使由鐵磁材料制成的帶穩(wěn)定并減小其變形的電磁設(shè)備及相關(guān)工藝的制作方法
【專利摘要】一種電磁設(shè)備（1），用于在由鐵磁材料制成的帶（4）供給在用熔融金屬涂覆相同帶的系統(tǒng)中期間通過應(yīng)用力的分布而使帶穩(wěn)定并且使其變形降到最小，該力的分布在橫向于帶的方向上是連續(xù)的，而不管其寬度。該設(shè)備包括第一電磁體和相對于所述帶（4）的所述理論通過線（50）與第一電磁體成鏡像的第二電磁體。每個電磁體包括芯，該芯包括一個極和圍繞極纏繞的一個供給線圈。該電磁設(shè)備包括由鐵磁材料制成的連接元件（26）以及由鐵磁材料制成的連接元件（26’），連接元件（26）連接第一電磁體（15、15’、15’’、15’’’）的芯，連接元件（26’）連接第二電磁體（16、16’、16’’、16’’’）的芯。連接元件（26、26’）關(guān)于帶（4）的理論通過線（50）成鏡像。
【專利說明】使由鐵磁材料制成的帶穩(wěn)定并減小其變形的電磁設(shè)備及相關(guān)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明落入用于涂覆由鐵磁材料制成的平面體例如鋼帶的工藝和系統(tǒng)的范圍內(nèi)。具體地，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，該設(shè)備用于使由鐵磁材料制成的金屬帶穩(wěn)定在用熔融金屬涂覆相同的金屬帶的工藝(例如，電鍍工藝)的范圍內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種用熔融金屬涂覆金屬帶的包括所述電磁設(shè)備的系統(tǒng)。最后，本發(fā)明涉及一種用于使由鐵磁材料制成的帶例如金屬帶穩(wěn)定和/或校正其變形的工藝。
[0002]摶術(shù)現(xiàn)狀
[0003]如已知的，由鐵磁材料制成的帶例如金屬帶通過合適的涂覆工藝涂覆在外部。參照圖1，第一常規(guī)涂覆工藝提供金屬帶4在容納在罐111中的熔融金屬浴中的通過。金屬帶4以一定的傾角從罐111的頂部進入浴7中并且借助于浸沒在罐中的輥2、3沿著在垂直方向引導離開罐。特別地，為了獲得金屬帶4的軌道，布置了被稱為“沉沒輥”的輥2，同時還設(shè)置校正棍3以部分地校正金屬帶4的也被稱為“十字弓(crossbow)”的變形,并且用于金屬帶4的局部穩(wěn)定。
[0004]用于除去過量涂覆的單元安裝在罐111的下游，即在熔融金屬浴7的輸出處，該單元由擦拭金屬帶4的表面以便將過量的熔融金屬朝著浴7送回的氣刀(空氣或惰性氣體)或磁刀5組成。然后，金屬帶4借助于沿著帶自身的運輸方向垂直地布置的噴射冷卻器5'經(jīng)歷冷卻。然后，金屬帶4在與上輥自身接觸后不損害涂覆表面的質(zhì)量的條件下到達上輥
6。因此，這種涂覆工藝需要金屬帶4被垂直地支撐以便僅僅在兩個點之間維持拉伸，這兩個點的距離通常在30和50米之間。
[0005]參照圖2，代替利用大的熔融金屬罐(多達400噸)，近期已經(jīng)研發(fā)涂覆工藝來提供相對小的磁性容量罐IlP。這樣的罐IlP不含有機械移動部件,而是包括電磁設(shè)備8，熔融金屬浴借助于該電磁設(shè)備8在金屬帶4沿著垂直方向上經(jīng)過浴時保持懸浮。更準確地，金屬帶4從位于罐自身的底部上的進入開口 9進入磁性密封罐111'，然后其從與進入開口相對的排出開口出來。
[0006]在圖1和圖2所描述并且圖示的兩種涂覆工藝中，使金屬帶4遭受主要由噴射冷卻劑5'和刀5的存在而引起的振動。在圖1中的工藝的情況下，應(yīng)用的機械引導構(gòu)件特別是輥2、3的間隙是振動的來源，而在圖2中的工藝的情況下，用于熔融金屬7的懸浮的電磁設(shè)備8是振動的另一個來源。如以上已經(jīng)表明的，在圖1的工藝中，由于接近于浸沒的輥
2、3而發(fā)生金屬帶的局部塑化，金屬帶還受靜態(tài)變形(十字弓)的影響。這種現(xiàn)象還強烈地干擾金屬帶4的供給穩(wěn)定性。此外，在圖2中的工藝的條件下，金屬浴7的下自由表面也可能受到金屬帶4的振動的干擾，且然后從表面自身噴射出熔融金屬的飛濺物。
[0007]這些缺點決定了沿著金屬帶4的涂覆厚度的變化，需要的是提供相對于產(chǎn)品的分類所需的涂覆的較厚涂覆。如實際上已知的，參考標準限制了不應(yīng)超過的涂覆厚度的最小閾值。金屬帶4的振動和靜態(tài)變形實際上引起了涂覆的不均勻分布以及氣刀和/或電磁刀的功能的降低的效力，氣刀和/或電磁刀因此必須以較大的距離來操作以防止與金屬帶的意外接觸。就這一點而言，應(yīng)注意，通常提供過量涂覆，這至少例如確保金屬帶4的95%所需的最小閾值。在其它情況下，帶的供給速度降低，且生產(chǎn)率后續(xù)地且不利地降低。
[0008] 還應(yīng)注意，在圖2中的工藝的情況下，液體金屬飛濺物通過罐111'的進入開口 9的噴射還負面地影響涂覆的質(zhì)量。事實上，這樣的飛濺物粘附在金屬帶4的活化表面上，在進入金屬浴7之前飛濺物與金屬帶4的活化表面立刻反應(yīng)。這樣的現(xiàn)象在金屬帶4的表面上產(chǎn)生具有不同合金成分的點，且因此產(chǎn)生了金屬帶4的差的質(zhì)量。
[0009]因此，以上考慮揭示了對于在相關(guān)的涂覆工藝期間，且具體地在金屬帶4在含有熔融金屬的罐的上游和/或下游的供給期間，盡可能地降低金屬帶4上的振動和變形的需求。已經(jīng)研發(fā)電磁設(shè)備以改進安裝在振動將被降到最低的區(qū)域中(例如，靠近氣刀所定位的區(qū)域)的金屬帶的穩(wěn)定性。
[0010]圖3是關(guān)于電磁設(shè)備的視圖，該電磁設(shè)備當前被用于在金屬帶4的供給期間在帶的涂覆工藝的范圍內(nèi)使金屬帶4局部地穩(wěn)定。圖3中的設(shè)備由多對電磁致動器10、10’、10’’、10’’’組成，該多對電磁致動器中的每一對由彼此相互面對的兩個電磁體形成。電磁致動器的所有對按照與金屬帶4的運輸方向100的方向正交的方向100’與電磁致動器的至少一個另外的對對齊。每對電磁致動器供給有借助于功率放大器供應(yīng)的電流，該功率放大器可以既用開環(huán)回路又用閉環(huán)回路來控制。確定供給一對電磁體中的電磁體的電流的水平的控制信號根據(jù)操作信息而產(chǎn)生，操作信息例如金屬帶4相對于理論通過線(pass-line)的實際位置、涂覆的厚度和均勻性、金屬帶4的厚度和/或?qū)挾然蛘哌€有速度線。具體地，在圖3所圖示的示例中，信號來自適合于檢測金屬帶4相對于理論通過線的位置的位置傳感器11、11’、11’ ’、11’ ’。更準確地，每個傳感器信號被用于激活與相應(yīng)的一對電磁體的彼此面對的電磁體。實質(zhì)上，由位置傳感器11、11’、11’’、11’’提供的每個信號具有控制相應(yīng)的一對電磁體10、10’、10’’、10’’’的目的。因為這個原因，傳感器11、11’、11’’、11’’的數(shù)目必然對應(yīng)于多對電磁體10、10’、10’’、10’’’的數(shù)目。
[0011]圖4是圖3的設(shè)備的俯視圖并且顯示了金屬帶4上的電磁體的動作。具體地，每對電磁體10、10’、10’’、10’’’中的電磁體將力施加在金屬帶4上，其合力14、14’、14’’在金屬帶4上作用在非常精確的點上，然而，該非常精確的點并不相應(yīng)于理論點15、15’、15’’，合力自身應(yīng)施加到該理論點15、15’、15’’以使金屬帶4真正地穩(wěn)定(B卩，與理論平面50相一致)，即，以阻擋其振動并且補償其靜態(tài)變形。
[0012]由以上清楚的是，有限數(shù)量的電磁體不允許校正金屬帶4可以采取的所有可能構(gòu)型。同樣地，還應(yīng)注意，有限數(shù)量的電磁體決定了關(guān)于施加在金屬帶4的邊緣4’上的力的效果的另外問題。由每個電磁體施加的合力實際上取決于金屬帶4的面對電磁體的部分的延伸部，且因此隨著帶的橫向尺寸(寬度4’ ’ )的變化而變化(參見圖7)。
[0013]就這一點而言，圖5和圖7各自顯示了金屬帶4以及由四個電磁體13施加的力。這兩個附圖在電磁體13之間的相互距離上以及金屬帶4的不同的寬度4’ ’上彼此不同。應(yīng)注意，局部地施加由四個電磁體13產(chǎn)生的力，使得這些力在金屬帶4的邊緣4’處是不起作用的。這種情況引起了電磁體13上的供應(yīng)電流的必然增加以達到補償變形所需的水平。然而，這決定了電磁體13的快速飽和以及可能的超載問題。
[0014]參照圖6，對圖5中的解決方案的明顯改進可通過增加沿著橫向方向100’布置的電磁體13的數(shù)目且因此通過使電磁體盡可能靠近在一起而獲得。然而，該解決方案可能導致作用在金屬帶4上的力的大體“鋸齒狀”分布以及驅(qū)動各種電磁體13所需的功率供應(yīng)和纜線的數(shù)目的顯著增加，且然后在設(shè)備的控制和相關(guān)成本方面也增加了設(shè)備的復雜性。
[0015]用于使金屬帶4穩(wěn)定的電磁設(shè)備的另一個示例在專利申請W02006/101446中示出，其中為了解決系統(tǒng)適應(yīng)于帶的寬度變化的問題，提供了最小數(shù)目為三個的電磁體，其適合于消除帶的三個主要的振動模式的形狀。在專利申請EP1784520中，布置側(cè)磁體以使金屬帶局部地穩(wěn)定，該側(cè)磁體被制成可移動的以便根據(jù)金屬帶的寬度調(diào)整其位置，即，以便在需要的情況下將力至少集中在帶的邊緣處。明顯的是，所指出的最后兩個解決方案當然不能被認為是符合要求的，因為其只在存在某些振動模式形狀時是相對地有效的，即，在某些以及定義好的不穩(wěn)定條件下是相對地有效的。
[0016]發(fā)明概沭
[0017]因此，本發(fā)明的首要任務(wù)是提供一種電磁設(shè)備，其用于在涂覆帶的工藝期間使由鐵磁材料制成的帶例如金屬帶穩(wěn)定并且降低其變形。在這一任務(wù)的范圍內(nèi)，本發(fā)明的一個目的是提供一種電磁設(shè)備，其能夠有效地降低鐵磁帶的振動并且能夠補償在帶中產(chǎn)生的任何靜態(tài)變形(十字弓)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種設(shè)備，其能夠在基于液體金屬的電磁懸浮的工藝的范圍內(nèi)消除由熔融金屬的懸浮所需的磁場所引起的液體金屬泄漏。本發(fā)明的非最后的目的是提供一種可靠且易于以有競爭力的成本制造的設(shè)備。
[0018]因此，本發(fā)明涉及一種電磁設(shè)備，其包括第一電磁體，該第一電磁體沿著與所述金屬帶的第一理論通過線平行且與帶的運輸方向正交的方向?qū)R，帶的運輸方向又與所述理論平面平行。該電磁設(shè)備還包括第二電磁體，該第二電磁體位于相對于金屬帶的所述理論通過線與所述第一電磁體成鏡像的位置。電磁體中的每個包括包含至少一個極(pole)和圍繞所述極纏繞的一個供給線圈的芯。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備還包括由鐵磁材料制成的第一連接元件以及由鐵磁材料制成的第二連接元件，該第一連接元件連接第一電磁體的所述至少一個極，該第二連接元件連接第二電磁體的所述至少一個極。這樣的第二連接元件位于相對于所述金屬帶的所述理論通過線與所述第一連接元件的位置大體上成鏡像的位置。
[0020]此外，本發(fā)明的一個另外的方面涉及用于涂覆由鐵磁材料制成的帶的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，以上問題借助于在由鐵磁材料制成的帶的供給期間使該帶穩(wěn)定和/或校正其變形的工藝來解決，該工藝借助于以上設(shè)備來實施，所述工藝包括以下步驟:
[0022]-產(chǎn)生第一獨立磁場和在相對于所述帶的理論通過線與所述第一獨立磁場成鏡像的位置處的第二獨立磁場；
[0023]-通過用于輸送并分布磁場的第一裝置輸送并分布所述第一磁場，以便產(chǎn)生沿著與所述帶平行的橫向方向分布的第一連續(xù)磁場；
[0024]-借助于用于輸送并分布磁場的第二裝置輸送并分布所述第二磁場，以便在由與用于輸送并分布磁場的所述第一裝置產(chǎn)生的所述第一連續(xù)磁場成鏡像的位置產(chǎn)生沿著所述橫向方向分布的第二連續(xù)磁場。
[0025]附圖簡沭
[0026]鑒于借助于附圖對根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備的通過非限制性示例的方式公開的優(yōu)選但非排他的實施方案的詳細描述，本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中:
[0027]-圖1和2分別是關(guān)于用于涂覆金屬帶的第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)的示意圖；
[0028]-圖3和4分別是從現(xiàn)有技術(shù)已知的電磁設(shè)備的透視圖和俯視圖；
[0029]-圖5、6和7是關(guān)于從現(xiàn)有技術(shù)已知的電磁設(shè)備的另外的視圖；
[0030]-圖8是涉及根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備的第一實施方案的俯視圖；
[0031]-圖9和10是關(guān)于圖8中的電磁設(shè)備的可能應(yīng)用的視圖；
[0032]-圖11是根據(jù)權(quán)利要求8的電磁設(shè)備的透視圖；
[0033]-圖12、13、14和15是關(guān)于圖8和9中的電磁設(shè)備的可能的操作模式的視圖；
[0034]-圖16和17分別是關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備的第二實施方案的俯視圖和透視圖；
[0035]- 圖18和19是關(guān)于圖8至11中的電磁設(shè)備的電磁體的可能的實施方案的側(cè)視圖；
[0036]-圖20和21是關(guān)于圖16至17中的電磁設(shè)備的電磁體的可能的實施方案的側(cè)視圖；
[0037]-圖22是關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施方案的透視圖。
[0038]在附圖中相同的數(shù)字和相同的參考字母標識相同的元件或部件。
[0039]發(fā)明詳沭
[0040]根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I可用于穩(wěn)定鐵磁帶(在下文中，更簡單地表示為“帶4”)并且使其變形(例如，十字弓)降到最小，優(yōu)選地在液體金屬涂覆工藝期間。具體地，電磁設(shè)備11特別適合用于在進行涂覆工藝的系統(tǒng)例如在圖1中或在圖2中示意性示出的系統(tǒng)的范圍內(nèi)使帶4穩(wěn)定。由以下描述將變得明顯的是，根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備是如何還可以不僅用于校正由鐵磁材料制成的帶的任何變形，而且還可能用于故意地引起帶的變形。
[0041]圖8至22涉及根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I的可能實施方案。根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I包括第一電磁體15、15’、15’’、15’’ ’和第二電磁體16、16’、16’ ’、16’ ’ ’。第一電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’沿著與帶4的理論通過線50大體上平行并且與平行于所述理論平面的運輸方向100正交的橫向方向100’對齊。類似地，第二電磁體16、16’、16’’、16’’’沿著也與帶4的理論通過線50平行并且與所述運輸方向100正交的方向?qū)R。更準確地，相對于所述理論平面50,第一電磁體15、15’、15’’、15’’’位于與由第二電磁體16、16’、16’ ’、16’ ’ ’所采取的位置成鏡像的位置。為了本發(fā)明的目的，措辭理論通過線50旨在指示在沒有振動和干擾的理想條件下帶4理論上應(yīng)該沿著其供應(yīng)的平面。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，第一和第二電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’ 中的每
一個具有芯，該芯包括至少一個極以及圍繞所述極纏繞并供給有電流的至少一個線圈，該電流的強度優(yōu)選地是可調(diào)節(jié)的。
[0043]根據(jù)附圖中所示的優(yōu)選實施方案，芯具有大體“E”形的結(jié)構(gòu)，即，包括三個極18、18’、18’’和將所述極18、18’、18’’彼此連接的軛(yoke) 19。所述極18、18’、18’’和所述軛19可由層壓或者非層壓的鐵磁材料制成。更準確地，芯包括第一極18、在相對于所述第一極18的提高位置的第二極18’，以及在所述第一極18和所述第二極18’之間的中間位置的中間極18’ ’。所述電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’中的每一個還包括圍繞所述極18、18’、18’’中的一個纏繞的至少一個供給線圈。在附圖中未顯示的可選擇的實施方案中，電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的芯可以只包括兩個極，線圈圍繞該兩個極中的至少一個纏繞。因此，電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的
芯可具有大體“C”形的結(jié)構(gòu)，而不是如以上所描述的結(jié)構(gòu)的“E”形結(jié)構(gòu)。
[0044]第一電磁體用于借助于供給相應(yīng)的線圈或多個線圈而在所述帶4的第一側(cè)上產(chǎn)生第一磁場的目的。因此,這樣的第一磁場獨立地產(chǎn)生和調(diào)節(jié)。換句話說,第一磁場中的每一個可具有相對于其它磁場由該線圈或多個線圈的不同供應(yīng)電流而產(chǎn)生的不同強度。類似地，第二電磁體16、16’、16’’、16’’’用于在與第一磁場中的一個第一磁場成鏡像的位置產(chǎn)生也獨立的第二磁場的目的。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，電磁設(shè)備I還包括由鐵磁材料制成的第一連接元件26以及由鐵磁材料制成的第二連接元件26’。第一連接元件26將第一電磁體15、15’、15’’、15’’’的芯彼此連接，而第二連接元件26’連接第二電磁體16、16’、16’’、16’’’的芯。第一連接元件26和
第二連接元件26’具有相對于理論供給平面50的鏡像位置。
[0046]具體地,在附圖中所不的實施方案中，第一連接兀件26將第一電磁體15、15’、15’’、15’’’的中間極18’’彼此連接，而第二連接元件26’連接第二電磁體16、16’、16’’、16’’’的中間極18’’。
[0047]圖8是涉及根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的第一實施方案的示意圖。第一連接元件26和第二連接元件26’優(yōu)選地以具有矩形截面的棒的形狀制成、由層壓或者非層壓的鐵磁材料制成。如以上所表明的，兩個連接元件26、26’具有相對于理論平面50的鏡像位置并且被布置為使得其縱向軸線103與電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的橫向?qū)R方向100’平行，即，與帶4的運輸方向100正交。具體地，根據(jù)優(yōu)選的實施方案，兩個連接元件26、26’具有沿著所述橫向方向100’測量的延伸部,該延伸部大于或等于沿著所述橫向方向測量的帶4的延伸部。
[0048]第一連接兀件26通過產(chǎn)生沿著橫向方向100’分布的第一連續(xù)磁場而起輸送并分布由第一電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’產(chǎn)生的第一磁場的目的。實質(zhì)上，由第一連接元件26產(chǎn)生的第一連續(xù)磁場包括在空間中分布的“第一磁場源”，其力線作用在帶4的橫截面的所有點上。類似地，第二連接元件通過在與由第一連接元件26產(chǎn)生的第一連續(xù)磁場成鏡像的位置產(chǎn)生沿著橫向方向100’分布的第二連續(xù)磁場而起輸送并分布由第二電磁體16、16’、16’’、16’’’產(chǎn)生的第二磁場的目的。實質(zhì)上，第二連接元件26’包括在與由第一連接元件26限定的第一源成鏡像的位置的空間中分布的“第二磁場源”。
[0049]通過對各種電磁體的線圈供給各種電流并且由于兩個鏈接元件26、26 ’，沿著帶4的整個橫截面獲得力在空間中的實質(zhì)上連續(xù)的分布，而不管帶4的寬度。為此目的，應(yīng)指出，在處理期間中，帶4的寬度也可以在相同的運動(campaign)期間變化幾倍。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備有利地實現(xiàn)力的預期分布， 而不管帶的寬度。還應(yīng)注意，不同于已知技術(shù)的設(shè)備，如何通過沿著帶4的整個長度均勻地產(chǎn)生連續(xù)且可變的力，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I不需要使用移動部件來移動力源以便也能夠?qū)⒘κ┘釉趲У倪吘壣稀?br> [0050]圖8中用虛線示出的情況表明金屬帶4的可能變形(在下文中，也表示為“金屬帶4的變形”)，而實線表明金屬帶4由于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I而獲得的位置。因此，通過改變設(shè)備I的電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的線圈的供給，除了獲得期望的力的定向以外，還可能獲得力沿著金屬帶4的整個截面(B卩，大體在兩個邊緣4’之間)的連續(xù)分布。這意味著，不同于通過傳統(tǒng)的設(shè)備所實現(xiàn)的，施加到金屬帶4的橫截面的每個點的是確定的力，該力的強度及其定向有助于使帶從理想狀態(tài)(理論平面50)的偏差降到最低。
[0051]例如,在圖8中的情況下,沿著金屬帶4的寬度的第一半的力45定向于第一方向上以使偏離正確的理論位置即偏離理論通過線50的第一偏差46降到最低。反而，金屬帶4的另一半受到定向在與第一方向相反的第二方向上的力45’，因為其偏離理論平面50的偏差的方向也是相反的。
[0052]代替地，圖9和圖10顯示了金屬帶4的其它可能變形，其可通過根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I來校正。特別地，應(yīng)注意，圖10中示出的變形與圖4中示出的變形是可比較的，如以上所表明的，其不可以通過傳統(tǒng)的電磁設(shè)備來有效地校正，該傳統(tǒng)的電磁設(shè)備提供僅僅施加到金屬帶的面對電磁體的截面部分的力的系統(tǒng)。代替地，根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I中所提供的兩個連接元件26、26’確定涉及金屬帶4的整個截面的力的分布。
[0053]從圖8、9和10中示出的示例，由電磁設(shè)備I提供的用來校正金屬帶4的任何變形的可能性是明顯的，即，大體上沿著理論平面50保持金屬帶4的可能性是明顯的。結(jié)果是，從功能的角度來看，根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I是高度通用的，因此，其可以在涂覆工藝的范圍內(nèi)使用，其在基于液體浴的電磁懸浮的涂覆的范圍內(nèi)既可用于校正由除去單元(氣刀或磁刀)產(chǎn)生的振動又可用于校正由輥產(chǎn)生的變形。
[0054]圖12至15顯示了力的另外的可能分布，該分布可通過合宜地改變供給電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的線圈的電流(以參考數(shù)字 23、23’、23’’、23’’ ’表示)的水平而獲得。僅僅僅為了簡化描繪，只在這些附圖中顯示了金屬帶4和第一電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’。圖13顯示了力的分布，且特別地相關(guān)的合力22的位置通過用第一水平的電流23供給當前電磁體中的一個(以參考數(shù)字15’)而獲得。代替地，在圖14中以圖解的方式顯示的力的分布由同時激活以兩種不同水平的電流23’’和23’’’供給的兩個電磁體15’和15’ ’來確定。最后，圖15中顯不的力的分布是同時激活兩個相鄰電磁體15’和15’’的結(jié)果，這兩個相鄰電磁體`15’和15’’的供給線圈以相同水平的電流23’供給。從圖13、14和15之間的比較注意到，施加力的合力22的點根據(jù)激活的電磁體的數(shù)目和位置并且還根據(jù)供給電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’的供給線圈自身的電流水平而改變。
[0055]圖18和圖19橫向地顯示了電磁體(以參考數(shù)字15表示)，其可被用于圖8至11中已顯示的設(shè)備。具體地，圖18顯示了優(yōu)選的實施方案，其中電磁體包括圍繞芯的中間極18’’纏繞的單一供給線圈17。這一解決方案有利地允許線圈的體積在高度上是被容納的。
[0056]代替地，圖19顯示了可選擇的解決方案，其中提供了三個供給線圈:圍繞中間極18’’纏繞的中間線圈17、圍繞第一極18纏繞的第一輔助線圈17’以及圍繞第二極18’纏繞的第二輔助線圈17’’。為了減小重量，所表示的供給線圈(中間線圈17和輔助線圈17’、17’’)也可以是水冷卻的。優(yōu)選地，極18、18’、18’’具有帶有矩形截面的棱柱形狀。
[0057]芯的軛19也具有帶有矩形截面的棱柱形狀并且連接三個極18、18’、18’’的端節(jié)段38，這三個極18、18’、18’’?？吭谂c所述理論平面50大體上平行的平面51上。中間極18’ ’在與連接到軛19的節(jié)段38相對的另一端節(jié)段38’處連接到相關(guān)的連接元件26。
[0058]參照圖11,所述連接元件26、26’中的每一個所需的最小截面是通過連接元件26自身連接的中間極18’’的長度32的平方的至少五分之一。具體地，這樣的長度32沿著與所述理論移動平面50大體平行的方向來測量。已看到，最佳均勻性通過大于或等于這樣的最小截面的截面由作用在金屬帶4上的力而獲得，而同時防止芯的飽和。
[0059]此外,參照圖18和圖19,根據(jù)優(yōu)選的實施方案,對于設(shè)備I的所述電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’中的每一個來說，第一極18和第二極18’不向前延伸超過連接到中間極18’’的相關(guān)連接元件26、26。這實質(zhì)上意味著，對于所述電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’中的每一個來說，相應(yīng)的連接元件26、26，離理論平面50的距離35小于或等于第一極18和第二極18’離理論平面50自身的距離35’(具體地，參見圖18)。為此目的，應(yīng)注意，離理論平面50的這樣的距離35’對于所述第一極18來說和對于所述第二極18’來說是相同的。
[0060]圖16和圖17涉及根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施方案。在這種情況下，設(shè)備I包括將第一電磁體15、15’、15’’、15’’’的軛19彼此連接的第一連接體27。設(shè)備I還包括將第二電磁體16、16’、16’’、16’’’的軛19彼此連接的第二連接體27’。特別地，第一連接體27將第一電磁體15、15’、15’’、15’’’的軛19的后節(jié)段彼此連接。措辭“后節(jié)段”實質(zhì)上意味著軛的離理論通過線50最遠的節(jié)段。如在圖16中以俯視圖示出的，第二連接體27’以完全類似的方式連接第二電磁體16、16’、16’ ’、16’ ’ ’的軛19的后節(jié)段。
[0061]圖20和圖21是顯示關(guān)于圖16和圖17中示出的電磁設(shè)備的電磁體的構(gòu)型的側(cè)視圖。具體地，圖20顯示了圍繞中間極18’ ’纏繞的一個單一線圈17的存在，類似于關(guān)于圖18中的解決方案所表明的。代替地，圖21顯示了提供類似于關(guān)于以上所描述的圖17中的解決方案所提供的三個線圈17、17’、17’’的解決方案。相對于以上關(guān)于圖18和圖19中的解決方案所描述的，圖20和圖21中的解決方案也被認為是有效的。
[0062]根據(jù)圖20和圖21中`準確地顯示的實施方案，第一連接體27和第二連接體27’以由層壓或者非層壓的鐵磁材料制成的板的形狀而獲得。具體地，這樣的板具有截面，按照與理論通過線50平行的方向測量的板的高度37大于或等于相同連接體所連接的軛19的每個高度。此外，桿形狀的所述連接體27、27’中的每一個具有按照與所述理論通過線50正交的方向測量的至少Imm的厚度。
[0063]已注意到，由電磁體施加到帶4上的力的甚至更大的分布和均勻性通過使用兩個連接體27、27’而獲得。為此目的，再此考慮圖16，相對于通過圖8中的設(shè)備可獲得的分布，注意到力45、45’的不同分布，帶4的變形是相等的。具體地，應(yīng)注意，相對于圖8中的解決方案，在圖16的解決方案中，力的更加漸進的分布是可獲得的，且因此對帶4的位置的甚至更有效的校正是可獲得的。還注意到，兩個連接體27、27’的存在還有利地減小了電磁體
15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的芯的飽和，且這涉及在設(shè)備I的可操作性方面的相關(guān)優(yōu)勢。
[0064]為此目的，圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I的另一個可能的實施方案，其中第一電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’的芯的軛19被制成單一件,即，單一體28。類似地,第二電磁體16、16’、16’’、16’’’的芯的軛19也被制成單一體(在附圖中未顯示)。
[0065]圖22中的解決方案顯著地增加了電磁設(shè)備I的磁效力，從而進一步限制關(guān)于飽和的問題。還注意到，對于這個進一步的解決方案，“單一體”28的使用通過也能夠有利地成形以形成該設(shè)備的金屬支撐結(jié)構(gòu)而對電磁設(shè)備I的結(jié)構(gòu)提供了增加的硬度。特別地，這樣的單一體28還可裝備有用于允許其例如在如圖1和圖2中示意的那些的用于涂覆帶4的系統(tǒng)內(nèi)定位的固定構(gòu)件。
[0066]對于以上描述的實施方案中的任一個,根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I包括適合于檢測帶4上的預定點相對于理論通過線50的位置的多個位置傳感器。根據(jù)位置傳感器的類型，其可以或多或少地靠近空間的第一側(cè)通過所述第一連接元件26來限定且與第一側(cè)相對的第二側(cè)通過所述以上描述的第二連接元件26’來限定的區(qū)域而定位。
[0067]對于以上描述的實施方案中的任一個來說，根據(jù)從以上傳感器得到的信息來控制設(shè)備I的電磁體15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的激活(B卩，電磁體的線圈的供給)。為此目的，電渦流傳感器的使用已顯示為是特別有利的。然而，應(yīng)理解，可使用其它類型的傳感器，例如，電容型傳感器或激光傳感器。
[0068]根據(jù)優(yōu)選的實施方案，電渦流傳感器的數(shù)目優(yōu)選地比設(shè)備I的電磁體的數(shù)目少。這些傳感器中的每一個被定位以便在預定點檢測帶4的位置，即，帶4離參考平面的偏差，所述參考平面可以是例如理論平面50。從這樣的傳感器得到的信號被發(fā)送到處理這些信號以重建帶(變形)的真實形狀的處理單元。具體地，處理裝置執(zhí)行從已知點起始的內(nèi)插函數(shù)，重建帶4的真實形狀。根據(jù)帶4的真實形狀，處理裝置確定待施加到帶的力的分布，以便使帶離理論通過線50的偏差降到最低。按照這樣的分布，用于控制電磁體的單元(可能對應(yīng)于處理單元)通過分配足以產(chǎn)生所需的力的電流水平來控制電磁體15、15’、15’’、15’’’、
16、16’、16’’、16’’’ 的供給線圈 17、17，、17” 的供應(yīng)。
[0069]應(yīng)注意，不同于傳統(tǒng)的機電設(shè)備，傳感器信號有利地用于同時控制對電磁設(shè)備的所有電磁體的供給。顯然，這允許更加準確并且一致的校正。此外，用于計算帶的變形的內(nèi)插函數(shù)的利用有利地允許減小將要應(yīng)用的傳感器的數(shù)目-且因此減少所包含的總成本。
[0070]根據(jù)優(yōu)選的設(shè)備，電 渦流傳感器位于帶4的兩側(cè)上，以便兩個兩個地處于相對于理論通過線50的對稱位置。已注意到，這種特別的布置允許通過從彼此相互面對的兩個傳感器之間的距離的知曉開始自動地校準測量系統(tǒng)，因為這樣的距離是已知的。傳感器的這種特別的布置還允許噪音被減小，該噪音由于由電磁體15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’產(chǎn)生的磁場的接近而可能在傳感器中的一個的信號上產(chǎn)生。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備允許完成預先設(shè)定的任務(wù)和目標。具體地，設(shè)備允許帶的振動和變形被降到最低。這涉及確保所需的最小涂覆閾值所需的過量涂覆的有利地降低。帶的增加的穩(wěn)定性還允許增加其生產(chǎn)線速度，并且這顯然地被轉(zhuǎn)化成降低的生產(chǎn)成本，即，增加的生產(chǎn)率。同時,涂覆的表面質(zhì)量大大地改進。從操作的角度來看,根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還被證明是高度通用的，因為其能夠有效地適合于金屬帶的不同寬度。
[0072]本發(fā)明還涉及用于涂覆金屬帶4的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括根據(jù)以上所描述的至少一個設(shè)備1，用于在金屬帶4的供給期間使金屬帶4的位置穩(wěn)定。在第一實施方案中，該系統(tǒng)可以屬于圖1中所示意的類型或者可選擇地屬于圖2中所示意的類型。在這兩種情況下，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于除去過量涂覆的單元。這樣的單元包括氣刀和/或磁刀。
[0073]根據(jù)第一安裝模式，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I可位于支撐結(jié)構(gòu)上，該支撐結(jié)構(gòu)還承載用于除去過量涂覆的所述單元。通過屬于電磁設(shè)備I的傳感器，該操作位置允許金屬帶4的實際位置是相對于除去裝置的氣刀5和/或磁刀已知的。這允許刀根據(jù)帶的實際位置接近/遠離，并且這在電磁刀的情況下轉(zhuǎn)化成氣能或電能的后續(xù)存儲。[0074]在圖2中的類型的系統(tǒng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明的電磁設(shè)備I還可位于磁懸浮罐111’的下面。這個位置允許減小由熔融金屬7的懸浮所需的強烈磁場的作用而引起的金屬帶4的振動。
[0075]用于使由本發(fā)明的鐵磁材料制成的帶4(例如，金屬帶)穩(wěn)定和/或校正其變形的工藝提供了在相對于帶4的理論通過線50與第一磁場成鏡像的位置產(chǎn)生第一獨立磁場和第二獨立磁場。該工藝提供了借助于用于輸送并分布磁場的第一裝置輸送并分布所述第一磁場，以便產(chǎn)生沿著與所述帶4平行的橫向方向100’分布的第一連續(xù)磁場。通過產(chǎn)生第二連續(xù)磁場并且分布在與相對于帶4的所述理論通過線50分布的所述磁場中的一個成鏡像的位置，根據(jù)本發(fā)明的工藝還提供了借助于用于輸送并分布磁場的第二裝置輸送并分布所述第二磁場。
[0076]第一磁場和第二磁場借助于包括至少一個芯和一個供給線圈的電磁體而產(chǎn)生。電流在供給線圈中的供應(yīng)產(chǎn)生了集中于相應(yīng)的電磁體的芯中的磁場。本質(zhì)上，單一供給線圈由在空間的集中區(qū)域中起作用的獨立磁場源組成。借助于用于輸送并分布磁場的第一裝置和第二裝置,第一磁場和第二磁場本質(zhì)上重新分布在空間中以便產(chǎn)生分布在空間中的第一源(即，第一連續(xù)磁場)和分布在空間中的第二源(即，第二連續(xù)磁場)。
[0077]在供給期間，帶4被布置在如此產(chǎn)生的兩個連續(xù)磁場之間以便帶4的橫截面的任何點均是磁化的，即，其遭受由連續(xù)磁場產(chǎn)生的力的作用。本質(zhì)上，帶4的磁化作為在分別由第一輸送和分布裝置以及第二輸送和分布裝置產(chǎn)生的第一磁場和第二磁場的存在下的反射活動而發(fā)生。力在帶4的橫截面的每個點上產(chǎn)生，就強度和方向而言，該力的分布相應(yīng)于通過輸送并分布由電磁體產(chǎn)生的第一磁場和第二磁場而產(chǎn)生的連續(xù)磁場中的一個連續(xù)磁場。
[0078]明顯的是，在以上描述的附圖中示出的實施方案中的電磁設(shè)備I準確地允許根據(jù)本發(fā)明的工藝實施。具體地，應(yīng)注意，在電磁設(shè)備I的情況下，第一磁場通過第一電磁體15、15’、15’’、15’’’產(chǎn)生,而第二磁場通過第二電磁體16、16’、16’ ’、16’ ’ ’產(chǎn)生。用于輸送并分布磁場的第一裝置由第一連接元件 26組成。類似地，用于輸送并分布磁場的第二裝置由與第一連接元件26成鏡像的第二連接元件26’組成。
[0079]應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的工藝可被用于在金屬帶的供給期間在生產(chǎn)工藝的范圍內(nèi)使該金屬帶穩(wěn)定并且使其變形降到最低，但是也可被用于引起然而不一定要減小和消除的由鐵磁材料制成的帶上的變形。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁設(shè)備(1)，用于在由鐵磁材料制成的帶(4)的供給期間 使所述帶(4)穩(wěn)定并減少所述帶(4)的變形，所述設(shè)備(I)包括: -第一電磁體(15、15’、15’’、15’’’)，其沿著與所述帶(4)的理論通過線(50)平行并且與所述帶(4)的運輸方向(100)正交的橫向方向(100’)對齊； -第二電磁體(16、16’、16’’、16’’’)，其布置在相對于所述帶(4)的所述理論通過線(50)與所述第一電磁體(15、15’、15’’、15’’’)成鏡像的位置， 其中所述第一電磁體和所述第二電磁體(15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’)中的每一個包括芯，所述芯設(shè)有至少一個極(18、18’、18’’)以及圍繞所述至少一個極(18、18’、18’’)纏繞的至少一個供給線圈(17、17’、17’’)，并且其中所述設(shè)備(1)還包括: -由鐵磁材料制成的第一連接元件(26)，所述第一連接元件(26)連接所述第一電磁體(15、15’、15’’、15’’’)的所述芯； -由鐵磁材料制成的第二連接元件(26’)，所述第二連接元件(26’)連接所述第二電磁體(16、16’、16’’、16’’’)的所述芯，所述第二連接元件(26’)放置在相對于由鐵磁材料制成的所述帶(4)的所述理論通過線(50)與所述第一連接元件(26)的位置大體上成鏡像的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁設(shè)備(1)，其中所述第一電磁體和所述第二電磁體(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一個包括: -第一極(18)； -第二極(18’)，其位于所述第一極(18)之上的位置； -中間極(18’ ’)，其被插入在所述第一極(18)和所述第二極(18’)之間； -軛(19)，其連接所述第一極(18)、所述第二極(18’)和所述第三極(18’’)； 并且其中由鐵磁材料制成的所述第一連接元件(26)連接所述第一電磁體(15、15’、15’ ’、15’ ’ ’)的所述中間極(18’ ’)，且其中由鐵磁材料制成的所述第二連接元件(26’ )連接所述第二電磁體(16、16’、16’’、16’’’)的所述中間極(18’’)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁設(shè)備(I)，其中所述設(shè)備(I)包括適合于測量所述帶(4)相對于所述理論移動平面(50)的位置的多個位置傳感器，所述電磁體(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一個的每個供給線圈(18、18’、18’’)按照所述帶(4)相對于所述理論移動平面(50)的所述位置來供給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁設(shè)備(I)，其中所述傳感器被放置在相對于所述帶(4)的所述理論移動平面(50)的相反側(cè)上，以便兩個兩個地處于相對于所述理論平面(50)的鏡像位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電磁設(shè)備(1)，其中所述至少一個供給線圈(17)圍繞所述中間極(18’’)纏繞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電磁設(shè)備(1)，其中所述電磁體(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一個包括: -中間供給線圈(17)，其圍繞所述中間極(18’’)纏繞； -第一輔助供給線圈(17’)，其圍繞所述第一極(18)纏繞； -第二輔助供給線圈(17’ ’)，其圍繞所述第二極(18’ )纏繞。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的電磁設(shè)備(1)，其中所述第一連接元件和所述第二連接元件(26、26’)具有按照所述橫向方向(100’)測量的延伸，所述延伸大于或等于同樣地沿著所述橫向方向(100’)測量的所述帶(4)的延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電磁設(shè)備(I)，其中所述第一連接元件和所述第二連接元件(26、26’)由桿組成，所述桿由層壓或者非層壓的鐵磁材料制成并且具有矩形截面，所述桿具有大于或等于通過所述桿自身連接的每個中間極(18’’)的長度(32)的平方的五分之一的截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電磁設(shè)備(I)，其中所述第一連接元件和所述第二連接元件(26、26’)中的一個距所述理論通過線(50)的距離(35)小于或等于所述第一極(18)和所述第二極(18’)距相同的理論平面(50)的距離(35’)，所述距離(35、35’)按照與所述理論通過線(50)大體上正交的方向來測量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備(I)，包括: -由鐵磁材料制成的第一連接體(27)，所述第一連接體(27)將所述第一電磁體(15、15’、15’’、15’’’)的單獨的軛(19)彼此連接； -由鐵磁材料制成的第二連接體(27’)，所述第二連接體(27’)將所述第二電磁體(16、16，、16”、16，，，)的單獨的軛(19)彼此連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備(1)，其中所述連接體(27、27’)中的每一個包括由鐵磁材料制成的具有矩形截面的板，并且其中，對于所述連接體(27、27’)中的每一個來說，按照與所述理論通過線(50)平行的方向測量的所述截面的高度(37)大于或等于所連接的軛(19)的高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(1)，其中所述第一電磁體(15、15’、15’’、15’’’)的所述軛(19)和/或所述第二電磁體( 16、16’、16’’、16’’’)的所述軛(19)被制成單一體(28)。
13.一種用熔融金屬涂覆由金屬制成的帶(4)的系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的設(shè)備(I)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，包括: -罐(111)，其容納熔融金屬浴(7)； -單元(5)，其用于除去置于所述罐(111)的下游的過量涂覆； -支撐結(jié)構(gòu)，其用于支撐所述罐(111); 其中所述設(shè)備(I)被放置在所述支撐結(jié)構(gòu)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中設(shè)置有罐(111’)以用于容納熔融金屬浴，并且設(shè)置有電磁儀器(8 )以用于使所述熔融金屬浴保持懸浮在所述罐(111’)內(nèi)，所述罐(111’)包括用于引入所述金屬帶(4)的進入開口(9)和與所述進入開口(9)相對的用于所述金屬帶的排出開口，所述設(shè)備(I)被可操作地放置在所述進入開口(9)處。
16.一種通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備在由鐵磁材料制成的帶(4)的供給期間使所述帶(4)穩(wěn)定和/或校正所述帶(4)的變形的工藝，所述工藝包括如下步驟: -產(chǎn)生第一獨立磁場并且在相對于所述帶(4)的理論通過線(50)與所述第一獨立磁場成鏡像的位置處產(chǎn)生第二獨立磁場； -通過用于輸送并分布磁場的第一裝置輸送并分布所述第一磁場，以便產(chǎn)生沿著與所述帶平行的橫向方向(100’)分布的第一連續(xù)磁場； -借助于用于輸送并分布磁場的第二裝置輸送并分布所述第二磁場，以便在由與用于輸送并分布磁場的所述第一裝置產(chǎn)生的所述第一連續(xù)磁場成鏡像的位置產(chǎn)生沿著所述橫向方向(100’ )分布的第二連續(xù)磁場。
【文檔編號】B21B37/00GK103492603SQ201280009791
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月22日
【發(fā)明者】法比奧·瓜斯蒂尼, 米歇爾·米寧 申請人:丹尼爾和科菲森梅克尼齊有限公司