TW200417625A - Method and device for hot-dip coating a metal strand - Google Patents

Description

200417625 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種將金屬條帶作熔浸鍍覆的方法，特別 是用於將鋼帶熔浸鍍覆者，其中該金屬條帶垂直通過一容 納熔融鍍覆金屬的容器及通過一條接在前面的導引通道該 衣置具有至少一電感器’设在該導引通道的區域中在金屬 條帶的兩側，以產生一電磁場，以將該鍍覆金屬保持在容 器中’其中’為了將金屬條帶在導引通道中的一中央位置 穩定化，故利用至少二個設在該金屬條帶兩側的附加線圖 產生另一電磁場，重疊到該電感器的電磁場。此外本發明 關於一種將金屬條帶作熔浸鍍的裝置。 【先前技術】 傳統的金屬帶的金屬熔浸鍍覆的設備有一維修密集的 部分，亦即鍍覆容器（它具有位在其中的設計所要鍍覆 的金屬帶的表面在鍍覆前要清洗除去氧化物剩餘物，並作 活化以與鍍覆金屬接合。因此之故，該金屬帶表面在鍍覆 剛要在-還原性的大氣中用熱程序處理。由於氧化物層先 前用化學方式或用刮磨方式除去，因此利用這種原性熱程 序可將表面活化，使它在熱程序之後變成純金屬元素性。 但隨著鋼帶表面活化，此鋼帶表面對周圍空氣中的氧 的親和力却會上升。為了防止空氣中的氧錢覆程序前會 再跑到鋼帶表面’故將這些鋼帶在—浸人嘴（T㈣hrtissei) 中從上放入該浸鍍槽中。由於「鍍覆金屬」呈液態，且人 們會利用重力配合吹離裝置調整鍍層厚度，但隨後的程序 200417625 一直到鍍金屬完全凝固為止鋼 覆容器中須轉向到垂直方向。 滾子在液態金屬中跑動。此滾 有很厲害的磨損。因此會造成 面停擺的情事。 f會有接觸，因此鋼帶在鑛 這點係利用一滾子達成，該 子受到液態鍍覆金屬作用而 生產作業中的停止運轉及全 由於鍍覆金屬需有所要的+ 晋妁小的鞑覆厚度（這種厚度係 全在微米範圍内變動），因此 _ — 此綱帶表面品質的要求很高。 运表不，5亥用於導引鋼帶的滾+的矣 _ J，衣于的表面也要有高品質，在 這些滾子表面的瑕失一般會造志細德 奴曰k成鋼帶表面損壞，這點也是 該設備常常要停止運轉的另一原因。 為了避免此一問題（它係與該在液態鍵覆金屬中跑動 的滚子的問題-起存在），故使用下方開口的鑛覆容器， 其下方區域有-導引通道以供鋼帶垂直向上通過，並使用 一電磁封閉件以作密封。在此該封閉件係一電磁電感器， 该電感器利用推回（zurtickdrangen)、泵動式、或束缚 (einschniiren)的電磁式交流場或漂移場工作、這種電磁場 將錢覆容器下方密封住。 這種解決方案的一個例子見於歐洲專利eP0673444B1 。依國際專利WO96/03533或日本專利JP 5086446的解決 方案也使用一電磁封閉件將鍍覆容器下方密封。 因此，固然可將非鐵磁性金屬帶鍍覆，但在大致鐵磁 性的鋼帶的情形會發生問題，亦即它在電磁密封件中由鐵 磁性而被吸向通道壁因此使鋼帶表面損壞。此外還有一問 4·鍍覆金屬與金屬帶本身會受電感性的場加熱至不容許 200417625 的程度。 :亥貫行之鐵磁性鋼帶在二個電感器之間通 道的位置，係為-種不穩定平衡。只有在導引通道中央^ 作用到鋼帶上的磁引力的和才會為零。當鋼帶—從其中 位置偏開，則它會較接 ”、 罨这益而離另一電感器較 遂=種偏開的原因可為鋼帶的平坦度的簡單誤差造成。 在此匕可為鋼帶沿跑動方向的波動[經由鋼帶寬帶方向 ，有中心趣屈aenterbuckle)、四分之_翹曲、邊緣波 右拍翼狀捲曲（Flatter)、十字弓狀、s形等]。與磁引力 關的感應作用，係隨其距電感器的距離加大 ㈣少。因此，引力也以相同方式隨著距電感器的距離： 加=應場強度的平方而減少。對於偏離的鋼帶，這表示 :隧者向-方向偏去，m向該電感器的引力就呈指數方式 杧加’而由另一電感器來的力量則呈指數方式減少，這二 種效果本身會加強，因此平衡很不穩定。 為了解決此問題，以及將金屬條帶準確地住導引通道 内作位置調節，在德專利时1 95 35 854 A1及DE 100 ^ 867 A1提出主張，依其中之構想，除了產生電磁漂移場的 線圈外，設有附加線圈，它們與一調節系統連接，且負責 使鋼帶在從中央位置偏離時，使之再回復原位。 、貝 ▲在這些習知的解決方案所顯出的缺點為：調節作用的 效率不足，以確保金屬條帶在導引通道的中央穩定地導引 k方面的一問題為導引通道下方的下轉向滾子與鍍覆槽 液上方的上轉向滾子之間跨張長度偏大，在生產設備中可 200417625 遠超過20米。這點得金屬條帶在引通 定位調節。 中更而要有效的 【發明内容】 因此本發明的目的在提供一種將金屬條帶熔浸趟 方法及其相開裝置。藉之可克服上述缺點。因此心的嗖 率改善，如在可用簡單方式將金屬條帶保持在導引通、首夕 央。 、中 逆種目的依本發明，在方法方面，其達成之道係為： 該導引條帶（1 )在導引通道（4)中的中央位置利用以下 步驟順序在一封閉的調節回路中穩定化： a) 測量金屬條帶（1)在導引通道（4)中的位置 (S)(S，）（S，，）； b) 測量電感器（5)的感應電流（Iind); c) 測罝附加線圈（6)中的感應電流（Ικ_); d) 依所有在步驟（a)〜（c)測得的參數（s)(u(丨κ。。》 而定作用到附加線圈（6)的感應電流（“。。『），以將金屬條帶 (1)保持在導引通道（4)中的中央位置。 因此’本發明的構想，係將這三個值檢出，即：金屬 條帶在導引通道中的位置、電感器中的感應電流、以及附 加線圈中的感應電流；且在調節金屬條帶的位置時，將它 們列入考慮；如此，調節回路的調整值又是附加線圈中的 感應電流。 利用這種進行方式，可以在調節時將由電感器（主線圈 )本身產生的磁場以及由附加線圈產生之重疊的磁場列入 考慮，因此整體上使調節作用的效率改善。 本發明之一第一次要特點在於 雷斑0 ▲ °亥用於作密封所產生的 門的上 匕係藉鼽一頻率在2赫〜2仟赫 1的乂 k電而產生。如不採此方法 俨 _ 乃忐也可用一種單相交流 每，匕係藉施一種頻率在2仟赫〜 ^ 10仟赫之間的交流電而 座生。 金屬條帶在導引通道中的位置特利用感應方式求出。 為了確保儘量正確地得知鋼帶位置，依本發明另一特 點，該位置係在導引通道中的某一區域求出。在此區域巾· 邊電感器的磁場及/或附加線圈的磁場沒有作用或者作用 很弱。但如不採此方式，也可在導引通道中的—個有這些 磁場的作用的區域中求出該位置。 因此，ό亥用於求出金屬條帶的位置的測量手段（測量線 圈）位在该電磁元件的區域之内或之外，其中該電磁元件 可為該電感器以及該附加線圈。 特別是可以將該測量手段設置在電感器的延伸範圍中 在附加線圈前方，或將該測量手段設置在電感器的延伸範 H 圍在中附加線圈旁，或將測量手段設置在電感器的延伸範 圍外。也可將這些設置方式組合。 用於將金屬條帶作炼浸鍍覆的本發明的裝置[它具有至 少二個設在導引通道的區域中在金屬條帶兩侧的電感器， 以產生一電場，以將鍍覆金屬保持在容器中，並具有至少 二個設在金屬條帶兩側的附加線圈，以產生一磁場，重疊 到電感器的磁場，以將金屬條帶在導引通道的中央位置穩 11 200417625 定化]其特徵在於： 曰有=量手段以測量金屬條帶在導引通道中的位置以測 量電感器中的感應電流，以及測量附加線圈中的感應電流 並有凋$手段，匕適用於依所測量的參數控制該附加線 圈中的感應電流，以將金屬條帶保持在導引通道中的一中 央位置。 該用於檢出金屬條帶在導引通道中的位置的測量手段 宜為一電感式測量接受器。 曰此外，該用於檢出金屬條帶在導引通道中的位置的測 量手段，沿金屬條帶的運送方向看，係設在電感器的延伸 範圍：。但也可將該測量手段設在電感器的延伸範圍以外 在^•-種If形’都可以將該用於檢出金屬條帶在導引通 道中的位置用的測量手段（沿金屬條帶的運送方向看）設置 在附加線圈的延伸範圍之外。如此可確保金屬條帶位置準 確地檢出。 最後一點，依另一特點，可將數個測量手段設在（沿金 屬條帶運送方向看)的不同位置，以檢出金屬條帶在導引 通道中的位置。在此，個別的測量手段可設在電感器或附 加線圈的電磁場之内或之外。 圖式中顯示本發明一實式例。 【實施方式】 此測量裝置有一容器⑻，充以熔融鍍覆金屬（2)，該 炼融錢覆金屬可為例如辞或銘。所要鑛覆的金屬條帶⑴; 呈鋼π形式）垂直向上沿運送方向過容器⑻。在此位 12 200417625 置叮看出’基本上也可以將金屬條帶（1)從上往下通過容器 (3)。為了使金屬條帶（1)通過容器（3)，故該容器（3)底區 域係開放者；此處導引通道（4)係呈過度跨張的大小或寬度 顯示。 為了使熔融鍍覆金屬（2)不能通過導引通道（4)向下流 出’故在金屬條帶（1)兩側有二個電磁電感器（5)，它們產 生一磁場，該磁場將上推力作用在熔融鍍覆金屬（2)中，該 上推力與鍍覆金屬（2)的重力抗衡，因此將導引通道（4)下 方密封。 該電感器（5)係二個對立設置的交流場電感器或漂移場 電感器，它們在2Hz〜ΙΟΚΗζ操作，並且構建一個垂直於運 运方向的電磁橫場。較佳的頻率範圍對於單相系統（交流 場電感器）係在2KHz〜ΙΟΚΗζ間，對於多相系統（例如漂 移場電感器）係在2Hz〜2KHz間。 其目的係在於將導引通道（4)中的金屬條帶保持住

，使它儘是確定地位在一位置，且宜在導引通道（4)的中央 平面（7)中。 X 位在該二對立的電感器（5)之間的金屬條帶（丨）一般在 電感器間施加一電磁場時，係被吸往較近的那個電感器， 其中吸力隨著接近一電感器而增加，這點造成鋼帶中心位 置高度不穩定。因此在裝置操作時有一問題，即金屬條帶 (1)由於電感器的吸引力而不能自由地從中央在該動作之電 感器之間通過導引通道（4)。 因此，為了使金屬條帶（1)在導引通道（4)的中央平面 13 200417625 (⑴中穩定化，故在導引m道⑷或金屬條帶⑴兩側設有 附加線圈。它們係受一調節手段⑽控制，使得電感器⑸ 與附加線圈⑻的磁場的重疊場經常保持在導引通道⑷中 的中央。 β因此，利肖該附加線圈⑻可各依控制將電感器（5)的 磁場放大或減弱（減到密封所需的最小場強度）。用此方式 可影響金屬條帶（1)在導引通道（4)中的位置。 為此首先將化號S、S，或S”送到該調節手段（丨〇 )， 邊#號係代表金屬條帶（1)在導引通道（4)中的位置。位置 S、S’或S”利用位置測量手段⑺（7，）或（7，，）求出，該位置 測州係為電感式路徑感測器。因此，金屬條帶⑴在電 感器（5)之間的位置係在電磁場中用電感方式求出，其中利 用金屬條帶在磁場中的回輕作用。 此外，該調節手段（10)被供以由電流測量手段（8)求出 的在電感H⑸中的感應電流——電流！Ind，或者在附加線 圈（6)中的感應電流--電流IK()FF。 在調節手段（ίο)中存有演算法（Algonithm)，它們係由 該三個參數著手··金屬條帶（1)在導引通道中的位置 (S)(s’）或（S”）、電感器（5)中的感應電流Iind、以及附加線 圈（6)中的感電流IKQrr— —發出一個新的調整信號（呈感應 流lK〇rr形式）到該附加線圈（6)。用此方式，在調節回路中 將金屬條帶（1)的位置保持，使金屬條帶（丨）的位置從中央 平面（11)偏差的值為最小，換言之，該值S、§，、S”儘可 能為零。 200417625 如圖所示，金屬條帶（1)在導引通道（4) /丁的位罝 S、 S’、S”分別利用位置測量手段（7)(7，）及（7，，）求出，其中々 位置測量手段⑺—沿運送…看—係位在電感： (5)上方，位置測量手段（7，）位在電感器（5)下方，而位置 測量手段（7”）位在電感器（5)的區域中。圖示中，所有三個 位置測量手段（7)(7，）（7，，）設在附加線圈（6)的區域之外。 由該位置測量手段（7)(7，）（7，，）所測的值可在調節手段（1〇) 中產生一平均值。 由於位置測量手段（7)(7，）及（7，，）係為電感式路徑感測 器因此由電感器（5 )及附加線圈（6 )引起的磁場的影響保 持儘量地小。這點可藉著將位置測量手段（7)或（7，）設在電 感器（5)的延伸範圍之外而確保。然而，如圖所示，有一位 置測量手段[在此情形中為（7，，）]位在電感器（5)的區域中。 即使圖式中位置測量手段（7)(7，）位在附加線圈（6)的 作用範圍外，它們基本上也可以設在電感器（5)或附加線圈 (6)的作用範圍中。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 第1圖係經一溶浸鍍覆裝置的示意剖面圖，並顯示一 條通過該裝置的金屬條帶。 (二） 元件代表符號 (1) 金屬條帶 (2) 鑛覆金屬 (3) 容器 15 200417625 (4) 導引通道 (5) 電感器 (6) 附加線圈 (7) 位置測量手段 (7，) 位置測量手段 (7”） 位置測量手段 (8) 電流測量手段 (9) 電流測量手段 (10) 調節手段 (11) 中央平面 S 金屬條帶在導引通道中的位置 S’ 金屬條帶在導引通道中的位置 S” 金屬條帶在導引通道中的位置 I Ind 電感器中的感應電流 IK〇rr 附加線圈中的感應電流 R 運送方向 16

Claims (1)

1. 200417625 拾、申請專利範圍： 1 · 一種將金屬條帶（1)作熔浸鍍覆的方法，特別是用於 將鋼帶熔浸鍍覆者，其中該金屬條帶（1)垂直通過一容納熔 融鐘覆金屬（2)的容器（3)及通過一條接在前面的導引通道 (4)該裝置具有至少二個電感器（5)，設在該導引通道（4)的 區域中在金屬條帶（1)的兩側，以產生一電磁場，以將該鍍 覆金屬（2)保持在容器（3)中，其中，為了將金屬條帶（1)在 導引通道（4)中的一中央位置穩定化，利用至少二個設在該 金屬條帶（1)兩側的附加線圈（6)產生另一電磁場，重疊到 該電感器（5)的電磁場，其特徵在·· 該導引條帶（1)在導引通道（4)中的中央位置利用以下 步驟順序在-封閉的調節回路中穩定化： J里金屬條帶（1)在導引通道（4)中的位置 (S)(s，）（s，，）； b)測量電感器（5)的感應電流（Iind); C)’則里附加線圈（6)中的感應電流（Ικ。。》； —d)依所有在步驟（a)〜（c)測得的參數（s)(、d)(丨κ。。》 而疋作用到附加線圈⑻的感應電流（Ικ_)，間金屬條帶 (1)保持在導引通道（4)中的中央位置。 、 2·如申凊專利範圍第1項之方法，其中： 该電磁場為一多相式漂移場，它係藉施 〜2仟赫之間的交流電而產生。 年在2赫 3.如申凊專利範圍第1項之方法，其中： 该電磁場為-單相式交流場，它係藉施-頻率在2仟 17 赫10仵赫之間的交流電而產生。 4.如申請專利範圍第！或第 該金屬條帶⑴在導引通道m由方法’其令： 用感應方式求出。 的位置（s)(s’）（s，，）係 5.如申請專利範圍第i或第2項之方法 . 广置(购⑺係在導引通道⑷的一區. ，在此區域中，該雷咸哭W、l L ^中求出 ,η ^ 3 w ()的磁場及/或附加線圈（6)的磁 场無作用或只有很弱的作用。 、)的磁 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 在此位ΐ: (’s:(!xs:)在導引通道⑷的-位置中求出， ，遠電感θ (5)的磁場及/或附加線圈的磁 作用。 穷另 •種用於將金屬條帶熔浸鍍覆的裝置，特別是用於 將鋼帶熔浸鍍覆者，其中該金屬條帶⑴垂直通過一容納熔 融鍍覆金屬(2)的容器(3)及通過一條接在前面的導引通道 (4)該裝置具有至少二個電感器（5)，設在該導引通道（4)的 區域中在金屬條帶（1)的兩侧，以產生一電磁場，以將該鍍 覆金屬（2)保持在容器（3)中，其中，為了將金屬條帶（1)在 導引通道（4)中的一中央位置穩定化，故利用至少二個設在 該金屬條帶（1)兩側的附加線圈（6 )產生另一電磁場，重疊 到該電感器（5 )的電磁場，其特徵在： 有測量手段（7)(7，）（7，，）（8)(9)以測量金屬條帶（1)在 導引通道（4)中的位置（S)(S，）（S，，），以測量電感器（5)中的 感應電流（IInd)，以及測量附加線圈（6)中的感應電流，並 200417625 依所測量的參數 線圈（6 )中的感應電流 弓I通道（4)中的一中央 有調節手段（10)，它適用於 (3)(3’）（3’’）（1-)(^控制該附加 (I Koor )，以將金屬條帶（1 )保持在導 位置。 8·如申請專利範圍第7項之裝置，其中： 該用於檢出金屬條帶⑴在導弓丨通道⑷中的位置 (S^’）（s”）的測量手段⑺（7，）（7，，）係—種感應式測量感 測器。 〜 9·如申請專利範圍第7項之裝置，其中： 該用於檢出金屬條帶（1)在導引通道（4)中之位置 (s)(s，）（s”）的測量手段⑺（7，）（7”）沿金屬條帶⑴運送方 向（R)看係設在電感器（5)的延伸範圍内。 10·如申請專利範圍第7或第8項之裝置，其中： 忒用於檢出金屬條帶〇)在導引通道（4)中的位置 (S)(s’）（s”）的測量手段⑺（7，）（7’，）沿金屬條帶⑴的運送 方向（R)看係設在電感器（5)的延伸範圍外。 11 ·如申請專利範圍第7或第8項之裝置，其中： 該用於檢出金屬條帶（丨）在導引通道（4)内的位置 (S)(s’）（s”）的測量手段（7)(7’）（7，’）沿金屬條帶（1)的運送 方向（R)看係設在附加線圈（6)的延伸範圍外。 12.如申请專利範圍第7或第8項之裝置，其中： 設有數個測量手段（7)(7，）（7，，）以檢出金屬條帶（1)在 導引通道（4)内的位置，沿金屬條帶（丨）的運送方向（R)看， 它們係設在不同的位置。 19