JP2824733B2 - メッキ設備におけるノズルギャップ制御方法 - Google Patents

メッキ設備におけるノズルギャップ制御方法

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JP2824733B2
JP2824733B2 JP5345512A JP34551293A JP2824733B2 JP 2824733 B2 JP2824733 B2 JP 2824733B2 JP 5345512 A JP5345512 A JP 5345512A JP 34551293 A JP34551293 A JP 34551293A JP 2824733 B2 JP2824733 B2 JP 2824733B2
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弘篤 武居
裕人 小野
勇一 大橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼板の表面に溶融亜鉛メ
ッキ等のメッキを施す際、板反りがあっても、そのメッ
キ付着量を均一にする為のメッキ設備におけるノズルギ
ャップ制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、溶融亜鉛メッキは、自動車や家
電製品等に用いられる高級鋼板に対して施されるもの
で、その溶融亜鉛メッキラインは高級鋼板製造における
最終工程になっている。溶融亜鉛メッキラインの一例を
説明すると、焼鈍された鋼板が溶融亜鉛ポット内を通過
した直後に鋼板表面に付着した余分な溶融亜鉛をノズル
より噴射させた窒素ガスの噴射圧により取り去り、目標
の亜鉛付着量(厚み)にする構成になっている。このよ
うな溶融亜鉛メッキ工程は、製品の品質や製造コストを
決定する重要な工程でもある。
【0003】亜鉛の付着量(通常、単位面積当たりの亜
鉛のグラム量で評価する)は、用途や顧客の仕様によっ
て定められており、従来、その制御はノズルからの噴射
ガス圧とノズルギャップを操作量として設定することに
より行っている。具体的には、上位コンピュータ(ビジ
コン)から目標亜鉛付着量を下位コンピュータであるプ
ロセスコンピュータ(以下、「プロコン」という」から
受信し、これを制御目標値とし、目標亜鉛付着量が変化
するコイル1本毎に操作量を計算し、鋼板内の亜鉛付着
量実績に基づいてフィードバック制御手段によりノズル
ガス圧を修正する制御方法が採用されている。
【0004】また、ノズルギャップの制御に際しては、
鋼板の表に対するギャップ設定値と裏面に対するギャッ
プ設定値とを同じ値にしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、ギャップ設定値を、表ギャップ設定値
=裏ギャップ、すなわち鋼板はノズルギャップの中心を
通ることを前提に制御設計がなされており、鋼板に反り
が生じるとギャップが部分的に異なるため、表裏の亜鉛
付着量が不均一になり、製品の品質を低下させるという
問題がある。
【0006】すなわち、溶融亜鉛メッキラインの溶融亜
鉛ポット部の構成は図5に示す如くであり、溶融亜鉛が
満たされた溶融亜鉛ポット51の底部近傍に水平配設さ
れたロール52にU字状に鋼板53が懸架されている。
溶融亜鉛ポット51の上部には、溶融亜鉛ポット51を
出た鋼板をサポートするための一対のサポートロール5
4が配設され、その上部には亜鉛塗布厚みを調整するた
めのノズル55が鋼板53を介挿する如くに配設されて
いる。
【0007】鋼板53は、図5に示すように、溶融亜鉛
ポット51に矢印方向から進入し、ロール52を半周す
る如くに接し、サポートロール54を経てノズル55間
を通り、不図示のガイドロールを経て取り出される。こ
のとき、鋼板53が平面性を保ったままノズル55間を
通過すれば、鋼板53の全面に対しノズルとの間隔は均
一になり、表裏の亜鉛付着量は均一になる。
【0008】ところが、図6示すように、鋼板の幅方向
に反りがあると、表裏のノズル間に連続的な距離差が生
じ、ノズルギャップに差異が生じる結果、表裏の亜鉛付
着量が不均一になる。このような板反りは、サポートロ
ール54に対する押し込み圧などの影響によって生じる
ものと考えられる。従来、板反りに対しては、オペレー
タによって表裏の付着量が同じになるようにギャップ差
を手動操作で調整することにより対処している。
【0009】そこで、本発明の目的は、板反りがあって
も鋼板の両面のメッキ付着量を均一にすることのできる
メッキ設備におけるノズルギャップ制御方法を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、表面に溶融メッキ金属の付着した鋼
板に対し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズルギャ
ップを制御することにより溶融メッキ金属付着量を調整
するメッキ設備において、前記鋼板の表裏に対する付着
量実績値と表裏合計付着量の目標値との偏差、及び表の
付着量実績値と裏の付着量実績値との偏差をチェック
し、これら偏差に基づいて前記ノズルギャップの設定値
を修正するようにしている。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、鋼板の表裏の各々に対
する付着量実績値と表裏合計付着量の目標値との偏差、
及び表裏各々の付着量実績値間の偏差に基づいてノズル
ギャップの設定値が決定され、ノズルギャップが修正さ
れる。したがって、板反りがあっても、鋼板の表裏のメ
ッキ付着量を均一にすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0013】図1は本発明によるメッキ設備におけるノ
ズルギャップ制御方法の処理例を示すフローチャートで
ある。また、図2は本発明方法を達成する亜鉛付着量制
御システムの機能説明図である。
【0014】図2に示すように、ビジコン1には通信回
線を介してプロコン2が接続されている。一方、溶融亜
鉛メッキ設備は、溶融亜鉛(溶融メッキ金属)3が満た
された溶融亜鉛ポット4、この溶融亜鉛ポット4内に設
置されて鋼板6を溶融亜鉛3内に挿通するためのロール
5、鋼板6に付着した溶融亜鉛を必要な厚みに調整する
ために溶融亜鉛ポット4の上部に配設される表裏一対の
ノズル7a,7b、このノズル7a,7bの上部に昇降
可能に配設されて鋼板面の亜鉛結晶模様(スパングル模
様)を除去するためのゼロスパングル装置8、亜鉛付着
の終了した鋼板をガイドしながら搬送する複数のロール
9、鋼板6上の亜鉛付着量(メッキ付着量)を測定する
亜鉛付着量計10a,10b、鋼板6の搬送速度を検出
する速度計11、ノズル7a,7bのガス圧を制御する
ガス圧力制御部12、ノズル7aとノズル7b間の間隔
を制御するためのギャップ制御部13の各々を備えて構
成されている。
【0015】プロコン2は、亜鉛付着量計10a,10
b及び速度計11の出力信号を取り込み、この情報及び
ビジコン1からの情報に基づいて所定の計算を実行し、
この結果に基づいてノズル7a,7b、ゼロスパングル
装置8、ガス圧力制御部12及びギャップ制御部13を
制御する。更に、プロコン2は、データ、計算結果、設
定内容等の入力操作及びこれらを表示するための入出力
装置14を備えている。また、プロコン2は、不図示の
周辺装置(プリンタ、記憶装置等)を備えている。
【0016】プロコン2は、複数の制御機能及び複数の
計算機能を備えている。制御機能にはフィードバック制
御部21及びフィードフォワード制御部22があり、計
算機能にはプリセット計算部23及び学習計算部24が
ある。また、各制御部及び計算部23に目標値を与える
ために制御目標計算部25が設けられている。
【0017】プリセット計算部23は、コイル溶接点が
均熱炉に到達したタイミングで実行され、制御目標計算
部25の出力信号に基づいて標準ガス圧決定手段によ
り、ノズル7a,7bのガス圧を決定し、溶接点ポット
(または均熱炉)通過時に決定値をガス圧力制御部12
へ送出する。また、これに基づいてノズルギャップを計
算し、ギャップ制御部13を制御する。さらにゼロスパ
ングル装置8の初期位置を計算し、これに基づいてゼロ
スパングル装置8の位置を制御する。
【0018】また、フィードフォワード制御部22は、
プリセット計算の場合と同様に、標準ガス圧決定、ノズ
ルギャップ計算、及びゼロ装置位置計算等を行い、ガス
圧力制御部12及びギャップ制御部13を制御する。。
この処理は、オペレータによって目標値自体を補正可能
とするもので、補正値が入ったタイミングで再計算を行
うものである。
【0019】さらに、フィードバック制御部21は、鉄
亜鉛分析計(亜鉛付着量計)10a,10bにコイル溶
接点が到達したタイミングで起動し、付着量目標値と実
績値の偏差を吸収するように動作させる具体的には、コ
イル溶接点がノズル位置から130メートルを経た位置
に設置された亜鉛付着量計10a,10bを通過する時
点で、通板10m周期により、現在の付着量実績とライ
ン速度、圧力実績等に基づいて目標値に到達するよう
に、ノズル7a,7bのギャップ(トータルギャップ及
び表裏ギャップ)の修正計算を実行し、この結果に基づ
いてギャップ制御部13を制御する。
【0020】また、学習計算部24では学習計算を実行
する。この学習計算は、コイル1本毎にプリセット精度
を上げるため、亜鉛付着量及びノズルギャップの実績値
を用いて、ノズルギャップ計算パラメータの修正を行
い、モデルパラメータを算出する処理である。このモデ
ルパラメータはフィードフォワード制御部22及びプリ
セット計算部23に印加され、各々の処理に用いられ
る。
【0021】次に、図1を参照して本発明によるノズル
ギャップ制御方法について説明する。なお、図中、
「S」はステップを意味している。
【0022】まず、プロコン2はノズル7a,7bの現
在の亜鉛付着量実績等の情報を取り込み(S101)、
これに基づいて目標亜鉛付着量と実績亜鉛付着量と偏差
をチエックする(S102)。ついで、トータルギャッ
プ修正量の計算を行う(S103)。表裏合計の付着量
は実績値が目標値より低いため、トータルギャップを広
げ、付着量を増やすようにする。さらに、ノズル7a,
7bと鋼板6との間のギャップ差を修正するための計算
を行う(S104)。
【0023】この計算は、表裏付着量差累積カウンタア
ップ処理、表裏付着量差ポインターアップ処理、表裏付
着量差を計算し現在値情報テーブルの所定のアドレスへ
格納する処理、表裏付着量差時系列データの合計をとる
処理、表裏付着量差時系列平均を求める処理、及び表裏
付着量実績差チエック処理から成る。この処理を実行す
る過程で、学習計算部24からモデルパラメータを取り
込み、また、ノズルの現在値情報を出力する処理も行わ
れる。
【0024】更に、モデルパラメータに基づいて表付着
量実績と裏付着量実績との差をチェックする(S10
5)。このとき、〔表付着量実績−裏付着量実績≦付着
量実績表裏差デッドバンドパラメータ〕である場合、処
理はステップ107へ移行する。この後、ノズル現在値
情報に基づいて表裏ギャップ修正計算を行い(S10
6)、その結果をギャップ制御部13へ出力する。
【0025】ここで、表ギャップは、〔表実績ノズルギ
ャップ+表裏ギャップ修正量+表裏ギャップフィードバ
ック利得×表裏付着量差時系列平均値〕で求められ、同
様に、裏ギャップは、〔裏実績ノズルギャップ+表裏ギ
ャップ修正量+表裏ギャップフィードバック利得×表裏
付着量差時系列平均値〕で求められる。この場合、平均
値は、鋼板6の振動にギャップ設定値が振られないよ
う、直近10回の表裏付着量実績データの平均値の偏り
に基づく修正を行っている。
【0026】ついで、ノズル7a,7bの圧力修正計算
が行われる(S107)。この計算内容は、ギャップ稼
働範囲内チェック処理、表裏ギャップ上下限クランプ処
理、圧力パラメータ修正計算処理、圧力パラメータ出力
処理等から成り、実績値についてはノズル現在情報から
取得する。
【0027】さらに、モデルパラメータに基づいて表裏
ギャップ修正計算を行う(S108)。また、ギャップ
稼働範囲をチェックする。もし、稼働範囲外であれば、
ギャップの上下限クランプを行うと共に圧力修正計算を
実施する。この後、圧力設定値をガス圧力制御部12へ
出力する。
【0028】以上のような制御の実施結果を示したのが
図3及び図4であり、図3の如き付着量の差に応じ、図
4に示すようにギャップ設定値が付着量の差を0近傍に
するように修正される。この結果、表裏の付着量差を小
さくでき、表裏の亜鉛付着量を均一にでき、メッキ精度
が向上する。
【0029】なお、上記実施例においては、亜鉛メッキ
について説明したが、亜鉛メッキに限らず同様のメッキ
設備を用いる全てに本発明を適用可能である。
【0030】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、表面に溶融メッキ金属の付着した鋼板に対し、ノズ
ルから吹き出すガス圧力及びノズルギャップを制御する
ことにより溶融メッキ金属付着量を調整するメッキ設備
において、前記鋼板の表裏に対する付着量実績値と表裏
合計付着量の目標値との偏差、及び表の付着量実績値と
裏の付着量実績値との偏差をチェックし、これら偏差に
基づいて前記ノズルギャップの設定値を修正するように
したので、板反りがあっても、表裏のメッキ付着量を均
一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメッキ設備におけるノズルギャップ制
御方法の処理例を示すフローチャートである。
【図2】本発明方法を達成する亜鉛付着量制御システム
の機能説明図である。
【図3】本発明における表裏付着量差実績を示す特性図
である。
【図4】本発明におけるギャップ設定値表裏差を示す特
性図である。
【図5】溶融亜鉛メッキラインの溶融亜鉛ポット部の構
成を示す模式図である。
【図6】図5における鋼板の板反りを示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 ビジコン 2 プロコン 3 溶融亜鉛 4 溶融亜鉛ポット 5 ロール 6 鋼板 7a,7b 8 ゼロスパングル装置 9 ロール 10a,10b 亜鉛付着量計 11 速度計 12 ガス圧力制御部 13 ギャップ制御部 14 入出力装置 21 フィードバック制御部 22 フィードフォワード制御部 23 プリセット計算部 24 学習計算部 25 制御目標計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相場 雅次 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 平5−171396(JP,A) 特開 平5−33110(JP,A) 特開 平4−107246(JP,A) 特開 平3−173757(JP,A) 特開 平3−170654(JP,A) 特開 平1−255655(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に溶融メッキ金属の付着した鋼板に
    対し、ノズルから吹き出すガス圧力及びノズルギャップ
    を制御することにより溶融メッキ金属付着量を調整する
    メッキ設備において、前記鋼板の表裏に対する付着量実
    績値と表裏合計付着量の目標値との偏差、及び表の付着
    量実績値と裏の付着量実績値との偏差をチェックし、こ
    れら偏差に基づいて前記ノズルギャップの設定値を修正
    することを特徴とするメッキ設備におけるノズルギャッ
    プ制御方法。
JP5345512A 1993-12-22 1993-12-22 メッキ設備におけるノズルギャップ制御方法 Expired - Lifetime JP2824733B2 (ja)

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