專利名稱：用于在金屬浸鍍池出口處干燥液體鍍覆金屬的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1和12的前序部分所述的用于在金屬浸鍍池出口處干燥液體鍍覆金屬的方法和裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及作為在連續(xù)鍍覆線上浸鍍于鋼帶上的液體鍍覆金屬的液體金屬膜的干燥?！耙后w金屬膜”指的是可施加于鋼帶的任何類型的覆層，例如基于鋅和鋁的合金。為了改善鋼帶在某些應(yīng)用(例如建筑、汽車或家用電器)中的抗腐蝕性，向鋼帶表面沉積金屬覆層，例如鋅或基于鋅的合金的覆層。該覆層在連續(xù)線上實(shí)現(xiàn)，其中所述連續(xù)線通常包括
-入口段，其具有一個(gè)或兩個(gè)帶材解卷機(jī)、剪斷機(jī)、對(duì)接焊機(jī)、以及帶材蓄積機(jī)，其中對(duì)接焊機(jī)允許把從解卷機(jī)出來的帶材的尾部連接到從另一個(gè)解卷機(jī)出來的下一帶材的頭部， 并因此保證線的連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)在蓄積機(jī)上游中斷解卷以進(jìn)行對(duì)接焊接的時(shí)候，所述帶材蓄積機(jī)向所述線釋放預(yù)先蓄積的帶材；
-用于對(duì)冷軋帶材進(jìn)行去油或?qū)彳垘Р倪M(jìn)行酸洗的段； -退火爐，其也保證在帶材進(jìn)入液體金屬浴之前將其保持在受控溫度； -嚴(yán)格意義上的鍍覆段，其包括帶材浸入其中的液體金屬浴、用于干燥液體金屬的裝置、可能的感應(yīng)合金化爐、冷卻裝置和淬火池；
-出口段，其具有平整軋機(jī)(“Skin-Pass”)、鈍化裝置、出口蓄積機(jī)、剪、和一個(gè)或兩個(gè)卷繞機(jī)。在所述方法的第一變型中，在鋼帶從爐子輸出時(shí)，鋼帶傾斜地浸入液體金屬合金浴中，鋼帶被浸沒在該浴中的輥來豎直地偏轉(zhuǎn)，接著在用于修正因帶材在底輥上通過而引起的帶材的橫向彎曲(courbure lat6rale)的所謂“抗翹曲(anti-tuile)”輥上通過，接著在用于調(diào)整帶材的豎直路線的所謂“軋制線(ligne de passe)”輥上通過。在所述方法的第二變型中，在鋼帶從爐子輸出時(shí)，鋼帶被輥豎直地偏轉(zhuǎn)，接著豎直地穿過磁性地維持的液體金屬合金浴。在所述兩種情況下，在帶材從鍍覆浴輸出時(shí)，帶材在其兩個(gè)面上覆有液體金屬膜， 其厚度為在帶材對(duì)液體的牽引力和重力之間所建立的平衡的結(jié)果。必須在橫向上和在縱向上使液體鍍覆金屬的厚度等于盡可能地接近所追求的目標(biāo)的數(shù)值，其中所述目標(biāo)結(jié)合了對(duì)在防腐蝕保護(hù)領(lǐng)域中的性能的追求和對(duì)所消耗的金屬量的優(yōu)化的追求。為此，在帶材的兩側(cè)布置裝置，以保證干燥在兩個(gè)面上的液體膜。這種干燥系統(tǒng)已經(jīng)被大量地描述，例如在文檔EP 0566 497中。干燥的原理在于吹送氣體噴流，以在液體膜上產(chǎn)生旨在減小其厚度的收縮效果，所干燥的膜的多余部分通過重力向鍍覆浴返回。在帶材與這種干燥器之間的距離，以及氣體壓力、在干燥器與鍍覆浴表面之間的距離、以及帶材的移動(dòng)速度，屬于掌控干燥操作的主要變量。這些變量根據(jù)由用于測(cè)量沉積在帶材的兩個(gè)面中每一個(gè)上的覆層的厚度的構(gòu)件(例如x光量具)所實(shí)現(xiàn)的測(cè)量來控制。長(zhǎng)時(shí)間以來，關(guān)于噴氣干燥方法的局限性，已經(jīng)觀察到，在帶材高移動(dòng)速度下，產(chǎn)生以“噴濺(splashing)”這一名稱已知的現(xiàn)象。該現(xiàn)象與隨著移動(dòng)速度而增大的所牽引的液體膜的厚度相關(guān)，源于在帶材的牽引力、重力、以及在產(chǎn)生由氣體噴流引起的剪應(yīng)力的膜區(qū)域中的表面張力之間的平衡的破壞。這體現(xiàn)為液滴的噴射，所述液滴會(huì)干擾氣體噴流，有損覆層的質(zhì)量，并且經(jīng)常隨后伴有預(yù)期膜的爆裂。帶材的移動(dòng)速度，因此鍍覆線的生產(chǎn)率， 也被液體膜的干燥能力所限制。已經(jīng)進(jìn)行了大量的嘗試，以克服該現(xiàn)象并且允許更高的帶材移動(dòng)速度。在這些嘗試中，開發(fā)了磁性系統(tǒng)，其對(duì)帶材干燥一部分的液體鍍覆膜，并且在下游由通過噴氣來干燥的最終干燥來完成。因此已知使用磁感應(yīng)的多類方法，所有這些類都基于在電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用下在液體導(dǎo)體介質(zhì)中產(chǎn)生(洛侖茲)力
-所謂的“縱向磁通”法，其使用感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈圍繞帶材，并且供有交流電。 該類型的裝置生成與所述帶材的所謂縱向移動(dòng)大致平行的場(chǎng)線，所述場(chǎng)線在金屬鍍覆膜和帶材中感應(yīng)出交流電流。由此感應(yīng)出的電流和磁場(chǎng)之間的相互作用生成保證膜的干燥的徑向和軸向電磁力。作為示例，文檔JP 5051719描述了一種這樣的供有高頻率交流電的縱向場(chǎng)系統(tǒng)；
-“橫向磁通”法，其使用分開的兩個(gè)供有交流電的感應(yīng)線圈，每個(gè)線圈置于帶材兩側(cè)中的一側(cè)。該類型的裝置生成與所述帶材的縱向移動(dòng)大致垂直的場(chǎng)線，所述場(chǎng)線在帶材的平面中感應(yīng)出傅科電流。所述電流和磁場(chǎng)之間的相互作用生成電磁剪力，所述電磁剪力保證液體金屬膜的干燥。作為示例，文檔DE 2023900和JP 08134617描述了這樣的供有適當(dāng)頻率的交流電的橫向場(chǎng)系統(tǒng)；
-“滑動(dòng)場(chǎng)”法，其在帶材的每側(cè)使用供有多相交流電的多極感應(yīng)器。該類型的裝置生成在與向上移動(dòng)的帶材的移動(dòng)相反的方向上滑動(dòng)的磁場(chǎng)，由此保證液體膜向下的泵送作用。 作為示例，文檔US 3，518，109和JP 08053742描述了一種這樣的供有多相交流電的滑動(dòng)場(chǎng)系統(tǒng)；
-“彎月面(m6niSqUe)壓力”法，其在由帶材所牽引的液體膜與液體浴的連接彎月面處使用感應(yīng)器。磁場(chǎng)作用在所述彎月面的彎曲部分上，并且因此作用在所牽引的膜的厚度上。 作為示例，文檔EP 1 138 799描述了一種這樣的彎月面控制系統(tǒng)。該方法很難實(shí)現(xiàn)，并且限于小物件(例如絲)的金屬鍍覆；
-作為已在上文中描述的某些方法的變型，還使用永磁體，所述磁體必須與用于通過在帶材上應(yīng)用滑件或滾輪來為帶材供給電流的裝置關(guān)聯(lián)，因此使得這些方法不適合用于干燥。這樣的方法的示例在文檔JP 61-227158或JP 02-254147中進(jìn)行了描述。最后，還是在永磁體的領(lǐng)域內(nèi)，文檔JP 2000-212714提出了在旋轉(zhuǎn)滾筒上安裝多個(gè)磁體，以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，用以產(chǎn)生對(duì)干燥有用的感應(yīng)效應(yīng)。這些方法每個(gè)都具有一定數(shù)量的顯著妨礙其實(shí)施的缺陷。這些缺陷可以如下分類
-帶材的發(fā)熱所有由供有交流電的感應(yīng)線圈所生成的縱向磁通和橫向磁通系統(tǒng)都造成帶材的顯著發(fā)熱，能夠達(dá)到高于100°C。尤其是在相同的干燥效果下需要更高功率的縱向磁通，會(huì)在某些構(gòu)造下導(dǎo)致能夠達(dá)到150°C至200°C的升溫。所述發(fā)熱能夠通過促進(jìn)所不期望的鐵向覆層擴(kuò)散的現(xiàn)象來干擾鋼/覆層結(jié)合層。另一方面，該額外的熱量供給必須隨后在冷卻塔中排出，這導(dǎo)致其高度的增大和/或空氣吹送設(shè)施功率的增大；
-帶材的飽和在由磁場(chǎng)線生成的空間中很快達(dá)到帶材的磁飽和，并且一旦帶材飽和， 其本身構(gòu)成對(duì)干燥能力的限制，并因此構(gòu)成對(duì)帶材的移動(dòng)速度的限制。該風(fēng)險(xiǎn)在縱向磁通法、甚至橫向磁通法的情況下尤其明顯；
-帶材劃痕通過滑件或滾輪來為帶材供給電流的方法不能用于優(yōu)質(zhì)鍍覆帶材，因?yàn)樗龇椒〞?huì)在帶材上留下機(jī)械摩擦痕。

發(fā)明內(nèi)容
特別地，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，在金屬浸鍍池出口處保證對(duì)縱向移動(dòng)鋼帶的液體鍍覆金屬進(jìn)行有效的干燥，其中帶材磁飽和的約束效應(yīng)被最小化。此外，本發(fā)明的目的還在于 -使帶材發(fā)熱最小化；
-避免帶材/膜的機(jī)械劃痕； -使用避免任何“噴濺”效應(yīng)的磁干燥； -允許精確控制所追求的鍍覆厚度。因此，本發(fā)明提出如權(quán)利要求1和12的內(nèi)容所述的、適于解決這些問題的方法和
直ο根據(jù)一種用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)鋼帶的兩個(gè)面上的液體鍍覆金屬進(jìn)行干燥的方法，本發(fā)明要求，在帶材移出所述池的過程中，覆有液體鍍覆金屬的帶材從沒有被施加磁場(chǎng)的區(qū)域移動(dòng)到被施加靜態(tài)磁場(chǎng)的另一區(qū)域，其中所述靜態(tài)磁場(chǎng)在面對(duì)面地置于帶材兩側(cè)的磁性構(gòu)件的磁極之間產(chǎn)生，并且其場(chǎng)線或至少所述場(chǎng)線的主要包絡(luò)面在至少一個(gè)最小縱向范圍上與所述帶材相交，以使得液體鍍覆金屬關(guān)聯(lián)地經(jīng)歷磁場(chǎng)變化，所述磁場(chǎng)變化在所述液體金屬上生成阻止其與帶材一起移動(dòng)的力。事實(shí)上，所述縱向相交范圍被選為最小并且足以在液體金屬膜中生成強(qiáng)度最小化的傅科電流，而所述傅科電流在靜態(tài)磁場(chǎng)中的循環(huán)足以生成充分阻止所述液體金屬相對(duì)于帶材移動(dòng)所必需的洛侖茲力。帶材在所述靜態(tài)磁場(chǎng)中的移動(dòng)因此能夠在帶材中、但也能夠并尤其在液體膜中感應(yīng)出電流，在所述液體膜中以已知的方式產(chǎn)生對(duì)抗帶材移動(dòng)的磁制動(dòng)效應(yīng)。由于磁場(chǎng)的微小變化，所述磁制動(dòng)效應(yīng)在帶材中生成很少的傅科電流。由于沒有集膚效應(yīng)(effet de peau)，磁場(chǎng)的連續(xù)特征限制了為獲得液體膜的有效干燥效果而消耗的功率，并且?guī)Р牡陌l(fā)熱因此非常有利地是不大的。不需要與帶材的任何接觸，因此有利地避免了劃痕問題。通過使用磁場(chǎng)，尤其是為了實(shí)施通過一系列干燥裝置以多個(gè)相繼步驟來進(jìn)行的干燥，也消除了由“噴濺”效應(yīng)造成的缺陷。為了使用根據(jù)本發(fā)明的所述方法，基于以下裝置的裝置實(shí)施例是可行的，即用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)鋼帶1兩個(gè)面上的液體金屬進(jìn)行干燥的裝置。在所述池出口處，所述裝置要求
7-至少第一磁性構(gòu)件橫向于帶材兩個(gè)面中第一面地布置在距帶材給定距離處，并且第二磁性構(gòu)件橫向于帶材兩個(gè)面中第二面地布置于大致距所述帶材相同距離處；
-所述磁性構(gòu)件Al、A2的磁極面對(duì)面地分布在帶材兩側(cè)，以使得在所述磁極之間生成 (包含在主要包絡(luò)面中的)靜態(tài)磁場(chǎng)線，其中所述靜態(tài)磁場(chǎng)線在至少一個(gè)最小縱向范圍上與帶材相交。一組從屬權(quán)利要求同樣說明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


借助于所述附圖，提供了實(shí)施例和應(yīng)用示例。在這些附圖中 圖1示出了“縱向磁通”干燥裝置；
圖2示出了 “橫向磁通”干燥裝置； 圖3示出了 “彎月面壓力，，干燥裝置；
圖4a、圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的帶磁性構(gòu)件的干燥裝置； 圖5a、圖恥、圖5c、圖5d示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的帶電磁性構(gòu)件的干燥裝
置；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的干燥原理； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的帶距離穩(wěn)定性控制的干燥原理。
具體實(shí)施例方式圖1示出了如在上文背景技術(shù)中所述的用于通過“縱向磁通”來干燥連續(xù)豎直縱向移動(dòng)的鋼帶1的表面的金屬鍍覆膜的干燥裝置。帶材1因此在其兩個(gè)面上覆有液體膜(未示出)，并且被速度為V的豎直運(yùn)動(dòng)所帶動(dòng)。由一圈或多圈電導(dǎo)體構(gòu)成的、并在帶材寬度方向上圍繞帶材的感應(yīng)線圈2通有交流電，其中所述交流電的頻率適于引起干燥效果的感應(yīng)。 圖1示出了電流以其交流半周期(alternance)之一通過。所述電流生成交流磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)在帶材的兩側(cè)表現(xiàn)為兩個(gè)波瓣(lobe) Ll和L2，其中所述波瓣分別與線圈的兩段(brin) 21,22 (以截面示出)關(guān)聯(lián)。在緊鄰帶材處，生成場(chǎng)線，所述場(chǎng)線具有與帶材的移動(dòng)方向平行的路線，因此得名“縱向磁通”。所述場(chǎng)線不穿過帶材，而是在寬的縱向部分上在帶材上延伸。圖2示出了如在上文背景技術(shù)中所述的用于通過“橫向磁通”來干燥連續(xù)豎直縱向移動(dòng)的鋼帶1的表面的金屬鍍覆膜的干燥裝置。帶材1因此在其兩個(gè)面上覆有液體膜(未示出)，并且被速度為V的豎直運(yùn)動(dòng)所帶動(dòng)。兩個(gè)感應(yīng)線圈h、2b通有交流電，其中所述交流電的頻率適于引起干燥效果的感應(yīng)，所述感應(yīng)線圈每個(gè)都沿著帶材寬度方向被對(duì)稱面對(duì)彼此地布置在帶材的一側(cè)。圖2示出了電流以其交流半周期之一通過。所述電流生成交流磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)在帶材的兩側(cè)表現(xiàn)為分別與線圈部分21a、2h、21b、22b關(guān)聯(lián)的波瓣L1、L2、 L3、L4。在緊鄰帶材處，生成場(chǎng)線，所述場(chǎng)線具有總體上與帶材移動(dòng)方向垂直的路線，并且至少在帶材寬度部分上延伸，因此得名“橫向磁通”。所述場(chǎng)線在生成所述場(chǎng)線的線圈部分上在垂直于移動(dòng)的方向上形成環(huán)路。所述場(chǎng)線因此不穿過帶材，但是至少橫向地沿著帶材延伸。圖3示出了適于液體鍍覆膜的“彎月面壓力”干燥裝置。帶材1因此覆有液體膜3，并且被速度為V的豎直縱向運(yùn)動(dòng)所帶動(dòng)。由一圈或多圈沿著帶材寬度方向圍繞帶材的電導(dǎo)體所構(gòu)成的感應(yīng)線圈2通有交流電，其中所述交流電的頻率適于干燥效果。圖3示出了所述電流以其交流半周期之一通過。磁場(chǎng)作用在彎月面的彎曲部分R、R’上，并且因此作用在所牽引的膜的厚度上。圖4a、圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的帶磁性構(gòu)件的干燥裝置，更具體地示出了適用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)的鋼帶1的兩個(gè)面上的液體金屬進(jìn)行干燥的裝置。在所述池的出口處，所述裝置包括
-至少第一磁性構(gòu)件Al (這里例如為至少一個(gè)永磁體)，其橫向于帶材兩個(gè)面中的第一面而布置在距離帶材給定距離處，并且第二磁性構(gòu)件A2橫向于帶材兩個(gè)面中的第二面而布置于距離所述帶材大致相同距離處；
-所述磁性構(gòu)件Al、A2的磁極N、S (這里為北/南磁極類型的磁體的磁極)面對(duì)面地分布在帶材兩側(cè)，以使得在所述磁極之間生成包含在主要包絡(luò)面(enveloppe)中的靜態(tài)磁場(chǎng)B的場(chǎng)線，如本發(fā)明所設(shè)置的，所述靜態(tài)磁場(chǎng)線在至少一個(gè)最小縱向范圍上與帶材相交。換句話說，根據(jù)圖如和圖4b的裝置因此設(shè)置成，每個(gè)磁性構(gòu)件包括至少一個(gè)雙極永磁體元件Al、A2，其磁能力(capacit6 magnetique)被定為能夠感應(yīng)出至少一個(gè)電動(dòng)場(chǎng) (champ Slectromoteur)，所述電動(dòng)場(chǎng)足以在靜態(tài)磁場(chǎng)B中生成對(duì)于帶材的強(qiáng)制移動(dòng)起相反作用的制動(dòng)，所述制動(dòng)具有適于干燥最初沉積在帶材上的金屬鍍覆層的特性。每個(gè)磁性構(gòu)件Al、A2的最接近的磁極在這里具有相反的磁極性N、S。因此，可以將在所述磁極之間的場(chǎng)線設(shè)置成穿過帶材。縱向范圍因此被減小到大約為所使用的磁體的尚度。也可以設(shè)置成每個(gè)磁性構(gòu)件Al、A2最靠近帶材的磁極具有相同的磁極性。根據(jù)圖4a，每個(gè)磁性構(gòu)件A1、A2離帶材最遠(yuǎn)的磁極S、N (永磁體的橫向外表面)還通過外部磁場(chǎng)引導(dǎo)件C (例如圍繞一段帶材構(gòu)成磁引導(dǎo)環(huán)的鐵磁軛框)來連接。這樣，根據(jù)圖如，所述兩個(gè)磁性構(gòu)件的最接近的、在帶材兩側(cè)面對(duì)面的磁極N、S被布置為使得所述兩個(gè)磁極生成靜態(tài)磁場(chǎng)B，所述靜態(tài)磁場(chǎng)通過穿過帶材在第一磁性構(gòu)件的北極N和第二磁性構(gòu)件的南極S之間構(gòu)成磁回路，所述磁環(huán)路通過圍繞帶材的鐵磁軛C在外部磁極(即第二磁性構(gòu)件的北極N和第一磁性構(gòu)件的南極S)之間得以完成。可替代地，根據(jù)圖4b，所述干燥裝置設(shè)置成每個(gè)磁性構(gòu)件Al、A2包括兩個(gè)分開的磁極，所述磁極沿著帶材移動(dòng)方向相繼地布置，并且通過磁場(chǎng)引導(dǎo)件Cl、C2 (例如構(gòu)成磁引導(dǎo)半環(huán)的鐵磁軛的至少一部分)與至少一個(gè)磁體連接，以使得兩個(gè)半環(huán)端部處的兩個(gè)磁極中的每個(gè)面對(duì)面地布置在帶材的兩側(cè)，因此使得磁場(chǎng)線完全地形成環(huán)路。換句話說，呈U 形的兩個(gè)永磁體關(guān)于帶材對(duì)稱地布置，即將兩個(gè)U的具有相反極性的基部面對(duì)面地布置在帶材兩側(cè)。因此，鐵磁軛的第一部分Cl延伸了第一磁性構(gòu)件Al的南極S，而鐵磁軛的第二部分C2延伸了第二磁性構(gòu)件A2的北極N。磁場(chǎng)B在第一磁性構(gòu)件的北極N和第二磁性構(gòu)件的南極S之間第一次穿過帶材，然后被引導(dǎo)在鐵磁軛的第二部分C2上，然后第二次穿過帶材，環(huán)路在鐵磁軛的第一部分Cl上得以完成。這里推薦的是，在半環(huán)的端部處，磁極具有相反的磁極性，以使得兩個(gè)半環(huán)產(chǎn)生磁場(chǎng)B穿過帶材的閉環(huán)磁引導(dǎo)。
如上所述，還可以的是，在半環(huán)的端部處，磁極具有相同的磁極性。將能夠進(jìn)行干燥，但是與如上所述的具有相反磁極性的構(gòu)造相比效率較低。不限于圖4a、圖4b并且因此也適用于以下附圖，每個(gè)磁性構(gòu)件在至少等于帶材寬度的長(zhǎng)度上以一個(gè)或多個(gè)塊的形式線性地延伸。同樣地，在至少等于帶材寬度的長(zhǎng)度上線性地延伸的多個(gè)磁性構(gòu)件可以在帶材移動(dòng)方向上一個(gè)在另一個(gè)上地分布在帶材每側(cè)。通過如此構(gòu)成相繼的具有最小范圍的場(chǎng)/帶材相交區(qū)域以避免帶材磁飽和，所述構(gòu)造有利地允許額外地提高干燥效率。出于相同的目的，所述磁性構(gòu)件中的至少一個(gè)可以與例如通過噴氣來干燥的補(bǔ)充干燥裝置或用于穩(wěn)定帶材的補(bǔ)充裝置關(guān)聯(lián)。圖5^圖恥示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的、分別與圖如和圖4b的構(gòu)造相關(guān)的、具有電磁構(gòu)件(作為磁性構(gòu)件)的干燥裝置的兩種構(gòu)造。特別地，在圖fe中，兩個(gè)電磁構(gòu)件Bi、B2橫向于帶材的移動(dòng)而置于帶材兩個(gè)面的兩側(cè)，并且通過圍繞所述帶材的鐵磁軛C來接合。圖5c、圖5d示出了根據(jù)本發(fā)明的所述第二實(shí)施例的、具有電磁構(gòu)件(作為磁性構(gòu)件)的干燥裝置的另外兩種構(gòu)造。特別地，圖恥、圖5c和圖5d根據(jù)以兩個(gè)半環(huán)的形式橫向于帶材的移動(dòng)而置于帶材兩面的兩側(cè)的鐵磁軛的一種構(gòu)造，示出了所述電磁構(gòu)件Bl、B2、B3、B4的多種可行的布置方式。在這些示例中，磁場(chǎng)環(huán)路通過磁場(chǎng)B兩次穿過帶材以及通過借助于半鐵磁軛對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)充引導(dǎo)來形成，如在圖4b中所示。電磁構(gòu)件Bi、B2、B3、B4在這里為感應(yīng)線圈，其與軛C、Cl、C2關(guān)聯(lián)，以生成所述靜態(tài)磁場(chǎng)，并在帶材邊緣處以及尤其是在與帶材相交的最小范圍上引導(dǎo)場(chǎng)線。通過調(diào)節(jié)用于供給所述感應(yīng)線圈中至少一個(gè)的電流，所述靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度是可以根據(jù)為干燥類型所選擇的參數(shù)來控制的。在圖恥中，兩個(gè)感應(yīng)線圈B1、B2中的每個(gè)都被以居中的方式置于每個(gè)呈“U”形的半軛C1、C2上。在圖5c中，兩個(gè)感應(yīng)線圈B1、B2中的每個(gè)都置于每個(gè)呈“U”形的半軛Cl、 C2上的磁極N、S的端部附近，其中所述端部中的每個(gè)在帶材的兩側(cè)相對(duì)。在圖5d中，四個(gè)感應(yīng)線圈B1、B2、B3、B4中的每個(gè)都根據(jù)圖恥的模式置于兩個(gè)半軛的四個(gè)端部中的一個(gè)處。這里，每個(gè)電磁構(gòu)件B1、B2的最接近的磁極具有相反的磁極性N、S。因此，可以將在這些磁極之間場(chǎng)線構(gòu)造成穿過帶材。(圖fe至圖5d具有“合適極性”)。也可以設(shè)置成，每個(gè)電磁構(gòu)件Bi、B2的最靠近帶材的磁極具有相同的磁極性。然而，根據(jù)該構(gòu)造，將更難以最小化場(chǎng)線和帶材之間的相交范圍。不過，這樣的構(gòu)造通過作用于供給兩個(gè)電磁構(gòu)件中至少一個(gè)的直流電，允許更容易地控制帶材在所述磁極之間的位置。因此，為了干燥和穩(wěn)定帶材的目的而沿著移動(dòng)方向連續(xù)地布置所述兩種構(gòu)造(相反和相同磁極性)中的每一種可能是有利的。將能夠進(jìn)行干燥，但是效率比如上所述的具有相反磁極性的構(gòu)造低。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例(圖4b)的、通過磁制動(dòng)來干燥液體鍍覆金屬膜的原理。帶材1在其兩個(gè)面上覆有液體膜(未示出)，并且被速度為V的縱向移動(dòng)豎直運(yùn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)磁性構(gòu)件A1、A2及其軛C1、C2每個(gè)都沿著帶材寬度的方向布置在帶材一側(cè)并距帶材距離e，其中所述磁性構(gòu)件及其軛所示出的形狀僅為示意性的。它們被布置為使得磁性構(gòu)件Al、A2中一個(gè)的北極N位于另一個(gè)磁性構(gòu)件的南極S的對(duì)面，以使得磁場(chǎng)B通過兩次穿過帶材1而在所述兩個(gè)構(gòu)件中形成環(huán)路。帶材在該靜態(tài)磁場(chǎng)B中的移動(dòng)在具有相反極性的磁極之間感應(yīng)出電動(dòng)場(chǎng)E，并因此在帶材和液體膜中感應(yīng)出電流，其中在液體膜處產(chǎn)生對(duì)抗帶材移動(dòng)的磁制動(dòng)力F。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例(圖5b)的、帶有距離穩(wěn)定性(或帶材居中)控制的通過磁制動(dòng)來干燥的原理。這里，磁性構(gòu)件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)電磁元件B1、B2 (感應(yīng)線圈電磁體)，所述電磁元件的磁能力可以由控制模塊MC借助于控制信號(hào)Cc來調(diào)節(jié)，所述控制信號(hào)Cc理想地控制至少一個(gè)感應(yīng)線圈B2，該至少一個(gè)感應(yīng)線圈B2在這里封包用于引導(dǎo)磁場(chǎng)的電磁元件C2，以便
-感應(yīng)出至少一個(gè)電動(dòng)場(chǎng)E，所述電動(dòng)場(chǎng)足以在靜態(tài)磁場(chǎng)B中生成對(duì)于帶材的強(qiáng)制移動(dòng)起相反作用的制動(dòng)，其中所述制動(dòng)具有適于干燥最初沉積在帶材上的金屬鍍覆層的特性；
-有利地調(diào)節(jié)在每個(gè)磁性構(gòu)件和帶材之間的等距。控制模塊MC由處理單元來控制，其中所述處理單元能夠接收以下兩個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)，以調(diào)節(jié)在感應(yīng)線圈中的電流定值
-距離測(cè)量信號(hào)Si，其來自于用于無接觸地測(cè)量帶材和電磁元件B1、B2之一之間的距離e的系統(tǒng)ME ；
-磁場(chǎng)測(cè)量信號(hào)，其來自于用于測(cè)量在至少一個(gè)電磁構(gòu)件磁極處的磁場(chǎng)的構(gòu)件MB，其中所述磁場(chǎng)測(cè)量信號(hào)可以與距離e的數(shù)值相關(guān)。根據(jù)所述相關(guān)性，控制單元生成在電磁構(gòu)件中的至少一個(gè)的感應(yīng)線圈中的電流定值，以將鋼帶維持在磁極之間確定的位置上，所述位置能夠保證覆層在帶材兩個(gè)面上的最佳可能分布。除了電磁體的使用允許提供比永磁體更強(qiáng)的磁場(chǎng)以外，所述電磁體的使用還允許保證磁場(chǎng)的精確控制。特別地，其允許將帶材動(dòng)態(tài)地維持在兩個(gè)電磁構(gòu)件之間確定的位置上。因此，在圖4、圖5、圖6和圖7中提出的所有裝置都能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的干燥方法，即用于在金屬浸鍍池的出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)鋼帶1的兩個(gè)面上的液體鍍覆金屬進(jìn)行干燥的方法，在所述方法中，在帶材移出所述池的過程中，覆有液體鍍覆金屬的帶材從沒有被施加磁場(chǎng)的區(qū)域移動(dòng)到被施加靜態(tài)磁場(chǎng)B的另一區(qū)域，其中所述靜態(tài)磁場(chǎng)在面對(duì)面地置于帶材兩側(cè)的磁性構(gòu)件A1、A2、B1、B2的磁極N、S之間產(chǎn)生，并且其場(chǎng)線在至少一個(gè)最小縱向范圍上與所述帶材相交，以使得液體鍍覆金屬相關(guān)地經(jīng)歷磁場(chǎng)變化，所述磁場(chǎng)變化在所述液體金屬上生成阻止液體金屬與帶材一起移動(dòng)的力。靜態(tài)磁場(chǎng)和移動(dòng)帶材的相互作用在帶材和液體鍍覆膜中生成傅科電流，所述傅科電流在靜態(tài)磁場(chǎng)中的循環(huán)生成阻止所述液體金屬相對(duì)于帶材移動(dòng)的洛侖茲力，從而產(chǎn)生相對(duì)于(強(qiáng)制)移動(dòng)帶材的磁制動(dòng)效應(yīng)。所述磁制動(dòng)效應(yīng)在帶材中生成極少的傅科電流，并且由于沒有集膚效應(yīng)，磁場(chǎng)的連續(xù)特征限制了為獲得液體膜的有效干燥效果而消耗的功率，因此帶材的發(fā)熱很有利地是可以忽略的。如上所述，所述方法理想地要求，最接近地置于帶材兩側(cè)的磁極理想地選為具有相反的極性。該方面有利于最小化場(chǎng)線與帶材的相交范圍，因此有利地允許避免帶材磁飽和效應(yīng)，并且由于在磁極下通過時(shí)磁場(chǎng)的大幅度變化而允許高的干燥效率。接近的磁極具有相同極性的構(gòu)造也是可行的，但是對(duì)于所期望的干燥類型效率較低，不過，所述構(gòu)造具有這樣的優(yōu)點(diǎn)允許通過作用于感應(yīng)線圈的直流供給電流來更好地控制帶材在磁極之間的位置。與所追求的干燥效果關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)B的強(qiáng)度簡(jiǎn)單地通過使磁極和帶材之間的距離e 變化來控制，其中在簡(jiǎn)單的自主磁性構(gòu)件的范圍內(nèi)，所述磁極理想地為永磁體的磁極。所述方法還可以有利地要求
-在包括于場(chǎng)線中的至少一個(gè)點(diǎn)上，理想地通過無接觸的直接測(cè)量來評(píng)估在移動(dòng)帶材和兩個(gè)電磁構(gòu)件Bi、B2 (例如電磁體)中的至少一個(gè)之間的距離e，其中所述電磁構(gòu)件設(shè)有作為磁性可控的磁性構(gòu)件的感應(yīng)線圈；
-控制感應(yīng)線圈中至少一個(gè)的直流供給電流，以將帶材居中地維持在兩個(gè)電磁構(gòu)件之間。穿過帶材的總磁通(參見根據(jù)圖4至圖7的示例)因此能夠靜態(tài)地維持，并且以精細(xì)的方式在其靜態(tài)值附近調(diào)節(jié)。控制感應(yīng)線圈Bi、B2中至少一個(gè)的直流供給電流，以調(diào)節(jié)與所追求的干燥效果關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)B的強(qiáng)度。這對(duì)于使所述方法適于各種類型的帶材和/或覆層是相當(dāng)重要的，并還允許根據(jù)由測(cè)量構(gòu)件(例如X光厚度量具)所進(jìn)行的覆層厚度測(cè)量來控制所述干燥系統(tǒng)。所述方法還要求
A)在包括于場(chǎng)線中的至少一個(gè)點(diǎn)上，通過測(cè)量由于存在于帶材和兩個(gè)電磁構(gòu)件中至少一個(gè)之間的氣隙效應(yīng)所引起的變化而造成的磁場(chǎng)變化，來測(cè)量在移動(dòng)帶材和兩個(gè)電磁構(gòu)件 B1、B2中至少一個(gè)之間的距離e。當(dāng)然也可以直接測(cè)量距離e，以替代或補(bǔ)充上述間接的磁場(chǎng)測(cè)量方法；
B)
-至少兩組磁性構(gòu)件橫向地分布在帶材至少一側(cè)的寬度上，
-并且在磁性構(gòu)件為設(shè)有感應(yīng)線圈的電磁構(gòu)件的情況下，分別地控制所述感應(yīng)線圈的每個(gè)供給電流。因此有效地方便了對(duì)帶材在磁性構(gòu)件之間位置的控制；
C)
-至少兩組磁性構(gòu)件一個(gè)在另一個(gè)上地沿著帶材移動(dòng)方向分布在帶材的每側(cè)， -并且在磁性構(gòu)件為設(shè)有感應(yīng)線圈的電磁構(gòu)件的情況下，分別地控制所述感應(yīng)線圈的每個(gè)供給電流。該磁性構(gòu)件或電磁構(gòu)件組的連續(xù)布置允許有效地分配干燥效果和控制帶材位置。根據(jù)需要，所述根據(jù)本發(fā)明的干燥方法還可以與補(bǔ)充干燥方法(例如通過在帶材面上噴氣來干燥的方法)聯(lián)合地被使用和控制。同樣地，所述方法可以與用于穩(wěn)定帶材移動(dòng)的補(bǔ)充方法聯(lián)合地被使用和控制。
權(quán)利要求
1.一種用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)的鋼帶(1)的兩個(gè)面上的液體鍍覆金屬進(jìn)行干燥的方法，其特征在于，在所述帶材移出所述池的過程中，覆有液體鍍覆金屬的所述帶材從沒有被施加磁場(chǎng)的區(qū)域移動(dòng)到被施加靜態(tài)磁場(chǎng)(B)的另一區(qū)域，其中所述靜態(tài)磁場(chǎng)(B)在面對(duì)面地置于所述帶材兩側(cè)的磁性構(gòu)件(A1、A2、B1、B2)的磁極(N、S)之間產(chǎn)生， 并且其場(chǎng)線在至少一個(gè)最小縱向范圍上與所述帶材相交，以使得所述液體鍍覆金屬關(guān)聯(lián)地經(jīng)歷磁場(chǎng)變化，所述磁場(chǎng)變化在所述液體金屬上生成阻止其與所述帶材一起移動(dòng)的力。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以最接近的方式置于所述帶材兩側(cè)的磁極理想地選為具有相反的極性。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，以最接近的方式置于所述帶材兩側(cè)的磁極理想地選為具有相同的極性。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過使所述磁極和所述帶材之間的距離(e)變化來控制與所追求的干燥效果關(guān)聯(lián)的所述磁場(chǎng)(B)的強(qiáng)度，其中所述磁極理想地為永磁體的磁極。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中-在包括于所述場(chǎng)線中的至少一個(gè)點(diǎn)上，理想地通過無接觸的直接測(cè)量來評(píng)估在移動(dòng)的所述帶材和所述兩個(gè)電磁構(gòu)件(Bi、B2)中至少一個(gè)之間的距離(e)，其中所述電磁構(gòu)件 (Bi、B2)設(shè)有作為磁性構(gòu)件的感應(yīng)線圈；-控制所述感應(yīng)線圈中至少一個(gè)的直流供給電流，以控制所述帶材在所述兩個(gè)電磁構(gòu)件之間的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，控制所述感應(yīng)線圈(Bi、B2)中至少一個(gè)的直流供給電流，以調(diào)節(jié)與所追求的干燥效果關(guān)聯(lián)的所述磁場(chǎng)(B)的強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，在包括于所述場(chǎng)線中的至少一個(gè)點(diǎn)上，通過測(cè)量由于存在于所述帶材和所述兩個(gè)電磁構(gòu)件中至少一個(gè)之間的氣隙效應(yīng)所引起的變化而造成的磁場(chǎng)變化，來測(cè)量在移動(dòng)的所述帶材和所述兩個(gè)電磁構(gòu)件(Bi、B2)中至少一個(gè)之間的距離(e)。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中-至少兩組磁性構(gòu)件橫向地分布在所述帶材至少一側(cè)的寬度上；-并且，在所述磁性構(gòu)件為設(shè)有感應(yīng)線圈的電磁構(gòu)件的情況下，分別地控制所述感應(yīng)線圈的每個(gè)供給電流。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中-至少兩組磁性構(gòu)件一個(gè)在另一個(gè)上地沿著所述帶材的移動(dòng)方向分布在所述帶材的每側(cè)；-并且，在所述磁性構(gòu)件為設(shè)有感應(yīng)線圈的電磁構(gòu)件的情況下，分別地控制所述感應(yīng)線圈的每個(gè)供給電流。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法與例如通過在帶材面上噴氣來干燥的補(bǔ)充干燥方法聯(lián)合地被使用和控制。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法與用于穩(wěn)定帶材移動(dòng)的補(bǔ)充方法聯(lián)合地被使用和控制。
12.一種用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)的鋼帶(1)的兩個(gè)面上的液體金屬進(jìn)行干燥的裝置，其特征在于，在所述池的出口處-至少第一磁性構(gòu)件(Al)橫向于所述帶材兩個(gè)面中第一個(gè)面地置于距所述帶材給定距離(e)處，而第二磁性構(gòu)件(A2)橫向于所述兩個(gè)面中第二個(gè)面地置于距所述帶材大致相同距離處；-所述磁性構(gòu)件(Al、A2)的磁極(N、S)面對(duì)面地分布在所述帶材的兩側(cè)，以使得在所述磁極之間生成包含在主要包絡(luò)面中的靜態(tài)磁場(chǎng)(B)線，其中所述靜態(tài)磁場(chǎng)線在至少一個(gè)最小縱向范圍上與所述帶材相交。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件(Al、A2)的最接近的磁極具有相反的磁極性(N、S)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件(Al、A2)的最靠近所述帶材的磁極具有相同的磁極性。
15.如權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件(Al、A2)的最遠(yuǎn)離所述帶材的磁極通過外部磁場(chǎng)引導(dǎo)件(C)，例如圍繞一段帶材構(gòu)成磁引導(dǎo)環(huán)的鐵磁軛框，來連接。
16.如權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件(A1、A2、B1、B2)包括兩個(gè)分開的磁極，所述磁極沿著所述帶材的移動(dòng)方向相繼地布置，并且通過磁場(chǎng)引導(dǎo)件(Cl、 C2)，例如構(gòu)成磁引導(dǎo)半環(huán)的鐵磁軛的至少一部分，與至少一個(gè)磁體連接，以使得所述兩個(gè)半環(huán)端部處的兩個(gè)磁極中的每個(gè)面對(duì)面地置于所述帶材的兩側(cè)。
17.如權(quán)利要求13和16所述的裝置，其中，在所述半環(huán)的端部處，所述磁極具有相反的磁極性，以使得所述兩個(gè)半環(huán)產(chǎn)生所述磁場(chǎng)(B)穿過所述帶材的閉環(huán)磁引導(dǎo)。
18.如權(quán)利要求14和16所述的裝置，其中，在所述半環(huán)的端部處，所述磁極具有相同的磁極性，以使得所述兩個(gè)半環(huán)產(chǎn)生所述磁場(chǎng)(B)橫向于所述帶材的半閉合環(huán)橫向磁引導(dǎo)。
19.如權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件在至少等于所述帶材寬度的長(zhǎng)度上以一個(gè)或多個(gè)塊的形式線性地延伸。
20.如權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在至少等于所述帶材寬度的長(zhǎng)度上線性地延伸的多個(gè)磁性構(gòu)件在所述帶材的移動(dòng)方向上一個(gè)在另一個(gè)上地分布在所述帶材的每側(cè)。
21.如權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述磁性構(gòu)件與補(bǔ)充裝置，例如通過噴氣來干燥的裝置，關(guān)聯(lián)。
22.如權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述磁性構(gòu)件與用于穩(wěn)定帶材的補(bǔ)充裝置關(guān)聯(lián)。
23.如權(quán)利要求12至22中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述每個(gè)磁性構(gòu)件包括至少一個(gè)雙極永磁體元件(Al、A2)，所述至少一個(gè)雙極永磁體元件的磁能力被設(shè)定為能夠-感應(yīng)出至少一個(gè)電動(dòng)場(chǎng)(E)，所述電動(dòng)場(chǎng)(E)足以在所述靜態(tài)磁場(chǎng)(B)中生成對(duì)于所述帶材的強(qiáng)制移動(dòng)起相反作用的制動(dòng)，其中所述制動(dòng)具有適于干燥最初沉積在所述帶材上的金屬鍍覆層的特性。
24.如權(quán)利要求12至23中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述磁性構(gòu)件中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)電磁元件(Bi、B2)，所述至少一個(gè)電磁元件的磁能力能夠由理想地控制封包所述電磁元件的感應(yīng)線圈的控制模塊(MC)來調(diào)節(jié)，以便-感應(yīng)出至少一個(gè)電動(dòng)場(chǎng)(E)，所述電動(dòng)場(chǎng)(E)足以在所述靜態(tài)磁場(chǎng)(B)中生成對(duì)于所述帶材的強(qiáng)制移動(dòng)起相反作用的制動(dòng)，其中所述制動(dòng)具有適于干燥最初沉積在所述帶材上的金屬鍍覆層的特性；-調(diào)節(jié)在所述每個(gè)磁性構(gòu)件和所述帶材之間的等距。
25.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中，所述控制模塊(MC)由處理單元來控制，其中所述處理單元能夠接收以下兩個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)，以調(diào)節(jié)在所述感應(yīng)線圈中的電流定值-距離測(cè)量信號(hào)(Si)，其來自于用于無接觸地測(cè)量所述帶材和所述電磁構(gòu)件(Bi、B2) 之一之間的距離(e)的系統(tǒng)(ME)；-磁場(chǎng)測(cè)量信號(hào)，其來自于用于測(cè)量在至少一個(gè)電磁構(gòu)件磁極處磁場(chǎng)的構(gòu)件(MB)，所述磁場(chǎng)測(cè)量信號(hào)能與所述距離(e)的測(cè)量值相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于在金屬浸鍍池出口處對(duì)連續(xù)縱向移動(dòng)的鋼帶的兩個(gè)面上的液體鍍覆金屬進(jìn)行干燥的方法和裝置。特別地，所述根據(jù)本發(fā)明的方法要求在所述帶材移出所述池的過程中，覆有液體鍍覆金屬的所述帶材從沒有被施加磁場(chǎng)的區(qū)域移動(dòng)到被施加靜態(tài)磁場(chǎng)的另一區(qū)域，所述靜態(tài)磁場(chǎng)在面對(duì)面地置于所述帶材兩側(cè)的磁性構(gòu)件的磁極之間產(chǎn)生，并且其場(chǎng)線或至少所述場(chǎng)線的主要包絡(luò)面在至少一個(gè)最小縱向范圍上與所述帶材相交，以使得液體鍍覆金屬關(guān)聯(lián)地經(jīng)歷磁場(chǎng)變化，所述磁場(chǎng)變化在所述液體金屬上生成阻止其與帶材一起移動(dòng)的力。由于所述磁場(chǎng)的微小變化，這種磁制動(dòng)效應(yīng)在所述帶材中生成極少的傅科電流。為了獲得所述液體膜的有效干燥效果而消耗的功率因此很大地減小，并且作為更大的優(yōu)點(diǎn)之一，帶材的發(fā)熱因此是非常明顯地可忽略的。
文檔編號(hào)C23C2/00GK102159745SQ200880131209
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者格雷尼耶 B., 阿迪 J-J., 恩斯特 R., 福特雷勒 Y. 申請(qǐng)人:格勒諾布爾理工學(xué)院, 法國國家科學(xué)研究中心, 西門子 Vai 金屬科技有限公司