JP2016151032A - 溶融金属めっき鋼板の製造設備および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板エッジ部に反りが残存することを抑制し、めっき付着量外れを低減した溶融金属めっき鋼板の製造設備および製造方法を提供する。【解決手段】気体絞り装置６を通過した鋼板１の形状を測定する鋼板形状センサ７と、鋼板１の形状に基づく電流値で鋼板表面に磁力を与える第１の電磁石８と、鋼板１の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定する板幅方向めっき付着量測定装置１４と、各位置めっき付着量に基づいて、鋼板１の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出するエッジ部形状演算装置１７と、第１の電磁石８の鋼板１の幅方向の両端部に設けられ、鋼板エッジ部傾きに基づく電流値で鋼板エッジ部に磁力を与える第２の電磁石１８と、電磁石８、１８に出力する電流値を調整する電磁石制御装置１９と、を備えるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、溶融金属めっき鋼板の製造設備および製造方法に関する。

鋼板に溶融金属をめっきする方法としては、めっきラインの入側において鋼板コイル（以下、単にコイルという場合もある。）を巻き戻し、巻き戻された鋼板の先端を先行する鋼板の尾端に溶接し、連続的に鋼板を溶融金属のめっき浴中に進入させ、鋼板をめっき浴から鉛直方向に引き上げ、気体絞り装置から噴射される高圧ガス（以下、ワイピングガスとも記す。）により所望の鋼板めっき付着量に調整する方法が挙げられる。このように鋼板にめっきを付着した後に、合金化炉で鋼板を加熱して金属めっき皮膜と鋼板の鉄とを合金化することもできる。

一般的な溶融金属めっき鋼板の製造方法では、気体絞り装置によってめっき付着量を調整する。しかし、気体絞り装置でめっき付着量を調整する際の鋼板の形状は平坦とは限らず、Ｃ反りと呼ばれる板幅方向に円弧状に湾曲した形状となる場合がある。鋼板がこのような反りを有する場合には、鋼板と気体絞り装置のノズル先端との間隔が幅方向で異なることになる。そのため、鋼板のノズルから比較的離れた部分では、ワイピングガスによる掻き落とし力が不足してめっき付着量が多くなり、一方、ノズルに比較的近い部分ではめっき付着量は少なくなり、板幅方向にめっき付着量外れ（めっき付着量のばらつき）が生じる。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合において、合金化炉でめっき皮膜を合金化するには、めっき付着量によって適正な加熱量が異なるため、このような付着量分布があると、合金化度を幅方向に均一にすることが困難になる。

これに対し、特許文献１、２では、めっき付着量の幅方向分布を均一にするための技術が開示されている。特許文献１に記載されている溶融めっき鋼板のめっき付着量制御装置は、鋼板の表裏面の各めっき付着量を測定する板幅方向走査めっき付着量測定装置と、各測定めっき付着量から鋼板形状を求める形状演算装置と、複数組配置した位置センサーと電磁石の組の鋼板幅方向の設置位置および電磁石の電流を決定する形状制御演算装置と、位置センサーと電磁石を動かす駆動装置と、電磁石の励磁電流を制御する電流制御装置からなる。また、特許文献２に記載されている連続溶融金属めっきラインでは、鋼帯近傍に鋼帯面と移動磁場発生コイルとの距離を計測できる第１距離センサーが配置されるとともに、移動磁場発生コイルの移動磁場範囲外の鋼帯両端部側両面には相対向した補助電磁石が配置され、補助電磁石の近傍には鋼帯面と補助電磁石との距離を計測できる第２距離センサーが配置される。このような特許文献１、２に記載の技術によれば、鋼板形状を制御することにより、めっき付着量の均一化が図られている。

特開平８−１９９３２３号公報 特開平６−１３６５０２号公報

しかしながら、前述した特許文献１、２で開示されているように、鋼板形状センサで鋼板形状を直接測定して、その結果に基づいて鋼板に磁力を与えるだけでは、鋼板エッジ部に反りが残存することを十分に抑制できているとは言えず、更なる改良が希求されていた。

そこで、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、鋼板エッジ部に反りが残存することを抑制し、めっき付着量外れを低減した溶融金属めっき鋼板の製造設備および製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、第１の電磁石と、その第１の電磁石の鋼板の幅方向の両端部に第２の電磁石を設け、第１の電磁石により鋼板表面に磁力を与えると共に、めっき付着量に基づいて調整された電流が入力される第２の電磁石により鋼板エッジ部表面に磁力を与えることで、鋼板エッジ部に残存する反りを十分に抑制し、めっき付着量外れを低減できることを見出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、本発明の要旨は、以下の通りである。

［１］鋼板に溶融金属めっきを施してから、気体絞り装置により前記鋼板に付着した溶融金属めっき量を調整する溶融金属めっき鋼板製造設備において、
前記気体絞り装置を通過した前記鋼板の形状を測定する鋼板形状センサと、
前記鋼板の形状に基づいて調整された電流が入力され、前記鋼板の反りを小さくする方向に前記鋼板表面に磁力を与える第１の電磁石と、
前記鋼板の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定する板幅方向めっき付着量測定装置と、
前記各位置めっき付着量に基づいて、前記鋼板の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出するエッジ部形状演算装置と、
前記第１の電磁石の前記鋼板の幅方向の両端部に設けられており、前記鋼板エッジ部傾きに基づいて調整された電流が入力され、前記鋼板エッジ部傾きを小さくする方向に前記鋼板エッジ部に磁力を与える第２の電磁石と、
前記第１の電磁石および前記第２の電磁石に出力する電流値を調整する電磁石制御装置と、
を備える溶融金属めっき鋼板製造設備。

［２］溶融金属めっきを施す前記鋼板が先行の鋼板から後行の鋼板に切り替えられる際に、前記後行の鋼板に設定される鋼板切替プリセット電流値を格納している鋼板切替プリセット値格納テーブルを備え、
前記鋼板切替プリセット電流値は前記鋼板の板厚および／または板幅に応じて格納されている前記［１］に記載の溶融金属めっき鋼板製造設備。

［３］鋼板に溶融金属めっきを施してから、気体絞り装置により前記鋼板に付着した溶融金属めっき量を調整するめっき工程と、
前記気体絞り装置を通過した前記鋼板の形状を測定し、
前記鋼板の形状に基づいて、第１の電磁石に出力する電流値を調整して、前記第１の電磁石により、前記鋼板の反りを小さくするように前記鋼板表面に磁力を与える第１の鋼板形状矯正工程と、
前記鋼板の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定し、
前記各位置めっき付着量に基づいて、前記鋼板の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出することで、前記エッジ部形状を演算する鋼板形状決定工程と、
前記鋼板エッジ部傾きに基づいて、第２の電磁石に出力する電流値を調整して、前記第２の電磁石により、前記鋼板エッジ部傾きを小さくする方向に前記鋼板エッジ部表面に磁力を与える第２の鋼板形状矯正工程と、
を含む溶融金属めっき鋼板の製造方法。

［４］前記溶融金属めっきを施す前記鋼板が先行の鋼板から後行の鋼板に切り替えられる場合に、
前記鋼板の板厚および／または板幅に応じて設定された鋼板切替プリセット電流が入力された前記第２の電磁石により、前記後行の鋼板の表面に磁力を与える前記［３］に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

本発明によれば、鋼板エッジ部に反りが残存することを抑制し、めっき付着量外れを低減することができる。

本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００の概略図である。 従来の溶融金属めっき鋼板製造設備で鋼板の形状を矯正する工程を説明するための図である。 本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１のエッジ部ｘの形状を矯正する工程を説明するための図である。 本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１のエッジ部ｘの形状を矯正する工程を説明するための図である。 本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１の切り替えを行うためのコイル切替プリセット値学習機能を説明するための図である。 本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１の切り替えを行うためのコイル切替プリセット値学習機能で用いられるコイル切替プリセット値格納テーブルを説明するための図である。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
＜溶融金属めっき鋼板製造設備１００＞
まず、本発明の第１の実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００の構成について説明する。図１は、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００の概略図である。

図１に示す本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、鋼板１に溶融金属めっきを施してから気体絞り装置６により鋼板１に付着した溶融金属めっき量を調整する。

本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、気体絞り装置６を通過させた鋼板１の形状を測定する鋼板形状センサ７を有する。また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、鋼板１の形状に基づいて調整された電流が入力される第１の電磁石８を有する。電流が出力された第１の電磁石８は、鋼板１の幅方向の反り（以下、Ｃ反りとも記す）を小さくする方向に鋼板１表面に磁力を与える。より具体的には、第１の電磁石８は鋼板１の表裏面に対になって配置されており、対になった第１の電磁石８のうち、鋼板１に反りが発生することで、鋼板１に対してより遠くに位置する方の第１の電磁石８に電流を出力し、鋼板１を引っ張る磁力（吸引力）により、鋼板１のＣ反りを小さくすることができる。

また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、鋼板１の幅方向における表裏面の各位置めっき付着量を測定する板幅方向めっき付着量測定装置１４を有する。また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、表裏面の一方についての各位置めっき付着量（鋼板１の幅方向の付着量分布）に基づいて、鋼板１の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを求めるエッジ部形状演算装置１７を有する。溶融金属めっき鋼板製造設備１００では、この鋼板エッジ部傾きを鋼板１のエッジ部形状とすることができる。そして、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、第１の電磁石８の鋼板１の幅方向の両端部に設けられ、鋼板エッジ部の傾きに基づいて調整された電流が入力される第２の電磁石（エッジ部形状矯正用電磁石）１８を有する。電流が入力された第２の電磁石１８は、鋼板エッジ部傾きを小さくするように鋼板エッジ部に磁力を与える。より具体的には、第２の電磁石１８は鋼板１の表裏面に対になって配置されており、対になった第２の電磁石１８のうち、鋼板１にＣ反りが発生することで、鋼板１に対してより遠くに位置する方の第２の電磁石１８に電流が入力され、鋼板１を引っ張る磁力（吸引力）により、鋼板エッジ部に残存する反り（以下、残存反りとも記す。）を抑制できる。

なお、鋼板形状センサ７は、第１の電磁石８および第２の電磁石１８の上流側（矢印Ｆの反対方向）の近傍に設置できる。

また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、上記の第１の電磁石８および第２の電磁石１８に出力する電流値を調整する電磁石制御装置１９を有する。電磁石制御装置１９は、鋼板形状センサ７が測定した鋼板１の形状（板形状実績）に基づいて、第１の電磁石８に出力する電流値を調整できる（電流指令）。また、電磁石制御装置１９は、上記の各位置めっき付着量（幅方向の付着量分布）に基づいて、第２の電磁石１８に出力する電流値を設定できる（エッジ矯正電流指令）。

第１の電磁石８および第２の電磁石１８は、鋼板１の表面と交わる方向に磁力を発生させるように、鋼板１面に対向して設けられる。この第１の電磁石８および第２の電磁石１８は、鋼板１表面に磁力を与えることで、鋼板１のＣ反りを矯正できる。特に、第２の電磁石１８が鋼板１の幅方向のエッジ部に磁力を与えることで、残存反りを抑制できる。

第１の電磁石８および第２の電磁石１８の幅方向の設置位置については、鋼板１の幅方向に第１の電磁石８を複数並べておいて、第１の電磁石８の鋼板１の幅方向の両端部に第２の電磁石１８を設置することができる。第１の電磁石８、第２の電磁石１８の個数や配置間隔については、鋼板１の板幅、板厚、Ｃ反りの形状等に応じて任意に設定することができる。

また、第１の電磁石８および第２の電磁石１８は、溶融金属めっきが施された鋼板１が引き上げられる方向Ｆに対し、気体絞り装置６の上方に設置されることが好ましい。第１の電磁石８および第２の電磁石１８を気体絞り装置６の上方に設置することで、めっきする金属が飛散して堆積することを抑制できる。

また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、前述したように鋼板１に溶融金属めっきを施すために、溶融金属めっき浴３、溶融金属めっき浴３を保持する溶融金属めっき槽２、溶融金属めっき浴３中で鋼板１を巻き掛けて方向転換させるシンクロール４、方向転換した鋼板１を溶融金属めっき浴３内で支持する浴中支持ロール５を有していてもよい。

また、合金化溶融金属めっき鋼板を製造する場合には、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、溶融金属めっき槽２、気体絞り装置６、鋼板形状センサ７、第１の電磁石８、第２の電磁石１８、浴外支持ロール９の下流側（矢印Ｆの方向）に、めっき皮膜を合金化させる合金化炉１０を有していてもよく、合金化炉１０の下流側に保熱帯１１を有していてもよい。また、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、冷却帯１２を有していてもよい。合金化炉１０、保熱帯１１、冷却帯１２では、これらの温度条件を適切に調整することにより、めっき皮膜の合金化度を制御することができる。なお、合金化溶融金属めっき鋼板を製造しない場合には、溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、合金化炉１０および保熱帯１１における熱処理を行わない。

さらに、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、めっき皮膜の計測機器として、前述した板幅方向めっき付着量測定装置１４の他に、合金化度測定装置１５を有してもよい。合金化度測定装置１５は、めっき皮膜中の鉄含有率、すなわち合金化度を測定するものであり、鋼板１の幅方向の合金化度分布を測定できる。

鋼板１は、上記の冷却帯１２を通過した後、トップロール１３にて水平方向転換を経てから、板幅方向めっき付着量測定装置１４、合金化度測定装置１５を通過する。

また、制御装置としては、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、前述した第１の電磁石８および第２の電磁石１８を制御する電磁石制御装置１９の他に、鋼板１に溶融金属めっき処理を行う操業条件を制御するライン制御装置１６、合金化炉１０を制御する合金化制御装置（図示せず）、気体絞り装置６を制御する付着量制御装置（図示せず）、設備１００全体の動作を統括的に制御する制御用計算機（図示せず）を有していてもよい。ライン制御装置１６は、電磁石制御装置１９に、鋼板情報、トラッキング情報を送信することができる。上述した制御装置は、コンピュータ等のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する装置とすることができる。

なお、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で用いられる溶融金属めっきとしては、特に限定されるものではなく、亜鉛、錫、アルミニウムによるめっき等が挙げられる。

＜溶融金属めっき鋼板製造設備１００による溶融金属めっき鋼板の製造方法＞
次に、前述した構成を有する溶融金属めっき鋼板製造設備１００を用いた溶融金属めっき鋼板の製造方法について説明する。本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００を用いた溶融金属めっき鋼板の製造方法では、まず、鋼板１に溶融金属めっきを施してから、気体絞り装置６により鋼板１に付着した溶融金属めっき量を調整する（めっき工程）。

そして、この溶融金属めっき鋼板の製造方法では、気体絞り装置６を通過した鋼板１の形状を鋼板形状センサ７で測定し、鋼板１の形状に基づいて、第１の電磁石８に出力する電流値を調整する。このようにして電流が出力された第１の電磁石８により、鋼板１表面に磁力を与えて、鋼板１の形状を矯正する（第１の鋼板形状矯正工程）。

次に、溶融金属めっき鋼板の製造方法では、鋼板１の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を板幅方向めっき付着量測定装置１４で測定する。具体的には、板幅方向めっき付着量測定装置１４では、例えば、鋼板１表面にγ線またはＸ線を照射し、発生する蛍光Ｘ線の強度に基づいて、鋼板１の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定する。そして、この各位置めっき付着量に基づいて、鋼板１の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出し、この鋼板エッジ部傾きをエッジ部形状とする（鋼板形状決定工程）。

次に、溶融金属めっき鋼板の製造方法では、鋼板エッジ部傾きに基づいて、第２の電磁石１８に出力する電流値を調整し、第２の電磁石１８により鋼板エッジ部表面に磁力を与えて、鋼板エッジ部傾きを小さくすることで、鋼板エッジ部の形状を矯正する（第２の鋼板形状矯正工程）。これにより、残存反りを抑制し、鋼板エッジ部の付着量外れを低減することができる。以下、めっき工程、第１の鋼板形状矯正工程、鋼板形状決定工程および第２の鋼板形状矯正工程について説明する。

（めっき工程）
まず、本工程では、鋼板１に溶融金属めっきを施す。具体的には、例えば、図１に示すように、溶融金属めっき槽２中に連続した鋼板１を進入させつつ、溶融金属めっき浴３中に配置したシンクロール４で鋼板１を上向きに方向転換させ、浴中支持ロール５を通過させた後、鋼板１を溶融金属めっき浴３から引き上げる。そして、気体絞り装置６から鋼板１の両面に向けてガスを吹き付け、余分な溶融金属を排除する。

（第１の鋼板形状矯正工程）
次に、本工程では、鋼板形状センサ７で、気体絞り装置６を通過した鋼板１の形状を測定する。例えば、鋼板形状センサ７は、鋼板１の各位置と鋼板形状センサ７との間隔を測定することで、鋼板１の形状を測定できる。鋼板形状センサ７により計測された情報（板形状実績）は、電磁石制御装置１９へ送信される。

電磁石制御装置１９では、所定の板形状をオペレータが設定し、鋼板形状センサ７の実績値と設定値との差に基づいて、鋼板１の幅方向に配置された第１の電磁石８に出力する電流値を決定する。なお、上記の所定の板形状とは、Ｃ反りを有さない平坦な形状のことを指すが、許容範囲を設けてもよい。

次に、第１の電磁石８により、鋼板１表面に磁力を与え、鋼板１の幅方向の形状を矯正することでＣ反りを低減させる（以下、第１の形状矯正とも記す。）。より具体的には、鋼板１の表裏面に対になって配置された第１の電磁石８のうち、鋼板１に反りが発生することで、鋼板１に対してより遠くに位置する方の第１の電磁石８には電流を出力せず、鋼板１に対してより近くに位置する方の第１の電磁石８に電流を出力して、磁力（吸引力）により、鋼板１のＣ反りを小さくすることができる。

また、図１に示すように、合金化溶融金属めっき鋼板を製造する場合には、浴外支持ロール９を通過した鋼板１を合金化炉１０で合金化に必要な温度まで加熱し、保熱帯１１で適正な温度に保った後、冷却帯１２で冷却することができる。これらの温度条件が調整されることにより、所望の合金化度を得ることができる。なお、合金化溶融金属めっき鋼板以外の鋼板を製造する場合には、上記のような合金化炉１０、保熱帯１１での合金化処理は行われなくてもよい。

なお、合金化溶融金属めっき鋼板を製造する場合において、鋼板１の幅方向の合金化度を均一とするためには、これらの装置における板幅方向の温度条件は均一であることが好ましい。そのため、合金化炉１０の加熱方式は誘導加熱式とすることが好ましい。ガス加熱式のように鋼板１表面の放射率の影響を受けることがなく、幅方向に均一な加熱を実現できる。

（鋼板形状決定工程）
次に、板幅方向めっき付着量測定装置１４で、鋼板１の幅方向における表裏面の各位置めっき付着量を測定する。

エッジ部形状演算装置１７では、測定されたこの各位置めっき付着量の実績値に基づいて、鋼板１のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板１の鋼板エッジ部傾きを求めて、この鋼板エッジ部傾きを鋼板１のエッジ部形状とする。これにより、電磁石制御装置１９では、第２の電磁石１８に出力する電流値を調整することができる。

また、本工程では、合金化度測定装置１５で鋼板１の幅方向の合金化度分布が測定される。この結果に基づいて、合金化炉１０の制御が行われてもよい。

（第２の鋼板形状矯正工程）
本工程では、第１の電磁石８の鋼板１の幅方向の両端部に設けられた第２の電磁石１８の磁力で鋼板エッジ部の形状を矯正する（第２の形状矯正）。これにより、鋼板エッジ部の残存反りを抑制し、めっき付着量外れを低減することが可能になる。

ここで、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００による溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の特徴となる第２の形状矯正について説明する前に、図２を参照しながら、第２の電磁石１８を用いずに、第１の電磁石８のみを用いる従来の溶融金属めっき鋼板の製造方法について説明する。

図２は、溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１の形状を矯正する工程（前述した第１の鋼板形状矯正工程）を説明するための図である。図２（ａ）に示すように、第１の電磁石８により鋼板１に磁力を与えていない状態では、鋼板１はＣ反りを有する。そして、鋼板形状センサ７により鋼板１の形状を測定し、鋼板１の形状に基づいて第１の電磁石８により磁力を与えると（フィードバック制御）、図２（ｂ）に示すように、Ｃ反りは鋼板中央部を中心に矯正される。より具体的には、鋼板１の表裏面に対になって配置された第１の電磁石８のうち、鋼板１に反りが発生することで、鋼板１により近くに位置する方の電磁石８には電流を出力せず、鋼板１からより遠くに位置する方の電磁石８に電流を出力して、磁力（吸引力）により、鋼板１のＣ反りを小さくすることができる。

しかしながら、例えば、鋼板１の鋼板形状センサ７の測定範囲外となるエッジ部ｘでは、第１の電磁石８への電流制御ができないため、鋼板１にＣ反りが残存し、付着量外れが発生する。

これに対し、本発明者らは、第１の電磁石８の鋼板１の幅方向の両端部に、鋼板形状センサ７は設けずに、鋼板エッジ部傾きに基づいて調整された電流が入力される第２の電磁石１８を設け、この第２の電磁石１８により鋼板エッジ部に磁力を与えることで、鋼板の残存反りを抑制できることを見出した。その詳細について、図３を参照しながら説明する。

図３は、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板１のエッジ部の形状を矯正する工程を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、第１の電磁石８からの磁力のみが鋼板１に与えられた状態では、エッジ部ｘにＣ反りが残存している。しかしながら、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００による溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、第１の電磁石８のみならず、第２の電磁石１８によっても、鋼板１に磁力を与え、鋼板１のエッジ部ｘの反りの発生を抑制することができる。なお、図３では、第１の電磁石８を複数対配置し、第２の電磁石１８を第１の電磁石８の両端それぞれに１対ずつのみ配置しているが、第２の電磁石１８を第１の電磁石８の両端それぞれに複数対配置してもよい。

前述したように、第２の電磁石１８に出力する電流値は、板幅方向めっき付着量測定装置１４が測定した各位置めっき付着量に基づいて決定される。続いて、図４を参照しながら、この第２の電磁石１８に出力する電流値の決定方法の詳細について説明する。

図４は、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板エッジ部の形状を矯正する工程を説明するための図である。なお、図４では、図４（ａ−１）に示すように、垂直に引き上げられた鋼板１がトップロール１３にて水平方向転換した後に、板幅方向めっき付着量測定装置１４を鋼板１の幅方向に移動させて、所定間隔で鋼板１のめっき付着量（付着厚み）を計測する（図中、符号Ｍ参照）。エッジ部形状演算装置１７では、板幅方向めっき付着量測定装置１４を用いて得られた鋼板エッジ部の各位置の付着量データＷ１、Ｗ２、Ｗ３から、下記の式を用いて鋼板１と気体絞り装置６との間隔（鋼板位置情報）Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３を演算する。図４（ａ−２）に示すように、ここでは、演算する鋼板１と第２の電磁石１８との間隔については、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の３点の情報としているが、測定点の数は、特に限定されない。
Ｙ１＝Ｗ１／Ｐ×Ｋ
Ｙ２＝Ｗ２／Ｐ×Ｋ
Ｙ３＝Ｗ３／Ｐ×Ｋ
ここで、Ｗ：付着量実績（ｇ／ｍ^２）、Ｙ：鋼板と気体絞り装置との間隔（ｍｍ）、Ｐ：ノズルガス圧力（Ｎ／ｍｍ^２）、Ｋ：付着量演算補正係数（ｇ・１０^−３／Ｎ・ｍ）である。上記の式は、付着量実績Ｗがノズルガス圧力Ｐと鋼板１と気体絞り装置６との間隔Ｙの大きさに比例する（Ｗ＝Ｙ×Ｐ×Ｋ）ことから逆算して得られたものである。Ｋは補正用の係数として用いている。このとき、ラインスピード（ＬＳ）および付着量は一定に制御されていることが好ましい。

そして、エッジ部形状演算装置１７では、各位置めっき付着量より演算された鋼板１と気体絞り装置６との間隔（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）に基づいて、最小二乗法を用いて、１次式：ｙ＝αｘ＋βから、鋼板１のエッジ部形状の傾きαを求め、演算された傾きαが許容値Ａ（Ａは予め設定された値であり、−１以上１以下である。）の範囲内か否かを判定する。ここで、αは、−１以上＋１以下である。また、βは、電磁石８、１８と鋼板までの距離（パスライン位置）とすることができ、例えば、３０ｍｍである。

なお、図４では、鋼板１と気体絞り装置６との間隔については、３点測定した例を示しているが、測定点は２点であってもよいし、４点以上であってもよい。また、この測定点は１点のみであってもよい。測定点が１点のみである場合には、傾きαは、測定された間隔Ｙと予め設定された間隔情報Ｙ’とを用いて、上述したように最小二乗法を用いて求めることができる。この間隔情報Ｙ’は、例えば、鋼板１がＣ反りを有さない平坦形状の場合における鋼板１と気体絞り装置６との間隔の情報とすることができる。そして、板の傾きαが許容値Ａの範囲外であると判定されたときには、電磁石制御装置１９により、下記の式を用いて第２の電磁石１８に出力する電流値Ｅを計算し、この電流値Ｅをプリセット値（以下、プリセット電流値Ｅともいう。）とする。
Ｅ＝α×Ｌ
ここで、Ｅ：第２の電磁石に出力する電流値、α：鋼板エッジ部傾き、Ｌ：電流値計算係数である。

このようにして求められた第２の電磁石１８に出力するプリセット電流値Ｅの情報に基づいて、電磁石制御装置１９は、電流制御装置（図示せず）に、第２の電磁石１８に対して電流を出力させる。なお、この電流制御装置は、電磁石制御装置１９内に設けられていてもよい。

そして、図４（ｂ−１）に示すように、第２の電磁石１８により、鋼板エッジ部の形状が矯正され、鋼板１上のめっき付着量データＷ１、Ｗ２、Ｗ３のばらつきが減り、上記の傾きαをＡの範囲内とすることができる。

第２の電磁石１８にプリセット電流を出力した後、エッジ部形状を矯正した鋼板１の箇所が板幅方向めっき付着量測定装置１４を通過するまでは、該プリセット電流を維持し、傾きαの演算を行わず、板幅方向めっき付着量測定装置１４を通過したところで、エッジ部の傾きαの測定をする。このとき、αが許容値Ａの範囲を外れる場合、再び第２の電磁石１８に出力する電流値Ｅの計算を行い、既に設定されているプリセット電流値Ｅに基づいて、その値を修正する。

このように、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００を用いた溶融金属めっき鋼板の製造方法では、第１の電磁石８による第１の形状矯正のみならず、第１の電磁石８の鋼板方向の両端側に設けた第２の電磁石１８による第２の形状矯正も行うため、鋼板１のエッジ部の残存反りを抑制し、めっき付着量外れを低減することができる。特に、第２の電磁石１８では、鋼板形状センサ７を近傍に設けずに、各位置めっき付着量に基づく鋼板エッジ部傾きによって入力される電流が調整されるため、設備構成を複雑化せずに簡便にエッジ部の残存反りを抑制することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００および該設備１００による溶融金属めっき鋼板の製造方法について説明する。

本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００を用いた溶融金属めっき鋼板の製造方法では、鋼板１（以下、コイルとも記す。）についての先行の鋼板から後行の鋼板への切り替えのタイミングにおいて、第２の電磁石１８に適当なプリセット電流を出力し、後行の鋼板における設備１００の進行方向の先端部での鋼板エッジ部における付着量外れを低減できる。

ここで、本実施形態でいうプリセット電流とは、先行の鋼板から後行の鋼板に切り替えられた場合に、後行の鋼板の反りを小さくするために、第２の電磁石１８に入力されるテーブルに格納された電流のことを指す。

溶融金属めっき鋼板製造設備１００は、鋼板切替プリセット値格納テーブルを有することができる。この鋼板切替プリセット値格納テーブルに記憶され、鋼板の板厚および／または板幅に応じて設定された鋼板切替プリセット電流により、切り替えられた後行の鋼板にとって適当なプリセット電流が第２の電磁石１８に与えられる。

前述した第１の実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備と比べ、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００がこの鋼板切替プリセット値格納テーブルを有する以外は、両設備は実質的に同一である。そのため、本実施形態では、溶融金属めっき鋼板製造設備１００が鋼板切替プリセット値格納テーブルを有することによる機能について主に説明する。

電磁石制御装置１９がこの鋼板切替プリセット値格納テーブルを有することで、溶融金属めっき浴に進入する鋼板１が、先行の鋼板から後行の鋼板に切り替わった際に、めっき付着量に基づいて第２の電磁石１８がこの後行の鋼板に磁力を与える前に、第２の電磁石１８に鋼板切替プリセット電流値が入力され、第２の電磁石１８は後行の鋼板の表面に磁力を与えることもできる。第１の実施形態で前述したように、鋼板１が板幅方向めっき付着量測定装置１４を通過して、表裏面の幅方向における各位置めっき付着量が測定される。そして、鋼板エッジ部傾きが許容値Ａの範囲を外れて、第２の電磁石１８に出力する電流値が決定されるまでは、この鋼板切替プリセット電流が第２の電磁石１８に与えられ続け、鋼板１のエッジ部傾きを小さくすることができる。これにより、切り替えられた鋼板１の設備１００での進行方向の先端部の残存反りも安定に抑制することができる。

また、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００では、先行の鋼板から後行の鋼板への切り替えを行う際に、鋼板切替プリセット値学習機能を有することができる。以下、この鋼板切替プリセット値学習機能について説明する。

この鋼板切替プリセット値学習機能の具体例としては、まず、鋼板のエッジ部形状の実績を判定する。例えば、鋼板内プリセット回数が２回または３回であり、かつプリセット電流の最大値と最小値との差が１Ａ以下の場合、鋼板は安定であると判定できる。この場合、鋼板内プリセット回数が０回または１回の場合は、プリセット電流に最大値と最小値は存在しないが、鋼板は安定であると判定できる。ここで、鋼板内プリセット回数とは、対象とする各鋼板において、第１の実施形態で説明したように、各位置めっき付着量に基づいて出力する電流値のプリセットを行う回数のことを指す。

次に、対象となる鋼板について、例えば３回分のプリセット電流値（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）の平均値Ｅ_ａｖｅを以下の式により計算する。
Ｅ_ａｖｅ＝（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）／３
その次に、鋼板切替プリセット値格納テーブルに格納する電流値Ｅｎを以下の式により計算する。
Ｅｎ＝Ｅ_ａｖｅ×ａ％＋Ｅｎ−１×（１００−ａ）％
ここで、Ｅ_ａｖｅは対象とする鋼板について計算されたプリセット電流値の平均値であり、Ｅｎ−１は既に格納されているプリセット電流値であり、ａは、前回までに格納されている値に対し、今回分をどれ位の割合で反映させるかを示す学習係数であり、例えば、０〜１００である。

なお、上述した鋼板切替プリセット値学習機能は、溶融金属めっき鋼板製造設備１００に別途設けられた制御部（図示せず）がその機能を実行することができる。

ここで、図５、６を参照しながら、この鋼板切替プリセット値学習機能の具体例について説明する。図５は、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で先行の鋼板から後行の鋼板への切り替えを行うための鋼板切替プリセット値学習機能を説明するための図である。また、図６は、本実施形態の溶融金属めっき鋼板製造設備１００で鋼板の切り替えを行うための鋼板切替プリセット値学習機能で用いられる鋼板切替プリセット値格納テーブルを説明するための図である。

図５に示すように、鋼板Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順にそれぞれの鋼板毎に安定か否か判別が行われ、安定と判定された鋼板について算出されたプリセット電流値がテーブルに格納され、それまでに格納されていたプリセット電流値が更新される。

図５に示す例として、鋼板内プリセット回数が３回以下であり、かつプリセット電流の最大値と最小値との差が１Ａ以下のときに、鋼板が安定であると判定する場合を説明する。この場合、まず、鋼板Ａから切り替えられた鋼板Ｂでは、図５に示すように、まず、鋼板切替により第２の電磁石１８に出力する電流値が初期値にプリセットされる（図中、▼参照）。そして、第１の実施形態で説明したエッジ部傾き演算によるプリセット▽の数が４つであり、プリセット回数が４回である。すなわち、鋼板Ｂのプリセット回数は、制限回数の３回を超えている。また、プリセット電流の最大値と最小値の差を３Ａとすると、制限値の１Ａを超えている。このとき、得られたデータを鋼板切替プリセット値格納テーブルに格納することはできない。一方、鋼板Ｂから切り替えられた鋼板Ｃでは、図５に示すように、まず、鋼板切替により第２の電磁石１８に出力する電流値が初期値にプリセットされる（図中、▼参照）。そして、鋼板Ｃでは、第１の実施形態で説明したエッジ部傾き演算によるプリセット▽の数が１つであり、プリセット回数が１回である。すなわち、鋼板Ｃのプリセット回数は、制限回数の３回以下である。また、プリセット電流の最大値と最小値の差を０．８Ａとすると、この差は、制限値の１Ａ以下である。このような場合、算出されたプリセット電流値のデータについて、上述の方法により、鋼板切替プリセット値格納テーブルに蓄積されているデータを更新することができる。なお、プリセット回数が１回の場合は、プリセット電流の最大値と最小値とは同じであるとする。

この鋼板切替プリセット値格納テーブルの一例は、図６に示すような所定の板幅および所定の板厚毎に区分けされたものである。ここでは、例えば、板幅については、６００ｍｍ以上８００ｍｍ未満、８００ｍｍ以上１０００ｍｍ未満、１０００ｍｍ以上１２００ｍｍ未満、１０００ｍｍ以上１２００ｍｍ未満、１２００ｍｍ以上１４００ｍｍ未満、１４００ｍｍ以上１６００ｍｍ未満、１６００ｍｍ以上１８００ｍｍ未満、１８００ｍｍ以上１９００ｍｍ未満の範囲に分類し、板厚については、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満、０．８ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、１．０ｍｍ以上１．２ｍｍ未満、１．２ｍｍ以上１．４ｍｍ未満、１．４ｍｍ以上１．６ｍｍ未満、１．６ｍｍ以上１．８ｍｍ未満、１．８ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の範囲に分類して、プリセット電流値Ｅｎが格納され、更新される。

このように、鋼板切替プリセット値学習機能を溶融金属めっき鋼板製造設備１００が有することで、鋼板を切り替えるタイミングにおいて、電磁石制御装置１９は、電流制御装置に、板厚および／または板幅に応じて最適なプリセット電流値を第２の電磁石１８に出力させることができる。そのため、鋼板１の先端部から鋼板エッジ部の残存反りを抑制することができ、鋼板１の付着量の幅方向制御精度を向上し、鋼板エッジ部の付着量外れをより安定に低減することができる。

１ 鋼板
２ 溶融金属めっき槽
３ 溶融金属めっき浴
４ シンクロール
５ 浴中支持ロール
６ 気体絞り装置
７ 鋼板形状センサ
８ 第１の電磁石
９ 浴外支持ロール
１０ 合金化炉
１１ 保熱帯
１２ 冷却帯
１３ トップロール
１４ 板幅方向めっき付着量測定装置
１５ 合金化度測定装置
１６ ライン制御装置
１７ エッジ部形状演算装置
１８ 第２の電磁石
１９ 電磁石制御装置
１００ 溶融金属めっき鋼板製造設備

Claims (4)

1. 鋼板に溶融金属めっきを施してから、気体絞り装置により前記鋼板に付着した溶融金属めっき量を調整する溶融金属めっき鋼板製造設備において、
   前記気体絞り装置を通過した前記鋼板の形状を測定する鋼板形状センサと、
   前記鋼板の形状に基づいて調整された電流が入力され、前記鋼板の反りを小さくするように前記鋼板表面に磁力を与える第１の電磁石と、
   前記鋼板の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定する板幅方向めっき付着量測定装置と、
   前記各位置めっき付着量に基づいて、前記鋼板の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出するエッジ部形状演算装置と、
   前記第１の電磁石の前記鋼板の幅方向の両端部に設けられており、前記鋼板エッジ部傾きに基づいて調整された電流が入力され、前記鋼板エッジ部傾きを小さくするように前記鋼板エッジ部に磁力を与える第２の電磁石と、
   前記第１の電磁石および前記第２の電磁石に出力する電流値を調整する電磁石制御装置と、
   を備える溶融金属めっき鋼板製造設備。
2. 溶融金属めっきを施す前記鋼板が先行の鋼板から後行の鋼板に切り替えられる際に、前記後行の鋼板に設定される鋼板切替プリセット電流値を格納している鋼板切替プリセット値格納テーブルを備え、
   前記鋼板切替プリセット電流値は前記鋼板の板厚および／または板幅に応じて格納されている請求項１に記載の溶融金属めっき鋼板製造設備。
3. 鋼板に溶融金属めっきを施してから、気体絞り装置により前記鋼板に付着した溶融金属めっき量を調整するめっき工程と、
   前記気体絞り装置を通過した前記鋼板の形状を測定し、
   前記鋼板の形状に基づいて、第１の電磁石に出力する電流値を調整して、前記第１の電磁石により、前記鋼板の反りを小さくするように前記鋼板表面に磁力を与える第１の鋼板形状矯正工程と、
   前記鋼板の表裏面の幅方向における各位置めっき付着量を測定し、
   前記各位置めっき付着量に基づいて、前記鋼板の幅方向のエッジ部形状を一次関数で近似して鋼板エッジ部傾きを算出することで、前記エッジ部形状を演算する鋼板形状決定工程と、
   前記鋼板エッジ部傾きに基づいて、第２の電磁石に出力する電流値を調整して、前記第２の電磁石により、前記鋼板エッジ部傾きを小さくするように前記鋼板エッジ部表面に磁力を与える第２の鋼板形状矯正工程と、
   を含む溶融金属めっき鋼板の製造方法。
4. 前記溶融金属めっきを施す前記鋼板が先行の鋼板から後行の鋼板に切り替えられる場合に、
   前記鋼板の板厚および／または板幅に応じて設定された鋼板切替プリセット電流が入力された前記第２の電磁石により、前記後行の鋼板の表面に磁力を与える請求項３に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

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