用于處理非磁性金屬帶的包括合金化熱鍍鋅工段的連續(xù)式處理流水線以及在所述合金化 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理非磁性金屬帶1的連續(xù)式處理流水線，更具體地涉及一種用于加熱經(jīng)過(guò)所述連續(xù)式處理流水線的所述非磁性金屬帶的感應(yīng)加熱裝置14和方法，所述連續(xù)式處理流水線包括涂覆工段20，所述裝置沿所述帶的經(jīng)過(guò)方向被安裝在所述涂覆工段的下游，所述裝置能夠?qū)⑺鰩У臏囟仍谡麄€(gè)寬度上提升到所需的等級(jí)，以得到所希望的涂覆變化，所述加熱裝置包括至少一個(gè)橫流式感應(yīng)器15。
【專利說(shuō)明】
用于處理非磁性金屬帶的包括合金化熱鍍鋅工段的連續(xù)式處理流水線以及在所述合金化熱鍍鋅工段中的所述帶的感應(yīng)加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋼線圈的連續(xù)式鍍鋅流水線，更具體地涉及合金化熱鍍鋅(gal vannealing)工段。本發(fā)明尤其涉及一種用于在合金化熱鍍鋅過(guò)程中加熱非磁性鋼的鋼帶橫流式感應(yīng)加熱裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全球?qū)哂懈邫C(jī)械性能的鍍鋅鋼的需求急劇增長(zhǎng)。這在使用這些鋼來(lái)減小金屬板厚度而得到相同機(jī)械強(qiáng)度的機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域中尤其確切。由減小厚度引起的重量節(jié)省體現(xiàn)于更少的車輛消耗和因此更少的C02排放。高錳鋼特別有利，這是因?yàn)楦咤i鋼使高機(jī)械強(qiáng)度與通過(guò)沖壓形成的高性能協(xié)調(diào)。
[0003]用于機(jī)動(dòng)車輛車身的金屬板通常根據(jù)合金化熱鍍鋅方法來(lái)涂覆。在該方法中，在帶淬火鍍鋅之后添加一個(gè)步驟。該步驟涉及在鋅池輸出端的鍍鋅鋼帶的加熱，之后為保持階段。在該步驟中，鋅層由于金屬板的鐵以及鍍層的鋅的擴(kuò)散而改變，這導(dǎo)致在金屬支承件與鋅層之間產(chǎn)生合金。合金化熱鍍鋅增加了被涂覆的金屬板的焊接性并且改善了金屬板表面在被涂料之后的質(zhì)量。
[0004]注意到，此處術(shù)語(yǔ)合金化熱鍍鋅不可看作與在較高的溫度(大約800°C，而合金化熱鍍鋅在低于650°C的較低溫度下執(zhí)行)下進(jìn)行的退火相似。這涉及可稱為“合金化處理”(合金化為在鍍鋅層與其支承件之間產(chǎn)生合金)的加熱和保持處理?？蓞⒖肌禩echnique deI’inggnieur》的文獻(xiàn)ml531的段落2.3.7.2，該段落借助于示例解釋了合金化熱鍍鋅方法。明確指出當(dāng)金屬板從接近450 0C的鍍鋅槽輸出時(shí)，快速將該溫度提升到500 0C，然后使帶在大約10秒期間保持在該溫度上，涂鋅層由于鐵在液態(tài)鋅中的擴(kuò)散而轉(zhuǎn)變?yōu)殍F-鋅合金，并且所得到的鍍層因此呈現(xiàn)亞光灰色并且包括8%至12%的鐵。該處理在豎直爐中實(shí)施，所述豎直爐在冷卻塔的上升通道上即刻布置在槽之后。
[0005]在合金化熱鍍鋅工段中對(duì)于帶的加熱傳統(tǒng)上由縱流式感應(yīng)加熱設(shè)備來(lái)實(shí)施。其優(yōu)點(diǎn)在于將較大的功率密度傳送到能夠使該設(shè)備長(zhǎng)度減小的帶。加熱設(shè)備的緊湊性事實(shí)上對(duì)于鍍鋅塔至關(guān)重要，這是因?yàn)楹辖鸹療徨冧\步驟的添加引起所述塔的高度由于要安裝的設(shè)備的長(zhǎng)度而大大增加從而確保帶的加熱和溫度保持以及該帶的額外制冷。事實(shí)上，帶的鍍層需在到達(dá)安置在塔頂端的轉(zhuǎn)向輥之前凝固，從而不會(huì)在帶的表面上留下痕跡。保持設(shè)備的長(zhǎng)度由確保金屬擴(kuò)散所需的時(shí)間來(lái)限定。當(dāng)保持帶的溫度所需的供熱受限時(shí)，帶的加熱通常由電阻來(lái)實(shí)施。
[0006]在合金化熱鍍鋅工段的輸入端，帶的邊沿較冷。事實(shí)上，除了邊緣上的較強(qiáng)的自然冷卻，由脫水機(jī)吹出的用于移除帶上的多余鋅的空氣引起邊沿的更大冷卻。在加熱之后在將帶的溫度保持在合金化熱鍍鋅所需的溫度上期間，有利地，所述帶的溫度在其寬度上是均勻的，以使鐵在液態(tài)鋅中的擴(kuò)散在所述帶的整個(gè)長(zhǎng)度上、尤其在邊沿上相同。為了補(bǔ)償在合金化熱鍍鋅工段輸入端的較低邊沿溫度，因此需使所述邊沿過(guò)熱。為此，F(xiàn)R2661423描述了添加邊沿加熱裝置。該解決方案不完全令人滿意，這是因?yàn)樵摻鉀Q方案需要安置額外設(shè)備以消除該問(wèn)題。
[0007]合金化熱鍍鋅不用于所有質(zhì)量的鍍鋅金屬板。需在不使用合金化熱鍍鋅設(shè)備時(shí)使所述合金化熱鍍鋅設(shè)備下線，以由制冷殼體來(lái)代替所述合金化熱鍍鋅設(shè)備，所述制冷殼體能夠增加塔的制冷能力以及鍍鋅鋼(GI)流水線的生產(chǎn)能力。原則上，縱流式感應(yīng)加熱設(shè)備包括圍繞帶的線圈。為了能夠使加熱設(shè)備下線，需設(shè)置能夠開(kāi)啟的感應(yīng)器。例如由JP2903449描述的這種設(shè)備的復(fù)雜性使該解決方案不令人滿意。
[0008]高錳鋼在環(huán)境溫度下通常為奧氏體結(jié)構(gòu)并且為非磁性的。由于加熱效率極低，對(duì)這些鋼進(jìn)行縱流式感應(yīng)加熱不再可能。因此，如今在用于涂覆非磁性鋼的合金化熱鍍鋅工段中不存在感應(yīng)加熱裝置。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案涉及安裝裝配有燃燒器或電阻的設(shè)備，但該解決方案導(dǎo)致設(shè)備由于受限的功率密度而過(guò)長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明對(duì)于上面提及的問(wèn)題提供了一種解決方案，該解決方案特別有利于非磁性鋼的合金化熱鍍鋅，同時(shí)該解決方案能夠具有極其緊湊的加熱工段，所述加熱工段可被容易地下線并且能夠使邊沿過(guò)熱。
[0010]因此根據(jù)第一方面，本發(fā)明旨在提供一種非磁性金屬帶的連續(xù)式處理流水線，所述處理流水線包括涂覆工段和安置在所述涂覆工段下游的合金化熱鍍鋅工段，所述合金化熱鍍鋅工段包括用于加熱所述非磁性金屬帶的感應(yīng)加熱裝置，所述裝置能夠?qū)⑺鰩У臏囟忍嵘剿璧牡燃?jí)，以得到所述帶的鍍層的希望的變化，其特征在于，所述加熱裝置包括至少一個(gè)橫流式感應(yīng)器。
[0011]這涉及橫流式感應(yīng)在連續(xù)式流水線中的新應(yīng)用，該應(yīng)用被本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮用于高溫(通常超過(guò)800°C)下的退火工段，所述退火工段能夠深度改變帶的冶金結(jié)構(gòu)。通過(guò)橫流式感應(yīng)器，磁流被引導(dǎo)成與帶的表面垂直。相反地，磁流在縱流式加熱時(shí)與帶的表面相切。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，橫流式感應(yīng)能夠加熱非磁性材料，并且具有極好的能量效率和較大的功率密度。
[0012]實(shí)際上，橫流式感應(yīng)器由位于要加熱的帶的兩側(cè)的兩個(gè)磁極結(jié)構(gòu)和激勵(lì)線圈組成。線圈中的交流電流被極化，以在任何時(shí)刻上使相面對(duì)的磁極為異號(hào)磁極，這迫使磁流經(jīng)過(guò)該帶。
[0013]由于需得到用于不同寬度的帶的優(yōu)化加熱質(zhì)量，用于在合金化熱鍍鋅工段中加熱帶的橫流式感應(yīng)器的實(shí)施變得復(fù)雜。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置具有的線圈的尺寸適用于影響帶的橫向溫度廓線。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施變型，所述裝置包括在所述帶的寬度上側(cè)向可動(dòng)的屏，以影響所述帶的橫向溫度廓線，從而使對(duì)于屏的位置的調(diào)節(jié)能夠調(diào)整所述帶的邊沿的過(guò)熱。所述屏還可橫向可動(dòng)，以調(diào)節(jié)所述屏相對(duì)于所述帶的間距。橫流式感應(yīng)器通常包括兩對(duì)線圈。尤其根據(jù)要加熱的帶的特征以及流水線的生產(chǎn)能力來(lái)選擇線圈對(duì)的數(shù)量。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的橫流式感應(yīng)器包括以獨(dú)立方式位于鋼帶兩側(cè)的未機(jī)械聯(lián)接的兩個(gè)板的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)能夠使合金化熱鍍鋅工段在不被使用時(shí)被容易地折疊或退回，因此在合金化熱鍍鋅流水線不產(chǎn)生鍍鋅鋼(GA)時(shí)釋放可用于其它目的的空間。
[0015]根據(jù)第二方面，本發(fā)明還旨在提供一種在非磁性金屬帶的連續(xù)式處理流水線的合金化熱鍍鋅工段中的所述非磁性金屬帶的感應(yīng)加熱方法，所述處理流水線包括涂覆工段，所述合金化熱鍍鋅工段安置在所述涂覆工段下游，其特征在于，所述帶的加熱借助于橫流式感應(yīng)器來(lái)實(shí)施。
[0016]因此，流水線的涂覆工段能夠?qū)嵤┐慊疱冧\，根據(jù)本發(fā)明的加熱能夠?qū)嵤┖辖鸹療徨冧\。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，為了提前由脫水機(jī)中的邊緣效應(yīng)引起的對(duì)于邊沿的額外冷卻，由橫流式感應(yīng)器直接使帶的邊沿過(guò)熱，以在保持合金化熱鍍鋅溫度的階段期間得到帶的在其寬度上基本均勻的溫度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的橫流式感應(yīng)器的屏對(duì)于合金化熱鍍鋅的特定操縱不僅能夠在感應(yīng)器輸入端的廓線平坦時(shí)得到在感應(yīng)器輸出端的平坦溫度廓線，還能夠在溫度廓線呈現(xiàn)邊沿處局部欠熱時(shí)得到感應(yīng)器的平坦輸出廓線，這是在合金化熱鍍鋅工段的輸出端的典型廓線情況。對(duì)于屏的位置的操縱還能夠補(bǔ)償在鍍鋅工段輸出端的邊沿的欠熱，并且由于可動(dòng)屏的良好定位而能夠得到對(duì)于不同寬度的鍍鋅鋼帶的平坦溫度廓線。
【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)閱讀作為非限制性示例給出的詳細(xì)說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在附圖中:
[0020]-圖1:示意性示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于處理非磁性鋼的鍍鋅流水線的涂覆工段，所述涂覆工段包括使用縱流式感應(yīng)加熱的合金化熱鍍鋅，
[0021]-圖2:示意性示出了由縱流式感應(yīng)器引起的磁流，
[0022]-圖3:示意性示出了由橫流式感應(yīng)器引起的磁流，
[0023]-圖4:示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的實(shí)施例，以及，
[0024]-圖5:示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的實(shí)施例的剖視圖，尤其示出了可動(dòng)屏的使用。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1上示意性示出了鍍鋅流水線的鍍鋅塔21。涂覆工段20的下游安置有合金化熱鍍鋅工段。來(lái)自退火爐的帶I浸入鋅池2中。該帶的走帶方向由箭頭13指示。在鋅池的輸出端，該帶在鍍鋅塔中豎直上升。該帶經(jīng)過(guò)脫水機(jī)3，所述脫水機(jī)能夠在該帶進(jìn)入合金化熱鍍鋅工段中之前在該帶上僅保持所需的鍍層厚度。
[0026]該帶在第一時(shí)間經(jīng)過(guò)裝配有縱流式感應(yīng)器5的加熱裝置4，所述縱向流式感應(yīng)器能夠?qū)⒃搸嵘胶辖鸹療徨冧\所需的溫度。該帶隨后經(jīng)過(guò)裝配有電阻7的保持單元6。該帶隨后通過(guò)連續(xù)的冷卻殼體而用空氣冷卻，然后在水池9中用水冷卻。
[0027]圖2示意性示出了由縱流式感應(yīng)器5引起的磁流10。該磁流與帶I的表面相切。
[0028]圖3示意性示出了由橫流式感應(yīng)器12引起的磁流11。該橫流式感應(yīng)器由一對(duì)線圈12a、12b構(gòu)成。磁流被引導(dǎo)成與帶I的表面垂直。
[0029]圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置14的實(shí)施例。該裝置包括橫流式感應(yīng)器15，所述橫流式感應(yīng)器包括在帶的走帶方向上連續(xù)的兩對(duì)線圈16a、16b。一對(duì)由安置在帶I的每側(cè)的線圈構(gòu)成。感應(yīng)器由支承件17來(lái)保持。
[0030]該裝置還包括安置在帶的邊沿19的兩側(cè)的屏18。圖5更清楚地示出了這些可動(dòng)屏相對(duì)于帶1、線圈16以及支承板17的定位。
[0031]這些屏在帶的寬度上側(cè)向可動(dòng)，以影響該帶的橫向溫度廓線。側(cè)向調(diào)節(jié)需理解成安置在該帶的兩個(gè)相對(duì)邊沿19上的2個(gè)屏18a、18b的接近或遠(yuǎn)離。對(duì)于屏的位置的調(diào)節(jié)能夠調(diào)整所述邊沿的過(guò)熱，以補(bǔ)償導(dǎo)致所述邊沿的更大冷卻的邊沿效應(yīng)，并且因此得到在感應(yīng)器輸出端處的該帶的基本均勻的溫度。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施變型，屏18還橫向可動(dòng)，以調(diào)節(jié)所述屏相對(duì)于該帶的間距。該補(bǔ)充調(diào)節(jié)能夠獲得對(duì)于加熱裝置的更多調(diào)整可能性。
[0033]對(duì)于屏的操縱因此能夠?qū)τ诓煌瑢挾鹊慕饘侔逍Ｕ诤辖鸹療徨冧\工段中預(yù)先存在的邊沿溫度不足，其中欠熱的位置和寬度根據(jù)要處理的帶的寬度和厚度可變。
[0034]根據(jù)圖4上示出的本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)于橫流式感應(yīng)器的操縱根據(jù)由不接觸的周視瞄準(zhǔn)式溫度測(cè)量系統(tǒng)22測(cè)量的該帶的溫度來(lái)執(zhí)行，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)覆蓋整個(gè)帶寬度，或者在帶寬度上由多個(gè)不接觸的測(cè)量系統(tǒng)(例如定位在該帶中心上的系統(tǒng)22a和定位在該帶邊沿上的兩個(gè)系統(tǒng)22b)組成。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，有利地，通過(guò)執(zhí)行由所述邊沿的溫度與爐底溫度之間的差得到的邊沿位置的實(shí)際檢測(cè)，該帶相對(duì)于流水線理論軸線的位置以及該帶相對(duì)于流水線中心的任選偏移由邊沿溫度測(cè)量系統(tǒng)22檢驗(yàn)。在需要時(shí)，感應(yīng)器的位置被調(diào)節(jié)成即使在該帶相對(duì)于流水線中心偏移的情況下也保持該帶的最佳加熱。
[0036]此外，由于該帶的溫度測(cè)量系統(tǒng)22僅考慮該帶的中心溫度或排除邊沿溫度之后的平均溫度，感應(yīng)器輸出端的該帶的整體溫度等級(jí)根據(jù)相對(duì)于由該方法規(guī)定的平均溫度的差的最小值來(lái)調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非磁性金屬帶(I)的連續(xù)式處理流水線，所述處理流水線包括涂覆工段(20)和安置在所述涂覆工段(20)下游的合金化熱鍍鋅工段，所述合金化熱鍍鋅工段包括用于加熱所述非磁性金屬帶的感應(yīng)加熱裝置(14)，其特征在于，所述加熱裝置包括至少一個(gè)橫流式感應(yīng)器(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理流水線，所述處理流水線包括在所述帶的寬度上側(cè)向可動(dòng)的屏(18)，以影響所述帶的橫向溫度廓線，其特征在于，對(duì)于所述屏的位置的調(diào)節(jié)能夠調(diào)整所述帶的邊沿(19)的過(guò)熱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理流水線，其特征在于，屏(18)橫向可動(dòng)，以調(diào)節(jié)所述屏相對(duì)于所述帶的間距。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理流水線，其特征在于，橫流式感應(yīng)器(15)包括至少兩對(duì)線圈(16)。5.—種在非磁性金屬帶(I)的連續(xù)式處理流水線的合金化熱鍍鋅工段中的所述非磁性金屬帶的感應(yīng)加熱方法，所述處理流水線包括涂覆工段(20)，所述合金化熱鍍鋅工段安置在所述涂覆工段下游，其特征在于，所述帶的加熱借助于橫流式感應(yīng)器(15)來(lái)實(shí)施。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)屏(18)的位置以通過(guò)橫流式感應(yīng)器(15)來(lái)調(diào)整非磁性金屬帶(I)的邊沿的過(guò)熱并且得到在所述感應(yīng)器的輸出端處的所述帶的基本均勻的溫度。
【文檔編號(hào)】C23C2/28GK105829569SQ201480066114
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日
【發(fā)明人】E·帕塔爾
【申請(qǐng)人】菲弗茲塞萊斯公司