JPH06322504A - 溶融めっき鋼板の付着量制御装置 - Google Patents

溶融めっき鋼板の付着量制御装置

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JPH06322504A
JPH06322504A JP11014193A JP11014193A JPH06322504A JP H06322504 A JPH06322504 A JP H06322504A JP 11014193 A JP11014193 A JP 11014193A JP 11014193 A JP11014193 A JP 11014193A JP H06322504 A JPH06322504 A JP H06322504A
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JP
Japan
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nozzle
steel sheet
steel plate
adhesion amount
amount
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Withdrawn
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JP11014193A
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Hiroshi Ueda
啓史 上田
Kazunari Ishizaki
一成 石崎
Makoto Suenaga
真 末永
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融めっきのワイピングにおいて、鋼板の表
面粗度など連続的に測定が不可能な要因の多いめっき付
着量を、ノズル噴射圧力、通板速度、鋼板−ノズル間距
離といった測定可能な主要因で表現し、その影響係数を
適正化することによって精度良く付着量を推定し制御す
ること。 【構成】 ノズル噴射圧力P、通板速度V、鋼板−ノズ
ル間距離Dを測定する装置より付着量演算装置におい
て、めっき付着量W=exp(K0 +K1 ・P+K2
V+K3 ・D)を算出し、めっき付着量を推定する。こ
れより得られた推定付着量とめっき付着量を測定する装
置より得られた実績付着量から影響係数K0,K1 ,K
2 ,K3 を実績付着量に合った真値に調整することによ
り、めっき付着量を推定し、ノズル噴射圧力とノズル位
置を決定することを特徴とする付着量制御方法。

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する際の溶融め
っき金属付着量の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板は比較的融点の低い
亜鉛、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。近年では、耐蝕性や溶接性
ばかりでなく、金属加工におけるめっき密着性さらには
金属表面の光沢性など外観性が重要視されており、めっ
き付着量を均一にすることが要求されている。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
れた鋼板を、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
所定の付着量に制御し必要によっては更に合金化加熱炉
を通って製造されている。
【0003】溶融めっき金属の付着量は、特開昭61−
143573号公報に「設定めっき付着量および鋼帯通
板速度に応じたノズル噴射圧力を設定する手段等を設
け、噴射圧力およびノズル間隔を表裏独立して制御する
ことにより、鋼帯の表裏めっき付着量を自動的に制御す
ることができる。」と記されるように、設定めっき付着
量および鋼板の通板速度に応じたノズル噴射圧力、鋼板
−ノズル間距離をモデル式を用いて計算することによっ
て制御されている。そのモデル式は多く発表されてお
り、例えば第(3)式 Wc=K0 ・PaK1・VaK2・DaK3 (3) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、制御パラメータ に示すように、通板速度Va、ノズル噴射圧力Paおよ
び鋼板−ノズル間距離Daから巾乗関数を用いて、付着
量Wcが推定されている。さらには、1次関数や2次関
数を用いたモデル式もある。このようなモデル式を用い
て設定制御した時に生じる目標付着量と実績付着量の間
に生じる付着量の偏差については、インラインの付着量
測定装置によりフィードバック制御する方法が行われて
いる。その付着量測定装置については、溶融状態で測定
可能なホットゲージの測定精度が不十分なため、γ線ま
たはX線を照射して受光した蛍光X線強度を検出し、め
っき付着量を測定する付着量測定装置が、一般的に用い
られている。蛍光X線による付着量測定装置は、精度の
問題から板温を100℃程度まで冷却する必要があるた
め、めっき浴から合金化加熱炉さらには冷却設備を通過
した後方の場所に設置される。このような場所では、フ
ィードバック制御のタイミングが遅くなるため、特にコ
イルトップ部においては、付着量推定モデル式の高精度
化を図らざるを得なかった。
【0004】付着量推定モデル式の作成において推定精
度向上を阻害する要因として、現場での連続的な測定が
困難なためモデル式に取り込めない項目、たとえば、
鋼板表面の粗度、ワイピングガスの圧力分布、鋼板
表面の板温分布などがある。これら項目を正確に取り込
んだ厳密な付着量推定モデル式を成立させることは、現
実的に不可能である。これまでは、それら項目は一定で
あると仮定されていたが、実際は付着量推定誤差を生じ
るため、これを最小にする必要があった。
【0005】付着量推定誤差を最小にするためには、モ
デル式のパラメータを実測値に最も近い値にしなければ
ならない。モデル式は一般的に、多くの実績データの回
帰計算から決定されている。しかし、通板中に上記した
鋼板表面の粗度などの項目が変化するため一旦決めたモ
デル式のパラメータを通板途中で修正しなければ、付着
量推定誤差を最小に保つことはできない問題があった。
この修正は、実績データから再び回帰計算で求める方法
が必要であるが、実際上は適用されていない。その理由
は、回帰計算を容易に行うために、モデル式の形態を線
形にしなければならないが、付着量と変数(通板速度、
ノズル噴射圧力、鋼板とノズル間距離など)の関係が必
ずしも線形になっていないため、この関係を回帰できる
形態で表そうとはせず、付着量と変数の関係を固有の関
数を用いて修正することによって、精度の高いモデル式
を構築しようとしているからである。このような方法で
は、通板中に鋼板表面の粗度などが変化した場合、モデ
ル式のパラメータを精度よく修正することができず、結
果的には付着量推定誤差を最小に保つことはできない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、通板中
に変化した鋼板表面の粗度、ワイピングガスの圧力分
布、鋼板表面の板温分布などが起これば、目付バラツキ
が発生し、特に目付など製造仕様変更における溶接点近
傍においてはバラツキが大きいという問題があった。本
発明が解決しようとする課題は、元来線形の関係にない
付着量と変数(通板速度、ノズル噴射圧力、鋼板とノズ
ル間距離など)の関係を精度よく回帰できるようにする
ことによって、制御モデル式のパラメータを適宜最適と
なるように修正し、付着量推定モデル式に生じる誤差を
常に最小に保つことである。
【0007】本発明は、このような問題点を克服するた
めのもので、精度の高い回帰計算ができるモデル式の構
築と回帰計算により付着量推定誤差を最小にするような
制御パラメータを設定し、付着量の制御精度を高めるこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】その要旨は、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が
ワイピングノズルを通過した時点のノズル噴射圧力P
a、通板速度Va、および鋼板−ノズル間距離Daか
ら、次なる(1)式 Wc=exp(K0 +K1 ・Pa+K2 ・Va+K3 ・Da) (1) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、制御パラメータ より推定めっき付着量Wcを求める推定付着量算出装置
と、溶融めっき浴より後方に設置された付着量測定装置
と、該推定めっき付着量Wcと該検出めっき付着量Wa
を比較し、推定めっき付着量Wcが検出めっき付着量W
aになるように重回帰計算によって(1)式の制御パラ
メータK0 ,K1 ,K2 ,K3 を修正する制御パラメー
タ学習装置と、この修正した該制御パラメータK0 ,K
1 ,K2 ,K3 と予め設定された標準ノズル噴射圧力P
sから(2)式 Ds=(LnWr−K0 −K1 ・Ps−K2 ・Vn)/K3 (2) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、修正した制御パラメ
ータ の目標めっき付着量Wrの鋼板−ノズル間距離Dsを求
める鋼板−ノズル間距離設定演算装置と、該鋼板−ノズ
ル間距離設定値に基づいてガスワイピングノズル位置を
移動するノズル位置移動駆動調整装置からなる溶融めっ
き鋼板の付着量制御装置である。
【0009】図1は連続溶融めっきラインに付設された
本発明の付着量制御装置を示す。連続溶融めっきライン
は、走行する鋼板さらにNiやCuなどのめっき金属を
施した被めっき鋼板1を亜鉛、錫−鉛、アルミニウムな
どのめっき金属浴2を通過させながら、該鋼板1に密着
した余剰の溶融めっき金属をワイピングノズル3で所定
のめっき付着量に払拭しながら各種のめっき鋼板を製造
する構造に組み立てられている。
【0010】4は、推定付着量算出装置である。推定付
着量算出装置は、鋼板がワイピングノズルを通過した時
点でのめっき操業条件から推定めっき付着量:Wc(g
/m2 )を推定するものであって、ワイピングノズル3
のノズル噴射圧力:Pa(kg/cm2 )、被めっき鋼板1
−ワイピングノズル3間距離:Da(mm) 、被めっき鋼
板1の走行速度Va(mpm )から、(1)式に基づいて
求められる。 Wc=exp(K0 +K1 ・Pa+K2 ・Va+K3 ・Da) (1) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、制御パラメータ
【0011】この場合の、めっき鋼板1の走行速度はめ
っき浴侵入前に設置されたホットブライドルロール5の
回転速度計測装置6、ノズル噴射圧力はワイピングノズ
ル圧力の弁調整装置7、被めっき鋼板1−ワイピングノ
ズル3間距離はワイピングノズル3の上方位置に設置さ
れた変位センサ8によって測定される。現時点の検出め
っき付着量は溶融めっき浴の後方に設置された走行する
めっき鋼板1の付着量測定装置9によって測定される。
推定付着量を算出する(1)式は高精度な回帰を行うた
めに、線形化できるような形式になっている。線形化の
ために、変数はめっき付着量Wcに対する影響の大きい
ことが既知であるノズル噴射圧力Pa、通板速度Va、
鋼板−ノズル間距離Daの独立した3変数に絞り、更
に、最も影響の大きい鋼板−ノズル間距離Daとめっき
付着量Wcの関係は、鋼板−ノズル間距離Daが5〜3
0mm程度の範囲においてノズルが鋼板から離れた領域に
おいてノズル間隔に対する付着量変化率が増大する特性
と、近づいた領域において飽和する特性があるため線形
でないことに対して、指数関数で表現することによって
精度を上げている。さらに付着量と圧力、通板速度の関
係も同様に指数関数を用いて表現すると、(1)式の両
辺を対数にとれば(4)式のように線形化が可能となる
訳である。
【0012】 LnWc=K0 +K1 ・Pa+K2 ・Va+K3 ・Da (4) この時、付着量Wcとノズル噴射圧力Pa、付着量Wc
と通板速度Vaの関係を指数関数で表現することによっ
て、多少の誤差を発生するが、鋼板−ノズル間距離Da
が5〜30mm程度の範囲においては、付着量Wcは鋼板
−ノズル間距離Daによる影響が大きいため、この誤差
は充分小さい。
【0013】10は、制御パラメータ学習装置である。
制御パラメータ学習装置は、被めっき鋼板1がワイピン
グノズルを通過した時点で推定付着量算出装置4で計算
した推定めっき付着量Wcが、付着量測定装置9を通過
した時点で測定した検出めっき付着量Waになるよう
に、重回帰計算することによって、制御パラメータ
0,K1 ,K2 ,K3 を計算する装置である。重回帰
計算は、検出めっき付着量Waを目的変数に、ノズル噴
射圧力Pa、通板速度Va、鋼板−ノズル間距離Daを
説明変数にとり行う。本計算により求まった回帰係数と
定数項を制御パラメータK0 ,K1 ,K2 ,K3 として
更新する。
【0014】11は鋼板−ノズル間距離設定演算装置で
ある。鋼板−ノズル間距離設定演算装置は現時点のめっ
き操業条件から目標のめっき付着量Wrになるための鋼
板−ノズル間距離Dsを計算するものであって、めっき
鋼板1が走行する現時点の速度Vnと、標準ノズル噴射
圧力Psと、目標めっき付着量Wrから、(2)式に基
づいて求められる。 Ds=(LnWr−K0 −K1 ・Ps−K2 ・Vn)/K3 (2) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、修正した制御パラメ
ータ この場合の、制御パラメータK0 ,K1 ,K2 ,K3
制御パラメータ学習装置4によって更新されたもので、
めっき鋼板1の現時点での走行速度Vnはめっき浴侵入
前に設置されたホットブライドルロール5の回転速度計
測装置6により測定され、標準ノズル噴射圧力Psと目
標めっき付着量Wrは、予め与えられている。
【0015】12は、ノズル位置移動駆動調整装置であ
る。ノズル位置移動受動調整装置は、鋼板−ノズル間距
離を、鋼板−ノズル間距離設定演算装置11で求まった
鋼板−ノズル間距離設定値Dsになるように、ノズル位
置を移動するものであり、変位センサ8の実績が鋼板−
ノズル間距離設定値Dsになるよう位置を決めている。
【0016】
【発明の効果】以上、本発明における推定付着量算出装
置と、制御パラメータ学習装置と、鋼板−ノズル間距離
設定装置と、ノズル位置移動駆動調整装置からなる付着
量制御装置によれば、通板途中における鋼板表面の粗度
などの変化により、付着量推定モデル第(1)式に誤差
を生じた場合に、即座に推定めっき付着量と検出めっき
付着量の偏差を最小にすることができ、付着量を精度よ
く制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を連続溶融めっきラインに適用した例を
示す説明図。
【符号の説明】
1 鋼板 2 めっき金属浴 3 ワイピングノズル 4 推定付着量算出装置 5 ホットブライドルロール 6 回転速度計測装置 7 弁調整装置 8 変位センサ 9 付着量測定装置 10 制御パラメータ学習装置 11 鋼板−ノズル間距離設定装置 12 ノズル位置移動駆動調整装置

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がワイピングノズルを通過した
    時点のノズル噴射圧力Pa、通板速度Va、および鋼板
    −ノズル間距離Daから、下記(1)式より推定めっき
    付着量Wcを求める推定付着量算出装置と、溶融めっき
    浴より後方に設置された付着量測定装置と、該推定めっ
    き付着量Wcと該検出めっき付着量Waを比較し、推定
    めっき付着量Wcが検出めっき付着量Waになるように
    重回帰計算によって下記(1)式の制御パラメータ
    0 ,K1 ,K2 ,K3 を修正する制御パラメータ学習
    装置と、この修正した該制御パラメータK0 ,K1 ,K
    2 ,K3 と予め設定された標準ノズル噴射圧力Psから
    下記(2)式の目標めっき付着量Wrの鋼板−ノズル間
    距離Dsを求める鋼板−ノズル間距離設定演算装置と、
    該鋼板−ノズル間距離設定値に基づいてガスワイピング
    ノズル位置を移動するノズル位置移動駆動調整装置から
    構成されていることを特徴とする溶融めっき鋼板の付着
    量制御装置。 Wc=exp(K0 +K1 ・Pa+K2 ・Va+K3 ・Da) (1) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、制御パラメータ Ds=(LnWr−K0 −K1 ・Ps−K2 ・Vn)/K3 (2) 但し、K0 ,K1 ,K2 ,K3 は、修正した制御パラメ
    ータ
JP11014193A 1993-05-12 1993-05-12 溶融めっき鋼板の付着量制御装置 Withdrawn JPH06322504A (ja)

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