專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)金屬帶進(jìn)行熱浸鍍的方法和裝置的制作方法
對(duì)金屬帶進(jìn)行熱浸鍍的方法和裝置 發(fā)明涉及 一 種對(duì)金屬帶，尤其是鋼帶進(jìn)行熱浸鍍
(Schmelztauchbeschichtung )的方法，在此方法中使金屬帶經(jīng)過(guò)一個(gè) 爐子和一個(gè)在金屬帶輸送方向上緊接著的滾子腔，通過(guò)容器底部的孔 輸送給一個(gè)盛放著熔化的鍍層金屬的容器，其中在容器底部產(chǎn)生有一 個(gè)電磁場(chǎng)用于使鍍層金屬保持在容器里。此外發(fā)明還涉及一種用于熱 浸鍍的裝置。
傳統(tǒng)的用于金屬帶的金屬浸鍍?cè)O(shè)備，正如例如在EP 0172681 Bl 中公開(kāi)了的那樣，具有一個(gè)維護(hù)費(fèi)事的部件，也就是涂覆容器，里面 帶有裝備。所要涂覆的金屬帶表面必須在涂覆之前將氧化物殘留物清 洗掉并且為了與鍍層金屬相結(jié)合必須進(jìn)行活化。因此在熱過(guò)程中進(jìn)行 鍍層之前要使帶表示在一個(gè)降低的氣氛中進(jìn)行處理。因?yàn)檠趸瘜釉谥?前通過(guò)化學(xué)或磨蝕的方法去除了 ，因此隨著熱過(guò)程的降低使表面激 活，從而使它們?cè)跓徇^(guò)程之后為純金屬的。
但隨著鋼帶表面的激活使鋼帶表面對(duì)周?chē)諝庋醯挠H合力也增 強(qiáng)。為了阻止空氣氧在鍍層過(guò)程之前又能到達(dá)鋼帶表面上，使鋼帶 在一個(gè)浸入式進(jìn)風(fēng)彎管里從上面進(jìn)入到浸鍍槽里。因?yàn)殄儗咏饘映闪?體狀而且人們想利用重力與排氣裝置一起來(lái)調(diào)整鍍層厚度，然而以后 的過(guò)程不允許接觸鋼帶， 一直到鍍層金屬完全凝固，因此必須使鋼帶 在涂覆容器換向到垂直方向上。這用一個(gè)滾子來(lái)進(jìn)行，這滾子在流體 金屬里轉(zhuǎn)動(dòng)。由于這流體鍍層金屬使這滾子受到強(qiáng)烈磨損，這就是生 產(chǎn)運(yùn)行中停機(jī)和故障的原因。
為了阻止準(zhǔn)備用于熱浸鍍的金屬帶發(fā)生氧化，在所述的傳動(dòng)方法 中規(guī)定了鋼帶經(jīng)過(guò)刷密封進(jìn)入爐子里并通過(guò)浸入到涂覆容器里而離 開(kāi)爐子。爐子彎管為了相對(duì)于空氣氧氣實(shí)現(xiàn)密封同樣也浸入到流體金 屬里。
為了在用所述的傳統(tǒng)工藝進(jìn)行熱浸鍍時(shí)用換向滾來(lái)避免或者抑 制鋅的蒸發(fā)，在W0 2004/003250 Al中建議在金屬帶之上有一種氣 體或氣體混合物作為分隔氣體，其導(dǎo)熱性差并具有以下性能降低或 者抑制在金屬帶表示之上的氣體或者氣體混合物的渦流。
為了避免這些與在液態(tài)鍍層金屬里轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，也 已知有些解決辦法，在這些辦法中采用了一種向下敞開(kāi)的涂覆容器用 于使鋼帶向上垂直地通過(guò)，其中為了保證密封使用了一種電磁閉鎖。 這里是指電磁感應(yīng)器，它們用向后推壓的，泵送的或者斷面收縮的電 磁交變場(chǎng)或者移動(dòng)場(chǎng)來(lái)工作，這些場(chǎng)使涂覆容器向下密封住。 一種這
樣的解決辦法EP 0673444 Bl， WO 96/03533或者JP 5086446中作過(guò)說(shuō)明。
在這種也已知稱(chēng)為CVGL (連續(xù)立式鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn))的工藝中設(shè)備 基本上由三個(gè)主要部件組成，也就是由涂覆容器、電磁密封裝置和帶 有使鋼帶轉(zhuǎn)向至垂直的裝置的滾子腔組成。滾子腔使從加熱爐里出來(lái) 的熱鋼帶換向至垂直并使之繼續(xù)垂直地引到連接通道和涂覆容器。涂 覆容器與爐子通過(guò)一個(gè)通道部位和滾子腔相連。
一種這樣的解決方案由EP 0630421Bl得知。
在爐子里進(jìn)行的加熱過(guò)程中對(duì)于機(jī)械性能和用液體金屬涂層的 表面條件進(jìn)行調(diào)整。取決于所希望的材料性能使鋼帶在保護(hù)氣體氣氛 中加熱并隨后升到涂覆溫度，這個(gè)溫度在鍍鋅時(shí)在50(TC之上。應(yīng)用 了保護(hù)氣體氣氛，這氣氛主要由氮和氫組成。
關(guān)于使用氣氛的詳細(xì)情況可以參見(jiàn)JP 06145937A和 JP03056654A。
在熱軋帶熱浸精制時(shí)就不需要加熱退火處理了。鋼帶取決于鍍覆 介質(zhì)而直接被加熱到鍍覆溫度從460。C至700°C。
若有較大量的氧氣在爐子里，那么經(jīng)退火的并在涂覆過(guò)程之前為 熱的鋼帶的表面就會(huì)氧化并且不發(fā)生或者說(shuō)只是有限制地使流體金 屬附帶在鋼帶上。這種附著問(wèn)題降低了鍍層鋼帶的質(zhì)量。
在所述的CVGL-法中由于系統(tǒng)的限制不可能通過(guò)使?fàn)t子進(jìn)風(fēng)彎 管(Ofenrtissd)浸入金屬里來(lái)使保護(hù)氣體氣氛相對(duì)于周?chē)h(huán)境實(shí)現(xiàn)密 封，因?yàn)樵陂_(kāi)始進(jìn)行涂層過(guò)程之前爐子部位通過(guò)滾子腔和涂層容器都 是敞開(kāi)的。在注入液態(tài)金屬和開(kāi)始涂層過(guò)程之后則通過(guò)介質(zhì)使這個(gè)部 位密封住。
在開(kāi)始涂覆過(guò)程之前根據(jù)起始條件對(duì)爐子氣氛進(jìn)行調(diào)整設(shè)定。此 時(shí)特別要注意到爐內(nèi)的小的氧含量。這通過(guò)用氮?dú)獯迪礌t子來(lái)實(shí)現(xiàn)。 盡管在運(yùn)行開(kāi)始之前在CVGL-工藝方法中通過(guò)涂覆容器底部的
孔使?fàn)t子打開(kāi)了 ，但加熱爐的保護(hù)氣氣氛整體上不允許受到進(jìn)入的空 氣氧氣的影響。
在CVGL-法運(yùn)行期間，也就是說(shuō)在密封狀態(tài)下，在按照現(xiàn)在技術(shù) 的解決辦法中在滾子腔里到處為爐子氣氛。這種氣氛根據(jù)過(guò)程的設(shè)定 的不同由氮和氫(濃度等于或大于5% (體積))組成。
因此尤其在設(shè)備功率降低時(shí)或者在有故障時(shí)就存在有缺點(diǎn)。也就 是說(shuō)空氣氧氣通過(guò)打開(kāi)的通道部位進(jìn)入滾子腔里，這由于氫的成份相 對(duì)較高而存在問(wèn)題。
因而發(fā)明的任務(wù)是提出 一種用于對(duì)金屬帶進(jìn)行熱浸鍍的方法和 一種用于對(duì)金屬帶進(jìn)行熱浸鍍的相應(yīng)裝置，用這方法或者說(shuō)用這裝置 就可以克服所述的缺點(diǎn)。也就是說(shuō)應(yīng)該確保即使在過(guò)程中有不^L則 性時(shí)也不會(huì)在設(shè)備里產(chǎn)生不利的氣體成分。
這種任務(wù)通過(guò)本發(fā)明的解決方案的特征在于在滾子腔里在至少 兩個(gè)相互分隔的腔室里保持著不同的氣體氣氛，這些腔室被金屬帶通 過(guò)。
尤其規(guī)定了 一個(gè)在金屬帶的輸送方向上緊隨的滾子腔中的一個(gè) 腔室的氣體氣氛具有比滾子腔中一個(gè)在這腔室前面的腔室更小的氫 氣成份。
滾子腔中的在金屬帶的輸送方向上的第一腔室優(yōu)選具有一種氣 體氣氛，其氫氣成分為大于5% (體積)，尤其是大于7%(體積)。
而滾子腔中在金屬帶的輸送方向上最后的腔室優(yōu)選具有一種氣 體氣氛，其氫氣成分小于5% (體積)，尤其是小于3%(體積)。
優(yōu)選規(guī)定了在滾子腔的腔室中的氣體氣氛除了有氫之外基本上外。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)一種盡可能穩(wěn)定的運(yùn)行，優(yōu)先規(guī)定了在滾子腔的 腔室里的氣體氣氛在封閉的調(diào)節(jié)回路中保持住所希望的成份。
用于對(duì)金屬帶進(jìn)行熱浸鍍的裝置具有一個(gè)爐子和一個(gè)在金屬帶 輸送方向上緊接著的滾子腔以及一個(gè)容納熔化的涂覆金屬的容器，在 容器的底部有一個(gè)開(kāi)孔，金屬帶穿過(guò)這個(gè)孔被輸送給容器，而且其中 在容器的底部設(shè)有一個(gè)電磁感應(yīng)器用于使涂覆金屬保留在容器中。
按照本發(fā)明規(guī)定了在滾子腔里設(shè)有至少一個(gè)分隔壁板，其使至
少兩個(gè)腔室相互分隔。
滾子腔的每個(gè)腔室優(yōu)選具有至少一個(gè)氣體輸入裝置，通過(guò)氣體輸 入裝置可以使規(guī)定種類(lèi)的和/或成份的氣體引入這腔室里。此外還可以
規(guī)定滾子腔中的每個(gè)腔室具有至少一個(gè)氣體傳感器，用此傳感器可 以得出腔室中氣體的種類(lèi)和/或成分和/或濃度。
另外還最好設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，用這些調(diào)節(jié)裝置可以使得在至少其中 一個(gè)腔室中，優(yōu)先為在所有腔室中的氣體的成分和/或濃度保持于所希 望的值。
滾子腔優(yōu)先設(shè)有一個(gè)陶瓷內(nèi)襯，這有利于腔室保持干凈。它優(yōu)選 地具有一個(gè)鋼外殼。滾子腔然而同樣也可以由鋼制成，而沒(méi)有內(nèi)襯。
若設(shè)有裝置，用它們可以使引入滾子腔中的一個(gè)腔室里的氣體加 熱到所希望的溫度，那也是有利的。
按照滾子腔的設(shè)計(jì)方案規(guī)定了它具有一個(gè)斷面基本為矩形的輪 廓，其中在金屬帶輸送方向上看的第一個(gè)腔室上連有一個(gè)用于金屬帶 的導(dǎo)向通道。
替換地，滾子腔的一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定它具有一種斷面基本為矩 形的輪廓，它構(gòu)成其中一個(gè)腔室，在其上接有第二腔室，它由用于金 屬帶的導(dǎo)向通道構(gòu)成。
用本發(fā)明的建議可以，尤其在非正常運(yùn)行條件時(shí)，如在熱浸鍍?cè)O(shè) 備功率降低或在有故障時(shí)，或在起動(dòng)或下降(Henmterfahren)時(shí)保持 更加有利的運(yùn)行條件。
本發(fā)明因此提供一種方法和設(shè)計(jì)方案，用其提出一種用于使熱浸 鍍?cè)O(shè)備以高的運(yùn)行可靠性運(yùn)行的重要貢獻(xiàn)。
為了尤其是在功率下降時(shí)以及在有故障時(shí)并因此在涂覆金屬?gòu)?涂覆容器里流出時(shí)不使氫氣與進(jìn)入的空氣氧混合，使涂覆容器的底部 入口部位，也就是說(shuō)直接在涂覆容器之下或者說(shuō)在滾子腔的相應(yīng)部位 (滾子腔的最后腔室，在金屬帶的輸送方向上看)以一種與其余的爐 子部位不同的氣氛的工作。氫氣成分這里少于5% (體積)。
在附圖中表示了本發(fā)明的實(shí)施例。所示為


圖1: 一種熱浸鍍?cè)O(shè)備的側(cè)視原理圖2:熱浸鍍?cè)O(shè)備的按照本發(fā)明的滾子腔的第一實(shí)施例的側(cè)視
圖3:熱浸鍍?cè)O(shè)備的按照發(fā)明的滾子腔的第二實(shí)施例的側(cè)視圖。
由圖l可見(jiàn)一種熱浸鍍?cè)O(shè)備，它用所謂CVGL-法(連續(xù)立式鍍鋅 生產(chǎn)線(xiàn)法)工作。在容器5里是熔化了的涂覆金屬4。容器5在其底 部有一個(gè)開(kāi)孔6，通過(guò)開(kāi)孔垂直向上穿過(guò)一個(gè)金屬帶1用于用涂覆金 屬4進(jìn)行鍍層。為了使流體狀的涂覆金屬并不向下通過(guò)開(kāi)孔6流出， 設(shè)有 一 個(gè)電磁感應(yīng)器9 ，它以已知的方式使開(kāi)孔6封閉。
要進(jìn)行鍍層的金屬帶l,在輸送方向上看，首先到達(dá)一個(gè)爐子2， 在爐子中，如上所述，被加熱到必需的過(guò)程溫度。爐子2通過(guò)一個(gè)連 接法蘭17連有一個(gè)滾子腔3，其任務(wù)是將預(yù)熱的帶1從進(jìn)入滾子腔3 的方向轉(zhuǎn)向成垂直并準(zhǔn)確地引入到容器5的開(kāi)孔6里。為此設(shè)有兩個(gè) 滾子18和19，其中，如圖3所示， 一個(gè)也可能就夠了。
如在圖2和3中最好地可見(jiàn)到的那樣，滾子腔3在實(shí)施例中由兩 個(gè)相互分隔開(kāi)的腔室7和8組成，其中通過(guò)隔板10實(shí)現(xiàn)分隔。
按照?qǐng)D2的滾子腔3的橫斷面(在側(cè)視圖中)設(shè)計(jì)成矩形，其中 兩個(gè)腔室7， 8基本為矩形的。在輸送方向F上的第一腔室7處右面 連有用于金屬帶1的導(dǎo)向通道16。在圖3中可見(jiàn)，所述一個(gè)腔室7可 也通過(guò)導(dǎo)向通道16構(gòu)成。
重要的是設(shè)計(jì)兩個(gè)腔室7， 8,從而能夠在它們里面保持不同的氣 體氣氛。
為此在每個(gè)腔室里設(shè)有一個(gè)氣體輸入裝置11或者12，通過(guò)這裝 置可以將氣體或氣體混合物輸入到腔室7， 8里。對(duì)氣體來(lái)說(shuō)可以是
氮?dú)釴2或氬氣H2或者一種由此組成的混合氣。
在每個(gè)腔室7、 8里的氣體傳感器13， 14求出氣體氣氛的參數(shù)。 例如可以用傳感器13， 14測(cè)出氬氣H2的濃度。在實(shí)施例(見(jiàn)圖2) 中將這測(cè)量值傳送給一個(gè)調(diào)節(jié)裝置15。調(diào)節(jié)裝置15使氣體或混合氣 通過(guò)氣體輸入裝置ll， 12輸入，因此在腔室7， 8里分別存在有所希 望的氣體成份或者說(shuō)氣體濃度。
特別值得追求的是(在爐子2和)在第一個(gè)腔室7里氫的濃度 超過(guò)5%(體積)，而這個(gè)值在第二個(gè)腔室8里是應(yīng)該要低于此的。
氣體氣氛在滾子腔3里并與爐子2的分開(kāi)地分隔也就是說(shuō)通過(guò)不 同的氣體腔室來(lái)進(jìn)行，這些氣體腔室相互通過(guò)開(kāi)孔連接用于使鋼帶通 過(guò)，也就是說(shuō)在滾子腔3里設(shè)有隔板10，隔板將滾子腔3分成至少兩
個(gè)氣體腔室。
通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)保護(hù)氣輸入位置(每個(gè)氣體腔室至少一個(gè))，如 前所述將不同濃度的氮和氫輸入。
通過(guò)每個(gè)氣體腔室的至少一個(gè)測(cè)量裝置對(duì)氣氛進(jìn)行監(jiān)測(cè)并在一 個(gè)調(diào)節(jié)回路中使之調(diào)定到所希望的濃度。在氣體部位里直接在涂覆容
器5之下添加無(wú)氧氣的氮?dú)?。在滾子腔里的氣流在工作狀態(tài)下對(duì)著爐 子入口的方向。若是涂覆金屬4從容器5里排出，那么通過(guò)所述的氮 氣閘門(mén)(Stickstoffschleuse )避免了富含氪氣的爐子氣氛流出。
滾子腔3里面作成陶瓷的。它由一個(gè)鋼外殼組成，外殼具有陶瓷 內(nèi)襯，它構(gòu)成了不同的氣體腔室。輸入的保護(hù)氣被加熱并以此用于保 持滾子腔3的內(nèi)部溫度。
除了隔熱作用(減少了向外的熱傳導(dǎo))之外，對(duì)于故障情況和與 之關(guān)聯(lián)的液態(tài)金屬侵入滾子腔3的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)內(nèi)襯，使它對(duì)于液態(tài) 金屬，例如象鋅或鋁以及它們的合金來(lái)說(shuō)是穩(wěn)定的。
附圖標(biāo)記列表
l金屬帶
2爐子 3滾子腔
4熔化的涂覆金屬 5答器
6在容器底部的開(kāi)孔 7第一腔室 8第二腔室 9電》茲感應(yīng)器 10隔板
11， 12氣體輸入裝置
13, 14氣體傳感器
15調(diào)節(jié)裝置
16導(dǎo)向通道
17連接法蘭
F輸送方向
&氫
N2氮
權(quán)利要求
1. 對(duì)金屬帶(1)，尤其是鋼帶進(jìn)行熱浸鍍的方法，其中使金屬帶(1)經(jīng)過(guò)爐子(2)和在金屬帶(1)的輸送方向(F)上緊接著的滾子腔(3)通過(guò)在容器(5)底部的開(kāi)孔(6)輸送給容納熔化了的涂覆金屬(4)的容器(5)，其中在容器(5)的底部產(chǎn)生電磁場(chǎng)用于使涂覆金屬(4)保持在容器(5)里，其特征在于，在滾子腔(3)里在至少兩個(gè)相互分隔開(kāi)的腔室(7，8)里保持有不同的氣體氣氛。
2. 按權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，滾子腔(3)的在金屬 帶(1 )輸送方向(F)上跟在后面的腔室(8)的氣體氣氛具有比在 這個(gè)腔室(8)前面的滾子腔(3)的腔室(7)更小的氫含量。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，滾子腔(3)的 在金屬帶(1 )的輸送方向(F)上第一腔室(7)的氣體氣氛的氫的 體積含量超過(guò)5%。
4. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，滾子腔 (3)的在金屬帶(1)的輸送方向(F)上最后的腔室(8)的氣體氣氛的氫體積含量低于5%。
5. 按權(quán)利要求1至4中之一所述的方法，其特征在于，在滾子 腔(3)的腔室(7， 8)中的氣體氣氛除了氫之外基本上只含有氮。
6. 按權(quán)利要求1或5中之一所述的方法，其特征在于，在滾子 腔(3)的腔室(7, 8)中的氣體氣氛在封閉的調(diào)節(jié)回路中被保持于 所希望的成分。
7. 用于對(duì)金屬帶(1),尤其是鋼帶進(jìn)行熱浸鍍的裝置，其具有 爐子(2)和在金屬帶(1)的輸送方向(F)上緊接著的滾子腔(3) 以及容納熔化了的涂覆金屬(4)的容器(5),其中在容器(5)的 底部有開(kāi)孔(6),通過(guò)該開(kāi)孔使金屬帶(1)輸送給容器(5),而 且其中在容器(5)的底部設(shè)有電磁感應(yīng)器(9)用于使涂覆金屬(4) 保持在容器(5)里，該裝置尤其是用于實(shí)施按權(quán)利要求1至6中之 一所迷的方法，其特征在于，在滾子腔(3)里設(shè)有至少一個(gè)隔板(10), 它至少使兩個(gè)腔室(7, 8)相互隔開(kāi)。
8. 按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，滾子腔(3)的每個(gè) 腔室(7， 8)具有至少一個(gè)氣體輸入裝置(11, l2)，通過(guò)氣體輸入 裝置可以使規(guī)定種類(lèi)的和/或成分的氣體引入至腔室(7, 8)里。
9. 按權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，滾子腔(3)的 每個(gè)腔室(7, 8)具有至少一個(gè)氣體傳感器(13, 14)，用此傳感器 可以得出腔室(7, 8)里的氣體的種類(lèi)和/或成分和/或濃度。
10. 按權(quán)利要求7至9中之一所述的裝置，其特征在于，設(shè)有調(diào) 節(jié)裝置(15),用調(diào)節(jié)裝置可以使氣體的成分和/或濃度在腔室(7， 8) 的至少一個(gè)里，優(yōu)選在所有腔室(7， 8)里保持于所希望的值。
11. 按權(quán)利要求7至10中之一所述的裝置，其特征在于，滾子 腔(3)設(shè)置有陶瓷內(nèi)村。
12. 按權(quán)利要求7至11中之一所述的裝置，其特征在于，滾子 腔(3)具有鋼外殼。
13. 按權(quán)利要求7至12中之一所述的裝置，其特征在于，設(shè)有 可以使導(dǎo)入在滾子腔(3)的腔室(7, 8)里的氣體加熱到所希望的 溫度的裝置。
14. 按權(quán)利要求7至13中之一所述的裝置，其特征在于，滾子 腔(3)的斷面基本為矩形輪廓，其中用于金屬帶(1 )的導(dǎo)向通道接 于在金屬帶(1 )的輸送方向(F)上看的第一腔室(7)上。
15. 按權(quán)利要求7至13中之一所述的裝置，其特征在于，滾子 腔(3)的斷面基本為矩形輪廓，它構(gòu)成腔室之一 (8)，接于此腔室 上的是第二腔室(7),該腔室由用于金屬帶(1)的導(dǎo)向通道(16) 構(gòu)成。
全文摘要
發(fā)明涉及一種對(duì)金屬帶(1)，尤其是鋼帶進(jìn)行熱浸鍍的方法，在此方法中使金屬帶(1)經(jīng)過(guò)一個(gè)爐子(2)和一個(gè)在金屬帶(1)的輸送方向(F)上緊接著的滾子腔(3)，通過(guò)容器(5)底部的一個(gè)孔(6)輸送給一個(gè)盛放著熔化的鍍層金屬(4)的容器(5)，其中在容器(5)的底部產(chǎn)生有一個(gè)電磁場(chǎng)用于阻擋住容器(5)里的鍍層金屬(4)。為了尤其是在熱浸鍍?cè)O(shè)備的功率下降時(shí)保證更有利的運(yùn)行條件，按照發(fā)明的建議在滾子腔(3)里在至少二個(gè)相互分隔開(kāi)的腔室(7，9)里保持不同的氣體氣氛。此外發(fā)明還涉及一種用于熱浸鍍的裝置。
文檔編號(hào)C23C2/36GK101384746SQ200680009169
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者B·法爾肯哈恩, H·G·哈通, H·貝倫斯, R·布里斯伯格 申請(qǐng)人:Sms迪馬格股份公司