JPH07150329A - 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法 - Google Patents
溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法Info
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- JPH07150329A JPH07150329A JP29798493A JP29798493A JPH07150329A JP H07150329 A JPH07150329 A JP H07150329A JP 29798493 A JP29798493 A JP 29798493A JP 29798493 A JP29798493 A JP 29798493A JP H07150329 A JPH07150329 A JP H07150329A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィードフォワード制御を基本としたより精
度の高い溶融亜鉛めっきの合金化度制御法の提案。 【構成】 FeとAlの合金層の量を演算し、亜鉛ポットか
ら合金化炉冷却後までの板温履歴を演算し、これらから
合金化度を予測演算し、該予測演算から目標合金化度と
なる目標板温を求め、該目標板温となるように合金化炉
の操作量及び／又はライン速度を制御する。
度の高い溶融亜鉛めっきの合金化度制御法の提案。 【構成】 FeとAlの合金層の量を演算し、亜鉛ポットか
ら合金化炉冷却後までの板温履歴を演算し、これらから
合金化度を予測演算し、該予測演算から目標合金化度と
なる目標板温を求め、該目標板温となるように合金化炉
の操作量及び／又はライン速度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板を溶融亜鉛めっき
槽で亜鉛めっきした後、この鋼板を最適なFe−Zn合金相
に合金化熱処理する溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方
法に関するものである。
槽で亜鉛めっきした後、この鋼板を最適なFe−Zn合金相
に合金化熱処理する溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板を合金化する従来の
装置および合金化処理方法を図１により説明する。鋼板
２は、焼鈍炉（図示せず）にて熱処理され所定の温度に
冷却調整後、溶融亜鉛ポット１に浸漬される。亜鉛ポッ
ト内には所定温度に保持され、少量のAlを溶解させた溶
融亜鉛が満たされており、鋼板が溶融亜鉛に浸漬される
間に、鋼板表面にてFeとAlとが反応してFe−Al合金層が
形成される。
装置および合金化処理方法を図１により説明する。鋼板
２は、焼鈍炉（図示せず）にて熱処理され所定の温度に
冷却調整後、溶融亜鉛ポット１に浸漬される。亜鉛ポッ
ト内には所定温度に保持され、少量のAlを溶解させた溶
融亜鉛が満たされており、鋼板が溶融亜鉛に浸漬される
間に、鋼板表面にてFeとAlとが反応してFe−Al合金層が
形成される。
【０００３】鋼板は、シンクロール３にて方向転換後、
上方に引き上げられ、ガスワイピング装置４にて所定の
亜鉛付着量に調整後、合金化炉にて熱処理される。一般
に、合金化炉は、加熱帯５、保持帯６、冷却帯８から構
成され、加熱手段として直火式バーナによる方法、誘導
加熱による方法およびその組合わせが知られている。ま
た、加熱帯あるいは保持帯には放射温度計７が設置され
るのが一般的である。但し、一般的には、加熱帯内では
合金化の進行に伴う放射率の変化が激しいため精度良く
板温を測定するのは困難であり、一方、保持帯内の最終
に近い位置では合金化の進行が終了に近く、放射率の変
化が少ないためある程度の精度内での板温計測が可能で
ある。鋼板は、該加熱帯にて所定の温度に加熱し、保持
帯にて保持した後、冷却帯にて冷却される。冷却帯を出
た後、鋼板めっき層の合金化度を合金化度計10にて、め
っき付着量を付着量計11にて測定することが一般になさ
れている。
上方に引き上げられ、ガスワイピング装置４にて所定の
亜鉛付着量に調整後、合金化炉にて熱処理される。一般
に、合金化炉は、加熱帯５、保持帯６、冷却帯８から構
成され、加熱手段として直火式バーナによる方法、誘導
加熱による方法およびその組合わせが知られている。ま
た、加熱帯あるいは保持帯には放射温度計７が設置され
るのが一般的である。但し、一般的には、加熱帯内では
合金化の進行に伴う放射率の変化が激しいため精度良く
板温を測定するのは困難であり、一方、保持帯内の最終
に近い位置では合金化の進行が終了に近く、放射率の変
化が少ないためある程度の精度内での板温計測が可能で
ある。鋼板は、該加熱帯にて所定の温度に加熱し、保持
帯にて保持した後、冷却帯にて冷却される。冷却帯を出
た後、鋼板めっき層の合金化度を合金化度計10にて、め
っき付着量を付着量計11にて測定することが一般になさ
れている。
【０００４】一般に、適正な合金層とは、めっき層中の
Fe濃度（合金化度）が約９〜11％程度のものとされてお
り、過合金（高Fe濃度）や合金不足（低Fe濃度）となら
ずに適正な合金化処理を行うことが重要である。従来、
この合金化制御方法として、特開昭57−185966号公報、
特公平１−44782 号公報、特開平４−218654号公報及び
特開平１−252761号公報に記載の方法が知られている。
Fe濃度（合金化度）が約９〜11％程度のものとされてお
り、過合金（高Fe濃度）や合金不足（低Fe濃度）となら
ずに適正な合金化処理を行うことが重要である。従来、
この合金化制御方法として、特開昭57−185966号公報、
特公平１−44782 号公報、特開平４−218654号公報及び
特開平１−252761号公報に記載の方法が知られている。
【０００５】特開昭57−185966号公報では、めっき層の
表面が合金化する時に放射率が急激に変化することを利
用し、合金化炉内および合金化炉を出た位置にて輻射エ
ネルギーを測定し、炉温や通板速度を制御することによ
り合金化炉内の亜鉛めっき鋼板の合金化位置を制御して
いる。また特公平１−44782 号公報では、めっき層の表
面が合金化する時にめっき面の反射光強度が急激に変化
することを利用し、合金化炉内の複数位置で反射光強度
を測定し、炉温、通板速度、亜鉛浴成分のいずれかを調
整し炉内の亜鉛めっき鋼板の合金化位置を制御してい
る。
表面が合金化する時に放射率が急激に変化することを利
用し、合金化炉内および合金化炉を出た位置にて輻射エ
ネルギーを測定し、炉温や通板速度を制御することによ
り合金化炉内の亜鉛めっき鋼板の合金化位置を制御して
いる。また特公平１−44782 号公報では、めっき層の表
面が合金化する時にめっき面の反射光強度が急激に変化
することを利用し、合金化炉内の複数位置で反射光強度
を測定し、炉温、通板速度、亜鉛浴成分のいずれかを調
整し炉内の亜鉛めっき鋼板の合金化位置を制御してい
る。
【０００６】また特開平４−218654号公報では、めっき
層の表面が合金化する時に放射率が急激に変化すること
を利用し、炉内に３個以上の放射型板温計を配置して板
温を測定し、隣接板温計の指示値平均間の差を求め、差
が基準値以下に初めてなる板温計の位置を合金化完了位
置とし、その位置の板温指示値平均と制御用板温計の指
示平均値が一致するように合金化炉の燃料流量を制御し
ている。
層の表面が合金化する時に放射率が急激に変化すること
を利用し、炉内に３個以上の放射型板温計を配置して板
温を測定し、隣接板温計の指示値平均間の差を求め、差
が基準値以下に初めてなる板温計の位置を合金化完了位
置とし、その位置の板温指示値平均と制御用板温計の指
示平均値が一致するように合金化炉の燃料流量を制御し
ている。
【０００７】また特開平１−252761号公報では、板温計
と、通板速度、亜鉛付着量、めっき浴中Al濃度から目標
板温を設定する設定器と、板温計指示値と目標板温との
偏差に応じバーナ燃焼量の調整装置と、燃料調整装置操
作端からなる板温制御装置が示されている。
と、通板速度、亜鉛付着量、めっき浴中Al濃度から目標
板温を設定する設定器と、板温計指示値と目標板温との
偏差に応じバーナ燃焼量の調整装置と、燃料調整装置操
作端からなる板温制御装置が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来例においては、それぞれ次のような問題があった。
まず特開昭57−185966号公報、特公平１−44782 号公報
及び特開平４−218654号公報について、 （１） 合金化処理に影響を及ぼす因子（板温、亜鉛付
着量、保持時間、亜鉛ポット中Al濃度等）が多く、また
因子が互いに影響し合っているため、合金化炉内での適
正処理条件を予め明らかにするのが困難であった。 （２） （１）項の如く、操業条件（鋼種、亜鉛付着
量、ライン速度等）の変更に対し、予め適正な処理条件
に設定するのが困難なため、従来例の制御方法は、いわ
ゆるフィードバック（FB）制御であり操業条件変更後、
変更した鋼板位置が炉内の測定位置を通過するまで及び
通過後から制御を開始し操作量が変更されるまでの間
は、合金化熱処理を適正に行えない。
従来例においては、それぞれ次のような問題があった。
まず特開昭57−185966号公報、特公平１−44782 号公報
及び特開平４−218654号公報について、 （１） 合金化処理に影響を及ぼす因子（板温、亜鉛付
着量、保持時間、亜鉛ポット中Al濃度等）が多く、また
因子が互いに影響し合っているため、合金化炉内での適
正処理条件を予め明らかにするのが困難であった。 （２） （１）項の如く、操業条件（鋼種、亜鉛付着
量、ライン速度等）の変更に対し、予め適正な処理条件
に設定するのが困難なため、従来例の制御方法は、いわ
ゆるフィードバック（FB）制御であり操業条件変更後、
変更した鋼板位置が炉内の測定位置を通過するまで及び
通過後から制御を開始し操作量が変更されるまでの間
は、合金化熱処理を適正に行えない。
【０００９】次に特開平１−252761号公報について、 （１） 目標板温をめっき浴中Al濃度、亜鉛付着量、ラ
イン速度から関係式によって求められているが、適正な
合金化熱処理を行うためには、さらに、めっき浴の温
度、めっき浴への侵入板温、加熱速度も重要であり、こ
れらを考慮して目標板温を決める必要がある。 （２） 板温計の出力信号と目標板温設定器の出力信号
とを比較し、その偏差に応じてバーナの燃焼量を調整す
るようにしているため、前記（２）項と同様に、いわゆ
るフィードバック（FB）制御であり、操業条件変更後操
作量が変更されるまでの間は、合金化熱処理を適正に行
えない。という問題があった。
イン速度から関係式によって求められているが、適正な
合金化熱処理を行うためには、さらに、めっき浴の温
度、めっき浴への侵入板温、加熱速度も重要であり、こ
れらを考慮して目標板温を決める必要がある。 （２） 板温計の出力信号と目標板温設定器の出力信号
とを比較し、その偏差に応じてバーナの燃焼量を調整す
るようにしているため、前記（２）項と同様に、いわゆ
るフィードバック（FB）制御であり、操業条件変更後操
作量が変更されるまでの間は、合金化熱処理を適正に行
えない。という問題があった。
【００１０】本発明は、フィードフォワード制御を基本
とし、これに必要に応じてフィードバック制御あるいは
学習制御を加味することにより、より精度の高い合金化
度制御を行うことのできる溶融亜鉛めっき鋼板の合金化
制御方法を提案することを目的とするものである。
とし、これに必要に応じてフィードバック制御あるいは
学習制御を加味することにより、より精度の高い合金化
度制御を行うことのできる溶融亜鉛めっき鋼板の合金化
制御方法を提案することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】実験的に検討した結果、
適正な合金化熱処理は、亜鉛ポット侵入板温Ｔs,O 、亜
鉛ポット温度ＴZn、亜鉛ポット中Al濃度ＣAl、ライン速
度LS、亜鉛付着量ＷZn、板温ヒートパターン（加熱速
度、保持温度、保持時間、冷却速度）、鋼種Ｎにより影
響を受けることが明らかになった。
適正な合金化熱処理は、亜鉛ポット侵入板温Ｔs,O 、亜
鉛ポット温度ＴZn、亜鉛ポット中Al濃度ＣAl、ライン速
度LS、亜鉛付着量ＷZn、板温ヒートパターン（加熱速
度、保持温度、保持時間、冷却速度）、鋼種Ｎにより影
響を受けることが明らかになった。
【００１２】また、亜鉛ポット中で起こる鋼板表面での
浴中Alとの反応により形成されるFe−Al合金層が、合金
化の進行速度に影響することが知られている。さらに、
板温としては、単に保持温度だけでなく、亜鉛ポットに
入る時点から合金化炉冷却帯後の板温履歴が重要であ
る。本発明は、上記の観点から、前記問題点を解決する
ためになされたものである。
浴中Alとの反応により形成されるFe−Al合金層が、合金
化の進行速度に影響することが知られている。さらに、
板温としては、単に保持温度だけでなく、亜鉛ポットに
入る時点から合金化炉冷却帯後の板温履歴が重要であ
る。本発明は、上記の観点から、前記問題点を解決する
ためになされたものである。
【００１３】第１の発明は、FeとAlの合金層の量を演算
し、かつ亜鉛ポットに入る時点から合金化炉の冷却後ま
での板温履歴を演算し、これらから合金化度を予測演算
し、該予測演算により目標合金化度となる目標板温を求
め、該目標板温となるように合金化炉の操作量及び／又
はライン速度を制御するようにしたので、より適正な合
金化熱処理を、操業条件の変更に応じて予め操作量を変
更して行えるいわゆるフィードフォワード制御が可能と
なった。
し、かつ亜鉛ポットに入る時点から合金化炉の冷却後ま
での板温履歴を演算し、これらから合金化度を予測演算
し、該予測演算により目標合金化度となる目標板温を求
め、該目標板温となるように合金化炉の操作量及び／又
はライン速度を制御するようにしたので、より適正な合
金化熱処理を、操業条件の変更に応じて予め操作量を変
更して行えるいわゆるフィードフォワード制御が可能と
なった。
【００１４】また、第２の発明は、第１の発明に加え
て、合金化炉出側に設けられた合金化度計の指示する合
金化度が、目標合金化度となるよう合金化炉の操作量及
び／又はライン速度を制御するようにしたので、いわゆ
るフィードフォワード制御における予測誤差及び１つの
コイル内での鋼板素材のバラツキに起因する合金化度の
バラツキを補正して１つのコイル全長にわたって適正な
合金化熱処理を行えるようになった。
て、合金化炉出側に設けられた合金化度計の指示する合
金化度が、目標合金化度となるよう合金化炉の操作量及
び／又はライン速度を制御するようにしたので、いわゆ
るフィードフォワード制御における予測誤差及び１つの
コイル内での鋼板素材のバラツキに起因する合金化度の
バラツキを補正して１つのコイル全長にわたって適正な
合金化熱処理を行えるようになった。
【００１５】また、第３の発明は、第１の発明に加え
て、合金化炉に設置した板温計の指示板温により板温履
歴演算の係数を学習するとともに、合金化炉出側の合金
化度計の指示合金化度により、合金化度演算の係数を学
習するようにしたのでフィードフォワード制御における
予測精度をさらに向上することができる。
て、合金化炉に設置した板温計の指示板温により板温履
歴演算の係数を学習するとともに、合金化炉出側の合金
化度計の指示合金化度により、合金化度演算の係数を学
習するようにしたのでフィードフォワード制御における
予測精度をさらに向上することができる。
【００１６】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。 （１）まず第１の発明について説明する。 （Ａ）鋼板が亜鉛浴中に侵入してから出るまでの間に、
溶中のAlによって鋼板表面に生成するFe−Al合金層の量
ＷAlは、ＴS,O 、ＴZn、ＣAl、LSおよび鋼種Ｎによって
変わり、それぞれ図２、３、４、５の関係がある。例え
ば、図２〜５に示される関係からＷAlは鋼種毎に（１）
式で求めることができる。
溶中のAlによって鋼板表面に生成するFe−Al合金層の量
ＷAlは、ＴS,O 、ＴZn、ＣAl、LSおよび鋼種Ｎによって
変わり、それぞれ図２、３、４、５の関係がある。例え
ば、図２〜５に示される関係からＷAlは鋼種毎に（１）
式で求めることができる。
【００１７】 ＷAl＝ｆ（ＴS,O 、ＴZn、ＣAl、LS） …… （１）式 また、鋼種、亜鉛付着量、ライン速度、亜鉛ポットを出
てからの板温履歴を概略同一にし、亜鉛ポット中Al濃
度、亜鉛ポット温度などを変えてFe−Alの合金層の量を
変化させた場合の合金化度を調べた結果、例えば図６の
関係が得られる。図６から、ＷAlと合金化度ＣFeとの間
には、ある一定の関係があることがわかる。すなわち、
合金化度に影響する因子のうち亜鉛ポット侵入板温Ｔ
S,o 、亜鉛ポット温度、ＴZn、亜鉛ポット中Al濃度、Ｃ
Alは主にFe−Al合金層の量ＷAlを評価することにより考
慮できる。
てからの板温履歴を概略同一にし、亜鉛ポット中Al濃
度、亜鉛ポット温度などを変えてFe−Alの合金層の量を
変化させた場合の合金化度を調べた結果、例えば図６の
関係が得られる。図６から、ＷAlと合金化度ＣFeとの間
には、ある一定の関係があることがわかる。すなわち、
合金化度に影響する因子のうち亜鉛ポット侵入板温Ｔ
S,o 、亜鉛ポット温度、ＴZn、亜鉛ポット中Al濃度、Ｃ
Alは主にFe−Al合金層の量ＷAlを評価することにより考
慮できる。
【００１８】（Ｂ）また、合金化処理にとって、板温履
歴を正確に把握することは重要である。板温は、Ｔ
S,O で亜鉛ポットに侵入後、温度ＴZnの溶融亜鉛と熱交
換して亜鉛ポット出にてＴS,1 、その後、亜鉛付着量
調整用のガスワイピングによりＴS,2 に冷却され、次
に、加熱帯にてＴS,3 に加熱され、保持帯にてＴS,4
にて保持され、冷却帯にてＴS,5 に冷却されるという
履歴を経る。
歴を正確に把握することは重要である。板温は、Ｔ
S,O で亜鉛ポットに侵入後、温度ＴZnの溶融亜鉛と熱交
換して亜鉛ポット出にてＴS,1 、その後、亜鉛付着量
調整用のガスワイピングによりＴS,2 に冷却され、次
に、加熱帯にてＴS,3 に加熱され、保持帯にてＴS,4
にて保持され、冷却帯にてＴS,5 に冷却されるという
履歴を経る。
【００１９】以下に、一例として、板温を求める方法を
述べる。 亜鉛ポット内での板温 これは、溶融亜鉛中を通過する平板の熱伝達として
（２）式を用い、時間ｔ＝０〜ｔ1 の間の板温を求めら
れる。（ｔ＝ｔ1 でＴS ＝ＴS,1 ）
述べる。 亜鉛ポット内での板温 これは、溶融亜鉛中を通過する平板の熱伝達として
（２）式を用い、時間ｔ＝０〜ｔ1 の間の板温を求めら
れる。（ｔ＝ｔ1 でＴS ＝ＴS,1 ）
【００２０】
【数１】
【００２１】なお、一般的な操業条件では、αZnが大き
く、ＴS,1 〜ＴZnと見なしてもよい。 ガスワイピングによる冷却 これは、衝突する２次元噴流と平板との熱伝達として
（３）式を用い、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 間の板温を求めら
れる。（ｔ＝ｔ2 でＴS ＝ＴS,2 ）
く、ＴS,1 〜ＴZnと見なしてもよい。 ガスワイピングによる冷却 これは、衝突する２次元噴流と平板との熱伝達として
（３）式を用い、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ2 間の板温を求めら
れる。（ｔ＝ｔ2 でＴS ＝ＴS,2 ）
【００２２】
【数２】
【００２３】合金化炉加熱帯における加熱 加熱方式として、一般的に誘導加熱、直火式バーナによ
る加熱、それらの組合せが用いられており、加熱方式に
より計算の方法が異なるが、ここでは誘導加熱の場合を
例にとって述べる。誘導加熱方式の場合、電圧Ｖを設定
して鋼板への入熱量を制御するのが一般的であるが、誘
導加熱の原理上、電圧と入熱量との関係は、鋼板の板
厚、板幅によって変わり、例えば図７の関係がある。こ
の関係を予め調査し、求めておくことにより、（４）式
によって板温をＴS,2 からＴS,3 に加熱する場合の電圧
Ｖを求められる。（ｔ＝ｔ3 でＴS ＝ＴS,3 ） Ｖ＝ｆ（ＤS 、ＷS 、入熱量、φ） …… （４）式 ｔ3 ＝ｔ2 ＋ｌHS／LS ここで、ＷS ：板幅 ｌHS：加熱帯長さ φ ：学習係数 入熱量＝ρS ・ＤS ・ＷS ・ＣPS・LS・（ＴS −
ＴS,2 ）・（ｔ−ｔ2 ） 逆に、（４）式を使用して、電圧から時間ｔ＝ｔ2 〜ｔ
3 の板温を求められる。 保持帯 保持帯においては、ほぼ加熱帯出側板温ＴS,3 に保持さ
れるが、下式で求められる。（ｔ＝ｔ4 でＴS ＝
ＴS,4 ）
る加熱、それらの組合せが用いられており、加熱方式に
より計算の方法が異なるが、ここでは誘導加熱の場合を
例にとって述べる。誘導加熱方式の場合、電圧Ｖを設定
して鋼板への入熱量を制御するのが一般的であるが、誘
導加熱の原理上、電圧と入熱量との関係は、鋼板の板
厚、板幅によって変わり、例えば図７の関係がある。こ
の関係を予め調査し、求めておくことにより、（４）式
によって板温をＴS,2 からＴS,3 に加熱する場合の電圧
Ｖを求められる。（ｔ＝ｔ3 でＴS ＝ＴS,3 ） Ｖ＝ｆ（ＤS 、ＷS 、入熱量、φ） …… （４）式 ｔ3 ＝ｔ2 ＋ｌHS／LS ここで、ＷS ：板幅 ｌHS：加熱帯長さ φ ：学習係数 入熱量＝ρS ・ＤS ・ＷS ・ＣPS・LS・（ＴS −
ＴS,2 ）・（ｔ−ｔ2 ） 逆に、（４）式を使用して、電圧から時間ｔ＝ｔ2 〜ｔ
3 の板温を求められる。 保持帯 保持帯においては、ほぼ加熱帯出側板温ＴS,3 に保持さ
れるが、下式で求められる。（ｔ＝ｔ4 でＴS ＝
ＴS,4 ）
【００２４】
【数３】
【００２５】冷却帯 冷却帯は、ガスジェット冷却あるいはミスト冷却方式の
冷却が一般的であり、下式にて板温が求められる。（ｔ
＝ｔ5 でＴS ＝ＴS,5 ）
冷却が一般的であり、下式にて板温が求められる。（ｔ
＝ｔ5 でＴS ＝ＴS,5 ）
【００２６】
【数４】
【００２７】（Ｃ）次に、合金化度（Fe濃度）を計算す
る方法の一例を示す。合金化していく現象は、概略次の
ように考えられる。 鋼板が亜鉛ポットに浸漬中は、主に、Fe−Al合金層が
鋼板と亜鉛との界面で生成し、このFe−Al合金層は、Fe
とZnとの合金相の形成（合金化）の開始を遅延させる。 鋼板が亜鉛ポットを出てから、鋼板とめっき層との界
面からFe−Znの合金相の核が発生する。 合金相の核が発生した後、その（結晶）核が成長する
ことによりめっき層全体がFe−Zn合金相となり、合金化
が完了する。
る方法の一例を示す。合金化していく現象は、概略次の
ように考えられる。 鋼板が亜鉛ポットに浸漬中は、主に、Fe−Al合金層が
鋼板と亜鉛との界面で生成し、このFe−Al合金層は、Fe
とZnとの合金相の形成（合金化）の開始を遅延させる。 鋼板が亜鉛ポットを出てから、鋼板とめっき層との界
面からFe−Znの合金相の核が発生する。 合金相の核が発生した後、その（結晶）核が成長する
ことによりめっき層全体がFe−Zn合金相となり、合金化
が完了する。
【００２８】これらから下式により合金化度を求める。
【００２９】
【数５】
【００３０】また、ＣFe（Ｘ，θ）は下式を、一般の差
分化した数値計算により求める。ＣFe＝０、ただしθ＜
Ｓ
分化した数値計算により求める。ＣFe＝０、ただしθ＜
Ｓ
【００３１】
【数６】
【００３２】ここで、ＤFeは拡散係数であり下式のよう
に鋼板温度ＴS の関数である。 ＤFe＝ＤFe 0 exp （−Ｅ／Ｒ・ＴS ） …… （９）式 ＤFe 0 ：拡散係数の定数 Ｅ ：活性化エネルギー Ｒ ：ガス定数 さらに（８）式のＳは、鋼板がめっき浴を出てから鋼板
〜めっき界面に核が発生するまでの時間を表わし、下式
にて求める。
に鋼板温度ＴS の関数である。 ＤFe＝ＤFe 0 exp （−Ｅ／Ｒ・ＴS ） …… （９）式 ＤFe 0 ：拡散係数の定数 Ｅ ：活性化エネルギー Ｒ ：ガス定数 さらに（８）式のＳは、鋼板がめっき浴を出てから鋼板
〜めっき界面に核が発生するまでの時間を表わし、下式
にて求める。
【００３３】Ｓ＝ｆ（Ｎ、ＷAl、Ｌ） ……（10）式 ここで、 Ｎ ：鋼種 ＷAl：Fe−Al合金層の量 Ｌ ：学習係数 以上は、一例であって、θ、ＴS 、ＷAl、ＸO 、Ｎなど
を考慮した回帰式であっても良く、また、より厳密化し
た式であってもよい。
を考慮した回帰式であっても良く、また、より厳密化し
た式であってもよい。
【００３４】以上のような関係式を使用することによ
り、図８に示すフローチャートに従って合金化制御を行
う。 （２）次に第２の発明について説明する。図１に示した
合金化度計10の指示値 mFeが目標合金化度 OFeに一致す
るように合金化炉操作量及び／又はライン速度を微調整
する。
り、図８に示すフローチャートに従って合金化制御を行
う。 （２）次に第２の発明について説明する。図１に示した
合金化度計10の指示値 mFeが目標合金化度 OFeに一致す
るように合金化炉操作量及び／又はライン速度を微調整
する。
【００３５】この場合の合金化炉操作量の変更量ΔＶ、
ライン速度の変更量ΔLSの決定として、大きく２つの方
法が考えられる。１つは、最も単純なフィードバック方
法であり、例えば ΔＶ＝ａ・ΔFe＋ｂ ＝ａ・（ mFe− OFe）＋ｂ …… （11）式 ΔLS＝Ｃ・ΔFe＋ｄ ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数 により変更量を決める。ただし、この方法では、フィー
ドバック精度を上げるためには、定数をライン速度、亜
鉛付着量、到達板温レベルによって変える必要があるこ
となどの理由から、現実的には精度向上が難しいという
問題がある。
ライン速度の変更量ΔLSの決定として、大きく２つの方
法が考えられる。１つは、最も単純なフィードバック方
法であり、例えば ΔＶ＝ａ・ΔFe＋ｂ ＝ａ・（ mFe− OFe）＋ｂ …… （11）式 ΔLS＝Ｃ・ΔFe＋ｄ ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数 により変更量を決める。ただし、この方法では、フィー
ドバック精度を上げるためには、定数をライン速度、亜
鉛付着量、到達板温レベルによって変える必要があるこ
となどの理由から、現実的には精度向上が難しいという
問題がある。
【００３６】また、もう一つとして、第１の発明に示し
た計算方法を用いてΔＶ、ΔLSを決定する方法がある。
具体的には、 図９に示すフローにより、合金化度計指示値 mFeの鋼
板位置が処理された操業条件下での合金化度を計算す
る。 変更する操作量（Ｖ及び／又はLS）を変更（±ΔＶ、
±ΔLS）してと同様に合金化度を計算する。
た計算方法を用いてΔＶ、ΔLSを決定する方法がある。
具体的には、 図９に示すフローにより、合金化度計指示値 mFeの鋼
板位置が処理された操業条件下での合金化度を計算す
る。 変更する操作量（Ｖ及び／又はLS）を変更（±ΔＶ、
±ΔLS）してと同様に合金化度を計算する。
【００３７】、の結果から、操作量を変更した場
合の合金化度の影響度（∂Ｖ／∂Fe）、（∂LS／∂Fe）
を求める。 ΔＶ＝（∂Ｖ／∂Fe）・ΔFe、ΔLS＝（∂LS／∂Fe）
・ΔFeより変更量を求めることによって決定する。 （３）次に第３の発明について説明する。
合の合金化度の影響度（∂Ｖ／∂Fe）、（∂LS／∂Fe）
を求める。 ΔＶ＝（∂Ｖ／∂Fe）・ΔFe、ΔLS＝（∂LS／∂Fe）
・ΔFeより変更量を求めることによって決定する。 （３）次に第３の発明について説明する。
【００３８】これは第１の発明の制御精度を向上するた
め、計算式を補正する学習係数を求め、制御に反映させ
るものである。板温履歴計算の学習としては、板温を制
御できかつ最も影響の大きい合金化炉加熱帯、即ち
（４）式の学習係数φを対象とする。具体的には、 実績値から、板温履歴を計算する。
め、計算式を補正する学習係数を求め、制御に反映させ
るものである。板温履歴計算の学習としては、板温を制
御できかつ最も影響の大きい合金化炉加熱帯、即ち
（４）式の学習係数φを対象とする。具体的には、 実績値から、板温履歴を計算する。
【００３９】板温計指示値の位置の板温計算値が該指
示値に一致するようなφを求める。ことによる。また、
合金化度計算の学習としては、例えば（10）式の学習係
数Ｌを対象とする。具体的には、 実績値及び上記φを用いて合金化度を計算する。
示値に一致するようなφを求める。ことによる。また、
合金化度計算の学習としては、例えば（10）式の学習係
数Ｌを対象とする。具体的には、 実績値及び上記φを用いて合金化度を計算する。
【００４０】合金化度計指示値と計算値とが一致する
ようにＬを求める。ことによる。なお、学習係数として
Ｌ以外に（９）式のＤFe 0 を学習してもよい。
ようにＬを求める。ことによる。なお、学習係数として
Ｌ以外に（９）式のＤFe 0 を学習してもよい。
【００４１】
【実施例】図１に示す構成の溶融亜鉛めっき合金化設備
を使用して表１の操業範囲で第１の発明に対応した合金
化制御を実施した。
を使用して表１の操業範囲で第１の発明に対応した合金
化制御を実施した。
【００４２】
【表１】
【００４３】その結果、表２に示すように未合金化（生
焼け）がなく、パウダリング発生率も減少し、品質の良
い製品が安定して製造可能である。
焼け）がなく、パウダリング発生率も減少し、品質の良
い製品が安定して製造可能である。
【００４４】
【表２】
【００４５】また、第１の発明に加え第２の発明のフィ
ードバック制御を実施した結果、１つのコイル内のFe濃
度のバラツキは目標値に対し、σ＝ 0.5wt％（フィード
バックなし）からσ＝ 0.3wt％（フィードバックあり）
に低減し、品質が安定化した。また、第１の発明に加え
第３の発明の学習制御を実施した結果、目標Fe濃度に対
するFe濃度のバラツキはσ＝ 0.6wt％（学習なし）から
σ＝ 0.4wt％（学習あり）に低減し、パウダリング発生
率も低下した。
ードバック制御を実施した結果、１つのコイル内のFe濃
度のバラツキは目標値に対し、σ＝ 0.5wt％（フィード
バックなし）からσ＝ 0.3wt％（フィードバックあり）
に低減し、品質が安定化した。また、第１の発明に加え
第３の発明の学習制御を実施した結果、目標Fe濃度に対
するFe濃度のバラツキはσ＝ 0.6wt％（学習なし）から
σ＝ 0.4wt％（学習あり）に低減し、パウダリング発生
率も低下した。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、操業条件から合金化度を予測
し合金化制御を行うようにしたため操業条件が変化する
場合にも、未合金化の発生なくかつパウダリング発生率
の非常に低い合金化鋼板を製造できるようになり、歩留
りの向上、品質向上、生産能率の向上という効果が得ら
れた。
し合金化制御を行うようにしたため操業条件が変化する
場合にも、未合金化の発生なくかつパウダリング発生率
の非常に低い合金化鋼板を製造できるようになり、歩留
りの向上、品質向上、生産能率の向上という効果が得ら
れた。
【図１】合金化設備構成を示す説明図。
【図２】Fe−Al合金層量と亜鉛ポット侵入板温との関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図３】Fe−Al合金層量と亜鉛ポット温度との関係を示
すグラフ
すグラフ
【図４】Fe−Al合金層量と亜鉛ポット中Al濃度との関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図５】Fe−Al合金層量とライン速度との関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図６】Fe−Al合金層量と合金化度との関係を示すグラ
フ。
フ。
【図７】加熱帯での板への入熱量と電圧との関係。
【図８】第１発明の制御フロー図。
【図９】第２発明の附隨的制御フロー図。
１ 亜鉛ポット ２ 鋼板 ３ シンクロール ４ ワイピングノズル ５ 合金化炉加熱帯 ６ 合金化炉保持帯 ７ 板温計 ８ 合金化炉冷却帯 ９ トップロール 10 合金化度計 11 付着量計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原 眞博 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 亀谷 岳文 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (3)
- 【請求項１】 鋼板を少量のAlを溶解させた溶融亜鉛浴
に浸し、所望の厚みに亜鉛付着量を調整後、合金化炉に
て熱処理することにより所望の合金化度（鉄濃度）に制
御する際に、合金化炉操作量及びライン速度を仮定し、
FeとAlの合金層の量を演算し、かつ亜鉛ポットに入る時
点から合金化炉での冷却後までの板温履歴を演算し、こ
れらから合金化度を予測演算し、該予測演算により目標
合金化度となる目標板温を求め、該目標板温となるよう
に合金化炉の操作量及び／又はライン速度を制御するこ
とを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の合金化制御方法に加え、
合金化炉出側に設けられた合金化度計の指示する合金化
度が目標合金化度となるよう合金化炉の操作量及び／又
はライン速度を制御することを特徴とする溶融亜鉛めっ
き鋼板の合金化制御方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の合金化制御方法に加え、
合金化炉に設置した板温計の指示板温により、板温履歴
演算の係数を学習するとともに、合金化炉出側の合金化
度計の指示合金化度により、合金化度演算の係数を学習
することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29798493A JP3175802B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29798493A JP3175802B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150329A true JPH07150329A (ja) | 1995-06-13 |
| JP3175802B2 JP3175802B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=17853635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29798493A Expired - Fee Related JP3175802B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175802B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015709A1 (de) * | 1997-09-24 | 1999-04-01 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Verfahren zur regelung eines 'galvannealing'-prozesses |
| KR20040036110A (ko) * | 2002-10-23 | 2004-04-30 | 주식회사 포스코 | 연속 전기도금에서의 아연-철 합금강판의 철 합금화 제어방법 |
| CN114242179A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 中冶赛迪重庆信息技术有限公司 | 精炼合金元素收得率预测方法、系统、电子设备及介质 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29798493A patent/JP3175802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999015709A1 (de) * | 1997-09-24 | 1999-04-01 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh | Verfahren zur regelung eines 'galvannealing'-prozesses |
| KR20040036110A (ko) * | 2002-10-23 | 2004-04-30 | 주식회사 포스코 | 연속 전기도금에서의 아연-철 합금강판의 철 합금화 제어방법 |
| CN114242179A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 中冶赛迪重庆信息技术有限公司 | 精炼合金元素收得率预测方法、系统、电子设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3175802B2 (ja) | 2001-06-11 |
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|---|---|---|---|
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