RU2338003C2 - Устройство и способ нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав - Google Patents
Устройство и способ нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338003C2 RU2338003C2 RU2005120688/02A RU2005120688A RU2338003C2 RU 2338003 C2 RU2338003 C2 RU 2338003C2 RU 2005120688/02 A RU2005120688/02 A RU 2005120688/02A RU 2005120688 A RU2005120688 A RU 2005120688A RU 2338003 C2 RU2338003 C2 RU 2338003C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- product
- inductors
- guide channel
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title abstract 10
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 title abstract 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 15
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
- C23C2/24—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0036—Crucibles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/003—Apparatus
- C23C2/0036—Crucibles
- C23C2/00361—Crucibles characterised by structures including means for immersing or extracting the substrate through confining wall area
- C23C2/00362—Details related to seals, e.g. magnetic means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
- C23C2/51—Computer-controlled implementation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes
- C23C2/52—Controlling or regulating the coating processes with means for measuring or sensing
- C23C2/524—Position of the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нанесения покрытий погружением в расплав. Устройство содержит емкость с расплавом, расположенный перед емкостью направляющий канал, в области которого с обеих сторон от изделия предусмотрены индукторы для создания электромагнитного поля, и датчик для определения положения изделия, состоящий из двух катушек, которые в направлении подачи изделия расположены в пределах протяженности индукторов по высоте и между индукторами и изделием. Металлическое изделие вертикально пропускают через емкость с расплавом и расположенный перед емкостью направляющий канал. В области направляющего канала создают электромагнитное поле посредством двух расположенных с обеих сторон от изделия индукторов для удержания расплава в емкости и определяют положение изделия с помощью датчика, состоящего из двух катушек, расположенных в пределах протяженности по высоте и между индукторами и изделием, причем индуктированные в катушках напряжения измеряют, измеренные напряжения вычитают друг из друга и полученное значение привлекают для получения индикатора положения изделия. При простоте конструкции и возможности рентабельного изготовления изобретение позволяет повысить точность измерений и эффективность регулирования металлического изделия в средней плоскости направляющего канала. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройству для нанесения покрытия на металлическое изделие, в частности на стальную полосу, погружением в расплав, в котором металлическое изделие вертикально пропускают через заполненную расплавленным металлом покрытия емкость и расположенный перед ней направляющий канал, содержащему, по меньшей мере, два расположенных с обеих сторон от изделия в области направляющего канала индуктора для создания электромагнитного поля с целью удержания металла покрытия в емкости и, по меньшей мере, один датчик для определения положения заготовки в области направляющего канала. Кроме того, изобретение относится к способу нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав.
Классические установки для нанесения покрытия на металлические полосы содержат требующую интенсивного обслуживания часть, а именно емкость для нанесения покрытия с находящимся в ней оборудованием. Поверхности покрываемых металлических полос должны быть перед нанесением покрытия очищены от оксидных остатков и активированы для соединения с металлом покрытия. По этой причине поверхности полос перед нанесением покрытия обрабатывают в процессе термообработки в восстановительной атмосфере. Поскольку оксидные слои предварительно удаляют химическим или абразивным путем, с помощью теплового процесса восстановления поверхности активируются так, что по окончании процесса термообработки они являются металлически чистыми.
С активированием поверхностей полос возрастает, однако, сродство этих поверхностей к окружающему кислороду воздуха. Во избежание повторного попадания кислорода воздуха перед процессом нанесения покрытия на поверхности полос последние вводят в погружном рукаве сверху в ванну. Поскольку металл покрытия находится в жидком виде, и желательно было бы использовать гравитацию вместе с дутьевыми устройствами для установления толщины покрытия, а последующие процессы запрещают, однако, соприкосновение с полосой вплоть до полного затвердевания металла покрытия, полоса в емкости для нанесения покрытия должна быть отклонена в вертикальном направлении. Это происходит с помощью ролика, вращающегося в жидком металле. За счет жидкого металла покрытия этот ролик подвержен сильному износу, что является причиной простоев и, тем самым, сбоев в работе промышленного предприятия.
За счет желательных малых толщин металла покрытия, лежащих в микронном диапазоне, к качеству направляющих полосу роликов предъявляются высокие требования. Это означает, что и поверхности направляющих полосу роликов должны быть высокого качества. Дефекты на этих поверхностях приводят, как правило, к повреждениям на поверхности полосы. Это является дополнительной причиной частых простоев.
Во избежание проблем, связанных с вращающимися в жидком металле покрытия роликами, уже было предложено использовать открытую вниз емкость для нанесения покрытия, которая в своей нижней части имеет направляющий канал для ведения полосы вертикально вверх, а для герметизации - электромагнитный замок. Речь при этом идет об электромагнитных индукторах, работающих с оттесняющими, перекачивающими или сужающими электромагнитными переменными или бегущими полями, которые герметизируют вниз емкость для нанесения покрытия.
Подобное решение известно, например, из ЕР 0673444 В1. Электромагнитный замок для герметизации вниз емкости для нанесения покрытия раскрыт также в WO 96/03533 и JP 5086446.
Нанесение покрытия на неферромагнитные металлические полосы действительно возможно, однако у по существу ферромагнитных стальных полос возникают проблемы, заключающиеся в том, что стальные полосы в электромагнитных уплотнениях притягиваются за счет ферромагнетизма к стенкам канала, вследствие чего поверхность полосы повреждается. Кроме того, проблемой является недопустимый нагрев металла покрытия индукционными полями.
При расположении проходящей через направляющий канал ферромагнитной стальной полосы между двумя индукторами с бегущим полем речь идет о неустойчивом равновесии. Лишь в середине направляющего канала сумма действующих на полосу сил магнитного притяжения равно нулю. При отклонении стальной полосы от ее среднего положения она приближается к одному из обоих индукторов и удаляется от другого. Причинами такого отклонения могут быть простые погрешности плоскостности полосы. Назвать можно при этом любой вид волнистости полосы в направлении движения, если смотреть по ширине полосы (центральная, четвертная, краевая волнистость, флаттер, кручение, стрелочность, S-образная форма и т.д.). Магнитная индукция, ответственная за силу магнитного притяжения, уменьшается по экспоненциальной функции по мере удаления от индуктора по своей напряженности поля. Аналогичным образом сила притяжения уменьшается с квадратом напряженности индуктированного поля по мере удаления от индуктора. Для отклоненной полосы это означает, что с отклонением в одном направлении сила притяжения к одному индуктору экспоненциально возрастает, тогда как возвратная сила другого индуктора экспоненциально убывает. Оба эффекта усиливаются сами, так что равновесие является неустойчивым.
Для решения этой проблемы, то есть для точного регулирования положения металлического изделия в направляющем канале, указания даны в документах DE 19535854 А1 и DE 10014867 А1. В соответствии с раскрытыми в них концепциями, помимо катушек для вырабатывания электромагнитного бегущего поля предусмотрены дополнительные корректирующие катушки, которые связаны с системой регулирования и заботятся о том, чтобы металлическая полоса при отклонении от среднего положения снова возвращалась в него.
Для регулирования металлического изделия в направляющем канале важным условием является точное определение положения. В WO 01/11101 А1, JP 10298727 и в JP 10046310 для этого предложены датчики без указания их специфической конструкции и конкретного расположения.
В основе изобретения лежит поэтому задача создания для подобного устройства датчика для определения положения металлического изделия в направляющем канале, который отличался бы высокой точностью измерения, простотой конструкции и возможностью рентабельного изготовления. С его помощью должна быть повышена эффективность регулирования металлического изделия в средней плоскости направляющего канала.
Решение этой задачи согласно изобретению достигается тем, что датчик для определения положения металлического изделия состоит из двух катушек, которые в направлении его движения расположены в пределах протяженности индукторов по высоте и между индукторами и изделием.
При этом предпочтительно предусмотрено, что катушки и индукторы расположены симметрично по отношению к средней плоскости направляющего канала.
Катушки выполнены преимущественно одинаковыми в виде проволочной обмотки без сердечника. Они могут иметь один или несколько витков. При этом предпочтительно предусмотрено, что проволока катушек состоит из меди. Далее витки катушек могут иметь круглую, овальную или прямоугольную форму.
В модифицированном виде катушки соединены с измерительным устройством для измерения индуктированных в катушках напряжений. При этом может быть предусмотрено, что измерительное устройство рассчитано на высокоомное измерение индуктированных в катушках напряжений.
Далее измерительное устройство может содержать формирователь разности, с помощью которого можно определить разность обоих индуктированных в катушках напряжений.
Наконец, может быть предусмотрено, что в направлении движения металлического изделия в пределах протяженности индукторов по высоте и между индукторами и заготовкой расположено несколько пар катушек.
В способе нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав металлическое изделие вертикально пропускают через заполненную расплавленным металлом покрытия емкость и расположенный перед ней направляющий канал. Для задержания металла покрытия в емкости с обеих сторон от изделия в области направляющего канала расположены, по меньшей мере, два индуктора, причем посредством, по меньшей мере, одного датчика определяют положение изделия в направляющем канале.
Способ предусматривает согласно изобретению, что для определения положения металлического изделия предусмотрены, по меньшей мере, две катушки, которые в направлении его движения расположены в пределах протяженности индукторов по высоте и между индукторами и изделием, причем индуктированные в катушках напряжения измеряют, измеренные напряжения вычитают друг из друга и полученное значение привлекают для получения индикатора положения изделия. После измерения обоих индуктированных напряжений осуществляют, следовательно, образование разности обоих значений. В зависимости от полученной разности делают вывод о величине отклонения изделия от среднего положения.
Предложенный датчик для определения положения металлического изделия в направляющем канале отличается простой и, тем самым, недорогой конструкцией. Кроме того, с его помощью можно очень точно определить положение.
Пример осуществления изобретения изображен на чертежах, на которых представлено:
на фиг.1 - схематично разрез устройства для нанесения покрытия погружением в расплав с проходящим через него металлическим изделием,
на фиг.2 - в перспективе индуктор с расположенной перед ним измерительной катушкой.
Устройство для нанесения покрытия погружением в расплав содержит емкость 3, заполненную жидким металлом 2 покрытия. Речь может идти, например, о цинке или алюминии. Покрываемое металлическое изделие 1 в виде стальной полосы движется через емкость 3 в направлении R подачи вертикально вверх. Здесь следует отметить, что, в принципе, возможно также движение изделия 1 через емкость 3 сверху вниз. Для прохождения металлического изделия 1 через емкость 3 последняя открыта в зоне дна; здесь находится изображенный преувеличенно большим и широким направляющий канал 4.
Для того чтобы жидкий металл 2 покрытия не стекал из направляющего канала 4 вниз, с обеих сторон от изделия 1 находятся два электромагнитных индуктора 5, вырабатывающих магнитное поле, вызывающее в жидком металле 2 покрытия силы, которые противодействуют силе тяжести металла 2 покрытия и, тем самым, уплотняют направляющий канал 4 вниз.
Индукторы 5 представляют собой два расположенных друг против друга индуктора с переменным или бегущим полем, эксплуатируемые в частотном диапазоне от 2 Гц до 10 кГц и вырабатывающие электромагнитное поперечное поле перпендикулярно направлению R подачи. Предпочтительный частотный диапазон для однофазных систем (индукторы с переменным полем) составляет 2-10 кГц, а для многофазных систем (например, индукторы с бегущим полем) от 2 Гц до 2 кГц.
Целью является удержание находящегося в направляющем канале 4 изделия 1 так, чтобы оно находилось по возможности в одном положении, предпочтительно в средней плоскости 7 направляющего канала 4.
Находящееся между обоими противоположными друг другу индукторами 5 металлическое изделие 1 при прикладывании электромагнитного поля между индукторами 5 притягивается, как правило, к лежащему ближе индуктору, причем притяжение возрастает с приближением к индуктору, что приводит к в высокой степени нестабильному среднему положению полосы. Это вызывает при работе устройства ту проблему, что изделие 1 из-за силы притяжения индукторов 5 не может двигаться свободно и посередине направляющего канала 4 между активированными индукторами.
Для стабилизации металлического изделия 1 в средней плоскости 7 направляющего канала 4 предусмотрен поэтому регулирующий контур (не показан), который преимущественно через электромагнитные дополнительные катушки (не показаны) воздействует на изделие 1. За счет наложения магнитных полей индукторов 5 и дополнительных катушек изделие 1 занимает определенное, преимущественно среднее, положение. При этом посредством дополнительных катушек магнитное поле индукторов 5 в зависимости от управления можно усилить или ослабить (принцип суперпозиции).
Оба индуктора 5 расположены, в основном, симметрично по отношению к средней плоскости 7 направляющего канала 4 на расстоянии Y друг от друга. Протяженность Н0 индукторов по высоте в направлении R подачи металлического изделия 1 одинакова у обоих индукторов 5.
Между индикаторами 5 и изделием 1, а именно между индикаторами 5 и стенкой направляющего канала 4, зеркально-симметрично относительно средней плоскости 7 направляющего канала 4 расположены две катушки 6, 6'. На фиг.1 видно их положение Н по высоте и расстояние от индуктора 5 соответственно Х1, Х2, а на фиг.2 в перспективе виден индуктор 5 с расположенной перед ним катушкой 6, которая, кроме того, расположена в определенном положении L по ширине относительно индуктора 5.
Для эффективного регулирования важно как можно точнее определить положение s изделия 1 в направляющем канале 4, то есть отклонение от средней плоскости 7.
Для этого использованы датчики (катушки) 6, 6' измерения положения, выполненные в виде проволочных обмоток без сердечника. Они расположены перед соответствующими индукторами 5 в электромагнитном поле и предназначены для измерения индуктированного в катушках 6, 6' напряжения UInd1 и UInd2, пропорционального напряженности поля в индукторах 5. Измерение индуктированного в катушках 6, 6' напряжения происходит без тока (высокоомно), чтобы не оказывать влияния на поле индукторов 5 (и, при необходимости, дополнительных катушек). Катушки 6, 6' представляют собой такие катушки, которые имеют один или несколько витков проводящей металлической проволоки (например, медной проволоки). При изготовлении катушки 6, 6' наматывают вокруг средней точки в форме круга, овала, прямоугольника и т.п.
Как видно из фиг.1, каждые две катушки 6, 6' (показана только одна пара катушек) расположены в электромагнитном поле индукторов 5 по отношению друг к другу, образуя геометрически противоположную пару. При этом катушки 6, 6' одной пары расположены между индуктором 5 и стальной полосой 1; по отношению к средней плоскости 7 направляющего канала 4 они расположены зеркально, то есть положение Н катушек 6, 6' по высоте, положение L катушек 6, 6' по ширине (фиг.2) и расстояние Х1, Х2 катушек 6, 6' от индуктора 5 одинаковы. Следует отметить, что равенство расстояний Х1, Х2 является необязательным условием.
Когда металлическое изделие 1 находится между индукторами 5 и, тем самым, между катушками 6, 6' в электромагнитном поле, в зависимости от положения s изделия 1 изменяется индуктированное напряжение в катушках 6, 6'. Это объясняется обратной связью изделия 1 в магнитном поле. Предложенная концепция ориентирована, следовательно, на комбинацию расположения индукторов и положения измерительных катушек внутри магнитного поля, причем используется эффект взаимодействия изделия 1 с магнитным полем.
Использованный эффект поясняется следующими физическими рассуждениями.
В катушках 6, 6' в соответствии с известным принципом электромагнитной индукции индуктируется следующее напряжение:
UInd=-n dφ/dt
где
UInd - индуктированное напряжение в катушке;
n - число витков катушки;
dφ=B d/A - магнитная плотность потока, где
А - площадь катушки перпендикулярно магнитному полю;
В - напряженность магнитного поля.
Таким образом, индуктированное напряжение UInd в катушке 6, 6' пропорционально напряженности поля в месте расположения катушки. За счет образования разности индуктированных напряжений UInd1 в катушке 6 и UInd2 в катушке 6' между катушками в электромагнитном поле индукторов 5 без расположенного между катушками 6, 6' изделия 1 возникает соответствующий положению катушек 6, 6' разностный сигнал, то есть разность UInd напряжений. При идеальных условиях и одинаковых расстояниях Х1, Х2 разность UInd напряжений между катушками 6, 6' равна нулю.
При помещении теперь изделия 1 между катушками 6, 6' в действующее электромагнитное поле этот разностный сигнал UInd катушек 6, 6' изменяется.
Когда изделие 1 занимает разные положения s между индукторами 5 и расположенными между ними катушками 6, 6', в зависимости от положения s возникают разные разностные сигналы катушек 6, 6'. Положение s изделия 1 возникает из разности локально неподвижных катушек 6, 6' и их расположения в соответствии с параметрами положения Н по высоте, положения В по ширине и расстояния Х1, Х2 от индуктора 5.
В катушках 6, 6' индуктируются, следовательно, напряжения UInd1 и UInd2 согласно отношению:
UInd1=-n1 dφ/dt f1 и UInd2=-n2 dφ/dt f2
где
UInd1 - индуктированное напряжение в катушке 6;
UInd2 - индуктированное напряжение в катушке 6';
n1 - число витков катушки 6;
n2 - число витков катушки 6';
f1 - коэффициент для катушки 6 в качестве функции положения металлического изделия и напряженности магнитного поля;
f2 - коэффициент для катушки 6' в качестве функции положения металлического изделия и напряженности магнитного поля.
Индуктированное в катушках 6, 6' напряжение измеряют в одной части измерительного устройства 8. За частью измерительного устройства 8, в которой происходит это измерение, включен формирователь 9 разности, в котором определяют разность UInd напряжений, то есть разность между индуктированным напряжением UInd1 в катушке 6 и индуктированным напряжением UInd2 в катушке 6'. За формирователем 9 разности в измерительном устройстве 8 расположен блок, в котором, исходя из разности UInd напряжений, можно сделать вывод о положении s изделия 1 относительно средней плоскости 7 направляющего канала 4. Заложенная здесь функциональная характеристика положения s изделия зависит от разности UInd напряжений.
За счет обратной связи расположенного между катушками 6, 6' изделия 1 и зависимого от положения полосы и от магнитного поля изменения отдельных, индуктированных в катушках 6, 6' напряжений возникает, тем самым, положение s изделия 1 в соответствии с измеренной разностью UInd напряжений по заложенной в измерительном устройстве 8 функции. Следовательно, простым и точным образом можно определить положение s изделия 1 и использовать его при регулировании положения стальной полосы.
Перечень ссылочных позиций
1 - металлическое изделие (стальная полоса)
2 - металл покрытия
3 - емкость
4 - направляющий канал
5 - индуктор
6 - датчик (катушка)
6' - датчик (катушка)
7 - средняя плоскость направляющего канала
8 - измерительное устройство
9 - формирователь разности
s - положение изделия
R - направление подачи
H0 - протяженность индуктора по высоте
Y - расстояние между индукторами
H - положение катушки по высоте
L - положение катушки по ширине
X1 - расстояние катушки 6 от индуктора
X2 - расстояние катушки 6' от индуктора
UInd1 - индуктированное напряжение в катушке 6
UInd2 - индуктированное напряжение в катушке 6'
UInd - разность напряжений
Claims (11)
1. Устройство для нанесения покрытия на металлическое изделие (1), в частности стальную полосу, погружением в расплав, в котором изделие (1) вертикально пропускают через заполненную расплавленным металлом (2) покрытия емкость (3) и расположенный перед ней направляющий канал (4), содержащее, по меньшей мере, два расположенных с обеих сторон от изделия (1) в области направляющего канала (4) индуктора (5) для создания электромагнитного поля, удерживающего металл (2) покрытия в емкости (3) и, по меньшей мере, один датчик (6, 6') для определения положения (s) изделия (1) в направляющем канале (4), отличающееся тем, что датчик для определения положения изделия (1) состоит из двух катушек (6, 6'), которые в направлении (R) подачи изделия расположены в пределах протяженности (Н0) индукторов (5) по высоте и между индукторами (5) и изделием (1).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки (6, 6') и индукторы (5) расположены симметрично по отношению к средней плоскости (7) направляющего канала (4).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки (6, 6') выполнены одинаковыми в виде проволочной обмотки без сердечника.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что катушки (6, 6') имеют один или несколько витков.
5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что проволока катушек (6, 6') состоит из меди.
6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что витки катушек (6, 6') имеют круглую, овальную или прямоугольную форму.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки (6, 6') соединены с измерительным устройством (8) для измерения индуктированных в катушках (6, 6') напряжений (UInd1, UInd2).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что измерительное устройство (8) рассчитано на высокоомное измерение индуктированных в катушках (6, 6') напряжений (UInd1, UInd2).
9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что измерительное устройство (8) содержит формирователь (9) разности, с помощью которого можно определить разность (UInd) обоих индуктированных в катушках (6, 6') напряжений (UInd1, UInd2).
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в направлении (R) подачи металлического изделия (1) в пределах протяженности (Н0) индукторов (5) по высоте и между индукторами (5) и изделием (1) расположено несколько пар катушек (6, 6').
11. Способ нанесения покрытия на металлическое изделие (1), в частности, стальную полосу, погружением в расплав, в котором изделие (1) вертикально пропускают через заполненную расплавленным металлом (2) покрытия емкость (3) и расположенный перед ней направляющий канал (4), посредством, по меньшей мере, двух расположенных с обеих сторон от изделия (1) в области направляющего канала (4) индукторов (5) создают электромагнитное поле для удержания металла (2) покрытия в емкости (3) и с помощью, по меньшей мере, одного датчика (6, 6') определяют положение (s) изделия (1) в направляющем канале (4), отличающийся тем, что для определения положения металлического изделия (1) предусмотрены, по меньшей мере, две катушки (6, 6'), которые в направлении (R) подачи металлического изделия расположены в пределах протяженности (Н0) индукторов (5) по высоте и между индукторами (5) и изделием (1), причем индуктированные в катушках (6, 6') напряжения (UInd1, UInd2) измеряют, измеренные напряжения вычитают друг из друга и полученное значение привлекают для получения индикатора положения изделия (1).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10255995.3 | 2002-11-30 | ||
DE10255995A DE10255995A1 (de) | 2002-11-30 | 2002-11-30 | Vorrichtung und Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005120688A RU2005120688A (ru) | 2006-01-20 |
RU2338003C2 true RU2338003C2 (ru) | 2008-11-10 |
Family
ID=32308877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005120688/02A RU2338003C2 (ru) | 2002-11-30 | 2003-11-15 | Устройство и способ нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8304029B2 (ru) |
EP (1) | EP1567686A1 (ru) |
JP (1) | JP4431049B2 (ru) |
KR (1) | KR101005894B1 (ru) |
CN (1) | CN100580131C (ru) |
AU (1) | AU2003282097B8 (ru) |
BR (1) | BR0316809A (ru) |
CA (1) | CA2507345C (ru) |
DE (1) | DE10255995A1 (ru) |
MX (1) | MXPA05005310A (ru) |
MY (1) | MY138270A (ru) |
PL (1) | PL213013B1 (ru) |
RU (1) | RU2338003C2 (ru) |
TW (1) | TWI319444B (ru) |
WO (1) | WO2004050941A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050107456A (ko) * | 2003-02-27 | 2005-11-11 | 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트 | 금속 스트립, 특히 강 스트립의 용융 도금 코팅 방법 및장치 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62235404A (ja) | 1986-04-05 | 1987-10-15 | Kobe Steel Ltd | 竪型炉内装入物の挙動検出方法 |
US4912407A (en) * | 1987-07-30 | 1990-03-27 | Allied-Signal Inc. | Non-contacting inductively coupled displacement sensor system for detecting levels of conductive, non-magnetic liquids, and method of detecting levels of such liquids |
JPH0586446A (ja) | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Nkk Corp | 金属ストリツプに対する溶融金属メツキ方法 |
JPH06108220A (ja) | 1992-09-29 | 1994-04-19 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶融金属めっき鋼帯の電磁力によるめっき付着量制御方法 |
JPH06136502A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-17 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶融金属めっき鋼帯の電磁力によるめっき付着量制御方法 |
DE4242380A1 (de) | 1992-12-08 | 1994-06-09 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten der Oberfläche von strangförmigem Gut |
IN191638B (ru) | 1994-07-28 | 2003-12-06 | Bhp Steel Jla Pty Ltd | |
DE19535854C2 (de) * | 1995-09-18 | 1997-12-11 | Mannesmann Ag | Verfahren zur Bandstabilisierung in einer Anlage zum Beschichten von bandförmigem Gut |
JPH1046310A (ja) | 1996-07-26 | 1998-02-17 | Nisshin Steel Co Ltd | シンクロールを使用しない溶融めっき方法及びめっき装置 |
JPH10110251A (ja) | 1996-10-07 | 1998-04-28 | Shinko Electric Co Ltd | 振動抑制装置 |
JPH10298727A (ja) | 1997-04-23 | 1998-11-10 | Nkk Corp | 鋼板の振動・形状制御装置 |
TW476679B (en) * | 1999-05-26 | 2002-02-21 | Shinko Electric Co Ltd | Device for suppressing the vibration of a steel plate |
FR2797277A1 (fr) | 1999-08-05 | 2001-02-09 | Lorraine Laminage | Procede et dispositif de realisation en continu d'un revetement de surface metallique sur une tole en defilement |
DE10014867A1 (de) * | 2000-03-24 | 2001-09-27 | Sms Demag Ag | Verfahren und Einrichtung zum Schmelztauchbeschichten von Metallsträngen, insbesondere von Stahlband |
SE0002890D0 (sv) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Po Hang Iron & Steel | A method for controlling the thickness of a galvanising coating on a metallic object |
DE10210430A1 (de) * | 2002-03-09 | 2003-09-18 | Sms Demag Ag | Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung von Metallsträngen |
-
2002
- 2002-11-30 DE DE10255995A patent/DE10255995A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-11-11 TW TW092131446A patent/TWI319444B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-11-15 US US10/536,871 patent/US8304029B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-11-15 JP JP2004556144A patent/JP4431049B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-11-15 WO PCT/EP2003/012791 patent/WO2004050941A1/de active Application Filing
- 2003-11-15 CA CA2507345A patent/CA2507345C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-11-15 EP EP03773714A patent/EP1567686A1/de not_active Withdrawn
- 2003-11-15 PL PL375349A patent/PL213013B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2003-11-15 KR KR1020057009603A patent/KR101005894B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-11-15 RU RU2005120688/02A patent/RU2338003C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-11-15 CN CN200380104586A patent/CN100580131C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-11-15 BR BR0316809-3A patent/BR0316809A/pt not_active Application Discontinuation
- 2003-11-15 AU AU2003282097A patent/AU2003282097B8/en not_active Ceased
- 2003-11-15 MX MXPA05005310A patent/MXPA05005310A/es active IP Right Grant
- 2003-11-28 MY MYPI20034563A patent/MY138270A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100580131C (zh) | 2010-01-13 |
AU2003282097B2 (en) | 2009-03-12 |
TW200413568A (en) | 2004-08-01 |
CA2507345A1 (en) | 2004-06-17 |
US8304029B2 (en) | 2012-11-06 |
PL375349A1 (en) | 2005-11-28 |
KR101005894B1 (ko) | 2011-01-06 |
AU2003282097A1 (en) | 2004-06-23 |
MXPA05005310A (es) | 2005-08-16 |
KR20050085182A (ko) | 2005-08-29 |
MY138270A (en) | 2009-05-29 |
US20070166476A1 (en) | 2007-07-19 |
EP1567686A1 (de) | 2005-08-31 |
PL213013B1 (pl) | 2012-12-31 |
CA2507345C (en) | 2011-10-25 |
WO2004050941A1 (de) | 2004-06-17 |
JP2006508244A (ja) | 2006-03-09 |
CN1717506A (zh) | 2006-01-04 |
DE10255995A1 (de) | 2004-06-09 |
RU2005120688A (ru) | 2006-01-20 |
TWI319444B (en) | 2010-01-11 |
JP4431049B2 (ja) | 2010-03-10 |
AU2003282097B8 (en) | 2009-03-26 |
BR0316809A (pt) | 2005-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2346076C1 (ru) | Способ и устройство для нанесения покрытия на металлическую полосу погружением в расплав | |
US20100112238A1 (en) | Method and device for hot dip coating a metal strand | |
RU2338003C2 (ru) | Устройство и способ нанесения покрытия на металлическое изделие погружением в расплав | |
JPS6363627B2 (ru) | ||
EP1313655B1 (en) | A device and a method for stabilising a web or a filament of ferromagnetic material moving in one direction | |
RU2313617C2 (ru) | Устройство для нанесения покрытия на непрерывные металлические заготовки погружением в расплав | |
US20100050937A1 (en) | Method and device for hot dip coating metal strip, especially metal strip | |
RU2309193C2 (ru) | Устройство для нанесения покрытия на непрерывно-литые металлические заготовки погружением в расплав | |
AU2004215221B2 (en) | Method and device for melt dip coating metal strips, especially steel strips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131116 |