Spôsob a zariadenie na potiahnutie kovového polotovaru ponorením do taveniny

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

SLOVENSKÁ REPUBLIKA PREKLAD EURÓPSKEHO m) Č°d°km°~(96) Čislo a dátum podania európskej patentovej 13 prihlášky EP 03772340.0, 15. 11. 2003 ( )(97) Dátum vydania európskeho patentového spisu 26. 4. 2006(24) Dátum nadobudnutia účinkov (51) Im C 1 2006 i európskeho patentu 26. 4. 2006(31) Číslo prioritnej prihlášky 10255994(32) Dátum podania priorítnej prihlášky 30. 11. 2002(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority DE(45) Dátum sprístupnenia prekladu patentového spisuPRIEMYSELNEHO , VLASTNÍCWA Vestník UPV SR č. 07/2006SLOVENSKEJ REPUBLIKY (62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/EP 2003/012792(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 0 2004/050940(73) Majiteľ SMS Demag Aktiengesellschaft, Eduard-Sobloemann-Strasse 4, 40237 Düsseldorf, DE(54) Názov Spôsob a zariadenie na potiahnutie kovového polotovaru ponorením do taveninyPoznámka V lehote deviatich mesiacov odo dňa zverejnenia oznámenia o udelení európskeho patentu môže každý podať na Európsky patentový úrad námietky proti udelenému európskemu patentu. Námietky sa podávajú písomne a musia byť odôvodnené. Námietky sa považujú za podané až po zaplatení poplatku za námietky (Čl. 99(l) Európskeho patentového dohovoru).lfreklad európskeho patentového spisu bol predložený podľa § 63 ods. 2 patentového zákona. Za správnosť prekladu Urad priemyselného vlasmíctva Slovenskej republiky nezodpovedá.SPÓSOB A ZARIADENIE NA POTIAHNUTIE KOVOVÉHO POLOTOVARU PONORENÍM D 0 TAVENINY0001 vynález sa týka spôsobu potiahnutia kovového polotovaru, najmä oceľového pásu, ponorom do taveniny, pri ktorom sa kovový polotovar vertikálne vedie cez nádrž obsahujúcu roztavený kov na potiahnutie a cez predradený vodiaci kanál. pričom na zadržiavanie kovu na potiahnutie v nádrži sa v oblasti vodiaceho kanála vytvorí elektromagnetické pole pomocou aspoň dvoch indukčných cievok umiestnených po oboch stranách kovového polotovaru a pričom sa na stabilizáciu kovového polotovaru v stredovej polohe vo vodiacom kanáli vytvára pomocou aspoň dvoch pomocných cievok umiestnených po oboch stranách kovového polotovaru elektromagnetické pole, prekrývajúce sa s elektromagnetickým polom indukčných cievok. Okrem toho sa vynález týka zariadenia na potiahnutie kovového polotovaru ponorom do taveniny.0002 Klasické zariadenia na potiahnutie kovov ponorom pre kovové pásy obsahujú súčasť náročnú na údržbu, ktorou je nádrž na potiahnutíe so zariadením nachádzajúcim sa v jej vnútri. Povrchy kovových pásov, ktoré majú byl potiahnuté, musia byt pred nanášanľm očistené od zvyškov oxidov a aktivovane na spojenie s kovom na potiahnutie. Z tohto dôvodu sa povrchy pásu pred potiahnutím spracovávajú v tepelnom procese v redukčnej atmosfére. Pretože oxidové vrstvy sú vopred odstránené chemicky alebo abrazívne, aktivujú sa redukčným tepelným procesom povrchy tak, že sú po tepelnom procese kovovo čisté. 0003 S aktiváciou povrchu pásu ale rastie añnita týchto povrchov pásu kokoiitému vzdušnému kysliku. Aby sa zabránilo tomu, že by sa mohol vzdušný kyslík pred procesom nanášanie znovu dostat k povrchom pásu, sú pásy v ponornom nástavci zhora zavádzané do kúpeľa na potiahnutie ponorom. Pretože kov na potiahnutie je v tekutej forme a na nastavenie hrúbky povlaku je potrebné využiť gravitáciu spolu s ofukovaclm zariadením, avšak v nasledujúcich procesoch, až do úplného stuhnutia povlaku, nie je možný dotyk spásom, musí byt pás v nádrži na nanášanie otočený do zvislého smeru. To sa uskutočňuje pomocou valćeka, ktorý beží v tekutom kove. Tento valček podlieha silnému opotrebeniu pôsobením tekutého kovu na potiahnutie a je príčinou prestojov a tým výpadkov vo výrobe.0004 Kvôli požadovaným malým hrúbkam nanesených vrstiev kovu na potiahnutie, ktoré sa môžu pohybovať v ráde mikrometrov, sú na kvalitu povrchu pásu kladené vysoké požiadavky. To znamená, že tiež povrchy valćékov, ktoré vedú pás,musia mat vysokú kvalitu. Závady na týchto povrchoch všeobecne vedú k poškodeniu povrchu pásu. To je ďalším dovodom častých prestojov zariadeni.0005 Na zamedzenie vzniku problémov, ktoré súvisia svalćekmi otáčajúcimi sa v tekutom kove na potiahnutie, bolo navrhnuté použitie nádrže otvorenej smerom dolu. ktorá vo svojej spodnej oblasti ma vodiaci kanál na vertikálne vedenie pásu smerom hore, a použitie elektromagnetického uzáveru na utesnenie. Ide pritom oelektromagnetické indukčné cievky, ktoré pracujú so zatlačujúcimi, ćerpajúcimi popr. zaškrcujúcimi striedavýmí popr. putujúcimi elektromagnetickými poliami, ktoré smerom dole utesňujú nádrž na potiahnutie.0006 Takéto riešenie je známe napriklad z EP 0573 444 B 1. Elektromagnetický uzáver na utesnenie nádrže na potiahnutie smerom dolu využíva tiež riešenie podľa W 0 96103533. popr. podľa JP 5086446. 0007 Potahovanie neferomagnetických kovových pásov sa tak stáva sice možným, ale vznikajú pri ňom problémyv pripade v podstate feromagnetických oceľových pásov, ktoré môžu byt v elektromagnetických utesneniach íeromagnetizmom pritiahnuté na stenu kanála, a tým sa môže poškodiť povrch pásu. Dalej je problematicke to, že kov na potiahnutie a samotný kovový pás sa pôsobením indukčných polí neprüateľne zahrievajú.0008 V pripade umiestnenia ľeromagnetíckého oceľového pásu prechádzajúoeho vodiacim kanáiom ide o nestabilný rovnovážny stav. Iba uprostred vodíaoeho kanála je súčet magnetických príťažlivých sil pôsobiacich na pás nulový. Hned ako sa oceľový pás vychýli zo svojej stredovej polohy, dostane sa bližšie k jednej z oboch indukčných cievok a pritom sa vzdiali od druhej indukčnej cievky. Príčinou takéhoto vychýlenia môžu byt chyby vo vyrovnávani pásu. Menovat je pritom potrebné akýkoľvek druh zvlnenia pásu v pozdĺžnom smere, videné cez šírku pásu (stredové vydutíe (,.centerbuckle) štvrtinove vydutie(quarterbuckle), okrajové zvlnenie, rozkmitanie, poatočenie, crossbow, tvar do ,S atd.). Magnetická indukcia, ktorá je zodpovedná za magnetické prlťažlivé sily, má intenzitu poľa, ktorá sa exponenciálne zmenšuje so vzdialenosťou od indukčnej cievky. Podobným spôsobom sa preto so zväćšujúcou sa vzdialenosťou od indukčnej cievky sdruhou mocninou intenzity indukčneho poľa zmenšuje príťažlivá sila. Pre vychýlený pás to má za následok. že s wchýlenim jedným smerom príražliva sila smerom kjednej indukčnej cíevke exponenciálne rastie, zatiaľ čo zadržujúca sila druhej indukčnej cievky sa exponenciálne zmenšuje. Oba vplyvy sa samotné zosilňujú, takže rovnováha je nestabilná.0009 Na riešenie tohto problému, teda na presnejšiu reguláciu umiestnenia kovového polotovaru vo vodiacom kanáli,poskytujú návod DE 195 35 854 A 1 a DE 100 14 867 A 1. Podľa konceptu popísaného v nich sa navrhuje, aby okrem cievok na vytváranie elektromagnetického putujúoeho poľa boli vložené ďalšie pomocné cievky, ktoré sú spojené s regulačným systémom a majú preto na starosti. aby bol kovový pás pri vychýlení sa zo stredovej polohy v tejto stredovej polohe opäť zadržaný.0010 Podobný koncept je zverejnený tiež vJP 05078802 A. Podľa nej sú pomocné cievky vo vodiacom kanáli umiestnené pod indukčnými cievkami.0011 lné riešenia pre čo možno najpresnejšie vedenie kovového pásu sú známe z EP 0 855 450 A 1, z JP 10046310 A, z W 0 02114572 A 1 a z JP 2000 053295 A.0012 V týchto už skôr známych návrhoch na riešenie sa ukázalo ako nevýhodné, že účinnosť regulácie je na zaistenie stabilného vedenia kovového polotovaru stredom vodíaceho kanálu nedostatočná. Problematická može byt v tejto súvislosti veľká vzdialenosť uchytenia medzi spodným otáčacim valčekom pod vodiacím kanálom a horným otáčacím valčekom nad kúpeľom na poťahovanie, ktorý môže byt vo výrobnom zariadení zreteľne väčší ako 20 m. To zvyšuje nevyhnutnosť efektívnej regulácie polohy kovového pásu vo vodiacom kanáli.0013 Ulohou vynálezu je preto navrhnúť sposob a zodpovedajúce zariadenie na potiahnutie kovového polotovaru ponorom do taveniny, s pomocou ktorých by bolo možné uvedené nevýhody prekonať. Má byt teda ziepšená účinnosť regulácie, cim sa jednoduchým spôsobom umožní udržať kovový polotovar uprostred vodiaceho kanála.0014 Táto úloha je vynálezom čo sa spôsobu týka riešená tým, že stabilizácia stredovej polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli sa uskutočňuje sledom nasledujúcich krokov v uzavretom regulaćnom okruhua) meranie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanálil) meranie indukčneho prúdu v indukčných cievkachc) meranie indukćného prúdu v pomocných cievkachd) pôsobenie na indukčný prúd v pomocných cievkach v závislosti od všet- kých parametrov nameraných v krokoch a) až c) tak, a by bol kovový polotovar udržiavaný v stredovej polohe vo vodiacom kanáli, pričom pomocné cievky sú, z pohľadu smeru posúvanie kovového polotovaru, umiestnene vo vnútri oblasti indukčných cievok. 0015 Riešenie podľa vynálezu teda navrhuje, že sa zlstia a pri regulácii polohy kovového polotovaru zohľadnía tri veličiny polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli, indukčný prúd v indukčných cievkach a indukčný prúd vpomocných cievkach nastavovanou veličinou regulačného okruhu je potom opäť indukčný prúd v pomocných cievkach.0016 Pomocou tohto spôsobu je možné pri regulácii zohľadniť ako magnetické pole vytvárané samotnými indukčnými cievkami (hlavnými cievkami), tak i prekrývajúce sa magnetické pole vyvolàvane pomocnými cievkami, takže sa celkovo získa zlepšenie účinnosti regulácie.0017 Prvé výhodné uskutočnenie navrhuje, že elektromagnetickým polom vytváraným na utesnenie je viacfázové putujúce pole, ktoré sa vytvára zapojenim striedavého prúdu s frekvenciou medzi 2 Hz a 2 kHz. Alternativou môže byť tiež jednofázové striedavé pole, ktoré sa vytvára zapojením striedavého prúdu s frekvenciou medzi 2 kHz a 10 kHz.0018 Obzvlášť výhodne sa zisťovanie polohy kovového polotovaru vo vo-diacom kanáli uskutočňuje indukčne. 0019 Aby bolo zaistené čo možno najpresnejšie zaznamenanie polohy pásu. navrhuje jedno výhodné uskutočnenie,že zisťovanie polohy sa uskutočňuje v oblasti vodiaceho kanála, v ktorej je pôsobenie magnetického poľa indukčných cievok a/alebo magnetického poľa pomocných cievok nulové alebo len oslabené. Alternatívne je ale tiež možne, že sa toto zisťovanie uskutočňuje v oblasti vodiaceho kanála, v ktorej tieto magnetické polia pôsobia.0020 Merací prostriedok (meracie cievky) na zisťovanie polohy kovového polotovaru sa teda nachádza vo vnútri alebo zvonka oblasti elektromagnetických prvkov. ktorými je potrebné rozumieť ako indukčnú cievku tak i pomocné cievky. 0021 Najmä je možné, aby bol merací prostriedok umiestnený v oblasti indukčnej cievky pred pomocnou cievkou, abybol merací prostriedok umiestnený voblasti indukčnej cievky okrem pomocnej cievky, alebo aby bol merací prostriedok umiestnený mimo oblasť indukčnej cievky. Sú možné tiež kombinácie týchto umiestnení.0022 Zariadenie na potiahnutie kovového polotovaru ponorom do taveniny podľa vynálezu s aspoň dvoma indukčnými cievkami umiestnenými po oboch stranách kovového polotovaru voblasti vodiaceho kanála na vytváranie elektromagnetického poľa na zadržiavanie kovu na potiahnutie v nádrži a s aspoň dvoma pomocnýmí cievkami umiestnenými po oboch stranách kovového polotovaru na vytváranie elektromagnetického poľa, prekrývajúceho sa selektromagnetickým poľom indukčných cievok, na stabilizáciu kovového polotovaru v stredovej polohe vo vodiacom kanáli sa vyznačuje tým, že má meracie prostriedky na meranie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli, indukčného prúdu v indukčných cievkach aindukčného prúdu vpomocných cievkach, ako iregulačné prostriedky, ktoré sú vhodné na riadenie indukčného prúdu vpomocných cievkach vzávislosti od nameraných parametrov, aby bol kovový polotovar udržiavaný v stredovej polohe vo vodiacom kanáli, pričom pomocné cievky sú, z pohľadu v smere posúvania kovového polotovaru umiestnené vo vnútri oblasti0023 Výhodne je meracím prostriedkom na zisťovanie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli indukčný merací snímač. 0024 Ďalej sa môže navrhnúť, že merací prostriedok na zisťovanie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli, je z pohľadu v smere posúvania kovového polotovaru, umiestnený vo vnútri oblasti indukčných cievok. Je ale tiež možné. aby bol merací prostriedok umiestnený vo vonkajšej oblasti indukčných cievok. Voboch prípadoch je možné, aby bol merací prostriedok na zisťovanie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli, z pohľadu v smere posúvania kovového polotovaru,umiestnený vo vonkajšej oblasti pomocných cievok. Tak je zaistené presné zisťovanie polohy kovového polotovaru.0025 Nakoniec jedno dalšie uskutočnenie navrhuje, aby bolo niekoľko meracích prostriedkov na zisťovanie polohy kovového polotovaru vo vodiacom kanáli umiestnených na rôznych miestach z pohľadu v smere posúvania kovového polotovaru. Jednotlivé meracie prostriedky pritom môžu byť umiestnené ako vo vnútri tak i zvonku magnetických poli0026 Na výkrese je znázornený príklad uskutočnenia vynálezu. Jediný obr. schematicky znázorňuje zariadenie na potiahnutie ponorom do taveniny spoločne s kovovým polotovarom, ktorý je vedený cez zariadenie. 0027 Zariadenie má nádrž 3, ktorá je naplnená roztaveným kovom na potiahnutie 2. Môže ísť napríklad o zinok alebohliník. Kovový polotovar 1 vo forme oceľového pásu, ktorý má byť potíahnutý, prechádza nádržou 3 vsmere R posúvania vertikálne smerom nahor. Na tomto mieste poznamenávame, že je v zásade rovnako možné, aby kovový polotovar 1 nádržou 3 prechádzal zhora smerom dole. Aby mohol kovový polotovar 1 nádržou 3 prechádzať, je nádrž 3 v oblasti dna otvorená tu sanachádza vodiaci kanál 4, ktorý je znázornený nadmerne veľký resp. široký. 0028 Aby nemohol roztavený kov na potiahnutie 2 vodiacim kanálom 4 odtekať smerom dole, sú po oboch stranáchkovového polotovaru 1 umiestnené elektromagnetické indukčné cievky 5, ktoré vytvárajú magnetické pole, ktoré v tekutom kove na potiahnutie 2 spôsobuje vztlakové sily, ktoré pôsobia proti sile tiaže kovu na potiahnutie 2 a tak smerom dole utesňujúvodiaci kanál 4. 0029 V prípade indukčných cievok 5 ide o dve oproti sebe umiestnené indukčné cievky so striedavým poľom aleboindukčné cievky sputujúcim poľom, ktoré sú prevádzkované vo ľrekvenčnom rozmedzí od 2 Hz do 10 kHz avytvárajú elektromagnetické priečne pole kolmé na smer R posúvania. Frekvenčný rozsah, ktorému je dávaná prednosť, leží pre jednofázove systémy (indukčné cievky so striedavýmpoľom) medzi 2 kHz a 10 kHz a pre viacfázové systémy (napr. indukčné cievky s putujúcim poľom) medzi 2 Hz a 2 kHz.0030 Cieľom je udržať kovový polotovar 1 nachádzajúci sa vo vodiacom kanáli 4 tak, aby sa nachádzal v pokiaľ možno čo najpresnejšie deñnovanej polohe, výhodne v stredovej rovine 11 vodiaceho kanála 4. 0031 Kovový polotovar 1, nachádzajúci sa medzi oboma proti sebe umiestnenými indukčnými cievkami 5, je prizapojení elektromagnetického poľa medzi indukčnými cievkami 5 všeobecne priťahovaný k indukčnej cievke, ktorá sa nachádza bližšie, pričom priťahovanie narastá s približovanim k indukčnej cievke, čo má za následok značne nestabilnú centrálnu polohu pásu. Tak pri prevádzke zariadenia vzniká ten problém, že kovový polotovar 1 na základe priťažlivej sily indukčných cievok 5 nemôže voľne a centrálne prebiehať vodiacim kanálom 4 medzi aktivovanými indukčnými cievkami.0032 Na stabilizáciu kovového polotovaru 1 v stredovej rovine 11 vodiaceho kanála 4 sú preto po oboch stranáchvodiaceho kanála 4 resp. kovového polotovaru 1 umiestnené pomocné cievky 6. Tie sú pomocou regulačného prostriedku 10 riadené tak, že prekrytie magnetických polí indukčných cievok 5 a pomocných cievok 5 drží kovový polotovar 1 vo vodiacom0033 Prostredníctvom pomocných cievok 8 je možné vždy podľa nastavenia zosilovat alebo zoslabovať magnetické pole indukčných cievok 5 (princip superpozicie), bez toho aby to pritom malo negatívny vplyv na podmienky utesnenia(minimálne potrebná intenzita poľa požadovaná na utesnenie). Týmto spôsobom je možné pôsobiť na polohu kovového polotovaru 1 vo vodiacom kanáli 4.0034 Regulaćným prostriedkom 10 sa za týmto účelom najprv privedie signál s, s resp. s, ktorý reprodukuje polohu kovového polotovaru i vo vodiacom kanáli 4. Poloha s, s resp. s je zisťovaná pomocou prostriedkov 7, Tresp. 7 na meranie polohy, pričom v tomto prípade ide o indukčné bezdotykové snímače. zisťovanie polohy kovového polotovaru 1 medzi indukčnými cievkami 5 v elektromagnetickom poli sa teda uskutočňuje indukčné, pričom sa využije spätnoväzbové pôsobenie kovového polotovaru 1 v magnetickom poli.0035 Regulačným prostriedkom 10 sa dalej privádzajú hodnoty indukčných prúdov v indukčných cievkach 5 - prúd hm - resp. v pomocných cievkach 8 - prúd Im - zistené prostriedky 8 resp. 9 na meranie prúdu.0036 V regulaćnom prostriedku 10 sú uložené algoritmy, ktoré, vychádzajúc z troch parametrov polohy s, s resp. s kovového polotovaru 1 vo vodíacom kanáli, indukčného prúdu im. v indukčných cievkach 5 a indukćného prúdu Im,v pomocných cievkach 6, odovzdávajú pomocným cievkam 6 nový signál na riadenie nastavenia vo forme indukčného prúdu lom. Týmto spôsobom bude v uzavretom regulačnom okruhu poloha kovového polotovaru 1 udržiavaná tak. že polohove odchýlky kovového polotovaru 1 od stredovej roviny 11 budú minimálne, tzn. že hodnoty s. s resp. s budú pokial možno nulová.0037 Ako je vidieť sú polohy s, s resp. s kovového polotovaru 1 vo vodíacom kanáli 4 zisťované pomocou prostriedkov 7, 7 resp. 7 na meranie polohy, pričom prostriedky 7 na meranie polohy sú umiestnené - pozorované v smere posúvania R ~ nad indukčnými cievkami 5, prostriedky T na meranie polohy pod indukčnými cievkami 5 a prostriedky 7 na meranie polohy voblasti indukćných cíevok 5. Vnašom pripade sú všetky tri prostriedky 7, Tresp. 7 na meranie polohy umiestnenia mimo oblasť pomocných cíevok 6. Z hodnôt nameraných pomocou prostriedkov 7, Tresp. 7 na meranie polohy je možné v regulačnom prostriedku 10 vytvoriť strednú hodnotu.0038 Pretože v pripade prostriedkov 7, 7 resp. 7 na meranie polohy ide o indukčné bezdowkove snímače, mal by vplyv magnetických polí, ktoré sú vyvolávané indukčnými cievkami 5 a pomocnými cievkami 6. zostať čo najmenší. To je zaistené umiestnením prostriedkov 7 resp. 7 na meranie polohy mimo rozsah indukćných cíevok 5, Je ale možné - ako je to znázornená na obr. -jeden prostriedok na meranie polohy (v našom prípade prostriedok 7 na meranie polohy) umiestniť v oblasti indukćných cíevok 5.D 039 I ked sa osvedčilo umiestňovať prostriedky 7 resp. 7 na meranie polohy mimo pôsobenia pomocných cíevok 6,môžu byť tieto prostriedky 7 resp. 7 na meranie polohy umiestnene v podstate iv oblasti pôsobenia indukćných cíevok 5 resp. pomocných cíevok 6.prostriedok na meranie polohy prostriedok na meranie polohy prostriedok na meranie polohy prostriedky na meranie prúdu prostriedky na meranie prúdu regulačný prostriedok stredové rovinapoloha kovového polotovaru vo vodíacom kanáli poloha kovového polotovaru vo vodíacom kanáli poloha kovového polotovaru vo vodiacom kanàli indukčný prúd v indukčnej cievke

MPK / Značky

MPK: C23C 2/00, C23C 2/36

Značky: spôsob, zariadenie, kovového, polotovarů, taveniny, ponorením, potiahnutie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-e606-sposob-a-zariadenie-na-potiahnutie-kovoveho-polotovaru-ponorenim-do-taveniny.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob a zariadenie na potiahnutie kovového polotovaru ponorením do taveniny</a>

Podobne patenty