專利名稱：用于使一個金屬連鑄坯浸入熔液覆層的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于使一個金屬連鑄坯、尤其是一個鋼帶浸入熔液覆層的方法，其中所述金屬連鑄坯至少分段式地垂直地以給定的輸送速度穿過一個容納熔融的覆層金屬的容器。本發明還涉及一個用于使一個金屬連鑄坯浸入熔液覆層的裝置。
傳統的用于金屬帶的金屬浸入覆層設備具有一個維護龐大的部分，即根據覆層配有位于其中的裝備。要被覆層的金屬帶表面必須在覆層前清潔氧化殘留物并且為了與覆層材料連接而激活。為此帶表面在覆層前在一個還原氣氛的熱處理過程中進行處理。因為氧化層事先化學地或腐蝕地去除，通過還原的熱處理過程這樣激活表面，使得在熱處理后呈現純金屬的表面。
但是通過激活帶表面使這個帶表面對于周圍空氣氧的親和力提高。為了避免空氣氧在覆層過程之前又可能位于帶表面上，將金屬帶在一個浸入管中從上面插進覆層池。因為覆層金屬以液體形式存在并且想利用重力與吹風裝置一起來調整覆層厚度，但是下面的處理過程提供了一個帶接觸直到覆層完全固化，必須使鋼帶根據覆層的需要在垂直方向上偏轉。這通過一個在液體金屬中移動的輥子實現。由于液體的覆層金屬這個輥子處于強烈的磨損并且是停機的原因并由此中斷生產運行。
由于所期望的覆層金屬的微小層厚可能在微米范圍變化，因此對于帶表面提出了高的要求。這意味著，輸送金屬帶的輥子表面也必須是高質量的。在這些表面上的缺陷通常導致對金屬帶表面的損傷。這是使設備經常停機的另一原因。
為了避免這種隨著在液體的覆層金屬中移動的輥子產生的問題，已經給出附件，使用一個向下敞開的覆層容器，它在其底部具有一個導引通道用于向上垂直輸送金屬帶并且為了封閉使用一個電磁的密封。在此涉及一種電磁感應器，它們通過回頂的、抽吸的或收縮的電磁交變場或漂移場工作，它們向下封閉覆層容器。
例如由EP 0 673 444 B1已知一個這樣的解決方案。按照WO96/03533的解決方案或者按照JP 5086446也使用一個用于向下封閉覆層容器的電磁密封。
由DE 42 08 578 A1同樣已知一個具有電磁密封的一個浸入熔液覆層設備。為了與金屬連鑄坯的通流速度無關地控制金屬連鑄坯在覆層金屬中的停留時間在這里規定，在金屬連鑄坯移動期間熔融液體的覆層材料保持一個指向金屬連鑄坯表面的運動并且在切斷空氣的條件下滾動。
所有上述解決方案在此都適合于，在覆層容器中基本保持一個給定的覆層金屬的液面高度。通常將金屬連鑄坯通過覆層池的移動速度作為對于浸入熔液覆層的形式和質量有重要影響的參數來考慮。此外根據在DE 42 08 578 A1中公開的解決方案大多沒有可能有效地對浸入熔液覆層過程施加影響。即，金屬連鑄坯在覆層介質中的停留時間在已知的浸入熔液覆層方法中大多動態地通過金屬連鑄坯穿過覆層容器的速度進行改變，因為覆層池的液面只能特別緩慢地通過金屬連鑄坯上的覆層出料減少。因此覆層池的液面也不能作為調整質量特征的動態調整參數。
因此本發明的目的是，實現一種用于一個金屬連鑄坯浸入熔液覆層的方法和一種相應的裝置，通過這種方法和裝置能夠有效地影響浸入熔液覆層的參數，而無需改變金屬連鑄坯通過熔融的覆層金屬的移動速度。
按照本發明關于方法方面的特征是，所述金屬連鑄坯在熔融的覆層金屬中的停留時間通過控制或調節熔融的覆層金屬在容器中的液面位置高度給定。
本發明的方案適合于，為了有針對性地影響那些影響浸入熔液覆層過程質量的參數，要考慮熔融的覆層金屬在覆層容器中的液面位置高度。通過這種工作方式能夠對覆層質量施加影響，而不必改變金屬連鑄坯通過覆層裝置的輸送速度。
第一優選方案是，所述金屬連鑄坯尤其垂直地通過熔融的覆層金屬和一個前置于容器的導引通道導引并且為了使覆層金屬抑制在容器中在導引通道處通過至少兩個設置在金屬連鑄坯兩側的感應器產生一個電磁場。即，按照這個優選方案使用公知的具有電磁底部封閉的CVGL方法(連續垂直電鍍線)。
此外可以優選的是，所述金屬連鑄坯通過容器的輸送速度盡可能保持恒定。
按照本發明的用于使一個金屬連鑄坯浸入熔液覆層的裝置，在該裝置中金屬連鑄坯至少分段式地垂直通過容納熔融的覆層金屬的容器，其特征在于，具有根據金屬連鑄坯在熔融的覆層金屬中的給定停留時間控制或調節熔融的覆層金屬在容器中的液面位置高度的機構。
在此所述裝置優選具有一個前置于容器的導引通道以及至少兩個在導引通道處設置在金屬連鑄坯兩側的感應器，用于產生使覆層金屬抑制在容器中的電磁場(CVGL方法)優選的是，所述用于控制和調節熔融的覆層金屬在容器中的液面位置高度的機構具有用于測量在容器中的熔融的覆層金屬的測量機構和用于影響參數的機構，它們與一個控制和調節裝置處于連接。
此外可以規定，所述用于影響熔融的覆層金屬的液面位置的機構具有一個用于使熔融的覆層金屬從容器中排到一個預儲容器中的排出口以及一個用于將熔融的覆層金屬從預儲容器輸送到容器的泵。在此所述預儲容器最好設置在容器下部。
為了盡可能有效地和快速地影響熔融的覆層金屬在容器中的液面位置已經證實，所述容器的容積比預儲容器的容積小數倍；在此尤其規定，所述容器的容積為預儲容器容積的5至20％。
在附圖
中示出本發明的一個實施例。唯一的附圖簡示出一個浸入熔液覆層裝置，它具有一個穿過該裝置導引的金屬連鑄坯。
所述裝置具有一個容器3，它以熔融的覆層金屬2充滿。這種覆層金屬例如可以是鋅或鋁。要被覆層的鋼帶形式的金屬連鑄坯1在輸送方向R上垂直向上地以一個給定的且在過程中保持恒定的輸送速度v通過容器3。
在此要指出，原則上也可以使金屬連鑄坯1從上向下通過容器3。
為了使金屬連鑄坯穿過容器3使這個容器在底部敞開；一個導引通道4位于這里。為了使熔融的覆層金屬2不會通過導引通道4向下流出，兩個產生一個磁場的電磁感應器5位于金屬連鑄坯1的兩側，該磁場在液體金屬中引起體積作用力，它反作用于覆層金屬2的重力并因此向下密封導引通道4。
對于感應器5涉及兩個對置的交變場感應器或漂移場感應器，它們在2Hz至10kHz的頻率范圍中運行并且建立一個垂直于輸送方向R的電磁橫向場。對于單相系統(交變場感應器)的優選頻率范圍位于2kHz至10kHz之間，對于多相系統(例如漂移場感應器)該頻率范圍在2Hz至2kHz之間。
對于所建議的浸入熔液覆層裝置通過適當的機構有效地對容器3中的熔融的覆層金屬2的液面位置h施加影響并且這種影響針對過程的參數并因此影響覆層的質量。
為此機構6用于控制或調節液面位置的高度h，其中從附圖可以看出，所述液面位置h在一個最小液面位置hmin與一個最大液面位置hmax之間的寬界限中變化。
通過液面位置在容器3中的實際高度h以及金屬連鑄坯1的輸送速度v得到金屬連鑄坯1在覆層金屬2中的停留時間；由此再得到對于浸入熔液覆層過程重要的影響參數。
所述用于控制或調節液面位置高度h的機構6首先由一個檢測機構7組成，通過它可以檢測實際的液面位置h。由檢測機構7檢測的數值傳導到一個控制或調節裝置10。該裝置也獲得所期望的金屬連鑄坯1在覆層金屬2中的停留時間的數值。所述控制或調節裝置10可以對用于影響液面位置h的機構8，9施加影響，即對一個排出口8施加影響，通過它熔融的覆層金屬2可以從容器3中排出，以及對一個轉速調節泵9施加影響，通過它可以將覆層金屬2泵進容器3。通過相應地影響覆層金屬2流入容器3以及從容器3中排出的影響措施可以通過控制或調節裝置10可控或可調節地保持所期望或所必須的液面位置h。
特別有利的是，為此在容器3下面設置一個預儲容器11。如同在實施例中可以看到的那樣，一個管道12使排出口8與預儲容器11連接。以相同的方式存在一個管道13，在其中設置泵，通過它可以將覆層金屬2從預儲容器11泵入容器3。
所述覆層池液面通過排出口8和泵9動態地進行調整或調節。由此能夠使液面位置h作為用于覆層金屬連鑄坯1的質量調節的調整參數。
通過一個有針對性地改變覆層池液面h通過由此引起的金屬連鑄坯1在恒定的輸送速度v時在覆層金屬2中的停留時間的變化調節或微調在覆層裝置覆層后所呈現的金屬連鑄坯1的質量特征。
附圖標記清單1 金屬連鑄坯(鋼帶)2 覆層金屬3 容器4 導引通道5 感應器6 用于控制或調節液面位置高度的機構7 用于測量液面位置的檢測機構8 用于影響液面位置的機構，排出9 用于影響液面位置的機構，泵10 控制或調節裝置11 管道12 管道v 輸送速度t 停留時間h 熔融的覆層金屬在容器中的液面位置hmin最低液面位置hmax最高液面位置R 輸送方向
權利要求
1.一種用于使一個金屬連鑄坯(1)、尤其是一個鋼帶浸入熔液覆層的方法，其中所述金屬連鑄坯(1)至少分段式地垂直地以給定的輸送速度(v)穿過一個容納熔融的覆層金屬(2)的容器(3)，其特征在于，所述金屬連鑄坯(1)在熔融的覆層金屬(2)中的停留時間(t)通過控制或調節熔融的覆層金屬(2)在容器(3)中的液面位置高度(h)給定。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬連鑄坯(1)僅垂直地通過熔融的覆層金屬(2)并穿過一個前置于容器(3)的導引通道(4)，并且為了使覆層金屬(2)抑制在容器(3)里面在導引通道(4)處通過至少兩個設置在金屬連鑄坯(1)兩側的感應器(5)產生一個電磁場。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金屬連鑄坯(1)穿過容器(3)的輸送速度(v)盡可能地保持恒定。
4.一種用于使一個金屬連鑄坯(1)、尤其是一個鋼帶浸入熔液覆層的裝置，在該裝置中所述金屬連鑄坯(1)至少分段式地垂直地以給定的輸送速度(v)穿過一個容納熔融的覆層金屬(2)的容器(3)，其特征在于，用于根據金屬連鑄坯(1)在熔融的覆層金屬(2)中的給定的停留時間(t)控制或調節熔融的覆層金屬(2)在容器(3)中的液面位置高度(h)的機構(6)。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有一個前置于容器(3)的導引通道(4)以及至少兩個在導引通道(4)處設置在金屬連鑄坯(1)兩側的感應器(5)用于產生使覆層金屬(2)抑制在容器(3)中的電磁場。
6.如權利要求4或5所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于控制或調節熔融的覆層金屬(2)在容器(3)中的液面位置高度(h)的機構(6)，用于檢測熔融的覆層金屬(2)在容器(3)中的液面位置(h)的檢測機構(7)和用于影響液面位置(h)的機構(8，9)，它們與一個控制或調節裝置(10)連接。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述用于影響熔融的覆層金屬(2)的液面位置(h)的機構(8，9)具有一個使熔融的覆層金屬(2)從容器(3)排到一個預儲容器(11)的排出口(8)以及一個用于使熔融的覆層金屬(2)從預儲容器(11)輸送到容器(3)的泵(9)。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述預儲容器(11)設置在容器(3)下部。
9.如權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述容器(3)的容積比預儲容器(11)的容積小數倍。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述容器(3)的容積為預儲容器(11)容積的5至20％。
全文摘要
本發明涉及一種用于使一個金屬連鑄坯(1)、尤其是一個鋼帶浸入熔液覆層的方法，其中所述金屬連鑄坯(1)至少分段式地垂直地以給定的輸送速度(v)穿過一個容納熔融的覆層金屬(2)的容器(3)。為了影響覆層過程的質量按照本發明建議，所述金屬連鑄坯(1)在熔融的覆層金屬(2)中的停留時間通過控制或調節熔融的覆層金屬(2)在容器(3)中的液面位置高度(h)給定。此外本發明還涉及一種用于一種金屬連鑄坯浸入熔液覆層的裝置。
文檔編號C23C2/24GK1729309SQ200380103752
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月6日 優先權日2002年11月21日
發明者B·鄧克霍夫, H·白仁斯, B·發坎哈恩, M·澤仁巴克, R·比里斯伯格 申請人:Sms迪馬格股份公司