JP2006247671A

JP2006247671A - 鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法

Info

Publication number: JP2006247671A
Application number: JP2005064306A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamashita; 直樹山下
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-03-08
Also published as: JP4713184B2

Abstract

【課題】目標位置に対する鋼板の通板位置のずれを修正し、鋼板の形状矯正および／または制振の実効を確実に発揮することができる鋼板の形状矯正装置を提供する。
【解決手段】走行する鋼板１１に対して磁力を作用させて制振および形状矯正を行う形状矯正装置１０は、鋼板１１に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石１２と、電磁石１２に流れる電流を検出する電流検出手段１３と、電磁石１２を鋼板１１に対して近接離反させる方向に移動させる電磁石移動手段１４と、電磁石移動手段１４の動作を制御する制御手段１５とを含む。制御手段１５は、電流検出手段１４によって検出される電流値と、電磁石１２に流すことのできる最大電流値との比が予め定める基準値以上になるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石１２を移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法に関する。

鋼板および表面処理鋼板の製造に用いられる各種の装置、たとえばめっき装置、塗装装置などでは、装置内に鋼板（ここでは、鋼帯を含む意味に用いる）を連続走行させながら、めっき、塗装などの処理を施す。装置内を連続走行する鋼板には、鋼板自体が有するたとえば反りなどの形状不整があり、また装置特性および製造条件に起因する振動の生じることがある。

このような鋼板の形状不整および振動は、鋼板の製品品質を低下させるので、連続走行中の鋼板の形状を矯正し、また振動を抑制（制振）する対策が種々採られている。鋼板の形状矯正および制振対策の一つとして、電磁石の磁力を利用するものがある。

図６は、電磁石を用いて鋼板の形状矯正を行う従来技術の概要を示す図である。図６に示す従来技術では、鋼板１が走行する方向に対して直交する方向である鋼板１の幅方向に、鋼板１の表裏面に沿って、複数の電磁石２と、電磁石２と同じ位置関係で位置センサ３が配される。図６に示す事例では、電磁石２が表裏面側でそれぞれ３個ずつ、同じく位置センサ３がそれぞれ３個ずつ配される。鋼板１の表面側に配される３個の電磁石２を第１〜第３電磁石２ａ，２ｂ，２ｃと呼び、鋼板１の裏面側に配される３個の電磁石２を第１１〜第１３電磁石２ｄ，２ｅ，２ｆと呼ぶ。同様に、鋼板１の表面側に配される３個の位置センサ３を第１〜第３位置センサ３ａ，３ｂ，３ｃと呼び、鋼板１の裏面側に配される３個の位置センサ３を第１１〜第１３位置センサ３ｄ，３ｅ，３ｆと呼ぶ。

鋼板１の幅方向に関して、第１電磁石２ａと第１位置センサ３ａ、第２電磁石２ｂと第２位置センサ３ｂ、第３電磁石２ｃと第３位置センサ３ｃ、第１１電磁石２ｄと第１１位置センサ３ｄ、第１２電磁石２ｅと第１２位置センサ３ｅ、第１３電磁石２ｆと第１３位置センサ３ｆとが、それぞれ同じ位置関係にある。

第２電磁石２ｂおよび第２位置センサ３ｂと、第１２電磁石２ｅおよび第１２位置センサ３ｅとは、鋼板１の幅方向のほぼ中央部に配置され、第１電磁石２および第１位置センサ３ａと、第１１電磁石２ｄおよび第１１位置センサ３ｄとが、鋼板１の幅方向の一端部１ａ付近に配置され、第３電磁石２ｃおよび第３位置センサ３ｃと、第１３電磁石２ｆおよび第１３位置センサ３ｆとが、鋼板１の幅方向の他端部１ｂ付近に配置される。したがって、第１電磁石２ａおよび第１位置センサ３ａと、第１１電磁石２ｄおよび第１１位置センサ３ｄとが、対向して配置され、第２電磁石２ｂおよび第２位置センサ３ｂと、第１２電磁石２ｅおよび第１２位置センサ３ｅとが、対向して配置され、第３電磁石２ｃおよび第３位置センサ３ｃと、第１３電磁石２ｆおよび第１３位置センサ３ｆとが、対向して配置される。

また、第１電磁石２ａと第１位置センサ３ａ、第２電磁石２ｂと第２位置センサ３ｂおよび第３電磁石２ｃと第３位置センサ３ｃとが、第１装着基台４に一体的に装着され、第１１電磁石２ｄと第１１位置センサ３ｄ、第１２電磁石２ｅと第１２位置センサ３ｅ、第１３電磁石２ｆと第１３位置センサ３ｆとが、第２装着基台５に一体的に装着される。

以下、従来技術である図６に示す鋼板の形状矯正および制振方法について説明する。第１装着基台４と第２装着基台５とのほぼ中央部に、鋼板１を位置付けるための目標位置６を予め定め、実際に連続走行される鋼板１の目標位置６に対する変位を、各位置センサ３によって検出する。位置センサ３による検出結果に応じ、鋼板１が変位する側の反対側に位置する電磁石２の吸引力を利用して、鋼板１の形状を矯正するとともに、振動を抑制する。

図６に示す例では、鋼板１の一端部１ａ付近および他端部１ｂ付近では、鋼板１が目標位置６よりも第２装着基台５側に変位しているので、変位している側の反対側である第１装着基台４側に装着される第１電磁石２ａおよび第３電磁石２ｃをそれぞれ励磁し、その磁力を吸引力として、鋼板１を目標位置６へ向けて吸引する。逆に、鋼板１の中央部付近では、鋼板１が目標位置６よりも第１装着基台４側に変位しているので、変位している側の反対側である第２装着基台５側に装着される第１２電磁石２ｅを励磁し、その磁力を吸引力として、鋼板１を目標位置６へ向けて吸引する。このようにして、鋼板１は、走行されている間を通じて、位置センサ３による検出出力に応じ、目標位置６に対する変位が零（０）になるように、電磁石２の吸引力が作用されるので、形状が矯正されるとともに、その振動が抑制される。

目標位置６は、通常形状矯正装置を基準、すなわち第１装着基台４と第２装着基台５とのほぼ中間に設定されるけれども、形状矯正制御されていない状態で、鋼板１が製造装置内を走行する位置（この位置を便宜上フリーパスと呼ぶ）は、形状矯正装置とは関係無く定まるので、目標位置６とフリーパスとが、大きく異なることがある。

図７は、目標位置６とフリーパス７とが大きく異なる場合の形状矯正の概要を示す図である。目標位置６とフリーパス７とが大きく異なる場合、鋼板１の制振および形状矯正を行うために必要とされる電磁石２の吸引力は、鋼板１を目標位置に沿うほぼフラットな形状に矯正および制振するために必要な吸引力と、フリーパス７の位置にある鋼板１を、目標位置に移動させるための吸引力との和（両者の吸引力の方向が異なる場合は差）で与えられる。

しかしながら、電磁石の吸引力は、電磁石に流し得る最大電流値に応じて限界があり、電磁石に流す電流を増加すると、その吸引力も増加するが、やがて電磁石の鉄心の磁束が飽和し、それ以上電流を増加しても、吸引力がほとんど増加しなくなり、発熱が増加するのみとなる。そのため、電磁石に流し得る最大電流値は、主に鉄心の磁束の飽和および発熱の制約等に基づいて設定される。

すなわち、最大電流値を超えて電流を増加しても、吸引力はほとんど増加せず、また電磁石を焼損するおそれがあるので、最大電流値以上に電流を流さないように制御上も制限を設けている。

たとえば図７に示す鋼板１の幅方向中央部のように、形状矯正とフリーパス７から目標位置６への移動とに要する上記両吸引力の和が大きく、電磁石の吸引力すなわち上記の最大電流値の限界に達すると、形状矯正および制振作用を充分に発現できなくなるという問題がある。また鋼板の形状およびその他の条件によっても、いずれかの電磁石が最大電流値の限界に達する場合が起こり得る。このような問題に対して、個々の電磁石の設計容量を大きくしておくことが考えられるけれども、通常の形状矯正に必要とされる容量を超えて過大な容量の電磁石を設けることは、いたずらに装置を大型化させ、またコストも高騰させるので好ましくない。

したがって、目標位置近傍で電磁石の吸引力を鋼板に対して作用させるべくいくつかの従来技術が提案されている。たとえば、鋼板の両側に電磁石を設け、電磁石の吸引力によって鋼板の反りを矯正する反り矯正装置において、電磁石が鋼板に対して接離調整自在なように電磁石を支持するアクチュエータを設け、電磁石の鋼板からの離間距離が、電磁石の吸引力で鋼板の反りを矯正することができる距離となるようにアクチュエータを制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、もう一つの従来技術では、走行する鋼板の制振を行うために鋼板と交わる方向に磁力を作用させる電磁石と、電磁石と鋼板との距離を検知する距離センサと、電磁石と鋼板との距離を調整するアクチュエータとを有し、距離センサで検出される鋼板と電磁石との距離が、所定値よりも大きくなったとき、アクチュエータを動作させて電磁石を鋼板に近づけることが提案されている（特許文献２参照）。

これら特許文献１，２に開示される技術は、電磁石または距離センサ等と鋼板との距離に応じてアクチュエータを動作させるものである。しかしながら、鋼板の振動制御および／または形状矯正に必要な吸引力は、鋼板の成分、厚み、温度などによって異なるので、鋼板との距離だけを制御指標としたのでは電磁石の吸引力の限界に対する余裕（限界までの許容量）を正確に判定することができない。したがって、鋼板との距離のみを制御指標としてアクチュエータを動作させても、その効果が低い場合、また無駄にアクチュエータを動作させてしまう場合が生じる。

また特許文献１に開示される技術は、装置が複雑化、大型化し、高コストになるという問題があり、さらに設置スペースに制約が多いたとえばめっき装置まわりには適さない。

特開平５−３２３６４号公報特開２０００−３３４５１２号公報

本発明の目的は、通板の目標位置に対する鋼板の通板位置のずれを修正し、鋼板の形状矯正および／または制振の実効を確実に発揮することができる鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法を提供することである。

本発明は、走行する鋼板に対して磁力を作用させて制振および形状矯正を行う形状矯正装置において、
走行する鋼板に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石と、
電磁石に流れる電流を検出する電流検出手段と、
電磁石を鋼板に対して近接離反させる方向に移動させる電磁石移動手段と、
電流検出手段によって検出される電流値と、電磁石に流すことのできる最大電流値との比が予め定める基準値以上になるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石移動手段の動作を制御して電磁石を移動させる制御手段とを含むことを特徴とする鋼板の形状矯正装置である。

また本発明は、走行する鋼板に対して磁力を作用させて制振および形状矯正を行う形状矯正方法であって、
走行する鋼板に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石に流れる電流を検出するステップと、
電磁石に流れる電流値と、電磁石に流すことのできる最大電流値との比を求めるステップと、
前記比が予め定める基準値以上である否かを判定するステップと、
前記比が基準値以上であるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石を移動させるステップとを含むことを特徴とする鋼板の形状矯正方法である。

本発明によれば、電磁石に流れる電流値を検出し、該電流値と電磁石に流すことのできる最大電流値との比が予め定める基準値以上になるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石が移動され、移動された電磁石は、上記の最大電流値よりも小さい電流範囲、すなわち鋼板に対する吸引力を調整することができる範囲で動作されるので、通板の目標位置に対する鋼板の通板位置のずれを修正し、鋼板の形状矯正および／または制振の実効を確実に発揮することが可能になる。

図１は本発明の実施の一形態である鋼板の形状矯正装置１０の構成を簡略化して示す系統図であり、図２は図１に示す鋼板の形状矯正装置１０が設けられる設備の一つである溶融めっき設備５０の要部構成を示す図である。

鋼板の形状矯正装置１０（以後、単に形状矯正装置１０と略称する）は、走行する鋼板１１に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石１２と、電磁石１２に流れる電流を検出する電流検出手段１３と、電磁石１２を鋼板１１に対して近接離反させる方向に移動させる電磁石移動手段１４と、電流検出手段１３によって検出される電流値Ｉと、電磁石１２に流すことのできる最大電流値Ｉｓ（以後、便宜上飽和電流値Ｉｓと呼ぶ）との比Ｉｒ（＝Ｉ／Ｉｓ）が予め定める基準値以上になるとき、前記比Ｉｒが基準値未満になるように電磁石移動手段１４の動作を制御して電磁石１２を移動させる制御手段１５と、鋼板１１に対する距離を検出する位置センサ１６とを含む。

このような形状矯正装置１０は、たとえば溶融めっき設備５０に設けられ、溶融めっき設備５０内を走行する鋼板１１に対して磁力を作用させ、鋼板１１の制振および形状矯正を行うことに用いられる。

以下、溶融めっき設備５０に設けられる形状矯正装置１０の作用について説明する。溶融めっき装置５０において、巻戻装置から巻戻され、脱脂洗浄装置、熱処理炉を経てめっき前処理の施された鋼板１１は、熱処理炉よりも矢符５１にて示す鋼板搬送方向下流側に設けられるスナウト５２の中を通り、めっきポット５３に収容されるめっき浴５４中に浸漬されてめっきされ、さらにめっきポット５３中に回転自在に設けられる浸漬ロール５５のまわりを周回して方向転換され、上方に向ってめっき浴５４を脱し、めっき付着量制御装置５６の間を通り、以後冷却工程、後処理工程、調質圧延工程等を経てめっき鋼板に生成される。

図２に示す事例の溶融めっき設備５０においては、形状矯正装置１０は、めっき付着量制御装置５６の直上、すなわち鋼板１１の走行方向５１ではめっき付着量制御装置５６の下流側直近に設けられる。めっき付着量制御装置５６は、たとえば鋼板１１を挟んで設けられる空気ノズル５７ａ，５７ｂと、空気ノズル５７ａ，５７ｂに接続される空気配管と、空気配管を介して空気ノズル５７ａ，５７ｂに対して空気を供給量制御可能に供給する空気供給源とを含み、めっき浴５４から脱してきた鋼板１１の表裏面に対して空気を吹付け、該吹付け空気の圧力、流量を調整することによって、鋼板１１へのめっき付着量を制御する。

めっき付着量が、空気ノズル５７ａ，５７ｂから鋼板１１の表裏面に対して吹付けられる空気の圧力／流量によって調整されるので、鋼板１１の全体でめっき付着量を均一にするためには、各空気ノズル５７ａ，５７ｂと、鋼板１１との離反距離が、鋼板１１の幅方向および走行方向で常に一定であることが望ましい。このことから、形状矯正装置１０が、めっき付着量制御装置５６の直近に設けられ、鋼板１１の形状が平板になるように、また通板目標位置付近で可能な限り振動を抑制するように動作制御される。

本実施形態の形状矯正装置１０において、電磁石１２は、鋼板１１の一方の表面１１ａ（以後、便宜上表面１１ａと呼ぶ）側に、表面１１ａをそれぞれ臨むようにして３個（第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が設けられ、鋼板１１の他方の表面１１ｂ（以後、便宜上裏面１１ｂと呼ぶ）側に、裏面１１ｂをそれぞれ臨むようにして３個（第１１〜第１３電磁石１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ）が設けられる。鋼板１１の表裏面１１ａ，１１ｂのそれぞれの側において、第２および第１２電磁石１２ｂ，１２ｅが、鋼板１１の幅方向のほぼ中央部に配置され、第１および第１１電磁石１２ａ，１２ｄが、鋼板１１の幅方向の一端部付近に配置され、第３および第１３電磁石１２ｃ，１２ｆが、鋼板１１の幅方向の他端部付近に配置される。したがって、第１電磁石１２ａと第１１電磁石１２ｄ、第２電磁石１２ｂと第１２電磁石１２ｅ、第３電磁石１２ｃと第１３電磁石１２ｆとが、それぞれ対向して配置される。本実施形態の電磁石１２は、いずれも流すことのできる最大電流値である飽和電流値がＩｓのものが用いられる。なお、電磁石の数は、鋼板の片面側３個に限定されるものではなく、４個以上が設けられる構成であっても良い。

第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、第１装着基台１７に装着され、第１装着基台１７は、鋼板１１に対して近接離反する方向に移動可能に設けられる。第１１〜第１３電磁石１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、第２装着基台１８に装着され、鋼板１１に対して近接離反する方向に移動可能に設けられる。電磁石移動手段１４である第１および第２駆動手段１４ａ，１４ｂは、たとえば電動機であり、歯車列などを介して、第１および第２装着基台１７，１８にそれぞれ連結される。第１および第２駆動手段１４ａ，１４ｂによる駆動力が第１および第２装着基台１７，１８にそれぞれ伝達されることによって、第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃの装着される第１装着基台１７が鋼板１１に対して近接離反する矢符１９方向に移動され、第１１〜第１３電磁石１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの装着される第２装着基台１８が鋼板１１に対して近接離反する矢符２０方向に移動される。

本実施形態の形状矯正装置１０では、位置センサ１６が、電磁石１２と同数の６個設けられ、鋼板１１の幅方向に関して、第１電磁石１２ａと第１位置センサ１６ａ、第２電磁石１２ｂと第２位置センサ１６ｂ、第３電磁石１２ｃと第３位置センサ１６ｃ、第１１電磁石１２ｄと第１１位置センサ１６ｄ、第１２電磁石１２ｅと第１２位置センサ１６ｅ、第１３電磁石１２ｆと第１３位置センサ１６ｆとが、それぞれ同じ位置関係にある。したがって、第１〜第３位置センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃも第１装着基台１７に装着され、第１１〜第１３位置センサ１６ｄ，１６ｅ，１６ｆも第２装着基台１８に装着される。このことによって、位置センサ１６も電磁石１２とともに、第１および第２駆動手段１４ａ，１４ｂで駆動されて、鋼板１１に対して近接離反する方向に移動することができる。位置センサ１６により検出される鋼板１１との離反距離は、制御手段１５へ入力される。

電流検出手段１３としては、電磁石１２から検出した電流データを制御手段１５へ入力し、データ処理をする関係から、デジタル電流計であることが望ましい。電流検出手段１３は、６個の電磁石１２のそれぞれに対して接続して設けられる。すなわち第１電流検出手段１３ａが第１電磁石１２ａに、第２電流検出手段１３ｂが第２電磁石１２ｂに、第３電流検出手段１３ｃが第３電磁石１２ｃに、第１１電流検出手段１３ｄが第１１電磁石１２ｄに、第１２電流検出手段１３ｅが第１２電磁石１２ｅに、第１３電流検出手段１３ｆが第１３電磁石１２ｆに接続されて、それぞれ電磁石１２に流れる電流値Ｉを検出し、検出した結果を制御手段１５へ入力する。

また、電磁石１２に流れる電流を電流検出手段１３によって検出することに代えて、制御手段１５が、電磁石１２に電流を流すために電磁石電源２１に対して出力する制御指令値を、電磁石１２に流れる電流値として検出する構成であっても良い。このような構成とすることによって、電流検出手段を設けることなく電磁石１２に流れる電流値を検出することができるので、装置構成を簡易にすることができる。

なお、各電磁石１２に対する電力供給は、電磁石電源２１から行われる。電磁石電源２１は、個々の電磁石１２に対する供給電力量を個別に変化させることができるように、すなわち個々の電磁石１２が発生する吸引力を個別に変化させることができるように、本実施の形態では各電磁石１２毎に個別（２１ａ〜２１ｆ）に設けられるように構成される。この電磁石電源２１は、制御手段１５に接続され、制御手段１５による動作指令に従って、各電磁石１２に供給する電流値Ｉを調整する。

図３は、制御手段１５による形状矯正装置１０の動作制御に係る電気的構成を示すブロック図である。制御手段１５は、たとえば中央処理装置（略称ＣＰＵ）が搭載される処理装置であり、記憶手段であるメモリ２２が付帯される。メモリ２２には、形状矯正装置１０の全体動作を制御するためのプログラムおよび動作条件が予め格納され、制御手段１５は、メモリ２２から読出されるプログラムおよび動作条件に従って、演算処理等を実行するとともに、動作指令を出力して装置各部の動作を制御する。

制御手段１５は、第１〜第３および第１１〜第１３電流検出手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆによってそれぞれ検出される第１〜第３および第１１〜第１３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに流れる電流値Ｉと、電磁石１２の飽和電流値Ｉｓとの比Ｉｒ（＝Ｉ／Ｉｓ）を演算し、該比Ｉｒが予め定める基準値以上になるとき、比Ｉｒが基準値未満になるように第１および／または第２電磁石移動手段１４ａ，１４ｂの動作を制御して、電磁石１２が装着される第１および／または第２装着基台１７，１８を移動させる。

また制御手段１５は、第１装着基台１７と第２装着基台１８との間に、予め定める鋼板１１の通板目標位置からの変位を、第１〜第３および第１１〜第１３位置センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆによってそれぞれ検出し、各検出変位量（＝検出距離）に応じて、各電磁石電源２１の各電磁石１２に対する電力供給動作を制御し、第１〜第３および第１１〜第１３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのそれぞれに流れる電流値Ｉを調整することによって吸引力を調整し、鋼板１１の形状が目標位置に沿って平坦になるように、かつ目標位置からの変位振動を抑制（制振）する。

以下、第１および第２装着基台１７，１８を移動させることによる電磁石１２の位置決め制御動作について詳細に説明する。図４は電磁石１２の位置決め調整動作を説明するフローチャートであり、図５は電磁石１２の移動を説明する図である。

図４および図５を参照して電磁石１２の位置決め調整動作を説明する。ステップｓ０のスタートは、溶融めっき設備５０において、鋼板１１の処理を一旦終了し、新たな鋼板１１を準備してめっき処理とともに形状矯正を開始した場合、または一旦形状矯正の制御を停止した後、再び形状矯正を開始した場合などの状態である。

ステップｓ１では、第１装着基台１７に装着される第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃにそれぞれ流れる電流値Ｉ_１ａ，Ｉ_１ｂ，Ｉ_１ｃを、第１〜第３電流検出手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃでそれぞれ検出し、検出出力が入力される制御手段１５において、電流値Ｉ_１ａ，Ｉ_１ｂ，Ｉ_１ｃのうちの最大値Ｉ_１ｍａｘが求められる。制御手段１５における電流の最大値Ｉ_１ｍａｘは、たとえば次のようにして求められる。まず電流値Ｉ_１ａとＩ_１ｂとの大小を比較し（差を演算し、その差が正または負のいずれかによって大小を判定し）、次に電流値Ｉ_１ａとＩ_１ｂとのうち大きい方の電流値と、電流値Ｉ_１ｃとの大小を比較し、大きい方の電流値を最大値Ｉ_１ｍａｘとする。

ステップｓ２では、第２装着基台１８に装着される第１１〜第１３電磁石１２ｄ，１２ｅ，１２ｆにそれぞれ流れる電流値Ｉ_２ｄ，Ｉ_２ｅ，Ｉ_２ｆを、第１１〜第１３電流検出手段１３ｄ，１３ｅ，１３ｆでそれぞれ検出し、検出出力が入力される制御手段１５において、電流値Ｉ_２ｄ，Ｉ_２ｅ，Ｉ_２ｆのうちの最大値Ｉ_２ｍａｘが求められる。制御手段１５における最大値Ｉ_２ｍａｘの求め方は、ステップｓ１の最大値Ｉ_１ｍａｘと同様である。

ステップｓ３では、第１装着基台１７に装着される第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃに流れる電流値のうちの最大値Ｉ_１ｍａｘと、電磁石１２の飽和電流値Ｉｓとの比Ｉｒ１（＝Ｉ_１ｍａｘ／Ｉｓ）が、予め定める基準値：０．９５以上であるか否かが、制御手段１５によって判定される。すなわち、第１〜第３電磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｃに流れるいずれかの電流値が、飽和電流値Ｉｓの９５％以上になっているか否かが判定される。飽和電流値Ｉｓは、メモリ２２に予め格納されているデータが読出されて演算に用いられる。なお、予め定める基準値は、０．９５に限定されるものではなく、より小さな値たとえば０．７０などであっても良く、またより大きな値であっても良く、また必ずしも固定値ではなく、たとえばめっき設備等の状態に応じて設定値がリアルタイムに変動されるようにしても良い。判定結果が、０．９５以上であるときステップｓ４へ進み、０．９５未満であるときステップｓ６へ進む。

ステップｓ４では、第２装着基台１８に装着される第１１〜第１３電磁石１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに流れる電流値のうちの最大値Ｉ_２ｍａｘと、電磁石１２の飽和電流値Ｉｓとの比Ｉｒ２（＝Ｉ_２ｍａｘ／Ｉｓ）が、予め定める基準値：０．９５以上であるか否かが、制御手段１５によって判定される。判定結果が、０．９５未満であるときステップｓ５へ進み、０．９５以上であるときステップｓ１へ戻る。

ステップｓ５では、第１装着基台１７に装着される電磁石１２に流れる電流の最大値Ｉ_１ｍａｘが、飽和電流値Ｉｓに近く、このままでは吸引力を制御することができない限界に達してしまうことが予測されるので、電流値の比Ｉｒ１が、０．９５未満になるように、制御手段１５が、第１および第２駆動手段１４ａ，１４ｂに動作指令を出力し、第１装着基台１７を鋼板１１に近づけ、第２装着基台１８を鋼板１１から遠ざける方向へ移動させる。第１装着基台１７の移動とともに、第２装着基台１８をも移動させるのは、第１装着基台１７と第２装着基台１８との間隔を、一定に保持して移動させることによって、制御を簡素化するとともに、操業条件の再現性を得やすくするためである。このステップで第１および第２装着基台１７，１８を移動させた後、ステップｓ１へ戻り以降のステップを繰返す。

ステップｓ４での判定結果が肯定であり比Ｉｒ１および比Ｉｒ２のいずれもが０．９５以上であるとき、電磁石１２をいずれの方向へ移動させても、鋼板１１から遠ざかる側の電磁石１２の電流値が飽和し、吸引力の制御限界に達するおそれがあるので、いずれの方向へも移動させることなく、ステップｓ１へ戻り以降の動作を繰返す。なお、ステップｓ４からステップｓ１へ戻る代わりに、鋼板１１に対して接触のおそれが無い範囲で、第１および第２装着基台１７，１８の両方を、比Ｉｒ１およびＩｒ２が０．９５未満になるように、鋼板１１に近づける方向へ移動させた後、ステップｓ１へ戻っても良い。

ステップｓ３における判定結果が否定の場合に進むステップｓ６では、ステップｓ４と同様に、電流値の比Ｉｒ２（＝Ｉ_２ｍａｘ／Ｉｓ）が、予め定める基準値：０．９５以上であるか否かが、制御手段１５によって判定される。判定結果が０．９５以上であるときステップｓ７へ進み、判定結果が０．９５未満であるときステップｓ１へ戻る。

ステップｓ７では、第２装着基台１８に装着される電磁石１２に流れる電流の最大値Ｉ_２ｍａｘが、飽和電流値Ｉｓに近く、このままでは吸引力を制御することができない限界に達してしまうことが予測されるので、電流値の比Ｉｒ２が、０．９５未満になるように、制御手段１５が、第１および第２駆動手段１４ａ，１４ｂに動作指令を出力し、第２装着基台１８を鋼板１１に近づける図５中の矢符２３方向へ移動させ、第１装着基台１７を鋼板１１から遠ざける図５中の矢符２４方向へ移動させる。第２装着基台１８の移動とともに、第１装着基台１７をも移動させる理由は、上記ステップｓ５の場合と同様である。

このステップｓ７では、図５に例示するように、目標位置２５に対してフリーパス２６の位置がずれ、第２装着基台１８に装着される電磁石１２に流れる最大電流値Ｉ_２ｍａｘが飽和電流値Ｉｓに近い場合、第１および第２装着基台１７，１８を移動させて、あたかも目標位置２５をフリーパス２６へ近づけるようにして、最大電流値Ｉ_２ｍａｘを飽和電流値Ｉｓの９５％未満になるようにし、電磁石１２による吸引力が制御限界内となるようにする。本ステップｓ７で第１および第２装着基台１７，１８を移動させた後、ステップｓ１へ戻り以降のステップを繰返す。

ステップｓ６での判定結果が否定であり比Ｉｒ１および比Ｉｒ２のいずれもが０．９５未満であるとき、第１および第２装着基台１７，１８の両方にそれぞれ装着される電磁石１２が吸引力の制御限界範囲内で動作しているので、いずれの方向へも移動させることなく、ステップｓ１へ戻り以降の動作を繰返す。すなわち、位置センサ１６による鋼板１１の目標位置２５に沿って、鋼板１１が平板状になるように、また変位振動を抑制するように電磁石１２の吸引力を調整する形状矯正制御および制振制御がそのまま継続される。

以上に述べたように本実施の形態の形状矯正装置１０では、位置センサ１６が第１および第２装着基台１７，１８の両方に装着される構成であるけれども、これに限定されることなく、第１または第２装着基台１７，１８のいずれか一方の側においてのみ、電磁石１２と同一位置に配置され、いずれか一方の側からの鋼板１１の離反距離を検出し、形状矯正および／または制振するように構成されても良い。

本発明の実施の一形態である鋼板の形状矯正装置１０の構成を簡略化して示す系統図である。図１に示す鋼板の形状矯正装置１０が設けられる設備の一つである溶融めっき設備５０の要部構成を示す図である。制御手段１５による形状矯正装置１０の動作制御に係る電気的構成を示すブロック図である。電磁石１２の位置決め調整動作を説明するフローチャートである。電磁石１２の移動を説明する図である。電磁石を用いて鋼板の形状矯正を行う従来技術の概要を示す図である。目標位置６とフリーパスとが大きく異なる場合の形状矯正の概要を示す図である。

符号の説明

１０形状矯正装置
１１鋼板
１２電磁石
１３電流検出手段
１４電磁石移動手段
１５制御手段
１６位置センサ
１７，１８装着基台
２１電磁石電源
２５目標位置
２６フリーパス
５０溶融めっき設備
５２スナウト
５３めっきポット
５４めっき浴
５５浸漬ロール
５６めっき付着量制御装置

Claims

走行する鋼板に対して磁力を作用させて制振および形状矯正を行う形状矯正装置において、
走行する鋼板に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石と、
電磁石に流れる電流を検出する電流検出手段と、
電磁石を鋼板に対して近接離反させる方向に移動させる電磁石移動手段と、
電流検出手段によって検出される電流値と、電磁石に流すことのできる最大電流値との比が予め定める基準値以上になるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石移動手段の動作を制御して電磁石を移動させる制御手段とを含むことを特徴とする鋼板の形状矯正装置。
走行する鋼板に対して磁力を作用させて制振および形状矯正を行う形状矯正方法であって、
走行する鋼板に対して交わる方向に磁力を作用させる電磁石に流れる電流を検出するステップと、
電磁石に流れる電流値と、電磁石に流すことのできる最大電流値との比を求めるステップと、
前記比が予め定める基準値以上である否かを判定するステップと、
前記比が基準値以上であるとき、前記比が基準値未満になるように電磁石を移動させるステップとを含むことを特徴とする鋼板の形状矯正方法。