JP2005089849A - Spangle size control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパングルサイズが一定した溶融めっき鋼板を製造するため、連続溶融めっきラインに組み込まれたスパングルサイズ制御システムに関する。 The present invention relates to a spangle size control system incorporated in a continuous hot dipping line in order to produce a hot dipped steel sheet having a constant spangle size.
めっき鋼板の製造には、生産性の高い連続溶融めっきラインが採用されている。
連続溶融めっきラインは、被めっき鋼帯1を加熱炉2で還元焼鈍した後、スナウト3を介して溶融めっき浴4に送り込み、シンクロール5を周回させて溶融めっき浴4から引き上げている(図1)。被めっき鋼帯1に随伴して溶融めっき浴4から持ち上げられた過剰の溶融めっき金属をガスワイピング等のめっき付着量調整装置(図示せず)で除去した後、単数又は複数段に配置されている冷却帯10a,10b,10cにめっき鋼帯6を通板し、デフレクタロール7で偏向させて下工程に向けて搬送する。
A high-productivity continuous hot dipping line is used for the production of plated steel sheets.
In the continuous hot dipping line, the
冷却帯10aは、流量調整弁11aで流量が調整された冷風をブロア12aで表面用冷却ボックス13a,裏面用冷却ボックス14aに送り込み、冷却ボックス13a,14aのノズルから冷風をめっき鋼帯6の表裏両面に吹き付けている。後段の冷却帯10b,10cも初段冷却帯10aと同一構成にしても良いが、表裏両面の冷却速度を個別に制御する方式も採用される。個別制御する場合、ブロア12b,12cから送り込まれた冷風を表面用,裏面用に分流した後で、表面用流量調整弁11bf,11cf及び裏面用流量調整弁11bb,11cbで流量を調節して表面用冷却ボックス13b,13c及び裏面用冷却ボックス14b,14cに送り込み、めっき鋼帯6の表裏両面をそれぞれ所定流量の冷風で冷却する。
In the
下工程に送られためっき鋼帯6は、冷却水槽8に浸漬・通板された後に調質圧延機9で軽圧下することにより表面調整される。調質圧延されためっき鋼帯6の表面にスパングル模様が観察される。スパングル模様は、溶融めっき浴4から引き上げた被めっき鋼帯1に付着している溶融めっき金属が凝固・冷却して溶融めっき層となるまでの冷却条件に応じて変わり、一般的には急冷却でスパングルサイズが小さく、緩冷却でスパングルサイズが大きくなる。溶融めっき鋼板の用途に応じて異なるスパングルサイズが要求されるため、冷却条件の制御によって必要サイズのスパングル模様を発現させている。
The plated
冷却条件の制御は、調質圧延機9を通過しためっき鋼帯6の表面に発現したスパングルを観察し、観察結果のスパングルサイズを基準値と比較し、比較結果に基づいてブロア12a,12b,12cから送り込む冷風の流量を調節する方法が一般的である。しかし、この方法では、スパングルが軽圧下の影響を受けており、溶融めっきで生じたスパングルのサイズを正確に表すものとはいい難く、結果として制御精度も低い。そこで、めっき鋼帯6の表面に生じているスパングルをオンラインで直接観察し、観察結果をスパングルサイズの制御に利用する方法が提案されている(特許文献1,2)。
スパングルのオンライン観察には反射光の強弱を検出する測定器が使用されているが、連続溶融めっきラインを走行するめっき鋼帯6は、目標めっき付着量等に応じてラインスピードが80〜200m/分と大きく変動する。一つのコイルから送り出された被めっき鋼帯1を連続的に溶融めっきしている中間段階でラインスピードを設定変更する場合もある。
単位時間当りに検出されたCCDカメラの画像信号の強弱からスパングルサイズを割り出す従来の測定器では、CCDカメラで捕捉した鋼帯の画像面積がラインスピードの影響を受け、スパングルサイズの高精度検出が困難である。具体的には、ラインスピードが遅いとき鋼帯画像面積が小さいのでスパングルサイズが実際値より大きく算出され、ラインスピードの上昇に伴って鋼帯画像面積が増加しスパングルサイズが小さく算出される傾向にある。このような測定結果に基づいて冷却条件を制御しても、目標とするスパングルサイズをもつめっき鋼帯6が得られがたい。
A measuring instrument that detects the intensity of reflected light is used for on-line observation of spangles, but the plated
With conventional measuring instruments that determine the spangle size from the strength of the image signal of the CCD camera detected per unit time, the image area of the steel strip captured by the CCD camera is affected by the line speed, so the spangle size can be detected with high accuracy. Have difficulty. Specifically, when the line speed is slow, the steel strip image area is small, so the spangle size is calculated to be larger than the actual value, and as the line speed increases, the steel strip image area increases and the spangle size tends to be calculated small. is there. Even if the cooling conditions are controlled based on such measurement results, it is difficult to obtain the plated
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ラインスピードに同期した画像処理で得られるスパングルサイズを制御要因に使用することにより、精度良くスパングルサイズを制御し、ニーズに合ったスパングル模様をもつ溶融めっき鋼帯を製造することを目的とする。 The present invention has been devised to solve such a problem, and by using the spangle size obtained by image processing synchronized with the line speed as a control factor, the spangle size can be controlled with high accuracy and needs. The purpose is to produce hot-dip galvanized steel strips with spangled patterns that match the requirements.
本発明のスパングルサイズ制御システムは、連続溶融めっきラインを走行するめっき鋼帯が送り込まれる冷却帯と調質圧延機との間にスパングルサイズ測定装置を配置している。スパングルサイズ測定装置では、CCDカメラで観察しためっき鋼帯の画像情報をラインスピードに同期して画像処理することにより、測定対象の単位面積を一定にした条件下でスパングルサイズを測定する。
スパングルサイズ測定装置からスパングルサイズコントローラにスパングルサイズ測定値を出力し、スパングルサイズ設定値とスパングルサイズ測定値の偏差を演算し、偏差に対応する冷風流量変更指令を溶融めっき浴の上方にある冷却帯の流量調整弁に出力する。冷風流量変更指令で流量調節弁が開度調節されるため、溶融めっき浴から引き上げられためっき鋼帯が目標スパングルサイズに対応する冷却速度で冷却される。
In the spangle size control system of the present invention, a spangle size measuring device is arranged between a cooling zone into which a plated steel strip traveling on a continuous hot dipping line is fed and a temper rolling mill. The spangle size measuring device measures the spangle size under the condition that the unit area of the measurement target is constant by processing the image information of the plated steel strip observed with the CCD camera in synchronization with the line speed.
The spangle size measurement value is output from the spangle size measurement device to the spangle size controller, the deviation between the spangle size setting value and the spangle size measurement value is calculated, and the cold air flow rate change command corresponding to the deviation is sent to the cooling zone above the hot dipping bath. Output to the flow adjustment valve. Since the opening of the flow rate control valve is adjusted by the cold air flow rate change command, the plated steel strip pulled up from the hot dipping bath is cooled at a cooling rate corresponding to the target spangle size.
連続走行しているめっき鋼帯6の表面をCCDカメラで観察するとき、CCDカメラで捕らえられる一定面積をS,ラインスピードをVとすると、単位時間TにS×V×tの面積が鋼帯観察対象になる。面積S×V×tを鋼帯観察視野Aで観察し、鋼帯観察視野Aに現れている面積S×V×tを画像処理し反射光の強弱からスパングルサイズを演算しようとすると、演算結果は当然にラインスピードVの影響を受ける。
本発明では、面積S×V×tの画像処理に際し速度成分Vが除去されるように、画像処理をラインスピードVに同期させている。すなわち、鋼帯観察視野面積S×V×tをラインスピードVで除することにより、スパングルサイズの演算結果に及ぼすラインスピードVの影響を排除している。
速度成分Vを除去した画像処理結果は、めっき鋼帯6の長手方向に沿った一定面積が観察対象であることを示す。一定面積に現れている反射光の強弱はスパングルサイズを正確に表す指標であり、結果としてスパングルサイズを高精度でオンライン測定できる。この測定結果を冷却条件の制御に使用すると、目標サイズに対応するスパングル模様をもつ溶融めっき鋼帯が製造される。
When observing the surface of the continuously running
In the present invention, the image processing is synchronized with the line speed V so that the velocity component V is removed during the image processing of the area S × V × t. That is, by dividing the steel strip observation visual field area S × V × t by the line speed V, the influence of the line speed V on the spangle size calculation result is eliminated.
The image processing result from which the velocity component V is removed indicates that a certain area along the longitudinal direction of the plated
連続溶融めっきラインを走行しているめっき鋼帯6の表面を観察し、スパングルのサイズを測定する装置20を冷却水槽8と調質圧延機9との間のパスラインに配置している。スパングルサイズ測定装置20の配置個所は冷却水槽8と調質圧延機9との間に限らず、冷却帯10cから調質圧延機9までの何れの位置にスパングルサイズ測定装置20を配置しても良い。スパングルサイズ測定装置20自体は、本発明者等が連続溶融めっきライン用に開発したものであり、別途出願している(特願2003-327679号)
スパングルサイズ測定装置20は、めっき鋼帯6の表面を照射する光源21を備えている。光源21としては、めっき鋼帯6の幅以上の長さをもつ長尺の高周波蛍光灯が好ましい。光源21から出射された光は、めっき鋼帯6の表面で反射し、CCDカメラ22で受光される。CCDカメラ22は、めっき鋼帯6の幅方向全域を観察できるようにめっき鋼帯6の幅方向に沿って複数個配置することが好ましい。
A
The spangle
CCDカメラ22の観察結果は、制御盤23を経て画像情報として演算器24に出力される。制御盤23には、速度計25で測定しためっき鋼帯6のラインスピードも入力され、CCDカメラ22からの画像情報と共に演算器24に出力される。演算器24では、速度計25から送られてきたラインスピード測定値を参照しながら、CCDカメラ22からの画像情報をラインスピードVと同期させて画像処理する。
CCDカメラ22は、一定周期Tで一定面積Sを画像信号として捕らえることができる。連続的に走行しているめっき鋼帯6の画像をCCDカメラ22で捕らえると、鋼帯観察視野Aの面積がS×V×tとなりラインスピードVの影響を受ける。しかし、周期TをラインスピードVと同期させると、ラインスピードVの信号が除去され、一定面積の鋼帯観察視野Aが捕捉される。
The observation result of the
The
画像処理された画像情報を標準サンプルと比較し、ラインを走行しているめっき鋼帯6のスパングルサイズを算出する。ラインスピードVと同期してCCDカメラ22で捕捉した鋼帯観察視野Aは常に一定の面積であるので、該一定面積内のスパングルを画像処理することによってスパングルサイズが算出される。具体的には、スパングルサイズ演算器24に保存されたデータを解析用演算器26に出力し、一定面積内のスパングル画像の明暗を強調し、明度を垂直軸として単位面積当りの三次元マップ(図2)を作成する。明度レベルの中間ポイントで三次元マップをカットし、明暗画像(図3)として解析用演算器26に取り込み、切断面積を積算する。積算値をスパングルサイズに相関させる(図4)ことにより、スパングルサイズを測定する。
The image information subjected to image processing is compared with a standard sample, and the spangle size of the plated
以上の方法で測定されたスパングルサイズは、ラインスピードの影響が排除され、しかも調質圧延機9で軽圧下される前の値である。そのため、連続溶融めっきラインを走行しているめっき鋼帯表面に生成したスパングルを正確に表す指標である。
該スパングルサイズ測定値s1を演算器24からスパングルサイズコントローラ30に出力し、予め入力されているスパングルサイズ設定値s0と比較する。比較結果を目標スパングルサイズに対応する冷却条件に換算し、制御信号sa,sb,scとして各冷却帯10a,10b,10c用の冷却条件設定器31a,31b,31cに出力する。
冷却条件設定器31a,31b,31cには、溶融めっき浴4に侵入する直前の被めっき鋼帯1の板温T0,各冷却帯10a,10b,10cの出側に配置された温度計15a,15b,15cで測定された板温T1,T2,T3及び速度計25で測定されたラインスピードVも入力される。板温T0は、初段冷却帯10aの入側温度として代用されるが、めっきポット直上にスペースが取れる設計では初段冷却帯10a入側に配置した温度計で測定しためっき鋼帯6の板温を板温T0に使用しても良い。
The spangle size measured by the above method is a value before the influence of the line speed is eliminated and before being lightly reduced by the
The spangle size measurement value s 1 is output from the
The cooling condition setting
板温T0のめっき鋼帯6が初段冷却帯10aを出たとき板温T1まで降温しているので、初段冷却帯10aにおける冷却速度CVaは、溶融めっき浴4の浴面から温度計15aまでの距離をLaとすると、CVa=(T0−T1)・V/Laで表される。同様に第二段冷却帯10bにおける冷却速度CVbは、温度計15aから温度計15bまでの距離をLbとするとCVa=(T1−T2)・V/Lbで表され、第三段冷却帯10cにおける冷却速度CVcは、温度計15bから温度計15cまでの距離をLcとするとCVc=(T2−T3)・V/Lcで表される。
When the plated
各冷却条件設定器31a,31b,31cは、制御信号sa,sb,scに従って冷却条件を演算し、演算結果を冷却速度CVa,CVb,CVcとスパングルサイズ設定値s0〜スパングルサイズ測定値s1のズレを補完する冷風流量変更量を算出する。算出結果は、冷風流量変更指令fa,fb,fcとして各冷却条件設定器31a,31b,31cから初段の流量調整弁11,第二段の流量調整弁11bf,11bb,第三段の流量調整弁11cf,11cbに出力される。
Each cooling
冷風流量変更指令fa,fb,fcに従って初段流量調整弁11a,第二段流量調整弁11bf,11bb,第三段流量調整弁11cf,11cbの開度が変更され、スパングルサイズが設定値s0に近づくようにめっき鋼帯6に吹き付けられる冷風の流量が変わり、スパングルサイズ設定値s0に対応した冷却条件に補正される。その結果、スパングルサイズが一定化し、目標スパングル模様をもつめっき鋼帯6が製造される。
Cold air flow change command f a, f b, the first stage flow control valve according to f c 11a, second stage flow control valve 11Bf, 11bb, third stage flow control valve 11cf, the opening of the 11cb is changed, spangle size setting value The flow rate of the cold air blown to the plated
このようにして、オンライン測定されたスパングルサイズ測定値s1をスパングルサイズ設定値s0と対比しながら冷却条件が制御されるため、目標スパングル模様をもつめっき鋼帯6の製造歩留が高くなる。しかも、スパングルサイズ測定値s1は、ラインスピードVによる影響を排除した値として求められるため、ラインスピードVの変動又は設定変更に拘らずスパングル模様が安定化する。
In this way, since the cooling conditions are controlled while comparing the spangle size measurement value s 1 measured online with the spangle size setting value s 0 , the production yield of the plated
以上に説明したように、本発明によるとき、オンライン測定されたスパングルサイズ測定値を基にして各冷却帯における冷却条件を制御しているので、ニーズに合ったスパングル模様をもつ溶融めっき鋼帯が歩留良く製造される。 As described above, according to the present invention, the cooling conditions in each cooling zone are controlled based on the measured spangle size measured online, so that a hot-dip steel strip having a spangle pattern that meets the needs can be obtained. Manufactured with good yield.
1:被めっき鋼帯 2:加熱炉 3:スナウト 4:溶融めっき浴 5:シンクロール 6:めっき鋼帯 7:デフレクタロール 8:水槽 9:調質圧延機
10a,10b,10c:冷却帯 11a,11bf,11bb,11cf,11cb:流量調整弁 12a,12b,12c:ブロア 13a,13b,13c:表面用冷却ボックス 14a,14b,14c:裏面用冷却ボックス 15a,15b,15c:温度計
20:スパングルサイズ測定装置 21:光源 22:CCDカメラ 23:制御盤 24:スパングルサイズ演算器 25:速度計 26:解析用演算器
30:スパングルサイズコントローラ 31a,31b,31c:冷却条件設定器
s0:スパングルサイズ設定値 s1:スパングルサイズ測定値
sa,sb,sc:制御信号 fa,fb,fc:冷風流量変更指令
冷却速度CVa,CVb,CVc: T0〜T3:板温 V:ラインスピード
1: Steel strip 2: Heating furnace 3: Snout 4: Hot dipping bath 5: Sink roll 6: Plated steel strip 7: Deflector roll 8: Water tank 9: Temper rolling
Claims (1)
該スパングルサイズ測定値をスパングルサイズコントローラに出力し、スパングルサイズコントローラでスパングルサイズ設定値とスパングルサイズ測定値の偏差を演算し、偏差に対応する冷風流量変更指令を溶融めっき浴の上方にある冷却帯の流量調整弁に出力し、
溶融めっき浴から引き上げられためっき鋼帯を目標スパングルサイズに対応する冷却速度で冷却することを特徴とするスパングルサイズ制御システム。 A spangle size measuring device is placed between the cooling zone to which the plated steel strip running on the continuous hot dipping line is fed and the temper rolling mill, and the image information of the plated steel strip observed with the CCD camera of the spangle size measuring device is lined up. By processing the image in synchronization with the speed, the spangle size is measured under the condition that the unit area of the measurement target is constant.
The spangle size measurement value is output to the spangle size controller, the spangle size controller calculates the deviation between the spangle size setting value and the spangle size measurement value, and the cold air flow rate change command corresponding to the deviation is sent to the cooling zone above the hot dipping bath. Output to the flow adjustment valve
A spangle size control system characterized by cooling a plated steel strip pulled up from a hot dipping bath at a cooling rate corresponding to a target spangle size.
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JP2011195848A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Hot-dip plating apparatus |
KR101138136B1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-04-23 | 동부제철 주식회사 | Control Apparatus and Method of Spangle Size at Continuous Hot-Dip Galvanizing Line That Easy Spray Position Control |
CN102607504A (en) * | 2012-03-01 | 2012-07-25 | 首钢总公司 | Method for detecting spangle sizes on surfaces of hot-dipped galvanized sheets on line |
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