JP2006522867A - 金属ストランドの溶融金属浸漬被覆のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明は、金属ストランド１、特に鋼ストリップの溶融金属浸漬被覆のための方法であって、この方法の場合、この金属ストランド１が、垂直方向に、溶融された被覆金属２を収容する容器３を通って、および、所定の高さＨの、前方に接続されている案内通路４を通って貫通案内され、その際、この容器３内における被覆金属の抑制のために、この案内通路４の領域内において、電磁的な場が、少なくとも２つの、この金属ストランド１の両側に設けられた誘導子５を用いて形成される様式の上記方法に関する。被覆溶湯槽を沈静するために、本発明により、被覆金属２の予め設定された容積流量Ｑが、案内通路４に、この案内通路の高さ延長Ｈの範囲内において供給される。更に、本発明は、金属ストランドの溶融金属浸漬被覆のための装置に関する。

Description

本発明は、金属ストランド、特に鋼ストリップの溶融金属浸漬被覆のための方法であって、この方法の場合、
この金属ストランドが、垂直方向に、溶融された被覆金属を収容する容器を通って、および、所定の高さの、前方に接続されている案内通路を通って貫通案内され、その際、
この容器内における被覆金属の抑制のために、この案内通路の領域内において、電磁的な場が、少なくとも２つの、この金属ストランドの両側に設けられた誘導子を用いて形成される様式の上記方法に関する。
更に、本発明は、金属ストランドの溶融金属浸漬被覆のための装置に関する。

金属ストリップのための模範的な金属浸漬被覆設備は、メンテナンス頻度の高い部材、即ち、その内に設けられた装備を備える被覆容器を有している。被覆されるべき金属ストリップの表面は、この被覆の前に、酸化残余分を洗浄されねばならず、且つ、この被覆金属との結合のために活性化されねばならない。この理由から、これらストリップ表面は、この被覆の前に、還元雰囲気における熱プロセス内において処理される。酸化被膜が前もって化学的または研磨的に除去されるので、還元状態の熱プロセスでもって、これら表面は、これら表面がこの熱プロセスの後に金属的に純粋であるように活性化される。

ストリップ表面の活性化でもって、しかしながら、囲繞する空気酸素に対するこれらストリップ表面の親和性は上昇する。空気酸素が、被覆プロセス前に、再びこれらストリップ表面に到達可能であることを防止するために、これらストリップは、浸漬細長管内において、上方から浸漬被覆浴内へと挿入される。被覆金属が流動状態の様式で存在し、且つ、重力が吹払い装置との協働で被覆厚さの調節に役立てられ、以下のプロセスが、しかしながらストリップ接触をこの被覆金属の完全な凝固に至るまで禁止するので、このストリップは、被覆容器内において、垂直方向に方向転換されねばならない。このことは、流動状態の金属内において転動するローラーでもって行なわれる。流動状態の被覆金属によって、このローラーは、強度の磨耗の影響下にあり、且つ、作動停止の原因であり、且つ従って製造作動状態内における故障である。

マイクロメートルの範囲内において変動され得る、被覆金属の所望の僅かな載置厚さによって、高い諸要件がストリップ表面の品質に対して課せられている。このことは、同様にストリップを案内するローラーの表面も、高い品質であるべきであることを意味する。これら表面における障害は、一般的に、ストリップ表面における諸損傷を誘起する。このことは、設備のたびたびの作動停止に関する原因である。

流動状態の被覆金属内において転動するローラーと関連している、この問題を回避するために、その被覆容器の下側の領域内において、上方への、垂直方向のストリップ貫通案内のための、所定の高さの案内通路を有する、下方へと開いている被覆容器を使用すること、および、封隙のために電磁的な閉鎖部を組み込むことの解決策が公知である。この場合、電磁的な誘導子が重要な要素であり、これら誘導子は、抑止する、ポンピングする、もしくは拘束する、電磁的な交番磁場または進行磁場でもって作動し、これら磁場が被覆容器を下方へと封隙する。

このような解決策は、例えば、ヨーロッパ特許第０ ６７３ ４４４号明細書（特許文献１）から公知である。下方へと被覆容器を封隙するための電磁的な閉鎖部を、同様に国際公開第９６／０３５３３号パンフレット（特許文献２）に従う解決策、もしくは、特開平５−８６４４６号公報（特許文献３）に従う解決策も使用している。

案内通路内における金属ストランドの位置の精確な制御のために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ３５ ８５４号明細書（特許文献４）、およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１００ １４ ８６７号明細書（特許文献５）が、特別の解決策を講じている。

そこで開示された諸コンセプトに従い、電磁的な進行磁場を形成するためのコイルと並んで、付加的な補正コイルが設けられており、これら補正コイルが、制御システムとの結合状態にあり、且つ、金属ストリップが、中心位置から逸脱した際に、この中心位置内へと再び連れ戻されるように配慮されている。

冒頭に記載した様式の方法は、同様にヨーロッパ特許第６３０ ４２１号明細書（特許文献６）内においても記載され、この明細書内において、更に、被覆金属を収容する被覆容器に、予溶融容器が所属して設けられており、この予溶融容器が、容積的に、この被覆容器よりも何倍も大きい。その被覆金属が、被覆された金属ストランドによってこの被覆容器から運び出された場合、この被覆容器は、この予溶融容器から被覆金属を供給される。

上記で述べられた解決策の場合に使用される、案内通路を封隙するための電磁的な閉鎖部は、それ故に、磁気的なポンプであり、このポンプが、被覆金属を被覆容器内において押し留める。

この様式の設備の工業的な実証は、金属浴の表面の上での流動形体、即ち溶湯表面が、比較的に動揺しており、このことが、磁気閉鎖部を通る電磁的な力に原因を帰することである。この浴内における動揺は、溶融金属浸漬被覆の品質が不利な影響を及ぼされることを結果として招く。
ヨーロッパ特許第０ ６７３ ４４４号明細書 国際公開第９６／０３５３３号パンフレット 特開平５−８６４４６号公報 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ３５ ８５４号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００ １４ ８６７号明細書 ヨーロッパ特許第６３０ ４２１号明細書

従って、本発明の根底をなす課題は、その方法および装置でもって上記の欠点を克服することが可能である、金属ストランドの溶融金属浸漬被覆のための方法、および所属する装置を提供することである。浸漬浴が電磁的な閉鎖部の使用の際に静かであることは従って保障されるべきであり、このことによって被覆の品質は向上されるべきである。

本発明によるこの課題の解決策は、方法に関して、被覆金属の予め設定された容積流量が、案内通路に、この案内通路の高さ延長の範囲内において供給されることによって特徴付けられている。

この処置でもって、案内通路の封隙のための電磁的なポンプを具現する閉鎖部は、もはや、いわば空転状態で作動せず、むしろ被覆金属の容積流量を供給され、且つ搬送することが達成される。この意外な成果は、金属浴の表面上での、浴の沈静という状態になり、このことは、溶融金属浸漬被覆の品質を極めて良い影響を及ぼす。

大抵の場合、その容器内において被覆金属が存在している該容器は、被覆金属のための供給システム（供給タンク）との結合状態にある。この供給タンクから、容器内において一定のレベル高さを維持するために必要である、その排出量（Massenaustrag）が容器内へと追加供給される。何故ならば、金属ストランドが、被覆設備を通ってのこの金属ストランドの搬送の際に、被覆金属をこの容器から導出するからである。

従って第１の改良された実施形態により、案内通路に供給される被覆金属の予め設定された容積流量は、容器内においてこの被覆金属の所望のレベル高さを維持するために必要な、被覆金属の追加供給容積の一部分に、時間毎に適合している。選択的に同様に、この目的のために、予め設定された容積流量は、レベルを維持するために必要な、全ての金属−追加供給容積に、時間毎に適合している。

有利には、被覆金属の容積流量は、制御または調節された方法で、案内通路に供給される。

その装置内において、金属ストランドが、垂直方向に、溶融された被覆金属を収容する容器を通って、および、前方に接続されている案内通路を通って貫通案内される、金属ストランドの溶融金属浸漬被覆のための該装置は、
少なくとも２つの、この金属ストランドの両側で、案内通路の領域内において設けられた誘導子を、容器内における被覆金属の抑制のための電磁的な場を形成するために有している。

本発明により、この装置は、被覆金属の予め設定された容積流量の供給のための少なくとも１つの供給導管を備えており、この供給導管が、案内通路の高さ延長の範囲内において、この案内通路内へとその終端を接していることによって特徴付けられる。

供給導管は、その際、案内通路の長辺側の範囲内にその終端を接している。供給導管は、同様にこの案内通路の端面側の範囲内にもその終端を接していることは可能である。

有利には、供給導管の幅、もしくは直径は、案内通路の長辺側の寸法と比べて小さく；且つ、
このことは、特に、供給導管の幅もしくは直径が案内通路の長辺側の幅の最高で１０％の値であることと理解されるべきである。

有利な更なる構成において、要するに、被覆容器は、被覆金属のための供給システムと結合状態にあり、この供給システムから、被覆金属が１つの供給導管、もしくは複数の導管内へと導かれる。

本発明の実施例は、図において図示されている。

図において図示された装置は、容器３を有しており、この容器が、溶融流動状態の被覆金属２でもって満たされている。この金属は、例えば、亜鉛、またはアルミニウムである。鋼ストリップの様式の被覆されるべき金属ストランド１は、この容器３を、搬送方向Ｒ内において、垂直方向に上方へと通過する。この金属ストランド１がこの容器３を上方から下方へと通過することが、基本的に同様に可能であることを、ここでコメントしておきましょう。

容器３を通っての金属ストランドの貫通のために、この容器は、底部領域内において開放されており；且つ、ここで、過大に大きくもしくは幅広に図示された、案内通路４が設けられている。この案内通路は、その際、予め与えられた高さＨを有している。

溶融流動状態の被覆金属２が、案内通路４を通って、下方へと流出不能であるために、金属ストランド１の両側に、２つの、電磁的な誘導子５が設けられており、この誘導子が、磁気的な場を形成し、この磁気的な場が、この被覆金属２の重力に対して反対の方向に作用し、且つ従ってこの案内通路４を下方に向かって封隙する。

誘導子５は、２つの、向かい合わせに設けられている、交番磁場誘導子、または進行磁場誘導子であり、これら誘導子が、２Ｈｚから１０ｋＨｚまでの周波数領域内において作動され、且つ、電磁的な横方向場を搬送方向Ｒに対して垂直方向に形成する。単相システム（交番磁場誘導子）のための有利な周波数領域は、２ｋＨｚと１０ｋＨｚとの間にあり、多相システム（例えば、進行磁場誘導子）のための有利な周波数領域は、２Ｈｚと２ｋＨｚとの間にある。

案内通路４の中心面内における金属ストランド１の安定化のために、更なる補正コイル１３が、この案内通路４、即ちこの金属ストランド１の両側に設けられている。
これら補正コイルは、図示されていない制御手段によって、この誘導子５と補正コイル１３の磁場の重畳が、この金属ストランド１を、常に中心に、この案内通路４内において保持するように制御される。

補正コイル１３を用いて、誘導子５の磁場は、制御に応じて強められ、または弱められ得る（磁場の重ね合わせの原理）。このようにして、案内通路４内における金属ストランド１の位置は調整される。

被覆装置を通っての金属ストランド１の貫通移動の際に、この金属ストランド１に沿って付着する被覆金属２に基づいて、容器３からの被覆金属の排出が生じる。
この容器３内における、被覆金属２に関する所望のレベル高さｈを維持するために、被覆金属２を容器３内へと追加供給することは、従って必要である。

この上記の追加供給は、この実施例において、供給システム１２（供給タンク）によって行なわれ、この供給システムから、ポンプ１５を介して流入部１６が備えられている。

容器３内における溶湯表面の沈静を得るために、被覆金属２の予め設定された容積流量Ｑが、案内通路４に、この案内通路の高さ延長Ｈの範囲内において供給される。図１から見て取れるように、この目的のために、２つの供給導管６および７が、案内通路４内における、金属ストランド１の貫通のために必要な貫通間隙の範囲内に、詳しく言うとつまりこの高さ延長Ｈの範囲内に通じている。

図１から見て取れるように、その際、総じて４つに供給導管６、７、８、および９が、案内通路４内における貫通間隙へと通じている。それら供給導管の２つ −即ち、供給導管６および７− は、その際に、この案内通路４の長辺側１１にそれらの終端を接しており；且つ、２つの更に別の供給導管 −即ち、供給導管８および９− は、この案内通路４の端面側１０にそれらの終端を接している。

更に見て取れるように、供給導管の、特に案内通路４内へのこれら供給導管の流出部の領域内における幅Ｂは、この案内通路４の長辺側１１の幅と比べて小さい。

供給導管６、７、８、および９は、その際、図１内において概略的に略図示されているポンプ１４によって、被覆金属２を供給される。既に上述されているように、このポンプ１４を通って供給される容積流量Ｑは、浴にレベル高さｈの維持のために供給されるべき被覆金属の容積流量の一部分を形成することは可能である。しかしながら同様に、このポンプ１４を介して、全てのこの目的のために必要な被覆金属２の量が時間毎に供給されることも可能であり、従ってこの場合には、ポンプ１５を介して、もはや如何なる供給も行なわれない。

被覆設備の始動の際、先ず始めに、被覆金属２が容器３内へと満たされ、且つ、誘導子５の作動の後、ストリップ走行が始動される。この設備の定常的な作動状態において、次いで、上述されているように、被覆金属の容積流量Ｑは、供給導管６、７、８、もしくは９を介して、案内通路４に供給される。

設備を作動するための、更に別の極めて有利な、上記装置、および方法の作用の仕方は、
この設備の作動停止、即ち作動減衰の際の作動方法に関し：即ち、
従来一般的な作動状態において、常に、被覆金属２の残余分が、案内通路４内において残留し、このことは、同様に金属ストランド1によっても、もはやこの案内通路４から外へと搬送され得ない。流動状態の金属の残余分は、高い手間暇を伴って、誘導子５の作動停止の後、捕捉システムでもって、下方で捕捉されねばならない。

提案された解決策でもって、以下の可能性が開け：即ち、
合目的に、誘導子５がフル封隙性能までにされ、且つ、供給導管６、７、８、９を介して、如何なる更なる被覆金属も、もはや追加供給されない（ポンプ１４の作動停止）。これら供給導管６、７、８、９は、その結果として空になり、且つ従って、案内通路４内における被覆金属の残余分の排出のために使用される。

付加的に、更に供給導管６、７、８、９の高さ内において、案内通路４内における補正コイル１３が（上述されているように）設けられている場合、同様に、これら補正コイルは、排出のためのフル性能へと上昇される。これら付加的な補正コイル１３は、その際にこの案内通路４の中心において付加的な磁場強化部を形成し、この磁場強化部の「ポテンシャル障壁（Potentialberg）」によって、被覆金属２の残余分が、脇にこれら供給導管６、７、８、９内へと逃がすことを誘起される。これによって、この案内通路４内における被覆金属２の残余分量の導出は補給される。

その溶融金属浸漬被覆装置を通って案内される金属ストランドと共に、溶融金属浸漬被覆装置を概略的に示した図である。 図１に従う、Ａ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 金属ストランド（鋼ストリップ）
２ 被覆金属
３ 容器
４ 案内通路
５ 誘導子
６ 供給導管
７ 供給導管
８ 供給導管
９ 供給導管
１０ 案内通路の端面側
１１ 案内通路の長辺側
１２ 供給システム
１３ 補正コイル
１４ ポンプ
１５ ポンプ
１６ 流入部
Ｈ 案内通路の高さ
Ｑ 容積流量
ｈ レベル高さ
Ｂ 供給導管の幅
Ｒ 搬送方向

Claims (10)

1. 金属ストランド（１）、特に鋼ストリップの溶融金属浸漬被覆のための方法であって、この方法の場合、
   この金属ストランド（１）が、垂直方向に、溶融された被覆金属（２）を収容する容器（３）を通って、および、所定の高さ（Ｈ）の、前方に接続されている案内通路（４）を通って貫通案内され、その際、
   この容器（３）内における被覆金属の抑制のために、この案内通路（４）の領域内において、電磁的な場が、少なくとも２つの、この金属ストランド（１）の両側に設けられた誘導子（５）を用いて形成される様式の上記方法において、
   被覆金属（２）の予め設定された容積流量（Ｑ）が、案内通路（４）に、この案内通路の高さ延長（Ｈ）の範囲内において供給されることを特徴とする方法。
2. 案内通路（４）に供給される被覆金属（２）の予め設定された容積流量（Ｑ）は、容器（３）内においてこの被覆金属（２）の所望のレベル高さ（ｈ）を維持するために必要な、被覆金属（２）の追加供給容積の一部分に、時間毎に適合していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 案内通路（４）に供給される被覆金属（２）の予め設定された容積流量（Ｑ）は、容器（３）内においてこの被覆金属（２）の所望のレベル高さ（ｈ）を維持するために必要な、全ての被覆金属（２）の追加供給容積に、時間毎に適合していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 案内通路（４）に供給される被覆金属（２）の容積流量（Ｑ）は、制御または調節された方法で、案内通路に供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
5. 金属ストランド（１）、特に鋼ストリップの溶融金属浸漬被覆のための装置であって、
   この装置内において、この金属ストランド（１）が、垂直方向に、溶融された被覆金属（２）を収容する容器（３）を通って、および、前方に接続されている案内通路（４）を通って貫通案内され、その際にこの装置が、
   少なくとも２つの、この金属ストランドの両側で、案内通路の領域内において設けられた誘導子を、容器内における被覆金属の抑制のための電磁的な場を形成するために有している様式の、特に請求項１から４のいずれか一つに記載の方法を実施するための上記装置において、
   被覆金属（２）の予め設定された容積流量（Ｑ）の供給のための少なくとも１つの供給導管（６、７、８、９）を備えており、この供給導管が、案内通路（４）の高さ延長（Ｈ）の範囲内において、この案内通路内へとその終端を接していることを特徴とする装置。
6. 供給導管（６、７）は、案内通路（４）の長辺側（１１）の範囲内にその終端を接していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 供給導管（８、９）は、案内通路（４）の端面側（１０）の範囲内にその終端を接していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 供給導管（６、７、８、９）の幅（Ｂ）、もしくは直径は、案内通路（４）の長辺側（１１）の寸法と比べて小さく供給導管の幅、もしくは直径は、案内通路の長辺側の寸法と比べて小さいことを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の装置。
9. 供給導管（６、７、８、９）の幅（Ｂ）もしくは直径は、案内通路（４）の長辺側（１１）の幅の最高で１０％の値であるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 被覆容器（３）は、被覆金属（２）のための供給システム（１２）と結合状態にあり、この供給システムから、被覆金属（２）が、１つの供給導管、もしくは複数の供給導管（６、７、８、９）内へと導かれるように構成されていることを特徴とする請求項５から９のいずれか一つに記載の装置。

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