campi magnetici B’, B” possono essere realizzati prevedendo di combinare, come illustrato nelle Figure 12 e 13, i gioghi magnetici delle Figure 6 e 9, disposti simmetricamente rispetto ad un piano orizzontale, oppure le serie o matasse di spire 7’, 7” non uniformemente distribuite delle Figure 7 e 10, ciascuna matassa essendo disposta in corrispondenza di un rispettivo lato rispetto alla direzione di avanzamento del nastro. The gradients of the magnetic fields B ', B "can be achieved by combining, as illustrated in Figures 12 and 13, the magnetic yokes of Figures 6 and 9, arranged symmetrically with respect to a horizontal plane, or the series or skeins of coils 7 ', 7 ”not uniformly distributed of Figures 7 and 10, each coil being arranged at a respective side with respect to the direction of advance of the belt.

In particolare questa quarta forma di realizzazione del metodo dell’invenzione può essere realizzata mediante un dispositivo, come quello illustrato in Fig. 15, del tutto identico a quello già descritto sopra ed illustrato in Fig. 4a. In particular, this fourth embodiment of the method of the invention can be achieved by means of a device, such as the one illustrated in Fig. 15, completely identical to the one already described above and illustrated in Fig. 4a.

Per la realizzazione del campo magnetico B’ alternato o pulsante, attraversante in direzione sostanzialmente ortogonale la direzione di avanzamento del nastro, le bobine 30 sono percorse da corrente alternata o pulsante con un angolo di sfasamento tra le correnti pari a 0° in modo che sia presente solo un flusso magnetico attraversante due volte il nastro in versi opposti, detto flusso essendo generato dall’anello di flusso magnetico 33” comune ai due induttori. For the realization of the alternating or pulsating magnetic field B ', crossing in a substantially orthogonal direction the direction of advance of the tape, the coils 30 are traversed by alternating or pulsating current with a phase shift angle between the currents equal to 0 ° so that it is there is only one magnetic flux crossing the tape twice in opposite directions, said flux being generated by the magnetic flux ring 33 "common to the two inductors.

L’utilizzo di gioghi o nuclei ferromagnetici con i poli opportunamente sagomati permette di modellare la forma del campo magnetico. In particolare l’inclinazione dei poli rispetto la direzione verticale, ossia la direzione di avanzamento del nastro, deve essere compresa tra 0° e 60° per essere efficace. The use of ferromagnetic yokes or cores with suitably shaped poles allows you to model the shape of the magnetic field. In particular, the inclination of the poles with respect to the vertical direction, i.e. the direction of advancement of the belt, must be between 0 ° and 60 ° to be effective.

Il riscaldamento indotto dal campo B’ e/o B” dipende dall’intensità e dalla distribuzione delle correnti indotte 6’ e/o 6”, le quali sono funzione dell’intensità dell’induzione magnetica e della sua frequenza. Ad esempio, per nastri di spessore variabile da 0,2 mm a 4 mm è opportuno lavorare con frequenze variabili da 5 a 10.000 Hz. The heating induced by the B 'and / or B "field depends on the intensity and distribution of the induced currents 6' and / or 6", which are a function of the intensity of the magnetic induction and its frequency. For example, for tapes with a thickness ranging from 0.2 mm to 4 mm it is advisable to work with frequencies ranging from 5 to 10,000 Hz.

L’intensità del campo magnetico alternato B’, B” è, invece, preferibilmente compresa tra 0,05 e 1 T, in aria. The intensity of the alternating magnetic field B ', B "is, on the other hand, preferably between 0.05 and 1 T, in air.

Il riscaldamento indotto, vantaggiosamente, è tale da contrastare l’effetto di raffreddamento dovuto all’azione dei getti di gas o lame ad aria, per cui le aree di riscaldo 5, 9, 9’, 9”, 9”’ devono essere previste al di sotto o al massimo in corrispondenza della zona di impatto di detti getti. In tal modo si riesce a mantenere il nastro in movimento ad una temperatura sostanzialmente uguale a quella di uscita dal bagno 2 fino a raggiungere la zona di impatto dei getti, evitando così la solidificazione superficiale dello zinco in prossimità degli ugelli 4. Infatti, la superficie del nastro che potrebbe essere sottoposta al rischio di solidificazione è quella appena al di sotto degli ugelli 4, ossia al di sotto della zona di impatto dei getti di aria, avente una larghezza circa pari a quella del nastro ed un’altezza variabile da qualche millimetro a 10 mm corrispondente al picco di pressione del getto di gas. The induced heating, advantageously, is such as to counteract the cooling effect due to the action of the gas jets or air blades, so the heating areas 5, 9, 9 ', 9 ", 9"' must be provided below or at most in correspondence with the impact zone of said jets. In this way it is possible to keep the belt in motion at a temperature substantially equal to that of the outlet from the bath 2 until it reaches the impact zone of the jets, thus avoiding the surface solidification of the zinc near the nozzles 4. In fact, the surface of the belt that could be subjected to the risk of solidification is that just below the nozzles 4, i.e. below the impact zone of the air jets, having a width approximately equal to that of the belt and a height varying from a few millimeters at 10 mm corresponding to the pressure peak of the gas jet.

La potenza termica asportabile dal nastro nella zona di impatto del getto del gas, di altezza pari a 1÷10 mm, causata dal raffreddamento dei getti di gas, è variabile da 1 a 50 kW a seconda delle condizioni di lavoro delle lame ad aria. Vantaggiosamente, intensità e frequenza del campo magnetico vengono regolati in modo da fornire al nastro una potenza termica equivalente a quella asportata, riuscendo ad evitare la prematura solidificazione del rivestimento liquido prima che la sua parte in eccesso venga rimossa. The thermal power that can be removed from the belt in the impact zone of the gas jet, with a height of 1 ÷ 10 mm, caused by the cooling of the gas jets, varies from 1 to 50 kW depending on the working conditions of the air blades. Advantageously, the intensity and frequency of the magnetic field are adjusted so as to provide the strip with a thermal power equivalent to that removed, managing to avoid premature solidification of the liquid coating before its excess part is removed.

Nelle Figure da 14a a 14c sono riportate possibili disposizioni degli ugelli 4 rispetto alle aree di riscaldo generate sul nastro in avanzamento. Figures 14a to 14c show possible arrangements of the nozzles 4 with respect to the heating areas generated on the advancing belt.

Nel caso di Fig. 14a il getto di gas può essere vantaggiosamente applicato in corrispondenza o al di sopra dell’area di riscaldo 5. Non deve essere applicato al di sotto di questa area 5 in quanto il rivestimento potrebbe già presentarsi in fase solida quando raggiunge tale area, rendendo pertanto inutile l’azione di riscaldo generato dal campo magnetico B. In the case of Fig. 14a, the gas jet can be advantageously applied in correspondence with or above the heating area 5. It must not be applied below this area 5 as the coating could already present itself in the solid phase when it reaches this area, thus making the heating action generated by the magnetic field B useless.

Nel caso delle altre forme di realizzazione del metodo dell’invenzione, il riscaldamento indotto avrà un peso differente a seconda che gli ugelli siano posti in prossimità dell’area di riscaldo centrale ellittica o in prossimità delle aree di riscaldo ai bordi. In the case of the other embodiments of the method of the invention, the induced heating will have a different weight depending on whether the nozzles are placed near the central elliptical heating area or near the heating areas at the edges.

Nel caso di Fig. 14b il getto di gas può essere applicato in corrispondenza o al di sopra delle aree di riscaldo laterali 9’. Non deve essere applicato al di sotto di queste aree 9’ in quanto il rivestimento potrebbe già presentarsi in fase solida quando raggiunge tali aree di riscaldo, rendendo pertanto inutile l’azione di riscaldo generato dal campo magnetico B’ in corrispondenza dei bordi. In questo caso, pertanto, gli ugelli 4 vengono posizionati preferibilmente in corrispondenza o al di sopra delle aree di riscaldo laterali 9’, perché se posti in corrispondenza dell’area di riscaldo centrale 9 potrebbe diventare superflua la potenza termica fornita per il riscaldamento dei bordi, in quanto il rivestimento ai bordi potrebbe essere già solidificato quando raggiunge le aree 9’. In the case of Fig. 14b, the gas jet can be applied at or above the lateral heating areas 9 '. It must not be applied below these areas 9 'as the coating may already present itself in the solid phase when it reaches these heating areas, thus making the heating action generated by the magnetic field B' at the edges useless. In this case, therefore, the nozzles 4 are preferably positioned in correspondence with or above the lateral heating areas 9 ', because if placed in correspondence with the central heating area 9 the thermal power supplied for heating the edges could become superfluous. , as the coating at the edges could already be solidified by the time it reaches areas 9 '.

Nel caso di Fig. 14c il getto di gas può essere applicato in corrispondenza o al di sopra dell’area di riscaldo centrale 9. Non deve essere applicato al di sotto di quest’area in quanto il rivestimento potrebbe già presentarsi in fase solida quando raggiunge tale area 9, rendendo pertanto inutile l’azione di riscaldo generato dal campo magnetico B" in corrispondenza del centro del nastro. In the case of Fig. 14c the gas jet can be applied in correspondence with or above the central heating area 9. It must not be applied below this area as the coating could already be in the solid phase when it reaches this area 9, thus making unnecessary the heating action generated by the magnetic field B "at the center of the strip.

In questo caso, pertanto, gli ugelli 4 vengono posizionati preferibilmente in corrispondenza o al di sopra dell’area di riscaldo centrale 9, perché se posti in corrispondenza delle aree di riscaldo laterali 9” potrebbe diventare superflua la potenza termica fornita per il riscaldamento del centro della superficie del nastro, in quanto il rivestimento al centro potrebbe essere già solidificato quando raggiunge l’area centrale 9. In this case, therefore, the nozzles 4 are preferably positioned in correspondence with or above the central heating area 9, because if placed in correspondence with the lateral heating areas 9 ", the thermal power supplied for heating the center could become superfluous. of the belt surface, as the coating in the center may already be solidified by the time it reaches the central area 9.

In tutte le forme di realizzazione del metodo dell’invenzione la generazione dei getti di gas avviene al di sopra dell’area o delle aree di riscaldo maggiormente distanti dal bagno di materiale di rivestimento fuso. Pertanto gli ugelli 4 sono disposti al di sopra o in corrispondenza delle bobine o dei poli magnetici che causano il riscaldamento localizzato. In all embodiments of the method of the invention, the generation of gas jets occurs above the heating area or areas most distant from the bath of molten coating material. Therefore the nozzles 4 are arranged above or in correspondence with the coils or magnetic poles which cause localized heating.

Il riscaldo localizzato del rivestimento del nastro, effettuato per induzione utilizzando campi elettromagnetici, consente quindi di compensare l'effetto di raffreddamento delle lame d'aria nella zona in cui esse agiscono. Grazie a questo riscaldamento localizzato, che mantiene liquido il rivestimento, viene facilitata l'azione di “wiping” pneumatico delle lame d'aria. Pertanto si rendono necessarie minore pressione e minore portata d'aria alle lame per ottenere lo stesso risultato, con conseguente riduzione del rumore prodotto dai getti e dei problemi di “splashing”. In alternativa, è possibile lavorare con la stessa pressione/portata d'aria ottenendo minori spessori di rivestimento oppure un'aumentata velocità della linea. The localized heating of the belt coating, carried out by induction using electromagnetic fields, therefore allows to compensate for the cooling effect of the air blades in the area in which they act. Thanks to this localized heating, which keeps the coating liquid, the pneumatic “wiping” action of the air blades is facilitated. Therefore, lower pressure and lower air flow to the blades are necessary to obtain the same result, with consequent reduction of the noise produced by the jets and of “splashing” problems. Alternatively, it is possible to work with the same air pressure / flow rate, obtaining lower coating thicknesses or an increased line speed.

Inoltre, il fatto di concentrare il riscaldo nella zona di azione delle lame d'aria limita la potenza elettrica necessaria e i rischi di surriscaldare il nastro ed il suo rivestimento. Furthermore, the fact of concentrating the heating in the area of action of the air blades limits the necessary electrical power and the risks of overheating the belt and its coating.

Con riferimento ai dispositivi illustrati nelle Figure 4a e 15, una variante può prevedere che il nucleo o giogo magnetico 31 possa svolgere anche la funzione di “lama d’aria”. Ciò è possibile in quanto le espansioni polari o poli magnetici 8, 8’ possono essere sagomate opportunamente per definire gli ugelli 4 atti a generare dei getti di gas, come nell’esempio di Fig. 16. In tale variante sono vantaggiosamente previste delle paratie 40, o slots, in corrispondenza della sezione d’ingresso di detti ugelli 4 che hanno lo scopo di equalizzare la portata all'interno degli ugelli stessi. Gli ugelli 4, in questo caso, sono pertanto definiti dalla configurazione delle espansione polari 8, 8’ e presentano una luce di passaggio che, in sezione trasversale (Fig. 16), ha una forma rastremata andando verso la direzione di avanzamento del nastro. Nella forma di realizzazione di Fig. 16, in particolare, detta luce di passaggio comprende due tratti rastremati successivi definenti direzioni incidenti tra loro. In tal caso la distanza tra i poli a giogo magnetico 8, 8’, rispettivamente superiore ed inferiore, è compresa tra 0,5 e 5 mm. With reference to the devices illustrated in Figures 4a and 15, a variant may provide that the core or magnetic yoke 31 can also perform the function of "air knife". This is possible since the pole pieces or magnetic poles 8, 8 'can be suitably shaped to define the nozzles 4 suitable for generating gas jets, as in the example of Fig. 16. In this variant, bulkheads 40 are advantageously provided. , or slots, in correspondence with the inlet section of said nozzles 4 which have the purpose of equalizing the flow rate inside the nozzles themselves. The nozzles 4, in this case, are therefore defined by the configuration of the polar expansions 8, 8 'and have a passage opening which, in cross section (Fig. 16), has a tapered shape going towards the direction of advancement of the belt. In the embodiment of Fig. 16, in particular, said passage opening comprises two successive tapered portions defining directions incident to each other. In this case, the distance between the magnetic yoke poles 8, 8 ', respectively upper and lower, is between 0.5 and 5 mm.

Vantaggiosamente, per ridurre il riscaldamento per induzione della struttura di supporto e di alimentazione delle lame di gas, disposta all'interno di ciascun nucleo ferromagnetico 31 e comprendente il collettore 32 ed eventualmente gli ugelli 4, può essere previsto almeno uno schermo elettromagnetico ad alta conducibilità elettrica, disposto tra detta struttura ed il nucleo 31, che adempie a due funzioni: Advantageously, to reduce the induction heating of the support and supply structure of the gas blades, arranged inside each ferromagnetic core 31 and comprising the manifold 32 and possibly the nozzles 4, at least one electromagnetic shield with high conductivity can be provided. electric, disposed between said structure and the core 31, which fulfills two functions:

- impedire il surriscaldamento per induzione della lama d'aria, - prevent overheating of the air knife by induction,

- e concentrare il flusso magnetico direttamente nella zona dove il getto di gas agisce. - and concentrate the magnetic flux directly in the area where the gas jet acts.

Detto almeno uno schermo può agire anche come concentratore di campo magnetico nello spazio tra nastro e nucleo magnetico aumentando in parte l’efficacia locale di azione di detto campo sul nastro. Said at least one screen can also act as a magnetic field concentrator in the space between the tape and the magnetic core, partially increasing the local action effectiveness of said field on the tape.

Secondo una ulteriore variante, detto schermo elettromagnetico, interno ai nuclei magnetici, può essere sagomato in modo tale da costituire esso stesso gli ugelli per i getti di gas. In questo caso, quindi, gli ugelli saranno definiti dalla configurazione del o degli schermi elettromagnetici. According to a further variant, said electromagnetic screen, inside the magnetic cores, can be shaped in such a way as to constitute itself the nozzles for the gas jets. In this case, therefore, the nozzles will be defined by the configuration of the electromagnetic shield (s).

Claims

CLAIMS 1. Method for controlling the coating thickness of a flat metal product, defining a direction of advancement out of a bath of molten coating material in continuous hot dip galvanization processes, in which first generation means are provided of at least one alternating magnetic field and second means for generating gas jets, adapted to produce direct gas jets on the surfaces of greater extension of said product, both said means being arranged in proximity to said surfaces, the method comprising the following steps: a) generation of at least one alternating magnetic field (B, B ', B "), by said first means, in proximity of said product surfaces, said field causing a distribution of induced currents (6, 6', 6") on the surfaces such as to produce at least one heating area (9, 9 ', 9 ", 9'") on them; b) generation of gas jets, by means of said second means, in correspondence with said at least one heating area in order to obtain a predetermined uniform thickness of coating over the entire width of the product.

2. Method according to claim 1, wherein said alternating magnetic field has an intensity between 0.05 and 1 T in air in correspondence with said at least one heating area.

Method according to claim 1 or 2, wherein the alternating magnetic field (B) is uniform and has a direction substantially parallel to the direction of advance of the product.

4. Method according to claim 3, wherein the heating area (5) produced on each of said surfaces of the product is substantially rectangular and covers the entire width of said surfaces, edges included.

5. Method according to claim 3, wherein said alternating magnetic field has a frequency such as to obtain a predetermined ratio between the thickness of the metal product and the penetration thickness of the currents induced in the product itself.

6. Method according to claim 5, wherein said frequency is comprised between 500 and 500000 Hz and said predetermined ratio is comprised between 0.5 and 20.

Method according to claim 1 or 2, wherein the alternating magnetic field (B \ B ") is not uniform and has a direction substantially perpendicular to the direction of advance of the product.

8. Method according to claim 7, in which several heating areas are produced on said surfaces, a first central area (9, 9 '"), substantially elliptical, and second lateral areas (9', 9") smaller than the first near the edges of the product.

9. Method according to claim 8, in which said second heating areas are produced above (9 ') and / or below (9 ") of the first central heating area (9).

Method according to claim 7, wherein said alternating magnetic field (Β ', B ") has a frequency comprised between 5 and 10000 Hz.

11. Method according to claim 4 or 8, in which the thermal power supplied at the heating area or areas is variable between 1 and 50 kW.

12. Method according to claim 4 or 8, in which the generation of gas jets occurs above the heating area or areas most distant from the bath of molten coating material.

13. Device for controlling the coating thickness of a flat metal product, defining a direction of advance at the outlet from a bath of molten coating material in continuous hot dip galvanization processes, comprising generation means (7, 7 '7 ", 8, 8', 10, 10 ') of at least one alternating magnetic field (B, B', B"), suitable for producing a distribution of induced currents (6, 6 ' , 6 ") on the surfaces of greater extension of said product such as to produce at least a heating area (9, 9 ', 9", 9 "') on them, and means for generating gas jets (4), suitable for producing direct gas jets on said surfaces, both said means being arranged in proximity to said surfaces with the means for generating the gas jets provided above or in correspondence with said at least one heating area so as to obtain a predetermined uniform thickness of coating over the entire width of the product .

14. Device according to claim 13, in which means are provided for generating a uniform alternating magnetic field (B), parallel to the direction of advancement of the metal product, comprising one or more coils (7), wound around said direction and fed with alternating or pulsating current, or magnetic games provided with poles (8, 8 ') in correspondence with said surfaces.

15. Device according to claim 13, in which means are provided for generating at least one non-uniform alternating magnetic field (Β ', B "), perpendicular to the direction of advancement of the metal product, comprising at least one magnetic yoke whose magnetic poles ( 10, 10 ') at the air gap are provided with an inclined surface (20, 20') with an amplitude angle preferably between 0 ° and 60 ° with respect to a vertical plane, or a coil of coils (7 ', 7 ") not uniformly distributed arranged only on one side with respect to the direction of advancement of the belt so as to define an internal surface inclined with respect to a vertical plane by an angle of width preferably between 0 ° and 60 °.

16. Device according to claim 15, in which two magnetic yokes are provided, provided respectively with first poles (10) and second poles (10 ') arranged symmetrically with respect to a horizontal plane, or two coils of turns (7', 7 " ) not uniformly distributed arranged on both sides with respect to the direction of advance of the belt so as to generate two alternating magnetic fields (Β ', B ”) having opposite directions. (CEL / as)