(57)【要約】  コンパクトな熱処理ラインは、永久磁石磁気回転子などの磁気回転子を使用して、金属ストリップを溶体化温度まで急速に加熱するための短い加熱ゾーンを含み得る。迅速かつ効率的なソーキングゾーンは、磁気回転子を使用して、金属ストリップをガス充填チャンバで浮上させることによって、達成され得る。磁気回転子は、焼き入れゾーンを通って金属ストリップをさらに浮上させ得、かつ任意選択で、最終巻き取りの前に金属ストリップを再加熱し得る。金属ストリップを加熱および／または浮上させるために使用される磁気回転子はまた、張力制御を提供し得、金属ストリップの最初の通板を容易にし得、過熱することなくコーティングを硬化し、かつ／または金属ストリップに塗布されるコーティング剤／潤滑剤の均一性を促進し得る。かかる熱処理Ｓｉｎｅは、従来の加工ラインよりもはるかにコンパクトなスペースで連続焼き鈍しおよび溶体化熱処理を提供し得る。【選択図】図１
2019536912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理ラインであって、
下流方向に移動する金属ストリップを受け入れるための加熱ゾーンであって、前記加熱ゾーンが、前記金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、前記金属ストリップに渦電流を誘発するための複数の磁気回転子を備え、前記複数の磁気回転子の各々が、下流方向に直角な、かつ前記金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する、加熱ゾーンと、
前記金属ストリップを受け入れ、かつ前記ピーク金属温度を一定の継続時間維持するための、前記加熱ゾーンの下流に位置決めされたソーキングゾーンと、
前記金属ストリップを前記ピーク金属温度から急速に焼き入れするための、前記ソーキングゾーンの下流に位置決めされた焼き入れゾーンと、を備える、熱処理ライン。
【請求項２】
前記複数の磁気回転子が、複数の磁気回転子対を備え、前記複数の磁気回転子対の各々が、上部磁気回転子から前記金属ストリップとは反対に位置決めされた底部磁気回転子を備える、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項３】
前記複数の磁気回転子の各々が、前記回転軸の周りで回転するように位置決めされた複数の永久磁石を備える、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項４】
前記ソーキングゾーンが、前記金属ストリップを浮上させるための、追加の複数の磁気回転子を備え、前記追加の複数の磁気回転子の各々が、前記下流方向に直角な、かつ前記金属ストリップの前記横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項５】
前記ソーキングゾーンが、前記金属ストリップと前記追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁をさらに備え、前記チャンバ壁が、前記金属ストリップを受け入れるためのチャンバを画定し、前記チャンバが、ガスの供給部に連結可能である、請求項４に記載の熱処理ライン。
【請求項６】
前記ソーキングゾーンが、前記追加の複数の磁気回転子の回転によって、前記金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するための、１つ以上の冷却デバイスをさらに備える、請求項４に記載の熱処理ライン。
【請求項７】
前記金属ストリップをコイルから前記加熱ゾーンに提供するための、前記加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、
前記金属ストリップの平坦度を制御するための、前記焼き入れゾーンの下流に位置決めされたレベリングローラと、
前記金属ストリップを加熱するための、前記レベリングローラの下流に位置決めされた再加熱ゾーンであって、前記再加熱ゾーンが、１つ以上の追加の磁気回転子を備える、再加熱ゾーンと、をさらに備える、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項８】
前記金属ストリップの張力を調整するための、張力調整ゾーンをさらに備え、前記張力調整ゾーンが、前記下流方向に直角な、かつ前記金属ストリップの前記横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転可能な１つ以上の磁気回転子を備える、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項９】
前記金属ストリップをスタータコイルから前記加熱ゾーンに提供するための、前記加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、前記金属ストリップを熱処理後に受け入れ、かつ前記金属ストリップを終端コイルに巻き取るための、前記焼き入れゾーンの下流に位置決めされたリコイラと、をさらに備え、通過線が、前記アンコイラと前記リコイラとの間に画定され、それに沿って前記金属ストリップが、アキュムレータを通過することなく、前記加熱ゾーン、前記ソーキングゾーン、および前記焼き入れゾーンを通過する、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項１０】
前記金属ストリップの進行中に後続の金属ストリップを前記金属ストリップに溶接するための、前記加熱ゾーンの上流に位置決めされた移動溶接機をさらに備える、請求項１に記載の熱処理ライン。
【請求項１１】
連続熱処理の方法であって、
金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して下流方向に通過させることと、
前記複数の磁気回転子を回転させることであって、前記複数の磁気回転子のうちの磁気回転子を回転させることが、前記磁気回転子を、下流方向に直角な、かつ前記金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転させることを含み、前記複数の磁気回転子を回転させることが、前記金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、前記金属ストリップに渦電流を誘発する、回転させることと、
前記金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることであって、前記金属ストリップを前記ソーキングゾーンに通過させることが、前記金属ストリップの前記ピーク金属温度を一定の継続時間維持することを含む、通過させることと、
前記金属ストリップを前記ピーク金属温度から焼き入れすることと、を含む、連続熱処理の方法。
【請求項１２】
前記複数の磁気回転子が、複数の磁気回転子対を備え、前記複数の磁気回転子対の各々が、間隙によって分離された底部磁気回転子と、上部磁気回転子と、を備え、前記金属ストリップを前記複数の磁気回転子に隣接して通過させることが、前記金属ストリップを前記複数の磁気回転子対の間隙に通過させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の磁気回転子のうちの磁気回転子を回転させることが、複数の永久磁石を前記回転軸の周りで回転させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属ストリップを前記ソーキングゾーンに通過させることが、前記金属ストリップを浮上させることを含み、前記金属ストリップを浮上させることが、前記金属ストリップに隣接する追加の複数の磁気回転子を回転させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属ストリップを前記ソーキングゾーンに通過させることが、
前記金属ストリップを、前記金属ストリップと前記追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁によって画定されたチャンバに通過させることと、
ガスの供給部から前記チャンバにガスを供給することと、を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ピーク金属温度を維持することが、前記追加の複数の磁気回転子の回転によって、前記金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するために、前記金属ストリップに冷却流体を塗布することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、
前記金属ストリップを焼き入れした後に、前記金属ストリップをレベリングすることと、
前記金属ストリップをレベリングした後に、前記金属ストリップを再加熱することであって、前記金属ストリップを再加熱することが、前記金属ストリップに隣接する１つ以上の追加の磁気回転子を回転させる、再加熱することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属ストリップを通板させることをさらに含み、前記金属ストリップを通板させることが、
磁気回転子を下流方向に回転させることであって、前記磁気回転子が、前記複数の磁気回転子および追加の磁気回転子の組からなる群から選択される、回転させることと、
前記磁気回転子によって、前記金属ストリップの端部を通過させることと、
前記磁気回転子を上流方向に回転させるために、前記磁気回転子の回転を逆転させることと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属ストリップを前記複数の磁気回転子に隣接して通過させる前に、前記金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、
前記金属ストリップを焼き入れした後に、前記金属ストリップを終端コイルに巻き戻すことであって、前記終端コイルの前記金属ストリップが、熱処理されている、巻き戻すことと、
前記金属ストリップの巻き出しと前記金属ストリップの巻き戻しとの間に前記金属ストリップをアキュムレータに通過させないことと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属ストリップを後続の金属ストリップに接合することをさらに含み、前記金属ストリップを接合することが、
前記金属ストリップの進行中に前記金属ストリップおよび前記後続の金属ストリップを接合部で当接させることと、
前記金属ストリップの進行中に移動接合デバイスを前記接合部の上に通過させることと、
前記金属ストリップの進行中に前記接合部を接合することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
前記金属ストリップをコーティングまたは潤滑することのうちの少なくとも一方と、次いで前記コーティングまたは潤滑された金属ストリップを再加熱することと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴ  ＨＥＡＴ  ＩＮＤＵＣＴＩＯＮ」という名称で２０１６年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４００，４２６号、および「ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴ  ＨＥＡＴ  ＩＮＤＵＣＴＩＯＮ」という名称で２０１７年５月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／５０５，９４８号の恩恵を主張し、それらの開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
さらに、本出願は、「ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴ  ＨＥＡＴ  ＩＮＤＵＣＴＩＯＮ」という名称で２０１７年９月２７日に出願されたＡｎｔｏｉｎｅ  Ｊｅａｎ  Ｗｉｌｌｙ  Ｐｒａｌｏｎｇ他による米国非仮特許出願第１５／７１６，８８７号、「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ  ＴＥＮＳＩＯＮＩＮＧ  ＯＦ  Ａ  ＭＥＴＡＬ  ＳＴＲＩＰ」という名称で２０１７年９月２７日に出願されたＡｎｔｏｉｎｅ  Ｊｅａｎ  Ｗｉｌｌｙ  Ｐｒａｌｏｎｇ他による米国非仮特許出願第１５／７１６，５５９号、「ＰＲＥ−ＡＧＥＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＵＳＩＮＧ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＨＥＡＴＩＮＧ」という名称で２０１７年９月２７日に出願されたＤａｖｉｄ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｃｕｓｔｅｒｓによる米国非仮特許出願第１５／７１６，５７７号、「ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＬＥＶＩＴＡＴＩＯＮ  ＨＥＡＴＩＮＧ  ＯＦ  ＭＥＴＡＬ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＱＵＡＬＩＴＹ」という名称で２０１７年９月２７日に出願されたＤａｖｉｄ  Ａｎｔｈｏｎｙ  Ｇａｅｎｓｂａｕｅｒ他による米国非仮特許出願第１５／７１６，６９２号、および「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＴＨＲＥＡＤＩＮＧ  Ａ  ＨＯＴ  ＣＯＩＬ  ＯＮ  ＭＩＬＬ」という名称で２０１７年９月２７日に出願されたＡｎｄｒｅｗ  Ｊａｍｅｓ  Ｈｏｂｂｉｓ他による米国非仮特許出願第１５／７１７，６９８号に関連し、それらの開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本開示は、概して、冶金学に関し、より具体的には、アルミニウム金属ストリップなどの金属物品を熱処理することに関する。
【背景技術】
【０００４】
アルミニウム合金などの様々な金属は、自動車部品、構造部品、および他の多くの用途などの、様々な目的のために広く使用されている。従来、金属は、直接チル鋳造または連続鋳造のいずれかである。多くの場合、金属インゴット、スラブ、またはストリップは、顧客（例えば、自動車製造業者または部品加工工場）に納入可能である最終標準寸法に圧延される。いくつかの場合において、金属は望ましい調質度特性を達成するために、ある種の熱処理を受ける必要があり得る。例えば、焼き鈍しは、金属物品の成形性を向上させることができ、溶体化熱処理は、金属物品の強度を向上させることができる。
【０００５】
焼き鈍しおよび溶体化熱処理は、金属物品を特定の温度に加熱および冷却し、特定の時間の継続時間、これらの温度に保持することを含む。金属物品の温度‐時間プロファイルは、金属物品の結果として生じる強度および延性に大きく影響し得る。いくつかの場合において、アルミニウム合金の溶体化熱処理は、析出した合金元素が金属物品中の固溶体に溶解するまで、金属物品を高温で加熱し、次いで金属物品を焼き入れしてこれらの元素を過飽和固溶体中に閉じ込めることを含み得る。溶体化熱処理後、金属は、室温で一定継続時間硬化され（例えば自然時効）、わずかに上昇させた温度で一定の継続時間硬化され（例えば人工時効または予備時効）、かつ／または別様にさらに加工され得る（例えば、洗浄、前処理、コーティング、またはその他の加工が施される）。
【０００６】
大量の処理量を達成するために、金属物品は連続加工ラインで連続的に焼き鈍しおよび溶体化熱処理され得る。従来は、かかる連続加工ラインは、非常に大きな建物を占有し、かつ高価および複雑な設備を必要とする。例えば、いくつかのかかる連続焼き鈍し溶体化熱処理ラインの中には、金属ストリップの温度を十分に上昇させ、それを溶体化温度に保つために、多数のゾーンに金属ストリップを通過させることを必要とし、最大で８００メートル以上のラインを必要とするものもある。多くの場合、金属ストリップが高温にある間は、低い張力が維持されなければならず、金属ストリップが張力および温度により変形しないように、金属ストリップを様々なゾーンに適切に吊り下げておくために、強制空気の使用が必要になるので、金属ストリップがいかなる周囲の機器または構造物とも不用意に接触することはない。金属ストリップが機器または構造物と物理的に接触すると、機器または構造物を損傷し、あるいは機器または構造物が金属ストリップの表面を損傷する可能性があり、シャットダウンと、損傷した金属ストリップ、ならびに影響を受ける８００メートルの加工ライン内のあらゆる金属および新たな加工運転（例えば、さらに８００メートル以上）を開始するのに必要なあらゆる金属の廃棄とが必要となる。さらに、所望の温度を維持するために、金属ストリップを吊り下げるために使用される強制空気も同様に加熱されなければならない。
【０００７】
金属ストリップに連続熱処理を行うための現在の技術は、かなりの機器、かなりのエネルギー（例えば、大量の熱風を加熱するため）、およびかなりのスペース（例えば、８００メートル以上の機器を収容し、その機器を支持するため）を伴う。
【発明の概要】
【０００８】
実施形態という用語および同様の用語は、本開示の主題および以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すように意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。本明細書でカバーされる本開示の実施形態は、本概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。本概要は、本開示の様々な態様の大まかな概要であり、以下の「詳細な説明」の節でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。本概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、本開示の明細書全体の適切な部分、任意のまたはすべての図面および各特許請求項を参照することによって理解されるべきである。
【０００９】
本開示の態様は、熱処理ラインを含み、下流方向に移動する金属ストリップを受け入れるための加熱ゾーンであって、加熱ゾーンが、金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、金属ストリップにおいて渦電流を誘発するための複数の磁気回転子を含み、複数の磁気回転子の各々が、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する、加熱ゾーンと、金属ストリップを受け入れ、かつピーク金属温度を一定の継続時間維持するための、加熱ゾーンの下流に位置決めされたソーキングゾーンと、金属ストリップをピーク金属温度から急速に焼き入れするための、ソーキングゾーンの下流に位置決めされた焼き入れゾーンと、を備える。いくつかの場合において、熱処理ラインは、金属ストリップが最終コイルに巻き取られる前に、金属ストリップを予備時効処理するために、焼き入れゾーンの後に再加熱ゾーンをさらに含む。
【００１０】
いくつかの場合において、複数の磁気回転子は、複数の磁気回転子の対を含み、磁気回転子の対の各々は、上部磁気回転子から金属ストリップとは反対に位置決めされた底部磁気回転子を含む。いくつかの場合において、複数の磁気回転子の各々は、回転軸の周りで回転するように位置決めされた複数の永久磁石を含む。いくつかの場合において、ソーキングゾーンは、金属ストリップを浮上させるための、追加の複数の磁気回転子を含み、追加の複数の磁気回転子の各々は、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する。いくつかの場合において、ソーキングゾーンは、金属ストリップと追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁をさらに含み、チャンバ壁は、金属ストリップを受け入れるためのチャンバを画定し、チャンバは、ガスの供給部に連結可能である。いくつかの場合において、チャンバ壁は、非金属製である。いくつかの場合において、ソーキングゾーンは、追加の複数の磁気回転子の回転によって、金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するための、１つ以上の冷却デバイスをさらに含む。いくつかの場合において、熱処理ラインは、金属ストリップをコイルから加熱ゾーンに提供するための、加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、金属ストリップの平坦度を制御するための、焼き入れゾーンの下流に位置決めされたレベリングローラと、金属ストリップを加熱するための、レベリングローラの下流に位置決めされた再加熱ゾーンであって、再加熱ゾーンが、１つ以上の追加の磁気回転子を含む、再加熱ゾーンと、をさらに備える。いくつかの場合において、再加熱ゾーンは、金属ストリップを最終コイルに巻き戻す前に、金属ストリップを予備時効処理するために、焼き入れゾーンの後に位置決めされている。いくつかの場合において、熱処理ラインは、金属ストリップの張力を調整するための、張力調整ゾーンをさらに備え、張力調整ゾーンが、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転可能な１つ以上の磁気回転子を含む。いくつかの場合において、熱処理ラインは、金属ストリップをスタータコイルから加熱ゾーンに提供するための、加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、金属ストリップを熱処理後に受け入れ、かつ金属ストリップを終端コイルに巻き取るための、焼き入れゾーンの下流に位置決めされたリコイラと、をさらに備え、通過線が、アンコイラとリコイラとの間に画定され、それに沿って金属ストリップが、アキュムレータを通過することなく、加熱ゾーン、ソーキングゾーン、および焼き入れゾーンを通過する。いくつかの場合において、熱処理ラインは、金属ストリップの進行中に後続の金属ストリップを金属ストリップに溶接するかまたは別様に接合ための、加熱ゾーンの上流に位置決めされた移動溶接機または他の接合機をさらに備える。
【００１１】
本開示の態様は、連続熱処理の方法を含み、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して下流方向に通過させることと、複数の磁気回転子を回転させることであって、磁気回転子を回転させることが、磁気回転子を、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転させることを含み、複数の磁気回転子を回転させることが、金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、金属ストリップにおいて渦電流を誘発する、回転させることと、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることであって、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることが、金属ストリップのピーク金属温度を一定の継続時間維持することを含む、通過させることと、金属ストリップをピーク金属温度から焼き入れすることと、を含む。
【００１２】
いくつかの場合において、複数の磁気回転子は、複数の磁気回転子対を含み、磁気回転子対の各々が、間隙によって分離された底部磁気回転子と、上部磁気回転子と、を含み、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して通過させることは、金属ストリップを複数の磁気回転子対の間隙に通過させることを含む。いくつかの場合において、複数の磁気回転子のうちの磁気回転子を回転させることは、複数の永久磁石を回転軸の周りで回転させることを含む。いくつかの場合において、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることは、金属ストリップを浮上させることを含み、金属ストリップを浮上させることは、金属ストリップに隣接する追加の複数の磁気回転子を回転させることを含む。いくつかの場合において、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることは、金属ストリップを、金属ストリップと追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁によって画定されるチャンバを通過させることと、ガスの供給部からチャンバにガスを供給することと、を含む。いくつかの場合において、ピーク金属温度を維持することは、追加の複数の磁気回転子の回転によって、金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するために、金属ストリップに冷却流体を塗布することを含む。いくつかの場合において、方法は、金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、金属ストリップを焼き入れした後に、金属ストリップをレベリングすることと、金属ストリップをレベリングした後に、金属ストリップを再加熱することであって、金属ストリップを再加熱することが、金属ストリップに隣接する１つ以上の追加の磁気回転子を回転させる、再加熱することと、をさらに含む。いくつかの場合において、方法は、金属ストリップを通板させることをさらに含み、金属ストリップを通板させることは、磁気回転子を下流方向に回転させることであって、磁気回転子が、複数の磁気回転子および追加の磁気回転子の組からなる群から選択される、回転させることと、磁気回転子によって、金属ストリップの端部を通過させることと、磁気回転子を上流方向に回転させるために、磁気回転子の回転を逆転させることと、を含む。いくつかの場合において、方法は、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して通過させる前に、金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、金属ストリップを焼き入れした後に、金属ストリップを終端コイルに巻き戻すことであって、終端コイルの金属ストリップが、熱処理されている、巻き戻すことと、金属ストリップの巻き出しと金属ストリップの巻き戻しとの間に金属ストリップをアキュムレータに通過させないことと、をさらに含む。いくつかの場合において、方法は、金属ストリップを後続の金属ストリップに溶接または別様に接合することをさらに含み、金属ストリップを溶接または別様に接合することは、金属ストリップの進行中に、金属ストリップおよび後続の金属ストリップを接合部に当接させることと、金属ストリップの進行中に、移動溶接機または別様の接合機を接合部の上を通過させることと、金属ストリップの進行中に、接合部を溶接／接合することと、を含む。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本明細書は、以下の添付図面を参照し、そこで、異なる図面における同様の参照番号の使用は、同様または類似する構成要素を例示することを意図する。
【００１５】
【図１】本開示の特定の態様による、連続熱処理のための加工ラインを示す表現概略図である。
【図２】本開示の特定の態様による、連続熱処理のための加工ラインの側面図を示す概略図である。
【図３】本開示の特定の態様による、磁気ソーキング炉を有する連続熱処理のための加工ラインの側面図を示す概略図である。
【図４】本開示の特定の態様による、加工ラインの加熱ゾーンおよびソーキングゾーンを示す概略図および温度チャートの組み合わせである。
【図５】本開示の特定の態様による、永久磁気回転子の破断側面図である。
【図６】本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図７】本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理ラインに通板させるためのプロセスを示すフローチャートである。
【図８】本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理ラインに通板させる初期段階を示す概略側面図である。
【図９】本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理ラインに通板させる二次段階を示す概略側面図である。
【図１０】本開示の特定の態様による、連続熱処理ラインに通板された後の金属ストリップを示す概略側面図である。
【図１１】本開示の特定の態様による、溶接前段階における金属ストリップおよび後続の金属ストリップを示す概略上面図である。
【図１２】本開示の特定の態様による、溶接段階における金属ストリップおよび後続の金属ストリップを示す概略上面図である。
【図１３】本開示の特定の態様による、溶接後段階における金属ストリップおよび後続の金属ストリップを示す概略上面図である。
【図１４】本開示の特定の態様による、金属ストリップの進行中に、金属ストリップを後続の金属ストリップに接合するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１５】本開示の特定の態様による、横方向に離間配置された磁気源を有する磁気回転子のアレイの上方に浮上させられた金属ストリップを示す加工ラインの断面の概略部分破断上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の特定の態様および特徴は、永久磁石の磁気回転子などの磁気回転子の使用を通じて、金属ストリップを急速に適切な溶体化温度にすることができる、短い加熱ゾーンを含むコンパクトな熱処理ラインに関する。迅速および効率的なソーキングゾーンが、磁気回転子を使用して、金属ストリップをガス充填チャンバ内で浮上させることなどによっても、達成され得る。磁気回転子は、焼き入れゾーンを通る金属ストリップをさらに浮上させることができ、任意選択で、最終巻き取りの前に金属ストリップを再加熱し得る。金属ストリップを加熱および／または浮上させるために使用される磁気回転子はまた、張力制御を提供し得、金属ストリップを最初に通板させることを容易にし得る。かかる熱処理ラインは、従来の加工ラインよりもはるかにコンパクトなスペースで連続焼き鈍しおよび溶体化熱処理を提供し得る。
【００１７】
コンパクトな熱処理ラインは、連続した金属ストリップを溶体化および／または焼き鈍しすることができるコンパクトな連続焼き鈍しおよび溶体化熱処理（ＣＡＳＨ）ラインであり得る。金属ストリップが熱処理ラインで熱処理された後、金属ストリップは、Ｔ調質度（例えば、Ｔ４、Ｔ６またはＴ８）などの望ましい調質度を有し得る。本開示の特定の態様は、アルミニウム金属ストリップを熱処理するのに特に有用であり得る。いくつかの場合において、金属ストリップ以外のより厚いかまたはより薄い金属物品が、加工され得る。本明細書で使用される場合、本開示の特定の態様および特徴に関する金属ストリップへの言及は、必要に応じて、金属物品または任意の特定のより厚いかもしくはより薄い金属物品への言及と置き換えられ得る。いくつかの場合において、本開示の特定の態様は、厚さがおよそ１ｍｍ、およそ０．２ｍｍ〜およそ６ｍｍ、およそ０．５ｍｍ〜およそ３ｍｍ、またはおよそ０．７ｍｍ〜およそ２ｍｍである、金属ストリップを熱処理するのに特に有用であり得る。
【００１８】
通常のＣＡＳＨラインは、大きい設置面積を必要とし、およそ８００メートルにまたはそれを超えて延在する処理長さ（例えば、金属ストリップがＣＡＳＨライン内を進行する長さ）を有することがあるが、本開示の特定の態様は、より小さい設置面積を占有し、およそ１００メートル、およそ９０メートル、およそ８０メートル、およそ７０メートル、およそ６０メートル、およそ５０メートル、およそ４０メートル、およそ３０メートル、およそ２５メートル、およそ２０メートル、もしくはおよそ１５メートル、またはそれら未満の処理長さを有し得る。いくつかの場合において、本明細書に開示された熱処理ラインは、金属ストリップが主に水平方向に進行するようにして水平方向に位置決めされ得る。しかしながら、必ずしもそうである必要はなく、熱処理ラインの１つ以上の要素は、金属ストリップを垂直方向または他の方向に方向付け得る。
【００１９】
熱処理ラインは、加熱ゾーンと、ソーキングゾーンと、焼き入れゾーンと、を含み得る。いくつかの場合において、熱処理ラインはまた、再加熱ゾーンも含み得る。いくつかの場合において、アンコイラ、第１の張力調整ゾーン、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン、コーティングおよび／または潤滑ゾーン、第２の張力調整ゾーン、ならびにコイラの任意の組み合わせなど、他のゾーンおよび／または要素も同様に使用され得る。いくつかの場合において、熱処理ラインは、例えばフラットナー、接合部、ノッチ、レベラー、潤滑剤、およびコースターなど、他のゾーンおよび／または要素も同様に含み得る。
【００２０】
本開示の特定の態様および特徴は、磁気回転子を利用する。磁気回転子は、回転軸の周りで回転し得る。回転磁石は、回転子モータ（例えば、電気モータ、空気圧モータ、もしくは別のもの）、または近隣の磁気源の共鳴運動（例えば、他の回転磁石もしくは変化する磁場）を含む、任意の適切な方法で回転され得る。回転力の源は、磁気回転子を回転させるために、磁気回転子に直接的または間接的に連結され得る。磁気回転子の回転軸は、任意の適切な方向にあり得るが、回転軸を、金属ストリップの横方向の幅におよそ平行に、かつ金属ストリップの長手方向軸（例えば長さ）におよそ直角に、または加工ラインの下流方向におよそ直角に位置決めすることが有利であり得る。およそ直角とは、直角または直角から１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°、もしくは１０°以内、あるいは必要に応じて、同様の角度を含み得る。この方法で、回転軸を位置決めすることは、金属ストリップの張力を制御するのに有用であり得る。張力管理は、加工ラインにおいて制御された方法で金属物品（例えば金属ストリップ）をうまく加工する上で非常に重要となり得る。
【００２１】
磁気回転子は、電磁石または永久磁石などの１つ以上の磁気源を含み得る。例えば、単一の回転子は単一の磁気源を含み、引いては２つの磁極を含み得、または単一の回転子は、複数の磁気源を含み、引いては複数の磁極を含み得る。いくつかの場合において、単一の回転子の磁気源は、磁気回転子の外周から磁場を方向付けるためにハルバッハアレイに配列された永久磁石磁気源などの、方向的に非対称の磁場を生成するように配列され得る。磁気回転子は、概して、永久磁石のみを含み得るが、いくつかの場合において回転磁石は、電磁石または電磁石と永久磁石との組み合わせを含み得る。いくつかの場合において、永久磁石の磁気回転子が好ましいことがあり、磁気回転子が電磁石に頼るよりも効率的な結果を達成でき得る。磁気源は、磁気回転子の全幅にわたって、または磁気回転子の全幅よりも小さく延在し得る。いくつかの場合において、磁気回転子は、横方向に離間配置された磁気源を含み得る。したがって、横方向に離間配置された磁気源は、磁気源が存在しないところで磁気回転子の幅に間隙を含み得る。横方向に離間配置された磁気源を有する磁気回転子は、互いから横方向に離間配置された２つ以上のアレイの磁気源を有する磁気回転子を含み得、各アレイは、１つ以上の磁気源を含む。横方向に離間配置された磁気源を有する磁気回転子は、金属ストリップにおいて誘発される熱の量を最小限に抑えながら、金属ストリップを浮上させるのに特に効率的であり得る。
【００２２】
磁気回転子の回転運動は、その磁石源に、金属ストリップが通過することができる磁気回転子に隣接して移動または変化する磁場を誘発させる。上側回転子と下側回転子との対で使用される場合、磁気回転子の対は、変化する磁場が生成され、かつ金属ストリップが通過し得る上側回転子と下側回転子との間の間隙を画定し得る。単一の磁気回転子として使用される場合、金属ストリップは、磁気回転子の有効距離内で磁気回転子に隣接して通過し得、その範囲内で磁気回転子によって生成される変化する磁場が、望ましい効果を提供する。本明細書で使用される場合、用語「磁気回転子のアレイ」は、単一の磁気回転子、単一の磁気回転子の対、２つ以上の磁気回転子、または２つ以上の対の磁気回転子を含み得る。
【００２３】
磁気回転子は、移動磁場および時変磁場の存在下で、渦電流を生成することができる任意の適切な物品に使用され得る。いくつかの場合において、本明細書に開示された磁気回転子は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム系材料、チタン、チタン系材料、銅、銅系材料、鋼、鋼系材料、青銅、青銅系材料、黄銅、黄銅系材料、複合物、複合物に使用されるシート、もしくは任意の他の適切な金属、非金属、または材料の組み合わせを含む伝導性材料と共に使用され得る。この物品は、モノリシック材料、およびロールボンド材料、クラッド材料、複合材料（炭素繊維含有材料などを含むがこれらに限定されない）、または様々な他の材料などの非モノリシック材料を含み得る。非限定的な一例では、磁気回転子を使用して、アルミニウム金属ストリップ、スラブ、または鉄を含有するアルミニウム合金を含むアルミニウム合金から作製された他の物品などの、金属物品を加熱し得る。磁気回転子は、金属ストリップなどの金属物品を加熱および／または浮上させるために使用され得る。金属物品が回転する磁気回転子によって生成された変化する磁場を通過すると、渦電流が金属物品において生成または誘発され得る。したがって、これらの渦電流は、金属物品の抵抗を通って流れるときに、金属物品を加熱し得る。さらに、金属物品において生成される渦電流は、磁気回転子からの磁場に対抗する磁場を生成し得、したがって金属物品を浮上させるために使用され得る反発力を生成する。金属物品を加熱および／または浮上させることに加えて、金属ストリップの張力を制御し、金属ストリップを下流方向に直接移動させるために、磁気回転子が使用され得る。
【００２４】
磁気回転子は、磁気源の強度、磁気源の数、磁気源の配向、磁気源のサイズ、回転磁石自体のサイズ（例えば、任意のシェルを含む）、回転磁石の速度（例えば回転速度）、垂直にオフセットされた磁気回転子間の垂直な間隙（例えば単一の回転子の組の垂直にオフセットされた回転子）、垂直にオフセットされた磁気回転子の横方向にオフセットされた配置（例えば単一の回転子の組の横方向にオフセットされた回転子の配置）、隣接する磁気回転子間の長手方向の間隙、金属ストリップの厚さ、各回転磁石と金属ストリップとの間の垂直距離、金属ストリップの組成、磁気遮蔽の存在（例えば特定の束の集束要素または遮蔽要素）、磁気遮蔽の厚さおよび／または透磁率、金属ストリップの前進速度、ならびに使用される磁気回転子の数を含む、磁気回転子に関連する様々な要因の操作などを通じて、様々な方法で制御され得る。他の要因もまた、同様に制御され得る。これらおよび他の要因の制御は、静的（例えば、熱処理プロセスの前に設定される）または動的（例えば、熱処理プロセス中にオンザフライで変更可能である）であり得る。いくつかの場合において、とりわけ、前述の要因のうちの１つ以上の制御は、コンピュータモデル、オペレータフィードバック、または自動フィードバック（例えば、リアルタイムセンサからの信号に基づく）に基づき得る。コントローラは、金属ストリップの張力、金属ストリップの速度、または熱処理ラインを通る金属ストリップの進行の他の態様を動的に調整するように、磁気回転子に動作可能に（例えば、有線または無線接続によって）連結され得る。
【００２５】
磁気回転子の制御は、金属ストリップの張力の制御を可能にし得る。いくつかの場合において、磁気回転子を制御することは、金属ストリップの下流方向への移動速度の制御を可能にし得る。いくつかの場合において、張力および／または速度の正確な制御を使用して、金属ストリップが加熱および／または焼き入れゾーンで費やす時間の量、またはより具体的には、金属ストリップが所望の温度（例えば、溶体化温度）で費やす時間の量を制御することなどによって、望ましい熱処理を容易にすることができる。
【００２６】
磁気回転子は、「下流」方向または「上流」方向に回転し得る。本明細書で使用される場合、下流方向に回転する磁気回転子は、任意の時点で金属ストリップに最も近い磁気回転子の表面が金属ストリップの進行方向に（例えば、概して下流方向に向かって）移動するように回転する。例えば、金属ストリップをその長手方向の進行方向において右側に移動させながら金属ストリップを側面から見た場合、下流方向に回転する金属ストリップの上方に位置決めされた磁気回転子は、反時計回りに回転し得る一方で、金属ストリップの下方に位置決めされ、かつ下流方向へ回転する磁気回転子は、時計回りに回転し得る。本明細書で使用される場合、上流方向に回転する磁気回転子は、任意の時点で金属ストリップに最も近い磁気回転子の表面が金属ストリップの進行方向とは反対側に（例えば、概して上流方向に向かって）移動するように回転する。例えば、金属ストリップをその長手方向の進行方向において右側に移動させながら金属ストリップを側面から見た場合、上流方向に回転する金属ストリップの上方に位置決めされた磁気回転子は、時計回りに回転し得る一方で、金属ストリップの下方に位置決めされ、かつ上流方向へ回転する磁気回転子は、反時計回りに回転し得る。
【００２７】
加熱ゾーンでは、金属ストリップは、焼き鈍し温度または溶体化温度などの所望の温度に急速に加熱され得る。例えば、特定のアルミニウム合金の場合、加熱ゾーンは、金属ストリップを４００℃〜６００℃の温度、より具体的にはおよそ５６０℃、５６５℃、５７０℃、５７５℃、５８０℃、５８５℃、５９０℃、５９５℃、もしくは６００℃、さらにより望ましくはおよそ５６５℃の、またはそれら未満の温度に加熱し得る。いくつかの場合において、特定のアルミニウム合金の場合、加熱ゾーンは、金属ストリップをおよそ５００℃〜５６０℃の温度に加熱し得る。金属ストリップは、加熱ゾーンにある間に、磁気回転子のアレイによって浮上および／または支持され得る。しかしながら、いくつかの場合において、金属ストリップを同時に浮上および加熱するために、１つ以上の磁気回転子の対が使用され得る。磁気回転子の対は、下側回転子から金属ストリップの反対側に位置決めされた上側回転子を含み得る。磁気回転子の対の間に、間隙が画定され得る。いくつかの場合において、単一の磁気回転子の対は、金属ストリップの温度を、およそ４０℃〜およそ８０℃、およそ５０℃〜およそ７０℃、およそ６０℃〜およそ７０℃、またはおよそ７０℃だけ上昇させることができ得る。いくつかの場合において、磁気回転子の対は、これらの温度上昇を、金属ストリップがおよそ４０〜８０ｍ／分、およそ５０〜７０ｍ／分、またはおよそ６０ｍ／分の速度で磁気回転子を通過して移動するときに達成することができる。金属ストリップの温度上昇の正確な制御は、磁気回転子の回転速度または磁気回転子の対の磁気回転子間の間隙の大きさを調整することなどによって変化する磁場を制御することによって達成され得る。所望の温度上昇を達成するために、複数の磁気回転子の対が連続して使用され得る。本明細書で使用される場合、金属ストリップの温度への言及は、金属ストリップのピーク金属温度を含み得る。加熱ゾーンは、金属ストリップを加熱するための磁気回転子と、任意選択で金属ストリップを浮上させるための追加の磁気回転子と、を含み得る。金属ストリップを浮上させるために特に使用される磁気回転子は、金属ストリップにある程度の加熱を提供し得る。
【００２８】
いくつかの場合において、磁気回転子の対に代わるかまたは磁気回転子の対に加えるかのいずれかで、追加の加熱デバイスが、磁気回転子とは別に加熱ゾーンで使用され得る。追加の加熱デバイスの例としては、誘導コイル、直接火炎衝突デバイス、高温ガスデバイス、赤外線デバイス、または同様のものが挙げられる。いくつかの場合において、追加の加熱デバイスは、所望の温度を達成するために、および／または金属ストリップの横方向の幅にわたってより均一な温度分布を維持するために、金属ストリップに補助加熱を提供し得る。例えば、磁気回転子が金属ストリップを加熱するいくつかの場合において、磁気回転子を通過した後に金属ストリップ上にホットスポットおよび／またはコールドスポットが存在することがあり、その時点で補助加熱デバイスを使用して、コールドスポットを加熱して金属ストリップの横方向の幅にわたって温度分布を均一にすることができる。いくつかの例では、冷却デバイスを使用して、ホットスポットを冷却して金属ストリップの横方向の幅にわたって温度分布を均一にすることができる。
【００２９】
いくつかの場合において、磁気回転子に加えてまたはその代わりに、回転しない電磁石が加熱ゾーンで使用され得る。しかしながら、変化する磁場を生成するために静止した電磁石とは反対に磁気回転子を使用することは、効率の向上だけでなく、金属ストリップのより均一な加熱も提供し得る。金属ストリップの幅にわたって伝えられる誘導場を変化させるために静止した電磁石を使用することにより、金属ストリップ内に局所的なホットスポットが生成され得る。様々な強度の誘導場は、異なる静止した電磁石の巻きの自然な変動によって引き起こされ得る。電磁石の巻きの変動は、隣接する横方向の位置よりも多くの熱を生成するいくつかの位置をもたらし得る。局所的なホットスポットは、金属ストリップを不均一に変形させ、他の製造上の欠陥を引き起こし得る。対照的に、永久磁石は、寸法にわたるかまたは一方の磁石から別の磁石へのいくつかのレベルの固有の磁気変動を含み得るが、この変動の一部または全部は、磁気回転子の磁気源の回転に起因して自動的に平均化され得る。単一の永久磁石がどの横方向の静止位置にも保持されていないので、平均磁場が、回転する永久磁石によって印加されている。したがって、回転する磁気回転子は、より制御された方法で金属ストリップを均一に加熱することができる。電磁石が回転する磁石加熱器内で使用されるとき、異なる電磁石間の変動は、磁気回転子の回転に起因して平均化され得る。この変動の平均化は、静止した電磁石では起こらない。
【００３０】
ソーキングゾーンは、トンネル炉または他の適切な炉などのソーキング炉を含み得る。ソーキングゾーン内で、金属ストリップは、所望の継続時間、所望の温度（例えば、溶体化温度）に維持され得る。温度を所望の温度に維持することは、温度を所望の温度の６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、もしくは１２％以内、好ましくは所望の温度の０．５％、１％、１．５％、２％、３％、４％、５％、または６％以内に保つことを含み得る。所望の継続時間は、使用される合金、所望の種類の生成物、および金属物品を鋳造する方法または金属物品に実施される任意の冷間圧延または熱間圧延などの先の熱機械加工工程によって決まり得る。例えば、連続鋳造金属物品は、直接チル鋳造金属物品よりもはるかに短い継続時間を使用して、望ましい結果を達成することができることがある。いくつかの場合において、金属ストリップは、約０〜約４０秒の間の、またはそれ以上の継続時間、ソーキングされ得る。いくつかの場合において、本開示の特定の態様および特徴は、連続鋳造金属物品に特に有用である。いくつかの場合において、ソーキングゾーンはまた、金属ストリップを所望の温度に上昇させることも容易にし得る。
【００３１】
金属ストリップのピーク金属温度を維持するために、熱風炉、磁気回転子ベースの炉、赤外線炉、またはそれらの組み合わせなどの、任意の適切な炉がソーキングゾーンで使用され得る。例えば、ソーキング炉は、加熱されたガスを使用して金属ストリップの温度を維持することができる。いくつかの場合において、金属ストリップの温度を所望の温度に維持するのに十分な熱を金属ストリップに与えるために、加熱されたガスに加えてまたはその代わりに、磁気回転子のアレイが使用され得る。
【００３２】
ソーキングゾーンは、金属ストリップをソーキングゾーンで浮上させるための磁気回転子のアレイを含み得る。磁気回転子のアレイは、ある程度の熱を金属ストリップに与え得る。いくつかの場合において、この与えられた熱を使用して、金属ストリップの温度を所望の温度に維持することができる。磁気回転子があまりにも多くの熱を生成するなどの、いくつかの場合において、いくつかの場合では、与えられた熱は、ソーキングゾーンの１つ以上の冷却デバイスを介して相殺することができる。適切な冷却デバイスの例としては、冷却剤流体（例えば、液体またはガス）を金属ストリップ上に分配するように制御可能な冷却剤ヘッダまたは冷却剤ノズルが挙げられる。冷却剤流体は、ソーキングゾーン内の金属ストリップに維持することが望ましい温度またはそれ未満の任意の温度で分配され得る。冷却デバイスは、ソーキングゾーン全体にわたって金属ストリップの温度を所望の温度に維持することを容易にするために、必要に応じて冷却剤流体を分配するように制御可能であり得る。いくつかの場合において、ソーキングゾーンは、およそ５０ｍ、４０ｍ、３０ｍ、２０ｍ、１５ｍ、１０ｍ、もしくは５ｍ、またはそれ未満の長さを有し得る。
【００３３】
いくつかの場合において、ソーキングゾーンは、金属ストリップが通過するガス充填チャンバを含み得る。ガス充填チャンバは、金属ストリップを浮上させるために使用される任意の周囲の磁気回転子を包囲するのに十分な大きさ（例えば、高さにおいて）であり得る。しかしながら、ガス充填チャンバは、高さが、いかなる周囲の磁気回転子も包囲することなく金属ストリップを包囲するのに十分に低いことが好ましい。いくつかの場合において、ガス充填チャンバは、高さがおよそ５０〜２５０ｍｍ、例えば５０〜２００ｍｍもしくは１００ｍｍ、またはその間の任意の範囲である。いくつかの場合において、ガス充填チャンバは、高さがおよそ２５０ｍｍ以上であり得る。ガス充填チャンバは、側壁だけでなく、上側壁および下側壁などのチャンバ壁を含み得、金属ストリップをチャンバの上流端部に連続的に送り込み、かつチャンバの下流端部から連続的に送り出すことを可能にする。チャンバ壁は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）もしくは他のパラアラミド、またはＮＯＭＥＸ（登録商標）もしくは他のメタアラミドなどの非導電性および耐熱性材料で作製され得る。チャンバ壁、より具体的には下側壁は、金属ストリップとソーキングゾーン内で金属ストリップを浮上させるために使用される磁気回転子との間に位置決めされ得る。
【００３４】
チャンバは、ガス供給部からチャンバにガスを供給するための１つ以上のポートを含み得る。いくつかの場合において、ポートは、チャンバに流入するガスが金属ストリップを浮上させるための追加の支持を提供することを可能にするように配列され得る。いくつかの場合において、ガス供給部は、チャンバの１つ以上の端部を通してチャンバにガスを搬送し得る。いくつかの場合において、不活性ガス（例えば、窒素もしくはアルゴン）または最小限の反応性ガス（例えば、乾燥空気）が、チャンバ内で使用され得る。いくつかの場合において、処理ガス（例えば、金属ストリップの表面の不動態化を誘発するためのメタンまたはシランガス）などの他のガスが使用され得る。いくつかの場合において、ガスは、ソーキングゾーン内で金属ストリップの望ましい温度を維持することを容易にするために、所望の温度に予熱されてもよいが、いくつかの場合において、ガスは、最小限に予熱されてもよいかまたは予熱されなくてもよい。いくつかの場合において、回転磁石からの加熱を補助するために、高温ガスが供給され得る。かかる高温ガスは、不活性または最小限の反応性ガスであり得る。高温ガスは、金属ストリップの、磁気加熱が金属ストリップを完全には加熱しない領域に向けて方向付けられたポートを通して供給され得る。高温ガスは、チャンバ内に不活性または最低限の反応性の雰囲気を提供するだけでなく、金属物品の温度を均一にすることを容易にし得る。
【００３５】
いくつかの場合において、チャンバは、ソーキングゾーンの長さと等しいかおよそ等しい長さにわたって延在する。いくつかの場合において、チャンバは、少なくとも部分的に加熱ゾーン内に延在し得る。例えば、いくつかの場合において、加熱ゾーンの磁気回転子の対のうちの一部または全部によって加熱されているときに、金属ストリップはチャンバ内に位置付けられてもよい。
【００３６】
いくつかの場合において、特に金属ストリップの横方向の幅にわたる温度分布が、加熱ゾーンを出る際に非常に均一であるとき、熱処理ラインは、ソーキング炉を含まなくてもよい。かかる場合、金属ストリップを周囲および／または室温の空気にさらした状態で、ソーキングゾーンを加熱ゾーンから焼き入れゾーンまで延在させてもよい。磁気回転子のアレイは、加熱ゾーンと焼き入れゾーンとの間を通過するときに金属ストリップを浮上させるために、依然として使用され得る。ソーキング炉のないソーキングゾーンは、金属ストリップの進行速度および加熱ゾーン域と焼き入れゾーンとの間の長さによって決まる継続時間を依然として有し得る。
【００３７】
焼き入れゾーンにおいて、冷却剤は、冷却剤を金属ストリップに分布させるために、焼き入れタンクもしくは浴を介して、または１つ以上の冷却剤ヘッダもしくはノズル（例えば、線形ノズル）の使用を通じてなど、任意の適切な方法で金属ストリップに提供され得る。液体（例えば水）、ガス（例えば空気）、またはこれら２つの組み合わせなどの任意の適切な冷却剤が使用され得る。本明細書で使用される場合、冷却剤を提供することは、冷却剤を金属ストリップ上に分布させること、または金属ストリップを冷却剤に通過させることを含み得る。冷却剤は、およそ５０℃／秒〜４００℃／秒、およそ１００℃／秒〜３００℃／秒、またはおよそ２００℃／秒の速度などで、金属ストリップのピーク金属温度を急速に冷却するのに十分な方法で提供され得る。いくつかの場合において、金属ストリップは、少なくとも２００℃／秒を超える速度で急速に冷却される。いくつかの場合において、金属ストリップは、２５０℃またはその付近の温度に焼き入れされ得るが、他の温度、例えばおよそ５０℃〜５００℃またはおよそ２００℃〜５００℃の温度が使用され得る。焼き入れゾーンで行われる焼き入れに対する制御は、冷却剤の温度および／または分布を制御することによって達成され得る。例えば、冷却剤ヘッダおよび／またはノズルに関連する（例えば、それに連結された）バルブは、冷却剤の分布に対する制御を提供し得る。いくつかの場合において、冷却剤ヘッダまたはノズルは、金属ストリップの横方向の幅にわたる単一ユニットとして調整可能であり、または（金属ストリップの特定の部分に他の部分よりも多くの冷却剤を分布するために）金属ストリップの横方向の幅に沿った異なる位置で個別に調整可能であり得る。
【００３８】
コントローラおよびセンサ（例えば、非接触温度センサ）は、熱処理ラインにフィードバック制御を提供するために、熱処理ラインに沿った任意の適切な位置で使用され得る。適切な位置は、熱処理ラインのゾーンまたは要素のうちの任意の１つ以上の内部、その隣、その上流、またはその下流を含み得る。任意の適切なコントローラおよび／またはセンサが、使用され得る。例えば、加熱ゾーンの内部、その隣、またはそのすぐ下流に位置付けられている温度センサは、温度情報（例えば、信号）をコントローラに提供し得、コントローラは、その温度情報を使用して、磁気回転子の対の速度および／または間隙高さなどの加熱ゾーンの任意の制御可能な態様を制御し得る。同様に、ソーキングゾーンの内部、その隣、またはそのすぐ下流に位置付けられている温度センサは、温度情報（例えば信号）をコントローラ（例えば同じまたは異なるコントローラ）に提供し得、コントローラは、その温度情報を使用して、ソーキングゾーンの冷却剤ノズルまたは冷却剤ヘッダに関連するバルブなどの、ソーキングゾーンの任意の制御可能な態様を制御し得る。別の例では、焼き入れゾーンの後で平坦度センサを使用して、平坦化情報（例えば、信号）をコントローラ（例えば、同じまたは異なるコントローラ）に提供し得、コントローラは、その平坦化情報を使用して、焼き入れゾーンの冷却剤ノズルまたは冷却剤ヘッダに関連するバルブの制御などを通じて、金属ストリップの平坦度を向上させ得る。
【００３９】
いくつかの場合において、１つ以上の冷却剤除去デバイスを使用して、焼き入れゾーンを出るときに金属ストリップから残留冷却剤を除去することができる。適切な冷却剤除去デバイスの例としては、スキージ（ゴム製スキージなど）、エアナイフ、または他の接触式もしくは非接触式冷却剤除去デバイスが挙げられる。
【００４０】
金属ストリップを焼き入れゾーン内にある間に浮上させるために、磁気回転子のアレイが使用され得る。
【００４１】
アンコイラを加熱ゾーンの上流で使用して、入口コイル（例えば、熱処理ラインを通過させる金属ストリップのコイル）から金属ストリップを巻き出す（ｕｎｗｉｎｄ）かまたは巻き出す（ｕｎｃｏｉｌ）ことができる。いくつかの場合において、アンコイラは、金属ストリップが加熱ゾーンに入る前に、巻き出しローラを通過させて金属ストリップを搬送することができる。巻き出しローラは、金属ストリップの張力を決定するためのロードセルを含み得る。ロードセルは、必要に応じて、金属ストリップの張力を調整するために、コントローラによって使用され得るフィードバックを提供するように、１つ以上のコントローラに連結され得る。アンコイラを出る金属ストリップは、直接加熱ゾーンに搬送され得るか、または最初に張力調整ゾーンに搬送され得る。加熱ゾーンまたは張力調整ゾーンのいずれかにおいて、金属ストリップの張力を制御するために、磁気回転子が使用され得る。例えば、下流方向に回転する磁気回転子は、金属ストリップに下流方向の力を加え得る一方で、上流方向に回転する磁気回転子は、金属ストリップに上流方向の力を加え得る。複数の長手方向に離間配置された（例えば、順次離間配置された）磁気回転子は、互いによって金属ストリップにおいて誘発されるあらゆる張力の一部または全部を打ち消し得る。例えば、金属ストリップに長手方向の張力を誘発するように回転する第１の磁気回転子は、長手方向の張力が減少または排除されるように、反対方向に回転する第２の磁気回転子から離間配置され得る。したがって、本明細書に記載のように、金属ストリップの張力は、磁気回転子の制御を通じて（例えば、磁気回転子の対の位置、速度、方向、強度、対向する回転子間の間隙、および他のかかるパラメータの調整を通じて）制御され得る。張力調整ゾーンが使用される場合、張力調整ゾーンは、金属ストリップを浮上させるために使用される磁気回転子のアレイを含み得る。いくつかの場合において、張力調整ゾーンは、金属ストリップを著しく加熱することなく、磁気源が磁気回転子の全幅よりも小さいかまたは実質的に小さい幅を占有する、単一の磁気回転子において、複数の横方向に離間配置された磁気源の使用をなど通じて、金属ストリップに張力変化を与えるように設計された磁気回転子の対を含む。張力調整ゾーンでは、金属ストリップの張力は、開始張力（例えば、アンコイラと張力調整ゾーンの最初との間）から、熱処理に特に望ましいと思われる低い張力まで徐々に減少させられ得る。
【００４２】
いくつかの場合において、アンコイラと加熱ゾーンとの間に、溶接または接合ゾーンが存在する。いくつかの場合において、溶接または接合ゾーンは、張力調整ゾーンの一部であり得る。溶接または接合ゾーンでは、移動溶接機または他の接合デバイスを使用して、金属ストリップが熱処理ラインを通って進行している間に、金属ストリップ（例えば、加工されている金属ストリップおよび後続の金属ストリップ）の端部をオンザフライで一緒に溶接または接合することができる。磁気回転子を使用して、金属ストリップの端部を浮上させ、かつ金属ストリップの端部を一緒に方向付け得るが、接触ローラおよびキャリッジなどの他の機器も、同様に使用され得る。加工されている金属ストリップの後端が入口コイルから巻き出されているときに、後続の金属ストリップの先端部は、それ自体の入口コイルから巻き出され（例えば、第２のアンコイラを使用して）、かつ金属ストリップの後端部に向けて方向付けられ得る。溶接または接合ゾーンにおいて、後続の金属ストリップの先端部および金属ストリップの後端部は、接合部で一緒にすることができる。磁気回転子または接触デバイス（例えば、ローラまたはキャリッジ）の使用は、金属ストリップの端部を一緒にまたは非常に接近させて保持するのに役立ち得る。金属ストリップが下流方向に進行するときに、溶接デバイスまたは他の接合デバイスは、金属ストリップと同じ下流方向に、かつそれと同じ速度で移動させられ得、溶接デバイスまたは他の接合デバイスが溶接時または別様の接合部の接合時に、接合部との位置合わせを維持することを可能にする。アーク溶接機（例えば、ガスメタルアーク溶接機またはガスタングステンアーク溶接機）、燃料ベースの溶接機（例えば、酸水素溶接機）、または他の溶接機もしくは接合デバイスなどの、任意の適切な接合デバイスが使用され得る。溶接または接合デバイスは一組のレールに沿って進行し得、または別様に金属ストリップの上方または下方に吊り下げられ得る。いくつかの場合において、溶接または接合デバイスは、金属ストリップの横方向の幅全体を一度に溶接／接合することができる。いくつかの場合において、溶接または接合デバイスはまた、金属ストリップを溶接／接合するときに、横方向に進行することもできる。磁気回転子は、金属ストリップの進行速度を制御することができるので、磁気回転子は、溶接または接合プロセス中に金属ストリップの進行速度を遅くすることができる。例えば、標準的な操作条件下では、金属ストリップは、約６０ｍ／分の速度で熱処理ラインを通って進行し得るが、溶接／接合中、金属ストリップは、およそ５ｍ／分〜２０ｍ／分、およそ７ｍ／分〜１５ｍ／分、またはおよそ１０ｍ／分の速度で進行し得る。
【００４３】
いくつかの場合において、熱処理システムは、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーンを含み得る。レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーンは、金属ストリップが通過する１つ以上のローラを含み、金属ストリップを通過させてレベリングおよび／またはテクスチャ化し得る。金属ストリップは、一対のレベリングローラおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラの間の間隙またはニップを通過し得る。いくつかの場合において、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラは、金属ストリップをレベリングおよび／またはテクスチャ化するのに十分な力を金属ストリップに加え得るが、概して、金属ストリップの厚さを減少させる（例えば、金属ストリップの厚さを０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、もしくは１％、またはそれ未満だけ減少させる）には不十分である。例えば、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラを介して加えられる力の量は、金属ストリップの降伏強度未満であり得る。いくつかの場合において、１つ以上の作業ロールから各レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラを介して力が加えられる。いくつかの場合において、マイクロテクスチャ化ローラは、少なくとも２つの異なるテクスチャを有することができ、それらは重なり合ってもよいかまたは重なり合わなくてもよい。いくつかの場合において、コントローラを使用して、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラを調整して、所望のレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化結果を得ることができる。
【００４４】
いくつかの場合において、熱処理ラインは、コーティングおよび／または潤滑ゾーンを含み得る。コーティングおよび／または潤滑ゾーンは、焼き入れゾーンの下流に位置付けられ得る。いくつかの場合において、コーティングおよび／または潤滑ゾーンは、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーンの下流に位置付けられ得る。コーティングおよび／または潤滑ゾーンにおいて、コーティングおよび／または潤滑が、金属ストリップに施され得る。コーティングおよび／または潤滑は、スプレーコーティング、ロールコーティング、ラミネーション、または他の技術などの任意の適切な技法を通じて施され得る。
【００４５】
いくつかの場合において、熱処理ラインは、再加熱ゾーンを含み得る。いくつかの場合において、再加熱ゾーンは、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーンの下流に位置付けられ得る。いくつかの場合において、再加熱ゾーンは、コーティングおよび／または潤滑ゾーンの下流に位置付けられ得る。再加熱ゾーンは、焼き入れゾーンで焼き入れした後に、金属ストリップの温度を上昇させる１つ以上の加熱デバイスを含み得る。いくつかの場合において、１つ以上の加熱デバイスは、金属ストリップを加熱するために使用される磁気回転子のアレイを含み得る。いくつかの場合において、再加熱ゾーンは、再加熱ゾーンを通して金属ストリップを浮上させるための、磁気回転子のアレイ（例えば、金属ストリップを加熱するための同じアレイまたは別のアレイ）を含み得る。再加熱ゾーンがコーティングおよび／または潤滑ゾーンの下流に位置決めされているいくつかの場合において、再加熱ゾーンを使用して、コーティングを硬化させる、および／または金属ストリップの熱からのコーティングおよび／または潤滑剤の流れを促進するのに十分なほど金属ストリップを加熱することなどによって、コーティングおよび／または潤滑ゾーンに塗布される潤滑剤の流れを促進することができる。金属ストリップからコーティングおよび／または潤滑剤を加熱することは、過熱が生じた場合に起こり得るようなコーティングまたは潤滑剤を損傷する可能性、現在のガス燃焼炉における危険性を低減し得る。いくつかの場合において、再加熱ゾーンは、金属ストリップを最終コイルに巻き取ること、および金属ストリップを巻き取っている間に金属ストリップの時効に備えて、金属ストリップの温度を予備時効または人工時効温度まで上昇させることができる。かかる予備時効または人工時効温度は、約６０℃〜約１５０℃の温度であり得る。例えば、予備時効処理は、約６０℃、６５℃、７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、約１２０℃、約１２５℃、約１３０℃、約１３５℃、約１４０℃、約１４５℃、または約１５０℃の温度で実施され得る。
【００４６】
熱処理ラインは、金属ストリップを最終コイル（例えば、熱処理された金属ストリップのコイル）に巻き取る（ｗｉｎｄ）かまたは巻き取る（ｃｏｉｌ）ために使用されるコイラを含み得る。コイラは、熱処理ラインの下流端部に位置決めされ得る。移動溶接機／接合機が連続する金属ストリップの連続熱処理を提供するために使用されるときなどの、いくつかの場合において、コイラは、金属ストリップを切断するためのカッターを含み得、後続の金属ストリップが金属ストリップとは別に巻き取られることを可能にする。カッターは、金属ストリップが接合部のできるだけ近くで分離されることを確実にするために、フィードバック機器（例えば、カメラ、距離センサ、または他のセンサ）を含み得る。
【００４７】
いくつかの場合において、最終張力調整ゾーンが、コイラのすぐ上流に位置付けられ得る。最終張力調整ゾーンは、金属ストリップを浮上させ、かつ金属ストリップを巻き取る前に、金属ストリップの張力を調整することを支援する磁気回転子のアレイを含み得る。例えば、熱処理ライン全体にわたる磁気回転子は、少なくとも加熱ゾーンで金属ストリップの張力を最小限に抑えようと試み得るが、最終張力調整ゾーンは、金属ストリップがコイラに入るにつれて張力を増加させるように作用し得る。いくつかの場合において、コイラは、少なくとも最小限の量の張力が金属ストリップにあるときに、より良好に動作し得る。
【００４８】
いくつかの場合において、熱処理ライン全体にわたって位置決めされた磁気回転子を使用して、金属ストリップを熱処理ラインに通板させることを容易にすることができる。磁気回転子の下流方向への回転は、金属ストリップの張力を増加させ、かつ金属ストリップの自由端を、金属ストリップの下方の任意の機器または構造物の上方に浮上させるように作用し得る。いくつかの場合において、金属ストリップの自由端は、任意の適切な技術によって熱処理ラインを通して案内され得る。いくつかの場合において、キャリッジは、熱処理ラインの一部または全部を越えて延在するレール上に滑動可能に位置付けられ得る。キャリッジは、金属ストリップの自由端を支持し、回転磁石が金属ストリップを浮上させている間に金属ストリップを熱処理ラインを通して案内するのに役立ち得る。金属ストリップは、熱処理ラインを通って浮上されるので、従来技術で可能である他の方法よりもはるかに少ない金属ストリップの掻き取りで熱処理ライン全体を通板させることができる。
【００４９】
通板が完了した後、少なくともいくつかの磁気回転子は、逆の方向に回転して上流方向に回転し得、それにより金属ストリップの張力を最小限に抑えるのに役立つ。磁気回転子を逆方向に回転させる能力は、金属ストリップを熱処理ラインに通板させる能力に著しい利点をもたらす。
【００５０】
いくつかの場合において、通板は、磁気回転子の対の上側磁気回転子を下側磁気回転子の速度よりわずかに速い速度で回転させることによって容易にされ得る。この速度超過は、金属ストリップの自由端への重力による引っ張りを打ち消すのに役立ち得る。いくつかの場合において、強制空気などの他の技術を使用して、金属ストリップが磁気回転子のうちの１つの周りで曲がることを回避するために、金属ストリップの自由端への重力による引っ張りを打ち消すことができる。
【００５１】
本明細書に開示される熱処理ラインの特定の態様は、非接触式で（金属ストリップに接触することなく、または金属ストリップの接触を最小限に抑えて）、金属ストリップの運搬、浮上、および加熱を提供することができる。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「上方」、「下方」、「上側」、「下側」、「垂直」、および「水平」は、金属物品がまるで、その上面および底面が地面とほぼ平行になるように水平方向に移動しているかのように、金属ストリップなどの金属物品に対する相対配向を説明するために使用される。本明細書で使用される用語「垂直」は、金属物品の配向にかかわらず、金属物品の表面（例えば上面または底面）に直角な方向を指し得る。本明細書で使用される用語「水平」は、金属物品の配向にかかわらず、移動する金属物品の進行方向に平行な方向などの、金属物品の表面（例えば上面または底面）に平行な方向を指し得る。用語「上方」および「下方」は、金属物品の配向にかかわらず、金属物品の上面または底面を越えた位置を指し得る。しかしながら、特に磁気浮上に関して使用される場合、用語「下方」は、地球の重力的引力により近い位置を指し得る。金属ストリップは、水平方向、垂直方向、または対角線などの他の方向を含む、任意の適切な方向に加工され得る。
【００５３】
本明細書で使用される場合、垂直、長手方向、および横方向という用語は、加熱されている金属物品に関して使用され得る。長手方向は、連続焼き鈍し溶体化熱処理（ＣＡＳＨ）ラインを通る通過線になどに沿って、加工機器を通る金属物品の進行方向に沿って延在し得る。長手方向は、金属物品の上面および底面に平行であり得る。長手方向は、横方向および垂直方向に直角であり得る。横方向は、金属物品の側縁間に延在し得る。横方向は、長手方向および垂直方向に直角な方向に延在し得る。垂直方向は、金属物品の上面と底面との間に延在し得る。垂直方向は、長手方向および横方向に直角であり得る。
【００５４】
本開示の特定の態様および特徴は、箔、シート、ストリップ、スラブ、プレート、シェート、または他の金属物品の形態などで、任意の適切な金属物品と共に使用され得る。しかしながら、金属ストリップと共に本開示の多数の態様および特徴を使用することが好ましいことがある。本開示の態様および特徴は、平坦な表面（例えば、平坦な上面および底面）を有するあらゆる金属物品に特に適し得る。本開示の態様および特徴は、平行またはおよそ平行な対向する表面（例えば上面および底面）を有するあらゆる金属物品に特に適し得る。およそ平行とは、平行または平行の１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°、もしくは１０°以内、あるいは必要に応じて、同様のものを含み得る。
【００５５】
本開示の態様および特徴は、あらゆる適切な金属の金属物品と共に使用され得る。いくつかの場合において、金属物品は、アルミニウム合金などのアルミニウムである。いくつかの場合において、金属物品は、鉄を含有するアルミニウム合金であり得る。１ｘｘｘ、２ｘｘｘ、３ｘｘｘ、４ｘｘｘ、７ｘｘｘ、または８ｘｘｘシリーズの合金などの他の合金が使用され得るが、本開示の特定の態様および特徴は、６ｘｘｘまたは５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金と共に使用するのに特に適し得る。６ｘｘｘおよび５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、１メートル当たりおよそ１０，０００，０００ジーメンス（１０ＭＳ／ｍ）の伝導率を有し得る。いくつかの場合において、１５ＭＳ／ｍまたは２０ＭＳ／ｍなどの、より高い伝導率を有する合金は、少なくとも部分的にはより少ない二次磁束（例えば、金属物品によって生成される磁束）の生成に起因して、回転磁石を通る効率の低い加熱をもたらし、一次束（例えば、回転磁石によって生成される磁束）に対抗し得る。
【００５６】
磁気回転子は、金属物品の上方または下方（例えば、通過線の上方もしくは下方、またはチャンバの上方または下方）に位置決めされ得る。本明細書で使用される場合、金属物品に対して位置決めされている要素への言及は、必要に応じて、通過線（例えば、金属物品がそれに沿って進行することが望まれる所望の通過線）に対して位置決めされている要素を指し得る。いくつかの場合において、金属物品を加熱するための磁気回転子のアレイは、金属物品の上方と下方との両方に位置決めされた磁気回転子を含み得る。いくつかの場合において、これらの磁気回転子は、対をなして配置され、同様の磁気回転子（例えば、同様もしくは同じサイズ、強度、回転速度、および／または上流もしくは下流の回転方向）は、互いから通過線とは反対に直接配置される。対向する磁気回転子が金属物品の反対側に配置され、同じ下流方向または上流方向に回転するとき、２つの磁気回転子のうちの一方は、時計回りの方向に回転する一方で、２つの磁気回転子のうちの他方は、反時計回りの方向に回転し得る。
【００５７】
磁気回転子は、金属物品の幅におよそ等しいかまたはそれより長い長さを有し得、磁気源は、金属物品の幅におよそ等しいかまたはそれより長い長さを有し得る。いくつかの場合において、加熱のための磁気回転子および／または磁気源は、金属ストリップの横方向の幅の１００％未満を占有するように横方向に変位させることができる。浮上のために使用される磁気回転子および／または磁気回転子の磁気源（例えば、ソーキングゾーンの磁気回転子）は、金属ストリップの横方向の幅の１００％未満、例えば金属ストリップの横方向の幅のおよそ９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、もしくは１０％、またはそれら未満を占有し得る。いくつかの場合において、ソーキングゾーンの単一の回転子は、互いから横方向に離間配置された２つ以上の磁気源を収容し得る。いくつかの場合において、浮上のために使用される順次磁気回転子（例えば、長手方向に離間配置された順次磁気回転子）の磁気源の横方向の位置は、互いからオフセットされ得、その結果、千鳥状の磁気源アレイがもたらされる。磁気源の千鳥状の性質は、金属ストリップの浮上中の望ましくない不均一な加熱を最小限に抑えるのに役立ち得る。
【００５８】
いくつかの場合において、金属ストリップを浮上させるための磁気回転子のアレイは、金属ストリップの下方にのみ位置決めされ得るが、必ずしもそうである必要はない。いくつかの場合において、磁気回転子を金属ストリップの上方に位置決めして、金属ストリップの方向付けまたはステアリングを支援することができる。例えば、磁気回転子を、金属ストリップの縁部を越えることを含め、金属ストリップの縁部に、またはその近傍に配置し、かつ金属ストリップの長手方向軸に平行な回転軸に沿って回転させて、熱処理ラインまたは任意の特定のゾーンもしくは機器の一部を通る所望の経路の長手方向の中心線に向けて力を誘導し得る。これらの磁気回転子は、金属ストリップのセンタリングを容易にし得る。これらのセンタリング磁気回転子は、任意の適切な位置に配置され得る。いくつかの場合において、特に低い張力下（例えば加熱ゾーンおよび／またはソーキングゾーン内）にあるとき、または金属ストリップが圧縮下（例えばアンコイラおよびコイラの隣）にあるときに、センタリング磁気回転子を使用して金属ストリップを安定化することができる。
【００５９】
いくつかの場合において、磁気回転子が金属ストリップの上方および下方で使用されるとき、金属ストリップの上方に位置決めされた磁気回転子は、閉位置と開位置との間で作動可能であり得る。閉位置では、磁気回転子、および任意選択で（例えば、ソーキングゾーンの）任意の上側チャンバ壁は、通常の動作のために適所にあり得る。開位置では、任意の上部磁気回転子および／または上側チャンバ壁（例えば、ソーキングゾーン内）を通常の動作位置から離れるように移動させて、金属ストリップを熱処理ライン内に載置するかまたは通板させるためのより多くの空間を提供し得る。金属ストリップが載置されると、任意の上部磁気回転子、および任意選択で任意の上側チャンバ壁は、通常の動作のために閉位置に戻され得る。
【００６０】
いくつかの場合において、磁束集束要素を磁気回転子に隣接して使用して、磁束を特定の領域から離れるように、またはそこに向けて向け直すことができる。磁束集束要素は、磁束を集中させることを含む、磁束を向け直すことができる任意の適切な材料であり得る。磁束集束要素は、物品に近接していないかまたは直接面していない磁気回転子の磁気源からの磁束を受け取り、その磁束を物品に向かって（例えば、物品の上面または底面に直角な方向に）向け直し得る。磁束集束要素はまた、磁気回転子と加熱される金属物品以外の隣接機器との間に磁気遮蔽を提供するという利点を提供することもできる。例えば、磁束集束要素は、隣接する長手方向にオフセットされた磁気回転子を、互いの間の磁気相互作用をより小さくして、互いにより近くに配置することを可能にすることができる。磁束集束要素は、ケイ素合金鋼（例えば、電気鋼）を含む、任意の適切な材料から作製され得る。磁束集束要素は、複数の積層体を含み得る。磁束集束素子は、フラックスダイバータ、フラックスコントローラ、またはフラックスコンセントレータであり得る。磁束集束要素が使用される場合、磁気回転子は、より低い回転速度で効率的な結果を達成できることがあり、磁石を金属物品からさらに遠くに離して配置することができることがある。
【００６１】
本開示の特定の態様および特徴は、対流式オーブンよりもおよそ５倍高速であるような、対流式オーブンよりも速い加熱を、高いエネルギー効率（例えば、およそ８０％の効率）で提供することができる熱処理ラインを提供する。さらに、磁気回転子は、ほぼ瞬時に熱のオン／オフ制御を提供し得る。さらに、本開示の特定の態様および特徴は、少なくとも金属ストリップの加熱および／またはソーキング中を含む、熱処理ラインの全部ではないにしても大部分にわたって金属ストリップを浮揚させる能力を提供し、それによって表面品質を最適化する。本開示の特定の態様および特徴はまた、非常にコンパクトなサイズで様々な利点を提供することができる。急速な磁気加熱に起因して、熱処理ラインの長手方向の長さが最小限に抑えられ得るだけでなく、磁気加熱および浮上は、不活性雰囲気を含むチャンバを非常に小さくすることを可能にし得、これによりガス使用効率を向上させる。いくつかの場合において、本開示の特定の態様および特徴は、表面酸化の減少および金属間化合物相のより速い溶解または再分布など、金属ストリップに他の冶金学的利益をもたらすことができる。いくつかの場合において、本開示の特定の態様および特徴は、特定の加熱プロセス中の望ましくないマグネシウムの移動を最小限に抑えることができる。
【００６２】
本明細書では、「シリーズ」または「７ｘｘｘ」などのＡＡ番号および他の関連する記号表示によって特定される合金が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用される番号指定システムの理解に関しては、両方ともＴｈｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版されている、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｎｄ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｃａｓｔｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｉｎｇｏｔ」を参照されたい。
【００６３】
本明細書で使用される場合、プレートは、概して、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲の厚さを有する。例えば、プレートは、約５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、または５０ｍｍの厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。
【００６４】
本明細書で使用される場合、シェート（シートプレートとも称される）は、概して、約４ｍｍ〜約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、または１５ｍｍの厚さを有し得る。
【００６５】
本明細書で使用される場合、シートは、概して、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、または０．１ｍｍの厚さを有し得る。
【００６６】
本出願では、合金の調質度または状態が言及される。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  （ＡＮＳＩ）  Ｈ３５  ｏｎ  Ａｌｌｏｙ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ状態または調質度は、製造されたアルミニウム合金を指す。Ｏ状態または調質度は、焼き鈍し後のアルミニウム合金を指す。Ｔ４状態または調質度は、溶体化熱処理（すなわち溶体化）およびそれに続く自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ６状態または調質度は、溶体化熱処理およびそれに続く自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ７状態または調質度は、溶体化熱処理、次いでそれに続く過時効または安定化後のアルミニウム合金を指す。Ｔ８状態または調質度は、溶体化熱処理、それに続く冷間加工、およびそれに次ぐ人工時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ９状態または調質度は、溶体化熱処理、それに続く人工時効、およびそれに続く冷間加工の後のアルミニウム合金を指す。Ｈ１状態または調質度は、歪み硬化後のアルミニウム合金を指す。Ｈ２状態または調質度は、歪み硬化およびそれに続く焼き鈍しの後のアルミニウム合金を指す。Ｈ３状態または調質度は、歪み硬化、およびそれに続く安定化の後のアルミニウム合金を指す。ＨＸ条件または調質度に続く２桁目（例えば、Ｈ１Ｘ）は、最終的な歪み硬化度を示す。
【００６７】
本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約１５℃〜約３０℃、例えば、約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃の温度を含み得る。本明細書で使用される場合、「周囲条件」の意味は、約室温の温度、約２０％〜約１００％の相対湿度、および約９７５ミリバール（ｍｂａｒ）〜約１０５０ｍｂａｒの気圧を含み得る。例えば、相対湿度は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％、約８０％、約８１％、約８２％、約８３％、約８４％、約８５％、約８６％、約８７％、約８８％、約８９％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％、約１００％、またはそれらの間のいずれかであり得る。例えば、気圧は、約９７５ｍｂａｒ、約９８０ｍｂａｒ、約９８５ｍｂａｒ、約９９０ｍｂａｒ、約９９５ｍｂａｒ、約１０００ｍｂａｒ、約１００５ｍｂａｒ、約１０１０ｍｂａｒ、約１０１５ｍｂａｒ、約１０２０ｍｂａｒ、約１０２５ｍｂａｒ約１０３０ｍｂａｒ、約１０３５ｍｂａｒ、約１０４０ｍｂａｒ、約１０４５ｍｂａｒ、約１０５０ｍｂａｒ、またはそれらの間のいずれかであり得る。ある位置での「周囲の」ものが、別の位置での「周囲の」ものとは異なる場合があるように、周囲の条件は、位置によって変化し得る。そのため、周囲は、一定の温度または設定範囲ではない。
【００６８】
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれる任意およびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「１〜１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０との間の（およびそれらを含む）任意およびすべての部分範囲、すなわち、１の最小値またはそれ以上、例えば、１〜６．１で始まり、１０の最大値またはそれ以下、例えば、５．５〜１０で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されるべきである。特に明記しない限り、元素の組成量に言及する場合の「〜まで」という表現は、その元素が任意選択であり、その特定の元素のゼロパーセント組成を含むことを意味する。特に明記しない限り、すべての組成百分率は重量パーセント（重量％）である。
【００６９】
本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。
【００７０】
本明細書に記載の合金は、当業者に知られている任意の適切な鋳造方法を使用して鋳造され得る。いくつかの非限定的な例として、鋳造プロセスは、直接チル（ＤＣ）鋳造プロセスまたは連続鋳造（ＣＣ）プロセスを含み得る。連続鋳造システムは、一対の移動対向鋳造表面（例えば、移動対向ベルト、ロールまたはブロック）、一対の移動対向鋳造表面の間の鋳造キャビティ、および溶融金属注入器を含み得る。溶融金属注入器は、端部開口を有し得、そこから溶融金属が溶融金属注入器を出て鋳造キャビティ内に注入され得る。いくつかの場合において、本開示の態様は、連続鋳造金属物品と共に使用するのに特に適し得る。
【００７１】
本明細書に記載のアルミニウム合金製品は、自動車用途、ならびに航空および鉄道用途、または任意の他の適切な用途を含む他の輸送用途に使用され得る。例えば、開示されたアルミニウム合金製品は、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、およびＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、インナーフード、アウターフード、トランクリッドパネルなどの自動車構造部品を調製するために使用され得る。開示されたアルミニウム合金製品および方法はまた、航空機または鉄道車両の用途において、例えば、アウターパネルおよびインナーパネルを調製するために使用され得る。本開示の特定の態様および特徴は、向上された表面品質および冶金学を有する金属物品を提供することができ、これにより向上された接合能力および成形性がもたらされ得、これは、他と同様に、本明細書で言及される用途のうちのいずれにも特に望ましいことがある。
【００７２】
本明細書に記載のアルミニウム合金製品および方法はまた、電子機器用途にも使用され得る。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金製品および方法は、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む電子デバイス用のハウジングを調製するために使用され得る。いくつかの例では、アルミニウム合金製品は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、タブレットボトムシャーシ、および他の携帯用電子機器の外部ケーシング用のハウジングを調製するために使用され得る。
【００７３】
これらの例示的な例は、本明細書で論じられる一般的な主題を読者に紹介するために提供され、また、開示される概念の範囲を限定することを意図しない。以下の節は、図面を参照して、種々な追加的な特徴および実施例を説明し、図面中、同様の数字は、同様の要素を示し、方向的な説明は、例示的な実施形態を説明するために使用されるが、例示的な実施形態のように、本開示を限定するために使用されるべきではない。本明細書の例示に含まれる要素は、縮小率で描かれていないことがあり、特定の寸法は、例示の目的のために誇張されていることがある。
【００７４】
図１は、本開示の特定の態様による、連続熱処理のための加工ライン１００を示す表現概略図である。加工ライン１００は、金属ストリップ１２０または他の金属物品を加工するための熱処理ラインであり得る。金属ストリップは、加工ライン１００の様々なゾーンまたは要素を通って下流方向１４６に前進し得る。いくつかの場合において、加工ライン１００は、図１に示されたゾーンの各々を含むが、必ずしもそうである必要はない。ゾーンの任意の適切な組み合わせが、使用され得る。いくつかの場合において、加工ライン１００は、少なくとも加熱ゾーン１０６と、ソーキングゾーン１０８と、焼き入れゾーン１１０と、を含む。いくつかの場合において、加工ライン１００はまた、少なくとも再加熱ゾーン１１４も含む。ゾーンおよび／または要素の配列は、必要に応じて調整され得るが、本開示の特定の態様は、加熱ゾーン１０６のすぐ後にあるソーキングゾーン１０８のすぐ後に、焼き入れゾーン１１０を含む。
【００７５】
金属ストリップ１２０は、最初にアンコイラ１０２によってスタータコイルから巻き出され得る。アンコイラは、金属ストリップ１２０を張力調整ゾーン１０４に通過させ得る。張力調整ゾーン１０４内では、磁気回転子のアレイが金属ストリップ１２０を浮上させ、かつ金属ストリップの張力を制御し得る。通板動作中、張力調整ゾーン１０４は、金属ストリップ１２０の張力を増加させる（例えば、下流方向１４６に左から右へ張力を増加させる）が、標準的な熱処理加工中は、張力調整ゾーン１０４は、金属ストリップ１２０の張力を減少させる（例えば、一定割合で減少させる）。
【００７６】
いくつかの場合において、溶接または接合ゾーン１７０は、張力調整ゾーンと並置され得る。溶接または接合ゾーン１７０は、連続する金属ストリップの自由端を溶接または接合することができる移動溶接機または他の接合デバイスを含むことができ、加工ライン１００が金属ストリップ１２０の複数のコイルを通して連続的に動作することを可能にする。
【００７７】
金属ストリップ１２０は、加熱ゾーン１０６を通過し得、そこで１つ以上の磁気回転子のアレイが金属ストリップ１２０を加熱および浮上させ得る。金属ストリップ１２０は、溶体化温度などの所望の温度に加熱され得る。所望の温度で加熱ゾーン１０６を出る金属ストリップ１２０は、ソーキングゾーン１０８に入り得、そこで金属ストリップ１２０の温度（例えばピーク金属温度）は、一定の継続時間（例えば、ソーキングゾーンの１０８の継続時間）、所望の温度に維持される。１つ以上の磁気回転子のアレイは、流体ベースの浮上を必要とすることなどなく、金属ストリップ１２０をソーキングゾーン１０８で浮上させ得る。いくつかの場合において、ソーキングゾーン１０８は、金属ストリップ１２０が通過するガス充填チャンバを含み得、ガス充填チャンバは、不活性ガス、最小限の反応性ガス、または処理ガスで充填され得る。
【００７８】
ソーキングゾーン１０８を出た後、金属ストリップ１２０は、焼き入れゾーン１１０に入り得、そこで金属ストリップ１２０は、急速に焼き入れされ得る。焼き入れゾーン１１０は、冷却剤を金属ストリップ上に分配するための１つ以上の冷却剤ノズルを含み得る。さらに、磁気回転子のアレイは、焼き入れゾーン１１０を通って金属ストリップを浮上させ得る。いくつかの場合において、平坦度を測定するためのセンサと、所望の平坦度を達成するために冷却剤流体の分布を調整するための１つ以上の制御部と、を含む閉ループ平坦度制御システムが、焼き入れゾーン１１０で使用され得る。いくつかの場合において、閉ループ平坦度制御システムは、焼き入れゾーン１１０の下流にある。
【００７９】
金属ストリップ１２０は、焼き入れゾーン１１０の下流に位置付けられ得る、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２を通過し得る。レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２において、金属ストリップは、金属ストリップ１２０の全体の厚さを著しくまたは実質的に減少させることなどなく、金属ストリップ１２０をレベリングおよび／またはテクスチャ化するように設計された１つ以上のローラの組間を通過し得る。磁気回転子のアレイは、ローラの上流側および下流側のレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２において、金属ストリップ１２０を浮上させ得、かつ金属ストリップ１２０がローラを通過するときの張力の制御を容易にし得る。
【００８０】
金属ストリップ１２０は、焼き入れゾーン１１０の下流に位置付けられてもよく、かつレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２の下流に位置付けられてもよい、コーティングおよび／または潤滑ゾーン１１３を通過し得る。コーティングおよび／または潤滑ゾーン１１３を通過すると、金属ストリップ１２０は、任意の適切なコーティングでコーティングされ、および／または液体もしくは固体コーティングおよび／または潤滑剤などの任意の適切な潤滑剤で潤滑され得る。磁気回転子のアレイは、金属ストリップ１２０をコーティングおよび／または潤滑ゾーン１１３を通して浮上させ得る。
【００８１】
金属ストリップ１２０は、再加熱ゾーン１１４を通過し得、再加熱ゾーン１１４は、焼き入れゾーン１１０の下流に位置付けられてもよく、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２の下流に配置されてもよく、かつコーティングおよび／または潤滑ゾーン１１３の下流に位置付けられてもよい。再加熱ゾーン１１４において、金属ストリップ１２０は、巻き取り、格納、および／または時効のための温度などに加熱され得る。いくつかの場合において、再加熱ゾーン１１４は、金属ストリップ１２０を加熱する磁石のアレイを含むが、任意の適切な加熱デバイスが使用され得る。金属ストリップ１２０を加熱するための磁気回転子のアレイを含み得る１つ以上の磁気回転子のアレイは、金属ストリップ１２０を再加熱ゾーン１１４を通して浮上させ得る。金属ストリップがコーティングおよび／または潤滑ゾーン１１３を通過する、いくつかの場合において、再加熱ゾーン１１４は、金属ストリップ１２０を十分に加熱して、コーティングおよび／または潤滑剤を硬化させ、かつ／または流れを促進して過熱することなく均一に広がるようにする。
【００８２】
金属ストリップ１２０は、コイラ１１８によって最終コイルに巻き取られ得る。コイラ１１８は、焼き入れゾーン１１０、再加熱ゾーン１１４、最終張力調整ゾーン１１６、または任意の他の適切なゾーンから直接熱処理金属ストリップ１２０を受け入れ得る。最終張力調整ゾーン１１６のなどの、すぐ上流のゾーンの磁気回転子は、金属ストリップ１２０の張力を制御し得る。概して、これらの磁気回転子は、金属ストリップの張力を増加させて、コイラ１１８による巻き取りを容易にし得る。いくつかの場合において、磁気回転子は、必要に応じて張力を減少させ得る。
【００８３】
図２は、本開示の特定の態様による、連続熱処理のための加工ライン２００を示す概略図である。加工ライン２００は、図１の加工ライン１００と同様の加工ラインの一例である。アンコイラ２０２は、金属ストリップ２２０を巻き出し、次いで金属ストリップ２２０は、コイラ２１８によって巻き取られる前に、張力調整ゾーン２０４、加熱ゾーン２０６、ソーキングゾーン２０８、焼き入れゾーン２１０、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン２１２、ならびに最終張力調整ゾーン１１６に通過させられ得る。
【００８４】
アンコイラ２０２に近接して、巻き出しローラ２２２は、金属ストリップ２２０を加工ライン２００を通る所望の通過線に方向付け得る。巻き出しローラ２２２はまた、金属ストリップ２２０の張力を測定するためのロードセルも含み得る。巻き出しローラ２２２は、張力測定値をコントローラ２３６に提供し得、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、巻き出しに適した金属ストリップ２２０の望ましい張力を達成するために、張力調整ゾーン２０４の磁気回転子２２４を制御し得る。張力調整ゾーン２０４はまた、十分な張力が巻き出しのために張力調整ゾーン２０４の上流に維持され、改善された熱処理のために張力調整ゾーン２０４の下流に維持されるように、金属ストリップ２２０の張力を減少させるように作用し得る。
【００８５】
加熱ゾーン２０６において、金属ストリップ２２０は、複数の磁気回転子２２６の対の間の間隙を通過し得る。図２に示されるように、加熱のための磁気回転子２２６は、浮上または張力制御に使用される磁気回転子２２４よりも大きな直径を有し得る。加熱のための磁気回転子２２６は、磁気強度、位置、回転速度、フラックスコンセントレータなどの浮上または張力制御のための磁気回転子２２４との他の違い、または本明細書に開示されるものなどの他の違いを有し得る。金属ストリップ２２０が加熱ゾーン２０６を通過すると、金属ストリップ２２０は、磁気回転子２２６の各々によって加熱および浮上され得る。加熱ゾーン２０６を出ると、金属ストリップ２２０は、溶体化温度などの所望の温度になり得る。加熱ゾーン２０６のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ２３６に提供することができ、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、所望の温度を達成するために、加熱ゾーン２０６の磁気回転子２２６を調整し得る。
【００８６】
金属ストリップ２２０は、加熱ゾーン２０６を出てソーキングゾーン２０８に入り得、そこで金属ストリップ２２０は、ソーキング炉２２８を通過し得る。ソーキング炉２２８は、ガス燃焼炉、熱風炉、または金属ストリップ２２０の温度を維持するのに適した他の炉であり得る。いくつかの場合において、ソーキング炉２２８は、金属ストリップを浮上させ、所望の温度を維持することを容易にするために、任意選択でいくらかの熱を提供する１つ以上の磁気回転子２２４を含む。ソーキング炉２２８は、金属ストリップ２２０がソーキング炉２２８を通って下流方向２４６に移動する速度で、金属ストリップ２２０が、所望の継続時間、所望の温度を維持するのに十分な長さを有し得る。ソーキングゾーン２０８のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ２３６に提供し得、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ２２０が所望の温度に維持されることを確実にするために、ソーキング炉２２８を調整し得る。
【００８７】
ソーキングゾーン２０８を出ると、金属ストリップ２２０は、焼き入れゾーン２１０に入り得る。焼き入れゾーン２１０において、金属ストリップ２２０は、任意選択で磁気回転子２２４のアレイによって浮上され得る。焼き入れゾーン２１０において、１つ以上の冷却剤ノズル２３０は、冷却剤流体２３２を金属ストリップ２２０上に分配して、金属ストリップ２２０を急速に焼き入れし得る。焼き入れゾーン２１０のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ２３６に提供し得、コントローラ２３６は、次いで、所望の焼き入れ速度が維持されることを確実にするために、冷却剤ノズル２３０を調整し得る。いくつかの場合において、焼き入れゾーン２１０に、またはその下流に、平坦度センサ２３４が位置決めされ得る。平坦度センサからの測定値は、コントローラ２３６に提供され得、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ２２０の平坦度を向上させ得る金属ストリップ２２０の横方向の幅にわたって分配される冷却剤流体２３２の所望のプロファイルを達成するために、冷却剤ノズル２３０を調整し得る。
【００８８】
金属ストリップ２２０は、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２を通過し得る。レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２において、金属ストリップ２２０は、１つ以上のレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ２３８の組の間を通過し得る。レベリングローラおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ２３８は、金属ストリップ２２０の表面に望ましいテクスチャを与え、かつ／または金属ストリップ２２０のレベリングを容易にし得る。いくつかの場合において、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２のセンサは、コントローラ２３６にフィードバックを提供し、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ２２０のレベリングを向上させることを容易にするために、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ２３８を制御し得る。
【００８９】
金属ストリップ２２０は、再加熱ゾーン２１４を通過し得、そこで金属ストリップ２２０は、磁気回転子２２６の組によって加熱され得る。再加熱ゾーン２１４の磁気回転子２２６は、加熱ゾーン２０６の磁気回転子２２６よりも小さいか、または別様に磁気回転子２２６とは異なっていてもよい。いくつかの場合において、再加熱ゾーン２１４の磁気回転子２２６は、他のゾーンで浮上のために使用される磁気回転子２２４と同一であり得る。再加熱ゾーン２１４のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ２３６に提供し得、コントローラ２３６は、その測定値を使用して、所望の温度を達成するために、再加熱ゾーン２１４の磁気回転子２２６を調整し得る。
【００９０】
図２の加工ライン２００に示されるように、再加熱ゾーン２１４はまた、最終張力調整ゾーン２１６としても作用する。再加熱ゾーン２１４の磁気回転子２２６を制御することにより、金属ストリップ２２０を再加熱し、かつコイラ２１８による巻き戻しに適した張力を達成するためなど、金属ストリップの張力を制御し得る。金属ストリップ２２０は、コイラ２１８によって巻き取られる前に、巻き取りローラ２４０を通過し得る。巻き取りローラ２４０は、コントローラ２３６に張力測定値を提供し得、コントローラ２３６は、巻き取りに適した金属ストリップ２２０の張力を達成するために、最終張力調整ゾーン２１６（例えば、再加熱ゾーン２１４）の磁気回転子２２４を調整し得る。最終張力調整ゾーン２１６はまた、熱処理を改善するために最終張力調整ゾーン２１６の上流に低張力が維持され、巻き取りのために最終張力調整ゾーン２１６の下流に十分な張力が維持されるように、金属ストリップ２２０の張力を増加させるように作用し得る。
【００９１】
図３は、本開示の特定の態様による、磁気ソーキング炉３２８を有する連続熱処理のための加工ライン３００を示す概略図である。加工ライン３００は、図１の加工ライン１００と同様の加工ラインの一例である。アンコイラ３０２は、金属ストリップ３２０を巻き出し、次いで金属ストリップ３２０は、コイラ３１８によって巻き取られる前に、張力調整ゾーン３０４および加熱ゾーン３０６、ソーキングゾーン３０８、焼き入れゾーン３１０、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン３１２、ならびに最終張力調整ゾーン１１６に通過させられ得る。
【００９２】
アンコイラ３０２に近接して、巻き出しローラ３２２は、金属ストリップ３２０を加工ライン３００を通る所望の通過線に方向付け得る。巻き出しローラ３２２はまた、金属ストリップ３２０の張力を測定するためのロードセルを含み得る。巻き出しローラ３２２は、張力測定値をコントローラ３３６に提供し得、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、巻き出しに適した金属ストリップ３２０に望ましい張力を達成するために、張力調整ゾーン３０４（例えば、加熱ゾーン３０６）の磁気回転子３２６を制御し得る。張力調整ゾーン３０４はまた、十分な張力が巻き出しのために張力調整ゾーン３０４の上流に維持され、改良された熱処理のために張力調整ゾーン３０４の下流に維持されるように、金属ストリップ３２０の張力を減少させるように作用し得る。
【００９３】
加熱ゾーン３０６において、金属ストリップ３２０は、複数の磁気回転子３２６の対の間の間隙を通過し得る。図３に示されるように、加熱用の磁気回転子３２６は、浮上または張力制御に使用される磁気回転子３２４よりも大きな直径を有し得る。加熱のための磁気回転子３２６は、磁気強度、位置、回転速度、フラックスコンセントレータなどの浮上または張力制御のための磁気回転子３２４との他の違い、または本明細書に開示されるものなどの他の違いを有し得る。金属ストリップ３２０が加熱ゾーン３０６を通過すると、金属ストリップ３２０は、磁気回転子３２６の各々によって加熱および浮上され得る。加熱ゾーン３０６を出ると、金属ストリップ３２０は、溶体化温度などの所望の温度になり得る。加熱ゾーン３０６のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ３３６に提供し得、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、所望の温度を達成するために、加熱ゾーン３０６の磁気回転子３２６を調整し得る。
【００９４】
金属ストリップ３２０は、加熱ゾーン３０６を出てソーキングゾーン３０８に入り得、そこで金属ストリップ３２０は、ソーキング炉３２８を通過し得る。ソーキング炉３２８は、金属ストリップ３２０の温度を維持するための磁気回転子ベースの炉であり得る。磁気回転子３２４のアレイを金属ストリップ３２０に隣接して位置決めして、金属ストリップ３２０をソーキングゾーン３０８を通して浮上させることができる。いくつかの場合において、磁気回転子３２４はまた、金属ストリップの所望の温度を維持することを容易にすることに役立つように、ある量の熱を生成し得る。いくつかの場合において、ソーキング炉３２８は、少なくとも部分的に、上側壁３４２と下側壁３４４とによって画定されたチャンバを含む。側壁が含まれてもよいが、図３には見ることができない。チャンバは、ガス供給部３６８からガスが供給され得る。金属ストリップ３２０は、ソーキングゾーン３０８の全体にわたってガス充填チャンバで支持され得る。ソーキング炉３２８は、金属ストリップ３２０がソーキング炉３２８を通って下流方向３４６に移動する速度で、金属ストリップ３２０が、所望の継続時間、所望の温度を維持するのに十分な長さを有し得る。ソーキングゾーン３０８のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ３３６に提供し得、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ３２０が所望の温度に維持されることを確実にするために、ソーキング炉３２８を調整し得る。かかる調整は、ガス供給部３６８の温度を調整すること、ソーキングゾーン３０８の１つ以上の磁気回転子３２４を調整すること、ガス充填チャンバの１つ以上の冷却剤ノズルを調整すること、または他の動作を実施することを含み得る。
【００９５】
ソーキングゾーン３０８を出ると、金属ストリップ３２０は、焼き入れゾーン３１０に入り得る。焼き入れゾーン３１０において、金属ストリップ３２０は、任意選択で磁気回転子３２４のアレイによって浮上され得る。焼き入れゾーン３１０において、１つ以上の冷却剤ノズル３３０は、冷却剤流体３３２を金属ストリップ３２０上に分配して、金属ストリップ３２０を急速に焼き入れし得る。焼き入れゾーン３１０のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ３３６に提供し得、コントローラ３３６は、次いで、所望の焼き入れ速度が維持されることを確実にするために、冷却剤ノズル３３０を調整し得る。いくつかの場合において、焼き入れゾーン３１０に、またはその下流に、平坦度センサ３３４が位置決めされ得る。平坦度センサからの測定値は、コントローラ３３６に提供され得、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ３２０の平坦度を向上させ得る金属ストリップ３２０の横方向の幅にわたって分配される冷却剤流体３３２の所望のプロファイルを達成するために、冷却剤ノズル３３０を調整し得る。
【００９６】
金属ストリップ３２０は、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２を通過し得る。レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２において、金属ストリップ３２０は、１つ以上のレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ３３８の組の間を通過し得る。レベリングローラおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ３３８は、金属ストリップ３２０の表面に望ましいテクスチャを与え、かつ／または金属ストリップ３２０のレベリングを容易にし得る。いくつかの場合において、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ゾーン１１２のセンサは、コントローラ３３６にフィードバックを提供し、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、金属ストリップ３２０のレベリングを改善することを容易にするために、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラ３３８を制御し得る。
【００９７】
金属ストリップ３２０は、再加熱ゾーン３１４を通過し得、そこで金属ストリップ３２０は、磁気回転子３２６の組によって加熱され得る再加熱ゾーン３１４の磁気回転子３２６は、加熱ゾーン３０６の磁気回転子３２６よりも小さいか、または別様に磁気回転子３２６とは異なっていてもよい。いくつかの場合において、再加熱ゾーン３１４の磁気回転子３２６は、他のゾーンで浮上のために使用される磁気回転子３２４と同一であり得る。再加熱ゾーン３１４のセンサは、温度および／または他の測定値をコントローラ３３６に提供し得、コントローラ３３６は、その測定値を使用して、所望の温度を達成するために、再加熱ゾーン３１４の磁気回転子３２６を調整し得る。
【００９８】
図３の加工ライン３００に示されるように、再加熱ゾーン３１４はまた、最終張力調整ゾーン３１６としても作用する。再加熱ゾーン３１４の磁気回転子３２６を制御することにより、金属ストリップ３２０を再加熱し、かつコイラ３１８による巻き戻しに適した張力を達成するためなど、金属ストリップの張力を制御し得る。金属ストリップ３２０は、コイラ３１８によって巻き取られる前に、巻き取りローラ３４０を通過し得る。巻き取りローラ３４０は、コントローラ３３６に張力測定値を提供し得、コントローラ３３６は、巻き取りに適した金属ストリップ３２０の張力を達成するために、最終張力調整ゾーン３１６（例えば、再加熱ゾーン３１４）の磁気回転子３２４を調整し得る。最終張力調整ゾーン３１６はまた、熱処理を改善するために最終張力調整ゾーン３１６の上流に低張力が維持され、巻き取りのために最終張力調整ゾーン３１６の下流に十分な張力が維持されるように、金属ストリップ３２０の張力を増加させるように作用し得る。
【００９９】
図４は、本開示の特定の態様による、加工ラインの加熱ゾーン４０６およびソーキングゾーン４０８を示す概略図および温度チャート４４８の組み合わせである。温度チャート４４８は、加熱ゾーン４０６およびソーキングゾーン４０８と位置合わせされて、異なる時間および／または加工ラインに沿った距離における金属ストリップ４２０のおよその温度４５０（例えば、ピーク金属温度）を表示する。図４の加熱ゾーン４０６およびソーキングゾーン４０８は、図１の加熱ゾーン１０６およびソーキングゾーン１０８であり得る。金属ストリップ４２０は、加熱ゾーン４０６およびソーキングゾーン４０８を通って下流方向４４６に進行し得る。
【０１００】
加熱ゾーン４０６において、磁気回転子４２６のアレイは、金属ストリップ４２０を加熱して、金属ストリップ４２０の温度を上昇させ得る。磁気回転子４２６のアレイは、互いに長手方向に離間配置された６個の磁気回転子４３６の対を含み、磁気回転子４３６の各対は、金属ストリップ４２０の両側に対向する上部磁気回転子および底部磁気回転子を含む。いくつかの場合において、磁気回転子４２６のアレイは、他の構成および／または配向の他の数の磁気回転子を含み得る。温度チャート４４８は、金属ストリップ４２０が磁気回転子４３６の対の各々を通過するにつれて、金属ストリップ４２０の温度４５０が上昇することを示している。金属ストリップ４２０の温度４５０は、加熱ゾーン４０６で入口温度４５４から所望の設定値温度４５２（例えば、溶体化温度）まで上昇する。
【０１０１】
ソーキングゾーン４０８において、磁気回転子４２４のアレイが金属ストリップ４２０を浮上させ、金属ストリップ４２０が所望の設定値温度４５２で所望の継続時間ソーキングされることを可能にする。任意選択の冷却剤ディスペンサを使用して、磁気回転子４２４のアレイからのあらゆる加熱効果を相殺するために、温度４５０を所望の設定値温度４５２に維持することに役立ち得る。磁気回転子４２４のアレイは、いくつかの磁気回転子４２４、例えば、３１個の磁気回転子４２４を含み得る。各磁気回転子４２４は、金属ストリップ４２０の全幅未満（例えば、金属ストリップ４２０の横方向の幅のおよそ９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、もしくは１０％、またはそれら未満）を占有する１つ以上の横方向に離間配置された磁気源を含み得る。
【０１０２】
不活性雰囲気を閉じ込めるためのチャンバは、上側壁４４２および下側壁４４４、ならびに側壁（図示せず）によって部分的に画定され得る。上側壁４４２および下側壁４４４、ならびに任意選択で側壁の各々は、非伝導性かつ断熱性の材料で作製され得る。金属ストリップ４２０は、加熱装置４００を通って進行する際に、上側壁４４２と下側壁４４４との間を通過し得る。加熱ゾーン４０６の磁気回転子４２６およびソーキングゾーン４０８の磁気回転子４２４は、金属ストリップ４２０から上側壁４４２および／または下側壁４４４とは反対に、チャンバの外側に位置決めされ得る。図４に示されるように、チャンバ壁４４２、４４４は、加熱ゾーン４０６およびソーキングゾーン４０８全体にわたって長手方向に延在する。図３に示されるようないくつかの他の場合において、チャンバ壁は、加熱ゾーン内に延在しなくてもよい。ソーキングゾーン４０８は、所望のソーキング継続時間４５６を達成するのに十分な長さであり得る。ソーキング継続時間４５６は、その間に金属ストリップ４２０のピーク金属温度が所望の設定値温度４５２であるか、またはその付近である、時間の継続時間であり得る。
【０１０３】
図５は、本開示の特定の態様による、永久磁気回転子５００の破断側面図である。永久磁気回転子５００は、図２の磁気回転子２２４、２２６などの磁気回転子の一例である。磁気回転子５００は、１つ以上の磁気源５５０を含み得る。図５に見られるように、磁気回転子５００は、永久磁石である８個の磁気源５５０を含む。磁石は任意の適切な配向に配列され得る。磁気源５５０は、隣接する永久磁石が半径方向外側を向く異なる極（例えば、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓが交互になっている）を提供するように配列され得る。サマリウムコバルト、ネオジム、または他の磁石などの任意の適切な永久磁石が使用され得る。いくつかの場合において、サマリウムコバルト磁石がネオジム磁石よりも望ましいことがあり、というのも、サマリウムコバルト磁石は、より高い熱と共によりゆっくりと磁場強度を落とし得るからである。しかしながら、いくつかの場合において、ネオジム磁石は、より低温でより強い磁場強度を有するので、ネオジム磁石がサマリウムコバルト磁石よりも望ましいことがある。
【０１０４】
磁気源５５０は、シェル５５２によって包囲され得る。シェル５５２は、磁束を通過させることができる任意の適切な材料であり得る。いくつかの場合において、シェル５５２は、非金属製コーティングで作製され得るか、またはそれをさらに含み得る。いくつかの場合において、シェル５５２は、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）またはＫｅｖｌａｒ（登録商標）混合コーティングを含み得る。いくつかの場合において、シェル５５２は、永久磁気回転子５００が磁気回転子の長さに沿って不均一な磁束プロファイルを有するために、束を向け直すように設計された部分を含み得る。
【０１０５】
いくつかの場合において、磁気回転子５００は、中心軸５５６を有する強磁性コア５５４を含み得る。磁気回転子５００は、磁気源５５０を支持するのに適した他の内部構成を含み得る。任意の適切な数の磁気源５５０が使用され得るが、６個または８個の磁気源５５０などの偶数個の磁気源５５０を用いて効率的な結果が達成され得ることが分かった。
【０１０６】
磁気源５５０は、磁気回転子５００の円周の任意の割合をカバーするようにサイズ合わせされ得る。磁気回転子５００の円周のおよそ４０％〜９５％、５０％〜９０％、または７０％〜８０％を占有するようにサイズ合わせされた磁気源５５０を用いて効率的な結果が達成され得る。
【０１０７】
磁気回転子５００は、任意の適切なサイズに形成され得るが、２００ｍｍ〜６００ｍｍ、少なくとも３００ｍｍ、少なくとも４００ｍｍ、少なくとも５００ｍｍ、または約６００ｍｍの直径を有する回転子を用いて効率的な結果が達成され得ることが分かった。
【０１０８】
各磁気源５５０の厚さは、磁気回転子５００内に収まることができる任意の適切な厚さであり得るが、１５ｍｍ、１５〜１００ｍｍ、１５〜４０ｍｍ、２０〜４０ｍｍ、２５〜３５ｍｍ、３０ｍｍ、もしくは５０ｍｍ、または少なくともそれらの範囲の永久磁石の厚さを用いて効率的な結果が達成され得ることが分かった。他の厚さも使用され得る。
【０１０９】
試行錯誤により、単一の回転子の周りに位置決めされた６個または８個の磁石を用いて非常に効率的な加熱力が得られることが決定されたが、他の数の磁石も使用され得る。使用する磁石が多すぎると、加熱力は低下し得る。いくつかの場合において、磁石の数は、設置および／または保守費用（例えば、購入する磁石の数）を最小限に抑えるように選択され得る。いくつかの場合において、磁石の数は、金属ストリップに隣接する磁石の移動に起因して、金属ストリップに生じる張力変動を最小限に抑えるように選択され得る。例えば、非常に少数の磁石は、より大きいおよび／またはより長い張力変動を引き起こし得るのに対して、より多くの磁石は、より小さいおよび／またはより短い変動を引き起こし得る。試行錯誤により、磁石が回転子の円周の４０％〜９５％、より具体的には回転子の円周の５０％〜９０％または７０％〜８０％を占有するときに、非常に効率的な加熱力および／または浮上が得られることが決定された。試行錯誤により、回転子の直径が大きい、例えば２００、３００、４００、５００、もしくは６００ｍｍ、またはそれらより大きい場合に、非常に効率的な加熱力が得られることが決定された。さらに、より大きい回転子を使用すると、磁石のコストを最小限に抑えるのに役立ち得る。いくつかの場合において、より小さい回転子（例えば、直径が６００、５００、４００、３００、もしくは２００ｍｍ、またはそれら未満）が、金属物品を浮上させるのに特に適し得るのに対して、より大きい回転子は、金属物品を加熱するのに特に適し得る。
【０１１０】
回転子の速度が増加するにつれて、加熱力は増加する傾向がある。しかしながら、いくつかの場合において、回転子の速度が閾値レベルに達すると、さらなる速度の増加は、金属ストリップの固有のインダクタンスおよび抵抗率特性に起因して、加熱効率に悪影響を及ぼすであろう。毎分およそ１８００回転で、またはその付近で（例えば、毎分１８００回転の１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１５％、または２０％の範囲内）、部分的には、様々な位置の主電源に見られる６０Ｈｚの周波数で回転子モータを制御することが簡単であることに起因して望ましい速度となり得ることが決定された。いくつかの場合において、使用される回転子モータおよび／または供給される主電源に基づいて、他の周波数が選択され得る。回転子速度は、金属ストリップに加えられる熱エネルギーの量を制御するための有用な方法であり得るが、一定の回転子速度を維持し、かつ垂直の間隙の制御および他の制御を使用して、金属ストリップに加えられる熱エネルギー量を調整することが有利であり得ると決定された。
【０１１１】
試行錯誤により、回転子内の永久磁石の厚さが１５〜４０ｍｍ、２０〜４０ｍｍ、もしくは２５〜３５ｍｍの間、または３０ｍｍもしくはその付近にあるとき、非常に効率的な加熱力が得られると決定された。より厚い磁石では強い加熱力が得られるが、上記範囲内の磁石を使用すると、磁石の設置／維持費用を抑えながら、同時に十分に強い加熱力を提供することができる。
【０１１２】
図６は、本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理するためのプロセス６００を示すフローチャートである。プロセス６００は、図１の加工ライン１００または同様の加工ラインを使用して実施することができる。いくつかの場合において、プロセス６００は、図６に示されたものよりも多いかまたは少ない要素、ならびに異なる順序の要素を含み得る。いくつかの場合において、プロセス６００は、少なくともブロック６０６、６０８、および６１０を含み得る。いくつかの場合において、プロセス６００は、少なくともブロック６１４をさらに含み得る。
【０１１３】
ブロック６０２において、金属ストリップは、巻き出され得る。いくつかの場合において、金属ストリップを巻き出すことは、ブロック６０４において、磁気回転子を使用することなどによって磁気ストリップの張力を制御することを含み得る。ブロック６０６において、金属ストリップは、磁気回転子の使用などによって加熱され得る。いくつかの場合において、ブロック６０６において金属ストリップを加熱することはまた、磁気回転子を使用して金属ストリップを浮上させることも含み得る。
【０１１４】
ブロック６０８において、金属ストリップは、ソーキングゾーンで浮上させられ得る。いくつかの場合において、金属ストリップは、磁気回転子のアレイを使用して、ソーキングゾーンで浮上させられ得る。ソーキングゾーンで浮上させられている間、金属ストリップの温度（例えば、ピーク金属温度）は、所望の温度（例えば、溶体化温度）またはその付近に維持され得る。いくつかの場合において、金属ストリップは、ガス充填チャンバ内のソーキングゾーンで浮上させられ得る。ガス充填チャンバは、不活性ガス、最小限の反応性ガス、または処理ガスで充填され得る。
【０１１５】
ブロック６１０において、金属ストリップは、およそ２００℃／秒またはその付近の速度などで、金属ストリップが急速に焼き入れされる焼き入れゾーンに方向付けられ得る。金属ストリップは、磁気回転子のアレイを使用するなどして、浮上させられ得る。いくつかの場合において、ブロック６１０において金属ストリップを焼き入れすることは、閉ループフィードバックによって平坦度を制御することを含み得る。
【０１１６】
ブロック６１２において、金属ストリップは、金属ストリップをレベリングローラおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラに通過させることによって、レベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化され得る。いくつかの場合において、金属ストリップは、レベリングローラおよび／またはマイクロテクスチャ化ローラに隣接する位置で、磁気回転子のアレイによって浮上させられ得る。いくつかの場合において、これらの位置で金属ストリップを浮上させることは、金属ストリップがレベリングおよび／またはマイクロテクスチャ化ロレルを通過するときに、金属ストリップの張力を制御することを含み得る。
【０１１７】
ブロック６１３において、金属ストリップは、コーティングおよび／または潤滑され得る。金属ストリップをコーティングおよび／または潤滑することは、磁気回転子のアレイを使用して、金属ストリップを浮上させることを含み得る。金属ストリップをコーティングおよび／または潤滑することは、潤滑剤を含む流体または固体材料で金属ストリップをコーティングすることを含み得る。
【０１１８】
ブロック６１４において、金属ストリップは、再加熱され得る。金属ストリップを再加熱することは、金属ストリップを磁気回転子のアレイに隣接して通過させることを含み得る。いくつかの場合において、金属ストリップは、再加熱中に磁気回転子のアレイによって浮上させられ得る。いくつかの場合において、ブロック６１４において金属ストリップを再加熱することは、金属ストリップ上のコーティングを硬化させること、または金属ストリップ上の潤滑剤の流れを促進することを含み得る。
【０１１９】
ブロック６１８において、金属ストリップは、巻き取られ得る。金属ストリップは、熱処理された金属ストリップとして最終コイルに巻き取られ得る。いくつかの場合において、金属ストリップを巻き取ることは、ブロック６１６において、磁気回転子を使用することなどによって磁気ストリップの張力を制御することを含み得る。
【０１２０】
図７は、本開示の特定の態様による、金属ストリップを連続熱処理ラインに通板させるためのプロセス７００を示すフローチャートである。プロセス７００は、図１の加工ライン１００または同様の加工ラインと共に使用され得る。プロセス７００は、加工ラインに沿った様々な位置で金属ストリップを浮上させるために磁気回転子を使用することにより、可能にされ得る。
【０１２１】
ブロック７０２において、１つ以上の磁気回転子は、下流方向に回転させられ得る。加工ラインのいずれかまたはすべての磁気回転子は、下流方向に回転させられ得る。いくつかの場合において、磁気回転子を下流方向に回転させることは、１つ以上の上側磁気回転子（例えば金属ストリップの上方に位置付けられる回転子）を、１つ以上の下側磁気回転子（例えば金属ストリップの下方に位置付けられる回転子）よりも速い速度で回転させることを含み得る。
【０１２２】
ブロック７０４において、金属ストリップの自由端は、磁気回転子に隣接して浮揚させられ得る。ブロック７０２における磁気回転子を回転させることは、ブロック７０４における金属ストリップの自由端の浮揚を容易にし得る。いくつかの場合において、金属ストリップの自由端を浮揚させることは、金属ストリップの自由端をキャリッジまたは他の支持体に取り付けることをさらに含み得る。ブロック７０６において、金属ストリップの自由端は、加工ラインを通して搬送され得る。金属ストリップの自由端を加工ラインを通して搬送することは、加工ラインの１つ以上の要素を通して金属ストリップの自由端を搬送することを含み得る。いくつかの場合において、金属ストリップの自由端を加工ラインを通して搬送することは、キャリッジを使用して、加工ラインを通して金属ストリップの自由端を付勢することを含み得る。
【０１２３】
ブロック７０８において、１つ以上の磁気回転子は、上流方向に回転させられ得る。１つ以上の磁気回転子は、アンコイラに隣接する１つ以上の磁気回転子を含み得る。磁気回転子を上流方向に回転させることは、金属ストリップが加工ラインを通って完全に通板された後に起こり得る。
【０１２４】
図８は、本開示の特定の態様による、金属ストリップ８２０を連続熱処理ラインに通板させる初期段階を示す概略図である。通板の初期段階では、磁気回転子８２４は、下流方向８４６に回転させられ得る。下流方向８４６への磁気回転子８２４の回転は、金属ストリップの自由端８５９の上流で金属ストリップ８２０に比較的高い張力を維持することを容易にし得る。いくつかの場合において、金属ストリップ８２０を加工ラインを通して搬送することを容易にするために、任意選択のキャリッジ８５８が、金属ストリップ８２０に取り外し可能に連結され得る。任意選択のキャリッジ８５８は、１つ以上のレールに沿ってなど、加工ラインに沿って移動するように支持され得る。
【０１２５】
図９は、本開示の特定の態様による、金属ストリップ９２０を連続熱処理ラインに通板させる二次段階を示す概略図である。通板の二次段階では、磁気回転子９２４は、下流方向９４６に回転し続け得る。磁気回転子９２４の下流方向９４６への回転は、金属ストリップの自由端９５９の上流で金属ストリップ９２０に比較的高い張力を維持することを容易にし続け得る。いくつかの場合において、金属ストリップ９２０に取り外し可能に連結された任意選択のキャリッジ９５８は、金属ストリップ９２０を加工ラインを通して搬送することを容易にし得る。任意選択のキャリッジ９５８は、１つ以上のレールに沿ってなど、加工ラインに沿って移動するように支持され得る。金属ストリップ９２０を搬送するために、任意選択のキャリッジ９５８は、下流方向９４６に方向付けられ得る。
【０１２６】
図１０は、本開示の特定の態様による、連続熱処理ラインに通板された後の金属ストリップ１０２０を示す概略図である。金属ストリップ１０２０を完全に通板させるか、または金属ストリップ１０２０を少なくとも実質的に通板させた（例えば、加工ラインを通して少なくとも５０％通板させた）後、１つ以上の磁気回転子１０２４を反転させて、下流方向１０４６と反対の上流方向に回転させることができる。磁気回転子の上流方向への回転は、上流方向に回転する磁気回転子の下流で、金属ストリップ内に低張力を維持することを容易にし得る。いくつかの場合において、上流方向に回転する磁気回転子は、金属ストリップ１０２０が加熱ゾーンにある間に比較的低い張力で維持されるように、加熱ゾーンの上流にあり得る。
【０１２７】
図１１は、本開示の特定の態様による、溶接前段階における金属ストリップ１１２０および後続の金属ストリップ１１２１を示す概略平面図である。上面図では、金属ストリップ１１２０および後続の金属ストリップ１１２１は、磁気回転子１１２４のアレイの上方で浮上されているように示されている。図１１に示される磁気回転子１１２４は、アンコイラの下流および加熱ゾーンの上流に位置付けられ得る張力調整ゾーンまたは溶接／接合ゾーンの磁気回転子１１２４であり得る。
【０１２８】
溶接機１１７０などの長手方向に移動可能な接合機は、他の場合には、下方に吊り下げられ得るが、金属ストリップ１１２０および後続の金属ストリップ１１２１の上方に吊り下げられ得る。移動可能な溶接機１１７０は、下流方向１１４６に移動し得る。金属ストリップ１１２０および後続の金属ストリップ１１２１はまた、下流方向１１４６に移動し得る。いくつかの場合において、金属ストリップ１１２０および後続の金属ストリップ１１２１は、金属ストリップを熱処理するための通常の動作速度より低い速度で下流方向１１４６に移動し得る。溶接前段階では、後続の金属ストリップ１１２１の先端部１１７８（例えば下流端部）は、金属ストリップ１１２０の後端部１１８０（例えば上流端部）に向かって移動させられ得る。
【０１２９】
図１２は、本開示の特定の態様による、溶接または接合段階における金属ストリップ１２２０および後続の金属ストリップ１２２１を示す概略上面図である。上面図では、金属ストリップ１２２０および後続の金属ストリップ１２２１は、磁気回転子１２２４のアレイの上方で浮上されているように示されている。図１２に示される磁気回転子１２２４は、アンコイラの下流および加熱ゾーンの上流に位置付けられ得る張力調整ゾーンまたは溶接／接合ゾーンの磁気回転子１２２４であり得る。
【０１３０】
溶接または接合段階では、後続の金属ストリップ１２２１の先端部および金属ストリップ１２２０の後端部を、当接させるなど、ごく接近させて接合部１２７２を形成することができる。移動可能な溶接機１２７０などの移動可能な接合機は、接合部１２７２の上方（または下方）に吊り下げられ、金属ストリップ１２２０および後続の金属ストリップ１２２１と同じまたはおよそ同じ速度で下流方向１２４６に移動され得る。したがって、移動可能な溶接機１２７０は、金属ストリップ１２２０の進行中、接合部１２７２に対して一定の位置に留まり得る。移動可能な溶接機１２７０は、任意の適切な技術などによって、金属ストリップ１２２０を後続の金属ストリップ１２２１に接合部１２７２で溶接または別様にで接合し得る。
【０１３１】
図１３は、本開示の特定の態様による、溶接後段階における金属ストリップ１３２０および後続の金属ストリップ１３２１を示す概略上面図である。上面図では、金属ストリップ１３２０および後続の金属ストリップ１３２１は、磁気回転子１３２４のアレイの上方で浮上されているように示されている。図１３に示される磁気回転子１３２４は、アンコイラの下流および加熱ゾーンの上流に位置付けられ得る張力調整ゾーンまたは溶接／接合ゾーンの磁気回転子１３２４であり得る。
【０１３２】
溶接後段階では、後続の金属ストリップ１３２１および金属ストリップ１３２０は、接合部で溶接または別様に接合され、その結果、後続の金属ストリップ１３２１と金属ストリップ１３２０との間に溶接部１３７４が生じる。移動可能な溶接機１３７０は、格納位置に戻るなど、下流方向１３４６への移動を停止し得る。溶接後段階では、金属ストリップ１３２０および後続の金属ストリップ１３２１は、溶接段階よりも速い速度で、例えば、金属ストリップ１３２０を熱処理するための通常の動作速度またはそれに近い速度で、下流方向１３４６に移動し始めることができる。
【０１３３】
図１４は、本開示の特定の態様による、金属ストリップの進行中に、金属ストリップを後続の金属ストリップに接合するためのプロセス１４００を示すフローチャートである。ブロック１４０２において、金属ストリップは、下流方向に移動させられ得る。金属ストリップを下流方向に移動させることは、金属ストリップを磁気回転子のアレイ上で浮上させることを含み得る。ブロック１４０４において、後続の金属ストリップの先端を、金属ストリップの後端に向けて端部どおしが当接するまで移動させて、接合部を形成することができる。後続の金属ストリップは、金属ストリップが巻き出しを停止するのとおよそ同時に、巻き出し始め得る。ブロック１４０６において、移動溶接機は、金属ストリップと後続の金属ストリップとの間で接合部に隣接して（例えば、上方または下方で）通過させられ得る。移動溶接機は、金属ストリップが下流方向に移動している間に、接合部に隣接して通過させられ得る。移動溶接機が接合部に隣接すると、移動溶接機は、接合部と同じ速度（例えば、金属ストリップと同じ速度）で移動し続け得る。ブロック１４０８において、移動溶接機は、金属ストリップの進行中に接合部を溶接するか、または別様に接合し得る。
【０１３４】
図１５は、本開示の特定の態様による、横方向に離間配置された磁気源１５７６を有する磁気回転子１５２４のアレイの上方に浮上させられた金属ストリップ１５２０示す加工ラインの断面の概略部分破断上面図である。磁気回転子１５２４の各々は、（例えば、磁気回転子１５２４の長さに沿って）横方向に離間配置されている、永久磁石などの２つ以上の磁気源１５７６を含み得る。図１５に示される磁気源１５７６の各々は、磁気源のアレイ（例えば、１つ以上の磁気源）であり得る。磁気回転子１５２４の横方向に離間配置された磁気源１５７６は、すぐ後に続く磁気回転子１５２４の横方向に離間配置された磁気源１５７６に対してオフセットされ得る。磁気回転子のアレイの磁気源１５６７間の横方向および長手方向の間隔は、金属ストリップを実質的に加熱することなく、金属ストリップ１５２０を浮上させることを容易にし得る。いくつかの場合において、図１５の磁気回転子１５２４は、図２の磁気回転子２２４と同様であり得る。
【０１３５】
図１６は、本開示の特定の態様による、全幅に近い磁気源１６７６を有する磁気回転子１６２６のアレイの上方に浮上させられた金属ストリップ１６２０を示す加工ラインの断面の概略部分破断上面図である。磁気回転子１６２６の各々は、少なくとも金属ストリップ１５２０の横方向の全幅にわたって延在する磁気源１６７６であり得る。いくつかの場合において、磁気源１６７６は、磁気回転子１６２６の全長にわたって延在し得る。図１６に示されている磁気源１６７６の各々は、磁気源のアレイ（例えば、１つ以上の磁気源）であり得る。全幅または全幅に近い磁気源１６７６を有する磁気回転子１６２６は、金属ストリップ１５２０を浮上させながら、同時に金属ストリップ１５２０にある量の加熱を提供するのに特に有用であり得る。いくつかの場合において、図１６の磁気回転子１６２６は、図２の磁気回転子２２６と同様であり得る。
【０１３６】
例示される実施形態を含む、実施形態の上述の説明は、例示および説明の目的のためにだけ提示され、また、包括的であること、または開示される正確な形態に限定することを意図しない。それらの非常に多くの修正形態、適合、および用途が当業者に明らかになるであろう。
【０１３７】
以下で使用される場合、一連の実施例へのいかなる言及も、それらの実施例の各々に対する言及として離接的に理解されるべきである（例えば、「実施例１〜４」は、「実施例１、２、３、または４」として理解されるべきである）。
【０１３８】
実施例１は、熱処理ラインであり、下流方向に移動する金属ストリップを受け入れるための加熱ゾーンであって、加熱ゾーンが、金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、金属ストリップにおいて渦電流を誘発するための複数の磁気回転子を含み、複数の磁気回転子の各々が、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する、加熱ゾーンと、金属ストリップを受け入れ、かつピーク金属温度を一定の継続時間維持するための、加熱ゾーンの下流に位置決めされたソーキングゾーンと、金属ストリップをピーク金属温度から急速に焼き入れするための、ソーキングゾーンの下流に位置決めされた焼き入れゾーンと、を備える。
【０１３９】
実施例２は、実施例１の熱処理ラインであり、複数の磁気回転子が、複数の磁気回転子対を含み、磁気回転子対の各々は、上部磁気回転子から金属ストリップとは反対に位置決めされた底部磁気回転子を含む。
【０１４０】
実施例３は、実施例１または２の熱処理ラインであり、複数の磁気回転子の各々が、回転軸の周りで回転するように位置決めされた複数の永久磁石を含む。
【０１４１】
実施例４は実施例１〜３の熱処理ラインであり、ソーキングゾーンが、金属ストリップを浮上させるための、追加の複数の磁気回転子を含み、追加の複数の磁気回転子の各々が、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転する。
【０１４２】
実施例５は、実施例４の熱処理ラインであり、ソーキングゾーンが、金属ストリップと追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁をさらに含み、チャンバ壁が、金属ストリップを受け入れるためのチャンバを画定し、チャンバが、ガスの供給部に連結可能である。
【０１４３】
実施例６は、実施例４または５の熱処理ラインであり、ソーキングゾーンが、追加の複数の磁気回転子の回転によって、金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するための、１つ以上の冷却デバイスをさらに含む。
【０１４４】
実施例７は、実施例１〜６の熱処理ラインであり、金属ストリップをコイルから加熱ゾーンに提供するための、加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、金属ストリップの平坦度を制御するための、焼き入れゾーンの下流に位置決めされたレベリングローラと、金属ストリップを加熱するための、レベリングローラの下流に位置決めされた再加熱ゾーンであって、再加熱ゾーンが、１つ以上の追加の磁気回転子を含む、再加熱ゾーンと、をさらに備える。
【０１４５】
実施例８は、実施例１〜７の熱処理ラインであり、金属ストリップの張力を調整するための、張力調整ゾーンをさらに備え、張力調整ゾーンが、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転可能な１つ以上の磁気回転子を含む。
【０１４６】
実施例９は、実施例１〜８の熱処理ラインであり、金属ストリップをスタータコイルから加熱ゾーンに提供するための、加熱ゾーンの上流に位置決めされたアンコイラと、金属ストリップを熱処理後に受け入れ、かつ金属ストリップを終端コイルに巻き取るための、焼き入れゾーンの下流に位置決めされたリコイラと、をさらに備え、通過線が、アンコイラとリコイラとの間に画定され、それに沿って金属ストリップが、アキュムレータを通過することなく、加熱ゾーン、ソーキングゾーン、および焼き入れゾーンを通過する。
【０１４７】
実施例１０は、実施例１〜９の熱処理ラインであり、金属ストリップの進行中に後続の金属ストリップを金属ストリップに溶接するための、加熱ゾーンの上流に位置決めされた移動溶接機をさらに備える。
【０１４８】
実施例１１は、連続熱処理の方法であり、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して下流方向に通過させることと、複数の磁気回転子を回転させることであって、磁気回転子を回転させることが、磁気回転子を、下流方向に直角な、かつ金属ストリップの横方向の幅に平行な回転軸の周りで回転させることを含み、複数の磁気回転子を回転させることが、金属ストリップをピーク金属温度に加熱するために、金属ストリップにおいて渦電流を誘発する、回転させることと、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることであって、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることが、金属ストリップのピーク金属温度を一定の継続時間維持することを含む、通過させることと、金属ストリップをピーク金属温度から焼き入れすることと、を含む。
【０１４９】
実施例１２は、実施例１１の方法であり、複数の磁気回転子が、複数の磁気回転子対を含み、磁気回転子対の各々が、間隙によって分離された底部磁気回転子と、上部磁気回転子と、を含み、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して通過させることは、金属ストリップを複数の磁気回転子対の間隙に通過させることを含む。
【０１５０】
実施例１３は、実施例１１または１２の方法であり、複数の磁気回転子のうちの磁気回転子を回転させることは、複数の永久磁石を回転軸の周りで回転させることを含む。
【０１５１】
実施例１４は、実施例１１〜１３の方法であり、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることが、金属ストリップを浮上させることを含み、金属ストリップを浮上させることが、金属ストリップに隣接する追加の複数の磁気回転子を回転させることを含む。
【０１５２】
実施例１５は、実施例１４の方法であり、金属ストリップをソーキングゾーンに通過させることは、金属ストリップを、金属ストリップと追加の複数の磁気回転子との間に位置決めされたチャンバ壁によって画定されるチャンバを通過させることと、ガスの供給部からチャンバにガスを供給することと、を含む。
【０１５３】
例１６は、例１４または１５の方法であって、ピーク金属温度を維持することは、追加の複数の磁気回転子の回転によって金属ストリップにおいて誘発される温度上昇を相殺するために金属ストリップに冷却流体を塗布することを含む。
【０１５４】
実施例１７は、実施例１１〜１６の方法であり、金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、金属ストリップを焼き入れした後に、金属ストリップをレベリングすることと、金属ストリップをレベリングした後に、金属ストリップを再加熱することであって、金属ストリップを再加熱することが、金属ストリップに隣接する１つ以上の追加の磁気回転子を回転させる、再加熱することと、をさらに含む。
【０１５５】
実施例１８は、実施例１１〜１７の方法であり、金属ストリップを通板させることをさらに含み、金属ストリップを通板させることは、磁気回転子を下流方向に回転させることであって、磁気回転子が、複数の磁気回転子および追加の磁気回転子の組からなる群から選択される、回転させることと、磁気回転子によって、金属ストリップの端部を通過させることと、磁気回転子を上流方向に回転させるために、磁気回転子の回転を逆転させることと、を含む。
【０１５６】
実施例１９は、実施例１１〜１８の方法であり、金属ストリップを複数の磁気回転子に隣接して通過させる前に、金属ストリップをスタータコイルから巻き出すことと、金属ストリップを焼き入れした後に、金属ストリップを終端コイルに巻き戻すことであって、終端コイルの金属ストリップが、熱処理されている、巻き戻すことと、金属ストリップの巻き出しと金属ストリップの巻き戻しとの間に、金属ストリップをアキュムレータを通過させないことと、をさらに含む。
【０１５７】
実施例２０は、実施例１１〜１９の方法であり、金属ストリップを後続の金属ストリップに接合することをさらに含み、金属ストリップを接合することは、金属ストリップの進行中に、金属ストリップおよび後続の金属ストリップを接合部で当接させることと、金属ストリップの進行中に、移動接合デバイスを接合部の上に通過させることと、金属ストリップの進行中に、接合部を接合することと、を含む。
【０１５８】
実施例２１は、実施例１１〜２０の方法であり、金属ストリップをコーティングまたは潤滑することのうちの少なくとも一方と、次いでコーティングまたは潤滑された金属ストリップを再加熱することと、をさらに含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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