使由铁磁材料制成的带稳定并减小其变形的电磁设备及相关工艺的制作方法

使由铁磁材料制成的带稳定并减小其变形的电磁设备及相关工艺的制作方法
【专利摘要】一种电磁设备（1），用于在由铁磁材料制成的带（4）供给在用熔融金属涂覆相同带的系统中期间通过应用力的分布而使带稳定并且使其变形降到最小，该力的分布在横向于带的方向上是连续的，而不管其宽度。该设备包括第一电磁体和相对于所述带（4）的所述理论通过线（50）与第一电磁体成镜像的第二电磁体。每个电磁体包括芯，该芯包括一个极和围绕极缠绕的一个供给线圈。该电磁设备包括由铁磁材料制成的连接元件（26）以及由铁磁材料制成的连接元件（26’），连接元件（26）连接第一电磁体（15、15’、15’’、15’’’）的芯，连接元件（26’）连接第二电磁体（16、16’、16’’、16’’’）的芯。连接元件（26、26’）关于带（4）的理论通过线（50）成镜像。
【专利说明】使由铁磁材料制成的带稳定并减小其变形的电磁设备及相关工艺
【技术领域】
[0001]本发明落入用于涂覆由铁磁材料制成的平面体例如钢带的工艺和系统的范围内。具体地，本发明涉及一种设备，该设备用于使由铁磁材料制成的金属带稳定在用熔融金属涂覆相同的金属带的工艺(例如，电镀工艺)的范围内。本发明还涉及一种用熔融金属涂覆金属带的包括所述电磁设备的系统。最后，本发明涉及一种用于使由铁磁材料制成的带例如金属带稳定和/或校正其变形的工艺。
[0002]抟术现状
[0003]如已知的，由铁磁材料制成的带例如金属带通过合适的涂覆工艺涂覆在外部。参照图1，第一常规涂覆工艺提供金属带4在容纳在罐111中的熔融金属浴中的通过。金属带4以一定的倾角从罐111的顶部进入浴7中并且借助于浸没在罐中的辊2、3沿着在垂直方向引导离开罐。特别地，为了获得金属带4的轨道，布置了被称为“沉没辊”的辊2，同时还设置校正棍3以部分地校正金属带4的也被称为“十字弓(crossbow)”的变形,并且用于金属带4的局部稳定。
[0004]用于除去过量涂覆的单元安装在罐111的下游，即在熔融金属浴7的输出处，该单元由擦拭金属带4的表面以便将过量的熔融金属朝着浴7送回的气刀(空气或惰性气体)或磁刀5组成。然后，金属带4借助于沿着带自身的运输方向垂直地布置的喷射冷却器5'经历冷却。然后，金属带4在与上辊自身接触后不损害涂覆表面的质量的条件下到达上辊
6。因此，这种涂覆工艺需要金属带4被垂直地支撑以便仅仅在两个点之间维持拉伸，这两个点的距离通常在30和50米之间。
[0005]参照图2，代替利用大的熔融金属罐(多达400吨)，近期已经研发涂覆工艺来提供相对小的磁性容量罐IlP。这样的罐IlP不含有机械移动部件,而是包括电磁设备8，熔融金属浴借助于该电磁设备8在金属带4沿着垂直方向上经过浴时保持悬浮。更准确地，金属带4从位于罐自身的底部上的进入开口 9进入磁性密封罐111'，然后其从与进入开口相对的排出开口出来。
[0006]在图1和图2所描述并且图示的两种涂覆工艺中，使金属带4遭受主要由喷射冷却剂5'和刀5的存在而引起的振动。在图1中的工艺的情况下，应用的机械引导构件特别是辊2、3的间隙是振动的来源，而在图2中的工艺的情况下，用于熔融金属7的悬浮的电磁设备8是振动的另一个来源。如以上已经表明的，在图1的工艺中，由于接近于浸没的辊
2、3而发生金属带的局部塑化，金属带还受静态变形(十字弓)的影响。这种现象还强烈地干扰金属带4的供给稳定性。此外，在图2中的工艺的条件下，金属浴7的下自由表面也可能受到金属带4的振动的干扰，且然后从表面自身喷射出熔融金属的飞溅物。
[0007]这些缺点决定了沿着金属带4的涂覆厚度的变化，需要的是提供相对于产品的分类所需的涂覆的较厚涂覆。如实际上已知的，参考标准限制了不应超过的涂覆厚度的最小阈值。金属带4的振动和静态变形实际上引起了涂覆的不均匀分布以及气刀和/或电磁刀的功能的降低的效力，气刀和/或电磁刀因此必须以较大的距离来操作以防止与金属带的意外接触。就这一点而言，应注意，通常提供过量涂覆，这至少例如确保金属带4的95%所需的最小阈值。在其它情况下，带的供给速度降低，且生产率后续地且不利地降低。
[0008] 还应注意，在图2中的工艺的情况下，液体金属飞溅物通过罐111'的进入开口 9的喷射还负面地影响涂覆的质量。事实上，这样的飞溅物粘附在金属带4的活化表面上，在进入金属浴7之前飞溅物与金属带4的活化表面立刻反应。这样的现象在金属带4的表面上产生具有不同合金成分的点，且因此产生了金属带4的差的质量。
[0009]因此，以上考虑揭示了对于在相关的涂覆工艺期间，且具体地在金属带4在含有熔融金属的罐的上游和/或下游的供给期间，尽可能地降低金属带4上的振动和变形的需求。已经研发电磁设备以改进安装在振动将被降到最低的区域中(例如，靠近气刀所定位的区域)的金属带的稳定性。
[0010]图3是关于电磁设备的视图，该电磁设备当前被用于在金属带4的供给期间在带的涂覆工艺的范围内使金属带4局部地稳定。图3中的设备由多对电磁致动器10、10’、10’’、10’’’组成，该多对电磁致动器中的每一对由彼此相互面对的两个电磁体形成。电磁致动器的所有对按照与金属带4的运输方向100的方向正交的方向100’与电磁致动器的至少一个另外的对对齐。每对电磁致动器供给有借助于功率放大器供应的电流，该功率放大器可以既用开环回路又用闭环回路来控制。确定供给一对电磁体中的电磁体的电流的水平的控制信号根据操作信息而产生，操作信息例如金属带4相对于理论通过线(pass-line)的实际位置、涂覆的厚度和均匀性、金属带4的厚度和/或宽度或者还有速度线。具体地，在图3所图示的示例中，信号来自适合于检测金属带4相对于理论通过线的位置的位置传感器11、11’、11’ ’、11’ ’。更准确地，每个传感器信号被用于激活与相应的一对电磁体的彼此面对的电磁体。实质上，由位置传感器11、11’、11’’、11’’提供的每个信号具有控制相应的一对电磁体10、10’、10’’、10’’’的目的。因为这个原因，传感器11、11’、11’’、11’’的数目必然对应于多对电磁体10、10’、10’’、10’’’的数目。
[0011]图4是图3的设备的俯视图并且显示了金属带4上的电磁体的动作。具体地，每对电磁体10、10’、10’’、10’’’中的电磁体将力施加在金属带4上，其合力14、14’、14’’在金属带4上作用在非常精确的点上，然而，该非常精确的点并不相应于理论点15、15’、15’’，合力自身应施加到该理论点15、15’、15’’以使金属带4真正地稳定(B卩，与理论平面50相一致)，即，以阻挡其振动并且补偿其静态变形。
[0012]由以上清楚的是，有限数量的电磁体不允许校正金属带4可以采取的所有可能构型。同样地，还应注意，有限数量的电磁体决定了关于施加在金属带4的边缘4’上的力的效果的另外问题。由每个电磁体施加的合力实际上取决于金属带4的面对电磁体的部分的延伸部，且因此随着带的横向尺寸(宽度4’ ’ )的变化而变化(参见图7)。
[0013]就这一点而言，图5和图7各自显示了金属带4以及由四个电磁体13施加的力。这两个附图在电磁体13之间的相互距离上以及金属带4的不同的宽度4’ ’上彼此不同。应注意，局部地施加由四个电磁体13产生的力，使得这些力在金属带4的边缘4’处是不起作用的。这种情况引起了电磁体13上的供应电流的必然增加以达到补偿变形所需的水平。然而，这决定了电磁体13的快速饱和以及可能的超载问题。
[0014]参照图6，对图5中的解决方案的明显改进可通过增加沿着横向方向100’布置的电磁体13的数目且因此通过使电磁体尽可能靠近在一起而获得。然而，该解决方案可能导致作用在金属带4上的力的大体“锯齿状”分布以及驱动各种电磁体13所需的功率供应和缆线的数目的显著增加，且然后在设备的控制和相关成本方面也增加了设备的复杂性。
[0015]用于使金属带4稳定的电磁设备的另一个示例在专利申请W02006/101446中示出，其中为了解决系统适应于带的宽度变化的问题，提供了最小数目为三个的电磁体，其适合于消除带的三个主要的振动模式的形状。在专利申请EP1784520中，布置侧磁体以使金属带局部地稳定，该侧磁体被制成可移动的以便根据金属带的宽度调整其位置，即，以便在需要的情况下将力至少集中在带的边缘处。明显的是，所指出的最后两个解决方案当然不能被认为是符合要求的，因为其只在存在某些振动模式形状时是相对地有效的，即，在某些以及定义好的不稳定条件下是相对地有效的。
[0016]发明概沭
[0017]因此，本发明的首要任务是提供一种电磁设备，其用于在涂覆带的工艺期间使由铁磁材料制成的带例如金属带稳定并且降低其变形。在这一任务的范围内，本发明的一个目的是提供一种电磁设备，其能够有效地降低铁磁带的振动并且能够补偿在带中产生的任何静态变形(十字弓)。本发明的另一个目的是提供一种设备，其能够在基于液体金属的电磁悬浮的工艺的范围内消除由熔融金属的悬浮所需的磁场所引起的液体金属泄漏。本发明的非最后的目的是提供一种可靠且易于以有竞争力的成本制造的设备。
[0018]因此，本发明涉及一种电磁设备，其包括第一电磁体，该第一电磁体沿着与所述金属带的第一理论通过线平行且与带的运输方向正交的方向对齐，带的运输方向又与所述理论平面平行。该电磁设备还包括第二电磁体，该第二电磁体位于相对于金属带的所述理论通过线与所述第一电磁体成镜像的位置。电磁体中的每个包括包含至少一个极(pole)和围绕所述极缠绕的一个供给线圈的芯。
[0019]根据本发明的电磁设备还包括由铁磁材料制成的第一连接元件以及由铁磁材料制成的第二连接元件，该第一连接元件连接第一电磁体的所述至少一个极，该第二连接元件连接第二电磁体的所述至少一个极。这样的第二连接元件位于相对于所述金属带的所述理论通过线与所述第一连接元件的位置大体上成镜像的位置。
[0020]此外，本发明的一个另外的方面涉及用于涂覆由铁磁材料制成的带的系统，该系统包括根据本发明的电磁设备。
[0021]根据本发明的另一个方面，以上问题借助于在由铁磁材料制成的带的供给期间使该带稳定和/或校正其变形的工艺来解决，该工艺借助于以上设备来实施，所述工艺包括以下步骤:
[0022]-产生第一独立磁场和在相对于所述带的理论通过线与所述第一独立磁场成镜像的位置处的第二独立磁场；
[0023]-通过用于输送并分布磁场的第一装置输送并分布所述第一磁场，以便产生沿着与所述带平行的横向方向分布的第一连续磁场；
[0024]-借助于用于输送并分布磁场的第二装置输送并分布所述第二磁场，以便在由与用于输送并分布磁场的所述第一装置产生的所述第一连续磁场成镜像的位置产生沿着所述横向方向分布的第二连续磁场。
[0025]附图简沭
[0026]鉴于借助于附图对根据本发明的电磁设备的通过非限制性示例的方式公开的优选但非排他的实施方案的详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0027]-图1和2分别是关于用于涂覆金属带的第一系统和第二系统的示意图；
[0028]-图3和4分别是从现有技术已知的电磁设备的透视图和俯视图；
[0029]-图5、6和7是关于从现有技术已知的电磁设备的另外的视图；
[0030]-图8是涉及根据本发明的电磁设备的第一实施方案的俯视图；
[0031]-图9和10是关于图8中的电磁设备的可能应用的视图；
[0032]-图11是根据权利要求8的电磁设备的透视图；
[0033]-图12、13、14和15是关于图8和9中的电磁设备的可能的操作模式的视图；
[0034]-图16和17分别是关于根据本发明的电磁设备的第二实施方案的俯视图和透视图；
[0035]- 图18和19是关于图8至11中的电磁设备的电磁体的可能的实施方案的侧视图；
[0036]-图20和21是关于图16至17中的电磁设备的电磁体的可能的实施方案的侧视图；
[0037]-图22是关于根据本发明的设备的第三实施方案的透视图。
[0038]在附图中相同的数字和相同的参考字母标识相同的元件或部件。
[0039]发明详沭
[0040]根据本发明的电磁设备I可用于稳定铁磁带(在下文中，更简单地表示为“带4”)并且使其变形(例如，十字弓)降到最小，优选地在液体金属涂覆工艺期间。具体地，电磁设备11特别适合用于在进行涂覆工艺的系统例如在图1中或在图2中示意性示出的系统的范围内使带4稳定。由以下描述将变得明显的是，根据本发明的电磁设备是如何还可以不仅用于校正由铁磁材料制成的带的任何变形，而且还可能用于故意地引起带的变形。
[0041]图8至22涉及根据本发明的电磁设备I的可能实施方案。根据本发明的电磁设备I包括第一电磁体15、15’、15’’、15’’ ’和第二电磁体16、16’、16’ ’、16’ ’ ’。第一电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’沿着与带4的理论通过线50大体上平行并且与平行于所述理论平面的运输方向100正交的横向方向100’对齐。类似地，第二电磁体16、16’、16’’、16’’’沿着也与带4的理论通过线50平行并且与所述运输方向100正交的方向对齐。更准确地，相对于所述理论平面50,第一电磁体15、15’、15’’、15’’’位于与由第二电磁体16、16’、16’ ’、16’ ’ ’所采取的位置成镜像的位置。为了本发明的目的，措辞理论通过线50旨在指示在没有振动和干扰的理想条件下带4理论上应该沿着其供应的平面。
[0042]根据本发明，第一和第二电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’ 中的每
一个具有芯，该芯包括至少一个极以及围绕所述极缠绕并供给有电流的至少一个线圈，该电流的强度优选地是可调节的。
[0043]根据附图中所示的优选实施方案，芯具有大体“E”形的结构，即，包括三个极18、18’、18’’和将所述极18、18’、18’’彼此连接的轭(yoke) 19。所述极18、18’、18’’和所述轭19可由层压或者非层压的铁磁材料制成。更准确地，芯包括第一极18、在相对于所述第一极18的提高位置的第二极18’，以及在所述第一极18和所述第二极18’之间的中间位置的中间极18’ ’。所述电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’中的每一个还包括围绕所述极18、18’、18’’中的一个缠绕的至少一个供给线圈。在附图中未显示的可选择的实施方案中，电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的芯可以只包括两个极，线圈围绕该两个极中的至少一个缠绕。因此，电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的
芯可具有大体“C”形的结构，而不是如以上所描述的结构的“E”形结构。
[0044]第一电磁体用于借助于供给相应的线圈或多个线圈而在所述带4的第一侧上产生第一磁场的目的。因此,这样的第一磁场独立地产生和调节。换句话说,第一磁场中的每一个可具有相对于其它磁场由该线圈或多个线圈的不同供应电流而产生的不同强度。类似地，第二电磁体16、16’、16’’、16’’’用于在与第一磁场中的一个第一磁场成镜像的位置产生也独立的第二磁场的目的。
[0045]根据本发明，电磁设备I还包括由铁磁材料制成的第一连接元件26以及由铁磁材料制成的第二连接元件26’。第一连接元件26将第一电磁体15、15’、15’’、15’’’的芯彼此连接，而第二连接元件26’连接第二电磁体16、16’、16’’、16’’’的芯。第一连接元件26和
第二连接元件26’具有相对于理论供给平面50的镜像位置。
[0046]具体地,在附图中所不的实施方案中，第一连接兀件26将第一电磁体15、15’、15’’、15’’’的中间极18’’彼此连接，而第二连接元件26’连接第二电磁体16、16’、16’’、16’’’的中间极18’’。
[0047]图8是涉及根据本发明的设备I的第一实施方案的示意图。第一连接元件26和第二连接元件26’优选地以具有矩形截面的棒的形状制成、由层压或者非层压的铁磁材料制成。如以上所表明的，两个连接元件26、26’具有相对于理论平面50的镜像位置并且被布置为使得其纵向轴线103与电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的横向对齐方向100’平行，即，与带4的运输方向100正交。具体地，根据优选的实施方案，两个连接元件26、26’具有沿着所述横向方向100’测量的延伸部,该延伸部大于或等于沿着所述横向方向测量的带4的延伸部。
[0048]第一连接兀件26通过产生沿着横向方向100’分布的第一连续磁场而起输送并分布由第一电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’产生的第一磁场的目的。实质上，由第一连接元件26产生的第一连续磁场包括在空间中分布的“第一磁场源”，其力线作用在带4的横截面的所有点上。类似地，第二连接元件通过在与由第一连接元件26产生的第一连续磁场成镜像的位置产生沿着横向方向100’分布的第二连续磁场而起输送并分布由第二电磁体16、16’、16’’、16’’’产生的第二磁场的目的。实质上，第二连接元件26’包括在与由第一连接元件26限定的第一源成镜像的位置的空间中分布的“第二磁场源”。
[0049]通过对各种电磁体的线圈供给各种电流并且由于两个链接元件26、26 ’，沿着带4的整个横截面获得力在空间中的实质上连续的分布，而不管带4的宽度。为此目的，应指出，在处理期间中，带4的宽度也可以在相同的运动(campaign)期间变化几倍。根据本发明的设备有利地实现力的预期分布， 而不管带的宽度。还应注意，不同于已知技术的设备，如何通过沿着带4的整个长度均匀地产生连续且可变的力，根据本发明的设备I不需要使用移动部件来移动力源以便也能够将力施加在带的边缘上。
[0050]图8中用虚线示出的情况表明金属带4的可能变形(在下文中，也表示为“金属带4的变形”)，而实线表明金属带4由于根据本发明的设备I而获得的位置。因此，通过改变设备I的电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的线圈的供给，除了获得期望的力的定向以外，还可能获得力沿着金属带4的整个截面(B卩，大体在两个边缘4’之间)的连续分布。这意味着，不同于通过传统的设备所实现的，施加到金属带4的横截面的每个点的是确定的力，该力的强度及其定向有助于使带从理想状态(理论平面50)的偏差降到最低。
[0051]例如,在图8中的情况下,沿着金属带4的宽度的第一半的力45定向于第一方向上以使偏离正确的理论位置即偏离理论通过线50的第一偏差46降到最低。反而，金属带4的另一半受到定向在与第一方向相反的第二方向上的力45’，因为其偏离理论平面50的偏差的方向也是相反的。
[0052]代替地，图9和图10显示了金属带4的其它可能变形，其可通过根据本发明的电磁设备I来校正。特别地，应注意，图10中示出的变形与图4中示出的变形是可比较的，如以上所表明的，其不可以通过传统的电磁设备来有效地校正，该传统的电磁设备提供仅仅施加到金属带的面对电磁体的截面部分的力的系统。代替地，根据本发明的电磁设备I中所提供的两个连接元件26、26’确定涉及金属带4的整个截面的力的分布。
[0053]从图8、9和10中示出的示例，由电磁设备I提供的用来校正金属带4的任何变形的可能性是明显的，即，大体上沿着理论平面50保持金属带4的可能性是明显的。结果是，从功能的角度来看，根据本发明的电磁设备I是高度通用的，因此，其可以在涂覆工艺的范围内使用，其在基于液体浴的电磁悬浮的涂覆的范围内既可用于校正由除去单元(气刀或磁刀)产生的振动又可用于校正由辊产生的变形。
[0054]图12至15显示了力的另外的可能分布，该分布可通过合宜地改变供给电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的线圈的电流(以参考数字 23、23’、23’’、23’’ ’表示)的水平而获得。仅仅仅为了简化描绘，只在这些附图中显示了金属带4和第一电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’。图13显示了力的分布，且特别地相关的合力22的位置通过用第一水平的电流23供给当前电磁体中的一个(以参考数字15’)而获得。代替地，在图14中以图解的方式显示的力的分布由同时激活以两种不同水平的电流23’’和23’’’供给的两个电磁体15’和15’ ’来确定。最后，图15中显不的力的分布是同时激活两个相邻电磁体15’和15’’的结果，这两个相邻电磁体`15’和15’’的供给线圈以相同水平的电流23’供给。从图13、14和15之间的比较注意到，施加力的合力22的点根据激活的电磁体的数目和位置并且还根据供给电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’的供给线圈自身的电流水平而改变。
[0055]图18和图19横向地显示了电磁体(以参考数字15表示)，其可被用于图8至11中已显示的设备。具体地，图18显示了优选的实施方案，其中电磁体包括围绕芯的中间极18’’缠绕的单一供给线圈17。这一解决方案有利地允许线圈的体积在高度上是被容纳的。
[0056]代替地，图19显示了可选择的解决方案，其中提供了三个供给线圈:围绕中间极18’’缠绕的中间线圈17、围绕第一极18缠绕的第一辅助线圈17’以及围绕第二极18’缠绕的第二辅助线圈17’’。为了减小重量，所表示的供给线圈(中间线圈17和辅助线圈17’、17’’)也可以是水冷却的。优选地，极18、18’、18’’具有带有矩形截面的棱柱形状。
[0057]芯的轭19也具有带有矩形截面的棱柱形状并且连接三个极18、18’、18’’的端节段38，这三个极18、18’、18’’停靠在与所述理论平面50大体上平行的平面51上。中间极18’ ’在与连接到轭19的节段38相对的另一端节段38’处连接到相关的连接元件26。
[0058]参照图11,所述连接元件26、26’中的每一个所需的最小截面是通过连接元件26自身连接的中间极18’’的长度32的平方的至少五分之一。具体地，这样的长度32沿着与所述理论移动平面50大体平行的方向来测量。已看到，最佳均匀性通过大于或等于这样的最小截面的截面由作用在金属带4上的力而获得，而同时防止芯的饱和。
[0059]此外,参照图18和图19,根据优选的实施方案,对于设备I的所述电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’中的每一个来说，第一极18和第二极18’不向前延伸超过连接到中间极18’’的相关连接元件26、26。这实质上意味着，对于所述电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’中的每一个来说，相应的连接元件26、26，离理论平面50的距离35小于或等于第一极18和第二极18’离理论平面50自身的距离35’(具体地，参见图18)。为此目的，应注意，离理论平面50的这样的距离35’对于所述第一极18来说和对于所述第二极18’来说是相同的。
[0060]图16和图17涉及根据本发明的设备的第二实施方案。在这种情况下，设备I包括将第一电磁体15、15’、15’’、15’’’的轭19彼此连接的第一连接体27。设备I还包括将第二电磁体16、16’、16’’、16’’’的轭19彼此连接的第二连接体27’。特别地，第一连接体27将第一电磁体15、15’、15’’、15’’’的轭19的后节段彼此连接。措辞“后节段”实质上意味着轭的离理论通过线50最远的节段。如在图16中以俯视图示出的，第二连接体27’以完全类似的方式连接第二电磁体16、16’、16’ ’、16’ ’ ’的轭19的后节段。
[0061]图20和图21是显示关于图16和图17中示出的电磁设备的电磁体的构型的侧视图。具体地，图20显示了围绕中间极18’ ’缠绕的一个单一线圈17的存在，类似于关于图18中的解决方案所表明的。代替地，图21显示了提供类似于关于以上所描述的图17中的解决方案所提供的三个线圈17、17’、17’’的解决方案。相对于以上关于图18和图19中的解决方案所描述的，图20和图21中的解决方案也被认为是有效的。
[0062]根据图20和图21中`准确地显示的实施方案，第一连接体27和第二连接体27’以由层压或者非层压的铁磁材料制成的板的形状而获得。具体地，这样的板具有截面，按照与理论通过线50平行的方向测量的板的高度37大于或等于相同连接体所连接的轭19的每个高度。此外，杆形状的所述连接体27、27’中的每一个具有按照与所述理论通过线50正交的方向测量的至少Imm的厚度。
[0063]已注意到，由电磁体施加到带4上的力的甚至更大的分布和均匀性通过使用两个连接体27、27’而获得。为此目的，再此考虑图16，相对于通过图8中的设备可获得的分布，注意到力45、45’的不同分布，带4的变形是相等的。具体地，应注意，相对于图8中的解决方案，在图16的解决方案中，力的更加渐进的分布是可获得的，且因此对带4的位置的甚至更有效的校正是可获得的。还注意到，两个连接体27、27’的存在还有利地减小了电磁体
15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的芯的饱和，且这涉及在设备I的可操作性方面的相关优势。
[0064]为此目的，图22显示了根据本发明的电磁设备I的另一个可能的实施方案，其中第一电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’的芯的轭19被制成单一件,即，单一体28。类似地,第二电磁体16、16’、16’’、16’’’的芯的轭19也被制成单一体(在附图中未显示)。
[0065]图22中的解决方案显著地增加了电磁设备I的磁效力，从而进一步限制关于饱和的问题。还注意到，对于这个进一步的解决方案，“单一体”28的使用通过也能够有利地成形以形成该设备的金属支撑结构而对电磁设备I的结构提供了增加的硬度。特别地，这样的单一体28还可装备有用于允许其例如在如图1和图2中示意的那些的用于涂覆带4的系统内定位的固定构件。
[0066]对于以上描述的实施方案中的任一个,根据本发明的电磁设备I包括适合于检测带4上的预定点相对于理论通过线50的位置的多个位置传感器。根据位置传感器的类型，其可以或多或少地靠近空间的第一侧通过所述第一连接元件26来限定且与第一侧相对的第二侧通过所述以上描述的第二连接元件26’来限定的区域而定位。
[0067]对于以上描述的实施方案中的任一个来说，根据从以上传感器得到的信息来控制设备I的电磁体15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’的激活(B卩，电磁体的线圈的供给)。为此目的，电涡流传感器的使用已显示为是特别有利的。然而，应理解，可使用其它类型的传感器，例如，电容型传感器或激光传感器。
[0068]根据优选的实施方案，电涡流传感器的数目优选地比设备I的电磁体的数目少。这些传感器中的每一个被定位以便在预定点检测带4的位置，即，带4离参考平面的偏差，所述参考平面可以是例如理论平面50。从这样的传感器得到的信号被发送到处理这些信号以重建带(变形)的真实形状的处理单元。具体地，处理装置执行从已知点起始的内插函数，重建带4的真实形状。根据带4的真实形状，处理装置确定待施加到带的力的分布，以便使带离理论通过线50的偏差降到最低。按照这样的分布，用于控制电磁体的单元(可能对应于处理单元)通过分配足以产生所需的力的电流水平来控制电磁体15、15’、15’’、15’’’、
16、16’、16’’、16’’’ 的供给线圈 17、17，、17” 的供应。
[0069]应注意，不同于传统的机电设备，传感器信号有利地用于同时控制对电磁设备的所有电磁体的供给。显然，这允许更加准确并且一致的校正。此外，用于计算带的变形的内插函数的利用有利地允许减小将要应用的传感器的数目-且因此减少所包含的总成本。
[0070]根据优选的设备，电 涡流传感器位于带4的两侧上，以便两个两个地处于相对于理论通过线50的对称位置。已注意到，这种特别的布置允许通过从彼此相互面对的两个传感器之间的距离的知晓开始自动地校准测量系统，因为这样的距离是已知的。传感器的这种特别的布置还允许噪音被减小，该噪音由于由电磁体15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’产生的磁场的接近而可能在传感器中的一个的信号上产生。
[0071]根据本发明的电磁设备允许完成预先设定的任务和目标。具体地，设备允许带的振动和变形被降到最低。这涉及确保所需的最小涂覆阈值所需的过量涂覆的有利地降低。带的增加的稳定性还允许增加其生产线速度，并且这显然地被转化成降低的生产成本，即，增加的生产率。同时,涂覆的表面质量大大地改进。从操作的角度来看,根据本发明的设备还被证明是高度通用的，因为其能够有效地适合于金属带的不同宽度。
[0072]本发明还涉及用于涂覆金属带4的系统，所述系统包括根据以上所描述的至少一个设备1，用于在金属带4的供给期间使金属带4的位置稳定。在第一实施方案中，该系统可以属于图1中所示意的类型或者可选择地属于图2中所示意的类型。在这两种情况下，根据本发明的系统包括用于除去过量涂覆的单元。这样的单元包括气刀和/或磁刀。
[0073]根据第一安装模式，根据本发明的设备I可位于支撑结构上，该支撑结构还承载用于除去过量涂覆的所述单元。通过属于电磁设备I的传感器，该操作位置允许金属带4的实际位置是相对于除去装置的气刀5和/或磁刀已知的。这允许刀根据带的实际位置接近/远离，并且这在电磁刀的情况下转化成气能或电能的后续存储。[0074]在图2中的类型的系统的情况下，根据本发明的电磁设备I还可位于磁悬浮罐111’的下面。这个位置允许减小由熔融金属7的悬浮所需的强烈磁场的作用而引起的金属带4的振动。
[0075]用于使由本发明的铁磁材料制成的带4(例如，金属带)稳定和/或校正其变形的工艺提供了在相对于带4的理论通过线50与第一磁场成镜像的位置产生第一独立磁场和第二独立磁场。该工艺提供了借助于用于输送并分布磁场的第一装置输送并分布所述第一磁场，以便产生沿着与所述带4平行的横向方向100’分布的第一连续磁场。通过产生第二连续磁场并且分布在与相对于带4的所述理论通过线50分布的所述磁场中的一个成镜像的位置，根据本发明的工艺还提供了借助于用于输送并分布磁场的第二装置输送并分布所述第二磁场。
[0076]第一磁场和第二磁场借助于包括至少一个芯和一个供给线圈的电磁体而产生。电流在供给线圈中的供应产生了集中于相应的电磁体的芯中的磁场。本质上，单一供给线圈由在空间的集中区域中起作用的独立磁场源组成。借助于用于输送并分布磁场的第一装置和第二装置,第一磁场和第二磁场本质上重新分布在空间中以便产生分布在空间中的第一源(即，第一连续磁场)和分布在空间中的第二源(即，第二连续磁场)。
[0077]在供给期间，带4被布置在如此产生的两个连续磁场之间以便带4的横截面的任何点均是磁化的，即，其遭受由连续磁场产生的力的作用。本质上，带4的磁化作为在分别由第一输送和分布装置以及第二输送和分布装置产生的第一磁场和第二磁场的存在下的反射活动而发生。力在带4的横截面的每个点上产生，就强度和方向而言，该力的分布相应于通过输送并分布由电磁体产生的第一磁场和第二磁场而产生的连续磁场中的一个连续磁场。
[0078]明显的是，在以上描述的附图中示出的实施方案中的电磁设备I准确地允许根据本发明的工艺实施。具体地，应注意，在电磁设备I的情况下，第一磁场通过第一电磁体15、15’、15’’、15’’’产生,而第二磁场通过第二电磁体16、16’、16’ ’、16’ ’ ’产生。用于输送并分布磁场的第一装置由第一连接元件 26组成。类似地，用于输送并分布磁场的第二装置由与第一连接元件26成镜像的第二连接元件26’组成。
[0079]应注意，根据本发明的工艺可被用于在金属带的供给期间在生产工艺的范围内使该金属带稳定并且使其变形降到最低，但是也可被用于引起然而不一定要减小和消除的由铁磁材料制成的带上的变形。
【权利要求】
1.一种电磁设备(1)，用于在由铁磁材料制成的带(4)的供给期间 使所述带(4)稳定并减少所述带(4)的变形，所述设备(I)包括: -第一电磁体(15、15’、15’’、15’’’)，其沿着与所述带(4)的理论通过线(50)平行并且与所述带(4)的运输方向(100)正交的横向方向(100’)对齐； -第二电磁体(16、16’、16’’、16’’’)，其布置在相对于所述带(4)的所述理论通过线(50)与所述第一电磁体(15、15’、15’’、15’’’)成镜像的位置， 其中所述第一电磁体和所述第二电磁体(15、15’、15’ ’、15’ ’ ’、16、16’、16’ ’、16’ ’ ’)中的每一个包括芯，所述芯设有至少一个极(18、18’、18’’)以及围绕所述至少一个极(18、18’、18’’)缠绕的至少一个供给线圈(17、17’、17’’)，并且其中所述设备(1)还包括: -由铁磁材料制成的第一连接元件(26)，所述第一连接元件(26)连接所述第一电磁体(15、15’、15’’、15’’’)的所述芯； -由铁磁材料制成的第二连接元件(26’)，所述第二连接元件(26’)连接所述第二电磁体(16、16’、16’’、16’’’)的所述芯，所述第二连接元件(26’)放置在相对于由铁磁材料制成的所述带(4)的所述理论通过线(50)与所述第一连接元件(26)的位置大体上成镜像的位置。
2.根据权利要求1所述的电磁设备(1)，其中所述第一电磁体和所述第二电磁体(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一个包括: -第一极(18)； -第二极(18’)，其位于所述第一极(18)之上的位置； -中间极(18’ ’)，其被插入在所述第一极(18)和所述第二极(18’)之间； -轭(19)，其连接所述第一极(18)、所述第二极(18’)和所述第三极(18’’)； 并且其中由铁磁材料制成的所述第一连接元件(26)连接所述第一电磁体(15、15’、15’ ’、15’ ’ ’)的所述中间极(18’ ’)，且其中由铁磁材料制成的所述第二连接元件(26’ )连接所述第二电磁体(16、16’、16’’、16’’’)的所述中间极(18’’)。
3.根据权利要求1或2所述的电磁设备(I)，其中所述设备(I)包括适合于测量所述带(4)相对于所述理论移动平面(50)的位置的多个位置传感器，所述电磁体(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一个的每个供给线圈(18、18’、18’’)按照所述带(4)相对于所述理论移动平面(50)的所述位置来供给。
4.根据权利要求3所述的电磁设备(I)，其中所述传感器被放置在相对于所述带(4)的所述理论移动平面(50)的相反侧上，以便两个两个地处于相对于所述理论平面(50)的镜像位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁设备(1)，其中所述至少一个供给线圈(17)围绕所述中间极(18’’)缠绕。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁设备(1)，其中所述电磁体(15、15’、15’’、15’’’、16、16’、16’’、16’’’)中的每一个包括: -中间供给线圈(17)，其围绕所述中间极(18’’)缠绕； -第一辅助供给线圈(17’)，其围绕所述第一极(18)缠绕； -第二辅助供给线圈(17’ ’)，其围绕所述第二极(18’ )缠绕。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁设备(1)，其中所述第一连接元件和所述第二连接元件(26、26’)具有按照所述横向方向(100’)测量的延伸，所述延伸大于或等于同样地沿着所述横向方向(100’)测量的所述带(4)的延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁设备(I)，其中所述第一连接元件和所述第二连接元件(26、26’)由杆组成，所述杆由层压或者非层压的铁磁材料制成并且具有矩形截面，所述杆具有大于或等于通过所述杆自身连接的每个中间极(18’’)的长度(32)的平方的五分之一的截面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电磁设备(I)，其中所述第一连接元件和所述第二连接元件(26、26’)中的一个距所述理论通过线(50)的距离(35)小于或等于所述第一极(18)和所述第二极(18’)距相同的理论平面(50)的距离(35’)，所述距离(35、35’)按照与所述理论通过线(50)大体上正交的方向来测量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备(I)，包括: -由铁磁材料制成的第一连接体(27)，所述第一连接体(27)将所述第一电磁体(15、15’、15’’、15’’’)的单独的轭(19)彼此连接； -由铁磁材料制成的第二连接体(27’)，所述第二连接体(27’)将所述第二电磁体(16、16，、16”、16，，，)的单独的轭(19)彼此连接。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中所述连接体(27、27’)中的每一个包括由铁磁材料制成的具有矩形截面的板，并且其中，对于所述连接体(27、27’)中的每一个来说，按照与所述理论通过线(50)平行的方向测量的所述截面的高度(37)大于或等于所连接的轭(19)的高度。
12.根据权利要求2所述的设备(1)，其中所述第一电磁体(15、15’、15’’、15’’’)的所述轭(19)和/或所述第二电磁体( 16、16’、16’’、16’’’)的所述轭(19)被制成单一体(28)。
13.一种用熔融金属涂覆由金属制成的带(4)的系统，包括根据权利要求1至12中任一项所述的设备(I)。
14.根据权利要求13所述的系统，包括: -罐(111)，其容纳熔融金属浴(7)； -单元(5)，其用于除去置于所述罐(111)的下游的过量涂覆； -支撑结构，其用于支撑所述罐(111); 其中所述设备(I)被放置在所述支撑结构上。
15.根据权利要求13所述的系统，其中设置有罐(111’)以用于容纳熔融金属浴，并且设置有电磁仪器(8 )以用于使所述熔融金属浴保持悬浮在所述罐(111’)内，所述罐(111’)包括用于引入所述金属带(4)的进入开口(9)和与所述进入开口(9)相对的用于所述金属带的排出开口，所述设备(I)被可操作地放置在所述进入开口(9)处。
16.一种通过根据权利要求1所述的设备在由铁磁材料制成的带(4)的供给期间使所述带(4)稳定和/或校正所述带(4)的变形的工艺，所述工艺包括如下步骤: -产生第一独立磁场并且在相对于所述带(4)的理论通过线(50)与所述第一独立磁场成镜像的位置处产生第二独立磁场； -通过用于输送并分布磁场的第一装置输送并分布所述第一磁场，以便产生沿着与所述带平行的横向方向(100’)分布的第一连续磁场； -借助于用于输送并分布磁场的第二装置输送并分布所述第二磁场，以便在由与用于输送并分布磁场的所述第一装置产生的所述第一连续磁场成镜像的位置产生沿着所述横向方向(100’ )分布的第二连续磁场。
【文档编号】B21B37/00GK103492603SQ201280009791
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年2月21日 优先权日:2011年2月22日
【发明者】法比奥·瓜斯蒂尼, 米歇尔·米宁 申请人:丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司