KR20180016555A - 비-접촉 자기 조종 - Google Patents

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KR20180016555A
KR20180016555A KR1020187000751A KR20187000751A KR20180016555A KR 20180016555 A KR20180016555 A KR 20180016555A KR 1020187000751 A KR1020187000751 A KR 1020187000751A KR 20187000751 A KR20187000751 A KR 20187000751A KR 20180016555 A KR20180016555 A KR 20180016555A
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마이클 코스미키
마이클 봄마리토
데이빗 안토니 가엔스바우어
로버트 브루스 와그스태프
데이빗 마이클 커스터스
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노벨리스 인크.
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Abstract

비-접촉 조종 디바이스는 금속 스트립 근처에 위치된 하나 이상의 자기 로터들을 포함한다. 각각의 로터는 하나 이상의 영구 자석들을 포함하고 근처를 통과하는 금속 스트립상에 변화하는 자기장을 부가하도록 회전한다. 자기 로터들은 금속 스트립의 길이 이동 방향에 평행한 회전축 주위에서 회전할 수 있다. 자기 로터들은 측방으로, 수직으로, 또는 길이 방향으로의 임의의 조합으로 스트립상에 힘들을 부가하도록 위치될 수 있다. 제어 메커니즘은 로터 속도, 로터 방향, 로터들의 수직 위치, 로터들 사이의 수직 간격, 및/또는 로터들의 측방 위치를 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어 메커니즘은 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스를 통과하는 금속 스트립의 폐루프 피드백 제어를 제공하기 위해 센서들, 예컨대 광 커튼 및 레이저 거리 센서에 결합될 수 있다.

Description

비-접촉 자기 조종
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2015년 6월 9일에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/173,097의 이익을 주장하고, 이는 전체가 참조로써 본원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 전반적으로 금속 스트립들의 프로세싱에 관한 것으로, 보다 구체적으로 프로세싱 동안에 금속 스트립들, 특별히 비-철의(non-ferrous) 금속 스트립들을 조종 또는 제어하는 것에 관한 것이다.
많은 금속작업 프로세스들은 연속적인 금속 스트립들의 조작 및 프로세싱을 수반한다. 스트립(strip)들로서 금속을 프로세싱 하는 것은 긴 길이들의 금속이 빠르게 프로세스되는 것을 허용하지만, 그러나 금속 스트립이 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인(passline)으로부터 어떤 변화량내에 중심이 있도록 유지하는 것이 필요하다. 만약 스트립이 장비의 희망하는 패스라인을 너무 멀리 벗어나 돌아다니면, 스트립은 장비의 에지들과 희망하지 않는 접촉을 할 수 있고, 스트립은 올바르게 프로세스되지 않을 수 있거나 (예를 들어, 고르게 가열되지 않거나 또는 냉각되지 않는), 또는 다른 바람직하지 않은, 위험한, 또는 비용이 많이 드는 결과들이 생길 수 있다. 어떤 장비에서, 금속 스트립이 높은 장력(tension)을 보유하고 있고, 능동 조종(active steering)은 필요로 하지 않을 수 있다. 그러나, 금속 스트립이 높은 장력을 보유하지 않을 때, 예컨대 스트립이 냉간 압연기(cold-rolling mill)로 처음 공급될 때 또는 연속 어닐링 라인에서 금속 스트립을 프로세싱할 때 능동 조종 또는 제어에 대한 요구가 증가할 수 있다. 능동 조종은 또한 다른 환경들에서 유용할 수 있다.
추가적으로, 어떤 금속들, 예컨대 알루미늄은 장비와의 접촉에 의해 손상될 수 있다. 특별히 금속을 프로세싱 할 때, 금속이 연성일 때(예를 들어, 가열 때문에) 비-접촉 조종 장비의 사용이 바람직할 수 있다. 추가적으로, 어떤 금속들은 금속에 국부적인 과열점(hotspot)들에 의해 손상될 수 있다.
용어 실시예 및 같은 용어들은 모든 본 개시의 내용들 및 상기 아래의 청구항들의 전부를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이들 용어들을 포함한 서술들은 본 출원에서 설명된 주제를 제한하지 않는 것으로 또는 이하의 청구항들의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에 커버된 본 개시의 실시예들은 이러한 요약이 아닌, 청구항들에 의해 정의된다. 이러한 요약은 본 개시의 다양한 양상들의 상위 수준의 개요이며 이하에서의 상세한 설명 섹션에서 추가로 설명되는 개념들 중 일부를 소개한다. 본 요약은 청구된 주제의 주요 또는 필수적 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 별개로 사용되도록 의도되지 않는다. 주제는 본 개시의 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면들 및 각각의 청구항의 적절한 부분들에 대한 참조에 의해 이해되어야 한다.
본 발명의 측면들은 금속을 자기적으로(magnetically) 조종(steering) 또는 포지셔닝(positioning)하기 위한 시스템들 및 방법들을 포함한다. 시스템들 및 방법들은 물리적으로 접촉 상기 금속 접촉하지 않는 자석들 예컨대 상기 금속에 인접하여 위치된 로터상에 마운트된 자석들의 사용을 통하여 움직이는 금속 스트립들 또는 정지상태 금속 피스들을 조종할 수 있다. 일부 경우들에서, 정지상태 자석들은 움직이는 금속 스트립에 인접하여 배치될 수 있고 상기 움직이는 금속 스트립을 통과하는 전기가 상기 금속 스트립에 움직임을 유도할 수 있다.
비-접촉 조종 디바이스는 금속 스트립 근처에 위치된 하나 이상의 자기 로터들을 포함할 수 있다. 각각의 로터는 하나 이상의 영구 자석들을 포함할 수 있고, 근처를 통과하는 상기 금속 스트립상에 변화하는 자기장을 부가하도록 회전할 수 있다. 상기 자기 로터들은 상기 금속 스트립의 길이(longitudinal) 이동 방향(direction of travel)에 평행한 회전축 주위에서 회전할 수 있다. 상기 자기 로터들은 측방으로, 수직으로, 또는 길이 방향으로의 임의의 조합으로 상기 스트립상에 힘들을 부가하도록 위치될 수 있다. 제어 메커니즘은 상기 로터 속도, 로터 방향, 상기 로터들의 수직 위치, 로터들의 수직 간격 및/또는 상기 로터들 사이의 측방 위치를 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 상기 제어 메커니즘은 상기 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스를 통과하는 금속 스트립의 폐루프 피드백 제어를 제공하기 위해 센서들, 예컨대 광 커튼 및 레이저 거리 센서에 결합될 수 있다.
본 명세서는 이하의 첨부된 도면들에 대한 참조를 제공하고, 상이한 도면들에서 같은 도면 번호들의 사용은 같거나 또는 비슷한 컴포넌트들을 예시하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 디바이스의 도시이다.
도 2는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스의 수직 지지체 및 두개의 로터(rotor)의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스의 수직 지지체 및 두개의 로터의 확대 배면도이다.
도 5는 본 발명의 임의 측면들에 따른 제 위치에 로터 실드(shield)들을 갖는 도 1의 자기 로터 조종 디바이스의 수직 지지체 및 두개의 로터의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 임의 측면들에 따른 제 위치에 냉각제(coolant) 실드 및 로터 실드들을 갖는 자기 로터 조종 디바이스의 수직 지지체 및 두개의 로터의 확대, 전면, 단면도이다.
도 7은 본 발명의 임의 측면들에 따른 제 위치에 금속 스트립 주위의 영구-자석 자기 로터 조종 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 7의 영구-자석 자기 로터 조종 디바이스를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 임의 측면들에 따른 연속 어닐링 라인에 다양한 위치들에 위치된 자기 로터 조종 디바이스들을 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립에 사인-파형-유형 변동(sine-wave-type fluctuation)을 유도하기 위해 사용되는 오프셋 로터(offset rotor)들을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 11은 본 발명의 임의 측면들에 따른 피드백 제어 프로세스를 도시한 플로우 차트이다.
도 12는 본 발명의 임의 측면들에 따른 피드백(feedback) 제어 없이 금속 스트립을 조종하기 위한 프로세스를 도시한 플로우 차트이다.
도 13a는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립 위에 길이 방향으로 위치가능한(positionable) 로터들을 포함하는 자기 로터 조종 디바이스의 오버헤드 뷰이다.
도 13b는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립 위에 길이 방향으로 위치가능한 로터들을 포함하는 도 13a의 자기 로터 조종 디바이스의 정면도이다.
도 13c는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립 위에 길이 방향으로 위치가능한 로터들을 포함하는 도 13a의 자기 로터 조종 디바이스의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 임의 측면들에 따른 스트립 프로세싱 장비로 진입하기에 앞서 금속 스트립을 조종하기 위해 사용되는 자기 로터 조종 디바이스를 포함하는 금속 프로세싱 시스템을 도시한 개략적인 입면도(elevation diagram)이다.
도 15는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 14의 금속 프로세싱 시스템을 도시한 개략적인 평면도이다.
도 16은 본 발명의 임의 측면들에 따른 스트립 프로세싱 장비를 빠져 나간 후에 금속 스트립을 조종하기 위해 사용되는 자기 로터 조종 디바이스를 포함하는 금속 프로세싱 시스템을 도시한 개략적인 입면도이다.
도 17은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 16의 금속 프로세싱 시스템을 도시한 개략적인 평면도이다.
도 18은 본 발명의 임의 측면들에 따른 인가-전류 자기 조종 장치의 부등각 투영도(axonometric depiction)이다.
도 19는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 18의 인가-전류 자기 조종 장치의 정면도이다.
도 20a는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 18의 인가-전류 자기 조종 장치의 평면도이다.
도 20b는 본 발명의 임의 측면들에 따른 인가-전류 자기 조종 장치의 평면도이다.
도 21은 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 디바이스의 정면도이다.
도 22는 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 장치가 끼워질(fit) 수 있는 퍼니스(furnace)의 측단면도(cutaway side view)이다.
도 23은 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 장치를 수용하도록 변형된 퍼니스의 측단면도이다.
도 24는 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스내로 통합된 자기 로터 조종 장치를 도시한 측단면도이다.
도 25는 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스 입구에서 퍼니스내로 통합된 자기 로터 조종 장치를 도시한 측단면도이다.
도 26은 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스 출구에서 퍼니스내로 통합된 자기 로터 조종 장치를 도시한 측단면도이다.
도 27은 본 발명의 임의 측면들에 따른 보조 로터들을 갖는 자기 로터 조종 디바이스의 정면도이다.
도 28은 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립을 조종하기 위한 자기 조종 디바이스의 정면도이다.
본 발명의 어떤 측면들 및 특징들은 비-접촉(non-contact) 자기 로터 조종 디바이스 및 사용을 위한 방법들에 관한 것이다. 비-접촉 조종 디바이스(steering device)는 금속 스트립 근처에 위치된 하나 이상의 자기 로터(magnetic rotor)들을 포함한다. 각각의 자기 로터는 하나 이상의 영구 자석(permanent magnet)들 (예를 들어, 사마륨 코발트, 네오디뮴, 또는 다른 자석들)을 포함한다. 각각의 자기 로터가 회전할 때, 그것은 근처를 통과하는 금속 스트립상에 변화하는 자기장을 부가한다. 자기 로터들은 금속 스트립의 길이(longitudinal) 이동 방향(direction of travel)에 평행한 회전축 주위에서 각각 회전할 수 있다. 다른 측면들에서, 자기 로터들은 금속 스트립의 길이 이동 방향에 수직인 회전 축들 주위에서 회전할 수 있다. 자기 로터들은 측방으로(laterally), 수직으로(vertically), 또는 길이 방향으로(longitudinally)의 임의의 조합으로 스트립상에 힘들을 부가하도록 위치될 수 있다. 제어 메커니즘은 로터 속도, 로터 방향, 로터들의 수직 위치, 로터들의 측방 위치, 로터들 사이의 수평 간격, 및/또는 로터들 사이의 수직 간격을 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어 메커니즘은 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스를 통과하는 금속 스트립의 폐루프 피드백 제어(closed loop feedback control)를 제공하기 위해 센서들, 예컨대 광 커튼(light curtain) 및 레이저 거리 센서에 결합된다. 조종 디바이스는 비-철의, 전도성 금속 스트립, 예컨대 알루미늄상에 사용될 수 있다. 다른 전도성, 비철의 금속들이 사용될 수 있다.
조종 디바이스는 금속 스트립의 흐름 패스라인(current passline) (예를 들어, 금속 스트립이 프로세싱 장비를 통과하여 이동하는 흐름 경로(current path)), 위치, 방향, 및/또는 형상에 대한 조절들이 필요할 때마다 사용될 수 있다. 조종 디바이스는 희망하는 패스라인 쪽으로 움직이는 금속 스트립을 독려하기 위해 사용될 수 있다. 희망하는 패스라인은 금속 스트립이 프로세싱 장비를 통과하여 이동하는 희망하는 경로일 수 있다. 패스라인은 측방 컴포넌트 (예를 들어, 장비내 금속 스트립의 측방 위치, 예컨대 장비의 측벽들로부터) 및 수직 컴포넌트 (예를 들어, 장비내 금속 스트립의 수직 위치, 예컨대 장비의 최상부 및 바닥 벽들로부터)를 포함할 수 있다. 희망하는 패스라인의 측방 중심선(lateral centerline)은 중심선 타겟(centerline target)으로서 알려질 수 있고, 금속 스트립이 희망하는 패스라인을 따라서 이동할 때 금속 스트립의 측방 중심선의 희망하는 위치를 지칭할 수 있다. 희망하는 패스라인의 수직 중심선(vertical centerline)은 수직 타겟(vertical target)으로서 알려질 수 있고, 금속 스트립이 희망하는 패스라인을 따라서 이동할 때 금속 스트립의 수직 중심선의 희망하는 위치를 지칭할 수 있다.
조종 디바이스는 임의 개수의 로터들을 포함할 수 있다. 각각의 로터는 하나 이상의 영구 자석들을 포함한다. 적절한 영구 자석들은 세기, 온도 저항, 및/또는 다른 요인들에 기초하여 선택될 수 있다. 적절한 영구 자석들은 현재 알려지거나 또는 미래에 발견될 임의의 영구 자석들에서 선택될 수 있다. 적절한 영구 자석들은 사마륨 코발트 자석들을 포함할 수 있다. 영구 자석들은 로터의 둘레 주변에, 로터의 둘레 내에 배열될 수 있거나, 또는 로터 그 자체를 구성할 수 있다. 영구 자석들은 로터의 둘레 주변에 교대로(alternate direction) 배열될 수 있다. 영구 자석들은 로터의 바깥쪽에 자기장을 집중시키기 위해 많은 상이한 구성들, 예컨대 할바흐(Halbach) 어레이로 배열될 수 있다.
로터들은 임의의 적절한 방식으로 금속 스트립에 근접하여 지지된다. 하나의 이런 적절한 방식은 로터 암(rotor arm)상에 위치된 각각의 로터를 포함한다. 로터 암은 로터를 구동시키기 위해 필요한 장비를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 로터 암은 벨트를 통하여 로터에 결합된 구동 모터를 포함한다. 구동 모터는 로터 그 자체의 회전 방향 및 속도를 제어한다. 로터 암은 수직 지지체상에 마운트될 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 수직 지지체(single vertical support)는 두 개의 로터 암들, 금속 스트립 또는 희망하는 패스라인의 수직 중심선 위에 위치된 최상부 로터 암 및 금속 스트립 또는 희망하는 패스라인의 수직 중심선 아래에 위치된 바닥 로터 암을 포함한다. 임의 개수의 로터 암이 단일 수직 지지체상에 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 조종 디바이스는 두개의 수직 지지체들, 스트립의 오른쪽 에지에 근접하여 위치된 오른쪽 수직 지지체 및 스트립의 왼쪽 에지에 근접하여 위치된 왼쪽 수직 지지체를 포함한다. 임의 개수의 수직 지지체들이 조종 디바이스상에 사용될 수 있다. 수직 포지셔닝 모터들이 수직 지지체상에 하나 이상의 로터 암들의 수직 위치를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 충분한 수직 포지셔닝 모터들이 단일 수직 지지체상의 모든 로터 암들의 수직 움직임, 뿐만 아니라 단일 수직 지지체상에 로터 암들 사이의 수직 이격(separation)을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 수직 지지체는 수평 움직임 (예를 들어, 스트립의 중심선 쪽으로 그리고 중심선으로부터 멀어지는)을 위해 트랙상에 위치된다. 수평 포지셔닝 모터들이 수직 지지체들 및 이에 따라 부착된 로터 암들의 수평 움직임을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 수평 포지셔닝 모터들이 그것의 수직 지지체에 대하여 단일 로터의 수평 포지셔닝을 제어하도록 위치될 수 있다.
다양한 포지셔닝 모터들 및 구동 모터들을 통하여, 조종 디바이스는 적어도 네개의 범위들의 모션: 로터 속도, 로터 방향, 로터의 수직 포지셔닝, 및 로터의 수평 포지셔닝을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 조종 디바이스는 적어도 제 5 범위의 모션: 동일한 수직 지지체를 공유하는 다른 로터 사이의 수직 갭을 추가로 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 인접한 로터가 제 1 회전하는 로터와의 자기 커플링에 기인하여 구동됨에 따라, 제 1 로터는 로터 모터에 의해 구동될 수 있다.
임의의 적절한 로터 속도가 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 로터는 그것이 요구될 때 까지 정지상태 (예를 들어, 분당 제로 회전수)일 수 있고, 해당 지점에서 희망하는 속도에서 구동된다. 일부 경우들에서, 로터를 위한 적절한 회전의 속도는 분당 0 회전수 (RPM : revolutions per minute)으로부터 2000 RPM일 수 있다. 일부 경우들에서, 속도는 2000 RPM을 초과할 수 있다. 250-2000 RPM, 500-1750 RPM, 1000-1600 RPM, 1200-1500 RPM, 1300-1500 RPM의 범위들에, 또는 그 안에 임의의 다른 범위들에 속도로 로터들을 동작시키는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 적절한 회전의 속도는 다양한 요인들, 예컨대 회전 축들의 수직 및/또는 측방 배치 및 자석들의 세기에 의존할 수 있다. 일부 경우들에서, 온도 센서에 결합된 제어기는, 만약 자석들의 온도가 변동한다면, 로터들의 영구 자석들의 세기의 변동을 보상하도록 로터들의 회전의 속도를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약 냉각 시스템들이 자석들의 온도를 희망하는 레벨에서 유지할 수 없다면, 자석들의 세기는 축소될 수 있고, 제어기는 자석들을 지지하는 로터로 하여금 자석들의 축소된 자기 세기를 보상하기 위해 속도를 증가 시키도록 할 수 있다.
각각의 로터는 로터 실드로 둘러싸일 수 있다. 로터 실드는 추가로 로터 암 및 옵션으로 수직 지지체의 부분들 또는 모두를 감쌀 수 있다. 로터 실드는 하나 또는 다수의 파트들이 될 수 있다. 로터 실드는 방수가 가능하거나 또는 그렇지 않으면, 로터를 주변환경으로부터 유동적으로 격리시킬 수 있다. 로터 실드 자기적으로 투명한 재료 또는 거의 자기적으로 투명한 재료로부터 선택될 수 있다. 다시 말해서, 로터 실드는 회전하는 로터에 의해 생성된 임의의 자기장을 흡수하지 않도록 설계될 수 있다. 로터 실드는 열적으로-절연이 가능하다. 유동적으로-격리시키는 로터 실드는 조종 디바이스가 연속 어닐링 라인의 담금질 섹션들과 같이 수분 및 유동체에 노출 될 수 있는 어떤 장비 또는 그 근처에서 사용될 수 있게한다. 다양한 케이스에서, 로터 실드는 유동체-차폐 및/또는 열적으로-절연의 임의의 하나 또는 조합일 수 있다.
일부 경우들에서, 냉각제가 로터를 통해 또는 로터 근처를 순환하여 로터의 영구 자석들을 냉각 시킨다. 냉각제는, 예컨대 냉각 가스와 같은 유동체일 수 있다. 일부 경우들에서, 히트 파이프가 로터 암 내로 합체되어 로터로부터 열을 추출한다. 일부 경우들에서, 냉각제는 내부 냉각제 실드 및 로터 실드 사이의 공간 내에서 순환된다. 내부 냉각제 실드는 로터를 둘러싸며, 로터가 냉각제 실드 내에서 자유롭게 움직일 수 있게 한다. 냉각제 실드는 냉각제가 로터 및 로터 실드를 통과하여 흐르게 하고 열을 제거하도록 하면서, 로터가 냉각제와 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 로터가 냉각제와 직접 접촉하도록 하는 것이 바람직하지 않은 경우(예를 들어, 만약 공기가 냉각제이면), 냉각제는 예컨대 내부 냉각제 실드가 사용되지 않은 것과 같이 로터 실드의 체적 내에서 순환될 수 있다.
영구 자석들은 상대적으로 고온에서 동작할 수 있기 때문에 (예를 들어, 사마륨 코발트 자석들의 경우 최대 550 내외, 또는 네오디뮴 자석들의 경우 최대 200 내외), 만약 조종 디바이스가 예컨대 퍼니스와 같은 높은-온도 존 내에서 사용될 경우, 적당한 냉각 양만 구현해야 한다. 일 예에서, 약 600 내지 650에서 작동하는 퍼니스에서 사용되는 비-접촉 영구 자석 자기 로터 조종 디바이스는 대략 100 내지 150의 냉각을 필요로 할 수 있다. 추가의 냉각은 희망하는 영구 자석들로부터 강한 자기장들을 얻기위해 바람직할 수 있다. 비-접촉 영구 자석 자기 로터 조종 디바이스와 함께 사용되는 다른 부품(예를 들어, 베어링, 모터 등)에는 약간의 추가 냉각이 요구될 수 있다. 일부 경우들에서, 사마륨 코발트 자석들은 높은 열에서 자기장 세기가 더 느리게 떨어지므로, 고열이 예상되는 경우 사마륨 코발트 자석들이 네오디뮴 자석들보다 바람직할 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 네오디뮴 자석들이 더 차가운 온도에서 더 강한 필드 세기들을 갖기 때문에, 높은 열이 예상되지 않은 경우 네오디뮴 자석들이 사마륨 코발트 자석들보다 바람직할 수 있다.
추가적으로, 영구 자석들을 사용하면, 특히 동작 온도가 증가함에 따라, 전자석들에 비해 조종 움직임들을 유도하는데 필요한 에너지가 적게 된다. 동작 온도가 너무 높아지면, 전자석들은 더 이상 제대로 작동하지 않으며 전자석들을 충분히 냉각시키기 위해 상당한 자원을 소비해야 한다. 그와는 대조적으로, 영구 자석들은 더 높은 온도에서 작동하고 냉각을 덜 필요로 한다.
게다가, 금속 스트립을 조종하는데 사용되는 회전하는 영구 자석들은 스트립의 폭을 가로 질러 최소한의 열 변화를 부여한다. 스트립을 조종하도록 스트립의 폭을 가로질러 부여되는 유도성 필드들을 변화시키기 위해 정적 상태 전자석들, 또는 유도성 조종을 사용하는 것은, 스트립 내에 국부적인 과열점들을 생성할 수 있다. 유도성 필드들의 변화는 전자석들의 권취(winding)들에 원래 변화량에 의해 야기될 수 있다. 전자기 권취들에 변화량은 인접한 측방 위치들에 보다 더 많을 열을 일부 측방 위치들에 생성하는 것으로 귀결될 수 있다. 국부적인 과열점들은 스트립을 고르지 않게 변형할 수 있고 다른 제조 결함들을 야기할 수 있다. 그와는 대조적으로, 회전하는 영구 자석들에 의해 생성된 유도성 필드들은 금속 스트립의 전체 폭에 걸쳐서 발생하지 않고 이런 국부적인 과열점들을 유도하기에 충분한 고 주파수에서 발생하지 않는다. 영구 자석들은 치수에 걸쳐서 또는 하나의 자석으로부터 다른 자석으로 고유의 자기 변화량의 일부 레벨을 포함할 수 있지만, 이 변화량은 로터내 영구 자석들의 회전 때문에 평균된다. 단일 영구 자석이 임의의 측방에서 정지상태 위치에 유지되지 않고, 따라서 평균 자기장은 회전하는 영구 자석들에 인가된다. 따라서, 회전하는 자기 로터 조종 디바이스는 바람직하지 않은 국부적인 과열점들의 유도가 최소화 내지는 없는 상태로 금속 스트립을 조종할 수 있다.
일부 경우들에서, 전자석들은 바람직하게는 로터에 포함됨으로써 사용될 수 있다. 로터에 배치되고 영구 자석이 회전하는 방법과 유사하게 회전될 때, 전자석들은 상기에서 설명된 것 처럼 정지상태 전자석들이 사용될 때 존재하는 국부적인 과열점 형성의 동일한 염려 없이 변화하는 자기장들을 제공할 수 있다. 로터에 회전하는 전자석들은 로터내에 전자기의 회전에도 불구하고 금속 스트립에 인접하여 인가되는 자기장이 연속적으로 변화하는 것을 보장하기 위해 정류자(commutator) 대신에 브러시들(brushes), 슬립 링들(slip rings), 또는 유사한 전기적 회전의 조인트들의 사용을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 조종 디바이스는 스트립의 측방 에지들의 각각의 최상부 및 바닥 측면들에 위치된 하나의 로터들을 가져서 적어도 네개의 로터들을 포함한다 (예를 들어, 최상부 왼쪽에 하나, 바닥 왼쪽에 하나, 최상부 오른쪽에 하나, 및 바닥 오른쪽에 하나). 이 네개의 로터 구성은 조종 디바이스가 금속 스트립의 에지들에서 또는 그 근처에서 금속 스트립 상에 측방의 힘들을 부가하는 것을 가능하게 한다. 만약 금속 스트립이 희망하는 패스라인로부터 너무 멀리 측방에서 다른데로 가기 시작하면, 탈선의 방향에 에지 근처에 로터들은 적절한 방향 및 속도로 스핀할 수 있고, 뿐만 아니라 금속 스트립을 희망하는 패스라인 쪽으로 조종하기 위해 또는 보내기 위해 필요한 때, 수평으로 또는 수직으로 위치될 수 있다. 마찬가지로, 금속 스트립의 반대 에지상에 로터들 (예를 들어, 탈선으로부터 멀리)은 금속 스트립을 희망하는 패스라인쪽으로 다시 끌어당기기 위한 힘들을 인가할 수 있다. 추가적으로, 심지어 만약 금속 스트립이 희망하는 패스라인 근처에서 운용하고 있을 지라도, 조종 디바이스는 스트립의 측방 폭에 걸쳐서 장력 또는 압축력을 부가하기 위해 그것의 로터들을 계속 회전시킬 수 있다. 이런 인장력 또는 가압력들은 금속 스트립이 희망하는 패스라인 상에 중심이 있는 것을 도울 수 있고 금속 스트립에 시트 형상 또는 편평도를 제어하는 것을 도울 수 있다.
일부 경우들에서, 로터들의 쌍들은 금속 스트립에 사인-파형-형상의 변동을 부가하기 위해서 서로로부터 길이 방향으로 오프셋 (예를 들어, 추가로 스트립의 폭에 걸쳐서 오프셋되기 보다는 오히려 스트립의 연속적인 길이 아래 방향으로)되어 위치될 수 있다. 제 1 쌍의 로터들은 금속 스트립의 양쪽 에지들에서 또는 그 근처에 위치될 수 있고 희망하는 패스라인의 수직 중심선 또는 금속 스트립으로부터 수직으로 오프셋 되고 그리고 그 아래에 위치될 수 있다. 제 1 쌍의 로터들은 금속 스트립을 정규화된 패스라인 (예를 들어, 정현파의 변동없이 표준 패스라인) 위로 밀어내도록 위쪽으로의 조종(upwards steering)을 제공할 수 있다. 제 1 쌍의 로터들로부터 길이 방향으로 오프셋된 제 2 쌍의 로터들은 금속 스트립의 양쪽 에지들에서 또는 그 근처에 위치될 수 있고 희망하는 패스라인의 수직 중심선 또는 금속 스트립으로부터 수직으로 오프셋되고 그리고 그 위에 위치될 수 있다. 제 2 쌍의 로터들은 금속 스트립을 정규화된 패스라인 아래로 밀어내도록 아래쪽으로의 조종(downwards steering)을 제공할 수 있다. 로터들의 추가의 쌍들은 금속 스트립의 위쪽으로 또는 아래쪽으로 움직임을 유도하기 위해 제 1 및 제 2 쌍들의 로터들로부터 길이 방향에서의 오프셋 위치들에 사용될 수 있다. 후속하는 길이 방향으로 오프셋 위치들에서 금속 스트립의 위쪽으로 및 아래쪽으로 움직임은 금속 스트립에 사인-파형-형상의 변동을 유도할 수 있다. 이 사인-파형-형상의 변동은 측방의 처짐(sagging) (예를 들어, 스트립의 에지들보다 더 많이 처지는 스트립의 중심선 없이) 프로세싱 장비를 통과하는 금속 스트립의 이동을 도울 수 있고 형상/편평도 상태들, 예컨대 크로스보우(crossbow) 및 갈매기형 날개(gullwing)를 교정할 수 있다. 로터들은 시트의 길이 방향(longitudinal direction)에 (예를 들어, 시트 이동 방향에서 이어지는 축)에 수직 또는 평행하게, 또는 그것의 임의 조합으로 위치될 수 있다.
로터들은 형상에서 원통형 또는 전체적으로 원통형일 수 있다. 일부 경우들에서, 로터들은 배럴-형상(barrel-shaped) 프로파일 (예를 들어, 로터의 중심이 로터의 에지들보다 더 큰 직경을 가짐)을 갖는다. 배럴-형상의 프로파일은 본 출원에서 설명된 사인-파형-형상의 변동(fluctuation)들을 유도할 때 특별히 유용할 수 있다. 배럴-형상의 프로파일은 스트립과 로터들 사이에서 희망하지 않는 접촉을 피하기 위하여 도움이 될 수 있다. 다른 형상의 프로파일들이 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 적어도 하나의 로터는 그것의 회전축이 금속 스트립의 측방의 폭에 평행하게 위치된다. 일 측면에서, 단일 로터는 금속 스트립의 위쪽으로 또는 아래쪽으로 움직임을 유도하기 위해 희망하는 패스라인의 수직 중심선 또는 금속 스트립 위에 또는 아래에 위치된다. 단일 로터가 스트립의 측방의 크로스보우(crossbowing) (예를 들어, 스트립의 중심이 스트립의 에지들 보다 더 높은 위치로 수직에서 오프셋되는 경우)를 유도하기 위해 스트립 패스라인 아래에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 로터는 금속 스트립의 측방 중심선에 또는 그 근처에 위치될 수 있다. 측방의 크로스보우는 액체들, 예컨대 물이 스트립 에지들에서 떨어지는 것을 허용함으로써 그것들이 스트립의 중심에 고이는 것을 방지하는데 유용할 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 로터는 그것의 회전축이 금속 스트립의 길이 방향 축에 평행하게 위치된다.
조종 디바이스는 고 장력 하에 있지 않는 금속 스트립을 조종하는데 특별히 유용할 수 있다. 예를 들어, 조종 디바이스는 금속 스트립이 대략 40 MPa 또는 그 미만, 30 MPa 또는 그 미만, 20 MPa 또는 그 미만, 10 MPa 또는 그 미만, 5 MPa 또는 그 미만, 2 MPa 또는 그 미만, 또는 1 MPa 또는 그 미만의 길이 방향 장력 아래에 있을 때 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 조종 디바이스는 고 장력 하에 있을 때 금속 스트립을 조종하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 조종 디바이스는 금속 스트립이 대략 1 MPa 또는 그 이상, 2 MPa 또는 그 이상, 5 MPa 또는 그 이상, 10 MPa 또는 그 이상, 20 MPa 또는 그 이상, 30 MPa 또는 그 이상, 또는 40 MPa 또는 그 이상의 길이 방향 장력 하에 있을 유용할 수 있다. 일부 경우들에서, 더 큰 직경 로터들 (예를 들어, 더 강한 자기장들을 갖는 더 큰 자석들)은 더 높은 장력들 하에서 금속 스트립들을 조종하는데 유용할 수 있다. 일부 경우들에서, 도 27를 참고로 하여 설명된 주 및 보조 로터들과 같이 증가된 수의 로터들은 금속 스트립들을 조종하는데 유용할 수 있다.
조종 디바이스는 만약 금속 스트립이 희망하는 패스라인으로부터 너무 멀리 벗어나면 희망하는 패스라인 쪽으로 금속 스트립에 측방 힘들을 유도하기 위해서 또는 스트립의 측방 움직임을 유도하기 위해서, 예컨대 스트립을 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인에 정렬시키기 위해서 스트립상에 집중된 측방 힘들을 유도할 수 있다. 희망하는 패스라인은 그것이 장비의 중심선을 따르는지 여부에 관계없이 장비를 통과하는 임의의 패스라인(passline)일 수 있다. 예를 들어, 희망하는 패스라인은 장비의 수직 및 측방 중심선에 중심이 있을 수 있고; 옵션으로, 희망하는 패스라인은 장비의 수직 및 수평 중심선들 중 어느 하나 또는 둘 모두로부터 오프셋될 수 있다. 일부 경우들에서, 희망하는 패스라인은 장비를 통과하는 스트립의 자연 패스라인(natural passline)일 수 있다 (예를 들어, 스트립이 조종 메커니즘들 없이 제 위치에서 장비를 통과하여 이동하는 경로). 그러나, 옵션으로, 희망하는 패스라인은 자연 패스라인 외에 패스라인일 수 있다. 조종 디바이스는 스트립상에 측방 장력 또는 압축을 유도하기 위해 스트립 상에 대향하는 측방의 힘들을 유도할 수 있다. 조종 디바이스는 예컨대 스트립을 그것의 흐름 패스라인 위로 또는 아래로 올리거나 또는 낮추기 위해서 스트립의 수직 움직임을 유도할 수 있다. 조종 디바이스는 추가로 타겟 수직 위치에서 (예를 들어, 프로세싱 장비의 최상부 및 바닥에 대하여) 및/또는 타겟 측방 위치에서 (예를 들어, 프로세싱 장비의 측벽들에 대하여) 스트립의 위치를 유지할 수 있다. 예를 들어, 조종 디바이스는 장비를 통과하는 희망하는 패스라인에서 스트립을 보유하기 위해 사용될 수 있다.
제어 시스템은 조종 장치의 로터들의 위치, 속도, 및/또는 방향을 관리할 수 있다. 제어 시스템은 로터들의 피드백 제어 (예를 들어, 폐쇄된-루프 피드백 제어(closed-loop feedback control)를 위해 하나 이상의 센서들에 결합될 수 있다. 하나 이상의 센서들은 자기 로터 조종 디바이스의 로터들에 인접하여 위치될 수 있거나 또는 업스트림 또는 다운스트림 방향 중 하나 또는 둘 모두에서 로터들로부터 임의 거리만큼 이격될 수 있다. 임의의 적절한 센서가 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 측방 위치 센서, 예컨대 광 커튼(light curtain)이 희망하는 패스라인으로부터 스트립의 측방 탈선을 감지하기 위해 사용된다. 측방 위치 센서는 예컨대 광 커튼의 추가 부분들이 가려진 때 중심으로부터 스트립의 측방 탈선을 검출할 수 있다. 측방 위치 센서로부터 신호는 희망하는 패스라인 쪽으로 다시 스트립을 밀거나 또는 당기는 추가의 측방 힘을 인가하도록 로터들을 조작하기 위해 제어 시스템을 트리거할 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 수직 위치 센서들 (예를 들어, 레이저 레인지파인더(laser rangefinder))이 스트립이 희망하는 패스라인로부터 수직으로 탈선되는 지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 수직 위치 센서는 희망하는 패스라인으로부터 스트립의 수직 탈선을 검출할 수 있다. 수직 위치 센서로부터 신호는 희망하는 패스라인 쪽으로 다시 스트립을 밀어내는 추가의 수직 힘을 인가하도록 로터들을 조작하기 위해(예를 들어, 로터들을 수직으로 이동시키는) 제어 시스템을 트리거할 수 있다. 수직 위치 센서들의 어레이가 시트 형상 또는 편평도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 제어 시스템은 그런 다음 스트립에 적절한 힘의 인가를 통해 희망하는 형상 및/또는 편평도를 달성하기 위해 로터들을 조작할 수 있다.
일부 경우들에서, 센서들은 로터 모터들이 로터들을 구동하는 동안 토크에서의 변화들을 측정하기 위해 로터들 또는 로터 모터들에 결합될 수 있다. 토크 측정량은 움직이는 금속 스트립의 위치에 대한 정보, 예컨대 금속 스트립이 더 높게 또는 더 낮게 진행하고 있는지 또는 희망하는 패스라인으로부터 측방으로 탈선하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 제어 시스템은 피드백 제어 없이, 예컨대 측방 위치 센서들 또는 수직 위치 센서들의 사용 없이 동작할 수 있다. 이런 경우들에서, 제어 시스템은 동작 동안 일정하게 로터들을 운용할 수 있다. 적절하게 위치된 로터들 (예를 들어, 금속 스트립의 측방 에지들에서 또는 바로 지나서 위치된)로, 피드백이 없는 일정한 로터 동작은 움직이는 금속 스트립의 측방 위치를 어느 정도까지 유지할 수 있고, 이는 다양한 동작들에 대하여 적절할 수 있다. 금속 스트립이 중심으로부터 측방으로 벗어나기 시작할 때, 금속 스트립은 하나의 세트의 로터들의 움직이는 자기장들로 이동할 것이고 한편 동시에 금속 스트립의 측방에서 반대 측면에 위치된 다른 세트의 로터들의 움직이는 자기장들로부터 멀어지게 움직일 것이다. 금속 스트립은 제 2 세트의 움직이는 자기장들보다 제 1 세트의 움직이는 자기장들에 더 그 안에 있기 때문에, 제 1 세트의 움직이는 자기장들은 제 2 세트의 움직이는 자기장들 보다 훨씬 더 강한 힘으로 희망하는 패스라인 쪽으로 금속 스트립을 밀어낼 것이고, 따라서 센서들로부터의 능동 피드백에 대한 요구 없이 자동으로 교정 동작을 제공할 것이다. 그러나, 일부 경우들에서, 센서들로부터 능동 피드백(active feedback)이 더 많은 능동 제어에 비하여 바람직할 수 있다.
일부 경우들에서, 로터의 회전축은 금속 스트립의 에지와 동일 평면상이고, 금속 스트립의 에지의 로터의 반경내에 있고, 또는 금속 스트립의 에지로부터 말단으로(예를 들어, 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 멀어지는) 이격된 (예를 들어, 로터의 반경보다 더 큰 거리 만큼) 수직 평면상에 있을 수 있다. 일 예에서, 폭에서 일 미터인 금속 스트립의 프로세싱은 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 일 미터 측방으로 이격하여 로터들을 포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있고, 금속 스트립이 희망하는 패스라인을 따라서 이동할 때 금속 스트립의 에지들과 로터들의 회전 축들을 함유하는 수직 평면들 사이에 0.5 미터 갭으로 귀결된다.
일 예에서, 조종 디바이스는 스트립이 압연기(rolling mill)에 공급될 될 때 스트립이 중심에 있는 것을 보장하기 위해 필요한 것으로 스트립을 조종하기 위해 냉간 압연기 바로 앞에 배치된다. 만약 스트립이 중심에서 벗어나기 시작하면, 조종 디바이스는 스트립이 중심으로 회귀하는 것을 돕기 위해 측방 힘들을 부가할 수 있다. 따라서, 스트립이 조종 디바이스에 공급되기 시작할 때 스트립 정렬에서의 부정확성들이, 스트립이 압연기로 마지막으로 들어가기 전에, 금속 스트립을 접촉하지 않고서 교정될 수 있다.
다른 예에서, 조종 디바이스는 다양한 가열 장비, 예컨대 유도 히터들에 또는 그 근처에서 사용된다. 가열된 스트립은 연성(soft)이기 때문에, 그것이 충분하게 냉각되거나 또는 추가로 프로세스될 때 까지 금속 스트립을 접촉하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 비-접촉 조종 디바이스는 가열된 스트립을 터치하지 않고서 스트립이 적절한 패스라인 (예를 들어, 희망하는 패스라인)상에 있고 그리고 중심에 있는 것을 보장할 수 있다. 더욱이, 전자석들 대신에 영구 자석들의 사용은 본 출원에서 설명된 것처럼 가열 장비의 고온에서 또는 그 근처에서 비-접촉 조종 디바이스가 동작하는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 더 작은 냉각이 전자석들에 반대되는 영구 자석들에 요구된다. 전자석들 대신에 영구 자석들의 사용은 비-접촉 조종 디바이스가 그 안에 국부적인 과열점들의 유도가 최소화 내지는 없는 상태로 금속 스트립을 조종하는 것을 또한 허용할 수 있다.
다른 예에서, 조종 디바이스는 코일들을 포장할 때(wrapping) 사용된다. 금속 스트립이 코일들내에 포장될 때, 중심으로부터 스트립의 임의의 오정렬은 잘못-포장된(faultily-wrapped) 코일로 귀결될 수 있고, 이는 처리하기 어려울 수 있고, 금속에 손상을 야기할 수 있거나, 또는 다른 식으로, 바람직하지 않을 수 있다. 코일들이 포장될 때 스트립이 중심에 있는 것을 보장하기 위해서, 조종 디바이스는 스트립이 코일의 중심선을 따라서 중심에 있도록 하기 위해 사용될 수 있다.
다른 예에서, 조종 디바이스는 열간 압연기(hot mill)의 장력이 없는 섹션 또는 저-장력 섹션 (예를 들어, 역전 섹션(reversing section)과 탠덤 섹션(tandem section) 사이)에 사용될 수 있다.
다른 예에서, 조종 디바이스는 루핑 피트 슬리터(looping pit slitter)의 저-장력 영역에 금속의 분리된 스트랜드(strand)들을 안정화하기 위해 사용될 수 있다.
다른 예에서, 조종 디바이스는 프로세싱 장비, 예컨대 블랭킹 기계(blanking machine)내에서 정확한 위치로 움직이는 금속 스트립을 포지셔닝하기 위해 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 자기 조종 장치는 정지상태 금속 피스들을 이동 또는 포지셔닝하기 위해 사용될 때 자기 포지셔닝 장치로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 자기 포지셔닝 장치는 희망하는 위치로 정지상태 금속을 이동시키도록 정지상태 금속에 힘들을 유도하는 움직이는 자기장들을 생성하기 위해 사용되는 회전하는 자석들, 예컨대 본 출원에 개시되고 다양한 도면들을 참고로 한 자석들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 회전하는 자석들은 희망하는 위치에, 예컨대 정지상태 금속을 희망하는 위치, 예컨대 스탬핑 기계내에 희망하는 위치로 몰기 위해서 스탬핑 기계의 주변부 주위에 근접하여 배치될 수 있다.
모든 예들에서, 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스는 금속 스트립에 접촉없이 금속 스트립의 포지셔닝을 제어하는 것이 가능하다.
일 예에서, 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스는 연속 어닐링 라인에 사용될 수 있다. 또한 CASH(continuous annealing solution heat treat) 라인으로서 알려진 연속 어닐링 라인에서, 금속은 저 장력(tension) 하에서 많은 섹션들을 통과해야만 한다. 일부 CASH 라인들은 대략 800 미터 길이까지 또는 더 길 수 있다. 어떤 섹션들, 예컨대 퍼니스 및 냉각 섹션들에서, 금속 스트립은 롤러들 또는 다른 접촉 디바이스들에 의해 지지되지 않을 수 있다. 금속 스트립은 대략 100 미터 및 더 긴 지지되지 않을 섹션들을 통과할 수 있다. 미래 CASH 라인들이 발전됨에 따라, 이들 길이들은 더 길어질 수 있다. 지지되지 않는 섹션들에서, 금속 스트립은 유동체 (예를 들어, 가스 또는 공기)의 쿠션들상에 플로팅(float)될 수 있다. 금속 스트립이 상당한 거리 동안 지지되지 않기 때문에, 금속 스트립은 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인로부터 멀리 가변하는 경향이 있다. 추가적으로, 물 담금질(quenching) 노즐들, 공기 노즐들, 또는 다른 프로세스 장비가 바람직하지 않은 방식들로 시트를 밀어내거나 또는 이동시킬 수 있다. 만약 스트립이 희망하는 패스라인로부터 너무 멀리 다른데로 가면, 프로세싱 장비는 문제를 바로 잡기 위해 셧 다운될 필요가 있을 수 있다. 만약 스트립이 프로세싱 장비의 에지, 예컨대 퍼니스의 에지에 접촉하면, 스트립, 퍼니스, 및 둘러싸는 면적에 대한 손상이 발생하고 시간 및 재료의 상당한 손실들이 동반된다. 만약 스트립이 프로세싱 장비의 에지들과 접촉하면 개인에 대한 위험도 또한 있을 수 있다. 매 시간 셧다운이 발생하면, 금속 스트립의 상당한 양이 폐기되어야 한다.
일부 경우들에서, 본 출원에 개시된 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스들의 사용은 금속 스트립이 지속기간 동안 지지되지 않는 CASH 라인 또는 다른 라인에 느리게 움직이는 금속 스트립의 적절한 위치를 유지하는 것을 도울 수 있다. 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스의 사용 없이, CASH 라인에서 느리게 움직이는 금속 스트립은, 예컨대 CASH 라인의 스타트업 또는 셧다운 동안에, 그것이 물리적으로 접촉하는 지지체들 없이 적절한 패스라인을 지속하기 위한 최소 속도에 도달할 때 까지 지지될 것이 요구될 수 있다(예를 들어, 물리적으로 접촉하는 지지체, 예컨대 롤러 또는 우드(wood)에 의해). 적절한 패스라인은 희망하지 않는 결과들, 예컨대 희망하지 않는 충돌들(crashes) 없이 금속 스트립이 프로세싱 장비를 통과하는 것을 허용하는 희망하는 패스라인일 수 있거나 또는 일련의 패스라인들 (예를 들어, 희망하는 패스라인들, 서브-최적 패스라인들, 또는 그것의 임의 조합)일 수 있다. 그러나, 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스가 사용될 때, 움직이는 금속 스트립이 물리적으로 접촉하는 지지체로 더 이상 지지될 필요가 없을 때까지 요구되는 최소 속도는 더 적을 수 있다. CASH 라인내에 물리적으로 접촉하는 지지체에 의해 지지되는 움직이는 금속 스트립의 임의의 길이는 폐기될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 하나 이상의 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스들의 사용은 움직이는 금속 스트립이 더 짧은 지속기간 동안 또는 잠재적으로 전혀 물리적으로 접촉하는 지지체들에 의해 지지되는 것이 요구될 필요가 없기 때문에, 적절한 패스라인을 지속하기 위한 최소 속도가 더 낮기 때문에 생성되는 폐기량(amount of scrap)을 줄일 수 있다. 더 낮은 최소 속도에 운용하는 CASH 라인에 대한 능력은 추가 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스타트업 동안에 더 낮은 최소 속도에서 운용하는 것은 퍼니스 온도가 그것의 희망하는 동작 온도까지 증가할 때 더 적은 폐기물(scrap)을 생성할 수 있다. 희망하는 온도가 도달되기 전에 퍼니스를 통과하는 재료가 폐기될 필요가 있을 수 있기 때문에, 희망하는 퍼니스 온도가 도달되기 전 스타트업(startup) 동안에 더 낮은 이용 가능한 스트립 속도는 더 적은 재료가 미리 가열되지 않은 퍼니스를 통과하고 따라서 더 적은 재료가 폐기될 필요가 있는 것으로 귀결될 수 있다.
비-접촉 자기 로터 조종 디바이스는 퍼니스 섹션에, 퍼니스와 냉각 섹션들 사이에, 냉각 섹션들에, 냉각 섹션들 사이에, 또는 CASH 라인의 냉각 섹션들 뒤에 배치될 수 있다. 본 출원에서 설명된 조종 성능들을 제공하는 것에 추가하여, 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스는 금속 스트립을 부유 부상(air flotation)이 비현실적이거나 또는 바람직하지 않은 위치들에 플로팅(float)하도록 동작할 수 있다. 다수의 조종 디바이스들이 CASH 라인 전체에 사용될 수 있다. 예를 들어, CASH 라인 전체에 다수의 조종 디바이스들의 사용은 이하의 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다: 퍼니스 섹션에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들; 냉각 섹션에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들; 퍼니스 섹션 바로 앞에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들; 퍼니스 섹션 바로 뒤에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들; 냉각 섹션 바로 앞에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들; 및 냉각 섹션 바로 뒤에 배치된 하나 이상의 조종 디바이스들.
다른 예에서, 조종 디바이스는 금속 스트립상에 측방 힘들을 인가하기 위해 사용된다. 이들 측면의 힘들은 스트립이 조종 디바이스들을 통과할 때 희망하는 시트 형상 및/또는 편평도(flatness)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 시트 형상 및/또는 편평도의 제어는 테이블 롤러들 상에서 그리고 다른 장비에서 유용할 수 있다. 일 예에서, 시트 형상 및/또는 편평도 제어는 금속 스트립이 담금질 장비를 통과할 때 금속 스트립의 보다 일관된 냉각을 가능하게 한다. 금속 스트립에 형상 및/또는 편평도를 유지하는 것을 도움으로써, 조종 디바이스는 금속 스트립에 측방으로 걸쳐서 배열된 다양한 노즐들로부터 분산된 냉각 유동체들이 대략 동일한 시간에 금속 스트립에 도달하는 것을 보장할 수 있다. 추가적으로, 개선된 편평도 또는 양의(positive) 크로스보우(crossbow) 또는 사인파의 도입은 냉각 유동체들이 금속 스트립의 굽은(bowed) 영역에 고이는 것(pooling)을 막을 수 있다. 더욱이, 조종 디바이스는 스트립이 냉각 유동체를 분산시키는 노즐들의 필드내에 중심이 있도록 할 수 있다. 만약 스트립이 중심에 있지 않으면, 스트립은 고르지 않게 냉각될 수 있다. 스트립이 예컨대 물에 의해 단지 바닥으로부터 냉각되는 일부 경우들에서, 유동체 (예를 들어, 물)가 그것이 스트립을 손상시킬 수 있는 스트립의 최상부에 도달하는 것을 허용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 이런 경우들에서, 물이 스트립의 최상부에 도달하지 않도록 물이 위쪽으로 스프레이되는 것을 차단할 수 있는 조절가능한 폭 커버들을 갖는 냉각제 노즐들이 종종 구비된다. 조종 디바이스는 스트립이 폭 커버들이 조절될 필요가 없도록 노즐들의 필드에 중심을 유지하도록 하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 조종 유닛과 조합하여 스트립 위치 측정이 폭 커버들(width cover)이 희망하는 시트 형상 및/또는 편평도를 획득하기 위해 적절한 스트립 에지에 관련한 위치들에 위치되는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 본 출원에 개시된 조종 디바이스를 이용하는 담금질 장비가 조절가능한 폭 커버들에 대한 요구 없이 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 알려진 입력 (예를 들어, 금속 스트립의 폭)이 주어지면, 본 출원에 개시된 피드백 없이 조종 디바이스(steering device)는 조절가능한 폭 커버들과 담금질 장비를 함께 동작시킬 수 있다.
비-접촉 자기 로터 조종 디바이스는 전체 치수를 상대적으로 작게할 수 있고 현존하는 장비에 또는 그 근처에 용이하게 통합될 수 있다. 예를 들어, 조종 디바이스는 장비 시트가 장비로 들어갈 때 또는 장비를 빠져 나갈 때 자동으로 오정렬을 교정하는 능력을 장비에 제공함으로써 장비를 업그레이드 또는 개선시키기 위해 장비 (예를 들어, 루프 피트 슬리터(looping pit slitter))에 부착될 수 있다.
조종 디바이스는 스트립을 트위스팅하는(twisting) 것을 (예를 들어, 스트립의 일 측면상에 로터들을 낮추고 반면 스트립의 다른 측면상에 로터들을 올림으로써) 포함하여 많은 방식들로 스트립을 조작할 수 있다. 조종 디바이스들은 스트립의 위치 및/또는 형상의 제어를 유지 (예를 들어, 희망하는 패스라인로부터 약간의 탈선들, 예컨대 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 측방 탈선들을 교정)하기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 조종 디바이스들은 시트 접촉없이 능동적으로 시트를 조종하기 위해 사용될 수 있다 (예를 들어, 시트를 턴(turn), 회전 또는 그렇지 않으면, 예컨대 한 장비로부터 다른 장비로 위쪽으로 또는 아래쪽으로 가이드하기 위해).
일부 경우들에서, 하나 이상의 로터들은 로터들이 금속 스트립 주위에서 보다 정밀하게 위치되는 것을 허용하여 추가의 자유도(degree of freedom)로 지지된다(예를 들어, 로봇 암에 의해 지지되는).
일부 경우들에서, 피드백 제어 회로는 피드백 제어 프로세스를 이용하여 조종 디바이스의 로터들을 제어한다. 피드백 제어 회로는 금속 스트립의 수평 탈선 및 수직 탈선 중 하나 또는 둘 모두를 측정하기 위한 센서들에 결합될 수 있다. 측정값(들)에 기초하여, 피드백 제어 회로는 금속 스트립을 희망하는 경로로 다시 회귀시키기 위해 필요한 교정 힘의 방향 및 세기를 결정할 수 있다. 일부 경우들에서, 교정 힘의 방향만이 결정된다. 교정 힘의 방향 및 세기가 각각의 로터에 대하여 개별적으로 결정될 수 있다. 피드백 제어 회로는 그런다음 각각의 로터에 대하여, 적절한 교정 힘을 인가하기 위해 조절들이 필요한 것을 결정할 수 있다. 결정된 조절들은 각각의 로터의 속도, 로터의 방향, 로터의 수직 위치, 로터의 수평의 위치, 및/또는 동일한 수직 지지체상에 다른 로터로부터 로터의 수직 분리에 대한 조절들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 결정된 조절들은 상기에서 고려된 다른 자유도에 기반된 조절들을 포함한다. 피드백 제어 회로는 그런 다음 필요한 로터들을 조작함으로써 결정된 조절들을 구현할 수 있다. 로터들을 조작하는 것은 영구 자석 로터들의 회전 속도 또는 방향을 조절하는 것 또는 스트립에 관하여 영구 자석 로터들의 위치를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 피드백 제어 프로세스는 그런 다음 피드백 제어 회로가 새로운 수평 탈선 및 새로운 수직 탈선 중 하나 이상을 측정하는 것을 반복 할 수 있다.
일부 경우들에서, 더 복잡하거나 또는 덜 복잡한 피드백 제어 회로가 사용될 수 있다. 예를 들어, 피드백 제어 회로는 스트립이 해당 측면쪽으로 너무 멀리 방향을 바꿀 때 금속 스트립의 일 측면상에 로터들을 간단하게 턴 온 하도록 셋 업될 수 있다. 다른 예에서, 피드백 제어 회로는 스트립이 희망하는 경로로 회귀하거나 또는 스트립이 희망하는 경로상에 있는 것을 위해서 조절들이 필요할 수 있는 것을 결정하기 위해 추가 센서들, 예컨대 풀-비젼(full-vision) 카메라들을 사용할 수 있다. 일부 경우들에서, 조종 디바이스는 시트에 압축 또는 인장 응력을 연속적으로 유도하기 위해 스트립의 양쪽 에지들에서 사용될 수 있다. 연속적인 응력은 희망하는 시트 형상 및/또는 편평도를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 스트립을 희망하는 위치에서 보유할 수 있다. 다른 경우들에, 피드백 루프가 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 조종 디바이스는 스트립을 희망하는 패스라인상에 또는 그 근처에 있도록 또는 다른 식으로 스트립을 제어하도록 하기 위해 연속적으로 (예를 들어, 피드백 제어 없이 로터 속도, 방향, 및 위치의 사전 설정한 설정들에 기초하여) 동작할 수 있다. 이런 경우들에, 수직 안정성을 위한 추가 제어 장치들, 예컨대 한정되는 것은 아니지만 공기 노즐들이 옵션으로 포함될 수 있다. 일부 경우들에서, 피드백 제어 없는 조종 디바이스에 대한 동작 설정들은 프로세스될 금속 스트립의 알려진 또는 예견된 폭에 기반될 수 있다.
일부 경우들에서, 자기 조종 장치는 움직이는 금속 스트립에 근접하여 위치된 때, 움직이는 금속 스트립을 희망하는 패스라인 쪽으로 몰기 위해서 움직이는 금속 스트립에 힘들을 유도하는 정지상태 자석들을 포함할 수 있다.
이들 예시적인 예들은 본 출원에서 논의된 전반적이 내용을 독자에게 소개하기 위해 주어지고 개시된 개념들의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 이하의 섹션들은 같은 번호들이 같은 엘리먼트들을 나타내는 도면들을 참고로 하여 다양한 추가 특징들 및 예들을 설명하고, 그러나, 마치 예시적인 예들이 본 발명을 제한하기 위해 사용되지 않아야 하는 것처럼 안내 설명들은 예시적인 예들을 설명하기 위해 사용된다. 본 출원에 예시들에 포함된 엘리먼트들은 축척에 맞지 않게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 디바이스(100)의 도시이다. 제어될 금속 스트립 (102)은 길이 방향(longitudinal direction) (112)으로 조종 디바이스 (100)의 로터들 (110)을 통과한다. 금속 스트립 (102)은 예시적인 목적을 위해 부분적인 단면으로 도시된다. 각각의 로터 (110)는 그것의 외부 표면을 둘러싸는 자기장을 제공하도록 배열된 하나 이상의 영구 자석들로 만들어진다. 로터들 (110)이 회전할 때, 변화하는 자기장들이 로터들 (110)에 근접하여 유도된다. 조종 디바이스 (100)의 로터들 (110)의 회전 및 위치의 제어를 통하여, 바람직한 힘들이 로터들 (110) 근처를 통과하는 금속 스트립 (102) 상에 유도될 수 있다.
조종 디바이스 (100)는 측방의 트랙(lateral track) (106) 상에 이동가능하게 위치된 두개의 수직 지지체들 (104)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 각각의 수직 지지체 (104)는 그것 자체의 측방의 트랙 (106)에 의해 지지된다. 각각의 수직 지지체 (104)는 측방의 트랙 (106)을 따라서 개별적으로 이동하도록 제어될 수 있어서 해당 특정 수직 지지체 (104)에 결합된 임의의 로터들 (110)의 측방 움직임을 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 수직 지지체들 (104)은 측방 트랙 (106)을 따라서 동일한 방향으로 (예를 들어, 왼쪽 또는 오른쪽) 또는 반대 방향들로 (예를 들어, 함께 또는 떨어져) 동일 거리를 이동하기 위해 공통으로 제어된다. 수직 지지체들 (104)의 측방 움직임(lateral movement)은 하나 이상의 선형 액추에이터들 (124)에 의해 성취될 수 있다. 수직 지지체들 (104)의 측방 움직임은 조종 디바이스 (100)가 다양한 폭들의 금속 스트립들 (102)을 수용하는 것을 허용할 수 있고, 뿐만 아니라 로터들 (110)에 의해 부가되는 변화하는 자기장들의 추가 제어를 허용할 수 있다.
각각의 수직 지지체 (104)는 하나 이상의 로터 암(rotor arm)들 (108)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 예컨대 도 1 에 도시된 예에서, 각각의 수직 지지체 (104)는 두개의 로터 암들 (108)을 포함하여서 하나는 스트립 (102) 아래에 위치될 수 있고 한편 다른 것은 스트립 (102) 위에 위치된다. 각각의 로터 암 (108)은 본 출원에 추가로 상세하게 설명되는 보호 로터 실드(rotor shield) (120)에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 용도로 도 1 에 도시된, 가장 왼쪽의 수직 지지체 (104)상의 로터 암들 (108)은 그것들의 로터 실드들 (120) 없이 도시되지만, 하지만 가장 오른쪽의 수직 지지체 (104)의 로터 암들 (108)은 그것들의 로터 실드들 (120)에 의해 시야에서 가려진다. 각각의 로터 암 (108)은 하나 이상의 로터들 (110)을 지지한다. 수직 지지체 (104)상에 각각의 로터 암(108)의 수직 위치는 개별적으로 제어될 수 있어서 해당 특정 로터 암 (108)에 결합된 임의의 로터들 (110)의 수직 움직임을 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 수직 지지체들 (104)의 로터 암들(108)은 수직 지지체 (104)를 따라서 동일한 방향으로 (예를 들어, 위로 또는 아래로) 또는 반대 방향들로 (예를 들어, 함께 또는 떨어져) 동일 거리를 이동하기 위해 공통으로 제어된다. 수직 제어는 하나 이상의 선형 액추에이터들 (122)에 의해 성취될 수 있다.
각각의 로터 암 (108)은 하나 이상의 로터들 (110)을 포함할 수 있다. 로터 암은 로터 암 (108) 상에 모든 또는 각각의 로터 (110)를 위한 로터 모터 (116)를 수용할 수 있다. 로터 모터 (116)는 자기 차폐물 (126)에 의해 보호될 수 있다. 예시적인 용도를 위해, 최상부 왼쪽 로터 모터 (116)를 둘러싸는 자기 차폐물 (126)이 도 3에서 가려진다. 로터 모터 (116)는 로터 (110)의 회전을 제어하기 위해 전송 벨트(transfer belt) (114)를 이용하여 로터 (110)에 결합될 수 있다. 전송 벨트 (114)는 로터 (110)에 회전을 전송하기 위한 임의의 적절한 디바이스, 예컨대 체인 또는 평평한 벨트(flat belt)일 수 있다. 일부 경우들에서, 로터 모터 (116)는 어디 다른곳에 위치될 수 있다. 로터 모터 (116)는 임의의 부착 로터 (110)를 안쪽 방향 (118) (예를 들어, 금속 스트립 (102)의 가장 가까운 로터의 측면이 금속 스트립 (102)의 중심 쪽으로 이동)으로 또는 바깥쪽 방향 (예를 들어, 안쪽 방향 (118)에 반대로 회전)으로 회전시키기 위해 파워를 제공할 수 있다. 용어들 "안쪽 방향(inward direction)" 및 "바깥쪽 방향(outward direction)"은 로터 근처를 통과하는 시트를 기준으로 로터들의 기본 회전 방향 설명을 돕도록 편의를 위해 본 출원에서 사용된다. 수직 지지체 (104)상에 금속 스트립 (102) 위에 위치된 제 1 로터 (110)가 안쪽 방향 (예를 들어, 도 1에 도시된 금속 스트립 움직임의 길이 방향 (112)에서 조종 디바이스 (100)를 마주하여 보았을 때 반시계 방향으로 회전)으로 회전할 때, 그것은 실제로 또한 안쪽 방향으로 스피닝(spinning) 하는 동일한 수직 지지체 (104) 상에 금속 스트립 (102) 아래에 위치된 제 2 로터 (110)로부터 반대 방향으로 회전하는 것일 것이다(예를 들어, 금속 스트립 (102) 아래에 안쪽으로 회전하는 로터 (110)는 도 1에 도시된 금속 스트립 움직임의 길이 방향 (112)에서 조종 디바이스 (100)를 마주하여 보았을 때 시계방향으로 회전할 것이다)는 것이 명확해져야 한다.
각각의 로터 (110)의 방향 및 회전 속도는 개별적으로 제어될 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 수직 지지체 (104) 상에 로터들 (110)은 스트립 (102)에 관하여 동일한 방향으로 및/또는 동일한 속도에서 회전하도록 공통으로(jointly) 제어된다.
일부 경우들에서, 각각의 로터 암 (108) 및/또는 로터 (110)는 수직 지지체 (104)로부터 로터 (110)의 측방 거리를 조절하기 위해 개별적으로 제어된다. 일부 경우들에서, 로터 암 (108)은 수직 지지체 (104)에 대하여 피벗(pivot)하도록 (예를 들어, 수직 지지체 (104)에 수직인 회전축에 대하여 피벗팅(pivoting)) 수직 지지체 (104)에 앵커링(anchor)될 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 로터들 (110)은 스트립 (102)의 에지들에 인접하여 위치되고 각각의 로터의 (110) 회전축 (128)이 스트립 (102)의 길이 방향 (112)에 평행하도록 배향된다. 다른 구성들에서, 각각의 로터 (110)의 회전축 (128)은 스트립 (102)의 길이 방향 (112)에 비평행일 수 있다. 더욱이, 각각의 로터의 (110) 회전축 (128)은 예컨대 수직 지지체 (104)의 바닥으로부터 그것의 최상부를 통하여 연장되는 수직 회전축을 따라서 그것의 수직 지지체(104)의 회전에 의해 스트립 (102)을 기준으로 조절가능할 수 있다. 일부 구성들에서, 로터들 (110)은 금속 스트립 (102) 위에 또는 아래에 (예를 들어, 에지에 바로 인접하지 않은) 위치될 수 있고; 금속 스트립 (102)의 바로 위에 또는 아래에 위치될 수 있고; 또는 금속 스트립의 에지 또는 금속 스트립 바로 위에 또는 아래에 있지 않으면서 금속 스트립 (102)의 에지 근처에 있을 수 있다. 조종 디바이스 (100)가 금속 스트립의 중심을 가로질러 서로 측방으로 반대쪽에 위치된 적어도 두개의 로터들 (110)을 포함할 때, 두개의 로터들 (110)의 회전축 (128) 사이의 거리는 금속 스트립 (102)의 폭보다 작거나, 폭에 같거나 또는 폭보다 더 클 수 있다.
조종 디바이스 (100)는 본 출원에 추가로 상세하게 설명되는 차폐물(shielding)(미도시)을 포함할 수 있다. 차폐물의 사용은 정도를 벗어난(errant) 금속 스트립으로부터의 손상으로부터 장비를 보호하기 위해, 차폐물내의 컴포넌트들의 온도를 제어하기 위해, 또는 다른 용도를 위해 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 로터들 (110)은 임의의 차폐물 (예를 들어, 로터 실드들 (120) 없이) 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스(100)의 정면도이다. 예시적인 용도를 위해, 로터 실드들 (120)이 도 2에 도시되지 않는다. 조종 디바이스 (100)는 개별 측방 트랙 (106) 상에 두개의 수직 지지체들 (104)을 포함한다. 각각의 수직 지지체 (104)는 두개의 로터 암들 (108)을 휴대하고, 각각의 로터 암은 로터(110)를 휴대한다. 네개의 로터들 (110)이 본 출원에서 설명된 것처럼 금속 스트립 (102) 주변에 제어 가능하게 위치할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모든 로터들 (110)은 안쪽 방향으로 (예를 들어, 최상부 오른쪽 및 바닥 왼쪽 로터들 (110)은 도 2에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 회전하고 반면 최상부 왼쪽 및 바닥 오른쪽 로터들 (110)은 반시계 방향으로 회전한다) 스피닝(spinning)된다. 모든 로터들 (110)의 이런 안쪽으로 회전은 금속 스트립 (102)에 걸쳐 측방으로 인가되는 가압력(compressive force)들로 귀결될 수 있다. 로터들 (110)은 금속 스트립 (102)에 걸쳐 측방으로 인장력(tensile force)들을 인가하기 위해 도 2에 도시된 것들에 반대 방향들로 회전할 수 있다.
로터들 (110)의 위치는 각각의 로터의 (110) 회전축 (128)을 기준으로 하여 또는 회전 축들이 있는 평면들을 기준으로 하여 설명될 수 있다. 로터 평면 (202)은 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (214)의 또는 금속 스트립 (102)의 측방 중심선 (208)의 일 측면상에 하나 이상의 로터들 (110)의 회전축에 의해 정의될 수 있다. 로터 평면 (202)은 회전축으로부터 수직으로 연장될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로터 평면 (202)은 금속 스트립 (102)의 에지(212) (예를 들어, 금속 스트립 (102)의 에지 (212)와의 동일평면상의 수직 라인 (204))로부터 거리 (206) 만큼 측방으로 이격된다. 일부 경우들에서, 로터 평면 (202)은 금속 스트립 (102)의 에지 (212) (예를 들어, 거리 (206)는 제로 또는 대략 제로이다)에 수직으로 정렬될 수 있다. 일부 경우들에서, 로터 평면 (202)은 금속 스트립 (102)의 중심선 (208)으로부터 더 멀리 금속 스트립 (102)의 에지 (212)로부터 측방으로 이격될 수 있다 (예를 들어, 금속 스트립의 중심선 (208)과 로터 평면 (202) 사이의 거리는 금속 스트립 (102)의 반 폭 보다 더 큼). 일부 경우들에서, 로터 평면 (202)은 금속 스트립 (102)의 중심선 (208)과 금속 스트립(102)의 에지(212) 사이에서 금속 스트립(102)의 에지(212)로부터 측방으로 이격될 수 있다 (예를 들어, 금속 스트립(102)의 중심선 (208)과 로터 평면 (202) 사이의 거리는 금속 스트립 (102)의 반 폭 보다 작음).
일부 경우들에서, 로터 평면 (202)이 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (214)의 또는 금속 스트립 (102)의 측방 중심선 (208) 주변에서 중심이 있다고 가정하면 로터 배치는 로터 평면들(202) 사이의 거리에 기초하여 설명될 수 있다. 금속 스트립 (102)의 에지들에 배치된 로터들에 대하여, 로터 평면들 (202)은 금속 스트립 (102)의 폭에 대략 같은, 예컨대 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1%에서 또는 그 보다 작은 탈선내의 거리에 의해 분리될 수 있다. 금속 스트립 (102)의 에지들내에 또는 에지들의 바깥쪽에 배치된 로터들에 대하여, 로터 평면들 (202)은 금속 스트립 (102)의 폭보다 더 작거나 또는 더 큰 거리에 의해 분리될 수 있다. 일부 경우들에서, 거리는 적어도 각각의 로터 평면들 (202)에 반대쪽에 로터들의 반경의 합 만큼 금속 스트립 (102)이 폭보다 더 클 수 있어서, 로터들은 금속 스트립 (102)이 희망하는 패스라인상에서 중심에 위치된 때 금속 스트립 (102) 바로 위에 있지 않는다. 일부 경우들에서, 거리는 금속 스트립 (102)의 폭의 적어도 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 또는 그 이상만큼 금속 스트립 (102)의 폭보다 더 클 수 있다.
로터 평면들 (202)사이의 거리가 금속 스트립의 폭보다 더 큰 경우들에서, 로터 평면들 (202)은 금속 스트립 (102)의 에지 (212)와 차단물(obstruction), 예컨대 장비의 벽, 장비의 인접한 부품(piece), 빌딩 벽, 운영자 통로, 또는 만약 금속 스트립 (102)이 희망하는 패스라인으로부터 너무 멀리 벗어나면 움직이는 금속 스트립 (102)을 접촉하는 위험에 있을 수 있는 다른 이런 장애물들 사이에 각각 위치될 수 있다. 차단물과 접촉하기 전에 금속 스트립 (102)이 희망하는 패스라인 쪽으로 조종되는 것을 보장하기 위해 로터 평면들 (202)은 차단물과 금속 스트립 (102) 사이의 임의의 곳에 위치될 수 있다.
추가적으로, 각각의 로터 (110)의 회전축은 공통 길이 방향 평면 (210)을 상호교차한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공통 길이 방향 평면 (210)은 도 2의 페이지와 동일평면상에 있는 평면이고 자기 로터 조종 디바이스 (100)의 각각의 로터들 (110)에 상호교차한다.
도 3은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스(100)의 수직 지지체 (104) 및 두개의 로터들 (110)의 확대도이다. 예시적인 용도를 위해, 로터 실드들 (120) 및 금속 스트립 (102)은 도 3에 도시되지 않는다. 두개의 로터 암들 (108)을 지지하는 수직 지지체 (104)가 도시되고, 각각의 로터 암은 로터(110)를 지지한다. 각각의 로터 암(108)은 개별 전송 벨트 (114)에 의해 개별 로터 (110)에 결합된 로터 모터(116)를 포함한다. 측방 트랙 (106)을 따라서 수직 지지체 (104)를 측방으로 움직이는 선형 액추에이터 (124)가 도시된다. 일부 경우들에서, 로터 모터 (116)는 로터 (110)를 스피닝함으로써 생성되는 변화하는 자기장들을 감쇠시키는 것이 가능한 자기 차폐물 (126)을 포함한다. 이런 경우들에서, 자석-기반의 모터(magnetic-based motor) (예를 들어, 공압- 또는 유압-기반 모터에 반대되는)가 사용될 수 있다. 예시적인 용도를 위해, 최상부 로터 모터 (116)의 자기 차폐물(126)은 도 3에서 도시되지 않는다. 공통 길이 방향 평면 (210)의 세그먼트가 도 3에 도시된다.
도 4는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 1의 자기 로터 조종 디바이스(100)의 수직 지지체 (104) 및 두개의 로터들 (110)의 확대 배면도이다. 예시적인 용도를 위해, 최상부 로터 실드 (120) 및 금속 스트립 (102)은 도 4 에 도시되지 않지만, 그러나 바닥 로터 실드 (120)는 슬릿들 (121)로 도시된다. 두개의 로터 암들 (108)을 지지하는 수직 지지체 (104)가 도시되고, 각각의 로터 암은 로터(110)를 지지한다. 선형 액추에이터 (402)는 수직 지지체 (104)를 따라서 각각의 로터 암 (108)의 수직 움직임을 제어한다. 다른 메커니즘들이 본 출원에서 설명된 것들과 같은 임의의 적절한 선형 액추에이터를 포함하여 각각의 로터 암 (108)의 수직 움직임을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 선형 액추에이터들 (402)은 모터들 (404)에 의해 파워 공급될 수 있다.
측방 트랙 (106)을 따라 수직 지지체 (104)의 측방 움직임을 제어하기 위한 선형 액추에이터 (124)가 보여질 수 있다. 일부 경우들에서, 선형 액추에이터 (124)는 모터들 (406)에 의해 파워 공급될 수 있다.
도 5는 본 발명의 임의 측면들에 따른 로터 실드들 (120)을 제 위치에 갖는 도 1의 자기 로터 조종 디바이스(100)의 수직 지지체 (104) 및 두개의 로터들 (110)의 확대도이다. 금속 스트립 (102)은 로터 실드들 (120)내의 로터들 (110)의 회전에 의해 유도된 변화하는 자기장이 금속 스트립 (102)을 통과하도록 로터 실드들 (120)사이를 통과한다. 두개의 로터 암들 (108)을 지지하는 수직 지지체 (104)가 도시되고, 각각의 로터 암은 로터(110)를 지지하고, 각각의 로터는 로터 실드 (120)에 의해 엔캡슐레이트된다(encapsulate).
본 출원에 추가로 상세하게 설명되는, 로터 실드 (120)는 단일-층상화(single-layer)되거나 또는 멀티-층상화(multi-layer)될 수 있고 로터 실드 (120)내에 로터 (110) 및 다른 장비를 먼지, 잔해, 유동체, 또는 다른 오염 물질들로부터 보호할 수 있다. 로터 실드 (120)는 또한 열적으로-절연될 수 있어서, 로터 실드 (120)를 가로질러 전송되는 열의 양을 줄인다.
로터 실드 (120)는 임의의 적절한 프로파일 또는 형상을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 추가 차폐물이 수직 지지체 (104) 상에 또는 그 주변에 포함된다. 추가 차폐물은 수직 지지체 (104)의 로터 실드들 (120)에 결합될 수 있거나 또는 그것들과 이어질 수 있다. 추가 차폐물은 로터 (110) 또는 수직 지지체 (104)와 관련된 임의의 모터들 및 액추에이터들을 보호하고 냉각시키는데 도움을 줄 수 있다.
일부 경우들에서, 예컨대 로터 실드 (120)가 금속으로 만들어진 때, 로터 실드 (120)는 로터 실드 (120)에 맴돌이 전류(eddy current)들을 줄이기 위해 슬릿들 (121) 또는 다른 개구들을 포함할 수 있다. 이런 슬릿들 (121) 또는 다른 개구들 없이는, 로터 (110)에 의해 생성된 움직이는 자기장들은 전기적으로 전도성 로터 실드들 (120)에 상당한 열 빌드업(heat buildup)을 유도할 수 있다. 슬릿들 (121) 또는 다른 개구들은 맴돌이 전류들을 줄이기 위한 임의의 적절한 형상 또는 패턴일 수 있다. 일부 경우들에서, 슬릿들 (121) 또는 다른 개구들은 이어서 전기적으로 절연 재료로 충전될 수 있거나 또는 커버될 수 있다. 일부 경우들에서, 로터 실드 (120)는 비-전도성 재료, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 커버하거나 또는 외부 층을 포함한다. 일부 경우들에서, 로터 실드 (120)는 비-전기적 전도성 재료로 만들어지고 슬릿들 (121) 또는 다른 개구들을 포함하지 않는다. 일부 경우들에서, 라미네이션(lamination)이 맴돌이 전류들의 효과를 줄이기 위해 사용된다.
일부 경우들에서, 로터 실드 (120)는 움직이는 금속 스트립에 의한 접촉 이벤트시에 로터 (110)를 보호하기 위해 금속, 예컨대 스테인리스 스틸로 만들어진다. 일부 경우들에서, 로터 실드 (120)는 움직이는 금속 스트립이 로터 실드 (120)를 접촉하는 이벤트시에 금속 스트립 또는 로터 실드 (120)에 대한 손상을 줄이기 위해 PTFE (예를 들어, 테플론™) 또는 다른 저-마찰 코팅(low-friction coating)의 층을 포함한다.
옵션 변위 센서 (502)가 추가적으로 도 5 에 도시된다. 변위 센서 (502)는 수직 지지체 (104), 로터 암 (108), 로터 실드 (120), 또는 임의의 다른 적절한 장비에 결합될 수 있다. 변위 센서 (502)는 로터 (110)에 대하여 측방으로 정지상태(stationary)를 유지하도록 결합될 수 있다. 변위 센서 (502)는 로터 암(108)에 대하여 수직으로 정지상태를 유지하도록 결합될 수 있다. 일부 경우들에서, 변위 센서 (502)는 로터 (110)에 대하여 금속 스트립 (102)의 수직 변위(displacement)를 측정할 수 있다. 일부 경우들에서, 변위 센서 (502)는 로터 (110)에 대하여 금속 스트립 (102)의 측방 변위(lateral displacement)를 측정할 수 있다.
일 예에서, 변위 센서 (502)는 제 1 빔(504) 및 제 2 빔(506)을 제공하는 레이저 센서이다. 제 1 빔 (504)은 희망하는 금속 스트립 (102)의 에지 위치에 정렬될 수 있지만, 반면에 제 2 빔 (506)은 금속 스트립 (102)의 희망하는 에지 위치로부터 측방으로 이격될 수 있다 (예를 들어, 도 5에 도시된 대로 희망하는 패스라인 쪽으로, 또는 희망하는 패스라인으로부터 멀리). 각각의 빔 (504,506)은 그 아래에 금속 스트립 (102)의 존재를 측정할 수 있거나 또는 변위 센서 (502)로부터 금속 스트립 (102)까지의 거리를 측정할 수 있다. 이들 측정량들은 로터 (110)에 대하여 금속 스트립 (102)의 위치를 근사화하거나 또는 그렇지 않으면 결정하기 위해 사용될 수 있다. 변위 센서 (502)는 본 출원에 추가로 상세하게 설명되는 금속 스트립 (102)의 위치를 제공하기 위해 피드백 센서로서 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 임의 측면들에 따른 제 위치에 냉각제 실드들(602) 및 로터 실드들(612)을 갖는 자기 로터 조종 디바이스(600)의 두개의 로터들(610)의 확대, 전면, 단면도이다. 각각의 로터 암 (614)은 로터 (610)를 지지할 수 있다. 로터 (610) 및 로터 암 (614)을 둘러싸는 실드는 로터 실드 (612) (예를 들어, 외부 층) 및 냉각제 실드 (602) (예를 들어, 내부 층)를 포함할 수 있다. 로터 실드 (612) 및 냉각제 실드 (602)는 로터 (610) 및 임의의 다른 둘러싸인 파트들 둘레에 보호용 실드(608)를 형성하기 위해 함께 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 냉각제 (604)는 냉각제 실드 (602)와 로터 실드 (612) 사이의 공간을 통하여 순환될 수 있다. 일부 경우들에서, 냉각제 (604)는 냉각제 실드 (602)와 로터 실드 (612) 사이에 위치된 경로들 또는 튜브들을 통하여 순환된다. 냉각제 (604)는 냉각제 펌프 (606)를 이용하여 순환될 수 있다.
일 예에서, 냉각제 펌프 (606)는 금속 스트립 (616)에 가장 가까운 보호용 실드 (608)의 측면에서 냉각제 실드 (602)와 로터 실드 (612) 사이의 공간으로 냉각제 (604)를 펌핑한다. 냉각제 (604)는 보호용 실드 (608)내에서 순환할 수 있고 금속 스트립 (102)으로부터 가장 먼 보호용 실드 (608)의 측면에서 빠져나갈 수 있다. 그러나, 냉각제 (604)는 다른 방식으로 순환될 수 있다. 보호용 실드들 (608)을 통하여 순환되는 냉각제 (604)는 로터 (610)로부터 열을 추출할 수 있고 다시 보호용 실드들 (608)을 통하여 펌핑되기 전에 추출된 열을 방출시킬 수 있다 (예를 들어, 냉각됨). 다른 파트들 (예를 들어, 베어링들, 모터들, 액추에이터들)이 동일한 방식으로 냉각될 수 있다.
일부 경우들에서, 냉각제 펌프는 냉각제 실드 (602) 또는 로터 실드 (612) (예를 들어, 만약 별개의 냉각제 실드 (602)가 사용되지 않으면)의 전체 체적으로 냉각제를 펌핑한다. 냉각제는 냉각제 실드 (602) 또는 로터 실드 (612)내의 파트들 주변에서 순환될 수 있다. 로터(610)의 움직임은 냉각제 실드 (602) 또는 로터 실드 (612)의 전체 체적에 냉각제를 이동시키는데 도움을 줄 수 있다. 일부 경우들에서, 덕팅(ducting) 또는 다른 특징부들이 로터들 (610) 근처에 또는 지나서 냉각제의 흐름을 보내기 위해 사용될 수 있다.
냉각제 (604)는 유동체(fluid)들 예컨대 공기, 물, 또는 냉매들을 포함하는 임의의 적절한 냉각제일 수 있다.
도 7은 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립(702) 주위의 영구-자석 자기 로터 조종 디바이스(700)를 도시한 평면도이다. 제어될 금속 스트립 (702)은 길이 방향(712)으로 조종 디바이스 (700)의 로터들 (710)을 통과한다. 각각의 로터 (710)는 그것의 외부 표면을 둘러싸는 자기장을 제공하도록 배열된 하나 이상의 영구 자석들(752)로 만들어진다. 로터들 (710)이 회전할 때, 변화하는 자기장들이 로터들 (710)에 근접하여 유도된다. 조종 디바이스 (700)의 로터들 (710)의 회전 및 위치의 제어를 통하여, 바람직한 힘들이 로터들 (710) 근처를 통과하는 금속 스트립 (702) 상에 유도될 수 있다. 각각의 로터 (710)는 그것 자체의 회전축 (770)에 대하여 회전할 수 있다. 각각의 로터 (710)는 금속 스트립 (702)의 길이 방향 (712) (예를 들어, 이동 방향)에 수직인 공통 평면 (772)을 상호교차할 수 있다. 각각의 로터 (710)의 회전 축들 (770)은 길이 방향 (712)에 평행할 수 있거나 또는 길이 방향 (712)에 평행하지 않을 수 있다. 금속 스트립 (702)은 공통 평면 (772)을 통과할 수 있다. 길이 방향 (712)에 대한 각각의 로터 (710)의 회전 축들 (770)의 방위에 관계없이, 로터들 (710)은 공통 평면(common plane) (772)에서 서로 이격될 수 있다.
조종 디바이스 (700)는 측방의 트랙(706) 상에 이동가능하게 위치된 두개의 수직 지지체들 (704)을 포함할 수 있다. 각각의 수직 지지체 (704)는 측방의 트랙 (706)을 따라서 개별적으로 이동하도록 제어될 수 있어서 해당 특정 수직 지지체 (704)에 결합된 임의의 로터들 (710)의 측방 움직임을 제어한다. 일부 경우들에서, 수직 지지체들 (704)은 측방 트랙 (706)을 따라서 동일한 방향으로 (예를 들어, 왼쪽 또는 오른쪽) 또는 반대 방향들로 (예를 들어, 함께 또는 떨어져) 동일 거리를 이동하기 위해 공통으로(jointly) 제어된다. 수직 지지체들 (704)의 측방 움직임은 모터 (754)에 의해 제어될 수 있다. 모터 (754)는 측방 트랙 (706)을 따라서 수직 지지체들 (704)을 이동시키는 선형 스크류 (756)를 구동시킬 수 있다.
각각의 수직 지지체 (704)는 하나 이상의 로터 암들 (708)을 포함할 수 있다. 각각의 로터 암 (708)은 하나 이상의 로터들 (710)을 지지한다. 수직 지지체 (704)상에 각각의 로터 암(708)의 수직 위치는 개별적으로 제어될 수 있어서 해당 특정 로터 암 (708)에 결합된 임의의 로터들 (710)의 수직 움직임을 제어할 수 있다. 포지셔닝 모터(positioning motor)들 (760)은 개별 로터 암들 (708)의 수직 움직임을 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 충분한 수의 포지셔닝 모터들 (760)은 각각의 로터 암 (708)의 수직 움직임을 개별적으로 제어하기 위해 사용된다 (예를 들어, 로터 암 (708) 당 하나의 포지셔닝 모터 (760)). 일부 경우들에서, 단일 포지셔닝 모터들 (760)은 특정 수직 지지체(704)상에 모든 로터 암들 (708)의 수직 움직임을 공통으로 제어할 수 있다.
각각의 로터 암 (708) 및 관련 로터 (710)는 본 출원에 추가로 상세하게 설명되는 보호용 실드 (750)에 봉입(enclose)될 수 있다.
일부 경우들에서, 광 커튼 센서(light curtain sensor) (예를 들어, 광 커튼 송신기 (762) 및 광 커튼 수신기 (764))가 금속 스트립 (702)의 측방 변위를 감지하기 위해 로터들 (710) 근처에 위치될 수 있다. 측방 변위는 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (768)으로부터 떨어진 변위에 기초하여 감지될 수 있다. 만약 금속 스트립 (702)이 측방에서 한 방향으로 또는 다른 방향으로 너무 멀리 벗어나면, 제어기는 탈선을 교정하도록 금속 스트립 (702)상에 힘들을 부가하기 위해 하나 이상의 로터들 (710)의 위치, 회전 속도, 및/또는 회전 방향을 변경할 수 있다.
일부 경우들에서, 하나 이상의 수직 위치 센서들 (766)이 희망하는 패스라인으로부터 금속 스트립 (702)의 수직 탈선(deviation)을 측정하기 위해 로터들 (710) 근처에 위치된다. 만약 금속 스트립 (702)이 수직에서 한 방향으로 또는 다른 방향으로 너무 멀리 벗어나면, 제어기는 탈선을 교정하도록 금속 스트립 (702)상에 힘들을 부가하기 위해 하나 이상의 로터들 (710)의 위치, 회전 속도, 및/또는 회전 방향을 변경할 수 있다.
하나 이상의 수직 위치 센서들 (766)은 로터들 (710)을 동작 위치 (예를 들어, 금속 스트립 (702)에 인접한)로 움직이기 전에 최초 측정량 (예를 들어, 최초 패스라인 높이 측정)을 만들기 위해 또한 사용될 수 있다. 로터들 (710)은 각각의 로터 (710)가 동작 위치로 이동될 수 있는 시간 이후에 최초 패스라인 높이 측정이 획득될 때까지 비-동작 위치 (예를 들어, 금속 스트립 (702)의 희망하는 또는 예상되는 패스라인으로부터 떨어진)에 보유될 수 있다.
로터 모터들 (758)은 로터 (710)의 회전 움직임에 파워를 공급하기 위해 각각의 로터 암 (708)상에 위치될 수 있다. 로터 모터들 (758)은 로터 암 (708) 및 보호용 실드 (750)에 외부에 위치되는 것처럼 보이지만, 그러나 일부 경우들에서, 로터 모터들 (758)은 로터 암 (708) 및/또는 보호용 실드 (750)내에 위치된다.
도 8은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 7의 영구-자석 자기 로터 조종 디바이스(700)를 도시한 정면도이다. 금속 스트립 (702)은 로터들 (710)사이에 도시된다. 도 8에 도시된 바대로, 각각의 로터 (710)는 외부 표면에 결합된 몇몇의 영구 자석들 (752)을 포함한다. 단일 로터 (710)상에 인접한 영구 자석들 (752)은 상이한 자기 극(magnetic pole)에 (예를 들어, 방사상에서 바깥쪽으로 마주하는 교번하는 북극 및 남극) 존재하도록 배열될 수 있다. 옵션으로, 단일 로터 (710)상에 인접한 영구 자석들 (752)은 다른 구성들, 예컨대 한정되는 것은 아니지만 할바흐(Halbach) 어레이 구성 또는 다른 구성에 따라 배열될 수 있다. 로터 (710)의 영구 자석들 (752)은 로터 (710)의 외부 표면에 결합될 수 있거나 또는 로터 (710)의 케이싱안에 엔캡슐레이트된다. 단일 구성의 자석들이 도면들 7-8에 도시되지만, 다른 구성들의 자석들이 로터 (710)에 대하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 영구 자석들은 로터 (710)가 회전할 때 로터 (710)를 둘러싸는 희망하는 자기장을 출력하도록 디자인된 임의의 적절한 배열, 예컨대 할바흐 어레이로 로터의 폭 (예를 들어, 도 7에 도시된 영구 자석 (752)에 의해 점유된 공간에) 및/또는 로터의 둘레에 걸쳐 배열될 수 있다. 일 예에서, 도면들 7-8에 도시된 각각의 영구 자석들 (752)은 영구 자석 (752)의 형상에 함께 결합된 몇몇의 자석들의 할바흐 어레이에 의해 대신 대체될 수 있다.
수직 지지체들 (704)이 도시되고 개별 모터들 (754)의 작동을 통하여 측방 트랙 (706)을 따라서 각각 이동가능하게 위치될 수 있다.
개별 로터들 (710)을 지지하는 로터 암들 (708)이 도시되고 개별 보호 실드들 (750)에 봉입된다. 수직 지지체 (704)의 로터들 (710)의 수직 포지셔닝은 개별적으로 포지셔닝 모터들 (760)을 통하여 개별적으로 및 공통으로 성취될 수 있다.
로터 모터들 (758)이 로터 (710)의 회전 움직임에 파워를 공급하기 위해 각각의 로터 암 (708)상에 위치될 수 있다. 로터 모터들 (758)은 로터 암 (708) 및 보호용 실드 (750)에 외부에 위치되는 것처럼 보이지만, 그러나 일부 경우들에서, 로터 모터들 (758)은 로터 암 (708) 및/또는 보호용 실드 (750)내에 위치된다.
광 커튼 센서 (예를 들어, 광 커튼 송신기 (762) 및 광 커튼 수신기 (764))가 로터들 (710) 인접하여 도시된다. 광 커튼 송신기 (762)로부터 방출된 광(806)은 광 커튼 수신기 (764)에 의해 수신된다. 방출된 광(806)이 광 커튼 수신기 (764)에 도달하고 도달하지 않는 곳을 추적함으로써, 광 커튼 센서는 금속 스트립 (702)의 측방 변위를 감지할 수 있다.
수직 위치 센서들 (766)이 로터들 (710)에 인접하여 도시된다. 일부 경우들에서, 레이저 광(804)은 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (802)으로부터 금속 스트립 (702)의 수직 탈선을 측정하기 위해 수직 위치 센서들 (766)에 의해 금속 스트립 (702)의 표면에서 바운스 된다. 금속 스트립의 표면과 금속 스트립의 중심 사이의 거리를 차지하는 금속 스트립의 두께가 알려질 수 있거나 또는 산출될 수 있다. 만약 금속 스트립 (702)이 수직에서 한 방향으로 또는 다른 방향으로 너무 멀리 벗어나면, 제어기는 탈선을 교정하기 위해서 금속 스트립 (702)상에 힘들을 부가하기 위해 하나 이상의 로터들 (710)의 위치, 회전 속도, 및/또는 회전 방향을 변경할 수 있다.
도 9는 본 발명의 임의 측면들에 따른 연속 어닐링 라인(900)에 다양한 위치들에 위치된 자기 로터 조종 디바이스들(902)을 도시한 개략도이다. 퍼니스 섹션(furnace section) (908) 및 갭 (912)에 의해 분리된 냉각 섹션 (910)을 포함하는 연속 어닐링 라인 (900) 부분이 도시된다. 금속 스트립 (904)은 방향 (906)으로 연속 어닐링 라인 (900)을 통과할 수 있다.
퍼니스 섹션 (908)은 갭 (918)에 의해 분리된 제 1 퍼니스 존(furnace zone) (914) 및 제 2 퍼니스 존 (916)을 포함할 수 있다. 냉각 섹션 (910)은 갭 (924)에 의해 분리된 제 1 냉각 존(cooling zone) (920) 및 제 2 냉각 존 (922)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 옵션의 열 부스터 존(thermal booster zone) (926)이 퍼니스 섹션 (908)과 냉각 섹션 (910) 사이에 위치된다. 갭 (928)이 퍼니스 섹션 (908)과 열 부스터 존 (926) 사이에 위치되고 갭 (930)이 열 부스터 존 (926)과 냉각 섹션 (910) 사이에 위치된다. 열 부스터 존 (926)에서, 금속 스트립 (904)의 온도는 가열 또는 냉각되기 보다는 오히려 유지될 수 있다. 일부 경우들에서, 열 부스터 존 (926)이 사용되지 않고, 갭 (912)은 비교적 작고, 퍼니스 섹션 (908) 마지막 부분이 냉각 섹션 (910)의 시작 부분에 인접한다. 일부 경우들에서, 열 부스터 존 (926)은 간단하게 열 부스터 모드에서 동작되는 냉각 섹션 (910)의 냉각 존들 중 하나이다.
일부 경우들에서, 퍼니스 섹션 (908), 냉각 섹션 (910), 및/또는 열 부스터 존 (926)은 도 9 에 도시된 것 보다 더 적거나 또는 더 많은 존들을 가질 수 있다. 특정 섹션의 각각의 존 (예를 들어, 퍼니스 섹션 (908)의 제 1 퍼니스 존 (914) 및 제 2 퍼니스 존 (916))은 그것 자체의 하우징 (예를 들어, 제 1 퍼니스 존 (914)은 제 2 퍼니스 존 (916)과는 별개의 하우징안에 있음)을 포함할 수 있다. 존내에 배치된 조종 디바이스 (902)는 해당 특정 존을 위한 하우징내에 배치될 수 있고, 반면에 갭 (예를 들어, 갭 (918))에 배치된 조종 디바이스 (902)는 어느 하나의 둘러싸는 존의 하우징 외부에 배치될 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 섹션의 하나 이상의 존들 (예를 들어, 퍼니스 섹션 (908)의 제 1 퍼니스 존 (914) 및 제 2 퍼니스 존 (916)) 또는 심지어 인접한 섹션들 하나 이상의 존들 (예를 들어, 제 2 퍼니스 존 (916) 및 열 부스터 존 (926) 또는 제 1 냉각 존 (920))은 공유된, 공통 하우징 (예를 들어, 제 1 퍼니스 존 (914) 및 제 2 퍼니스 존 (916)은 단일 퍼니스 하우징내에 위치함)내에 위치된다. 이런 경우들에서, 존내에 배치된 조종 디바이스 (902)는 갭 (예를 들어, 갭 (918))에 배치된 조종 디바이스 (902)와는 다른 위치이지만, 조종 디바이스와 동일한 공통 하우징에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 퍼니스 존 (914)내에 배치된 조종 디바이스 (902)는 갭 (918)에 배치된 조종 디바이스 (902)와 동일한 전체 하우징내에 위치될 수 있지만, 그러나 제 1 퍼니스 존 (914)내에 배치된 조종 디바이스 (902)는 제 1 퍼니스 존 (914)의 온도 제어 엘리먼트들에 인접할 수 있다. 단일 연속 어닐링 라인 (900)은 하나 또는 많은 하우징들을 포함할 수 있고, 하나 이상의 섹션들 (예를 들어, 퍼니스 섹션 (908) 및 냉각 섹션 (910)) 및/또는 존들 (예를 들어, 제 1 퍼니스 존 (914) 및 열 부스터 존 (926))은 개별 또는 공유된 하우징들을 갖는다. 다시 말해서, 이하에서 사용되는 용어 "갭(gap)"은 인접한 엘리먼트들 사이에 전체 공간을 반영하지만, 그러나 인접한 엘리먼트들의 물리적 하우징들 사이의 공간을 반영하거나 또는 반영하지 않을 수 있다.
도 9에 11개의 조종 디바이스들 (902) (예를 들어, 예컨대 도 1에서의 조종 디바이스 (100) 또는 도 7에서의 조종 디바이스 (700))로 도시되지만, 연속 어닐링 라인 (900)은 임의의 조합 위치들에 더 적거나 또는 더 많은 조종 디바이스들 (902)을 가질 수 있다. 조종 디바이스 (902)는 퍼니스 섹션 (908) 앞에 (예를 들어, 퍼니스 섹션 (908)의 입구에 인접한) 위치될 수 있다. 조종 디바이스 (902)는 퍼니스 섹션 (908)내에, 예컨대 제 1 퍼니스 존 (914) 내에, 갭 (918)내에, 및/또는 제 2 퍼니스 존 (916)내에 위치될 수 있다. 조종 디바이스(902)는 퍼니스 섹션 (908)과 냉각 섹션 (910) 사이의 갭(912)에 위치될 수 있다. 열 부스터 존 (926)이 사용될 때, 조종 디바이스 (902)는 갭 (928) 내에, 열 부스터 존 (926) 내에, 및/또는 갭 (930) 내에 위치될 수 있다. 조종 디바이스 (902)는 냉각 섹션 (910) 내에, 예컨대 제1 냉각 존 (920) 내에 (예를 들어, 제 1 냉각 존 (920)내에 그리고 입구에 인접하게), 갭 (924) 내에, 및/또는 제 2 냉각 존 (922) 내에 위치될 수 있다. 조종 디바이스 (902)는 냉각 섹션 (910) 뒤에 (예를 들어, 냉각 섹션 (910)의 출구에 인접한) 위치될 수 있다. 조종 디바이스 (902)는 연속 어닐링 라인 (900)내 다른 위치들에 위치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립(1002)에 사인-파형-유형 변동(sine-wave-type fluctuation)을 유도하기 위해 사용되는 오프셋 로터(offset rotor)(1010)들을 도시한 개략적인 측면도이다. 방향 (1012)으로 이동하는 스트립 (1002)이 도시된다. 세개의 로터들 (1010)이 길이 방향으로 오프셋 위치들에 도시된다. 로터들 (1010)은 도시된 바와 같이 각각의 로터의 회전축이 스트립의 길이 방향에 평행하도록 정렬될 수 있다. 일부 경우들에서, 로터들 (1010)은 각각의 로터의 회전축이 스트립의 측방의 폭(미도시)에 평행하도록 정렬될 수 있다.
각각의 로터 (1010)는 중간 패스라인 (예를 들어, 일반적으로 평평한 패스라인 또는 예상되는 패스라인)의 수직 경로 (1004)로부터 금속 스트립 (1002)을 수직으로 변위시키기 위해 금속 스트립 (1002)상에 힘들을 부가할 수 있다. 인접한 로터들 (1010)이 길이 방향에서 오프셋되고 금속 스트립 (1002)의 반대 측면들 상에 교번하여 위치된 때 (예를 들어, 패스라인 위와 패스라인 아래 사이에서 교번하는), 로터들 (1010)로부터의 수직 변위들은 도 10에 도시된 바대로 금속 스트립 (1002)에 사인-파형-유형 변동(fluctuation)을 야기한다. 일부 경우들에서, 로터들 (1010)은 금속 스트립 (1002)의 전체적인 사인-파형-유형 형상과 일치하는 프로파일들을 가질 수 있고, 금속 스트립 (1002)과의 접촉의 위험없이 로터들 (1010)이 금속 스트립 (1002) 근처에 위치되도록 허용한다. 예를 들어, 로터들 (1010)은 비록 다른 형상의 프로파일들이 사용될 수 있지만 배럴-형상(barrel-shape)일 수 있다.
도 11은 본 발명의 임의 측면들에 따른 피드백 제어 프로세스(1100)를 도시한 플로우 차트이다. 피드백 제어 프로세스 (1100)는 본 출원에 개시된 센서들, 포지셔닝 모터들, 및 구동 모터들의 임의의 조합에 결합된 제어기 (예를 들어, 하나 이상의 애플리케이션 특정 집적 회로들 (ASIC들), 디지털 신호 프로세서들 (DSP들), 디지털 신호 프로세싱 디바이스들 (DSPD들), 프로그램 가능한 로직 디바이스들 (PLD들), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이들 (FPGA들), 프로세서들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 본 출원에서 설명된 기능들을 수행하도록 디자인된 다른 전자 유닛들, 및/또는 이들의 조합)에 의해 수행될 수 있다.
블럭 (1102)에서, 수평 탈선(horizontal deviation)은 예컨대 광 커튼에 의해 센싱될 수 있다. 수평 탈선을 센싱하는 것은 수평 탈선의 양을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 블럭 (1104)에서, 수직 탈선(vertical deviation)은 예컨대 수직 위치 센서에 의해 센싱될 수 있다. 수직 탈선을 센싱하는 것은 수직 탈선의 양을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 피드백 제어 프로세스들 (1100)에서, 블럭 (1102) 및 블럭 (1104) 중 하나 또는 둘 모두가 수행될 수 있다.
블럭 (1106)에서, 교정 힘의 방향은 개별 블럭들 (1102 및 1104)에서의 수평 탈선 측정 및/또는 수직 탈선 측정에 기초하여 결정될 수 있다. 블럭 (1108)에서, 교정 힘의 세기는 개별 블럭들 (1102 및 1104)에서의 수평 탈선 측정 및/또는 수직 탈선 측정에 기초하여 결정될 수 있다.
블럭 (1110)에서, 영구 자석 로터들에 대한 조절들이 결정될 수 있다. 결정된 조절들은 블럭 (1106)에서 결정된 교정 힘의 방향 및/또는 블럭 (1108)에서 결정된 교정 힘의 세기에 기반될 수 있다.
블럭 (1112)에서, 로터들이 조작된다. 로터들은 블럭 (1110)에서 결정된 조절들에 기초하여 블럭 (1112) 에서 조작될 수 있다. 로터들의 조작은 자기 로터 조종 디바이스의 하나 이상의 로터들의 위치, 회전 속도, 및/또는 회전 방향을 조절하는 것을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 블럭들 (1106, 1108), 및 (1110)이 수행되지 않고, 대신에 로터들은 블럭 (1102)에서의 수평 탈선의 감지들 및/또는 블럭 (1104)에서의 수직 탈선의 감지들에 기초하여 직접 조작된다. 예를 들어, 광 게이트(light gate)가 희망하는 에지 포인트(edge point)에 위치될 수 있어서 만약 금속 시트가 희망하는 에지 포인트를 너머 측방으로 벗어나면, 광 게이트는 로터들을 조작하는 제어기에 신호, 예컨대 트리거된(triggered) 광 게이트 근처에 로터들을 턴 온하는 신호를 발송한다. 이런 시스템은 계산된 피드백 제어보다는 오히려 간단한 온/오프 피드백 제어를 제공할 것이다 (예를 들어, 블럭들 (1106, 1108), 및 (1110)을 이용하여).
프로세스 (1100)는 연속적으로 및 반복적으로 동작할 수 있다.
도 12는 본 발명의 임의 측면들에 따른 피드백 제어 없이 금속 스트립을 조종하기 위한 프로세스(1200)를 도시한 플로우 차트이다. 블럭 (1202)에서, 금속 스트립은 희망하는 패스라인을 갖는 프로세싱 장비를 통과하게 된다. 블럭 (1204)에서, 희망하는 패스라인의 측방 중심선의 반대쪽 측면들상에 또는 금속 스트립의 측방 중심선의 반대쪽 측면들 상에 자기 로터들은 자기 로터들에 근접하여 변화하는 자기장을 유도하기 위해 회전된다. 블럭 (1206)에서, 금속 스트립의 측방 중심선(lateral centerline)은 회전하는 자기 로터들 중 적어도 하나 쪽으로 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 벗어나는 것이 허용된다. 블럭 (1208)에서, 적어도 하나의 변화하는 자기장들 (예를 들어, 금속 스트립이 이동되는 쪽에 자기 로터에 근접한 변화하는 자기장)에 의해 금속 스트립에 힘들이 생성되다. 블럭 (1208)에서 생성된 힘들은 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인의 측방 중심선 쪽으로 금속 스트립의 측방 중심선을 밀어낼 수 있다. 일부 경우들에서, 프로세스 (1200)는 금속 스트립이 프로세싱 장비의 희망하는 패스라인 상에 중심이 유지되도록 계속 블럭 (1206 및 1208)을 반복할 수 있다.
도 13a는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립 (1302) 위에 길이 방향으로 위치가능한 로터들 (1310)을 포함하는 자기 로터 조종 디바이스 (1300)의 오버헤드 뷰이다. 로터들 (1310)은 그것의 회전축이 스트립(1302)의 길이 이동 방향에 평행하도록 배향될 수 있다. 로터들 (1310)은 스트립 (1302)의 측방 폭의 부분에 스팬(span)될 수 있다.
다양한 수들의 로터들 (1310)이 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 로터가 대략 희망하는 패스라인의 측방 중심선에 또는 금속 스트립의 측방 중심선에 위치될 수 있고 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 금속 스트립의 측방 중심선의 감지된 탈선(예를 들어, 희망하는 패스라인으로부터 측방 탈선)에 의존하여 시계 또는 반시계 방향에서 회전할 수 있다. 일부 경우들에서, 로터들 (1310)의 수는 도면들 13a-13c에 도시된 바와 같이 짝수 일 수 있다. 다수의 로터들 (1310)이 회전 축들에 평행하게 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 어떤 로터도 로터들 (1310) 반대쪽에 스트립 (1302) 아래에 위치되지 않는다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 로터들이 로터들 (1310) 반대쪽에 스트립 (1302) 아래에 위치된다.
해당 위치에서 스트립 (1302)의 증가된 수직 제어를 제공하기 위해 로터들 (1310)로 스트립 (1302)의 더 많은 측방의 폭을 커버하는 것이 바람직할 수 있다.
도 13b는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립(1302) 위에 길이 방향으로 위치가능한 로터들 (1310) (파선들로 도시된 금속 스트립 (1302) 아래에 옵션 로터들 (1310))을 포함하는 도 13a의 자기 로터 조종 디바이스 (1300)의 정면도이다. 금속 스트립(1302) 위에 로터들 (1310)은 희망하는 패스라인의 측방 중심선 주변에 중심이 있다. 금속 스트립(1302) 아래에 로터들 (1310)은 희망하는 패스라인의 측방 중심선 주변에 중심이 있다. 측방에서 인접한 로터들 (1310)은 반대 방향들 (예를 들어, 도 13b에 도시된 바대로 시계 또는 반시계) 에서 회전할 수 있다. 로터들 (1310)의 수가 짝수이기 때문에, 금속 스트립 (1302)이 희망하는 패스라인상에 중심에 있을 때 로터들 (1310)에 의해 유도된 변화하는 자기장에 의한 금속 스트립 (1302)에 생성된 순수 측방의 힘들은 제로이다.
도 13c는 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립(1302) 위에 길이 방향으로 위치가능한 로터들 (1310) (금속 스트립 (1302) 아래에 파선들로 도시된 옵션 로터들 (1310)과 함께)을 포함하는 도 13a의 자기 로터 조종 디바이스 (1300)의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 임의 측면들에 따른 스트립 프로세싱 장비(1406)로 진입하기에 앞서 금속 스트립(1402)을 조종하기 위해 사용되는 자기 로터 조종 디바이스(1404)를 포함하는 금속 프로세싱 시스템(1400)을 도시한 개략적인 입면도이다. 스트립 (1402)은 방향 (1410)에서 스트립 프로세싱 장비 (1406)를 통과할 수 있다. 조종 디바이스 (1404)에 진입하기 전에, 스트립 (1402)은 희망하는 패스라인의 수직 경로 (1408) (예를 들어, 수직 중심선들의 세트)로부터 수직으로 오프셋될 수 있다. 조종 디바이스 (1404)는 수직 탈선을 교정할 수 있어서, 스트립 프로세싱 장비 (1406)에 진입하는 스트립 (1402)은 희망하는 패스라인의 수직 경로 (1408)와 수직 정렬 상태로 귀결될 수 있다. 조종 디바이스 (1404)는 본 출원에 설명된 임의의 조종 디바이스일 수 있다.
도 15는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 14의 금속 프로세싱 시스템(1400)을 도시한 개략적인 평면도이다. 스트립 (1402)은 방향 (1410)에서 스트립 프로세싱 장비 (1406)를 통과할 수 있다. 조종 디바이스 (1404)에 진입하기 전에, 스트립 (1402)은 희망하는 패스라인의 희망하는 측방 중심선 (1502)으로부터 수평으로 오프셋(offset)될 수 있다. 조종 디바이스 (1404)는 수평 탈선을 교정할 수 있어서, 스트립 프로세싱 장비 (1406)에 진입하는 스트립 (1402)은 희망하는 패스라인의 희망하는 측방 중심선(1502)와 수평 정렬 상태로 귀결될 수 있다. 조종 디바이스 (1404)는 본 출원에 설명된 임의의 조종 디바이스일 수 있다.
도 16은 본 발명의 임의 측면들에 따른 스트립 프로세싱 장비(1606)를 빠져 나간 후에 금속 스트립(1602)을 조종하기 위해 사용되는 자기 로터 조종 디바이스(1604)를 포함하는 금속 프로세싱 시스템(1600)을 도시한 개략적인 입면도이다. 스트립 (1602)은 방향 (1610)에서 스트립 프로세싱 장비 (1606)를 통과할 수 있다. 스트립 프로세싱 장비 (1606)를 빠져 나간 후에, 스트립 (1602)은 희망하는 패스라인의 수직 경로 (1608)로부터 수직으로 오프셋 될 수 있다. 조종 디바이스 (1604)는 수직 탈선을 교정할 수 있어서, 스트립 (1602)이 스트립 프로세싱 장비 (1606) 앞에서 또는 스트립 프로세싱 장비에 의해 부과되는 문제들에도 불구하고 희망하는 패스라인의 수직 경로 (1608)에 수직으로 정렬되는 것으로 귀결된다. 조종 디바이스 (1604)는 본 출원에 설명된 임의의 조종 디바이스일 수 있다.
도 17은 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 16의 금속 프로세싱 시스템(1600)을 도시한 개략적인 평면도이다. 스트립 (1602)은 방향 (1610)에서 스트립 프로세싱 장비 (1606)를 통과할 수 있다. 스트립 프로세싱 장비 (1606)를 빠져 나간 후에, 스트립 (1602)은 희망하는 패스라인의 희망하는 측방 중심선 (1702)으로부터 수평으로 오프셋 될 수 있다. 조종 디바이스 (1604)는 수평 탈선을 교정할 수 있어서, 스트립 (1602)이 희망하는 패스라인의 희망하는 측방 중심선 (1702)에 수평으로 정렬되는 것으로 귀결된다. 조종 디바이스 (1604)는 본 출원에 설명된 임의의 조종 디바이스일 수 있다.
도 18은 본 발명의 임의 측면들에 따른 인가-전류 자기 조종 장치(1800)의 부등각 투영도(axonometric depiction)이다. 자기장 및 전기 전류의 방향에 수직인 힘을 유도하기 위해서 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 금속 스트립 (1802)이 자기장을 통과하게 하고 금속 스트립 (1802)의 적어도 일부에 전기 전류를 인가한다. 자기장은 임의의 적절한 기술, 예컨대 전자석들 또는 영구 자석들에 의해 생성될 수 있다. 직류 (DC : direct current) 전기 전류는 임의의 적절한 기술, 예컨대 흑연 브러시(graphite brush)들, 전도성 롤러들, 또는 다른 기술들에 의해 금속 스트립 (1802)에 인가될 수 있다.
인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 쌍의 측방 지지체들 (1804) (예를 들어, 금속 스트립 (1802)의 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (1822) 위에 최상부 프레임 및 희망하는 패스라인의 수직 중심선(1822) 아래에 바닥 프레임)상에 정지상태로 보유되는 한쌍의 영구 자석들 (1808)을 포함할 수 있다. 영구 자석들 (1808)은 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (1822)에 반대 자기 극들을 제공할 수 있어서, 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (1822)을 통과하는 자기장 (1820)을 생성한다. 일부 경우들에서, 프레임은 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (1822) 대신에 금속 스트립 (1802)의 수직 중심선에 대하여 위치될 수 있다. 자기장 (1820)은 비록 비-균일한 자기장이 일부 경우들에서 사용될 수 있지만 금속 스트립 (1802)의 폭에 걸쳐 균일한 자기장일 수 있다. 일부 경우들에서, 자석들 (1808)은 단지 금속 스트립 (1802)의 에지들 근처에 자기장을 생성하도록 배치된다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 영구 자석들 (1808)이 금속 스트립 (1802) (예를 들어, 단지 최상부에만 또는 단지 바닥에만)의 일 측면상에만의 금속 스트립 (1802) 근처에 배치된다.
측방 지지체들 (1804)은 한쌍의 수직 지지체들 (1806)에 의해 지지될 수 있다. 수직 지지체들 (1806)상에 선형 액추에이터들 (1810)이 금속 스트립 (1802)으로부터 하나 또는 둘 모두 수직 지지체들 (1806)의 수직 거리를 제어할 수 있다. 선형 액추에이터들 (1810)은 따로따로 또는 함께 각각의 측방 지지체 (1804) (예를 들어, 최상부 지지체 및 바닥 지지체)의 수직 포지셔닝을 제어할 수 있다. 일부 경우들에서, 일부 선형 액추에이터들 (1810)은 측방 지지체들 (1804) 사이의 갭을 제어할 수 있지만, 한편 다른 선형 액추에이터들 (1810)은 최상부 측방 지지체(1804)와 바닥 측방 지지체 사이의 중심선의 수직 변위를 제어할 수 있다. 임의의 적절한 수의 선형 액추에이터들 (1810)이 사용될 수 있다. 임의의 적절한 선형 액추에이터들 (1810)이 예컨대 모터-및-스크류 조합들 또는 유압 액추에이터들이 사용될 수 있다.
각각의 수직 지지체 (1806)는 비록 하나 이상의 전극들 (1812, 1814)이 다른 장비에 의해 지지될 수 있지만 하나 이상의 전극들 (1812, 1814)에 의해 지지될 수 있다. 하나 이상의 전극들 (1812), (1814)은 금속 스트립 (1802)을 통과하여 전류를 인가할 수 있다. 전극들 (1812, 1814)은 자기장 (1820)내에 금속 스트립 (1802)의 에지들을 따라서, 자기장 (1820)내에 금속 스트립 (1802)의 폭에 걸쳐서, 또는 이들의 임의 조합으로 금속 스트립 (1802)을 통과하여 전류를 인가하도록 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 각각의 수직 지지체 (1806)는 하나의 양의(positive) 전극 (1812) 및 하나의 음의(negative) 전극 (1814)을 지지할 수 있다. 양의 전극 (1812) 및 음의 전극 (1814)은 측방 지지체들(1804) 사이에 형성된 평면의 반대 측면들상에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 비록 그것들은 다른 경우들에서 다른 수직 지지체 (1806)의 양의 전극 (1812)으로부터 금속 스트립(1802)을 측방으로 가로질러 위치될 수 있지만 하나의 수직 지지체 (1806)의 양의 전극 (1812)은 다른 수직 지지체 (1806)의 음의 전극(1814)로부터 금속 스트립 (1802)을 측방으로 가로질러 위치될 수 있다.
일부 경우들에서, 전극들 (1812, 1814)은 어디 다른곳, 예컨대 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)의 다른 엘리먼트들 (예를 들어, 영구 자석들 (1808))로부터 임의의 거리에서를 포함하여 수직 지지체들 (1806) 또는 측방 지지체들 (1804)외에 장비상에 위치된다. 전극들 (1812, 1814)은 전류가 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)에 의해 생성된 자기장 (1820)을 통과하여 흐르는 한 금속 스트립 (1802)과 접촉하는 어디든 배치될 수 있다. 예를 들어, 양의 전극 (1812)은 금속 스트립 프로세싱 장비의 하나 이상의 피스들의 시작 부분 근처에 배치될 수 있고, 한편 음의 전극 (1814)은 금속 스트립 프로세싱 장비의 하나 이상의 피스들의 끝 부분 근처에 배치되고, 영구 자석들 (1808)은 전극들 (1812, 1814) 사이의 임의의 위치에 자기장 (1820)을 생성한다. 일부 경우들에서, 전극들 (1812, 1814)은 금속 스트립 (1802)이 조종되는 곳(예를 들어, 자기장 (1820)이 금속 스트립 (1802)을 상호교차하는 곳) 보다 금속 스트립 (1802)이 더 큰 장력(tension)하에 있고 및/또는 거기보다 더 냉각되는 위치들에 배치될 수 있다. 금속 스트립이 높은 장력하에 및/또는 상대적으로 차가운 온도에 (예를 들어, 실온에서 또는 그 근처에서, 연속 어닐링 라인의 냉각 섹션에서 냉각된 후에, 및/또는 연속 어닐링 라인의 퍼니스 섹션에서 가열되기 전에) 있을 때 금속 스트립 (1802)을 전극들 (1812, 1814)과 접촉시키는 것은 금속 스트립 (1802)에 접촉기반의 손상을 회피시킬 수 있다. 영구 자석들 (1808)은 해당 조종이 원해지는 어디든 배치될 수 있다.
각각의 전극 (1812, 1814)은 전류를 금속 스트립 (1802)에 송신하기 위한 임의의 적절한 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 비록 다른 메커니즘들이 전류를 금속 스트립 (1802)에 송신하기 위해 사용될 수 있지만 전극들 (1812, 1814)은 흑연 브러시들을 포함한다. 일부 경우들에서, 아킹(arcing)을 최소화하기 위해 금속 스트립 (1802)과 전극들 (1812, 1814) 사이에 접촉을 유지하기 위해 전극들 (1812, 1814)에 또는 그에 인접하여 금속 스트립 (1802)에 접촉하도록 롤러가 위치된다. 전기 전류의 인가전에 금속 스트립 (1802)과 접촉을 보장하기 위해 롤러는 바이어스(bias)될 수 있다(예를 들어, 스프링으로). 전극들 (1812, 1814)이 금속 스트립 (1802)에 접촉하도록 위치될 수 있기 때문에, 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 금속 스트립의 과-이동(over-travel) (예를 들어, 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 희망하는 거리를 너머 금속 스트립의 측방 중심선의 움직임)을 방지하는데 유용할 수 있어서, 단지 금속 스트립 (1802)이 사전 설정한 허용 오차보다 더 많이 희망하는 패스라인으로부터 벗어났을 때에만 교정하는 힘을 생산한다.
금속 스트립 (1802)통과하여 인가되는 전류는 DC일 수 있다. 전극들 (1812, 1814)은 케이블들 (1816)을 통하여 전원에 연결될 수 있다. 일부 경우들에서, 조종이 요구된다고 (예를 들어, 교정이 요구됨) 결정되기 전까지 금속 스트립 (1802)에 어떠한 전류도 인가되지 않을 것이다. 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 조종이 요구되는 때를 결정하기 위해 자기 로터 조종 디바이스들 (예를 들어, 도 7의 영구-자석 자기 로터 조종 디바이스 (700))과 관련하여 본 출원에 개시된 임의의 센싱 장비를 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 다수의 세트들의 영구 자석들 (1808)이 다수의 자기장들 (1820)을 길이 방향에서의 오프셋 위치들에 생성하기 위해서 길이 방향에 오프셋 위치들에서 사용된다. 이러한 경우들에, 전극들 (1812, 1814)은 제 1 세트의 영구 자석들 (1808) 앞에 및 마지막 세트의 영구 자석들 (1808) 뒤에 위치될 수 있어서 금속 스트립 (1802)을 통과하여 흐르는 전류는 각각의 다수의 자기장들 (1820)을 지나간다. 이런 경우들에, 금속 스트립 (1802)의 조종은 각각의 특정 위치에서 자기장 (1820)을 제어함으로써 다양한 위치들에서 제어될 수 있다. 특정 위치에서의 자기장 (1820)은 해당 특정 위치에서 영구 자석들 (1808)과 금속 스트립 (1802) 사이의 수직 거리를 조정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 1 세트의 자석들에 더 많은 조종 힘을 그리고 제 2 세트의 자석들에 더 적은 조종 힘을 인가하기 위해서, 동일한 전류가 금속 스트립 (1802) 통과하여 인가될 수 있고 제 1 세트의 자석들은 제 2 세트의 자석들 보다 금속 스트립에 수직으로 더 가까이 이동될 수 있다. 전류는 동시에 일정하게 유지될 수 있거나 또는 제어될 수 있다. 각각의 세트의 자석들은 금속 스트립에 대하여 해당 특정 세트의 자석들의 수직 거리를 제어하기 위해 그것 자체의 센싱 장비의 세트와 연관될 수 있다.
일부 경우들에서, 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 금속 스트립 (1802)에 대하여 측방 외에 방향으로 배향된 영구 자석들 (1808)을 포함한다. 예를 들어, 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 금속 스트립 (1802)의 에지들을 통과하는 자기장들 (1820)을 생성하기 위해서 금속 스트립 (1802)의 에지들 위에 및 아래에 금속 스트립 (1802)에 대하여 길이 방향으로 배향된 영구 자석들 (1808)을 포함할 수 있다. 이런 경우들은 예를 들어, 길이 방향 거리(예를 들어, 영구 자석들 (1808)의 길이 또는 그 결과로 생긴 자기장들 (1820)의 길이 방향(longitudinal) 길이)에 대하여 금속 스트립 (1802)의 에지들에 조종하는 힘을 인가하기 위해 사용될 수 있다.
도 19는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 18의 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)의 정면도이다. 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 두개의 측방 지지체들 (1804)을 지지하는 두개의 수직 지지체들 (1806)과 함께 도시된다. 영구 자석들 (1808)은 금속 스트립 (1802) 위에 및 그 아래에 측방 지지체들 (1804)에 의해 지지된다. 전극들 (1812, 1814)은 금속 스트립 (1802)의 에지들에서 또는 그 근처에서 금속 스트립 (1802)을 접촉한다. 선형 액추에이터들 (1810)은 상기에서 설명된 것 처럼 측방 지지체들 (1804)의 수직 포지셔닝을 조절할 수 있다.
케이블들 (1816)이 전극들 (1814)을 파워 서플라이 (1902)에 결합한다. 파워 서플라이 (1902)는 전기 전류를 통과하는 금속 스트립 (1802)에 제공하는데 적절한 임의의 파워 서플라이일 수 있다.
도 20a는 본 발명의 임의 측면들에 따른 도 18의 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)의 평면도이다. 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 측방 지지체들 (1804)을 지지하는 두개의 수직 지지체들 (1806)과 함께 도시된다. 전극들 (1812, 1814)은 금속 스트립 (1802)의 에지들에서 또는 그 근처에서 금속 스트립 (1802)을 접촉한다. 선형 액추에이터들 (1810)은 상기에서 설명된 것 처럼 측방 지지체들 (1804)의 수직 포지셔닝을 조절할 수 있다. 케이블들 (1816)은 금속 스트립 (1802)에 전기 전류를 인가하기 위한 전극들 (1814)에 파워를 제공한다.
일부 경우들에서, 인가-전류 자기 조종 장치는 브레이크(break)가 금속 스트립 (1802)에 발생할 때, 임의의 전극에 의해 인가되는 전류가 다른 장비를 손상시키거나 또는 위험(hazard)을 제기할 수 있는 접지를 통과하는 경로를 찾을 수 없다는 것을 보장하기 위한 안정 장비를 포함한다. 일부 경우들에서, 접지 장비(grounding equipment) (예를 들어, 전도성 롤러들)는 다른 장비를 손상시키지 않거나 또는 위험을 제기하지 않을 접지를 통과하는 경로가 존재한다는 것을 보장하기 위해 인가-전류 자기 조종 장치 앞에 및/또는 뒤에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 회로 브레이커(breaker) 장비 (예를 들어, 접지-사고(ground-fault) 인터럽트(interrupt) 회로 브레이커들)는 예기치 않은 부하의 이벤트에서 장치의 안전을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 스트립 브레이크 감지 장비 (예를 들어, 시각적 또는 전도성)는 인가-전류 자기 조종 장치 앞에 배치될 수 있어서 만약 브레이크가 감지되면, 인가-전류 자기 조종 장치는 브레이크가 인가-전류 자기 조종 장치에 도달하기 전에 셧 다운(shut down) 또는 디스에이블(disable)될 수 있다. 다른 유형들의 안전 장비가 사용될 수 있다.
본 출원에서 설명된 인가-전류 자기 조종 장치는 조종이 필요할 때 마다, 예컨대 대신에 도면들 14-17의 비-접촉 자기 로터 조종 디바이스 (1604)가 사용될 수 있다. 인가-전류 자기 조종 장치는 다양한 조종 디바이스들을 참고로 하여, 예컨대 도 11의 피드백 제어 프로세스 (1100)에 상기에서 설명된 감지 장비와 함께 또한 사용될 수 있다. 도 11의 피드백 제어 프로세스 (1100) 에 인가-전류 자기 조종 장치를 적용할 때, 블럭 (1110)에서 영구 자석 로터들에 조절들을 결정하는 단계 및 블럭 (1112)에서 로터들의 조작하는 단계는 인가된 전류 및/또는 자기장 (예를 들어, 영구 자석들을 지지하는 측방 지지체들에 대한 수직 조절들을 통하여)에 대한 조절들을 결정하는 단계 및 인가된 전류 및/또는 자기장을, 개별적으로 조작하는 단계로 대체될 것이다. 인가-전류 자기 조종 장치는 연속 어닐링 라인, 예컨대 도 9의 연속 어닐링 라인 (900)에 임의의 적절한 위치에서 또한 사용될 수 있고, 각각의 또는 임의의 자기 로터 조종 디바이스들 (902)은 인가-전류 자기 조종 장치일 수 있다.
도 20b는 본 발명의 임의 측면들에 따른 인가-전류 자기 조종 장치(2000)의 평면도이다. 인가-전류 자기 조종 장치 (2000)는 도면들 18-20의 인가-전류 자기 조종 장치 (1800)에 유사하지만, 그러나 도 18의 자석들 (1808) 대신 에지-위치된 자석들 (2008)을 구비한다.
인가-전류 자기 조종 장치 (1800)는 전극들 (1812, 1814)을 지지하는 한쌍의 수직 지지체들 (1806)을 포함할 수 있다. 각각의 수직 지지체 (1806)는 전극들 (1812, 1814) 사이에 금속 스트립 (1802)의 에지를 따라서 금속 스트립 (1802) 위와 그리고 아래에 영구 자석들 (2008)의 세트를 지지할 수 있다.
도 21은 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 디바이스(2100)의 정면도이다. 자기 로터 조종 디바이스 (2100)는 수평 지지체들 (2104)에 결합된 로터들 (2110)의 세트를 포함할 수 있다. 각각의 로터 (2110)는 본 출원에 개시된 영구 자석 또는 전자기 로터(electromagnet rotor)일 수 있다. 자기 로터 조종 디바이스 (2100)는 도 1의 자기 로터 조종 디바이스 (100)에 유사할 수 있지만, 그러나 금속 스트립 (2102)의 위와 그리고 아래에 마운트된 로터들 (2110)를 구비하여 안쪽으로 부딪칠 어떠한 구조물도 금속 스트립 (2102)에 대하여 수직으로 인접한 롤러들 (예를 들어, 도 21에 도시된 두개의 가장 왼쪽의 또는 두개의 가장 오른쪽 롤러들) 사이에 잔존하지 않아서 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2106)으로부터 금속 스트립을 충분히 멀리 벗어나게 하여야 한다. 로터들 (2110)은 로터 암들 (2108)에 의해 수평 지지체들 (2104)로부터 지지될 수 있다.
일부 경우들에서, 로터 암들 (2108)은 수직 방향 (2118) (예를 들어, 위쪽으로 또는 아래쪽으로)으로 로터 (2110)을 조작하도록 조절된다. 일부 경우들에서, 로터 암들 (2108)은 수평 방향 (2116) (예를 들어, 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2106)쪽으로 또는 멀리)으로 로터들을 조작하기 위해서 수평 지지체 (2104)를 따라서 이동가능하다. 일부 경우들에서, 제어 시스템 또는 피드백 센서들로부터 피드백이 로터 (2110)의 위치를 조절할 수 있다. 일부 경우들에서, 그러나, 로터 암들 (2108)은 수평 지지체 (2104)에 대하여 로터 (2110)를 정지상태(stationary) (예를 들어, 수평으로 및 수직으로 정지상태)로 유지할 수 있다.
일부 경우들에서, 모터 또는 다른 드라이버는 각각의 로터 (2110)를 시계 (2114) 또는 반 시계 (2112) 방향으로 회전시킨다. 본 출원에 개시된 조종 디바이스 (2100) 또는 다른 조종 디바이스들의 로터들을 회전시키기 위해 사용되는 모터들 또는 다른 드라이버들은 로터의 회전 속도를 조절을 제공하기 위해 가변 속도 드라이버일 수 있거나 또는 그것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가변 주파수 드라이버는 교류 (AC) 모터의 속도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 회전 속도는 사전 설정한 값들을 이용하여 또는 피드백 센서들로부터의 피드백을 통하여 제어될 수 있다. 일부 경우들에서, 모터 또는 다른 드라이버는 임의의 가변 속도 제어들 또는 센서 피드백에 대한 요구 없이 로터를 회전시키는 꾸준한 힘을 제공할 수 있다.
일부 경우들에서, 모터 또는 다른 드라이버는 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (2120)에 가장 가까운 각각의 로터의 표면이 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2106) 쪽으로 이동하도록 적절한 방향으로 로터들 (2110)을 회전시킬 수 있다. 다시 말해서, 도 21에 도시된 것처럼 최상부 왼쪽에서 시작하여 시계 방향으로 계속하여, 제 1 및 제 3 로터들 (2110)은 반시계 방향 (2112)으로 스피닝하고, 한편 제 2 및 제 4 로터들 (2110)은 시계 방향 (2114)으로 스피닝한다.
도 22는 본 발명의 임의 측면들에 따른 자기 로터 조종 장치가 끼워질 수 있는 퍼니스(2200)의 측단면도이다. 일부 경우들에서, 도 9를 참고로 하여 상기에서 설명된 퍼니스 존 또는 냉각 존에 자기 로터 조종 장치를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우들에서, 퍼니스 존의 퍼니스 (2200)의 하우징 또는 바깥쪽 벽들 (2202)의 외측에, 그러나 금속 스트립 (2210)을 조종하기 위해서 금속 스트립 (2210)에 충분히 인접하여 자기 로터 조종 장치를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다.
퍼니스 존내 퍼니스 (2200)는 몇몇의 공기 노즐들 (2204)을 봉입하는 바깥쪽 벽 (2202)을 포함할 수 있다. 금속 스트립 (2210)이 통과하는 패스라인 갭 (2214)이 상단과 하단 공기 노즐들 (2204) 사이에 존재한다. 공기 노즐들 (2204)은 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2212)에 또는 그 근처에 금속 스트립 (2210)을 유지시키기 위해 충분한 공기흐름(airflow)을 제공할 수 있다. 금속 스트립 (2210)이 퍼니스 (2200)를 통과할 때 정현파 형상을 취할 수 있다.
갭 (2216)이 현존하는 퍼니스 (2200)의 인접한 공기 노즐들 (2204) 사이에 존재할 수 있다. 바깥쪽 벽 (2202)의 섹션 (2208)을 제거하기 위해 지점들 (2206)에서 절단들이 바깥쪽 벽들 (2202)로 수행될 수 있다. 섹션 (2208)이 제거된 후에, 도면들 23 및 24에 도시된 바대로 바깥쪽 벽들 (2202)에 리세스된 섹션(recessed section)이 인스톨될 수 있다.
도 23은 자기 로터 조종 장치를 수용하도록 변형된 퍼니스(2300)의 측단면도이다. 바깥쪽 벽들 (2202)은 섹션이 제거된 곳에 인스톨된 리세스된 섹션 (2308)을 갖는다. 리세스된 섹션은 수직 벽들 (2318) 및 수평 벽 (2320)을 포함할 수 있다. 수평 벽 (2320)은 노즐들 (2304)의 끝단에 대략 동일한 거리에 의해 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2312)로부터 이격될 수 있어서, 앞에서의 수정예들과 대략 동일한 패스라인 갭 (2314)을 유지한다.
리세스된 섹션 (2308)의 벽들 (2318, 2320)은 퍼니스 (2300)내 열을 유지하지 위해 열 절연(thermal insulation)을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 수직 벽들 (2318)은 수평 벽 (2320) 보다 더 많은 열 절연을 제공할 수 있다. 일부 경우들에서, 수평 벽 (2320)은 수직 벽들 (2318) 보다 더 얇을 수 있어서, 자기 로터 조종 디바이스가 퍼니스 (2300)를 통과하는 금속 스트립 (2310)의 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2312)에 더 가까이 위치되는 것을 허용한다.
일부 경우들에서, 옵션 롤러들 (2322)이 패스라인 갭 (2314)내에 리세스된 섹션 (2308)에 인접하여 인스톨될 수 있다. 롤러들 (2322)은 만약 금속 스트립 (2310)이 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2312)로부터 너무 멀리 이동하면 금속 스트립 (2310)은 리세스된 섹션 (2308)으로 충돌하는 대신에 롤러 (2322)에 접촉하도록 퍼니스 (2300)를 통과하여 움직이는 금속 스트립 (2310)의 속도에서 회전할 수 있거나 또는 자유로이 회전할 수 있다.
퍼니스 (2300)가 리세스된 섹션 (2308)을 포함하도록 변형된 후에, 자기 로터 조종 디바이스가 도 24에 도시된 바대로 리세스된 섹션 (2308)의 U 스페이스에 배치될 수 있다.
도 24는 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스(2400)내로 통합된 자기 로터 조종 장치(2424)를 도시한 측단면도이다. 퍼니스 (2400)는 퍼니스 (2400)의 바깥쪽 벽들 (2402)에 리세스된 섹션 (2408)을 포함할 수 있다. 리세스된 섹션 (2408)은 퍼니스 (2400)의 바깥쪽 벽들 (2402)에 처음에 건조될 수 있거나, 또는 도면들 22-23를 참고로 하여 상기에서 설명된 것 처럼 변경을 통하여 현존하는 퍼니스에 추가될 수 있다. 금속 스트립 (2410)은 공기 노즐들 (2404) 사이에 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2412)에서 또는 그 근처에서 퍼니스 (2400)을 통과하여 이동할 수 있다.
일부 경우들에서, 리세스된 섹션 (2408)의 수직 벽들 (2418)은 고도의 열 절연을 제공하기에 충분한 재료로 만들어지거나 또는 충분한 두께를 가져서, 퍼니스 (2400)로부터 자기 로터 조종 장치 (2424)로 열 전송의 양을 줄이고 퍼니스 (2400)내에 열을 유지할 수 있다. 일부 경우들에서, 자기 로터 조종 장치 (2424)의 로터 (2426)가 금속 스트립 (2410)에 가능한 한 가깝게 위치되는 것을 허용하도록 리세스된 섹션 (2408)의 수평 벽 (2420)은 수직 벽들 (2418)보다 더 얇을 수 있다. 일부 경우들에서, 리세스된 섹션 (2408)의 수평 벽 (2420)은 비-전기 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 일부 경우들에서, 리세스된 섹션 (2408)의 수평 벽 (2420)은 비-전기 전도성 재료로 만들어질 수 있고 옵션으로 도 5의 로터 실드 (120)를 참고로 하여 상기에서 설명된 것처럼 맴돌이 전류를 줄이기 위한 슬릿들을 구비한다.
도 25는 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스 입구(2550)에서 퍼니스(2500)에 통합된 자기 로터 조종 장치(2524)를 도시한 측단면도이다. 퍼니스 (2500)는 퍼니스 입구(2550)에서 퍼니스 (2500)의 바깥쪽 벽들 (2502)에 리세스된 섹션 (2508)을 포함할 수 있다. 리세스된 섹션 (2508)은 퍼니스 (2500)의 바깥쪽 벽들 (2502)에 처음에 건조될 수 있거나, 또는 도면들 22-23를 참고로 하여 상기에서 설명된 것 처럼 변경을 통하여 현존하는 퍼니스에 추가될 수 있다. 금속 스트립 (2510)은 공기 노즐들 (2504) 사이에 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2512)에서 또는 그 근처에서 퍼니스 (2500)을 통과하여 이동할 수 있다.
리세스된 섹션이 퍼니스 입구 (2550)에 구비된 경우, 리세스된 섹션 (2508)는 수직 벽 (2518) 및 수평 벽 (2520)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 수직 벽 (2518)로부터 수평 벽 (2520) 반대쪽에 측면은 개방되거나 또는 반-개방될 수 있어서(예를 들어, 수직 벽 (2518)보다 더 적은 수직 벽 섹션을 가져서), 자기 로터 조종 장치 (2524)에 더 용이한 액세스를 허용한다.
도 26은 본 발명의 임의 측면들에 따른 퍼니스 출구(2650)에서 퍼니스(2600)에 통합된 자기 로터 조종 장치(2624)를 도시한 측단면도이다. 퍼니스 (2600)는 퍼니스 출구(2650)에서 퍼니스 (2600)의 바깥쪽 벽들 (2602)에 리세스된 섹션 (2608)을 포함할 수 있다. 리세스된 섹션 (2608)은 퍼니스 (2600)의 바깥쪽 벽들 (2602)에 처음에 건조될 수 있거나, 또는 도면들 22-23를 참고로 하여 상기에서 설명된 것 처럼 변경을 통하여 현존하는 퍼니스에 추가될 수 있다. 금속 스트립 (2610)은 공기 노즐들 (2604) 사이에 희망하는 패스라인의 수직 경로 (2612)에서 또는 그 근처에서 퍼니스 (2600)을 통과하여 이동할 수 있다.
리세스된 섹션이 퍼니스 출구 (2650)에 구비된 경우, 리세스된 섹션 (2608)는 수직 벽 (2618) 및 수평 벽 (2620)을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 수직 벽 (2618)로부터 수평 벽 (2620) 반대쪽에 측면은 개방되거나 또는 반-개방(semi-open)될 수 있어서(예를 들어, 수직 벽 (2618)보다 더 적은 수직 벽 섹션을 가져서), 자기 로터 조종 장치 (2624)에 더 용이한 액세스를 허용한다.
도 27은 본 발명의 임의 측면들에 따른 보조 로터들을 갖는 자기 로터 조종 디바이스(2700)의 정면도이다. 자기 로터 조종 디바이스 (2700)는 본 출원에 개시된 대로 영구 자석 또는 전자기 로터들인 다수의 로터들 (2710)을 포함할 수 있다. 도 27에 도시된 바와 같이, 각각의 로터 (2710)는 도 21에 유사하게 금속 스트립 (2702)의 위치 그리고 아래에 위치된 수평 지지체들 (2704)에 마운트된다. 그러나, 일부 경우들에서, 로터들 (2710)은 예컨대 도 1에 도시된 수직 지지체들에 마운트된다. 로터들 (2710)은 로터들 암들(2708)에 의해 지지될 수 있다.
자기 로터 조종 디바이스 (2700)는 주 로터(primary rotor)들 (2730) 및 보조 로터들(2732)를 포함할 수 있다. 주 로터들 (2730)은 보조 로터들 (2732)보다 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 보조 로터들 (2732)은 주 로터들 (2730)로부터 떨어진 거리 (2740) 만큼 이격될 수 있다. 거리 (2740)는 인접한 로터들 (2710)간의 자기 간섭을 피하기에 충분할 수 있다 (예를 들어, 주 로터 (2730)에 인접한 보조 로터 (2732)의 회전은 적어도 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 또는 1%보다 더 작게 주 로터 (2730)의 회전 효율을 축소함). 만약 주 로터들 (2730) 중 임의의 로터가 금속 스트립 (2702)을 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706)에 또는 거기로부터 희망하는 측방 오프셋내에 측방으로 정렬시키는 것을 유지하지 못하면 (예를 들어, 주 로터 (2730) 또는 거기에 부착된 임의의 모터의 고장 때문에 또는 다른 요인들에 의해 금속 스트립 (2702)상에 부과되는 엄청나게 강한 측방 힘들 때문에), 보조 로터들 (2732)은 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706) 쪽으로 금속 스트립 (2702)을 몰아가는 추가의 힘을 제공할 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 각각의 보조 로터들 (2732)은 주 로터들 (2730)로부터 떨어진 로터 암들 (2708)에 의해 지지되지만, 그러나 해당 케이스가 필요하지 않을 수 있다. 일부 경우들에서, 보조 로터 (2732)는 주 로터 (2730)의 로터 암 (2708)에 결합될 수 있다. 주 로터(primary rotor)들 (2730) 및 보조 로터들(2732)은 별개의 모터들에 의해 파워를 공급되거나 또는 회전될 수 있지만, 그러나 해당 케이스가 필요하지 않을 수 있다. 일부 경우들에서, 단일 모터가 보조 로터 (2732) 및 주 로터 (2730) 양쪽에 파워를 공급하거나 또는 회전시킬 수 있다.
각각의 주 로터 (2730)는 주 로터 평면 (2734)를 따라서 위치될 수 있다 (예를 들어, 주 로터 (2730)가 주 로터 평면 (2734)상에서 발견된 회전축 주위를 회전하도록). 각각의 보조 로터 (2732)는 보조 로터 평면 (2736)를 따라서 위치될 수 있다 (예를 들어, 보조 로터 (2732)가 보조 로터 평면 (2736)상에서 발견된 회전축 주위를 회전하도록). 따라서, 보조 로터 평면들 (2736)은 금속 스트립 (2702)의 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 주 로터 평면들 (2734)의 반대쪽에 위치된다 (예를 들어, 보조 로터 평면들 (2736)은 금속 스트립 (2702)의 희망하는 패스라인의 측방 중심선으로부터 멀어지게 주 로터 평면들 (2734)로부터 이격됨). 주 로터 세트 (2742)는 단일 주 로터 평면 (2734)상에 위치된 하나 이상의 주 로터들 (2730)을 포함할 수 있다. 보조 로터 세트 (2744)는 단일 보조 로터 평면 (2736)상에 위치된 하나 이상의 보조 로터들 (2732)을 포함할 수 있다. 도 27은 두개의 주 로터들 세트들 (2742) 및 두개의 보조 로터 세트들 (2744)를 도시하고, 각각은 두개의 로터들 (2710)를 갖는다 (예를 들어, 금속 스트립 (2702) 위에 위치된 최상부 로터 (2710) 및 금속 스트립 (2702) 아래에 위치된 바닥 로터 (2710) ).
주 로터 평면들 (2734) 및 보조 로터 평면들 (2736)은 수평 지지체들 (2704)을 따라서 로터 암들 (2708)을 조절함으로써 조절가능할 수 있다. 일부 경우들에서, 주 로터 평면들 (2734) 및 보조 로터 평면들 (2736)은 고정될 수 있다. 도 27에 도시된 바와 같이, 주 로터 평면들 (2734)은 금속 스트립 (2702)의 측방 에지들 (2738) 에 또는 그 근처에 위치될 수 있다 (예를 들어, 고정된 또는 조절가능한). 본 출원에서 사용되는, 측방 에지로부터 로터 평면의 거리에 대한 기준은 희망하는 패스라인의 측방 중심선에 정렬된 그것의 측방 중심선을 지나가는 금속 스트립의 측방 에지와 로터 평면 사이에 거리를 지칭할 수 있다. 일부 경우들에서, 주 로터 평면들 (2734)은 측방 에지들(2738)의 로터 반경내에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 주 로터 평면 (2734)은 측방 에지 (2738)로부터 예컨대 로터의 반경보다 작은, 대략 로터의 반경, 또는 로터의 반경보다 더 크게 떨어진 거리만큼 말단으로 이격될 수 있다(예를 들어, 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706)로부터 멀리).
주 로터들 (2730) 및 보조 로터들 (2732)은 시계 (2714) 또는 반시계 (2712) 방향으로 각각의 로터 (2710)를 회전시키는 모터 또는 다른 드라이버로 연속적으로 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 스트립 (2702)이 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706)으로부터 충분하게 멀리 측방으로 이동되는 경우에만 보조 로터들 (2732)이 스핀 업(spin up) 및 동작할 수 있다.
일부 경우들에서, 모터 또는 다른 드라이버는 희망하는 패스라인의 수직 중심선 (2720)에 가장 가까운 각각의 로터의 표면이 희망하는 패스라인의 측방 중심선 (2706) 쪽으로 이동하도록 적절한 방향으로 로터들 (2710)을 회전시킬 수 있다. 다시 말해서, 도 27에 도시된 것처럼 최상부 왼쪽에서 시작하여 시계 방향으로 계속하여, 제 1, 제 2, 제 5 및 제 6 로터들 (2710)은 반시계 방향 (2712)으로 스피닝하고, 한편 제 3, 제 4, 제 7 및 제 8 로터들 (2710)은 시계 방향 (2714)으로 스피닝한다.
모터 또는 다른 드라이버는 로터(2710)의 회전 속도의 조절을 제공하기 위해 가변 속도 드라이버일 수 있거나 또는 그것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가변 주파수 드라이버는 교류 (AC) 모터의 속도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 회전 속도는 사전 설정한 값들을 이용하여 또는 피드백 센서들로부터의 피드백을 통하여 제어될 수 있다. 일부 경우들에서, 모터 또는 다른 드라이버는 임의의 가변 속도 제어들 또는 센서 피드백에 대한 요구 없이 로터(2710)를 회전시키는 꾸준한 힘을 제공할 수 있다.
보조 로터들 (2732) 및 주 로터들 (2734)은 동일하거나 상이하게 사이즈될 수 있고 동일하거나 상이한 레벨들의 자화를 포함할 수 있다 (예를 들어, 로터내 자석들의 숫자, 사이즈들, 및 유형들을 선택함으로써). 보조 로터들 (2732) 및 주 로터들 (2734)은 동일하거나 상이한 회전 속도에서 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 보조 로터들 (2732)는 주 로터들 (2730)의 속도보다 더 큰 속도에서 동작할 수 있다.
도 27은 주 로터들 (2730) 및 보조 로터들 (2732)을 도시하지만, 자기 로터 조종 디바이스 (2700)는 제 3의(tertiary), 제 4의(quaternary), 및 유사한 것과 같은 임의 개수의 추가로 측방으로 이격된 로터들을 포함할 수 있다.
도 28은 본 발명의 임의 측면들에 따른 금속 스트립(2802)을 조종하기 위한 자기 조종 디바이스(2800)의 정면도이다. 금속 스트립 (2802)은 평면 (2810)에 수직인 스트립 이동 방향에서 움직일 수 있다 (예를 들어, 도 28의 뷰어쪽으로). 하나 이상의 자석들 (2804) (예를 들어, 영구 자석들 또는 전자석들)이 금속 스트립 (2802) 위에 및/또는 아래에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 자석들 (2804)은 제 2 세트의 자석들 (2816)로부터 금속 스트립 (2802)의 중심선 (2814) 반대쪽에 위치된 제 1 세트의 자석들 (2812)을 포함한다. 자석들 (2804)은 공통 평면 (2810)내에 모두 위치될 수 있다.
자석들 (2804)은 평면 (2810)내에서 다양한 방향들로 이동 및/또는 병진이동될 수 있다. 적절한 액추에이터들 (예를 들어, 선형 액추에이터들) 및/또는 링키지(linkage)들이 폐루프를 형성하는 경로 (2806)를 따라서 자석들 (2804)을 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 경로 (2806)는 원형, 타원체, 난형(ovoid), 전체적으로 직사각형, 또는 다른 것을 포함하는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 경로 (2806)는 금속 스트립의 중심, 수평 평면(2818)에 더 가까운 섹션 및 평면 (2818)으로부터 더 이격된 섹션을 포함할 수 있어서, 자석 (2804)은 제 1 측방 방향으로 움직일 때 (예를 들어, 왼쪽에서 오른쪽으로) 금속 스트립 (2802) 에 더 가까워지고 반대 측방 방향으로 움직일 때 (예를 들어, 오른쪽에서 왼쪽으로) 금속 스트립 (2802)으로부터 더 멀어진다. 금속 스트립 (2802)에 가장 가까운 때 자석 (2804)의 움직임은 금속 스트립 (2802)을 측방으로 이동시키는 것을 재촉하는 힘을 생성할 수 있다 (예를 들어, 금속 스트립 (2802)에 가장 가까운 때 자석 (2804)의 움직임의 방향으로).
전자석들이 사용되는 일부 경우들에서, 경로 (2806)는 선형, 아치형, 또는 두개의 지점들 사이에서 커브진 경로(curved path)일 수 있다. 두개의 지점들 (예를 들어, 폐루프가 아닌) 사이에서 이런 경로는 제 1 방향 및 반대 방향 양쪽에서 금속 스트립 (2802)에 아주 근접하게 지나가는 자석 (2804)를 포함할 수 있기 때문에, 전자기는 제 1 방향을 지나갈 때 턴 온하도록 작동될 수 있고, 반대 방향으로 지나갈 때 턴 오프 또는 대부분 감쇠되어, 따라서 제 1 방향으로 순수 힘을 유도한다.
자기 조종 디바이스 (2800)는 적절한 자기 로터들을 참고로 하여 본 출원에서 설명된 것들에 유사한 센서들, 제어기들, 및 다른 엘리먼트들과 함께 사용될 수 있다.
예시된 예제들을 포함하는 예제들의 앞에서의 설명은 단지 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되었고; 개시된 정확한 형태들에 제한되거나 또는 망라된 것으로 의도되지 않는다. 다양한 수정예들, 개작들 및 그것의 이용은 당해 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.
아래에 사용되는, 일련의 예들에 대한 임의의 언급은 각각의 해당 예들을 택일적으로 언급하는 것으로 이해되어야 한다 (예를 들어, "예들 1-4은" "예들 1, 2, 3, 또는 4"로서 이해되어야 한다).
예 1는 자기 조종 장치이고, 상기 자기 조종 장치는: 개별 제 1 회전축에 대하여 회전하는 적어도 제 1 자기 로터를 포함하는 제 1 로터 세트; 개별 제 2 회전축에 대하여 회전하는 적어도 제 2 자기 로터를 포함하는 제 2 로터 세트로서, 상기 제 1 회전축은 상기 제 2 회전축과 동일 선상에(collinear) 있지 않고, 상기 제 1 및 제 2 로터 세트들의 각각의 자기 로터는 움직이는 금속 스트립의 이동 방향에 수직인 평면에 상호교차하고, 및 각각의 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축은 상기 평면에서 상기 움직이는 금속 스트립의 측방 중심선(lateral centerline)으로부터 오프셋되는, 상기 제 2 로터 세트; 및 상기 자기 로터들에 근접하여 변화하는 자기장들을 유도하고 상기 자기 로터들을 회전시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 자기 로터들에 결합된 하나 이상의 로터 모터들로서, 상기 변화하는 자기장들 중 적어도 하나는 상기 움직이는 금속 스트립이 상기 적어도 하나의 움직이는 자기장을 통과할 때 상기 움직이는 금속 스트립을 조종하기 위해 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는, 상기 하나 이상의 로터 모터들을 포함한다.
예 2는 예 1의 장치에 있어서, 상기 자기 로터들의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함한다.
예 3은 예들 1 또는 2의 장치에 있어서, 상기 제 1 회전축은 상기 제 2 회전축으로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 상기 측방 중심선의 반대쪽에 위치가능하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 회전 축들은 상기 움직이는 금속 스트립의 폭 보다 더 큰 거리만큼 측방으로 이격된다.
예 4는 예들 1-3의 장치에 있어서, 상기 제 1 로터 세트는 제 3 자기 로터를 포함하고 상기 제 2 로터 세트는 제 4 자기 로터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 3 자기 로터들은 상기 제 2 및 제 4 자기 로터들로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 상기 측방 중심선에 반대쪽에 수평으로 위치되고, 상기 제 1 및 제 3 자기 로터들은 수직으로 서로 이격되고, 상기 제 2 및 제 4 자기 로터들은 수직으로 서로 이격된다.
예 5는 예들 1-4의 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 자기 로터들의 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트 중 하나 이상의 자기 로터들에 결합된 하나 이상의 액추에이터들을 더 포함한다.
예 6는 예 5의 장치에 있어서, 상기 센서로부터 신호에 응답하여 상기 하나 이상의 자기 로터들의 상기 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 센서 및 상기 하나 이상의 액추에이터들에 결합된 제어기를 더 포함한다.
예 7은 예들 1-6의 장치에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 자기 로터에 대하여, 상기 자기 로터를 둘러싸는 로터 실드(rotor shield)를 더 포함하고, 상기 로터 실드는 봉입된 공간(enclosed space)을 정의한다.
예 8은 예 7의 장치에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 자기 로터에 대하여, 상기 자기 로터로부터 열을 제거하기 위해 상기 봉입된 공간에 유동적으로(fluidly) 결합된 냉각제(coolant) 소스를 더 포함한다.
예 9는 예들 1-8의 장치에 있어서, 상기 평면을 상호교차하고 개별 추가 회전축에 대하여 회전하는 적어도 하나의 추가 자기 로터를 갖는 제 3 로터 세트를 더 포함하되, 상기 제 3 로터 세트의 각각의 추가 자기 로터의 상기 추가 회전축은 상기 평면에서 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축의 각각으로부터 측방으로 오프셋된다.
예 10은 자기 조종 장치이고, 상기 자기 조종 장치는: 제 1 바닥 로터로부터 상기 희망하는 패스라인 반대쪽에 수직으로 위치된 제 1 최상부 로터를 포함하는 제 1 로터 세트로서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하고, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터의 각각은 상기 로터에 근접하여 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 로터를 회전시키도록 상기 로터에 결합된 모터를 포함하는, 상기 제 1 로터 세트; 및 제 2 바닥 로터로부터 상기 희망하는 패스라인 반대쪽에 수직으로 위치된 제 2 최상부 로터를 포함하는 제 2 로터 세트로서, 상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하고, 상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터의 각각은 상기 로터에 근접하여 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 로터에 결합된 모터를 포함하고, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들은 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들로부터 희망하는 패스라인의 중심선 반대쪽에 위치되고 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들로부터 측방으로 이격되어 상기 변화하는 자기장들의 하나 이상은 상기 희망하는 패스라인의 중심선 쪽으로 상기 움직이는 금속 스트립의 중심선을 조종하기 위해 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트에 근접하여 이동하는 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는, 상기 제 2 로터 세트를 포함한다.
예 11은 예 10의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터는 제 1 수직 지지체에 결합되고; 상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 제 2 수직 지지체에 결합되고; 및 상기 제 1 수직 지지체 및 제 2 수직 지지체는 수평 지지체를 따라서 둘 모두 수평으로 위치가능하다.
예 12는 예들 10 또는 11 의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터는 최상부 수평 지지체를 따라서 수평으로 위치가능하고, 상기 제 1 바닥 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 바닥 수평 지지체를 따라서 수평으로 위치가능하다.
예 13은 예 12 의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터는 최상부 수평 지지체에 대하여 수직으로 위치가능하고, 상기 제 1 바닥 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 바닥 수평 지지체에 대하여 수직으로 위치가능하다.
예 14는 예들 10-13 의 장치에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 로터에 대하여, 상기 로터를 둘러싸는 로터 실드를 더 포함하고, 상기 로터 실드는 봉입된 공간을 정의한다.
예 15는 예 14 의 장치에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 로터에 대하여, 상기 로터로부터 열을 제거하기 위해 상기 봉입된 공간에 유동적으로(fluidly) 결합된 냉각제(coolant) 소스를 더 포함한다.
예 16은 예들 10-15 의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 측방 거리는 상기 금속 스트립의 폭의 5% 탈선 (deviation)내에 있다.
예 17은 예들 10-16 의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 측방 거리는 상기 금속 스트립의 폭보다 더 크다.
예 18은 예 17의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 상기 측방 거리는 적어도 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터의 반경의 합 만큼 상기 금속 스트립의 폭 보다 더 크다.
예 19는 예 17 의 장치에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 상기 측방 거리는 적어도 상기 금속 스트립의 폭의 반 만큼 상기 금속 스트립의 폭 보다 더 크다.
예 20은 예들 10-19 의 장치에 있어서, 상기 금속 스트립의 중심선은 상기 금속 스트립의 측방 중심선이고; 상기 희망하는 패스라인의 중심선은 상기 희망하는 패스라인의 측방 중심선이다.
예 21는 금속 프로세싱 시스템이고, 상기 금속 프로세싱 시스템은: 움직이는 금속 스트립을 수용하기 위한 프로세싱 장비로서, 상기 프로세싱 장비는 희망하는 패스라인을 갖는, 상기 프로세싱 장비; 및 상기 움직이는 금속 스트립에 근접하여 위치가능한 자기 로터 조종 디바이스를 포함하되, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 적어도 하나의 자기 로터(magnetic rotor)로서, 적어도 하나의 자기 로터는 상기 프로세싱 장비의 상기 희망하는 패스라인(passline)의 측방 중심선 쪽으로 상기 움직이는 금속 스트립의 측방 중심선을 조종하기 위해 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하기에 적절하게 상기 움직이는 금속 스트립에서 변화하는 자기장을 유도하도록 회전가능하다.
예 22는 예 21의 시스템에 있어서, 상기 프로세싱 장비는 연속 어닐링 라인의 퍼니스 존 및 냉각 존으로부터 선택된다.
예 23은 의 시스템에 있어서 예들 21 또는 22, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 프로세싱 장비의 입구 및 상기 프로세싱 장비의 출구 중 적어도 하나에 인접하여 위치된다.
예 24는 예들 21 또는 22 의 시스템에 있어서, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 프로세싱 장비의 입구와 상기 프로세싱 장비의 출구 사이에 위치된다.
예 25는 예들 21-24 의 시스템에 있어서, 상기 프로세싱 장비는 리세스된 섹션(recessed section)을 갖는 바깥쪽 벽을 포함하고, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 적어도 부분적으로 상기 리세스된 섹션내에 위치된다.
예 26은 예들 21-25 의 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터의 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 하나 이상의 액추에이터들; 및 센서로부터 신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 자기 로터들의 상기 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 센서 및 상기 하나 이상의 액추에이터들에 결합된 제어기를 더 포함한다.
예 27은 예들 21-26의 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함한다.
예 28은 예들 21-27의 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터는 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지에 인접한 제 1 세트의 로터들 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지에 인접한 제 2 세트의 로터들을 포함하고, 상기 제 1 에지는 상기 제 2 에지로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 측방 중심선 반대쪽에 위치된다.
예 29는 예 28의 시스템에 있어서, 상기 제 1 세트의 로터들 중 하나는 상기 제 1 세트의 로터들 중 다른 로터로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 반대쪽에 위치되고, 상기 제 2 세트의 로터들 중 하나는 상기 제 2 세트의 로터들 중 다른 로터로부터 상기 움직이는 금속 스트립 반대쪽에 위치된다.
예 30은 예들 21-29의 시스템에 있어서, 상기 움직이는 금속 스트립은 상기 프로세싱 장비의 섹션에 대하여 물리적으로 접촉하는 지지체에 의해 지지되지 않고, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 섹션내에 위치된다.
예 31은 예들 21-30 의 장치에 있어서, 상기 금속 스트립의 중심선은 상기 금속 스트립의 측방 중심선이고; 상기 희망하는 패스라인의 중심선은 상기 희망하는 패스라인의 측방 중심선이다.
예 32는 움직이는 금속 스트립을 조종하는 방법이고, 상기 방법은 : 금속 스트립을 적어도 하나의 자기 로터에 인접하게 통과시키는 단계로서, 상기 적어도 하나의 자기 로터는 상기 금속 스트립의 표면으로 이격되는, 상기 통과시키는 단계; 상기 움직이는 금속 스트립에 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 적어도 하나의 자기 로터를 회전시키는 단계; 및 상기 변화하는 자기장 유도에 응답하여 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는 단계를 포함한다.
예 33은 예 32 의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 위치를 센싱하는 단계(sensing); 및 상기 센싱된 위치에 기초하여 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 액추에이터를 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 액추에이터를 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 자기 로터의 수평 또는 수직 위치 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
예 34는 예들 32 또는 33 의 방법에 있어서, 상기 스트립의 미리 결정된 파라미터를 액세스 하는 단계; 및 상기 미리 결정된 파라미터에 기초하여 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 액추에이터를 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 액추에이터를 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 자기 로터의 수평 또는 수직 위치 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
예 35는 예 34 의 방법에 있어서, 상기 스트립의 상기 미리 결정된 파라미터를 액세스하는 단계는 스트립 폭, 스트립 두께, 및 희망하는 패스라인의 측방 중심선의 위치로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 액세스하는 단계를 포함한다.
예 36은 예들 32-35 의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 위치를 센싱하는 단계; 및 상기 센싱된 위치에 기초하여 결합된 상기 적어도 하나의 자기 로터의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 포함한다.
예 37은 예들 32-36 의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계는 40 Mpa에서 또는 그 아래에 장력에서 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계를 포함한다.
예 38은 예들 32-37 의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계는 5 Mpa에서 또는 그 아래에 장력에서 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계를 포함한다.
예 39는 자기 로터 조종을 위한 프로세싱 장비를 변경하는 방법이고, 상기 방법은: 상기 프로세싱 장비로부터 바깥쪽 벽의 섹션을 제거하는 단계; 바깥쪽 벽의 섹션을 수평 벽 및 적어도 하나의 수직 벽을 갖는 리세스된 섹션(recessed section)으로 대체하는 단계; 및 상기 자기 로터가 상기 프로세싱 장비의 내부로부터 수평 벽 반대쪽에 있도록 상기 리세스된 섹션내에 상기 자기 로터 조종 디바이스의 자기 로터를 포지셔닝(positioning)시키는 단계를 포함한다.
예 40은 예 39 의 방법에 있어서, 상기 프로세싱 장비의 내부에 변화하는 자기장을 유도하기 위해서 상기 자기 로터를 회전시키는 단계를 더 포함하되, 상기 변화하는 자기장은 상기 프로세싱 장비의 내부를 통과하여 움직이는 금속 스트립에 힘을 발생시키기에 충분하다.
예 41은 예들 39-40 의 방법에 있어서, 상기 수평 벽은 수직 벽의 두께보다 더 작은 두께를 갖는다.
예 42는 예들 39-41 의 방법에 있어서, 상기 바깥쪽 벽의 섹션을 식별하는 단계를 더 포함하되, 상기 섹션을 식별하는 단계는 하나 이상의 인접한 노즐들로부터 길이 방향으로 오프셋된 바깥쪽 벽의 거리를 결정하는 단계를 포함한다.
예 43은 인가-전류(applied-current) 자기 조종 장치이고, 상기 장치는 : 직류(direct current)를 금속 스트립에 인가하기 위한 전류 소스; 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 직류를 인가하기 위해서 상기 금속 스트립의 표면 쪽으로 바이어스(biased)되고 상기 전류 소스에 결합되는 한쌍의 전극들; 및 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 직류의 방향에 수직인 방향으로 상기 금속 스트립을 통과하는 자기장을 유도하도록 상기 금속 스트립에 근접하여 위치된 영구 자석을 포함한다.
예 44는 예 43 의 장치에 있어서, 제 2 직류를 상기 금속 스트립에 인가하기 위한 제 2 전류 소스; 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류를 인가하기 위해 상기 금속 스트립의 제 2 에지 쪽으로 바이어스되고 상기 제 2 전류 소스에 결합된 제 2 전극들의 쌍을 더 포함하되, 상기 전극들의 쌍은 상기 금속 스트립의 상기 제 2 에지의 반대쪽에 상기 금속 스트립의 제 1 에지 쪽으로 바이어스되고; 및 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류의 방향에 수직인 방향으로 상기 금속 스트립을 통과하는 제 2 자기장을 유도하도록 상기 금속 스트립에 근접하여 위치된 제 2 영구 자석을 더 포함한다.
예 45는 예 43 의 장치에 있어서, 제 2 직류를 상기 금속 스트립에 인가하기 위한 제 2 전류 소스; 및 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류를 인가하기 위해 상기 금속 스트립의 제 2 에지 쪽으로 바이어스되고 상기 제 2 전류 소스에 결합된 제 2 전극들의 쌍을 더 포함하되, 상기 전극들의 쌍은 상기 금속 스트립의 상기 제 2 에지의 반대쪽에 상기 금속 스트립의 제 1 에지 쪽으로 바이어스되고, 상기 영구 자석은 상기 자기장이 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류의 방향에 수직인 방향으로 유도되도록 상기 금속 스트립의 폭을 가로질러 측방으로 연장된다.
예 46은 금속을 조종하는 방법이고, 상기 방법은: 움직이는 금속 스트립의 이동 방향에 평행인 방향으로 상기 움직이는 금속 스트립의 에지들을 따라서 직류를 인가하는 단계; 및 상기 움직이는 금속 스트립의 에지들을 따라서 적어도 하나의 자기장을 인가하는 단계로서 상기 적어도 하나의 인가된 자기장은 상기 인가된 직류에 수직으로 교차하는, 상기 자기장을 인가하는 단계를 포함한다.
예 47은 예 46 의 방법에 있어서, 적어도 하나의 자기장을 인가하는 단계는 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지를 따라서 제 1 자기장을 인가하는 단계 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지를 따라서 제 2 자기장을 인가하는 단계를 포함한다.
예 48 은 예들 46 또는 47 의 방법에 있어서, 상기 움직이는 금속 스트립의 상기 에지들을 따라서 상기 직류를 인가하는 단계는: 제 1 세트의 전극들, 제 1 전류 소스, 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지 사이에 제 1 회로를 완성하는 단계; 및 제 2 세트의 전극들, 제 2 전류 소스, 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지 사이에 제 2 회로를 완성하는 단계를 포함한다.

Claims (49)

  1. 움직이는 금속 스트립을 조종하기 위한 자기 조종 장치에 있어서,
    상기 움직이는 금속 스트립에서 변화하는 자기장을 유도하는 회전가능한 적어도 하나의 자기 로터(magnetic rotor)를 포함하되, 상기 변화하는 자기장은 희망하는 패스라인(passline)의 중심선 쪽으로 상기 움직이는 금속 스트립의 중심선을 조종하기 위해 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하기 적절한, 자기 조종 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터는:
    개별 제 1 회전축에 대하여 회전하는 적어도 제 1 자기 로터를 포함하는 제 1 로터 세트;
    개별 제 2 회전축에 대하여 회전하는 적어도 제 2 자기 로터를 포함하는 제 2 로터 세트로서, 상기 제 1 회전축은 상기 제 2 회전축과 동일 선상에(collinear) 있지 않고, 상기 제 1 및 제 2 로터 세트들의 각각의 자기 로터는 상기 움직이는 금속 스트립의 이동 방향에 수직인 평면에 상호교차하고, 각각의 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축은 상기 평면에서 상기 움직이는 금속 스트립의 측방 중심선(lateral centerline)으로부터 오프셋되는, 상기 제 2 로터 세트; 및
    상기 자기 로터들에 근접하여 변화하는 자기장들을 유도하고 상기 자기 로터들을 회전시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 자기 로터들에 결합된 하나 이상의 로터 모터들로서, 상기 변화하는 자기장들 중 적어도 하나는 상기 움직이는 금속 스트립이 상기 적어도 하나의 움직이는 자기장을 통과할 때 상기 움직이는 금속 스트립을 조종하기 위해 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는, 상기 하나 이상의 로터 모터들을 포함하는, 자기 조종 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 자기 로터들의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하는, 자기 조종 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 회전축은 상기 제 2 회전축으로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 상기 측방 중심선의 반대쪽에 위치가능하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 회전 축들은 상기 움직이는 금속 스트립의 폭 보다 더 큰 거리 만큼 측방으로 이격되는, 자기 조종 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 로터 세트는 제 3 자기 로터를 포함하고 상기 제 2 로터 세트는 제 4 자기 로터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 3 자기 로터들은 상기 제 2 및 제 4 자기 로터들로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 상기 측방 중심선의 반대쪽에 수평으로 위치되고, 상기 제 1 및 제 3 자기 로터들은 수직으로 서로 이격되고, 상기 제 2 및 제 4 자기 로터들은 수직으로 서로 이격되는, 자기 조종 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 로터들의 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트 중 하나 이상의 자기 로터들에 결합된 하나 이상의 액추에이터들을 더 포함하는, 자기 조종 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 센서로부터 신호에 응답하여 상기 하나 이상의 자기 로터들의 상기 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 센서 및 상기 하나 이상의 액추에이터들에 결합된 제어기를 더 포함하는, 자기 조종 장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 자기 로터에 대하여, 상기 자기 로터를 둘러싸는 로터 실드(rotor shield)를 더 포함하고, 상기 로터 실드는 봉입된 공간(enclosed space)을 정의하는, 자기 조종 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 자기 로터에 대하여, 상기 자기 로터로부터 열을 제거하기 위해 상기 봉입된 공간에 유동적으로(fluidly) 결합된 냉각제(coolant) 소스를 더 포함하는, 자기 조종 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 평면을 상호교차하고 개별 추가 회전축에 대하여 회전하는 적어도 하나의 추가 자기 로터를 갖는 제 3 로터 세트를 더 포함하되, 상기 제 3 로터 세트의 각각의 추가 자기 로터의 상기 추가 회전축은 상기 평면에서 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축의 각각으로부터 측방으로 오프셋되는, 자기 조종 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터는:
    제 1 바닥 로터로부터 상기 희망하는 패스라인 반대쪽에 수직으로 위치된 제 1 최상부 로터를 포함하는 제 1 로터 세트로서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하고, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터의 각각은 상기 로터에 근접하여 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 로터를 회전시키도록 상기 로터에 결합된 모터를 포함하는, 상기 제 1 로터 세트; 및
    제 2 바닥 로터로부터 상기 희망하는 패스라인 반대쪽에 수직으로 위치된 제 2 최상부 로터를 포함하는 제 2 로터 세트로서, 상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하고, 상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터의 각각은 상기 로터에 근접하여 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 로터에 결합된 모터를 포함하고, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들은 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들로부터 희망하는 패스라인의 중심선 반대쪽에 위치되고 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들로부터 측방으로 이격되어, 상기 변화하는 자기장들의 하나 이상은 상기 희망하는 패스라인의 중심선 쪽으로 상기 움직이는 금속 스트립의 중심선을 조종하기 위해 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트에 근접하여 이동하는 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는, 상기 제 2 로터 세트를 포함하는, 자기 조종 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 1 바닥 로터는 제 1 수직 지지체에 결합되고;
    상기 제 2 최상부 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 제 2 수직 지지체에 결합되고;
    상기 제 1 수직 지지체 및 제 2 수직 지지체는 수평 지지체를 따라서 둘 모두 수평으로 위치가능한, 자기 조종 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터는 최상부 수평 지지체를 따라서 수평으로 위치가능하고, 상기 제 1 바닥 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 바닥 수평 지지체를 따라서 수평으로 위치가능한, 자기 조종 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터는 최상부 수평 지지체에 대하여 수직으로 위치가능하고, 상기 제 1 바닥 로터 및 상기 제 2 바닥 로터는 바닥 수평 지지체에 대하여 수직으로 위치가능한, 자기 조종 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 로터에 대하여, 상기 로터를 둘러싸는 로터 실드를 더 포함하고, 상기 로터 실드는 봉입된 공간을 정의하는, 자기 조종 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제 1 로터 세트 및 상기 제 2 로터 세트의 각각의 로터에 대하여, 상기 로터로부터 열을 제거하기 위해 상기 봉입된 공간에 유동적으로(fluidly) 결합된 냉각제 소스를 더 포함하는, 자기 조종 장치.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 측방 거리는 상기 금속 스트립의 폭의 6% 탈선 (deviation)내에 있는, 자기 조종 장치.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 상기 측방 거리는 상기 금속 스트립의 폭 보다 더 큰, 자기 조종 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 상기 측방 거리는 적어도 상기 제 1 최상부 로터 및 상기 제 2 최상부 로터의 반경의 합 만큼 상기 금속 스트립의 폭 보다 더 큰, 자기 조종 장치.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 제 1 최상부 로터 및 제 1 바닥 로터의 회전 축들과 상기 제 2 최상부 로터 및 제 2 바닥 로터의 회전 축들 사이의 상기 측방 거리는 적어도 상기 금속 스트립의 폭의 반 만큼 상기 금속 스트립의 폭 보다 더 큰, 자기 조종 장치.
  21. 청구항 11에 있어서, 상기 금속 스트립의 중심선은 상기 금속 스트립의 측방 중심선이고; 상기 희망하는 패스라인의 중심선은 상기 희망하는 패스라인의 측방 중심선인, 자기 조종 장치.
  22. 금속 프로세싱 시스템에 있어서,
    움직이는 금속 스트립을 수용하기 위한 프로세싱 장비로서, 상기 프로세싱 장비는 희망하는 패스라인을 갖는, 상기 프로세싱 장비; 및
    상기 청구항 제 1 항의 자기 조종 장치를 포함하되, 상기 자기 조종 장치의 상기 희망하는 패스라인은 상기 프로세싱 장비의 상기 희망하는 패스라인인, 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 프로세싱 장비는 연속 어닐링 라인의 퍼니스 존 및 냉각 존으로부터 선택되는, 시스템.
  24. 청구항 22에 있어서, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 프로세싱 장비의 입구 및 상기 프로세싱 장비의 출구 중 적어도 하나에 인접하여 위치되는, 시스템.
  25. 청구항 22에 있어서, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 프로세싱 장비의 입구와 상기 프로세싱 장비의 출구 사이에 위치되는, 시스템.
  26. 청구항 22에 있어서, 상기 프로세싱 장비는 리세스된 섹션(recessed section)을 갖는 바깥쪽 벽을 포함하고, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 적어도 부분적으로 상기 리세스된 섹션내에 위치되는, 시스템.
  27. 청구항 22에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자기 로터의 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 하나 이상의 액추에이터들; 및
    센서로부터 신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 자기 로터들의 상기 수직, 수평, 또는 수직 및 수평 포지셔닝을 조정하기 위해 상기 센서 및 상기 하나 이상의 액추에이터들에 결합된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  28. 청구항 22에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터의 각각은 하나 이상의 영구 자석들을 포함하는, 시스템.
  29. 청구항 22에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 로터는 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지에 인접한 제 1 세트의 로터들 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지에 인접한 제 2 세트의 로터들을 포함하고, 상기 제 1 에지는 상기 제 2 에지로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 측방 중심선 반대쪽에 위치되는, 시스템.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 제 1 세트의 로터들 중 하나는 상기 제 1 세트의 로터들 중 다른 로터로부터 상기 움직이는 금속 스트립의 반대쪽에 위치되고, 상기 제 2 세트의 로터들 중 하나는 상기 제 2 세트의 로터들 중 다른 로터로부터 상기 움직이는 금속 스트립 반대쪽에 위치되는, 시스템.
  31. 청구항 22에 있어서, 상기 움직이는 금속 스트립은 상기 프로세싱 장비의 섹션에 대하여 물리적으로 접촉하는 지지체에 의해 지지되지 않고, 상기 자기 로터 조종 디바이스는 상기 섹션내에 위치되는, 시스템.
  32. 청구항 22에 있어서, 상기 금속 스트립의 중심선은 상기 금속 스트립의 측방 중심선이고; 상기 희망하는 패스라인의 중심선은 상기 희망하는 패스라인의 측방 중심선인, 시스템.
  33. 움직이는 금속 스트립을 조종하기 위한 방법에 있어서,
    청구항 제 1 항의 금속 프로세싱 시스템에 인접하여 금속 스트립을 통과시키는 단계;
    상기 움직이는 금속 스트립에 상기 변화하는 자기장을 유도하기 위해 상기 적어도 하나의 자기 로터를 회전시키는 단계; 및
    상기 변화하는 자기장 유도에 응답하여 상기 움직이는 금속 스트립에 힘을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 금속 스트립의 위치를 센싱하는 단계; 및
    상기 센싱된 위치에 기초하여 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 액추에이터를 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 액추에이터를 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 자기 로터의 수평 또는 수직 위치 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  35. 청구항 33에 있어서,
    상기 스트립의 미리 결정된 파라미터를 액세스하는 단계; 및
    상기 미리 결정된 파라미터에 기초하여 상기 적어도 하나의 자기 로터에 결합된 액추에이터를 제어하는 단계를 더 포함하되, 상기 액추에이터를 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 자기 로터의 수평 또는 수직 위치 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  36. 청구항 35에 있어서, 상기 스트립의 상기 미리 결정된 파라미터를 액세스하는 단계는 스트립 폭, 스트립 두께, 및 희망하는 패스라인의 측방 중심선의 위치로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 액세스하는 단계를 포함하는, 방법.
  37. 청구항 33에 있어서,
    상기 금속 스트립의 위치를 센싱하는 단계; 및
    상기 센싱된 위치에 기초하여 결합된 상기 적어도 하나의 자기 로터의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  38. 청구항 33에 있어서, 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계는 41 Mpa에서 또는 그 아래에 장력에서 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 청구항 33에 있어서, 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계는 6 Mpa에서 또는 그 아래에 장력에서 상기 금속 스트립을 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
  40. 자기 로터 조종을 위한 프로세싱 장비를 변경하는 방법에 있어서,
    상기 프로세싱 장비로부터 바깥쪽 벽의 섹션을 제거하는 단계;
    바깥쪽 벽의 상기 섹션을 수평 벽 및 적어도 하나의 수직 벽을 갖는 리세스된 섹션(recessed section)으로 대체하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 자기 로터가 상기 프로세싱 장비의 내부로부터 수평 벽 반대쪽에 있도록 상기 리세스된 섹션내에 청구항 1항의 상기 자기 조종 장치를 포지셔닝(positioning)시키는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 청구항 40에 있어서,
    상기 프로세싱 장비의 내부에 변화하는 자기장을 유도하기 위해서 상기 자기 로터를 회전시키는 단계를 더 포함하되, 상기 변화하는 자기장은 상기 프로세싱 장비의 내부를 통과하여 움직이는 금속 스트립에 힘을 발생시키기에 충분한, 방법.
  42. 청구항 40에 있어서, 상기 수평 벽은 수직 벽의 두께보다 더 작은 두께를 갖는, 방법.
  43. 청구항 40에 있어서, 상기 바깥쪽 벽의 섹션을 식별하는 단계를 더 포함하되, 상기 섹션을 식별하는 단계는 하나 이상의 인접한 노즐들로부터 길이 방향으로 오프셋된 바깥쪽 벽의 거리를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  44. 인가-전류(applied-current) 자기 조종 장치에 있어서,
    직류(direct current)를 금속 스트립에 인가하기 위한 전류 소스;
    상기 금속 스트립을 통과하는 상기 직류를 인가하기 위해서 상기 금속 스트립의 표면 쪽으로 바이어스(biased)되고 상기 전류 소스에 결합되는 한쌍의 전극들; 및
    상기 금속 스트립을 통과하는 상기 직류의 방향에 수직인 방향으로 상기 금속 스트립을 통과하는 자기장을 유도하도록 상기 금속 스트립에 근접하여 위치된 영구 자석을 포함하는, 장치.
  45. 청구항 44에 있어서,
    제 2 직류를 상기 금속 스트립에 인가하기 위한 제 2 전류 소스;
    상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류를 인가하기 위해 상기 금속 스트립의 제 2 에지 쪽으로 바이어스되고 상기 제 2 전류 소스에 결합된 제 2 전극들의 쌍으로서, 상기 전극들의 쌍은 상기 금속 스트립의 상기 제 2 에지의 반대쪽에 상기 금속 스트립의 제 1 에지 쪽으로 바이어스되는, 상기 제 2 전극들의 쌍; 및
    상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류의 방향에 수직인 방향으로 상기 금속 스트립을 통과하는 제 2 자기장을 유도하도록 상기 금속 스트립에 근접하여 위치된 제 2 영구 자석을 더 포함하는, 장치.
  46. 청구항 44에 있어서,
    제 2 직류를 상기 금속 스트립에 인가하기 위한 제 2 전류 소스; 및
    상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류를 인가하기 위해 상기 금속 스트립의 제 2 에지 쪽으로 바이어스되고 상기 제 2 전류 소스에 결합된 제 2 전극들의 쌍을 더 포함하되, 상기 전극들의 쌍은 상기 금속 스트립의 상기 제 2 에지의 반대쪽에 상기 금속 스트립의 제 1 에지 쪽으로 바이어스되고, 상기 영구 자석은 상기 자기장이 상기 금속 스트립을 통과하는 상기 제 2 직류의 방향에 수직인 방향으로 유도되도록 상기 금속 스트립의 폭을 가로질러 측방으로 연장되는, 장치.
  47. 금속 조종을 위한 방법에 있어서,
    움직이는 금속 스트립의 이동 방향에 평행인 방향으로 상기 움직이는 금속 스트립의 에지들을 따라서 직류를 인가하는 단계; 및
    상기 움직이는 금속 스트립의 에지들을 따라서 적어도 하나의 자기장을 인가하는 단계로서 상기 적어도 하나의 인가된 자기장은 상기 인가된 직류에 수직으로 교차하는, 상기 자기장을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
  48. 청구항 47에 있어서, 적어도 하나의 자기장을 인가하는 단계는 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지를 따라서 제 1 자기장을 인가하는 단계 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지를 따라서 제 2 자기장을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
  49. 청구항 47에 있어서, 상기 움직이는 금속 스트립의 에지들을 따라서 상기 직류를 인가하는 단계는 :
    제 1 세트의 전극들, 제 1 전류 소스, 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 1 에지 사이에 제 1 회로를 완성하는 단계; 및
    제 2 세트의 전극들, 제 2 전류 소스, 및 상기 움직이는 금속 스트립의 제 2 에지 사이에 제 2 회로를 완성하는 단계를 포함하는, 방법.
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