JP2020105622A - めっき付着量制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
鋼板151は、一旦溶融めっき浴に浸された後、引き上げた後に鋼板151の表裏にそれぞれ備えられた表ノズルと裏ノズルからなるノズル153からガスを吹き付けられ、過剰に付着しためっきを除去することで、付着するめっきの量が所望の値に制御される。鋼板151に付着するめっきの量は、おおむね鋼板151の速度(板速)、ノズル153から吹きつけるガスの圧力、ノズル153と鋼板151の距離により決定される。鋼板151の振動に配慮して表ノズルの圧力と裏ノズルの圧力は通常同一とするため、鋼板151が表ノズルと裏ノズルの中間になるようにノズル153の位置を制御すれば、鋼板151の表裏の付着量を同じ値にできる。
また浴中ロール160を操作することで、鋼板151の幅方向の板反りを変化させることができる。鋼板151が反ると、これが原因で板幅方向の鋼板151のめっき付着量が板幅方向で異なる値になるが、鋼板151が反りを持たないように浴中ロール160の位置を制御することにより、前記の異なる値になる現象を矯正できる。
鋼板151に付着するめっき付着量と、板速、ノズル圧力、ノズルギャップ(ノズルと鋼板の距離)の関係は、例えば数式1で表される。
さらに、プリセット制御部101は、第1の規格外リスク算出部104に利用される第1のマージンテーブル109を有する。なお、図17では第1のマージンテーブル109を第1の規格外リスク算出部104の外部に接続する構成としたが、第1のマージンテーブル109を第1の規格外リスク算出部104の内部に備える構成としてもよい。
第1の操作量算出部111でノズル圧力を算出する場合、数式1をln(P)について解いた後、Wに補正されためっき付着量目標値を入力し、DとVにノズルギャップと板速の実績値を入力してln(P)を求め、これをPに変換することで、ノズル圧力の操作量が計算できる。第1の操作量算出部111でノズル位置を算出する場合も、同様の手順で計算できる。
第1の規格外リスク算出部104は、片面保証算出部105、両面一点保証算出部106、片面一点保証算出部107、最薄点保証算出部108により構成される。
さらに、フィードバック制御部121は、第2の規格外リスク算出部124に利用される第2のマージンテーブル129を有する。なお、図18では第2のマージンテーブル129を第2の規格外リスク算出部124の外部に接続する構成としたが、第2のマージンテーブル129を第2の規格外リスク算出部124の内部に備える構成としてもよい。
第2の規格外リスク算出部124は、片面保証算出部125、両面一点保証算出部126、片面一点保証算出部127、最薄点保証算出部128により構成される。
実際にはこの他に、鋼板の化学組成や納め先、次工程の情報等が含まれる場合もある。図2の例で、鋼板番号KYR19600110の鋼板の目標めっき付着量は片面当たりA[g/m2]、下限保証規格は片面で、片面下限値はB[g/m2]であることを示している。すなわちこの鋼板では、片面当たりA[g/m2]を目標にめっき付着量制御を行い、表面と裏面のどちらかがB[g/m2]以下になると、めっき付着量品質が不合格になることを示している。
次に、付着量偏差補正部130の処理を説明する。付着量偏差補正部130は、次鋼板の保証規格を判断し、第2の規格外リスク算出部124から取り込んだ該当規格の下限割れリスクの値を用いてめっき付着量偏差を補正する。図16に付着量偏差補正部130の処理を示す。まずS16−1でめっき付着量偏差を算出する。めっき付着量偏差ΔWは、処理されている鋼板に対してめっき付着量検出器155で検出しためっき付着量の実績値Wactと、処理されている鋼板に対応した指示情報201から取り込んだ目標めっき付着量W*の差で算出する(数式40)。
次に、第2の操作量算出部131の処理を説明する。第2の操作量算出部131は、処理されている鋼板に対して、目標付着量を実現し、かつ、めっき付着量の下限割れリスクに配慮したノズル153の圧力とギャップの値を決定する。たとえばノズル圧力の操作でこれを実現する場合であれば、ノズル圧力Prefを、数式43のように算出すれば良い。
本実施例では、表と裏のめっき付着量の目標値が同一の場合を例に説明したが、実際の操業では、表と裏の目標付着量が異なるいわゆる差厚めっきも処理される。この場合でも指示情報201の目標付着量、片面下限値、片面一点下限値、最薄点下限値等に対し、表と裏で異なった値を指示できるようにすれば、本発明をそのまま適用できる。また本実施例では下限保証規格に対して、下限割れリスクを考慮して付着量目標値を補正する例を示したが、上限保証規格に対しても、同様の考え方で本発明を適用できる。また下限保証規格と上限保証規格が混在した鋼板に対しても、本発明を適用できる。
101 プリセット制御部
102 プリセット付着量推定部
103 第1の保証規格判定部
104 第1の規格外リスク算出部
105 片面保証算出部
106 両面一点保証算出部
107 片面一点保証算出部
108 最薄点保証算出部
109 第1のマージンテーブル
110 目標付着量補正部
111 第1の操作量算出部
112 めっき付着量予測モデル
121 フィードバック制御部
122 付着量偏差算出部
123 第2の保証規格判定部
124 第2の規格外リスク算出部
125 片面保証算出部
126 両面一点保証算出部
127 片面一点保証算出部
128 最薄点保証算出部
129 第2のマージンテーブル
130 付着量偏差補正部
131 第2の操作量算出部
150 めっきプラント
151 鋼板(ストリップ)
153 ノズル
155 めっき付着量検出器
156 溶接点
Claims (16)
- 連続的に送られてくる鋼板を溶融めっき浴の浴槽に浸し、前記鋼板に溶融めっき浴を付着させ、前記浴槽から引き上げた後に鋼板の表裏に備えられた表ノズルと裏ノズルから前記鋼板にガスを吹き付け、過剰に付着した溶融めっき浴を除去することで鋼板に所望の厚みの溶融めっき浴を付着させるめっきプラントを制御するめっき付着量制御装置において、
板速、ノズル圧力、ノズルと鋼板の距離と、鋼板に付着するめっき付着量の関係を記述しためっき付着量予測モデルと、
現在めっき処理されている現鋼板と溶接点でつなげられ、現鋼板の次にめっき処理される次鋼板に所望のめっきを付着させるためのノズル圧力とノズル位置を、前記めっき付着量予測モデルを用いた演算で算出するプリセット制御部を備え、
前記プリセット制御部は、
プリセット制御の結果得られる鋼板のめっき付着量を推定するプリセット付着量推定部と、
次鋼板の保証規格が複数ある保証規格のどれかを判定する第1の保証規格判定部と、
推定しためっき付着量と鋼板の保証規格とから、プリセット制御の結果、次鋼板が保証規格外れとなる規格外リスクの発生を判定し、その規格外リスク値を算出する第1の規格外リスク算出部と、
次鋼板の目標めっき付着量を第1の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値で補正する目標付着量補正部と、
補正された目標付着量を所望の付着量として、これを実現するノズル圧力指令値とノズル位置指令値の少なくとも一方を、前記めっき付着量予測モデルを用いた演算で算出する第1の操作量算出部を備えたこと
を特徴とするめっき付着量制御装置。 - 前記鋼板から計測しためっき付着量の実績値と前記目標めっき付着量との偏差を算出し、この偏差が小さくなるように前記ノズル圧力とノズル位置の少なくとも一方の操作量を変更するフィードバック制御部を備え、
前記フィードバック制御部は、
鋼板から計測しためっき付着量の実績値と鋼板の保証規格値との偏差を算出する付着量偏差算出部と、
現鋼板の保証規格を判定する第2の保証規格判定部と
前記付着量偏差算出部と第2の保証規格判定部の出力から、現鋼板が保証規格外れとなる規格外リスクの発生を判定し、その規格外リスク値を算出する第2の規格外リスク算出部と、
前記偏差を第2の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値で補正する付着量偏差補正部と、
補正された偏差の絶対値が小さくなるように、ノズル圧力指令値とノズル位置指令値の少なくとも一方を変更する第2の操作量算出部を備えたこと
を特徴とする請求項1に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、鋼板の保証規格として定められた値と前記推定しためっき付着量との差が一定値以下になったとき、前記規格外リスクの発生を判定すること
を特徴とする請求項1に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、
前記一定値をマージンとして、保証規格とめっき付着量に対応付けて蓄積した第1のマージンテーブルを備え、
推定しためっき付着量と鋼板の保証規格と前記第1のマージンテーブルから抽出したマージンの値から、次鋼板が規格外となるリスクを算出すること
を特徴とする請求項3に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、
前記鋼板の表裏で予測しためっき付着量のうち薄い方の値を用いて規格外リスク値を算出する片面保証算出部と、
左側、中央、右側からなる前記鋼板の幅方向の3点の表裏平均付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する両面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布の左側、中央、右側の付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する片面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する最薄点保証算出部と、の少なくとも1つ以上を備えており、
前記目標付着量補正部は、
次鋼板の目標めっき付着量を、第1の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値のうち、もっとも大きなリスクの値で補正すること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、前記鋼板から計測しためっき付着量の実績値と鋼板の保証規格として定められた値との差が所定の値以下になったとき、前記規格外リスクの発生を判定すること
を特徴とする請求項2に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、
前記所定の値をマージンとして、保証規格とめっき付着量に対応付けて蓄積した第2のマージンテーブルを備え、
前記めっき付着量の実績値と前記目標めっき付着量と鋼板の保証規格と前記第2のマージンテーブルから抽出したマージンの値から、次鋼板が規格外となるリスクを算出すること
を特徴とする請求項6に記載のめっき付着量制御装置。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、
前記鋼板の表裏で計測しためっき付着量のうち薄い方の値を用いて規格外リスク値を算出する片面保証算出部と、
左側、中央、右側からなる前記鋼板の幅方向の3点の表裏平均付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する両面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布の左側、中央、右側の付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する片面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する最薄点保証算出部と、の少なくとも1つ以上を備えており、
前記付着量偏差補正部は、
前記めっき付着量実績値と前記目標めっき付着量との偏差を、第2の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値のうち、もっとも大きなリスクの値で補正すること
を特徴とする請求項6または請求項7に記載のめっき付着量制御装置。 - 連続的に送られてくる鋼板を溶融めっき浴の浴槽に浸し、前記鋼板に溶融めっき浴を付着させ、前記浴槽から引き上げた後に鋼板の表裏に備えられた表ノズルと裏ノズルから前記鋼板にガスを吹き付け、過剰に付着した溶融めっき浴を除去することで鋼板に所望の厚みの溶融めっき浴を付着させるめっき付着量制御方法であって、
めっき付着量制御装置は、
板速、ノズル圧力、ノズルと鋼板の距離と、鋼板に付着するめっき付着量の関係を記述しためっき付着量予測モデルと、
現在めっき処理されている現鋼板と溶接点でつなげられ、現鋼板の次にめっき処理される次鋼板に所望のめっきを付着させるためのノズル圧力とノズル位置を、前記めっき付着量予測モデルを用いた演算で算出するプリセット制御部を備え、
前記プリセット制御部は、プリセット付着量推定部と、第1の保証規格判定部と、第1の規格外リスク算出部と、目標付着量補正部と、第1の操作量算出部とを備えており、
前記プリセット付着量推定部は、プリセット制御の結果得られる鋼板のめっき付着量を推定し、
前記第1の保証規格判定部は、次鋼板の保証規格が複数ある保証規格のどれかを判定し、
前記第1の規格外リスク算出部は、推定しためっき付着量と鋼板の保証規格とから、プリセット制御の結果、次鋼板が保証規格外れとなる規格外リスクの発生を判定し、その規格外リスク値を算出し、
前記目標付着量補正部は、次鋼板の目標めっき付着量を第1の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値で補正し、
前記第1の操作量算出部は、補正された目標付着量を所望の付着量として、これを実現するノズル圧力指令値とノズル位置指令値の少なくとも一方を、前記めっき付着量予測モデルを用いた演算で算出すること
を特徴とするめっき付着量制御方法。 - 前記めっき付着量制御装置は、
前記鋼板から計測しためっき付着量の実績値と前記目標めっき付着量との偏差を算出し、この偏差が小さくなるように前記ノズル圧力とノズル位置の少なくとも一方の操作量を変更するフィードバック制御部を備え、
前記フィードバック制御部は、付着量偏差算出部と、第2の保証規格判定部と、第2の規格外リスク算出部と、付着量偏差補正部と、第2の操作量算出部とを備えており、
前記付着量偏差算出部は、鋼板から計測しためっき付着量の実績値と鋼板の保証規格値との偏差を算出し、
前記第2の保証規格判定部は、現鋼板の保証規格を判定し、
前記第2の規格外リスク算出部は、前記付着量偏差算出部と第2の保証規格判定部の出力から、現鋼板が保証規格外れとなる規格外リスクの発生を判定し、その規格外リスク値を算出し、
前記付着量偏差補正部は、前記偏差を第2の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値で補正し、
前記第2の操作量算出部は、補正された偏差の絶対値が小さくなるように、ノズル圧力指令値とノズル位置指令値の少なくとも一方を変更すること
を特徴とする請求項9に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、鋼板の保証規格として定められた値と前記推定しためっき付着量との差が一定値以下になったとき、前記規格外リスクの発生を判定すること
を特徴とする請求項9に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、
前記一定値をマージンとして、保証規格とめっき付着量に対応付けて蓄積した第1のマージンテーブルを備え、
推定しためっき付着量と鋼板の保証規格と前記第1のマージンテーブルから抽出したマージンの値から、次鋼板が規格外となるリスクを算出すること
を特徴とする請求項11に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第1の規格外リスク算出部は、
前記鋼板の表裏で予測しためっき付着量のうち薄い方の値を用いて規格外リスク値を算出する片面保証算出部と、
左側、中央、右側からなる前記鋼板の幅方向の3点の表裏平均付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する両面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布の左側、中央、右側の付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する片面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する最薄点保証算出部と、の少なくとも1つ以上を備えており、
前記目標付着量補正部は、
次鋼板の目標めっき付着量を、第1の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値のうち、もっとも大きなリスクの値で補正すること
を特徴とする請求項9ないし請求項12のいずれか1項に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、前記鋼板から計測しためっき付着量の実績値と鋼板の保証規格として定められた値との差が所定の値以下になったとき、前記規格外リスクの発生を判定すること
を特徴とする請求項10に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、
前記所定の値をマージンとして、保証規格とめっき付着量に対応付けて蓄積した第2のマージンテーブルを備え、
前記めっき付着量の実績値と前記目標めっき付着量と鋼板の保証規格と前記第2のマージンテーブルから抽出したマージンの値から、次鋼板が規格外となるリスクを算出すること
を特徴とする請求項14に記載のめっき付着量制御方法。 - 前記第2の規格外リスク算出部は、
前記鋼板の表裏で計測しためっき付着量のうち薄い方の値を用いて規格外リスク値を算出する片面保証算出部と、
左側、中央、右側からなる前記鋼板の幅方向の3点の表裏平均付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する両面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布の左側、中央、右側の付着量のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する片面一点保証算出部と、
前記鋼板の、表面と裏面の幅方向の付着量分布のうち最も小さい値を用いて規格外リスク値を算出する最薄点保証算出部と、の少なくとも1つ以上を備えており、
前記付着量偏差補正部は、
前記めっき付着量実績値と前記目標めっき付着量との偏差を、第2の規格外リスク算出部が出力した規格外リスク値のうち、もっとも大きなリスクの値で補正すること
を特徴とする請求項14または請求項15に記載のめっき付着量制御方法。
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