專利名稱：連續(xù)金屬材料的熱浸鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)金屬材料且尤其是帶鋼的熱浸鍍裝置，在該裝置中，連續(xù)金屬材料至少局部能垂直地經(jīng)過一個盛有熔融的浸鍍金屬的槽，其中，該連續(xù)金屬材料通過至少一個支承的輥來引導(dǎo)。
常見的用于金屬帶的金屬熱浸鍍設(shè)備例如在EP0556833A1中描述了，該設(shè)備具有一個經(jīng)常要維護的部分即浸鍍槽和位于槽中的裝置。待浸鍍金屬帶的表面必須在鍍覆前被清除掉殘余氧化皮并且為了與浸鍍金屬結(jié)合而被活化。因此，帶材表面在鍍覆前在還原氣氛下的熱處理中進行處理。由于氧化皮事先通過化學(xué)方法去除了或被蝕除了，所以，通過還原性熱處理使表面被活化，結(jié)果，所述表面在加熱后存在露出純金屬。
但是，隨著帶材表面的活化，帶材表面對周圍空氣中的氧的親和性增強。為了避免空氣中的氧可能在鍍覆之前又到達(dá)帶材表面，帶材在一個浸鍍彎管中被從上面送入浸鍍槽中。由于浸鍍金屬是液態(tài)的并且人們想利用重力以及股風(fēng)機來調(diào)節(jié)鍍覆厚度，而隨后的作業(yè)又禁止在浸鍍金屬完全凝固前接觸到帶材，所以帶材在浸鍍槽中必須轉(zhuǎn)向垂直方向。這種轉(zhuǎn)向通過一個輥來完成，該輥在金屬液中轉(zhuǎn)動。由于浸鍍金屬液，該輥強烈磨損并且這是停機乃至生產(chǎn)運轉(zhuǎn)出現(xiàn)事故的起因。
如果希望薄薄地鍍覆上一層金屬，該金屬層厚度在微米級里波動，則對帶材表面質(zhì)量提出了很高的要求。這意味著，不接觸帶材的輥的表面也必須有高質(zhì)量。在這些表面上的缺陷通常導(dǎo)致帶材表面受損。這是設(shè)備經(jīng)常停機的另一個原因。
另外，常見的浸鍍設(shè)備的浸鍍速度是有限的。在這里是指涂刷噴嘴工作速度有限，穿行金屬帶的冷卻過程的速度有限以及用于在浸鍍金屬層中調(diào)節(jié)出合金化層的熱處理速度有限。因此，出現(xiàn)這樣的情況，即一方面高速從整體上受到限制，另一方面，某些金屬帶無法以該設(shè)備可采用的高速度移動。
在浸鍍過程中，發(fā)生了合金化過程以使浸鍍金屬層與帶材表面結(jié)合。此時形成的合金化層的性能和厚度與浸鍍槽中的溫度密切相關(guān)。因此，在大多數(shù)浸鍍過程里，盡管浸鍍金屬必須保持液態(tài)，但溫度同樣不應(yīng)該超過一定的極限值。否則的話，這將不利地影響為調(diào)節(jié)出一定的浸鍍厚度而希望有的浸鍍金屬涂刷效果，因為隨著溫度降低，涂刷所需的浸鍍金屬粘性增大，結(jié)果，涂刷過程變得難于進行。
為了避免這個與在浸鍍金屬液中運動的輥相關(guān)的問題，人們已經(jīng)開始使用朝下敞開的浸鍍槽，它在其下部區(qū)域里朝上地具有一個用于垂直引導(dǎo)帶材的導(dǎo)向通道，并且為了封閉而使用了一個電磁密封機構(gòu)。在這里，該電磁密封機構(gòu)是電磁的感應(yīng)器，它發(fā)出阻滯的、抽吸的或收縮的電磁交變場或移動場，該場朝下封閉住浸鍍槽。
這樣的解決方案例如由EP0673444B1、DE19535854A1、DE10014867A1、WO96/03533A1、EP0854940B1、JP5086446公開了。
這些解決方案的問題是，有時在浸鍍液池中存在連續(xù)金屬材料的不充分的穩(wěn)定或者引導(dǎo)。如果為了消除這個問題而使用例如如EP0556833A1所述的一些輥，則出現(xiàn)了輥支承的使用壽命在腐蝕性金屬液池中很短的問題。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是如此改進上述類型的連續(xù)金屬材料的熱浸鍍裝置，即克服了上述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，如此完成該任務(wù)，即該輥或至少其輥軸穿過槽的側(cè)壁并且支承在槽外。這些移出的軸或輥可以是導(dǎo)輥和/或穩(wěn)定輥或者所有安置在浸鍍液池中的輥。
最好規(guī)定，在槽的側(cè)壁區(qū)域里設(shè)置用于封閉浸鍍材料的密封機構(gòu)，該密封機構(gòu)最好成電磁的感應(yīng)器的形式。
利用該實施形式，有利地確保連續(xù)金屬材料熱浸鍍裝置能在浸鍍液池中最佳地穩(wěn)定和引導(dǎo)連續(xù)金屬材料，盡管如此，導(dǎo)輥或穩(wěn)定輥的準(zhǔn)確支承仍有很長的使用壽命，因為軸承不再遇到腐蝕性浸鍍液池。
一個改進方案規(guī)定，電磁的感應(yīng)器不止在浸鍍金屬附近。因此，其磁場能獲得最大的密封效果。作為電磁的感應(yīng)器，不僅可以使用移動場感應(yīng)器，也可以使用自保持場感應(yīng)器。
感應(yīng)器的密封作用就是將浸鍍金屬保持在浸鍍槽里，這種作用可以如此加強，即該輥或輥軸的布置在槽側(cè)壁區(qū)域里的部分具有一個階梯形軸肩。該軸肩最好成倒圓形狀。另外，與該輥或輥軸的軸肩鄰接的感應(yīng)器部分在幾何形狀上與該軸肩是互補的，這是有利的。另外，為了獲得盡可能最大的自保持場，可以在該感應(yīng)器的相鄰部分的區(qū)域里布置電磁線圈。
如果連續(xù)材料在兩側(cè)各通過一個輥即總共通過兩個輥來引導(dǎo)，則連續(xù)金屬材料得到了最佳的穩(wěn)定和引導(dǎo)效果。這些輥此時最好由陶瓷材料構(gòu)成，或者它們涂有陶瓷材料。為了在液池中獲得高質(zhì)量的浸鍍作業(yè)，這些輥還應(yīng)該與一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接，于是它們被驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
特別優(yōu)選的是，本發(fā)明構(gòu)想被用于連續(xù)金屬材料能夠垂直經(jīng)過槽和布置在槽前面的導(dǎo)向通道的場合，在此，在導(dǎo)向通道區(qū)域里設(shè)有至少另一個電磁的感應(yīng)器，該電磁的感應(yīng)器阻止浸鍍金屬向下流出槽外。
在圖中示出了本發(fā)明的實施例，其中

圖1是熱浸鍍槽及穿過該熱浸鍍槽的連續(xù)金屬材料的前視示意圖；圖2是屬于圖1的側(cè)視圖；圖3表示在輥和槽側(cè)壁之間的密封機構(gòu)的第一實施例；圖4表示一個替換圖3的實施例。
在圖1、2中示出了連續(xù)金屬材料1且特別是帶鋼的熱浸鍍原理。待浸鍍的連續(xù)金屬材料1在這個實施例里從下方垂直地進入該浸鍍設(shè)備的一個導(dǎo)向通道12。導(dǎo)向通道12構(gòu)成一槽3的下端，該槽中盛有液態(tài)浸鍍金屬2。連續(xù)金屬材料1在運動方向X上垂直向上導(dǎo)向移動。為了使液態(tài)浸鍍金屬2不會從槽3中流走，在導(dǎo)向通道12的區(qū)域里設(shè)有一個電磁的感應(yīng)器13。該電磁的感應(yīng)器由兩半構(gòu)成，在連續(xù)金屬材料1的每側(cè)各有一半。在電磁的感應(yīng)器13里產(chǎn)生了電磁移動場或自保持場，該場將液態(tài)浸鍍金屬2保持在槽3中并由此防止流失。
為了良好地引導(dǎo)和穩(wěn)定連續(xù)金屬材料1，在浸鍍金屬2的槽3中設(shè)有兩個輥4，它們定位在感應(yīng)器13的上方即在液態(tài)浸鍍金屬2中運轉(zhuǎn)。
如圖2所示，這些輥4在兩頭穿過槽3的側(cè)壁6。在輥的兩個軸向端頭上，輥4過渡為輥軸部(輥軸)，該輥軸部支承在軸承14(滾動軸承)里。由于支承在槽3外即在浸鍍金屬2外進行，所以支承能夠很精確且間隙小地完成，另外，這樣的支承具有很長的使用壽命請注意，如果在槽3內(nèi)完成連續(xù)金屬材料的轉(zhuǎn)向以便例如實現(xiàn)根據(jù)EP0556833A1的實施形式，則這種輥的布置和支承的構(gòu)想當(dāng)然也能被采用。
由于精確而無間隙地在槽3的軸承14中支承著輥4，所以，可以使在槽側(cè)壁6中的缺口的直徑與輥4的直徑之間的差保持很小的值。因此，在最簡單的情況下，如果輥穿行的縫隙保持得相當(dāng)小，則無須其它措施，通過縫隙漏出的浸鍍金屬2就能容納在一個收集容器里，因此，甚至不需要其它的設(shè)備前提條件就能執(zhí)行浸鍍作業(yè)。隨后，只要注意流出金屬的區(qū)域要保持在保護氣體中，以避免氧化和出現(xiàn)不希望有的浸鍍金屬被污染。
但最好如圖3、4所示地那樣做在這些圖中能看到，在槽3的側(cè)壁6區(qū)域里設(shè)有一個具有一個或多個電磁線圈11的電磁的感應(yīng)器7。感應(yīng)器7產(chǎn)生一個將浸鍍金屬保持在槽3中的電磁場，在這里，既可以使用移動場，也可以使用自保持場。感應(yīng)器7起到密封機構(gòu)的作用。
在根據(jù)圖3的解決方案里，采用了一個電磁移動場。由于在側(cè)壁6和輥4之間的缺口縫隙通過輥4的精確支承能保持得很狹小，所以用于密封的感應(yīng)器7的場強可以比在帶材穿過槽3的底面時所需的場強(見圖1、2中的感應(yīng)器)低許多。因此，感應(yīng)器7的結(jié)構(gòu)高度可以減小。移動場的抽吸效果產(chǎn)生了在輥穿過側(cè)壁6的穿行區(qū)內(nèi)的電流，該電流抑制了浸鍍金屬在輥穿過側(cè)壁6的穿行區(qū)內(nèi)凝固。此外，如圖3所示，感應(yīng)器7在槽3中降向浸鍍金屬2。
在根據(jù)圖4的實施例中，為了磁力流體密封而采用了收縮的電磁自保持場。如果由電磁線圈1產(chǎn)生的感應(yīng)場的場線垂直于浸鍍金屬2的流出方向，則磁場的自保持力作用完全起效。
因此，在這里為了輥4在輥軸部8區(qū)域里采取特殊形狀，輥4的陶瓷涂層在這個實施例中具有呈圓形形狀軸肩9，感應(yīng)器7在其與之相鄰的部分10里具有匹配的即互補的幾何形狀。在感應(yīng)器7的這個部分里，設(shè)有一個電磁線圈11。這樣，場線在輥4和側(cè)壁6之間的縫隙里垂直于浸鍍金屬2的流出方向地延伸(箭頭15)。
隨后還要注意，所提出的將輥布置在浸鍍液池里的構(gòu)想不僅可以用于穩(wěn)定輥，而且也能用于浸鍍輥(如使連續(xù)金屬材料轉(zhuǎn)向)。
附圖標(biāo)記一覽表1-連續(xù)金屬材料；2-浸鍍金屬；3-槽；4-導(dǎo)輥；5-輥軸；6-槽3的側(cè)壁；7-密封機構(gòu)(感應(yīng)器)；8-導(dǎo)輥部；9-導(dǎo)輥軸肩；10-感應(yīng)器7部分；11-感應(yīng)器7的電磁線圈；12-導(dǎo)向通道；13-感應(yīng)器；14-滾動軸承；15-流出方向的垂直方向；X-運動方向；
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)金屬材料(1)且尤其是帶鋼的熱浸鍍裝置，在該熱浸鍍裝置中，該連續(xù)金屬材料(1)至少局部能垂直地經(jīng)過一個盛有也熔融的浸鍍金屬(2)的槽(3)，其中，該連續(xù)金屬材料(1)通過至少一個支承的輥(4)來引導(dǎo)，其特征在于，該輥(4)或至少輥軸(5)穿過該槽(3)的側(cè)壁(6)并且支承在該槽(3)外。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在該槽(3)的側(cè)壁(6)的區(qū)域里設(shè)有用于密封該浸鍍金屬(2)的密封機構(gòu)(7)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該密封機構(gòu)(7)包括至少一個電磁的感應(yīng)器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該電磁的感應(yīng)器(7)布置在浸鍍金屬(2)的附近。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，該電磁的感應(yīng)器(7)是移動場感應(yīng)器。
6.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，該電磁的感應(yīng)器(7)是自保持場感應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的裝置，其特征在于，該輥(4)的設(shè)置在該槽(3)的側(cè)壁(6)區(qū)域里的部分(8)或輥軸(5)具有一個階梯狀的軸肩(9)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該軸肩(9)呈倒圓狀。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，該感應(yīng)器(7)的與該輥(4)的軸肩(9)或該輥軸(5)鄰接的部分(10)的幾何形狀與該軸肩(9)是互補的。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在該感應(yīng)器(7)且尤其是自保持場感應(yīng)器的鄰接部分(10)的區(qū)域里，設(shè)有至少一個電磁線圈(11)。
11.如權(quán)利要求1-10之一所述的裝置，其特征在于，所述的至少一個輥(4)由陶瓷材料構(gòu)成或至少涂有陶瓷材料。
12.如權(quán)利要求1-11之一所述的裝置，其特征在于，該連續(xù)金屬材料(1)能垂直地穿過該槽(3)和一個前置的導(dǎo)向通道(12)，在這里，在該導(dǎo)向通道(12)的區(qū)域里設(shè)有至少另一個電磁的感應(yīng)器(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及連續(xù)金屬材料(1)且尤其是帶鋼的熱浸鍍裝置，在該熱浸鍍裝置中，該連續(xù)金屬材料(1)至少局部能垂直地經(jīng)過一個盛有也熔融的浸鍍金屬(2)的槽(3)，其中，該連續(xù)金屬材料(1)通過至少一個支承的輥(4)來引導(dǎo)。為了延長輥軸承的使用壽命，本發(fā)明規(guī)定，該輥(4)或至少輥軸(5)穿過該槽(3)的側(cè)壁(6)并且支承在該槽(3)外。
文檔編號C23C2/14GK1639374SQ03804910
公開日2005年7月13日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者H·-G·哈通, W·特拉科夫斯基 申請人:Sms迪馬格股份公司