JP5176667B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び連続亜鉛めっき法による溶融亜鉛めっき鋼板製造中に発生する沈殿物の堆積高さを監視する堆積物高さ監視装置に関するものである。

従来から行われている連続亜鉛めっき法による溶融亜鉛めっき鋼板の製造は、鋼板をめっき浴に浸潰して、めっき浴中を通過させることで行っている。
図１７は、従来の製造方法の概略図を示す。同図に示すように、従来の製造方法では、鋼板１００がスナウト１０１を介して溶融亜鉛で満たされているめっき浴槽１０２に送給され、めっき浴槽１０２内に設置されたシンクロール１０３を周回して通板され、めっき浴槽１０２内を上昇する。そして、鋼板１００は、浴中サポートロール１０４を経て、めっき浴槽１０２外に出て行く。

このような製造工程において、めっき浴槽１０２では、鋼板１００から溶出したＦｅがＡｌ、Ｚｎと合金化することで、ＦｅＺｎ_７を成分に含むドロスが発生する。ドロスの成分中、ＦｅＺｎ_７は主にめっき浴槽１０２の底部にボトムドロス２００として堆積し、Ｆｅ_２Ａｌ_５等は、めっき浴表面に浮上しトップドロス２０１となる。
ボトムドロス２００は、シンクロール１０３等の回転による浴内の流動によりその一部が巻き上げられて、めっき浴槽１０２中に浮遊するようになる。網を使う等してトップドロス２０１を汲み出す除去が可能であるが、めっき浴槽１０２中を浮遊するドロスを取り除くことは難しい。そのため、めっき浴槽１０２中を浮遊するドロスがめっき浴槽１０２中を通過する鋼板１００表面に付着し、亜鉛めっきの表面品質を悪くしてしまう。その一方で、溶融亜鉛めっき法において、ドロスの発生を無くすこと自体は困難とされている。

このようなことから、これまでに、特許文献１には、めっき浴槽の底部の形状を変えて、堆積したドロスを巻き上げにくくする方法が開示されている。また、特許文献２には、ボトムドロスをサブポットに汲み出し、サブポット内でドロスの沈下を早める方法が開示されている。また、特許文献３には、めっき浴槽内の流動を整流板や底部の隆起物等で制御することで、ドロスの巻上げを防止する方法が開示されている。また、特許文献４には、溶融金属めっき浴内の流速が、堆積したボトムドロスが巻き上がらない流速範囲になるように、ライン速度やインダクター出力、亜鉛インゴット投入タイミングを制御する方法が開示されている。
特開平３−６８７４６号公報 特開平５−１７８５９号公報 特開平７−９７６６９号公報 特開平９−１７００５７号公報

ところで、特許文献１や特許文献３、特許文献４のようにしてめっき浴槽内の流動を制御しようとしても、ドロスの堆積量が増えた場合には、結局、ドロスの巻き上げが起きてしまう。よって、特許文献１や特許文献３、特許文献４のように、めっき浴槽内の流動を制御して、ドロスの巻き上げを防止するには、ドロスの除去を頻繁に行う必要がある。
しかし、めっき浴槽の形状は各ラインによって異なり、ラインによっては、シンクロールを上昇させてドロスの除去作業を行わなければならない場合もある。この場合、ドロス除去作業を行うとしても、そのドロス除去作業は、実質的には定期修理日毎になるが、定期修理日にドロス除去作業を行おうとすれば、めっき浴内でボトムドロスの堆積量が巻き上げの起こらない許容高さを超えているか否かを判断する必要がある、すなわちドロス除去作業の適切な作業時期を知る必要がある。そのためには、ボトムドロスの堆積量を頻繁に測定する必要がある。しかし、従来、ボトムドロスの堆積量の測定は、オペレータ等が手動で、長い棒を差し込む等して行われていることから、ボトムドロスの堆積量を頻繁に測定するとすれば、オペレータ等への負担が過大となる。

また、特許文献２に開示されているような方法により、確実に許容高さ以下のタイミングで、ボトムドロスをサブポットに汲み出すことができれば問題はない。しかし、その場合、汲み出すための装置の設置が必要となり、さらには、サブポットの場所の確保やサブポットを保温するためのコストもかかるため、設置には、かなりの制限がかかるようになる。また、ボトムドロスが零にならない限り、サブポットから再びポットに戻すことによる新たな流動も懸念される。
本発明の課題は、簡単な構成でボトムドロスの堆積量を測定し、最適なタイミングでボトムドロスの発生を抑制し、除去できるようにすることである。

前記課題を解決するために、本発明に係る請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸潰して、溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記溶融亜鉛めっき浴内の電気抵抗値を測定し、その測定結果を基に、前記溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを推定し、その推定結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記溶融亜鉛めっき浴内にてその水平方向の複数箇所で電気抵抗値を測定し、その測定結果を基に、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項３に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、請求項２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記複数箇所で測定した電気抵抗値を重み付けして、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項４に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、請求項１〜３の何れか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも何れかを行うことで、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項５に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、請求項１〜４の何れか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、直近の堆積物の除去時から所定期間経過している場合、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制する処理を実施することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項６に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、請求項１〜５の何れか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、溶融亜鉛めっき鋼板を所定量生産している場合、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制する処理を実施することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項７に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために該鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを監視する溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置であって、前記溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼帯への付着、を抑制する堆積物による不良発生抑制手段と、を備え、前記監視手段が、前記溶融亜鉛めっき浴内に電流を印加する電流印加用電極と、前記電流印加用電極により印加された電流によって発生する電圧を測定する電圧測定用電極と、前記電圧測定用電極で測定した電圧値を基に、前記堆積物の堆積高さを推定する堆積高さ推定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る請求項８に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、請求項７に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置において、前記電流印加用電極と、前記電圧測定用電極とが１本のプローブを構成しており、前記堆積高さ推定手段が、複数の前記プローブを溶融亜鉛めっき浴内に配置してそれらプローブ毎に得た電圧値を基に、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項９に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、請求項８に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置において、前記堆積高さ推定手段が、前記プローブ毎に得た電圧値を重み付けして、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項１０に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、請求項７〜９の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置において、前記堆積物による不良発生抑制手段が、前記溶融亜鉛めっき浴内での該鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも何れかを行うことを特徴とする。

また、本発明に係る請求項１１に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、請求項７〜１０の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置において、前記堆積物による不良発生抑制手段が、直近の堆積物の除去時から所定期間経過している場合に実施することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項１２に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置は、請求項７〜１１の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置において、前記堆積物による不良発生抑制手段が、溶融亜鉛めっき鋼板を所定量生産している場合に実施することを特徴とする。

本発明によれば、溶融亜鉛めっき浴内の電気抵抗の測定結果を基に、溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを推定しているので、簡単な構成でボトムドロスの堆積量を測定できる。そして、その推定した堆積高さを基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着を抑制しているので、最適なタイミングでボトムドロスの発生を抑制し、除去することができる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（構成）
第１の実施形態は、本発明を適用した堆積物高さ監視システムである。堆積物高さ監視システムは、溶融亜鉛めっき鋼板製造システムに組み込まれている。
図１は、堆積物高さ監視システムの構成を示す。図１に示すように、堆積物高さ測定装置が備えるプローブ１、アラーム出力部２及び制御装置４０を備える。

図２は、溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインのめっき浴槽１０２に取り付けたプローブ１を示す。図３は、プローブ１の構成を示す。
図２に示すように、プローブ１は、溶融亜鉛で満たされているめっき浴槽１０２内に配置されている。プローブ１は、該めっき浴槽１０２中のめっき浴内（溶融亜鉛、ボトムドロス、トップドロスなどを含む）の電気抵抗を測定するように構成されている。具体的には、図３に示すように、プローブ１は、４本の電極からなり、その４本の電極のうち、外側に位置（最上部及び最下部に位置）される２本の電極１１，１２が、電流印加用電極１１，１２を構成し、その電流印加用電極１１，１２に挟まれるように内側に位置される２本の電極２１，２２が電圧測定用電極２１，２２を構成している。

４本の電極は電線で構成されており、電線が耐熱絶縁ケース（カバー）１ａ内を通り、その先端部がケース１ａの外に突出している。電線は、耐熱絶縁皮膜されており、先端部が、その皮膜が除去されて電極１１，１２，２１，２２となり、めっき浴槽１０２内の溶融亜鉛と接触する。なお、電極１１，１２，２１，２２（電線）の材質は、溶融亜鉛と反応しない材質が良い。電極１１，１２，２１，２２（電線）の材質は、例えばＳＵＳ等のように、耐食性があり、導電率の大きいものが良い。
このような電極１１，１２，２１，２２を備えたプローブ１をめっき浴槽１０２内のめっき浴内に浸漬させる。このとき、プローブ１は、４本の電極１１，１２，２１，２２がめっき浴槽１０２の深さ方向に並ぶように浸漬される。

図４は、堆積物高さ測定装置の電気回路構成を示す。図４に示すように、電気回路構成は、電流印加用電極１１，１２の間及び電圧測定用電極２１，２２の間がそれぞれ媒体（溶融亜鉛）を介して導通状態になることを前提とした構成になっている。電気回路構成は、このような構成において、定電流源３１より電流印加用電極１１，１２に電流を印加する。そして、電流印加用電極１１，１２に電流が流れたときの電圧値を電圧測定用電極２１，２２間に取り付けた電圧測定器３２で測定している。なお、制御装置１０に定電流源３１や電圧測定器３２等の電気回路構成を備えている。

そして、電圧測定器３２で測定した電圧値Ｖ（ボルト）を用いて、下記（１）式により、抵抗値Ｒ（Ω）を算出している。
Ｒ＝Ｖ／Ａ ・・・（１）
Ａは、定電流値（アンペア）である。例えば、電線など、電流印加用電極や電圧測定電極に比べて細い対象物に電流を印加する場合には、どこに電圧測定用電極を配置しても、電圧測定用電極間の電流値は（１）式のＡとなる。よって、電圧測定値から、その部分の電気抵抗の絶対値を求めることができる。しかし、電極に対して、大きい面積や体積を有する対象物（板形状や液状など）に電流を印加する場合は、電極間を流れる電流は広がり、場所で電流分布が異なってくる。一般的には、電流は広がるため、電極間の電流は、（１）式で示される電流値Ａよりも小さくなると考えられるので、電気抵抗の絶対値を厳密に求めることは困難となる。

本実施形態において測定対象とする、めっき浴の場合、後者の場合に該当するので、電圧測定場所によって、電流値が変化し、電気抵抗の絶対値の測定は困難かもしれない。その一方で、電流分布については、時間的な変化がなく、一定であると考えられる。このようなことから、ある時刻の電圧測定値や算出した電気抵抗値を基準として、そこからの相対的な変化量を求めることは可能である。よって、本実施形態では、めっき浴内の堆積物高さの管理として、（１）式から電気抵抗値を求めて、相対的な評価をし、その堆積物高さの変動を把握するようにしている。例えば、電気抵抗と堆積高さとの関係を予め求めておき、電気抵抗の変動から、堆積物高さの変動を把握するようにする。また、このとき、プローブ１の設置については、図２に示すように、ボトムドロス２００が堆積して問題となる高さ付近にプローブ１を設置するようにする。より詳細には、上側の電圧測定用電極２１がその堆積物高さ（堆積物深さ）上限値付近に位置するようにプローブ１を設置する。ここで、堆積物高さ上限値とは、ボトムドロス２００の巻き上げを制御可能な堆積物高さの上限値である。

図５は、ボトムドロスが沈殿しているめっき浴槽の底面からの位置（高さ方向位置）とその位置における局所的な抵抗値との関係を示す。
図５に示すようになるのは、ボトムドロスがめっき浴槽の底面から離れるほど、ボトムドロスが存在しなくなり、ボトムドロスの割合（ボトムドロスの濃度）が低くなるために、抵抗値が小さくなるからである。例えば、ボトムドロスの割合が高いところ（めっき浴の下部でめっき浴槽１０２の底面近傍）の抵抗値は、ボトムドロスの割合が低いところ（めっき浴の上部）の抵抗値（例えば約１．８×１０^−７Ωｍ（めっき浴の温度約５００℃において））の５倍以上になるといったように、大きい値になる。これは、ボトムドロスの方が抵抗値が大きく、そのボトムドロスが増えると（密度が高くなると）、電流がそのボトムドロスを迂回して流れようとするが、迂回できる領域が少なくなるためである。このように、単なる溶融亜鉛の場合とボトムドロスの場合とで抵抗値が異なり、ボトムドロスの方が大きい値になる。

このような関係を利用して、例えば、ボトムドロスの割合（濃度）と抵抗値との関係を示す特性図を予め得ておき、測定電圧値を基に得た抵抗値からボトムドロスの堆積量を推定する。例えば、抵抗値が所定のしきい値を超えた場合、ボトムドロス堆積量が許容量（堆積高さの上限値）を超えたと判定する。制御装置４０は、そのような判定処理を行うように構成されている。

制御装置４０は、図１に示すように、ドロス堆積高さ検出部４１、堆積高さ判定部４２、経過日数判定部４３、生産量判定部４４、最終判定部４５、ライン稼動判定部４６及び制御部４７を備える。制御装置４０は、パーソナルコンピュータ等の演算装置及び電気回路により構成されている。制御装置４０のこれら構成部の処理内容を、それらの一例の処理手順に沿って説明する。

図６は、制御装置４０の処理手順を示す。同図に示すように、処理を開始すると、先ずステップＳ１において、制御装置４０は、センサ値を読み込む。具体的には、制御装置４０は、プローブ１（センサ）から得られる電圧値（電圧測定器３２の測定値）又は抵抗値（前記（１）式参照）を読み込む。ここで、制御装置４０は、複数のプローブ１のうち、代表となる一のプローブ１から得られる電圧値（電圧測定器３２の測定値）又は抵抗値（前記（１）式参照）を読み込む。ここで、制御装置１０は、定電流源３１により電流印加用電極１１，１２に電流を印加しており、電流印加用電極１１，１２間の電圧値を読み込んでいる。又は、その電圧値を基に抵抗値を得ている。

続いてステップＳ２において、ドロス堆積高さ検出部１２は、前記ステップＳ１で読み込んだ電圧値又は抵抗値を基に、ボトムドロスの堆積高さ（堆積量、堆積深さ）を検出する。例えば、前記図５を用いて説明したような特性図を予め得ており、その特性図を参照して、ボトムドロスの堆積高さを検出する。
続いてステップＳ３において、堆積高さ判定部４２は、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値よりも大きいか否かを判定する。ここでいう所定のしきい値は、ボトムドロスの堆積高さの判定用のしきい値である。例えば、プローブ１の状態に応じて所定のしきい値を設定する。例えば、プローブ１の特性や設置場所に応じて所定のしきい値を設定する。ここで、堆積高さ判定部４２は、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値よりも大きい場合、ステップＳ６に進む。また、堆積高さ判定部４２は、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値以下の場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、経過日数判定部４３は、経過日数が所定のしきい値よりも長いか否かを判定する。ここで、経過日数は、前回のボトムドロス除去後（ドロス汲み実施日）からの経過日数である。また、定期的な点検・修理を実施した日からの経過日数でも良い。また、ここでいう所定のしきい値は、経過日数の判定用のしきい値である。例えば、プローブ１の状態に応じて所定のしきい値を設定する。例えば、プローブ１の設置場所に応じて所定のしきい値を設定する。ここで、経過日数判定部４３は、経過日数が所定のしきい値よりも長い場合（所定の日数が経過している場合）、ステップＳ６に進む。また、経過日数判定部４３は、経過日数が所定のしきい値以下の場合、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、生産量判定部４４は、鋼板の生産量が所定のしきい値よりも多いか否かを判定する。ここで、鋼板の生産量は、前回のボトムドロス除去後（ドロス汲み実施日）からの鋼板の生産量の累計値である。また、定期的な点検・修理を実施した日からの鋼板の生産量の累計値でも良い。また、ここでいう所定のしきい値は、鋼板の生産量の判定用のしきい値である。例えば、プローブ１の状態に応じて所定のしきい値を設定する。例えば、プローブ１の設置場所に応じて所定のしきい値を設定する。ここで、生産量判定部４４は、鋼板の生産量が所定のしきい値よりも多い場合、ステップＳ６に進む。また、生産量判定部４４は、鋼板の生産量が所定のしきい値以下の場合、前記ステップＳ１から再び処理を行う。

ステップＳ６では、制御装置４０は、複数のプローブ１から得られる電圧値（電圧測定器３２の測定値）又は抵抗値を読み込む。さらに、ドロス堆積高さ検出部１２が、読込んだ電圧値又は抵抗値を基に、各プローブ１についてのボトムドロスの堆積高さを検出する。
続いてステップＳ７において、最終判定部４５は、最終判定をする。具体的には、前記ステップＳ６で検出した各プローブ１についてのボトムドロスの堆積高さを基に、堆積高さについての最終的な判定を行う。例えば、所定のしきい値と比較することで、堆積高さについての最終的は判定を行う。また、例えば、各プローブ１により得たボトムドロスの堆積高さの加重平均を算出し、その加重平均を基に、最終的は判定を行う。このとき、重要なプローブ１の重み付けを大きくする。例えば、鋼板の品質との関連性が高いプローブ１の重み付けを大きくする。

図７は、めっき浴槽１０２内での複数のプローブ１ａ〜１ｈの配置例を示す。図７はめっき浴槽１０２を上方から見た図である。すなわち、図７は、めっき浴槽１０２内での複数のプローブ１ａ〜１ｈの水平方向の配置を示す。同図に示すように、複数のプローブ１ａ〜１ｈをめっき浴槽１０２の周壁に沿うように配置する。これは、ボトムドロスがめっき浴槽１０２の周壁に沿って堆積する傾向が強いからである。このように、複数のプローブ１ａ〜１ｈをボトムドロスの堆積高さの測定に好適な位置に配置する。

このような複数のプローブ１ａ〜１ｈを用いたステップＳ７の判定により、最終判定部４５は、堆積高さが許容できない場合（堆積高さがＮＧの場合）、ステップＳ８に進む。また、最終判定部４５は、堆積高さが許容できる場合（堆積高さがＯＫの場合）、前記ステップＳ１から再び処理を行う。
ステップＳ８では、制御部４７は、アラーム制御部２を制御して、アラーム出力を行う。例えば、アラーム出力部２の画面表示出力により警告を行い、又はアラーム出力部２の音声出力により警告を行う。
続いてステップＳ９において、ライン稼動判定部４６は、ライン可動中か否かを判定する。ここで、ライン稼動判定部４６は、ライン稼動中の場合、ステップＳ１０に進む。また、ライン稼動判定部４６は、ラインが稼動していない場合（ラインが停止している場合）、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０では、制御部４７は、操業中制御を行う。すなわち、操業中に実施可能な制御を行う。具体的には、溶融亜鉛めっき浴内での鋼板の通板速度を変更する。例えば、鋼板の通板速度に係る部分（例えばロール）の速度を低下させる。また、具体的には、進入板（めっき浴槽１０２に進入する鋼板）の温度を変更する。例えば、進入板の温度を上昇させる。また、具体的には、浴中サポートロールの押付量（力）／開放量（力）を変更する。例えば、浴中サポートロールの押付量（力）を増加させる。また、具体的には、めっき浴槽１０２に亜鉛インゴットを投入する間隔時間を変更する。例えば、投入間隔時間を大きくする。
ステップＳ１１では、ライン停止時操作を行う。具体的には、ドロス汲みを行う。また、浴機器を交換する。例えば、このようなライン停止時操作を作業員が行う。

（動作）
動作は次のようになる。
図８は、この堆積物高さ監視システムが組み込まれる溶融亜鉛めっき鋼板製造システム（製造工程）の処理手順を示す。同図に示すように、溶融亜鉛めっき鋼板製造システムは、大別して、鋳造、圧延及び酸洗等からなる前処理工程（ステップＳ２１）、連続焼鈍、電解洗浄等からなる焼鈍工程（ステップＳ２２）、溶融亜鉛めっき処理工程（ステップＳ２３）、メッキ浴通過直後にメッキ層を再加熱等する合金化処理工程（ステップＳ２４）、形状や表面を仕上げるスキンパス（ＳＫ）工程（ステップＳ２５）及び製品を検査する検査工程（ステップＳ２６）からなる。

以上のような工程中の溶融亜鉛めっき処理工程でボトムドロスの堆積高さを検出等している。すなわち、ボトムドロスの堆積高さを監視するためにめっき浴槽１０２内にプローブ１を配置している。制御装置４０は、プローブ１から得られる電圧値（電圧測定器３２の測定値）又は抵抗値（前記（１）式参照）を読み込み、その読み込んだ電圧値又は抵抗値を基に、ボトムドロスの堆積高さを検出する（前記ステップＳ１、ステップＳ２）。そして、制御装置４０は、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値よりも大きい場合（前記ステップＳ３の判定で“Ｙｅｓ”の場合）、経過日数が所定のしきい値よりも長い場合（前記ステップＳ４の判定で“Ｙｅｓ”の場合）、又は鋼板の生産量が所定のしきい値よりも多い場合（前記ステップＳ５の判定で“Ｙｅｓ”の場合）、最終判定のための処理に進む。それ以外の場合、再び最初から処理を行う。

最終判定のための処理として、制御装置４０は、複数のプローブ１から得られる電圧値（電圧測定器３２の測定値）又は抵抗値（前記（１）式参照）を読み込み、その読み込んだ電圧値又は抵抗値を基に、各プローブ１について、ボトムドロスの堆積高さを検出する（前記ステップＳ６）。続いて、制御装置４０は、最終判定を行う。すなわち、各プローブ１について得たボトムドロスの堆積高さを基に、ボトムドロスの堆積高さについての最終的な判定を行う（前記ステップＳ７）。そして、制御装置４０は、ボトムドロスの堆積高さが許容できる場合、再び最初から処理を行う。また、制御装置４０は、ボトムドロスの堆積高さが許容できない場合、アラーム出力を実施し（前記ステップＳ８）、ライン可動状態に応じた処理を行う。すなわち、ライン稼動中の場合、通板速度を低下させる等の操業中制御を行う（前記ステップＳ１０）。また、ラインが稼動していない場合、ドロス汲み等のライン停止時操作を行う（前記ステップＳ１１）。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
前述のように、操業中制御では、通板速度を変更している。又は、進入板の温度を変更している。又は、浴中サポートロールの押付量（力）／開放量（力）を変更している。又は、めっき浴槽１０２に亜鉛インゴットを投入する間隔時間を変更している。或いは、これらの変更処理を組み合わせて実施している。
よって、通板速度を変更する、具体的には、鋼板の通板速度に係る部分（例えばロール）の速度を低下させることで、めっき浴槽１０２内の流動が安定するようになる。例えば、ボトムドロスの巻き上があるのを抑制できる。これにより、めっき浴槽１０２の底面に堆積したボトムドロスが鋼板に付着してしまうのを抑制できる。

また、進入板の温度を変更する、具体的には、進入板の温度を上昇させることで、めっき浴槽１０２内の温度を上昇させることができる。これにより、めっき浴内でボトムドロスの発生原因となる溶出した鉄と亜鉛との反応速度を低下させることができる。これにより、ボトムドロスの発生量を抑制できる。
また、浴中サポートロールの押付量（力）／開放量（力）を変更する、具体的には、浴中サポートロールの押付量（力）を増加させることで、ボトムドロスの鋼板への付着を抑制できる。

また、めっき浴槽１０２に亜鉛インゴットを投入する間隔時間を変更する、具体的には、投入間隔時間を大きくすることで、めっき浴槽の温度低下を小さくすることができる。
また、アラーム出力することで、作業者等が、操業中制御が実施されることを知ることができる。また、アラーム出力により、作業者がボトムドロスの除去作業に迅速に取り掛かることができる。
また、前述のように、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値よりも大きい場合、最終判定のための処理を実施し、操業中制御やライン停止時操作を実施している。

ここで、図９は、ボトムドロスの堆積高さとボトムドロスによる欠陥発生率との関係の一例を示す。本例では、バックＣＥについて値を得ている。バックＣＥとは、図７の１ｇである。同図に示すように、ボトムドロスの堆積高さが高くなると、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率が高くなる。このようなことから、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値よりも大きい場合、操業中制御（ボトムドロスの発生抑制等）やライン停止時操作（ボトムドロス除去等）を実施することで、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率を低下させることができる。また、ボトムドロスの堆積高さを操業を妨げることなく常時監視して、最適なタイミングで操業中制御やライン停止時操作を実施することができる。よって、ここでいう所定のしきい値を、図９に示すように、ボトムドロスによる欠陥発生率が所定の値以下になるように設定することで、欠陥発生率に応じた最適なタイミングで操業中制御やライン停止時操作を実施することができる。
また、ボトムドロスの堆積高さをめっき浴内の電気抵抗値を基に測定（推定）しており、これにより、簡単な構成でボトムドロスの堆積高さを測定（推定）できる。
また、前述のように、経過日数が所定のしきい値よりも長い場合、最終判定のための処理を実施し、操業中制御やライン停止時操作を実施している。

ここで、図１０は、経過日数とボトムドロス堆積高さとの関係の一例を示す。本例では、フロントＣＥ、シンクロールＯＰ、バックＣＥについて値を得ている。フロントＣＥとは、図７の１ｂである。シンクロールＯＰとは、図７の１ｅである。同図に示すように、経過日数が長くなると、ボトムドロスの堆積高さが高くなる。すなわち、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率が高くなる。このようなことから、経過日数が所定のしきい値よりも長い場合、操業中制御やライン停止時操作を実施することで、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率を低下させることができる。例えば、ここでいう所定のしきい値を、図１０に示すように、ボトムドロスの堆積高さが所定の値以下になるように設定することで、ボトムドロスの堆積高さ、すなわち欠陥発生率に応じた最適なタイミングで操業中制御やライン停止時操作を実施することができる。
また、前述のように、生産量が所定のしきい値よりも多い場合、最終判定のための処理を実施し、操業中制御やライン停止時操作を実施している。

ここで、図１１は、生産量とボトムドロス堆積高さとの関係の一例を示す。同図に示すように、生産量が多くなると、ボトムドロスの堆積高さが高くなる。すなわち、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率が高くなる。このようなことから、生産量が所定のしきい値よりも多い場合、操業中制御（ボトムドロスの発生抑制等）やライン停止時操作（ボトムドロス除去等）を実施することで、ボトムドロスによる鋼板の欠陥発生率を低下させることができる。例えば、ここでいう所定のしきい値を、図１１に示すように、ボトムドロスの堆積高さが所定の値以下になるように設定することで、ボトムドロスの堆積高さ、すなわち欠陥発生率に応じた最適なタイミングで操業中制御やライン停止時操作を実施することができる。

また、ボトムドロスの堆積高さが所定のしきい値以下の場合でも、経過日数が所定のしきい値よりも長い場合や生産量が所定のしきい値よりも多いときには（前記ステップＳ３の判定で“Ｎｏ”であっても、前記ステップＳ４やステップＳ５の判定で“Ｙｅｓ”である限り）、操業中制御やライン停止時操作を実施している。これにより、プローブ１が何らかの原因により正常な測定ができていないような場合等においても、そのフェール処理として、確実に、操業中制御やライン停止時操作を実施することができる。これにより、ボトムドロスによる欠陥発生率を確実に抑制できる。

（他の実施形態等）
なお、この実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、前記図５の特性図は、めっき浴槽の底面にボトムドロスが沈殿している場合を前提としている。しかし、そのような前提に限定されるものではない。例えば、ボトムドロス中の溶融亜鉛の割合、ボトムドロスの成分、ボトムドロスの周辺温度（めっき浴の温度）の変化による堆積状態の変化、ボトムドロスが低密度であることで半ば浮遊している状態もある。このようなボトムドロスの状態を考慮して、ボトムドロスの領域を定義し、判定で用いる特性図或いはボトムドロス領域判定用の抵抗値をライン毎に設定することもできる。

また、この実施形態では、電極１１，１２，２１，２２が深さ方向（鉛直方向）に並んで位置されるように、プローブ１をめっき浴槽１０２内に配置している。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、電極１１，１２，２１，２２が水平方向に並んで位置されるように、プローブ１をめっき浴槽１０２内に配置することもできる。このように配置することで、水平に設置したプローブ１の位置までボトムドロスが達したか否か（所定の堆積量になったか否か）を判定することもできる。

また、プローブ１をめっき浴槽１０２内のめっき浴内を任意方向（例えば上下左右方向）にスキャンして、そのときの抵抗値を測定することもできる。これにより、めっき浴槽１０２内のボトムドロスの堆積状態（堆積形状）を３次元的に測定することもできる。なお、プローブ１のスキャンによるボトムドロスの巻き上げに十分注意することは言うまでもない。

また、めっき浴槽１０２内のボトムドロスの堆積状態（堆積形状）を３次元的に計測するために、それに応じて電流印加用電極（１対に限定されない）及び電圧測定用電極（２つに限定されない）をめっき浴槽１０２内に３次元的に多点に適宜配置しても良い。このようにすることで、めっき浴槽１０２内のボトムドロスの堆積状態（堆積形状）を３次元的に計測する場合でも、プローブでスキャンする必要がなくなるので、ボトムドロスの巻き上げを予防できる。

また、プローブが、１対の電流印加用電極間に３つ以上の複数の電圧測定用電極を備えることもできる。図１２は、そのプローブ１の構成を示す。同図に示すように、プローブ１が、１対の電流印加用電極１１，１２間に複数（本例では７本）の電圧測定用電極２１,２２，２３，２４，２５，２６，２７を備えている。このプローブ１は、これら複数の電圧測定用電極２１〜２７で、隣り合う電極間の電圧値ΔＶ１〜ΔＶ６（抵抗値）を測定できるように構成されている。

図１３は、電圧測定用電極２１〜２７で、隣り合う電極間で得た電圧値ΔＶ１〜ΔＶ６の測定結果の例を示す。同図に示すように、この例では、電圧測定用電極２４から上の電圧値ΔＶ１〜ΔＶ３と、電圧測定用電極２４から下の電圧値ΔＶ４〜ΔＶ６とで、大きく異なっており（高さ方向ｈの、あるＸ位置を境界に電圧値が大きく変化しており）、電圧測定用電極２４から下の電圧値ΔＶ４〜ΔＶ６の方が大きくなっている。

このような結果を基に、電圧測定用電極２３，２４間の電圧値（抵抗値）と、電圧測定用電極２４，２５間の電圧値（抵抗値）との間に、溶融亜鉛とボトムドロスとの境界面が存在するとして、すなわち電圧測定用電極２４近傍にボトムドロスの上面部が存在するとして、ボトムドロスの堆積高さを測定する。
例えば、ボトムドロスの堆積高さの変動が大きい（測定のダイナミックレンジが大きい）場合、電流印加用電極１１，１２間の距離を大きくする必要がある。一方、１対の電圧測定用電極で、その間の距離を大きくしてしまうと、電圧測定用電極による電圧値（抵抗値）の測定の分解能（精度）が低下する可能性がある。このようなことから、電流印加用電極１１，１２間に複数の電圧測定用電極を備えて、隣り合う電極間の電圧値（抵抗値）を測定できるようにすることで、ボトムドロスの堆積高さの変動が大きい場合でも、高い精度でボトムドロスの堆積量の測定できる。

ここで、図１４は、電圧測定用電極２１〜２７で、隣り合う電極間で得た電圧値ΔＶ１〜ΔＶ６の測定結果の例を示す。同図に示すように、この例は、隣り合う電極間で得た電圧値ΔＶ１〜ΔＶ６に明確な差異はない結果を示す。このような場合には、溶融亜鉛とボトムドロスとの境界層が広い、つまり、ボトムドロスの濃度変化が緩やかであると判断して、そのような判断の下で、どの辺りからボトムドロスが存在するかを判断する。

また、電流印加用電極間に印加する電流を矩形波（ステップ波）にすることもできる。電極が熱起電力を発生するような場合には、それが電圧値にノイズ（ドリフト等）となって現れることがある。この場合、ノイズの影響で抵抗値（ボトムドロスの堆積高さ）を高い精度で測定できなくなる。しかし、電流印加用電極間に印加する電流を矩形波（ステップ波）にすることで、そのようなノイズの影響を防止できる。

図１５（ａ）は、第３の実施形態において電流印加用電極１１，１２間に印加する矩形波の電流を示す。電流は、例えば±１（Ａ）で変化する矩形波である。このとき、電圧測定用電極（例えば前記第１の実施形態であれば２つの電圧測定用電極２１，２２）で測定できる電圧の波形は、同図（ｂ）に示すように、立ち上がり（プラス側とマイナス側の両方）初期（同図Ａ領域）において、熱起電力等による影響を受けて、大きく振れる。そこで、電圧測定用電極で測定できる電圧波形におけるプラス側の立ち上がり後の平滑部分（同図Ｂ領域）と電圧波形におけるマイナス側の立ち上がり後の平滑部分（同図Ｃ領域）との差分値（例えば、同図に示すオフセットδ相当）を算出し、その差分値に基づいて、抵抗値を算出する。これにより、電圧測定用電極で測定する電圧波形の立ち上がり（プラス側とマイナス側の両方）初期に、熱起電力等によりノイズ（ドリフト、例えば同時に示すオフセットＯＳ）が発生する場合でも、そのようなノイズの影響を除去した電圧値に基づいて、抵抗値を算出できる。これにより、ボトムドロスの堆積高さを高い精度で検出できる。

また、２本のプローブに電流印加用電極と電圧測定用電極と別々に備えることもできる。図１６は、そのプローブ５０，６０の構成を示す。同図に示すように、電流印加用電極収納プローブ５０は、離れた位置に２本の電流印加用電極５１，５２を備える。これに対して、電圧測定用電極プローブ６０は、電流印加用電極収納プローブ５０に備えた２本の電流印加用電極５１，５２間の距離内に収まるように、複数（本例では７本）の電圧測定用電極６１〜６７を備える。このような電流印加用電極収納プローブ５０と電圧測定用電極プローブ６０とを、同図に示すように、めっき浴内において対向させるとともに、高さ方向で、電流印加用電極５１，５２の間に電圧測定用電極６１〜６７を位置させる。そして、電流印加用電極収納プローブ５０側で、電流印加用電極５１，５２間に電流を流したときに、電圧測定用電極プローブ６０で、電圧測定用電極６１〜６７において隣り合う電極間の電圧値（抵抗値）を測定する（前記第２の実施形態参照）。これにより、例えばボトムドロスの状態を３次元的に測定できる。

なお、この実施形態の説明において、プローブ１及び制御装置４０は、溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを監視する監視手段を実現しており、制御装置４０の堆積高さ判定部４２、経過日数判定部４３、生産量判定部４４、最終判定部４５、ライン稼動判定部４６及び制御部４７は、前記監視手段の監視結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制する堆積物による不良発生抑制手段を実現している。また、電流印加用電極１１，１２は、前記溶融亜鉛めっき浴内に電流を印加する電流印加用電極を実現しており、電圧測定用電極２１，２２は、前記電流印加用電極により印加された電流によって発生する電圧を測定する電圧測定用電極を実現しており、制御装置４０の電圧測定器３２及びドロス堆積高さ検出部４１は、前記電圧測定用電極で測定した電圧値を基に、前記堆積物の堆積高さを推定する堆積高さ推定手段を実現している。

また、この実施形態では、鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸潰して、溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記溶融亜鉛めっき浴内の電気抵抗値を測定し、その測定結果を基に、前記溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを推定し、その推定結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実現している。

本発明の実施形態の堆積物高さ監視システムの構成を示すブロック図である。 めっき浴槽内におけるプローブの設置状態を示す図である。 プローブの構成を示す図である。 堆積物高さを測定するための電気回路構成を示す図である。 ボトムドロスが沈殿しているめっき浴槽底面からの高さと抵抗値との関係を示す特性図である。 制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 めっき浴槽内での複数のプローブの配置例を示す平面図である。 溶融亜鉛めっき鋼板製造システム（製造工程）の処理手順を示すフローチャートである。 ボトムドロスの堆積高さとボトムドロスによる欠陥発生率との関係の一例を示す特性図である。 経過日数とボトムドロス堆積高さとの関係の一例を示す特性図である。 生産量とボトムドロス堆積高さとの関係の一例を示す特性図である。 プローブの他の構成を示す図である。 図１３に示すプローブによる電圧値の測定結果の例を示す図である。 図１３に示すプローブによる電圧値の測定結果の他の例を示す図である。 電流印加用電極間に印加する矩形波の電流を示す図である。 プローブの他の構成を示す図である。 従来の製造方法の説明に用いた図である。

符号の説明

１ プローブ、２ アラーム出力部、１１，１２ 電流印加用電極、２１，２２ 電圧測定用電極、３１ 定電流源、３２ 電圧測定器、４０ 制御装置、４１ ドロス堆積高さ検出部、４２ 堆積高さ判定部、４３ 経過日数判定部、４４ 生産量判定部、４５ 最終判定部、４６ ライン稼動判定部、４７ 制御部、１０２ めっき浴槽、２００ ボトムドロス

Claims (12)

1. 鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸潰して、溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
   前記溶融亜鉛めっき浴内の電気抵抗値を測定し、その測定結果を基に、前記溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを推定し、その推定結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
2. 前記溶融亜鉛めっき浴内にてその水平方向の複数箇所で電気抵抗値を測定し、その測定結果を基に、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. 前記複数箇所で測定した電気抵抗値を重み付けして、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする請求項２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
4. 前記鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも何れかを行うことで、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
5. 直近の堆積物の除去時から所定期間経過している場合、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制する処理を実施することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
6. 溶融亜鉛めっき鋼板を所定量生産している場合、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼板への付着、を抑制する処理を実施することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
7. 鋼板表面に亜鉛めっきを施すために該鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを監視する溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置であって、
   前記溶融亜鉛めっき浴内の堆積物の堆積高さを監視する監視手段と、
   前記監視手段の監視結果を基に、前記堆積物の発生および／または該堆積物の鋼帯への付着、を抑制する堆積物による不良発生抑制手段と、を備え、
   前記監視手段は、前記溶融亜鉛めっき浴内に電流を印加する電流印加用電極と、前記電流印加用電極により印加された電流によって発生する電圧を測定する電圧測定用電極と、前記電圧測定用電極で測定した電圧値を基に、前記堆積物の堆積高さを推定する堆積高さ推定手段と、を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。
8. 前記電流印加用電極と、前記電圧測定用電極とが１本のプローブを構成しており、前記堆積高さ推定手段は、複数の前記プローブを溶融亜鉛めっき浴内に配置してそれらプローブ毎に得た電圧値を基に、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする請求項７に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。
9. 前記堆積高さ推定手段は、前記プローブ毎に得た電圧値を重み付けして、前記堆積物の堆積高さを推定することを特徴とする請求項８に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。
10. 前記堆積物による不良発生抑制手段は、前記溶融亜鉛めっき浴内での該鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも何れかを行うことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。
11. 前記堆積物による不良発生抑制手段は、直近の堆積物の除去時から所定期間経過している場合に実施することを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。
12. 前記堆積物による不良発生抑制手段は、溶融亜鉛めっき鋼板を所定量生産している場合に実施することを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の溶融亜鉛めっき浴内の堆積物高さ監視装置。

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