JP7123014B2

JP7123014B2 - ドロス検知システム

Info

Publication number: JP7123014B2
Application number: JP2019131325A
Authority: JP
Inventors: 忠稲谷; 雄一立石; 真山口; 武士原田; 勇介土佐
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2022-08-22
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: JP2021014632A

Description

本発明は、ドロス検知システムに関する。

亜鉛などの金属を鋼板などのめっき対象物にめっきする連続溶融金属めっき設備の溶融金属めっき槽において、収容される溶融金属の表面が酸化されるなどして、溶融金属の表面にドロスが継続して発生するという問題がある。溶融金属の表面にドロスが発生すると、めっき対象の表面にドロスが付着するために、製造されためっき製品に重大な欠陥をもたらす。したがって、溶融金属めっき槽においては、溶融金属の表面に発生するドロスを継続して除去する必要がある。

溶融金属の表面に発生し、浮遊するドロスは、たとえば特許文献１に示されるドロス除去装置により除去することができる。特許文献１のドロス除去装置は、ドロスを捕集するためのドロス捕集網を万遍なく溶融金属めっき槽内を移動させて、溶融金属の表面に浮遊するドロスを除去する。

特開平５－３０２１５７号公報

ところが、特許文献１のドロス除去装置のように、ドロスの有無にかかわらず溶融金属めっき槽内でドロス捕集網を万遍なく移動させると、たとえばドロスの無い場所であってもドロス捕集金網に向かってドロスが集まってくるため、かえって溶融金属の表面にドロスを散在させる結果となってしまう。したがって、溶融金属の表面に浮遊するドロスを効率的に除去するためには、溶融金属の表面におけるドロスの有無を確認し、ドロスが位置する場所を確認する必要がある。

溶融金属の表面に浮遊するドロスの有無の確認や、ドロスの分布の確認は、目視によって行なわれることが多い。しかし、目視による確認は、ドロス除去の効率化や自動化の阻害要因になる。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、溶融金属の表面に浮遊するドロスの位置を検知するドロス検知システムを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、溶融金属の波立つ表面においてドロスが存在する位置とドロスが存在しない位置とで波立ちの程度が異なることに着目するとともに、溶融金属の表面から放射される赤外線の強度が赤外線の放射角度に対して特異的に変化する傾向があることを利用して、溶融金属の表面におけるドロスが存在する位置における波立ちの程度の違いを検知することで、ドロスを検知することができることを見出した。

本発明のドロス検知システムは、溶融金属の表面に浮遊するドロスを検知するドロス検知システムであって、前記溶融金属の表面から放射される赤外線を検出する赤外線検出装置と、前記赤外線検出装置を制御して、前記溶融金属の表面から放射される前記赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定するように構成される測定部と、測定された赤外線強度の、前記溶融金属の表面の波立ちに起因した時間変化に基づいて、前記ドロスを検知するように構成される検知部とを備えることを特徴とする。

また、前記検知部が、測定された前記赤外線強度から、前記溶融金属の表面の波立ちに起因した前記赤外線強度の変化量を算出するように構成される算出部と、前記赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、前記ドロスが存在していると判定するように構成される判定部とを備えることが好ましい。

また、前記測定部が、前記赤外線検出装置を制御して、前記溶融金属の表面の複数の位置のそれぞれから放射される赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定し、前記赤外線強度の分布を測定するように構成され、前記判定部が、前記複数の位置のうち、前記赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい位置において、前記ドロスが存在していると判定するように構成されることが好ましい。

また、前記ドロス検知システムが、前記複数の位置のそれぞれに対応する前記赤外線強度の変化量を前記複数の位置のそれぞれに対応させて表示するように構成される表示部をさらに備えることが好ましい。

また、前記赤外線強度の変化量が、前記所定期間における前記赤外線強度の最大値と最小値との差であることが好ましい。

本発明によれば、溶融金属の表面に浮遊するドロスの位置を検知するドロス検知システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るドロス検知システムと、ドロス検知システムが組み込まれた連続溶融亜鉛めっき設備とを模式的に示す図である。図１に示された連続溶融亜鉛めっき設備の溶融亜鉛めっき槽の内部の一部を模式的に示す図であり、（ａ）は、溶融金属の表面から見た図であり、（ｂ）は、溶融金属を側面から見た図である。本発明の一実施形態に係るドロス検知システムを模式的に示すブロック図である。図２（ｂ）に示された溶融金属の表面において、ドロスが存在しない位置（Ａ）およびドロスが存在する位置（Ｂ）について測定される赤外線強度の時間変化を示す例示的なグラフを模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係るドロス検知システムの表示部を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係るドロス検知方法を示すフローチャートである。図６に示されるドロス検知方法における検知工程の詳細を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るドロス検知システムおよびドロス検知方法を説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例であり、本発明のドロス検知システムおよびドロス検知方法は以下の例に限定されることはない。

本実施形態のドロス検知システムおよびドロス検知方法は、溶融金属の表面に浮遊するドロスを検知するために用いられる。以下では、図１に示されるような連続溶融亜鉛めっき設備１００の溶融亜鉛めっき槽１０１における亜鉛系溶融金属Ｍ（以下では、「溶融金属Ｍ」ともいう）の表面に浮遊するドロスＤを検知するのに適用した例を挙げて、本実施形態のドロス検知システムおよびドロス検知方法を説明する。ただし、本発明のドロス検知システムおよびドロス検知方法は、以下の例に限定されることはなく、たとえばアルミニウム系、錫系、鉛系など、他の溶融金属めっき槽における溶融金属の表面に浮遊するドロスの検知や、めっき設備以外における溶融金属の表面に浮遊するドロスの検知も含めて、溶融金属の表面に浮遊するドロスを検知する必要のある他の用途にも適用可能である。

連続溶融亜鉛めっき設備１００は、図１に示されるように、めっき対象である帯状の鋼板Ｓを連続的に、亜鉛系溶融金属Ｍ中を通過させることで、亜鉛系金属を鋼板Ｓ上に付着させる設備である。連続溶融亜鉛めっき設備１００は、亜鉛系溶融金属Ｍが収容される溶融亜鉛めっき槽１０１と、スナウト１０５を通って亜鉛系溶融金属Ｍ内に連続して導かれる鋼板Ｓの進行方向を転換するシンクロール１０２と、鋼板Ｓを支持するピンチロール１０３と、鋼板Ｓ上に付着する亜鉛系金属のめっき量を調整するガスワイピングノズル１０４とを備えている。連続溶融亜鉛めっき設備１００では、鋼板Ｓは、図１中の矢印の向きに沿って亜鉛系溶融金属Ｍ中に斜め下方に侵入し、亜鉛系溶融金属Ｍ中でシンクロール１０２によって方向転換され、亜鉛系溶融金属Ｍから鉛直方向上方に引き上げられ、その間に亜鉛系金属が表面に付着される。

溶融亜鉛めっき槽１０１に収容される亜鉛系溶融金属Ｍは、溶融亜鉛を主成分として、所望に応じてアルミニウムなどの他の成分が添加される溶融金属である。亜鉛系溶融金属Ｍは、鋼板Ｓが連続して外部から高速で侵入し、外部へ高速で脱出する。鋼板Ｓが亜鉛系溶融金属Ｍから脱出する際には、高速で脱出する鋼板Ｓに引きずられるように亜鉛系溶融金属Ｍが持ち上げられるとともに、鋼板Ｓに付着しない亜鉛系溶融金属Ｍが鋼板Ｓ表面に沿って流れ落ちる。したがって、亜鉛系溶融金属Ｍの表面は、鋼板Ｓの高速通過や、亜鉛系溶融金属Ｍの上下動により、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、常に波立って、波Ｍａが生じた状態となっている。その一方で、亜鉛系溶融金属Ｍは、その表面が酸化されるなどして、亜鉛の酸化物などにより構成されるドロスＤが表面に発生する。亜鉛系溶融金属Ｍの波立つ表面においてドロスＤが存在する位置では、ドロスＤによってその表面の波立ちが抑制される。以下で詳しく述べるように、本実施形態のドロス検知システムおよびドロス検知方法は、ドロスＤの有無によって溶融金属Ｍの表面の波立ちの程度に差異が生じる現象を利用してドロスＤを検知しようとするものである。

なお、ドロスという用語は、本明細書では、一般的に用いられている用語の意味に限定されることはなく、溶融金属Ｍを構成する成分とは異なる成分を含むか、溶融金属Ｍを構成する成分と同じで、組成が異なる成分を含み、溶融金属Ｍの表面に浮遊することで、少なくとも溶融金属Ｍの表面の波立ちを抑制する浮遊物の意味で用いられる。また、浮遊という用語は、図１および図２（ｂ）に示されるように、ドロスＤの表面が溶融金属Ｍの表面から外部に露出して浮遊している状態だけでなく、溶融金属Ｍの表面から露出しないで溶融金属Ｍの表面からわずかに下方に沈んだ状態で浮遊している状態を含む意味でも用いられる。つまり、「溶融金属Ｍの表面にドロスＤが浮遊している」とは、溶融金属Ｍの表面に生じる波立ちが抑制されるように、溶融金属Ｍの表面の近傍にドロスＤが存在していることを意味している。

＜ドロス検知システム＞
本実施形態のドロス検知システム１は、以上に説明したような亜鉛系溶融金属Ｍの表面に浮遊するドロスＤを検知するために、図１に示されるように、連続溶融亜鉛めっき設備１００に組み込まれて使用される。

ドロス検知システム１は、図１に示されるように、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線を検出する赤外線検出装置２と、赤外線検出装置２により検出される赤外線の赤外線強度に基づいてドロスＤを検知するように構成される情報処理装置３とを備えている。

赤外線検出装置２は、浮遊するドロスＤを含めた溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線を検出する。赤外線検出装置２は、本実施形態では、図１に示されるように、溶融金属Ｍの鉛直方向上方に配置され、溶融金属Ｍの表面から鉛直方向上方に放射される赤外線を検出する。赤外線検出装置２は、情報処理装置３にデータ通信可能に接続される。赤外線検出装置２と情報処理装置３とは、特に限定されることはなく、有線ＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、ＵＳＢケーブル、ブルートゥース（登録商標）などの公知の通信手段により接続することができる。なお、赤外線検出装置２は、溶融金属Ｍに対して所定の位置で溶融金属Ｍの表面から所定の方向に放射される赤外線を検出することができれば、設置される位置は特に限定されることはなく、たとえば溶融金属Ｍの表面に対して垂直方向から傾斜した位置に設けられてもよい。

赤外線検出装置２としては、たとえば公知の赤外線サーモグラフィカメラを用いることができる。赤外線サーモグラフィカメラは、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線の赤外線強度の２次元分布を検出することができる。ただし、赤外線検出装置２は、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線を検出することができればよく、たとえば、溶融金属Ｍの表面の特定の位置から放射される赤外線だけを検出する装置であってもよいし、溶融金属Ｍの表面の全体から放射される赤外線を全体として検出する装置であってもよい。なお、赤外線検出装置２として公知の赤外線サーモグラフィカメラなどを用いる場合には、測定される赤外線強度は温度値に変換されて出力されるので、出力される温度値を赤外線強度の代わりに用いることができる。

赤外線は、溶融金属Ｍの表面から放射される電磁波である。一般的に、対象物の表面から放射される赤外線の強度は、対象物の表面の温度変化に応じて変化する。したがって、一般的な赤外線サーモグラフィカメラでは、このような原理を利用して、対象物の表面から放射される赤外線の強度から、対象物の表面の温度分布を調べることができる。その一方で、対象物の表面から放射される赤外線の強度は、対象物そのものが有する放射率に依存して変化するため、対象物の種類（成分など）の変化によっても変化する。さらに、その放射率は、対象物の表面から放射される赤外線の放射角度の変化に対しても特異的に変化する傾向があり、たとえば、対象物の種類によっては、対象物の表面に対して垂直方向からの傾斜角度が約５０°まではほぼ一定の値を示すが、５０°を超えると急激に低下するという変化を示す。したがって、測定される赤外線強度は、赤外線検出装置２に対する対象物の表面の角度の変化によって大きく変化する。このように、対象物の表面から放射される赤外線の強度は、対象物の温度、対象物の種類、対象物からの放射角度に依存している。

本実施形態では、対象物である溶融金属Ｍ（およびドロスＤ）の温度および種類は、赤外線の検出期間に亘って大きく変動することがない。それに対して、上述したように、溶融金属Ｍの表面は波立っており、溶融金属Ｍの表面の赤外線検出装置２に対する角度が常に変化している。つまり、溶融金属Ｍの表面からの赤外線の放射角度が常に変化し、それによって検出される赤外線の強度は常に変化している。ここで、上述したように、溶融金属Ｍの表面においては、ドロスＤが存在している位置で波立ちが抑制されている。したがって、溶融金属Ｍの表面において、ドロスＤが存在する位置と、ドロスＤが存在しない位置とでは、波立ちの程度が異なり、検出される赤外線の強度の変化量が異なる。本実施形態のドロス検知システム１は、後述するドロス検知方法も含めて、このような原理に基づいて、溶融金属Ｍの表面に浮遊するドロスＤを検知しようとするものである。

なお、ドロス検知システム１は、ドロス検知方法も含めて、本実施形態では表面が波立つ亜鉛系溶融金属の表面に浮遊するドロスＤの検知に適用されるが、他の溶融金属の表面であっても、表面が波立っていれば適用可能であり、本実施形態に限定されることはなく、表面が波立つ他の溶融金属の表面に浮遊するドロスを検知するために用いることができる。

情報処理装置３は、赤外線検出装置２と情報通信可能に接続され、赤外線検出装置２により検出される赤外線の赤外線強度に基づいてドロスＤを検知するように構成される。情報処理装置３は、本実施形態では、図３に示されるように、赤外線検出装置２により検出される赤外線の赤外線強度に基づいてドロスＤを検知するように構成される演算処理部３１と、演算処理部３１に対する命令などを入力するための入力部３２と、赤外線検出装置２により検出された赤外線に関する情報や、演算処理部３１により得られた結果などを記憶するための記憶部３３と、赤外線検出装置２により検出された赤外線に関する情報や、演算処理部３１により得られた結果などを表示するための表示部３４とを備えている。情報処理装置３としては、特に限定されることはなく、たとえば、演算処理部３１として公知のＣＰＵなどの演算処理装置を、入力部３２としてキーボード・マウスなどの入力装置を、記憶部３３としてハードディスクなどの記憶装置を、表示部３４として液晶ディスプレイなどの表示装置を備えたパーソナルコンピュータなどの公知の計算装置を用いることができる。演算処理部３１、入力部３２、記憶部３３および表示部３４は、本実施形態ではすべてが情報処理装置３に備えられているが、たとえばそれぞれが別々の装置に備えられていてもよい。

演算処理部３１は、図３に示されるように、赤外線検出装置２を制御して、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線の赤外線強度を測定するように構成される測定部３１ａと、測定された赤外線強度に基づいてドロスＤを検知するように構成される検知部３１ｂとを備えている。測定部３１ａおよび検知部３１ｂは、本実施形態ではともに同じ演算処理部３１に備えられているが、たとえば、それぞれ別の演算処理部や別の情報処理装置に備えられていてもよいし、赤外線検出装置２に一体として備えられていてもよい。

測定部３１ａは、赤外線検出装置２を制御して、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線の赤外線強度を所定期間ｔ₀に亘って測定するように構成される。測定部３１ａは、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線を検出し、赤外線強度を測定するように赤外線検出装置２を操作し、測定された赤外線強度を検知部３１ｂ（後述する算出部３１ｃ）および／または記憶部３３に送信する。赤外線強度の測定は、特に限定されることはなく、たとえば１５秒などの所定期間ｔ₀に亘って、たとえば１回の測定時間が１５０ｍｓなどで、連続的に複数回行なわれる。測定が継続される所定期間ｔ₀は、特に限定されることはなく、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した赤外線強度の変化を捉えることが可能な時間範囲で適宜選択することができる。

測定される赤外線強度の時間変化を示す例示的なグラフを図４に示す。図４中の左上のグラフは、溶融金属Ｍの表面のうちドロスＤが存在しない位置（Ａ）から測定される典型的な赤外線強度の時間変化の例を示し、図４中の右下のグラフは、溶融金属Ｍの表面のうちドロスＤが存在している位置（Ｂ）から測定される典型的な赤外線強度の時間変化の例を示す。それぞれの横軸は経過時間を示し、それぞれの縦軸は赤外線強度（または温度値）を示している。図４から分かるように、ドロスＤが存在していない溶融金属Ｍの表面（Ａ）では、相対的に大きな波立ちの存在により、赤外線強度の変化量が相対的に大きく、ドロスＤが存在する溶融金属Ｍの表面（Ｂ）では、ドロスＤが存在しない表面と比べて波立ちが抑制されているので、赤外線強度の変化量が相対的に小さい。

赤外線の検出は、溶融金属Ｍの表面の特定の領域のみから行なってもよいし、溶融金属Ｍの表面の全体から行なってもよい。溶融金属Ｍの表面における赤外線強度の分布を得るという目的のためには、測定部３１ａは、赤外線検出装置２を制御して、溶融金属Ｍの表面の複数の位置のそれぞれから放射される赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定し、赤外線強度の分布を測定するように構成されることが好ましい。測定部３１ａは、たとえば赤外線検出装置２として公知の赤外線サーモグラフィカメラを用いることで、溶融金属Ｍの表面の複数の位置から放射される赤外線を同時に検出し、複数の位置に対応する複数の赤外線強度の分布を測定することができる。測定部３１ａは、測定された複数の赤外線強度と、それぞれに対応する位置情報とを、検知部３１ｂ（算出部３１ｃ）および／または記憶部３３に送信する。なお、赤外線検出装置２として公知の赤外線サーモグラフィカメラを用いる場合には、赤外線強度に対応する温度値の分布画像が得られるが、その場合は、分布画像の各画素における温度値を抽出することで、複数の位置のそれぞれについての温度値を得て、その温度値を赤外線強度の代わりに用いることができる。

検知部３１ｂは、測定部３１ａにより測定された赤外線強度の、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した時間変化に基づいて、ドロスＤを検知するように構成される。検知部３１ｂは、測定部３１ａまたは記憶部３３から、所定期間ｔ₀に亘って測定された複数の赤外線強度を受信し、所定期間ｔ₀に亘る赤外線強度の時間変化に基づいてドロスＤを検知する。このように、ドロス検知システム１では、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線の赤外線強度が溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因して変化することに着目し、ドロスＤの有無によって溶融金属Ｍの表面の波立ちの程度が異なるという現象を利用して、検知部３１ｂによって、赤外線強度の時間変化に基づいて溶融金属Ｍの表面に浮遊するドロスＤを検知するので、溶融金属Ｍの表面に浮遊するドロスＤをより正確に検知することができる。検知部３１ｂは、本実施形態では、図３に示されるように、算出部３１ｃおよび判定部３１ｄを備えている。ただし、検知部３１ｂは、赤外線強度の時間変化に基づいてドロスＤを検知することができればよく、以下で詳しく述べるような算出部３１ｃおよび判定部３１ｄを備えた構成に限定されることはない。

算出部３１ｃは、測定部３１ａにより測定された赤外線強度から、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した赤外線強度の変化量を算出するように構成される。算出部３１ｃは、測定部３１ａまたは記憶部３３から、所定期間ｔ₀に亘って測定された複数の赤外線強度を受信し、所定期間ｔ₀内の赤外線強度の変化量を算出する。算出部３１ｃは、算出した赤外線強度の変化量を、判定部３１ｄおよび／または記憶部３３および／または表示部３４に送信する。算出部３１ｃにより赤外線強度の変化量を算出することで、溶融金属Ｍの表面の波立ちの程度を評価することができる。算出する赤外線強度の変化量は、図４に示されるように、所定期間ｔ₀における赤外線強度の最大値と最小値との差ΔＴであることが好ましい。赤外線強度の変化量として、所定期間ｔ₀内の赤外線強度の最大値と最小値との差ΔＴを採用することにより、変化量の算出が単純で、変化量の算出を迅速に行なうことができる。ただし、赤外線強度の変化量は、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した変化を表す量であれば、特に限定されることはなく、たとえば所定期間ｔ₀内における赤外線強度の標準偏差値、変動周期、中心値からの偏差値などであってもよい。

算出部３１ｃは、測定部３１ａによって溶融金属Ｍの表面の複数の位置について赤外線強度が測定される場合には、測定された複数の赤外線強度のそれぞれについて赤外線強度の変化量を算出する。これにより、溶融金属Ｍの表面における赤外線強度の変化量の分布を求めることができる。さらに、算出部３１ｃは、溶融金属Ｍの表面を隣接する複数の位置を含むより広い範囲に区切って、その範囲に含まれる複数の位置の変化量の平均を算出することで、より広い範囲についての変化量を算出してもよい。算出される複数の赤外線強度の変化量と、それぞれに対応する位置情報とは、判定部３１ｄおよび／または記憶部３３および／または表示部３４に送信される。

判定部３１ｄは、算出部３１ｃにより算出される赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、ドロスＤが存在していると判定するように構成される。判定部３１ｄは、算出部３１ｃまたは記憶部３３から、所定期間ｔ₀内における赤外線強度の変化量を受信し、赤外線強度の変化量と所定値とを比較して、赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在していると判定する。また、判定部３１ｄは、赤外線強度の変化量が所定値以上である場合に、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在していないと判定してもよい。判定結果は、記憶部３３に送られ、および／または、表示部３４に表示され、および／または、図示しないドロス除去装置の制御装置に送信される。

判定部３１ｄは、算出部３１ｃによって溶融金属Ｍの表面の複数の位置のそれぞれについて赤外線強度の変化量を算出する場合には、複数の位置のうち、赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい位置において、ドロスＤが存在していると判定するように構成される。判定部３１ｄは、算出部３１ｃまたは記憶部３３から、所定期間ｔ₀内における複数の位置のそれぞれに対応する赤外線強度の変化量を受信し、それぞれの赤外線強度の変化量と所定値とを比較して、赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい、溶融金属Ｍの表面上の位置において、ドロスＤが存在していると判定する。また、判定部３１ｄは、赤外線強度の変化量が所定値以上である、溶融金属Ｍの表面上の位置において、ドロスＤが存在していないと判定してもよい。判定結果は、対応する位置情報ととともに、上述したのと同様に、記憶部３３に送られ、および／または、表示部３４に表示され、および／または、図示しないドロス除去装置の制御装置に送信される。

ドロスＤの存在の判定基準となる所定値は、赤外線強度が溶融金属の種類や温度で変化するため、特に限定されることはなく、たとえば、予め測定され、算出される、ドロスＤが存在する場合の赤外線強度の変化量に基づいて適宜設定することが可能である。たとえば、所定値は、ドロスＤが存在する場合の変化量と、ドロスＤが存在しない場合の変化量との中間値などに設定することができる。

表示部３４は、たとえば、図５に示されるように、複数の位置のそれぞれに対応する赤外線強度の変化量を複数の位置のそれぞれに対応させて表示するように構成されてもよい。表示部３４は、算出部３１ｃまたは記憶部３３から、所定期間ｔ₀内における複数の位置のそれぞれに対応する赤外線強度の変化量と、それぞれの変化量に対応する位置情報を受信し、複数の位置のそれぞれに対応する表示領域３４ａに、それぞれに対応する変化量を表示する。これにより、どの表示領域３４ａの、すなわち溶融金属Ｍの表面のどの位置の赤外線強度の変化量が小さいかを視覚的に捉えることができる。このとき、判定部３１ｄによってドロスＤが存在していると判定された位置に対応する表示領域３４ａを赤く点灯させることで、ドロスＤの存在位置をより確認しやすくなる。また、表示部３４は、隣接する複数（図示された例では４つ）の表示領域３４ａを１つの表示範囲３４ｂとして取り扱い、表示範囲３４ｂに含まれる表示領域３４ａに対応する赤外線強度の変化量の平均値を表示範囲３４ｂごとに表示するようにしてもよい。複数の位置についての赤外線強度の変化量の平均値を表示することで、ノイズの影響を軽減でき、より正確にドロスＤの存在を判定することができる。

＜ドロス検知方法＞
つぎに、本実施形態のドロス検知方法を、図６および図７に示されるフローチャートも含めて説明する。本実施形態のドロス検知方法は、上述した本実施形態のドロス検知システム１を用いて実施することができるが、他の公知の赤外線検出装置および情報処理装置を組み合わせて実施することもできる。

本実施形態のドロス検知方法は、図６に示されるように、測定工程Ｓ１および検知工程Ｓ２を含んでいる。測定工程Ｓ１において、溶融金属Ｍの表面から放射される赤外線の赤外線強度を所定期間ｔ₀に亘って測定する。測定された赤外線強度は、図４に示されるように、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因して、所定期間ｔ₀内で時間変化する。特に、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在しない位置（Ａ）と、ドロスＤが存在する位置（Ｂ）とでは、波立ちの程度に差があるために、赤外線強度の時間変化に違いが現れる。そして、検知工程Ｓ２において、測定された赤外線強度の、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した時間変化に基づいて、ドロスＤを検知する。上述したように、対象物の表面から放射される赤外線の赤外線強度は、対象物の表面形状の変化にともなう赤外線の放射角度の変化に応じて大きく変化する。本実施形態のドロス検知方法は、このような原理に基づいて、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した赤外線強度の時間変化に基づいてドロスＤを検知することにより、溶融金属Ｍの表面に浮遊するドロスＤを検知することができる。

検知工程Ｓ２は、本実施形態では、図７に示されるように、算出工程Ｓ２１および判定工程Ｓ２２を含んでいる。算出工程Ｓ２１において、測定された赤外線強度から、溶融金属Ｍの表面の波立ちに起因した赤外線強度の変化量を算出する。算出工程Ｓ２１において算出する赤外線強度の変化量は、本実施形態では、図４に示されるように、所定期間ｔ₀における赤外線強度の最大値と最小値との差ΔＴである。そして、判定工程Ｓ２２において、赤外線の変化量と所定値とを比較し、赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在していると判定する。これにより、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在しているか否かを確認することができる。なお、判定工程Ｓ２２では、赤外線強度の変化量が所定値以上である場合に、溶融金属Ｍの表面にドロスＤが存在していないと判定してもよい。

測定工程Ｓ１における赤外線強度の測定は、溶融金属Ｍの表面の特定の領域のみから行なってもよいし、溶融金属Ｍの表面の全体から行なってもよい。溶融金属Ｍの表面における赤外線強度の分布を得るという目的のために、測定工程Ｓ１は、溶融金属Ｍの表面の複数の位置のそれぞれから放射される赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定し、赤外線強度の分布を測定する工程を含んでいてもよい。その場合、判定工程Ｓ２２において、複数の位置のうち、赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい位置において、ドロスＤが存在していると判定する。これにより、溶融金属Ｍの表面において、ドロスＤが存在する領域の分布を確認することができる。なお、判定工程２２において、複数の位置のうち、赤外線強度の変化量が所定値以上である位置において、ドロスＤが存在していないと判定してもよい。

本実施形態のドロス検知方法は、複数の位置のそれぞれに対応する赤外線強度の変化量を複数の位置のそれぞれに対応させて表示する表示工程をさらに含んでいてもよい。この表示工程では、図５を例に説明すると、複数の位置のそれぞれに対応する表示領域３４ａに、それぞれに対応する変化量を表示する。これにより、どの表示領域３４ａの、すなわち溶融金属Ｍの表面のどの位置の赤外線強度の変化量が小さいかを視覚的に捉えることができる。このとき、判定工程Ｓ２２によってドロスＤが存在していると判定された位置に対応する表示領域３４ａを赤く点灯させることで、ドロスＤの存在位置をより確認しやすくなる。また、表示工程において、隣接する複数の表示領域３４ａを１つの表示範囲３４ｂとして取り扱い、表示範囲３４ｂに含まれる表示領域３４ａに対応する赤外線強度の変化量の平均値を表示範囲３４ｂごとに表示してもよい。複数の位置についての赤外線強度の変化量の平均値を表示することで、ノイズの影響を軽減でき、より正確にドロスＤの存在を判定することができる。

１ドロス検知システム
２赤外線検出装置
３情報処理装置
３１演算処理部
３１ａ測定部
３１ｂ検知部
３１ｃ算出部
３１ｄ判定部
３２入力部
３３記憶部
３４表示部
３４ａ表示領域
３４ｂ表示範囲
１００連続溶融亜鉛めっき設備
１０１溶融亜鉛めっき槽
１０２シンクロール
１０３ピンチロール
１０４ガスワイピングノズル
１０５スナウト
Ｄドロス
Ｍ亜鉛系溶融金属（溶融金属）
Ｍａ波
Ｓ鋼板

Claims

溶融金属の表面に浮遊するドロスを検知するドロス検知システムであって、
前記溶融金属の表面から放射される赤外線を検出する赤外線検出装置と、
前記赤外線検出装置を制御して、前記溶融金属の表面から放射される前記赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定するように構成される測定部と、
前記所定期間内の赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、前記ドロスが存在していると判定するように構成される検知部と
を備える、ドロス検知システム。
前記検知部が、
測定された前記所定期間内の前記赤外線強度の変化量を算出するように構成される算出部と、
前記赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい場合に、前記ドロスが存在していると判定するように構成される判定部と
を備える、請求項１記載のドロス検知システム。
前記測定部が、前記赤外線検出装置を制御して、前記溶融金属の表面の複数の位置のそれぞれから放射される赤外線の赤外線強度を所定期間に亘って測定し、前記赤外線強度の分布を測定するように構成され、
前記判定部が、前記複数の位置のうち、前記赤外線強度の変化量が所定値よりも小さい位置において、前記ドロスが存在していると判定するように構成される、
請求項２記載のドロス検知システム。
前記ドロス検知システムが、前記複数の位置のそれぞれに対応する前記赤外線強度の変化量を前記複数の位置のそれぞれに対応させて表示するように構成される表示部をさらに備える、
請求項３記載のドロス検知システム。
前記赤外線強度の変化量が、前記所定期間における前記赤外線強度の最大値と最小値との差である、
請求項２～４のいずれか１項に記載のドロス検知システム。