用于利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，该设备包括容纳金属涂层材料的容器，条带材料在使用过程中穿过该容器，该设备还包括用于控制条带上的涂层的厚度的刮擦装置。根据本发明，容器设有供条带材料离开容器的开口，其中刮擦装置包括用来产生涂层的薄片或薄板，形成用于条带的开口的容器的壁直接联接至薄片或薄板。
【专利说明】用于利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，该设备包括容纳金属涂层材料的容器，条带在使用过程中穿过该容器，该设备还包括用于控制条带上的涂层的厚度的刮擦装置。
【背景技术】
[0002]这种设备在本领域中非常常见，被称为热浸镀涂覆设备，用于利用如铝或铝合金或锌或锌合金来涂覆钢条带。对于利用锌进行涂覆的情况，通常设备包括具有锌浴液的容器，使用浸没引导辊引导钢条带通过锌浴液。通常，条带从退火作业线送过来，在高温下以一定角度通过开ロ进入锌浴液。在绕过引导辊后，钢条带沿竖直方向离开锌浴液，两面均涂覆上了锌层。对于商业用途来说，这种锌涂层太厚，在锌浴液上方不远处设置刮擦装置来刮擦多余的锌。通常使用气刀来从钢条带刮擦锌。由于钢条带可以达到两米宽，锌浴液的体积通常约为2位方米。
[0003]最近已经出现了ー种新型的刮擦装置，如比利时专利申请1018202中所公开的那样。这种刮擦装置主要包括两个薄片或薄板，它们被使用多个弹簧压向钢条带。这种刮擦装置如上文所述设置于锌浴液的上方，代替通常使用的气刀。当锌涂覆的钢条带移动通过刮擦装置的薄片之间的间隙时，薄片或多或少地使在钢条带上的液体锌变平，浮动或滑动，类似于众所周知的滑水效应。通过调节弹簧施加的压力，可控制离开刮擦装置的锌涂层的厚度。通过这种方式，可产生与使用气刀形成的涂层相比厚度減少的涂层。
[0004]然而，已然发现BE1018202中的薄片刮擦装置实际上不能使用，因为在锌浴液内部和表面上形成的锌浮渣颗粒被与在钢条带上形成涂层的锌夹带在一起。锌浮渣颗粒包括铁和铝，非常坚硬。锌浮渣颗粒会在刮擦装置的薄片与钢条带之间卡住，并且引起对钢条带的擦伤。因此，BE1018202中的刮擦装置实际上不能使用。
【发明内容】
[0005]本发明的ー个目的在于提供ー种使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，其能够在条带具有更高速度的情况下涂覆条带材料。
[0006]本发明的另ー个目的是提供ー种使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，与现有的市售的设备相比，其能够在钢条带上产生更小厚度的锌或锌合金涂层。
[0007]本发明的又ー个目的是提供ー种使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，其与现有的市售的热浸镀涂覆设备相比进行了改进。
[0008]本发明的另ー个目的在于提供ー种使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，其与现有的市售的热浸镀涂谷设备相比使用更加简便。
[0009]本发明还有ー个目的在于提供ー种使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，其与现有的市售的热浸镀涂覆设备相比使用起来更加经济。
[0010]根据本发明，通过使用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，能够达到ー个或更多上述目的，该设备包括容纳金属涂层材料的容器，条带在使用过程中穿过该容器，并且该设备还包括用于控制条带上的涂层的厚度的刮擦装置，其中该容器设有供条带离开容器的开口，其中刮擦装置包括用来形成涂层的薄片或薄板，并且其中形成用于条带的开口的容器的壁直接联接至薄片或薄板。
[0011]由于容器的壁直接联接至刮擦装置，与常用的用于热浸镀涂覆的容器相比，容器能够相对更小，因为引导辊可以省除。当使用锌或锌合金作为钢条带上的涂层时，容器应当容纳小量的熔融锌以使得锌浮渣颗粒保持很小而不能被截留在钢条带和刮擦装置的薄片或薄板之间。通过这种方式，上文所述的现有的薄片刮擦器就能够使用了，其提供了使用高条带速度和产生具有良好表面质量的薄涂层的可能性。
[0012]相对更小的容器还具有以下优点:使用根据本发明的设备的涂覆系统与现有的热浸镀涂覆生产线相比具有更大弹性，不再需要将大体积的如锌或铝保持在高温下，并且不再由于锌浴液表面上形成锌浮渣而造成锌损耗。
[0013]根据一个优选实施例，条带材料是金属条带材料，优选钢条带材料。薄片刮擦装置设计用于金属条带材料如钢条带。
[0014]优选地，金属涂层材料是熔融的锌或锌合金或铝或铝合金。此类的熔融金属涂层材料必须能够在几百摄氏度的温度使用，并且由于可省除常规的气刀，本发明的设备非常适宜于用于金属涂层。
[0015]根据一个优选实施例，容纳金属涂层材料容器的体积最多为在使用过程中每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的10000倍,体积V以立方米为单位通过公式V = 2 XdXwX S计算，其中
[0016]d=涂层的厚度，单位为米
[0017]W=条带的宽度,单位为米
[0018]s=条带的速度,单位为米每秒。
[0019]使用这样体积的容器，容器中熔融金属涂层材料中生长的浮渣颗粒会保持足够小因而了不会在条带材料和刮擦装置的薄片或薄板之间卡住。所使用的容器的体积至少依赖于涂层材料、浮渣颗粒产生的速度、条带上涂层的厚度、以及条带的速度。因此，容器的体积取决于这些参数。按照这种方式，上文所述的现有的薄片刮擦器就能够使用了，其提供了高条带速度和薄涂层的可能性。
[0020]优选地，容纳金属涂层材料的容器的体积最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的2000倍，更优选地，最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积的500倍，更加优选地，最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的100倍。容器的体积越小，越容易保持氧化物或金属浮渣颗粒的的尺寸使得它们不会卡在条带和刮擦装置的薄片或薄板之间。较小的容器还具有以下优点:条带上的涂层材料的改变可更快进行。
[0021]根据一个优选实施例，刮擦装置位于容器上方。按照这种方式，条带材料将从下方进入容器，并在薄片刮擦设备的上侧离开设备。这是有利的，因为在紧急情况下，薄片刮擦装置能够被打开且容器能被清空而不会污染已经被涂覆的钢条带。条带材料可竖直地进入容器，但条带材料也可以成一定角度进入容器。
[0022]优选地，金属涂层材料的储存器与容器连接，以在使用设备的过程中填充容器。按照这种方式，易于将容器中金属涂层材料的浴液保持在基本上恒定的体积。[0023]更优选地，储存器与容器的连接方式使得容器中的所有的金属涂层材料在设备使用过程中不断地得到补充更新。因此，金属涂层材料的浴液持续地更新并且在容器中不存在其中的金属涂层材料比容器中其它部分保留更长时间的死角。
[0024]优选地，储存器与容器连接以便使得在使用该设备的过程中，金属涂层材料在容器的长度上均匀地分布。按照这种方式，保证了金属涂层材料的补充更新。 [0025]优选地，容器的体积是I到100升，更优选地体积为2到25升。这样的体积保证了在特定时刻容器中存在的所有金属涂层材料随后很快地用于涂覆条带材料。
[0026]根据ー个优选实施例，条带材料是钢条带材料而金属涂层材料是熔融的锌或锌合金，并且其中容器的尺寸使得在使用过程中形成在具有熔融金属涂层材料的容器中的金属浮渣颗粒平均小于形成在钢条带上的涂层的厚度。该容器的尺寸取决于条带的速度、浮渣颗粒生成的速度和涂层的厚度，即由移动的条带材料移除等于ー个容器体积的液体量的平均时间必须小于浮渣颗粒生长为大于涂层厚度的尺寸的平均生长时间。因为薄片刮擦装置的薄片或薄板与钢条带之间的距离约为钢条带上涂层厚度的两倍，所以平均金属浮渣颗粒能轻易地经过薄片刮擦装置的薄片或薄板之间，并且大于平均颗粒的金属浮渣颗粒将不会被截留在薄片刮擦装置的薄片和薄板与钢条带之间。
[0027]优选地，设有用来将金属涂层材料保留在容器中的装置，优选电磁感应装置。当容器设置在薄片刮擦装置的下方时此类的保持装置尤其需要，且电磁感应装置能够在金属涂层材料上施加高于重力的力。这样的电磁感应装置在本领域是公知的。
[0028]由于氧通常使金属涂层材料劣化，优选地，设有使容器中的金属涂层材料保持与周围空气中的氧气脱离接触的装置。这对于如锌或铝或其合金的金属涂层材料尤为重要。
[0029]根据ー个优选实施例，刮擦装置的薄片或薄板由能够耐受金属涂层材料和在使用过程中施加于其上的力的材料制造，优选不锈钢或碳。薄片或薄板应当一方面为薄的和柔性的，另ー方面应当具有強度和耐受能力。不锈钢和碳适于满足这些要求。
[0030]优选地，刮擦装置的薄片或薄板在内侧被涂覆ー层用于提高薄片的抗磨损和/或抗腐蚀性能的涂层，和/或在外侧被涂覆一层保护涂层。此类的涂层在本领域公知。
[0031]根据ー个优选实施例，刮擦装置的薄片或薄板延伸以便形成容器的壁。按照这种方式，容器和薄片刮擦装置形成同一物体，其不需要在容器材料和薄片或薄板材料之间的连接装置。
[0032]优选地，设有加压装置，用于在使用过程中将薄片或薄板压向条帯，更优选地加压装置为弹簧。由于尤其是对于金属涂层而言，涂层厚度可能因不同的目的而改变，所以该加压装置应当是可控的。对于金属涂层，必须施加的力是非常大的，因此弹簧是适宜的。也可以使用液压加压装置。
[0033]根据ー个优选实施例，在使用过程中，在条带的侧面设有挡板，用来填充位于条带与刮擦装置的薄板或薄板之间的间隙。铝或钢条带尤其需要此类的挡板，其通常的厚度为Imm左右。挡板应当受到控制从而可以跟随条带的宽度的变化。
[0034]优选地，当条带材料是钢条带材料吋，容器直接连接到退火装置，优选地，该退火装置包括加热装置以能够在钢条带材料进入容器中的金属涂层材料前加热钢条带材料，更优选地，在刮擦装置后还设有冷却装置，以便能够冷却钢条带材料。钢条带通常离开退火设备并且随后尽可能快地涂覆上锌层或铝层。因此，优选地，容器连接到退火装置。对于第三代高强度钢类型，优选地，钢条带在进入容器前能够被加热，在离开薄片刮擦装置后能够被冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]本发明将参照附图进一步阐明。
[0036]图1显示了本发明的设备的示意图。
[0037]图2显示了图1的局部放大图。
[0038]图3显示了图1的局部放大图，其具有不同的容器进给装置。
[0039]图4同图3示出的一样，其具有不同的容器进给装置。
[0040]图5显示了图1中设备的剖面图。
【具体实施方式】
[0041]图1显示了钢条带I从上方进入根据本发明的设备10。该设备基本包括两个薄片
11、12(如图5所示)。在钢条带I的边缘处，设有挡板装置13、14以封闭薄片和钢条带的边缘。薄片使用加压装置15、16压在钢条带上。挡板装置使用定位装置17、18、19、20保持就位。金属涂层材料如熔融锌的容器由薄片11、12和挡板装置13、14形成。加压装置15、16由如液压缸的装置21、22、23、24来操作。
[0042]金属涂层材料2如熔融锌通过管25，26从储存器提供(没有显示)，所述管将金属涂层材料通过多个管道27排入容器中。
[0043]该技术方案特别在图`2中显示。此处显示了沿着条带I的宽度，在条带的每一侧，都有多个管道27连接到管25、26，通过所述管来填充容器。金属涂层材料2在容器的长度上均匀地分布。这在使用锌或锌合金作为涂层材料时是尤其重要的，因为锌中的浮渣颗粒不应在容器中长时间停留。
[0044]图3显示了图1中所示的根据本发明的设备，但根据图3的实施例，容器仅使用在条带I的每侧上的一个管道28、29来填充。按照这种方式，在进入容器的时候涂层材料并不均匀地分布，但当没有浮渣颗粒形成在容器中的金属涂层材料中时可以使用这个实施例。
[0045]图4显示了根据本发明的设备的另一个实施例，其使用了根据图1的管25、26，但没有使用管道。此处管每一个具有一个狭槽，金属涂层材料2通过所述狭槽填充容器。
[0046]图5显示了根据图1的设备10的剖面图。钢条带I在薄片11、12之间竖直地延伸，所述薄片由加压装置15、16压在钢条带I上。挡板装置、定位装置和加压装置在图5中没有显示。显示了两个管25、26，所述管连接到一个或更多没有显示的储存器，该储存器中容纳有金属涂层材料如熔融的锌。金属涂层材料2从管道27供应，经过管25、26并填充在薄片11、12之间的容器中的锌浴液3。钢条带I穿过锌浴液3，并且薄片被压在钢条带上，从而于在设备的下侧处离开薄片的钢条带上形成锌涂层。
[0047]作为填充附图1和5中的容器的替代方案，还可在浴液的表面下穿过薄片填充容器。
[0048]显然，附图仅仅是对于本发明设备的实施例的非常示意性的表示。本领域技术人员基于以上说明书及以下权利要求书将能够明了如何对设备进行改变。
【权利要求】
1.一种利用金属涂层材料涂覆移动的条带材料的设备，该设备包括容纳金属涂层材料的容器，条带在使用过程中穿过该容器，并且该设备还包括用于控制条带上的涂层的厚度的刮擦装置，其中该容器设有供条带离开容器的开口，其中刮擦装置包括用来形成涂层的薄片或薄板，并且其中形成用于条带的开口的容器的壁直接联接至薄片或薄板。
2.如权利要求1所述的设备，其中条带材料为金属条带材料，优选钢条带材料。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中金属涂层材料是熔融的锌或锌合金或铝或铝合金。
4.如权利要求1、2或3所述的设备，其中容纳金属涂层材料容器的体积最多为在使用过程中每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的10000倍，体积V以立方米为单位通过公式V=2 X dX wX s计算，其中 d=涂层的厚度，单位为米 w =条带的宽度,单位为米 S =条带的速度，单位为米每秒。
5.如权利要求4所述的设备，其中容纳金属涂层材料的容器的体积最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的2000倍，优选地，最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积的500倍，更加优选地，最多为每秒涂覆在条带上的涂层的体积V的100倍。
6.如前述任一权利要求所述的设备，其中刮擦装置位于容器的上方。
7.如前述任一权利要求所述的设备，其中金属涂层材料的一个储存器与容器连接以在使用该设备的过程中填充容器，优选地该储存器与容器连接以便使得容器中的所有金属涂层材料在使用该设备的过程中不断地得到补充更新，更优选地储存器与容器连接以便使得在使用该设备的过程中，金属涂层材料在容器的长度上均匀地分布。
8.如前述任一权利要求所述的设备，其中容器具有I到100升的体积，优选2到25升。
9.如前述任一权利要求所述的设备，其中条带材料是钢条带材料而金属涂层材料是熔融的锌或锌合金 ，并且其中容器的尺寸使得在使用过程中形成在具有熔融金属涂层材料的容器中的金属浮渣颗粒平均小于形成在钢条带上的涂层的厚度。
10.如前述任一权利要求所述的设备，其中设有使金属涂层材料保留在容器中的装置，优选电磁感应装置。
11.如前述任一权利要求所述的设备，其中设有使容器中的金属涂层材料保持与周围空气中的氧气脱离接触的装置。
12.如前述任一权利要求所述的设备，其中刮擦装置的薄片或薄板由能够耐受金属涂层材料和在使用过程中施加于其上的力的材料制造，优选不锈钢或碳。
13.如前述任一权利要求所述的设备，其中刮擦装置的薄片或薄板在内侧被涂覆一层用于提高薄片的抗磨损和/或抗腐蚀性能的涂层，和/或在外侧被涂覆一层保护涂层。
14.如前述任一权利要求所述的设备，其中刮擦装置的薄片或薄板延伸以便形成容器的壁。
15.如前述任一权利要求所述的设备，其中设有加压装置，用于在使用过程中将薄片或薄板压向条带，优选地加压装置为弹簧。
16.如前述任一权利要求所述的设备，其中在使用过程中，在条带的侧面设有挡板，用来填充位于条带与刮擦装置的薄板或薄板之间的间隙。
17.如前述任ー权利要求所述的设备，其中当条带材料是钢条带材料时，容器直接连接到退火装置，优 选地，该退火装置包括加热装置以能够在钢条带材料进入容器中的金属涂层材料前加热钢条带材料，更优选地，在刮擦装置后还设有冷却装置，以便能够冷却钢条带材料。
【文档编号】C23C2/18GK103562429SQ201280017108
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】W·范里耶斯韦克, H·B·范韦尔杜伊赞, N·诺尔特, T·F·J·马尔曼 申请人:塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司