JPH06128710A - 溶融めっき鋼板の形状制御装置 - Google Patents

溶融めっき鋼板の形状制御装置

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JPH06128710A
JPH06128710A JP11134392A JP11134392A JPH06128710A JP H06128710 A JPH06128710 A JP H06128710A JP 11134392 A JP11134392 A JP 11134392A JP 11134392 A JP11134392 A JP 11134392A JP H06128710 A JPH06128710 A JP H06128710A
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JP
Japan
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shape
steel sheet
amount
steel plate
roll
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Withdrawn
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JP11134392A
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English (en)
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Kazunari Ishizaki
石崎一成
Makoto Suenaga
真 末永
Chiaki Otani
大谷千晶
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板の連続形状の検出を可能とし、左右非対
称な鋼板形状においてもシンクロール又はサポートロー
ルを左右個別に操作することにより、鋼板の平坦度を高
精度に制御することを目的とする。 【構成】 鋼板1巾方向のめっき付着量を測定する板巾
方向走査めっき付着量測定装置5と鋼板表裏の付着量W
1 ,W2 から変位量ΔD=(lnW1 −lnW2 )/K
を形状演算装置6で算出し鋼板形状を求める。これによ
り得られた形状を四次式で近似し、形状を対称成分と非
対称成分とに分離すると各成分反り量とシンクロール2
又はサポートロール3の左右移動量の増減分の間には一
次式が成立することから各ロールの左右操作量を決定す
る形状制御演算装置7と各ロールを動かすための左右進
退駆動装置8,9からなることを特徴とするめっき鋼板
の形状制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板さらにNiなどの
めっき金属を施した鋼板が亜鉛、鉛−錫、アルミニウム
などの耐蝕性金属の溶融めっき浴を通過して走行する、
溶融めっき鋼板の形状制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融めっき鋼板は比較的融点の低い亜
鉛、錫、アルミニウムなどその種類は多く、中でも亜鉛
めっき鋼板あるいはその合金化亜鉛めっき鋼板は、耐蝕
性や溶接性に優れている特性から、自動車や家電の素材
として多く使用されている。こうした溶融めっき鋼板
は、一般に熱間圧延さらには冷間圧延された鋼板は、予
備酸化炉次いで還元焼鈍炉さらには冷却炉を通り、溶融
めっき浴を通過して、表面に付着した溶融状態のめっき
金属をガスワイピングノズルで払拭しながら所定の目付
量に制御し、必要によってはさらに合金化加熱炉を通っ
て製造されている。しかしながら、製造された溶融めっ
き鋼板のめっき金属の目付量は、板巾方向で大きなばら
つきが生じ、溶接性あるいは密着塗装性に支障を来す問
題があった。こうした問題は、鋼板とガスワイピングノ
ズルとの間隔に依存し、その間隔を常に一定に図ること
で解決できるが、鋼板が各種の形状に変化して走行する
ため解決するに至っていない。
【0003】鋼板形状を平坦化する手段としては、操作
者が鋼板を目視して鋼板形状を判断し、めっき浴中のシ
ンクロール、サポートロール又はガスワイピング上方の
タッチロールを移動させたり、あるいは電磁力を使用し
て鋼板巾方向の形状を矯正したりするものがある。しか
し、高精度の形状自動制御を行うには、実際の鋼板形状
に基づいて操作端の自動制御を行う必要がある。このよ
うな自動制御方法の要求から、特開平2−265854
号公報のように、ガスワイピングノズル上方で鋼板巾方
向の端部と中央部のめっき層の厚さを検出し、その検出
値の差が最低値になるようにシンクロール位置自動制御
し、形状を矯正する方法が開発されている。
【0004】しかし、このような矯正方法は、左右対称
な単純反りを持つ鋼板の形状の場合のみ適用可能である
が、実際の鋼板形状は、左右対称な単純反りだけでなく
左右非対称な鋼板形状もある。左右非対称鋼板形状の場
合は、鋼板巾方向の端部と中央部のめっき層の厚さの差
を算出して、シンクロールなどの位置を制御しても、鋼
板は必ずしも平坦にならない。即ち、左右非対称な鋼板
形状においては左右個別操作が必要であり、鋼板の連続
形状の検出が必要である。
【0005】鋼板巾方向の形状検出には、接触式の荷重
検出方式やエアーベアリング方式を使用した検出器があ
るが、ガスワイピング位置前後では鋼板表面に未凝固の
溶融亜鉛が付着しており接触式の形状検出器は使用でき
ないため、レーザー式と電磁式の非接触式の形状検出器
が使用されている。しかし、このような形状検出器に
も、次のような問題があった。レーザー式形状検出器に
は、レーザー光を照射する光切断方式や照射レーザー光
の反射光をスクリーンに投影し、画像処理する方式があ
るが、前者においては、ガスワイピング位置での鋼板は
鏡面状態となっているため乱反射がおこりにくくなり、
感度が劣化し、測定不可能である。後者においては、鋼
板が振動している場合、反射像にづれが生じ測定精度に
欠ける。また、測定精度は鋼板上の照射位置とスクリー
ン間の距離に依存するため、高精度に形状を検出するに
は鋼板から照射レーザー光間の距離を大きくとる必要が
あるが、ガスワイピング装置周辺には多くの機器が備わ
っており、物理的に設置が不可能であるという問題点が
ある。一方、電磁式形状検出器には、特公昭57−60
54号公報で示されるように、鋼板に外部から電磁力を
印加して鋼板の張力分布を測定して形状を検出する方法
があるが、鋼板形状が変化して潜在化している形状まで
検出するため、ガスワイピング位置での鋼板形状を検出
することは不可能である。また、形状検出器は、ガスワ
イピングノズル付近が高温であり、物理的に設置するこ
とが不可能であるため、実際には、ガスワイピングより
離れた位置にしか設置できない。しかし、鋼板形状はロ
ールの拘束と張力影響により通板方向の位置によって変
化するため、ガスワイピング位置での鋼板形状を捕らえ
ることが困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の欠点を克服するもので、鋼板の連続形状の検
出を可能とし、左右非対称な鋼板形状においてもシンク
ロールまたは、サポートロールを左右個別に操作するこ
とにより、鋼板の平坦度を高精度に制御することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】溶融めっき浴からガスワ
イピング域を通って走行するめっき鋼板の巾方向にγ線
またはX線を照射して受光する蛍光X線強度を検出し鋼
板巾方向の表裏面の各めっき付着量を測定する板巾方向
走査めっき付着量測定装置と該鋼板の各巾方向の表裏面
の各測定めっき付着量から、表裏ガスワイピングノズル
間距離の中心を0とした時の変位量を算出し、鋼板形状
を求める形状演算装置とこれから得られた該鋼板形状が
四次式の関数で近似できることを利用し、この関数の偶
数項と奇数項に着目して鋼板形状を対称成分と非対称成
分とに分離して、シンクロール又はサポートロールの移
動量の増減分と鋼板形状の左右各々の移動量の増減分の
差と鋼板形状の非対称成分における反り量のそれぞれの
間に成立する一次関数を用いて、シンクロール又はサポ
ートロールの左右それぞれの移動量の増減分を算出し、
シンクロール又は、サポートロールの左右操作量を決定
する形状制御演算装置とこれにより得られた左右操作量
に基づいてシンクロール又は、サポートロールを動かす
ための左右個別進退駆動装置からなることを特徴とする
めっき鋼板の形状制御装置を用いる。
【0008】(実施例及び作用)図1は、本発明の形状
制御装置の一実施例を示す。図中1は、亜鉛、鉛−錫な
どの耐蝕性金属がめっきされ、走行する鋼板である。鋼
板1は溶融めっき浴中のシンクロール2を転回してめっ
きされ、サポートロール3で形状矯正されながら上昇
し、ガスワイピングノズル4さらには必要に応じて設置
される電磁ワイピングノズルで所定のめっき目付量に制
御した後上昇する。5は、めっき鋼板1の板巾方向走査
めっき付着量測定装置で、ガスワイピングノズル4の上
方に設置される。板巾方向走査めっき付着量測定装置5
は、走行するめっき鋼板1の板巾方向にγ線またはX線
を照射して受光する蛍光X線強度を検出し鋼板巾方向の
表裏面の各めっき付着量を測定する。6は、形状演算装
置であり、板巾方向走査めっき付着量測定装置5から送
信された鋼板の各巾方向の表裏面のめっき付着量から以
下で説明する式に基づき、鋼板1とガスワイピングノズ
ル2間の距離を算出し、鋼板形状を求める。
【0009】付着量を決定する要因としては、通板速度
V(m/分)、鋼板1〜ガスワイピングノズル4間距離
D(mm)、ガスワイピング圧力P(kg/cm2 )、
鋼板表面性状、鋼中成分、めっき浴侵入直前板温、めっ
き浴成分、めっき浴温度、鋼板サイズ等があるが、P,
V,D以外の要因においては、鋼種によってできるか又
は、変動に対する付着量影響が小さいためP,V,Dで
付着量を精度良く算出でき、 W=F(P,V,D) (6) なる関係が成立する。Fはガスワイピングノズル形状、
めっき成分、鋼板の成分に依存する関数であるので同一
設備及びめっき成分を限定することによって決定でき
る。溶融亜鉛めっきで、付着量30〜80g/m2 の場
合には、(7)式のような付着量回帰モデル式を得るこ
とができる。
【0010】 W=exp(K0 +K1 ×P+K2 ×V+K3 ×D) (7) ここでK0 〜K3 は定数を示し、鋼板1の種類によって
異なる値を採る。(7)式より片側の付着量計出力から
鋼板形状の算出が可能であるが、鋼板形状以外にも板巾
方向付着量変動の影響因子があると考えられ、鋼板形状
による付着量影響のみをとりだすために、付着量の板の
形状に対する表裏の反対称性を利用して、P,Vは表裏
同一として表裏付着量計を用いて(8)式のように算出
できる。ただし、Pにおいては、表裏同一の場合が多い
が、表裏圧力差がある場合には圧力補正をしてやる必要
がある。
【0011】 ΔD=(D1 −D2 )/2 =(lnW1 −lnW2 )/2K3 (8) ここで、ΔDは表裏ガスワイピングノズル4間距離の中
心を0とした時の変位量、D1 は表の鋼板1〜ガスワイ
ピング4位置までの距離、D2 は裏の鋼板1〜ガスワイ
ピング4位置までの距離、W1 は鋼板1の表の付着量、
2 は鋼板1の裏の付着量を表す。
【0012】これにより(8)式を用いた形状演算装置
6により鋼板形状が得られる。7は、形状制御演算装置
であり、形状演算装置6により求まった鋼板形状から、
以下に説明する式に基づいてシンクロール2又は、サポ
ートロール3の左右の操作量を決定するものである。
【0013】形状演算装置6で得られた鋼板形状は、
(9)式のような四次式の関数で近似できる。
【0014】 G(x)=C0 +C1 ×x+C2 ×x2 +C3 ×x3 +C4 ×x4 (9) ここでC0 〜C4 は定数、xは鋼板形状の板巾方向位置
を表す。付着量検出器により出力された付着量を用いて
算出されたΔDとその時のxを使って、C0 〜C4 の定
数を決定することにより、鋼板形状の関数近似が可能と
なる。(9)式において偶数項と奇数項に着目すると、
偶数項は形状の対称成分に寄与し、奇数項は形状の非対
称成分に寄与している。偶数項のみを考慮すると鋼板形
状を表わす関数は、バイアス分を無視すると(10)式
のようになり、これは鋼板形状において対称な反り成分
を表わす関数となる。
【0015】 Geven(x)=C2 ×x2 +C4 ×x4 (10) (9)式で決定されたC2 ,C4 の定数を(10)式に
代入すると、この関数における鋼板形状の片側端部は、
even(b/2)となり、その値が鋼板形状の対称成分
の反り量となる。ただし、bは板巾を表す。
【0016】この反りを矯正するために、シンクロール
2又は、サポートロール3の位置を制御する場合には、
この反り量とシンクロール2又は、サポートロール3の
移動量の増減分の間には、 ΔSeven=A0 ×(ΔCeven)+A1 (11) なる一次関数が成立する。
【0017】ここで、ΔCeven=Geven(b/2)、Δ
evenはシンクロール2又は、サポートロール3の移動
量の増減分、A0 ,A1 は定数で鋼板サイズや張力によ
って決定される。
【0018】(11)式を用いて、ΔCevenに対応する
ΔSevenを算出し、設定する。
【0019】次に奇数項のみを考慮すると、鋼板形状を
表わす関数は、バイアス分を無視すると(12)式のよ
うになり、これは鋼板形状において非対称な反り成分を
表わす関数となる。
【0020】 Godd (x)=C1 ×x+C3 ×x3 (12) 同様に、(9)式で決定されたC1 ,C3 の定数を(1
2)式に代入すると、この関数における鋼板形状の左側
端部は、Godd (−b/2)となり、その値が鋼板形状
の非対称成分の反り量となる。この反り量とシンクロー
ル2又は、サポートロール3の左右各々の移動量の増減
分の差の間には、 ΔSodd =Bo ×(ΔCodd )+B1 (13) なる一次関数が成立する。
【0021】ここで、ΔCodd =Godd (−b/2)、
ΔSodd はシンクロール2又は、サポートロール3の左
右各々の移動量の増減分の差、Bo ,B1 は定数で鋼板
サイズや張力によって決定される。(13)式を用い
て、ΔCodd に対応するΔSodd を算出し、(14)
式、(15)式に基づいてシンクロール2又は、サポー
トロール3の左右各々の移動量の増減分を算出する。
【0022】 ΔS1 =ΔSeven−ΔSodd (14) ΔSr =ΔSeven+ΔSodd (15) ここで、ΔS1 ,ΔSr はそれぞれシンクロール2又
は、サポートロール3の左右各々の移動量の増減分を表
す。
【0023】このように形状制御演算装置7では、ΔS
1 ,ΔSr を算出しシンクロール2又は、サポートロー
ル3の左右各々の移動量の増減分を決定する。
【0024】8は、シンクロール2の左右個別進退駆動
装置、9は、サポートロール3の左右個別進退駆動装置
であり、形状制御演算装置7で算出したΔS1 ,ΔSr
になるようにシンクロール2又は、サポートロール3を
それぞれ左右各々操作する。
【0025】上記のごとく、シンクロール2又は、サポ
ートロール3を左右個別に操作を行うことにより、非対
称な形状においても、鋼板の平坦度を高精度に制御でき
る。
【0026】上記の実施例装置を用い溶融めっき鋼板の
形状制御した例について以下に述べる。
【0027】板厚0.76mm、板巾1730mmの溶
融亜鉛めっき鋼板において、付着量回帰モデル式、
(1)式の係数は次のような値をとる。
【0028】Ko =3.02,K1 =−0.8,K2
0.01,K3 =0.06 この場合、鋼板形状の対称成分の操作量を決定する一次
関数は、図2に示すようになる。また、鋼板形状の非対
称成分の操作量を決定する一次関数は、図3に示すよう
になる。板巾方向走査めっき付着量測定装置と形状演算
装置を用いて求まった図4に示すような鋼板形状に対
し、形状演算装置からシンクロールの左右各々の移動量
の増減分を算出し、シンクロールの左右個別進退駆動装
置を用いて、左右個別に操作を行なって形状矯正を行っ
た結果、鋼板形状は図5のようになり、非対称な形状に
おいても、鋼板の平坦度を高精度に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】形状制御装置の構成を示すものである。
【図2】鋼板形状の対称成分の反り量とシンクロールの
移動量の増減分の関係を示す図。
【図3】鋼板形状の非対称成分の反り量とシンクロール
の左右各々の移動量の増減分の差の関係を示す図。
【図4】板厚0.76mm、板巾1730mmの溶融亜
鉛めっき鋼板の形状例を示す図。
【図5】図4に示された鋼板形状において、シンクロー
ルを左右個別に操作を行ない、形状矯正された後の鋼板
形状を示す図。
【符号の説明】
1…鋼板 2…シンクロール 3…サポートロール 4…ワイピングノズ
ル 5…板巾方向走査式めっき付着量測定装置 6…形状演算装置 7…形状制御演算装
置 8…シンクロールの左右個別進退駆動装置 9…サポートロールの左右個別進退駆動装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融めっき浴からガスワイピング域を通
    って走行するめっき鋼板の巾方向にγ線またはX線を照
    射して受光する蛍光X線強度を検出し鋼板巾方向の表裏
    面の各めっき付着量を測定する板巾方向走査めっき付着
    量測定装置と該鋼板の各巾方向の表裏面の各測定めっき
    付着量から、下記(1)式に基づいて、鋼板形状を求め
    る形状演算装置とこれから得られた該鋼板形状が四次式
    の関数で近似できることを利用し、この関数の偶数項と
    奇数項に着目して鋼板形状を対称成分と非対称成分とに
    分離し、下記(2)式〜(5)式に基づき、シンクロー
    ル又は、サポートロールの左右操作量を決定する形状制
    御演算装置とこれにより得られた左右操作量に基づいて
    シンクロール又は、サポートロールを動かすための左右
    個別進退駆動装置からなることを特徴とするめっき鋼板
    の形状制御装置 ΔD=(lnW1 −lnW2 )/K (1) だだし、ΔD:表裏ガスワイピングノズル間距離の中心
    を0とした時の変移量(mm) W1 :鋼板の表の付着量(g/m2 ) W2 :鋼板の裏の付着量(g/m2 ) K :鋼板の種類によって異なる定数 ΔSeven=A0 ×(ΔCeven)+A1 (2) ΔSodd =B0 ×(ΔCodd )+B1 (3) ΔSl =ΔSeven−ΔSodd (4) ΔSr =ΔSeven−ΔSodd (5) ただし、ΔCeven:鋼板形状の対称成分における反り量 ΔCodd :鋼板形状の非対称成分における反り量 ΔSeven:シンクロール又はサポートロールの移動量の
    増減分 ΔSodd :シンクロール又はサポートロールの左右各々
    の移動量の増減分の差 ΔS1 :シンクロール又はサポートロールの左側移動量
    の増減分 ΔSr :シンクロール又はサポートロールの右側移動量
    の増減分 A0 ,A1 ,B0 ,B1 :鋼板サイズや張力によって決
    定される定数
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Effective date: 19990706